自動調心プーリ
【課題】摩擦ベルトの蛇行・片寄りを安定して防止できるように、最適な揺動抵抗をもつ自動調心プーリを提供する。
【解決手段】プーリ本体１０上の摩擦ベルトｂに蛇行やベルト幅方向における片寄りが発生したときにプーリ本体１０が揺動軸心Ｐ回りに蛇行や片寄りを修正する方向に回動するようにした自動調心プーリにおいて、プーリ本体１０と該プーリ本体１０を揺動軸心Ｐ回りに揺動可能に支持する支持部材５０との間に介装されてプーリ本体１０の揺動に対する抵抗としての摺動摩擦を発生する樹脂部品７０について、その動摩擦係数μを０．１５≦μ≦０．４０とする。
【解決手段】プーリ本体１０上の摩擦ベルトｂに蛇行やベルト幅方向における片寄りが発生したときにプーリ本体１０が揺動軸心Ｐ回りに蛇行や片寄りを修正する方向に回動するようにした自動調心プーリにおいて、プーリ本体１０と該プーリ本体１０を揺動軸心Ｐ回りに揺動可能に支持する支持部材５０との間に介装されてプーリ本体１０の揺動に対する抵抗としての摺動摩擦を発生する樹脂部品７０について、その動摩擦係数μを０．１５≦μ≦０．４０とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦ベルトに蛇行やベルト幅方向における片寄りが発生したときにそれらを自動的に修正するように作動する自動調心プーリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、平ベルトを用いた伝動装置においては、平ベルトが走行中に蛇行したり、プーリ上においてベルト幅方向の片側に寄って片寄り走行を行うことがある。これは、平ベルトが他の伝動ベルトに比べて、プーリ軸方向における正規位置からのずれや、軸荷重の変化によるプーリ軸のたわみ、プーリ自体の揺れなど、伝動装置を構成する要素の変化に敏感なためである。このような蛇行・片寄り走行を生じた場合、平ベルトが平プーリのフランジに接触して、その平ベルト側端面で毛羽立ちや心線ほつれを生ずる。
【０００３】
これに対しては、例えば、特許文献１に記載されているように、平ベルトに接するプーリ本体が平ベルトの走行方向に対して傾くように揺動することで平ベルトの蛇行・片寄りを抑制する機能をもつ自動調心プーリが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０２７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の場合には、プーリ本体の揺動に対し、或る程度の抵抗が働く必要がある。
【０００６】
つまり、プーリ本体の揺動に対する抵抗が非常に小さいもしくは全くない場合、プーリ本体はハンチング現象に至り、平ベルトの蛇行・片寄り防止の制御ができなくなる。その反対に、プーリ本体の揺動抵抗が大き過ぎると、平ベルトが片寄ってもすぐに揺動を起こさず、片寄ったままの平ベルトの側端面がプーリ本体のフランジに当たる場合も発生する。従って、このプーリ本体には、或る程度の揺動抵抗が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明では、摩擦ベルトの蛇行・片寄りを安定して防止できるように、最適な揺動抵抗をもつ自動調心プーリを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のような課題に対して、プーリ本体と該プーリ本体を揺動可能に支持する支持部材との間に介装されて揺動抵抗を発生する樹脂部品について、その動摩擦係数を最適化するようにした。
【０００９】
具体的には、本発明は、摩擦ベルトが走行可能に巻き掛けられるプーリ本体と、このプーリ本体上の摩擦ベルトにベルト幅方向における片寄りが発生したときに該片寄った側のプーリ本体部分がベルト走行方向前側に変位するように設定された揺動軸心回りに該プーリ本体を揺動可能に支持する支持部材と、これらプーリ本体と支持部材との間に介装されていて、該プーリ本体の揺動に伴って支持部材およびプーリ本体のうちの少なくとも一方との間に摺動摩擦を発生する樹脂部品とを備えた自動調心プーリを前提としている。
【００１０】
そして、上記樹脂部品の動摩擦係数μが、０．１５≦μ≦０．４０とされているものとする。
【００１１】
尚、上記の構成において、樹脂部品のベルト幅方向寸法Ｗを、該樹脂部品のベルト走行方向寸法Ｌ以上（Ｗ≧Ｌ）とすることができる。
【００１２】
また、プーリ本体上においてベルト幅方向における摩擦ベルトのベルト幅方向中心の変動するベルト変動領域の少なくとも全体に亘って樹脂部品が存在するようにすることもできる。その際には、樹脂部品の室温（２３℃）での曲げ弾性率Ｅ［単位:ＧＰa］が、Ｅ≧２．５であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、プーリ本体上の摩擦ベルトに蛇行やベルト幅方向における片寄りが発生したときに、プーリ本体が揺動軸心回りにそれらを修正する方向に回動するようにした自動調心プーリにおいて、プーリ本体と該プーリ本体を揺動軸心回りに揺動可能に支持する支持部材との間に介装されてプーリ本体の揺動に対する抵抗としての摺動摩擦を発生する樹脂部品について、動摩擦係数μを０．１５≦μ≦０．４０とするようにしたので、摺動摩擦力が小さ過ぎることに起因するプーリ本体の揺動のハンチング現象を発生することなく、大き過ぎることのない摺動摩擦力でもって適正に蛇行・片寄り抑制機能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る自動調心プーリの全体構成を示す正面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線断面図である。
【図３】図３は、平ベルトの片寄りに伴う自動調心プーリの動きを模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、自動調心プーリに組み込まれる樹脂部品を示すベルト幅方向に見たときの拡大図である。
【図５】図５は、ベルト走行方向に見たときの同樹脂部品を示す拡大図である。
【図６】図６は、ベルト幅方向における平ベルトのベルト幅方向中央部の通過領域に対する樹脂部品の配置を示す図２相当図である。
【図７】図７は、ベルト式伝動装置における自動調心プーリの使用例を示す説明図である。
【図８】図８は、樹脂部品のベルト幅方向寸法が小さ過ぎる場合の状態を誇張して示す図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図３は、本実施形態に係る自動調心プーリの全体構成を示しており、この自動調心プーリは、摩擦ベルトとしての平ベルトｂを用いたベルト式伝動装置におけるアイドラプーリとして使用される。
【００１７】
