JPS58160649A - 歯付ベルト - 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】 本発明はエラストマー材料等の歯付ベルト、即ち抗張体
を埋設したエラストマー材料２等の環状本体とこの侃状
゛杢体の一面に設けたエラストマー材料の歯列とから成
るベルトに関するっ 上述の型式の歯付ベルトは数棟のものか既知であり、こ
れら既知の歯付ベルトは、少なくとも２つの歯付プーリ
ーの歯に歯付ベルトの歯をかみ合わせて成る伝達装置を
構成する。事実、歯付ベルトと歯付プーリーとから成る
伝達装置においては、運動の伝達は、金属製駆動ギヤ間
において行なわれるように、歯付ベルトの歯と歯付プー
リーの歯とのかみ合いにより行なわれる。しかし、伝達
素子が剛直である金属製駆動ギヤの場合と異なり。

歯付ベルトと歯付プーリーとから成る伝達装置では、伝
達素子の１方即ち歯付ベルトがエラストマー材料から成
るため、他方の伝達素子即ち歯付プーリーよりも歯付ベ
ルトの変形が太きいという事実がある。このように歯付
ベルトと歯付プーリーとの間（詳細には、歯付ベルトの
歯と歯付プーリーの歯との間）の変形量の差のため、歯
間に大きな圧力が作用すると、歯間にすべりが生じ、そ
の結果歯付ベルトが激しく皐耗してしまう。

このようなベルト歯の卑耗を排除し又は制限するために
、相対すべりを減少させるための独々の外形のベルト歯
が研究、開発されてきた。また。

歯付ベルト全体の可撓性を大幅に減少させずにベルト歯
を剛直にするための特殊なエラストマ」コ／パウ／ト”
も研究されてきた。しかし、これらの研究にも拘らず、
既知の解決策ではベルト歯の摩耗の問題を満足に解決で
きなかった。

更に、金属製の歯付プーリーの歯の変形よりもニジスト
マー材料製の歯付ベルトの歯の変形の方が太ぎいという
事実のため、かみ合っている歯付ベルト、歯付プーリー
の歯に作用する応力は、運動の伝達の間に、変化するう
詳細には、ベルト歯上℃の最大応力が生じるのは、ベル
ト歯が駆動歯付プーリーの歯みぞ内へ進入し始めたとき
であり。

またこのととに、ベルト歯とプーリー歯との間で最大す
べりが生じる。ベルト歯が駆動歯付ブー１！−の歯みそ
内へ進入してしまうと、ベルト歯止の応力は減少し、ベ
ルト歯は歯付プーリーを去るまで歯付プーリーと一緒に
動く。

更に、ベルＩＩ上の応力が変形するという事実のため、
プーリーの歯みぞ内でのベルト歯の沈降運動が生じ、こ
の運動はベルト歯と≠五芋；噛杏プーリー歯との相対す
べりを助長ｔ、、６粍を増大させ、歯付ベルト及び伝達
装置に振動を生じさせ。

そのため騒音が謄しくなりベルトの寿命も短が（なって
しまう。

本発明のねらいは、既知の型式の歯付ベルトが有する上
述の諸欠点を排除し、任意の歯付プーリーに組合わせて
使用できる歯付ベルト、詳細には種々の外形の歯を有す
る歯付プーリーに組合わせて使用できる歯付ベルト、及
びこの歯付ベルトから成る伝達装置を提供することであ
る。

本発明の目的は、互に平行で共市内に位置する軸線を有
する複数個の可撓性で非伸長性のコードより成る抗張体
を長手方向に沿って埋設したエラストマー材料又はその
等価材料で作った環状本体と、この環状本体の一面上に
位置し歯みぞによりそれぞれ隔てられた複数個の歯から
成る歯列とで構成された歯付ベルトであって、前記歯の
Ｉｎ　＝ｂにおいて、該歯頂部にて歯に局部弾性変形を
与える手段が設けられているような外形ａち輪郭を各歯
が有していることを特徴とする歯付ベルトを提供するこ
とである。

本発明の一般的な実施例によれば、本発明の歯付ベルト
は、各歯の頂部に、歯頂部を弾性変形させる手段を備え
ている。詳細には、この手段は。

ベルト歯がその輪郭を変えて歯付プーリーのグループの
プロフィールに関係な（歯付プーリーに結合でき、もっ
てプーリー歯に対するベルト歯又はベルト歯に対するプ
ーリー歯を修正する必要性を排除するように、ベルト歯
に弾性曲げ変形を与える。

