(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる溝が設けられた球状表面を中央に有するシャフトと、前記シャフトの球状表面に嵌合する球状内面を有するアウターリングと、該アウターリングに螺合されて先端が前記溝に挿入されるボルトと、円筒状の２つの部材から構成され内側の段部で前記アウターリングを両側面から挟持して固定するブラケットと、該ブラケットをベアリングを介してベアリング取付部に支持するシャーシと、前記シャフトの両側に固定されるプーリーとを備え、
前記ブラケットが回転すると前記アウターリング及び前記ボルトを介して前記シャフトも回転し、前記シャフトと前記プーリーは前記ブラケット及び前記アウターリングに対して一定角度傾動可能であることを特徴とするプーリー軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプーリー軸受装置において、
前記ブラケットの外側に前記シャフトにベアリングを介して支持される半円筒状のベルトリテーナを備え、
前記ベルトリテーナは、半円筒の円周にそってローラが配置され、半円筒の中央の円周端部には接線方向に突出する突起部を有し、前記突起部は前記シャフトの傾動中心を中心とする円弧形状であって前記シャーシに設けられるストッパー受部に当接することを特徴とするプーリー軸受装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のプーリー軸受装置において、
前記ブラケットに伝動部材を装着し、前記伝動部材に動力が伝達されることを特徴とするプーリー軸受装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載のプーリー軸受装置において、
前記シャーシのベアリング取付部が、当該プーリー軸受装置にかけられるベルトの展張方向に移動可能であることを特徴とするプーリー軸受装置。
【請求項５】
請求項３に記載のプーリー軸受装置と、請求項４に記載のプーリー軸受装置と、これらプーリー軸受装置の間にかけられるエンドレスベルトとを備えることを特徴とするベルト駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プーリー軸受装置及びベルト駆動装置に関し、特に、自動調芯機構を備えた無軸端形式のプーリー軸受装置及びベルト駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプーリー軸受装置及びベルト駆動装置に於いては、ベルト巾より突出した軸部分に、動力伝導の為のチェンスプロケットやカップリング、あるいは減速機等の何らかの軸支持装置を配置するものであった。
【０００３】
また、従動プーリーには、殊にベルトテンションの為、軸端をテークアップ機構として、ネジ部やバネ部を設け、さらにその「芯出し」作業に由ってベルトの蛇行を調整するに至った。「蛇行レス」等と称してベルト中央や耳部に台形状の桁を設け、プーリー側に溝部を施し、その案内によって走行させるも、調整しなければ簡単に脱輪を生じ、ベルトの破断、消耗の短縮化を逃れは出来なかった。
【０００４】
特許文献１には、軸の両端に自動調心軸受を有するベルト走行装置の蛇行修正装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２４７５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した、従来のベルト駆動装置では、ベルト巾より突出した軸部分に、ベルトを調節するための機構を設ける必要があり、プーリー軸受装置やベルト駆動装置自体をコンパクトにすることには限界があった。さらに、特に、食品や半導体のベルトコンベアなどでは、頻繁にベルトをとりはずし、消毒、殺菌、洗浄をおこなわなければならず、そのたびにベルトの調整をすると、かなりの作業時間が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて、自動調芯機構を備えた無軸端形式であり、ベルトの装着が簡単で、かつ、コンパクトなプーリー軸受装置及びベルト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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のプーリー軸受装置は、軸方向に延びる溝が設けられた球状表面を中央に有するシャフトと、前記シャフトの球状表面に嵌合する球状内面を有するアウターリングと、該アウターリングに螺合されて先端が前記溝に挿入されるボルトと、円筒状の２つの部材から構成され内側の段部で前記アウターリングを両側面から挟持して固定するブラケットと、該ブラケットをベアリングを介してベアリング取付部に支持するシャーシと、前記シャフトの両側に固定されるプーリーとを備え、前記ブラケットが回転すると前記アウターリング及び前記ボルトを介して前記シャフトも回転し、前記シャフトと前記プーリーは前記ブラケット及び前記アウターリングに対して一定角度傾動可能であることを特徴とする。
