JPS5962757A - 歯付ベルト駆動装置 - 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】 本発明は主として高負荷用歯付ベルト駆動装置の改良に
関するものである。

従来、訓負萌伝動装置において、歯付ベルトか使用され
ているか、非常な高負荷条件下、例えば、負荷：ベルト
／木当り乙ｔ〜／θｔ ての使用であるため、山付ベルト、！侍に南部のｒｆ〕
耗が著しいという欠点があった。

そこで、前述したような高負荷に対抗するために、歯部
の強度を高めて摩耗を少なくし、それによって寿命を向
」−することか行われている。すなわち、具体的には、 １）伝動負荷の単位当たりの受圧面積を大きくするため
に南部を太き（する、つまり山部を高＜、歯幅を長く、
かつベルト幅を広（する、１１）山部に均一な圧力か分
散して加わるように、インボリュート歯、直線歯、円弧
１′、ｌコなどを用いて噛合をスムーズにする、 ｉｉｉ　）　　山部の変形鼠を少なくするために歯部の
剛性を高める。例えば、ａ）爾ゴムに単繊維を練り込ん
で硬度を向上させる、ｂ）ｉ部の帆布の組織を耐摩耗性
とする、あるいは帆布を多数重積する、Ｃ）プーリ溝よ
りもベルト歯を大きくし、それによってプーリ溝内でベ
ルト歯部が圧縮され剛性か商まるようにする、 ｉＶ）　　南部の摩擦係数を小さくする。例えば、プＩ
Ｊとの接触界面に、減摩剤、滑材などを混入する、 などの手法がある。

したがって、歯付ベルトの使用条件に応じて、歯部の大
きさを決めるとともに、前記１）〜ｉｖ）　　の手法を
単独あるいは組合せて、ベルト寿命の向上を図っていた
。

それによって、常温での高負荷伝動の場合は、ある程度
の効果は一認められたが、雰囲気温度の高い高負荷伝動
の場合は、短時間で歯ゴムが硬化して割れたり、南部帆
布の摩耗が激しかったりして充分に満足した効果を得て
いないのが現状であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、高温高負荷
条件下においても、十分なベルト寿命を示す歯付ベルト
駆動装置を提供することを主目的とする。

以下、本発明の構成を、実施例について、図面に沿って
説明する。

第１図において、１は歯付ベルトで、背ゴム層２、抗張
体層３および緩衝ゴム層４が順に積層されてなるベルト
基帯５の該緩衝ゴム層４側に、歯部６がベルト全周に亘
って規則的に配設され、その上に帆布層７が重積されて
なる。したかって、歯部６においては勿論、谷部８にお
いても帆布層７と抗張体層６との間に（↓緩衝ゴム層４
が介在していることになる。

なお、ベルト寿命において有利になるように、歯部６は
、歯部高さｈと歯部長さρとの比がθ／ｊ〜０．３６＜
好ましくはθ！７〜θ２２）で、歯ゴム硬度（、ｒ　ｒ
　ｓ　Ａニ３．ル）−カｌｊ°〜７６°（好ましくは乙
♂０〜７．２°）となるように形成されている。また、
緩衝ゴム層４についても、ベルト寿命において有利とな
るように、そのダム硬度が歯ゴム硬度と同−若しくはそ
れ以下であってそれらの相対硬度差が７．５°以内であ
るとともに、その厚さΔｔが歯部高さｈ　ｏ）／　、３
％〜３７％に相当するようになっている。

目１■記歯付ベルト１が回転自在に懸回する歯付プーリ
９は、その外表面に厚擦係数の低い合成樹脂（例えば、
テフロン）による表面薄層を有する。

に、換言すれば歯部６の歯先と凹溝１０の底面との間に
空間１１が存するように構成されている。

その空間１１は、深さ方向の長さΔｄが静止状態で歯部
高さｌ〕の０〜５％の範囲となっており、その値は歯付
ベルト１の緩衝ゴム層４のゴム硬度を考慮して設定され
る。

それによって、静止状態において存在する空間１１が、
負荷状態では歯付ベルト１の緩衝ゴム層４が圧縮斐形さ
れるので、消滅して歯部６の歯先と凹溝１０の底面と接
触することになる。

−上記歯付ベルト１の各部の材料の一例を示すと次の通
りである。

１）背ゴム層２・・・・・・ネオプレンゴムをベースと
した公知の配合によるゴム。

１１）抗張体層６・・・・・・公知の接着処理を施した
硝子コード、ケブラーコード、またはスチールワイヤコ
ード。

１１１）緩衝ゴム層４および歯部６・・・・・・ネオプ
レンゴムをベースとした公知の配合によるゴム。ただし
、ゴム硬度は７０°である（　ＪＩＳＡによる）ＩＶ）
帆布層７・・・・・・公知の接着処理を施した名ナイロ
ンもしくは乙２ナイロンを用いた手織、綾織または朱子
織りの織布。

