JPH0643394U - 高負荷伝動ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高負荷伝動ベルトを構成するセンターベルト
の歯元にクラックが入るのを防止し、ベルトの寿命を長
くする。 【構成】 エラストマー２中に低伸度高強力の心線３を
スパイラル状に埋設し、少なくとも片面に所定ピッチで
歯部を有するセンターベルト４の歯部８設けた面に該歯
部８に嵌合する溝部９を有するブロック５、６を嵌合固
定した高負荷伝動ベルトにおいて、ブロック５、６を嵌
合固定する歯部８の歯元８ａを形成する円筒曲面の曲率
半径Ｒの大きさが、０．１（Ｐ−１）≦Ｒ≦０．１５Ｐ
（Ｐ：センターベルトの歯部のピッチ）で表される範囲
内に設定した。

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案はブロックをセンターベルトに取り付けた高負荷伝動用のベルトに関す るものであり、特にブロックをセンターベルトに固定する部分における耐久性を 高めた高負荷伝動ベルトに係わる。

【０００２】

【従来の技術】

従来、伝動ベルトのなかでも特に高負荷の伝動を行うベルトは、高負荷の伝動 を行う場合、ベルトの耐側圧性を高めるためにベルトを構成するエラストマー内 にベルト幅方向の繊維を埋設したり、帆布を埋設したような構造が取られていた 。また、更に耐側圧性を高めるためにエラストマー中に心線を埋設したセンター ベルトの片面または上下両面に硬質のブロックを固定して、センターベルトはベ ルトの引張力を伝える役割を果たし、ブロックはベルトにかかる側圧に対して耐 えうる役割を果たすようなベルトが提案されている。

【０００３】 このようなブロックを有するベルトの場合、ブロックのセンターベルトへの固 定は、ブロックとセンターベルトに貫通孔を設けボルト−ナットやリベットなど 止着材を通して止着固定したり、ブロックとセンターベルトの周りを線状巻き締 め部材で巻き閉めるなどの方法が用いられていた。そして、ブロックがセンター ベルトの長手方向にずれるのを防ぐためにセンターベルトに所定ピッチでベルト 幅方向の歯部をベルト長手方向全周にわたって多数設けてブロック側にはそのセ ンターベルトの歯部を嵌合するための溝部を設け、センターベルトの歯部とブロ ックの溝部との物理的な嵌合によってよりブロックとセンターベルトとの固定強 度を強固なものにしていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

以上のように、ベルトの構造はより高負荷に耐えるように工夫されているが、 このようなベルトの寿命要因としてあげられるのが、センターベルトとブロック の長手方向のずれを防止するために設けられたセンターベルトの歯部である。ブ ロックと違いセンターベルトは屈曲性が要求されるため、ブロックよりも軟らか い材料からなっているので、固い材料からなっているブロックの溝部に嵌合され 負荷がかかるとどうしても軟らかい方のセンターベルトの歯部が早く疲労してし まう。具体的には、図６に示すように歯部１０１の歯元１０１ａにおいてブロッ ク１０２からかかる剪断力によって亀裂が生じ、亀裂が進んで歯部が飛んでしま い最終的にはブロックがセンターベルトに対してずれてしまいベルトが切断して しまうという故障につながっていた。 そこで本考案はセンターベルトに設ける歯部に亀裂が生じにくいような高負荷 伝動ベルトの提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、このような目的を達成するためにエラストマー中に低伸度高強力の 心線をスパイラル状に埋設し、少なくとも片面に所定ピッチで歯部を有するセン ターベルトの歯部設けた面に該歯部に嵌合する溝部を有するブロックを嵌合固定 した高負荷伝動ベルトにおいて、ブロックを嵌合固定する歯部の歯元を形成する 円筒曲面の曲率半径Ｒの大きさが、０．１（Ｐ−１）≦Ｒ≦０．１５Ｐ（Ｐ：セ ンターベルトの歯部のピッチ）で表される範囲内に設定したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

センターベルトにブロックを嵌合するための歯部の歯元にアールを設けその曲 率半径Ｒの大きさを０．１（Ｐ−１）≦Ｒ≦０．１５Ｐの範囲内に設定すること によって、歯元にかかる応力を分散させることができるので、歯元に亀裂が生じ るのに必要な応力の限界を高めることができ、その結果亀裂を生じにくくするこ とができる。

