JPH0645081Y2

JPH0645081Y2 - リブ付き歯付ベルト及び同ベルトによる駆動装置

Info

Publication number: JPH0645081Y2
Application number: JP8694688U
Authority: JP
Inventors: 邦治宇都
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2003-06-29
Also published as: JPH026840U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はリブ付き歯付ベルト及び同ベルトによる駆動装
置に係り、詳しくはベルト背面にリブ部を有する歯付ベ
ルト及びこれを用いた駆動装置に関する。

（従来技術）歯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エ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RAMIP−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の歯部と相似形の溝群を周面
に設けたプーリの噛合による伝動システムがある。

そして、今日の歯付ベルト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
部からなる丸歯を有する歯付ベルトとこの丸歯と形状の
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。

また、リブ付き歯付ベルトを自動車、農機具などに多用
されており、エンジンの回転を多数の軸に伝達する多軸
走行に使用されている。一本のベルトによる多軸走行の
場合、軸の配置によつて必要とするスペースがかなり変
わってくる。小さなスペース内にて多軸走行を実現する
ためには、ベルト背面部の積極的利用、更に小径プーリ
の対応が必要となる。しかし小径プーリでの動力伝達駆
動はベルトの屈曲疲労と結びつき、ベルトの耐久性を大
きく損なう原因となっている。

ベルトの背面利用として該ベルト背面部にリブを設ける
ことにより、ベルトの屈曲性は良好なものとなり、ベル
トの耐久性も大きく改善することができる。この種のベ
ルト背面側にリブを設けた歯付ベルトの一例としては特
公昭58−28459号公報にて明示されている。

（考案が解決しようとする課題）リブ付き歯付ベルトおよび同ベルトによる駆動装置のベ
ルト背面に形成したリブはベルトの多軸走行における装
置の小スペース化において必要となるベルトの屈曲性を
良好なものとする上で効果があり、更に該リブ部と嵌合
するリブ付きプーリを介しての効率的な動力伝達の面で
も大きなメリットを発揮する。

このベルトのリブ部によってもたらされる効果は、ベル
ト内周面側の歯部の形状および該歯部の歯付プーリとの
より効率的な嵌合があって、より顕著なものとなる。

従来の歯付ベルト駆動装置では、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が、駆動開始時、ベルトあるいは
プーリの移動代が大きくなって、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代も少なくなり、ベ
ルトの摩耗阻止面では効果をもつが、ベルトは伸び易く
なり、ベルトの早期破損に結びつきく欠点があった。

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部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原因ともなってい
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
逆転時におていベルトの移動代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
などの問題を挙げることができる。

本考案は、このような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
とができるリブ付き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。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するために、この考案は次のような構成
としている。

即ち、本考案のリブ付き歯付ベルトはベルト本体のピッ
チライン上に抗張体を埋設し、該ベルト本体のベルトラ
ンドライン上に一定ピッチをもって隆設されたベルト歯
元部、動力伝達領域およびベルト歯先部からなるベルト
歯部のベルト歯元部、動力伝達領域を形成するに当り、
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おり、一方ベルト本
体の背面側には長手方向に伸びる断面三角形の複数本の
リブを隆設した構成からなる。

更に、本考案のリブ付き歯付ベルトの駆動装置はベルト
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
心線よりベルト歯幅Ｗの1/2分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R_B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
領域からベルト歯先部に至ってほぼ均一にしてなること
を特徴とする。

また、ベルト背面部において嵌合状態にあるベルトのリ
ブ部とリブ付きプーリにおいて、リブの傾斜角度
（θ_１）とプーリのＶ形環状溝の切り込み角度（θ_２）
は相等しく形成され、該嵌合部で隙間がなく完全整合し
ていることを特徴とする。

（作用）本考案のリブ付き歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置
によると、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線よりベルト歯幅
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、本考案に係るリブ付き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図は本考案を実施したリブ付き歯付ベルトの一部分
の斜視図、第２図は同ベルトの一歯部分の正面図であ
る。本考案において使用されるリブ付き歯付ベルト
（１）はゴムまたは合成樹脂製のゴム状弾性体からなる
ベルト本体（２）のベルトランドライン（６）には一定
のピッチ（Ｐ）にてやはりゴム状弾性体からなる歯部
（３）が、その間に溝部（４）を配して形成されてい
る。

また、ベルト本体（２）のベルトピッチライン（５）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。そしてこの歯部（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）をもって全面被覆さ
れている。

また、ベルト本体（２）の背面側にはベルト長手方向に
伸びる、同じくゴム状弾性体をもって構成される断面三
角形のリブ（７）が隆起している。そして各リブ（７）
の頂部形状は円弧状の曲面あるいは平面状の台形面を形
成し、またこのリブ（７）部はベルト輻方向の配向性を
もって短繊維群が埋設されている。ベルト歯部（３）は
第２図にあって、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（11）、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（12）そして
ベルト歯先部（13）との一連の領域から構成されてい
る。

