ベルト伝動装置
【課題】リミットトルクの精度と反復性・復帰性とを高めたトルクリミッタを、低コストで実現する。
【解決手段】自動調心プーリ４は、プーリ本体５がプーリ軸Ｃ１周りに回転自在にかつ、枢軸Ｃ２周りに揺動自在に支持されて構成される。平ベルト３は、所定のスラスト力の作用によりプーリ幅方向の一方向に付勢されており、通常時においては、自動調心プーリ４からの調心力とスラスト力とがつり合った状態で平ベルト３が走行する一方、従動プーリ２の負荷が所定以上になった時には、駆動プーリ１がスリップして平ベルト３の走行が停止することにより自動調心プーリ４からの調心力がなくなって、スラスト力により平ベルト３が駆動プーリ１のプーリ面から脱落する。
【解決手段】自動調心プーリ４は、プーリ本体５がプーリ軸Ｃ１周りに回転自在にかつ、枢軸Ｃ２周りに揺動自在に支持されて構成される。平ベルト３は、所定のスラスト力の作用によりプーリ幅方向の一方向に付勢されており、通常時においては、自動調心プーリ４からの調心力とスラスト力とがつり合った状態で平ベルト３が走行する一方、従動プーリ２の負荷が所定以上になった時には、駆動プーリ１がスリップして平ベルト３の走行が停止することにより自動調心プーリ４からの調心力がなくなって、スラスト力により平ベルト３が駆動プーリ１のプーリ面から脱落する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクリミッタを備えたベルト伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば農業機械等における動力伝達機構には、所定以上のトルク伝達を遮断するトルクリミッタが利用されている。こうしたトルクリミッタの一例として、例えば所定のトルクでピン等を破断させる破断式のものが知られている。ところが、破断式のトルクリミッタは、安価であるものの、トルクリミッタが作動するトルク（リミットトルク）が不安定で（つまり、リミットトルクの精度が低い）、しかもトルクリミッタの作動後はピンの交換を行わなければならず、容易に復帰させることができないと共に復帰に長時間を要する（つまり、反復性・復帰性が悪い）という問題がある。
【０００３】
これに対し、例えば特許文献１には、複数のローラを一定の傾斜角で傾斜配置させたトルク板を有するトルクリミッタが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６１０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されているトルクリミッタは反復性・復帰性が高いものの、構造が複雑であり、しかもリミットトルクの精度を高めようとすれば製造コストが大幅に増大してしまうという不都合がある。
【０００５】
すなわち、トルクリミッタにおいて、リミットトルクの精度を高めつつ反復性・復帰性を高めることと、低コスト性とを両立させることは極めて困難である。
【０００６】
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、リミットトルクの精度と反復性・復帰性とを高めたトルクリミッタを、低コストで実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、平ベルトを用いたベルト伝動装置であって、このベルト伝動装置において、平ベルトの片寄りを生じたときに、この平ベルトの張力によってプーリ軸にかかる軸荷重の位置が変化することを利用してプーリを変位させ、平ベルトの蛇行を防止する自動調心プーリをトルクリミッタに利用することとした。
【０００８】
つまり、この自動調心プーリは、詳しくは後述するが、平ベルトが巻き掛けられる円筒状のプーリ本体と、プーリ本体を、そのプーリ軸周りに回転自在にかつ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を有し、その枢軸がプーリ軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して上記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しているものである。このことで、平ベルトの片寄りに伴い軸荷重の位置がプーリ幅方向にずれたときには、この軸荷重によりプーリ本体が枢軸周りに回動変位して、平ベルトに対し片寄り方向とは反対の方向の戻し力（調心力）を付与し、それによって平ベルトの蛇行を防止する。
【０００９】
この自動調心プーリは、平ベルトが走行しているときにはベルトに対し調心力を付与する一方で、平ベルトの走行が停止した時には調心力を付与することができない。
【００１０】
そこで、本発明では、ベルト伝動装置において所定以上のトルクが加わった時に、平ベルトの走行を停止させて自動調心プーリの調心力をなくし、それによって平ベルトを駆動プーリのプーリ面から脱落させてトルクの伝達を遮断することとした。
【００１１】
具体的に、本発明のベルト伝動装置は、駆動プーリと、従動プーリと、自動調心プーリと、上記駆動プーリ、従動プーリ及び自動調心プーリ間に巻き掛けられて該駆動プーリの動力を上記従動プーリに伝達する平ベルトと、を備える。
【００１２】
そして、上記自動調心プーリは、上記平ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、上記プーリ本体を、そのプーリ軸周りに回転自在にかつ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を有し、上記枢軸は、上記プーリ軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して上記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しており、上記平ベルトは、所定のスラスト力の作用により上記各プーリのプーリ幅方向の一方向に付勢されているとする。
【００１３】
そうして上記ベルト伝動装置は、通常時には、上記自動調心プーリにかかる軸荷重によって該自動調心プーリから上記平ベルトに付与される調心力と上記スラスト力とがつり合った状態で上記平ベルトが走行する一方、上記従動プーリの負荷が所定以上になった時には、上記駆動プーリがスリップして上記平ベルトの走行が停止することに伴い上記自動調心プーリからの調心力がなくなって、上記平ベルトが上記スラスト力により上記プーリ幅方向の一方向に移動して上記駆動プーリのプーリ面から脱落するように構成される。
【００１４】
上記構成のベルト伝動装置において、まず自動調心プーリの基本的な作用を説明する。すなわち、平ベルトが自動調心プーリのプーリ本体上で片寄って、軸荷重が枢軸の位置からプーリ本体の幅方向にずれて作用するようになると、その軸荷重によって枢軸周りの回転モーメントが発生して、プーリ本体が回動変位する。これにより、プーリ本体は、ベルトの片寄った側が軸荷重の方向に移動するように、即ち、軸荷重の方向で高低をみれば、ベルトが片寄ってきた側が低く、反対側が高くなるように傾斜する。つまり、プーリ本体は、その外周面がプーリのクラウンと同様に傾斜した状態になるので、ベルトには上記片寄り方向とは反対の方向への戻し力が働くことになる。
【００１５】
