JPS6022216B2 - 歯つき動力伝達ベルト - Google Patents
歯つき動力伝達ベルトInfo
- Publication number
- JPS6022216B2 JPS6022216B2 JP56040251A JP4025181A JPS6022216B2 JP S6022216 B2 JPS6022216 B2 JP S6022216B2 JP 56040251 A JP56040251 A JP 56040251A JP 4025181 A JP4025181 A JP 4025181A JP S6022216 B2 JPS6022216 B2 JP S6022216B2
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- Japan
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- tooth
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
- F16G1/00—Driving-belts
- F16G1/28—Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
- F16H7/02—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts
- F16H7/023—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts with belts having a toothed contact surface or regularly spaced bosses or hollows for slipless or nearly slipless meshing with complementary profiled contact surface of a pulley
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
- Pulleys (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の目的
本発明は歯つき動力伝達ベルトに関する。
歯つき動力伝達ベルトを使用する駆動装置はチェーン駆
動装置又は歯車駆動装置に代るものとして積極的、同期
的駆動装置として広く使用されるようになっている。
動装置又は歯車駆動装置に代るものとして積極的、同期
的駆動装置として広く使用されるようになっている。
チェーン駆動装置と対比したときの歯つきベルト騒動装
置の問題点の一つはチェーン駆動装置の場合はチェーン
のピッチ線がスプロケット歯のピッチ線の接線となって
いるのに対し、ベルト駆動装置の場合はベルトの引張部
材がスプロケツト歯の外周円の外方に位置していること
にある。このため、ベルトはスプロケツト歯と噛み合う
ときその各歯がスプロケツトの隣接する歯の間の空所に
入りこむときの干渉を最小としなければならない。この
干渉の問題はベルトの引張部材の伸び、ベルトの歯およ
びスプロケットの歯の変形などのために著しく複雑とな
る。これらの問題を解決するため種々の提案がなされて
おりその例として米国特許第3,756,091号、第
3,977,265号、第3,924,481号「第4
,037,485号などがある。これらはベルトの歯が
曲面の前後フランク面を有する形式のものであるが、伝
達する負荷が大きい場合にベルトの歯とスプロケットの
歯との間に干渉を生じ、またはベルトの歯の強度が不足
して歯の変形、破損を生じやすいものであった。本発明
は上述欠点を除去し特にスプロケットとの係合(かみ合
い)時における干渉を最小としかつ歯の強度を最大とし
た歯つき動力伝達ベルトを提供することを目的とする。
置の問題点の一つはチェーン駆動装置の場合はチェーン
のピッチ線がスプロケット歯のピッチ線の接線となって
いるのに対し、ベルト駆動装置の場合はベルトの引張部
材がスプロケツト歯の外周円の外方に位置していること
にある。このため、ベルトはスプロケツト歯と噛み合う
ときその各歯がスプロケツトの隣接する歯の間の空所に
入りこむときの干渉を最小としなければならない。この
干渉の問題はベルトの引張部材の伸び、ベルトの歯およ
びスプロケットの歯の変形などのために著しく複雑とな
る。これらの問題を解決するため種々の提案がなされて
おりその例として米国特許第3,756,091号、第
3,977,265号、第3,924,481号「第4
,037,485号などがある。これらはベルトの歯が
曲面の前後フランク面を有する形式のものであるが、伝
達する負荷が大きい場合にベルトの歯とスプロケットの