次いで、上記歯付ベルト駆動装置に関連して行った実験
について説明する。

（実験／） 代表的な従来の歯付ベルト（表／参照）と本発明に係る
歯付ベルト（歯部のピッチロ　’Ｏｔｎｍ、歯部の高さ
ｈ−７グミｍ、歯部の長さｐ　＝　ｙ　、ｔ　、ｔ　ｍ
ｍ、緩衝ゴム層の厚さ２．０順、ｈ　’／　ｐ、−θ）
２ｏ、歯角度θ−グ０°）とのベルト寿命を比較′した
。

歯付ベルトは歯部の摩耗、背割れ、南部の次損等により
寿命とし、その実験条件は次の通りである。

プーリ径：駆動側および従動側とも直径／２／祁、回転
数：／ｌ？００ｒＰｍ、負荷：　ＪＯ’ＫＷ　、　温度
：　７θ℃、ベルトφ畠二ノロ、６餠ｍ０表　　　　／ ただし、Ｖｌ・・・・・・ＸＸ、Ｈ ｖ２・・・・・・Ｔ−６０ Ｖ３・・・・・・５ＴＰＤ’／グＭ Ｖ４・・・・−・ＨＴＤ　７７Ｍ 上記実験の結果を次の表２に示す。表２において、ｖ５
は本発明に係る歯付ベルトを示し、ベルト寿命は、本発
明に係る歯付ベルトｖ５を／θ０として基準とし、指数
表示した。

以下余白 上記結果より、本発明に係る歯伺ベルトは、従来の歯付
ベルトに比して、はぼ３０％以」−もベルト寿命が延び
ていることが判る。

（実験、２） 本発明に係る歯付ベルトについて、ｈ　、／ｐ、　（ｈ
：歯部高さ、氾：歯部長さ）とベルト寿命との関係を調
へた。本実験に用いた歯付ベルトは、ｈ、／ｆｉの値を
除けば、基本的には（実験／）において用いた本発明に
係る歯付ベルトと同一である。なお、）１／℃の変化は
、歯部の長さ℃を一定値に固定させ歯部の高さｈを変化
させることにより行っている。

１）ベルト寿命の評価は、（実験／）と同様に行った。

１１）帆布摩耗量は、実験開始前における歯付ベルトの
歯部平坦部の帆布層の厚さを１０σとし、（実験／＞と
同一の方法で一定時間走行後、前記歯部平坦部の厚さを
、顕微鏡を用いて、計測し、その減少量を１馴耗量とし
て指数で表示した。

１１１）歯部の変形用は、第３図に示すように、アムス
ラー型万能試験機の加重部材２１に歯付ベルト１を噛合
するとともに該歯付ベルト１の背面側を添え板２２（金
属片）に支持し、しかして所定の荷重Ｗを加重部材２１
を介して歯イ（１ベルト１の歯部６に加えて、歯先部分
の変位用ΔＡを測定した。それによって、Ｐ−（ΔＡ／
、ＳＶ×１００（％）でもって変形用とした。ここて、
Ｓは歯部平坦部の長さである。

かくして得られた結果を、第２図に示す。これより、ｈ
　／　ｆｉが太き（なるにしたがって、帆布の摩耗量は
減少する一方、歯部の変形量は増加する。

また、ベルト寿命は、ｈ／βのある範囲において、十分
に大きくなることが判る。

したがって、ｈ／、９は、θ／ｊ〜θ３ｊの範囲、望ま
しくは０）７〜０２２の範囲にあることがよいと言える
。

（実験３） 本発明に係る歯付ベルトｖ５もしくは従来の歯付ベルト
Ｖｌと、使用時に歯部歯先と凹溝底面との間に空間が存
する従来の歯付ブーＩｊ　ｐ、　、使用時に前記空間が
存しない従来の歯付プーリＰ２、使用時に前記空間が存
する本発明に係る歯付ブーＩＪ　Ｐ５もしくは使用時に
前記空間が存しない本発明に係る画伯ブーＩＪ　Ｐ４と
の組合せによる、ベルト寿命への影響を調べた。なお、
実験に用いた歯付ベルトおよび走行条件は（実験／）と
同一とし、歯付ベルトＶ５と歯付ブーＩＪ、Ｐ１とを組
合せたときのベルト寿命を７００として指数表示した。

