JP4460681B2

JP4460681B2 - 歯付ベルト伝動システム

Info

Publication number: JP4460681B2
Application number: JP20458299A
Authority: JP
Inventors: 隆行草野; 英昭川原; 淳弥谷口
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2019-07-19
Also published as: DE10035107A1; DE10035107B4; JP2001032893A; FR2796692A1; FR2796692B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト長手方向にベルト歯を所定ピッチで設けた歯付ベルトと該ベルト歯と噛み合うように周縁にプーリ溝を所定ピッチで設けたプーリとを備えた歯付ベルト伝動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、ＯＡ、一般産業用機械等の分野において、同期駆動が要求される部位に歯付ベルトとプーリとを備えた歯付ベルト駆動システムが使用されている。そして、かかる歯付ベルト駆動システムにおいては以下のような歯付ベルト及びプーリが使用されている。
【０００３】
歯付ベルトは、ベルト長手方向に所定ピッチで設けられたベルト歯を有する。ベルト側面におけるベルト歯の形状は図９に示すように左右対称であり、ベルト歯ａの表面は歯先部ｂと歯先肩部ｃと動力伝達部ｄと歯元部ｅとで構成されている。そして、歯先部ｂは、ベルト側面における輪郭がピッチラインと平行な線分で形成されている。また、歯先肩部ｃは、歯先部ｂの両側にそれぞれ続き且つベルト側面における輪郭が曲率中心をベルト本体内部に有する曲率半径ｒｔの円弧で形成されている。さらに、動力伝達部ｄはそれぞれの歯先肩部ｃに続き且つベルト側面における輪郭が曲率中心をベルト本体内部に有する曲率半径ｒの円弧で形成されている。なお、前記曲率中心はベルトピッチライン上にあり、曲率半径ｒはベルト側面におけるベルト歯ａの一側の動力伝達部ｄの輪郭を形成する円弧の曲率中心と他側の曲率中心との間の距離ｗにほぼ等しくなるようにされている。そして、歯元部ｅはそれぞれの動力伝達部ｄに続き且つベルト側面における輪郭が曲率中心をベルト外部に有する曲率半径ｒｂの円弧で形成され且つベルト側面における輪郭がベルトランドラインの一部を形成する歯底部ｆに続いている。
【０００４】
プーリは、周縁に上記ベルト歯ａと噛み合うプーリ溝が所定ピッチで設けられている。プーリのプーリ軸に垂直な方向の断面であるプーリ側断面におけるプーリ溝の形状は図１０に示すように左右対称であり、プーリ溝ｇ表面は溝底部ｈと溝底縁部ｉと溝側壁部ｊと溝開口部ｋとで構成されている。また、プーリ側断面におけるプーリ溝ｇの形状はベルト歯ａの側面形状と略相似形とされている。そして、溝底部ｈは歯先部ｂに対応し且つプーリ側断面における輪郭が曲率中心をプーリ本体内部に有する曲率半径ｒｓの円弧で形成されている。また、溝底縁部ｉは歯先肩部ｃに対応し且つプーリ側断面における輪郭が曲率中心をプーリ本体外部に有する曲率半径ｒｔｐの円弧で形成されている。さらに、溝側壁部ｊは動力伝達部ｄに対応し且つプーリ側断面における輪郭が曲率中心をプーリ本体外部に有する曲率半径ｒｐの円弧で形成されている。また、溝開口部ｋは歯元部ｅに対応し且つプーリ側断面における輪郭が曲率中心をプーリ本体内部に有する曲率半径ｒｂｐの円弧で形成され且つ歯底部ｆに対応するプーリランド部に続いている。
【０００５】
そして、ベルトランドラインから歯先部ｂ中央までの最短長さであるベルト歯高さは、プーリの最外部を連結して形成された円周から溝底部ｈ中央までの最短長さである溝中央深さより長いため、ベルト歯ａがプーリ溝に噛み合った状態でベルト歯ａはベルト厚み方向に圧縮される。また、ベルト歯ａの体積はプーリ溝ｇの容積よりも大きく設定されている。これらのことからベルト歯ａとプーリ溝ｇとは相互に強い力を及ぼし合って噛み合い、高負荷伝動を可能としている。
【０００６】
また、ベルト歯ａとプーリ溝ｇとが噛み合い且つ歯付ベルト及びプーリが静止した状態で、図１１に示すようにベルト歯ａの両側の動力伝達部ｄとそれぞれ対応するプーリ溝ｇの溝側壁部ｊとの間には歯先肩部ｂから歯元部ｄにかけてほぼ一定幅の隙間ｍ（バックラッシュ）が生じる。この隙間ｍ（バックラッシュ）の存在によってベルト歯ａのプーリ溝ｇへのスムーズな出入りが可能となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記歯付ベルト及びプーリの組み合わせによる歯付ベルト伝動システムでは以下のような問題がある。
【０００８】
すなわち、ベルト歯ａとプーリ溝ｇとが噛み合い且つ歯付ベルト及びプーリが稼働した状態で、ベルト歯ａの一側の動力伝達部ｄは対応するプーリ溝ｇの溝側壁部ｊに接触し、他側の動力伝達部ｄに対応する溝側壁部ｊとの間の隙間ｍ（バックラッシュ）は拡大する。そして、前記隙間ｍ（バックラッシュ）はベルト歯ａの歯先肩部ｃから歯元部ｅにかけて生じているため、ベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動する場合、その変動のたびにベルト歯ａとプーリ溝ｇとの間に上記拡大した隙間ｍ（バックラッシュ）に相当する相対的な滑りが発生する。そして、このベルト歯ａとプーリ溝ｇとの間の相対的な滑りによってベルト先端部のプーリとの接触部及び歯底部ｆのプーリランド部ｌとの接触部の摩耗が促進され、歯付ベルトの破損につながるという問題がある。
【０００９】
また、上記隙間ｍ（バックラッシュ）は、歯先肩部ｃから歯元部ｅにかけてほぼ一定幅であるため、動力伝達部ｄの全面がほぼ同時に溝側壁部ｊに接触することとなる。従って、ベルト歯ａは自由に変形することができないため、ベルト歯ａが受ける応力はベルト歯ａの弾性変形によって負担できず、その応力がベルト歯ａの歯元部ｅに集中することとなる。特に、ベルト歯ａが従動側プーリのプーリ溝ｇから出るときにその応力は最大となり、歯元部ｅに過大な応力がかかることとなる。そして、これにより歯元部ｅにクラックが発生してベルト歯ａが欠け、歯付ベルトの破損につながるという問題もある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動する場合におけるベルト表面の摩耗を低減し且つベルト歯の歯元部にかかる応力を低減することによって、耐久性に優れる歯付ベルト伝動システムを得ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベルト歯を有する歯付ベルトと該ベルト歯と噛み合うプーリ溝を有するプーリとを備えた歯付ベルト伝動システムにおいて、ベルト歯とプーリ溝がかみ合っている状態でベルト歯両側の各動力伝達部がプーリ溝のそれぞれ対応する溝側壁部との接触部分を常に有することとしたものである。
