(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線が埋設された背部と、
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と、を有するはす歯ベルトであって、
前記歯部の表面および前記背部の前記一方の表面の一部が、歯布で構成されており、
前記背部の他方の表面が、背布で構成されており、
前記複数の歯部の歯ピッチが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記複数の歯部の歯ピッチが、２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合に、前記背部の厚みが、０．６ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であって、
前記複数の歯部の歯ピッチが、３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、前記背部の厚みが、０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であって、
前記複数の歯部の歯ピッチが、４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合に、前記背部の厚みが、１．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であって、
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０．６ｍｍ以下の撚りコードであり、
前記歯布は、経糸および緯糸を含む織布で構成されており、前記織布は、表面に接着処理による接着層が形成されたものであり、
前記背布は、編糸で編まれた編布で構成されており、前記編布は、接着処理による接着層が形成されていないものであり、ベルト本体を構成するゴム組成物が前記編布に含浸されていることを特徴とするはす歯ベルト。
【請求項２】
前記複数の歯部の歯ピッチが、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、
前記複数の歯部の歯ピッチが、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、
前記複数の歯部の歯ピッチが、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以下であることを特徴とする請求項１に記載のはす歯ベルト。
【請求項３】
前記背部がゴム成分を含み、該ゴム成分がエチレン−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または２に記載のはす歯ベルト。
【請求項４】
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１〜３のいずれか一項に記載のはす歯ベルト。
【請求項５】
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１〜４のいずれか一項に記載のはす歯ベルト。
【請求項６】
前記背布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、およびポリエステル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１〜５のいずれか一項に記載のはす歯ベルト。
【請求項７】
駆動源によって回転駆動される駆動プーリと、
従動プーリと、
前記駆動プーリおよび前記従動プーリに巻き掛けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のはす歯ベルトと、を備えるベルト伝動装置。
【請求項８】
前記駆動プーリの回転速度が１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下である、請求項７に記載のベルト伝動装置。
【請求項９】
前記従動プーリの負荷が０．５ｋＷ以上３ｋＷ以下である、請求項７または８に記載のベルト伝動装置。
【請求項１０】
前記従動プーリの外径が、前記駆動プーリの外径より大きく、
前記ベルト伝動装置が、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置である、請求項７〜９のいずれか一項に記載のベルト伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はす歯ベルトであって、特に、高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に適用されるはす歯ベルト、および、ベルト伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電動パワーステアリング装置の減速装置のように、高負荷または高速回転で駆動されるベルト伝動装置において、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すると、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。この問題の対策として、歯部がベルト幅方向に対して斜めに配置されたはす歯ベルトが使用されている。はす歯ベルトは、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。そのため、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】
しかし、はす歯ベルトを用いても、必ずしも騒音および振動を充分に低減できていなかった。これに対して、例えば特許文献１、および２は、はす歯ベルトを用いた高負荷または高速回転で駆動される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を提案している。
【０００４】
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。加えて、はす歯ベルトの歯部とプーリの歯部との間のバックラッシ（隙間）を歯ピッチＰｔの１．６％〜３％に設定している。
【０００５】
特許文献２では、歯筋角度θを７度以上且つ１０度以下としている。加えて、背部の厚みをｔｂ、歯部の歯高さをｈｂとして、厚みｔｂの歯高さｈｂに対する比率（１００×ｔｂ／ｈｂ）を、１２０％以上２４０％以下に設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３０８７０２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０２４３７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、自動車の静粛化が進んでいる。そのため、例えば、電動パワーステアリング装置の減速装置などのベルト伝動装置は、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、および２の技術では、満足できるレベルまで騒音を低減することができない。
【０００８】
そこで、本発明は、高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に使用された場合に、騒音および振動をより低減できるはす歯ベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の特許文献１、および２は、はす歯ベルトの歯筋角度、歯形状、厚みなど構造的パラメータの最適条件を見出すことで、騒音および振動の低減を図っている。しかし、このような構造上の工夫だけでは、騒音および振動をこれ以上低減することは困難であると思われた。そこで、本願発明者は、これまでに充分な検証がなされていないはす歯ベルトの構成材料に工夫を施すことを考えた。
【００１０】