この自動調心プーリは、平ベルトｂが走行可能に巻き掛けられるプーリ本体１０と、このプーリ本体１０を所定の揺動軸心Ｐ回りに揺動自在に支持する支持部材としての軸部材５０とを備えていて、プーリ本体１０上の平ベルトｂに蛇行やベルト幅方向（図２の左右方向）における片寄りが発生したときに、その蛇行や片寄りを修正するようにベルト走行方向（図３の上下方向）に対し左右に斜交い状態になるように揺動する構造になっている。尚、軸部材５０は、その基端側において図外の支持体に保持されており、その先端部分においてプーリ本体１０を支持している。
【００１８】
具体的には、プーリ本体１０は、該プーリ本体１０に巻き掛けられた平ベルトｂに直接に接触する円環状のプーリ部２０と、このプーリ部２０の内周側に圧入されたベアリング３０と、このベアリング３０の内周側に圧入された円筒状のカラー４０とを有する。プーリ部２０の軸方向（図２の左右方向）両端にはフランジ２１，２１が設けられている。ベアリング３０は、プーリ部２０の内周側に回転一体に連結された外輪３１と、カラー４０の外周側に回転一体に連結された内輪３２と、これら外輪３１および内輪３２間に軸方向において２列に並ぶように介装された複数のボール３３とを有してなる複列玉軸受である。また、カラー４０の軸方向略中央位置において径方向（同図の上下方向）に対向する２箇所の部位には、後述するピンの両端部がそれぞれ係入する断面円形状の係入孔４１が形成されている。
【００１９】
軸部材５０は、その外周断面の基本形状が円形状をなしており、少なくとも先端部分の外径寸法はカラー４０の内径寸法よりも小さくされていて、該先端部分がプーリ本体１０を該プーリ本体１０の軸方向に挿通するように配置されている。また、先端部分（図２の左端部分）の周方向の一部の部位は、軸部材５０の軸心Ｑに平行な平面でもって切り取られた状態の矩形状の平坦面５１に形成されている。この平坦面５１は、後述の樹脂部品が摺接する摺接面とされている。軸部材５０の先端部分には、軸心Ｑおよび平坦面５１にそれぞれ直交する方向（同図の上下方向）に延びる貫通孔５２が設けられており、この貫通孔５２には、略円柱状をなすピン６０が嵌挿されている。ピン６０の長さ寸法は、ベアリング３０の内輪３２の内径寸法と同じかそれよりも僅かに小さく、該ピン６０の両端部は、それぞれカラー４０の係入孔４１に係入している。これにより、プーリ本体１０は、ピン６０の中心線を揺動軸心Ｐとしてその揺動軸心Ｐ回りに揺動可能となっている。尚、ピン６０と、軸部材５０およびカラー４０のうちの少なくとも一方とは、揺動軸心Ｐ回りに相対揺動可能とされている。
【００２０】
また、上記軸部材５０の平坦面５１とカラー４０の内周面との間には、樹脂部品７０が介装されている。この樹脂部品７０の全体形状は、図４および図５にも示すように、軸部材５０の平坦面５１との対応部位が、該平坦面５１と略同じ寸法形状をなす平坦面７１に形成されており、この平坦面７１は、軸部材５０の平坦面５１に対する摺接面となっている。一方、樹脂部品７０におけるカラー４０の内周面との対応部位は、該内周面と同じ曲率半径の断面円弧状をなす湾曲面に形成されており、これにより、樹脂部品７０は、カラー４０と一体となって揺動するようになっている。つまり、プーリ本体１０が軸部材５０に対して揺動するとき、その揺動に伴って樹脂部品７０の平坦面７１と軸部材５０の平坦面５１との間に摺動摩擦が生じ、その摩擦力が、プーリ本体１０の揺動に対する一定の抵抗力として作用するようになっている。
【００２１】
そして、本実施形態では、上記樹脂部品７０の動摩擦係数μは、０．１５≦μ≦０．４０とされている。
【００２２】
また、本実施形態では、樹脂部品７０は、図６に示すように、プーリ本体１０上においてベルト幅方向における平ベルトｂのベルト幅方向中心ｍの変動するベルト変動領域Ｒの全体に亘って配置されている。
【００２３】
さらに、本実施形態では、樹脂部品７０は、そのベルト幅方向寸法Ｗがベルト走行方向寸法Ｌ以上（Ｗ≧Ｌ）とされている。
【００２４】
ここで、上記のように構成された自動調心プーリの使用方法および作用について説明する。
【００２５】
本実施形態の自動調心プーリは、図７に示すように、平プーリからなっていて軸心が互いに平行になるように配置された駆動プーリ８０および従動プーリ９０間に平ベルトｂが巻き渡されたベルト式伝動装置において、その平ベルトｂの弛み側スパン（同図の上側スパン）の背面を押圧するように配置される。また、自動調心プーリＡの軸部材５０は、その軸心Ｑが両プーリ８０，９０の軸心に平行になり、かつ、揺動軸心Ｐと自動調心プーリＡおよび駆動プーリ８０問のベルトスパンとのなす角度θ１が、揺動軸心Ｐと自動調心プーリＡおよび従動プーリ９０間のベルトスパンとのなす角度θ２に略等しい（θ１≒θ２）か、さらには、前者の角度θ１が後者の角度θ２よりも若干小さく（θ１＜θ２）なるように配置される。また、軸部材５０におけるベルト走行側に樹脂部品７０が位置するように配置され、これにより、平ベルトｂによりプーリ本体１０に加わる軸荷重の略全部が樹脂部品７０を介して軸部材５０に支承されるようになっている。尚、駆動プーリ８０は、同図の時計回り方向に回転し、従って、自動調心プーリＡ上の平ベルトｂは、同図の右方向に走行するものとする。
【００２６】
この自動調心プーリＡでは、例えば、図８に仮想線で示すように、平ベルトｂがプーリ本体１０上におけるベルト幅方向中央位置から逸れてベルト幅方向右側へ片寄ると、プーリ本体１０に平ベルトｂの動力（走行力）が加わって揺動軸心Ｐ回りに反時計回り方向の回動力が与えられ、それによってプーリ本体１０がベルト走行方向に対して傾き、プーリ本体１０はそのベルト走行方向前側の部分がベルト幅方向における平ベルトｂの存する側とは反対の側である左側へ変位した状態の斜交いになって回転するようになり、このことで、平ベルトｂにプーリ本体１０におけるベルト幅方向中央へ戻すカが与えられ、平ベルトｂの蛇行・片寄りを防止することになる。
【００２７】
そして、上記のようにプーリ本体１０が揺動軸心Ｐ回りに揺動する際に、自動調心プーリＡでは、平ベルトｂの張力を受け、プーリ部２０、ベアリング３０、カラー４０とカが伝わり、樹脂部品７０が押圧されて該樹脂部品７０の平坦面７１と軸部材５０の平坦面５１との間に摩擦力が発生し、この摩擦力が、平ベルトｂが逸れて片寄るのに伴うプーリ本体１０の揺動に対する抵抗力となる。
【００２８】
次に、樹脂部品７０の材料について、その動摩擦係数μなどの物性との関係でもって詳しく説明する。
【００２９】
先ず、一般に、樹脂においては、配合物の種類や配合量により、或る範囲で摩擦係数を任意に設定できるので、配合処方を行った樹脂を用いて成形し、その樹脂部品７０を得ることができる。また、樹脂部品７０には、圧縮の荷重が働くので、プーリ本体１０の揺動に悪影響を与えるような変形を行わない程度の剛性が必要となる。
【００３０】