【００１２】
具体的に、請求項１記載の発明は、ベルト長手方向にベルト歯が所定ピッチで設けられた歯付ベルトと、該ベルト歯と噛み合うように周縁にプーリ溝が所定ピッチで設けられたプーリとを備えた歯付ベルト伝動システムにおいて、
前記ベルト歯は、ベルト側面における輪郭が直線または曲線である歯先部と、該輪郭が直線または曲線である２箇所の動力伝達部と、該輪郭がベルトランドラインの一部を形成する歯底部に繋がる２箇所の歯元部とを有し、
前記プーリ溝は、前記歯先部に対応する溝底部と、前記動力伝達部に対応する２箇所の溝側壁部と、前記歯底部に対応するプーリランド部に繋がり且つ前記歯元部に対応する２箇所の溝開口部とを有し、
前記ベルト歯と前記プーリ溝とが噛み合った状態で、該ベルト歯両側の各動力伝達部が該プーリ溝のそれぞれ対応する溝側壁部と接触する部分を有し、
前記ベルト歯と前記プーリ溝とが噛み合い且つ前記歯付ベルト及び前記プーリが静止した状態で、該ベルト歯の少なくとも一方の動力伝達部と該プーリ溝の該動力伝達部に対応する溝側壁部との間のピッチラインと平行な方向における間隔が該ベルト歯の歯元部に向かうにしたがって漸次大きくなる隙間が存在し、
前記ベルト歯と前記プーリ溝とが噛み合い且つ該ベルト歯の前記隙間（バックラッシュ）を有する側の方向に前記歯付ベルト及び前記プーリが稼働した状態で、該隙間（バックラッシュ）は、前記動力伝達部が前記溝側壁部に接触していくにしたがって徐々に消失することを特徴とする歯付ベルト伝動システムである。
【００１３】
上記の構成では、ベルト歯とプーリ溝が噛み合った状態において、ベルト歯両側の各動力伝達部の一部はそれぞれ対応する溝側壁部と接触する。そして、その部分でベルト歯がプーリ溝に嵌まって拘束を受けるため、従来技術のようにベルト伝動時に負荷が変動するようなことがあっても、ベルト歯とプーリ溝との間で動力伝達部と溝側壁部との間の隙間（バックラッシュ）相当の相対的な滑りが発生することがない。従って、ベルト歯及び歯底部の表面がプーリと間で摩耗するのが防がれ、歯付ベルトの耐久性向上が図られる。
【００１４】
また、動力伝達部と溝側壁部との間の隙間（バックラッシュ）が動力伝達部と溝側壁部との接触端部から歯元部方向にできる。そして、ベルト歯がプーリ溝に噛み合い且つベルト歯の上記隙間（バックラッシュ）のある方向に歯付ベルト及びプーリが稼働した状態で、該隙間（バックラッシュ）は動力伝達部が溝側壁部に接触していくにしたがって小さくなっていくこととなる。このときベルト歯は弾性的に変形しながらプーリ溝に接触することとなり、このベルト歯の弾性変形によってベルト歯がプーリ溝から受ける応力の一部が負担される。従って、従来技術に比較してベルト歯の歯元部への応力集中が軽減され、歯付ベルトのベルト歯の耐歯欠け性向上が図られる。
【００１５】
さらに、動力伝達部と溝側壁部との間の隙間（バックラッシュ）は歯元方向に向かって漸次大きくなっているので、ベルト歯がプーリ溝に噛み合い且つベルト歯の上記隙間（バックラッシュ）のある方向に歯付ベルト及びプーリが稼働した際には、該隙間（バックラッシュ）は動力伝達部が溝側壁部に接触していくにしたがって徐々に消失することとなる。このときベルト歯も徐々に弾性的な変形をしながらプーリ溝に接触することとなる。そして、このベルト歯の弾性変形によってベルト歯がプーリ溝から受ける応力の一部が負担される。従って、従来技術と比較してベルト歯の歯元部への応力集中が軽減され、歯付ベルトのベルト歯の耐歯欠け性向上が図られる。加えて、上記隙間（バックラッシュ）が歯元部に向かうにしたがって漸次大きくなっているので、ベルト歯にかかる応力は徐々に増大するものとなる。従って、ベルト歯に過大な応力が急激にかかるということがない。
【００１６】
また、上記隙間（バックラッシュ）を有する側の方向に歯付ベルト及びプーリが稼働した場合には該隙間（バックラッシュ）は消滅し、その部分でベルト歯とプーリ溝は隙間なく接触することとなる。従って、ベルト歯がプーリ溝から受ける応力は動力伝達部及び歯元部の全面で分担して負担することとなり、歯元部への応力の集中が軽減される。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の歯付ベルト伝動システムにおいて、
ベルト歯がプーリ溝に噛み合い且つ歯付ベルト及びプーリが静止した状態で、該ベルト歯両側の各動力伝達部における１０％以上７５％以下の面積が該プーリ溝のそれぞれ対応する溝側壁部と接触することを特徴とする歯付ベルト伝動システムである。
【００１８】
上記の構成によれば、ベルト歯がプーリ溝に噛み合い且つ歯付ベルト及びプーリが静止した状態における各動力伝達部と対応する溝側壁部との接触面積が適当な範囲とされているので請求項１記載の作用がより適正に営まれることとなる。すなわち、いずれかの動力伝達部がその１０％より小さい面積で対応する溝側壁部と接触した場合、ベルト歯とプーリ溝との接触面積全体も小さくなる。従って、接触部分においてベルト歯がプーリ溝に嵌って十分な拘束を受けないため、ベルト表面の摩耗を防止するという効果も希薄なものとなってしまう。かかる観点から上記範囲は２０％以上とするのが好ましく、３５％以上とするとさらに好ましい。また、いずれかの動力伝達部がその７５％より大きい面積で対応する溝側壁部と接触した場合、ベルト歯はプーリ溝から強い拘束力を受けてベルト歯のプーリ溝への出入りがスムーズになされないとともに、動力伝達部と溝側壁部との接触面積が大きいためベルト歯のプーリ溝への出入りの際にベルト歯の動力伝達部がプーリ溝の溝側壁部または溝開口部と擦れ合ってベルト表面の摩耗が進行するおそれもある。かかる観点から上記範囲は６５％以下とするのが好ましく、６０％以下とするとさらに好ましい。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の歯付ベルト伝動システムにおいて、
プーリ溝は、プーリ溝の一側の溝側壁部と対向する他側の溝側壁部との間の間隔が溝底部から溝開口部に向かうにしたがって広くなるように形成され且つプーリのプーリ軸に垂直な方向の断面であるプーリ側断面における前記プーリ溝の溝側壁部の輪郭は、該プーリ溝の下方から延びる円弧と該円弧と接する線分とにより形成されていることを特徴とする歯付ベルト伝動システムである。