また、上記のような回動変位の中心となる枢軸が、軸荷重の方向に対して該プーリ本体の回転方向前側に傾倒している（即ち傾倒角度が０度を越え且つ９０度未満である）ときには、プーリ本体の回動変位には、上記軸荷重の方向の成分だけでなく、軸荷重方向に直交する前後方向（ベルトがプーリ本体に接触して走行している方向である）の成分が含まれる。すなわち、プーリ本体は上記の如く軸荷重の方向に傾斜するだけでなく、ベルトの片寄った側がベルト走行方向の前側に移動して、当該ベルトに対し斜交いになって接触した状態になり、その斜交い状態でプーリ本体が回転することにより、平ベルトにはプーリ本体から上記片寄り方向とは反対の方向への戻し力が働くことになる。
【００１６】
ここで、上述の如く自動調心プーリのプーリ本体が軸荷重方向に傾斜することによる戻し力の作用と、該プーリ本体が斜交いになってベルトを捻ることによる戻し力の作用とでは、後者の方が片寄り防止効果が高いので、自動調心プーリにおける枢軸の傾倒角は０度を越え９０度未満とすることが好ましい。より好ましくは、上記捻りによる作用を有効に利用するために、上記傾倒角は０度を越え４５度以下の範囲に設定するのがよく、３０度以下とするのがさらに好ましい。
【００１７】
上記自動調心プーリは換言すれば、上記プーリ本体が上記枢軸の周りに揺動自在に支持されていることにより、その枢軸の傾倒角が０度を越え且つ９０度未満である場合は、プーリ本体の幅方向に平ベルトが片寄ったときに、プーリ本体が軸荷重の方向に傾斜することによる戻し力と、プーリ本体が斜交い状態になることによる戻し力と、の双方の力（調心力）を平ベルトに対し付与して、この平ベルトを、その調心力と片寄り力とがつり合った状態で走行させるプーリである。すなわち、上記自動調心プーリは平ベルトの蛇行を防止することができる。
【００１８】
ここで、上記の構成のベルト伝動装置においては、平ベルトには所定のスラスト力の作用により上記各プーリのプーリ幅方向の一方向に付勢されていることから、通常時において上記平ベルトは、そのスラスト力と、上記自動調心プーリの調心力とがつり合った状態で走行することになる。従って、平ベルトは、スラスト力が作用するものの、駆動プーリから脱落することなく走行する。ここで、平ベルトにスラスト力を作用させるためには、例えばベルト心線の巻き方向を変える等によって容易に実現する。
【００１９】
上記自動調心プーリは、ベルトの走行時にはそのベルトに対し調心力を付与することができるのに対し、ベルトの走行が停止した時にはそのベルトに対し調心力を付与することができない。
【００２０】
そこで、上記の構成のベルト伝動装置においては、上記従動プーリの負荷が所定以上になった時には、上記駆動プーリがスリップして平ベルトの走行を停止させる。これは、ベルト伝動装置のレイアウトを調整することによって容易に実現可能であり、例えば駆動プーリの接触角度を調整すること、そのプーリ径を調整すること、及び平ベルトの張力を調整すること等によって、駆動プーリを所定のトルクでスリップさせることが可能である。
【００２１】
そうして、駆動プーリがスリップして平ベルトの走行が停止した時には、上述したように自動調心プーリの調心力がなくなるため、調心力とスラスト力とがつり合った状態が崩れて、平ベルトはスラスト力により駆動プーリのプーリ幅方向に移動してそのプーリ面から脱落する。その結果、上記のベルト伝動装置におけるトルクの伝達が遮断されることとなる。
【００２２】
平ベルトを用いたベルト伝動装置において駆動プーリがスリップを開始するトルクは、ベルトの張力によって比較的高精度に設定可能であるため、上記構成のベルト伝動装置では、トルクリミッタにおけるリミットトルクの高精度化が図られる。
【００２３】
また、駆動プーリのスリップ開始（換言すれば平ベルトの走行停止）からベルトの脱落までは瞬時に行われるため、平ベルトは大きな発熱を受けることない。つまり、平ベルトは、ほとんどダメージを受けないため、繰り返して使用することが可能である。そのため、トルクリミッタの作動後は、脱落した平ベルトを再び駆動プーリに巻き掛けるだけで、ベルト伝動装置を復帰させることができる。つまり、上記構成のベルト伝動装置は、反復性・復帰性が高い。
【００２４】
さらに、プーリ本体が枢軸の回りに回動自在に支持されている自動調心プーリによってトルクリミッタが構成されるため、トルクリミッタを備えたベルト伝動装置を低コストで構成することが可能である。また、上記のベルト伝動装置は平ベルトを用いていることから、ベルトの曲げによるロスが少なく伝動効率が非常に高い点でも有利である。
【００２５】
ここで、上記自動調心プーリは、上記平ベルトに張力を付与するように押し当てられている、としてもよい。このことにより、通常時は平ベルトに対して安定した張力を与えながら、該平ベルトの蛇行を防止することができ、平ベルトの伝動能力を十分に発揮させる上で有利になる。また、平ベルトの張力を一定に保つことによって、従動プーリの負荷が所定以上になった時には駆動プーリが確実にスリップする。つまり、平ベルトの張力を一定に保つことによってリミットトルクの精度が高まる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明に係るベルト伝動装置によると、平ベルトの片寄りに伴い軸荷重によって回動変位し、これにより該平ベルトに調心力を付与する自動調心プーリを備えることによって、通常時は平ベルトの蛇行を防止しながら、高い伝動効率を得ることができる一方、従動プーリの負荷が所定以上になった時には、平ベルトを駆動プーリのプーリ面から脱落させてトルクを遮断することができる。しかも、上記ベルト伝動装置は、平ベルトの張力を調整することによってリミットトルクを高精度に調整することができる上に、脱落した平ベルトを再び各プーリに巻きかけるだけで復帰することが可能であるため、リミットトルクの精度を高めつつ反復性・復帰性を高めることと、低コスト性とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１に示すベルト伝動装置において、１は駆動プーリ（平プーリ）、２は従動プーリ（平プーリ）、４は自動調心プーリであり、この駆動プーリ１及び従動プーリ２に平ベルト３が巻き掛けられ、この平ベルト３に張力を付与すべく上記自動調心プーリ４がテンションプーリとして、図示省略の付勢アームによって平ベルト３の背面に押し当てられている。
【００２９】
上記駆動プーリ１は、図２に示すように、上記平ベルト３の幅よりもわずかに大きい幅を有する、比較的幅狭のプーリであって、駆動軸１ａに嵌め込まれてこの駆動軸１ａと回転一体にされている。また、駆動プーリ１に対してプーリ軸方向の両側にはそれぞれ、待避ベアリング２１，２２が上記駆動軸１ａに対して嵌め込まれて配設されている。この２つの待避ベアリング２１，２２は、その外周面が上記駆動プーリ１のプーリ面と略面一の状態にされている。
【００３０】
上記従動プーリ２は、上記駆動軸１ａに対して互いに平行に配置された従動軸２ａに嵌め込まれて、この従動軸２ａと回転一体にされている。この従動プーリ２は、図２に示すように、上記駆動プーリ１と２つの待避ベアリング２１，２２とを合わせた幅と略同じ幅を有する、比較的幅広のプーリである。
【００３１】
そうして、図２に二点鎖線で示すように、平ベルト３が駆動プーリ１に巻き掛けられた状態では、駆動軸１ａの動力が平ベルト３によって従動プーリ２に伝達される動力伝達状態となり、図２に実線で示すように、平ベルト３がいずれかの待避ベアリング２１，２２に巻き掛けられた状態（この状態でも、平ベルト３は従動プーリ２に巻き掛けられる）では、駆動軸１ａの動力が従動プーリ２に伝達されない動力遮断状態となる。
