JPH10153243A - 歯付ベルト駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯付ベルト駆動装置において、ベルト歯先端
部と、プーリ歯底部を接触させ、ベルト歯を圧縮させる
ことによりベルト歯圧力面から歯元部分を膨張させ、プ
ーリとの隙間をなくして速度変動率を極力小さくし、印
字精度または搬送精度を向上させる。 【解決手段】 歯付ベルト駆動装置において、直線状で
測定して歯付プーリ１０のプーリ溝部１８の深さをベル
ト歯部２の高さより小さく、ベルト歯部高さ／プーリ溝
部深さが１．００を超え１．２０以下を満足する如く構
成せしめ、ベルト１とプーリ１０が完全にかみ合った時
に、ベルト歯２が高さ方向に圧縮されることにより、ベ
ルト歯２が膨張し、プーリ１０との隙間が全くなくなり
プーリ１０上でベルト歯２が移動せず、プーリ溝１８の
中心線とベルト歯２の中心線が略一致するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯付ベルト駆動装置
に係り、特にプリンター用キャリッジベルト、紙幣搬送
用ベルト、カード搬送用ベルト等に使用する搬送ベルト
用駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の如き搬送ベルト駆動装置で
は一般に確実伝動を期して歯付ベルトが用いられ、該ベ
ルトを少なくとも一対の歯付プーリ間に巻き掛けて往復
運動または一方向運動を行うことによって駆動がなされ
ているが、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み合わせあるいは１対の円
弧面の一部からな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み合
わせが主流を占めている。

【０００３】そして、これら伝動装置における歯付ベル
トとプーリ、なかでもスターマックス用プーリではベル
トの歯先との接触を避けるためにベルト歯部の高さより
プーリの歯溝の深さの方が大きく作られている。（特開
昭６４−７４３４１号公報参照） しかも従来、使用されているベルトの心線としては通
常、アラミド繊維ロープ又はガラス繊維ロープが用いら
れており、アラミド繊維ロープは、例えば特開昭５４−
１３５９５４号公報に開示されているように、撚り係数
１．４〜２．６、太さ３００〜５００デニールのもの
が、またアラミド繊維ロープとしては原糸を複数本引き
揃えて撚糸し、これに接着処理を施したものが開発され
用いられている。一方、ガラス繊維ロープも接着処理を
施して使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の如く
ベルトの歯先との接触を避けるためベルト歯部高さより
プーリの溝部深さを大きくすればベルトの歯先がプーリ
に接触することはないとしても、ベルトがプーリに巻き
掛かるとき、図１１に示すようにベルトはプーリ１０の
歯先だけで支えられることになり、このためこの部分の
心線は直線となり、ベルト１は若干折れるような形状を
呈して結局、多角形のピッチライン４となることで大き
な速度変動を引き起こす。

【０００５】また、上記の如く、ベルト１の歯先がプー
リ１０溝底部に接触することがなければ、トルクがかか
った場合、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すようにバックラ
ッシュとベルト１の変形によりベルト１が片側のプーリ
１０側面に押しつけられ、ベルト歯とプーリ溝のセンタ
ーがずれ、特にこれは回転方向が変わったようなときに
はプーリ１の回転角に対して大きなずれとなり、ベルト
歯の移動を起こし、振れを発生せしめると共にベルト歯
先とプーリ歯先が干渉し易く、駆動側プーリのベルト入
口では特にベルトの単一ピッチがプーリよりも僅かに長
いと干渉してしまう問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、特に上記歯付ベルト駆動装置のベルト歯部高さ
とプーリ溝部深さとの関係を考究することにより、プリ
ンター用キャリッジベルト、紙幣搬送用ベルト、カード
搬送用ベルト等に使用される歯付ベルト駆動装置につい
て、ベルト歯先端部と、プーリ歯底部を干渉（接触）さ
せ、ベルト歯を圧縮させることによりベルト歯圧力面か
ら歯元部分を膨張させ、プーリとの隙間（バックラッシ
ュ）をなくして速度変動率を極力小さくし、印字精度ま
たは搬送精度を向上させることを目的とする。

【０００７】

【問題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明の特徴は、歯付ベルトを少なくとも一対の歯付
プーリ間に巻き掛けて往復運動又は一方向運動を行う歯
付ベルト駆動装置において、ベルト歯部の高さと、プー
リ溝部の深さとに着目し、直線状で測定して後者を前者
より小さく、ベルト歯部高さ／プーリ溝部深さが１．０
０を超え、１．２０以下の範囲を満足する如く構成せし
め、ベルトとプーリが完全にかみ合った時に、ベルト歯
が高さ方向に圧縮されることにより、ベルト歯が膨張
し、プーリとの隙間が全くなくなり、プーリ上でベルト
歯が移動せず、プーリ溝の中心線とベルト歯の中心線が
略一致する構成を有している。

