アイドラーとは、円筒形状でベルトの案内に用いられ、外径を使用ベルト形状として、転がり摩擦によりベルトと共に回動する機械要素部品である。
構造・用途・使用事例
構造
アイドラーは、ベルトの経路を変える目的で使用するので、以下の構造となっている。
- 内部に転がり軸受が収納されており、固定軸に対して、自由に回転可能な構造となっている。
- アイドラーの外径形状は、使用するベルトの形に合わせた形状となっている。
- ベルトの背面をアイドラーの外径を滑らせて使用する場合は、アイドラーの外径は、平らな面となっている。
図1にアイドラーの外観写真を示す。この写真に示す様に中心穴部に転がり軸受が、その外周はベルト形状に合わせた形に加工されている。
図1.アイドラーの構造、種類と外観写真
タイミングベルト用 | チェーン用 | Vベルト用 | 平ベルト用 | |
---|---|---|---|---|
アイドラー外観 |
用途
平ベルト、Vベルト、タイミングベルト、チェーンの回転動力を伝達する回転軸機構において、図2に示す様に駆動プーリーと従動プーリーの間のベルトの通過する経路を変えるために使用する。
図2.アイドラーの用途
ベルトの経路の変更 | 巻きつけ角の増大 | |
---|---|---|
変更前の配置 | ||
アイドラーによる変更後の配置 | ||
内容 | ベルトの経路に干渉物がある場合、その経路を回避する必要があるので、その経路を変えるために上図に示す様にアイドラーを用いる。この場合、駆動プーリーと従動プーリー2の間に干渉物があり、この部分のベルトを回避する。 | ベルトによる動力の駆動は、駆動プーリーの回転を従動プーリーの回転ベルトで伝えるわけであるが、その動力を伝えるには上図に示す様に巻き付け角Θ0を大きくしなければならない。この巻き付け角をアイドラーを用いてΘ0からΘ0’に大きくする。 |
また、設計軸間距離に合致するベルトが無いとき、長めのベルトを選定し、張力調整を兼ねてアイドラーで押さえる用途もある。
使用事例
図3にチェーンにアイドラースプロケットを適用した事例を示す。スプロケットの中央部の固定穴に軸を通し、ナットで固定している。アイドラースプロケットは、調整ねじで位置の調整が可能な構造となっており、チェーンのたるみを除去する際に使用する。この際、チェーンのピッチなどの仕様に合うアイドラースプロケットの外径形状を選定しなければならない。
図3.チェーンに用いるアイドラー
選定のポイント
選定のポイントは下記の2点となる。
外形形状の選定
アイドラーを選定する際に、その対象となる動力伝達部品の特徴及び使用するアイドラーの形状を下表に示す。
表1.動力伝達部品の特徴及びアイドラーの形状
動力伝達部品 | 平ベルト | Vベルト | タイミングベルト | チェーン | |
---|---|---|---|---|---|
特徴 | 伝達距離 | 中~遠距離 | 中~遠距離 | 中距離 | 中距離 |
速度 | 高速 | 高速 | 中速 | 中速 | |
伝達動力 | 低動力 | 中動力 | 中動力 | 高動力 | |
アイドラー形状選定 | 内側 | 平面 | V溝 | 歯面形状 | スプロケット形状 |
外側 | 平面 | 平面 | 平面 | スプロケット形状 |
アイドラーの外形形状は、使用する動力伝達部品が、「Vベルト」「タイミングベルト」の場合は、アイドラー取付位置によって、形状を選定しなければならない。
またアイドラーを配置する際、ベルトの歯面側に配置する場合を「内側」、逆側に配置する場合を「外側」と呼ぶ。
図4.アイドラーの配置
アイドラーに付加する機能による固定法の選定
アイドラーを配置する際、使用するベルトなどの動力伝達部品の張力を調整する機能を付加するかでその固定法が変わる。張力調整機能を付加する場合、アイドラーをねじなどの駆動機構によって外部から動かす必要がある。一方、張力の調整機能が必要ない場合は、固定機能が有れば問題ない。アイドラーの固定は中央部に配置したベアリングの内面の穴を用いて固定し、専用の固定部品がメーカーから供給されている。図5にその部品を示す。
図5.アイドラーの固定部品
動力伝達部品 | ||
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アイドラー固定部品 | フランジタイプ | ねじタイプ |
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