JPH01182652A - 歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置、より詳
しくは歯付ベルトとプーリとの円滑な噛合を達成すると
共に高負荷伝動の時における歯付べルトとプーリとの噛
合時における異音あるいは騒音を減少せしめた歯付ベル
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ェ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この歯部と相似形
の溝群を周面に設けたプーリとの噛合による伝動システ
ムが在る。

その他、米国特許第３，７５６，０９１号明細書、同第
４．５１５，５７７号明細書に開示されているこの種の
伝動システムを構成する歯付ベルトの歯部は、先端部分
にて互いに交差するそれぞれ等しい曲率半径を有する一
対の円弧から成る丸歯によって構成され、またこれに対
応して、プーリもその周面に一つの円弧から形成された
プーリ溝部が形成され、この歯付ベルトがプーリと噛み
合った折、ベルト歯部はプーリの溝部底部に接触若しく
は圧縮係合し、ベルト溝部表面の摩耗を減少せしめるこ
とを意図した構成から成っている。

又米国特許第４，１０８，０１１号明細書（特公昭５７
−５１５８９号公報に相当）には、ベルトのピッチライ
ン上に中心点を有する一対の円弧から成る丸歯を有する
歯付ベルトと、このベルト歯部と相似形の溝部をプーリ
の周面に設けたプーリの組合せからなり、歯付ベルトを
プーリに圧縮係合させて騒音防止を改良した歯付ベルト
の駆動装置が開示されている。

このように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合せ体、あるいは一対の円弧
面の一部から成る丸歯を有する歯付ベルトととの丸歯と
相似する形状のプーリ溝を有するプーリとの組合せ体が
その主流を占めている。

（発明が解決しようとする問題点） このように今日の丸歯ベルトの駆動装置における騒音防
止対策としては、ベルト歯部の高さをプーリ溝部の深さ
より大きくしてベルト歯部をまずプーリ溝部底面に圧縮
変形させて、ベルト溝部表面とプーリ歯部表面とのたた
き音を防止するものであった。しかし、ベルトがプーリ
から離れる時にプーリ歯先部がベルト歯部をこすりなが
ら回転する場合があり、この時に騒音が発生していた。

特に、高負荷伝動時においては、ベルト歯部はプーリ溝
部側壁に強く圧接されており、ベルトがプーリから離れ
る時にプーリ歯先部がベルトの歯元部よりも歯先部領域
で干渉しながら回転するため、騒音だけでなくベルト歯
元部が大きな応力集中を受け、クラックを発生しやすい
原因になっていた。そのため、ベルト歯部をプーリ溝部
に圧縮係合させるだけでは十分な騒音防止対策にはなら
ず、高負荷伝動用には更に改善する必要があった。

本発明はこのような問題点を改善するものであり、特に
高負荷伝動の条件下においてベルト歯部がプーリ溝部に
スムーズに噛合い、またベルトがプーリから抜けるとき
にプーリ歯先部をベルト歯部に大きく干渉させずに回転
させて騒音を阻止し、しかも効率よくトルクを伝達する
ことが出来る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。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明に係る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、ベルト本体に一定ピッチで歯
部を有し、該ベルト歯部が円弧のベルト歯元部と、ベル
トビットライン上に中心点を有するベルト歯幅Ｗにほぼ
等しい曲率半径を有する円弧の動力伝達領域と、ベルト
歯部内に中心点を有する円弧からなるベルト歯先部から
形成される。

また、本発明に係る歯付ベルトの駆動装置を構成する歯
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、ベルト本体のランドライン上に一定のピッチで歯
部を有し、このベルト歯部の側壁はベルト歯元部、動力
伝達領域及びベルト歯先部から形成されている。一方、
このベルトと噛み合うプーリはその周面に設けた溝群が
円状面の凹状溝壁を有している。この歯付ベルトとプー
リとの静的な噛合状態でベルト歯部をプーリ溝部側壁に
接触させた状態において、ベルト歯部の動力伝達領域が
その領域内でプーリ溝壁に接触し、またベルト歯元部と
プーリ溝部間及びベルト歯先部とプーリ溝部間にバック
ラッシュが存在している。