【０００８】請求項２は上記構成にもとづくベルト歯の
プーリ溝へのかみ合いの始めにおける相互の接触の態様
に係り、完全にかみ合ったベルト歯とプーリ溝とは中心
が略一致することによって、次にかみ合うベルト歯とプ
ーリ溝の中心も略一致するようにかみ合い、ベルト歯の
プーリ溝へのかみ合い始めにおいて、ベルト歯がプーリ
溝の側面で、１／２の深さより下の位置でのみ接触を始
めることを特徴とするものである。

【０００９】請求項３は、上記発明における歯付ベルト
駆動装置の歯付ベルトとプーリの各構成をより具体化し
たものであり、歯付ベルトを弾性体で形成されたベルト
本体のピッチライン上に抗張体を埋設し、ベルト本体の
裏面側に一定のピッチで歯部を隆設し、ベルトの裏面の
一部を形成するこの歯部の側壁を、凸状円弧面をもって
形成する一方、プーリにおける周面の溝群の溝壁を凹状
弧状面で形成し、前記歯付ベルトとプーリをその静的な
かみ合い状態において、ベルト歯部の歯先がプーリ溝部
の歯底と接触し、かつベルト歯部とプーリ溝間のバック
ラッシュがベルト歯元から歯先側にかけて漸増する如く
構成すると共に、プーリ溝部の深さをベルト歯部の高さ
より小さくなしたことを特徴とする。

【００１０】請求項４、５及び６は上記歯付ベルト駆動
装置に使用する歯付ベルトの心線に係り、請求項４及び
５は心線の素材として０．５〜２．０デニールのモノフ
ィラメントからなるアラミド繊維を収束したフィラメン
ト群を少なくとも１本束ねて加撚したアラミド繊維や直
径が５〜９μｍのフィラメントを撚り合わせたＥガラス
または高強度ガラスのうちの１つを用いる構成を夫々特
徴としている。 なお、上記の心線を含め、心線の心線
間ピッチは請求項６に記載するように０．２〜０．５ｍ
ｍの範囲とするのが好適である。

【００１１】請求項７は上記本発明ベルト駆動装置の総
合的な構成であり、歯付ベルトを少なくとも一対の歯付
プーリ間に巻き掛けて往復運動または一方向運動を行う
駆動装置において、ベルト歯部のピッチが２．５ｍｍ以
下で直線状で測定してベルト歯部高さ／プーリ溝深さが
１．００を超え１．２０以下であり、ベルトとプーリが
完全にかみ合ったときに、ベルト歯が高さ方向に圧縮さ
れることにより、ベルト歯が膨張し、プーリとの隙間が
全くなくなりプーリ上でベルト歯が移動しなくさらにプ
ーリ溝の中心線とベルト歯の中心線が略一致し、そうす
ることによって次にかみ合うベルト歯とプーリ溝の中心
も略一致するようにかみ合い、ベルト歯のプーリ溝への
かみ合い始めにおいて、ベルト歯がプーリ溝の側面で１
／２の深さより下の位置でのみ接触を始める構成によっ
て特徴づけられる。

【００１２】

【作用】本発明によれば、歯付ベルト駆動装置におい
て、歯付ベルトの歯部の高さと、プーリの溝部深さを所
要の如く浅歯溝プーリとすることにより、ベルト歯との
干渉が少なくなることによって、ベルト速度の変動が抑
えられるので、印字精度および搬送精度が一段と向上す
る。特にベルト歯部高さ／プーリ溝部深さを１．００を
超え１．２０以下とすることによってプーリに巻き掛け
たとき、ベルト歯溝とプーリ歯先の隙間が大きくなり、
プーリ上でのベルトの回転の中心線の位置が上がること
により、ベルトの多角形化が緩和され、回転中心線の位
置が上下にあまり変動せず、速度変動率を極小ならしめ
る。