【００３２】
上記自動調心プーリ４は、図３，４に示すように、平ベルト３が巻き掛けられるプーリ本体５と、プーリ本体５をプーリ軸Ｃ１周りに回転自在にかつ枢軸Ｃ２周りに揺動自在に支持する支持手段１０と、を備えている。
【００３３】
上記支持手段１０は、プーリ本体５をベアリング１２，１２によって支持する筒状の軸部材１１と、支持ロッド１３と、枢軸Ｃ２を構成するピン１７と、備えて構成される。
【００３４】
プーリ本体５は円筒状の部材であって、図２に示すように、そのプーリ面（外周面）の幅が上記従動プーリ２と略同じであり、これにより、自動調心プーリ４は比較的幅広のプーリ幅を有し、平ベルト３がいずれかの待避ベアリング２１，２２に巻き掛けられた動力遮断状態であっても、上記平ベルト３は自動調心プーリ４に巻き掛けられることになる。
【００３５】
支持ロッド１３は、その基端部が図示省略の上記付勢アームに固定されると共に、その先端側が上記軸部材１１の筒孔に挿入される支持部１３ｂとされている。支持部１３ｂは、断面円形ロッドの直径方向に対応する部位をＤ字状にカットして形成されたものであり、このＤカットによって、図３及び図４に示すように、互いに平行になった平坦な摺動面１３ｃ，１３ｃが形成されている。
【００３６】
支持ロッド１３の支持部１３ｂにはまた、摺動面１３ｃに直交しかつロッドの径方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔内には、摺動筒１８が嵌め込まれている。
【００３７】
上記軸部材１１の内周面には、それぞれ断面Ｄ字状を有する２つの摺動部材１９が、直径方向に相対向して取り付けられている。この摺動部材１９によって、上記軸部材１１の内面には、上記支持ロッド１３の摺動面１３ｃ，１３ｃが摺動自在に接触する平坦な摺動面１１ａ，１１ａが相対向するように形成されている。また、この摺動面１１ａ，１１ａの両側縁を結ぶ両サイドの円弧面が、上記軸部材１１の内周面によって形成されている。さらに、上記軸部材１１及び摺動部材１９には、上記ピン１７が嵌め入れられる支持孔が形成されている。尚、上記の摺動部材１９及び摺動筒１８はそれぞれ、樹脂製としてもよい。
【００３８】
支持手段１０のピン１７は、支持ロッド１３の支持部１３ｂに形成された摺動筒１８に内挿されると共に、その両端は上記軸部材１１及び摺動部材１９に形成された支持孔に嵌められて上記軸部材１１に対して固定されている。そうして、ピン１７は、プーリ本体５の回転方向に対しては、軸荷重方向Ｌに対しプーリ本体５の回転方向前側に所定の傾倒角αで傾倒して配置されている（図３参照）。
【００３９】
そうして、支持ロッド１３の支持部１３ｂの両サイドの円弧面と軸部材１１の筒孔の両サイドの円弧面との間に、ピン１７を軸として軸部材１１がプーリ本体５と共に揺動することを許容する隙間１５，１５が形成されている。従って、上記プーリ本体５は、プーリ軸（回転中心軸）Ｃ１周りに回転自在にかつ、そのプーリ軸Ｃ１に直交する枢軸Ｃ２周りに揺動自在に支持される。
【００４０】
上記平ベルト３は、図示は省略するが、例えばコード平ベルトとすればよく、その心線の巻き方向を調整すること等によって、プーリ幅方向の力であるスラスト力が作用するようにされている。これにより、上記平ベルト３は、その走行中にプーリ幅方向の一方向（本実施形態では図２中の下方向）に付勢される。
【００４１】
このベルト伝動装置は、図１に示すように、駆動プーリ１はプーリ径が比較的小さくかつ、その接触角度θ１が比較的小さく設定される一方、従動プーリ２はプーリ径が比較的大きくかつ、その接触角度θ２が比較的大きく設定されるレイアウトとされている。このレイアウトにより従動プーリ２の負荷が所定以上に増大したときには、駆動プーリ１の方がスリップするようになっている。
【００４２】
また、上記自動調心プーリ４（テンションプーリ）によって、平ベルト３に対し所定かつ一定の張力が付与されることによって、上記駆動プーリ１がスリップを開始するトルク（つまり、トルクリミッタのリミットトルク）が所定かつ一定のトルクに設定されている。
【００４３】
次に、このベルト伝動装置の動作について説明する。ここでは先ず、平ベルト３にスラスト力が作用していない状態を仮定して、ベルト伝動装置の動作について説明する。
【００４４】
図３に示す使用形態、つまり、平ベルト３が駆動プーリ１と従動プーリ２とに巻きかけられて、平ベルト３による動力伝達が行われている通常時において、図６に示すように、プーリ幅方向の中央付近に掛かっていた平ベルト３が鎖線で示す如くプーリ本体５の片側へ寄ると、軸荷重はピン１７の位置からプーリ本体５の片側にずれて軸部材１１に作用するようになる。これにより、軸部材１１にピン１７を中心とする回転モーメントが働き、この軸部材１１がプーリ本体５と共にピン１７の回りに回転変位する。
【００４５】
すなわち、図５に支持ロッド１３の支持部１３ｂ、ピン１７及び軸部材１１を示すように、軸荷重の方向がピン１７と平行であるとき（Ｌｏのとき）は、このピン１７周りの回転モーメントは発生しない。これに対して、軸荷重の方向がピン１７の方向に対して角度αだけ傾いたＬになると、その分力Ｌ１によって、ピン１７周りの回転モーメントが発生し、軸部材１１は回転変位することになる。上記角度αは、軸荷重Ｌの方向を基準とするピン１７の傾倒角に相当する。
【００４６】
そうして、図３の場合は、軸荷重Ｌによって、プーリ本体５が傾倒したピン１７周りに回転変位することにより、プーリ本体５は、図６（平面図）に示すように、平ベルト３が片寄ってきた側がベルト走行方向の先側になるようにこの平ベルト３に対して斜交い状態になり、また、図７（図３のVII矢視図）に示すように、平ベルト３が片寄ってきた側が低く、反対側が高くなるように軸荷重Ｌの方向において傾斜する。図３、図６及び図７ではプーリ本体５が回転変位した状態を鎖線で示している。
【００４７】
そのように、プーリ本体５が回動変位することによって、平ベルト３は、図７に示すようなプーリ本体５の軸荷重方向への傾斜によって片寄りを戻す方向の戻し力を受けると共に、図６のようなプーリ本体５が斜交いになることによって片寄りを戻す方向に捩じられて、片寄りを戻す方向の戻し力を受ける。
【００４８】
従って、走行している平ベルト３には、プーリ本体５が斜交い状態になることによる戻し力と、プーリ本体５が傾斜することによる戻し力との双方の力（調心力）が働き、これによって平ベルト３は、その調心力と片寄り力とがつり合う位置で走行することになる。
【００４９】
ここで、上述したように、平ベルト３にはスラスト力が作用しているため、この平ベルト３は、上記調心力と上記スラスト力とがつり合う位置で走行することになる。その結果、上記スラスト力が作用していても、上記平ベルト３は駆動プーリ１から脱落することなく、しかも蛇行等が防止された状態で走行する（図２の二点鎖線参照）。
【００５０】
これに対し、上記従動プーリ２の負荷が増大して所定以上になった時（従動プーリ２に衝撃トルクが加わった時等）には、上述したように駆動プーリ１がスリップし、これにより平ベルト３の走行が停止する。こうして平ベルト３の走行が停止したときには、上記自動調心プーリ４からの調心力がなくなり、上記平ベルト３はスラスト力によってプーリ幅方向に移動し、最終的に待避ベアリング２２上に位置するようになる（図２の実線参照）。つまり、平ベルト３が駆動プーリ１のプーリ面から脱落して動力が遮断された状態となる。これは換言すればトルクリミッタが作動したことになる。