そこで、先ず、摺動材としての樹脂部品７０に使用する材料のベースとなる樹脂については、熱可塑性樹脂材を用いる。そのような熱可塑性樹脂材としては特に制限はないが、平ベルトｂが走行している間はベアリング３０の発熱により高温状態になるため、耐熱性のある樹脂が好ましい。具体的には、６−ナイロン、６６−ナイロン、芳香族ナイロン、４６−ナイロンといったアミド系樹脂が比較的衝撃性も高いことから、当該樹脂部品に使用するには好ましい。また、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミドなど汎用エンプラからスーパーエンプラまで用いることもできる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの汎用樹脂も使用できないことはないが、融点が上記エンプラに比べて低いため、熱の影響を受けにくいような条件での使用という制約を受ける。
【００３１】
上記樹脂部品７０は、繰返しの摺動運動を受けるため、耐摩耗性を向上させるべく、炭素繊維もしくはアラミド短繊維やポリフェニレンベンゾオキサゾール短繊維などの有機繊維を５〜３０ｗｔ％配合する場合がある。また、当該樹脂部品７０は圧縮の荷重を受け続けるため、部品自身がつぶれないようにする上では或る程度以上の剛性も必要となるので、上記短繊維での補強効果も期待できる。尚、補強短繊維としてはガラス短繊維が一般的ではあるが、ガラス短繊維は摺動する相手を著しく摩耗させるので、かかる摺動を受ける樹脂には好ましくない。
【００３２】
上記樹脂部品７０においては動摩擦係数μの平均値が、０．１５≦μ≦０．４０の範囲である必要がある。動摩擦係数μの平均値が０．４０を超える（μ＞０．４０）の場合、平ベルトｂがベルト幅方向中央より逸れても、プーリ本体１０の揺動に対する抵抗が大きくなり、平ベルトｂの蛇行・片寄りの修正が容易にはできなくなる。一方、動摩擦係数μの平均値が０．１５未満（μ＜０．１５）であれば、プーリ本体１０の揺動に対する抵抗が小さ過ぎてハンチング現象を招き易くなり、平ベルトｂの蛇行・片寄りを安定して抑制することは困難となる。尚、より安定した平ベルトｂの制御を行うのであれば、動摩擦係数μの平均値が、０．１８≦μ≦０．３０である樹脂を用いるのが好ましい。
【００３３】
かかる樹脂の組成としては、ベースとなるナイロンなどの樹脂に炭素繊維やアラミド繊維を５〜３０ｗｔ％含有させたものになると考えられるが、繊維物だけを加えると動摩擦係数μが０．４０以上になるため、その動摩擦係数μを下げるべく、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）の粉末を配合する。このようにＰＴＦＥの添加量を調整することで、動摩擦係数μの平均値を０．１５〜０．４０の範囲で調整することができる。また、ＰＴＦＥと併用して黒鉛や二硫化モリブデンを配合しても同じ効果が期待できる。
【００３４】
比較的容易に入手できる市販の樹脂材として、ＰＴＦＥ、もしくは、ＰＴＦＥベースであって改質のために黒鉛などの個体潤滑剤やフィラーを配合した組成物がある。かかるＰＴＦＥ組成物の曲げ弾性率Ｅ［単位:ＧＰａ］は、０．３≦Ｅ≦０．６であり、一般的な樹脂と比較すると低い水準にある。このような曲げ弾性率Ｅの水準のＰＴＦＥ組成物を樹脂部品７０に使用し、ベルト張力が３００Ｎである一般産業用伝動システムに組み込んで作動させたところ、平ベルトｂから受ける圧縮の荷重により当該樹脂部品７０がつぶれてプーリ本体１０の揺動を抑制してしまい、平ベルトｂの蛇行・片寄りの制御が不能になってしまった。従って、ＰＴＦＥベースで樹脂部品７０を作製する場合、ガラス繊維または炭素繊維で補強を行い、曲げ弾性率Ｅを高めてつぶれないようにする配慮が必要となる。一方、ＰＴＦＥに炭素繊維を１０ｗｔ％配合したものは、淀川ヒューテック株式会社より購入でき、このＰＴＦＥ組成物の室温下（２３℃）での曲げ弾性率Ｅは２．５程度（Ｅ≒２．５）である。この組成物を樹脂部品７０に使用してベルト張力が３００Ｎである一般産業用伝動システムに組み込んで作動させたところ、つぶれずに平ベルトｂの蛇行・片寄りの制御が行われた。これらの結果に基づくと、樹脂部品７０に使用する樹脂組成物の曲げ弾性率Ｅは、Ｅ≧２．５であることが好ましいと考えられる。また、樹脂部品７０に使用する樹脂組成物は、その使用中における高温時（例えば１２０℃）での曲げ弾性率Ｅが０．８以上であることが好ましい。尚、ＰＴＦＥ組成物については、実際に使用すると摩耗が大きく、樹脂部品７０としては使用できない場合があるので注意が必要である。
【００３５】
次に、上記ベルト変動領域Ｒの略全体に亘るように樹脂部品７０を配置する理由を説明する。それは、仮に、樹脂部品７０のベルト幅方向寸法Ｗがベルト変動領域Ｒのベルト幅方向寸法よりも小さくて該樹脂部品７がそのベルト変動領域Ｒの全体をカバーしない場合には、平ベルトｂがプーリ本体１０上におけるベルト幅方向の最側端を走行するときに、図８に誇張して示すように、ベルト走行方向に略直交する面内におけるモーメント（同図に示す例では時計回り方向のモーメント）がピン６０に発生し、その結果、プーリ本体１０のスムーズな揺動が行えなくなり、平ベルトｂの蛇行・片寄りの抑制に困難を来すことになるからである。従って、プーリ本体１０上における平ベルトｂの左右の変動幅を考慮して、例えばベアリング３０の内輪３２の幅寸法と同じくらいのベルト幅方向寸法Ｗをもった樹脂部品７０の形状が好ましい。
【００３６】
また、樹脂部品７０のベルト幅方向寸法Ｗと、ベルト走行方向寸法Ｌとの関係については、摺動摩擦の発生機能という点では特に何らの制限を受けるものではなく、例えば、ベルト幅方向寸法Ｗとベルト走行方向寸法Ｌとが互いに等しく（Ｗ＝Ｌ）ても構わない。しかし、ベルト走行方向寸法Ｌを大きく確保しようとすれば、軸部材５０の平坦面５１のベルト走行方向寸法が大きくなるために、軸部材５０自体が大径化し、それに伴い、ベアリング３０として内輪３２の内径の大きなものが必要となり、ベアリング３０の種類の制限を受けることになるため、自動調心プーリＡの実使用範囲が狭くなる。従って、少なくとも、樹脂部品７０のベルト幅方向寸法Ｗとベルト走行方向寸法Ｌとが互いに等しくなるような寸法形状の設計は、必要最小限に止めるべきである。
【００３７】
従って、本実施形態では、平ベルトｂが走行可能に巻き掛けられるプーリ本体１０と、このプーリ本体１０上の平ベルトｂにベルト幅方向における片寄りが発生したとき該片寄った側のプーリ本体１０部分がベルト走行方向前側に変位するように設定された揺動軸心Ｐ回りに該プーリ本体１０を揺動可能に支持する軸部材５０と、これらプーリ本体１０と軸部材５０との間に介装されていて、該プーリ本体１０の揺動に伴って該揺動に対する抵抗となる摺動摩擦力を軸部材５０との間に発生する樹脂部品７０とを備えた自動調心プーリＡにおいて、樹脂部品７０の動摩擦係数μを、０．１５≦μ≦０．４０とするようにしたので、上記摺動摩擦力が小さ過ぎることに起因するプーリ本体１０のハンチング現象を発生することなく、大き過ぎることのない摺動摩擦力でもって適正に蛇行・片寄り抑制機能を発揮することができる。
【００３８】
尚、上記の実施形態では、樹脂部品７０の形状を略蒲鉾形とするようにしているが、例えば、円板など、種々の形状に形成することができる。
【００３９】
一蛇行・片寄り抑制機能の評価テスト−
