(57)【要約】【課題】幅狭のはす歯ベルトが高負荷又は高速回転で使用されるはす歯ベルト伝動装置において、騒音および振動をより低減させる。【解決手段】はす歯ベルト伝動装置１は、ベルト幅方向に対して傾斜する複数の歯部１２を有するはす歯ベルト１０と、駆動プーリと、従動プーリとを有する。はす歯ベルト１０のベルト幅は、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。はす歯ベルト１０の心線１３は、高強度ガラス繊維または炭素繊維を含み、径が０．２ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の撚りコードである。駆動プーリおよび従動プーリのプーリ溝によるはす歯ベルト１０の歯部１２の圧縮率は、０％以上５％以下である。【選択図】図２
2018185040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線が埋設された背部、および、前記背部の一方の表面にベルト長手方向に沿って所定間隔で設けられ、それぞれがベルト幅方向に対して傾斜する複数の歯部を有し、前記歯部の表面が歯布で構成されたはす歯ベルトと、
前記歯部と噛み合う駆動プーリ溝を有し、駆動源によって回転駆動される駆動プーリと、
前記歯部と噛み合う従動プーリ溝を有する従動プーリと、
を備えるはす歯ベルト伝動装置であって、
前記はす歯ベルトのベルト幅が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、
前記心線が、高強度ガラス繊維または炭素繊維を含み、径が０．２ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の撚りコードであり、
下記式で定義される、前記駆動プーリ溝および前記従動プーリ溝による前記歯部の圧縮率が、０％以上５％以下である、はす歯ベルト伝動装置。
圧縮率＝（歯高さ−プーリ溝深さ）／歯高さ×１００
【請求項２】
前記はす歯ベルトの歯ピッチをＰｔ、ベルト幅をＷ、ベルト幅方向に対する歯筋角度をθとすると、
１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＞０
を満たす、請求項１に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項３】
１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＞０．７５
を満たす、請求項２に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項４】
前記複数の歯部の歯ピッチが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、
前記歯ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合に、前記歯部の歯高さが０．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であって、
前記歯ピッチが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、前記歯部の歯高さが１．０ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であって、
前記歯ピッチが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合に、前記歯部の歯高さが１．５ｍｍ以上２．３ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項５】
前記複数の歯部の歯ピッチが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、
前記歯ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合に、前記背部の厚みが０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であって、
前記歯ピッチが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、前記背部の厚みが０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であって、
前記歯ピッチが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合に、前記背部の厚みが１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項６】
前記背部がゴム成分を含み、該ゴム成分が少なくともエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体または水素化ニトリルゴムを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項７】
前記歯布が経糸および緯糸を含む織布で構成されており、経糸または緯糸がベルト長手方向に延びるように配置されており、該ベルト長手方向に延びるように配置された経糸または緯糸が伸縮性を有する弾性糸を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項８】
前記歯布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、および綿からなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項９】
前記駆動プーリの回転速度が１０００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項１０】
前記従動プーリの負荷が１Ｎｍ以上６Ｎｍ以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【請求項１１】
