WO2019131407A1 - 両面歯付ベルト - Google Patents

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WO2019131407A1
WO2019131407A1 PCT/JP2018/046882 JP2018046882W WO2019131407A1 WO 2019131407 A1 WO2019131407 A1 WO 2019131407A1 JP 2018046882 W JP2018046882 W JP 2018046882W WO 2019131407 A1 WO2019131407 A1 WO 2019131407A1
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belt
teeth
tooth portion
tooth
double
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PCT/JP2018/046882
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Inventor
田村　栄樹
Original Assignee
三ツ星ベルト株式会社
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    • F16G1/06—Driving-belts made of rubber
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16G1/04—Driving-belts made of fibrous material, e.g. textiles, whether rubber-covered or not
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    • F16G1/06—Driving-belts made of rubber
    • F16G1/08—Driving-belts made of rubber with reinforcement bonded by the rubber

Definitions

  • the present invention relates to the improvement of double-sided toothed belts.
  • a double-sided toothed belt having teeth on both sides has internal and external teeth of a predetermined pitch along the longitudinal direction of the belt, with a center wire interposed between the internal and external teeth, A tooth cloth is coated on the tooth parts of both tooth parts and the tooth bottom parts of the inner and outer circumferences.
  • Different pulleys mesh with the internal teeth and the external teeth of the double-sided toothed belt, and transmit drive force from the drive pulleys to the plurality of pulleys.
  • FIG. 1 of Patent Document 1 discloses a general double-sided toothed belt conventionally organized in the market.
  • this double-sided toothed belt internal and external teeth of substantially the same shape are arranged at a predetermined pitch in the longitudinal direction of the belt. Further, the arrangement pitch is the same between the internal teeth and the external teeth, and the internal teeth and the external teeth are at the same position in the longitudinal direction of the belt. That is, the internal tooth portion and the external tooth portion are in a positional relationship facing each other across the core wire.
  • FIG. 2 of Patent Document 1 discloses a double-sided toothed belt in which the pitch of the internal teeth is larger than the pitch of the external teeth and the internal teeth are larger than the external teeth. Due to the difference in pitch between the internal teeth and the external teeth, the positions of the internal teeth and the external teeth in the longitudinal direction of the belt do not necessarily coincide. Further, Patent Document 2 discloses a double-sided toothed belt in which the pitch of the external teeth is larger than the pitch of the internal teeth, and the external teeth are larger than the internal teeth. Also in the belt of Patent Document 2, the positions of the internal teeth and the external teeth in the longitudinal direction of the belt do not necessarily coincide.
  • Patent Document 2 Although the occurrence of the above problem is suppressed by making the rubber hardness of the tooth portion different at the inner and outer peripheries of the belt, there is a possibility that it is not sufficient as a solution to the problem. In addition, since it is essential to make the rubber hardness different between the inner and outer circumferences, there are disadvantages such as an increase in the number of processes in the manufacturing stage and an increase in manufacturing costs.
  • An object of the present invention is to obtain a double-sided toothed belt capable of making the transmission capacity at the inner and outer peripheries of the belts different while matching the positions of the internal teeth and the external teeth in the longitudinal direction of the belt.
  • a plurality of internal teeth arranged at a predetermined pitch along the longitudinal direction of the belt on the inner circumferential side of the belt and a predetermined pitch along the longitudinal direction of the belt on the outer peripheral side of the belt
  • a double-sided toothed belt having a plurality of external teeth, wherein the pitch of the plurality of internal teeth and the pitch of the plurality of external teeth are equal, and the internal teeth and the external teeth
  • the positions in the longitudinal direction of the belt coincide with each other, and the tooth shapes of the internal teeth and the external teeth are not similar.
  • the tooth pitches of the internal teeth and the external teeth are the same, and the positions in the longitudinal direction of the belt coincide between the internal teeth and the external teeth.
  • the term "pitch of the teeth” means the arrangement interval of teeth (the distance between the center lines of the adjacent teeth in the belt longitudinal direction) along the pitch line of the belt (the center line of the center line).
  • the positions of the internal teeth and the external teeth in the longitudinal direction of the belt are the same means that the center lines in the longitudinal direction of the belt of the internal teeth and the external teeth are the same. If the positional deviation of the center line in the belt longitudinal direction between the internal teeth and the external teeth is within the range of less than 5% of the tooth pitch, the positions in the belt longitudinal direction match between the internal teeth and the external teeth.
  • the position in the longitudinal direction of the belt of the tooth bottom which is a portion between the teeth is necessarily matched on the inner and outer circumferences, and the bending stiffness of the belt is generally reduced. Therefore, the flexibility of the belt is improved, and since the belt can be flexibly wound around the pulley, the meshing between the belt and the pulley at the time of power transmission becomes smooth. As a result, the vibration of the belt accompanying the engagement of the belt and the pulley is reduced and the belt is less likely to deteriorate, so the durability of the belt is improved.
  • a synchronous transmission belt system having different transmission capacities at the inner and outer peripheries of the belt while securing the meshing property of the belt and pulley at the time of power transmission and the durability of the belt. It can be applied to
  • the shape of the side surface is different between the internal teeth and the external teeth.
  • the side surface of the tooth portion of the pulley comes in contact with the side surface of the tooth portion of the belt to transmit power. Therefore, by making the side surface shapes of the tooth portions different at the inner and outer circumferences of the belt, the meshing state with the pulley between the inner tooth portion and the outer tooth portion, and hence, the transmission capacity can be made different.
  • the “side surface of the tooth portion” refers to the side surface in the belt longitudinal direction of the tooth portion.
  • the side surface of one of the internal tooth portion and the external tooth portion may be a flat surface, and the side surface of the other tooth portion may be a curved surface.
  • the meshing state with the pulley can be made different between the inner tooth portion and the outer tooth portion.
  • the side surface of the other tooth portion is a convex curved surface which bulges outward.
  • the other tooth portion has a convex curved surface in which the side surface bulges outward, so that meshing with the tooth portion of the pulley is smooth.
  • the bending fatigue resistance of the core wire is improved.
  • the stress from the pulley meshing with the other tooth portion is hard to concentrate on the tooth root portion, so the shear stress of the tooth portion is small, and the durability of the tooth portion is improved.
  • the transmission capacity of the other tooth portion is large. Therefore, power can be transmitted even if the number of meshing teeth between the other tooth portion of the belt and the pulley is small. As a result, the pulley engaging with the other tooth portion of the belt can be a small diameter, and space saving and cost reduction can be achieved.
  • the side surface of the other tooth portion may include a circular arc surface.
  • the side surface of the other tooth portion may have a surface shape in which a plurality of arc surfaces are connected.
  • the other tooth may be the external tooth.
  • the external teeth have a tooth shape with high transmission capacity, power can be transmitted even if the number of meshing teeth between the external teeth and the pulley meshing with the external teeth is small.
  • the hardness of the rubber forming the tooth portion be equal between the internal tooth portion and the external tooth portion.
  • the hardness of the rubber constituting the tooth portion is equal between the inner tooth portion and the outer tooth portion of the belt, it is sufficient to prepare one type of rubber in order to manufacture the belt.
  • the number of manufacturing steps can be reduced, and the cost of manufacturing the belt can be reduced.
  • a double-sided toothed belt capable of making the transmission capacity at the inner and outer peripheries of the belts different while matching the positions of the internal teeth and the external teeth in the longitudinal direction of the belt.