歯との間に干渉を生じ、またはベルトの歯の強度が不足
して歯の変形、破損を生じやすいものであった。本発明
は上述欠点を除去し特にスプロケットとの係合(かみ合
い)時における干渉を最小としかつ歯の強度を最大とし
た歯つき動力伝達ベルトを提供することを目的とする。
発明の構成
本発明によれば、ェラストマー製であって、赤道面でピ
ッチ線を形成する円周方向引張部材によって補強され、
歯幅がWでピッチPだけ離間する複数の歯を有し、各歯
は赤道面におけるランド面から歯元部を経てなだらかに
前後フランク面が形成されており、該前後フランク面の
断面形状はほぼ円の弧であって、その円の半径は最大の
場合にほぼピッチPに等しく、最小の場合は歯元都付近
のほぼピッチPに等しい最初の半径から歯幅Wより大で
ある最後の半径まで順次的に減少する円弧の軌跡として
断面形状が定められL これらの円の半径の中心はその
歯の断面形の外方であって且つランド面の赤道面とピッ
チ線の赤道面との間の区域に位置していることを特徴と
する、ピッチ円PCに沿って互にピッチSだけ円周方向
に間隔をおかれた複数のスプロケツト歯を有しているス
プロケットと共に使用されるための歯つき動力伝達ベル
トが提供される。
ッチ線を形成する円周方向引張部材によって補強され、
歯幅がWでピッチPだけ離間する複数の歯を有し、各歯
は赤道面におけるランド面から歯元部を経てなだらかに
前後フランク面が形成されており、該前後フランク面の
断面形状はほぼ円の弧であって、その円の半径は最大の
場合にほぼピッチPに等しく、最小の場合は歯元都付近
のほぼピッチPに等しい最初の半径から歯幅Wより大で
ある最後の半径まで順次的に減少する円弧の軌跡として
断面形状が定められL これらの円の半径の中心はその
歯の断面形の外方であって且つランド面の赤道面とピッ
チ線の赤道面との間の区域に位置していることを特徴と
する、ピッチ円PCに沿って互にピッチSだけ円周方向
に間隔をおかれた複数のスプロケツト歯を有しているス
プロケットと共に使用されるための歯つき動力伝達ベル
トが提供される。
実施例
図に示す本発明による歯付き動力伝達ベルト10は周知
の一般的構造を有する。
の一般的構造を有する。
すなわちベルト10はェラストマー例えば天然ゴム、人
造ゴム、天然ゴムと人造ゴムの混合物の成型品又は鋳造
可能ェラストマー例えばポリウレタン製であって、その
長手方向にはほぼ赤道面12に沿って第1図左右方向に
延びる引張部材(図示しない)が配置されている。引張
部村は任意の既知の材料とし、鋼のケーブル、高弾性率
のよい線例えばファイバーグラス、アラミド等とする。
歯16は、歯元18と、前後フランク面20,22と、
歯元24とを有し、歯相互間の間隔はピッチPである。
歯間のランド面26は歯元面28に沿い歯元に一致する
。繊維材料を歯内に混入して弾性率を大にし、又は歯及
びランド面に沿って繊維材料を配置して耐塵性を改善し
又は歯の強度を増大させることもできる。第1図におい
て、各ベルトの歯の前後フランク面の少なくとも一部3
0の特に歯元付近においてその断面形状は円の弧とし、
その半径Rはベルトの歯のピッチPにほぼ等しい。
造ゴム、天然ゴムと人造ゴムの混合物の成型品又は鋳造
可能ェラストマー例えばポリウレタン製であって、その
長手方向にはほぼ赤道面12に沿って第1図左右方向に
延びる引張部材(図示しない)が配置されている。引張
部村は任意の既知の材料とし、鋼のケーブル、高弾性率
のよい線例えばファイバーグラス、アラミド等とする。
歯16は、歯元18と、前後フランク面20,22と、
歯元24とを有し、歯相互間の間隔はピッチPである。
歯間のランド面26は歯元面28に沿い歯元に一致する
。繊維材料を歯内に混入して弾性率を大にし、又は歯及
びランド面に沿って繊維材料を配置して耐塵性を改善し
又は歯の強度を増大させることもできる。第1図におい
て、各ベルトの歯の前後フランク面の少なくとも一部3
0の特に歯元付近においてその断面形状は円の弧とし、
その半径Rはベルトの歯のピッチPにほぼ等しい。
この弧は凸面のフランク面を形成し、中心31,32は
歯の断面形の外方にある。図において円の中心31,3
2はランド面26の赤道面28上にあるが、赤道面28
とピッチ線の赤道面12との間にあるものとしてもよい
。図示の如く中心31,32をランド面の赤道面28上
とすることは特に歯元都付近における角度A(赤道面に
直角の面とフランク面とのなす角度)を最小とすること
ができ、角度Aは15o以下特に歯元部付近においてほ
ぼ00となる。前後フランク面の弧の中心3!,32間
の距離Dは半径Rよりも大とする。第1図の実施例にお
いて前後フランク面のそれぞれ主要部はそれぞれ半径R
の一つの円の弧として形成され、小さなまるみ部を経て
それぞれランド面26、歯先面24.と違っている。歯