自動車用の電動パーキングブレーキシステムに適用される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のはす歯ベルト伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はす歯ベルトが高負荷又は高速回転で使用されるはす歯ベルト伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
はす歯ベルトは、ベルト幅方向に対して斜めに配置された歯部を有するベルトである。このようなはす歯ベルトは、高負荷または高速回転の環境下で使用されるベルト伝動装置に用いられる場合がある。高負荷または高速回転で使用されるベルト伝動装置に、ベルト幅方向に平行に延びる歯部を有する直歯ベルトを使用した場合、ベルトの歯部とプーリの歯部との噛み合いの開始時および終了時に、大きな騒音や振動が発生する場合がある。一方、はす歯ベルトを用いると、ベルトの歯部とプーリの歯部との噛み合わせが、歯部の一端から他端へと順次進むため、直歯ベルトを用いたベルト伝動装置に比べて、騒音および振動を低減できる。
【０００３】
このように、はす歯ベルトは、直歯ベルトに比べて騒音および振動を低減できるが、ベルト伝動装置の用途によっては、騒音をより低減させることが望まれる。例えば特許文献１には、高負荷または高速回転で使用されるはす歯ベルト伝動装置において、騒音および振動をより低減する技術が開示されている。特許文献１では、歯ピッチをＰｔ、ベルト幅をＷとして、歯筋角度θを、−０．２≦１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ≦０．７５を満たす値に設定している。
【０００４】
また、はす歯ベルト伝動装置は、電動パーキングブレーキシステムに用いられる。電動パーキングブレーキシステムは、車両駐車時に電動モータを作動させることで、車輪に付与する制動力を調整する機構である（例えば特許文献２、３参照）。はす歯ベルト伝動装置は、電動モータの駆動力を伝達するために用いられる。電動パーキングブレーキシステムには、歯ピッチに対して相対的にベルト幅が狭いはす歯ベルトが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０８７０２号公報
【特許文献２】独国出願公開第１２０２００８０３０５３５号明細書
【特許文献３】中国実用新案第２０２８０６７１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、自動車の静粛化が進んでいることから、電動パーキングブレーキシステムにおいて、騒音をより低減することが求められている。
しかしながら、特許文献１の技術は、歯ピッチに対して相対的にベルト幅が広いはす歯ベルトを対象としている。そのため、特許文献１の技術を、電動パーキングブレーキシステムのはす歯ベルト伝動装置に適用することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、幅狭のはす歯ベルトが高負荷又は高速回転で使用されるはす歯ベルト伝動装置において、騒音および振動をより低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、心線が埋設された背部、および、前記背部の一方の表面にベルト長手方向に沿って所定間隔で設けられ、それぞれがベルト幅方向に対して傾斜する複数の歯部を有し、前記歯部の表面が歯布で構成されたはす歯ベルトと、前記歯部と噛み合う駆動プーリ溝を有し、駆動源によって回転駆動される駆動プーリと、前記歯部と噛み合う従動プーリ溝を有する従動プーリと、を備えるはす歯ベルト伝動装置であって、前記はす歯ベルトのベルト幅が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、前記心線が、高強度ガラス繊維または炭素繊維を含み、径が０．２ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の撚りコードであり、前記駆動プーリ溝および前記従動プーリ溝による前記歯部の圧縮率が、０％以上５％以下である。歯部の圧縮率は、（歯高さ−プーリ溝深さ）／歯高さ×１００で定義される。
【０００９】
この構成によると、はす歯ベルトのベルト幅は、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下と比較的小さいため、例えば電動パーキングブレーキシステムに使用できる。
はす歯ベルトの歯部のプーリ溝による圧縮率は、０％以上５％以下である。つまり、歯部の歯先はプーリ溝と接触する。歯部の歯先がプーリ溝に接触しない従来のはす歯ベルト伝動装置の場合、走行時にベルトに掛る負荷を歯部の歯先で受け止めることができず、ベルトに掛かる負荷のすべてをベルトの歯底のみで受ける状態となる。そのため、歯部がプーリ溝と噛み合う際に生じるベルトの上下動（弦振）が激しくなり、振動や騒音が発生しやすい。本発明では、歯部の歯先はプーリ溝に接触し、ベルトに掛かる負荷が歯先へも分散される。そのため、たとえ高負荷または高速回転で使用されても、振動や騒音を抑制できる。さらに、歯部の歯先がプーリ溝に接触するため、歯部のプーリ溝に対する位置決め精度が向上して、歯部とプーリ溝との噛合いにおける不適切な干渉が防止される。それにより、振動や騒音をより抑制できる。
また、はす歯ベルトの背部に埋設される心線は、高強度（高弾性率）の繊維材である高強度ガラス繊維または炭素繊維を含み、径が０．２ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の撚りコードで構成される。そのため、背部の屈曲性を確保しつつ、心線によって背部の剛性を高めることができる。背部の剛性を高めたことで、たとえ高負荷又は高速回転で使用されても、歯部がプーリの歯部と噛み合う際に生じる、はす歯ベルトの心線を中心とした振動（弦振動）を抑制できる。よって、この振動により生じる騒音を低減できる。
このように、本発明のはす歯ベルト伝動装置は、歯部の圧縮率と背部の剛性によって、幅狭のはす歯ベルトを高負荷又は高速回転で使用しても、騒音および振動をより抑制できる。
【００１０】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、前記はす歯ベルトの歯ピッチをＰｔ、ベルト幅をＷ、ベルト幅方向に対する歯筋角度をθとすると、１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＞０を満たすことが好ましい。
