JPH066969B2 - 弾性材から成る歯付きベルト及び歯付きベルトの製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、歯付きベルトと歯車とから構成されるベルト
式駆動装置のための、弾性材から成る歯付きベルトと、
この歯付きベルトの製法とに関する。

［従来の技術］ 例えばＤＥ−ＡＳ第２７ ２１ ８００号明細書から公
知の歯付きベルト式駆動装置では、ベルト歯の高さが歯
車溝の深さよりも小さく、歯付きベルトに設けられたベ
ルト溝の底面が、カサ歯車の歯先面上に載置される。こ
のような構成の歯付きベルト式駆動装置よりも有利な構
成の歯付きベルト式駆動装置が、例えばＤＥ−ＡＳ第１
１ ９７ ７１０号明細書から公知である。この歯付き
ベルト式駆動装置では、ベルト歯の高さが歯車溝の深さ
よりも大きく、ベルト歯の歯先面が歯車溝の底面上に載
置される。この場合、歯車の歯面の半径方向全高は、ベ
ルト歯の歯面と接触してベルトへ力を伝達するのに利用
される。それによって、特に歯車の歯面の半径方向高さ
が極めて小さい場合には、ベルト歯の歯面に及ぼされる
面圧がわずかとなる。また、歯付きベルトと歯車との、
所定ピッチの歯の間で半径方向に重なり合う、接触面が
摩擦されて、力の伝達範囲が拡大されるように、歯車に
設けられる歯の周方向間隔が大きくなり、それに応じて
この歯の周方向長さが小さくなる場合には、力の伝達に
利用される上記歯車の歯面は、全く役に立たない。とい
うのは、歯車が通常は金属から製作されていて、大きな
強度を有しているからである。しかし、プラスチック又
はその類似物から製作されている歯付きベルトにおいて
は、上述したような歯車の歯のピッチの拡大によって、
ベルト歯の歯元のたけが長くなり、それによって、ベル
ト歯のショア硬度が大きくなる。

はじめに述べた形式の歯付きベルト式駆動装置では、ベ
ルト歯の高さが歯車溝の深さよりも大きく、ベルト歯の
歯先面が歯車溝の底面上に載置される。この場合、摩擦
によって力の伝達範囲が拡大されるようにと、ベルト歯
の歯先面がベルト周方向で延長されるのにつれて、駆音
も増大する。歯車溝内へ入り込むさいに、ベルト歯が歯
先面によって歯車溝の底面へ衝突してしまうことによ
り、駆音が生ぜしめられるのである。通常一般的に使用
される場合、ベルト歯は、歯車溝へ容易に入り込めるよ
うに、ベルト周方向で見て歯車溝よりもわずかに短く形
成されており、従って、歯車溝とは係合しない。しか
し、逆転可能な歯付きベルト式駆動装置では、多くの場
合、ベルト歯が歯車と噛合うさいに歯車溝の両歯面と遊
びなく接触しなければならない。また、歯付きベルトを
製作するための弾性材料、例えば通常使用されるプラス
チック（ポリウレタン）によって、強度及び形状安定性
が歯付きベルトとベルト歯とに与えられる。しかし、こ
のような弾性材から成るベルト歯は、通常運転に生じる
ベルト張力によって歯の高さを圧縮されることはほとん
どない。従って、ベルト歯を成す材料の半径方向での圧
縮によって、この材料のベルト周方向での伸長が生じる
こともない。その結果、ベルト歯は歯車溝内へ完全かつ
遊びなく入り込むことはできない。上述した逆転可能な
歯付きベルト式駆動装置のためには、ベルト歯は歯車溝
内へほとんど遊びなく係合していなければならないにも
かかわらず、歯車溝内へ容易に入り込めるようにもなっ
ていなければならない。そのため、歯の形状又は歯列の
断面形状が複雑となり、歯付きベルトの製作にかかる費
用だけでなく、歯付きベルトと協働する歯車の製作にか
かる費用が著しく増大する。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、歯付きベルトが歯車に巻掛けられるさ
いに、騒音が少なくて弱く抑えられるようになってお
り、かつ、ベルト歯が、歯車と噛合う前には歯車溝内へ
容易に入り込めるようにベルト周方向で見て歯車溝より
もわずかに短く形成されていながらも、歯車と噛合うさ
いには逆転可能な歯付きベルト式駆動装置のために歯車
溝の両歯面と遊びなく接触するようになっている、はじ
めに述べた形式の歯付きベルトを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決した、本発明による歯付きベルトの構成
は、請求項１に記載した通りである。