【０００９】
さらに本発明のプーリー軸受装置は、前記ブラケットの外側に前記シャフトにベアリングを介して支持される半円筒状のベルトリテーナを備え、前記ベルトリテーナは、半円筒の円周にそってローラが配置され、半円筒の中央の円周端部には接線方向に突出する突起部を有し、前記突起部は前記シャフトの傾動中心を中心とする円弧形状であって前記シャーシに設けられるストッパー受部に当接することを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明のプーリー軸受装置は、前記ブラケットに伝動部材を装着し、前記伝動部材に動力が伝達されることを特徴とする。
さらに本発明のプーリー軸受装置は、前記シャーシのベアリング取付部が、当該プーリー軸受装置にかけられるベルトの展張方向に移動可能であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のベルト駆動装置は、上記のプーリー軸受装置と、これらプーリー軸受装置の間にかけられるエンドレスベルトとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プーリー軸受装置及びベルト駆動装置において、自動調芯機構を備えており、ベルトの装着が簡単で、かつ、コンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における駆動側プーリー軸受装置の平面断面図である。
【図２】本発明における駆動側プーリー軸受装置の側面断面図である。
【図３】本発明における駆動側プーリー軸受装置の斜視図である。
【図４】本発明におけるアウターリング及びボスボルトを示す斜視図である。
【図５】本発明におけるシャフトの斜視図である。
【図６】本発明におけるベルトリテーナの斜視図である。
【図７】本発明における従動側プーリー軸受装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明における駆動側プーリー軸受装置１の平面断面図である。図２は、本発明における駆動側プーリー軸受装置１の側面断面図である。図３は、本発明における駆動側プーリー軸受装置１の斜視図である。なお、図１は、左側のプーリー９０は図示を省略してある。
【００１６】
駆動部シャーシ１０には、ベアリング取付部１１、１２を一定間隔をあけて平行に設けられている。ベアリング取付部１１、１２には、ベアリング１６がそれぞれ取り付けられる。また、駆動部シャーシ１０には、垂直に設置されたストッパー受部１３を上下に２つ有している。ストッパー受部１３は、摩擦抵抗の低い素材を用いる。例えば、高密度ポリエチレンや硬質フッ素樹脂等である。
【００１７】
第１ブラケット２０と第２ブラケット３０は中心線Ｏを境に別々の部材となっている。第１ブラケット２０は、円筒であり一端が肉薄部２４で他端が肉厚部２５となっている。肉厚部２５には、外周に円筒軸方向と平行に段部を有する孔２１が複数貫通し、内側には肉厚部２５側の側面の径が大となる内側段部２２が設けられている。第２ブラケット３０は、円筒であり一端が肉薄部３４で他端が肉厚部３５となっている。肉厚部３５には、外周に円筒軸方向と平行にネジ穴３１を複数有し、内側には肉厚部３５側の側面の径が大となる内側段部３２が設けられている。
【００１８】
アウターリング４０は、図４にも示すように第１半円部４１と第２半円部４５で構成されている。第１半円部４１は、内側が球状内面４２となっており、外側が円弧状表面４３となっている。また、外側から内側に貫通するネジ孔４４を１つ有している。第２半円部４５は、内側が球状内面４６となっており、外側がＲ状表面４７となっている。なお、ネジ孔は、第２半円部４５にネジ孔４４と１８０°の位置に有していてもよい。
【００１９】
シャフト５０は、図５にも示すように中央部にインナー部５２を有し両端に軸部５１が延びている。インナー部５２は、表面が球状表面５３となっており、一部に軸方向に伸び、底部が円弧状の溝部５４を有している。
【００２０】
ボスボルト６０は、一端にネジ部６１と他端に棒状の先端部６２を有している。
【００２１】
ベルトリテーナ７０は、内部空間を有する半円筒状の形状であり、図６にも示すように２つの半円部材７１と、ベアリング取付部材７２と、ストッパー部材７３と、ピン型のローラ７５と、固定ピン７６とを有している。側面となる半円部材７１はそれぞれ平行に設置され、これらの間に、ストッパー部材７３が、二つの半円部材７１の半円端部の側面に設置され、ローラ７５は、二つの半円部材７１の間を長手方向として、半円部材７１の円周に沿って複数設置（図２では８個）されている。同じく固定ピン７６は、二つの半円部材７１の間を長手方向として、半円部材７１の円周に沿って複数設置されて半円部材７１の間の強度を保っている。ローラ７５は、半円部材７１の半円外周より少し外側にローラの外周が出るように設置される。ピンローラ７５は、ベアリング内蔵型でも半円部材７１にベアリングを設置してもよい。ストッパー部材７３は、中央に突起部７３ａを有し、突起部７３ａは半円筒の接線方向に向けて突出している。突起部７３ａは円弧状のＲ形状であり、その中心は、上から見てシャフト５０のインナー部５２の球状表面５３の球の中心（傾動の中心）と一致するようになっている。半円部材７１の中心には、半円形のベアリング受け部７１ａを有している。ここにベアリング７８を設置して、半円弧形のベアリング取付部材７２をそれぞれ、半円部材７１のベアリング受け部７１ａに合わせて装着しベアリング７８を固定する。
