JPH05177430A

JPH05177430A - ベルト駆動装置

Info

Publication number: JPH05177430A
Application number: JP36138291A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Inoue; 潔井上
Original assignee: INR Kenkyusho KK
Current assignee: INR Kenkyusho KK
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1991-12-26
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】鋸刃等のベルト駆動装置に於て、ベルトへの
駆動トルクの伝達効率を高め、小さいパワーで高トルク
を伝達して切断、研磨等の加工速度を高め、消音状態で
静かに加工でき、且つ鋸刃等のベルト寿命を向上させ、
無人制御等も容易できるようにする。【構成】無端ベルト状の鋸刃１を２つのプーリー２，
３に掛け渡して回転駆動する。その駆動装置として両方
のプーリー２，３に各々駆動モータ４，５が設けられ動
力車としてベルト１に高い駆動トルクを伝達するベルト
駆動装置。又、前記鋸刃１と接触するプーリー２，３の
周面に摩擦係数を高める処理をしてスリップを防止し、
パワー伝達効率を高めるようにする。又、動力車として
低比重材を用いて構成し、表面に高硬度材を接着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はベルト駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、無端ベルト状の鋸刃を利用した鋸
盤は、鋸刃ベルトを動力車と従動プーリー間に掛け渡
し、所要の張力を加えた状態でモータにより動力車を駆
動するように構成されているが、ベルト駆動トルクが不
足し、木材、金属等の切断において加工速度が低下する
と共に、ベルトと動力車間で滑りを生じながら駆動力を
与えるので損失が大きく駆動源のパワーは極めて増大す
る欠点があった。又、周波数が１．５ｋＨｚ〜１．８ｋ
Ｈｚ程度のスティックスリップにより不快音を発生する
欠点があった。又、鋸刃ベルトは動力車とスリップ摩擦
して摩耗し、発熱を起して鋸刃寿命を著しく低下し、短
時間に破断することも屡あり、このため無人運転するこ
とも困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の欠
点に鑑み、ベルトへの駆動トルクの伝達効率を高め、小
さいパワーで高トルクを伝達して切断、研磨等の加工速
度を高め、消音状態で静かに加工でき且つ鋸刃等のベル
トの寿命を向上させ、無人制御等も容易にできるように
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】動力ベルト、研磨布、鋸
刃等の無端ベルトをプーリー間に掛け渡して張力を加え
た状態で回転駆動するベルト駆動装置に於て、前記プー
リーの複数を動力車として回転駆動力を作用する駆動装
置を設けたことを特徴とする。又、前記無端ベルトと動
力車との一方もしくは両方に摩擦係数を高める表面処理
をしたことを特徴とする。又、動力車として低比重材を
用いて構成し、表面に高硬度材を接着して成ることを特
徴とする。

【０００５】

【作用】本発明は、前記のように、ベルトを掛けたプー
リーの複数（通常は２個）を動力車として駆動装置によ
り周期回転駆動するようにしたから、駆動トルクの伝達
効率を高め、駆動モーターのパワーを低下させてベルト
に極めて高いトルクを伝達することができる。又、複数
の動力車によってベルト駆動することにより高トルクが
与えられ、しかもベルトと動力車の一方もしくは両方に
摩擦係数を高める表面処理をしたことによって滑りを更
に少なくし、伝達効率を高め高トルクを容易に伝達で
き、スリップ摩擦による摩耗発熱を防止してベルト寿命
を向上させることができる。又、ベルトと動力車間のス
ティックスリップによる不快音の発生もなくなり、静か
な切断、研磨等の加工を可能にする。又、動力車を低比
重材で構成したことによって回転駆動トルクが軽減し、
起動停止等の応答性も改善し、偏芯等が少なくなり安定
したベルト駆動を行うことができる。

【０００６】

【実施例】以下、図面の一実施例により本発明を説明す
る。図１は鋸盤に応用した実施例で、１は無端ベルト状
の鋸刃で、２つのプーリー２，３に掛け渡して回転駆動
せしめ木材、金属材等の切断加工する。両方のプーリー
２，３には各々駆動モータ４，５が設けられ、動力車と
してベルト１に駆動トルクを伝達することができる。６
はＰＷＭ制御等を用いた周期電源回路で、切断加工材の
材質、寸法等に対応してパワー等を設定する条件設定回
路７からの信号により対応する周期駆動エネルギーを前
記モータ４，５に供給する。８はベルト１の張力を制御
する油圧シリンダで、ピストンロッドがプーリー２を移
動制御して他のプーリー３との間隔調整をする。尚、シ
リンダ８の制御装置は図示しないが、条件設定回路７の
信号により油圧回路のバルブ制御等によって制御する。

