JPS6246939Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はベルト伝動装置に関する。

さらに詳しくは、本考案は、歯付きベルトの歯
にベルト長手方向に沿つてＶ溝を設けた歯付きベ
ルトと、この歯付きベルトの歯に噛み合う歯を底
面に有しかつこのベルトＶ溝に嵌合するリブを底
面に沿つて設けたプーリとを有するベルト伝動装
置に関する。

（従来の技術） ベルトとプーリとで主としてなるベルト伝動装
置において用いられる歯付きベルトは、一般に、
抗張体を埋設した主体部の底面にベルトの長手方
向に直角に一定のピツチで歯を有する。この歯付
きベルトは、プーリとの噛合時にプーリに接する
歯面側表面がゴム引き布などで被覆されたり、ポ
リウレタンのような耐摩耗性に富むゴム単体で仕
上げられている。第１図ａに示すように、この種
の従来ベルト１００の歯面側表面１０１，１０２
は平滑である。歯付きベルトがプーリと噛み合う
とき、ベルト歯底はわずかであるが多角形挙動を
伴つてプーリの歯頂部表面に接触する。ベルトは
プーリ表面をたたくように接触するため、衝撃音
を伴う。この衝撃音は、主としてベルト歯とプー
リ歯との噛み合い時に両歯の間に存在する空気が
圧縮されこれが狭い間隙から急激に排出されると
きの圧縮空気破裂音である。両者の噛み合いが高
速で行われるにつれてベルト・ドライブにおける
この衝撃音は高くなる。

従来の歯付きベルトは、さらに、プーリ歯との
噛合時にプーリ歯に接触するベルト歯底の摩耗が
激しく、これが歯付きベルトの寿命を短くしてい
る。ビルト歯底の摩耗を緩和するにはベルト歯底
を広くし単位面積当たりにかかるプーリ接触圧を
小さくする必要がある。しかし、ベルト歯に所定
の強度をもたせかつ歯の摩耗を少なくするために
はベルト歯を広くする必要がある。従来の歯付き
ベルトは、結局、歯底を適度に広く歯を適度に狭
く設定することでベルトの耐摩耗性を優先させて
いる。その結果、従来の歯付きベルトの多くは歯
強度に難点があり、大きなベルト・キヤパシテイ
（ベルト伝達能力）の要求されるトラツクやバス
などの大型車のカムシヤフト・ドライブ用には使
用し得ない。

また、歯付きベルトはベルト・ドライブ中に蛇
行したり横すべりを起こし易く、発熱の原因およ
びベルトの摩耗の原因にもなつている。ベルトの
このような横すべりはプーリに設けたフランジに
より軽減されうる。しかし、フランジがあるがた
めにその占める分だけプーリのベルトとの有効接
触面積が制限され、結果的にベルトのキヤパシテ
イを制限することになつている。

U.S.Patent No.2988925は、第１図ｂに示すよ
うに、歯付きベルト１０３の歯１０４の頂面に細
くかつ浅い溝１０５を歯に平行（ベルト長手方向
に直角）に設けることを開示している。特公昭47
−34433号は、第１図ｃに示すように、歯付きベ
ルト用プーリ１０６の歯１０７に複数の細くかつ
浅い溝１０８をベルト長手方向に平行もしくはヘ
リカル状に設けることを開示している。いずれの
開示技術もベルトとプーリとの噛合時に発生する
衝撃音を軽減することを目的としているにすぎ
ず、ベルト・ドライブにおける前記蛇行や横すべ
りおよびそれに伴う発熱とベルト摩耗の問題さら
にはベルト・キヤパシテイの制限の問題を同時に
何ら解決しうるものではない。

他方、歯付きベルトはプーリ歯との噛み合い駆
動による同期伝導ベルトであり、Ｖベルトはプー
リとの間に生ずる摩擦力により動力を伝達するベ
ルトである。このように、両ベルトはその概念と
機能において全く異質であり両ベルトを組み合わ
せて一本のベルトにするという発想は無意味かつ
実現不可能であるというのが当業者の従来からの
通念である。