【００２２】
プーリー９０は、円筒形であり、一方の側面に段部９１を有し、中心軸近傍にテーパ部材９２を装着可能となっている。プーリー９０の外径は、複数のローラ７５の外周が結ぶベルトリテーナ７０の半円筒部の外径とほぼ同一である。
【００２３】
フランジ１００は、段部１０１を有している。また、フランジ１００の外径は、プーリー９０外径よりわずか大きいものとなっている(図１のｄ)。このｄの大きさは、少なくともベルト３の厚さ以上の大きさ（例えば、コンベアの厚みの２倍程度）となっている。
【００２４】
また、駆動部シャーシ１０には、モータ１１０が設置され、チェーン１１１を介してスプロケット６５へ動力が伝達される。
【００２５】
次に、各要素の全体の配置について説明する。シャフト５０の球状表面５３には、アウターリング４０の球状内面４２、４６が内接するように設置される。そして、ボスボルト６０のネジ部６１をアウターリング４０のネジ孔４４に螺合し、ボスボルト６０の先端部６２がシャフト５０の溝部５４に挿入される。一方、第１ブラケット２０と第２ブラケット３０は、肉厚部２５、３５側の側面同士を合わせて、孔２１側からボルトを入れ、ネジ穴３１で螺合させてネジ締めして装着する。このとき内側段部２２、３２にアウターリング４０のＲ状表面４３、４７が内接して嵌合する。内側段部２２、３２が合わさることによる幅より、アウターリング４０の幅をわずか大きくすることにより、アウターリング４０はブラケット２０、３０に固定される。そして、第１ブラケット２０の肉薄部２４の外周と、第２ブラケット３０の肉薄部３４の外周には、駆動部シャーシ１０のベアリング取付部１１、１２に取り付けられるベアリング１６の内側が装着される。また、第１ブラケット２０と第２ブラケット３０の間の外周には、スプロケット６５が固定される。なお、スプロケット６５の代わりにプーリー、又は、平歯車、ベベルギアを設けて、ベルトや歯車、ベベルギア等の他の伝動部材を介しての伝達としてもよい。
【００２６】
ブラケット２０、３０の外側には、ベルトリテーナ７０が設置される。シャフト５０の軸部５１には、２つのベアリング７８が取り付けられ、その外周は、ベルトリテーナ７０のベアリング受け部７１ａとベアリング取付部材７２が設置される。また、２つのベアリング７８の側面外側には、それぞれ、位置決めブッシュ８０がシャフト５０の軸部５１に固定されベルトリテーナ７０の位置決めがなされる。さらに、ベルトリテーナ７０の上下２つの突起部７３ａは、駆動部シャーシ１０に設けられた２つのストッパー受部１３にそれぞれ当接するように構成される。
【００２７】
ベルトリテーナ７０の外側の両端の軸部５１には、プーリー９０が取り付けられ、テーパ部材９２を介して軸部５１に固定される。また、プーリー９０の外側端部には、段部１０１と段部９１を合わせて、フランジ１００が固定される。
【００２８】
次に、駆動側プーリー軸受装置１の動きについて説明する。モータ１１０の動力は、チェーン１１１を介してスプロケット６５へ伝達され、ブラケット２０、３０とアウターリング４０は回転する。さらに、アウターリング４０に取り付けられたボスボルト６０の先端部６２がシャフト５０の溝部５４に挿入されているため、シャフト５０も回転する。そして、シャフト５０に固定された両端のプーリー９０も回転する。
【００２９】
一方、ベルトリテーナ７０は、上下の突起部７３ａが、駆動部シャーシ１０のストッパー受部１３にそれぞれ当接しているため回転しない。
【００３０】
そして、アウターリング４０の球状内面４２、４６とシャフト５０の球状表面５３は摺動可能に嵌合しており、さらに、ブラケット２０、３０とシャフト５０の軸部５１との間に空間２３、３３を有しているため、シャフト５０は、アウターリング４０やブラケット２０、３０に対して一定角傾動可能な構成となっている。このとき、シャフト５０に固定されたプーリー９０、及び、シャフト５０とベアリング７８を介して設置されたベルトリテーナ７０も一緒に傾動することになる。ベルトリテーナ７０は、上下の突起部７３ａが、駆動部シャーシ１０のストッパー受部１３にそれぞれ当接しているが、突起部７３ａのＲの中心が傾動の中心と一致するため、上記当接をしながらシャフト５０に併せて振れることが可能となる。振れの方向は、図３のＡＢの方向である。
【００３１】
図７は、本発明における従動側プーリー軸受装置２の斜視図である。