【００５１】
ここで、上記駆動プーリ１のスリップ（平ベルト３の走行停止）から平ベルト３の脱落までは瞬時に行われるため、平ベルト３は大きな発熱を受けることがない（ほとんどダメージを受けない）。そのため、平ベルト３は繰り返して使用することが可能である。従って、トルクリミッタ作動後の復帰の際には、上記自動調心プーリ４を持ち上げて平ベルト３に対する張力を解放し、平ベルト３を待避ベアリング２２上から駆動プーリ１上に戻すだけでよい。この状態で平ベルト３の走行を開始すれば、自動調心プーリ４の調心作用によって、平ベルト３は、調心力とスラスト力とがつり合い位置に自動的に移動して走行するようになる。
【００５２】
従って、このベルト伝動装置は、上記自動調心プーリ４を用いることによって、通常時においては、平ベルト３にスラスト力が作用した状態であっても、その平ベルト３を安定に走行させて、平ベルト３による高い伝動効率を得ることができる。
【００５３】
一方、従動プーリ２の負荷が所定以上になってベルト３の走行が停止した時には、上記自動調心プーリ４が機能しなくなることで、平ベルト３を駆動プーリ１から脱落させることができる。ここで、平ベルトを用いたベルト伝動装置では、平ベルト３の張力と駆動プーリ１の最大トルクとの関係が一定であることから、平ベルト３の張力を調整することによって、駆動プーリ１の最大トルク、換言すればトルクリミッタのリミットトルクを高精度に設定することができる。
【００５４】
また、上述したように、トルクリミッタの作動後の復帰は極めて容易であり、反復性・復帰性が高い。従って、リミットトルクの高精度化を図りつつ、反復性・復帰性の高いトルクリミッタが、上記の自動調心プーリ４による単純な構造によって構成されるため、コストの大幅な低減化を図ることができる。
【００５５】
尚、上記平ベルト３に作用するスラスト力の方向を、上記とは逆方向に設定して、平ベルト３を待避ベアリング２１側に脱落させてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
また、上記ベルト伝動装置は、駆動プーリ１のプーリ軸方向の両側に待避ベアリング２１，２２を配置していたが、これら待避ベアリング２１，２２を省略して、図８，９に示すように、駆動プーリ１と従動プーリ２との間に、脱落した平ベルト３を保持する待避ピン２３を設けてもよい。
【００５７】
また例えば、トルクリミッタ作動後の復帰の際に、自動調心プーリ４を持ち上げることに連動して、平ベルト３が駆動プーリ１に自動的に巻きかけられる機構を設けてもよい。
【００５８】
なお、プーリ本体５の外周面には緩やかなクラウンを付けるようにしてもよい。クラウンが緩やかであれば、平ベルト３に大きな負荷がかかることは避けられる。
【００５９】
また、上記自動調心プーリ４は、枢軸Ｃ２をピン１７によって構成していたが、これに限らず、上記枢軸Ｃ２を例えば上記支持ロッド１３の摺動面１３ｃ上に成形した半球状凸部によって構成してもよいし、あるいは、上記摺動面１３ｃに凹設した窪みに球体を嵌め込むことによって構成してもよい。これらの場合には、摺動部材１９の摺動面１１ａ上に、上記半球状凸部や球体を嵌め込むための窪みを凹設すればよい。
【００６０】
加えて、上記自動調心プーリ４では、枢軸Ｃ２がプーリ本体５のプーリ軸Ｃ１と直交しているがこれに限るものではなく、枢軸Ｃ２はプーリ本体５のプーリ軸Ｃ１に沿って見たときに軸荷重方向Ｌに対して所定角度αだけ傾倒していればよい。
【００６１】
また、平ベルト３にスラスト力を作用する構成は、ベルト心線の巻き方向によるものに限らず、例えば駆動プーリ１及び従動プーリ２の平行度を調整することによってもよいし、駆動プーリ１及び／又は従動プーリ２のプーリ面の形状を調整することによってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、自動調心プーリ４をテンションプーリとして用いたが、テンションプーリを別途設け、上記自動調心プーリ４を、ベルトの長さ、接触角の調節、ベルト走行方向の変更などベルト伝動装置の他の用途に用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上、説明したように、本発明に係るベルト伝動装置は、自動調心プーリによってトルクリミッタを構成したことで、通常時は平ベルトの蛇行を確実に防止してトルク伝動を行いつつ、高精度なリミットトルクと高い反復性・復帰性を備えたトルクリミッタを安価に実現することができるため、例えば自動車、農機、各種産業機械、家電製品、その他の機器に利用可能な点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ベルト伝動装置の正面図である。
【図２】同装置の平面図である。
【図３】プーリの縦断面図（図４のIII−III断面図）である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】同プーリの使用状態において軸荷重によって軸部材に回転モーメントが発生することを説明する図である。
【図６】同プーリの使用状態を示す平面図である。
【図７】図３のVII矢視図である。
【図８】他の実施形態に係るベルト伝動装置の正面図である。
【図９】同装置の平面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 駆動プーリ
２ 従動プーリ
３ 平ベルト
４ 自動調心プーリ
５ プーリ本体
１０ 支持手段
１１ 軸部材
１３ 支持ロッド
１７ ピン
Ｃ１ プーリ軸
Ｃ２ 枢軸
α 傾倒角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクリミッタを備えたベルト伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば農業機械等における動力伝達機構には、所定以上のトルク伝達を遮断するトルクリミッタが利用されている。こうしたトルクリミッタの一例として、例えば所定のトルクでピン等を破断させる破断式のものが知られている。ところが、破断式のトルクリミッタは、安価であるものの、トルクリミッタが作動するトルク（リミットトルク）が不安定で（つまり、リミットトルクの精度が低い）、しかもトルクリミッタの作動後はピンの交換を行わなければならず、容易に復帰させることができないと共に復帰に長時間を要する（つまり、反復性・復帰性が悪い）という問題がある。
【０００３】
これに対し、例えば特許文献１には、複数のローラを一定の傾斜角で傾斜配置させたトルク板を有するトルクリミッタが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６１０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されているトルクリミッタは反復性・復帰性が高いものの、構造が複雑であり、しかもリミットトルクの精度を高めようとすれば製造コストが大幅に増大してしまうという不都合がある。
【０００５】
すなわち、トルクリミッタにおいて、リミットトルクの精度を高めつつ反復性・復帰性を高めることと、低コスト性とを両立させることは極めて困難である。
【０００６】
