JPS6022216B2 - 歯つき動力伝達ベルト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 本発明は歯つき動力伝達ベルトに関する。

歯つき動力伝達ベルトを使用する駆動装置はチェーン駆
動装置又は歯車駆動装置に代るものとして積極的、同期
的駆動装置として広く使用されるようになっている。

チェーン駆動装置と対比したときの歯つきベルト騒動装
置の問題点の一つはチェーン駆動装置の場合はチェーン
のピッチ線がスプロケット歯のピッチ線の接線となって
いるのに対し、ベルト駆動装置の場合はベルトの引張部
材がスプロケツト歯の外周円の外方に位置していること
にある。このため、ベルトはスプロケツト歯と噛み合う
ときその各歯がスプロケツトの隣接する歯の間の空所に
入りこむときの干渉を最小としなければならない。この
干渉の問題はベルトの引張部材の伸び、ベルトの歯およ
びスプロケットの歯の変形などのために著しく複雑とな
る。これらの問題を解決するため種々の提案がなされて
おりその例として米国特許第３，７５６，０９１号、第
３，９７７，２６５号、第３，９２４，４８１号「第４
，０３７，４８５号などがある。これらはベルトの歯が
曲面の前後フランク面を有する形式のものであるが、伝
達する負荷が大きい場合にベルトの歯とスプロケットの
歯との間に干渉を生じ、またはベルトの歯の強度が不足
して歯の変形、破損を生じやすいものであった。本発明
は上述欠点を除去し特にスプロケットとの係合（かみ合
い）時における干渉を最小としかつ歯の強度を最大とし
た歯つき動力伝達ベルトを提供することを目的とする。

発明の構成 本発明によれば、ェラストマー製であって、赤道面でピ
ッチ線を形成する円周方向引張部材によって補強され、
歯幅がＷでピッチＰだけ離間する複数の歯を有し、各歯
は赤道面におけるランド面から歯元部を経てなだらかに
前後フランク面が形成されており、該前後フランク面の
断面形状はほぼ円の弧であって、その円の半径は最大の
場合にほぼピッチＰに等しく、最小の場合は歯元都付近
のほぼピッチＰに等しい最初の半径から歯幅Ｗより大で
ある最後の半径まで順次的に減少する円弧の軌跡として
断面形状が定められＬ これらの円の半径の中心はその
歯の断面形の外方であって且つランド面の赤道面とピッ
チ線の赤道面との間の区域に位置していることを特徴と
する、ピッチ円ＰＣに沿って互にピッチＳだけ円周方向
に間隔をおかれた複数のスプロケツト歯を有しているス
プロケットと共に使用されるための歯つき動力伝達ベル
トが提供される。

実施例 図に示す本発明による歯付き動力伝達ベルト１０は周知
の一般的構造を有する。

すなわちベルト１０はェラストマー例えば天然ゴム、人
造ゴム、天然ゴムと人造ゴムの混合物の成型品又は鋳造
可能ェラストマー例えばポリウレタン製であって、その
長手方向にはほぼ赤道面１２に沿って第１図左右方向に
延びる引張部材（図示しない）が配置されている。引張
部村は任意の既知の材料とし、鋼のケーブル、高弾性率
のよい線例えばファイバーグラス、アラミド等とする。
歯１６は、歯元１８と、前後フランク面２０，２２と、
歯元２４とを有し、歯相互間の間隔はピッチＰである。
歯間のランド面２６は歯元面２８に沿い歯元に一致する
。繊維材料を歯内に混入して弾性率を大にし、又は歯及
びランド面に沿って繊維材料を配置して耐塵性を改善し
又は歯の強度を増大させることもできる。第１図におい
て、各ベルトの歯の前後フランク面の少なくとも一部３
０の特に歯元付近においてその断面形状は円の弧とし、
その半径Ｒはベルトの歯のピッチＰにほぼ等しい。