【００１１】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＞０．７５を満たすことがより好ましい。
【００１２】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、前記複数の歯部の歯ピッチが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、前記歯ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合に、前記歯部の歯高さが０．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であって、前記歯ピッチが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、前記歯部の歯高さが１．０ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であって、前記歯ピッチが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合に、前記歯部の歯高さが１．５ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、前記複数の歯部の歯ピッチが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、前記歯ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合に、前記背部の厚みが０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であって、前記歯ピッチが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、前記背部の厚みが０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であって、前記歯ピッチが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合に、前記背部の厚みが１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
背部のこのような厚みは、例えば、電動パーキングブレーキシステム等に用いられる従来のはす歯ベルトの背部の厚みと同程度である。本発明のはす歯ベルト伝動装置は、背部の厚みを大きくすることなく背部の剛性を高めることができる。そのため、耐屈曲疲労性を充分に確保しつつ、振動および騒音をより抑制できる。
【００１５】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、前記背部がゴム成分を含み、該ゴム成分が少なくともエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体または水素化ニトリルゴムを含むことが好ましい。
【００１６】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、前記歯布が経糸および緯糸を含む織布で構成されており、経糸または緯糸がベルト長手方向に延びるように配置されており、該ベルト長手方向に延びるように配置された経糸または緯糸が伸縮性を有する弾性糸を含むことが好ましい。
【００１７】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、前記歯布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、および綿からなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含むことが好ましい。
【００１８】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、前記駆動プーリの回転速度が１０００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ以下であってもよい。この構成によると、高速回転で使用されるベルト伝動装置において、騒音および振動を充分に低減できる。
【００１９】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、前記従動プーリの負荷が１Ｎｍ以上６Ｎｍ以下であってもよい。この構成によると、高負荷で使用されるベルト伝動装置において、騒音および振動を充分に低減できる。
【００２０】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、自動車用の電動パーキングブレーキシステムに適用されることが好ましい。この構成によると、自動車用の電動パーキングブレーキシステムにおいて、騒音および振動を充分に低減できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のはす歯ベルト伝動装置は、歯部の圧縮率と背部の剛性によって、幅狭のはす歯ベルトを高負荷又は高速回転で使用しても、騒音および振動をより抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態のはす歯ベルト伝動装置の側面図である。
【図２】はす歯ベルトの部分斜視図である。
【図３】はす歯ベルトを内周側から見た図である。
【図４】はす歯ベルトの歯部の歯高さとプーリ溝の溝深さとの関係を説明する図である。
【図５】１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＝０と１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＝０．７５のグラフの一例を示しており、（ａ）は、歯ピッチＰｔが２ｍｍの場合のグラフであって、（ｂ）は、歯ピッチＰｔが３ｍｍの場合のグラフであって、（ｃ）は、歯ピッチＰｔが５ｍｍの場合のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のはす歯ベルト伝動装置１は、はす歯ベルト１０と、駆動プーリ２と、従動プーリ３とを有する。駆動プーリ２の径は、従動プーリ３の径より小さい。駆動プーリ２は、はす歯ベルト１０の歯部１２と噛み合う駆動プーリ溝２ａを有する。従動プーリ３は、はす歯ベルト１０の歯部１２と噛み合う従動プーリ溝３ａを有する。駆動プーリ溝２ａのプーリ溝深さＤｐ（図４参照）と、従動プーリ溝３ａのプーリ溝深さＤｐは同じである。