さらに、上記課題を解決した、本発明による歯付きベル
トの製法は、請求項４に記載した通りである。

［作用及び効果］ 本発明による構成では、例えばプラスチックから製作さ
れた歯付きベルトのベルト歯の歯先面内へ頭部片が埋込
まれており、この頭部片が、ベルトの製作に通常使われ
るプラスチックよりも柔らかくて弾性的なプラスチック
から製作されている。このような構成と歯付きベルト自
体の有利な構成とによって、騒音が減衰される。従っ
て、この歯付きベルトと協働する歯車は、騒音を減衰さ
せる手段を備えなくともよくなる。さらに本発明の構成
によって、頭部片は、半径方向の圧縮に対してベルト周
方向に柔らかく弾性的に伸長されるようになる。この場
合、ベルト歯材料の楔打込み作用のために、ベルト歯は
ベルト周方向両側方へ向かってわずかに押し広げられ
る。その結果、逆転可能な歯付きベルト式駆動装置で所
望されるように、ベルト歯が歯車溝内へ遊びなく圧着さ
れる。このために、例えば頭部片の外面と内面とが両面
とも湾曲しており、それによって、頭部片がベルト長手
方向断面図で見て楕円形に形成される。有利には、頭部
片はベルト長手方向断面図で見てキノコ形状を有してお
り、キノコの柄はベルト歯材料内へ突入している。これ
により、ベルト周方向で見たベルト歯材料の楔作用が助
成される。さらに有利には、歯車溝の歯底が、円弧状に
湾曲した面ではなく直線状の平らな面として形成されて
いる。従って、頭部片は、湾曲した外面が平らになるま
でしか半径方向に圧縮されなくともよい。それだけで、
ベルト歯は、ベルト周方向の強制的な伸長によって押し
広げられ、歯車溝の両歯面と遊びなく接触できるのであ
る。

歯付きベルトが、ナイロンのような公知の種類の織成物
から成る織成物帯材によって歯を備えた頭部片とを被覆
されている場合において、本発明による歯付きベルトを
製作する方法段階が、請求項４及び以下の実施例の説明
に詳しく述べられている。

［実施例］ 次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図に示された歯付きベルト１は、歯付きベルトに通
常使用されて約８５〜９０のショア硬度Ａを備えたポリ
ウレタンから例えば製作されている。また、補強挿入体
２がベルト材料内へ引張り強く埋め込まれている。補強
挿入体２は、ベルト材料内へ埋め込まれるさいに支持部
材によって支持される。即ち、補強挿入体２が、製作さ
れるべき歯付きベルト１の中立した曲げ範囲に支持部材
によって支持されて、歯付きベルト１の完成時には、こ
の補強挿入体２に到るまで延びる凹部４が、ベルト溝３
の底部に残される。さらに、ベルトを成すプラスチック
よりも柔らかい弾性を備えたプラスチックから製作され
た頭部片６が、各ベルト歯５の歯先面内へそれぞれ埋込
まれており、かつベルトのプラスチックと溶融結合され
ている。この頭部片６は、例えばショア硬度約７５〜８
０のポリウレタンから製作されていてもよい。また、頭
部片６の外面７が、ベルト長手方向断面図で見て歯付き
ベルト１の歯先面から外側へ向かって湾曲している。こ
れに対して、頭部片６がベルト長手方向断面図を見てキ
ノコ形状に形成されていて、キノコの柄がベルト歯５の
ほぼ全高にわたってベルト歯５内へ突入しているか、又
はベルト歯５のプラスチック内へ侵入しているかのよう
に、ベルトのプラスチックと結合された、頭部片６の内
面８は構成されている。

