JPH0714678Y2

JPH0714678Y2 - 高負荷伝動用平ベルト及び該ベルトを用いたベルト伝動機構

Info

Publication number: JPH0714678Y2
Application number: JP1988107081U
Authority: JP
Inventors: 兼輝長谷部; 宏松岡; 京太郎柳
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2003-08-12
Also published as: JPH0229344U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、高負荷を伝動する高負荷伝動用平ベルト及び
その平ベルトを使用するベルト伝動機構に関する。

（従来の技術）従来より、平ベルト及び平プーリにより負荷を伝動する
平ベルト伝動方式においては、例えば第７図に示す如
く、ベルトａ芯体a₁，a₁，…に生じる張力分布を均一化
するとともに、ベルトａの蛇行移動を防止するために、
プーリｂの外周にクラウン部ｃ（中高部）を設けること
は一般によく知られている（例えば実開昭50−121147
号、実開昭58−189844号、実開昭62−2514号等の各公報
参照）。

（考案が解決しようとする課題）ところで、このような平ベルト伝動方式においては、従
来、ベルトａ及びプーリｂの幅を広くすると、それだけ
軸荷重を増大でき、伝動能力が増大して高負荷を伝動で
きると考えられていた。しかし、本考案者らの実験によ
れば、実際にはベルト幅を広げても高負荷を効果的に伝
達することは困難であることが判明した。

すなわち、本考案者らは、先ず、ベルトの幅と伝動能力
との関係を求める実験を行った。この実験結果による
と、第８図に示すように、ベルトの幅が例えば12.7mm〜
25.4mmの比較的狭い範囲では、ベルト幅の増加に応じて
伝動能力が増大するが、ベルト幅が45mmと大きくなって
も伝動能力はさほど上昇せず、25.4mmの場合の殆ど変わ
らない能力となる。この実験から、平ベルト伝動におい
てより高い伝動能力を得るためにベルトの幅を広くして
も、それには限界があることが裏付けられた。尚、実験
は、軸荷重を200kg、ベルトを巻き掛ける駆動及び従動
の平プーリの直径を100mm、各プーリのクラウン半径を4
50mmとし、駆動プーリを2600rpmで駆動回転させて行っ
た。スリップ率は１〜３％であった。

次いで、この原因を究明すべく、ベルトに発生する面圧
を測定したところ、プーリクラウン部によりベルトに発
生する面圧（ベルトとプーリとの間で作用する応力）の
不均一な分布特性に起因するものであることが判明し
た。つまり、第９図（ａ）に示す如く、プーリにはその
軸方向の中央部にクラウン部が形成されているため、ベ
ルトの面圧はこのクラウン部に対応する部位たる幅方向
中央部に集中する。そして、同図（ｂ）に示すように、
ベルトの幅が増大すると、上記面圧の集中によりベルト
両端に面圧が零となって負荷伝動に寄与しない部分が生
じ、それ以上ベルト幅を広げてもプーリとの接触幅が広
がらない。しかも、プーリのクラウン部に対応する最大
面圧σmaxが増大し、伝動時にはベルトの剪断応力が大
きくなって部材能力を越え、匍匐運動や破壊を招き、そ
の結果、伝動能力を効果的に増大することができなくな
る。

さりとて、プーリ外周のクラウン部をなくすと、ベルト
に発生する張力の不均一及びその蛇行移動が生じて、ベ
ルトの早期破損を招来することとなる。

本考案は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、平ベルトの構造を改良することにより、平ベル
トの幅を広くしてもクラウン部を有するプーリに対する
接触幅を広げ得るようにし、平ベルト伝動方式の伝動能
力を効果的に増大させることにある。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本考案の解決手段は、平
ベルトのプーリと接触する内周面にベルト長さ方向に延
びる凹溝を形成する。

すなわち、請求項（１）の考案の平ベルトの構成は、ベ
ルト基体と、該ベルト基体に互いに平行に埋設されたエ
ンドレスの複数体の芯体とを備え、外周に少なくとも２
つ以上のクラウン部がプーリ軸方向に並設されてなる平
プーリに巻き掛けられるものである。

そして、上記ベルト基体のプーリに接触する内周面に
は、ベルト長さ方向に延びかつ芯体よりもベルト基体背
面側に至る深さの凹溝が上記平プーリのクラウン部間の
部分に対応するように設けられているものである。