【００１３】特に、上記ベルト歯部高さ／プーリ溝部深
さは１．００を超え１．２０以下の範囲を適用し、ベル
トとプーリが完全にかみ合ったときにベルト歯が高さ方
向に圧縮され、ベルト歯が膨張して、プーリとの隙間が
全くなくなり、プーリ上でベルト歯が移動しなく、プー
リ溝の中心線とベルト歯の中心線が略一致することか
ら、ベルト駆動装置の長所が加味され、歯付ベルトの駆
動開始時、プーリ上での不測の移動、振れの発生を効果
的に阻止でき、かつベルトのプーリとの噛合運動を円滑
なものとすることができ、又、反対にベルトのプーリか
らの離脱を無理なく実行することができ、事務用機器等
の印字装置などにおける高度の位置決め制度を確保する
ことができる。又、ベルト歯部を凸状の円弧状側壁を有
する丸歯にて、一方、プーリ溝部を凹状の円弧状の溝壁
にて形成せしめることにより、装置を構成するプーリが
比較的小型の場合でも、ベルト噛合時の干渉が少なく、
その噛合に無理がなくなる。

【００１４】ベルトの歯厚Ｗが同一である場合、本発明
の丸歯ベルトの歯部は台形歯ベルトの歯部より大きな面
積、体積を有するため、ベルトが同一負荷を受けた際に
も丸歯ベルトはベルト歯部の歪が小さく、より一層の高
精度の位置決め伝達を可能とする。

【００１５】又、歯付ベルトの心線として直径５〜９μ
ｍのフィラメントを撚り合わせたＥガラス又は高強度ガ
ラスや、０．５〜２．０ｍｍからなる細いアラミド繊維
ロープを使用することにより、常温、低温雰囲気下でも
ベルト自体が柔らかくてしなやかになり、特にアラミド
繊維の線膨張係数がマイナスであるため、−３５〜５℃
の低温時での張力が下がり、起動トルクを小さくするこ
とができ、シャフトに係る荷重負担も小さくなり、小型
モータの電気的な容量も小さくすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、更に本発明の実施の形態を
添付図面にもとづいて説明する。

【００１７】図１（ａ）は、本発明の歯付ベルト駆動装
置に好ましく使用される歯付ベルト１の一部、図１
（ｂ）はそれに係合する歯付プーリ１０の一部を示して
いる。図１（ａ）に示すように本発明に使用される歯付
ベルト１は、そのベルト本体１′をゴム状弾性体をもっ
て構成し、ベルト本体１′の裏面長手方向には一定のピ
ッチにて歯部２と溝部３が交互に形成され、ベルト本体
１′のピッチライン４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体が埋設されている。
そして、歯部２及び溝部３をもって構成されるベルト１
の裏面側は必要に応じ、カバー帆布をもって全面連続的
に被覆されている。

【００１８】図２は上記歯付ベルト１の概要を斜視図で
示しており、歯付ベルト１にはベルト長手方向に延びる
心線２１が心線間ピッチ２２を有して複数本並列して埋
設されていて、歯部表面２３及び歯底部２４表面にはカ
バー帆布などの歯布２５が被覆されている。

【００１９】そして、上記ベルト１において歯部２は図
１（ａ）の如くベルト本体１′のピッチライン４より稍
下側に中心点５を持つ曲率半径Ｒ_B の円弧面の一部から
なるベルトの裏面の一部を形成する１対の凸状円弧面の
ベルト側壁６、６と、歯元８外方に中心点７をもつ半径
ｒＢをもって描かれる円弧面からなる１対の歯元８およ
び前記１対の側壁６、６の先端部分をつなぐ平板面若し
くは凸状円弧面をもって形成される歯先部９から構成さ
れている。なお、このベルト歯部の側壁６を形成する曲
率半径Ｒ_B は、図においてはベルト歯厚Ｗと等しく形成
されている。

【００２０】一方、上記歯付ベルト１と噛合するプーリ
１０は図１（ｂ）に示すように、プーリ歯部１１はその
歯先１３内部に中心点１２を有する半径ｒＰの円弧面で
形成される歯先１３と曲線で形成される歯先表面部１４
（但しｒＰ＜ｒＢ）およびこのプーリ１０上に噛合掛装
せしめた前記歯付ベルト１のベルト本体１′部のピッチ
ライン４より下側で、かつ前記中心点５の直下側、即ち
プーリの中心部方向側に位置する中心点１５を有する曲
率半径Ｒｐの円弧面の一部からなる、プーリの周面の一
部を構成する１対の凹状円弧面のプーリ溝壁１６とをも
って構成されており、プーリ溝部１８は、前記１対のプ
ーリ溝壁１６、１６と、その間を結ぶ平板面もしくは突
条の円弧面をもって形成される溝底部１７をもって構成
されている。

