Transmitting device, and elastic manner belt having an elastic belt

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性的ベルトを有する伝達装置、及びその伝達装置に使用する弾性的ベルトに関する。 該ベルトは、エラストマー材料から成る環状本体と、該環状本体内で長手方向に伸長し、自由状態にてベルトの中立撓み軸を略画成する線に従って相互に並んだ関係に配置された複数の弾性的な繊維状（フィリフォーム）要素とを備える型式のものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】一般に、駆動ベルトは、弾性材料から成る環状本体を備え、該本体内で相互に並んだ関係にて配置された複数のフィリフォーム要素が伸長しており、該フィリフォーム要素は、使用中、ベルトに加えられる引張り応力に抵抗する機能を実質上果たす。

【０００３】極めて最近の実施例におけるフィリフォーム要素は、実際的に延伸不能である。 かかる特徴は、ベルトを極めて小径のプーリに取り付けるとき大きな問題を伴うことが分かった。

【０００４】これは、ベルトがそれぞれのプーリ上を通るとき、ベルトの環状本体が受ける撓みによって、エラストマー材料がベルトの内端縁にて収縮することに起因する。 かかる収縮は、ベルトの屈曲作用が大きくなるのに伴って益々増大する。 故に、プーリが極めて小径である場合、かかる収縮はフィリフォーム要素への取り付け部分を含むエラストマー材料全体に重大な局部的変形を生させる程度のものとなる。

【０００５】かかる使用状態下にて、ベルトは、エラストマー材料がフィリフォーム要素から剥離し、該要素に切り込む傾向となるため、常に早期に摩耗される。

【０００６】故に、原則として、延伸不能なフィリフォーム要素が設けられたベルトは４０mm以下の径のプーリには使用し得ない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記制約を緩和するため、本出願人は、フィリフォーム要素が弾性的に延伸可能であり、ベルトをそれぞれのプーリ上に延伸させた使用状態のとき、ベルトの所定の弾性伸びが得られるような駆動ベルトを開発した。 このようにエラストマー材料の全部分に生じる弾性的な張力は、ベルトがプーリの上を通るとき該材料が受ける収縮を著しく軽減する働きをする。 上記型式の駆動ベルトは、詳細について参照することの出来るイタリア国特許出願第２０３３８−Ａ／８
８の主題である。 このイタリア国特許出願において、フィリフォーム要素が、その極限引張り応力の１／１０に等しい張力を受けたとき、これら要素は２つの所定の屈曲力に従うベルトの湾曲に対応する２つの限界値間に含まれるベルトの最内側面の収縮率を補正する伸び率を備えることを要する。 該湾曲は、ベルトのフィリフォーム要素が伸長する円周幅のそれぞれ６０％及び３５％に相当するそれぞれの円周幅によって画成される。

【０００８】上記のイタリア国特許出願に記載された特徴を備えるベルトは、プーリ寸法を著しく小さくすることを可能にし、かかるプーリの径は早期摩耗の問題を伴うことなく、１５又は１６mm程度の値とすることが出来る。

【０００９】しかし、プーリ径を可能な限り小さくしようとする傾向が続き、より一層小径のプーリに使用し得るようにしたベルトが必要とされている。 かかる必要条件に適合するためには、取り付け時に相当な弾性伸びを示し、エラストマー材料がプーリ上を通るときに受ける強力な収縮作用に抵抗し得る極めて弾性的なベルトが必要とされる。

【００１０】しかし、この解決手段は一見複雑ではないようにみえるが、ベルトの弾性率が所定のパラメータを上廻る場合、ベルト自体が幾つかの理由により顕著な伸び作用を受け、これは時間の経過と共に増大しベルトの余張力が徐々に低下する。 このため、ベルトのプーリに対する接合力が低下し、更に重要なことには、ベルトがプーリの上を通るとき、エラストマー材料の収縮に抵抗し得るベルトの機能が損なわれることである。

