チェーンベルトを有する伝動素子

【課題】チェーンベルトが転動体との接触を継続的に保持し、捻回と屈曲を伴う運行ルートの壁面との干渉も回避すること。
【解決手段】複数の間隔部材と２つの接続ベルトを含み、接続ベルトが複数の間隔部材の両側に位置し、各間隔部材の間に等距離の収納空間を有し、収納空間の中に転動体を容置し、各間隔部材が同一方向に配列したＵ字形を呈していて、各間隔部材の縦方向の両側が１つの凹部と１つの凸部を有し、凹部が２つ以上の第２の保持面を有し、凸部が１つの第１の保持面を有し、第１の保持面と第２の保持面が転動体を収納空間内に自由に転動するように保持する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動素子に関し、特にチェーンベルトを有する伝動素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、伝動素子の騒音減少および転動体間の摩擦減少のために、チェーンベルトを有する伝動素子が開発されている。従来の伝動素子は、１つのチェーンベルトの中に複数の転動体を個別に収容して、各転動体が互いに衝突して騒音を生じない構造になっていて、従って騒音の発生を低減できることの他に、更に転動体が互いに接触して摩擦を生じることを防止できるので、伝動素子の使用寿命を延長でき、且つ一定の精度を維持できる等の数多くの利点がある。
【０００３】
チェーンベルトを設置した伝動素子は、数多くの利点があるが、チェーンベルトの構造設計が伝動素子の運行ルートに対応して運動できなければ、逆に伝動素子の運行が不順調で、且つ精度が低下し、更に激しい損壊を引き起すおそれがある。
例えば特許文献１（米国特許第５９９３０６４号公報）に開示された交差方式のチェーンベルト構造は、直列する多数のリング体を２本結合して端部から見たときに十字形を呈していて、そしてこの構造では転動体とリング体が弧形状の線接触の形態で接触している。
特許文献１に記載された伝動素子にあっては、屈曲または捻回のように複雑な運行ルートに対応することが極めて困難であり、さらにこれらのリング体が押し出しと引っ張りを受けて変形して運行ルートの壁面に干渉するので、チェーンベルトが容易に断裂し易くなって循環が不順調になるといった問題を引き起こす。
【０００４】
その他に、例えば転動体の間に介挿する多数の間隔部材と、各間隔部材の間を連結する二つの連結ベルトとにより構成するチェーンベルトが特許文献２（日本国特許第２６０７９９３号公報）に開示されている。
間隔部材はその両側に凹部（保持面）を形成していて、凹部と転動体との間が全面的な弧形状の線接触をしている。そしてこのチェーンベルトは、捻回、屈曲または捻回と屈曲が共存する時に、無制限循環ルートの中に、間隔部材の凹部と転動体との接触を確実に保持できず、更に屈曲ルートに位置する時に、チェーンベルトの屈曲により、間隔部材が屈曲流路の内側へ変位して間隔部材が屈曲流路の内側の壁面と接触してその間に摩擦を生じることにより、伝動素子の運行が不順調となる。
従って以上に説明した従来技術は、何れも改善する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５９９３０６４号公報
【特許文献２】日本国特許第２６０７９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
即ち、本発明の主要な目的は、伝動素子の運行ルートの中に、チェーンベルトが捻回と屈曲を行う時に、転動体との接触を継続的に保持でき、且つ如何なる方向の捻回と屈曲を行うことが出来、運行ルートの壁面に干渉しないチェーンベルトを有する伝動素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するために、本発明は、チェーンベルトを有する伝動素子で、１つの長軸、１つの移動体、少なくとも１つの逆流素子、複数の転動体と１つのチェーンベルトを含み、長軸は、転動溝を１つ設け、移動体は、長軸の嵌設に供する容置部を１つ設け、容置部が転動溝に対応する転動槽を１つ設け、転動溝と転動槽が負荷ルートを１つ構成し、逆流素子は、移動体の上に固定され、逆流素子が逆流パスを１つ設け、逆流パスと負荷ルートが無制限循環ルートを１つ構成し、転動体は、無制限循環ルートの中に容置され、該長軸と移動体との伝動媒質と見なし、チェーンベルトは、複数の間隔部材と２つの接続ベルトを含み、接続ベルトが等間隔部材の両側に位置し、各間隔部材を接続するために用いられ、該各間隔部材の間に等距離の収納空間を１つ有し、収納空間がその中に転動体を容置するように供し、接続ベルトに沿って延伸する方向を、縦方向と定義し、各間隔部材が同方向の排列を呈するＵ字型構造で、且つ各間隔部材の縦方向の両側が１つの凹部と１つの凸部をそれぞれ成形し、凹部が少なくとも２つ以上の第２の保持面を有し、凸部が１つの第１の保持面を有し、第１の保持面と第２の保持面が転動体を収納空間の内に自由に転動するように保持される。