【００２４】
はす歯ベルト伝動装置１は、自動車の電動パーキングブレーキシステムに用いられる。駆動プーリ２は、電動モータ（駆動源）（図示せず）によって回転駆動される。また、従動プーリ３には同軸上に２弾の遊星歯車が連結され、従動プーリ３と共にギヤ機構が形成されている。電動モータの駆動力は、はす歯ベルト伝動装置１と複数の遊星歯車にて減速された後、直進運動に変換され、車輪ブレーキに伝達されて車輪に制動力を付与している。電動パーキングブレーキシステムの上記の構成は一例であって、これに限らない。駆動プーリ２の回転速度は、例えば１０００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ以下である。従動プーリ３の負荷は、例えば１Ｎｍ以上６Ｎｍ以下である。
【００２５】
〔はす歯ベルトの構成〕
図２に示すように、はす歯ベルト１０は、心線１３が埋設された背部１１と、背部１１の内周面にベルト長手方向に沿って所定間隔で設けられた複数の歯部１２とを有する。歯部１２は、はす歯ベルト１０の内周面に設けられる。図３に示すように、歯部１２は、ベルト幅方向に対して傾斜して延びている。なお、図３には、歯部１２の歯先のラインのみを表示している。なお、歯部１２の形状は、図２および図４に示すような曲線で構成された凸状に限らず、略台形状であってもよい。つまり、歯部１２の歯先は、図２および図４に示すような円弧状に限らず、ほぼ直線状であってもよい。はす歯ベルト１０は、ゴム組成物で形成されたベルト本体１４と、ベルト本体１４に埋設された心線１３と、ベルト本体１４の内周面を被覆する歯布１５とを有する。ベルト本体１４の外周面は、背布で被覆されていない。歯部１２は、ベルト本体１４の一部と、歯布１５の一部とで構成される。背部１１は、ベルト本体１４の一部と、歯布１５の一部とで構成される。つまり、歯部１２の表面と、背部１１の内周面において歯部１２が設けられていない部分は、歯布１５で構成されている。
【００２６】
図４に示すように、歯部１２の歯高さＨｔは、駆動プーリ２の駆動プーリ溝２ａのプーリ溝深さＤｐと同じかそれよりも大きい。なお、図４は、歯高さＨｔがプーリ溝深さＤｐよりも大きい場合を表示している。したがって、歯部１２の歯先は、駆動プーリ溝２ａに接触しただけの状態か、押し付けられて圧縮された状態となる。駆動プーリ溝２ａによる歯部１２の圧縮率は、０〜５％であり、好ましくは２〜４％である。従動プーリ溝３ａのプーリ溝深さＤｐは、一般的には駆動プーリ溝２ａのプーリ溝深さＤｐと同じである。つまり、従動プーリ溝３ａによる歯部１２の圧縮率は、一般的には駆動プーリ溝２ａによる歯部１２の圧縮率と同じである。なお、本明細書において、「Ｘ〜Ｙ」で表した数値範囲は、Ｘ以上Ｙ以下を意味する。圧縮率は、（歯高さＨｔ−プーリ溝深さＤｐ）／歯高さＨｔ×１００で定義される。圧縮率０〜５％とは、例えば、プーリ溝深さＤｐが１．１４ｍｍで、歯高さＨｔが１．１４〜１．２０ｍｍの場合である。
【００２７】
はす歯ベルト１０のベルト幅Ｗ（図３参照）は、１〜２０ｍｍであり、好ましくは、３〜６ｍｍである。歯部１２のベルト幅方向に対する傾斜角度を、歯筋角度θ（図３参照）とする。図３に示すように、第１の歯部の噛合いの終わりから、これに隣接する第２の歯部の噛合いの始まりとの間隔をｄとすると、間隔ｄは、ｄ＝Ｐｔ−Ｗ・ｔａｎθで表される。また、ｄ／ＰｔをＸとする。つまり、Ｘは以下の式で表される。
Ｘ＝ｄ／Ｐｔ＝１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ
本実施形態では、Ｘ＞０である。好ましくは、Ｘ＞０．７５である。また、Ｘ＜１が好ましい。Ｘ＞０（つまり、ｄ＞０）であるため、第１歯の噛合いが終了してから、第２歯の噛合いが始まる。図５（ａ）〜（ｃ）には、本実施形態の一例のＷ、θ、Ｐｔにおける１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＝０と１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＝０．７５のグラフを示している。図５の（ａ）は、歯ピッチＰｔが２ｍｍの場合のグラフを示し、図５の（ｂ）は、歯ピッチＰｔが３ｍｍの場合のグラフを示し、図５の（ｃ）は、歯ピッチＰｔが５ｍｍの場合のグラフを示している。
【００２８】
歯部１２の歯ピッチＰｔ（図２参照）は、例えば２〜５ｍｍである。歯ピッチＰｔが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合、歯部１２の歯高さＨｔ（図２参照）は、例えば０．７〜２．０ｍｍであり、０．８ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以下が好ましい。歯ピッチＰｔが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合、歯部１２の歯高さＨｔは、例えば１．０〜２．３ｍｍであり、１．１ｍｍ以上が好ましく、２．０ｍｍ以下が好ましい。歯ピッチＰｔが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合、歯部１２の歯高さＨｔは、例えば１．５〜２．３ｍｍであり、１．７ｍｍ以上が好ましく、２．０ｍｍ以下が好ましい。歯ピッチＰｔが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合、背部１１の厚みＴｂ（図２参照）は、例えば０．４〜１．２ｍｍであり、０．６ｍｍ以上が好ましく、０．９ｍｍ以下が好ましい。歯ピッチＰｔが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合、背部１１の厚みＴｂは、例えば０．６〜１．８ｍｍであり、０．８ｍｍ以上が好ましく、１．２ｍｍ以下が好ましい。歯ピッチＰｔが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合、背部１１の厚みＴｂは、例えば１．２〜２．３ｍｍであり、１．８ｍｍ以上が好ましく、２．２ｍｍ以下が好ましい。歯筋角度θは、例えば２〜７°であり、好ましくは２〜６°である。
