JP2014029191A - ベルト取付治具 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト取付治具へのベルトの初期巻き掛け作業が容易で、かつ、３つのプーリ間にベルトを取り付ける場合でも、ベルトを伸張させる力の作用効率を高めることができるベルト取付治具を提供することである。
【解決手段】最後のプーリＰ_１の一方の側面側に固定される本体部２に、プーリＰ_１中心側からプーリＰ_１外径側へプーリＰ_１の回転方向側へ凸状となるように延び、プーリＰ_１外径側の領域がインボリュート曲線の曲面で形成され、プーリＰ_１外径側の端部でプーリＰ_１の外周面の接線方向を向くベルト保持部５を設け、他のプーリに巻き掛けたベルトＶをベルト保持部５のプーリＰ_１中心側の領域に部分的に巻き掛けて保持し、プーリＰ_１の回転に伴って、部分的に巻き掛けて保持したベルトＶの保持領域をプーリＰ_１外径側へ移動させ、プーリＰ_１の外周面の接線方向を向くプーリＰ_１外径側の端部から、保持したベルトＶをプーリＰ_１の外周面に導くようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、軸間距離が固定された状態の複数のプーリ間にベルト（伝動ベルト）を取り付けるためのベルト取付治具に関する。

軸心位置を調整可能なテンションプーリ等がなく、互いの軸間距離が全て固定された状態の複数のプーリ間に、これらのプーリ間の周回長よりも短い周長のベルトを取り付ける際には、１つのプーリを最後に残して他のプーリにベルトを先に巻き掛け、他のプーリに巻き掛けたベルトに張力を付与して、残した最後のプーリを回転させながら、その外周面にベルトを巻き掛けるベルト取付治具が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されたベルト取付治具は、ベルトを巻き掛ける最後のプーリの外周から外側に張り出す円錐形部材に巻き掛けたベルトをプーリの外周面に導くようにしている。このため、このベルト取付治具は、ベルトをプーリの外周から張り出させるために、ベルトを大きな力で余分に伸張する必要があった。

このようにベルトを余分に伸張することを不要としたベルト取付治具としては、図６に示すように、外周面にプーリ溝を有する２つのプーリＰ_１、Ｐ_２を対象として、ベルトＶを巻き掛ける最後のプーリＰ_１に固定する手段を設け、プーリＰ_１のプーリフランジの外周面よりも半径方向外側のプーリ軸方向外側で、プーリ溝に嵌るまでのベルトＶの一部を受ける保持面５１と、プーリ軸方向外側でプーリＰ_１の回転方向前方からベルトＶを保持面５１に案内するガイド面５２とを備え、ガイド面５２をプーリＰ_１の回転中心と保持面５１の回転方向前端を結ぶ直線よりもプーリ回転方向前方に突出させて、案内するベルトＶの張力によってプーリＰ_１を回転させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載されたベルト取付治具５０は、先にベルトＶを巻き掛けた大径側のプーリＰ_２を原動側として工具５３で回転させ、最後にベルトＶを巻き掛ける小径側のプーリＰ_１を従動側として回転させるようにしている。また、プーリＰ_１への固定手段としては、プーリＰ_１のボス部５４に外嵌される長穴の取付穴５５と、保持面５１からプーリフランジを跨いでプーリ溝に嵌るように突出する突出片５６とを設けている。

米国特許第７２４７１１０号明細書 特開２００９−８１１５号公報

特許文献２に記載されたベルト取付治具は、ベルトを余分に伸張することなく、最後のプーリにベルトを巻き掛けることができるが、図６に示したように、ベルトＶを保持面５１とガイド面５２に保持する際に、最初からベルトＶがプーリＰ_１外径側の保持面５１に巻き掛けられるので、ベルトＶの初期伸張長さが長くなる。このため、最初にベルトＶを保持面５１とガイド面５２に巻き掛ける際に、ベルトＶを大きな力で伸張させる必要があり、ベルト取付治具５０へのベルトＶの初期巻き掛け作業が困難になる問題がある。

また、図７（ａ）に示すように、２つのプーリＰ_１、Ｐ_２間にベルトＶを取り付ける場合は、各プーリＰ_１、Ｐ_２へのベルト巻き付き角度が大きくなるので、最後のプーリＰ_１への巻き掛け過程においてガイド面や保持面に作用するベルト張力Ｔの合力と釣り合う力Ｆの方向があまり変化しないが、図７（ｂ）に示すように、３つのプーリＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３間にベルトＶを取り付ける場合は、各プーリＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３へのベルト巻き付き角度が小さくなるので、ベルト張力Ｔの合力と釣り合う力Ｆの方向が大きく変化する。このため、巻き掛け過程の各段階で、ベルトＶを伸張させる力の方向が釣り合う力Ｆの方向とずれて、ベルトＶを伸張させる力の作用効率が低下し、ベルトＶを伸張させる力を大きく必要とする問題がある。