【００２０】
上記の構成によれば、対向する溝側壁部間の間隔は溝底部から溝開口部に向かうにしたがって広く且つ溝側壁部は溝下方の曲面部とそれに続く平面部とで構成されることとなるので、動力伝達部の一部だけが溝側壁部に接触する形態が実現しやすくなる。すなわち、溝側壁部の上記曲面部を動力伝達部と接触する領域とし、上記平面部を接触しない領域とすることができる。従って、請求項１または請求項２の発明が奏する作用が具体的に営まれることとなる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の歯付ベルト伝動システムにおいて、
プーリ溝側断面におけるプーリ溝の溝側壁部の輪郭を形成する円弧の弧長は該輪郭の他の一部を形成する線分の長さの１０％以上３００％以下であることを特徴とする歯付ベルト伝動システムである。
【００２２】
上記の構成によれば、溝側壁部の一部を形成する曲面部の面積を溝側壁部の他の一部を形成する平面部の面積に対して適当な範囲としているので溝側壁部と接触する動力伝達部の面積が適正化され、請求項３記載の発明の作用が適正に営まれることとなる。すなわち、円弧の長さを線分の長さの１０％より短くした場合、ベルト歯とプーリ溝との接触面積が小さくなり、接触部分においてベルト歯がプーリ溝に嵌って十分な拘束を受けないため、ベルト歯とプーリ溝との相対的な滑りと防止してベルト表面の摩耗を防ぐという効果も希薄なものとなってしまう。かかる観点から上記範囲は３０％以上とするのが好ましく、４５％以上とするとさらに好ましい。他方、円弧の長さを線分の長さの３００％より長くした場合、ベルト歯はプーリ溝から強い拘束力を受けてベルト歯のプーリ溝への出入りがスムーズになされないとともに、動力伝達部と溝側壁部との接触面積が大きいためベルト歯のプーリ溝への出入りの際にベルト歯の動力伝達部がプーリ溝の溝側壁部または溝開口部と擦れ合ってベルト表面の摩耗が進行するおそれもある。また、特に従動側プーリでベルト歯がプーリ溝から出てゆくときは、ベルト歯がベルト本体から引き剥がされる方向に摩擦力が作用するため歯元にクラックが発生しやすくなる。かかる観点から上記範囲は１９０％以下とすることがより好ましい。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載された歯付ベルト伝動システムにおいて、
ベルト側面におけるベルト歯の歯元部の輪郭は、曲率中心をベルト本体外部に有し且つベルトランドラインからベルト歯の先端までの最短の長さであるベルト歯高さの２０％以上５０％以下の長さを曲率半径Ｒｂとする円弧であり、
プーリのプーリ軸に垂直な方向の断面であるプーリ側断面におけるプーリ溝の溝開口部の輪郭は、曲率中心をプーリ本体内部に有し且つ前記曲率半径Ｒｂの６８％以上１００％以下の長さを曲率半径Ｒｂｐとする円弧であることを特徴とする歯付ベルト伝動システムである。
【００２４】
上記の構成によれば、ベルト側面における歯元部の輪郭を形成する円弧の曲率半径Ｒｂをベルト歯高さに対して適当な範囲としているので、歯元部にかかる応力の大きさとベルト歯の弾性変形性とのバランスがとられる。すなわち、前記曲率半径Ｒｂをベルト歯高さの２０％より短くすると歯元部の面積が小さくなり、この部分にプーリ溝からベルト歯にかかる応力が集中してベルト歯の欠けが起こりやすくなる。他方、前記曲率半径Ｒｂをベルト歯高さの５０％より長くすると、ベルト歯の一側の歯元部から他側の歯元部までの幅が大きくなり、ベルト歯の弾性変形が起こりにくいものとなってしまう。
【００２５】
また、プーリ側断面におけるプーリ溝の溝底縁部の輪郭を形成する円弧の曲率半径Ｒｂｐを曲率半径Ｒｂに対して適当な範囲としているので、ベルト歯とプーリ溝との噛み合い性と歯元部にかかる応力の大きさとのバランスがとられる。すなわち、曲率半径Ｒｂｐを曲率半径Ｒｂの６８％より短くすると歯元部とプーリ溝開口部との接触部において接触面圧の集中が起こるおそれがある。他方、曲率半径Ｒｂｐを曲率半径Ｒｂの１００％より長くすると、歯付ベルト及びプーリが稼働したときに歯元部と溝開口部との十分な接触が得られず、歯元部と溝開口部との接触部でベルト歯にかかる応力を分担させることができないおそれがある。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載された歯付ベルト伝動システムにおいて、
プーリの最外部を連結して形成された円周からプーリ溝の底までの最短の長さであるプーリ溝深さは、ベルトランドラインからベルト歯の先端までの最短の長さであるベルト歯高さの９８％以上１０３％以下の長さであり且つ該ベルト歯の歯先部のベルト側面における輪郭と該プーリ溝の溝底部のプーリ側断面における輪郭とが略同一であることを特徴とする歯付ベルト伝動システムである。
【００２７】
上記の構成とすることにより、ベルト歯とプーリ溝は歯先部と溝底部とが適合した形態で噛み合い、これによってベルト歯とプーリ溝との接触面積を最大とすることができる。従って、ベルト歯とプーリ溝との接触部において生じる摩擦抵抗を最大化することができ、ベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動するような場合であっても、ベルト歯とプーリ溝との間に生じる相対的な滑りの発生がより一層効果的に防止される。なお、略同一とはプーリ側断面における溝底部の輪郭がベルト側面における歯先部の輪郭に対して１００％以上１０２％以下の範囲で同一または相似であることをいう。
【００２８】
また、プーリ溝深さをベルト歯高さに対して適当な範囲の長さとしているので、歯底部がプーリランド部に接触し、これらの間の摩擦抵抗によってもベルト歯とプーリ溝との間の相対的な滑りの発生が抑制される。すなわち、プーリ溝深さがベルト歯高さの９８％より短い場合、プーリ溝深さがベルト歯高さより短くなる結果、ベルト歯の歯先部がプーリ溝の溝底部に届いた状態で且つベルトにかかる張力が低い場合は、歯先部の圧縮が十分でなくなり、歯付ベルトの歯底部はプーリランド部に接触することができない。従って、歯底部とプーリランド部との間に生じる摩擦抵抗が得られず、ベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動するような場合にベルト歯とプーリ溝の相対的な滑りを十分に抑制することができない。なお、プーリ溝深さがベルト歯高さの９８％以上１００％未満の長さの場合には、ベルト歯がベルト厚み方向へ若干圧縮されれば歯底部とプーリランド部との接触が得られるものであるが、歯底部とプーリランド部の接触により生じる摩擦抵抗の上記作用が適正に営まれるためには、プーリ溝深さがベルト歯高さの１００％以上とすることが好ましい。他方、プーリ溝深さがベルト歯高さの１０３％より長い場合、プーリ溝深さがベルト歯高さより長くなる結果、ベルト歯の歯先部とプーリ溝の溝底部との接触が十分でなくなり、歯先部と溝底部との間の摩擦抵抗を得られない。