【０００８】
以下に前述のチェーンベルトの細部構造を説明するが、その中でも、間隔部材の凹部が２つ以上の曲面で構成された凹部構造で、且つ凹部の各第２の保持面と転動体との接触領域が１つの弧面または１つの球面を共同で形成し、間隔部材の凸部の第１の保持面と転動体が同心の同心円を互いに交差し或いは積み重ね、且つ第１の保持面が平面構造、円弧面構造または多辺面構造である。
【０００９】
収納空間は、転動体を容置した後に、１つ以上の油脂貯蔵空間を有し、潤滑油の貯蔵用に供することにより、充分な潤滑油を転動体へ提供し、転動体を各収納空間に容置し、そして各転動体とその両側の２つの間隔部材との間に、それぞれ油脂貯蔵空間を１つ有し、且つ間隔部材の凹部が転動体と接触する範囲は、凸部の転動体と接触する範囲よりも大きくなることにより、転動体と間隔部材の第１の保持面との間における油脂貯蔵空間が、転動体と間隔部材の第２の保持面との間における油脂貯蔵空間よりも大きくなる。
【００１０】
そしてチェーンベルトは、側方向の外形が略矩形を呈する構造で、且つ間隔部材の高さが転動体の直径の０．３５〜０．４５倍で、最も好ましくは０．４倍で、更に接続ベルトの高さと間隔部材の高さも、等しいであってもよく、そして最も好ましくは、この構造であるので、捻回、屈曲または捻回と屈曲が共存する時に、無制限循環ルートの中における運行が周知のチェーンベルトよりも順調し、周知のチェーンベルトの間隔部材の高さが比較的高い且つ転動体が弧形状の線接触であるので、捻回、屈曲または捻回と屈曲が共存する時に、無制限循環ルートの中に、間隔部材と転動体が単辺接触を呈してもよく、間隔部材の受力が不均一となり、このようにしたら、間隔部材が磨損しやすくなり、従ってそうしたら、チェーンベルトの使用寿命が短くなる。
【００１１】
最後に本発明のチェーンベルトを無制限循環ルートに設置する際に、チェーンベルトの設けた第１の端部と第２の端部が互いに接続でき（その接続方式が凹凸構造の係合、干渉の対応または粘着などの方式を使用して接続でき）、該チェーンベルトが無端状を形成し、このようにしたら、チェーンベルトの両端部が運行する時に、無制限循環ルートに干渉を生成できず、従って循環の順調度を向上できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、捻回と屈曲を伴う運行ルートを、チェーンベルトが運行するときに、チェーンベルトが転動体との接触を継続的に保持でき、且つ如何なる方向の捻回と屈曲を行うことも出来て、さらに運行ルートの壁面との干渉も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のチェーンベルトを有する伝動素子の部分断面模式図である。
【図２】本発明のチェーンベルトの斜視模式図である（間隔部材にスルーホールを有しない）。
【図３】本発明のチェーンベルトが転動体に対応する平面模式図である。
【図４】本発明のチェーンベルトの側面模式図である。
【図５】本発明の図３のチェーンベルトの部分拡大模式図である。
【図６】本発明の図５のチェーンベルトの間隔部材の凸部の他の実施様態である。
【図７】本発明のチェーンベルトの斜視模式図である（間隔部材にスルーホールを有しない実施例）。
【図８】本発明の図７のチェーンベルトの断面模式図である。
【図９】本発明の図７のチェーンベルトの平面模式図である。
【図１０】本発明の図７のチェーンベルトが転動体に対応する平面模式図である。
【図１１】本発明のチェーンベルトの斜視模式図である（間隔部材にスルーホールを有する実施例）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
