JP6486755B2 - 伝動用ベルト - Google Patents

Description

本明細書に開示された技術は、種々の機器に用いられる両面Ｖベルトに関する。

多くの車両や農業機械、産業機械等において、ベルトによる動力伝達が行われている。このような機器において、ベルトの内周面だけでなくベルトの背面によって動力が伝達される場合がある。

特許文献１には、接着ゴム層と、接着ゴム層に配置された心線と、接着ゴム層の外周側に設けられた上コグ層と、接着ゴム層の内周側に設けられた下コグ層とを備えた両面伝達用ローエッジＶベルトが開示されている。

国際公開ＷＯ２０１３／０６９２４４

特許文献１に記載された両面伝達用ローエッジＶベルトでは、内周側と外周側のいずれにおいても動力を良好に伝達することができる。

しかしながら、スリップせずに高伝動を必要とする部分と、過大な負荷がかかった時に意図的にスリップさせる部分とがある等、１つの機器の中で異なる伝動特性が要求される場合がある。このような機器では、特許文献１に記載された両面伝達用ローエッジＶベルトを用いても機器のすべての部分で良好な力の伝達を行うことは難しい。そのため、従来はそれぞれの部分に適した異なる種類のベルトが用いられてきた。

本発明の目的は、互いに異なる伝動特性を必要とする部分が１つの機器に含まれる場合に、少ない本数で多軸伝動を可能にするベルトを提供することにある。

本明細書に開示された伝動用ベルトは、内周側部分と、前記内周側部分の外周側に接する外周側部分とを備えた両面伝達用の伝動用ベルトである。前記内周側部分の表面と前記外周側部分の表面とは互いに異なる摩擦係数を有する。

本明細書に開示された伝動用ベルトによれば、少ない本数で多軸伝動が可能となっている。

図１（ａ）は、一般的なラップドＶベルト及びローエッジＶベルトを組み合わせて用いる場合のベルト伝動システムの一例を示す図であり、（ｂ）は、本明細書に開示された伝動用Ｖベルトを用いる場合のベルト伝動システムの一例を示す図である。 図２は、本明細書に開示された伝動用Ｖベルトを示す斜視図である。 図３は、本明細書に開示された伝動用Ｖベルトの変形例を示す斜視図である。 図４は、本明細書に開示された伝動用Ｖベルトの変形例を示す斜視図である。

−伝動用Ｖベルトの構成−
図１（ａ）は、一般的なラップドＶベルト及びローエッジＶベルトを組み合わせて用いる場合のベルト伝動システムの一例を示す図であり、（ｂ）は、本明細書に開示された伝動用Ｖベルトを用いる場合のベルト伝動システムの一例を示す図である。また、図２は、本明細書に開示された伝動用Ｖベルトを示す斜視図である。

図２に示すように、本実施形態の伝動用Ｖベルト１５は、無端状の両面伝達用Ｖベルトであり、内周側部分と内周側部分に接する外周側部分とを備えている。内周側部分の表面の摩擦係数は、外周側部分の表面の摩擦係数と異なっている。

内周側部分はラップドＶベルト部１７又はローエッジＶベルト部１９であり、外周側部分はラップドＶベルト部１７又はローエッジＶベルト部１９であって、内周側部分と異なる種類のベルトとなっている。例えば、内周側部分がラップドＶベルト部１７であれば、外周側部分がローエッジＶベルト部１９となっている。

内周側部分がラップドＶベルト部１７となっている場合、このラップドＶベルト部１７は、ローエッジＶベルト部１９と接する接着ゴム層２５と、接着ゴム層２５に埋設され、ベルト長さ方向にらせん状に延びる心線２７と、接着ゴム層２５から見てローエッジＶベルト部１９とは逆側に設けられた第１のゴム層２１と、第１のゴム層２１の内周面及び側面を被覆する第１の補強布（帆布）２３とを有している。