（作用） 本発明の歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置にあって
は、ベルトとプーリとが噛み合った際にベルト歯元部と
プーリ溝壁間そしてベルト歯先部とプーリ溝壁間にバッ
クラッシュがそれぞれ存在する状態になり、またベルト
歯元部とベルト歯先部の間に位置する特定領域の動力伝
達領域がプーリ溝壁に接触するため、ベルトはプーリ溝
壁に干渉せずに噛み合い、またベルトがプーリから抜け
る時にもプーリ歯先部はベルト歯部の表面を大きくこす
らずにスムーズに回転することからベルト噛金時及びベ
ルトがプーリから抜ける時の騒音が減少し、更にはベル
ト歯部がプーリ溝壁に当接した場合、ベルト歯部とプー
リ溝壁間のバックラッシュの占める領域が広くなっても
、ベルト歯部の動力伝達領域がプーリ溝壁に充分に接触
するためにプーリからのトルク伝達を効率よく受けるこ
とも可能になる。

次に、本発明に係る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図は本発明に係る装置に使用する歯付ベルトの歯部
正面図、第２図は同じくプーリの溝部の正面図、第３図
は本発明に係る装置のベルトとプーリの噛合状態を示す
正面図である。

（実施例１） 本発明において使用される歯付ベルト（１）は第１図に
示すように、そのベルト本体（１）゛をゴム、合成樹脂
などのゴム状弾性体によって構成し、ベルト本体（１）
゛の裏面長手方向には一定のピッチでベルト歯部（２）
とベルト溝部（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、ベルト歯部（２）およびベルト溝部（３）
によって構成されるベルト（１）の裏面側は必要に応じ
、カバー帆布によって全面連続的に被覆されている。

このベルト歯部（２）はベルト歯部（２）の中心＃ｊＡ
（１）に対して左右対称で、ベルト歯部の側壁はベルト
ランドライン（５）からのびるベルト歯元部（６）、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（７）そしてベルト歯先部（８）との一連
の領域から構成されている。

ベルト歯元部（６）はベルト溝部（３）内に位置する中
心点（９）を持つ半径ＲＡの円弧の一部によって形成さ
れ、また動力伝達領域（７）はベルトピッチライン（４
）上に中心点（１０）をもつ曲率半径ＲＢの円弧の一部
から形成されている。更に、ベルト歯先部（８）はベル
ト歯部（２）内にあってベルトランドライン（５）に近
い位置に中心点（１１）をもつ曲率半径ＲＤ（ＲＤ＜Ｒ
Ｂ）の円弧の一部より形成されている。そして、ベルト
歯先部（８）の最先端部（１２）はベルトランドライン
（５）に対して平行になっている。尚、曲率半径ＲＢは
ベルト歯幅Ｗと等しいか、またはほぼ等しく形成されて
いる。

前記動力伝達領域（７）はベルト歯元部（６）との境界
になる始点（Ｓ）とベルト歯先部（８）との境界になる
終点（Ｆ）に至る領域であるが、この終点（Ｆ）はベル
トのランドライン（５）からベルト歯部の高さＨＢの１
／２程度離れた所に位置し、曲率半径ＲＢと曲率半径Ｒ
Ｄがほぼ交差する位置になっている。また、始点（Ｓ）
はベルトランドラインからベルト歯部の高さＨＢの１／
４程度離れた所に位置している。この領域（７）はプー
リ溝壁に当接して効率よくトルク伝達を担うところとな
り、また大きな圧縮歪を受ける場所にもなる。

一方、上記歯付ベルト（１）と噛合するプーリ（１４）
は第２図に示すように、プーリ歯部（１５）は中心点（
１６）を有する半径ｒｐの円弧で形成されるプーリ歯先
部（１７）と曲線で形成される歯先表面部（１８）及び
本プーリ（１４）に噛合した前記歯付ベルト（１）のビ
ッチライン（４）上に中心点（１９）を有する曲率半径
ｒｂの円弧の一部とプーリ溝部（２１）内に中心点（１
９°）を有する曲率半径ｒｄ間の円弧の一部を組合せた
凹状のプーリ溝壁（２０）によって構成され、一方プー
リ溝部（２１）はこの一対のプーリ溝壁（２０）　（２
０）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（２２）を有している。

尚、プーリの曲率半径ｒｂの中心点はベルト歯部の曲率
半径ＲＢのそれとほぼ同一であるが、プーリの曲率半径
ｒ、１の中心点はベルト歯部の曲率半径ＲＤのそれと多
少異なる場合もある。またｒｂ）ＲＢ　、　ｒｄ）ＲＤ
の関係を有する。

このような丸歯を有する歯付ベルト（１）をプーリ（１
４）に嵌合させベルト歯部を一方のプーリ溝部壁面へ接
触させた場合、その具体的な態様を第３図に示すように
ベルト歯元部（６）とプーリ歯先部（１７）間にバック
ラッシュが存在し、またベルト歯部の動力伝達領域（７
）のほぼ全領域はプーリ溝壁（２０）に接触し、更にベ
ルト歯先部（８）では動力伝達領域の終点（Ｆ）から歯
先に至って徐々に大きなバックラッシュが存在する。

