JP7465749B2 - 平ベルト伝動システム - Google Patents

Description

本発明は、蛇行制御プーリを有する平ベルト伝動システムに関する。

従来、平ベルトを用いた伝動システムにおいては、平ベルトが走行中に蛇行したり、プーリの片側に寄って片寄り走行したりすることがある。これは、平ベルトが、他の平ベルトに比べて、プーリ軸の正規位置からのずれや、軸荷重の変化によるプーリ軸のたわみ、プーリの揺れなどに敏感なためである。このような蛇行及び片寄り走行を防ぐために、平ベルトの蛇行を防止する平ベルト蛇行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２のように、ワンウェイクラッチを有する蛇行制御プーリが知られている。

特開２００５-１２１２０５号公報 特許第６４１２２９３号公報

送風機などのファンを有する平ベルト伝動システムでは、風などでファンが逆方向に回転（以下、逆転という）することがある。このような場合、上述したように、平ベルトはプーリからずれやすく、逆転すると平ベルトが蛇行する方向に動き、平ベルトがプーリのフランジに接触し、ベルト側面を損傷する。また、場合によっては、平ベルトがフランジに乗り上げてプーリから脱落してしまうおそれがある。

また、特許文献２のようなワンウェイクラッチを設けなくても逆転による脱落を防止できる簡易なものが求められている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造で確実に逆回転におけるベルトの脱落を阻止できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、逆回転時に平ベルトの脱落を防止する脱落防止部材を蛇行制御デバイスに設けた。

具体的には、第１の発明の平ベルト伝動システムは、
駆動プーリと、
従動プーリと、
上記駆動プーリ及び上記従動プーリに掛けられる平ベルトと、
上記平ベルトに当接し、正転時にプーリ軸の傾きを調整して該平ベルトの蛇行を制御する蛇行制御プーリとを備え、
上記蛇行制御プーリを回転可能に支持する蛇行制御デバイスと、上記従動プーリとの間には、逆転時に上記平ベルトの側面に当接し、該平ベルトの脱落を防止する脱落防止部材が設けられている。

通常、蛇行制御プーリは、正転時にプーリ軸の傾きを調整して平ベルトの蛇行を防止する蛇行防止機能を発揮する。しかし、強風などによりファンが逆回転するような逆転時には、構造上、その機能を発揮できず、蛇行制御プーリが一方向に傾いたままとなり、そこを起点にベルト位置がずれていき、最終的に脱落に至る。しかし、上記の構成によると、逆転時に脱落しようとする平ベルトの側面に脱落防止部材が当接してそれ以上の脱落方向への移動を阻止するので、逆転時でも平ベルトが脱落しない。さらに平ベルトが逆方向に回転しようとするときには、平ベルトの幅剛性以上の荷重になると、平ベルトが幅方向に座屈し、脱落防止部材との接触面積が増加することで抵抗となり、最終的には平ベルトが停止する。脱落防止部材は、蛇行制御デバイスに設けられていてもよいし、別体に設けられていてもよい。

第２の発明では、第１の発明において、
上記従動プーリの軸に垂直な方向から見たときに、上記脱落防止部材の上記平ベルトの側面との接触面が上記平ベルトにおける正転時の正常な位置での側面から５ｍｍ以下だけ離れており、該平ベルトの正常な位置では、該平ベルトの側面と上記脱落防止部材とは、接触しないように構成されている。

上記の構成によると、平ベルトを正転時には脱落防止部材には接触させないようにしながら、逆転時には接触させ、ベルト位置がそれ以上脱落方向に移動しないようにすることができる。このため、必要なときだけ平ベルトの側面が脱落防止部材に接触するので、平ベルトの耐久性が低下しにくい。なお、正転時の正常な位置とは、平ベルトが蛇行していない（ずれていない）走行位置を意味する。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記脱落防止部材には、上記平ベルトが当接する部分に対応して溝部が形成されている。

上記の構成によると、溝の側面方向にも平ベルトが移動しにくくなるので、平ベルトの脱落防止効果が向上する。なお、溝は、正転時の平ベルトの走行時に、溝の側面に平ベルトが接触しないように設けられるのが望ましい。

