(57)【要約】【構成】本発明は、低ノイズベルト車および低ノイズベルト車の構成方法に関する。第１態様では、アウターハブから半径方向外側にアウターリムまで延長する第１組および第２組のアームを相互に回転軸線を中心として角度的にオフセット配置し、ベルト車の横中央線間の回転対称性をなくす。第２態様では、相対的な間隔の疑似ランダムパターンを記述するピッチシーケンスに従って複数のアームの半径方向最外端部を角度的に離間し、ベルト車の回転対称性を小さく抑制するか、これをなくす。第３態様では、第１および第２態様の特徴を組み合わせて適用する。一つの実施態様では、第１組および第２組のアームをそれぞれほぼ対向傾斜させ、アームの横方向最外端部のアーチ形間隔を変更する。【選択図】図１Ａ
2013531197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターハブを備えたハブ、
アウターリム、および
前記アウターハブから前記アウターリムまで半径方向外側に延長する第１組および第２組のアームからなるエンドレスベルト駆動システムのベルト車において、
前記第１組のアームと前記第２組のアームが同数であり、
前記第１組および第２組のアームにおける前記アームの半径方向最外端部それぞれが、前記アウターリムを中心として等間隔でアーチ形に離間し、
前記第２組のアームにおける前記アームが、ベルト車の回転軸線を中心にして前記第１組のアームにおける前記アームから角度的にオフセット配置され、そして
前記第１組のアームにおける前記アームおよび前記第２組のアームにおける前記アームそれぞれが、前記ベルト車の横中央線に関して対向配置されたエンドレスベルト駆動システムのベルト車。
【請求項２】
前記第１組のアームが、主に前記横中央線の第１側において、前記アウターハブを前記アウターリムに接続し、そして前記第２組のアームが、主に前記横中央線の反対側において、前記アウターハブを前記アウターリムに接続する請求項１記載のベルト車。
【請求項３】
前記第１組および第２組のアームにおける前記アームがシート状リブである請求項２記載のベルト車。
【請求項４】
前記第１組のアームにおける前記アームが前記横中央線に関して傾斜し、そして前記第２組のアームにおける前記アームが前記横中央線に関して対向傾斜している請求項１記載のベルト車。
【請求項５】
前記第１組および第２組のアームにおける前記アームがシート状リブである請求項４記載のベルト車。
【請求項６】
少なくとも前記のアウターハブ、アウターリム、並びに第１組のアームおよび第２組のアームが熱可塑性プラスチック、成形熱硬化性プラスチック、あるいはプラスチック複合材である請求項１記載のベルト車。
【請求項７】
アウターハブを備えたハブ、およびアウターリムを構成するステップ、
前記アウターハブを前記アウターリムに接続する第１および第２組のアームであって、これら第１組および第２組のアームが同数であり、前記第１組および第２組のアームにおける前記アームの半径方向最外端部それぞれが、前記アウターリムを中心として等間隔でアーチ形に離間した第１組および第２組のアームを構成するステップ、および
前記第２組のアームにおける前記アームを、回転軸線を中心にして前記第１組のアームにおける前記アームから角度的にオフセット配置して、低ノイズベルト車の横中央線間の横対称性をなくした低ノイズベルト車の構成方法。
【請求項８】
アウターハブを備えたハブ、
アウターリム、および
前記アウターハブから半径方向外側に前記アウターリムまで延長する複数のアームからなり、
前記複数のアームにおける隣接対のアームの半径方向最外端部が、相対的間隔の疑似ランダムパターンを記述するピッチシーケンスに従って角度的に離間されているエンドレスベルト駆動システムのベルト車。
【請求項９】
前記ピッチシーケンスによって、アーチ形間隔に変動がない場合に存在すると考えられる回転対称性と比較して前記ベルト車の回転対称性をより小さく抑制した請求項８記載のベルト車。
【請求項１０】
前記アウターリムの円周内で前記ピッチシーケンスが繰り返されている請求項９記載のベルト車。
【請求項１１】
前記ピッチシーケンスによって前記ベルト車の前記回転対称性をなくした請求項８記載のベルト車。
【請求項１２】
前記複数のアームにおける前記アームがシート状リブである請求項１１記載のベルト車。
【請求項１３】
少なくとも前記のアウターハブ、アウターリム、および複数のアームが熱可塑性プラスチック、成形熱硬化性プラスチック、あるいはプラスチック複合材である請求項１２記載のベルト車。
【請求項１４】
さらに、前記アウターハブから半径方向外側に前記アウターリムまで延長する第２組のアームを有し、相対的間隔の疑似ランダムパターンを記述するピッチシーケンスに従って前記第２組における近接対のアームの半径方向最外端部が、アーチ形に離間されている請求項８記載のベルト車。
【請求項１５】
前記第１組のアームの前記ピッチシーケンスと前記第２組のアームの前記ピッチシーケンスが同じピッチシーケンスであり、そして前記第１組のアームと前記第２組のアームとの間の近接対のアームの半径方向最外端部が角間隔だけ角度的にオフセット配置されている請求項１４記載のベルト車。
【請求項１６】
アウターハブを備えたハブ、およびアウターリムを構成するステップ、
前記アウターハブから前記アウターリムまで半径方向外側に延長する複数のアームを構成するステップ、
近接対のアーム間の間隔の疑似ランダムパターンを記述するピッチシーケンスを選択するステップ、および
前記の選択されたピッチシーケンスに従って低ノイズベルト車の前記アウターリムの周りに前記複数のアームの半径方向最外端部をアーチ形に離間するステップからなる低ノイズベルト車の構成方法。
【請求項１７】
アウターハブを備えたハブ、
アウターリム、および
前記アウターハブから半径方向外側に前記アウターリムまで延長する、同数の第１組のアームおよび第２組のアームからなり、
前記第１組および第２組のアームにおける近接対のアームの半径方向最外端部それぞれが、相対的な間隔の疑似ランダムパターンを記述するピッチシーケンスに従って前記アウターリムの周りでアーチ形に離間され、そして