また、ベルト歯部の高さＨＢはプーリ溝部の深さＤＰに
等しいか、もしくは大きくなり、ベルト歯部（２）はプ
ーリ溝部底面（２２）に圧縮係合する。ベルト歯部（２
）の高さＨＢはプーリ溝部（２１）の深さＤＰより最大
１０％程度大きく設定されている。従って、前記歯付ベ
ルト（１）とプーリ（１４）の組合せにおいては、プー
リ（１４）とベルト歯元部（６）及びベルト歯先部（８
）間の領域においてバックラッシュを有するため、ベル
ト歯部（２）は干渉を受けずにスムーズにプーリに噛み
合い、またプーリ歯先部（１７）はベルト歯部（２）側
壁をこすらずに回転する。更に、ベルト歯部の動力伝達
領域（７）はその全領域がプーリ溝壁（２０）に接触す
るためにブニリからの伝達トルクを効率よく受けること
が可能になる。

実施例２ 第４図及び第５図は他の実施例を示すものであって、第
４図は本実施例の駆動装置に使用するプーリの正面図そ
して第５図はベルトとプーリとの噛み合い状態を示す正
面図である。

ここで使用れさるプーリ（１）は基本的に実施例１のプ
ーリと同一形状になっているが、プーリ歯先部（１７）
は歯先表面部（１８）からプーリ溝部の深さＤＰの１／
２相当分離された位置にあるプーリ溝壁（２０）上の点
（Ｇ）の接線（２３）とプーリ歯先表面部（１８）上の
接線（２４）の両方に接する円弧（中心点（１６）を有
する曲率半径ｒ。の円弧）から形成されている。

また、残部のプーリ歯部（１５）は歯付ベルトのピッチ
ライン（４）上に中心点（１９）を有する曲率半径ｒｂ
の円弧の一部からなるプーリ溝壁（２０）によって構成
されている。

従って、プーリ歯先部（１７）は円弧面の曲率半径が小
さい場合には円弧と平面を組合せた形状になり、一方円
弧の曲率半径が最も大きい場合には円弧のみになる。こ
のプーリ歯先部（１７）の一部分はベルト歯部の動力伝
達領域（７）に当接する。

上記プーリ（１４）と噛み合う歯付ベルト（１）は第１
図に示すベルト歯部の形状と全く同一であり、ベルト歯
部（３）はベルト歯元部（６）、動力伝達領域（７）そ
してベルト歯元部（８）から構成されている。

前記歯付ベルト（１）とプーリ（１４）を組合せると、
まずベルト歯元部（６）の円弧の曲率半径ＲＡがプーリ
歯先部（１７）の円弧の曲率半径ｒ’ｐより小さくなっ
ているためにベルト歯元部（６）とプーリ歯先部（１７
）間にはバックラッシュがあり、またベルト歯先部（８
）とプーリ溝壁（２０）間にもベルト歯先に向かって徐
々に大きくなるバックラッシュが存在する。

そして、ベルト歯部の動力伝達領域（７）はベルト溝壁
（２０）と接触するが、この場合円弧からなる動力伝達
領域（７）は円弧と平面を組合せた形状もしくは円弧の
みからなるプーリ歯先部（１７）に接触するため、その
接触領域は部分的になる。

従って、ベルト歯部（２）はプーリ溝壁（２０）に干渉
せずにスムーズに噛み合い、またベルト歯部（２）はプ
ーリ歯先部（１７）によって干渉を受けずにプーリから
離れるため、噛み合う時の騒音発生要因が除外される。

しかも、ベルト歯部（２）はプーリ溝底部（２２）と圧
縮係合するために、ベルト溝部（３）とプーリ歯部表面
（１８）とのたたき音も除外され、ベルト噛み合い時の
騒音発生が一段と小さくなる。

そして、ベルト歯部の動力伝達領域（７）が部分的にプ
ーリ溝部側壁と当接するが効率よく動力を伝達する。

（効果） 以上のように本発明の歯付ベルト及びこれを用いた駆動
装置においては、ベルトとプーリとを静的に噛み合わせ
た場合、ベルト歯先部とプーリ歯先部間及びベルト歯先
部とプーリ溝壁間にバックラッシュが存在する関係にあ
り、そしてベルト歯部の動力伝達領域の全領域もしくは
一部分がプーリ溝壁に接触する状態になるため、まずベ
ルト歯部がプーリ溝部に噛み合う際にベルト歯部は干渉
を受けずに噛み合い、またベルト歯部がプーリから抜け
る時にも、プーリ歯先部がベルト歯部の側壁をこすらず
にスムーズに回転するためにベルト駆動時の騒音要因が
除外され、更にほこのようにベルト歯部とプーリ溝壁間
においてバックラッシュの占める領域が広くなってもベ
ルト歯部の動力伝達領域がプーリ溝壁と充分に接触する
ためにプーリからのトルク伝達を効率よく受けることが
可能になる。

