JPH02217652A - 伝動ベルトの横振動共振音防止方法並びに該方法の実施に使用する伝動ベルト及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、平ベルト、■ベルト、タイミングベルト等を
用いた各種ベルト伝ｖＪ装置において、動力伝達中にベ
ルトに発生する横振動共振音を未然に防止する方法並び
に該方法の実施に使用する伝動ベルｉ・及びその装置に
関するものである。

従来の技術と問題点 ベルト伝動装置における走行中のベルトの横振動固有振
動数ｆｎは、ベルトの走行速度の影響を受けるが、一般
に弦の撮動として取扱うことができ、次の式で表わすこ
とができる。

ｆｎ＝　（ｎ／２１）ｆＴ７フ・−・−＜１）ここでｎ
は振動モードの次数、ｌはベルトのスパン長さ、王はベ
ルｌ−張力、ρはベルトの線密度（単位長ざ当りの質量
）である。

このベルトの横振動固有撮動数ｆｎが、該ベルｉ〜とこ
れをｉｆＨブたプーリとのかみあい周波１１ｆｚ及び／
若しくは前記プーリの回転周波数ｆＮが一致あるいは接
近すると、共振により前記ベルトの振動振幅は急激に増
大し、それに伴い著（）く大きな騒音を発生することは
よく知られている。

発明が解決しようとする課題 従来、このような共振音による騒音の発生を防止するた
めには、ベルト伝動装置の設計に際して、そのプーリの
回転数をベルトの横振動固有振動数ｆｎと共振しない範
囲で使用することを設計仕様に定めていた。しかし、稼
動によるベルトの伸びその他に起因してベルトの横振動
固有撮動数ｆｎが徐々に変化し、プーリとのかみあい周
波数ｆｚ及び／若しくはプーリの回転周派数ｆＮに接近
して共振するため、共振音による騒音は完全には防止す
ることができなかった。

本発明は、上述した共振音による騒音の問題を根本的に
解決するもので、伝動ベルトの横振動固有撮動数ｆｎが
、周期的に変化し一定の値をとれないようにして、前記
ｆｚ及び／若しくはｆＮとの共振を未然に防止するよう
にした伝動ベルトの横振動共振音防止方法を提供するこ
とを目的とし、さらに該方法の実施に使用する伝動ベル
ト及びその装置を提供するめごとを目的としている。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明方法においては、伝
動ベルトの横振動固有撮動数ｆｎが一定の値をとれない
ようにする手段として、（イ）　前記（１）式における
下すなわちベルトに作用する張力を動力伝達中に周期的
に変化させる方法 （ロ）　前記（１）式にお【プるρすなわちベルトの線
密度を周期的に変化させる方法 （ハ）　前記（イ）と（ロ）を組合わせた方法の３つの
方法を採用したものである。

上記（イ）の具体的手段としては、伝動ベルトを掛ける
駆動プーリ又は従動プーリの少なくとも一方を偏心プー
リとする方法が最も簡単で、かつ有効である。また、伝
動ベルトがタイミングベルトである場合には、そのピッ
チラインを周期的に変える方法が有効である。

上記（ロ）の具体的手段としては、伝動ベルトの背面部
に部分的に質量を付加して線密度ρを部分的に異ならし
めることが好適である。

作用 上記した本発明方法によれば、動力伝達中に伝動ベル１
〜に作用する張力Ｔ及び／若しくは該ベルトの線密度ρ
が周期的に変化するため、前記（１）式により求められ
る伝動ベルトの横振動固有振動数ｆｎが一定の値をとれ
なくなり、したがって、前記ｆｚ及び／若しくはｆＮと
一致あるいは接近して共振することはなく、横振動共振
音の発生が未然に防止される。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、伝動ベルトに作用する張力を動力伝達中に周
期的に変化させて、共振音の発生を防止する本発明方法
を実施する装置の一例を示しており、駆動側に標準ブー
９１を用い、受動側に偏心プーリ２を用いて、両プーリ
１，２間に伝動ベルト３を掛けたものである。標準プー
リ１の偏心口が工作誤差の範囲内の０．０５ｍｍ程度以
下であるのに対し、偏心プーリ２の偏心口ｅは約０．２
５闇になっている。

第２図は、駆動側及び受動側の両方に標準プ−リを用い
た通常のベルト伝動装置Ａ（図示省略）と、第」図のよ
うに、偏心プーリ２を使用した本発明によるベルト伝動
装置Ｂとを下記の条件で比較テストした場合の騒音レベ
ルとプーリ回転数の関係を示している。