【００２９】
【発明の効果】
従って、以上説明したように請求項１記載の発明では、ベルト歯とプーリ溝が噛み合った状態において、ベルト歯両側の各動力伝達部の一部はプーリ溝のそれぞれ対応する溝側壁部と接触し、その部分でベルト歯がプーリ溝に嵌まって拘束を受けるため、ベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動するようなことがあってもベルト歯とプーリ溝との間に相対的な滑りがベルト歯の変形に起因する滑り以外で発生することがない。従って、ベルト歯及び歯底部の表面がプーリとの間で摩耗するのが防がれ、歯付ベルトの耐久性向上が図られる。加えて、動力伝達部と溝側壁部との間の隙間（バックラッシュ）が動力伝達部と溝側壁部との接触端部から歯元部方向にできることとなり、ベルト歯がプーリ溝に噛み合い且つベルト歯の上記隙間（バックラッシュ）のある方向に歯付ベルト及びプーリが稼働した状態で、該隙間（バックラッシュ）は動力伝達部が溝側壁部に接触していくにしたがって小さくなっていくこととなる。このときベルト歯は弾性的に変形しながらプーリ溝に接触することとなり、このベルト歯の弾性変形によってベルト歯がプーリ溝から受ける応力の一部が負担される。従って、従来技術のようにベルト歯の歯元部への応力集中が軽減され、歯付ベルトのベルト歯の耐歯欠け性向上が図られる。これらのことから耐久性に優れる歯付ベルト伝動システムを得ることができる。
【００３０】
また、動力伝達部と溝側壁部との間の隙間（バックラッシュ）は歯元方向に向かって漸次大きくなっているので、ベルト歯がプーリ溝に噛み合い且つベルト歯の上記隙間（バックラッシュ）のある方向に歯付ベルト及びプーリが稼働した際には、該隙間（バックラッシュ）は動力伝達部が溝側壁部に接触していくにしたがって徐々に消失することとなる。このときベルト歯も徐々に弾性的な変形をしながらプーリ溝に接触することとなり、このベルト歯の弾性変形によってベルト歯がプーリ溝から受ける応力の一部が負担されることとなる。従って、ベルト歯の歯元部に応力が集中するということがなく、歯付ベルトのベルト歯の欠け防止が図られる。加えて、上記隙間（バックラッシュ）が歯元部に向かうにしたがって漸次大きくなっているので、ベルト歯にかかる応力は徐々に増大するものとなり、ベルト歯に過大な応力が急激にかかるということがない。さらに、上記隙間（バックラッシュ）を有する側の方向に歯付ベルト及びプーリが稼働した場合には該隙間（バックラッシュ）は消滅し、その部分でベルト歯とプーリ溝は隙間なく接触することとなる。従って、ベルト歯がプーリ溝から受ける応力は動力伝達部及び歯元部の全面で負担することとなり、これによっても歯元部への応力集中が軽減される。
【００３１】
請求項２記載の発明では、ベルト歯がプーリ溝に噛み合い且つ歯付ベルト及びプーリが静止した状態における各動力伝達部と対応する溝側壁部との接触面積が適当な範囲とされているので請求項１記載の作用がより適正に営まれることとなる。
【００３２】
請求項３記載の発明では、対向する溝側壁部間の間隔は溝底部から溝開口部に向かうにしたがって広く且つ溝側壁部は溝下方の曲面部とそれに続く平面部とで構成されることとなるので、動力伝達部の一部だけが溝側壁部に接触する形態が実現しやすくなる。すなわち、溝側壁部の上記曲面部を動力伝達部と接触する領域とし、上記平面部を接触しない領域とすることができる。従って、請求項１または請求項２の発明が奏する作用が具体的に営まれることとなる。
【００３３】
請求項４記載の発明では、溝側壁部の一部を形成する曲面部の面積を溝側壁部の他の一部を形成する平面部の面積に対して適当な範囲としているので溝側壁部と接触する動力伝達部の面積が適正化され、請求項３記載の発明の作用が適正に営まれることとなる。
【００３４】
請求項５記載の発明では、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載された発明の効果に加えて、ベルト側面における歯元部の輪郭を形成する円弧の曲率半径Ｒｂをベルト歯高さに対して適当な範囲としているので、歯元部にかかる応力の大きさとベルト歯の弾性変形性とのバランスがとられる。また、プーリ側断面における開口部の輪郭を円弧とし且つ該円弧の曲率半径Ｒｂｐを曲率半径Ｒｂに対して適当な範囲としているので、ベルト歯とプーリ溝との噛み合い性と歯元部にかかる応力の大きさとのバランスがとられる。
【００３５】
請求項６記載の発明では、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載された発明の効果に加えて、ベルト歯とプーリ溝は歯先部と溝底部とが適合した形態で噛み合い、これによってベルト歯とプーリ溝との接触面積を最大とすることができる。従って、ベルト歯とプーリ溝との接触部において生じる摩擦抵抗を最大化することができ、ベルト歯とプーリ溝との間に生じる相対的な滑りの発生がより一層効果的に防止される。加えて、プーリ溝深さをベルト歯高さに対して適当な範囲の長さとしているので、歯底部がプーリランド部に接触し、これらの間の摩擦抵抗によってもベルト歯とプーリ溝との間の相対的な滑りの発生が抑制される。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１に係る歯付ベルト伝動システムＡついて図面に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