【００２１】以上の丸歯を有する歯付ベルト１をプーリ
１０に掛装した場合、プーリの溝壁１６を形成する曲率
半径Ｒｐの長さは、ベルトの歯部２の側壁６形成用の曲
率半径Ｒ_B の長さより小さく、あるいは、場合によって
はこれに等しく、又は反対に大きく設定され、ベルト歯
部２あるいはプーリ溝部１８の構成、形状の選択によ
り、これら曲率半径Ｒｐ，Ｒｂはその折々変化せしめら
れる。

【００２２】かくして、ベルト歯元８はプーリ歯先１３
と接触するか、僅かにバックラッシュが存し、このバッ
クラッシュはベルト歯元８から歯先９にかけて徐々に増
大するよう構成されている。

【００２３】しかして、本発明においては、上記の如き
歯付ベルト駆動装置でベルト歯部高さとプーリ溝部深さ
の割合が速度変動率に重要な役割を有することが知見さ
れ、ベルト歯部高さ／プーリ溝部深さが１．００を超
え、１．２０以下の範囲に設定されている。

【００２４】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）はプーリ溝部深さ
とベルト歯部高さの比率を変えた場合の静的なかみ合い
状態の違いを示しており、（ａ）は標準的なプーリ溝部
深さとベルト歯部高さが同じ場合、（ｂ）はプーリ溝部
深さがベルト歯部高さの９５％、即ち本発明に使用され
るベルト歯部高さ／プーリ溝部深さ≒１．０５２の場
合、（ｃ）はプーリ溝部深さがベルト歯部高さの８０
％、即ちベルト歯部高さ／プーリ溝部深さ＝１．２５の
比較例である。

【００２５】図示（ｂ）の如くプーリ溝深さを従来に比
し浅くすることによってプーリに巻き掛けたとき、ベル
ト歯溝とプーリ歯先の隙間ＳがＳ→Ｓ₁ と大きくなり、
プーリ上でのベルトの回転の中心線の位置が上がること
により、多角形化が緩和され、回転中心線の位置が上下
にあまり変動せず、従って、速度変動率は小さくなる。

【００２６】また、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、
トルクがかかるとベルトは高さ方向に圧縮されてベルト
歯が膨張し、プーリとの隙間が全くなくなって、ベルト
歯は移動しなくなり、プーリ溝の中心線とベルト歯の中
心線が略一致した状態でセンタリングされ、次にかみ合
うベルト歯は図４（ｂ）〜（ｄ）に示される如くプーリ
の次の溝のセンターにかみ合って、かみ合い干渉を起こ
し難くなる。

【００２７】一方、逆に図３（ｃ）の如くベルト歯部高
さ／プーリ溝部深さが１．２を越えると、隙間はＳ₂ と
なり、ベルトとプーリとの接触面積が小さくなりすぎ、
ベルト歯の伝達力が低下し、ジャンピングが発生する。
従って、上記ベルト歯部高さ／プーリ溝部深さは図３に
示す１．００を超え１．２０以下の範囲が効果的であ
る。

【００２８】なお、本発明に使用される前記のベルト本
体１′及び歯部２を構成するゴム状弾性体としては具体
的には、クロロプレンゴムを始めとして、天然ゴム、ミ
ラブルウレタンゴム、水素化ニトリルゴム、クロロスル
ホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスル
ホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）等のゴムが好ましい。
なお、水素化ニトリルゴムは水素添加率が８０％以上で
あり、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するためには
９０％以上がよい。水素添加率８０％未満の水素化ニト
リルゴムは、耐熱性及び耐オゾン性は極度に低下する。
上記ゴムの中には配合剤として、カーボンブラック、亜
鉛華、ステアリン酸、可塑剤、老化防止剤等が添加さ
れ、また加硫剤としては硫黄、有機過酸化物があるが、
これらの配合剤や加硫剤は、特に限定されない。

【００２９】一方、歯布２５に用いられる帆布は、６ナ
イロン、６６ナイロン、ポリエステル、アラミド繊維等
であって、これらは単独あるいは混合されたものであっ
てもよい。歯布２５の経糸（ベルト幅方向）や緯糸（ベ
ルト長さ方向）の構成も前記繊維のフィラメント糸また
は紡績糸であり、織り構成も平織物、綾織物、朱子織物
でいずれでもよい。なお、緯糸には伸縮性を有するウー
リーナイロン糸、ウレタン弾性糸、またはウレタン弾性
糸とナイロンとの混撚りを一部使用するのが好ましい。
なかでも、平織帆布の場合は緯糸と経糸とが上下に交互
に交差積層されているため緯糸と経糸の波形状交差点が
緯、経方向に連続して形成される。一方、綾織り、朱子
織り帆布を使用した場合には緯糸と経糸が各々複数方お
きに波形状に交差点を形成し、通常の平織帆布より波形
状交差点が少なく、かつゴムが糸間のみならず交差点間
まで十分滲透し、これをベルト波形部に使用した場合に
はベルト屈曲性における経糸と緯糸の糸同志により直接
接触を回避し、ベルトライフを向上することができるた
め好ましい。

