JPH0221046A - 歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置に関し、
より詳しくはベルトのジャンピング現象を阻止し、また
高負荷伝動可能な歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置
に関する。

（従来技術） １痢付ベルトは滑りの無い確実伝動が可能であり、他の
確実伝動の一つである歯車とチェンとの駆動装置に比べ
、給油が不要となり、低騒音などの利点があるため、近
年その需要は増大の一途を辿っている。一般に広く利用
されている歯付ベルトとプーリの組合せからなる駆動装
置としてＲＡＭＩＩ）　−２４（１９７８年）に規定さ
れているように、断面逆台形のベルト歯部とこの南部と
相似形の溝群を周面に設けたプーリとの噛合による伝動
システムがある。

その他、米国特許第３，７５６，０９１号明細書、同第
４，５１５，５７７号明細書に開示されているこの種の
伝動システムを構成する歯付ベルトの歯部は、先端部分
にて互いに交差するそれぞれ等しい曲率半径を有する一
対の円弧から成る丸歯を持って構成され、またこれに対
応して、プーリもその周面に一対の円弧から形成された
プーリ溝部が形成され、この歯付ベルトがプーリと噛み
合った折、ベルト歯部はプーリの溝部底部に接触若しく
は圧縮係合し、ベルト溝部表面の摩耗を減少せしめるこ
とを意図した構成から成っている。

又米国特許第４，１０８，０１１号明細書（特公昭５７
−５１５８９号公報に相当）には、ベルトピッチライン
上に中心点を有する一対の円弧を含む円弧から成る丸歯
を有する歯付ベルトと、このベルト歯部と相似形の溝部
をプーリの周面に設けたプーリの組合せからなり、歯付
ベルトをプーリに圧縮係合させ、騒音の防止面を中心に
改良せしめた歯付ベルトの駆動装置が開示されている。

更に、米国特許第４ｔ４５２ｔ５９４号明細書（特公昭
６０−２２２１６号公報に相当）には、ベルトランドラ
イン上で、しかもベルト歯部の外側に起点を有する円弧
のフランク面をもった歯付ベルトが開示され、プーリと
の噛合時の干渉を最小にし、しかもベルト歯部の強度を
最大にすることを意図した技術思想が開示されている。

このように今日の歯付ベルトの駆動装置は断面逆台形の
歯部を有する歯付ベルトとベルト歯部と同一形状のプー
リ溝を有するプーリとの組合せ体、あるいは一対の円弧
の一部から成る丸歯を有する歯付ベルトとこの丸歯と相
似する形状のプーリ溝を有するプーリとの組合せ体がそ
の主流を占めている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の歯付ベルト駆動装置では、総体的にいえることで
あるが、ベルト歯元部で最も大きなバックラッシュを有
しているため、歯付ベルトはプーリと円滑に噛み合う反
面、ベルト駆動開始時、ベルトあるいはプーリの移動残
が大きくなって、ベルト歯部の表面がプーリによりこす
られて摩耗しやすい欠点があった。このような事態に対
応するため、ベルト張力を大きく設定すると、ベルトあ
るいはプーリの移動残も少なくなり、ベルトの摩耗阻止
面では効果があるも、反面ベルトは伸び易くなり、ベル
トの早期破損に結び付く欠点があった。

また、今日のベルト歯部の側壁を形成する円弧の中心点
をベルトのピッチライン上に求めたベルトは、ベルト歯
元側壁の傾斜がベルトランドラインに対して緩やかにな
りすぎ、このことはベルト歯８［（及びプーリ溝部も小
型なものとなって、トルク伝達の性能が低下し、これが
ベルトにジャンピング現象を発生せしめる懸念も大きか
った。

また、ベルト歯部の円弧形成用の中心点をベルトランド
ライン上に設定したベルトは、ベルト歯元側壁の傾斜が
逆にベルトランドラインに対してあまりにも急となり、
この結果プーリに対するトルク伝達の性能は向上するが
、ベルト歯部の干渉が増大する。このためベルト歯元に
おいて大きなバックラッシュを設けなければならず、こ
のことは前述のとおり、ベルトの回転開始時あるいは逆
転時においてベルトの移動化が大きくなり種々の問題が
発生した。即ち、ベルト位置決め精度が低下し、ベルト
抗張体がベルト溝部において角度をもって多角形化し、
ベルト抗張体が屈曲疲労し易くなり、更に、脈動負荷に
よってベルト歯部の側壁部の摩耗が大きくなることなど
の欠点を挙げることができる。