【０００７】以上において、シリンダ８の制御により所
要の張力を加えた状態で、両モータ４，５を周期駆動す
ると、プーリー２，３は動力車として鋸刃１に両方から
回転駆動力を与えることができ、この伝達駆動トルクは
従来の単一動力車を用い場合に比較して著しく高めるこ
とができ、スリップ等のパワー損失がないから駆動源の
パワーを低減することができる。例えば、半径１．０５
ｍのプーリーを間隔２．３ｍで設定したプーリー間に刃
のピッチ間隔２５ｍｍの鋸刃を掛け渡した鋸盤で木材の
切断をしたとき、切り込み０．３ｍｍ、切削速度７ｍ／
ｍｉｎで２ｍの丸太の切削において、前記プーリーの両
方の駆動パワーは片方約８００Ｗ、合計パワーが１．６
ｋＷで充分であった。これは従来の単一動力車で駆動し
た場合、約７．６ｋＷ程度を必要としていたのに比較し
て、エネルギー効率を４〜５分の１程度に低減できたこ
とになる。尚、前記構成において１つのモータの回転を
２つのプーリー２，３に分配して作用させることがで
き、回転装置して諸種なモータの利用が可能である。
又、張力制御にはねじ等の構成装置が利用できる。

【０００８】図２は動力車の実施例斜視図で、（ａ）図
に於て９がその車本体、１０は車の片端に形成した耳
で、ベルトの脱落を防止する。車本体９の円周側面に
は、軸に平行する方向に帯状に摩擦係数を高めるための
表面処理層９ａを施してある。この表面処理には、例え
ばレーザーのパルス照射のダル加工により凹凸を形成
し、且つ急熱急冷による熱硬化も行われ、摩擦係数を増
大すると共に耐摩耗性も向上する。又、ダル加工はブラ
ズマ照射、ショットピーニング、その他任意に利用する
ことができる。又、耐摩材の被覆処理によって凹凸面を
形成すると共に耐摩耗性を向上させることができ、耐用
寿命を増大させることができる。この耐摩材の被覆処理
には、例えば溶着加工（ＭＷ法）を利用することができ
る。ＴｉＢ_２、ＷＣ、ＴｉＣ、Ｂ_４Ｃ、ＳｉＣ、Ａｌ_２
Ｏ_３、Ｚ_ｒＯ_２等の単独もしくは混合した超硬材、更に
はＤｉａ、ＣＢＮ等を添加した材料を電極として、これ
を母材との間に回転摺動、振動接触等の運動を行わせな
がらパルス放電によって母材に電極材を溶着被覆させ
る。パルス放電によって放電毎に電極材の微小量づつを
母材面にデポジットするから、容易に凹凸面が形成さ
れ、且つ母材に拡散溶着した超硬材層が形成され耐摩耗
性表面を形成することができる。又、この方法に超硬材
の粉末を供給して放電もしくはレーザーで溶着させるこ
とができる。更に、被覆処理は溶接加工とかＰＶＤ、Ｃ
ＶＤ等を利用することができる。又、樹脂、金属を結合
剤として硬質粒子を接着することができる。

【０００９】（ｂ）図は車本体９の両端にベルトの脱落
を防止する耳１０を設けたもので、又、摩擦係数を高め
る表面処理を車本体９の円周側面に帯状に軸に或る角度
で傾斜して行い、傾斜する帯状の処理層９ｂを形成した
ものである。この表面処理には前記実施例説明の方法が
同様に利用できる。又、（ｃ）図は車本体９の円周側面
の全面に表面処理層９Ｃ形成した実施例である。このよ
うな表面処理によってベルトとの接触面における摩擦力
が増加し、動力車からベルトへの運動伝達効率が向上
し、スリップなしの回転を与え駆動トルクを著しく向上
することができる。尚、摩擦係数の増加処理は機械加
工、レーザー加工等による溝状の加工でもよい。

【００１０】通常、ＦＣ材プーリーの摩擦係数は０．１
〜０．２程度であるが、これを表面処理により凹凸を５
μｍ程度に形成したときは摩擦係数を０．２５〜０．３
程度に増加させることができる。しかしながら、凹凸を
１００μｍ以上とした場合は摩擦係数は大きくなるが、
鋸刃等ベルトのファティーグ（疲労）が増加する傾向が
あって好ましくはない。

【００１１】＝圧力ｋｇ，υ＝速度ｍ／Ｓで与えられるから、今２個
のプーリー間に掛け渡したベルトの張力を１０００ｋｇ
とすれば、片方のプーリーのベルトと接触する半円周部
分に働く圧力ｐ＝５００ｋｇとなる。又、摩擦係数μ＝
０．１とし、ベルトの移動速度υ＝４４．５ｍ／Ｓとす
る場合は上式よりＨＰ＝２９馬力となり、ベルトの速度
υ＝３１ｍ／ＳのときはＨＰ＝２０．６馬力になる。こ
こで、ベルトの張力は材質等により、所定以上に増加す
ることはできないから、結局伝達馬力を高めるには摩擦
係数μを増加させる以外になく、従来、通常０．１〜
０．２程度のものを表面処理によってμ＝０．３〜０．
５程度に増加させることによって伝達トルクを１．５〜
２．５倍程度に高めることができる。又、更に本発明は
両側プーリーに回転駆動力を与え動力車として駆動する
ようにした結果、トルクは更に２倍になり、これを合計
すれば伝達トルクは従来に比較して３〜５倍程度に高め
ることができるのである。