【０００７】

【実施例】

以下、添付図面に従って本考案の詳細を説明する。 図１は本考案高負荷伝動ベルトの一実施例を示す斜視図であり、図２は本考案 高負荷伝動ベルトの要部側面図である。 本考案の高負荷伝動ベルト１はエラストマー２中に心線３をスパイラル状に埋 設したセンターベルト４の上下両面に高負荷を伝動するためにそれぞれ上ブロッ ク５と下ブロック６を止着材７で固定して、ベルトの剛性や耐側圧性を強化した ベルトである。

【０００８】 前記エラストマー２として使用されるのは、ＮＲ（天然ゴム）、ＳＢＲ（スチ レン・ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ハイパロン（クロロスル フォン化ポリエチレン）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）などのゴムの単一材 またはこれらのブレンド物からなるゴム配合物またはポリウレタン樹脂などであ る。 また、センターベルト４内に埋設する前記心線３としては、ガラス繊維、アラ ミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、金属製のワイヤー等からなる低 伸度高強力のロープ抗張体が用いられる。 上ブロック５と下ブロック６はセンターベルトと比べ剛性の大きい、具体的に は硬度９０°以上の硬質ゴム、硬質ポリウレタン樹脂、液晶樹脂、フェノール樹 脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタア クリル樹脂などの樹脂材や、またはこれらの樹脂材中に綿糸、化学繊維、ガラス 繊維、金属繊維等からなる短繊維群を混入した強化樹脂からなる。

【０００９】 また、上、下ブロック５、６にはセンターベルト４との接触面にセンターベル ト４の歯部８と嵌合しあう溝部９が設けられている。そして、下ブロック６には 止着材７が埋設されており、センターベルト４との接触面側に突出している。上 ブロック５には下ブロック６から突出している止着材７の端部を通す貫通孔が開 けられており、上ブロック５と下ブロック６のあいだにセンターベルトをセンタ ーベルトの歯部８と上下ブロックの溝部９が嵌合するように挟持して前記止着材 ７の突出部を上ブロック５の貫通孔に通し、上ブロックの上部にてかしめ固定す る。 センターベルト４に設けた歯部８と上、下ブロック５、６に設けた溝部９は互 いに嵌合して固定されるが、これらの嵌合により上、下ブロック５、６はセンタ ーベルト４に対するベルト長手方向の位置が固定され、位置ずれが起こらないよ うにしている。ベルト１の走行中に駆動プーリからベルトのブロックに動力が伝 えられ、ブロックからセンターベルト４に伝達され、更にセンターベルト４から 従動プーリ内に巻きかかっているブロックに伝えられたのちにブロックから従動 プーリに伝えられる。

【００１０】 その過程において前述した上、下ブロック５、６とセンターベルト４の溝部９ と歯部８の嵌合部分には強い負荷がかかることになり、特にセンターベルト４の 歯部８の歯元８ａにおいてクラックが生じやすくなる。 ここで、図３、図４は歯元８ａにかかる応力の大きさを歯元８ａを形成する円 筒曲面のＲの大きさを変えて表した図である。 これらの図に表したのはセンターベルトの歯部８のピッチが６ｍｍであるとき に歯元８ａの円筒曲面の曲率半径Ｒの大きさを０．５ｍｍと０．６ｍｍに設定し た場合の有限要素解析法による歯元応力分布であり、曲率半径Ｒが小さくなれば 応力集中が起こりやすいことがわかる。

【００１１】 本考案は、このセンターベルト４の歯部８の歯元８ａにおいて生じやすいクラ ックを防止するものであって、歯元８ａおよび歯元８ａに嵌合しているブロック の脚部１０の先は円筒曲面同志で合わさっている。そして、その円筒曲面の曲率 半径Ｒが、センターベルトの歯部８のピッチをＰとしたとき０．１（Ｐ−１）≦ Ｒ≦０．１５Ｐの範囲内に設定している。曲率半径Ｒをこのような範囲内に設定 することによって、歯元８ａにはクラックが極めて生じにくくなり、ベルトの寿 命を延ばすことができる。 曲率半径Ｒが０．１（Ｐ−１）未満であると、歯元８ａの応力集中が大きくな りクラックが起きやすいので好ましくない。また、曲率半径Ｒが０．１５Ｐを越 えると図２においてセンターベルト４の隣会う歯部８と歯部８のあいだの直線部 分１１が短くなりすぎてブロックの脚部１０の先に直線部分１２が充分に取れな くなり、ブロックとセンターベルトとのあいだの摩擦力が不足してしまうことか ら、ブロックが動きやすくなってしまい、かえってセンターベルトの歯元８ａに クラック生じやすくなり好ましくない。