【００１１】本発明の主たる目的は、上述の技術的問題点を実質的に解決することである。 そのための本発明の構成は、弾性的ベルトを有する伝達装置であって、該弾性的ベルト（１）は、エラストマー材料から成る環状本体（２）と、前記環状本体内に該環状本体の中立軸線位置に略対応する表面に沿って埋設されてベルト張力に対抗する複数の弾性的フィリフォーム要素（６）と、前記ベルトが予張力を付与された状態で取付けられる少なくとも２つのプーリ（７、８）とを具備し、前記ベルト（１）は、該環状本体（２）の全長を円周長さとする所定の円周において前記フィリフォーム要素位置までの半径をＲとしたとき該半径Ｒの６０％の長さの半径ｒ _１を有する他の円周により画成される第１の屈曲線に沿って巻かれて屈曲されてその半径方向最内面で第１の収縮率ε _１を生じ、かつ該ベルト（１）は、前記半径Ｒの所定割合（％）の長さの半径ｒ _２を有する更に他の円周により画成される第２の屈曲線に沿って巻かれて屈曲されてその半径方向最内面で第２の収縮率ε _２を生じ、前記弾性的ベルトはその極限引張応力の１／１０において前記第１及び第２の収縮率ε _１及びε _２の間の所定の収縮率と釣り合う伸び率εｆａを示す前記伝達装置であって、
（ｉ）前記所定割合は２０％であり、（ｉｉ）前記伸び率εｆａはベルトの残留弾性伸び率であり、（ｉｉｉ）
前記プーリの少なくとも１つの直径は１５ｍｍより小さい、ことを特徴とする。 従って、上記第１の本発明によれば、次に示す効果がある。 上記所定割合を２０％としかつ上記残留弾性伸び率εｆａが上記第１及び第２の収縮率ε _１ 、ε _２間にあるようなベルトを選定することにより、ベルトをプーリに巻き付けて組付けたときにベルト内端縁（環状本体基部）に生ずる収縮に適切に対応したベルト伸びを実現できるので、ベルトの伸び不足による過度の予張力を生じたり又はベルトの伸び過ぎによる予張力不足を生じたり等の不都合を生ずる事なく、適正な予張力に基づく良好な運転を行い得る。 これにより、ベルトに対して大きな収縮を生じせしめ易い小径のプーリに対しても本ベルトの適用が可能となり、直径１５ｍｍより小さい直径のプーリに対しても適用可能となる。 また、本願の第２の発明の構成は、上記伝達装置に使用する弾性的ベルトであって、該弾性的ベルト（１）は、エラストマー材料から成る環状本体（２）と、前記環状本体内に該環状本体の中立軸線位置に略対応する表面に沿って埋設されてベルト張力に対抗する複数の弾性的フィリフォーム要素（６）とを具備し、前記ベルト（１）は、該環状本体（２）の全長を円周長さとする所定の円周において前記フィリフォーム要素位置までの半径をＲとしたとき該半径Ｒの６０％の長さの半径ｒ _１を有する他の円周により画成される第１の屈曲線に沿って巻かれて屈曲されてその半径方向最内面で第１の収縮率ε _１を生じ、かつ該ベルト（１）は、前記半径Ｒの所定割合（％）の長さの半径ｒ _２を有する更に他の円周により画成される第２の屈曲線に沿って巻かれて屈曲されでその半径方向最内面で第２の収縮率ε _２
を生じ、前記弾性的ベルトはその極限引張応力の１／１
０において前記第１及び第２の収縮率ε _１及びε _２の間の収縮率と釣り合う伸び率εｆａを示す前記弾性的ベルトであって、（ｉ）前記所定割合は２０％であり、（ｉ
ｉ）前記伸び率εｆａはベルトの残留弾性伸び率であることを特徴とする。 上記第２の発明のベルトによれば、
大略、第１の発明と同様の効果が得られる。

【００１２】

【実施例】本発明の他の特徴及び利点は、弾性的駆動ベルト及び２つのプーリ間に延伸されたベルト自体の残留弾性伸びを識別しかつ検出する本発明による方法の好適な実施例に関して、添付図面を参照しながら単に一例として以下に掲げた詳細な説明から理解されよう。 特に図１を参照すると、本発明による弾性ベルトは全体として参照符号１で図示されている。

【００１３】弾性ベルト１は、従来、エラストマー材料から成り、所定の長さの無端線に従って伸長する環状本体２を備えている。 図示した実施例において、該環状本体２はいわゆる「多Ｖ字形」型式、即ちその底面に幾つかの立て溝が設けられた断面を有している。 実際に、該環状本体には、直線状の外側部３と、全体としてベルト１の幅を画成する両側部４と、ベルトの長手方向伸長部にそれぞれの溝を画成する複数の略Ｖ字形の切欠きを有する内側部５と備えている。