本発明は、このような有機的な関係にある数々の問題点
を改善するもので、高負荷伝動が可能でベルトのジャン
ピングを阻止することができる歯付ベルト及びこれを用
いた駆動装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明の特徴とする歯付ベルトは、ベルト本体の
ピッチライン上に埋設した抗張体とベルト本体のランド
ライン上に一定ピッチで配設した南部を有し、該ベルト
歯部がベルト歯元部、動力伝達領域そしてベルト歯先部
より形成され、該ベルト歯部の動力伝達領域とベルト歯
先部がベルトピッチラインとランドラインの間にあって
、且つベルト歯部の中心綿よりベルト歯幅Ｗの１／２程
度離れた位置に中心点を有し、上記ベルト歯幅Ｗにほぼ
等しい曲線半径を有する円弧の一部をもって形成される
。

更に、本発明の歯付ベルトの駆動装置は歯付ベルトがベ
ルト本体のピッチライン上に埋設した抗張体とベルト本
体に一定ピッチで配したベルト歯部を有し、該ベルト歯
部がベルト歯元部、動力伝達領域そしてベルト歯元部よ
りなり、その歯部の動力伝達領域とベルト歯先部がベル
トピッチラインとランドラインの間で、且つベルト歯部
の中心綿より、ベルト歯幅Ｗの１／２分１帷れた位置に
中心点を有し、上記ベルト歯幅Ｗにほぼ等しい曲線半径
ＲＢを有する円弧の一部から形成され、これと噛み合う
プーリは前記ベルト歯部に相似する形状のプーリ溝部を
有しており、前記ベルトとプーリとの噛み合いにおいて
ベルト歯部とプーリ溝壁間のバックラッシュをベルト歯
部の動力伝達領域からベルト歯元部に至ってほぼ均一に
してなることを特徴とする。

（作用） 上記本発明の歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置によ
れば、ベルト歯部の動力伝達領域及びベルト歯先部を形
成する円弧の中心点がベルトのピッチラインとランドラ
イン間にあってベルト歯部の中心綿よりベルト歯幅Ｗの
約１／２分離れたところに位置しているため、同じ歯幅
Ｗであってもベルトのピッチライン上に位置する場合に
比べてベルト歯部自体が大きくなり、これによって高負
荷伝動にも十分対処することが出来、またベルト歯部の
動力伝達領域の傾斜が従来に比べて大きくなり、トルク
伝達の性能が向上し、併せてベルト歯部のグリップ力も
向上する。

（実施例） 次に、本発明に係る歯付ベルト及びこれを用いた駆動装
置の具体的実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明に係る歯付ベルト歯部の正面図、第２図
は本発明の装置に使用するプーリの溝部の正面図、そし
て第３図は本発明の装置における歯付ベルトとプーリの
噛み合い状態を示す正面図である。

本発明において使用される歯付ベルト（１）は第１図に
示すように、そのベルト本体（２）をゴム、合成樹脂な
どのゴム状弾性体をもって構成し、ベルト本体（２）の
ベルトランドライン（６）上には一定のピッチ（Ｐ）に
て歯部（３）とベルト溝部（４）が交互に形成され、又
ベルトピッチライン（５）上にはガラス繊維、アラミド
繊維などの低伸度高強力のロープ抗張休が埋設されてい
る。又前記歯部（３）およびベルト溝部（４）より構成
されるベルト内周面は、必要に応じカバー帆布（図示省
略）によって全面被覆されている。

ベルト歯部（３）は第１図において、歯部（３）の中心
線（１）に対して左右対象で、ベルト内周面の一部を形
成するベルト歯部の側壁は、ベルトランドライン（６）
から伸びるベルト歯元部（８）、側壁の中間部に位置す
る後述する始点Ｓから終点Ｆに至る動力伝達領域（９）
そしてベルト歯先部（１０）との−連の領域から構成さ
れている。