そこで、本発明の課題は、ベルト取付治具へのベルトの初期巻き掛け作業が容易で、かつ、３つのプーリ間にベルトを取り付ける場合でも、ベルトを伸張させる力の作用効率を高めることができるベルト取付治具を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、互いの軸間距離が全て固定された状態の複数のプーリ間にベルトを取り付ける際に使用され、前記複数のプーリのうちの１つのプーリを最後に残して他のプーリに巻き掛けたベルトに張力を付与して、前記残した最後のプーリを回転させながら、その外周面にベルトを巻き掛けるベルト取付治具において、前記最後のプーリの一方の側面側に設置される本体部と、前記本体部を前記最後のプーリに固定する固定手段と、前記本体部に設けられ、前記最後のプーリのプーリ中心側からプーリ外径側へ、前記最後のプーリの回転方向側へ凸状となるように曲面状または多角面状に延び、前記プーリ外径側の端部で前記最後のプーリの外周面の接線方向を向くベルト保持部とを備え、前記他のプーリに巻き掛けたベルトを前記ベルト保持部のプーリ中心側の領域に部分的に巻き掛けて保持し、前記最後のプーリの回転に伴って、前記ベルト保持部に部分的に巻き掛けて保持したベルトの保持領域を前記プーリ外径側へ移動させ、前記最後のプーリの外周面の接線方向を向く前記プーリ外径側の端部から、前記ベルト保持部に巻き掛けて保持したベルトを前記最後のプーリの外周面に導く構成を採用した。

すなわち、最後のプーリの一方の側面側に固定される本体部に、最後のプーリのプーリ中心側からプーリ外径側へ、最後のプーリの回転方向側へ凸状となるように曲面状または多角面状に延び、外径側の端部で最後のプーリの外周面の接線方向を向くベルト保持部を設けて、他のプーリに巻き掛けたベルトを、最初にベルト保持部のプーリ中心側の領域に部分的に巻き掛けて保持することにより、ベルトの初期伸張長さを短くして、巻き掛け初期に必要なベルトの伸張力を小さくし、ベルト取付治具へのベルトの初期巻き掛け作業を容易にするとともに、最後のプーリの回転に伴って、ベルト保持部に部分的に巻き掛けて保持したベルトの保持領域をプーリ外径側へ移動させて、最後のプーリの外周面の接線方向を向くプーリ外径側の端部から、ベルト保持部に巻き掛けて保持したベルトを最後のプーリの外周面に導くことにより、巻き掛け過程の各段階でベルト張力の合力と釣り合う力の方向があまり変化しないようにし、３つのプーリ間にベルトを取り付ける場合でも、ベルトを伸張させる力の作用効率を高めることができるようにした。

前記ベルト保持部を、少なくともインボリュート曲線の曲面を含むものとすることにより、巻き掛け過程の各段階でベルト張力の合力と釣り合う力の方向がより変化しないようにして、ベルトを伸張させる力の作用効率をさらに高めることができる。

前記本体部を前記最後のプーリの一方の側面に沿う板状のものとし、前記ベルト保持部を、前記本体部の一方の面から突出するように形成することにより、ベルト取付治具を板状の素材から容易に成形することができる。

前記固定手段を、前記最後のプーリの中心軸が隙間を開けて嵌挿される貫通孔と、前記ベルト保持部に対して、前記最後のプーリの回転方向側または回転方向反対側の位置で、前記最後のプーリの外周面に当接可能とした支点部とを設けて、前記ベルト保持部に保持されるベルトの張力で前記本体部を前記最後のプーリの回転方向と反対側へ傾倒させ、前記貫通孔を前記中心軸に係止するとともに、前記支点部を前記最後のプーリの外周面に当接させるものとすることにより、プーリの回転方向と反対側へ傾倒する本体部がプーリの回転方向にロックされるようにし、ベルト取付治具がプーリと確実に一体回転するように
固定することができる。