また、歯付ベルトもベルト歯先がプーリに干渉しないた
めにベルト歯元にかかる応力も小さくなり、歯元クラッ
クが生じにくく、またベルト歯部に動力伝達領域が設定
されているために効率よくブーリヘトルク伝達すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る歯付ベルトの歯部正面図、第２図
は本発明の駆動装置に使用するプーリの溝部の正面図、
第８図は本発明に係る装置であってベルトとプーリの噛
み合い状態を示す正面図、第４図は本発明に係る他の実
施例である駆動装置に使用するプーリ溝部の正面図、そ
して第５図は本発明に係る他の実施例である駆動装置の
正面図である。 （１）・・・歯付ベルト （２）・・・ベルト歯部 （３）・・・ベルト溝部 （４）・・・ビットライン （５）・・・ベルトランドライン （６）・・・ベルト歯元部 （７）・・・動力伝達領域 （８）・・・ベルト歯先部 （１４）・・・プーリ （１５）・・・プーリ歯部 （１７）・・・プーリ歯先部 （２０）・・・プーリ溝壁 （２１）・・・プーリ溝部 （２２）・・・プーリ溝部底面 特許出願人　　三ツ星ベルト株式会社 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和６３年特許願第６４２６号 ２、発明の名称 歯付ベルト及びこれを用いた駆動装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神戸市長田区浜添通４丁目１番２１号自発補正 ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、
図面の簡単な説明の欄及び図面（第１図、第３図、及び
第５図） ６、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲の記載を別紙の通りに補
正する。 （２）明細書筒３頁１０行目のｒＲＡＭＪをｒＲＭＡ」
と補正する。 （３）明細書筒６頁１２〜１３行目の「ベルト歯幅Ｗに
ほぼ等しい曲率半径を有する」を削除する。 （４）明細書第７頁４行目の「ベルト歯部を」を「ベル
ト歯部の少なくとも一方の側面を」と補正する。 （５）明細書第９頁１９行目の「に近い」を「から離れ
た」と補正する。 （６）明細書第１０頁８〜９行目の「ＨＢの１／２」を
ｒＨＢの１／２〜２／８」と補正する。 （７）明細書第１１頁３行目の「曲率半径ｒ６間」を曲
率半径ｒｄＪと補正する。 （８）明細書第１３頁１行目の「ここで使用れさるプー
リ（１）は」を「ここで使用されるプーリ（Ｉ４）は」
と補正する。 （９）明細書第１３頁２０行目の「ベルト歯元部（８）
」を「ベルト歯先部（８）」と補正する。 （１０）明細書第１５頁３行目と４行目の間に下記の分
を挿入する。 記 実施例８ 第６図は本発明の他の実施例を示すものであって、ベル
トとプーリとの噛合収態を示す正面図である。 ここにおいてベルト歯部の動力伝達領域（７）は、第３
図及び第５図のそれに比べて大きくなっており、この領
域の終点（Ｆ）がベルトのランドライン（５）からベル
ト歯部の高さＨ８の２／３程度の離れた所に位置してい
る。 また、動力伝達領域（７）はベルトピッチライン（４）
上に中心点（１０）をもつ曲率半径ＲＢの円弧の一部か
ら形成されているが、上記中心点（１０）　（１０）間
の距離ＷＢはベルトの歯巾Ｗより小さくなっている。一
方、このベルト歯巾Ｗはプーリの溝巾ＷＰ（中心点１９
と１９間の距離）よりは小さい。従って、Ｗｐ＞Ｗ＞Ｗ
ｓの寸法関係を有する。 更に、ベルト歯部の高さは実質的にプーリ溝部の深さと
等しくなっている。 このように、前記歯付ベルト（１）とプーリ（１４）を
組合せると、まずベルト歯元部（６）の円弧の曲率半＠
ＲＡがプーリ歯先部（１７）の円弧の曲率半径ｒいより
小さくなっているためにベルト歯元部（６）とプーリ歯
先部（１７）間にはバックラッシュがあり、またベルト
歯先部（８）とプーリ溝壁（２０）間にもベルト歯先に
向かって徐々に大きくなるバックラッシュが存在する。 そして、ベルト歯部の動力伝達領域（７）はベルト溝壁