先面24は第1図ないし第3図に示す例ではほぼ平坦で
ある。なお第4図の実施例では曲面34となっている。
歯は歯元部において所定の歯幅(ピッチ線方向長さ)W
を有し、前後フランク面と赤道面に直角な平面とのなす
角度は最小角度A以上(歯の根元部においてほぼ第1図
における角度A、歯先部に行くに従ってAより大となる
)となっており、スプロケットの歯との干渉防止に役立
っている。本発明によるベルトの歯の前後フランク面の
形状について第3図を参照して説明する。
歯の断面形の外方にある。図において円の中心31,3
2はランド面26の赤道面28上にあるが、赤道面28
とピッチ線の赤道面12との間にあるものとしてもよい
。図示の如く中心31,32をランド面の赤道面28上
とすることは特に歯元都付近における角度A(赤道面に
直角の面とフランク面とのなす角度)を最小とすること
ができ、角度Aは15o以下特に歯元部付近においてほ
ぼ00となる。前後フランク面の弧の中心3!,32間
の距離Dは半径Rよりも大とする。第1図の実施例にお
いて前後フランク面のそれぞれ主要部はそれぞれ半径R
の一つの円の弧として形成され、小さなまるみ部を経て
それぞれランド面26、歯先面24.と違っている。歯
先面24は第1図ないし第3図に示す例ではほぼ平坦で
ある。なお第4図の実施例では曲面34となっている。
歯は歯元部において所定の歯幅(ピッチ線方向長さ)W
を有し、前後フランク面と赤道面に直角な平面とのなす
角度は最小角度A以上(歯の根元部においてほぼ第1図
における角度A、歯先部に行くに従ってAより大となる
)となっており、スプロケットの歯との干渉防止に役立
っている。本発明によるベルトの歯の前後フランク面の
形状について第3図を参照して説明する。
ベルトの歯がスプロケットの歯相互間の空所36に入っ
たときベルトはその歯相互間のランド部のうち特に符号
xおよびyで囲んだ部分で曲り、このときべルトの歯と
スプロケツトの空所36との関係は次の3つのうちのい
ずれかとなる。{a} ベルトの歯の歯先部がスプロケ
ットの空所36の底部と接触し、スプロケットの歯先部
とベルトのランド部との間にすき間が形成される。
たときベルトはその歯相互間のランド部のうち特に符号
xおよびyで囲んだ部分で曲り、このときべルトの歯と
スプロケツトの空所36との関係は次の3つのうちのい
ずれかとなる。{a} ベルトの歯の歯先部がスプロケ
ットの空所36の底部と接触し、スプロケットの歯先部
とベルトのランド部との間にすき間が形成される。
‘b’第3図に示す如くベルトの歯先部がスプロケット
の空所の底部に接触し、スプロケットの歯先部がベルト
のランド部に接触する。‘c} 第2図に示す如くベル
トの歯先部とスプロケットの空所の底部との間にすきま
が存在し、スプロケットの歯先部がベルトのランド部に
接触する。
の空所の底部に接触し、スプロケットの歯先部がベルト
のランド部に接触する。‘c} 第2図に示す如くベル
トの歯先部とスプロケットの空所の底部との間にすきま
が存在し、スプロケットの歯先部がベルトのランド部に
接触する。
前述(aーの条件すなわちスプロケットの歯先とベルト
のランド部との間にすきまが存在し、スプロケットの空
所の底面とベルトの歯の歯先部が当援する場合にはベル
トの曲りは主として点Mを中心として生ずるものと考え
られる。
のランド部との間にすきまが存在し、スプロケットの空
所の底面とベルトの歯の歯先部が当援する場合にはベル
トの曲りは主として点Mを中心として生ずるものと考え
られる。
このことに鑑み本発明の第1の態様としてベルトの歯の
フランク面を中心M、半径R,の円の弧として歯元部か
ら歯先部まで実質上一つの円の弧として定める。なお歯
元部および所要の場合例えば歯先部が平坦であるような
場合の歯先部とは小さい半径のまるみを持つものとする
。このようにしてフランク面44が定められる。この態
様によるフランク面44はスプロケツトの歯と係合する
ときスプロケットの歯の歯先部とフランク面44とのす
きま(第3図においてAIとして示す位置付近のスプロ
ケツト歯の歯先部とフランク面44との間のすきま)が
係合の初期から終期まで実質上同一である。
フランク面を中心M、半径R,の円の弧として歯元部か
ら歯先部まで実質上一つの円の弧として定める。なお歯
元部および所要の場合例えば歯先部が平坦であるような
場合の歯先部とは小さい半径のまるみを持つものとする
。このようにしてフランク面44が定められる。この態
様によるフランク面44はスプロケツトの歯と係合する
ときスプロケットの歯の歯先部とフランク面44とのす
きま(第3図においてAIとして示す位置付近のスプロ
ケツト歯の歯先部とフランク面44との間のすきま)が
係合の初期から終期まで実質上同一である。
しかし、このすきまを係合の初期ではいくらか大とする