使用ベルト：　３４５１０７５形タイミングベルトプー
リ　：　３６ＬＯ７５タイミングプーリ装置Ａの標準プ
ーリの初張力；３８ＯＮ装置Ｂの偏心プーリ２の偏心に
よる初張力；最大　　　　４３５Ｎ 最小　　　　２９ＯＮ 張力差　　　１４５Ｎ なお、ブーり回転数は無断変速機付モータによって５０
Ｏｒｐｍ〜５０００ｒｐｍまで無段階に変化させた。ま
た、ベルトには初張力が作用しているだけで負荷はかけ
られていない。

第２図に細い実線で示される装置Ａの騒音レベルは、ベ
ルトの横振動固有振動数の各モードで、かみ必い周波数
ｆｚと共振し、急激なピーク値を示している。一方、太
い実線で示される装置Ｂの騒音レベルは、共振による急
激な上昇は発生していない。

このことから、プーリに適当な偏心口を付与し、動力伝
達中にベルトに作用する張力を周期的に変化させると、
共振による異常騒音が防止できることかわかる。なお、
騒音レベルの共振による急激な上昇を防止するのに適し
た偏心口と張力差の関係はベルトの縦弾性係数によって
定まる。張力差が小さすぎると共振音の防止効果は小さ
くなり、張力差が大きすぎると装置の振動・騒音が大き
くなるので好ましくない。

なお、第１図に示すベルト伝動装置における偏心プーリ
２を標準プーリとし、その軸を動力伝達中に周期的に横
方向へ移動させるように構成して、伝動ベルト３に作用
する張力を周期的に変化させるようにすることも可能で
ある。

第３図は、伝動ベルト１３がタイミングベルトであって
、そのＰ、Ｌ、Ｄ、（Ｐｉｔｃｈ　　１ｉｎｅ　　［）
ｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓ）を周期的に変えることによ
り、動力伝達中に伝動ベルト１３に作用する張力を周期
的に変化させるようにした横搬動共振音防止用タイミン
グベルトを示している。図示の例ではタイミングベルト
の製造段階において、全周長さを４等分し、第１区域１
３ｉ及び第３区域１３３は標準ベルトと同一のピッチラ
イン５を有する構造にする一方、第２区域１３２及び第
４区域１３．は、第３図及び第５図に示す斜線部分６に
メツシュの粗い布地６等を入れてピッチライン５を背面
部側へ偏位させることにより、伝動ベルト１３のＰ、Ｌ
、Ｄを周期的に変えたものである。この伝動ベルト１３
を用いたベルト伝動装置も第１図に示した装置Ｂと同様
、共振による騒音が有効に防止できる。

第６図は、伝動ベルト２３の線密度ρを部分的に異なら
しめることにより、共振音の発生を未然に防止する本発
明方法の実施に使用する共振音防止用伝動ベルトの例を
示している。この伝動ベルト２３は標準のタイミングベ
ルトの背面部に全周長さの１／２に相当する部分に適当
な厚さの生ゴム７を接着してベルトの右半分２３２の線
密度ρ、を左半部分２３．の線密度ρ、より約３０％増
加させである。なお、実際にはベルトの製造段階におい
て予めベルトの背面部を部分的に厚くして線密度を異な
らしめる方がより好ましい。

第８図は、第７図（ａ＞に示す線密度一定のベルト２３
ａを用いたベルト伝ａｉｉｃと、第７図（ｂ）に示す線
密度を部分的に異ならしめたベルト２３ｂを用いたベル
ト伝動装置りとを下記の条件で比較テストした場合の騒
音レベルとプーリ回転数の関係を示している。

使用ベルｌ−；　３４５１０７５形タイミングベルトプ
ーリ　　　：　３６１０γ５タイミングプーリベルト２
３　ａ　；　３４５１０７５形タイミングベル１〜の背
面部分全周にベルト幅と同一幅で 厚ざ１＃の生ゴム７を接着した。

ベルト２３　ｂ　；　３４５１０７５形タイミングベル
トの背面部全周長さの１／２に相当する 部分にベルト幅と同一幅で厚さ２ Ｍの生ゴム７を接着し、ベルト２ ３ａと同一質量とした。

なお、両ベルト、２３ａ、２３ｂには初張力下＝３７５
Ｎが作用しているだけで負荷はかけていない。また、プ
ーリ回転数は無断変速機付モータによって５０Ｏｒｐｍ
〜５０００ｒｐｍまで無断階に変化させた。