  • FIG. 1 is a schematic configuration view of a belt system of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the double-sided toothed belt according to the embodiment of the present invention in a cross-section including the longitudinal direction of the belt.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 4 is a configuration example of a belt system, and it is a diagram showing that the configurations of (b) and (c) of FIG. 4 can be changed by applying the present invention to (a) of FIG.
  • FIG. 5 is another configuration example of the belt system, and it is a diagram showing that the configuration change of FIG. 5B is possible according to the application of the present invention with respect to FIG. 5A.
  • FIG. 5 is another configuration example of the belt system, and it is a diagram showing that the configuration change of FIG. 5B is possible according to the application of the present invention with respect to FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the double-sided toothed belt of the modified example of the embodiment in a cross-section including the longitudinal direction of the belt.
  • FIG. 7 is a configuration example of a belt system, and showing that the configuration of FIG. 7B can be changed by applying the present invention to the configuration of FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of the double-sided toothed belt of Comparative Example 1 in a cross section including the longitudinal direction of the belt.
  • FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional view of the double-sided toothed belt of Comparative Example 2 in a cross section including the longitudinal direction of the belt.
  • belt system 1 and double-sided toothed belt 6 of an example of an embodiment of the present invention are explained.
  • the belt system 1 of the present embodiment is applied to a belt system provided to a general industrial machine.
  • the belt system 1 comprises a plurality of pulleys 2 to 5 and a double-sided toothed belt 6, and one double-sided toothed belt 6 is wound around the plurality of pulleys 2 to 5 There is.
  • the drive timing pulley 2, the idle timing pulley 3, and the driven timing pulley 4 are disposed on the inner peripheral side of the belt system 1, and the driven timing pulley 5 is disposed on the outer peripheral side of the belt system 1.
  • the double-sided toothed belt 6 includes a plurality of internal teeth 8 aligned along the longitudinal direction of the belt 6 along the longitudinal direction of the belt 6, and along the longitudinal direction of the belt along the outer circumferential side of the belt.
  • a plurality of external teeth 9 are arranged.
  • the tooth grooves 11 of the pulleys 2 to 5 mesh with the tooth portions 8 and 9 of the double-sided toothed belt 6, and the side surfaces of the tooth portions 8 and 9 of the belt 6
  • the side surfaces 12 of the tooth portions of the pulleys 2 to 5 are in contact with 82 and 92 to transmit power from the pulley 2 to the pulleys 4 and 5. That is, the belt system 1 of the present embodiment is a synchronous transmission belt system.
  • the tooth grooves 11 of the pulleys 2 to 4 mesh with the internal teeth 8 of the double-sided toothed belt 6, and the tooth grooves 11 of the pulley 5 mesh with the external teeth 9 of the double-sided toothed belt 6.
  • the double-sided toothed belt 6 of the present invention is an endless belt, and the core wire 7 embedded in the main body of the belt 6 and the belt length on the inner peripheral side of the belt 6.
  • the pitch P1 of the internal teeth 8 and the pitch P2 of the external teeth 9 are equal, and the positions of the internal teeth 8 and the external teeth 9 in the longitudinal direction of the belt coincide with each other. That is, the internal tooth portion 8 and the external tooth portion 9 are in a positional relationship facing each other across the core wire 7. Further, the positions of the tooth bottoms 84 and 94 which are portions between the tooth portions 8 and 9 also coincide in the belt longitudinal direction.
  • the core wire 7 is embedded in the main body portion of the double-sided toothed belt 6 and exists near the center of the belt 6 in the belt thickness direction.
  • the core wire 7 is one obtained by twisting together 5 to 9 ⁇ m filaments of E glass or high strength glass and treated with a protective agent made of a rubber compound or an RFL liquid or the like as an adhesive.
  • the core wire 7 may be other than the above, and as an organic fiber, 0.5 to 2.5 denier of para-aramid fiber (trade name: Kevlar, Technola) which has a small elongation under stress and a large tensile strength. Filaments may be twisted and an RFL solution, an epoxy solution, a twisted cord treated with an adhesive of an isocyanate solution and a rubber compound may be used.
  • the wire diameter of the core wire 7 is about 0.8 mm.
  • the internal teeth 8 and the external teeth 9 are both made of a rubber material containing chloroprene rubber or the like as a main component. Moreover, in this embodiment, the rubber
  • the tooth cloth 10 covers the entire surfaces of the internal teeth 8 and the external teeth 9 along the shape of the double-sided toothed belt 6.
  • a canvas is used in which the warp (belt width direction) is 6 nylon and the weft (belt longitudinal direction) is wool 6 nylon.
  • a urethane elastic yarn having elasticity is used in part for the weft.
  • the above-mentioned canvas dipped in an RFL solution was used as the tooth cloth 10.
  • the thickness of the tooth cloth 10 is about 0.2 mm.
  • the tooth cloth 10 is not limited to the above.
  • the canvas used as the tooth cloth 10 is polyester, an aramid fiber, etc., and may be single or mixed.
  • tooth shape of internal teeth 8 and external teeth 9 By the way, as shown to FIG.2, 3, the tooth shape differs in the internal tooth part 8 and the external tooth part 9.
  • the side shapes of the teeth 8 and 9 of the belt 6 in contact with the side 12 of the tooth groove 11 of the pulleys 2 to 5 are different between the internal teeth 8 and the external teeth 9. ing.
  • the side surfaces 82 of the internal teeth 8 are flat, and the side surfaces 92 of the external teeth 9 are curved.
  • details of the tooth shapes of the internal tooth portion 8 and the external tooth portion 9 will be described.
  • the tooth shape of the internal tooth portion 8 is a shape called a T-tooth shape, and has a trapezoidal shape in cross section, and has a shape in which two side surfaces each consisting of a flat surface are connected by a flat surface.
  • the tooth tip 81 which is the tip of the internal tooth portion 8 is a flat surface, and the two side surfaces 82 are both flat.
  • the tooth root portion 83 of the internal tooth portion 8 is connected to the tooth bottom portion 84 by a curved surface having a constant curvature.
  • the ridgeline between the tooth tip 81 and the side surface 82 of the internal tooth portion 8 is chamfered.
  • the tooth shape of the external tooth portion 9 is a shape called an STPD tooth shape, and has a shape in which two side surfaces each formed of a curved surface (arc surface) are connected by a flat surface.
  • the tooth tip 91 of the external tooth portion 9 is a flat surface, and the both side surfaces 92 are convex curved surfaces which bulge outward. More specifically, the side surface 92 has a shape in which two arcs are smoothly connected in a cross section including the belt longitudinal direction.
  • the tooth root portion 93 of the external tooth portion 9 is connected to the tooth bottom portion 94 by a curved surface having a constant curvature.
  • the height H2 is 1.91 mm (0.76 to 5.30 mm), and the base width W2 is 3.25 mm (1.30 to 9.10 mm).
  • the external tooth portion 9 has a tooth height greater than that of the internal tooth portion 8, a tooth root width also large, and a tooth portion large in size.
  • the double-sided toothed belt 6 can be manufactured, for example, as follows. 1. The tooth cloth 10 is wound along the outer peripheral surface of the grooved mold, the core wire 7 is spirally wound thereon, the unvulcanized rubber sheet and the tooth cloth 10 are further wound thereon, and the belt thus obtained is obtained. The compact is heated and pressurized to produce an unvulcanized preform. 2.