第２図には、本発明による歯付きベルト１と歯車１０と
の噛合う状態が示されている。この場合、歯付きベルト
１のベルト歯５の高さは、歯車１０の歯車溝１１の深さ
よりも大きくなっており、かつ、ベルト歯５の歯先面が
歯車溝１１の歯底１２上に載置されるように、規定され
ている。さらに、ベルト長手方向で見た、歯付きベルト
１のベルト歯５の長さは、歯車１０の周方向で見た、歯
車溝１１の内幅よりもわずかに小さい。歯付きベルト１
は、製作時においてこのように寸法を規定されるのであ
る。これにより、歯付きベルト１が歯車１０に巻掛けら
れるさいに、歯付きベルト１のベルト歯５は、歯車１０
の歯車溝１１内へ容易に入り込むことができる。この場
合、ベルト歯５が歯車溝１１内へルーズに係合している
だけでは、歯溝１１内に、ベルト式駆動装置の周方向の
遊びが生ぜしめられてしまう。このような遊びは、逆転
可能な歯付きベルト式駆動装置において発生してはなら
ないものである。しかし、どのような歯付きベルトにお
いても、実際には所定のベルト張力が利用され、このベ
ルト張力によって、歯付きベルト１は歯車１０の外周部
へ向かって半径方向に圧着される。本発明による歯付き
ベルト１においては、歯付きベルト１が歯車１０に巻掛
けられるさいに、まず、ベルト歯５が、頭部片６の湾曲
した外面７の最も高い隆起範囲によって歯車溝１１の歯
底１２上に当接する。次に、外面７が歯底１２上へ完全
に平らに載置されるまで、柔らかく弾性的な頭部片６
が、運転時のベルト張力によって半径方向に圧縮され
る。このような圧縮により、ベルト歯５の歯先面は、衝
突による大きな騒音を発することなく歯車溝１１の歯底
１２上へ載置される。即ち、ベルト歯５は柔らかく弾性
的な頭部片６のおかげで、衝撃及び騒音を緩和されて歯
車溝１１内へ入り込み、歯底１２上に載置される。さら
に、頭部片６の外面７が歯車溝１１の歯底１２上に平行
らに押しつぶされた状態で密着されると、圧縮された、
柔らかく弾性的に変形可能な頭部片６は、運転時のベル
ト張力によって、半径方向での圧縮後にベルト周方向に
伸長される。その結果、図示の実施例では特に横断面キ
ノコ形状に成形されてベルト歯５内へ突入した、頭部片
６の内面８と、自体材料の楔作用とによって、ベルト歯
５が弾性的に変形されて、ベルト周方向にわずかに押広
げられる。これにより、ベルト歯５の両歯面が歯車溝１
１の両歯面へ遊びなく圧着される。有利には、歯車溝１
１は円弧状ではなく直線状の歯底１２を有している。従
って、上述したようにベルト歯５の材料がベルト周方向
に押広げられるようにするために、外面７が内側へ向か
って湾曲するまで、頭部片６は半径方向に圧縮されなく
ともよい。

本発明による歯付きベルト１は、歯を備えた面と頭部片
６とを公知の一般的な種類の織成物によって被覆される
場合に、以下のようにして製作される。

第１の製作段階のために使用される、第３図に示された
装置は、回転可能な成形車２０とこの成形車２０に巻掛
けられる成形ベルト２１とから構成されている。成形車
２０は外周部に複数の凹部２２を有しており、凹部２２
の中空室は、歯付きベルト１の歯先において柔らかく弾
性的な材料から製作されるべき頭部片６の形状、例えば
キノコ形状に相応した形状に形成されている。また、上
記複数の凹部２２は、互いに所定の間隔を置いて成形車
２０の外周部に設けられている。そして、成形ベルト２
１は成形車外周部の一部に巻掛けられ、これらの凹部２
２を閉鎖して成形中空室を形成する。歯を備えたベルト
面を被覆するための、長手方向でストレッチ織物のよう
に弾性的に伸長可能な織成物ストリップ２３が、上記の
ような構成の成形車２０と成形ベルト２１との間へ走入
されて、成形ベルト２１に接触する。成形車２０に半径
方向内側を、成形ベルト２１上の織成物ストリップ２３
に半径方向外側を密に移動される押出ノズル２４が、成
形車２０と成形ベルト２１との集結部に配置されてい
る。柔らかく弾性的な材料が、この押出ノズル２４によ
って織成物ストリップ２３と成形車２０との間の、成形
ベルト２１により閉鎖されて織成物ストリップ２３によ
り中空状に被覆された凹部２２内へ充填される。その結
果、複数の頭部片６が織成物ストリップ２３に射出成形
される。しかも、頭部片６の、織成物ストリップ２３に
よって被覆された面は、完成した歯付きベルト１におい
て外面７となる。また、成形車２０の外周部とこの外周
部に巻掛けられた成形ベルト２１とが円弧状に延びてい
るので、第１図及び第２図に示されたように、頭部片６
の外面７は外側へ向かって湾曲した形状に成形される。