第８図に細い実線で示される均一線密度のベルト２３ａ
を用いた装置Ｃの騒音レベルは、ベルトの横振動固有振
動数の各モードでかみあい周派数ｆｚと共振し、急激な
ピーク値を示している。

一方、太い実線で示される不均一線密度のベルト２３ｂ
を用いた装置りの騒音レベルには、共振による急激な上
昇はほとんど発生しておらず、共振音防止の効果がある
ことがわかる。

第９図は、伝動ベルト３３の全周長さの１／２に相当す
る部分の歯部及び背面部に金属粉末８を混入して線密度
ρを部分的に異ならしめた例を示す。混入する物質は亜
鉛、勅、鉄等の金属粉末又は微小片８のほか、ガラス、
セラミックス等の粉末又は微小片その他ベルトを構成す
るゴム本体の質量と異なる質量を有する物質であればよ
い。

上記の各実施例では、前記（イ）又は〈口）の方法を個
別に実施した例について説明したが、第１図に示したベ
ルト伝動装置のベルト３を第６図又は第９図に示した不
均一線密度のベルト２３又は３３に替え、前記（イ）と
（ロ）の方法を組み合わせて実施することも可能である
。

発明の詳細 な説明したように、本発明方法によれば、ベルトの横振
動固有振動数ｆｎが、周期的に変化して一定の値をとれ
ないから、プーリとの回転周波数及び若しくはかみ必い
周波数との共振音の発生を未然に防止し、共振による異
常騒音が有効に防止できる。

また、本発明方法を実施する手段も比較的簡単で、安価
な装置により実施可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するベルト伝動装置の正面図
、第２図は第１図のベルト伝動装置による共振音防止効
果を示す比較線図、第３図は本発明による共振音防止用
伝動ベルトの正面図、第４図は第３図のＱ部拡大図、第
５図は第３図のｈ部拡大図、第６図は本発明による別の
共振音防止用伝動ベルトの正面図、第７図（ａ＞（ｂ）
は共振音防止効果の比較テストに用いるタイミングベル
トの正面図、第８図は第７図（ｂ）のベルトを用いたベ
ルト伝動装置による共振音防止効果を示す比較線図、第
９図は本発明による更に別の共振音防止用伝動ベルトの
正面図である。 １・・・標準プーリ　　　　２・・・偏心プーリ３．１
３．２３．３３・・・伝動ベルｉ・５・・・ピッチライ
ン　　　６・・・布地７・・・生ゴム　　　　　　８・
・・金属粉末第ｊ図 第４図 特許出願人　　　　小　山　富　夫 第ｊ図 鼻毛Ｉ腎しペ゛１しΔ町へ） 第 δ 図 ７−り目乗友ｊ（ ｒｒ′ＩＩＬ 第 図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝動ベルトに作用する張力を動力伝達中に周期的
   に変化させることにより、横振動共振音の発生を未然に
   防止する伝動ベルトの横振動共振音防止方法。
2. （２）伝動ベルトを掛ける駆動プーリ又は従動プーリの
   少なくとも一方を偏心プーリとして、動力伝達中に前記
   伝達ベルトに作用する張力を周期的に変化させるように
   した請求項１記載の伝動ベルトの横振動共振音防止方法
   。
3. （３）伝動ベルトがタイミングベルトであつて、そのピ
   ッチラインを周期的に変えることにより、動力伝達中に
   前記ベルトに作用する張力を周期的に変化させるように
   した請求項１記載の伝動ベルト。
4. （４）伝動ベルトを掛ける駆動プーリ又は従動プーリの
   少なくとも一方が偏心プーリである伝動ベルトの横振動
   共振音防止装置。
5. （５）ピッチラインを周期的に変えた横振動共振音防止
   用タイミングベルト。
6. （６）伝動ベルトの線密度を部分的に異ならせることに
   より、横振動共振音の発生を未然に防止する伝動ベルト
   の横振動共振音防止方法。
7. （７）伝動ベルトの背面部に部分的に質量を付加して線
   密度を部分的に異ならしめた横振動共振音防止用伝動ベ
   ルト。
8. （８）伝動ベルトの内部に質量の異なる物質を混入して
   線密度を部分的に異ならしめた横振動共振音防止用伝動
   ベルト。
9. （９）請求項１記載の方法と請求項６記載の方法を組み
   合わせた伝動ベルトの横振動共振音防止方法。