前記第２組のアームにおける前記アームが、エンドレスベルト駆動システムのベルト車の回転軸線を中心にして前記第１組のアームにおける前記アームから角度的にオフセット配置されているエンドレスベルト駆動システムのベルト車。
【請求項１８】
前記第１組のアームにおける前記アームが前記ピッチシーケンスに従ってアーチ形に離間され、そして前記第２組のアームにおける前記アームが同じピッチシーケンスに従ってアーチ形に離間された請求項１７記載のベルト車。
【請求項１９】
前記第１組のアームが、主に前記ベルト車の横中央線の第１側において、前記アウターハブを前記アウターリムに接続し、そして前記第２組のアームが、主に前記ベルト車の横中央線の反対側において、前記アウターハブを前記アウターリムに接続する請求項１８記載のベルト車。
【請求項２０】
前記第１組および第２組のアームにおける前記アームがシート状リブである請求項１９記載のベルト車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、全体としてエンドレスベルト駆動システム、より具体的には異なるアーチ形間隔でアウターリムを支持するため、アウターハブ部分から外側半径方向に延長する一組かそれ以上の組のアームを備えた駆動システムベルト車（pulley）に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンドレスベルト駆動システムのベルト車の場合、フラットベルト車、ウェッジベルト車、多数のＶリブを形成したベルト車に関係なく、次の三つの設計形態のうち一つを取る。即ち、ソリッド設計（solid design）、ウェブ設計（profiled design）、およびアーム設計（arm design）の三つである。小形ベルト車は、ソリッドベルト車として設計することができ、幅がほぼベルト車と同じ環状ディスクがハブをアウターリムに接続する。これよりも大形のベルト車は、ウェブ形ベルト車として設計されることが多く、ベルト車の幅よりもかなり狭い環状部分即ちウェブがハブをアウターリムに接続する。さらに大形のベルト車（即ちベルト車材料の容量および/または重量が臨界的であるベルト車）の場合には、アーム設計ベルト車として設計される傾向があり、スポーク、ストラット（ｓｔｒｕｔ）、リブなどとして設計することができる異なる外側半径方向に延長するアームを複数用いて、ハブをアウターリムに接続する。通常、アームはアーム間空隙によって相互分離されるが、必ずしもこの限りではない。
【０００３】
効率を考慮すると、アーム設計ベルト車が好ましいが、高能力駆動システムに使用した場合、ベルト車リムの構造特性が変動するため、力学的な挙動が出てくる。ベルト駆動システムのベルトには張力が作用しているため、ベルト車のアウターリムとベルトのフランクおよび/または面との間に摩擦が生じ、動力をシステム内に効率よく伝達できるが、ベルト張力が、少なくともベルト車のワインディングアーク（ｗｉｎｄｉｎｇ  ａｒｃ）にそって、各ベルト車を圧縮するため、アウターリムの係合走行面の半径がわずかに小さくなる。ソリッドなベルト車またはウェブ形ベルト車の場合、アウターリムおよびベルト走行面の構造特性は、ベルト車の全円周において本質的に同じままである。従って、アウターリムの回転は均一と考えられ、またベルトが出入りする条件も準静的と考えられていることが多い。逆に、アーム設計ベルト車の場合、アームにごく近接しているアウターリムの部分は、アーム間を架橋する（bridge）アウターリムの部分よりも剛性が強い。換言すると、あるアームに近接している走行面は、圧縮変形に対して比較的抵抗性が強く、あるアームから離れている走行面は、曲げ変形に対して比較的弱いことになる。従って、アウターリムの回転は均一ではなく、むしろ回転変動があり、ベルト出入り条件（in belt entry）に変化があると、ベルト車および/またはベルト駆動システムに潜在的に可聴振動が発生する。この剛性変動（variation in stiffness）は、アウターリムを厚くすると抑制できるが、ベルト車の材料コストが高くなる。
【０００４】
あるアーム設計ベルト車の力学的挙動（dynamic behaviors）は、望ましくないことだが、ベルト駆動システムの動作ノイズに大きく作用する。設計上ハブからアウターリムに外側半径方向に延長している最もありふれたベルト車のアームは、構造的に同じであり、そして等しい角間隔で隣接アームが分離しているため、ベルト車は、ｎ倍の回転対称性を示す（なお、ｎはベルト車のアーム数である）。ベルト車の構造特性の上記変動を原因とし、アウターリムの円周上における上記変動の規則的な性質によって増幅されるノイズは、ベルト駆動システムのノイズスペクトルのエネルギーピークとして現れる。ここで関与する周波数は、周波数（Ｈｚ）＝（次数＊ＲＰＭ）/６０（(order*RPM)/60）で記述できる。なお、次数（ｏｒｄｅｒ）は、任意の具体的な構造特性または対象となる特性の論理的に関係のあるクラスについて、ベルト車リムの円周上において規則的に繰り返し現れる変動を表し、そしてＲＰＭはベルト車の回転速度である。構造特性、従ってここにおける“次数”は、ハブをアウターリムに接続するアームの個数を対象とするが、他の構造特性を対象としてもよく、本明細書で説明する技術で対処できる。例えば、エンドレスベルト駆動システムのベルト車の場合、熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチックまたは成形可能なプラスチック複合材から製造されることが多いが、成形過程において、アウターリムの走行面に望ましくない変動が発生する。あるアームの上に重なるか、あるいはこれに近接するアウターリムの断面における材料は、アーム間を架橋するアウターリムの断面における材料と同じ方法では、流動化せず、結晶化せず、及び/又は硬化しない。本出願人の観察によれば、成形されたアーム設計ベルト車の走行面の半径は、下にある材料の相対的な厚さにより、冷却時に、各アームに近接して小さくなる傾向、即ち縮む傾向がある。