また、請求項（２）の考案では、ベルト伝動機構とし
て、上記構成の平ベルト、すなわちエンドレスの複数体
の芯体が互いに平行に埋設されてなるベルト基体の内周
面にベルト長さ方向に延びかつ芯体よりもベルト基体背
面側に至る深さの凹溝が形成された平ベルトと、この平
ベルトが外周に巻き掛けられ、該外周に少なくとも２つ
以上のクラウン部が上記平ベルトの凹溝以外の部分に対
応するようにプーリ軸方向に並んで設けられた平プーリ
とを備えた構成とする。

（作用）上記の構成により、請求項（１）及び（２）の考案で
は、外周に少なくとも２つ以上のクラウン部がプーリ軸
方向に並設されてなる平プーリに平ベルトが巻き掛けら
れるとき、この平ベルトにおけるベルト基体のプーリに
接触する内周面にベルト長さ方向に延びかつ芯体よりも
ベルト基体背面側に至る深さの凹溝が平プーリのクラウ
ン部間の部分に対応するように設けられているので、ベ
ルトに発生する面圧はプーリにおける複数のクラウン部
の各々に対応する部分つまり凹溝以外の部分に集中し、
ベルト全体としては面圧がベルト幅方向に分散すること
となる。この面圧の分散により、プーリ幅を広げても、
プーリの各クラウン部に対応する面圧の最大値が小さく
抑えられ、ベルト剪断応力が部材能力を越えることはな
く、よって伝動能力を増大させることができる。

（実施例）以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の実施例に係るベルト伝動機構Ａを示
し、このベルト伝動機構Ａは高負荷伝動用の平プーリ１
と、該プーリ１に巻き掛けられる平ベルト４とを備えて
なる。上記プーリ１はその外周にリング状のリム２を有
し、該リム２の外周面はプーリ中心から同じ距離の円筒
面上に位置し、該外周面には３つのクラウン部3,3,…が
幅方向（プーリ軸方向）に並んで形成され、これらのク
ラウン部3,3,…は幅ｗ、クラウン高さｈ及びクラウン半
径Ｒが互いに同じに設定されている。

一方、上記平ベルト４は、ベルト基体５と、該ベルト基
体５に互いに平行に埋設されたエンドレスの複数本の芯
体6,6,…とを備え、上記ベルト基体５のプーリ１に接触
する内周面にはベルト幅方向の３等分位置に、ベルト長
さ方向に延びる有底の２条の凹溝7,7が形成されてい
る。この各凹溝７は第２図に拡大して示す如く芯体6,6
間を通って該芯体６の位置よりもベルト背面側まで延
び、その断面は矩形状とされ、その底部7aの隅角部7b,7
bは円弧面に設定されている（例えば38.1mmのベルト幅
及び3.5mmの厚さを有し、背面から1.5mmの位置に芯体6,
6…が埋設されている平ベルトにおいては、その幅方向
の３等分位置に凹溝7,7を形成し、その各々の溝幅を1mm
に、深さを2.6mmにそれぞれ設定する）。尚、上記各凹
溝７は第３図に示すように断面Ｖ字状として、その底部
7aを円弧面とすることもできる。

そして、上記プーリ１のクラウン部3,3間の位置は、こ
のプーリ１にベルト４が巻き掛けられたときに該ベルト
４の各凹溝７に対応した位置に、換言すると各クラウン
部３はベルト基体５における凹溝７以外の部分5a,5a,…
と対応するように形成され、かつ該ベルト基体５におけ
る凹溝７以外の部分5a,5a,…の幅はプーリ１の各クラウ
ン部３の幅ｗと略同じに設定されている。

したがって、上記実施例においては、ベルト４の内周面
に２条の凹溝7,7が軸方向に並んで形成されている一
方、このベルト４が巻き掛けられるプーリ１のリム２外
周には３つのクラウン部3,3,…が上記ベルト４の凹溝７
以外の部分5a,5a,…に対応するように設けられているの
で、第４図に示すように、平ベルト４に発生する面圧は
プーリ１における３つのクラウン部3,3,…の各々に対応
する部分5a,5a,…の幅方向中央部に集中する。換言する
と、平ベルト４全体としては面圧がベルト幅方向に分散
することとなる。こうした面圧の分散により、平プーリ
１の全体の幅を広げても、プーリ１の各クラウン部３に
対応する面圧の最大値σmaxが小さく抑えられ、ベルト
４の剪断応力が部材能力を越えることはなく、よって伝
動能力を増大させることができる。