上述した各ベルト取付治具は、前記ベルトが取り付けられる互いの軸間距離が固定された状態の複数のプーリの数が３つのものに好適である。

本発明に係るベルト取付治具は、最後のプーリの一方の側面側に固定される本体部に、最後のプーリのプーリ中心側からプーリ外径側へ、最後のプーリの回転方向側へ凸状となるように曲面状または多角面状に延び、プーリ外径側の端部で最後のプーリの外周面の接線方向を向くベルト保持部を設け、他のプーリに巻き掛けたベルトをベルト保持部のプーリ中心側の領域に部分的に巻き掛けて保持し、最後のプーリの回転に伴って、ベルト保持部に部分的に巻き掛けて保持したベルトの保持領域をプーリ外径側へ移動させ、最後のプーリの外周面の接線方向を向くプーリ外径側の端部から、ベルト保持部に巻き掛けて保持したベルトを最後のプーリの外周面に導くようにしたので、ベルト取付治具へのベルトの初期巻き掛け作業を容易にすることができるとともに、３つのプーリ間にベルトを取り付ける場合でも、ベルトを伸張させる力の作用効率を高めて、ベルトを伸張させる力を小さくすることができる。

（ａ）は第１の実施形態のベルト取付治具の正面図、（ｂ）は（ａ）のIb−Ib線に沿った断面図 （ａ）は図１のベルト取付治具を３つのプーリの最後のプーリに装着した状態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のベルト取付治具のベルト保持部にベルトを最初に巻き掛けた状態を示す正面図 （ａ）〜（ｅ）は、図２の最後のプーリにベルトを巻き掛ける各過程を示す正面図 （ａ）は第２の実施形態のベルト取付治具の正面図、（ｂ）は（ａ）のIVb−IVb線に沿った断面図 （ａ）は図４のベルト取付治具を３つのプーリの最後のプーリに装着した状態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のベルト取付治具のベルト保持部にベルトを最初に巻き掛けた状態を示す正面図 従来のベルト取付治具を用いてベルトを２つのプーリの最後のプーリに巻き掛ける状態を示す正面図 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ２つのプーリ間と、３つのプーリ間にベルトを取り付ける場合に作用するベルト張力の合力の方向を説明する概念図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態を示す。このベルト取付治具１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、略扇形の板状の本体部２が、後述する最後のプーリＰ_１の一方の側面側に設置される。板状の本体部２の中心部には、プーリＰ_１の中心軸となるセンターボルト３が隙間を開けて嵌挿される円形の貫通孔４が設けられ、プーリＰ_１に固定する固定手段の一部を形成している。センターボルト３と貫通孔４の隙間Ｌは、ベルト取付治具１の過剰ながたつきをなくすために、５ｍｍ以下とすることが好ましい。

前記本体部１には、その前面から突出するように、プーリＰ_１中心側からプーリＰ_１外径側へ延び、図１（ａ）に矢印で示すプーリＰ_１の回転方向側へ凸状となるベルト保持部５が設けられている。このベルト保持部５は、本体部２の中心部に近いプーリＰ_１中心側の領域は円弧曲線の曲面で形成され、プーリＰ_１外径側の領域はインボリュート曲線の曲面で形成されており、プーリＰ_１外径側の端部でプーリＰ_１の外周面の接線方向を向いている。

また、本体部２の扇形の外周円弧部には、背面側のプーリＰ_１の外周側へ張り出す円弧状の壁部６が設けられ、この壁部６の内周面から突出する支点部７が、ベルト保持部５に対してプーリＰ_１の回転方向側の位置に設けられ、プーリＰ_１への固定手段の一部を形成している。この支点部７とプーリＰ_１の外周面との隙間Ｍは、前記センターボルト３と貫通孔４の隙間Ｌよりも小さくする必要がある。これは、後述するようにベルト張力でベルト取付治具１が傾倒するときに、小さい傾倒角度で支点部７をプーリＰ_１の外周面に当接させるためである。

図２（ａ）は、前記ベルト取付治具１を、互いの軸間距離が全て固定された３つのプーリＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３のうちの、ベルトＶを巻き掛ける最後のプーリＰ_１に装着した状態を示す。この状態では、プーリＰ_１のセンターボルト３が貫通孔４に隙間を開けて嵌挿され、プーリＰ_１の外周に沿って円弧状に延びる壁部６の内周面に設けられた支点部７が、ベルト保持部５に対してプーリＰ_１の回転方向側の位置で、プーリＰ_１の外周面に向かって突出している。