完成製品の走行面にこの規則的な変動が発生すると、特にベルトフランクおよび/またはベルト面をアウターリムに着座させた場合に、ベルト駆動システムのノイズスペクトルの次数駆動エネルギーピークが発生し、さらに悪い場合にはこのピークが大きくなり過ぎる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳＰ２，８７８，８５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願人は、アウターリムおよびベルト走行面の構造特性の変動を原因とする動作ノイズ、具体的にはこのような変動を原因とするノイズスペクトルの異なるピークの振幅は、アーム設計ベルト車によく見られる横対称性（lateral symmetry）をなくすと抑制できることを見出した。即ち、複数組の横対称性支持アームを相互にオフセット配置すると、上記の変動を原因とする単純なモードの振動に破壊的に干渉する位相振動または断続的な振動を抑えることができる。また、この動作振動（operating noise）は、アーム設計ベルト車によく見られる回転対称性を小さく抑えるか、あるいは排除することよっても抑制することができる。横対称アーム（または複数組の横対称アーム）の外側端部を、アウターリムを中心として異なるアーチ形間隔によって分離すると、任意の独立した一つのモードの振動の振幅を抑制でき、またピッチシーケンスについては、アウターリムの角変動性の疑似ランダム化およびベルト車の回転対称性の抑制または排除の両者を実現できるように選択することが可能である。横対称性と抑制した回転対称性を組み合わせると、アーム設計ベルト車の走行面の秩序をさらに乱すことができ、単純なモードの振動をさらに撹乱（disrupt）することができる。従って、本発明によれば、新規な低ノイズベルト車設計および低ノイズベルト車の新規な構成方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書には、ベルト車、およびエンドレスベルト駆動システムのベルト車を構成する方法を開示する。一般的には、各ベルト車はアウターハブ、アウターリム、およびこのアウターハブからこのアウターリムまで外側半径方向に延長する少なくとも一組のアームからなる。本発明の第１態様では、このベルト車は第１組のアームおよび第２組のアームを有し、これら第１組および第２組のアームの半径方向最外端部をそれぞれ等間隔でアーチ形に離間配置する。第２組のアームについては、回転軸線を中心にして第１組にアームから角度的にオフセット配置し（angularly offset）、それぞれの組のアームがベルト車の周りで交代するように構成する。また、それぞれの組のアームは、ベルト車の横中央線に関して対向配置する。本発明の一つの実施態様では、それぞれの組のアームが、主にベルト車の横中央線の両側において、アウターハブをアウターリムに接続する。本発明の別な実施態様では、ベルト車の横中央線に関してそれぞれの組みを対向方向に傾斜させる。また、本発明の関連する態様では、低ノイズベルト車の構成方法は、第１組のアームおよび第２組のアームを構成するステップ、および回転軸線を中心にして第２組のアームを第１組のアームから角度的にオフセット配置して、ベルト車の横中央線間の横対称性をなくすステップからなる。この本発明方法の変形例では、主にベルト車の横中央線の一方の側においてアウターハブがアウターリムに接続するように第１組のアームを構成し、そして主にベルト車の横中央線の反対側においてアウターハブがアウターリムに接続するように第２組のアームを構成する。また、本発明の別な変形例では、ベルト車の横中央線に関して、第１組のアームおよび第２組のアームが対向方向に傾斜するように構成する。
【０００８】
本発明の第２態様では、複数のアームにおける近接対のアームの半径方向最外端部については、相対的な間隔の疑似ランダムパターンを記述するピッチシーケンスに従ってアウターリム周囲にアーチ形に離間する。この態様の第１実施態様では、このピッチシーケンスによって、アーチ形間隔に変動がない場合に存在すると考えられる回転対称性よりも回転対称性を小さく抑えることができる。この態様の第２実施態様では、このピッチシーケンスによって回転対称性がなくなる。本態様の関連態様では、低ノイズベルト車の構成方法が実現され、相対的な間隔の疑似ランダムパターンを記述するピッチシーケンスを選択するステップ、およびこの選択したピッチシーケンスに従って、アウターハブからアウターリブまで半径方向外側に延長する複数のアームの半径方向最外端部を離間配置するステップを有する。この方法の第１変形例では、アーチ形間隔に変動がない場合に存在すると考えられる回転対称性よりも回転対称性を小さく抑えることができるようにピッチシーケンスを選択し、また別な変形例では、ベルト車の回転対称性がなくなるようにピッチシーケンスを選択する。
【０００９】
本発明の第３態様では、上記第１態様および第２態様の特徴を組み合わせる。第１組のアームおよび第２組のアームを有する一つの実施態様では、複数のアームにおける近接対のアームの半径方向最外端部については、相対的な間隔の疑似ランダムパターンを記述するピッチシーケンスに従ってアウターリム周囲にアーチ形に離間するとともに、第２組のアームを回転軸線の周囲において第１組のアームから角度的にオフセット配置する。回転軸線の周りで角度的にオフセット配置された第１組のアームおよび第２組のアームを有する別な実施態様では、ベルト車の横中央線に関して第１組のアームおよび第２組のアームをほぼ反対方向に傾斜させ、近接対のアームの傾斜を変えて、アーチ形間隔の所定の変動を記述するピッチシーケンスに従って近接対のアームによって画定されるＶ形頂点間のアーチ形間隔を変える。関連態様では、上記構成方法を複合化して、一つの低ノイズベルト車の構成方法を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】公知設計のアーム設計ベルト車を示す側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示したアーム設計ベルト車を示す横断面図である。
【図２Ａ】ベルト車の横中央線を横断して角度的にオフセット配置されたアームを有するアーム設計ベルト車を示す側面図である。ベルト車の反対側にあるアームの位置は、単線の想像線で示す。