【００３０】上記歯布２５は、主としてレゾルシン−ホ
ルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）で処理される。Ｒ
ＦＬ液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物をラ
テックスに混合したものであり、ここで使用するラテッ
クスとしてはスチレン・ブタテジエン・ビニルピリジン
三元共重合耐、水素化ニトリルゴム、クロロスルフォン
化ポリエチレン、エピクロルヒドリンなどのラテックス
である。

【００３１】本発明では、歯布２５としてはＲＦＬ液の
みで処理し、レゾルシン−ホルマリン樹脂の固定分付着
料を２０〜５０重量％に調節することで、歯布２５の開
口部が小さく、しかも拡大しにくくなって歯部のゴムが
表面から露出せず、ゴム粉の飛散を防止することができ
る。また、歯部表面に付着した樹脂の固形分が表面の摩
擦抵抗を低下させ、ベルト駆動時の騒音を減少させる。

【００３２】また、上記心線２１として使用するアラミ
ド繊維ロープは、通常、０．５〜２．０デニールのモノ
フィラメントを１００〜４００本収束したフィラメント
群をストランドとし、このストランドを１本もしくは２
〜３本引き揃えた後、０〜１００回／１０ｃｍの撚りで
片撚りしたものであり、通常、直径０．１０〜０．２０
ｍｍ程度で用いられる。ここで、モノフィラメントが
０．５デニール未満になると、剛性は減少するが、、モ
ジュラスも低くなって、ベルト伸びが発生し、印字精度
また搬送精度が悪くなり、またコストも高くなり、一方
２．０デニールを越えると、ベルトのしなやかさに欠け
て剛性が増してくる。

【００３３】更に、ロープの直径は０．１０ｍｍ未満に
なると、モジュラスも低くなってベルト伸びが発生し、
またベルトのＰＬＤ値が低くなるすぎてプーリとのかみ
合いが長くなり印字精度または搬送精度が悪くなる。一
方、０．２０ｍｍを越えると、ベルトのしなやかさに欠
けて剛性が増し、起動トルクも増してくるので、０．１
〜０．２０ｍｍの範囲で用いるのが好適である。また、
心線間ピッチ２２は、０．２〜０．５ｍｍに設定するこ
とが好適である。心線間ピッチが０．２未満であると、
ベルト製造時に心線同志が重くなり、製造できない。ま
た、０．５ｍｍを越えると、ベルトモジュラスが低くな
り、ベルト伸びが発生し、印字精度または搬送精度が悪
くなる。

【００３４】前記心線２１に用いるアラミド繊維は、分
子構造の主鎖中に芳香環をもつアラミド、例えば商品名
コーネックス、ノーメックス、ケブラー、テクノーラ、
トワロン等である。

【００３５】なお、心線２１は上記アラミド繊維ロープ
の外、ガラス繊維も使用可能であり、直径５〜９μｍの
フィラメントを撚り合わせたＥガラスあるいは高強度ガ
ラスが使用される。

【００３６】

【実施例】以下、更に本発明の実施例を説明する。

【００３７】ベルトサイズ；２１０ＳＴ１．０−６．４
（丸歯ベルトで、歯ピッチが１．０ｍｍ、歯数２１０、
幅６．４ｍｍのベルト）、プーリ歯２０歯で、下カバー
布として８０デニールの６ナイロンからなる経糸と８０
デニールの６ナイロンからなる緯糸で、経糸密度２５０
（本／ｃｍ）で緯糸密度３００（本／５ｃｍ）で綾織帆
布で製織した後、織物を水中で振動を与えで製織時の幅
の約１／２幅まで収縮させた後、帆布をＲＦＬ液に浸漬
し、一対のロールに０．５ｋｇｆ／ｃｍ（ゲージ圧）で
絞った後、乾燥して歯布とした。この歯布の樹脂の固形
分付着料は、〔処理後の帆布重量−未処理の帆布重量〕
／〔未処理の帆布重量〕×１００（％）の計算式で約２
０％であった。