ここで、各々、組成の異なる複数類の樹脂部品を作製し、その樹脂部品の組み込まれた自動調心プーリにおける蛇行・片寄り抑制機能を評価するために行ったテストについて説明する。樹脂部品の種類としては、上記実施形態の実施例として５種類（実施例１〜５）を、また、比較例として３種類（比較例１〜３）をそれぞれ用意した。尚、実施例１〜５および比較例１〜３の各樹脂部品の寸法形状は共通である。
【００４０】
テストの要領としては、３軸レイアウト（図７参照）上で平ベルトを５日間走行させ、蛇行・片寄り抑制機能が安定して作用するか否かでもって評価した。また、樹脂部品の主な作製方法としては、樹脂および配合物を混合し、ミキサーにより均一になるように撹拌した後、その混合物を二軸押出機により混線してペレットとし、そのペレットを用いて射出成形により作製した。
【００４１】
また、各樹脂部品のサンプル片を作製し、その動摩擦係数μおよび曲げ弾性率Ｅの測定を行った。動摩擦係数μの測定には、株式会社エー・アンド・デイ製の摩擦摩耗試験機である「ＥＦＭ−III」を用いた。具体的には、上記混合物のリング形状のサンプル片を作製する一方、相手材としては炭素鋼Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ Ｇ４０５１）を使用して同じくリング形状のものを切削により作製し、両者を荷重４００Ｎ、リングの回転速度０．５ｍｍ／ｓにて摺動させ、２４時間の摺動後、動摩擦係数μの平均値を算出した。また、曲げ弾性率Ｅについては、ＩＳＯ１７８に準じた方法を用いて測定した。
【００４２】
以下は、実施例１〜５および比較例１〜３の各樹脂部品の組成であり、実施例１〜５の結果を、次表１に、また、比較例１〜３の結果を、次表２にそれぞれ示す。
【実施例１】
【００４３】
樹脂部品の組成として、炭素繊維およびＰＴＦＥが樹脂に配合されたものとした。炭素繊維としては、弾性率の高いＰＡＮ系のものを使用した。かかる炭素繊維は、例えば、東レ株式会社製、三菱レイヨン株式会社製、東邦テナックス株式会社製のものが使用できる。ＰＴＦＥとしては、ダイキン工業株式会社製である平均粒径３００μｍのものを使用した。樹脂としては、耐熱性、経済性、吸水性を考慮して芳香族ナイロンを使用した。かかる芳香族ナイロンは、例えば、クラレ株式会社製、エムス昭和電工株式会社製のものが使用できる。それらの配合率は、炭素繊維を２０ｗｔ％、ＰＴＦＥを２０ｗｔ％、芳香族ナイロンを６０ｗｔ％とした。
【実施例２】
【００４４】
実施例１の場合と同じ炭素繊維、ＰＴＦＥ、芳香族ナイロンを使用した。但し、それらの配合率は、炭素繊維を１５ｗｔ％、ＰＴＦＥを２５ｗｔ％、芳香族ナイロンを６０ｗｔ％とした。
【実施例３】
【００４５】
実施例１の場合と同じ嚴素繊維、ＰＴＦＥ、芳香族ナイロンを使用した。但し、それらの配合率は、炭素繊維を２０ｗｔ％、ＰＴＦＥを１０ｗｔ％、芳香族ナイロンを７０ｗｔ％とした。
【実施例４】
【００４６】
実施例１の場合と同じ炭素繊維および芳香族ナイロンを使用する一方、ＰＴＦＥに代えて、アラミド短繊維を使用した。かかるアラミド短繊維は、例えば、帝人株式会社製のものが使用できる。それらの配合率は、炭素繊維を１５ｗｔ％、芳香族ナイロンを７５ｗｔ％、アラミド短繊維を１０ｗｔ％とした。
【実施例５】
【００４７】
実施例１の場合と同じＰＴＦＥおよび芳香族ナイロンを使用する一方、炭素繊維に代えて、実施例４の場合と同じアラミド短繊維を使用した。それらの配合率は、ＰＴＦＥを５ｗｔ％、芳香族ナイロンを７５ｗｔ％、アラミド短繊維を１５ｗｔ％とした。
【比較例１】
【００４８】
実施例１の場合と同じ芳香族ナイロン（ペレット状）のみを使用し、炭素繊維およびＰＴＦＥは省略した。
【比較例２】
【００４９】
実施例１の場合と同じＰＴＦＥおよび芳香族ナイロンを使用し、炭素繊維は省略した。それらの配合率は、ＰＴＦＥを３０ｗｔ％、芳香族ナイロンを７０ｗｔ％とした。
【比較例３】
【００５０】
実施例１の場合と同じ炭素繊維およびＰＴＦＥを使用し、芳香族ナイロンは省略した。それらの配合率は、炭素繊維を５ｗｔ％、ＰＴＦＥを８５ｗｔ％とした。尚、この比較例３の場合には、混合物をプレスにより成形し、それを切削加工により形を整えて樹脂部品とした。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
上記の表１からは、動摩擦係数μの平均値が、０．１５≦μ≦０．４０であれば、蛇行・片寄り制御性が正常に機能することが判る。これに対し、比較例１の場合には、動摩擦係数μが大き過ぎ（μ＝０．４８＞０．４０）てプーリ本体の揺動が重く、正常な機能は果たさなかった。一方、比較例３の場合には、動摩擦係数μが小さ過ぎ（μ＝０．１１＜０．１５）てプーリ本体の揺動にハンチングが生じ、やはり、正常な機能は果たさなかった。
【００５４】
また、曲げ弾性率Ｅについては、実施例１〜５では、その値が最小である実施例５（Ｅ＝２．５）を含めて、つぶれなどの不具合は発生しなかった。これに対し、比較例２の場合には、つぶれてしまって、正常な機能は果たさなかった。これは、曲げ弾性率Ｅが低過ぎる（Ｅ＝１．８＜２．５）ためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る自動調心プーリは、平ベルトを用いたベルト式伝動装置におけるアイドラプーリなどとして利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０ プーリ本体
５０ 軸部材（支持部材）
７０ 樹脂部品
Ａ 自動調心プーリ
Ｐ 揺動軸心
Ｗ （樹脂部品の）ベルト幅方向寸法
Ｌ （樹脂部品の）ベルト走行方向寸法
ｂ 平ベルト（摩擦伝動ベルト）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦ベルトに蛇行やベルト幅方向における片寄りが発生したときにそれらを自動的に修正するように作動する自動調心プーリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、平ベルトを用いた伝動装置においては、平ベルトが走行中に蛇行したり、プーリ上においてベルト幅方向の片側に寄って片寄り走行を行うことがある。これは、平ベルトが他の伝動ベルトに比べて、プーリ軸方向における正規位置からのずれや、軸荷重の変化によるプーリ軸のたわみ、プーリ自体の揺れなど、伝動装置を構成する要素の変化に敏感なためである。このような蛇行・片寄り走行を生じた場合、平ベルトが平プーリのフランジに接触して、その平ベルト側端面で毛羽立ちや心線ほつれを生ずる。
【０００３】
これに対しては、例えば、特許文献１に記載されているように、平ベルトに接するプーリ本体が平ベルトの走行方向に対して傾くように揺動することで平ベルトの蛇行・片寄りを抑制する機能をもつ自動調心プーリが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０２７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の場合には、プーリ本体の揺動に対し、或る程度の抵抗が働く必要がある。