先ず、図１乃至図４を参照して説明する。本発明に係るチェーンベルトを有する伝動素子は、１つの長軸１と、１つの移動体２と、少なくとも１つの逆流素子３と、複数の転動体５と１つのチェーンベルト４を含む。
【００１５】
長軸１はその外周面に螺旋状を呈するひとつの転動溝１１を有する。
移動体２は長軸１に嵌設（螺合）するひとつの容置部２１を有し、この容置部２１の内周面には前記転動溝１１と対応するひとつの螺旋状を呈する溝状の転動槽２１１を有する。
前記転動溝１１と転動槽２１１との間にひとつの負荷ルート６０を形成している。
【００１６】
逆流素子３は移動体２の上に固定して設けられる。逆流素子３にはひとつの逆流パス（未図示）を設け、逆流パスと負荷ルート６０とによりひとつの無制限循環ルート（未図示）を構成する。
【００１７】
転動体５は無制限循環ルートの中に収容されて、長軸１と移動体２との伝動媒質（伝動媒体）として機能する。
【００１８】
チェーンベルト４は、距離を隔てて配置した複数の間隔部材４２と、２つの接続ベルト４１を含む。
２つの接続ベルト４１は複数の間隔部材４２の両側に位置し、各間隔部材４２を接続するために用いられる。
各間隔部材４２の間には等距離の収納空間４３を形成している。
収納空間４３に面した各接続ベルト４１の一側面（内面）にはひとつの凹面４１３を凹設し、収納空間４３の中に転動体５を収容できるようになっている。
図２に示すように、接続ベルト４１に沿った延伸方向を縦方向Ｇと定義すると、各間隔部材４２は平面形状が略Ｕ字形を呈していて、同一方向に向け所定の間隔を隔てて配列されている。各間隔部材４２の縦方向Ｇの両側には１つの凹部４２１と１つの凸部４２２をそれぞれ形成している。
凹部４２１は少なくとも２つの第２の保持面４２３を有する。
凸部４２２は１つの第１の保持面４２４を有する。
転動体５を収納空間４３内に収容したとき、第１の保持面４２４と第２の保持面４２３が転動体５を収納空間４３内で自由に転動するように保持でき、且つ２つの凹面４１３が転動体５の両側に寄り付くように形成されている。
【００１９】
更に図１１に示すように、第１の保持面４２４と第２の保持面４２３の上にも、スルーホール（更に凹槽の形態であってもよい）４２５を形成してもよい。
本例のように形成すると、第１の保持面４２４と第２の保持面４２３との間で転動体５が転動するときに転動体５の転動がより穏やかとなる。
【００２０】
以上の説明は、本発明の実施例に係る主要な部材およびその組立体の説明であるが、以下により詳しく説明する。
【００２１】
先ず図３を参照して説明する。本発明のチェーンベルトを有する伝動素子は、チェーンベルト４の間隔部材４２の外形が略Ｕ字形を呈した構造であるので、収納空間４３の縦方向Ｇの両側が非対称の構造型式となる。
そして収納空間４３は球状の転動体５を収容するとその間に１つ以上の油脂貯蔵空間Ｘを形成する。油脂貯蔵空間Ｘは潤滑油の貯蔵用に供することにより、充分な潤滑油を転動体５へ提供することができる。
【００２２】
間隔部材４２の凹部４２１が転動体５と接触する範囲は、間隔部材４２の凸部４２２が転動体５と接触する範囲よりも大きい。転動体５と間隔部材４２の第１の保持面４２４との間における油脂貯蔵空間Ｘは、転動体５と間隔部材４２の第２の保持面４２２との間における油脂貯蔵空間Ｘよりも大きい。
【００２３】
再び図３、図５、図６を参照して説明する。
チェーンベルト４が運行する時には、チェーンベルト４が引き止めと転動体５の押し出しを受けて変形しようとする。
本発明では間隔部材４２の縦方向Ｇの両側にそれぞれ凹部４２１と凸部４２２とを有する外形形状が平面略Ｕ字形に形成されている。これにより、転動体５の外周面と、転動体５を収容する間隔部材４２の凹部４２１との間に、少なくとも２つの第２の保持面４２３を形成することになる。したがって、チェーンベルト４の運行に伴い、転動体５を通じた外力が間隔部材４２に作用するが、この外力を少なくとも２つの第２の保持面４２３で均一に受け止めるため、間隔部材４２の変形量を減少させることができる。
その結果、チェーンベルト４の使用寿命を延長できる。
【００２４】
図５、図６を参照しながら間隔部材４２の平面形状（平面に投影した形状）について詳しく説明する。
図５，６において、各間隔部材４２の凸部４２２の第１の保持面４２４は、これを図５，６の紙面表側から見た場合の輪郭線と、転動体５を同様に見た場合の輪郭線（円）と同心の仮想の同心円Ｃとが、互いに交差する関係となるか、或いは、略重なり合う若しくは重なり合う関係となるように形成されている。