まず、ベルト歯元部（８）はベルト溝部（４）内に中心
点（１１）を持つ半径（ＲＡ）の円弧の一部によって形
成され、また動力伝達領域（９）及びベルト歯先部（１
０）は前記ベルトランドライン（６）とベルトピッチラ
イン（５）の間にあり、且つ歯部（３）の中心ＩＪｉｌ
（１）より、略ベルト歯部の歯幅（Ｗ）の１／２相当分
離れた位置に中心点（１２）をもつ曲率半径（Ｒａ）の
円弧の一部をもって形成され、更にベルト歯先部（１０
）のコーナ一部はベルト歯部（３）内に中心点（１３）
をもつ曲率半径（Ｒｃ）の円弧の一部によってそれぞれ
形成され、動力伝達領域（９）とベルト歯元部（８）と
の連結部が始点Ｓによって、又動力伝達領域（９）と歯
先部（１０）との連結部が終点Ｆによって表示されてい
る。そしてベルト歯先部（１０）の最先端部（１４）は
ベルトランドライン（６）に対して平行する面をもって
形成されている。

上記終点Ｆはベルトのランドライン（６）からベルト歯
部の高さＨＢの１／２程度離れた所に位置し、また一方
始点Ｓはベルトランドライン（６）がらベルト歯部の高
さＨＢの１／４程度離れたところに位置している。

特に、ベルト歯部（３）の動力伝達領域（９）における
曲率半径（ＲＢ）の中心点（１２）は、ベルトピッチラ
イン（５）とベルトランドライン（６）の間にあって、
しかもベルト歯元部（８）の上方に位置している。

この構成部について、より詳細に説明するに、１つのベ
ルト歯部の側壁中の左右一対の動力伝達領域（９）をそ
れぞれ形成している曲率半径ＲＢの中心点（１２）（１
２）間は、はぼベルト歯幅Ｗを有し、また中心点（１２
）とベルトランドライン（６）間の距離はＰＬＤ値（ベ
ルトピッチラインとベルトランドラインの距離）の１０
〜９０％の範囲に相当している。

また同時に上記動力伝達領域（９）における曲率半径Ｒ
Ｂの大きさは中心点（１２）（１２）の間隔Ｗにほぼ等
しい。

更に、上記動力伝達領域（９）の立上り角度、即ち本領
域の始点（Ｓ）と終点（Ｆ）を結ぶ直線とベルト歯部（
３）の中心線（１）との交差角度（α）は１０〜１８°
、より好ま゛しくは１２〜１６°である。

一方、上記歯付ベルト（１）と噛み合うブー１バ１５）
については、第２図に示すように、プーリ歯部（１６）
は、プーリ歯部（１６）内に中心点（１７）を持つ半径
（ｒａ）の円弧の一部によって形成される歯先部（１８
）と凸状曲線で形成される歯先表面部（１９）を有し、
又プーリ歯部（１６）に隣接するプーリ溝部（２０）は
、本プーリと前記歯付ベルト（１）が噛合した折の歯付
ベルトのピッチライン（５）とベルトランドライン（６
）の中間にあり、且つプーリ歯先表面部（１９）（ベル
トランドラインと同じ）の上方に位置する中心点（２１
）をもつ曲率半径ｒｂの円弧の一部によって形成される
プーリ溝壁（２２）と、プーリ溝部（２０）内に中心点
（２３）をもつ半径ｒｅ（ただしＲ６＞ｒ、）の円弧の
一部によって形成され、前記溝壁（２２）と連続する凹
状の曲線をもつプーリ溝隅部（２４）と左右一対の溝隅
部（２４）間を結ぶ凸状の曲線を有するプーリ溝底（２
５）の各構成部によって形成されている。