実開昭55−79838号公報には、穀稈を搬送する
ための穀稈搬送装置が開示されている。この装置
は、第１図ｄに示すように、搬送される穀稈がプ
ーリ１１０の外周域を通過する際にプーリ１１０
へ巻付くのを防止する目的で、プーリ１１０の中
央外表面の全面にわたつてプーリ歯１１１よりも
外方向へ突出したリブ１１２を設けている。この
リブ１１２によりプーリ１１０に巻付こうとする
穀稈は外方へ押し出される。このように、この装
置は、プーリ歯よりも外方へ突出するリブ１１２
をプーリ表面全面にわたつて設けることを必須の
要件としており、それがために、第１図ｅに示す
ように、これに噛合う歯付きベルト１１３は、ベ
ルト歯１１４のみならずベルト本体１１５にも上
記プーリリブ１１２に係合する溝１１６を設けね
ばならない。この溝１１６はベルト強度を補償す
る抗張体１１７をもえぐり取る深さを有し、した
がつてベルト１１３の強度は極端に低い。しか
も、この装置は、このように、ベルト歯のみなら
ずベルト本体にも溝１１６を設けているため、ベ
ルト１１３とプーリ１１０との噛合時の圧縮空気
の逃げ場がなく、したがつて、歯付きベルトとプ
ーリとの噛合時の圧縮空気破裂音を解消すること
ができない。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は、上記従来の問題点を解決するもので
あり、歯付きベルトの同期伝導機能とＶベルトの
定方向走行性機能とを結合させることにより両ベ
ルトが元来それぞれ有する機能と作用効果の単な
る寄せ集めを越えた相乗機能と相乗効果を発揮し
うるとの本考案者の新しい知見にもとづいて完成
された。その目的とするところは、(1)衝撃面接触
に由来する衝撃音を軽減しうるベルト伝動装置を
提供すること；(2)ベルト長手方向およびベルト横
方向へのすべりのないベルト伝動装置を提供する
こと；(3)ベルト・ドライブ中に蛇行したり横すべ
りしてベルトがプーリからはずれるおそれのな
い、定方向走行性を有するベルト伝動装置を提供
すること：(4)発熱や摩耗の著しく少ないベルトを
備えたベルト伝動装置を提供すること；(5)耐摩耗
性に優れたベルト伝動装置を提供すること；(6)十
分な歯強度（せん断応力）のベルトを備えたベル
ト伝動装置を提供すること；(7)フランジの不要な
プーリを備えたベルト伝動装置を提供すること；
(8)プーリにフランジがないためフランジの占めて
いた分だけベルト巾を広くし得、その結果ベル
ト・キヤパシテイが増大するベルト伝動装置を提
供すること；(9)形状が単純で製作が著しく簡単な
プーリを備えたベルト伝動装置を提供すること；
(10)一定品質でかつ経済性に富みしかも量産の可能
なプーリを備えたベルト伝動装置を提供するこ
と：(11)大きなキヤパシテイの要求されるトラツク
やバスなどの大型車のカムシヤフト・ドライブ用
およびモーターサイクルの後輪駆動用のベルトな
どに用いうるベルト伝動装置を提供すること；お
よび(12)ベルト・ドライブ中に蛇行の許されない紙
幣交換機や自動改札機用のベルトなどに用いうる
ベルト伝動装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案のベルト伝動装置は、(1)抗張体を埋設し
た主体部の底面にベルト長手方向に直角に一定の
ピツチで歯を有し、該歯にベルト長手方向に沿つ
て二本もしくはそれ以上のＶ溝を設けた歯付きベ
ルトと、(2)該歯付きベルトの該歯に噛み合う歯を
底面に設けかつ該歯付きベルトの該Ｖ溝に嵌合し
うるリブを底面に沿つて設けたプーリと、を有
し、(3)該リブのプーリ底面からの突出量を、プー
リの歯のプーリ底面からの突出量以下としたこと
を特徴としており、そのことにより上記目的が達
成される。