（２０）と接触する。 従って、ベルト歯部（２）はプーリ溝部（２０）に干渉
せずにスムーズに噛み合い、またベルト歯部（２）はプ
ーリ歯先部（１７）によって干渉を受けずにプーリから
離れるため、噛み合う時の騒音発生要因が除外される。 （１１）明細書第１５頁７行目の「ベルト歯先部」を「
ベルト歯元部」と補正する。 （１２）明細書第１６頁１３行目の「そして第５図は」
を「そして第５図及び第６図は」と補正する。 （１３）添付図面の第１図、第３図そして第５図におい
て、図中（１１）の位置に変更する。 （１４）図面において第６図を追加する。 ７、添付書類の目録 （１）第１図、第３図、第５図及び第６図　各１通以上 ２、特許請求の範囲 １、ベルト本体のピッチライン上に抗張体を埋設し、ベ
ルト本体のランドライン上に一定ピッチで歯部を有し、
該ベルト歯部が円弧のベルト歯元部と、ベルトピッチラ
イン上に中心点を有する円弧からなる動力伝達領域と、
ベルト歯部内に中心点を有する円弧からなるベルト歯先
部から形成されることを特徴とする歯付ベルト。 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の１／４程度離れた点を始点と
し、また該ラインからベルト歯部高さの１／２〜２／３
程度離れた点を終点とする領域であるＭ水環１星載の歯
付ベルト。 ３、ベルト本体のピッチライン上に抗張体を埋設し、ベ
ルト本体に一定ピッチで歯部を設け、該ベルト歯部の側
壁にベルト歯元部、動力伝達領域およびベルト歯先部を
形成してなる歯付ベルトと、周面の溝部の溝壁を凹弧試
面に形成されたプーリとからなり、前記ベルトとプーリ
との静的な噛み合いでベルト歯部の少なくとも−の押面
をプーリ溝壁に接触させた状態において、前記ベルト歯
元部とプーリ溝壁間及びベルト歯先部とプーリ溝壁間に
夫々バックラッシュを設け、更にベルト歯部の動力伝達
領域をその領域内でプーリ溝壁に接触させてなることを
特徴とする歯付ベルトの駆動装置。 ４、前記ベルト歯部の動力伝達領域は、その全領域でプ
ーリ溝壁に接触してなる苗木項旦ＩＬの歯付ベルトの駆
動装置。 ５、前記ベルト歯部の動力伝達領域は、その領域で部分
的にプーリ溝壁に接触してなる簾水項１尺載の歯付ベル
トの駆動装置。 手続補正書（自発） 平成　１年　４月　４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベルト本体のピッチライン上に抗張体を埋設し、ベ
   ルト本体のランドライン上に一定ピッチで歯部を有し、
   該ベルト歯部が円弧のベルト歯元部と、ベルトピッチラ
   イン上に中心点を有するベルト歯幅Ｗにほぼ等しい曲率
   半径を有する円弧からなる動力伝達領域と、ベルト歯部
   内に中心点を有する円弧からなるベルト歯先部から形成
   されることを特徴とする歯付ベルト。 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の１／４程度離れた点を始点と
   し、また該ラインからベルト歯部高さの１／２程度離れ
   た点を終点とする領域である特許請求の範囲第１項記載
   の歯付ベルト。 ３、ベルト本体のピッチライン上に抗張体を埋設レ、ベ
   ルト本体に一定ピッチで歯部を設け、該ベルト歯部の側
   壁にベルト歯元部、動力伝達領域およびベルト歯先部を
   形成してなる歯付ベルトと、周面の溝部の溝壁を凹弧状
   面に形成されたプーリとからなり、前記ベルトとプーリ
   との静的な噛み合いでベルト歯部をプーリ溝壁に接触さ
   せた状態において、前記ベルト歯元部とプーリ溝壁間及
   びベルト歯先部とプーリ溝壁間に夫々バックラッシュを
   設け、更にベルト歯部の動力伝達領域をその領域内でプ
   ーリ溝壁に接触させてなることを特徴とする歯付ベルト
   の駆動装置。 ４、前記ベルト歯部の動力伝達領域はその全領域でプー
   リ溝壁に接触してなる特許請求の範囲第３項記載の歯付
   ベルトの駆動装置。 ５、前記ベルト歯部の動力伝達領域は、その領域内で部
   分的にプーリ溝壁に接触してなる特許請求の範囲第３項
   記載の歯付ベルトの駆動装置。