この場合、外周側部分となるローエッジＶベルト部１９は、接着ゴム層２５と接する第２のゴム層２９と、第２のゴム層２９の外周面を被覆する第２の補強布３１とを有する。

本実施形態の伝動用Ｖベルト１５では、ラップドＶベルト部１７とローエッジＶベルト部１９のいずれの側を用いても動力を伝達することができる。第１のゴム層２１の側面及び内周面が第１の補強布２３で被覆されたラップドＶベルト部１７では、耐摩耗性が高くなっている。一方、ローエッジＶベルト部１９では、第２のゴム層２９の側面が露出しているので、耐摩耗性はラップドＶベルト部１７よりも劣るが、より高い伝動能力を発揮できる。そのため、本実施形態の伝動用Ｖベルト１５では、１本のベルトでありながら、内周側部分による伝動と外周側部分による伝動を使い分けることができる。

本実施形態の伝動用Ｖベルト１５は、図１（ａ）、（ｂ）に示すような多軸構造の繊維機械や農業機械等で広く用いられる。ここで、４つのプーリ１、３、５、７を備えたベルト伝動システムに従来の伝動用Ｖベルトが用いられ、それぞれのプーリで望まれる伝動特性が異なっている場合、伝動用Ｖベルト１０１、１０３及び１０５の合計３本のベルトが必要となる。例えば、過負荷時に滑らせたい部位にはラップドＶベルトである伝動用Ｖベルト１０１、１０５が用いられ、スリップせず、高い伝動性能を発揮することが要求される部位にはローエッジＶベルトである伝動用Ｖベルト１０３が用いられる。この場合、各ベルトの位置等を調整するために複数のアイドラ９、１１、１３が必要になる。

これに対し、本実施形態の伝動用Ｖベルト１５によれば、プーリ１、３、７にベルトの内周側であるラップドＶベルト部１７が接するようにベルトを巻き掛けることで、通常の負荷がかかる際には安定した伝動を可能にするとともに、過大な負荷がかかる際にはベルトをスリップさせて機器を保護することができる。また、ラップドＶベルト部１７は耐摩耗性に優れるので、農業機器等、過酷な条件で使用される機器に好ましく用いられる。

一方で、高い伝導性能が要求されるプーリ５にはベルトの外周側であるローエッジＶベルト部１９が接するようにベルトを巻き掛けることで、スリップの発生を防ぎつつ高容量の伝動が可能となる。

以上のように、多軸伝動を行うベルト伝動システムにおいて、本実施形態の伝動ベルトを用いれば、内周側と外周側とを使い分けることにより、使用されるベルトの本数を１本に集約することができる。このため、ベルトの位置等を調整するためのアイドラの個数を低減することができ、結果として多軸伝動を行うベルト伝動システムの部品点数の削減や省スペース化を実現することができる。

本実施形態の伝動用Ｖベルト１５の周長やベルト幅、厚み等は特に限定されず、使用される機器に応じて適宜設定されればよい。例えば収穫機に用いられる場合、伝動用Ｖベルト１５の周長は１００ｃｍ〜４００ｃｍ程度であり、ベルト幅は１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度であり、ベルトの厚みは１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度であってもよい。

また、第１のゴム層２１及び第２のゴム層２９は、互いに同じ材料で構成されていてもよいし、互いに異なる材料で構成されていてもよい。第１のゴム層２１及び第２のゴム層２９は、例えばクロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＡＣＳＭ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等から選ばれたゴム材料で構成されていてもよい。第１のゴム層２１及び第２のゴム層２９の厚みは用途にもよるが、例えば共に２ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。

心線２７は、ポリエステル（ＰＥＴ）繊維等からなる撚り糸をレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下、「ＲＦＬ水溶液」と表記）に浸漬した後に乾燥させ、接着処理を施したもので構成されていてもよい。また、接着ゴム層２５は、例えばクロロプレン系ゴム等により構成されていてもよい。接着ゴム層２５の厚みは例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度である。

第１の補強布２３及び第２の補強布３１は、同じ材料で構成されていてもよいし、互いに異なる材料で構成されていてもよい。第１の補強布２３及び第２の補強布３１は、例えばパラ系アラミド繊維やメタ系アラミド繊維等を用いて作製された伸性を有する織布で構成されていてもよい。また、第１の補強布２３及び第２の補強布３１を構成する織布は、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱し、織布表面にＲＦＬの被膜を形成させる接着処理、及び／又は、ゴム糊に浸漬した後に乾燥させ、ゴム糊の被膜を形成させる接着処理を施したもので構成されていてもよい。