  • the preformed body taken out of the grooved mold is hung on two pulleys capable of adjusting the distance between the shafts, and the preformed body is pressurized by a press die consisting of a pair of inner and outer toothed molds to form internal teeth 8 and The external tooth portion 9 is formed, and the portion after vulcanization is moved to repeat the formation and vulcanization of the next internal tooth portion 8 and the external tooth portion 9.
  • the arrangement pitch of the internal teeth 8 and the external teeth 9 is the same, and the positions of the internal teeth 8 and the external teeth 9 in the longitudinal direction of the belt Although the (center lines) coincide with each other, side shapes of the internal tooth portion 8 and the external tooth portion 9 are different.
  • the side surface 82 of the internal tooth portion 8 is a flat surface
  • the side surface 92 of the external tooth portion 9 is a convex curved surface expanded outward.
  • the side surface 92 of the external tooth portion 9 is a convex curved surface
  • the side surface 12 of the tooth groove 11 of the pulley 5 is in continuous contact with the curved side surface 92 as compared with the case where the side surface 92 is a flat surface.
  • meshing becomes smooth when the pulley 5 is rotating, and smooth power transmission is possible on the outer peripheral side of the belt 6. Therefore, since the external tooth portion 9 is a curved surface that bulges outward, it can be said that the transmission capacity on the outer peripheral side of the belt 6 is high. In fact, the transmission capacity of the external gear 9 is about twice that of the internal gear 8. That is, the double-sided toothed belt 6 of this embodiment is most suitable for a belt system that wants to transmit power particularly efficiently on the outer peripheral side of the belt.
  • the tooth pitch of the internal tooth portion 8 and the external tooth portion 9 is the same, and the belt length of the internal tooth portion 8 and the external tooth portion 9 is long. Positions in the direction (center line) coincide. In this configuration, the positions in the longitudinal direction of the belt of the tooth bottoms 84 and 94 which are the portions between the teeth 8 and 9 in the inner and outer circumferences will necessarily coincide, and the bending stiffness of the belt is generally reduced. The flexibility is improved, and the belt is flexibly wound around the pulleys 2 to 5. Therefore, the meshing between the belt 6 and the pulleys 2 to 5 at the time of power transmission becomes smooth. As a result, the vibration of the belt 6 accompanying the engagement of the belt 6 and the pulleys 2 to 5 is reduced and the belt is less likely to deteriorate, so that the durability of the belt 6 is improved.
  • the external teeth of the double-sided toothed belt 6 are formed by the convexly curved surface in which the side surface 92 of the external tooth portion 9 bulges outward.
  • the meshing between the portion 9 and the teeth of the pulley 5 is smooth.
  • the vibration on the outer peripheral side of the belt 6 is small, so the quietness is large, the speed unevenness is small, and the high precision on the outer peripheral side of the belt 6 Positioning is possible. As mentioned above, the transmission capability of the external tooth part 9 of the belt 6 becomes high.
  • the manufacturing cost of the belt 6 can be suppressed.
  • the side surface 92 of the external gear 9 is a convex curved surface that bulges outward, and the transmission capacity is higher than that of the internal gear 8.
  • the transmission capacity per tooth of the external tooth portion 9 is high, desired power can be transmitted even if the number of meshing teeth of the external tooth portion 9 and the pulley 5 is small. Therefore, for example, if the double-sided toothed belt 6 of this embodiment is employed for the belt system 1 as shown in (a) of FIG. 4, the diameter of the pulley 5 is reduced as shown in (b) of FIG. The entire belt system can be made compact, and the cost of the belt system 1 can be reduced.
  • the position of the pulley 5 can be shifted outward.
  • the space inside the belt system 1 can be expanded, and system components other than the system components of the belt system 1 can be arranged inside the belt system 1.
  • the pulley 4 is displaced inward as shown in FIG. 5 (b).
  • the entire belt system can be made compact, and the cost of the belt system 1 can be reduced.
  • the convexly curved surface of the external tooth portion 9 is not limited to the arc surface.
  • it may be a part of a paraboloid or an elliptical arc surface.
  • the side shapes of the teeth 8 and 9 are not limited to the combination of the flat surface (the inner teeth 8) and the convex curved surface (the outer teeth 9) as in the above embodiment.
  • Both the side surface of the internal tooth portion and the side surface of the external tooth portion may be curved surfaces, and the curvatures of both may be different.
  • the transmission capacity also changes due to the different curvatures of the curved surfaces.
  • the side surfaces of the internal tooth portion and the side surfaces of the external tooth portion may both be flat, and the inclination angles with respect to the tooth bottom portions 84, 94 (core 7) may be different.
  • the tooth tops 81 and 91 of the internal tooth 8 and the external tooth 9 are flat surfaces, the tooth top may be a curved surface such as a circular arc surface.
  • the side surface 92 of the external tooth portion 9 is formed in an outwardly bulging convex curved surface with high transmission capacity, but as shown in FIG. 6, the internal tooth portion 28 and the external tooth portion
  • the side shape of 29 may be opposite to that of the above embodiment.
  • the side surface 282 of the internal gear 28 may be a circular arc surface, and the side 292 of the external gear 29 may be flat.
  • the transmission capacity of the internal tooth portion 28 is increased by reversing the tooth shape of the inner and outer tooth portions 28, 29 from the above embodiment.
  • the arrangement pitch of the internal teeth 28 and the external teeth 29 is the same, and the positions of the internal teeth 28 and the external teeth 29 in the belt longitudinal direction
  • the side surface shapes of the internal teeth 28 and the external teeth 29 are different. Specifically, as shown in FIG. 6, a convex curved surface in which the side surface 282 of the internal gear 28 bulges outward, and the side surface 292 of the external gear 29 are flat.
  • FIGS. 6 and 7 when the side surface 282 of the internal tooth portion 28 is a convex curved surface, as shown in FIGS.
  • the meshing becomes smooth when the pulleys 22 to 24 rotate while the side surfaces of the belt 22 are in continuous contact, and smooth power transmission is possible on the inner peripheral side of the belt 26. Therefore, since the internal tooth portion 28 is a curved surface that bulges outward, it can be said that the transmission capacity on the inner peripheral side of the belt 26 is high. In fact, the transmission capacity of the internal gear 28 is approximately twice that of the external gear 29. That is, the double-sided toothed belt 26 of this modification is optimum in a belt system which is required to transmit power particularly efficiently on the inner peripheral side of the belt.
  • the transmission capacity per tooth of the internal tooth portion 28 is high, desired power can be transmitted even if the number of meshing teeth of the internal tooth portion 28 and the pulleys 22 to 24 is small. Therefore, for example, if the double-sided toothed belt 26 of this modification is employed for the belt system 21 as shown in FIG. 7A, the diameters of the pulleys 22 to 24 are made as shown in FIG. It is possible to reduce the size of the belt system 21 and to reduce the cost of the belt system 21.
  • each double-sided toothed belt was configured as shown below.
  • Table 3 shows the composition of the RFL solution used for the adhesion treatment of the cord.
  • the rubber material which comprises a tooth part is a rubber composition which makes chloroprene rubber the main ingredients.
  • Tooth cloth Table 5 shows the structure of the tooth cloth. In Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the tooth cloth A was used on both the belt inner circumferential side and the belt outer circumferential side. In Comparative Example 2, the tooth cloth A was used on the inner peripheral side of the belt, and the tooth cloth B was used on the outer peripheral side of the belt.