（実施例） 以下に本考案を実施例にもとづき図面を参照し
つつ詳述する。

本考案のベルト伝動装置は、第２図に示すよう
に、歯付きベルト１とこれに噛み合うプーリ２と
を有する。歯付きベルト１は、第３図に示すよう
に、主体部１０の底面１２にベルト長手方向に直
角に一定のビツチで歯１３を有する。この歯１３
には、ベルト長手方向に沿つて少なくとも一本、
好ましくは二本以上、のＶ溝１４が設けられてい
る。主体部１０には、芳香族ポリアミド繊維（例
えば商品名ケブラー）やガラス繊維のような低伸
度高張力の撚線ロープなどでなる抗張体１１が埋
設されている。前記プーリ２は、第４図に示すよ
うに、その底面２２に歯２３とリブ２４とを有す
る。この歯２３はプーリ回転軸０に平行に一定ピ
ツチで設けられ、上記歯付きベルト１の歯１３に
噛み合う。プーリ２のリブ２４はプーリ回転軸０
に垂直に設けられ、歯付きベルト１のＶ溝１４に
嵌合しうる。リブ２４のプーリ底面２２からの突
出量は、プーリ歯のプーリ底面２２からの突出量
以下とされており、従つて、リブ２４はプーリ歯
２３より外方向へ突出していない。リブ２４とＶ
溝１４とが同数本形成され各リブが対応するＶ溝
のすべてに嵌合することが最も好ましいが、リブ
数よりもＶ溝数の方が多く形成されてもよい。

上記プーリ２とこれに巻きかけられるベルト１
は、ベルト・ドライブにおいて、ベルト歯１３と
プーリ歯底２５、ベルト歯底１５とプーリ歯２
３、およびベルトＶ溝１４とプーリリブ２４がそ
れぞれ係合する。

ベルト１とプーリ２との接触時に歯間に存在す
る空気はＶ溝１４を通して適宜流出するため、圧
縮空気に由来する衝撃音は極小となる。しかも、
ベルト１は、ベルト走行方向に沿つて設けたＶ溝
１４がプーリ２にプーリ回転軸０に垂直方向に設
けたリブ２４に係合しつつ走行するため、ベルト
１は蛇行および横すべりすることなく所定の走行
方向を正しく維持しつつ駆動する。ベルト１が走
行中に蛇行や横すべりをしないため、プーリ２と
の間に不必要な摩擦が生じない。そのため、発熱
やベルトの摩耗が著しく軽減される。

ベルト１は歯１３と歯底１５の他にＶ溝１４に
よりプーリ２を受けるため、全体としてはプーリ
２との接触面積が従来のベルトに比較し著しく広
くなつている。それゆえ、ベルト１にかかるプー
リ２の接触圧は単位接触面積当たり減少する。そ
の結果、ベルト１の耐摩耗性が向上する。ベルト
歯底１５にかかるプーリ歯圧力もこのような理由
により緩和されるため、ベルト歯底１５を従来ベ
ルトのようにプーリ歯圧力の緩和のために広くす
る必要がない。それゆえ、ベルト歯１３の歯厚ｗ
を大きくすることができる。ベルト歯厚ｗを大き
くすることにより、ベルト歯１３は全体として大
きくなる。したがつて、ベルト歯１３の強度が大
きくなり、大きなベルト・キヤパシテイの要求さ
れるトラツクやバスなどの大型車のカムシヤフ
ト・ドライブ用やモーターサイクルの後輪駆動用
のベルトなどに用いられうる。ベルト１の歯厚ｗ
と歯底ｌ（ピツチｐ−歯厚ｗ）との寸法比は、約
１：１〜約２：１の範囲に設定されうる。ベルト
歯厚ｗが過度に大きいとベルト１の屈曲性および
柔軟性を欠き、過度に小さいとベルト歯強度が低
下する。

ベルト１のＶ溝１４の深さｄは、ベルト歯１３
の頂部から歯元方向に、ベルト歯１３の高さｈの
約60〜約80％の範囲に設定されうる。ベルト歯１
３の強度は、通常、歯元から歯高さｈのせいぜい
約20％の位置付近までの歯下方部１３０の強度に
依存する。この位置から歯頂部に到るまでの残り
の歯上方部１３１はプーリ２との噛合に専ら機能
する。それゆえ、この歯上方部１３１にＶ溝１４
を設けてもベルト歯１３の強度は何ら低下しな
い。