前記歯付ベルト伝動システムＡにおける歯付ベルトＡは、図１に示すようにベルト長手方向に所定ピッチで設けられたベルト歯を形成する歯ゴム部１１、ベルト外側の背ゴム部１２、歯付ベルトＡの歯ゴム部１１側の表面を被覆する帆布１３及びベルト長手方向に埋設されている抗張体としての心線１４とからなる。そして、歯ゴム部１１及び背ゴム部１２として水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）を主体とするゴム配合物が使用されている。また、帆布１３としてベルト長手方向に伸縮性を有し且つゴム糊による接着処理が施されたナイロン帆布が使用されている。そして、心線１４としてレゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）による接着処理が施されたガラス繊維が使用されている。また、心線１４は、歯付ベルトＡのピッチライン上に埋設されており、これによってベルトのピッチラインディファレンシャル（ＰＬＤ）がベルト全周にわたって一定となり、ベルト歯とプーリ溝との噛み合い不良が低減される。なお、歯付ベルトＡのＰＬＤは０．６８６とされている。
【００３８】
図２は上記歯付ベルトＡのベルト歯の側面を示す。ベルト歯２０は、その形状がベルト側面において左右対称であり、その表面は歯先部２１と歯先肩部２２と動力伝達部２３と歯元部２４とで形成されている。そして、歯先部２１は、ベルト側面における輪郭が直線となるように形成されている。また、歯先肩部２２は、歯先部２１の両側にそれぞれ続き且つベルト側面における輪郭が曲率中心をベルト本体内部に有する曲率半径Ｒｔ０．８０ｍｍの円弧で形成されている。さらに、動力伝達部２３はそれぞれの歯先肩部２２に続き且つベルト側面における輪郭が曲率中心をベルト本体内部に有する曲率半径Ｒ５．１ｍｍの円弧で形成されている。そして、前記曲率中心はベルトピッチライン上にあり、曲率半径Ｒはベルト側面におけるベルト歯２０の一側の動力伝達部２３の輪郭を形成する円弧の曲率中心と他側の曲率中心との間の距離Ｗ５．２ｍｍにほぼ等しい。このような構成とすることにより、歯付ベルトＡのベルト歯２０を形成する領域と歯底部２５を形成する領域とのバランスをとることができ且つ噛み合い伝動に有効なベルト歯２０を突設させることができる。なお、両曲率中心間の長さは曲率半径Ｒに対して±１％の長さとすることにより上記効果を得ることができる。そして、歯元部２４はそれぞれの動力伝達部２３に続き且つベルト側面における輪郭が曲率中心をベルト外部に有する曲率半径Ｒｂ１．２５ｍｍの円弧で形成され且つベルト側面の輪郭がベルトランドラインの一部を形成する歯底部２５に繋がっている。ここで、ベルトランドラインからベルト歯の先端までの最短の長さであるベルト歯高さＨは２．９３ｍｍであり、これに対し曲率半径Ｒｂは４２．７％の長さとなるようにされている。
【００３９】
上記歯付ベルトシステムＡにおけるプーリＡは、周縁に上記ベルト歯２０と噛み合うプーリ溝３０が所定ピッチで設けられている。図３は、そのプーリＡのプーリ軸に垂直な方向の断面であるプーリ側断面におけるプーリ溝３０を示す。プーリ溝３０は、その形状がプーリ側断面において左右対称であり、この点は上記ベルト歯２０と同様である。従って、ベルトの稼働方向にかかわらず同様の動力伝達が実現でき、また歯付ベルトＡをプーリＡに取り付ける際に取付方向を間違えるということがない。そして、プーリ溝３０の表面は、溝底部３１と溝底縁部３２と溝側壁部３３と溝開口部３４とで形成されている。溝底部３１はプーリ側断面における輪郭が直線となるように形成されており、上記ベルト歯２０の歯先部２１に対応している。また、溝底縁部３２は溝底部３１の両側にそれぞれ続き且つプーリ側断面における輪郭が曲率中心をプーリ本体外部に有する曲率半径Ｒｔｐ１．００ｍｍの円弧で形成されており、上記ベルト歯２０の歯先肩部２２に対応している。さらに、溝壁部３３はそれぞれの溝底縁部３２に続き且つプーリ側断面における輪郭が曲率中心をプーリ本体外部に有する曲率半径Ｒｐ５．１２ｍｍの円弧である曲面部３３ａとこれに続いて該輪郭が該円弧と接する線分をなす平面部３３ｂとからなる。ここでプーリ側断面における曲面部３３ａの輪郭を形成する円弧の弧の長さは該プーリ側断面における平面部３３ｂの輪郭を形成する線分の長さの９２．７％の長さとされている。なお、ベルト歯２０とプーリ溝３０が噛み合い且つ歯付ベルト及びプーリが静止した状態で、プーリ側断面における上記曲面部３３ａの輪郭を形成する円弧の曲率中心とベルト側面における動力伝達部２３の輪郭を形成する円弧の曲率中心とは一致するようにされている。これによって、ベルト歯２０がプーリ溝３０に出入りする際、動力伝達部２３が溝側壁部３３の曲面部３３ａに沿って移動することとなり、ベルト歯２０のプーリ溝３０への出入りがスムーズに行われることとなる。溝開口部３４は、両側の溝壁部３１にそれぞれ続き且つプーリ側断面における輪郭が曲率中心をプーリ本体内部に有する曲率半径Ｒｂｐ０．９８ｍｍの円弧で形成され且つ上記歯底部２５に対応するプーリランド部３５に繋がっている。従って、曲率半径Ｒｂｐは曲率半径Ｒｂに対して７８．４％の長さとなっている。そして、プーリの最外部を連結して形成された円周からプーリ溝の底までの最短の長さであるプーリ溝深さＤは２．９５ｍｍであり、これに対して上記ベルト歯高さは９９％となっている。
【００４０】
図４は、歯付ベルト及びプーリが静止した状態における上記ベルト歯２０と上記プーリ溝３０との噛み合い状態を示している。このとき、ベルト歯２０の歯先部２１及び歯先肩部２２はそれぞれプーリ溝３０の溝底部３１及び溝底縁部３２に接触し、ベルト歯２０の動力伝達部２３の歯先肩部２２側の部分は溝側壁部３３の曲面部３３ａと接触する。このとき、動力伝達部２３の面積の５１．９％が溝側壁部３３の曲面部３３ａと接触することになる。そして、動力伝達部２３とそれに対応する溝側壁部３３の平面部３３ｂとの間には、ピッチラインと平行な方向における両者間の間隔が該ベルト歯２０の歯元部２４に向かうにしたがって漸次大きくなる隙間４０（バックラッシュ）を有する。
【００４１】
上記噛み合い状態にある歯付ベルト伝動システムにおいて、歯付ベルトＡ１０の長手方向の一の側のベルト張力が他の側のベルト張力より大きくなり、その差が歯付きベルトＡ１０を駆動するための負荷として作用すると、歯付ベルトＡ１０及びプーリＡが該負荷の働く方向に稼働する。このとき、ベルト歯２０の歯付ベルトＡ１０の稼働する方向側の動力伝達部２３と対応する溝側壁部３３との間の隙間４０（バックラッシュ）は溝開口部３４の方向に向かって漸次消滅していき、最終的には動力伝達部２３から歯元部２４にかけての全体が溝側壁部３３及び開口部２４に接触することとなる。一方、ベルト歯２０の他の側の隙間４０（バックラッシュ）は拡大するものの、歯先部２１、歯先肩部２２及び動力伝達部２３の一部はプーリ溝３０と接触したままの状態となる。
【００４２】
次に作用・効果について説明する。
【００４３】