第２の製作段階のために使用される、第４図に示された
装置は、回転可能な成形車３０とこの成形車３０に巻掛
けられる成形ベルト３２とから構成されている。成形車
３０は、歯車形状に成形された環状の凹部を有してい
る。この凹部は、製作されるべき歯付きベルト１の形状
に相応した形状を備えており、かつ成形車３０の外周部
の一部に巻掛けられる成形ベルト３１によって閉鎖され
て、円弧状の成形中空室を形成する。この成形中空室と
始端部は、押出ノズル３１によって閉鎖されている。そ
して、成形ベルト３１が押出ノズル３２の半径方向外側
の面に沿って密に移動しており、歯付きベルト１のため
の弾性材と、第１図に示された、歯付きベルト１の材料
内へ埋込まれるべ引張り強い補強挿入体２とが、上記押
出ノズル３２によって成形中空室内へ充填される。ま
た、成形車３０が、常に少なくとも１つの歯３３によっ
て押出ノズル３２の半径方向内側の面と協働しているの
で、充填された上記弾性材は、成形中空室始端部から流
出できない。第１の製作段階において半径方向外側へ向
いた面に頭部片６を射出成形された織成物ストリップ２
３は、成形車３０と押出ノズル３２との間の成形中空室
内へ走入される。この場合に、織成物ストリップ２３に
よって支持された頭部片６は、補助車３５によって掴ま
れ、成形車３０の溝３４内へ正確に案内されて、溝３４
の歯底上へ載置される。このようにして、頭部片６は成
形車３０と押出ノズル３２との間の成形中空室内へ確実
に走入される。有利には、詳しく示されていない小型の
ピンが、成形車３０の各溝３４の歯底に取付けられてい
てもよい。というのは、補助車３５によって溝３４内へ
押しつけられた頭部片６が、このピンに突き刺されて固
定され、それによって、成形中空室内への走入時に確実
に保持されるからである。成形中空室内の頭部片６と織
成物ストリップ２３とは、成形ベルト３１と織成物スト
リップ２３との間の圧力によって、まず、成形中空室内
へ充填された弾性材料へ圧着され、次に、成形車３０の
凹部の溝３４内へ完全に圧着される。その結果、頭部片
６の、半径方向内側へ向いた内面８は、充填されたベル
ト材料によって融解され、このベルト材料と固く溶融結
合される。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明による歯付きベルト及びこの歯付きベル
トの製作段階を示すもので、 第１図は歯付きベルトの長手方向断面図、第２図は歯車
に係合した第１図による歯付きベルトを示す図、第３図
は歯付きベルトの本発明による製作方法の第１段階を実
施するための装置を示す図、第４図は歯付きベルトの本
発明による製作方法の第２段階を実施するための装置を
示す図である。 １…歯付きベルト、２…補助挿入体、３…ベルト溝、４
…凹部、５…ベルト歯、６…頭部片、７…外面、８…内
面、１０…歯車、１１…歯車溝、１２…歯底、２０…成
形車、２１…成形ベルト、２３…織成物ストリップ、２
４…押出ノズル、３０…成形車、３１…成形ベルト、３
２…押出ノズル、３３…成形車の歯、３４…溝、３５…
補助車