前記各プーリＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３は外周面にプーリ溝を有し、ベルトＶはこれらのプーリ溝に巻き掛けられるＶリブドベルトとされており、ベルトＶは先に他の２つのプーリＰ_２、Ｐ_３に巻き掛けられている。この実施形態では、各プーリＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３の外径が、例えば、それぞれ１２０ｍｍφ、１００ｍｍφ、５０ｍｍφとされ、プーリＰ_１、Ｐ_２間、プーリＰ_２、Ｐ_３間およびプーリＰ_３、Ｐ_１間の軸間距離が全て固定されている。

図２（ｂ）は、前記２つのプーリＰ_２、Ｐ_３に巻き掛けたベルトＶに張力を付与して、プーリＰ_１に装着したベルト取付治具１のベルト保持部５に巻き掛けたときの状態を示す。この状態では、ベルト保持部５に巻き掛けたベルトＶの張力によって、ベルト取付治具１がプーリＰ_１の回転方向と反対方向へ自然に傾倒し、固定手段となる貫通孔４がセンターボルト３に係止されるとともに、固定手段となる支点部７がプーリＰ_１の外周面にベルト保持部５に対してプーリＰ_１の回転方向側の位置で当接されて、傾倒した本体部２がプーリＰ_１の回転方向にロックされるように固定される。

図３（ａ）〜（ｅ）は、上述したベルト取付治具１を用いて、他の２つのプーリＰ_２、Ｐ_３に巻き掛けたベルトＶを最後のプーリＰ_１に巻き掛ける手順を示す。図３（ａ）は、上述したベルト取付治具１をプーリＰ_１に固定した直後の状態であり、ベルトＶはベルト保持部５のプーリＰ_１中心側の領域に部分的に巻き掛けられて保持されている。したがって、巻き掛け初期に必要なベルトＶの伸張力を小さくして、ベルト取付治具１へのベルトＶの初期巻き掛け作業を容易にすることができる。

こののち、図中に矢印で示すように、プーリＰ_１が時計回りに回転すると、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ベルト保持部５に部分的に巻き掛けられたベルトＶの保持領域は、プーリＰ_１外径側へ移動する。このとき、ベルト保持部５に作用するベルト張力Ｔの合力と釣り合う力Ｆの方向は、図３（ａ）の状態から変化せず、同じ方向を向くように保たれる。これは、プーリＰ_１外径側のインボリュート曲線のベルト保持部５では、ベルト張力Ｔの合力と釣り合う力Ｆの方向はインボリュート曲線の法線方向となり、ベルト取付治具１がプーリＰ_１と一緒に回転しても、常に同じ方向を向くからである。したがって、３つのプーリＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３間にベルトＶを取り付ける場合でも、ベルト巻き掛け過程の各段階でベルトＶを伸張する力の方向を前記釣り合う力Ｆの方向と一致させて、ベルトＶを伸張する力の作用効率を高め、ベルトを伸張させる力を小さくすることができる。

こののち、プーリＰ_１がさらに回転すると、図３（ｄ）に示すように、ベルト保持部５に巻き掛けられて保持されたベルトＶが、プーリＰ_１の外周面の接線方向を向くプーリＰ_１外径側の端部から順次プーリＰ_１の外周面に導かれ、図３（ｅ）に示すように、ベルト保持部５に保持されたベルトＶが全てプーリＰ_１の外周面に巻き掛けられて、ベルト取付作業が終了する。

図４および図５は、第２の実施形態を示す。このベルト取付治具１は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、前記壁部６の内周面から突出する支点部７が、ベルト保持部５に対してプーリＰ_１の回転方向反対側の位置に設けられている点と、ベルト保持部５の形状とが異なる。このベルト保持部５は、プーリＰ_１中心側の領域が直線の平面で形成され、プーリＰ_１外径側の領域は、第１の実施形態のものと同様に、インボリュート曲線の曲面で形成されて、プーリＰ_１外径側の端部でプーリＰ_１の外周面の接線方向を向いている。

図５（ａ）は、前記ベルト取付治具１を、第１の実施形態のものと同様の３つのプーリＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３のうちの、ベルトＶを巻き掛ける最後のプーリＰ_１に装着した状態を示す。この状態では、プーリＰ_１のセンターボルト３が貫通孔４に隙間を開けて嵌挿され、プーリＰ_１の外周に沿って円弧状に延びる壁部６に設けられた支点部７が、ベルト保持部５に対してプーリＰ_１の回転方向反対側の位置でプーリＰ_１の外周面に向かって突出している。

