(57)【要約】【課題】脱落防止用フランジ及びアイドラプーリを用いなくてもプーリから外れにくく、しかも力の伝達効率が高い歯付ベルトを提供する。【解決手段】本発明の歯付ベルト１０は、無端ベルトであって、内周面に、周方向の間隔が一定になるように複数の凸部１１，１２が形成された凹凸配列構造１０ａ，１０ｂが形成され、前記凸部１１，１２は、平面視での形状が長方形又は正方形であり、該長方形又は正方形の一辺が内周面の幅方向に対して平行になっており、前記凸部１１，１２における内周面の幅方向の長さは内周面の全幅よりも短くなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトであって、
内周面に、周方向の間隔が一定になるように複数の凸部又は複数の凹部が形成された凹凸配列構造が形成され、
前記凸部又は前記凹部は、平面視での形状が長方形又は正方形であり、該長方形又は正方形の一辺が前記内周面の幅方向に対して平行になっており、前記凸部又は前記凹部における前記内周面の幅方向の長さが前記内周面の全幅よりも短い、歯付ベルト。
【請求項２】
前記内周面に複数の前記凹凸配列構造が互いに隣接して配置され、隣接する凹凸配列構造の凸部同士又は凹部同士の周方向の位置がずれている、請求項１に記載の歯付ベルト。
【請求項３】
円盤状部材又は円柱状部材であって、
外周面に、周方向の間隔が一定になるように複数の凸部又は複数の凹部が配置された凹凸配列構造が形成され、
前記凸部又は前記凹部は、平面視での形状が長方形又は正方形であり、該長方形又は正方形の一辺が前記外周面の幅方向に対して平行になっており、前記凸部又は前記凹部における前記外周面の幅方向の長さが前記外周面の全幅よりも短い、プーリ。
【請求項４】
前記外周面に複数の前記凹凸配列構造が互いに隣接して配置され、隣接する凹凸配列構造の凸部同士又は凹部同士の周方向の位置がずれている、請求項３に記載のプーリ。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の歯付ベルトと、請求項３又は４に記載の複数のプーリとが、前記歯付ベルトの凸部又は凹部と前記プーリの凹部又は凸部とが噛み合うように組み合わされている、歯付ベルト駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯付ベルト、プーリ及び歯付ベルト駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転をロール等に伝達させる装置においては、第１プーリ及び第２プーリと、これらプーリに装着された歯付ベルトとを備えた歯付ベルト駆動装置が用いられることがある。
特許文献１には、歯付ベルト駆動装置における歯付ベルトの内周面には、平面視での形状が長方形で、内周面の幅方向と平行で且つ内周面の幅方向の長さが内周面の全幅と同一の凸部が一定間隔で複数形成されている。第１プーリ及び第２プーリの外周面には、平面視での形状が長方形で、該長方形の一辺が内周面の幅方向に対して平行で且つ前記辺の幅方向の長さが内周面の全幅と同一である凸部が一定間隔で複数形成されている。
第１プーリは、これに接続されたモータによって回転するようになっている。その第１プーリの回転が歯付ベルトに伝達して歯付ベルトが回転し、歯付ベルトの回転が第２プーリに伝達して第２プーリが回転するようになっている。このようにして、モータの回転を第２プーリに伝達するようになっている。第２プーリにロールの回転軸を接続した場合には、モータの駆動力をロールに伝達させることができる。
【０００３】
また、特許文献２には、歯付ベルト駆動装置に用いる歯付ベルトとして、内周面に２列の歯列を備え、一方の歯列を形成する第１凸部と、他方の歯列を形成する第１凸部とが、ベルト長手方向に対して同一の斜角で互いに反対に傾斜したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２１０４８号公報
【特許文献２】特開２００５−０５９５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の歯付ベルト及びプーリを用いた場合には、プーリから歯付ベルトが外れることがあった。
そこで、脱落防止用フランジをプーリの両面に取り付けることがあった。プーリの両面に脱落防止用フランジを取り付けることによって、プーリの周面から歯付ベルトが脱落することを防止できる。