本発明の歯付ベルトの基本的特徴は、ベルト歯の頂部即
ち歯先に少なくとも２つのリプ即ち隆起部（：又は少な
（とも１つのみぞ）を備えて成り。

もって幾何学的形状によりベルト歯の頂部に変形性又は
好適には弾性的な曲げ変形性を与えるようにしである。

ベルト歯め残りの部分の形状は適当なものでよい、　　
　′ 第１図には本発明に係る歯付ベルトの一部の断面図を示
す。第１図に示すように、歯付ベルトは閉じたリングの
形をしたエラストマー又はプラスチック材料製の本体１
を有し、この本体には抗張体が埋設してあり、抗張体は
、互に平行にしかも同一面内に位置しベルト長手方向に
指向した例えばスチール、グラスファイバ等の複数個の
可読性で非伸長性のコード２から成る。ベルト本体１（
７）少なくとも一面に歯列を設け、この歯列は歯みぞ４
により互に隔てられたエラストマー又はグラスチック材
料製の複数個の歯６から成る。

本発明の歯付ベルトの基本的な特徴は、各ベルト歯乙の
頂部即ち歯先に、ベルト歯の頂部のみに弾性変形（特に
ベルト歯の歯先の幾何学的形状による弾性曲げ変形）を
与える手段を設けたことである。

第１図に示すように、ベルト歯乙の頂部に少なくとも１
つのみぞ５を設ける。このみそはベルトの長手方向に対
し横方向に指向し、ベルト歯の歯先に少なくとも２つの
隆起部５′、５“を生じさせる。

特に、ベルト歯の頂部の幾何学的形状は、はん４〕−例
としては第１図に示すようにデカルト軸糸において次式
に対応する四次曲線に相当する輪郭を全体のベルト歯に
与えることにより得られる。

ｙ＝ｋ（Ｘ−ｘ　） ここに、ｙは歯付ベルトの歯の中心線に一致するＹ軸に
おいて測った曲線の各点のＸ軸座標・Ｘはベルト歯の頂
部のみぞ５の底部を通りＹ軸に直交するＸ軸においてｌ
測った曲線の各点のＸ軸座標。

ｋはエラストマー材料の硬さに依存する係数で。

その値は０．０５〜２０間の値、好適には０．１〜１．
５の間の値であるっ 上述の範囲における係数にの値の選択は、歯付ペルｌ’
最適なものとするように１次の諸要因を考慮して９皺的
に行なわれる。

←）ベルト歯の輪郭と歯付プーリーの歯みぞの輪郭との
間の干渉の度合 （ロ）　ベルト歯を形成しているエラストマー材料の弾
性係数の値 （ハ）歯付ベルトで伝達すべき動力の大きさ。

ここで、要因（イ）及び（ロ）の値が大きいほど係数に
の値は太きいものを選んだ方が望ましいし１反対に。

要因？−１の値か大きいほど係数にの値は小さいものを
選んだ方が望ましい、このような理由のため。

上記範囲内での係数にの値の選択は経験によらざるを得
ない。なお、係数の値がどのようなものに選択されても
所期の目的を充分に達成する歯付ベルトが得られること
に注意されたい。

更に、第１図には示さないが、歯付ベルトの歯列、即ち
ベルト歯”６及び歯みぞ４は低犀擦係数のカバーでおお
う５例えばイタリア国特許第８６４２０４号明細書に開
示された如き自己潤滑性のゴム引き布が低卑擦係数のカ
バーとして特に適している。もつと有効なのは、歯付ベ
ルトの歯列のためのカバーを１間にエラストマー材料の
層又はフィルムを介在させ外１ｊｌｌｌ前記の自己潤滑
性ゴム引き布の層とした２層構造として形成することで
ある。歯付ベルトの歯列のためのこの橡のカバーはイタ
リア国特許第９７３１６’６号明細書に開示されている
。

本発明に係る歯付ベルトは、歯付プーリーの歯の幾何学
的形状に関係なく、それ故薗付プーリーの歯みぞの娩何
学的形状に関係なく、任意の歯付プーリーと組合わせて
使用できる５例えば、第２図には使用可能な歯付ブー＋
ｊ−６の部分垂直縦面図を示し、このプーリーの歯みぞ
７の断面形状は等脚台形であり、直線状の側面８・９と
直線状の底面１０とを有する。しかし、プーリーの歯み
ぞはこの形状のみに限定されないことはいうまでもない
。例えば、側面８．９は曲状でもインボリュート形等で
もよいし、底面１ｏも直線状に限らず凸状形、甲状形の
如き曲面でもよい、更に、歯みぞは側面と底面とがはっ
きり区別のつがない形状（輪郭）のものでもよい。換言
すれば、歯みぞ７の形状は半円形、半だ円形、双曲線形
等の曲面としてもよいっ ただし、歯付ベルトの歯列と歯付プーリーの歯列との間
に存在する関係は次のとおりである。