【００２５】
すなわち、換言すると図５，６において、各間隔部材４２の凸部４２２に形成される第１の保持面４２４の中央部の輪郭線は、転動体５の中心を中心とする仮想の同心円Ｃの一部の輪郭線と互いに交差する関係、或いは、略重なり合う関係、若しくは完全に重なり合う関係となるように形成されている。
【００２６】
図５では、第１の保持面４２４は、これを図５の紙面表側から見た場合の輪郭線が複数の直線で以って多辺形をなすように、且つ、当該多角形が球状の転動体５を図５の紙面表側から見た場合の輪郭線（円）と接触するように（略重なり合う関係）、形成されている。
【００２７】
すなわち、これを換言すると、図５に示すように、第１の保持面４２４の輪郭線が複数の直線で以って多辺形をなす場合は、第１の保持面４２４の輪郭線と、仮想の同心円Ｃの一部の輪郭線とが略重なり合う関係に形成されている。
【００２８】
図６では、第１の保持面４２４は、これを図６の紙面表側から見た場合の輪郭線が、転動体５を図６の紙面表側から見た場合の輪郭線（円）と同心の仮想の同心円Ｃの一部の円弧面をなすように（重なり合う関係）、且つ、球状の転動体５の外周面と接触するように、形成されている。
【００２９】
すなわち、これを換言すると、図６に示すように、第１の保持面４２４の輪郭線が円弧形をなす場合は、第１の保持面４２４の輪郭線と、仮想の同心円Ｃの一部の輪郭線とが、重なり合う関係に形成されている。
【００３０】
図５および図６の何れの形態にあっても、各間隔部材４２の凸部４２２はその第１の保持面４２４の一箇所が球状の転動体５の外周面と点接触する関係にあり、各間隔部材４２の凹部４２１はその各第２の保持面４２３との接触箇所で球状の転動体５の外周面と点接触する関係にあればよい。
【００３１】
つぎに本発明のチェーンベルトの側面模式図を示した図４を参照して説明する。
チェーンベルト４は接続ベルト４１の延伸方向（縦方向Ｇ）に沿って各間隔部材４２が設けてある。
チェーンベルト４は、側方向Ｙの外形が略矩形を呈していて、且つ間隔部材４２の高さｈが転動体５の直径の０．３５〜０．４５倍であり、より好ましくは０．４倍である。
更に図４では間隔部材４３の高さｈが接続ベルト４１の高さＨより少し大きい形態を示しているが、より好ましくは、間隔部材４３の高さｈと接続ベルト４１の高さＨが共に等しい構造である。
チェーンベルト４を上記した好ましい寸法関係に形成することで、チェーンベルト４が捻回、屈曲または捻回と屈曲が共存する無制限循環ルートを運行する際に、従来のチェーンベルトと比べてより順調に運行することができる。
【００３２】
従来のチェーンベルトでは、間隔部材の高さが比較的高く、且つ転動体が弧形状の線接触の形態となるので、捻回、屈曲または捻回と屈曲が共存する無制限循環ルートを運行するときに、間隔部材と転動体が単辺接触となって、間隔部材が受ける外力が不均一となり、そのため間隔部材が摩耗したり破損し易くなって、チェーンベルトの使用寿命が短くなることは既述したとおりである。
【００３３】
再び図２、図３と図１１を参照して説明する。
本発明のチェーンベルト４を無制限循環ルートに設置する際、チェーンベルト４の第１の端部４１１と第２の端部４１２とを互いに接続する（その接続方式は凹凸の係合構造、干渉の対応、超音波による熔接、または粘着等の公知の接続方式を適用可能）。
このようにしてチェーンベルトを無端状を形成する。
このように形成したら、チェーンベルトの両端部の接続部が運行する時に、無制限循環ルートに干渉せずに済むので、循環の順調度を向上できる。
【００３４】
図７乃至図１０を参照しながら、間隔部材にスルーホールを有しない実施例について説明する。
図７に示す実施例に係るチェーンベルト４は、複数の間隔部材４２と２つの接続ベルト４１を含む。
接続ベルト４１は複数の間隔部材４２の両側に位置して、各間隔部材４２を接続するために機能する。
各間隔部材４２の間には等距離の収納空間４３を有する。収納空間４３はその中に転動体５を容置する。
接続ベルト４１に沿って延伸する方向を縦方向Ｇと定義すると、各間隔部材４２は同一方向に向けて配列されていて、平面形状がＵ字形を呈している。