ところで、脱落防止用フランジをプーリの両面に取り付けた場合には、歯付ベルトをプーリに装着可能にするために、歯付ベルトの周長を、歯付ベルトが脱落防止用フランジを乗り越えることが可能な長さにする必要がある。その場合、歯付ベルトの周長はやや余裕のある長さになるため、歯付ベルトをプーリに装着した際には歯付ベルトがたるんでプーリの周面に密着しない。そのため、アイドラプーリを用いて歯付ベルトの外周面を押圧し、たるみを解消させて、歯付ベルトをプーリに密着させている。しかし、アイドラプーリを用いると、歯付ベルトが傷つきやすくなって、歯付ベルトの寿命が短くなることがあった。
【０００６】
特許文献２に記載の歯付ベルトでは、回転時に揺れが生じやすくなって、プーリとの噛み合わせが外れることがあり、プーリからの脱落を充分に防止できず、しかもプーリとの間の力の伝達効率が低かった。
【０００７】
本発明の課題は、脱落防止用フランジ及びアイドラプーリを用いなくてもプーリから外れにくく、しかも力の伝達効率が高い歯付ベルトを提供することにある。また、脱落防止用フランジ及びアイドラプーリを用いなくても歯付ベルトが外れにくく、しかも力の伝達効率が高いプーリを提供することにある。また、脱落防止用フランジ及びアイドラプーリを用いなくてもプーリと歯付ベルトが互いに外れにくく、しかも力の伝達効率が高い歯付ベルト駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］無端ベルトであって、内周面に、周方向の間隔が一定になるように複数の凸部又は複数の凹部が形成された凹凸配列構造が形成され、前記凸部又は前記凹部は、平面視での形状が長方形又は正方形であり、該長方形又は正方形の一辺が前記内周面の幅方向に対して平行になっており、前記凸部又は前記凹部における前記内周面の幅方向の長さが前記内周面の全幅よりも短い、歯付ベルト。
［２］前記内周面に複数の前記凹凸配列構造が互いに隣接して配置され、隣接する凹凸配列構造の凸部同士又は凹部同士の周方向の位置がずれている、［１］に記載の歯付ベルト。
［３］円盤状部材又は円柱状部材であって、外周面に、周方向の間隔が一定になるように複数の凸部又は複数の凹部が配置された凹凸配列構造が形成され、前記凸部又は前記凹部は、平面視での形状が長方形又は正方形であり、該長方形又は正方形の一辺が前記外周面の幅方向に対して平行になっており、前記凸部又は前記凹部における前記外周面の幅方向の長さが前記外周面の全幅よりも短い、プーリ。
［４］前記外周面に複数の前記凹凸配列構造が互いに隣接して配置され、隣接する凹凸配列構造の凸部同士又は凹部同士の周方向の位置がずれている、［３］に記載のプーリ。
［５］［１］又は［２］に記載の歯付ベルトと、［３］又は［４］に記載の複数のプーリとが、前記歯付ベルトの凸部又は凹部と前記プーリの凹部又は凸部とが噛み合うように組み合わされている、歯付ベルト駆動装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の歯付ベルトは、脱落防止用フランジ及びアイドラプーリを用いなくてもプーリから外れにくく、しかも力の伝達効率が高いものである。
本発明のプーリは、脱落防止用フランジ及びアイドラプーリを用いなくても歯付ベルトが外れにくく、しかも力の伝達効率が高いものである。
本発明の歯付ベルト駆動装置は、脱落防止用フランジ及びアイドラプーリを用いなくてもプーリと歯付ベルトが互いに外れにくく、しかも力の伝達効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の歯付ベルトの一実施形態の内周面を示す部分斜視図である。
【図２】本発明のプーリの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の歯付ベルト駆動装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図４】図３の実施形態の歯付ベルト駆動装置において、歯付ベルトの凹凸と第１プーリ及び第２プーリの凹凸が噛み合う部分を示す断面図である。
【図５】図３の実施形態の歯付ベルト駆動装置において、歯付ベルトの凹凸と第１プーリ及び第２プーリの凹凸が噛み合う部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜歯付ベルト＞
本発明の歯付ベルトの一実施形態について説明する。