ラップドＶベルト部１７のベルト幅方向の両側面は厚み方向の中央部から内周側に向かって幅が狭くなるＶ字状の傾斜面となっている。ラップドＶベルト部１７の両側面が成す角度（すなわちＶ字の角度）は例えば３０°〜６０°程度である。

ローエッジＶベルト部１９のベルト幅方向の両側面は厚み方向の中央部から外周側に向かって幅が狭くなる逆Ｖ字状の傾斜面となっている。ローエッジＶベルト部１９の両側面が成す角度は例えば３０°〜６０°程度である。

なお、本実施形態の伝動用Ｖベルト１５では、内周側がラップドＶベルト部１７で外周側がローエッジＶベルト部１９となっているが、内周側がローエッジＶベルト部１９、外周側がラップドＶベルト部１７となる状態で伝動用Ｖベルト１５を使用してもよい。この場合、第１の補強布２３は第１のゴム層の外周面及び側面を被覆し、第２の補強布３１は第２のゴム層の内周面を被覆することになる。

また、図３及び図４は、本実施形態の伝動用Ｖベルト１５の変形例を示す斜視図である。図２に示す伝動用Ｖベルト１５では、ローエッジＶベルト部１９（及び第２のゴム層２９）の外周面は平坦であるが、図３に示すように、第２のゴム層２９にはベルト長さ方向に沿って一定ピッチでコグ２０が形成されていてもよい。コグ２０が形成されていることによって、ベルトの曲げ損失を低減することが可能となる。また、図４に示すように、第１のゴム層２１にベルト長さ方向に沿って一定ピッチでコグ２２が形成されていてもよい。これにより、ラップドＶベルト部１７側での曲げ損失も低減できる。

なお、以上では内周側部分がラップドＶベルト部１７で外周側部分がローエッジＶベルト部１９である例について説明したが、内周側部分の表面と外周側部分の表面が互いに異なる摩擦係数を有していれば、それぞれの特性に応じて内周側部分での駆動と外周側部分での駆動とを一本のベルトで使い分けることができる。

以上説明したように、本開示の一例に係る伝動用Ｖベルトは、農業機器等種々の一般産業機器等に適用されうる。

１、３、５、７ プーリ
９、１１、１３ アイドラ
１５ 伝動用Ｖベルト
１７ ラップドＶベルト部
１９ ローエッジＶベルト部
２１ 第１のゴム層
２３ 第１の補強布
２５ 接着ゴム層
２７ 心線
２９ 第２のゴム層
３１ 第２の補強布

Claims (4)

1. 第１のゴム層を有する内周側部分と、前記内周側部分の外周側に接する第２のゴム層を有する外周側部分とを備えた両面伝達用の伝動用ベルトであって、
   前記内周側部分は、そのベルト幅方向の両側面が、前記第１のゴム層の両側面が補強布で被覆されて形成されているラップドＶベルト部に構成され、
   前記外周側部分は、そのベルト幅方向の両側面が、前記第２のゴム層の両側面が露出して形成されているローエッジＶベルト部に構成され、
   前記内周側部分の前記補強布で被覆された表面と前記外周側部分の前記第２のゴム層が露出した表面とは互いに異なる摩擦係数を有する伝動用ベルト。
2. 第１のゴム層を有する内周側部分と、前記内周側部分の外周側に接する第２のゴム層を有する外周側部分とを備えた両面伝達用の伝動用ベルトであって、
   前記内周側部分は、そのベルト幅方向の両側面が、前記第１のゴム層の両側面が露出して形成されているローエッジＶベルト部に構成され、
   前記外周側部分は、そのベルト幅方向の両側面が、前記第２のゴム層の両側面が補強布で被覆されて形成されているラップドＶベルト部に構成され、
   前記内周側部分の前記第１のゴム層が露出した表面と前記外周側部分の前記補強布で被覆された表面とは互いに異なる摩擦係数を有する伝動用ベルト。
3. 請求項１又は２に記載の伝動用ベルトにおいて、
   前記第１のゴム層及び前記第２のゴム層の少なくとも一方には、ベルト長さ方向に沿って一定ピッチでコグが形成されていることを特徴とする伝動用ベルト。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された伝動用ベルトにおいて、
   前記内周側部分のベルト幅方向の両側面の成す角度が３０°〜６０°であるとともに、前記外周側部分のベルト幅方向の両側面の成す角度が３０°〜６０°である伝動用ベルト。

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