  • the belt system according to the evaluation of the example is the same as the belt system 1 described in the above-described embodiment, and the schematic configuration thereof is also substantially the same as that of FIG.
  • the number of teeth of each pulley and the pitch diameter are shown in Table 6.
  • the number of meshing teeth with the belt in each pulley is all six or more.
  • the transmission capacity at the inner and outer circumferences of the belt and the evaluation results of the belt endurance running test are shown in Table 6. Evaluation (judgement) was made into the following A or B. That is, the transmission capacity at the inner and outer circumferences of the belt can be made different, and moreover, as a result of the belt endurance running test, there is no failure of the belt and the belt at the time of power transmission has about 63% or more of the belt tension retention rate. It was judged as A that it can be considered that it can be applied to a synchronous transmission belt system in which the transmission capacity at the inner and outer circumferences of the belt is different while securing the meshing property of the pulleys and the durability of the belt.
  • the belt tension retention rate is high even if there is a belt failure or there is no belt failure. For less than 63%, it can not be considered that it can be applied to synchronous transmission belt systems with different transmission capacities at the inner and outer circumferences of the belt while securing the meshing property of the belt and pulley at the time of power transmission and the durability of the belt.
  • determination B According to the evaluation results in Table 6, in Examples 1 and 2, there is no problem in the belt tension retention rate after endurance running, and the meshing property of the belt and the pulley during power transmission and the bending fatigue resistance of the core wire are good.
  • the transmission capacity (367 W) of the external teeth (S5M tooth shape) is about twice as large as the transmission capacity (183 W) of the internal teeth (T5 tooth shape) in Example 1, so the efficiency is particularly high on the belt outer peripheral side. It is assumed that the power transmission was performed well.
  • the transmission capacity (367 W) of the internal teeth (S5M tooth shape) is approximately twice the transmission capacity (183 W) of the external teeth (T5 tooth shape), so the power is particularly efficient at the inner peripheral side of the belt. It is assumed that it was because it was able to communicate.
  • the comparative example 1 is a conventional general double-sided toothed belt, and the meshing property with the pulley is not so smooth and the tooth portion (T5 tooth shape) having a transmission capacity (183 W) not very large is used for the inside and outside of the belt.
  • the tooth portion (T5 tooth shape) having a transmission capacity (183 W) not very large is used for the inside and outside of the belt.
  • the transmission capacity at the inner and outer circumferences of the belt can not be made different, it is assumed that power transmission can not be performed efficiently on the inner circumference side or outer circumference side of the belt as in Examples 1 and 2. It was done.
  • Comparative Example 2 resulted in the lowest durability of the belt under the traveling conditions.
  • the external tooth portion is formed in a tooth shape (S2M tooth shape) in which the transmission capacity is large (index 111) and the meshing with the pulley is smooth as compared with the internal tooth portion (T5 tooth shape).
  • S2M tooth shape in which the transmission capacity is large (index 111) and the meshing with the pulley is smooth as compared with the internal tooth portion (T5 tooth shape).