【００２９】
〔ベルト本体〕
ベルト本体１４を構成するゴム組成物のゴム成分としては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム等が用いられる。特に好ましいゴム成分は、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）であり、クロロプレンゴム、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）も好適に用いられる。ベルト本体１４のうち歯部１２を構成する部分と背部１１を構成する部分は、同じゴム組成物で形成されていてもよく、異なるゴム組成物で形成されていてもよい。
【００３０】
ベルト本体１４を構成するゴム組成物は、必要に応じて、慣用の各種添加剤（または配合剤）を含んでいてもよい。添加剤としては、加硫剤または架橋剤（例えばオキシム類（キノンジオキシムなど）、グアニジン類（ジフェニルグアニジンなど）、金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化亜鉛など））、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、補強剤（カーボンブラック、含水シリカなどの酸化ケイ素など）、金属酸化物（例えば酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウムなど）、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカなど）、可塑剤、軟化剤（パラフィンオイル、ナフテン系オイルなどのオイル類など）、加工剤または加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィンなど）、老化防止剤（芳香族アミン系、ベンズイミダゾール系老化防止剤など）、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤など）、潤滑剤、難燃剤、帯電防止剤などが例示できる。これらの添加剤は、単独または組み合わせて使用でき、ゴム成分の種類や用途、性能などに応じて選択できる。
【００３１】
〔心線〕
心線１３は、ベルト長手方向に沿ってベルト本体１４に埋設されている。心線１３は、ベルト幅方向に間隔を空けて螺旋状に埋設されている。心線１３は、複数本のストランドを撚り合わせて形成された撚りコードで構成される。１本のストランドは、フィラメント（長繊維）を束ねて引き揃えて形成されていてよい。心線１３の径は、０．２〜０．９ｍｍである。撚りコードを形成するフィラメントの太さ、フィラメントの収束本数、ストランドの本数、および撚り方などの撚り構成については特に制限されない。フィラメントの材質は、高強度ガラス繊維または炭素繊維である。高強度ガラス繊維および炭素繊維は、共に、高強度かつ低伸度であり、心線１３の材質として好適であるが、低コストの観点から、高強度ガラス繊維がより好ましい。
【００３２】
高強度ガラス繊維としては、例えば、引張り強度が３００ｋｇ/ｃｍ2以上のもの、特に、無アルカリガラス繊維（Ｅガラス繊維）よりもＳｉ成分の多い下記表１に示す組成のガラス繊維を好適に使用できる。なお、下記表１には比較のためＥガラス繊維の組成も記載している。このような高強度ガラス繊維としては、Ｋガラス繊維、Ｕガラス繊維（共に日本硝子繊維社製）、Ｔガラス繊維（日東紡績社製）、Ｒガラス繊維（Vetrotex社製）、Ｓガラス繊維、Ｓ−２ガラス繊維、ＺＥＮＴＲＯＮガラス繊維（すべてOwens Corning Fiberglass社製）等があげられる。
【００３３】
【表１】
2018185040.tif 000003
【００３４】
炭素繊維としては、例えば、ピッチ系炭素繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、フェノール樹脂系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ポリビニルアルコール系炭素繊維などが挙げられる。炭素繊維の市販品としては、例えば、東レ（株）製「トレカ（登録商標）」、東邦テナックス（株）製「テナックス（登録商標）」、三菱ケミカル（株）製「ダイアリード（登録商標）」などを利用できる。これらの炭素繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの炭素繊維のうち、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維が好ましく、ＰＡＮ系炭素繊維が特に好ましい。
【００３５】
心線１１として用いる撚りコードには、ベルト本体１４との接着性を高めるために接着処理が施されることが好ましい。接着処理としては、例えば、撚りコードを、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス処理液（ＲＦＬ処理液）に浸漬後、加熱乾燥して、表面に均一に接着層を形成する方法が採用される。ＲＦＬ処理液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしては、クロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体（ＶＰラテックス）、水素化ニトリル、ＮＢＲ等が挙げられる。なお、接着処理としては、エポキシまたはイソシアネート化合物で前処理を行った後に、ＲＦＬ処理液で処理する方法等もある。
【００３６】
〔歯布〕