まず、ベルト歯元部（11）のベルト溝部（４）内に中心
点（14）を持つ半径（R_A）の円弧の一部によって形成さ
れ、また動力伝達領域（12）及びベルト歯先部（13）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）の中心線（１）よ
り、略ベルト歯部の歯幅（Ｗ）の1/2相当分離された位
置に中心点（15）をもつ曲率半径（R_B）の円弧の一部を
もって形成され、更にベルト歯先部（13）のコーナー部
はベルト歯部（３）内に中心点（16）をもつ曲率半径
（R_C）の円弧の一部によってそれぞれ形成され、動力伝
達領域（12）とベルト歯元部（11）との連結部が始点
（Ｓ）によって、又動力伝達領域（12）と歯先部（13）
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（13）の最先端部（17）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（H_B）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）からベルト
歯部の高さ（H_B）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（12）における
曲率半径（R_B）の中心点（15）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（11）の上方に位置している。

この構成部について、より詳細には１つのベルト歯部の
側壁中の左右一対の動力伝達領域（12）をそれぞれ形成
している曲率半径（R_B）の中心点（15）（15）間は、ほ
ぼベルト歯幅（Ｗ）を有し、また中心点（15）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（12）における曲率半径
（R_B）の大きさは中心点（15）（15）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）との交叉角度（α）は10〜18°、
より好ましくは12〜16°である。

一方、上記リブ付き歯付ベルト（１）と噛み合うプーリ
（18）については、第３図に示すように、プーリ歯部
（19）は、プーリ歯部（19）内に中心点（20）を持つ半
径（ra）の円弧の一部によって形成される歯先部（21）
と凸状曲線で形成される歯先表面部（22）を有し、又プ
ーリ歯部（19）に隣接するプーリ溝部（23）は、本プー
リと前記リブ付き歯付ベルト（１）が噛合した折のピッ
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（22）（ベルトランドライン
と同じ）の上方に位置する中心点（24）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（2
5）と、プーリ溝部（23）内に中心点（26）をもつ半径r
_c（ただしRc＞r_c）の円弧の一部によって形成され、制
御溝壁（25）と連続する凹状の曲線をもつプーリ溝隅部
（27）と左右一対の溝隅部（27）間を結ぶ凸状の曲線を
有するプーリ溝底（28）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リブ付き歯付ベルト
（１）をプーリ（18）に懸架し、第４図に示すように、
ベルトの歯部（３）をプーリ溝部（23）に噛合させた場
合、プーリ溝部（23）の溝壁（25）を形成する中心点
（24）とベルト歯部（３）の動力伝達領域（12）及びベ
ルト歯先部（13）を形成するための中心点（15）とはほ
ぼ一致し、かつ溝壁（25）および動力伝達領域（12）を
形成する各曲率半径（r_b）と（R_B）の間にはr_b≧R_Bの関
係がある。よって本考案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（23）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r_b
はR_Bの1.005〜1.010倍である。

即ち、ベルト歯元部（11）およびプーリ歯部の歯先部
（21）を形成する円弧の中心点（14）、（20）をずら
し、且つそれぞれの曲率半径R_Aおよびr_aの間にR_A≧r_aの
関係式を設定することによりベルト歯元部（８）のバッ
クラッシュ量を小さく、あるいはR_A＜r_aの関係式を設定
することによりベルト歯元部（11）とプーリ歯先部（2
1）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（12）、ベルト歯先部（13）お
よびプーリ溝部（23）の溝壁（25）を形成する円弧の中
心点（15）、（24）を一致せしめ、且つそれぞれの半径
（R_B）と（r_b）との間にR_B＞r_b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（12）
及びベルト歯先部（13）のバックラッシュ量を全領域に
至って均一にすることができる。

更に、ベルトの歯先部（13）およびプーリ溝部（27）の
溝隅部（27）を形成する円弧の中心点（16）、（26）を
ずらし、且つそれぞれの半径（R_C）および（r_c）の間に
R_C＞r_cの関係式を設定することにより、ベルト歯先部
（13）のバックラッシュ量を望ましく最大に形成するこ
とができる。

前記歯付ベルト（１）のベルト歯部（３）の高さ（H_B）
はプーリ（18）の溝部（23）の深さ（D_P）に等しいか、
もしくは大きくとり、ベルト歯部をプーリ溝底面（28）
に圧縮係合させる。ベルト歯部（３）の高さ（H_B）はプ
ーリ溝部（23）の深さ（D_P）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、R_A≧r_a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R_A＜r_a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（12）は局部的な歪をうけずに、プーリ溝部の壁
部（25）と効率よく広領域で当接し、更に、この動力伝
達領域（12）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。更にベルト歯部のグリップ力
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（13）はプーリ溝部の溝壁
（25）に干渉することなくプーリに噛み合う。

また、複数の歯付プーリ（18）間に掛装されたリブ付き
歯付ベルト（１）の背面部にて隆起したリブ（７）の群
には、ベルト（１）の背面側に配したリブ付きプーリ
（８）の各リブ（９）間に位置する各Ｖ形環状溝（10）
が嵌合する。尚、リブ付き歯付ベルト（１）のリブ
（７）部の傾斜角度（θ_１）とリブ付きプーリ（８）の
Ｖ形環状溝（10）の切り込み角度（θ_２）とは等しく形
成され該部の嵌合時、間隙のない完全整合が実現できこ
れによりリブ付き歯付ベルト（１）の無駄のない効率的
作動を達成することが可能となる。