【図２Ｂ】図２Ａに示したアーム設計ベルト車を示す横断面図である。
【図３】異なるアーチ形間隔でアウターリムを支持するアームを有するアーム設計ベルト車を示す側面図である。アーム間隔を強調するために、環状ウェブは陰影化してある。
【図４】異なるアーチ形間隔でアウターリムを支持するアーム、およびベルト車の横中央線間において角度的にオフセット配置されたアームを有するアーム設計ベルト車を示す側面図である。対向側のアームの間隔を強調するために環状ウェブは陰影化し、ベルト車の反対側にあるアームの位置は、単線の想像線で示す。
【図５Ａ】ベルト車の横中央線間において角度的にオフセット配置され、対向方向に傾斜配置されたアーム設計ベルト車を示す側面図である。なお、図示のように、アームは適宜結合し、波型の支持構造を形成するようにしてもよい。
【図５Ｂ】図５Ａのアーム設計ベルト車を示す横断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａのアーム設計ベルト車を示す斜視図である。なお、図示を明瞭にするために、インナーハブ４１０は省略してある。
【図６Ａ】ベルト車の横中央線間において角度的にオフセット配置され、対向方向に傾斜配置されたアーム設計ベルト車を示す側面図である。なお、近接対のアームの半径方向最外端部によって画定されるアーチ形間隔を変えるために、傾斜を変更してある。
【図６Ｂ】図６Ａのアーム設計ベルト車を示す横断面図である。
【図６Ｃ】図６Ａのアーム設計ベルト車を示す斜視図である。
【図７Ａ】異なるアーチ間隔でアウターリムを支持する２組の異なる構成のアームを備えたアーム設計ベルト車を示す側面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのアーム設計ベルト車を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明のいくつかの実施態様を詳細に説明するが、前提として、特許請求の範囲に記載された発明は、その用途において、添付図面に示され、かつ対応して説明された構成および部材の配置の具体的な細部に限定されるものではない。本明細書の開示は、他の実施態様、変更例、変形例として実施可能であり、各種の方法で実施可能である。また、以下の実施態様、変更例、変形例のうち任意の一つは、あるいは任意の複数のものは、以下に説明する他の実施態様、変更例、変形例のうち任意のひとつ、あるいは任意の複数のものと組み合わせて実施可能である。本明細書では、構造体について“半径”または“上記半径”にしばしば言及するが、記載の便宜上、また説明の便宜上、単数として扱う。ベルト車の走行面などの構造体は、複雑な形状をもつため、この用語を含む記載に関しては、言及した構造体の本質的に同じ部分、例えば多数のＶ形リブを備えた駆動ベルトに係合するベルト車走行面上の同じ相対位置から測定した半径と考えてもらえばよい。また、“アーチ形間隔”とは、同じように測定した間隔を指すと理解すればよく、“アーチ形間隔”とは、アウターリムの周囲において、“角”成分、即ち回転方向における成分に関してのみ測定した間隔を指すと理解すればよく、任意の横成分、即ち、回転方向に対し横断方向かつ回転軸に対し平行な成分については、これを無視するものである。
【００１２】
まず図１Ａおよび図１Ｂについて説明する。アーム設計ベルト車は全体として３つの主要部材、即ちインナーハブ１０を収容するか、あるいはこれに成形できるアウターハブ２０、（個々のアーム３２ａ、３２ｂなどを含む）複数のアーム３２を有する支持部分３０、およびアウターリム４０からなる。ベルト車がアイドラベルト車の場合、インナーハブ１０はインナーレース１２、アウターレース１４、回転要素１６、およびケージ１８を有する（図示のような）リングベアリングであればよい。また、ベルト車が駆動形または比駆動形ベルト車の場合、インナーハブ１０はブシュ、シャフトクランプ、動的減衰装置であるか、あるいはこれらを備えたものであればよい。当業者ならば、本発明による改良は、成形アーム設計ベルト車全体に適合するもので、具体的なベルト車/シャフト係合構造体の細部に制限されるものではないことを理解できるはずである。同様に、ベルト車がフラットベルト車の場合、アウターリム４０は（図示のように）単に円筒形の走行面４２を与えるものであるが、ベルト車がＶベルトとともに使用するウェッジベルト車の場合、このアウターリムはさらにベルト車溝内にＶベルトを保持する一対の半径方向に突出し、かつ横方向に対向するフランジ（図示省略）を備えるとともに、走行面４２がフランジのインナーフランクを構成する。同様に、ベルト車が多数のＶベルトとともに使用する、多数のＶリブを備えたベルト車の場合、アウターリムはさらに一つかそれ以上の円周リブ（図示省略）を備え、そして走行面が円周リブのフランクだけでなく、横方向に対向するフランジがある場合にはこれらフランジのインナーフランクを構成するものである。同様に、当業者ならば、成形アーム設計ベルト車全体に適合するもので、具体的なアウターリム構成の細部に制限されるものではないことを理解できるはずである。
【００１３】
図１Ａおよび図１Ｂに示した公知設計の場合、アーム３２は半径方向に延長するシート状リブである。図１Ｂの横断面図に示すように、これらリブは環状ウェブ材料３１によって支持部分３０内で相互接続（interconnect）することができるが、やはりこの用途向きの（of this application）アームを構成するものと考えられる。このような環状ウェブ３１は、製造金型内の材料流れを促すことを主な目的とし、アウターリム４０の剛性にはごくわずかしか寄与しない。アーム３２は横対称、即ち（厳密にいえば、回転軸線５２に垂直な平面である）ベルト車の横中央線間で対称であり、近接対のアーム３２ａ/３２ｂ、３２ｂ/３２ｃなどが、半径方向最外端部間においてアーチ形等間隔αでアウターリム４０と交差する。図示の設計では、４２個のリブ３２がアウターハブ２０とアウターリム４０との間に延長するため、近接対のアーム間に約８．５７の角間隔βが生じ、半径方向最外端部間に約０．１５０ｒのアーチ形間隔αが生じる。なお、ｒは最外アーム端部から回転軸線５２までの半径である。