上記の歯付ベルト伝動システムＡでは、ベルト歯２０とプーリ溝３０が噛み合った状態において、ベルト歯２０両側の各動力伝達部２３の一部はプーリ溝のそれぞれ対応する溝側壁部３３の曲面部３３ａと接触する。そして、その部分でベルト歯２０がプーリ溝３０に嵌まって拘束を受けるため、従来技術のようにベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動するようなことがあってもベルト歯２０とプーリ溝３０との間に相対的な滑りが発生することがない。
【００４４】
また、ベルト歯２０がプーリ溝３０に噛み合い且つ歯付ベルトＡ及びプーリＡが静止した状態で、動力伝達部２３と対応する溝側壁部の曲面部３３ａとの接触面積は、動力伝達部２３全体の面積の５１．９％となるようにしているので、スムーズな噛み合い伝動が阻害されない範囲でベルト歯２０はプーリ溝３０の適度な拘束を受け、上記ベルト歯２０とプーリ溝３０との相対的な滑りの発生が防止される。
【００４５】
さらに、対向する溝側壁部３３間の間隔は溝底部３１から溝開口部３４に向かうにしたがって広く且つ溝側壁部３３は溝下方の曲面部３３ａとそれに続く平面部３３ｂとで構成される。すなわち、上記曲面部３３ａと動力伝達部２３とが接触し、動力伝達部２３と上記平面部３３ｂとの間で隙間４０（バックラッシュ）が形成されることとなり、動力伝達部２３の一部だけが溝側壁部３３に接触する形態が実現しやすくされている。
【００４６】
また、曲面部３３ａの面積を平面部３３ｂの面積に対して５１．９％としているため、動力伝達部２３と溝側壁部３３の曲面部３３ａとの接触によってベルト歯２０がプーリ溝３０によって適度の拘束を受けるようになっており、この点からもベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動する際に発生するベルト歯２０とプーリ溝３０との相対的な滑りが防止される。
【００４７】
そして、ベルト側面における歯先部の輪郭とプーリ側断面における溝底部の輪郭とが略同一であるため、ベルト歯２０とプーリ溝３０は歯先部２１と溝底部３１とが適合した形態で噛み合い、これによってベルト歯２０とプーリ溝３０との接触面積を最大とすることができる。従って、ベルト歯２０とプーリ溝３０との接触部において生じる摩擦抵抗も最大化することができ、ベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動するようなことがあってもベルト歯とプーリ溝との間で生じる相対的な滑りの発生がより一層効果的に防止される。
【００４８】
上記の如く、ベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動するようなことがあってもベルト歯２０とプーリ溝３０との相対的な滑りが防止され、歯先部２１や歯底部２５等のプーリとの接触部分がプーリとの間で摩耗してベルトが損傷を受けるということがない。従って、歯付ベルトＡとプーリＡとの組合せによる歯付ベルト伝動システムＡは耐久性に優れたものとなる。
【００４９】
また、動力伝達部２３と溝側壁部３３の平面部３３ｂとの間の隙間４０（バックラッシュ）は歯元部２４の方向に向かって漸次大きくなっているので、ベルト歯２０がプーリ溝３０に噛み合い且つ歯付ベルト及びプーリが稼働した際、ベルトの稼働方向側の動力伝達部２３が溝側壁部３３の平面部３３ｂに接触していくにしたがって隙間４０（バックラッシュ）は徐々に消失することとなる。このときベルト歯２０も徐々に弾性的な変形をしながらプーリ溝３０に接触することとなり、このベルト歯２０の弾性変形によってベルト歯２０がプーリ溝３０から受ける応力の一部が負担される。従って、従来技術のようにベルト歯２０の歯元部２４への応力集中が軽減され、ベルト歯２０の耐歯欠け性向上が図られる。そして、隙間４０（バックラッシュ）が歯元部２４に向かうにしたがって漸次大きくなっているので、ベルト歯２０にかかる応力は徐々に増大するものとなり、ベルト歯に過大な応力が急激にかかるということがない。
【００５０】
さらに、隙間４０（バックラッシュ）が消滅し、その部分でベルト歯２０とプーリ溝３０が隙間なく接触することとなり、ベルト歯２０がプーリ溝３０から受ける応力は動力伝達部２３及び歯元部２４の全面で分担して負担することとなり、歯元部２４への応力集中が軽減される。
【００５１】
また、ベルト側面における歯元部２４の輪郭を形成する円弧の曲率半径Ｒｂをベルト歯高さＨに対して４２．７％の長さとしているので、歯元部２４にかかる応力の大きさとベルト歯２０の弾性変形性とのバランスがとられ、曲率半径Ｒｂが短すぎるために歯元部２４の面積が小さくなって歯元部２４にかかる応力が過大となったり、曲率半径Ｒｂが長すぎるためにベルト歯２０の両歯元部２４間の幅が大きくなってベルト歯２０の弾性変形が阻害されるということがない。
【００５２】
また、プーリ側断面における溝開口部３４の輪郭を形成する円弧の曲率半径Ｒｂｐを曲率半径Ｒｂに対して７８．４％としているので、ベルト歯２０とプーリ溝３０との噛み合い性と歯元部２４にかかる応力の大きさとのバランスがとられる。すなわち、曲率半径Ｒｂｐが短すぎて両溝開口部３４間が狭くなってプーリ溝３０からベルト歯２０が出る際に該溝開口部３４にベルト歯が接触したり、曲率半径Ｒｂｐが長すぎて歯付ベルトＡ及びプーリＡが稼働したときに歯元部２４と溝開口部３４との十分な接触が得られず、歯元部２４と溝開口部３４の接触部でベルト歯２０にかかる応力を分担させることができないといったことがない。
【００５３】
上記の如く、ベルト歯２０がプーリ溝３０に噛み合い且つ歯付ベルトＡとプーリＡが稼働した際に、ベルト歯２０とプーリ溝３０との間の隙間４０（バックラッシュ）を徐々に消失させ、ベルト歯２０の弾性変形によってベルト歯２０にかかる応力の一部をこの弾性変形で負担させることにより歯元部２４への応力の集中を軽減し、ベルト歯２０の耐歯欠け性が向上する。従って、かかる観点からも歯付ベルトＡはプーリＡとの組合せによる歯付ベルト伝動システムＡは耐久性に優れたものとなる。
【００５４】
＜実施例＞
−モータリング耐久試験−
上記実施形態１に係る歯付ベルトＡ及びプーリＡの組合せによる歯付ベルト伝動システムを実施例とした。一方、図９〜１１に示す従来例に係る歯付ベルト及びプーリの組合せによる歯付ベルト伝動システムを比較例とした。なお、従来例に係るベルト歯及びプーリ溝の各部の寸法は以下の通りである。
・従来例に係る歯付ベルトのベルト歯及びプーリのプーリ溝の各部の寸法
ｒ＝５．１０ｍｍｒ_ｐ＝５．４０ｍｍ
ｒ_ｔ＝０．８０ｍｍｒ_ｔｐ＝０．４０ｍｍ
ｒ_ｂ＝０．８０ｍｍｒ_ｂｐ＝０．７５ｍｍ
ｗ＝５．２０ｍｍｒ_ｓ＝４．０４ｍｍ