この弧は凸面のフランク面を形成し、中心３１，３２は
歯の断面形の外方にある。図において円の中心３１，３
２はランド面２６の赤道面２８上にあるが、赤道面２８
とピッチ線の赤道面１２との間にあるものとしてもよい
。図示の如く中心３１，３２をランド面の赤道面２８上
とすることは特に歯元都付近における角度Ａ（赤道面に
直角の面とフランク面とのなす角度）を最小とすること
ができ、角度Ａは１５ｏ以下特に歯元部付近においてほ
ぼ００となる。前後フランク面の弧の中心３！，３２間
の距離Ｄは半径Ｒよりも大とする。第１図の実施例にお
いて前後フランク面のそれぞれ主要部はそれぞれ半径Ｒ
の一つの円の弧として形成され、小さなまるみ部を経て
それぞれランド面２６、歯先面２４．と違っている。歯
先面２４は第１図ないし第３図に示す例ではほぼ平坦で
ある。なお第４図の実施例では曲面３４となっている。
歯は歯元部において所定の歯幅（ピッチ線方向長さ）Ｗ
を有し、前後フランク面と赤道面に直角な平面とのなす
角度は最小角度Ａ以上（歯の根元部においてほぼ第１図
における角度Ａ、歯先部に行くに従ってＡより大となる
）となっており、スプロケットの歯との干渉防止に役立
っている。本発明によるベルトの歯の前後フランク面の
形状について第３図を参照して説明する。

ベルトの歯がスプロケットの歯相互間の空所３６に入っ
たときベルトはその歯相互間のランド部のうち特に符号
ｘおよびｙで囲んだ部分で曲り、このときべルトの歯と
スプロケツトの空所３６との関係は次の３つのうちのい
ずれかとなる。｛ａ｝ ベルトの歯の歯先部がスプロケ
ットの空所３６の底部と接触し、スプロケットの歯先部
とベルトのランド部との間にすき間が形成される。

‘ｂ’第３図に示す如くベルトの歯先部がスプロケット
の空所の底部に接触し、スプロケットの歯先部がベルト
のランド部に接触する。‘ｃ｝ 第２図に示す如くベル
トの歯先部とスプロケットの空所の底部との間にすきま
が存在し、スプロケットの歯先部がベルトのランド部に
接触する。

前述（ａーの条件すなわちスプロケットの歯先とベルト
のランド部との間にすきまが存在し、スプロケットの空
所の底面とベルトの歯の歯先部が当援する場合にはベル
トの曲りは主として点Ｍを中心として生ずるものと考え
られる。

このことに鑑み本発明の第１の態様としてベルトの歯の
フランク面を中心Ｍ、半径Ｒ，の円の弧として歯元部か
ら歯先部まで実質上一つの円の弧として定める。なお歯
元部および所要の場合例えば歯先部が平坦であるような
場合の歯先部とは小さい半径のまるみを持つものとする
。このようにしてフランク面４４が定められる。この態
様によるフランク面４４はスプロケツトの歯と係合する
ときスプロケットの歯の歯先部とフランク面４４とのす
きま（第３図においてＡＩとして示す位置付近のスプロ
ケツト歯の歯先部とフランク面４４との間のすきま）が
係合の初期から終期まで実質上同一である。

しかし、このすきまを係合の初期ではいくらか大とする
ことが望ましい場合もあり、そこで本発明の第２の態様
としてフランク面４２を以下のようにして定める。

前述｛ｂ）および【ｃーの場合スプロケツトの歯ははじ
めに点Ｍでベルトに接触し、点Ｍのまわりでベルトのラ
ンド部が曲り、ベルトの歯はスプロケットの空所３６内
に入りこみはじめる。

次にランド部の点Ｎがスプロケットの歯先に接触すると
ランド部は点Ｎのまわりで曲りをつづけ、このようにし
てランド部の曲りの中心は軌跡Ｍ肘ＯＰに沿って変化す
る。このことに鑑み本発明の第１の態様としてベルトの
歯のフランク面を、歯の根元部に近い位置において中心
Ｍ半径Ｒ，の円の弧として定められる部分Ａ，から、中
心Ｎ半径Ｒ２の円の弧として定められる部分Ａ２、中心
○半径Ｒ３の円の弧として定められる部分Ａ３を経て、
中心Ｒ半径Ｒ４の円の弧として定められる歯先部に近い
部分へまで連続するものとして定める。このようにして
定めたフランク面を面４２として示す。これら両態様に
塞くフランク面４２，４４は歯元都付近で全く同一であ
り、歯先部付近で前者が僅かに歯幅が小となっている。

歯幅を小とすることは強度を低下せしめることになり、
フランク面４２よりもさらに歯先部の歯幅を狭くするこ
とは望ましくない。本発明によるベルトに最もよく適合
するスプロケット４６はピッチ円ＰＣに沿ってピッチＳ
の間隔で形成されたスプロケット歯４８を持っている。