【００３８】つぎに、心線として所定の素線径のアラミ
ド繊維フィラメント（商品面テクノーラ）を所定本数引
き揃えた無撚りのマルチフィラメントのストランドを形
成し、このストランド１本を撚り数４０回／１０ｃｍで
上撚り（片撚り）を施して直径０．１５ｍｍのロープを
得、これをＳ，Ｚ一対を用いて撚りロープを作製し、こ
れをＲＦＬ液からなる接着剤に浸漬し、乾燥後、処理ロ
ープを得て、心線ピッチ０．３１ｍｍと張力１．０ｋｇ
／本で交互に巻き付けた。

【００３９】上記により作製されたゴム弾性体ベルトを
用いベルト歯部高さ及びプーリ溝部深さの比率を変え、
回転数４５０ｒ．ｐ．ｍでテストを行った。即ち、図５
に示す速度変動率測定装置２７を用いて駆動側プーリ２
８と従動側プーリ２９にベルト１を掛け渡し、張力を付
与するために従動側プーリ２９を移動させ、ベルトに所
定の軸荷重を与え、次に駆動側プーリ２８を４５０ｒ．
ｐ．ｍで回転させ、動的軸荷重が所定値（２ｋｇｆ）に
なっているか、確認して、軸荷重が所定の数値で安定し
た後、速度ムラ測定機３０にて速度ムラを測定し、ＦＦ
Ｔ３１にて速度変動率（ワウフラッター）を算出するこ
とにより速度変動率を測定した。

【００４０】なお、図中、３２はセンサーであり、速度
変動率を測定する速度ムラ測定器としてはレーザー光の
ドップラー効果を利用した非接触速度ムラ測定器を使用
した。また、速度変動率は、平均的な回転速度Ｖ₀ に対
する回転速度の変動量△Ｖの百分率として次式によって
定義されている。 速度変動率（ワウフラッター）＝（ΔＶ／Ｖ₀ ）×１０
０（％） かくして上記に従ってベルトと各プーリとの速度変動率
を測定した結果を図６に示す。

【００４１】次に同様にしてプーリの歯数を３０、４０
と変えて同じく速度変動率の測定を行った。その結果を
併せて第７図、第８図に示す。図中、○印の連続はベル
ト歯部高さとプーリ溝部深さとの比率が同じである標準
品、黒角印の連続はベルト歯部高さプーリ溝深さが１．
０５２である本発明の実施品、三角印の連続はベルト歯
部高さ／プーリ溝深さが１．２５である比較品を夫々示
し、上記各図から本発明に係る黒角印の速度変動率がそ
れ以外のものに対して何れも低い数値となっており、本
発明に係る歯付ベルト駆動装置が印字精度及び搬送精度
の向上にすぐれていることが分かる。殊に前記比が１．
２５のものはベルトの挙動が不安定になって標準品より
悪い結果が見られる。なお、この場合のベルトとプーリ
とのかみ合い状態は図３（ｂ）の如くで、ベルト歯側面
とプーリ溝側面との干渉が少なくスムーズなかみ合い状
態を示している。このかみ合いのスムーズさが速度変動
率の低下に寄与する要因となっている。

【００４２】また、一方、歯付ベルトの歯のピッチを
２．０３２ｍｍピッチ、１．５ｍｍピッチ、１．０ｍｍ
ピッチと変えて各ピッチと速度変動率の状態を夫々観察
した。その結果は図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すよう
に、１．５ｍｍ以下である（ｂ）（ｃ）図のものは、
１．５ｍｍを越える（ａ）図のものが約２．３７％であ
るのに対、１．０％、０．３％と何れも低く、速度変動
率が遙かに少ないことが知見される。

【００４３】更に前記ベルトとプーリについて駆動プー
リ回転数を１２００ｒ．ｐ．ｍとし、プーリの歯数と速
度変動率について観察した。その結果は図１０に示すよ
うに、本発明における浅歯溝プーリを使用したものは従
来のプーリに比し何れも速度変動率が少なく、しかも歯
数２０よりも歯数３０の方が有利であることが知見され
た。なお、図中、黒印は本発明における浅歯溝プーリ
（ベルト歯部高さ／プーリ溝深さ＝１．０５）で、白印
は比較した従来のプーリ（ベルト歯部高さ／プーリ溝深
さ＝０．９５）である。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明歯付ベルト駆動装置
は歯付ベルトとプーリ溝におけるベルト歯部高さとプー
リ溝部深さを前者を後者より大きく、１．００〜１．２
０としてプーリ溝部を浅くすることによってベルトの歯
先とプーリの溝底を接触させ、ベルトとプーリがかみ合
うとき、ベルト歯が高さ方向に圧縮されることによりベ
ルト歯が膨張し、プーリとの隙間がなくなり、プーリ上
でベルト歯が移動することなく、プーリ溝の中心線とベ
ルト歯の中心線が略一致するようになっているので、完
全にかみ合った歯は圧縮されてセンタリングされ、次に
かみ合うベルト歯もプーリの次の歯にずれることなく確
実にかみ合い、干渉を起こし難くなるのみならず、ベル
トの単一ピッチに誤差があっても干渉し難く、しかも心
線が押し上げられ、ピッチラインが円に近くなって速度
変動が低く押さえられ、従来に比し速度変動率を小さく
して印字精度、搬送精度の飛躍的向上を図ることができ
る。