【００１２】前記表面処理において、ＭＷ（Ｍｉｃｒｏ
−Ｗｅｌｄｉｎｇ）法を用いて母材に被覆加工処理する
と被覆層の厚さを１０〜２０μｍ程度で高精密にダル化
でき、硬化、アモルファス化処理することができる。例
えば、ＦＣ材にＴｉＢ_２、Ｂ_４Ｃ、Ｍ_ｏＭ_ｎ等の耐摩材
を被覆すると摩擦係数は０．３５〜０．６程度になり、
又、同時に耐摩耗性が増加し、プーリーの寿命を約２倍
以上に延長させることができる。又、この摩擦係数の増
加によって鋸刃等の駆動ベルトの１〜２ＫＨＺ程度のス
ティックスリップが防止でき、ベルトの摩耗が防止され
使用寿命が増大し、不快な振動音もなくなり、静かな切
断加工を可能にする。例えば、４０メッシュのＳｉＣを
２６Ｖｏｌ％で混合したＡｌを動力車の表面に１５μ程
度の厚さに接着したとき、実負荷を約５５ＨＰとするこ
とができ、鋸刃の寿命も増大できた。この場合の実質の
摩擦係数μ＝０．４４程度で面圧が約１．６Ｎ以上でほ
ぼ一定であった。

【００１３】又、鋸刃等の金属製ベルトでは、ベルト表
面に摩擦係数を増加する処理をすることもでき、駆動力
の伝達効率を増加させることができる。ベルトとして
は、鋸刃に限らず研磨ベルトの場合、動力伝達ベルトの
場合等、任意のベルトがあるが、いずれも高トルクの伝
達が容易であり、切断、研磨等の加工を高能率に行うこ
とができる。又、ベルトと動力車との間に滑りがないか
ら、応答速度が高く、起動、停止、速度制御等が高速に
応答でき、動力伝達ベルト等として精密制御が可能であ
る。又、動力車にはＡｌ合金等の軽合金、樹脂、粉末も
しくは、繊維強化のコンポジット材、その他低比重材を
用いて軽量に構成し、摩擦面に耐摩材の接着をする表面
処理によって充分使用に耐えるようにすることができ
る。これによれば回転トルクが軽減し、起動、停止等の
応答性が改善し、偏芯等が少なく安定したベルト駆動が
可能となる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明は、ベルトを掛けた
プーリーの複数を動力車として駆動装置により周期回転
駆動するようにしたから、駆動トルクの伝達効率を高め
エネルギ損失をすることなく高トルクを伝達することが
できるから、駆動モータのパワーを低下させ、効率の高
い高トルク駆動をすることができる。又、複数の動力車
によりベルト駆動することにより高トルクが与えられ、
しかもベルトと動力車の一方もしくは両方に摩擦係数を
高める表面処理をしたことによってスリップを更に少な
くして伝達効率を高め高パワー伝達させることができ、
高トルクの伝達駆動を容易にできるから、切断、研磨等
の加工が高速度で出来、又、スリップ摩擦による摩耗を
防止し、発熱を防止するなどベルト寿命を増大すること
ができる。又、応答速度が高く、動力伝達ベルトとして
極めて精密な駆動制御を行うことができる。又、ベルト
と動力車間のスティックスリップによる不快音の発生も
なくなり、静かな切断、研磨等の加工を能率よく行うと
ができる。又、動力車に低比重材を用いて構成すること
により軽量で駆動トルクを低下し応答性を高めることが
でき、摩擦面に耐摩材の接着によって充分使用に耐え摩
擦係数を高めて高トルクの伝達を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である。

【図２】本発明の他の実施例の一部構造図である。

【符号の説明】

１鋸刃２，３プーリー４，５モータ６周期電源回路７条件設定回路８油圧シリンダ９プーリー１０耳９ａ，９ｂ，９ｃ表面処理層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動力ベルト、研磨布、鋸刃等の無端ベル
トをプーリー間に掛け渡して張力を加えた状態で回転駆
動するベルト駆動装置に於て、前記プーリーの複数を動
力車として回転駆動力を作用する駆動装置を設けたこと
を特徴とするベルト駆動装置
【請求項２】前記無端ベルトと動力車との一方もしく
は両方に摩擦係数を高める表面処理をしたことを特徴と
する請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項３】前記動力車として低比重材を用いて構成
し、表面に高硬度材を接着して成ることを特徴とする請
求項１に記載のベルト駆動装置。