以上の構成からなる丸歯を有する歯付ベルト（１）をプ
ーリ（１５）に懸架し、第３図に示すように、ベルトの
歯部（３）をプーリ溝部（２０）に噛合させた場合、プ
ーリ溝部（２０）の溝壁（２２）を形成する中心点（２
１）とベルト歯部（３）の動力伝達領域（９）及びベル
ト歯先部（１０）を形成するための中心点（１２）とは
ほぼ一致し、かつ溝壁（２２）および動力伝達領域（９
）を形成する各曲率半径ｒｂとＲＢの間にはｒ、≧ＲＢ
の関係がある。よって本発明に係る駆動装置において、
ベルト歯部（３）が噛合するプーリ溝部（２０）の間に
は、均一なバックラッシュ（Ｂ）が存在する。ここにお
いてｒｂはＲＢの０．００５〜１．０１０倍である。

即ち、ベルト歯元部（８）およびプーリ歯部の歯先部（
１８）を形成する円弧の中心点（１１）、（１７）をず
らし、且つそれぞれの曲率半径ＲＡおよびｒユの間にＲ
Ａ≧ｒ、、の関係式を設定することによりベルト歯元部
（８）のバックラッシュｆ＋１を小さく、あるいはＲＡ
（ｒａの関係式を設定することによりベルト歯元部（＋
３）とプーリ歯先部（１８）間にバックラッシュを設け
ることも可能である。

又ベルトの動力伝達領域（９）、ベルト歯先部（１０）
およびプーリ溝部（２０）の溝壁（２２）を形成する円
弧の中心点（１２）　、（２１）を一致せしめ、且つそ
れぞれの半径ＲＢとｒ、との間にＲｓ＞ｒｂの関係式を
設定することにより、プーリ溝部とベルト歯部の動力伝
達領域（９）及びベルト歯先部（１０）のバックラッシ
ュ（１ｔを全領域に至って均一にすることができる。

更に、ベルトの歯先部（１０）およびプーリ溝部（２０
）の溝隅部（２４）を形成する円弧の中心点（１３）、
（２３）をずらし、且つそれぞれの半径Ｒｃおよびｒ。

の間にＲ６＞ｒｃの関係式を設定することにより、ベル
ト歯先部（１０）のバックラッシュ量を望ましく最大に
形成すること力でできる。

前記歯付ベルト（１）のベルト歯部（３）の高さＩ（Ｂ
はプーリ（Ｉ５）の溝部（２０）の深さＤＰに等しいが
、もしくは大きくとり、ベルト歯部をプーリ溝底面（２
５）に圧縮係合させる。ベルト歯部（３）の高さＨＢは
プーリ溝部（２０）の深さＤＰより最大１０％程度大き
く設定されるが、好ましくは３％程度である。

これにより、ベルトの駆動開始時において、ＲＡ≧ｒ、
、の関係が設定されるとベルトは大きく移動することな
く、またＲＡ（ｒＩ、の関係が設定されると、プーリ歯
先部がベルト歯部に干渉せず回転する。

そして、ベルト歯部の動力伝達領域（９）は局部的な歪
をうけずに、プーリ溝部の壁部（２２）と効率よく広領
域で当接し、更に、この動力伝達領域（９）の曲面の傾
斜角度が比較的大きいために、高負荷伝動を可能にする
。更にベルト南部のグリップ力が大きくなるために、ベ
ルトのジャンピング現象の発生を阻止しさらにベルト歯
先部（１０）はプーリ溝部の溝壁（２２）に干渉するこ
となるプーリに噛み合う。

（効果） 以上のように本発明の歯付ベルト及びこれを用いた駆動
装置においては、ベルト歯部の動力伝達領域とベルト歯
先部がベルトピッチラインとベルトランドラインの間に
あってベルト歯部の中心綿１よりベルト歯部の歯幅中Ｗ
のほぼ１／２分離れた位置に中心点を有し、且つ曲線半
径がほぼＷに等しい円弧によって形成されているために
ベルト歯元部自体が従来のベルト歯部に比べて大きくな
り、高負荷伝動にも十分対処することができ、更にベル
ト歯部の動力伝達領域の傾斜角度が比較的大きく設定さ
れるためにトルク伝達の向上とベルト歯部のグリップ力
が向上する。