【００１４】多数のフィリフォーム要素６がエラストマー材料から成る環状本体２内に組み込まれており、これら要素６は本体内で長手方向に伸長し、内側部５から所定の距離「ｈ」にて略円筒状の表面に対して並べた関係に配置される。 フィリフォーム要素６が配置される線は、従来通り自由な状態にてベルト１の中立撓み軸線を画成する。 換言すれば、ベルトが予張力を発生させずに屈曲される場合、図１に示したフィリフォーム要素６の下方に配置されたエラストマー材料は弾性的に収縮する一方、フィリフォーム要素の上に配置されたエラストマー材料は弾性的に延伸する。

【００１５】本発明によると、フィリフォーム要素６
は、ベルト１がその極限引張り応力の１／１０に等しい当初応力にて中心間に所定の距離を有する２つの要素の間にて延伸される程度に弾性的に延伸可能であると考えられ、所定の値の残留弾性伸びを示す最終時点にて恒久的な伸び作用を受ける。

【００１６】更に詳細には、ベルトをそれぞれ２つの所定の屈曲率に従って屈曲させるとき、その底辺５の伸びにより画成されるベルトの内端縁にて夫々検出可能な各収縮率の値間に収まる残留弾性伸び率となる。 第１の屈曲線は、環状本体２の全長を円周長さとする所定の円周においてフィリフォーム要素６位置までの半径をＲとしたとき該半径Ｒの６０％の長さの半径ｒ _１を有する他の円周により画成されることが出来る一方、第２の屈曲線は前記半径Ｒの２０％の長さの半径ｒ _２を有する更に他の円周により画成される。

【００１７】上述の特徴が実現される場合、ベルト１は取り付け時にベルトが受ける恒久的な伸びにより該ベルトの弾性的張力が著しく低下し、ベルトがプーリの周囲で撓むことに起因するベルトの内端縁における弾性的収縮作用に抵抗し得なくなる虞れを伴わずに、極めて小径のプーリに取り付けることが可能となる。

【００１８】更に本発明によれば、ベルトにおける恒久的な伸びを識別し、その残留弾性変形を検出することは、対象とするベルトに関する荷重一伸び線図を示した方法により実現される。 図２は、「ａ」及び「ｂ」でそれぞれ表示した異なる弾性率を有する２つのベルトに関する２つの荷重−伸び曲線を示す線図である。

【００１９】図２のグラフの縦座標「ｙ」は、曲線「ａ」及び「ｂ」に関係する荷重を示す一方、横座標「ｘ」は対応する伸びを示す。 更に、上記グラフの横座標「ｘ」には、上記第１及び第２の屈曲線に従い自由な状態にて巻いた対象とするベルトの端縁にて検出することの出来る弾性収縮率である、％値「ε１」及び「ε
２」が示されている。 上記収縮率の値は、上記特許に記載した方法に基いて計算することが出来る。 該方法には又、直径１０乃至５０mmの範囲の２つのプーリ７、８間に対象とするベルト１を係合させる段階を含んでいる。
プーリ７、８は、押されて相互に分離し、その延伸状態１ａ、１ｂのベルト１は、その極限引張り応力（図３参照）の１／１０に等しい張力を受ける。

【００２０】図２から明らかであるように、１／１０の引張り応力「１／１０Fa」及び「１／１０Fb」における当初弾性伸び率「ａ」及び「ｂ」は各曲線「ａ」及び「ｂ」で示してある。 プーリ７、８の中心間の距離は、
プーリが回転しているとき、一定に維持され、ベルト１
の張力は時間の経過に伴って常時に点検する。 これらプーリは、洗濯機に使用されるベルトの場合のように、例えば、500乃至1000ｒｐｍ間の最高使用速度と略同程度の速度にて回転駆動される。