ことが望ましい場合もあり、そこで本発明の第2の態様
としてフランク面42を以下のようにして定める。
ことが望ましい場合もあり、そこで本発明の第2の態様
としてフランク面42を以下のようにして定める。
前述{b)および【cーの場合スプロケツトの歯ははじ
めに点Mでベルトに接触し、点Mのまわりでベルトのラ
ンド部が曲り、ベルトの歯はスプロケットの空所36内
に入りこみはじめる。
めに点Mでベルトに接触し、点Mのまわりでベルトのラ
ンド部が曲り、ベルトの歯はスプロケットの空所36内
に入りこみはじめる。
次にランド部の点Nがスプロケットの歯先に接触すると
ランド部は点Nのまわりで曲りをつづけ、このようにし
てランド部の曲りの中心は軌跡M肘OPに沿って変化す
る。このことに鑑み本発明の第1の態様としてベルトの
歯のフランク面を、歯の根元部に近い位置において中心
M半径R,の円の弧として定められる部分A,から、中
心N半径R2の円の弧として定められる部分A2、中心
○半径R3の円の弧として定められる部分A3を経て、
中心R半径R4の円の弧として定められる歯先部に近い
部分へまで連続するものとして定める。このようにして
定めたフランク面を面42として示す。これら両態様に
塞くフランク面42,44は歯元都付近で全く同一であ
り、歯先部付近で前者が僅かに歯幅が小となっている。
ランド部は点Nのまわりで曲りをつづけ、このようにし
てランド部の曲りの中心は軌跡M肘OPに沿って変化す
る。このことに鑑み本発明の第1の態様としてベルトの
歯のフランク面を、歯の根元部に近い位置において中心
M半径R,の円の弧として定められる部分A,から、中
心N半径R2の円の弧として定められる部分A2、中心
○半径R3の円の弧として定められる部分A3を経て、
中心R半径R4の円の弧として定められる歯先部に近い
部分へまで連続するものとして定める。このようにして
定めたフランク面を面42として示す。これら両態様に
塞くフランク面42,44は歯元都付近で全く同一であ
り、歯先部付近で前者が僅かに歯幅が小となっている。
歯幅を小とすることは強度を低下せしめることになり、
フランク面42よりもさらに歯先部の歯幅を狭くするこ
とは望ましくない。本発明によるベルトに最もよく適合
するスプロケット46はピッチ円PCに沿ってピッチS
の間隔で形成されたスプロケット歯48を持っている。
フランク面42よりもさらに歯先部の歯幅を狭くするこ
とは望ましくない。本発明によるベルトに最もよく適合
するスプロケット46はピッチ円PCに沿ってピッチS
の間隔で形成されたスプロケット歯48を持っている。
歯の前後フランク面50,52は歯先54に違っており
、前後フランク面は少くともその歯先付近で半径SRの
円の弧で定められる凹面とする。SRは望ましくはピッ
チ円に沿ってピッチSを定める弧の長さと同一とする。
円の中心は第2図に示す如く隣接する2つの歯の歯先を
接線Tと、接線Tに平行でピッチ円における歯先を結ぶ
第2の線との間の区域56内にあるように定める。望ま
しくはスプロケツトの歯の高さをベルトの歯の高さより
も高くし、ベルトの歯の歯先部とスプロケットの空所3
6の基底部との間にすきま58が形成されるようにする
。なおベルトの歯の歯幅よりも空所36の幅(円周方向
長さ)を大として噛み合い時にすきま60がベルトの歯
の後部フランク面の後方に形成されるようにする。この
スプロケツト歯の形状は本発明によるベルトに最もよく
適合するものであるが、本発明のベルトはその他の形状
の歯を有するスプロケットと組合せ使用することもでき
る。なお前述フランク面44,42は本発明によるベル
トの歯を限界づけるものであり、フランク面44よりも
歯幅が大であれば梯形歯と対比して本発明による効果が
得られずフランク面42より歯先部付近の幅が4・とな
れば係合離脱現象(ラチヱツテイング)が生ずる。
、前後フランク面は少くともその歯先付近で半径SRの
円の弧で定められる凹面とする。SRは望ましくはピッ
チ円に沿ってピッチSを定める弧の長さと同一とする。
円の中心は第2図に示す如く隣接する2つの歯の歯先を
接線Tと、接線Tに平行でピッチ円における歯先を結ぶ
第2の線との間の区域56内にあるように定める。望ま
しくはスプロケツトの歯の高さをベルトの歯の高さより
も高くし、ベルトの歯の歯先部とスプロケットの空所3
6の基底部との間にすきま58が形成されるようにする
。なおベルトの歯の歯幅よりも空所36の幅(円周方向
長さ)を大として噛み合い時にすきま60がベルトの歯
の後部フランク面の後方に形成されるようにする。この
スプロケツト歯の形状は本発明によるベルトに最もよく
適合するものであるが、本発明のベルトはその他の形状
の歯を有するスプロケットと組合せ使用することもでき
る。なお前述フランク面44,42は本発明によるベル