【０００６】
つまり、プーリ本体の揺動に対する抵抗が非常に小さいもしくは全くない場合、プーリ本体はハンチング現象に至り、平ベルトの蛇行・片寄り防止の制御ができなくなる。その反対に、プーリ本体の揺動抵抗が大き過ぎると、平ベルトが片寄ってもすぐに揺動を起こさず、片寄ったままの平ベルトの側端面がプーリ本体のフランジに当たる場合も発生する。従って、このプーリ本体には、或る程度の揺動抵抗が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明では、摩擦ベルトの蛇行・片寄りを安定して防止できるように、最適な揺動抵抗をもつ自動調心プーリを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のような課題に対して、プーリ本体と該プーリ本体を揺動可能に支持する支持部材との間に介装されて揺動抵抗を発生する樹脂部品について、その動摩擦係数を最適化するようにした。
【０００９】
具体的には、本発明は、摩擦ベルトが走行可能に巻き掛けられるプーリ本体と、このプーリ本体上の摩擦ベルトにベルト幅方向における片寄りが発生したときに該片寄った側のプーリ本体部分がベルト走行方向前側に変位するように設定された揺動軸心回りに該プーリ本体を揺動可能に支持する支持部材と、これらプーリ本体と支持部材との間に介装されていて、該プーリ本体の揺動に伴って支持部材およびプーリ本体のうちの少なくとも一方との間に摺動摩擦を発生する樹脂部品とを備えた自動調心プーリを前提としている。
【００１０】
そして、上記樹脂部品の動摩擦係数μが、０．１５≦μ≦０．４０とされているものとする。
【００１１】
尚、上記の構成において、樹脂部品のベルト幅方向寸法Ｗを、該樹脂部品のベルト走行方向寸法Ｌ以上（Ｗ≧Ｌ）とすることができる。
【００１２】
また、プーリ本体上においてベルト幅方向における摩擦ベルトのベルト幅方向中心の変動するベルト変動領域の少なくとも全体に亘って樹脂部品が存在するようにすることもできる。その際には、樹脂部品の室温（２３℃）での曲げ弾性率Ｅ［単位:ＧＰa］が、Ｅ≧２．５であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、プーリ本体上の摩擦ベルトに蛇行やベルト幅方向における片寄りが発生したときに、プーリ本体が揺動軸心回りにそれらを修正する方向に回動するようにした自動調心プーリにおいて、プーリ本体と該プーリ本体を揺動軸心回りに揺動可能に支持する支持部材との間に介装されてプーリ本体の揺動に対する抵抗としての摺動摩擦を発生する樹脂部品について、動摩擦係数μを０．１５≦μ≦０．４０とするようにしたので、摺動摩擦力が小さ過ぎることに起因するプーリ本体の揺動のハンチング現象を発生することなく、大き過ぎることのない摺動摩擦力でもって適正に蛇行・片寄り抑制機能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る自動調心プーリの全体構成を示す正面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線断面図である。
【図３】図３は、平ベルトの片寄りに伴う自動調心プーリの動きを模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、自動調心プーリに組み込まれる樹脂部品を示すベルト幅方向に見たときの拡大図である。
【図５】図５は、ベルト走行方向に見たときの同樹脂部品を示す拡大図である。
【図６】図６は、ベルト幅方向における平ベルトのベルト幅方向中央部の通過領域に対する樹脂部品の配置を示す図２相当図である。
【図７】図７は、ベルト式伝動装置における自動調心プーリの使用例を示す説明図である。
【図８】図８は、樹脂部品のベルト幅方向寸法が小さ過ぎる場合の状態を誇張して示す図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図３は、本実施形態に係る自動調心プーリの全体構成を示しており、この自動調心プーリは、摩擦ベルトとしての平ベルトｂを用いたベルト式伝動装置におけるアイドラプーリとして使用される。
【００１７】
この自動調心プーリは、平ベルトｂが走行可能に巻き掛けられるプーリ本体１０と、このプーリ本体１０を所定の揺動軸心Ｐ回りに揺動自在に支持する支持部材としての軸部材５０とを備えていて、プーリ本体１０上の平ベルトｂに蛇行やベルト幅方向（図２の左右方向）における片寄りが発生したときに、その蛇行や片寄りを修正するようにベルト走行方向（図３の上下方向）に対し左右に斜交い状態になるように揺動する構造になっている。尚、軸部材５０は、その基端側において図外の支持体に保持されており、その先端部分においてプーリ本体１０を支持している。
【００１８】
具体的には、プーリ本体１０は、該プーリ本体１０に巻き掛けられた平ベルトｂに直接に接触する円環状のプーリ部２０と、このプーリ部２０の内周側に圧入されたベアリング３０と、このベアリング３０の内周側に圧入された円筒状のカラー４０とを有する。プーリ部２０の軸方向（図２の左右方向）両端にはフランジ２１，２１が設けられている。ベアリング３０は、プーリ部２０の内周側に回転一体に連結された外輪３１と、カラー４０の外周側に回転一体に連結された内輪３２と、これら外輪３１および内輪３２間に軸方向において２列に並ぶように介装された複数のボール３３とを有してなる複列玉軸受である。また、カラー４０の軸方向略中央位置において径方向（同図の上下方向）に対向する２箇所の部位には、後述するピンの両端部がそれぞれ係入する断面円形状の係入孔４１が形成されている。
【００１９】
軸部材５０は、その外周断面の基本形状が円形状をなしており、少なくとも先端部分の外径寸法はカラー４０の内径寸法よりも小さくされていて、該先端部分がプーリ本体１０を該プーリ本体１０の軸方向に挿通するように配置されている。また、先端部分（図２の左端部分）の周方向の一部の部位は、軸部材５０の軸心Ｑに平行な平面でもって切り取られた状態の矩形状の平坦面５１に形成されている。この平坦面５１は、後述の樹脂部品が摺接する摺接面とされている。軸部材５０の先端部分には、軸心Ｑおよび平坦面５１にそれぞれ直交する方向（同図の上下方向）に延びる貫通孔５２が設けられており、この貫通孔５２には、略円柱状をなすピン６０が嵌挿されている。ピン６０の長さ寸法は、ベアリング３０の内輪３２の内径寸法と同じかそれよりも僅かに小さく、該ピン６０の両端部は、それぞれカラー４０の係入孔４１に係入している。これにより、プーリ本体１０は、ピン６０の中心線を揺動軸心Ｐとしてその揺動軸心Ｐ回りに揺動可能となっている。尚、ピン６０と、軸部材５０およびカラー４０のうちの少なくとも一方とは、揺動軸心Ｐ回りに相対揺動可能とされている。