歯布１５は、経糸と緯糸を一定の規則によって縦横に交錯させて織られた織布で構成されることが好ましい。織布の織り方は、綾織り、朱子織等のいずれでもよい。経糸および緯糸の形態は、フィラメント（長繊維）を引き揃えたり、撚り合せたマルチフィラメント糸、１本の長繊維であるモノフィラメント糸、短繊維を撚り合せたスパン糸（紡績糸）のいずれであってもよい。経糸または緯糸がマルチフィラメント糸またはスパン糸の場合、複数種類の繊維を用いた混撚糸または混紡糸であってもよい。緯糸は、伸縮性を有する弾性糸を含むことが好ましい。弾性糸としては、例えばポリウレタンからなるスパンデックスのように材質自体が伸縮性を有するものや、繊維を伸縮加工（例えばウーリー加工、巻縮加工等）した加工糸が用いられる。通常、経糸には弾性糸を用いない。そのため、製織が容易である。そして、歯布１５としては、織布の経糸をベルト幅方向に、緯糸をベルト長手方向に延びるように配置するのが好ましい。それにより、歯布１５のベルト長手方向の伸縮性を確保できる。なお、歯布１５は、織布の緯糸をベルト幅方向に、経糸をベルト長手方向に延びるように配置してもよい。この場合、経糸として、伸縮性を有する弾性糸を用いてもよい。歯布１５を構成する繊維の材質としては、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、綿等の何れかまたはこれらの組み合わせを採用できる。
【００３７】
歯布１５として用いる織布は、ベルト本体１４との接着性を高めるために、接着処理が施されていてもよい。接着処理としては、織布をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ液）に浸漬後、加熱乾燥して、表面に均一に接着層を形成する方法が一般的である。しかし、これに限ることなく、エポキシまたはイソシアネート化合物で前処理を行った後に、ＲＦＬ液で処理する方法のほかに、ゴム組成物をメチルエチルケトン、トルエン、キシレン等の有機溶媒に溶解してゴム糊とし、このゴム糊に織布を浸漬処理して、ゴム組成物を含浸、付着させる方法も採用することができる。これらの方法は、単独または組み合わせて行うこともでき、処理順序や処理回数は特に限定されない。
【００３８】
〔はす歯ベルトの製造方法〕
はす歯ベルト１０は、例えば以下の手順で製造される。
先ず、はす歯ベルト１０の複数の歯部１２に対応する複数の溝部を有する円筒状モールド（図示せず）に、歯布１５を形成する接着処理が施された織布を巻き付ける。続いて、巻き付けられた織布の外周面に、心線１３を構成する撚りコードを螺旋状にスピニングする。さらにその外周側に、ベルト本体１４を形成するための未加硫のゴムシートを巻き付けて、未加硫のベルト成形体を形成する。そして、このベルト成形体が、円筒状モールドの外周に配置された状態で、更にその外側に、蒸気遮断材であるゴム製のジャケットが被せられる。続いて、ジャケットが被せられたベルト成形体および円筒状モールドは、加硫缶の内部に収容される。そして、加硫缶の内部でベルト成形体を加熱加圧して、ゴムシートを加硫する。それにより、ゴムシートのゴム組成物がモールドの溝部に圧入されて、歯部１２が形成される。そして、脱型したスリーブ状の成形体を所定の幅に切断することにより、複数のはす歯ベルト１０が得られる。
【００３９】
本実施形態のはす歯ベルト１０は、以下の特徴を有する。
はす歯ベルト１０の歯部１２のプーリ溝２ａ、３ａによる圧縮率は、０％以上５％以下である。つまり、歯部１２の歯先はプーリ溝２ａ、３ａと接触する。歯部の歯先がプーリ溝に接触しない従来のはす歯ベルト伝動装置の場合、走行時にベルトに掛る負荷を歯部の歯先で受け止めることができず、ベルトに掛かる負荷のすべてをベルトの歯底のみで受ける状態となる。そのため、歯部がプーリ溝と噛み合う際に生じるベルトの上下動（弦振）が激しくなり、振動や騒音が発生する。本発明では、歯部１２の歯先はプーリ溝２ａ、３ａに接触し、ベルトに掛かる負荷が歯先へも分散される。そのため、たとえ高負荷または高速回転で使用されても、振動や騒音を抑制できる。さらに、歯部１２の歯先がプーリ溝２ａ、３ａに接触するため、歯部１２のプーリ溝２ａ、３ａに対する位置決め精度が向上して、歯部１２とプーリ溝２ａ、３ａとの噛合いにおける不適切な干渉が防止される。それにより、振動や騒音をより抑制できる。
また、はす歯ベルト１０の背部１１に埋設される心線１３は、高強度（高弾性率）の繊維材である高強度ガラス繊維または炭素繊維を含み、径が０．２〜０．９ｍｍの撚りコードで構成される。そのため、背部１１の屈曲性を確保しつつ、心線１３によって背部１１の剛性を高めることができる。背部１１の剛性を高めたことで、たとえ高負荷又は高速回転で使用されても、歯部１２がプーリの歯部１２と噛み合う際に生じる、はす歯ベルト１０の心線１３を中心とした振動（弦振動）を抑制できる。よって、この振動により生じる騒音を低減できる。
このように、本実施形態のはす歯ベルト伝動装置１は、歯部１２の圧縮率と背部１１の剛性によって、幅狭のはす歯ベルト１０を高負荷又は高速回転で使用しても、騒音および振動をより抑制できる。
【００４０】
歯部１２の歯ピッチが、２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合に、背部１１の厚みが、０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であって、歯ピッチが、３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、背部１１の厚みが、０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であって、複数の歯部１２の歯ピッチが、４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合に、背部１１の厚みが、１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であることが好ましい。
背部１１のこのような厚みは、例えば、電動パーキングブレーキシステムに用いられる従来のはす歯ベルトの背部の厚みと同程度である。本実施形態のはす歯ベルト伝動装置１は、背部１１の厚みを大きくすることなく背部１１の剛性を高めることができる。そのため、耐屈曲疲労性を充分に確保しつつ、振動および騒音をより抑制できる。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。
【００４２】
例えば、はす歯ベルト伝動装置１は、従動プーリ３を複数有していてもよい。また、本発明のはす歯ベルト伝動装置の適用対象は、電動パーキングブレーキシステムに限らない。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