その実験結果が、表３である。

表　　　３ したかって、本発明に係る歯付ベルト駆動装置に対応す
る組合せである（　■５＋　Ｐ３　）では、著しくベル
１〜寿命か向」ニすることが判る。

１−記構成によれば、歯付ベルト１の歯部６を構成する
南コムは比較的軟らかいが歯部６の幅に対して高さか低
いのて、抗張体層３より歯部６に動力を受けたりあるい
は逆に歯部６より抗張体層６に動力を伝えたりするとき
、歯ゴムが軟らかい割に歯部６の変形量は比較的少なく
てすむ。したがって、高負荷伝動が可能となる。

一方、歯部６を構成する歯ゴムが比較的軟らかいと、使
用時に圧縮により硬度が上昇してもその絶対値はあまり
大きくならないので、ゴム弾性を長時間に亘って保持す
ることになる。その結果、高温高負荷条件下で、長時間
に亘って使用することができる。

また、抗張体層６と帆布層７との間には、抗張体層３の
接着を兼ねた緩衝ゴム層４が介設されているので、高負
荷条件下での使用時に、歯部６゜６間における谷部８が
歯付プーリの山部１２によって突上げられても、緩衝ゴ
ム層４の圧縮変形によって突上げ力は効果的に低減され
る。また、この緩衝コム層４による突−１−け力の低減
効果と、歯付プーリ９の表面薄層（テフロン）による摩
擦力の低減効果との相乗作用によって、帆布層７（帆布
）の摩耗も著しく低減されることとなり、ベルト寿命は
著しく延ひる。

すなわち、歯付ベルトの谷部においては、従来の歯付ベ
ルトａでは、抗張体層の硬いコードｂと帆布Ｃとが直接
に接触していたので、第５図に示すように、その接触部
分で集中的に荷重を受け、それによってコード長手方向
にその部分たけ摩耗か進展してベルト破損に至っていた
のに対し、本発明に係る歯付ベルト１では、緩衝コム層
４によって帆布層７と抗張体層６とが直接接触すること
もなく、第ｙ図に示すように、ベルト幅全体でほぼ一様
に荷重負担するとともに、歯付プーリ９の表面薄層によ
って摩擦力が低減されるので、帆布層７の局所的な異常
摩耗が惹起されず、したがってベルト破損が防止される
。

なお、本発明に係る歯付ベルトは、上述したことから明
らかなように、従来のプーリと組合せて用いても十分な
効果を発揮するが、本発明に係る歯付プーリと組合せる
ことにより、より一層優れた効果を発揮することになる
のは言うまでもない。

本発明は」二記のように構成したから、高負荷高温条件
五におけるベルト寿命が著しく向上するという実用」二
優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る歯付ベルト駆動装置の基本構成を
示す断面図、第２図はｈ／氾（ｈ：歯部高さ、ｐ、：歯
部長さ）と、ベルト寿命、歯部変形量および帆布摩耗量
との関係を示すグラフ、第３図は歯部変形量の測定系の
説明図、第グ図および第５図はそれぞれ本発明に係る歯
付ベルトおよび従来の歯付ベルトに対し歯付プーリより
加重状態を示す説明図である。 １・・・・・・歯付ベルト、２・・・・・・背ゴム層、
６・・・・・・抗張体層、４・・・・・・緩衝ゴム層、
５・・曲・ベルト基帯、６・・・・・・歯部、７・・・
・・・帆布層、９・・・・・・歯付プーリ、１０・・・
・・・凹溝、１１・・・・・・空間第　４　図 ぺ１叶幅灯シイＸ１ ６５　図 へ１しト中品久ｒ司め棲１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）歯イ、］ブーＩＪに南部ベルトが回転自在に懸回
   されてなる駆動装置であって、前記歯付ベルトは、背コ
   ム層、抗張体層および緩衝ゴム層か順に積層されてなる
   ベルト基帯の該緩衝ゴム層側に山部かヘルド全周に亘っ
   て規則的に配設され、さらにその上に帆布層か重積され
   、前記山部かその高さｈと長さりとの関係がｈ　／　、
   Ｉｌｌ、−θ／、５〜θ３６てコム硬度が乙ｊ０〜７６
   ０になるように構成される一方、前記歯付プーリは、外
   表面にｊす：擦係数の低い合成樹脂による表面簿層を有
   するとともに、歯付ベルトの歯部と噛合する凹溝の深さ
   が歯付ベルトの歯部の高さｈよりも若干人きくなるよう
   に構成され、それによって歯付ベルトに負荷が加わった
   とき、山付ベルトの歯部両光が山部プーリの凹溝底面に
   接触することを特１救とする山付ベルト駆動装置。