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、リミットトルクの精度と反復性・復帰性とを高めたトルクリミッタを、低コストで実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、平ベルトを用いたベルト伝動装置であって、このベルト伝動装置において、平ベルトの片寄りを生じたときに、この平ベルトの張力によってプーリ軸にかかる軸荷重の位置が変化することを利用してプーリを変位させ、平ベルトの蛇行を防止する自動調心プーリをトルクリミッタに利用することとした。
【０００８】
つまり、この自動調心プーリは、詳しくは後述するが、平ベルトが巻き掛けられる円筒状のプーリ本体と、プーリ本体を、そのプーリ軸周りに回転自在にかつ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を有し、その枢軸がプーリ軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して上記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しているものである。このことで、平ベルトの片寄りに伴い軸荷重の位置がプーリ幅方向にずれたときには、この軸荷重によりプーリ本体が枢軸周りに回動変位して、平ベルトに対し片寄り方向とは反対の方向の戻し力（調心力）を付与し、それによって平ベルトの蛇行を防止する。
【０００９】
この自動調心プーリは、平ベルトが走行しているときにはベルトに対し調心力を付与する一方で、平ベルトの走行が停止した時には調心力を付与することができない。
【００１０】
そこで、本発明では、ベルト伝動装置において所定以上のトルクが加わった時に、平ベルトの走行を停止させて自動調心プーリの調心力をなくし、それによって平ベルトを駆動プーリのプーリ面から脱落させてトルクの伝達を遮断することとした。
【００１１】
具体的に、本発明のベルト伝動装置は、駆動プーリと、従動プーリと、自動調心プーリと、上記駆動プーリ、従動プーリ及び自動調心プーリ間に巻き掛けられて該駆動プーリの動力を上記従動プーリに伝達する平ベルトと、を備える。
【００１２】
そして、上記自動調心プーリは、上記平ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、上記プーリ本体を、そのプーリ軸周りに回転自在にかつ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を有し、上記枢軸は、上記プーリ軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して上記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しており、上記平ベルトは、所定のスラスト力の作用により上記各プーリのプーリ幅方向の一方向に付勢されているとする。
【００１３】
そうして上記ベルト伝動装置は、通常時には、上記自動調心プーリにかかる軸荷重によって該自動調心プーリから上記平ベルトに付与される調心力と上記スラスト力とがつり合った状態で上記平ベルトが走行する一方、上記従動プーリの負荷が所定以上になった時には、上記駆動プーリがスリップして上記平ベルトの走行が停止することに伴い上記自動調心プーリからの調心力がなくなって、上記平ベルトが上記スラスト力により上記プーリ幅方向の一方向に移動して上記駆動プーリのプーリ面から脱落するように構成される。
【００１４】
上記構成のベルト伝動装置において、まず自動調心プーリの基本的な作用を説明する。すなわち、平ベルトが自動調心プーリのプーリ本体上で片寄って、軸荷重が枢軸の位置からプーリ本体の幅方向にずれて作用するようになると、その軸荷重によって枢軸周りの回転モーメントが発生して、プーリ本体が回動変位する。これにより、プーリ本体は、ベルトの片寄った側が軸荷重の方向に移動するように、即ち、軸荷重の方向で高低をみれば、ベルトが片寄ってきた側が低く、反対側が高くなるように傾斜する。つまり、プーリ本体は、その外周面がプーリのクラウンと同様に傾斜した状態になるので、ベルトには上記片寄り方向とは反対の方向への戻し力が働くことになる。
【００１５】
また、上記のような回動変位の中心となる枢軸が、軸荷重の方向に対して該プーリ本体の回転方向前側に傾倒している（即ち傾倒角度が０度を越え且つ９０度未満である）ときには、プーリ本体の回動変位には、上記軸荷重の方向の成分だけでなく、軸荷重方向に直交する前後方向（ベルトがプーリ本体に接触して走行している方向である）の成分が含まれる。すなわち、プーリ本体は上記の如く軸荷重の方向に傾斜するだけでなく、ベルトの片寄った側がベルト走行方向の前側に移動して、当該ベルトに対し斜交いになって接触した状態になり、その斜交い状態でプーリ本体が回転することにより、平ベルトにはプーリ本体から上記片寄り方向とは反対の方向への戻し力が働くことになる。
【００１６】
ここで、上述の如く自動調心プーリのプーリ本体が軸荷重方向に傾斜することによる戻し力の作用と、該プーリ本体が斜交いになってベルトを捻ることによる戻し力の作用とでは、後者の方が片寄り防止効果が高いので、自動調心プーリにおける枢軸の傾倒角は０度を越え９０度未満とすることが好ましい。より好ましくは、上記捻りによる作用を有効に利用するために、上記傾倒角は０度を越え４５度以下の範囲に設定するのがよく、３０度以下とするのがさらに好ましい。
【００１７】
上記自動調心プーリは換言すれば、上記プーリ本体が上記枢軸の周りに揺動自在に支持されていることにより、その枢軸の傾倒角が０度を越え且つ９０度未満である場合は、プーリ本体の幅方向に平ベルトが片寄ったときに、プーリ本体が軸荷重の方向に傾斜することによる戻し力と、プーリ本体が斜交い状態になることによる戻し力と、の双方の力（調心力）を平ベルトに対し付与して、この平ベルトを、その調心力と片寄り力とがつり合った状態で走行させるプーリである。すなわち、上記自動調心プーリは平ベルトの蛇行を防止することができる。
【００１８】
ここで、上記の構成のベルト伝動装置においては、平ベルトには所定のスラスト力の作用により上記各プーリのプーリ幅方向の一方向に付勢されていることから、通常時において上記平ベルトは、そのスラスト力と、上記自動調心プーリの調心力とがつり合った状態で走行することになる。従って、平ベルトは、スラスト力が作用するものの、駆動プーリから脱落することなく走行する。ここで、平ベルトにスラスト力を作用させるためには、例えばベルト心線の巻き方向を変える等によって容易に実現する。
【００１９】
上記自動調心プーリは、ベルトの走行時にはそのベルトに対し調心力を付与することができるのに対し、ベルトの走行が停止した時にはそのベルトに対し調心力を付与することができない。
【００２０】
そこで、上記の構成のベルト伝動装置においては、上記従動プーリの負荷が所定以上になった時には、上記駆動プーリがスリップして平ベルトの走行を停止させる。これは、ベルト伝動装置のレイアウトを調整することによって容易に実現可能であり、例えば駆動プーリの接触角度を調整すること、そのプーリ径を調整すること、及び平ベルトの張力を調整すること等によって、駆動プーリを所定のトルクでスリップさせることが可能である。
【００２１】