【００２０】
また、上記軸部材５０の平坦面５１とカラー４０の内周面との間には、樹脂部品７０が介装されている。この樹脂部品７０の全体形状は、図４および図５にも示すように、軸部材５０の平坦面５１との対応部位が、該平坦面５１と略同じ寸法形状をなす平坦面７１に形成されており、この平坦面７１は、軸部材５０の平坦面５１に対する摺接面となっている。一方、樹脂部品７０におけるカラー４０の内周面との対応部位は、該内周面と同じ曲率半径の断面円弧状をなす湾曲面に形成されており、これにより、樹脂部品７０は、カラー４０と一体となって揺動するようになっている。つまり、プーリ本体１０が軸部材５０に対して揺動するとき、その揺動に伴って樹脂部品７０の平坦面７１と軸部材５０の平坦面５１との間に摺動摩擦が生じ、その摩擦力が、プーリ本体１０の揺動に対する一定の抵抗力として作用するようになっている。
【００２１】
そして、本実施形態では、上記樹脂部品７０の動摩擦係数μは、０．１５≦μ≦０．４０とされている。
【００２２】
また、本実施形態では、樹脂部品７０は、図６に示すように、プーリ本体１０上においてベルト幅方向における平ベルトｂのベルト幅方向中心ｍの変動するベルト変動領域Ｒの全体に亘って配置されている。
【００２３】
さらに、本実施形態では、樹脂部品７０は、そのベルト幅方向寸法Ｗがベルト走行方向寸法Ｌ以上（Ｗ≧Ｌ）とされている。
【００２４】
ここで、上記のように構成された自動調心プーリの使用方法および作用について説明する。
【００２５】
本実施形態の自動調心プーリは、図７に示すように、平プーリからなっていて軸心が互いに平行になるように配置された駆動プーリ８０および従動プーリ９０間に平ベルトｂが巻き渡されたベルト式伝動装置において、その平ベルトｂの弛み側スパン（同図の上側スパン）の背面を押圧するように配置される。また、自動調心プーリＡの軸部材５０は、その軸心Ｑが両プーリ８０，９０の軸心に平行になり、かつ、揺動軸心Ｐと自動調心プーリＡおよび駆動プーリ８０問のベルトスパンとのなす角度θ１が、揺動軸心Ｐと自動調心プーリＡおよび従動プーリ９０間のベルトスパンとのなす角度θ２に略等しい（θ１≒θ２）か、さらには、前者の角度θ１が後者の角度θ２よりも若干小さく（θ１＜θ２）なるように配置される。また、軸部材５０におけるベルト走行側に樹脂部品７０が位置するように配置され、これにより、平ベルトｂによりプーリ本体１０に加わる軸荷重の略全部が樹脂部品７０を介して軸部材５０に支承されるようになっている。尚、駆動プーリ８０は、同図の時計回り方向に回転し、従って、自動調心プーリＡ上の平ベルトｂは、同図の右方向に走行するものとする。
【００２６】
この自動調心プーリＡでは、例えば、図８に仮想線で示すように、平ベルトｂがプーリ本体１０上におけるベルト幅方向中央位置から逸れてベルト幅方向右側へ片寄ると、プーリ本体１０に平ベルトｂの動力（走行力）が加わって揺動軸心Ｐ回りに反時計回り方向の回動力が与えられ、それによってプーリ本体１０がベルト走行方向に対して傾き、プーリ本体１０はそのベルト走行方向前側の部分がベルト幅方向における平ベルトｂの存する側とは反対の側である左側へ変位した状態の斜交いになって回転するようになり、このことで、平ベルトｂにプーリ本体１０におけるベルト幅方向中央へ戻すカが与えられ、平ベルトｂの蛇行・片寄りを防止することになる。
【００２７】
そして、上記のようにプーリ本体１０が揺動軸心Ｐ回りに揺動する際に、自動調心プーリＡでは、平ベルトｂの張力を受け、プーリ部２０、ベアリング３０、カラー４０とカが伝わり、樹脂部品７０が押圧されて該樹脂部品７０の平坦面７１と軸部材５０の平坦面５１との間に摩擦力が発生し、この摩擦力が、平ベルトｂが逸れて片寄るのに伴うプーリ本体１０の揺動に対する抵抗力となる。
【００２８】
次に、樹脂部品７０の材料について、その動摩擦係数μなどの物性との関係でもって詳しく説明する。
【００２９】
先ず、一般に、樹脂においては、配合物の種類や配合量により、或る範囲で摩擦係数を任意に設定できるので、配合処方を行った樹脂を用いて成形し、その樹脂部品７０を得ることができる。また、樹脂部品７０には、圧縮の荷重が働くので、プーリ本体１０の揺動に悪影響を与えるような変形を行わない程度の剛性が必要となる。
【００３０】
そこで、先ず、摺動材としての樹脂部品７０に使用する材料のベースとなる樹脂については、熱可塑性樹脂材を用いる。そのような熱可塑性樹脂材としては特に制限はないが、平ベルトｂが走行している間はベアリング３０の発熱により高温状態になるため、耐熱性のある樹脂が好ましい。具体的には、６−ナイロン、６６−ナイロン、芳香族ナイロン、４６−ナイロンといったアミド系樹脂が比較的衝撃性も高いことから、当該樹脂部品に使用するには好ましい。また、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミドなど汎用エンプラからスーパーエンプラまで用いることもできる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの汎用樹脂も使用できないことはないが、融点が上記エンプラに比べて低いため、熱の影響を受けにくいような条件での使用という制約を受ける。
【００３１】
上記樹脂部品７０は、繰返しの摺動運動を受けるため、耐摩耗性を向上させるべく、炭素繊維もしくはアラミド短繊維やポリフェニレンベンゾオキサゾール短繊維などの有機繊維を５〜３０ｗｔ％配合する場合がある。また、当該樹脂部品７０は圧縮の荷重を受け続けるため、部品自身がつぶれないようにする上では或る程度以上の剛性も必要となるので、上記短繊維での補強効果も期待できる。尚、補強短繊維としてはガラス短繊維が一般的ではあるが、ガラス短繊維は摺動する相手を著しく摩耗させるので、かかる摺動を受ける樹脂には好ましくない。
【００３２】
上記樹脂部品７０においては動摩擦係数μの平均値が、０．１５≦μ≦０．４０の範囲である必要がある。動摩擦係数μの平均値が０．４０を超える（μ＞０．４０）の場合、平ベルトｂがベルト幅方向中央より逸れても、プーリ本体１０の揺動に対する抵抗が大きくなり、平ベルトｂの蛇行・片寄りの修正が容易にはできなくなる。一方、動摩擦係数μの平均値が０．１５未満（μ＜０．１５）であれば、プーリ本体１０の揺動に対する抵抗が小さ過ぎてハンチング現象を招き易くなり、平ベルトｂの蛇行・片寄りを安定して抑制することは困難となる。尚、より安定した平ベルトｂの制御を行うのであれば、動摩擦係数μの平均値が、０．１８≦μ≦０．３０である樹脂を用いるのが好ましい。
【００３３】
かかる樹脂の組成としては、ベースとなるナイロンなどの樹脂に炭素繊維やアラミド繊維を５〜３０ｗｔ％含有させたものになると考えられるが、繊維物だけを加えると動摩擦係数μが０．４０以上になるため、その動摩擦係数μを下げるべく、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）の粉末を配合する。このようにＰＴＦＥの添加量を調整することで、動摩擦係数μの平均値を０．１５〜０．４０の範囲で調整することができる。また、ＰＴＦＥと併用して黒鉛や二硫化モリブデンを配合しても同じ効果が期待できる。