  • T5 tooth shape due to the difference in pitch between the internal teeth and the external teeth, the positions of the internal teeth and the external teeth in the longitudinal direction of the belt do not necessarily coincide. Therefore, it is assumed that the meshing property of the belt and the pulley is deteriorated and the bending fatigue property of the core wire is deteriorated because the bending rigidity of the belt is increased as a whole.

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Abstract

本発明はベルトの内周側にベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の内歯部と、ベルトの外周側に前記ベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の外歯部を有する両面歯付ベルトであって、前記複数の内歯部の前記ピッチと前記複数の外歯部の前記ピッチとが等しく、且つ、前記内歯部と前記外歯部とで前記ベルト長手方向における位置が一致し、前記内歯部と前記外歯部の歯形状が非相似であることを特徴とする両面歯付ベルトに関する。

Description

両面歯付ベルト
　本発明は、両面歯付ベルトの改良に関する。
　両面に歯部をもつ両面歯付ベルトは、ベルト長手方向に沿って所定ピッチの内歯部と外歯部を有し、内歯部と外歯部との間に心線を介在し、内外両歯部の歯部および内外周の歯底部に歯布を被覆した構成からなる。両面歯付ベルトの内歯部と外歯部にはそれぞれ別のプーリが噛み合い、駆動プーリから駆動力を複数のプーリに伝達する。
　例えば、特許文献１の図１には、従来から市場で体系化されている一般的な両面歯付ベルトが開示されている。この両面歯付ベルトでは、ほぼ同形状の内歯部と外歯部がそれぞれベルト長手方向において所定のピッチで配置されている。また、内歯部と外歯部とで配列ピッチは同じで、さらに、内歯部と外歯部はベルト長手方向において同じ位置にある。即ち、内歯部と外歯部は心線を挟んで対向した位置関係にある。
　上記のような、ベルトの内外周の面にそれぞれ配列されている、内歯部と外歯部が同形状で大きさが同じである一般的な両面歯付ベルトでは、内外周で１本の歯部によって伝達される動力の大きさ（伝動容量と呼ぶ）が等しくなる。しかし、このようなベルトは、使用目的に応じて内外周の伝動系で各々負荷や機能が異なる同期伝動ベルトシステムには適用し難いおそれがあった。これに対応するため、内外周で歯部のピッチ及び歯部の大きさが異なるベルトが提案されている。
　例えば、特許文献１の図２には、内歯部のピッチが外歯部のピッチよりも大きく、且つ、内歯部が外歯部よりも大きい両面歯付ベルトが開示されている。内歯部と外歯部のピッチが異なることにより、内歯部と外歯部のベルト長手方向における位置は必ずしも一致しない。また、特許文献２には、外歯部のピッチが内歯部のピッチよりも大きく、且つ、外歯部が内歯部よりも大きい両面歯付ベルトが開示されている。この特許文献２のベルトにおいても、ベルト長手方向における内歯部と外歯部の位置は必ずしも一致していない。
日本国実開昭５８－４０６４２号公報 日本国特開平１０－１３２０３２号公報
　しかし、上記特許文献１の図２や特許文献２に開示されているようなベルトでは、ベルト長手方向における内歯部と外歯部の位置が必ずしも一致しないため、ベルトの曲げ剛性が全体的に大きくなる。そのため、ベルトをプーリに巻き掛けたときの噛み合いが悪くなるため、ベルトとプーリの噛み合いに伴うベルトの振動が大きくなり、ベルトが早期に劣化するおそれがある。
　なお、特許文献２では、ベルトの内外周で歯部のゴム硬度に差をつけることで上記の問題発生を抑制しているものの、問題解決策としては十分ではないおそれがある。また、内外周でゴム硬度を異ならせることが必須であるため、製造段階で工程が増え、製造費用が増大するというデメリットもある。
　本発明は、内歯部と外歯部のベルト長手方向における位置を一致させつつ、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることが可能な両面歯付ベルトを得ることを目的とする。
　本発明の両面歯付ベルトは、ベルトの内周側にベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の内歯部と、ベルトの外周側に前記ベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の外歯部を有する両面歯付ベルトであって、前記複数の内歯部の前記ピッチと前記複数の外歯部の前記ピッチとが等しく、且つ、前記内歯部と前記外歯部とで前記ベルト長手方向における位置が一致し、前記内歯部と前記外歯部の歯形状が非相似である。
　上記構成によれば、両面歯付ベルトにおいて、内歯部と外歯部の歯形状が非相似であるため、ベルトの内外周で歯部とプーリとの噛み合い状態が異なることになり、内外周で、歯部の耐久性のみならず、伝動容量も異なってくる。
　また、内歯部と外歯部の歯ピッチが同じであり、内歯部と外歯部とでベルト長手方向における位置が一致している。なお、「歯部のピッチ」とは、ベルトのピッチ線（心線の中心線）に沿った、歯部の配置間隔（隣り合う歯部のベルト長手方向の中心線同士の間隔）のことをいう。また、「内歯部と外歯部とでベルト長手方向における位置が一致している」とは、内歯部と外歯部とでベルト長手方向における中心線が一致していることをいう。内歯部と外歯部とのベルト長手方向における中心線の位置ずれ量が歯ピッチの５％未満の範囲内であれば、内歯部と外歯部とでベルト長手方向における位置が一致しているものとみなしてよい。この構成では、必然的に内外周で、歯部の間の部分である歯底部のベルト長手方向における位置も一致することになり、ベルトの曲げ剛性が全体的に小さくなる。従って、ベルトの屈曲性が向上し、プーリにしなやかに巻き掛けられることから、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合いがスムーズになる。これにより、ベルトとプーリの噛み合いに伴うベルトの振動が小さくなってベルトが劣化しにくいため、ベルトの耐久性が向上する。
　即ち、上記構成である両面歯付ベルトを採用すれば、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、ならびにベルトの耐久性を確保しつつ、ベルトの内外周での伝動容量が異なる同期伝動ベルトシステムに適用することができる。
　本発明の両面歯付ベルトは、前記内歯部と前記外歯部とで側面の形状が異なっていることが好ましい。
　上記構成によれば、ベルトの歯部の側面にプーリの歯部の側面が接触して動力が伝達される。そのため、ベルトの内外周で歯部の側面形状を異ならせることで、内歯部と外歯部とでプーリとの噛み合い状態、ひいては、伝動容量を異ならせることができる。なお、本発明において、「歯部の側面」とは、歯部のベルト長手方向における側面を指す。
　本発明の両面歯付ベルトは、前記内歯部と前記外歯部のうちの一方の歯部の側面が平面であり、そのうちの他方の歯部の側面が曲面であってもよい。
　上記構成によれば、一方の歯部の側面形状を平面、他方の歯部の側面形状を曲面とすることで、内歯部と外歯部とでプーリとの噛み合い状態を異ならせることができる。
　本発明の両面歯付ベルトは、前記他方の歯部の側面が外側に膨らんだ凸状曲面であることが好ましい。
　上記構成によれば、他方の歯部は、側面が外側に膨らんだ凸状曲面であるためプーリの歯部との噛み合いが円滑である。その分、ベルトの走行において、心線の耐屈曲疲労性が向上する。また、他方の歯部では、他方の歯部と噛み合うプーリからの応力が歯元部に集中しにくいため、歯部の剪断応力が小さく、歯部の耐久性が向上する。
　また、他方の歯部とプーリとの噛み合いが円滑であることから、他方の歯部の歯飛びが起きにくい。
　また、他方の歯部とプーリとの噛み合いが円滑であることから、ベルトの他方の歯部側の振動が小さいため、ベルトの他方の歯部側において、静粛性が大きく、速度むらが小さく、高精度の位置決めが可能である。以上より、ベルトの他方の歯部の伝達能力が高くなる。
