タイミングプーリ・アイドラーとは、歯のついたベルトを用いてモーターの駆動動力を従動軸に伝達することに使用される機械要素部品である。回転軸間の動力伝達、複数軸の同期運転などで用いる。
構造・用途・使用事例
構造
タイミングプーリとタイミングベルトは歯が噛み合うことで、駆動軸から従動軸へすべりなく回転力を伝達することができる。ベルト幅の寸法はインチが基準となっており、歯のピッチは表1に示す。
表1. タイミングベルトのピッチ形状
| ベルト種類 | 形状 | ピッチ（ｍｍ） |
|---|---|---|
| MXL型 |  |
2.032 |
| XL型 |  |
5.080 |
| L型 |  |
9.525 |
| H型 |  |
12.700 |
| XH型 |  |
22.225 |
| XXH型 |  |
31.750 |
タイミングプーリの外観を図１に示す。
図1. タイミングプーリの外観
タイミングプーリの内径は回転する軸に固定するために中空の穴が開いており、軸へ固定できる構造となる。アイドラーはタイミングプーリを取り付けた軸間にタイミングベルトを取り付ける際、その張力を適正値に保つために使用する部品で図2にその外観図を示す。
図2.歯付きアイドラーの外観
用途
タイミングプーリとタイミングベルトで構成される回転軸の動力伝達系は、すべりのない運転が可能であるため低速回転での静音運転が可能となる。さらに歯車やチェーンのように接触部に潤滑を必要とせず静音運転であることから、OA機器やエンジンなどのバルブ制御系に用いられる。
使用事例
図3でタイミングベルトとタイミングプーリとアイドラーの使用事例を示す。
図3. タイミングプーリ・アイドラーの使用事例
アイドラーはベルトの緩み側に配置しベルトの移動方向に対して直角方向に変位を与えることで、その張力を調整することが出来る。
選定のポイント
減速比の選定
仕様である従動軸と駆動軸の回転数に満足するタイミングプーリの歯数を決定する。使用するベルトの幅、ピッチは伝達する動力などから選定するわけであるが、この両数字を決めた後にベルト幅に合致した幅のタイミングプーリを選定する。
タイミングプーリの特徴
タイミングプーリは回転軸に取り付けて使用する。タイミングプーリの特徴を図4で示す。
図4.タイミングプーリの種類と特徴
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タイミングプーリの許容トルク
固定する際に重要となるのは、許容トルクとメンテナンス性についてである。大きなトルクが許容できるのは、キーを用いた固定法であり、軸のメンテナンス等が容易な固定法は面圧法とクランピング法である。参考値として、図5にクランピングタイプの許容トルクを示す。上記で説明したインチ系歯型だけでなく「M」、「P」のようなミリ系歯型のタイミングベルトもある。図5は、参考例として、ミリ系歯形の「S3M」の歯数と、軸径と許容トルクの関係を示す。
図5．クランピングタイプの許容トルク
| Type | 歯数 | 軸径 | 許容トルク （N・m） |
|---|---|---|---|
| S3M | 24 26 28 | 4 | 0.16 |
| 30 32 | 6 | 0.95 | |
| 8 | 2.6 | ||
| 36 | 6 | 0.95 | |
| 8 | 2.6 | ||
| 40 | 8 | 2.6 | |
| 10 | |||
| 44 | 8 | 2.6 | |
| 10 | |||
| 48 | 8 | 2.6 | |
| 10 | |||
| 11 | |||
| 12 | |||
| 50 | 8 | 2.6 | |
| 10 | |||
| 11 | |||
| 12 | |||
| 13 | |||
| 14 | 7.6 | ||
| 60 | 8 | 2.6 | |
| 10 | |||
| 11 | |||
| 12 | |||
| 13 | |||
| 14 | 7.6 | ||
| 15 | |||
| 16 |
アイドラーの特徴
アイドラーはタイミングベルトの歯面側に配置する歯付きアイドラーとタイミングベルトの平らな面に配置する背面テンションタイプの製品がある。
図6に歯付きアイドラー、背面テンションタイプのアイドラーの特徴を示す。
図6．アイドラーの種類と特徴
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