図５（ｂ）は、他の２つのプーリＰ_２、Ｐ_３に巻き掛けたベルトＶに張力を付与して、プーリＰ_１に装着したベルト取付治具１のベルト保持部５に巻き掛けたときの状態を示す。この状態では、ベルト保持部５に巻き掛けたベルトＶの張力によって、ベルト取付治具１が、第１の実施形態のものと同様に、プーリＰ_１の回転方向と反対方向へ自然に傾倒し、貫通孔４がセンターボルト３に係止されるとともに、支点部７がプーリＰ_１の外周面にベルト保持部５に対してプーリＰ_１の回転方向反対側の位置で当接されて、傾倒した本体部２がプーリＰ_１の回転方向にロックされるように固定される。

図示は省略するが、第２の実施形態のベルト取付治具１を用いて、他の２つのプーリＰ_２、Ｐ_３に巻き掛けたベルトＶを最後のプーリＰ_１に巻き掛ける手順は、図３（ａ）〜（ｅ）に示した第１の実施形態のものと同じである。

上述した各実施形態では、ベルト保持部の一部の領域であるプーリ外径側の領域を、インボリュート曲線の曲面で形成したが、全領域をインボリュート曲線の曲面で形成することもできる。また、ベルト保持部は最後のプーリの回転方向側へ凸状となるように中心側から外径側へ延びるものであればよく、楕円等の他の曲面や多角面で形成することもできる。

上述した各実施形態では、固定手段となる貫通孔を円形としたが、貫通孔はセンターボルトが隙間を開けて嵌挿されるものであればよく、多角形や長円形等としてもよい。また、センターボルトに延長用の筒状等の補助工具を取り付け、この補助工具を貫通孔に隙間を開けて嵌挿するようにしてもよい。

上述した各実施形態では、ベルト取付治具を外周面にプーリ溝を有する３つのプーリ間にベルトを取り付けるのに用いたが、本発明に係るベルト取付治具は、２つのプーリ間や４つ以上のプーリ間にベルトを取り付けるのに用いることもできる。また、本発明に係るベルト取付治具は、プーリ溝のない外周面が平坦なプーリにベルトを取り付ける際にも用いることができる。

１ ベルト取付治具
２ 本体部
３ センターボルト
４ 貫通孔（固定手段）
５ ベルト保持部
６ 壁部
７ 支点部（固定手段）

Claims (5)

1. 互いの軸間距離が全て固定された状態の複数のプーリ間にベルトを取り付ける際に使用され、
   前記複数のプーリのうちの１つのプーリを最後に残して他のプーリに巻き掛けたベルトに張力を付与して、前記残した最後のプーリを回転させながら、その外周面にベルトを巻き掛けるベルト取付治具において、
   前記最後のプーリの一方の側面側に設置される本体部と、
   前記本体部を前記最後のプーリに固定する固定手段と、
   前記本体部に設けられ、前記最後のプーリのプーリ中心側からプーリ外径側へ、前記最後のプーリの回転方向側へ凸状となるように曲面状または多角面状に延び、前記プーリ外径側の端部で前記最後のプーリの外周面の接線方向を向くベルト保持部とを備え、
   前記他のプーリに巻き掛けたベルトを前記ベルト保持部のプーリ中心側の領域に部分的に巻き掛けて保持し、前記最後のプーリの回転に伴って、前記ベルト保持部に部分的に巻き掛けて保持したベルトの保持領域を前記プーリ外径側へ移動させ、前記最後のプーリの外周面の接線方向を向く前記プーリ外径側の端部から、前記ベルト保持部に巻き掛けて保持したベルトを前記最後のプーリの外周面に導くようにしたことを特徴とするベルト取付治具。
2. 前記ベルト保持部を、少なくともインボリュート曲線の曲面を含むものとした請求項１に記載のベルト取付治具。
3. 前記本体部を前記最後のプーリの一方の側面に沿う板状のものとし、前記ベルト保持部を、前記本体部の一方の面から突出するように形成した請求項１または２に記載のベルト取付治具。
4. 前記固定手段を、前記最後のプーリの中心軸が隙間を開けて嵌挿される貫通孔と、前記ベルト保持部に対して、前記最後のプーリの回転方向側または回転方向反対側の位置で、前記最後のプーリの外周面に当接可能とした支点部とを設けて、前記ベルト保持部に保持されるベルトの張力で前記本体部を前記最後のプーリの回転方向と反対側へ傾倒させ、前記貫通孔を前記中心軸に係止するとともに、前記支点部を前記最後のプーリの外周面に当接させるものとした請求項１乃至３のいずれかに記載のベルト取付治具。
5. 前記ベルトが取り付けられる互いの軸間距離が固定された状態の複数のプーリの数を３つとした請求項１乃至４のいずれかに記載のベルト取付治具。

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