図示のベルト車の剛性および/または直径は、これら間隔内で一つのフルサイクル間で変動するため、ベルト車の回転周期に関係する“４２次数”（42nd order）の振動が発生する。ベルト車の特性、ベルト車/ベルト車ベルト長さ、ベルト車の回転速度などに依存するこのような振動も、調和共鳴に寄与し、その結果としてベルト駆動システムのノイズスペクトルにエネルギーピークが発生し、区別できる可聴ピッチの別な異なるノイズ成分として現れる傾向がある。この振動を撹乱させて、散逸するエネルギーを複数の周波数間に分配し、システム共鳴がある場合にはこの共鳴のエネルギーを抑制するか、あるいは共鳴がある場合にはこの共鳴のピッチを変更すると、このようなノイズ成分の振幅を小さく抑制でき、ノイズ成分を可聴度のより低い周波数にシフトできるか、さもなければ周波数分布ノイズスペクトル内のエネルギー分布により近似した方法で散逸エネルギーを再分配することができる。
【００１４】
図２Ａおよび図２Ｂに示す第１実施態様では、横対称ベルト車１００が、回転軸線１５２に関して相互に角度的にオフセット配置された２組のアームを備えることによって上記振動を撹乱する。なお、これらアームはそれぞれベルト車１５０の中央線の両側でアウターハブをアウターリムに接続している。ベルト車１００は、アウターハブ１２０、第１組のアーム１３２、第１組と同じ個数の第２組のアーム１３４、およびアウターリム１４０からなる。このベルト車は、公知設計例に関して言及したインナーハブ１０などのインナーハブ１１０を備えるか受け取るが、インナーハブ１１０の具体的な構成に臨界的な制限はない。（一つ一つのアーム１３２ａ、１３２ｂなどを含む）第１組のアーム１３２はアウターハブ１２０から半径方向にアウターリム１４０まで延長し、アームの半径方向最外端部の中心は、ベルト車の横中央線１５０の一方の側に位置する。（一つ一つのアーム１３４ａ、１３４ｂなどを含む）第２組のアーム１３４もアウターハブ１２０から半径方向にアウターリム１４０まで延長し、アームの半径方向最外端部の中心は、ベルト車の横中央線１５０の反対側に位置する。これら組のアーム１３２および１３４については、横中央線１５０に対して垂直な方向に配向（orientation）した複数組のリブを構成するのが好ましいが、これらアームは異なる形状、異なる横断面、異なる配向をもつことも可能である。これら複数組のアーム１３２および１３４を環状ウェブ材料１３１によって相互接続すると、製造金型内における材料流れを促すことができる。第１組のアーム１３２における近接対のアーム、例えば１３２ａ/１３２ｂ、１３２ｂ/１３２ｃなどの半径方向最外端部はアーチ形間隔α（なお、α＝（２πｒ）/ｎＴであり、ｎＴは各組のアーム１３２におけるアームの全個数である）だけ分離する。同様に、第２組のアーム１３４、例えば１３４ａ/１３４ｂ、１３４ｂ/１３４ｃなどの近接対のアームの半径方向最外端部についても、同じアーチ形間隔αだけ分離する。ただし、第１組および第２組のアーム１３２と１３４、例えば１３２ａ/１３４ａの間の近接アームの半径方向最外端部に角間隔βだけ角度的にオフセット配置、即ち回転軸線１５２に関してオフセット配置し、それぞれの組からのアームがベルト車を中心にして交代し、それぞれの組のアーム１３２と１３４との間の近接アームがアーチ形間隔の半分、即ちα/２のアーチ形分離間隔（横成分（any lateral component）がある場合にはこれを無視する）をもつようにする。この結果、アウターリム１４０が、横中央線１５０の両側において、アーム１３２ａ、１３４ａ、１３２ｂ、１３４ｂなどによって交代的に支持されることになる。なお、第１および第２組のアーム１３２および１３４が振動を引き起こす場合には、それぞれの組み間の角度的オフセット配置が、位相がずれた振動成分を発生し、これら成分が相互に破壊的に干渉し、共鳴が発生した場合に共鳴振幅を小さく抑制するため、異なる/区別できる駆動システムノイズが発生した場合にこれを小さく抑制できるか、あるいは弱くすることができると考えられる。
【００１５】
図３に示す第２実施態様では、回転対称性（rotational symmetry）を小さく抑制したベルト車２００が、アームの半径方向最外端部のアーチ形間隔を変更することによって上記振動を撹乱する。このベルト車２００はアウターハブ２２０、複数のアーム２３２、およびアウターリム２４０からなり、公知設計例で言及したインナーハブ１０などのインナーハブ２１０を有するか受け取ることができるが、このインナーハブ２１０の具体的な構成には、臨界的な制限はない。（一つ一つのアーム２３２ａ、２３２ｂなどを有する）複数のアーム２３２が、アウターハブ２２０から半径方向にアウターリム２４０まで延長する。複数のアーム２３２については、ベルト車の横中央線２５０に対して垂直に配向する複数のリブを構成するのが好ましいが、これらアームは異なる形状、異なる横断面、異なる配向をもつことも可能である。これら複数組のアーム２３２および２３４を環状ウェブ材料２３１によって相互接続すると、製造金型内における材料流れを促すことができる。近接対のアーム、例えば２３２ａ/２３２ｂ、２３２ｂ/２３２ｃなどの半径方向最外端部は、アーチ形間隔の変更によって分離し、回転軸線２５２を中心とする回転対称性を小さく抑える。好ましい実施態様では、異なるアーチ形間隔は、本明細書に援用するＵＳＰ２，８７８，８５２に開示されているピッチシーケンスのいずれ一つを反映する。これらピッチシーケンスは、アーム設計ベルト車における近接対のアーム間のアーチ形間隔に変換することができる相対的な間隔の疑似ランダムパターンを記述するものである。例えば、複数のアーム２３２が３２個のリブからなる設計では、３２対の近接リブ対があり、相対的な間隔は、シーケンスＸｎ＝｛９，１０，１１，１２，１０，１１，１２，１３，１２，１１，１０，９，１１，１２，１３，１０，１０，１３，１２，１１，９，１０，１１，１２，１３，１２，１１，１０，１２，１１，１０，９｝に従って変更できる。なお、ｎは１以上の整数であって、第１〜第３２までの考えられる近接対を順に表わす整数であり、ｎＴはアームの総数（３２）である。アーチ形間隔のシーケンスαｎは、αｎ＝（２πｒＸｎ）/ＸＴとして設定可能であり、ＸＴはＸｎの構成要素の合計である。