図１に、本実施形態の歯付ベルトの内周面を示す。本実施形態の歯付ベルト１０は、無端ベルトであって、その内周面に第１凹凸配列構造１０ａ及び第２凹凸配列構造１０ｂが互いに隣接して配置されている。これにより、歯付ベルト１０の内周面に凹凸が形成されている。
ここで、第１凹凸配列構造１０ａは、内周面に、周方向の間隔が一定になるように複数の第１凸部１１が形成された構造であり、第２凹凸配列構造１０ｂは、周方向の間隔が一定になるように複数の第２凸部１２が形成された構造である。第１凹凸配列構造１０ａの、歯付ベルト１０の内周面の幅方向に対して平行な長さと、第２凹凸配列構造１０ｂの、歯付ベルト１０の内周面の幅方向に対して平行な長さとは同一にされている。
第１凸部１１及び第２凸部１２は共に、周方向に沿って切断した際の断面が略台形状になっており、平面視での形状が長方形であり、該長方形の一辺が内周面の幅方向に対して平行になっている。この第１凸部１１は、内周面から立ち上がると共に内周面の幅方向に対して平行な面１１ａを有し、第２凸部１２は、内周面から立ち上がると共に内周面の幅方向に対して平行な面１２ａを有している。本明細書において、「平面視での形状」とは、凸部（又は凹部）が形成された面に対して垂直な方向から見たときの形状のことである。
第１凸部１１及び第２凸部１２は共に、歯付ベルト１０の内周面の幅方向と平行な長さが歯付ベルト１０の内周面の全幅の１／２の長さとされている。
第１凸部１１と第２凸部１２とは、周方向の位置がずれるように配置されている。具体的には、第１凸部１１の長手方向の延長線上に第２凸部１２が存在せず、第２凸部１２の長手方向の延長線上に第１凸部１１が存在しないようにずれている。これにより、歯付ベルト１０の幅方向中央付近において、第１凸部１１の一方の端面１１ｂと第２凸部１２の一方の端面１２ｂとが交互に露出するようになっている。交互に露出する端面１１ｂと端面１２ｂは互いに反対側を向いている。
第１凸部１１及び第２凸部１２は、通常、歯付ベルト１０の幅方向の長さが４〜４０ｍｍの範囲内、高さが０．５７〜５．３ｍｍの範囲内、周方向の長さが０．９８〜９．１ｍｍの範囲内にされている。
【００１２】
歯付ベルト１０は、ゴムやエラストマーによって形成されている。歯付ベルト１０を形成するゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、水素化ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等が挙げられる。エラストマーとしては、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー等が挙げられる。
歯付ベルト１０には、周方向に沿って補強用の繊維が埋め込まれていてもよい。繊維としては、ＰＢＯ繊維、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、炭素繊維等が挙げられる。
歯付ベルト１０の作製方法としては特に制限はなく、上記のゴムやエラストマーを金型によって成形する方法等が挙げられる。
【００１３】
＜プーリ＞
本発明のプーリの一実施形態について説明する。
図２に、本実施形態のプーリを示す。本実施形態のプーリ２０は、円盤状の部材であって、その外周面に、歯付ベルト１０の第１凸部１１及び第２凸部１２（図１参照）が噛み合う凹凸が形成されている。すなわち、本実施形態のプーリ２０は、その外周面に第１凹凸配列構造２０ａ及び第２凹凸配列構造２０ｂが互いに隣接して配置されている。これにより、プーリ２０の外周面に凹凸が形成されている。
ここで、第１凹凸配列構造２０ａは、外周面に、周方向の間隔が一定になるように複数の第１凸部２１が形成された構造であり、第２凹凸配列構造２０ｂは、周方向の間隔が一定になるように複数の第２凸部２２が形成された構造である。第１凹凸配列構造２０ａの、プーリ２０の外周面の幅方向に対して平行な長さと、第２凹凸配列構造２０ｂの、プーリ２０の外周面の幅方向に対して平行な長さとは同一にされている。
第１凸部２１及び第２凸部２２は共に、周方向に沿って切断した際の断面が略台形状になっており、平面視での形状が長方形であり、該長方形の一辺が外周面の幅方向に対して平行になっている。この第１凸部２１は、外周面から立ち上がると共に外周面の幅方向に対して平行な面２１ａを有し、第２凸部２２は、外周面から立ち上がると共に外周面の幅方向に対して平行な面２２ａを有している。また、第１凸部２１及び第２凸部２２は共に、プーリ２０の外周面の幅方向に沿う長さがプーリ２０の外周面の全幅の１／２の長さとされている。