【００１２】 次に、歯元８ａの曲率半径Ｒとベルトの寿命との関係を示す実施例を示す。 実施例 使用した高負荷伝動ベルトは次のようなものである。 センターベルトの構成は、心線はアラミド繊維からなっており、心線を埋設し ているエラストマーとしてはクロロプレンゴムを用い、センターベルトの上下両 面に歯部を有している。ブロックはガラス織布に硬質ゴムをコートした加熱加圧 して得られたもので、センターベルトの歯部に嵌合する溝部を有しており、その 上、下両ブロックをセンターベルトの歯部に嵌合するようにに取りつけ、Ｕ字状 の金属製止着材で固定したベルトでセンターベルトの歯部のピッチが５ｍｍのも のと６ｍｍのものを歯元の曲率半径Ｒを変化させて用い、ドライブプーリの径が φ７０ｍｍ、ドリブンプーリの径がφ１１６ｍｍでドライブトルク３ｋｇ、ドラ イブプーリの回転数が３２００ｒｐｍ、雰囲気温度９０℃で回転させ、センター ベルトの歯元にクラックが入ることによる寿命までの時間を測定した。 その結果を図５に示す。

【００１３】 図５から見てもわかるようにセンターベルトの歯部のピッチが５ｍｍの場合は 曲率半径Ｒが０．１（５−１）＝０．４である０．４ｍｍを境に０．４より小さ くなると寿命の下がり方が大きく、ピッチが６ｍｍの場合は曲率半径Ｒが０．１ （６−１）＝０．５である０．５ｍｍを境に０．５ｍｍより小さくなると寿命が 大きく下がっている。

【００１４】

【考案の効果】

以上のように、エラストマー中に低伸度高強力の心線をスパイラル状に埋設し 、少なくとも片面に所定ピッチで歯部と溝部を交互に有するセンターベルトの少 なくとも歯部および溝部を設けた面にブロックを前記センターベルトの歯部に嵌 合固定したベルトにおいて、ブロックを嵌合固定する歯部の歯元を形成する円筒 曲面の曲率半径Ｒの大きさが０．１（Ｐ−１）≦Ｒ≦０．１５Ｐ（Ｐ：センター ベルトの歯部のピッチ）で表される範囲内に設定することによって、ベルト走行 中におけるセンターベルトの歯元の応力集中を小さくすることができ、クラック が生じにくくなるので、ベルトの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の高負荷伝動ベルトの斜視図である。

【図２】本考案の高負荷伝動ベルトの要部拡大側面図で
ある。

【図３】曲率半径が６ｍｍのときの歯部の応力集中を示
す有限要素解析図である。

【図４】曲率半径が５ｍｍのときの歯部の応力集中を示
す有限要素解析図である。

【図５】歯元の曲率半径とベルトの寿命の関係を示すグ
ラフである。

【図６】従来の高負荷伝動ベルトのセンターベルトに亀
裂が入っている様子を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 高負荷伝動ベルト ２ エラストマー ３ 心線 ４ センターベルト ５ 上ブロック ６ 下ブロック ７ 止着材 ８ 歯部 ８ａ 歯元 ９ 溝部 １０ 脚部 １１ 直線部分 １２ 直線部分

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エラストマー中に低伸度高強力の心線を
   スパイラル状に埋設し、少なくとも片面に所定ピッチで
   歯部を有するセンターベルトの歯部設けた面に該歯部に
   嵌合する溝部を有するブロックを嵌合固定した高負荷伝
   動ベルトにおいて、ブロックを嵌合固定する歯部の歯元
   を形成する円筒曲面の曲率半径Ｒの大きさが、０．１
   （Ｐ−１）≦Ｒ≦０．１５Ｐ（Ｐ：センターベルトの歯
   部のピッチ）で表される範囲内に設定したことを特徴と
   する高負荷伝動ベルト。 【０００１】