【００３４】
比較的容易に入手できる市販の樹脂材として、ＰＴＦＥ、もしくは、ＰＴＦＥベースであって改質のために黒鉛などの個体潤滑剤やフィラーを配合した組成物がある。かかるＰＴＦＥ組成物の曲げ弾性率Ｅ［単位:ＧＰａ］は、０．３≦Ｅ≦０．６であり、一般的な樹脂と比較すると低い水準にある。このような曲げ弾性率Ｅの水準のＰＴＦＥ組成物を樹脂部品７０に使用し、ベルト張力が３００Ｎである一般産業用伝動システムに組み込んで作動させたところ、平ベルトｂから受ける圧縮の荷重により当該樹脂部品７０がつぶれてプーリ本体１０の揺動を抑制してしまい、平ベルトｂの蛇行・片寄りの制御が不能になってしまった。従って、ＰＴＦＥベースで樹脂部品７０を作製する場合、ガラス繊維または炭素繊維で補強を行い、曲げ弾性率Ｅを高めてつぶれないようにする配慮が必要となる。一方、ＰＴＦＥに炭素繊維を１０ｗｔ％配合したものは、淀川ヒューテック株式会社より購入でき、このＰＴＦＥ組成物の室温下（２３℃）での曲げ弾性率Ｅは２．５程度（Ｅ≒２．５）である。この組成物を樹脂部品７０に使用してベルト張力が３００Ｎである一般産業用伝動システムに組み込んで作動させたところ、つぶれずに平ベルトｂの蛇行・片寄りの制御が行われた。これらの結果に基づくと、樹脂部品７０に使用する樹脂組成物の曲げ弾性率Ｅは、Ｅ≧２．５であることが好ましいと考えられる。また、樹脂部品７０に使用する樹脂組成物は、その使用中における高温時（例えば１２０℃）での曲げ弾性率Ｅが０．８以上であることが好ましい。尚、ＰＴＦＥ組成物については、実際に使用すると摩耗が大きく、樹脂部品７０としては使用できない場合があるので注意が必要である。
【００３５】
次に、上記ベルト変動領域Ｒの略全体に亘るように樹脂部品７０を配置する理由を説明する。それは、仮に、樹脂部品７０のベルト幅方向寸法Ｗがベルト変動領域Ｒのベルト幅方向寸法よりも小さくて該樹脂部品７がそのベルト変動領域Ｒの全体をカバーしない場合には、平ベルトｂがプーリ本体１０上におけるベルト幅方向の最側端を走行するときに、図８に誇張して示すように、ベルト走行方向に略直交する面内におけるモーメント（同図に示す例では時計回り方向のモーメント）がピン６０に発生し、その結果、プーリ本体１０のスムーズな揺動が行えなくなり、平ベルトｂの蛇行・片寄りの抑制に困難を来すことになるからである。従って、プーリ本体１０上における平ベルトｂの左右の変動幅を考慮して、例えばベアリング３０の内輪３２の幅寸法と同じくらいのベルト幅方向寸法Ｗをもった樹脂部品７０の形状が好ましい。
【００３６】
また、樹脂部品７０のベルト幅方向寸法Ｗと、ベルト走行方向寸法Ｌとの関係については、摺動摩擦の発生機能という点では特に何らの制限を受けるものではなく、例えば、ベルト幅方向寸法Ｗとベルト走行方向寸法Ｌとが互いに等しく（Ｗ＝Ｌ）ても構わない。しかし、ベルト走行方向寸法Ｌを大きく確保しようとすれば、軸部材５０の平坦面５１のベルト走行方向寸法が大きくなるために、軸部材５０自体が大径化し、それに伴い、ベアリング３０として内輪３２の内径の大きなものが必要となり、ベアリング３０の種類の制限を受けることになるため、自動調心プーリＡの実使用範囲が狭くなる。従って、少なくとも、樹脂部品７０のベルト幅方向寸法Ｗとベルト走行方向寸法Ｌとが互いに等しくなるような寸法形状の設計は、必要最小限に止めるべきである。
【００３７】
従って、本実施形態では、平ベルトｂが走行可能に巻き掛けられるプーリ本体１０と、このプーリ本体１０上の平ベルトｂにベルト幅方向における片寄りが発生したとき該片寄った側のプーリ本体１０部分がベルト走行方向前側に変位するように設定された揺動軸心Ｐ回りに該プーリ本体１０を揺動可能に支持する軸部材５０と、これらプーリ本体１０と軸部材５０との間に介装されていて、該プーリ本体１０の揺動に伴って該揺動に対する抵抗となる摺動摩擦力を軸部材５０との間に発生する樹脂部品７０とを備えた自動調心プーリＡにおいて、樹脂部品７０の動摩擦係数μを、０．１５≦μ≦０．４０とするようにしたので、上記摺動摩擦力が小さ過ぎることに起因するプーリ本体１０のハンチング現象を発生することなく、大き過ぎることのない摺動摩擦力でもって適正に蛇行・片寄り抑制機能を発揮することができる。
【００３８】
尚、上記の実施形態では、樹脂部品７０の形状を略蒲鉾形とするようにしているが、例えば、円板など、種々の形状に形成することができる。
【００３９】
一蛇行・片寄り抑制機能の評価テスト−
ここで、各々、組成の異なる複数類の樹脂部品を作製し、その樹脂部品の組み込まれた自動調心プーリにおける蛇行・片寄り抑制機能を評価するために行ったテストについて説明する。樹脂部品の種類としては、上記実施形態の実施例として５種類（実施例１〜５）を、また、比較例として３種類（比較例１〜３）をそれぞれ用意した。尚、実施例１〜５および比較例１〜３の各樹脂部品の寸法形状は共通である。
【００４０】
テストの要領としては、３軸レイアウト（図７参照）上で平ベルトを５日間走行させ、蛇行・片寄り抑制機能が安定して作用するか否かでもって評価した。また、樹脂部品の主な作製方法としては、樹脂および配合物を混合し、ミキサーにより均一になるように撹拌した後、その混合物を二軸押出機により混線してペレットとし、そのペレットを用いて射出成形により作製した。
【００４１】
また、各樹脂部品のサンプル片を作製し、その動摩擦係数μおよび曲げ弾性率Ｅの測定を行った。動摩擦係数μの測定には、株式会社エー・アンド・デイ製の摩擦摩耗試験機である「ＥＦＭ−III」を用いた。具体的には、上記混合物のリング形状のサンプル片を作製する一方、相手材としては炭素鋼Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ Ｇ４０５１）を使用して同じくリング形状のものを切削により作製し、両者を荷重４００Ｎ、リングの回転速度０．５ｍｍ／ｓにて摺動させ、２４時間の摺動後、動摩擦係数μの平均値を算出した。また、曲げ弾性率Ｅについては、ＩＳＯ１７８に準じた方法を用いて測定した。
【００４２】
以下は、実施例１〜５および比較例１〜３の各樹脂部品の組成であり、実施例１〜５の結果を、次表１に、また、比較例１〜３の結果を、次表２にそれぞれ示す。
【実施例１】
【００４３】
樹脂部品の組成として、炭素繊維およびＰＴＦＥが樹脂に配合されたものとした。炭素繊維としては、弾性率の高いＰＡＮ系のものを使用した。かかる炭素繊維は、例えば、東レ株式会社製、三菱レイヨン株式会社製、東邦テナックス株式会社製のものが使用できる。ＰＴＦＥとしては、ダイキン工業株式会社製である平均粒径３００μｍのものを使用した。樹脂としては、耐熱性、経済性、吸水性を考慮して芳香族ナイロンを使用した。かかる芳香族ナイロンは、例えば、クラレ株式会社製、エムス昭和電工株式会社製のものが使用できる。それらの配合率は、炭素繊維を２０ｗｔ％、ＰＴＦＥを２０ｗｔ％、芳香族ナイロンを６０ｗｔ％とした。