第１凸部２１と第２凸部２２とは、周方向の位置がずれるように配置されている。具体的には、第１凸部２１の長手方向の延長線上に第２凸部２２が存在せず、第２凸部２２の長手方向の延長線上に第１凸部２１が存在しないようにずれている。これにより、プーリ２０の外周面の幅方向中央付近において、第１凸部２１の一方の端面２１ｂと第２凸部２２の一方の端面２２ｂとが交互に露出している。交互に露出する端面２１ｂと端面２２ｂは互いに反対側を向いている。
プーリ２０の材質には特に制限はなく、金属製であってもよいし、樹脂製であってもよい。
【００１４】
プーリ２０の作製方法としては、円板を切削して各凹凸配列構造を形成する方法、外周面に凸部が一定間隔で形成された２枚の円板（例えば、市販のプーリ）を、それらの凸部の周方向の位置がずれるように一体化する方法等が挙げられる。２枚の円板を一体化する場合には、いずれか一方の円板が損傷したときに、その損傷した円板のみを交換すればよく、設備費を削減できる。
【００１５】
＜歯付ベルト駆動装置＞
本発明の歯付ベルト駆動装置の一実施形態について説明する。
図３に、本実施形態の歯付ベルト駆動装置を示す。本実施形態の歯付ベルト駆動装置１は、上記歯付ベルト１０ｃと上記プーリ２０を備えるものである。具体的には、歯付ベルト駆動装置１は、第１プーリ２０ｃと、第１プーリ２０ｃの対になる第２プーリ２０ｄと、第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄに組み合わされた歯付ベルト１０ｃとを備える。ここで、第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄは上記のプーリ２０であり、歯付ベルト１０ｃは上記の歯付ベルト１０である。
【００１６】
第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄは、回転軸が互いに平行で且つ外周面の一部同士が互いに対向している。
歯付ベルト１０ｃは、第１プーリ２０ｃの周面の約半周及び第２プーリ２０ｄの周面の約半周に接するように掛け回されている。また、歯付ベルト１０ｃの第１凸部１１（図１参照）と第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄの第１凸部２１（図２参照）とが噛み合うと共に歯付ベルト１０ｃの第２凸部１２（図１参照）と第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄの第２凸部２２（図２参照）とが噛み合うように、歯付ベルト１０ｃは第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄに装着される。すなわち、第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄの第１凸部２１，２１同士の間の谷部に歯付ベルト１０ｃの第１凸部１１が入り込み、第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄの第２凸部２２，２２同士の間の谷部に歯付ベルト１０ｃの第２凸部１２が入り込むようになっている。
このような歯付ベルト駆動装置１では、第１プーリ２０ｃが回転すると、歯付ベルト１０ｃに回転力が伝達して歯付ベルト１０ｃが回転し、歯付ベルト１０ｃの回転力が第２プーリ２０ｄに伝達して第２プーリ２０ｄが回転する。
【００１７】
歯付ベルト駆動装置の用途としては、例えば、モータの回転をロールに伝達させてロールを回転させる動力伝達装置に用いることができる。
該動力伝達装置においては、第１プーリ２０ｃがモータの回転軸に接続されており、モータの回転と共に回転するようになっている。その第１プーリ２０ｃの回転が歯付ベルト１０ｃに伝達して歯付ベルト１０ｃが回転し、歯付ベルト１０ｃの回転が第２プーリ２０ｄに伝達して第２プーリ２０ｄが回転するようになっている。このようにして、モータの回転を第２プーリ２０ｄに伝達するようになっている。第２プーリ２０ｄにロールの回転軸を接続した場合には、モータの駆動力をロールに伝達させることができる。
【００１８】
また、歯付ベルト駆動装置の他の用途としては、回転するロールにフィルムを密着させるために、歯付ベルトの外面によってフィルムをロールに押圧するフィルム押圧装置、歯付ベルトの外面にて物品を搬送するベルトコンベア等が挙げられる。