更に、ベルト南部とプーリ溝壁間のバックラッシュがベ
ルト歯部の動力伝達領域とベルト歯先部において均一に
なっているためベルト歯部の動力伝達領域はベルト駆動
時、プーリの溝壁と全面的に当接するので、前述のプー
リに対するトルク伝４゜ 達の性能とベルト歯部のグリップ力が向上して、ベルト
走行時に発生しがちなベルトのジャンピング現Ａ（を抑
制出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置に使用するプーリのプーリ溝部の
正面図、第２図は本発明に係る歯付ベルトの歯部の正面
図、第３図は本発明に係る装置における歯付ベルトの歯
部とプーリとの噛合状態を示す正面図である。 （１）・・・歯付ベルト （３）・・・ベルト歯部 （５）・・・ベルトピッチライン （６）・・・ベルトランドライン （８）・・・ベルト歯元部　（９）・ （１０）・・・ベルト歯先部（１２）・（１５）・・・
プーリ　　　　（２０）・（２１）・・・中心点　　　
（２２）・（１）・・・ベルト歯部の中心線 （Ｂ）・・・バックラッシュ 特許出願人　　三ツ星ベルト株式会社 ・・動力伝達領域 ・・中心点 ・・プーリ溝部 ・・溝壁 （２）・・・ベルト本体 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和６２年特許願第３３５９０８号 ２、発明の名称 歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神戸市長田区浜添通４丁目１番２１号自発補正 ５、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄及び「発明の詳細な説
明」の欄 ６、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲の記載を別紙の通りに補
正する。 （２）明細書第４頁６行目のｒＲＡＭＪをｒＲＭＡＪと
補正する。 （３）明細書第８頁１４行目の「曲線半径」を「曲率半
径」と補正する。 （４）明細書第９頁４〜５行目の「曲線半径」を「曲率
半径」と補正する。 （５）明細書第１２頁９行目の「高さＨ，の１／２程度
」を「高さＨ，の最大２／３程度」と補正する。 （６）明細書第１２頁１１行目の「１／４程度」を「最
大１／４程度」と補正する。 （７）明細書第１５頁１行目のｒＯ，００５Ｊをｒｌ、
００５Ｊと補正する。 （８）明細書第１７頁１行目の「干渉することなる」を
「干渉することなく」と補正する。 以上 別　　紙 ２、特許請求の範囲 １、ベルト本体のピッチライン上に埋設した抗張体と、
ベルト本体のランドライン上に一部ピッチで配設したベ
ルト歯部な有し、該ベルト歯部がベルト歯元部、動力伝
達領域、そしてベルト歯先部に区分され、該ベルト歯部
の動力伝達領域とベルト歯先部がベルトピッチラインと
ランドラインの間にあって、且つベルト歯部の中心線よ
りベルト歯幅Ｗの１／２程度離れた位置に中心点を有し
、上記ベルト歯幅Ｗにほぼ等しい曲率半径をもった円弧
の一部より形成されてなることを特徴とする歯付ベルト
。 ２、前記ベルト歯部の動力伝達領域は、ベルトランドラ
インからベルト歯部高さＨａの属人１／４程度離れたと
ころを始点とし、またランドラインからベルト歯部高さ
Ｈａの量大２／８程度離れたところを終点とする区域に
ある特許請求の範囲第１項記載の歯付ベルト。 ３、前記ベルト歯部の動力伝達領域の始点と終点を結ぶ
直線とベルト歯部の中心線との交差角（α）が１０〜１
８°である特許請求の範囲１項記載の歯付ベルト。 ４、前記ベルト歯部の動力伝達領域とベルト歯先部を形
成する円弧面の中心点からベルトランドラインまでの間
隔は、ベルトピッチラインとベルトランドライン間の距
離であるＰＬＤ値の１０〜９０％の範囲に相当している
特許請求の範囲第１項記載の歯付ベルト。 ５、歯付ベルトがベルト本体のピッチライン上に埋設し
た抗張体とベルト本体のランドライン上に一部ピッチで