ベルト歯高さ＝２．９３ｍｍプーリ溝深さ＝２．８３ｍｍ
ＰＬＤ＝０．６８６
そして、それぞれの歯付ベルト及びプーリを直列４気筒の自動車用エンジンのオーバーヘッドカム駆動に適用し、ベルト歯が欠けるまでベルトを走行させた。試験に供したベルトはベルト歯のピッチが８ｍｍでベルト幅は２０ｍｍのものを用い、駆動プーリの回転数は４０００ｒｐｍとした。上記オーバーヘッドカム駆動は、クランクシャフトに取り付けられた駆動プーリとカムシャフトに取り付けられた従動プーリとに、図５に示すようなベルト歯とプーリ溝との噛み合い状態を実現するように歯付ベルトを巻き掛け、駆動プーリを回転させることにより従動プーリを回転させるものである。そして、バルブがカムの作用で周期的に押される際、カムはバルブに取り付けられたスプリングの作用によって周期的な抵抗力を受ける。その周期的な抵抗力がカムシャフトに取り付けられた従動プーリに作用することにより、歯付ベルトにかかる負荷（（ベルトの稼働する方向にかかる力）−（逆方向にかかる力））も変動する。本試験では、歯付ベルトにかかる負荷の最大値が９８１Ｎとなるように設定して走行試験を実施した。
【００５５】
試験後の各ベルトの歯側の表面について、実施例の歯付ベルトＡでは帆布の著しい摩耗は見られなかったが、比較例の歯付ベルトでは帆布の表面が著しく摩耗していた。
【００５６】
各ベルトのベルト歯が欠けるまでの時間については表１に示した。
【００５７】
【表１】

【００５８】
上記の試験後のベルト表面の摩耗状態及び表１から明らかなように、実施例は比較例に比べ著しく高い耐久性を示した。すなわち、ベルト歯の動力伝達部の一部がプーリ溝の溝側壁部で拘束されるので、ベルト伝動時にベルトに負荷が変動するようなことがあってもベルト歯とプーリ溝との相対移動が防がれ、ベルト表面の帆布の摩耗が防止されるということが明らかとなった。加えて、ベルト歯とプーリ溝との間の隙間（バックラッシュ）を徐々に消失するようにし、ベルト歯の弾性変形によってベルト歯にかかる応力の一部をこの弾性変形で負担することにより歯元部への応力の集中が防がれるということも確認された。
【００５９】
−台上負荷耐久試験−
上記実施例及び比較例に係る歯付ベルト伝動システムをベルトに定常負荷がかかる条件である台上負荷耐久試験に適用し、ベルト歯が欠けるまで走行試験を実施した。試験機のレイアウトは、図６に示すように周縁に２１箇所のプーリ溝が設けられた駆動プーリ６１と周縁に４２箇所のプーリ溝が設けられた従動プーリ６２とベルト背面を押すアイドラプーリ６３とで構成され、これらに歯付ベルト６４を巻き掛けて走行試験を実施した。なお、試験に供したベルトはベルト歯のピッチが８ｍｍであり、ベルト幅は１０ｍｍとした。そして、ベルト取付時のベルトにかかる張力を２１６Ｎとなるようにし、ベルト走行時にベルトにかかる負荷は５５０Ｎとなるようにした。各ベルトのベルト歯が欠けるまでの時間について表２に示した。
【００６０】
【表２】

【００６１】
表２から明らかなように、負荷の変動を伴わない定常負荷の条件においても、実施例は比較例に比べて著しく耐久性に優れることがわかる。本試験においては負荷の変動は伴わないので、ベルト歯とプーリ溝との間の隙間（バックラッシュ）を徐々に消失するようにして、ベルト歯の弾性変形によってベルト歯にかかる応力の一部をこの弾性変形で負担させることにより歯元部への応力の集中が防がれるという上記モータリング試験の効果が再確認された。
【００６２】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係る歯付ベルト伝動システムＢに使用される歯付ベルトＢのベルト歯２０がプーリＢのプーリ溝３０に噛み合い且つ歯付ベルトＢ及びプーリＢが静止した状態をベルト側面から示した図である。なお、ベルト歯、プーリ溝及び隙間（バックラッシュ）については、上記実施形態１の場合と同様の符号を用いて示した。歯付ベルトＢのベルト側面におけるベルト歯２０の輪郭は、歯付ベルトＡのベルト側面におけるベルト歯の輪郭において歯先肩部を設けずにベルト歯両側の動力伝達部端を結合して歯先部を形成させたものである。また、プーリＢも同様にプーリ側断面におけるプーリ溝３０の輪郭は、プーリＡのプーリ側断面におけるプーリ溝の輪郭において溝底縁部を設けずに溝側壁部端を結合して溝底部を形成させたものである。そして、ベルト側面における歯先部の輪郭とプーリ側断面における溝底部の輪郭は略同一である。その他の点については歯付ベルトＢ及びプーリＢは、歯付ベルトＡ及びプーリＡと同一の構成を有する。
【００６３】
上記歯付ベルト伝動システムＢにおいてもベルト歯２０がプーリ溝３０に噛み合い且つ歯付ベルトＢ及びプーリＢが静止した状態で、動力伝達部の一部が溝側壁部と接触し、その接触端から歯元側に向かって徐々に大きくなる隙間４０（バックラッシュ）が存在する。従って、上記実施形態１と同様、ベルト歯２０とプーリ溝３０との間の相対的な滑りが防止されるとともに歯元部への応力の集中が回避され、歯付ベルト伝動システムＢは耐久性に優れたものとなる。
【００６４】
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３に係る歯付ベルト伝動システムＣに使用される歯付ベルトＣのベルト歯２０とプーリＣのプーリ溝３０が噛み合い且つ歯付ベルトＣ及びプーリＣが静止した状態をベルト側面から示した図である。なお、ベルト歯、プーリ溝及び隙間（バックラッシュ）については、上記実施形態１の場合と同様の符号を用いて示した。歯付ベルトＣのベルト側面におけるベルト歯２０の輪郭は、歯付ベルトＡのベルト側面におけるベルト歯の輪郭において歯先肩部を設けずにベルト歯両側の動力伝達部端を円弧で結合して歯先部を形成させたものである。また、プーリＣも同様にプーリ側断面におけるプーリ溝３０の輪郭は、プーリＡのプーリ側断面におけるプーリ溝の輪郭において溝底縁部を設けずに溝側壁部端を円弧で結合して溝底部を形成させたものである。そして、ベルト側面における歯先部の輪郭とプーリ側断面における溝底部の輪郭は略同一である。その他の点については歯付ベルトＣ及びプーリＣは、歯付ベルトＡ及びプーリＡと同一の構成を有する。
【００６５】
上記歯付ベルト伝動システムＣにおいてもベルト歯２０がプーリ溝３０に噛み合い且つ歯付ベルトＣ及びプーリＣが静止した状態で、動力伝達部の一部が溝側壁部と接触し、その接触端から歯元側に向かって徐々に大きくなる隙間４０（バックラッシュ）が存在する。従って、上記実施形態１と同様、ベルト歯２０とプーリ溝３０との間の相対的な滑りが防止されるとともに歯元部への応力の集中が回避され、歯付ベルト伝動システムＣは耐久性に優れたものとなる。