そうして、駆動プーリがスリップして平ベルトの走行が停止した時には、上述したように自動調心プーリの調心力がなくなるため、調心力とスラスト力とがつり合った状態が崩れて、平ベルトはスラスト力により駆動プーリのプーリ幅方向に移動してそのプーリ面から脱落する。その結果、上記のベルト伝動装置におけるトルクの伝達が遮断されることとなる。
【００２２】
平ベルトを用いたベルト伝動装置において駆動プーリがスリップを開始するトルクは、ベルトの張力によって比較的高精度に設定可能であるため、上記構成のベルト伝動装置では、トルクリミッタにおけるリミットトルクの高精度化が図られる。
【００２３】
また、駆動プーリのスリップ開始（換言すれば平ベルトの走行停止）からベルトの脱落までは瞬時に行われるため、平ベルトは大きな発熱を受けることない。つまり、平ベルトは、ほとんどダメージを受けないため、繰り返して使用することが可能である。そのため、トルクリミッタの作動後は、脱落した平ベルトを再び駆動プーリに巻き掛けるだけで、ベルト伝動装置を復帰させることができる。つまり、上記構成のベルト伝動装置は、反復性・復帰性が高い。
【００２４】
さらに、プーリ本体が枢軸の回りに回動自在に支持されている自動調心プーリによってトルクリミッタが構成されるため、トルクリミッタを備えたベルト伝動装置を低コストで構成することが可能である。また、上記のベルト伝動装置は平ベルトを用いていることから、ベルトの曲げによるロスが少なく伝動効率が非常に高い点でも有利である。
【００２５】
ここで、上記自動調心プーリは、上記平ベルトに張力を付与するように押し当てられている、としてもよい。このことにより、通常時は平ベルトに対して安定した張力を与えながら、該平ベルトの蛇行を防止することができ、平ベルトの伝動能力を十分に発揮させる上で有利になる。また、平ベルトの張力を一定に保つことによって、従動プーリの負荷が所定以上になった時には駆動プーリが確実にスリップする。つまり、平ベルトの張力を一定に保つことによってリミットトルクの精度が高まる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明に係るベルト伝動装置によると、平ベルトの片寄りに伴い軸荷重によって回動変位し、これにより該平ベルトに調心力を付与する自動調心プーリを備えることによって、通常時は平ベルトの蛇行を防止しながら、高い伝動効率を得ることができる一方、従動プーリの負荷が所定以上になった時には、平ベルトを駆動プーリのプーリ面から脱落させてトルクを遮断することができる。しかも、上記ベルト伝動装置は、平ベルトの張力を調整することによってリミットトルクを高精度に調整することができる上に、脱落した平ベルトを再び各プーリに巻きかけるだけで復帰することが可能であるため、リミットトルクの精度を高めつつ反復性・復帰性を高めることと、低コスト性とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１に示すベルト伝動装置において、１は駆動プーリ（平プーリ）、２は従動プーリ（平プーリ）、４は自動調心プーリであり、この駆動プーリ１及び従動プーリ２に平ベルト３が巻き掛けられ、この平ベルト３に張力を付与すべく上記自動調心プーリ４がテンションプーリとして、図示省略の付勢アームによって平ベルト３の背面に押し当てられている。
【００２９】
上記駆動プーリ１は、図２に示すように、上記平ベルト３の幅よりもわずかに大きい幅を有する、比較的幅狭のプーリであって、駆動軸１ａに嵌め込まれてこの駆動軸１ａと回転一体にされている。また、駆動プーリ１に対してプーリ軸方向の両側にはそれぞれ、待避ベアリング２１，２２が上記駆動軸１ａに対して嵌め込まれて配設されている。この２つの待避ベアリング２１，２２は、その外周面が上記駆動プーリ１のプーリ面と略面一の状態にされている。
【００３０】
上記従動プーリ２は、上記駆動軸１ａに対して互いに平行に配置された従動軸２ａに嵌め込まれて、この従動軸２ａと回転一体にされている。この従動プーリ２は、図２に示すように、上記駆動プーリ１と２つの待避ベアリング２１，２２とを合わせた幅と略同じ幅を有する、比較的幅広のプーリである。
【００３１】
そうして、図２に二点鎖線で示すように、平ベルト３が駆動プーリ１に巻き掛けられた状態では、駆動軸１ａの動力が平ベルト３によって従動プーリ２に伝達される動力伝達状態となり、図２に実線で示すように、平ベルト３がいずれかの待避ベアリング２１，２２に巻き掛けられた状態（この状態でも、平ベルト３は従動プーリ２に巻き掛けられる）では、駆動軸１ａの動力が従動プーリ２に伝達されない動力遮断状態となる。
【００３２】
上記自動調心プーリ４は、図３，４に示すように、平ベルト３が巻き掛けられるプーリ本体５と、プーリ本体５をプーリ軸Ｃ１周りに回転自在にかつ枢軸Ｃ２周りに揺動自在に支持する支持手段１０と、を備えている。
【００３３】
上記支持手段１０は、プーリ本体５をベアリング１２，１２によって支持する筒状の軸部材１１と、支持ロッド１３と、枢軸Ｃ２を構成するピン１７と、備えて構成される。
【００３４】
プーリ本体５は円筒状の部材であって、図２に示すように、そのプーリ面（外周面）の幅が上記従動プーリ２と略同じであり、これにより、自動調心プーリ４は比較的幅広のプーリ幅を有し、平ベルト３がいずれかの待避ベアリング２１，２２に巻き掛けられた動力遮断状態であっても、上記平ベルト３は自動調心プーリ４に巻き掛けられることになる。
【００３５】
支持ロッド１３は、その基端部が図示省略の上記付勢アームに固定されると共に、その先端側が上記軸部材１１の筒孔に挿入される支持部１３ｂとされている。支持部１３ｂは、断面円形ロッドの直径方向に対応する部位をＤ字状にカットして形成されたものであり、このＤカットによって、図３及び図４に示すように、互いに平行になった平坦な摺動面１３ｃ，１３ｃが形成されている。
【００３６】
支持ロッド１３の支持部１３ｂにはまた、摺動面１３ｃに直交しかつロッドの径方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔内には、摺動筒１８が嵌め込まれている。
【００３７】
上記軸部材１１の内周面には、それぞれ断面Ｄ字状を有する２つの摺動部材１９が、直径方向に相対向して取り付けられている。この摺動部材１９によって、上記軸部材１１の内面には、上記支持ロッド１３の摺動面１３ｃ，１３ｃが摺動自在に接触する平坦な摺動面１１ａ，１１ａが相対向するように形成されている。また、この摺動面１１ａ，１１ａの両側縁を結ぶ両サイドの円弧面が、上記軸部材１１の内周面によって形成されている。さらに、上記軸部材１１及び摺動部材１９には、上記ピン１７が嵌め入れられる支持孔が形成されている。尚、上記の摺動部材１９及び摺動筒１８はそれぞれ、樹脂製としてもよい。
【００３８】
支持手段１０のピン１７は、支持ロッド１３の支持部１３ｂに形成された摺動筒１８に内挿されると共に、その両端は上記軸部材１１及び摺動部材１９に形成された支持孔に嵌められて上記軸部材１１に対して固定されている。そうして、ピン１７は、プーリ本体５の回転方向に対しては、軸荷重方向Ｌに対しプーリ本体５の回転方向前側に所定の傾倒角αで傾倒して配置されている（図３参照）。
【００３９】
そうして、支持ロッド１３の支持部１３ｂの両サイドの円弧面と軸部材１１の筒孔の両サイドの円弧面との間に、ピン１７を軸として軸部材１１がプーリ本体５と共に揺動することを許容する隙間１５，１５が形成されている。従って、上記プーリ本体５は、プーリ軸（回転中心軸）Ｃ１周りに回転自在にかつ、そのプーリ軸Ｃ１に直交する枢軸Ｃ２周りに揺動自在に支持される。