配設したベルト歯部を有し、該ベルト歯部がベルト歯元
部、動力伝達領域そしてベルト歯先部に区分され、その
歯部の動力伝達領域とベルト歯先部がベルトピッチライ
ンとランドラインの間で、且つベルト歯部の中心線より
ベルト歯幅Ｗの１／２程度離れた位置に中心点を存し、
上記ベルト歯幅Ｗにほぼ等しい曲率半径ＲＢを有する円
弧の一部から形成され、これと嵌合するプーリは前記ベ
ルト歯部に相似する形状のプーリ溝部を有しており、前
記ベルトとプーリとの噛合においてベルト歯部とプーリ
溝部間のバックラッシュをベルト歯部の動力伝達領域か
らベルト歯先部に至ってほぼ均一にしてなること特徴と
する歯付ベルトの駆動装置。 ６、前記歯付ベルトと嵌合するプーリは、そのプーリ溝
壁がベルト歯部の動力伝達領域とベルト歯先部の円弧を
形成する曲率半＠ＲＢの中心点とほぼ同じ位置を有し、
且つこのＲＢより大きい曲率半径ｒｂを有する円弧から
形成される特許請求の範囲第５項記載の歯付ベルトの駆
動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベルト本体のピッチライン上に埋設した抗張体と、
   ベルト本体のランドライン上に一定ピッチで配設したベ
   ルト歯部を有し、該ベルト歯部がベルト歯元部、動力伝
   達領域、そしてベルト歯先部に区分され、該ベルト歯部
   の動力伝達領域とベルト歯先部がベルトピッチラインと
   ランドラインの間にあつて、且つベルト歯部の中心線よ
   りベルト歯幅Ｗの１／２程度離れた位置に中心点を有し
   、上記ベルト歯幅Ｗにほぼ等しい曲線半径をもった円弧
   の一部より形成されてなることを特徴とする歯付ベルト
   。 ２、前記ベルト歯部の動力伝達領域は、ベルトランドラ
   インからベルト歯部高さＨ＿Ｂの１／４程度離れたとこ
   ろを始点とし、またランドラインからベルト歯部高さＨ
   ＿Ｂの１／２程度離れたところを終点とする区域にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歯付ベル
   ト。 ３、前記ベルト歯部の動力伝達領域の始点と終点を結ぶ
   直線とベルト歯部の中心線との交差角（α）が１０〜１
   ８°であることを特徴とする特許請求の範囲１項記載の
   歯付ベルト。 ４、前記ベルト歯部の動力伝達領域とベルト歯先部を形
   成する円弧面の中心点からベルトランドラインまでの間
   隔は、ベルトピッチラインとベルトランドライン間の距
   離であるＰＬＤ値の１０〜９０％の範囲に相当している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歯付ベル
   ト。 ５、歯付ベルトがベルト本体のピッチライン上に埋設し
   た抗張体とベルト本体のランドライン上に一定ピッチで
   配設したベルト歯部を有し、該ベルト歯部がベルト歯元
   部、動力伝達領域そしてベルト歯先部に区分され、その
   歯部の動力伝達領域とベルト歯先部がベルトピッチライ
   ンとランドラインの間で、且つベルト歯部の中心線より
   ベルト歯幅Ｗの１／２程度離れた位置に中心点を有し、
   上記ベルト歯幅Ｗにほぼ等しい曲線半径Ｒ＿Ｂを有する
   円弧の一部から形成され、これと嵌合するプーリは前記
   ベルト歯部に相似する形状のプーリ溝部を有しており、
   前記ベルトとプーリとの噛合においてベルト歯部とプー
   リ溝部間のバックラッシュをベルト歯部の動力伝達領域
   からベルト歯先部に至ってほぼ均一にしてなることを特
   徴とする歯付ベルトの駆動装置。 ６、前記歯付ベルトと嵌合するプーリは、そのプーリ溝
   壁がベルト歯部の動力伝達領域とベルト歯先部の円弧を
   形成する曲率半径Ｒ＿Ｂの中心点とほぼ同じ位置を有し
   、且つこのＲ＿Ｂより大きい曲率半径ｒ＿ｂを有する円
   弧から形成される特許請求の範囲第５項記載の歯付ベル
   トの駆動装置。