【００６６】
さらに、歯先部が平面である場合に比べて歯先部の表面積が広くなるため、該歯先部に対応する溝底部との間で大きな摩擦抵抗を得ることができる。これによって、ベルト伝動時にベルトにかかる負荷が変動するような場合でもベルト歯２０とプーリ溝３０との相対的な滑りがさらに一層効果的に防止される。
【００６７】
（その他の実施形態）
本発明が適用される実施形態としては上記のものに限られるものではなく、歯先部の形状が他の形状のものであってもよい。また、ベルト側面における動力伝達部の輪郭は円弧に限られず、直線状であってもよい。さらに、プーリ側断面における溝側壁部の輪郭は円弧と線分からなるものに限られず、円弧状または直線状のものであってもよい。また、ベルト歯がベルト幅方向に設けられている場合のみならず、斜めに設けられたはす歯も含まれる。すなわち、本発明の実施形態には、丸歯、台形歯等の種々の形態の歯形を有する歯付ベルト及びそれに対応するプーリ溝を有するプーリとの組合せが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】歯付ベルトＡの斜視図である。
【図２】歯付ベルトＡのベルト歯の側面図である。
【図３】プーリＡのプーリ溝側断面におけるプーリ溝の側面図である。
【図４】歯付ベルトＡのベルト歯とプーリＡのプーリ溝とが噛み合った状態をベルト側面側から示した図である。
【図５】歯付ベルトＡをプーリＡに巻き掛けた状態におけるベルト歯とプーリ溝の噛み合い状態をベルト側面側から示した図である。
【図６】実施例２に係る台上負荷耐久試験の試験機のレイアウトを示す図である。
【図７】歯付ベルトＢのベルト歯とプーリＢのプーリ溝とが噛み合った状態をベルト側面側から示した図である。
【図８】歯付ベルトＣのベルト歯とプーリＣのプーリ溝とが噛み合った状態をベルト側面側から示した図である。
【図９】従来例に係る歯付ベルトのベルト歯の側面図である。
【図１０】従来例に係るプーリのプーリ溝側断面におけるプーリ溝の側面図である。
【図１１】従来例に係る歯付ベルトのベルト歯と従来例に係るプーリのプーリ溝とが噛み合った状態をベルト側面側から示した図である。
【符号の説明】
１０歯付ベルトＡ
１１歯ゴム部
１２背ゴム部
１３帆布
１４心線
２０ベルト歯
２１歯先部
２２歯先肩部
２３動力伝達部
２４歯元部
２５歯底部
３０プーリ溝
３１溝底部
３２溝底縁部
３３溝側壁部
３４溝開口部
３５プーリランド部
６１駆動プーリ
６２従動プーリ
６３アイドラプーリ
６４歯付ベルト
ａベルト歯
ｂ歯先部
ｃ歯先肩部
ｄ動力伝達部
ｅ歯元部
ｆ歯底部
ｇプーリ溝
ｈ溝底部
ｉ溝底縁部
ｊ溝側壁部
ｋ溝開口部
ｌプーリランド部
ｍ隙間（バックラッシュ）

Claims

ベルト長手方向にベルト歯が所定ピッチで設けられた歯付ベルトと、該ベルト歯と噛み合うように周縁にプーリ溝が所定ピッチで設けられたプーリとを備えた歯付ベルト伝動システムにおいて、
前記ベルト歯は、ベルト側面における輪郭が直線または曲線である歯先部と、該輪郭が直線または曲線である２箇所の動力伝達部と、該輪郭がベルトランドラインの一部を形成する歯底部に繋がる２箇所の歯元部とを有し、
前記プーリ溝は、前記歯先部に対応する溝底部と、前記動力伝達部に対応する２箇所の溝側壁部と、前記歯底部に対応するプーリランド部に繋がり且つ前記歯元部に対応する２箇所の溝開口部とを有し、
前記ベルト歯と前記プーリ溝とが噛み合った状態で、該ベルト歯両側の各動力伝達部が該プーリ溝のそれぞれ対応する溝側壁部と接触する部分を有し、
前記ベルト歯と前記プーリ溝とが噛み合い且つ前記歯付ベルト及び前記プーリが静止した状態で、該ベルト歯の少なくとも一方の動力伝達部と該プーリ溝の該動力伝達部に対応する溝側壁部との間のピッチラインと平行な方向における間隔が該ベルト歯の歯元部に向かうにしたがって漸次大きくなる隙間が存在し、
前記ベルト歯と前記プーリ溝とが噛み合い且つ該ベルト歯の前記隙間を有する側の方向に前記歯付ベルト及び前記プーリが稼働した状態で、該隙間は前記動力伝達部が前記溝側壁部に接触していくにしたがって徐々に消失することを特徴とする歯付ベルト伝動システム。
請求項１記載の歯付ベルト伝動システムにおいて、
ベルト歯がプーリ溝に噛み合い且つ歯付ベルト及びプーリが静止した状態で、該ベルト歯両側の各動力伝達部における１０％以上７５％以下の面積が該プーリ溝のそれぞれ対応する溝側壁部と接触することを特徴とする歯付ベルト伝動システム。
請求項１または請求項２記載の歯付ベルト伝動システムにおいて、
プーリ溝は、プーリ溝の一側の溝側壁部と対向する他側の溝側壁部との間の間隔が溝底部から溝開口部に向かうにしたがって広くなるように形成され且つプーリのプーリ軸に垂直な方向の断面であるプーリ側断面における前記プーリ溝の溝側壁部の輪郭は、該プーリ溝の下方から延びる円弧と該円弧と接する線分とにより形成されていることを特徴とする歯付ベルト伝動システム。
請求項３記載の歯付ベルト伝動システムにおいて、
プーリ溝側断面におけるプーリ溝の溝側壁部の輪郭を形成する円弧の弧長は該輪郭の他の一部を形成する線分の長さの１０％以上３００％以下であることを特徴とする歯付ベルト伝動システム。
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載された歯付ベルト伝動システムにおいて、
ベルト側面におけるベルト歯の歯元部の輪郭は、曲率中心をベルト本体外部に有し且つベルトランドラインからベルト歯の先端までの最短の長さであるベルト歯高さの２０％以上５０％以下の長さを曲率半径Ｒｂとする円弧であり、
プーリのプーリ軸に垂直な方向の断面であるプーリ側断面におけるプーリ溝の溝開口部の輪郭は、曲率中心をプーリ本体内部に有し且つ前記曲率半径Ｒｂの６８％以上１００％以下の長さを曲率半径Ｒｂｐとする円弧であることを特徴とする歯付ベルト伝動システム。
請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載された歯付ベルト伝動システムにおいて、
プーリの最外部を連結して形成された円周からプーリ溝の底までの最短の長さであるプーリ溝深さは、ベルトランドラインからベルト歯の先端までの最短の長さであるベルト歯高さの９８％以上１０３％以下の長さであり且つベルト側面における該ベルト歯の歯先部の輪郭とプーリのプーリ軸に垂直な方向の断面であるプーリ側断面における該プーリ溝の溝底部の輪郭とが略同一であることを特徴とする歯付ベルト伝動システム。