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−79836（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−161740（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯付きベルトと歯車とから構成されるベル
   ト式駆動装置のための、弾性材から成る歯付きベルトで
   あって、ベルト歯の歯先面が、歯車の歯溝の歯底上に載
   置される形式のものにおいて、それぞれ１つの頭部片
   （６）が各ベルト歯（５）の歯先面内へ埋込まれてお
   り、この頭部片（６）が、ベルトを成す材料よりも弾性
   の大きな材料から製作されており、かつ、ベルト歯
   （５）の歯先面の、ベルト周方向で見たほぼ全長にわた
   って延びており、上記頭部片（６）の外面（７）が、歯
   付きベルト（１）の長手方向断面図で見てベルト歯
   （５）の歯先面から前方へ湾曲させられており、歯付き
   ベルト（１）が歯車（１０）に巻掛けられるさいに、前
   方へ向かって湾曲した上記外面（７）が、まず、極めて
   高く隆起していることによって歯車（１０）の歯溝（１
   １）の歯底（１２）へ衝突し、次いで、運転時の半径方
   向ベルト張力によって、この歯底（１２）へ平らに接す
   るまで圧縮されるようになっており、頭部片（６）を成
   す材料の半径方向での圧縮から生じたこの材料のベルト
   長手方向での伸長により、ベルト歯（５）が両歯面によ
   って歯溝（１１）の両歯面に圧着するまで押広げられる
   ように、上記頭部片（６）の、ベルト材料と結合された
   内面（８）が、歯付きベルト（１）の長手方向断面図で
   見て構成されており、この内面（８）がベルト歯（５）
   内へ突入していることを特徴とする、弾性材から成る歯
   付きベルト。
2. 【請求項２】歯付きベルト（１）が、歯を備えた面と頭
   部片（６）とを織成物帯材（２３）によって被覆されて
   いる。請求項１記載の歯付きベルト。
3. 【請求項３】頭部片（６）が、歯付きベルト（１）の長
   手方向断面図で見てキノコ形状の内面（８）を有してお
   り、キノコの柄がベルト歯（５）の材料内へ突入してい
   る、請求項１記載の歯付きベルト。
4. 【請求項４】請求項２に記載の歯付きベルトの製法にお
   いて、 第１の製作段階では、互いに所定の間隔を置いた複数の
   凹部（２２）を外周部に備えて、歯付きベルト（１）の
   歯先に柔らかく弾性的な材料から製作されるべき頭部片
   （６）の形状に相応した中空室をこれらの凹部（２２）
   の所に備えた、回転可能な成形車（２０）と、この成形
   車（２０）の外周部の一部に巻掛けられて、凹部（２
   ２）を閉鎖して中空室を形成する被覆帯材（２１）との
   間へ、まず、ベルト長手方向で弾性的に伸長可能な織成
   物から成る織成物帯材（２３）を走入させ、次に、この
   織成物帯材（２３）によって被覆された成形車（２０）
   の凹部（２２）内へ、柔らかく弾性的な材料を充填し、
   最後に、製作されるべき歯付きベルト（１）の外側へ向
   いた面を外面（７）として有する頭部片（６）を、織成
   物帯材（２３）に射出成形して、 第２の製作段階では、製作されるべき歯付きベルト
   （１）の形状に相応する環状の凹部を外周部に備えた、
   回転可能な成形車（３０）と、この成形車（３０）の外
   周部の一部で成形車（３０）の凹部を閉鎖する被覆帯材
   （３１）との間に、まず成形中空室を形成し、次に、半
   径方向外側へ向いた面に頭部片（６）を射出成形された
   織成物帯材（２３）を、この成形中空室内へ走入させて
   成形車（３０）の歯（３３）上に載置し、次に、成形中
   空室内へ走入した織成物帯材（２３）の、頭部片（６）
   を支持する各区分によって、成形車凹部の溝（３４）を
   被覆し、次に、歯付きベルト（１）のための弾性材料
   を、成形中空室の始端部の所で織成物帯材（２３）と被
   覆帯材（３１）の間へ充填し、次に、充填されたこのベ
   ルト材料の圧力と織成物の弾性的な伸長とによって、織
   成物帯材（２３）の、頭部片（６）を支持する区分を成
   形車凹部の溝（３４）の底部に接するまでこの溝（３
   ４）内へ圧着し、最後に、頭部片（６）と歯付きベルト
   （１）の材料とを溶融結合によって固く結合させること
   を特徴とする、弾性材から成る歯付きベルトの製法。