以上説明したように、本発明によれば、逆転時に脱落防止部材が平ベルトの側面に当接するようにしたことにより、簡単な構造で確実に逆回転におけるベルトの脱落を阻止できる。

本発明の実施形態に係るベルト伝動システムの概要を示す斜視図である。 逆転時のベルト伝動システムの概要を示す側面図である。 正転時のベルト伝動システムの概要を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１～図３は、本発明の実施形態に係る平ベルト伝動システム１を示す。各図において、正転方向を矢印Ｆで示し、逆転方向を矢印Ｒで示す。

この平ベルト伝動システム１は、詳しくは図示しないが、例えば冷却塔、送風機等の駆動システムとして用いられ、電動モータ等のアクチュエータに駆動される駆動プーリ２と、ファン等の回転軸に連結された従動プーリ３と、これらに掛けられる平ベルト６とを備えている。この平ベルト伝動システム１は、送風機に限定されず、空調機、コンプレッサーなどにも用いられる。特にエンジンの出力軸に取り付けられるベルト伝動システムと違って回転変動がない、又はほとんどないものを対象とする。平ベルト６は、例えば、厚さ方向中心に心線を備え、この心線が上ゴム及び底ゴムによって挟持されているような構造とする。しかし、平ベルト６の種類は特に限定されず、材質等も特に限定されず、走行時に蛇行しやすいベルトも対象となり得る。

本実施形態の平ベルト伝動システム１は、上記平ベルト６の伝動面に当接する蛇行制御プーリ５の傾きを調整して平ベルト６の蛇行を制御する蛇行制御デバイス４を備えている。この蛇行制御デバイス４は、送風機などに取り付けられるベース部４ａと、このベース部４ａの一端のアーム支持軸４ｂに揺動可能に支持されるテンションアーム４ｃとを備え、このテンションアーム４ｃに上記蛇行制御プーリ５を回転可能に支持するプーリ軸７が設けられている。蛇行制御プーリ５は、図示しないベアリングを介してプーリ軸７に回転可能に支持されている。詳しい説明は省略する（上記特許文献１及び２参照）が、このプーリ軸７に直交するピンを中心に傾動させてプーリ軸７の傾きを調整することで、平ベルト６の蛇行修正が行われるようになっている。テンションアーム４ｃは、ベース部４ａの他端側に設けた引っ張りバネ４ｄにより所定の引っ張り力で付勢されることで、オートテンショナとしての機能も果たしている。この蛇行制御デバイス４により、平ベルト６の走行位置が自律制御され、張力付与が引っ張りバネ４ｄで安定維持されるので、平ベルト６の長寿命化及びメンテナンスフリーを達成できるようになっている。

そして、本実施形態の特徴として、平ベルト伝動システム１は、平ベルト６の側面に当接し、平ベルト６の脱落を防止する脱落防止部材１０を備えている。脱落防止部材１０は、その形状は特に限定されないが、例えば、ベース部４ａに上方に突出するように形成されており、かつ、テンションアーム４ｃの揺動を阻害しないように、その揺動範囲外に設けられている。

蛇行制御プーリ５は、駆動プーリ２の正転時の緩み側に配置されているので、結果として、この脱落防止部材１０も緩み側に設けられている。

そして、従動プーリ３の軸に垂直な方向から見たとき（具体的には、図３の正面から見たとき）に、脱落防止部材１０の平ベルト６に対する当接面（すなわち上面）が平ベルト６における正転時の正常な位置での側面から０ｍｍよりも大きく５ｍｍ以下（例えばｘ＝４ｍｍ）だけ離れている。そして、平ベルト６の正常な位置では、平ベルト６の側面と脱落防止部材１０とは、接触しないように構成されている。つまり、必要以上に離れすぎず、最小限の距離が保たれている。

－平ベルト伝動システムの作動－
例えば、送風機に平ベルト伝動システム１が使用された例について説明する。

電動モータ等を駆動すると、図３に示すように、駆動プーリ２が正転方向に回転し、従動プーリ３が回転する。この動力により、ファンが回転する。蛇行制御デバイス４は、オートテンショナ機能も有するので、引っ張りバネ４ｄの張力により、平ベルト６が適度な張力に保たれている。