上記ベルトＶ溝１４は、また、第５図に示すよ
うに、そのＶ溝角度θ１が約30゜〜約50゜、好ま
しくは約30゜〜約40゜の範囲に設定される。Ｖ溝
角度θ１が過度に大きいと、Ｖ溝１４の開口巾が
広くなりすぎる。それゆえ、ベルト歯上方部１３
１が狭くなり歯強度が低下する。Ｖ溝角度θ１が
過度に小さいと、Ｖ溝１４が狭くなりすぎ、本考
案の所期の目的を達成し得ない。

ベルトＶ溝１４の角度θ１はこれに嵌合するプ
ーリリブ２４の角度θ２の約90〜約100％の範囲
に設定される。リブ角度θ２が過度に大きいとリ
ブ２４が低くなりすぎ、Ｖ溝１４との噛み合いが
弱くなる。リブ角度θ２が過度に小さいとＶ溝１
４との噛み合いが適切になされえない。いずれの
場合も本考案の目的を達成することができない。

ベルト１の製法としては、例えば、ベルト歯表
面がたて横両方向に伸長性のあるニツトなどの帆
布で被覆されるよう一体成形する方法、あるいは
歯付きベルトの歯部に上記所定形状のＶ溝を別途
研磨仕上げする方法がある。いずれの場合にもベ
ルト横方向の剛性を強めるためにベルト背面に帆
布が使用されうる。

プーリ２と噛み合うベルト１は、既述のよう
に、走行中に蛇行も横すべりもしない。それゆ
え、プーリ２は、従来のプーリのようなフランジ
は全く不要である。プーリ２はそれ自体を一体成
形で製造することもできるが、第６図に示すよう
に、歯付きプーリ部品２０を複数個別々に成形
し、その各回転軸および歯を整合させつつベルト
巾に合わせて適当数組み合わせることにより作ら
れうる。その一体物は、ねじ止めやかしめ止めの
通常の固定手段２００で固定される。このプーリ
部品２０は、底面２２０にベルト歯１３に噛み合
う２３０とベルトＶ溝１４に嵌合するリブ２４０
とを有する。このリブ２４０は底面２２０に沿つ
て底面２２０の一端に設けられる。ただし、最終
製品のプーリ２の一端に位置するプーリ部品には
リブ２４０は不要である。プーリ部品２０は形状
が単純で成形などにより多量に生産されうる。こ
の部品２０を所定の歯付きベルト１の巾に合うよ
う組み合わせるだけで所望のプーリ２が得られる
ため、得られたプーリ２は定品質性と経済性に優
れている。プーリ２の材質には特に制限はなく、
鋼、軽合金、合成樹脂などあらゆる種類の材料が
用いられうる。

あるいは、プーリ２は、第７図に示すように、
複数個の歯付きプーリ部品３０と複数のリブ部品
４０とをその回転軸０および歯３１を整合させて
交互に組み合わせることにより作られうる。この
歯付きプーリ部品３０は、ベルト歯１３に噛み合
う歯３１をその底面３３０に有する。プーリ部品
４０は円板形状をなしその外周端面が最終的に得
られるプーリ２の歯２３より外方向へ突出しない
よう形成される。これらプーリ部品３０，４０は
形状が著しく単純であるため、多量生産が容易で
ある。自動旋盤による加工に特に有利である。

フランジの不要な上記プーリ２は、フランジ相
当分だけベルトとの有効接触面積が実質的に広く
なる。接触面積の広くなつた分だけベルト１の巾
は実質的にひろげられうる。その結果、ベルト１
のベルト・キヤパシテイが向上する。それゆえ、
このベルト１は、大きなベルト・キヤパシテイの
要求されるトラツクやバスなどの大型車のカム・
シヤフト・ドライブ用やモーターサイクルの後輪
駆動用に最適なベルトとして使用されうる。しか
も、ベルト駆動時の衝撃音が極端に少ないため、
騒音公害防止にも貢献しうる。