（イ）歯付ベルトの歯列のピッチが歯付プーリーの歯列
のピッチと同じであること、そうでなければ、ベルト歯
ｔ・マ歯付プーリーの歯みぞへ収納され得なくなってし
まう。

（ロ）変形していない状態でのベルト歯の高さがプーリ
ー歯みぞの深さと同じかそれ以上かそれ以下であること
っ （ハ）ベルト歯の幅は、ベルト歯の頂部の輪郭とプーリ
ー歯みぞの底部の輪郭との間の干渉がベルト歯の頂部を
変形させるに至るまで、ベルト歯の側面と歯付プーリー
の歯（歯みぞ）の側面との間での滑りを伴なわずに、ベ
ルト歯がプーリー歯みぞ内へ進入できるようなものであ
ること。

次に１本発明の歯付ベルトの作動を、任意の形式の歯付
プーリーと併用して成る伝達装置に使用したものとして
第６．４図を参照しながら説明する。

周知のように、歯付ベルト及び歯付プーリーから成る伝
達装置では、駆動プーリーが歯付ベルトに運動を伝達し
、歯付ベルトが被駆動プーリーに運動を伝達する。歯付
ベルト及び歯付プーリーから成る伝達装置における運動
の伝達は、互にかみ合うベルト歯とプーリー歯との間で
の力の交換により行なわれる。伝達装置の作動中、帳付
プーリー例えば駆動歯付プーリーの歯とかみ合って℃・
るから離れ、その後被駆動プーリーの歯みぞへ進入して
被駆動プーリーと係合する。被駆動プーリーの歯みぞ・
＼進入したのちは、そのベルト歯はそのプーリー歯みぞ
と一緒に動き、その後被駆動プーリーを離れ、再び駆動
プーリーの歯みぞに進入してその駆動プーリーと係合す
る。

上述のことから、歯付ベルトと歯付プーリーとの間の運
動伝達のすべてを特徴ずける現象はすぐ理解できる訳で
あり、この肴徴的な現象はベルトの各歯がまずプーリー
の歯みぞと係合して成る距離（径路）だけプーリー歯み
ぞと一緒に動き次いでその歯みぞから離れるということ
であるっ歯付ベルトのこのような運動径路に沿ってベル
ト歯上。

の応力は変化し１例えば駆動プーリーにおける場合は応
力は減少する。

第６図には任意の形゛のプーリー歯みぞ内へ進入してい
るベルト歯を示す、、１実施例を示す第３図から明らか
なように、プーリー歯みぞの輪郭がベルト歯の輪郭と適
合しないため及びベルト歯の尚さがプーリー歯みぞの深
さより太きいため、プーリー歯みぞ内へのベルト歯の進
入期間中干渉が生じる。この場合、金属製材料でできた
歯付プーリーの歯みぞが非変形性でありしかも、エラス
トマー材料製で頂部に少なくとも１つのみそ５（従って
その両側に２つの隆起部５′、５“）を具備している故
にベルト歯が変形可能であるため、ベルト歯６の変形が
生じる。ベルト歯乙の変形はまず干渉区域に近い方の突
起である隆起部５′の撓みによって始まる。ベルト歯６
がプーリー歯みぞ７内へ進入するＫつれて、撓みによる
隆起部５′の変形が大きくなりプーリー歯みぞ、７の底
部に接触するに至る。プーリー歯みぞ７内へのベルト歯
６の進入の成る地点で、ベルト歯乙の他方の隆起ｓ５“
もプーリー歯みぞ７の輪郭と干渉し始めてその撓み変形
が始まり、この変形量はベルト歯がプーリー歯みぞ内へ
完全に進入するまで増大し続けるン第４図に示すように
、ベルト歯６かプーリー歯みぞ７内へ完全に収容された
ときには、ベルト歯の２つの隆起部５′、５“は完全に
撓み変形しており。