【００４５】なお、本発明駆動装置はベルト歯元よりベ
ルト歯先に近づくに従って、そのバックラッシュ量を暫
増する構成のベルトに適用することにより、歯付ベルト
の駆動開始時、プーリ上での不測の移動、振れの発生を
効果的に阻止でき、かつベルトのプーリとの噛合運動を
円滑なものとすることができ、又、反対にベルトのプー
リからの離脱を無理なく実行することができ、これによ
りタイプライター、プリンターなどに代表される事務用
機器の印字装置などにおける高度の位置決め精度を確保
することができると共に、ベルト歯部を凸状のき円弧状
側壁を有する丸歯にて、プーリ溝部を凹状の円弧状の溝
壁にて形成せしめることにより、装置を構成するプーリ
が比較的小型の場合でも、ベルト噛合時の干渉が少な
く、噛合の無理をなくすことができる。しかも又、歯付
ベルトの歯のピッチを２．５ｍｍ以下とすることによっ
て、より一層の速度変動率の低下を促進することができ
る。

【００４６】更に、心線として、０．５〜２．０デニー
ルのモノフィラメントからなるアラミド繊維を収束した
フィラメント群を少なくとも一本以上束ねて片撚りにし
て直径０．１０〜０．２０ｍｍからなる細いアラミドロ
ープあるいは直径５〜９μｍのフィラメントを撚り合わ
せたＥガラス又は高強度ガラスの１つを使用し、心線間
ピッチを０．２〜０．５ｍｍとすることにより、常温、
低温雰囲気下でもベルト自体が柔らかくてしなやかにな
り、伸びも少なく、殊に、アラミド繊維の線膨張係数が
マイナスであるため、低温度での張力が下がり、起動ト
ルクを小さくすることができ、シャフトにかかる荷重負
担も小さくなり、小型モータの電気的な容量も小さくす
ることができる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯付ベルト駆動装置のベルト歯部
及びプーリ溝部の縦断面図で、（ａ）はベルト歯部、
（ｂ）はプーリ溝部を示す。

【図２】本発明に係る歯付ベルトの要部斜視図である。

【図３】本発明に係る歯付ベルト駆動装置のプーリ溝部
深さの違いによる静的なかみ合い状態の違いを示す図
で、（ａ）は標準品、（ｂ）は本発明品、（ｃ）は比較
品である。

【図４】本発明に係る歯付ベルト駆動装置の浅歯溝プー
リとベルト歯部とのかみ合い状態図で、（ａ）〜（ｄ）
は順次、かみ合う状態である。

【図５】本発明に係る歯付ベルトき速度変動率測定装置
を示す図である。

【図６】プーリ歯数２０の場合で、ベルト歯部高さ／プ
ーリ溝部深さを変えた場合のプーリの速度変動率比較図
表である。

【図７】プーリ歯数３０の場合で、図５と同様のプーリ
の速度変動率比較図表である。

【図８】プーリ歯数４０の場合で、同じく図５と同様の
プーリの速度変動率比較図表である。

【図９】本発明において、歯のピッチを変えた場合の速
度変動率比較を示し、（ａ）は２．０３２ｍｍピッチ、
（ｂ）は１．５ｍｍピッチ、（ｃ）は１．０ｍｍピッチ
の場合である。

【図１０】プーリ歯数と速度変動率との関係を示す比較
図表である。

【図１１】従来の歯付ベルト駆動装置のベルト歯部とプ
ーリ溝部とのかみ合い状態を示す参考図である。

【図１２】速度変動率大なる場合のプーリ歯とベルト歯
とのかみ合い状態であり、（ａ）〜（ｄ）は順次かみ合
う状態を示す。

【符号の説明】

１ 歯付ベルト １′ ベルト本体 ２ ベルト歯部 ４ ピッチライン ５ 曲率半径Ｒ_B の中心点 ６ ベルト歯部側壁 ７ 曲率半径ｒ_B の中心点 ８ 歯元 ９ 歯先 １０ プーリ １１ プーリ歯部 １２ 曲率半径ｒ_P の中心点 １５ 曲率半径Ｒ_P の中心点 １６ プーリの溝壁 １７ プーリの溝底部 １８ プーリの溝部 Ｗ ベルトの歯部厚