【実施例２】
【００４４】
実施例１の場合と同じ炭素繊維、ＰＴＦＥ、芳香族ナイロンを使用した。但し、それらの配合率は、炭素繊維を１５ｗｔ％、ＰＴＦＥを２５ｗｔ％、芳香族ナイロンを６０ｗｔ％とした。
【実施例３】
【００４５】
実施例１の場合と同じ嚴素繊維、ＰＴＦＥ、芳香族ナイロンを使用した。但し、それらの配合率は、炭素繊維を２０ｗｔ％、ＰＴＦＥを１０ｗｔ％、芳香族ナイロンを７０ｗｔ％とした。
【実施例４】
【００４６】
実施例１の場合と同じ炭素繊維および芳香族ナイロンを使用する一方、ＰＴＦＥに代えて、アラミド短繊維を使用した。かかるアラミド短繊維は、例えば、帝人株式会社製のものが使用できる。それらの配合率は、炭素繊維を１５ｗｔ％、芳香族ナイロンを７５ｗｔ％、アラミド短繊維を１０ｗｔ％とした。
【実施例５】
【００４７】
実施例１の場合と同じＰＴＦＥおよび芳香族ナイロンを使用する一方、炭素繊維に代えて、実施例４の場合と同じアラミド短繊維を使用した。それらの配合率は、ＰＴＦＥを５ｗｔ％、芳香族ナイロンを７５ｗｔ％、アラミド短繊維を１５ｗｔ％とした。
【比較例１】
【００４８】
実施例１の場合と同じ芳香族ナイロン（ペレット状）のみを使用し、炭素繊維およびＰＴＦＥは省略した。
【比較例２】
【００４９】
実施例１の場合と同じＰＴＦＥおよび芳香族ナイロンを使用し、炭素繊維は省略した。それらの配合率は、ＰＴＦＥを３０ｗｔ％、芳香族ナイロンを７０ｗｔ％とした。
【比較例３】
【００５０】
実施例１の場合と同じ炭素繊維およびＰＴＦＥを使用し、芳香族ナイロンは省略した。それらの配合率は、炭素繊維を５ｗｔ％、ＰＴＦＥを８５ｗｔ％とした。尚、この比較例３の場合には、混合物をプレスにより成形し、それを切削加工により形を整えて樹脂部品とした。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
上記の表１からは、動摩擦係数μの平均値が、０．１５≦μ≦０．４０であれば、蛇行・片寄り制御性が正常に機能することが判る。これに対し、比較例１の場合には、動摩擦係数μが大き過ぎ（μ＝０．４８＞０．４０）てプーリ本体の揺動が重く、正常な機能は果たさなかった。一方、比較例３の場合には、動摩擦係数μが小さ過ぎ（μ＝０．１１＜０．１５）てプーリ本体の揺動にハンチングが生じ、やはり、正常な機能は果たさなかった。
【００５４】
また、曲げ弾性率Ｅについては、実施例１〜５では、その値が最小である実施例５（Ｅ＝２．５）を含めて、つぶれなどの不具合は発生しなかった。これに対し、比較例２の場合には、つぶれてしまって、正常な機能は果たさなかった。これは、曲げ弾性率Ｅが低過ぎる（Ｅ＝１．８＜２．５）ためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る自動調心プーリは、平ベルトを用いたベルト式伝動装置におけるアイドラプーリなどとして利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０ プーリ本体
５０ 軸部材（支持部材）
７０ 樹脂部品
Ａ 自動調心プーリ
Ｐ 揺動軸心
Ｗ （樹脂部品の）ベルト幅方向寸法
Ｌ （樹脂部品の）ベルト走行方向寸法
ｂ 平ベルト（摩擦伝動ベルト）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦ベルトが走行可能に巻き掛けられるプーリ本体と、
上記プーリ本体上の摩擦ベルトにベルト幅方向における片寄りが発生したときに該片寄った側のプーリ本体部分がベルト走行方向前側に変位するように設定された揺動軸心回りに該プーリ本体を揺動可能に支持する支持部材と、
上記プーリ本体と支持部材との間に介装され、該プーリ本体の揺動に伴って支持部材およびプーリ本体のうちの少なくとも一方との間に摺動摩擦を発生する樹脂部品とを備えた自動調心プーリであって、
上記樹脂部品の動摩擦係数μが、０．１５≦μ≦０．４０であることを特徴とする自動調心プーリ。
【請求項２】
樹脂部品のベルト幅方向寸法が、該樹脂部品のベルト走行方向寸法以上であることを特徴とする請求項１に記載の自動調心プーリ。
【請求項３】
プーリ本体に加わる軸荷重の略全部が樹脂部品を介して支持部材に支承されるように設けられ、
上記樹脂部品は、プーリ本体上においてベルト幅方向における摩擦ベルトのベルト幅方向中心の変動するベルト変動領域の全体に亘って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動調心プーリ。
【請求項４】
樹脂部品の室温での曲げ弾性率Ｅが、Ｅ≧２．５ＧＰａであることを特徴とする請求項３に記載の自動調心プーリ。
【請求項１】
摩擦ベルトが走行可能に巻き掛けられるプーリ本体と、
上記プーリ本体上の摩擦ベルトにベルト幅方向における片寄りが発生したときに該片寄った側のプーリ本体部分がベルト走行方向前側に変位するように設定された揺動軸心回りに該プーリ本体を揺動可能に支持する支持部材と、
上記プーリ本体と支持部材との間に介装され、該プーリ本体の揺動に伴って支持部材およびプーリ本体のうちの少なくとも一方との間に摺動摩擦を発生する樹脂部品とを備えた自動調心プーリであって、
上記樹脂部品の動摩擦係数μが、０．１５≦μ≦０．４０であることを特徴とする自動調心プーリ。
【請求項２】
樹脂部品のベルト幅方向寸法が、該樹脂部品のベルト走行方向寸法以上であることを特徴とする請求項１に記載の自動調心プーリ。
【請求項３】
プーリ本体に加わる軸荷重の略全部が樹脂部品を介して支持部材に支承されるように設けられ、
上記樹脂部品は、プーリ本体上においてベルト幅方向における摩擦ベルトのベルト幅方向中心の変動するベルト変動領域の全体に亘って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動調心プーリ。
【請求項４】
樹脂部品の室温での曲げ弾性率Ｅが、Ｅ≧２．５ＧＰａであることを特徴とする請求項３に記載の自動調心プーリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３６９４３（Ｐ２０１１−２３６９４３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０７２８９（Ｐ２０１０−１０７２８９）
【出願日】平成２２年５月７日（２０１０．５．７）
【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２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月７日（２０１０．５．７）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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