実施例１〜４０および比較例１〜８のはす歯ベルトの心線として、下記表２に示す構成のＡ１〜Ａ６の撚りコードを作成した。Ａ１の撚りコードは、以下の手順で作成した。ＪＩＳ Ｒ ３４１３（２０１２）に記載されている呼称ＫＣＧ１５０のガラス繊維のフィラメントを束ねて引き揃えて、３本のストランドとした。この３本のストランドを、下記表３に示す組成のＲＦＬ液に浸漬後、２００〜２８０℃で加熱乾燥して、表面に均一に接着層を形成した。この接着処理の後に、３本のストランドを、撚り数１２回／１０ｃｍで下撚りして、上撚りは与えず、片撚りで径が０．３５ｍｍの撚りコードとした。Ａ２、Ａ３およびＡ４の撚りコードは、ガラス繊維をＵＣＧ１５０、ＳＣＧ１５０およびＥＣＧ１５０に変更した以外はＡ１と同じ手順で作成し、片撚りで径が０．３５ｍｍの撚りコードとした。Ａ５の撚りコードは、用いたストランドを、炭素繊維のフィラメント（３Ｋ）を束ねて引き揃えた１本のストランドとした以外はＡ１〜Ａ４と同じ手順で作成し、片撚りで径が０．５３ｍｍの撚りコードとした。Ａ６の撚りコードは、接着処理の後の３本のストランドの撚り方を、撚り数８回／１０ｃｍで下撚りしたコード６本を、さらに撚り数８回／１０ｃｍで上撚り（ラング撚り）する撚り方とした以外はＡ１と同じ手順で作成し、径が０．８５ｍｍの撚りコードとした。
【００４４】
【表２】
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【００４５】
【表３】
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【００４６】
実施例１〜４０および比較例１〜８のはす歯ベルトの歯布には、綾織りの織布を使用した。織布の緯糸と経糸としては、６６ナイロンの繊度１５５ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸を用いた。なお、ｄｔｅｘ（デシテックス）とは、１００００メートルの糸の質量をグラム単位で表したものである。
【００４７】
実施例１〜４０および比較例１〜８のはす歯ベルトのベルト本体を形成する未加硫ゴムシートとして、下記表４に示す組成Ｃ１〜Ｃ３の未加硫ゴムシートを作成した。
【００４８】
【表４】
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※１  三井化学社製「ＥＰＴ」
※２  デンカ社製「ＰＭ−４０」
※３  日本ゼオン社製「Ｚｅｔｐｏｌｅ２０２１」
※４  大内新興化学工業社製「ノクラックMB」
※５  大内新興化学工業社製「Ｎ−シクロヘキシル−２ベンゾチアゾールスルフェンアミド」
※６  東海カーボン社製「シースト３」
※７  正同化学工業社製「酸化亜鉛３種」
【００４９】
撚りコード（心線）Ａ１〜Ａ５、歯布、および、組成Ｃ１〜Ｃ３の未加硫ゴムシートを用いて、実施形態に記載した手順で、実施例１〜４０よび比較例１〜８のはす歯ベルトを作製した。なお加硫は、１６１℃で２５分間行った。実施例１〜４０および比較例１〜８のはす歯ベルトの構成を表５〜表９に示す。実施例１〜４０および比較例１〜８のはす歯ベルトのベルト歯数は全て６８とした。実施例１〜２５および比較例１〜４（全て歯ピッチ３ｍｍ）のベルト周長は２０４ｍｍとした。実施例２６〜３５および比較例５、６（全て歯ピッチ２ｍｍ）のベルト周長は１３６ｍｍとした。実施例３６〜４０および比較例７、８（全て歯ピッチ５ｍｍ）のベルト周長は３４０ｍｍとした。なお、実施例１〜８は、本願の基礎出願（特願2017-088566号）に記載の実施例１〜８である。実施例９〜１６は、上記基礎出願に記載の実施例１１〜１８である。比較例１〜４は、上記基礎出願に記載の比較例１〜４である。
【００５０】
【表５】
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【００５１】
【表６】
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【００５２】
【表７】
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【００５３】
【表８】
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【００５４】
【表９】
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【００５５】
（ベルト振幅量測定試験）
実施例１〜４０および比較例１〜８のはす歯ベルトを用いて振幅測定試験を実施し、ベルト走行中のベルトの振幅（振れ）の評価を行った。試験には２軸走行試験機を使用した。この２軸走行試験機は、電動パーキングブレーキシステムの駆動装置と同様に、駆動プーリと、駆動プーリよりも大径の従動プーリとを有する構成とした。駆動プーリには、歯数が１５のプーリを使用し、従動プーリには、歯数が４７のプーリを使用した。また、軸間距離は５３．３ｍｍで固定し、２つのプーリにはす歯ベルトを巻き掛けた。従動プーリ側に２．０Ｎｍの負荷を掛け、駆動プーリを回転速度４０００ｒｐｍで回転させて、ベルトを走行させた。雰囲気温度は２３℃とした。そして、レーザー変位計でベルトの振幅（振れ）を測定した。なお、レーザー変位計は、はす歯ベルトの張り側部分の中間の位置から３０ｍｍ離れた位置に配置した。なお、レーザー変位計の位置を説明するために、図１にレーザー変位計Ｍを表示した。
ベルトの振れの測定結果を表５〜表９に示した。ベルトの振れが０．０７９ｍｍ以下の場合、ベルトの実用上問題がない振幅レベルとして合格と判定した。
【００５６】
（音圧測定試験）
上記のベルト振幅量測定試験の試験レイアウトから、レーザー変位計を騒音計の集音マイクに変更した以外は、同じレイアウト、同じ評価条件で音圧（騒音レベル）を測定した。集音マイクの位置に関してもレーザー変位計の位置と同じく、はす歯ベルトの張り側部分の中間の位置から３０ｍｍ離れた位置に配置した。
音圧の測定結果を表５〜表９に示した。音圧が７５ｄＢＡ以下の場合、ベルトの実用上問題がない騒音レベルとして合格と判定した。
【００５７】
（耐寒性試験）
上記のベルト振幅量測定試験と同じレイアウトの２軸走行試験機を使用して、耐寒性（低温耐久性）の試験を実施した。雰囲気温度は−４０℃として、無負荷で、駆動プーリを回転速度２０００ｒｐｍで回転させた。６秒間走行させた後、１０分間停止させる動作を、１サイクルとして、１０００サイクル行った。そして、５００サイクル目と１０００サイクル目に、ベルト背面（背部の表面）にクラックが生じているかどうかを目視で確認した。