【００２１】かかる状態にて、ベルト１は恒久的な伸びを受け、その当初弾性張力が低下することが分かる。 故に、上記張力は、略一定の値にて安定するまで徐々に低下する。

【００２２】図４のグラフは、曲線「Ｋａ」、「Ｋｂ」
により図２の荷重−伸び線図の曲線「ａ」、「ｂ」が対応する、ベルトの時間「ｔ」に伴う張力の低下「Ｆ」を示すものである。 両曲線「Ｋａ」、「Ｋｂ」は、ベルトの開始時に生ずる張力はかなり急激に低下し、その後所定の一定の値に達する。 曲線「Ｋａ」、「Ｋｂ」に関する残留張力の安定的な一定の値は、それぞれ図４のグラフの座標「Ｆ」に「Ｆｃａ」、「Ｆｃｂ」として表示されている。

【００２３】次に、求められた残留張力の値「Ｆｃ
ａ」、「Ｆｃｂ」は、荷重−伸びグラフに移動させて、
上記張力値に対応するベルトの弾性伸びを示す。 「εｆ
ａ」、「εｆｂ」により示されるこの伸び率はプーリ７、８間の張力の一定の値「Ｆａｃ」、「Ｆｃｂ」に達したときベルトが示す残留弾性伸びを表示するものである。 これら値「ｆａ」、「ｆｂ」は、直ちに値「ε
１」、「ε２」と比較し、これにより所定の目的に適した駆動ベルトを使用することが出来る。

【００２４】これに反し、残留伸び「ｆｂ」が、値「ε
１」、「ε２」の範囲を越える場合、ベルトの内端の弾性的収縮に抵抗するのに必要とされる値以上の弾性伸びが可能でない限り、その駆動ベルトは極めて小径のプーリに使用するのに適していないことを意味する。

【００２５】本発明による特定の弾性的ベルトの顕著な特徴は単に一例として以下に説明する。

【００２６】「多Ｖ字形」ベルト、即ち、幾つかの長手方向溝を有する型式のベルト：１２００ｊ６：当初の伸び：１１７８mm。

【００２７】当初の伸びに対応する半径「Ｒ」Ｒ＝１１
７８／２＝１８７．５mm。

【００２８】Ｖ字形溝の数：６。

【００２９】溝の輪郭：仕様書通り「ｊ」字形。

【００３０】溝の高さ：２mm。

【００３１】距離ｈ：３mm。

【００３２】最小収縮率「ε１」：

【００３３】

【数１】

【００３４】

【００３５】

【数２】

【００３６】

だけ離間させた円筒状表面に対しｗ並べて配置した１７

のコイル状コード。

【００３７】コード：各々が９４０のモノフィラメントを有し（９４０×２）、各ストランド毎に４８ｚ型式のセンチ当たりの捩り及び２つのストランドに４８ｓ型式のセンチ当たりの捩りを有する２本のストランドから構成されたもの。 コード径＝０．５５mm。

【００３８】コードの極限引張り応力：１４５Ｎ（ニュートン）。

【００３９】引張り応力の１／１０におけるコードの伸び率：３．５％。

【００４０】ベルトの引張り応力：４０００Ｎ（ストレッチ当たり２０００Ｎ）。

【００４１】引張り応力の１／１０における開始時点のベルトの弾性伸び率：２．２７％。

【００４２】荷重４００Ｎから開始する上述の動荷重試験後におけるベルトの一定の張力値：２３３Ｎ。

【００４３】２３３Ｎ（ニュートン）の荷重における残留弾性伸び率：１．０８％及び６．５％を含む測定値：
１．３５％。

【００４４】本発明は所期の目的を達成するものである。

【００４５】本発明により示唆された方法を利用して製造されたベルトは実際上、８−１０mmの範囲の極めて小径のプーリと組み合わせて使用された場合、非常な信頼性を発揮し得るものである。

【００４６】当然、本発明の多くの改変例、及び変形例が可能であるし、これらは全て本発明の範囲に属するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による弾性的ベルトの部分斜視図である。

【図２】２つの異なる弾性的なベルトに関する荷重−伸びの線図である。

【図３】ベルト自体の恒久的な伸びを識別しかつ残留弾性伸びを検出する２つのプーリ間に延伸された弾性的ベルトの図である。

【図４】恒久的な伸びが徐々に増加する結果、図３に示した状態に配置したベルトの弾性的反動が時間と共に変化する状態を示す線図である。

【符号の説明】

１ 弾性ベルト ２ 環状本体 ３ 外側 ４ 両側部 ５ 内側部 ６ フィリフォーム ７ プーリ ８ プーリ