各間隔部材４２の縦方向Ｇの両側が１つの凹部４２１と１つの凸部４２２とをそれぞれ形成していて、凹部４２１は少なくとも２つの第２の保持面４２３を有し、凸部４２２は１つの第１の保持面４２４を有する。第１の保持面４２４と第２の保持面４２３が転動体５を収納空間４３内に自由に転動する状態で保持する。
【００３５】
図８は図７に示したチェーンベルトの断面を模式した図であり、間隔部材４２の高さｈが転動体５の直径の０．３５〜０．４５倍であり、より好ましくは０．４倍であり、且つ接続ベルト４１の高さＨと間隔部材４３の高さｈも等しいであってもよい。
そして最も好まししい構造は上記した寸法関係にあることである。
【００３６】
図７、図９、図１０を参照して説明する。
本実施例においては、チェーンベルト４の間隔部材４２の凹部４２１を２つ以上の曲面で構成している。
凹部４２１の各第２の保持面４２３と転動体５との接触領域が１つの弧面、または１つの球面を共同で形成している。
間隔部材４２の凸部４２２の第１の保持面４２４と転動体５が同心である。
凸部４２２の第１の保持面４２４は平面構造、円弧面構造または多辺面構造のいずれであってもよい。
要は各転動体５を各収納空間４３内に収容したときに収納空間４３内に各転動体５と各凸部４２３との接触領域の両側に潤滑油脂を保持するための空間が形成してあればよい。
【００３７】
以上説明したように、本発明に係るチェーンベルトを有する伝動素子は、転動体との間の接触面積を低減することでチェーンベルトと転動体との間の摩擦力を低減するものである。
さらに間隔部材の高度設計により、捻回または屈曲する時に、何れもチェーンベルトが順調に運行でき、且つ無制限循環ルートとの干渉を回避できることにより、チェーンベルトの使用寿命が大幅に向上する。
【００３８】
以上に述べた実施例の記載は本発明の実施例を説明するためのものであり、本発明を限定するために用いられるものではなく、従って例えば数字の変化および等価な素子置換も本発明の範疇に含まれるべきものである。
【符号の説明】
【００３９】
Ｃ同心円
Ｇ縦方向
Ｈ接続ベルトの高さ
ｈ間隔部材の高さ
Ｘ油脂貯蔵空間
Ｙ側方向
１長軸
２移動体
３逆流素子
４チェーンベルト
５転動体
１１転動溝
２１容置部
４１接続ベルト
４２間隔部材
４３収納空間
６０負荷ルート
２１１転動槽
４１１第１の端部
４１２第２の端部
４１３凹面
４２１凹部
４２２凸部
４２３第２の保持面
４２４第１の保持面
４２５スルーホール

【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェーンベルトを有する伝動素子であって、
１つの長軸、１つの移動体、少なくとも１つの逆流素子、複数の転動体および１つのチェーンベルトを含み、
長軸は転動溝を１つ設け、
移動体は長軸の嵌設に供する容置部を１つ有し、
容置部に転動溝に対応する転動槽を１つ設け、
転動溝と転動槽との間に負荷ルートを形成し、
逆流素子は、移動体の上に固定され、逆流素子が逆流パスを形成し、
逆流パスと負荷ルートとにより無制限循環ルートを構成し、
転動体は無制限循環ルートの中に容置され、長軸と移動体との伝動媒体として機能し、
チェーンベルトは、複数の間隔部材と２つの接続ベルトを含み、
２つの接続ベルトは複数の間隔部材の両側に位置して各間隔部材を接続するために用いられ、
各間隔部材の間には等距離の収納空間を形成して、収納空間に転動体を収容するように供し、
各間隔部材は平面形状が略Ｕ字形を呈していて、接続ベルトに沿って同一方向に配設され、
各間隔部材の両側に１つの凹部と、１つの凸部とをそれぞれ形成し、
前記凹部が少なくとも２つ以上の第２の保持面を有し、
前記凸部が１つの第１の保持面を有し、
前記第１の保持面と第２の保持面との間に形成される収納空間の内に転動体が自由に転動するように保持されることを特徴とする、
チェーンベルトを有する伝動素子。
【請求項２】
収納空間に収容された転動体の外周面と、その両側の２つの間隔部材との間にそれぞれ油脂貯蔵空間を１つ有し、且つ転動体と間隔部材の第１の保持面との間に形成される油脂貯蔵空間が、転動体と間隔部材の第２の保持面との間に形成される油脂貯蔵空間よりも大きくなることを特徴とする、請求項１に記載のチェーンベルトを有する伝動素子。
【請求項３】
各接続ベルトは収納空間の一側面へ向けて凹面を凹設して、収納空間の内に収容した転動体の両側を前記２つの凹面に寄り付くことを特徴とする、請求項１に記載のチェーンベルトを有する伝動素子。

【図１】