本発明のはす歯ベルトは、心線が埋設された背部と、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と、を有するはす歯ベルトであって、前記歯部の表面および前記背部の前記一方の表面の一部が、歯布で構成されており、前記背部の他方の表面が、背布で構成されており、前記複数の歯部の歯ピッチが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、前記複数の歯部の歯ピッチが、２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合に、前記背部の厚みが、０．６ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であって、前記複数の歯部の歯ピッチが、３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、前記背部の厚みが、０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であって、前記複数の歯部の歯ピッチが、４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合に、前記背部の厚みが、１．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であって、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０．６ｍｍ以下の撚りコードであり、前記歯布は、経糸および緯糸を含む織布で構成されており、前記歯布は、経糸および緯糸を含む織布で構成されており、前記織布は、表面に接着処理による接着層が形成されたものであり、前記背布は、編糸で編まれた編布で構成されており、前記編布は、接着処理による接着層が形成されていないものであり、ベルト本体を構成するゴム組成物が前記編布に含浸されているものである。
【００１１】
この構成によると、背部の歯部側の表面の一部は、歯布で構成されており、背部の他方の面は、背布で構成される。そのため、背部は、歯布および背布によって補強されて剛性が高められる。さらに、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む撚りコードで構成される。そして、撚りコードの径は、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。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より高めることができる。
このように背部の剛性を高めたことで、はす歯ベルトが、高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に使用されても、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。
また、歯ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合、背部の厚みは０．６ｍｍ以上１．３ｍｍ以下である。歯ピッチが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、背部の厚みは０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。歯ピッチが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合、背部の厚みは１．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。これらの厚みは、例えば、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置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。
【００１２】
本発明のはす歯ベルトは、前記複数の歯部の歯ピッチが、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、前記複数の歯部の歯ピッチが、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、前記複数の歯部の歯ピッチが、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は、前記背部がゴム成分を含み、該ゴム成分がエチレン−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。
【００１４】
本発明のはす歯ベルトは、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。
【００１５】
本発明のはす歯ベルトは、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。
【００１６】
本発明のはす歯ベルトは、前記背布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、およびポリエステル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。
【００１７】
本発明のベルト伝動装置は、駆動源によって回転駆動される駆動プーリと、従動プーリと、前記駆動プーリおよび前記従動プーリに巻き掛けられる上述の本発明のはす歯ベルトと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明のベルト伝動装置は、前記駆動プーリの回転速度が１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下であってもよい。この構成によると、高速回転で駆動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】
本発明のベルト伝動装置は、前記従動プーリの負荷が０．５ｋＷ以上３ｋＷ以下であってもよい。この構成によると、高負荷で駆動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】
本発明のベルト伝動装置は、前記従動プーリの外径が、前記駆動プーリの外径より大きく、前記ベルト伝動装置が、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置であることが好ましい。この構成によると、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置において、騒音および振動を充分に低減できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、背部が、背布と歯布によって補強されると共に、高強度ガラス繊維または炭素繊維の撚りコードで構成された心線によって補強される。よって、背部は、厚みを厚くすることなく剛性が高められるため、高負荷または高速回転で駆動されるベルト伝動装置に使用された場合に、騒音および振動をより低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態のはす歯ベルトが適用される電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の減速装置の側面図である。
【図３】はす歯ベルトの部分斜視図である。
【図４】はす歯ベルトを内周側から見た図である。
【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。本実施形態のはす歯ベルト３０は、例えば図１に示す自動車用の電動パワーステアリング装置１の減速装置２０に用いられる。
【００２４】
〔電動パワーステアリング装置の構成〕