従って、アウターリム２４０は、異なるアーチ形間隔で複数のアーム２３２によって支持され、ベルト車は、回転軸線２５２を中心とする回転対称性をもたない。なお、複数のアームにおけるアーム数が、合理的な範囲内で加減できることはいうまでもない。上記ピッチシーケンス例、および上記ＵＳＰ公報において展開されている規則によって工夫された他のピッチシーケンスは、（もちろんベルト車自体の一回のフル回転を原因とする繰り返しを除いて）振動を引き起こすために必要な有意味な繰り返し特性をもたない。なお、代表的な動作環境では、特に自動車や重機環境では、このようなピッチシーケンスを使用すると、ノイズ成分があると、これが判別しにくいか、あるいは潜在的に聞こえない範囲の周波数にシフトし、そして多重モードおよび/またはより複雑なモードの振動間に散逸されたエネルギーを再分配するため、周波数分布ノイズスペクトルにより近似すると考えられる。このようなシーケンスを適用���ると、回転対称性をなくすることができるが、回転対称性を小さく抑制するためには、より狭いシーケンスを利用することも可能である。例えば、回転対称性をなくさなくても、ノイズを十分に抑制できる環境では、２倍かそれ以上の回転対称性を作り出すためピッチシーケンスを利用することが可能である。
【００１６】
図４に示す第３実施態様では、ベルト車３００は、第１実施態様の横対称特性と第２実施態様の小さく抑制した回転対称性とを複合化することによって上記振動を撹乱する。このベルト車３００は、アウターハブ３２０、第１組のアーム３３２、第１組と同じ個数の第２組のアーム３３４、およびアウターリム３４０からなる。このベルト車は、公知設計例に関して言及したインナーハブ１０などのインナーハブ３１０を備えるか受け取るが、インナーハブ３１０の具体的な構成に臨界的な制限はない。（一つ一つのアーム３３２ａ、３３２ｂなどを含む）第１組のアーム３３２はアウターハブ３２０から半径方向にアウターリム３４０まで延長し、アームの半径方向最外端部の中心は、ベルト車の横中央線３５０の一方の側に位置する。（一つ一つのアーム３３４ａ、３３４ｂなどを含む）第２組のアーム３３４もアウターハブ３２０から半径方向にアウターリム３４０まで延長し、アームの半径方向最外端部の中心は、ベルト車の横中央線３５０の反対側に位置する。これら組のアーム３３２および３３４については、横中央線３５０に対して垂直な方向に配向した複数組のリブを構成するのが好ましいが、これらアームは異なる形状、異なる横断面、異なる配向をもつことも可能である。これら複数組のアーム３３２および３３４を環状ウェブ材料３３１によって相互接続すると、製造金型内における材料流れを促すことができる。第１組のアーム３３２における近接対のアーム、例えば３３２ａ/３３２ｂ、３３２ｂ/３３２ｃなどの半径方向最外端部は、上記に具体的に説明したシーケンスのアーチ形間隔αｎだけ分離する。同様に、第２組のアーム３３４、例えば３３４ａ/３３４ｂ、３３４ｂ/３３４ｃなどの近接対のアームの半径方向最外端部についても、同じシーケンスのアーチ形間隔αｎだけ分離する。ただし、第１組および第２組のアーム３３２と３３４、例えば３３２ａ/３３４ａの間の近接アームの半径方向最外端部は、角間隔βだけ角度的にオフセット配置する。第２組のアームが第１組のアームの最近接対アームから等しいアーチ形間隔だけ（横成分がある場合にはこれを無視する）分離されるように角間隔βだけ角度的にオフセット配置するのが好ましい。この代わり、第２組のアーム３３４のうち近接対のアームの半径方向最外端部については、上記に説明したように交代シーケンスの異なるアーチ形間隔だけ分離し、ベルト車の秩序をさらに撹乱する。
【００１７】
図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃに示す第４実施態様では、横対称ベルト車４００が、それぞれがベルト車の横中央線に関して対向傾斜した２組の、角度的にオフセット配置されたアームを備えることによって上記振動を撹乱する。このベルト車４００は、アウターハブ４２０、第１組のアーム４３２、第１組と同じ個数の第２組のアーム４３４、およびアウターリム４４０からなる。このベルト車は、公知設計例に関して言及したインナーハブ１０などのインナーハブ４１０を備えるか受け取るが、インナーハブ４１０の具体的な構成に臨界的な制限はない。（一つ一つのアーム４３２ａ、４３２ｂなどを含む）第１組のアーム４３２はアウターハブ４２０から半径方向にアウターリム４４０まで延長し、ベルト車の横中央線４５０に関して（垂直ではない方向に）傾斜するように配向する。（一つ一つのアーム４３４ａ、４３４ｂなどを含む）第２組のアーム４３４もアウターハブ４２０から半径方向にアウターリム４４０まで延長し、横中央線４５０に関して（垂直ではない方向に）傾斜するように配向する。また、ベルト車の回転軸線４５２を中心にしてそれぞれの組みが相互に交代するように、第１組および第２組のアーム４３２および４３４を角度的にオフセット配置する。そして第１組および第２組のアーム４３２および４３４については、複数組のシート状リブを構成するのが好ましいが、これらアームは横方向に長い横断面を備えることも可能である。第１組における一つ一つのアーム４３２の横端部４３２´、４３２´´を、第２組における一つ一つのアーム４３４の近接横端部４３４´、４３４´´に結合し、アーム間間隙のない波型の支持構造を形成してもよい。オフセット配置した第１および第２組のアーム４３２および４３４によって形成した交代配置の、全体としてＶ形のパターンは、第１実施態様の設計構成と同様な作用効果を呈する。各組における４３２ａ/４３２ｂ、４３４ａ/４３４ｂなどのアーム４３２、４３４の近接対の半径方向かつ横方向の最外端部４３２´または４３４´は、等しいアーチ形間隔αだけ分離する。ここでαは、α＝２（πｒ）/ｎＴであり、ｎＴはいずれかの組におけるアーム４３２または４３４の総数である。各組におけるアーム４３２、４３４における近接対のアームの半径方向および横方向における最外端部４３２´´または４３４´´も、対向傾斜しているアーム４３２、４３４によって等しいアーチ形間隔だけ分離する。