トの歯を限界づけるものであり、フランク面44よりも
歯幅が大であれば梯形歯と対比して本発明による効果が
得られずフランク面42より歯先部付近の幅が4・とな
れば係合離脱現象(ラチヱツテイング)が生ずる。
本発明によるベルトは各種負荷状態および速度状態にお
いて従来技術によるものと対比して、ベルトの歯とスプ
ロケツトと歯との干渉問題を生ずることおよびベルトの
歯が変形することがなく、著しく信頼性の高い動力伝達
を達成することができる。
いて従来技術によるものと対比して、ベルトの歯とスプ
ロケツトと歯との干渉問題を生ずることおよびベルトの
歯が変形することがなく、著しく信頼性の高い動力伝達
を達成することができる。
第1図は本発明によるベルトの一部の側面図、第2図は
第1図のベルトがスプロケットとかみ合う状態の部分側
面図、第3図はスブロケットをラックとしてベルト歯の
歯面決定を説明する拡大側面図、第4図はベルト歯の他
の実施例を示す側面図である。 10・・・・・・歯付きベルト、12・・・・・・赤道
面、15....・・歯、18…・・・歯元部、20,
22,42,44……フランク面、24,54……歯先
、、26……ランド面、46……スプロケット、36・
・・…空所、48・・・・・・スプロケット歯、58,
60・・・・・・すきま。 FIG.l FIG.2 FIG.3 FIG.4
第1図のベルトがスプロケットとかみ合う状態の部分側
面図、第3図はスブロケットをラックとしてベルト歯の
歯面決定を説明する拡大側面図、第4図はベルト歯の他
の実施例を示す側面図である。 10・・・・・・歯付きベルト、12・・・・・・赤道
面、15....・・歯、18…・・・歯元部、20,
22,42,44……フランク面、24,54……歯先
、、26……ランド面、46……スプロケット、36・
・・…空所、48・・・・・・スプロケット歯、58,
60・・・・・・すきま。 FIG.l FIG.2 FIG.3 FIG.4
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 エラストマー製であつて、赤道面でピツチ線を形成
する円周方向引張部材によつて補強され、歯幅がWでピ
ツチPだけ離間する複数の歯を有し、各歯は赤道面にお
けるランド面から歯元部を経てなだらかに前後フランク
面が形成されており、該前後フランク面の断面形状はほ
ぼ円の弧であつて、その円の半径は最大の場合にほぼピ
ツチPに等しく、最小の場合は歯元部付近のほぼピツチ
Pに等しい最初の半径から歯幅Wより大である最後の半
径まで順次的に減少する円弧の軌跡として断面形状が定
められ、これらの円の半径の中心はその歯の断面形の外
方であつて且つランド面の赤道面とピツチ線の赤道面と
の間の区域に位置していることを特徴とする、ピツチ円
PCに沿つて互にピツチSだけ円周方向に間隔をおかれ
た複数のスプロケツト歯を有しているスプロケツトと共
に使用されるための、歯つき動力伝達ベルト。 2 前記断面形状が最初の半径から最後の半径まで順次
的に減少する半径の円弧の軌跡として定められ、各半径
の中心がピツチ線の赤道面に平行な選択された一つの平
面上にある、特許請求の範囲第1項記載の歯付き動力伝
達ベルト。 3 前記断面形状の大部分がほぼピツチPに等しい半径
Rの円弧によつて形成されている、特許請求の範囲第1
項記載の歯付き動力伝達ベルト。 4 前記中心をランド面の赤道面上とする、特許請求の
範囲第1項記載の歯付き動力伝達ベルト。 5 歯元部における前記フランク面への接線が赤道面に
対して垂直な面となす角度を15°以下とする、特許請
求の範囲第1項記載の歯付き動力伝達ベルト。 6 前記フランク面が曲線の歯先部になだらかに連結さ
れる、特許請求の範囲第1項記載の歯付き動力伝達ベル
ト。 7 前記フランク面がほぼ平面状の歯先部になだらかに
連結されている、特許請求の範囲第1項記載の歯付き動
力伝達ベルト。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/195,976 US4452594A (en) | 1980-10-10 | 1980-10-10 | Toothed belt and sprocket |
US195976 | 1980-10-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5769138A JPS5769138A (en) | 1982-04-27 |
JPS6022216B2 true JPS6022216B2 (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=22723612
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