また、ベルト本体（２）背面に設けられるリブ（７）
は、第６図に示されるように幅方向両端部に一本ずつの
２本を設けたものでもよく、ベルト内周面にカバー帆布
を設けてもよい。また、そのベルトに嵌合するプーリは
幅方向両端部に一本ずつＶ型環状溝を設けたものであ
る。

以上の通りこの駆動装置にあっては歯付ベルトの内周面
側では主駆動が、一方外周面側では副駆動の多面駆動が
実現できる。

即ち、歯付ベルトの担当としては、例えば自動車の駆動
軸の回転を頭上カムに伝達するような周期を必要とする
正確な動力の伝達を行ない、一方リブベルトの担当とし
ては、例えば自動車の駆動軸から送風機や給水ポンプな
ど、ある程度その駆動に余裕があり、厳密な同時伝動を
必要としない動力伝達用に使用することができる。

（効果）本考案のリブ付き歯付ベルトにおいて、歯部側ではベル
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
心線１よりベルト歯部の歯幅Ｗのほぼ1/2分離れた位置
に中心点を有し、且つ曲率半径がほぼ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。

本考案の駆動装置においては、ベルト歯部とプーリ溝壁
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
ト歯先部におてい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、プーリの溝壁の全面的に当
接するので、前述のプーリに対するトルク伝達の性能と
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象を抑制出来る。

また、ベルト背面部にリブを設けることからベルト屈曲
性は良好なものとなり、小径のプーリに巻掛けた場合に
起こるベルトの屈曲疲労を軽減することが出来る。これ
により多軸走行の場合でも小さなスペースでの軸配置を
行うことができる。

また、ベルトリブ部とリブ付きプーリとの関係で、リブ
の傾斜角とリブ付きプーリのＶ形環状溝の切り込み角を
等しく設定することにより嵌合部の間隙の発生がなく完
全整合になり、ベルト背面リブ部における伝動効率もよ
く、無駄のない伝動を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施したリブ付き歯付ベルトの一部
分の斜視図、第２図は同ベルトの一歯部部分の正面図、
第３図は歯付プーリの一溝部分の正面図、第４図はリブ
付き歯付ベルトの一歯部における歯付プーリとの嵌合状
態を示す正面図、第５図はリブ付き歯付ベルトとリブ付
きプーリとの嵌合状態を示す部分断面図、第６図は他の
リブ付き歯付ベルトの斜視図である。（１）……リブ付き歯付ベルト（２）……ベルト本体（３）……歯部（５）……ベルトピッチライン（６）……ベルトランドライン（７）……リブ（８）……リブ付きプーリ（11）……ベルト歯元部（12）……動力伝達領域（13）……ベルト歯先部（15）（24）……中心点（18）……歯付プーリ（23）……プーリ溝部（25）……プーリ溝壁（R_B）（r_b）……曲率半径（１）……ベルト歯部の中心線（Ｂ）……バックラッシュ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ベルト本体のピッチライン上に抗張体を埋
設し、ベルトランドライン上に一定ピッチをもって隆設
されたベルト歯元部、動力伝達領域およびベルト歯先部
からなるベルト歯部は、その動力伝達領域を形成するに
当り、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程度離れた位置の中心点を有
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おり、一方ベルト本体の背面側
には長手方向に伸びる断面三角形の複数本のリブを隆設
したことを特徴とするリブ付き歯付ベルト。
【請求項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
を特徴とする請求項１記載のリブ付き歯付ベルト。
【請求項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
10〜18°であることを特徴とする請求項１記載のリブ付
き歯付ベルト。
【請求項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請求項１記載のリブ付き歯付ベル
ト。
【請求項５】請求項１〜４項いずれかの項に記載のベル
トの歯部を歯付プーリに噛合し、ベルトの背面側リブ部
にリブ付きプーリを嵌合してなるベルト駆動装置におい
て、リブ付き歯付ベルトと歯付プーリの噛合時、ベルト
のピッチライン上に埋設した抗張体とランドライン上に
一定ピッチでもって隆設されたベルト歯元部、動力伝達
領域およびベルト歯先部からなるベルト歯部は、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
_Ｂを有する円弧の一部から形成され、これと嵌合する歯
付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リブ付き歯付ベルトによる駆動
装置。
【請求項６】前記リブ付き歯付ベルトと噛合する歯付プ
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請求項５記載のリブ付き歯付
ベルトによる駆動装置。
【請求項７】前記リブ付き歯付ベルトとリブ付きプーリ
の嵌合時、ベルトのリブ部とプーリのＶ形環状溝間には
隙間がなく、完全整合することを特徴とする請求項５も
しくは６記載のリブ付き歯付ベルトによる駆動装置。
【請求項８】リブ付き歯付ベルトのリブの傾斜角度（θ
_１）とリブ付きプーリのＶ形環状溝の切り込み角度（θ
_２）は等しく形成されている請求項５もしくは６記載の
リブ付き歯付ベルトによる駆動装置。