蛇行制御プーリ５は、このような正転時に平ベルト６が蛇行した場合、その蛇行を戻すような方向にプーリ軸７が、プーリ軸７に直交するピンを中心に傾いて蛇行を防止する蛇行防止機能を発揮する。そして、平ベルト６には、蛇行制御プーリ５が斜交い状態になることによる戻し力（片寄りを戻す力）と、蛇行制御プーリ５が傾斜することによる戻し力とが働き、これによって平ベルト６の片寄りが防止される。

一方で、停止時に、図２に示すように、従動側のファンが強風などにより外力が加わって逆回転するような逆転時には、その機能を発揮できない。このため、蛇行制御プーリ５が一方向に傾いたままとなり、そこを起点にベルト位置がずれていき、最終的に脱落に至るおそれがある。

しかし、本実施形態では、逆転時に脱落しようとする平ベルト６の側面に脱落防止部材１０が当接してそれ以上の脱落方向への移動を阻止する。このため、逆転時でも平ベルト６が脱落しない。

さらに平ベルト６が逆方向に回転しようとするときには、平ベルト６の幅剛性以上の荷重になると、平ベルト６が幅方向に座屈し、脱落防止部材１０との接触面積が増加することで抵抗となり、最終的には平ベルト６が停止し、脱落することはない。

また、脱落防止部材１０の高さを適度に低く保っているので、平ベルト６を、正転時には脱落防止部材１０には接触させず、逆転時のみ接触させ、ベルト位置がそれ以上脱落方向に移動しないようにすることができる。つまり、必要なときだけ脱落防止部材１０に接触させるので、平ベルト６の耐久性が低下しにくい。

したがって、本実施形態に係る平ベルトの駆動装置１によると、逆転時に脱落防止部材１０が平ベルト６の側面に当接するようにしたことにより、正転時の蛇行防止機能を確保しつつ、簡単な構造で確実に逆回転における平ベルト６の脱落を阻止できる。これにより、蛇行制御デバイス４特有の弱点を解消できる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態は、送風機などの特に回転変動のない平ベルト伝動システム１に適しているが、多少回転変動がある場合にも適用できる。

上記実施形態では、脱落防止部材１０は、蛇行制御デバイス４に設けられているが、それよりも従動プーリ３側に設けられていてもよい。例えば、図１で取付範囲として示すような範囲で、かつ、適度に従動プーリ３に近い方が、脱落防止効果がより発揮される。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 平ベルト伝動システム
２ 駆動プーリ
３ 従動プーリ
４ 蛇行制御デバイス
４ａ ベース部
４ｂ アーム支持軸
４ｃ テンションアーム
４ｄ 引っ張りバネ
５ 蛇行制御プーリ
６ 平ベルト
７ プーリ軸
１０ 脱落防止部材

Claims (3)

1. 駆動プーリと、
   従動プーリと、
   上記駆動プーリ及び上記従動プーリに掛けられる平ベルトと、
   上記平ベルトに当接し、正転時にプーリ軸の傾きを調整して該平ベルトの蛇行を制御する蛇行制御プーリとを備え、
   上記蛇行制御プーリを回転可能に支持する蛇行制御デバイスと、上記従動プーリとの間には、上記平ベルトが蛇行する方向に動く逆転時にのみ上記平ベルトの側面に当接し、該平ベルトの脱落を防止する脱落防止部材が設けられている
   ことを特徴とする平ベルト伝動システム。
2. 請求項１の平ベルト伝動システムにおいて、
   上記従動プーリの軸に垂直な方向から見たときに、上記脱落防止部材の上記平ベルトの側面との接触面が上記平ベルトにおける正転時の正常な位置での側面から５ｍｍ以下だけ離れており、該平ベルトの正常な位置では、該平ベルトの側面と上記脱落防止部材とは、接触しないように構成されている
   ことを特徴とする平ベルト伝動システム。
3. 請求項１又は２に記載の平ベルト伝動システムにおいて、
   上記脱落防止部材は、上記蛇行制御デバイスのベース部に、上記従動プーリの軸に垂直な方向から見たときに、上方に突出するように形成されている
   ことを特徴とする平ベルト伝動システム。

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