歯の前後フランク面５０，５２は歯先５４に違っており
、前後フランク面は少くともその歯先付近で半径ＳＲの
円の弧で定められる凹面とする。ＳＲは望ましくはピッ
チ円に沿ってピッチＳを定める弧の長さと同一とする。
円の中心は第２図に示す如く隣接する２つの歯の歯先を
接線Ｔと、接線Ｔに平行でピッチ円における歯先を結ぶ
第２の線との間の区域５６内にあるように定める。望ま
しくはスプロケツトの歯の高さをベルトの歯の高さより
も高くし、ベルトの歯の歯先部とスプロケットの空所３
６の基底部との間にすきま５８が形成されるようにする
。なおベルトの歯の歯幅よりも空所３６の幅（円周方向
長さ）を大として噛み合い時にすきま６０がベルトの歯
の後部フランク面の後方に形成されるようにする。この
スプロケツト歯の形状は本発明によるベルトに最もよく
適合するものであるが、本発明のベルトはその他の形状
の歯を有するスプロケットと組合せ使用することもでき
る。なお前述フランク面４４，４２は本発明によるベル
トの歯を限界づけるものであり、フランク面４４よりも
歯幅が大であれば梯形歯と対比して本発明による効果が
得られずフランク面４２より歯先部付近の幅が４・とな
れば係合離脱現象（ラチヱツテイング）が生ずる。

本発明によるベルトは各種負荷状態および速度状態にお
いて従来技術によるものと対比して、ベルトの歯とスプ
ロケツトと歯との干渉問題を生ずることおよびベルトの
歯が変形することがなく、著しく信頼性の高い動力伝達
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるベルトの一部の側面図、第２図は
第１図のベルトがスプロケットとかみ合う状態の部分側
面図、第３図はスブロケットをラックとしてベルト歯の
歯面決定を説明する拡大側面図、第４図はベルト歯の他
の実施例を示す側面図である。 １０・・・・・・歯付きベルト、１２・・・・・・赤道
面、１５．．．．・・歯、１８…・・・歯元部、２０，
２２，４２，４４……フランク面、２４，５４……歯先
、、２６……ランド面、４６……スプロケット、３６・
・・…空所、４８・・・・・・スプロケット歯、５８，
６０・・・・・・すきま。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エラストマー製であつて、赤道面でピツチ線を形成
   する円周方向引張部材によつて補強され、歯幅がＷでピ
   ツチＰだけ離間する複数の歯を有し、各歯は赤道面にお
   けるランド面から歯元部を経てなだらかに前後フランク
   面が形成されており、該前後フランク面の断面形状はほ
   ぼ円の弧であつて、その円の半径は最大の場合にほぼピ
   ツチＰに等しく、最小の場合は歯元部付近のほぼピツチ
   Ｐに等しい最初の半径から歯幅Ｗより大である最後の半
   径まで順次的に減少する円弧の軌跡として断面形状が定
   められ、これらの円の半径の中心はその歯の断面形の外
   方であつて且つランド面の赤道面とピツチ線の赤道面と
   の間の区域に位置していることを特徴とする、ピツチ円
   ＰＣに沿つて互にピツチＳだけ円周方向に間隔をおかれ
   た複数のスプロケツト歯を有しているスプロケツトと共
   に使用されるための、歯つき動力伝達ベルト。 ２ 前記断面形状が最初の半径から最後の半径まで順次
   的に減少する半径の円弧の軌跡として定められ、各半径
   の中心がピツチ線の赤道面に平行な選択された一つの平
   面上にある、特許請求の範囲第１項記載の歯付き動力伝
   達ベルト。 ３ 前記断面形状の大部分がほぼピツチＰに等しい半径
   Ｒの円弧によつて形成されている、特許請求の範囲第１
   項記載の歯付き動力伝達ベルト。 ４ 前記中心をランド面の赤道面上とする、特許請求の
   範囲第１項記載の歯付き動力伝達ベルト。 ５ 歯元部における前記フランク面への接線が赤道面に
   対して垂直な面となす角度を１５°以下とする、特許請
   求の範囲第１項記載の歯付き動力伝達ベルト。 ６ 前記フランク面が曲線の歯先部になだらかに連結さ
   れる、特許請求の範囲第１項記載の歯付き動力伝達ベル
   ト。 ７ 前記フランク面がほぼ平面状の歯先部になだらかに
   連結されている、特許請求の範囲第１項記載の歯付き動
   力伝達ベルト。