【００４０】
上記平ベルト３は、図示は省略するが、例えばコード平ベルトとすればよく、その心線の巻き方向を調整すること等によって、プーリ幅方向の力であるスラスト力が作用するようにされている。これにより、上記平ベルト３は、その走行中にプーリ幅方向の一方向（本実施形態では図２中の下方向）に付勢される。
【００４１】
このベルト伝動装置は、図１に示すように、駆動プーリ１はプーリ径が比較的小さくかつ、その接触角度θ１が比較的小さく設定される一方、従動プーリ２はプーリ径が比較的大きくかつ、その接触角度θ２が比較的大きく設定されるレイアウトとされている。このレイアウトにより従動プーリ２の負荷が所定以上に増大したときには、駆動プーリ１の方がスリップするようになっている。
【００４２】
また、上記自動調心プーリ４（テンションプーリ）によって、平ベルト３に対し所定かつ一定の張力が付与されることによって、上記駆動プーリ１がスリップを開始するトルク（つまり、トルクリミッタのリミットトルク）が所定かつ一定のトルクに設定されている。
【００４３】
次に、このベルト伝動装置の動作について説明する。ここでは先ず、平ベルト３にスラスト力が作用していない状態を仮定して、ベルト伝動装置の動作について説明する。
【００４４】
図３に示す使用形態、つまり、平ベルト３が駆動プーリ１と従動プーリ２とに巻きかけられて、平ベルト３による動力伝達が行われている通常時において、図６に示すように、プーリ幅方向の中央付近に掛かっていた平ベルト３が鎖線で示す如くプーリ本体５の片側へ寄ると、軸荷重はピン１７の位置からプーリ本体５の片側にずれて軸部材１１に作用するようになる。これにより、軸部材１１にピン１７を中心とする回転モーメントが働き、この軸部材１１がプーリ本体５と共にピン１７の回りに回転変位する。
【００４５】
すなわち、図５に支持ロッド１３の支持部１３ｂ、ピン１７及び軸部材１１を示すように、軸荷重の方向がピン１７と平行であるとき（Ｌｏのとき）は、このピン１７周りの回転モーメントは発生しない。これに対して、軸荷重の方向がピン１７の方向に対して角度αだけ傾いたＬになると、その分力Ｌ１によって、ピン１７周りの回転モーメントが発生し、軸部材１１は回転変位することになる。上記角度αは、軸荷重Ｌの方向を基準とするピン１７の傾倒角に相当する。
【００４６】
そうして、図３の場合は、軸荷重Ｌによって、プーリ本体５が傾倒したピン１７周りに回転変位することにより、プーリ本体５は、図６（平面図）に示すように、平ベルト３が片寄ってきた側がベルト走行方向の先側になるようにこの平ベルト３に対して斜交い状態になり、また、図７（図３のVII矢視図）に示すように、平ベルト３が片寄ってきた側が低く、反対側が高くなるように軸荷重Ｌの方向において傾斜する。図３、図６及び図７ではプーリ本体５が回転変位した状態を鎖線で示している。
【００４７】
そのように、プーリ本体５が回動変位することによって、平ベルト３は、図７に示すようなプーリ本体５の軸荷重方向への傾斜によって片寄りを戻す方向の戻し力を受けると共に、図６のようなプーリ本体５が斜交いになることによって片寄りを戻す方向に捩じられて、片寄りを戻す方向の戻し力を受ける。
【００４８】
従って、走行している平ベルト３には、プーリ本体５が斜交い状態になることによる戻し力と、プーリ本体５が傾斜することによる戻し力との双方の力（調心力）が働き、これによって平ベルト３は、その調心力と片寄り力とがつり合う位置で走行することになる。
【００４９】
ここで、上述したように、平ベルト３にはスラスト力が作用しているため、この平ベルト３は、上記調心力と上記スラスト力とがつり合う位置で走行することになる。その結果、上記スラスト力が作用していても、上記平ベルト３は駆動プーリ１から脱落することなく、しかも蛇行等が防止された状態で走行する（図２の二点鎖線参照）。
【００５０】
これに対し、上記従動プーリ２の負荷が増大して所定以上になった時（従動プーリ２に衝撃トルクが加わった時等）には、上述したように駆動プーリ１がスリップし、これにより平ベルト３の走行が停止する。こうして平ベルト３の走行が停止したときには、上記自動調心プーリ４からの調心力がなくなり、上記平ベルト３はスラスト力によってプーリ幅方向に移動し、最終的に待避ベアリング２２上に位置するようになる（図２の実線参照）。つまり、平ベルト３が駆動プーリ１のプーリ面から脱落して動力が遮断された状態となる。これは換言すればトルクリミッタが作動したことになる。
【００５１】
ここで、上記駆動プーリ１のスリップ（平ベルト３の走行停止）から平ベルト３の脱落までは瞬時に行われるため、平ベルト３は大きな発熱を受けることがない（ほとんどダメージを受けない）。そのため、平ベルト３は繰り返して使用することが可能である。従って、トルクリミッタ作動後の復帰の際には、上記自動調心プーリ４を持ち上げて平ベルト３に対する張力を解放し、平ベルト３を待避ベアリング２２上から駆動プーリ１上に戻すだけでよい。この状態で平ベルト３の走行を開始すれば、自動調心プーリ４の調心作用によって、平ベルト３は、調心力とスラスト力とがつり合い位置に自動的に移動して走行するようになる。
【００５２】
従って、このベルト伝動装置は、上記自動調心プーリ４を用いることによって、通常時においては、平ベルト３にスラスト力が作用した状態であっても、その平ベルト３を安定に走行させて、平ベルト３による高い伝動効率を得ることができる。
【００５３】
一方、従動プーリ２の負荷が所定以上になってベルト３の走行が停止した時には、上記自動調心プーリ４が機能しなくなることで、平ベルト３を駆動プーリ１から脱落させることができる。ここで、平ベルトを用いたベルト伝動装置では、平ベルト３の張力と駆動プーリ１の最大トルクとの関係が一定であることから、平ベルト３の張力を調整することによって、駆動プーリ１の最大トルク、換言すればトルクリミッタのリミットトルクを高精度に設定することができる。
【００５４】
また、上述したように、トルクリミッタの作動後の復帰は極めて容易であり、反復性・復帰性が高い。従って、リミットトルクの高精度化を図りつつ、反復性・復帰性の高いトルクリミッタが、上記の自動調心プーリ４による単純な構造によって構成されるため、コストの大幅な低減化を図ることができる。
【００５５】
尚、上記平ベルト３に作用するスラスト力の方向を、上記とは逆方向に設定して、平ベルト３を待避ベアリング２１側に脱落させてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
また、上記ベルト伝動装置は、駆動プーリ１のプーリ軸方向の両側に待避ベアリング２１，２２を配置していたが、これら待避ベアリング２１，２２を省略して、図８，９に示すように、駆動プーリ１と従動プーリ２との間に、脱落した平ベルト３を保持する待避ピン２３を設けてもよい。
【００５７】
また例えば、トルクリミッタ作動後の復帰の際に、自動調心プーリ４を持ち上げることに連動して、平ベルト３が駆動プーリ１に自動的に巻きかけられる機構を設けてもよい。
【００５８】
なお、プーリ本体５の外周面には緩やかなクラウンを付けるようにしてもよい。クラウンが緩やかであれば、平ベルト３に大きな負荷がかかることは避けられる。
【００５９】