その確認結果を、ランクＡ、Ｂ、Ｃを使って表５〜表９に示した。ランクＡは、１０００サイクル目でもクラックが発生していなかった場合である。ランクＢは、５００サイクル目ではクラックが発生しておらず、１０００サイクル目でクラックが発生していた場合である。ランクＣは、５００サイクル目でクラックが発生していた場合である。耐寒性（低温耐久性）の指標としては、最低気温が−４０℃に達するような寒冷地域でベルトを使用する場合、ランクＡのベルトに比べ、ランクＢ、Ｃの順にクラック寿命に達しやすい低温耐久性に劣るグレードの位置づけになる。最低気温が−４０℃に達するような寒冷地域での実使用に対する適正の観点からは、ランクＡ、Ｂのベルトが好適であり、特にランクＡのベルトが好適に用いられる。
【００５８】
＜評価＞
・実施例１〜３は、同じ構成材料のはす歯ベルトにおいて、同一のプーリ溝深さに対して歯高さを変量した例であるが、ベルトの振れ、音圧共に合格判定であった。また、耐寒性は、いずれもＡランクであった。
・実施例４〜６は、実施例２と心線の種類だけが異なった例であるが、どれも高強度ガラス繊維または炭素繊維ということもあり、ベルトの振れ、音圧共に合格判定であった。また、耐寒性は、いずれもＡランクであった。
・実施例７、８は、実施例２とゴム成分だけが異なった例であるが、いずれもベルトの振れ、音圧共に合格判定であった。また、耐寒性は、いずれもＡランクであった。
・比較例１〜３は、実施例１〜３に対して歯高さを変えて、圧縮率が０〜５．０％の範囲外になった例である。比較例１〜３は、ベルトの振れ、音圧共に合格判定基準より大きな値となった。これにより、歯ピッチが３ｍｍの場合に、圧縮率０〜５．０％のはす歯ベルト伝動装置にて騒音振動抑制効果があることが確認できた。
・比較例４は、圧縮率０〜５．０％の範囲内のはす歯ベルト伝動装置であるが、高強度ガラス繊維ではないＥガラス繊維の心線を用いているために、ベルトの振れが最も大きい値となった。
【００５９】
・実施例９、１０は、実施例２に対してベルト幅を変更した例である。ベルト幅を広くしたときに若干、音圧が大きくなる傾向はあるが、いずれもベルトの振れ、音圧共に合格判定であった。また、耐寒性は、いずれもＡランクであった。
・実施例１２、１３は、実施例２に対して歯筋角度を変更した例であるが、いずれもベルトの振れ、音圧共に合格判定であった。また、耐寒性は、いずれもＡランクであった。
・実施例１１、１４〜１６は、実施例２に対してベルト幅と歯筋角度の両方を変更した例で、いずれもＸ＞０．７５を満たす。いずれもベルトの振れ、音圧共に合格判定であり、耐寒性はＡランクであった。
【００６０】
・実施例１７〜２０は、実施例２に対して背部の厚みを変更した例である。実施例１７〜２０から、歯ピッチが３ｍｍの場合に、背部の厚みが厚くなるほど、ベルト振れと音圧が低減（つまり、振動と騒音が抑制）される一方、耐寒性が低下することが確認できた。これは、背部の厚みが厚くなるほど、ベルトの剛性が増加して屈曲性が低下しているためと考えられる。
・実施例２１、２２は、実施例９に対して背部の厚みを変更した例である。
・実施例２３は、実施例１０に対して背部の厚みを変更した例である。
・実施例２４、２５は、背部の厚みが１．７６ｍｍである実施例１９に対して、歯筋角度を変更した例である。
【００６１】
・実施例２６〜２９は、歯ピッチを２ｍｍとして、背部の厚みを変更した例である。実施例２６〜２９から、歯ピッチが２ｍｍの場合に、背部の厚みが厚くなるほど、ベルト振れと音圧が低減される一方、耐寒性が低下することが確認できた。
・実施例３０、３１は、実施例２７に対して歯高さを変更した例であるが、いずれもベルトの振れ、音圧共に合格判定であった。また、耐寒性は、いずれもＡランクであった。
・比較例５、６は、実施例３０、３１に対して歯高さを変えて、圧縮率が０〜５．０％の範囲外になった例である。比較例５、６は、ベルトの振れが合格判定基準より大きな値となった。比較例５は、音圧も合格判定基準より大きな値となった。これにより、歯ピッチが２ｍｍの場合に、圧縮率０〜５．０％のはす歯ベルト伝動装置にて騒音と振動を抑制する効果があることが確認できた。
・実施例３２〜３５は、実施例２に対して、ベルト幅と歯筋角度の両方を変更した例で、いずれもＸ＞０．７５を満たす。ベルトの振れ、音圧共に合格判定であった。また、耐寒性は、いずれもＡランクであった。
【００６２】
・実施例３６〜３８は、歯ピッチを５ｍｍとして、背部の厚みを変更した例である。実施例３６〜３８から、歯ピッチが５ｍｍの場合に、背部の厚みが厚くなるほど、ベルト振れと音圧が低減される一方、耐寒性が低下することが確認できた。
・実施例３９、４０は、実施例３７に対して歯高さを変更した例であるが、いずれもベルトの振れ、音圧共に合格判定であった。また、耐寒性は、いずれもＢランクであった。
・比較例７、８は、実施例３７、３９、４０と歯高さを変えて、圧縮率が０〜５．０％の範囲外になった例である。比較例７、８は、ベルトの振れ、音圧共に合格判定基準より大きな値となった。これにより、歯ピッチが５ｍｍの場合に、圧縮率０〜５．０％のはす歯ベルト伝動装置にて騒音、振動抑制効果があることが確認できた。
【００６３】
以上から、Ｘ＝１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＝ｄ／Ｐｔ＞０（ｄ＝Ｐｔ−Ｗ・ｔａｎθ＞０）、特には、Ｘ＝１−Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ＝ｄ／Ｐｔ＞０．７５（ｄ＝Ｐｔ−Ｗ・ｔａｎθ＞０．７５Ｐｔ）を満たすようにＷ、θ、Ｐｔを組み合わせたはす歯ベルトにおいて、騒音および振動を抑制できることが確認できた。
【符号の説明】
【００６４】
１  はす歯ベルト伝動装置
２  駆動プーリ
２ａ  駆動プーリ溝
３  従動プーリ
３ａ  従動プーリ溝
１０  はす歯ベルト
１１  背部
１２  歯部
１３  心線
１４  ベルト本体
１５  歯布
Ｄｐ  プーリ溝深さ
Ｈｔ  歯高さ
Ｐｔ  歯ピッチ
Ｗ  ベルト幅
θ  歯筋角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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