歯付きベルト
歯付きベルト、タイミングベルト、コグドベルト、コグベルト、または同期ベルトは、内面に歯が成形された柔軟なベルトです。歯付きベルトは通常、対応する歯付きプーリまたはスプロケットの上を走行するように設計されています。歯付きベルトは、高い動力伝達が求められる幅広い機械装置に使用されています。
設計と応用
タイミングベルト、[ 1 ]歯付きベルト、[ 2 ]コグドベルトまたはコグベルト、[ 3 ]同期ベルト[ 4 ]は、滑りのない機械駆動ベルトです。これらは、内面に歯が成形された柔軟なベルトとして作られています。ベルトは、対応する歯付きプーリまたはスプロケットの上を走行します。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]適切に張力がかかっている場合、これらのタイプのベルトは滑りがなく、インデックスやタイミングの目的で運動を伝達するためによく使用されます（そのため、この名前が付けられています）。チェーンやギアの代わりに使用されることが多く、騒音が少なく、潤滑槽も必要ありません。
歯付きベルトは、ミシン、コピー機など、様々な機械装置に広く使用されています。歯付きベルトの主な用途は、自動車やオートバイのエンジン内のカムシャフトを駆動するタイミングベルトです。
歯付きベルトは摩擦伝動ベルトよりも大きな動力を伝達できるため、高出力トランスミッションに使用されます。これには、後期型ハーレーダビッドソンをはじめとする一部のオートバイの主駆動装置や、ドラッグスターに使用されているスーパーチャージャーが含まれます。
Rotax 532などの高速2ストロークエンジンで駆動する超軽量航空機は、より静粛で効率の高い低速プロペラの使用を可能にするため、歯付きベルト減速駆動装置を採用しています。自動車用エンジンを動力源とするアマチュア製作の航空機の中には、歯付きベルト減速駆動装置を採用しているものもあります。[ 8 ]
その他の名前
ギルマーベルトは、機械の車軸間で動力を伝達するために使用される機械ベルトのブランド名または商標名でした。ギルマーベルトは、1949年以降にLHギルマー社によって最初に販売され、[ 9 ]、最も初期の歯付きベルト設計の1つです。ギルマーベルトは、可動部品間の同期を維持するために、台形の歯を使用して歯付きプーリーの対応する溝に噛み合います。[ 10 ]ベルトはもはやギルマーの名前で販売されていませんが、愛好家は依然として歯付きベルトをギルマーの名前で呼ぶ傾向があります。[ 11 ]
製造
歯付きベルトは、布地補強材の上に柔軟なポリマーを積層して作られています。元々は天然繊維の上にゴムを積層していましたが、材料科学の進歩により、これらのベルトの寿命は大幅に向上しました。これには、天然ゴムから合成ゴムやポリウレタンへの移行、そして補強材としてスチール、ナイロン、ケブラー（またはその他のアラミド繊維）、そして／または炭素繊維の採用が含まれます。[ 2 ]
ベルトの故障
歯付きベルトには、段階的な故障モードと壊滅的な故障モードの2つの故障モードがあります。ベルトの寿命が長くなるにつれて、どちらの故障も発生するリスクが高まるため、高負荷のベルトには耐用年数が設定され、故障が発生する前に交換されるのが一般的です。
故障モードの一つとして、歯の形状が徐々に摩耗し、最終的には丸い歯の上で滑りが生じることが挙げられます。ベルトは動作を継続しますが、軸間の相対的なタイミングが変化することがよくあります。
壊滅的な故障モードは、ベルトと補強布との間の層間剥離によって引き起こされます。これは経年劣化や摩耗によって引き起こされる場合もありますが、ベルトの不適切な扱い、特に初期設置時の扱いによって加速されることがよくあります。ベルトを狭い半径に曲げて過負荷をかけることは、ベルトの一般的な損傷原因です。これは、ベルトの設計軸から外れる、ねじれる、工具で押し込む、正しい軸に曲げても半径が小さすぎる、あるいは保管中にベルトが結びつくなどして発生します。特に天然ゴムベルトの場合、油による汚染も損傷の原因となります。特に補強布が露出しているエッジ部分では、油が付着してウィック効果を引き起こす可能性があります。
タイミングベルトが破断することは極めて稀です。より一般的なのは、ベルトが層状剥離を起こし、プーリーに接触する歯から繊維強化材が外れてしまうことです。その結果、ベルトはプーリーから外れ、さらに損傷、切断、または破断する可能性があります。歯の摩耗は綿密な検査で検出できる場合もありますが、内部の劣化は確実に検出できるとは考えられていないため、耐用年数を守ることが重要です。
参照
参考文献
- ^ 「Hucoタイミングベルトとプーリー」。Huco Dynatork。
- ^ a b米国特許5807194、「歯付きベルト」、1998年9月15日公開、ゲイツコーポレーションに譲渡
- ^コンタクト！、実験用航空機および動力装置ニュースフォーラム設計者および製造者向け、第55号、ディーゼル航空機、ディーゼルエンジン搭載の試作航空機
- ^ 「PowerGrip HTDとタイミング同期ベルト」。ゲイツコーポレーション。
- ^ 「ENG-10、カムシャフト（タイミング）ベルトとバランスシャフトベルトの張力 - 点検と調整」クラークス・ガレージ. 2014年2月27日閲覧。
カムスプロケットとクランクシャフトスプロケットの中間点で点検する必要があります。
- ^ 「クライスラー2.2リッターおよび2.5リッターエンジンのタイミングベルトの交換」 AllPar 2014年2月27日閲覧。
カムと中間シャフトのスプロケットはクランクのスプロケットの直径の2倍なので、クランクシャフトが2回転するごとにカムと中間シャフトは1回転します。
- ^ 「タイミングベルトプーリーピッチ径と外径チャート」 . Pfeifer Industries . 2014年2月27日閲覧.
スプロケットピッチ円
- ^例： Bede BD-5、Dieselis航空機「DslGB001」。2013年7月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年5月12日閲覧。、ペネック・ガザイル2
- ^ Synchronous Belts - Part 1 (PDF)、Gates Rubber Company、2016年8月9日のオリジナル(PDF)からアーカイブ
- ^ Gilmerベルトの定義、Isky Racing Cams、2010年11月24日のオリジナルからアーカイブ、 2011年1月16日取得
- ^ 「ユニロイヤルがゲイツに事業売却へ」ニューヨーク・タイムズ、1986年5月22日