また、上記自動調心プーリ４は、枢軸Ｃ２をピン１７によって構成していたが、これに限らず、上記枢軸Ｃ２を例えば上記支持ロッド１３の摺動面１３ｃ上に成形した半球状凸部によって構成してもよいし、あるいは、上記摺動面１３ｃに凹設した窪みに球体を嵌め込むことによって構成してもよい。これらの場合には、摺動部材１９の摺動面１１ａ上に、上記半球状凸部や球体を嵌め込むための窪みを凹設すればよい。
【００６０】
加えて、上記自動調心プーリ４では、枢軸Ｃ２がプーリ本体５のプーリ軸Ｃ１と直交しているがこれに限るものではなく、枢軸Ｃ２はプーリ本体５のプーリ軸Ｃ１に沿って見たときに軸荷重方向Ｌに対して所定角度αだけ傾倒していればよい。
【００６１】
また、平ベルト３にスラスト力を作用する構成は、ベルト心線の巻き方向によるものに限らず、例えば駆動プーリ１及び従動プーリ２の平行度を調整することによってもよいし、駆動プーリ１及び／又は従動プーリ２のプーリ面の形状を調整することによってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、自動調心プーリ４をテンションプーリとして用いたが、テンションプーリを別途設け、上記自動調心プーリ４を、ベルトの長さ、接触角の調節、ベルト走行方向の変更などベルト伝動装置の他の用途に用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上、説明したように、本発明に係るベルト伝動装置は、自動調心プーリによってトルクリミッタを構成したことで、通常時は平ベルトの蛇行を確実に防止してトルク伝動を行いつつ、高精度なリミットトルクと高い反復性・復帰性を備えたトルクリミッタを安価に実現することができるため、例えば自動車、農機、各種産業機械、家電製品、その他の機器に利用可能な点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ベルト伝動装置の正面図である。
【図２】同装置の平面図である。
【図３】プーリの縦断面図（図４のIII−III断面図）である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】同プーリの使用状態において軸荷重によって軸部材に回転モーメントが発生することを説明する図である。
【図６】同プーリの使用状態を示す平面図である。
【図７】図３のVII矢視図である。
【図８】他の実施形態に係るベルト伝動装置の正面図である。
【図９】同装置の平面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 駆動プーリ
２ 従動プーリ
３ 平ベルト
４ 自動調心プーリ
５ プーリ本体
１０ 支持手段
１１ 軸部材
１３ 支持ロッド
１７ ピン
Ｃ１ プーリ軸
Ｃ２ 枢軸
α 傾倒角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動プーリと、
従動プーリと、
自動調心プーリと、
上記駆動プーリ、従動プーリ及び自動調心プーリ間に巻き掛けられて該駆動プーリの動力を上記従動プーリに伝達する平ベルトと、を備え、
上記自動調心プーリは、
上記平ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、
上記プーリ本体を、そのプーリ軸周りに回転自在にかつ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を有し、
上記枢軸は、上記プーリ軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して上記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しており、
上記平ベルトは、所定のスラスト力の作用により上記各プーリのプーリ幅方向の一方向に付勢されており、
通常時には、上記自動調心プーリにかかる軸荷重によって該自動調心プーリから上記平ベルトに付与される調心力と上記スラスト力とがつり合った状態で上記平ベルトが走行する一方、
上記従動プーリの負荷が所定以上になった時には、上記駆動プーリがスリップして上記平ベルトの走行が停止することに伴い上記自動調心プーリからの調心力がなくなって、上記平ベルトが上記スラスト力により上記プーリ幅方向の一方向に移動して上記駆動プーリのプーリ面から脱落するように構成されているベルト伝動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のベルト伝動装置において、
上記枢軸の傾倒角は、０度を超え９０度を超えない角度範囲に設定されているベルト伝動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のベルト伝動装置において、
上記自動調心プーリは、上記平ベルトに張力を付与するように押し当てられているベルト伝動装置。
【請求項１】
駆動プーリと、
従動プーリと、
自動調心プーリと、
上記駆動プーリ、従動プーリ及び自動調心プーリ間に巻き掛けられて該駆動プーリの動力を上記従動プーリに伝達する平ベルトと、を備え、
上記自動調心プーリは、
上記平ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、
上記プーリ本体を、そのプーリ軸周りに回転自在にかつ、所定の枢軸周りに揺動自在に支持する支持手段と、を有し、
上記枢軸は、上記プーリ軸方向に沿って見て軸荷重の方向に対して上記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾倒角で傾倒しており、
上記平ベルトは、所定のスラスト力の作用により上記各プーリのプーリ幅方向の一方向に付勢されており、
通常時には、上記自動調心プーリにかかる軸荷重によって該自動調心プーリから上記平ベルトに付与される調心力と上記スラスト力とがつり合った状態で上記平ベルトが走行する一方、
上記従動プーリの負荷が所定以上になった時には、上記駆動プーリがスリップして上記平ベルトの走行が停止することに伴い上記自動調心プーリからの調心力がなくなって、上記平ベルトが上記スラスト力により上記プーリ幅方向の一方向に移動して上記駆動プーリのプーリ面から脱落するように構成されているベルト伝動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のベルト伝動装置において、
上記枢軸の傾倒角は、０度を超え９０度を超えない角度範囲に設定されているベルト伝動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のベルト伝動装置において、
上記自動調心プーリは、上記平ベルトに張力を付与するように押し当てられているベルト伝動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３００１５４（Ｐ２００６−３００１５４Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２０５５１（Ｐ２００５−１２０５５１）
【出願日】平成１７年４月１９日（２００５．４．１９）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１９日（２００５．４．１９）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]