【００３２】
従動側プーリー軸受装置２は、従動部シャーシ２１０に設けられたカムプレート２３０により、カムプレート２３０と連動するハンドル２３１をＣの方向に動かすことで、ロッド２２１先端に取り付けられたプーリーハウジング２２０を、ベルト３をゆるめる方向であるＤの方向に動かすことができる。ベルト３の展張は逆の操作となる。このため、ベルト３の取り付け、取り外し、展張を可能とする。またロッド２２１に備えられるスプリング２４０によりプーリーハウジング２２０をベルト３を展張する方向に付勢し、ベルト３の張力を保つ。この付勢力は、張力調整ブッシュ２４５の位置を変えることで変更可能となっている。なお、ベルトの展張は、ネジ棒タイプや油圧ジジャッキセットなどでも適用できるが、簡便かつ安全に出来る事を優先させれば図７のようなワンシャフトタイフ゜が有利である。
【００３３】
プーリーハウジング２２０には、ベアリング取付部２２０ａを有しており、ベアリング１６が設置可能となっている。この部分にブラケット２０、３０が取り付けられ、さらに、アウターリング４０、シャフト５０、ベルトリテーナ７０、プーリー９０等の各部品が取り付けられる。すなわち、図１における、スプロケット６５、チェーン１１１、駆動部シャーシ１０以外の部品が取り付けられることになる。なお、プーリーハウジング２２０にも、駆動部シャーシ１０と同様のストッパー受部１３が上下に２つ設けられている（図示省略）。
【００３４】
次に全体のベルト３の駆動について説明する。駆動側プーリー軸受装置１と従動側プーリー軸受装置２が設置されたベルト駆動装置は、ハンドル２３１を引いてプーリーハウジング２２０を引く方向に動かし、ベルト３を２つの軸受け装置１、２のプーリー９０にかける。そして、ハンドル２３１を押して、プーリーハウジング２２０を伸ばす。すると、ベルト３には張力がかかる。これにより、アウターリング４０とシャフト５０等の構成による自動調芯機構により、２つの軸受け装置１、２のシャフト５０の角度が自動で調整され平行になり、特別な調整を行うことなく、駆動を開始できる。また、駆動中にベルト３がフランジ１００に当たるとその力によりシャフト５０が傾動し自動で調芯を行う構成になっているため、ベルト３がフランジ１００に乗り上げて脱輪することはなく、フランジ１００の高さは高くなくてよい。また、ベルト３は、駆動側プーリー軸受装置１のプーリー９０の回転により駆動し、ベルトリテーナ７０では、ローラ７５が回転することにベルト３はスムーズに送られる。複数のローラ７５はベルトリテーナ７０の半円（１８０°）をカバーしていればよい。さらに、ベルト３の取り外しは、ハンドル２３１を引いてプーリーハウジング２２０を引く方向に動かせばよい。
【００３５】
ベルト３は、ベルトコンベア用のエンドレスベルトが採用でき、樹脂系ベルト、ゴム系ベルトや金属系ベルト等幅広く適用できる。なお、金属ベルトでは、中央部の剛性が保てればベルトリテーナ７０を不要とする構成でもよい。ただ、座屈する場合を考慮すれば、ベルトリテーナ７０を有することは金属ベルトの場合でも有効である。
【００３６】
これらの構成により、駆動側プーリー軸受装置１と従動側プーリー軸受装置２はすべてベルト３の内側へ配置可能となり全体としてコンパクトな構成とすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１        駆動側プーリー軸受装置
２        従動側プーリー軸受装置
３        ベルト
１０      駆動部シャーシ
１１、１２    ベアリング取付部
１３      ストッパー受部
２０      第１ブラケット
２２      内側段部
３０      第２ブラケット
３２      内側段部
４０      アウターリング
４１      第１半円部
４２      球状内面
４５      第２半円部
４６      球状内面
５０      シャフト
５１      軸部
５３      球状表面
５４      溝部
６０      ボスボルト
６５      スプロケット
７０      ベルトリテーナ
７１      半円部材
７３      ストッパー部材
７３ａ    突起部
７５      ローラ
９０      プーリー
１００    フランジ
１１０    モータ
１１１    チェーン
２１０    従動部シャーシ
２２０    プーリーハウジング
２２０ａ  ベアリング取付部
２２１    ロッド
２３０    カムプレート
２３１    ハンドル
２４０    スプリング
【図１】
0005548018.tif 000002
【図２】
0005548018.tif 000003
【図３】
0005548018.tif 000004
【図４】
0005548018.tif 000005
【図５】
0005548018.tif 000006
【図６】
0005548018.tif 000007
【図７】
0005548018.tif 000008