ベルト１は、既述のように、蛇行することなく
走行するため、走行時に蛇行しないことが重要な
紙幣交換機や自動改札機用のベルトにも用いられ
うる。

（考案の効果） 本考案のベルト伝動装置は、このように、(1)衝
撃面接触に由来する衝撃音を軽減しうる；(2)ベル
ト長手方向およびベルト横方向へのすべりがな
い；(3)ベルト・ドライブ中に蛇行したり横すべり
してベルトがプーリからはずれるおそれのない、
定方向走行性を有する；(4)発熱や摩耗の著しく少
ないベルトを備えている；(5)耐摩耗性に優れる；
(6)十分な歯強度（せん断応力）のベルトを備えて
いる；(7)フランジの不要なプーリを備えている；
(8)プーリにフランジがないためフランジの占めて
いた分だけベルト巾を広くし得、その結果ベル
ト・キヤパシテイが増大する；(9)形状が単純で製
作が著しく簡単なプーリを備えている；(10)一定品
質でかつ経済性に富みしかも量産の可能なプーリ
を備えている；(11)大きなキヤパシテイの要求され
るトラツクやバスなどの大型のカムシヤフト・ド
ライブ用およびモーターサイクルの後輪駆動用の
ベルトなどに用いられうる；および(12)ベルト・ド
ライブ中に蛇行の許されない紙幣交換機や自動改
札機用のベルトなどに用いられうる、という優れ
た効果を達成する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂおよびｃは、それぞれ、従来の歯
付きベルト１００，１０３および従来のプーリ１
０６の部品斜視図、第１図ｄおよびｅはそれぞれ
従来の歯付きベルト１１３およびプーリ１１０の
側面図およびベルト１１３の横断面図、第２図は
本考案のベルト伝動装置の一実施例の部分斜視
図、第３図は歯付きベルト１の一実施例の部分斜
視図、第４図はプーリ２の一実施例の斜視図、第
５図は歯付きベルト１とプーリ２の噛み合いの一
例の正面断面図、および第６図はプーリ２の一実
施例の分解斜視図、および第７図はプーリ２の他
の実施例の分解斜視図である。 １……歯付きベルト、２……プーリ、１０……
ベルト主体部、１１……抗張体、１２……ベルト
底面、１３……ベルト歯、１４……ベルトＶ溝、
１５……ベルト歯底、２２……プーリ底面、２３
……プーリ歯、２４……プーリリブ、２５……プ
ーリ歯底、１３０……ベルト歯下方部、１３１…
…ベルト歯上方部、ｈ……ベルト歯の高さ、ｗ…
…ベルト歯厚、ｌ……ベルト歯底、ｐ……ベルト
歯ピツチ、ｄ……ベルトＶ溝の深さ、θ１……ベ
ルトＶ溝角度、θ２……プーリリブ角度。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ (1) 抗張体を埋設した主体部の底面にベルト
   長手方向に直角に一定のピツチで歯を有し、該
   歯にベルト長手方向に沿つて二本もしくはそれ
   以上のＶ溝を設けた歯付きベルトと、 (2) 該歯付きベルトの該歯に噛み合う歯を底面に
   設けかつ該歯付きベルトの該Ｖ溝に嵌合しうる
   リブを底面に沿つて設けたプーリと、 を有し、 (3) 該リブのプーリ底面からの突出量を、プーリ
   の歯のプーリ底面からの突出量以下としたこと
   を特徴とする ベルト伝動装置。 ２ 前記Ｖ溝は、その深さが前記ベルト歯の高さ
   の約60〜約100％そしてそのＶ溝角度が約30〜
   約50゜の範囲にある前記実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載のベルト伝動装置。 ３ 前記ベルト歯の歯厚と歯底の比が約１：１〜
   約２：１の範囲にある実用新案登録請求の範囲
   第１項に記載のベルト伝動装置。 ４ 前記ベルトＶ溝はそのＶ溝角度が前記プーリ
   のリブの角度の約90〜約100％の範囲にある前
   記実用新案登録請求の範囲第１項に記載のベル
   ト伝動装置。 ５ 前記プーリは、複数個の歯付きプーリ部品を
   その各回転軸および歯を整合させて組み合わせ
   ることにより構成され、該プーリ部品は前記ベ
   ルト歯に噛み合う歯を底面に設けかつ前記ベル
   トＶ溝に嵌合するリブを底面の一端に該底面に
   沿つて回転軸に垂直に設けてなる前記実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載のベルト伝動装
   置。 ６ 前記プーリは、複数個の歯付きプーリ部品と
   リブ部品とをその回転軸および歯を整合させて
   交互に組み合わせることにより構成され、該歯
   付きプーリ部品は前記ベルト歯に噛み合う歯を
   底面に設けてなる実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載のベルト伝動装置。