【００１９】
（作用効果）
上記歯付ベルト駆動装置１では、歯付ベルト１０ｃの第１凸部１１の端面１１ｂと、第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄの第２凸部２２の端面２２ｂとが互いに当接し（図４参照）、歯付ベルト１０ｃの第２凸部１２の端面１２ｂと第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄの第１凸部２２の端面２１ｂとが互いに当接する（図５参照）。これにより、歯付ベルト１０ｃの第１凸部１１及び第２凸部１２は、第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄの周面に沿ってスライドする動きが規制される。したがって、脱落防止用フランジ及びアイドラプーリを用いなくても、歯付ベルト１０ｃと第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄが互いに外れにくくなっている。
また、アイドラプーリを用いため、歯付ベルト１０ｃが傷つきにくくなっており、歯付ベルト１０ｃの寿命を長くできる。
また、脱落防止用フランジを第１プーリ２０ｃ及び第２プーリ２０ｄに取り付けないため、省スペース化できる。
また、上記歯付ベルト駆動装置１では、第１凸部１１，２１及び第２凸部１２，２２のいずれもが、平面視での形状が長方形であり、該長方形の一辺が外周面の幅方向に対して平行になっているため、力の伝達効率が高くなっている。しかも、第１凸部１１，２１及び第２凸部１２，２２の周方向の位置がずれているため、力の伝達が連続的であり、力の伝達効率がより高くなっている。
また、上記歯付ベルト１０ｃは、従来の歯付ベルトと同程度の曲がりやすさを有しており、適用するプーリの直径の制限が少ない。
【００２０】
特許文献２に記載の歯付ベルトは、第１凹凸配列構造の凸部（第１凸部）と第２凹凸配列構造凸部（第２凸部）が、ベルト長手方向に対して同一の斜角で互いに反対に傾斜したものであるが、この歯付ベルトを用いた場合、プーリとの間で力を伝達する点が幅方向で変化する。具体的には、力の伝達点が、幅方向の中央から、第１凸部に沿って幅方向の一方の端部に移動した後、幅方向の中央から、第２凸部に沿って幅方向の他方の端部に移動する。このように力の伝達点が歯付ベルト回転時に移動すると、歯付ベルトが揺れ、その揺れによってプーリから脱落することがある。また、前記のように力の伝達点が移動すると、力の伝達効率が低くなる。
また、特許文献２に記載の凸部の配置では、歯付ベルトが曲がりにくくなり、直径が大きなプーリにしか適用できない。
【００２１】
＜本発明の他の実施形態＞
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
例えば、凸部は、平面視での形状が正方形であって、該正方形の一辺が歯付ベルトの内周面又はプーリの外周面の幅方向に対して平行になっているものでもよい。
また、歯付ベルトの内周面及びプーリの外周面には、凸部の代わりに凹部が形成されてもよい。
歯付ベルトの内周面及びプーリの外周面には、凹凸配列構造が３つ以上並列してもよい。その場合でも、隣接する凹凸配列構造の凸部同士又は凹部同士の周方向の位置がずれるように配置する。また、凹凸配列構造は１つであっても構わない。ただし、凹凸配列構造が１つである場合には、歯付ベルト及びプーリの一方に凸部が形成され、他方に凹部が形成され、凸部及び凹部が歯付ベルト及びプーリの幅方向の端部から形成されていないことが好ましい。
また、プーリの形状は円盤状に限らず、円柱状でもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１  歯付ベルト駆動装置
１０，１０ｃ  歯付ベルト
１０ａ  第１凹凸配列構造
１０ｂ  第２凹凸配列構造
１１  第１凸部
１２  第２凸部
２０  プーリ
２０ａ  第１凹凸配列構造
２０ｂ  第２凹凸配列構造
２０ｃ  第１プーリ
２０ｄ  第２プーリ
２１  第１凸部
２２  第２凸部
【図１】
2014206230.tif 000003
【図２】
2014206230.tif 000004
【図３】
2014206230.tif 000005
【図４】
2014206230.tif 000006
【図５】
2014206230.tif 000007