　また、他方の歯部は、プーリとの噛み合いが円滑であるため、他方の歯部の伝動容量は大きい。これにより、ベルトの他方の歯部とプーリとの噛み合い歯数が小さくても動力を伝達することができる。これにより、ベルトの他方の歯部と噛み合うプーリが小径で済み、省スペース、コストダウンを図ることができる。
　本発明の両面歯付ベルトは、前記他方の歯部の側面が円弧面を含んでいてもよい。
　このとき、前記他方の歯部の側面が複数の円弧面がつなぎ合わされた面形状であってもよい。
　本発明の両面歯付ベルトは、前記他方の歯部は、前記外歯部であってもよい。
　上記構成によれば、外歯部が、伝動容量が高い歯形状であるため、外歯部と噛み合うプーリと外歯部との噛み合い歯数が小さくても動力を伝達することができる。
　本発明の両面歯付ベルトは、前記内歯部と前記外歯部とで、歯部を構成するゴムの硬度が等しいことが好ましい。
　上記構成によれば、ベルトの内歯部と外歯部とで、歯部を構成するゴムの硬度が等しいことから、ベルトを製造するために１種類のゴムを用意すればいいため、ベルトの製造段階の工程数を抑制することができ、ベルトの製造費用を抑制することができる。
　以上のように、本願の発明では、内歯部と外歯部のベルト長手方向における位置を一致させつつ、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることが可能な両面歯付ベルトを得ることができる。
図１は、本発明のベルトシステムの概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態の両面歯付ベルトの、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図である。 図３は、図２の一部拡大図である。 図４は、ベルトシステムの構成例であって、図４の（ａ）に対して、本発明適用により図４の（ｂ）、（ｃ）の構成変更が可能なことを示す図である。 図５は、ベルトシステムの別の構成例であって、図５の（ａ）に対して、本発明適用により図５の（ｂ）の構成変更が可能なことを示す図である。 図６は、本実施形態の変形例の両面歯付ベルトの、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図である。 図７は、ベルトシステムの構成例であって、図７の（ａ）に対して、本発明適用により図７の（ｂ）の構成変更が可能なことを示す図である。 図８は、比較例１の両面歯付ベルトの、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図である。 図９は、比較例２の両面歯付ベルトの、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図である。
　以下に、本発明の実施形態の一例のベルトシステム１及び両面歯付ベルト６について説明する。
（ベルトシステム１）
　本実施形態のベルトシステム１は、一般産業用機械に備わるベルトシステムに適用される。図１に示すように、ベルトシステム１は、複数のプーリ２～５と両面歯付ベルト６から構成されていて、１本の両面歯付ベルト６が複数のプーリ２～５に巻き掛けられている。ベルトシステム１の内周側に駆動タイミングプーリ２、アイドルタイミングプーリ３、従動タイミングプーリ４が配置され、ベルトシステム１の外周側に従動タイミングプーリ５が配置されている。図１～３に示すように、両面歯付ベルト６は、ベルト６の内周側にベルト長手方向に沿って並ぶ複数の内歯部８と、ベルトの外周側に前記ベルト長手方向に沿って並ぶ複数の外歯部９を有している。
　図１に示すように、動力伝達時のベルトシステム１において、プーリ２～５の歯溝１１と両面歯付ベルト６の歯部８、９とが噛み合い、ベルト６の歯部８、９の側面８２、９２にプーリ２～５の歯部の側面１２が接触して動力をプーリ２からプーリ４、５に伝達している。すなわち、本実施形態のベルトシステム１は、同期伝動ベルトシステムである。プーリ２～４の歯溝１１と両面歯付ベルト６の内歯部８とが噛み合い、プーリ５の歯溝１１と両面歯付ベルト６の外歯部９とが噛み合う。
（両面歯付ベルト６）
　図２、３に示すように、本発明の両面歯付ベルト６は、無端状のベルトであり、ベルト６の本体部分に埋設されている心線７と、ベルト６の内周側にベルト長手方向に沿ってピッチＰ１で並ぶ複数の内歯部８と、ベルト６の外周側にベルト長手方向に沿ってピッチＰ２で並ぶ複数の外歯部９と、内歯部８及び外歯部９を覆う歯布１０とを有する。内歯部８のピッチＰ１と外歯部９のピッチＰ２は等しく、且つ、内歯部８と外歯部９とでベルト長手方向における位置が一致している。つまり、内歯部８と外歯部９は、心線７を挟んで対向する位置関係にある。また、歯部８、９の間の部分である歯底部８４、９４の位置も、ベルト長手方向において一致している。
（心線７）
　図２、３に示すように、心線７は、両面歯付ベルト６の本体部分に埋設されていて、ベルト６のベルト厚み方向の中心付近に存在している。心線７は、Ｅガラスまたは高強度ガラスの５～９μｍのフィラメントを撚り合わせたものを、ゴムコンパウンドからなる保護剤あるいは接着剤であるＲＦＬ液等で処理されたものである。なお、心線７は、上記以外でもよく、有機繊維としては応力に対して伸びが小さく、引張強度が大きいパラ系アラミド繊維（商品名：ケブラー、テクノーラ）の０．５～２．５デニールのフィラメントを撚り合わせ、ＲＦＬ液、エポキシ溶液、イソシアネート溶液とゴムコンパウンドとの接着剤で処理された撚りコードを使用してもよい。また、例えば、心線７の線径は約０．８ｍｍである。
（内歯部８と外歯部９）
　内歯部８と外歯部９は、共に、クロロプレンゴムなどを主成分とするゴム材料で形成されている。また、本実施形態では、内歯部８と外歯部９を構成するゴムは、成分が同じで、硬度も等しい。例えば、ゴム硬度は、ＪＩＳ　Ｋ６２５３：２０１２に準拠したデュロメータＡ硬さで約７５である。内歯部８及び外歯部９の形状の詳細については後で述べる。
（歯布１０）
　図２、３に示すように、歯布１０は両面歯付ベルト６の形状に沿って、内歯部８及び外歯部９の表面全体を覆っている。本実施態様では、歯布１０として、経糸（ベルト幅方向）を６ナイロンとし、緯糸（ベルト長手方向）をウーリ６ナイロンとした織構成が綾織物である帆布が用いられている。なお、緯糸には伸縮性を有するウレタン弾性糸を一部使用されている。上記の帆布をＲＦＬ液によって浸漬処理したものを歯布１０として用いた。例えば、歯布１０の厚さは約０．２ｍｍである。なお、歯布１０は上記のものに限られない。歯布１０として用いられる帆布は、ポリエステル、アラミド繊維等であって、単独あるいは混合されたものであってもよい。
（内歯部８と外歯部９の歯形状）
　ところで、図２、３に示すように、内歯部８と外歯部９とで歯形状が異なっている。具体的には、この実施形態では、プーリ２～５の歯溝１１の側面１２と接触するベルト６の歯部８、９の側面形状を、内歯部８と外歯部９とで異ならせている。内歯部８については側面８２が平面に形成され、外歯部９については側面９２が曲面に形成されている。以下、内歯部８と外歯部９の歯形状の詳細について説明する。
（内歯部８の歯形状）
　図２、３に示すように、内歯部８の歯形状は、Ｔ歯形と呼ばれる形状で、断面では台形の形状であり、それぞれ平面からなる２つの側面を平坦面でつないだ形状を有する。内歯部８の先端である歯先部８１は、平坦な面であり、２つの側面８２は共に平面である。内歯部８の歯元部８３は一定の曲率を有する曲面で歯底部８４と繋がっている。なお、内歯部８の歯先部８１と側面８２との間の稜線は面取りされている。
　内歯部８の寸法例を挙げると、例えば、ピッチＰ１＝５ｍｍ（２．０～２０ｍｍ）、歯の高さＨ１＝１．２ｍｍ（０．７～５ｍｍ）、歯元幅Ｗ１＝２．６５ｍｍ（１．５～１０．１５ｍｍ）、内歯部８のベルト長手方向における両側面８２のなす角度である歯角度β１＝４０°である。
（外歯部９の歯形状）
　図２、３に示すように、外歯部９の歯形状は、ＳＴＰＤ歯形と呼ばれる形状であり、それぞれ曲面（円弧面）からなる２つの側面を平坦面でつないだ形状を有する。外歯部９の歯先部９１は平坦な面であり、両側面９２は共に外側に膨らんだ凸状曲面である。より詳細には、側面９２は、ベルト長手方向を含む断面において、２つの円弧をなめらかに繋げた形状をしている。なお、外歯部９の歯元部９３は一定の曲率を有する曲面で歯底部９４と繋がっている。
　外歯部９の寸法例を挙げると、例えば、外歯部９の配列ピッチＰ２は内歯部８の配列ピッチＰ１と同じであり、ピッチＰ２＝５ｍｍ（２．０～２０ｍｍ）、歯の高さＨ２＝１．９１ｍｍ（０．７６～５．３０ｍｍ）、歯元幅Ｗ２＝３．２５ｍｍ（１．３０～９．１０ｍｍ）である。外歯部９は、内歯部８よりも歯の高さも大きく、歯元幅も大きく、歯部の大きさが大きい。