ここで重要なことは、例えば４３２ａ/４３４ａ、４３４ａ/４３２ｂ、４３２ｂ/４３４ｂなどの交点において、それぞれの組みのアーム４３２と４３４との間の近接対のアームの半径方向および横方向における最外端部によって画定されるＶ形の頂点４３６（このような横方向端部が結合している場合には実際の頂点、このような横方向端部が結合していない場合には投影した頂点）が、回転軸線４５２に関してアーチ形間隔γ（＝α/２）だけオフセット配置し、かつ横中央線４５０の両側に配置していることである。従って、これらの角度的に離間した構成が振動の原因になる傾向がある場合、オフセット配置が、共鳴がある場合この共鳴の振幅に破壊的に干渉し、これを小さく抑制する位相の外れた振動成分を発生する傾向がある。さらに、第１組お��び第２組のアーム４３２および４３４が傾斜配向しているため、アウターリム４４０の走行面４４２の半径に成形誘導振動がある場合にその振動の配向が交代する。成形を原因とするアーム４３２および４３４に微小な凹凸がある場合には、これら凹凸が出入りする駆動ベルトに対して垂直ではない方向に傾斜する。なお、走行面の横方向範囲の微小部分に単離される走行面の半径における欠陥は、具体的な横断面の横方向範囲全体または大部分に広がる走行面の半径における欠陥よりも、振動に関与することはまずありそうにもないと考えられる。これは、部分的には、ベルト材料の弾性および可撓性によるものであり、ベルトの横隣接部分が凸部により変形し、適正半径をもつ走行面４４２の大部分に接触するからである。最終的に、第１組および第２組のアーム４３２および４３４の傾斜配向によって、走行面４４２の横方向範囲全体において、例えば４３２ａ/４３４ａ、４３４ａ/４３２ｂ、４３２ｂ/４３４ｂなどのそれぞれの組のアーム４３２および４３４間の近接対のアームの半径方向最外端部間の角間隔が交代する。なお、このように角間隔が横方向に変化すると、振動が区別できなくなり、少なくとも大きな振動が生じた場合に、乱秩序の振動スペクトルが発生する傾向になり、可聴的共鳴（audible resonance）が確立できなくなる恐れが出てくると考えられる。
【００１８】
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃに示す第５実施態様では、横対称ベルト車５００が、第４実施態様の横対称性と第２実施態様の小さく抑制された回転対称性とを組み合わせることによって上記振動を撹乱する。ベルト車５００は、アウターハブ５２０、第１組のアーム５３２、第１組と同じ個数の第２組のアーム５３４、およびアウターリム５４０からなる。このベルト車は、公知設計例に関して言及したインナーハブ１０などのインナーハブ５１０を備えるか受け取るが、インナーハブ５１０の具体的な構成に臨界的な制限はない。（一つ一つのアーム５３２ａ、５３２ｂなどを含む）第１組のアーム５３２はアウターハブ５２０から半径方向にアウターリム５４０まで延長し、ベルト車の横中央線５５０に関して傾斜するように配向する。（一つ一つのアーム５３４ａ、５３４ｂなどを含む）第２組のアーム５３４もアウターハブ５２０から半径方向にアウターリム５４０まで延長し、横中央線５５０に関して実質的に対向傾斜するように配向する。ここで明瞭を期すために、また以下に説明するように、傾斜度は同様であるが同じではなく、頂点５３６間のアーチ形間隔γは変えることができる。また、ベルト車を中心にしてそれぞれの組みのアームが相互に交代するように、第１組および第２組のアーム５３２および５３４を角度的にオフセット配置する。そして第１組および第２組のアーム５３２および５３４については、複数組のシート状リブを構成するのが好ましいが、これらアームは横方向に長い横断面を備えることも可能である。第１組における一つ一つのアーム５３２の横端部５３２´、５３２´´を、第２組における一つ一つのアーム５３４の近接横端部５３４´、５３４´´に結合し、アーム間間隙のない波型の支持構造を形成してもよい。オフセット配置した第１および第２組のアーム５３２および５３４によって形成した交代配置の、全体としてＶ形のパターンについては、ベルト車５００の回転対称性がなくなるように構成する。具体的には、一つ一つのアームの傾斜を変えて、ベルト車の横中央線の片側において、各組の例えば５３２ａ/５３２ｂ、５３４ａ/５３４ｂなどのアーム５３２、５３４における近接対のアームの半径方向および横方向における最外端部５３２´または５３４´間のアーチ形間隔を変えて、回転軸線５５２を中心とする回転対称性を小さく抑制する。好ましい実施態様では、異なるアーチ形間隔は、ＵＳＰ２，８７８，８５２に開示されているピッチシーケンスのいずれか一つを反映するものである。例えば、第１組および第２組のアームそれぞれが１６のリブからなる設計の場合、各組に１６の近接対のリブがあり、アーチ形間隔αｎは、シーケンスＸｎ＝｛９，１０，１１，１２，１０，１１，１３，１２，１１，１０，９，１１，１２，１３，１０｝における相対的な間隔に基づいて変えることが可能である。なお、ｎは１以上の整数であって、第１〜第１６まで考えられる近接対を順に表す整数であり、ｎＴはアームの総数（１６）である。また、一つ一つのアームの傾斜によっても、ベルト車の横中央線５５０の両側において、各組のアーム５３２、５３４における近接対のアームの半径方向および横方向における最外端部５３２´´または５３４´´間のアーチ形間隔が変わる。アーチ形間隔は、同じピッチシーケンスに従って変えることが可能であるが、横中央線５５０の反対側にある近接対のアームの半径方向および横方向における最外端部５３２´´または５３４´´は、第１側にある対の半径方向および横方向における最外端部５３２´または５３４´から角間隔βだけオフセット配置になる。ここで重要なことは、例えば５３２ａ/５３４ａ、５３４ａ/５３２ｂ、５３２ｂ/５３４ｂなどの交点において、それぞれの組みのアーム５３２と５３４との間の近接対のアームの半径方向および横方向における最外端部によって画定されるＶ形の頂点５３６（このような横方向端部が結合している場合には実際の頂点、このような横方向端部が結合していない場合には投影した頂点）が、異なるピッチシーケンスを使用した場合には角間隔を変えることによって、あるいは同じピッチシーケンスを使用した場合には角間隔βを変えることによって、異なるアーチ形間隔をもち、そして回転軸線５５２に関してオフセット配置になることである。即ち、アウターリム５４０の剛性の最も高い部分を形成するこれらの作用によって、振動が発生する傾向が生じ、そして頂点５３６の間隔のオフセット配置および潜在的な疑似ランダム特性によって、繰り返し振動の発生が複雑になるため、顕著なノイズ成分として認識されるか、あるいは共鳴が発生することになる。