尚、上記実施例では、クラウン部3,3,…が形成されるリ
ム２の外周面をプーリ中心から同じ距離の円筒面とした
が、第５図に示す如く、プーリ１′のリム２′外周面を
中凸状にし、該外周面に３つのクラウン部3,3,…を並設
してもよく、上記実施例と同様の作用効果を奏すること
ができる。

最後に、具体例について説明する。上記の第１図及び第
５図に示す各実施例にそれぞれ対応する本考案例
（１），（２）のベルト並びに駆動及び従動の平プーリ
を用意した。その際、各ベルトの幅を12.7mm,25.4mm,45
mmの３種類とするとともに、各プーリもベルト幅に合わ
せて３種類用意し、その直径を100mmとした。具体的に
は、ベルト幅が45mmのときにはプーリのクラウン部が３
つ形成され、ベルトの凹溝は２つとなる。また、25.4mm
のときにはクラウン部が２つ形成され、ベルト凹溝は１
つとなる。さらに、12.7mmのときにはクラウン部は１つ
で、凹溝は形成されない（従来のもの）。そして、各ベ
ルトを駆動及び従動プーリに巻き掛け、軸荷重200kgを
かけた状態で駆動プーリを2600rpmで回転させて伝動能
力を試験したところ、第６図に示す特性がえられた。
尚、各プーリのクラウン部におけるクラウン半径は450m
m、ベルトの内周長は793mm、そのスリップ率は２％であ
った。

この第６図から明らかなように、本考案例によると、第
８図に示す従来例の同特性と比べ、ベルト幅が増大して
もベルト伝動能力は限界に達せず、ベルト幅の増大に応
じて伝動能力も増大し得ることが解る。

（考案の効果）以上の如く、請求項（１）又は（２）の考案によると、
平プーリの外周に少なくとも２つ以上のクラウン部をプ
ーリ軸方向に並設し、この平プーリに巻き掛けられる平
ベルトにおけるベルト基体のプーリに接触する内周面
に、ベルト長さ方向に延びかつ芯体よりもベルト基体背
面側に至る深さの凹溝を平プーリのクラウン部以外の部
分に対応するように設けたことにより、ベルトに発生す
る面圧をプーリにおける複数のクラウン部の各々に分散
でき、プーリ幅を広げても、プーリの各クラウン部に対
応する面圧の最大値を小さくして、ベルトの剪断応力を
部材能力以下に抑えることができ、よって平ベルト及び
平プーリの幅を広くして平ベルト伝動方式の伝動能力を
増大させることができるという実用上優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例における要部を拡大して示す斜
視図、第２図はベルトの凹溝部分の拡大断面図、第３図
はその変形例を示す断面図、第４図はベルトに発生する
圧力分布特性を示す図である。第５図は他の実施例を示
す第１図相当図である。第６図は各実施例のベルト幅に
対する伝動能力の変化特性を示す特性図である。第７図
は従来例を示す第１図相当図、第８図は同第６図相当
図、第９図は第４図相当図である。Ａ…ベルト伝動機構、1,1′…平プーリ、３…クラウン
部、４…ベルト、５…ベルト基体、5a…凹溝以外の部
分、６…芯体、７…凹溝。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ベルト基体と、該ベルト基体に互いに平行
に埋設されたエンドレスの複数本の芯体とを備え、外周
に少なくとも２つ以上のクラウン部がプーリ軸方向に並
設されてなる平プーリに巻き掛けられる平ベルトであっ
て、上記ベルト基体のプーリに接触する内周面には、ベルト
長さ方向に延びかつ芯体よりもベルト基体背面側に至る
深さの凹溝が上記平プーリのクラウン部間の部分に対応
するように設けられていることを特徴とする高負荷伝動
用平ベルト。
【請求項２】エンドレスの複数本の芯体が互いに平行に
埋設されてなるベルト基体の内周面にベルト長さ方向に
延びかつ芯体よりもベルト基体背面側に至る深さの凹溝
が形成された平ベルトと、上記平ベルトが外周に巻き掛けられ、該外周に少なくと
も２つ以上のクラウン部が上記平ベルトの凹溝以外の部
分に対応するようにプーリ軸方向に並んで設けられた平
プーリとを備えたことを特徴とするベルト伝動機構。