（両面歯付ベルト６の製造方法）
　上記の両面歯付ベルト６は、例えば、次のようにして製造できる。
１．歯布１０を溝付モールドの外周面に沿って巻き付け、その上に心線７をスパイラルに巻き、更にその上に未加硫ゴムシートおよび歯布１０を巻き、このようして得られたベルト成形体を加熱加圧して未加硫の予備成形体を作製する。
２．上記溝付モールドから取り出した予備成形体を軸間距離調節可能な２つのプーリに掛架し、内外一対の歯付モールドからなるプレス金型により上記予備成形体を加圧して内歯部８と外歯部９を成形し、加硫し終わった部位を移動して、次の内歯部８と外歯部９の形成加硫を繰り返し行う。
（作用効果）
　図２に示すように、本実施形態の両面歯付ベルト６は、内歯部８と外歯部９の配列ピッチが同じであり、内歯部８と外歯部９のベルト長手方向における位置（中心線）が一致しているものの、内歯部８と外歯部９とで側面形状が異なっている。具体的には、図２、３に示すように、内歯部８の側面８２が平面、外歯部９の側面９２が外側に膨らんだ凸状曲面である。外歯部９の側面９２が膨らんだ凸状曲面であると、側面９２が平面である場合と比べて、この曲面状の側面９２にプーリ５の歯溝１１の側面１２が連続的に接触しつつプーリ５が回転していく際の、噛み合いがスムーズになり、ベルト６の外周側において円滑な動力伝達が可能となる。よって、外歯部９が外側に膨らんだ曲面になっているため、ベルト６の外周側の伝動容量が高いといえる。実際、外歯部９の伝動容量は、内歯部８の伝動容量の約２倍である。つまり、ベルト外周側で特に効率よく動力伝達を行いたいベルトシステムにおいて、この実施形態の両面歯付ベルト６は最適である。
　また、図２に示すように、本実施形態の両面歯付ベルト６は、内歯部８と外歯部９の歯ピッチが同じであり、内歯部８と外歯部９とでベルト長手方向における位置（中心線）が一致している。この構成では、必然的に内外周で歯部８、９の間の部分である歯底部８４、９４のベルト長手方向における位置も一致することになり、ベルトの曲げ剛性が全体的に小さくなって、屈曲性が向上し、ベルトがプーリ２～５にしなやかに巻き掛けられる。そのため、動力伝達時のベルト６とプーリ２～５の噛み合いがスムーズになる。これにより、ベルト６とプーリ２～５の噛み合いに伴うベルト６の振動が小さくなってベルトが劣化しにくいため、ベルト６の耐久性が向上する。
　また、図２、３に示すように、本実施形態の両面歯付ベルト６は、外歯部９の側面９２が外側に膨らんだ凸状曲面であることにより、両面歯付ベルト６の外歯部９とプーリ５の歯部との噛み合いが円滑である。これにより、外歯部９は、プーリ５からの応力が歯元部９３に集中しにくいため、外歯部９の剪断応力が小さく、外歯部９の耐久性が向上する。
　また、外歯部９とプーリ５との噛み合いが円滑であることから、動力伝達時に外歯部９の歯飛びが起きにくい。
　また、外歯部９とプーリ５との噛み合いが円滑であることから、ベルト６の外周側の振動が小さいため、ベルト６の外周側において、静粛性が大きく、速度むらが小さく、高精度の位置決めが可能である。以上より、ベルト６の外歯部９の伝達能力が高くなる。
　本実施形態の両面歯付ベルト６は、内歯部８と外歯部９とで、歯部を構成するゴムの硬度が等しいため、ベルト６を製造するために１種類のゴムを用意すればよく、ベルト６の製造費用を抑制することができる。
　上述した実施形態の両面歯付ベルト６では、外歯部９の側面９２が外側に膨らんだ凸状曲面であり、内歯部８よりも伝動容量が高くなる。このベルト６を採用することにより、ベルトシステム１において、レイアウトなどに関するさまざまな変更を行うことが可能となる。
　外歯部９の１歯あたりの伝動容量が高いため、外歯部９とプーリ５の噛み合い歯数が小さくても所望の動力を伝達することができる。従って、例えば、図４の（ａ）のようなベルトシステム１に対して、本実施形態の両面歯付ベルト６を採用すれば、図４の（ｂ）のようにプーリ５の径を小さくし、ベルトシステム全体をコンパクトにし、ベルトシステム１に係るコストを削減することが可能となる。
　あるいは、図４の（ｃ）のように、プーリ５の位置を外へずらすことが可能になる。これにより、ベルトシステム１の内部の空間を広げることができ、ベルトシステム１のシステム構成部材とは別のシステム構成部材を、ベルトシステム１の内部に配置することが可能となる。
　あるいは、図５の（ａ）のようなベルトシステム１に対して、本実施形態の両面歯付ベルト６を採用すれば、図５の（ｂ）のようにプーリ４の位置を内へずらすことが可能になる。これにより、ベルトシステム全体をコンパクトにし、ベルトシステム１に係るコストを削減することが可能となる。
（変形例）
　内歯部８、外歯部９の形状については、前記実施形態のものに限られず、以下のように適宜変更可能である。
（１）外歯部９の凸状曲面とは、円弧面には限られない。例えば、放物面の一部や楕円弧面などでもよい。
　歯部８、９の側面形状については、前記実施形態のように平面（内歯部８）と凸状曲面（外歯部９）の組み合わせには限られない。
（２）内歯部の側面と外歯部の側面が共に曲面であり、両者の曲率が異なっていてもよい。曲面の曲率が異なっていることによっても伝動容量は変化する。
（３）内歯部の側面と外歯部の側面が共に平面であり、歯底部８４、９４（心線７）に対する傾斜角度が異なっていてもよい。
（４）前記実施形態では、内歯部８及び外歯部９の歯先部８１、９１が平坦面であったが、歯先部は円弧面などの曲面であってもよい。
（５）前記実施形態では、内歯部８と外歯部９を構成するゴムの硬度は同じであったが、内歯部と外歯部を構成するゴムの硬度が異なっていてもよい。
（６）前記実施形態では、外歯部９の側面９２が伝動容量の高い、外側に膨らんだ凸状曲面に形成されていたが、図６に示すように、内歯部２８と外歯部２９の側面形状が前記実施形態とは逆であってもよい。具体的には、内歯部２８の側面２８２が円弧面であり、外歯部２９の側面２９２が平面であってもよい。このように、内外の歯部２８、２９の歯形状を前記実施例と逆にすることで、内歯部２８の伝動容量が高くなる。
　図６に示すように、本変形例の両面歯付ベルト２６は、内歯部２８と外歯部２９の配列ピッチが同じであり、内歯部２８と外歯部２９のベルト長手方向における位置が一致しているものの、内歯部２８と外歯部２９とで側面形状が異なっている。具体的には、図６に示すように、内歯部２８の側面２８２が外側に膨らんだ凸状曲面、外歯部２９の側面２９２が平面である。内歯部２８の側面２８２が膨らんだ凸状曲面であると、側面２８２が平面である場合と比べて、図６、７に示すようにこの曲面状の側面２８２にプーリ２２～２４の歯溝の側面が連続的に接触しつつプーリ２２～２４が回転していく際の、噛み合いがスムーズになり、ベルト２６の内周側において円滑な動力伝達が可能となる。よって、内歯部２８が外側に膨らんだ曲面になっているため、ベルト２６の内周側の伝動容量が高いといえる。実際、内歯部２８の伝動容量は、外歯部２９の伝動容量の約２倍である。つまり、ベルト内周側で特に効率よく動力伝達を行いたいベルトシステムにおいて、この変形例の両面歯付ベルト２６は最適である。
　内歯部２８の１歯あたりの伝動容量が高いため、内歯部２８とプーリ２２～２４の噛み合い歯数が小さくても所望の動力を伝達することができる。従って、例えば、図７の（ａ）のようなベルトシステム２１に対して、本変形例の両面歯付ベルト２６を採用すれば、図７の（ｂ）のようにプーリ２２～２４の径を小さくし、ベルトシステム全体をコンパクトにし、ベルトシステム２１に係るコストを削減することが可能となる。
　次に、実施例１、２、及び、比較例１、２に係る、両面歯付ベルトを作製し、伝動容量の比較、および、ベルト耐久走行試験を行った。
（ベルトの構成）
　実施例１、２、及び、比較例１、２の両面歯付ベルト（供試体）について、内歯部及び外歯部のピッチ、ならびに、内歯部及び外歯部の歯形状を表１に示す構成とした。なお、表１に、各ベルト（供試体）における、内歯部及び外歯部の、歯高さと歯元幅についても示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　その他共通事項として、各両面歯付ベルト（供試体）は、以下に示す構成とした。
（１）ベルト幅：１０ｍｍ
（２）ベルト周長：３８５ｍｍ
（３）心線：心線の諸元を表２に示す。また、心線の接着処理に用いたＲＦＬ液の組成を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（４）歯部を構成するゴム材料（未加硫ゴムシート）の組成：表４に示す。歯部を構成するゴム材料は、クロロプレンゴムを主成分とするゴム組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（５）歯部のゴム硬度（ＪＩＳ　Ｋ６２５３：２０１２準拠）：デュロメータＡ硬さで約７５である。