【００１９】
最後に、本明細書に開示したベルト車の場合、独立した一組の構造的に同一のアームのみを使用する必要はなく、また二組の、ほぼ対向関係で配置された構造が本質的に同一のアームを使用する必要もない。図７Ａおよび図７Ｂに示す最後の例示的な実施態様では、回転対称性を小さく抑制したベルト車が、異なる構成をもつ、二組のアーム６３２および６３４の半径方向最外端部のアーチ形間隔を変えることによって振動を撹乱する。ベルト車６００はアウターハブ６２０、上記二組のアーム６３２および６３４、およびアウターリム６４０からなる。このベルト車６００は、公知設計例に関して言及したインナーハブ１０などのインナーハブ６１０を備えるか受け取るが、インナーハブ６１０の具体的な構成に臨界的な制限はない。一つの変形例では、第１組のアーム６３２におけるアームの半径方向最外端部は、回転方向に関して比較的薄く、あるいはリブ状として構成することができ、そして第２組のアーム６３４におけるアームの半径方向最外端部は、回転方向に関して比較的厚く、あるいはストラット状として構成することができる。同じか、あるいは別な変形例では、第１組のアーム６３２におけるアームを独立したものとし、第２組のアーム６３４におけるアームを内側に二股化することができる。第１組のアーム６３２は、ベルト車の横中央線６５０に対して垂直に配向する複数の独立したリブを構成するのが好ましく、また第２組のアーム６３４は、ベルト車の横中央線６５０に対して垂直に配向した複数の内側に二股化したストラットを構成するのが好ましいが、これらアームの形状、横断面および配向については上記以外であってもよい。これら組のアーム６３２および６３４を環状ウェブ材料（図示省略）によって相互接続すると、製造金型における材料の流れがよくなる。第１組の例えば６３２ａ/６３２ｂ、６３２ｂ/６３２ｃなどのアーム６３２における隣接対のアームの半径方向最外端部については、アーチ形間隔を変えることによって分離すると、回転軸線６５２を中心とする回転対称性を小さく抑制できる。例えば、第１組のアーム６３２が１３のリブからなる設計では、１３の近接対のリブがあり、アーチ形間隔αｎは、ｎＴ＝１３アームの場合にＵＳＰ２，８７８，８５２に記載されている方法に準じて決定されたピッチシーケンスＸｎに基づいて変えることができる。第２組の例えば６３４ａ/６３４ｂ、６３４ｂ/６３４ｃ、６３４ｄ/６３４ｄなどのアームにおける隣接対のアームの半径方向最外端部は、異なるアーチ形間隔αｎの同じシーケンスだけ分離できるが、第１組および第２組の例えば６３２ａ/６３４ａなどの６３２および６３４間の近接対のアームの半径方向最外端部は、角間隔βだけ角度的にオフセット配置する。なお、第２組のアームにおけるアームが、第１組のアームにおける最近接対のアームにおけるアームから等しいアーチ形間隔（横成分がある場合にはこれを無視する）だけ分離するように角間隔βだけ分離するのが好ましい。ただし、変形例では、この代わりに、第２組のアーム３３４における近接対のアームの半径方向最外端部は、上記と同様な異なるアーチ形間隔の交代シーケンスだけ分離することができる。これが特に望ましい場合は、第１組のアーム６���２における複数のアームを第２組のアーム６３４における近接対のアーム間に配置する場合、例えば図示の実施態様から他のアーム６３４ｂ、６３４ｄすべてを省略した場合である。さらに別な変形例では、第１組または第２組のアームと同じか、あるいは本質的に構造が同じか、あるいは構成が別な組のアームを第１組および第２組のアームに加えて増設することが可能である。
【００２０】
本明細書において全体的に記載したベルト車は、低合金鋼や３５６アルミ合金などの任意の好適な材料から、精密加工を伴う押し出し成形法や鍛造法などの任意の好適な方法によって構成することができる。特に、本明細書に記載した実施態様および方法は熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチックや成形可能なプラスチック複合材から製造され、かつ射出成形法などの成形方法によって構成されたベルト車に適用することができる。成形ポリマーベルト車の走行面における潜在的に大きな変形およびリバウンドが、アーム/リムジョイントなどのリム構造における成形収縮の作用に相乗的に作用するため、成形ポリマーベルト車は、判別可能な可聴ピッチで大きな機械的成分をもつノイズの、意図せざる発生に対して特に弱い。
【００２１】
具体的な実施態様、変形例、およびこれら説明を始めとする各種態様で本発明のベルト車および方法を説明してきたが、特許請求の精神および範囲をこのような細部に制限または限定する意図はない。当業者ならば、特許請求の範囲に記載した範囲から逸脱せずに上記以外にも多くの変更、改変、置換などを実施することができるはずである。また、以上の説明は例示であり、当業者ならば、本開示の範囲および精神から逸脱せずに、上記以外の実施態様が実施可能なはずである。
【符号の説明】
【００２２】
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０：インナーハブ
１００：横対称ベルト車
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０：アウターハブ
３２、１３２、２３２、３３２、４３２：アーム
３４、１３４、２３４、３３４、４３４、５３４：アーム
４０、１４０、２４０、３４０、４４０、５４０：アウターリム
５０、１５０、４５０、５５０：ベルト車の中央線
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
2013531197.tif 000017