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯付ベルトを少なくとも一対の歯付プー
   リ間に巻き掛けて往復運動または一方向運動を行なう駆
   動装置において、直線状で測定して前記歯付プーリのプ
   ーリ溝部の深さをベルト歯部の高さより小さく、ベルト
   歯部高さ／プーリ溝部深さが１．００を超え１．２０以
   下を満足する如く構成せしめ、ベルトとプーリが完全に
   かみ合った時に、ベルト歯が高さ方向に圧縮されること
   により、ベルト歯が膨張し、プーリとの隙間が全くなく
   なりプーリ上でベルト歯が移動せず、プーリ溝の中心線
   とベルト歯の中心線が略一致することを特徴とする歯付
   ベルト駆動装置。
2. 【請求項２】 完全にかみ合ったベルト歯とプーリ溝と
   は中心が略一致することによって、次にかみ合うベルト
   歯とプーリ溝の中心も略一致するようにかみ合い、ベル
   ト歯のプーリ溝へのかみ合い始めにおいて、ベルト歯が
   プーリ溝の側面で、１／２の深さより下の位置でのみ接
   触を始める請求項１記載の歯付ベルト駆動装置。
3. 【請求項３】 弾性体で形成されたベルト本体のピッチ
   ライン上に抗張体を埋設し、ベルト本体の裏面側に一定
   のピッチで歯部を隆設し、ベルトの裏面の一部を形成す
   るこの歯部の側壁を、凸状円弧面をもって形成した歯付
   ベルトと、周面の溝群の溝壁を凹状弧状面で形成した歯
   付プーリよりなり、該歯付ベルトとプーリはその静的な
   かみ合い状態においてベルト歯部の歯先がプーリ溝部の
   歯底と接触し、かつベルト歯部とプーリ溝間のバックラ
   ッシュがベルト歯元から歯先側にかけて漸増する如く構
   成されていると共に、プーリ溝部の深さが、ベルト歯部
   の高さより小さく構成されていることを特徴とする請求
   項１または２記載の歯付ベルト駆動装置。
4. 【請求項４】 歯付ベルト駆動装置において、使用する
   歯付ベルトのベルト本体に埋設されている心線が、０．
   ５〜２．０デニールのモノフィラメントからなるアラミ
   ド繊維を収束したフィラメント群を少なくとも一本束ね
   て加撚し得られたアラミド繊維ロープである請求項１、
   ２または３記載の歯付ベルト駆動装置。
5. 【請求項５】 歯付ベルト駆動装置において、使用する
   歯付ベルトのベルト本体に埋設されている心線が、直径
   ５〜９μｍのフィラメントを撚り合わせたＥガラスある
   いは高強度ガラスのうちのひとつである請求項１、２ま
   たは３記載の歯付ベルト駆動装置。
6. 【請求項６】 歯付ベルト駆動装置において、使用する
   歯付ベルトのベハルト本体に埋設されている心線の心線
   間ピッチが０．２〜０．５ｍｍの範囲である請求項４又
   は５に記載の歯付ベルト駆動装置。
7. 【請求項７】 歯付ベルトを少なくとも一対の歯付プー
   リ間に巻き掛けて往復運動または一方向運動を行う駆動
   装置において、ベルト歯部のピッチが２．５ｍｍ以下で
   直線状で測定してベルト歯部高さ／プーリ溝深さが１．
   ００を超え、１．２０以下であり、ベルトとプーリが完
   全にかみ合ったときに、ベルト歯が高さ方向に圧縮され
   ることにより、ベルト歯が膨張し、プーリとの隙間が全
   くなくなりプーリ上でベルト歯が移動しなくさらにプー
   リ溝の中心線とベルト歯の中心線が一致し、そうするこ
   とによって次にかみ合うベルト歯とプーリ溝の中心も略
   一致するようにかみ合い、ベルト歯のプーリ溝へめのか
   み合い始めにおいて、ベルト歯がプーリ溝の側面で、１
   ／２の深さより下の位置でのみ接触を始めることを特徴
   とする歯付ベルト駆動装置。