（６）歯布：歯布の構成を表５に示す。実施例１、２、及び、比較例１については、ベルト内周側、ベルト外周側とも、歯布Ａを用いた。比較例２については、ベルト内周側に歯布Ａを用い、ベルト外周側に歯布Ｂを用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
（ベルトの製造方法）
（１）上記実施形態に記載した手順で、上記構成からなる実施例１、２、及び、比較例１、２の両面歯付ベルト（供試体）を作製した。加硫は、予備成形体を１６５℃（プレス金型の表面温度）、面圧５．０ＭＰａで、２０分間加熱・加圧することにより行った。
（２）上記により作製された両面歯付ベルト（供試体）の、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図を、実施例１は図２、実施例２は図６、比較例１は図８、および、比較例２は図９、に示す。
（ベルトシステム）
　実施例の評価に係るベルトシステムは、上記実施形態に記載したベルトシステム１と同じものであり、その概略構成図についても、図１のものと略同じである。
　ここで、各プーリの歯数及びピッチ径を表６に示す。なお、各プーリにおけるベルトとの噛み合い歯数は、すべて６以上確保されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
（評価方法）
１．ベルトの内外周での伝動容量
　内歯部の伝動容量及び外歯部の伝動容量は、それぞれ、日本工業規格ＪＩＳＫ６３７２：１９９５（一般用歯付ベルト）において、参考（一般用歯付ベルトの使い方）として記載された別表（歯形別基準伝動容量表）から読み取った。この別表は、「ベルトの伝動容量」を算出する式（同規格3.3.1項、式７に該当）に基づき、作成されたものである。ここで、読み取るべき小プーリの回転数は後述する耐久走行試験時での走行条件に相当する１８００ｒｐｍとした。読み取った内歯部の伝動容量及び外歯部の伝動容量の結果を、表６に示す。なお、Ｔ５歯形を有する歯部の伝動容量を１００とした場合の指数を括弧書きで併記した。
２．ベルト耐久走行試験
　実施例１、２、及び、比較例１、２の両面歯付ベルト（供試体）を用いて、ベルト耐久走行試験を図１に示すレイアウト、及び、表６に示す走行条件で行った。なお、試験に先立ち、走行前のベルト張力を音波式張力計（三ツ星ベルト社製、商品名「ドクターテンション タイプＩＶ）で測定した。そして、ベルト耐久走行試験を開始し、走行後（表６に示す屈曲回数に達し、走行を停止させた直後）のベルト張力を再度測定した。表６では、走行前後の各ベルトの張力からベルト張力保持率の値を算出した結果を示した。ベルト張力保持率の値が高いほど、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、及び、心線の耐屈曲疲労性が良好であることを示す。また、走行におけるベルトの故障について観察し、歯欠け、歯元部の亀裂、ジャンピングなどの不具合が生じた場合については、その故障現象を記載した。
（評価結果）
　ベルトの内外周での伝動容量、および、ベルト耐久走行試験の評価結果は、表６に示す。評価（判定）は、下記ＡまたはＢとした。
　即ち、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることができ、しかも、ベルト耐久走行試験の結果、ベルトの故障がなく、ベルト張力保持率が６３％以上のものについては、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、ならびにベルトの耐久性を確保しつつ、ベルトの内外周での伝動容量が異なる同期伝動ベルトシステムに適用できるとみなせるとして判定Ａ、とした。
　ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることができなかった場合、あるいは、ベルト耐久走行試験の結果、ベルトの故障が有った場合や、ベルトの故障がなくても、ベルト張力保持率が６３％に満たないものについては、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、ならびにベルトの耐久性を確保しつつ、ベルトの内外周での伝動容量が異なる同期伝動ベルトシステムに適用できるとみなせないとして判定Ｂ、とした。
　表６の評価結果によると、実施例１、２は、耐久走行後のベルト張力保持率に問題はなく、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、及び、心線の耐屈曲疲労性が良好であり、ベルトの故障もなく、ベルトの耐久性が良好な結果となった。
　これは、実施例１については、外歯部（Ｓ５Ｍ歯形）の伝動容量（３６７Ｗ）が内歯部（Ｔ５歯形）の伝動容量（１８３Ｗ）の約２倍である分、ベルト外周側で特に効率よく動力伝達が行えたためであると想定される。実施例２については、内歯部（Ｓ５Ｍ歯形）の伝動容量（３６７Ｗ）が外歯部（Ｔ５歯形）の伝動容量（１８３Ｗ）の約２倍である分、ベルト内周側で特に効率よく動力伝達が行えたためであると想定される。
　比較例１は、従来の一般的な両面歯付ベルトであり、プーリとの噛み合い性がさほどスムーズではなく、伝動容量（１８３Ｗ）がさほど大きくない歯形（Ｔ５歯形）からなる歯部をベルトの内外周に有し、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることができない分、実施例１、２の場合ほどは、ベルト内周側またはベルト外周側で効率よく動力伝達が行えないことが想定された。ベルトの耐久性に関しては、当走行条件下ではプーリとの噛み合い性に支障はなく、実用上問題ない結果であった。
　比較例２は、当走行条件下ではベルトの耐久性が最も劣る結果となった。これは、外歯部が、内歯部（Ｔ５歯形）に比べて、伝動容量が大きく（指数１１１）、プーリとの噛み合いがスムーズな歯形（Ｓ２Ｍ歯形）に形成されている。しかし、内歯部と外歯部のピッチが異なることにより、ベルト長手方向における内歯部と外歯部の位置が必ずしも一致しない。そのため、ベルトの曲げ剛性が全体的に大きくなった分、ベルトとプーリとの噛み合い性が悪くなり、心線の屈曲疲労性が悪化したためであると想定される。
　本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１７年１２月２６日出願の日本国特許出願２０１７－２４９３４６号、及び２０１８年１２月１１日付出願の日本特許出願２０１８－２３１３０１号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１　ベルトシステム
２～５　プーリ
６　両面歯付ベルト
７　心線
８　内歯部
９　外歯部
１０　歯布

Claims (8)

  1. 　ベルトの内周側にベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の内歯部と、ベルトの外周側に前記ベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の外歯部を有する両面歯付ベルトであって、
    　前記複数の内歯部の前記ピッチと前記複数の外歯部の前記ピッチとが等しく、且つ、前記内歯部と前記外歯部とで前記ベルト長手方向における位置が一致し、
    　前記内歯部と前記外歯部の歯形状が非相似であることを特徴とする両面歯付ベルト。
  2. 　前記内歯部と前記外歯部とで側面の形状が異なっていることを特徴とする請求項１に記載の両面歯付ベルト。
  3. 　前記内歯部と前記外歯部のうちの一方の歯部の側面が平面であり、
    　他方の歯部の側面が曲面であることを特徴とする請求項２に記載の両面歯付ベルト。
  4. 　前記他方の歯部の側面が外側に膨らんだ凸状曲面であることを特徴とする請求項３に記載の両面歯付ベルト。
  5. 　前記他方の歯部の側面が円弧面を含むことを特徴とする請求項４に記載の両面歯付ベルト。
  6. 　前記他方の歯部の側面が複数の円弧面がつなぎ合わされた面形状であることを特徴とする請求項５に記載の両面歯付ベルト。
  7. 　前記他方の歯部は、前記外歯部であることを特徴とする請求項３～６の何れか１項に記載の両面歯付ベルト。
  8. 　前記内歯部と前記外歯部とで、歯部を構成するゴムの硬度が等しいことを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の両面歯付ベルト。
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