歯付ベルトの歯列の歯みぞ４の底部は歯付プーリー６の
歯６′の歯先上に乗ることができる。更に。

ベルトｍがプーリー歯みぞ内へ完全に収容されたときに
、隆起部５／、５／ｌの変形によってこれらの隆起部が
区域１１（第４図）で互に接触するように構成してもよ
い。

図示し前述した歯付ベルトの実施例においては。

ベルトｍの歯先に２つの隆起部５′、５”を設けその間
にみぞ５が画定されており、そしてベルト歯とプーリー
歯みそとの干渉はプーリー歯みぞの側面において生じる
ようになっているが、この実施例のみに限定されないこ
とはいうまでもない５例えば１図示はしないが、別の実
施例としては、ベルト歯の歯先に６個以上の隆起部を設
け、ベルト歯の頂部とプーリー歯みぞとの干渉をプーリ
ー歯みぞの底部においてのみ生じさせるよう圧すること
もできる。更に別の実施例としては、ベルト歯とプーリ
ー歯みぞとの干渉が側面間及び隆起部のあるベルト歯の
頂部とプーリー歯みぞの底部との間の両方で生じるよう
にすることもできるっ以上の説明から１本発明の歯付ベ
ルトが所期の目的を達成することを容易に理解できよう
つ事実。

歯付プーリーの歯みぞの輪郭に無関係にベルト歯の輪郭
を形成でき、そのため歯付ベルトを神々の歯付プーリー
に対して使用できるという利点がある。事実１図示の例
でも判るとおり、ベルト歯の輪郭はプーリー歯みぞの輪
郭に適合（相補）していなくてもよく、またベルト歯の
輪郭とプーリー歯みぞの輪郭との間に干渉が生じさえす
れば、ベルト歯の高さはプーリー歯みぞの深さと同じで
もそれより小さくてもそれより大きくてもよいっ更に１
本発明の歯付ベルトは滑りによる摩耗を顕著に減少させ
るうその理由は、ベルト歯とプーリー歯みぞとの間で清
りか生ずるけれども、ベルト歯とプーリー歯みそとの接
触時にベルト歯（の幾何学的形状）を変形させるため、
このような接触により生じる圧力が小さいからである。

プーリー歯みぞ内へのベルト歯の進入中におけるベルト
歯の滑りによる摩耗は更に減少する。その理由は。

プーリーと既にかみ合っているベルト歯はこのベルト歯
を収容し７たプーリー歯みぞ内で非常に安定した位置を
とり、このような安定した位置がプーリーと一緒に運動
しているベルト歯止の荷重の連続的な変イＬかあっても
ベルト歯とプーリー歯みぞとの小さな相対運動をも田土
し、歯付ベルトの抗張体の長平方向の企みを田土するか
らである。プＩＪ−歯みぞ内でのベルト歯の安定した位
置は。

歯の出入にとって最適であるばかりか、歯に対する負荷
を減少させ、伝達装置の振動を減少させ。

その結果伝達装置の使用寿命が延びろし８作動中の伝達
装置の紗音も小さくなる。更には、伝達可能な動力も大
きくなり、いわゆる歯のスキッピング現象も起こらない
っ 更に、プーリー歯みぞ内へのベルト歯の進入中。

ベルト歯の頂部にみぞ５が存在するから空気がプＩＪ−
歯みそから容易に逃出せるため１編音が更に減少する。

最後に、ベルト歯がプーリー歯みぞ内へ完全に収容され
ても完全に消滅しないようなみぞ１５＋がベルト歯の頂
部に設けであるため、歯付ベルト全体の重量が小さくな
り、そのためベルトより成る運動質量も小さくなるから
、伝達における振動も減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の歯付ベルトの部分縦断面図５第２図は
本発明のベルトに使用できる歯付プーリーの部分断面図
。第６図は、ベルト歯がプーリー歯みぞへ進入する間の
歯付プーリーの一部及び本発明の歯付ベルトの一部を示
す断面図。第４図ｉ末。 ベルト歯がプーリー歯みぞ内へ完全に収容された状態を
示す歯付ベルト及び歯付プーリーの部分断面図である。 １：ベルト本体　　　　６：ベルト歯 ４：ベルト歯みぞ　　　５：みぞ ５′・５′：隆起部 特許出願人　　インダストリエ・ピレリー・ンシェタ・
ペル会アジオニ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互に平行で同一面内に位置する軸巌を有する複数個の可
   撓性で非伸長性のコードより成る抗張体を長手方向に泪
   って埋設したエラストマー材料又はそれと等価の材料で
   作った環状本体と、この現状本体の一面上に位置し歯み
   ぞによりそれぞれ隔てられた松数個の歯から成る歯列と
   で構成された歯付ベルトにおいて、該歯の頂部にて該歯
   に局部弾性変形を与える手段が該歯の頂部に形成される
   ような輪郭を該各歯が有していることを特徴とする歯付
   ベルト。