電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置１は、ステアリングホイール２に連結されたステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に連結された中間軸４と、中間軸４に連結されて、ステアリングホイール２の回転に連動して車輪９を操舵する操舵機構５とを有する。
【００２５】
操舵機構５は、中間軸４に連結されたピニオン軸６と、ピニオン軸６に噛み合うラック軸７とを含む。ラック軸７は、車両の左右方向に沿って延びている。ラック軸７の軸方向の途中部には、ピニオン軸６に設けられたピニオン６ａと噛み合うラック７ａが形成されている。ラック軸７の両端部には、タイロッド８およびナックルアーム（図示せず）を介して車輪９が連結されている。ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト３および中間軸４を介してピニオン軸６に伝達される。ピニオン軸６の回転は、ラック軸７の軸方向への移動に変換される。これにより、車輪９が転舵される。
【００２６】
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２に加えられる操舵トルクに応じて操舵補助力を得られるようになっている。そのための手段として、電動パワーステアリング装置１は、操舵トルクを検出するトルクセンサ１３と、制御装置１４と、操舵補助用の電動モータ１５（駆動源）と、電動モータ１５の駆動力を操舵機構５に伝動する伝動装置としての減速装置２０とを含む。
【００２７】
トルクセンサ１３で操舵トルクを検出するために、ステアリングシャフト３は、入力軸１０と、トーションバー１１と、出力軸１２を有する。ステアリングホイール２が操作されて、入力軸１０に操舵トルクが入力されると、トーションバー１１がねじり変形して、入力軸１０と出力軸１２が相対回転する。トルクセンサ１３は、入力軸１０と出力軸１２との相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ１３の検出結果は、制御装置１４に入力される。制御装置１４は、トルクセンサ１３によって検出された操舵トルク等に基づいて、電動モータ１５を制御する。
【００２８】
減速装置２０は、駆動プーリ２１と、従動プーリ２２と、プーリ２１、および２２に巻き掛けられるはす歯ベルト３０とを有する。従動プーリ２２は、駆動プーリ２１よりも外径が大きい。駆動プーリ２１は、電動モータ１５の回転軸に固定される。従動プーリ２２は、ピニオン軸６に固定される。図２に示すように、駆動プーリ２１の外周面には、複数のはす歯２１ａが形成されている。従動プーリ２２の外周面には、複数のはす歯２２ａが形成されている。駆動プーリ２１の回転速度は、例えば、１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下である。従動プーリ２２の負荷は、例えば、０．５ｋＷ以上３ｋＷ以下である。
【００２９】
ステアリングホイール２が操作されると、操舵トルクがトルクセンサ１３により検出されて、制御装置１４が電動モータ１５を駆動する。電動モータ１５が駆動プーリ２１を回転させると、はす歯ベルト３０が走行して、従動プーリ２２およびピニオン軸６が回転する。電動モータ１５の回転力は、減速装置２０によって減速されて、ピニオン軸６に伝達される。また、上述したように、ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト３および中間軸４を介してピニオン軸６に伝達される。そして、ピニオン軸６の回転は、ラック軸７の軸方向移動に変換されて、これにより、車輪９が操舵される。このように、電動モータ１５によって、ピニオン軸６の回転が補助されることで、運転者の操舵が補助される。
【００３０】
なお、本発明のはす歯ベルトを適用可能な電動パワーステアリング装置の構成は、図１に示す構成に限定されない。例えば、減速装置２０の従動プーリ２２が、中間軸４またはステアリングシャフト３に固定されていてもよい。また、例えば、減速装置２０の従動プーリ２２が、変換機構を介してラック軸７に連結されていてもよい。変換機構は、例えば、ボールねじ機構またはベアリングねじ機構であって、従動プーリ２２の回転力をラック軸７の軸方向の力に変換してラック軸７に伝達する。
【００３１】
〔はす歯ベルトの構成〕
図３に示すように、はす歯ベルト３０は、心線３３が埋設された背部３１と、背部３１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３２とを有する。図４に示すように、歯部３２は、ベルト幅方向に対して傾斜して延びている。歯部３２は、はす歯ベルト３０の内周面に設けられる。はす歯ベルト３０は、ゴム組成物で形成されたベルト本体３４と、ベルト本体３４に埋設された心線３３と、ベルト本体３４の内周面を被覆する歯布３５と、ベルト本体３４の外周面を被覆する背布３６とを有する。歯部３２は、ベルト本体３４の一部と、歯布３５の一部とで構成され、背部３１は、ベルト本体３４の一部と、背布３６と、歯布３５の一部とで構成される。つまり、歯部３２の表面および背部３１の内周面の一部は、歯布３５で構成されており、背部３１の外周面は、背布３６で構成されている。
【００３２】
はす歯ベルト３０の周長は、例えば、１５０〜４００ｍｍ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。はす歯ベルト３０の幅Ｗ（図４参照）は、例えば、４〜３０ｍｍである。歯部３２の歯ピッチＰ（図３参照）は、２〜５ｍｍである。歯ピッチＰが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合、背部３１の厚みｔｂ（図３参照）は、０．６〜１．３ｍｍであり、好ましくは０．６ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下である。歯ピッチＰが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合、背部３１の厚みｔｂは、０．６〜１．５ｍｍであり、好ましくは０．８ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下である。歯ピッチＰが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合、背部３１の厚みｔｂは、１．２〜２．０ｍｍであり、好ましくは１．３ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下である。歯ピッチＰが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合、歯部３２の歯高さｈｂ（図３参照）は、例えば、０．７〜２．０ｍｍであり、好ましくは０．８ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下である。歯ピッチＰが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合、歯部３２の歯高さｈｂは、例えば、１．０〜２．３ｍｍであり、好ましくは１．１ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下である。歯ピッチＰが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合、歯部３２の歯高さｈｂは、例えば、１．５〜２．３ｍｍであり、好ましくは１．７ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下である。はす歯ベルト３０の総厚（最大厚さ）ｔ（図３参照）は、背部３１の厚みｔｂと歯高さｈｂとの合計である。歯部３２のベルト幅方向に対する傾斜角度θ（図４参照）は、例えば、２〜７°、好ましくは２〜６°である。
【００３３】
〔ベルト本体〕
ベルト本体３４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３４のうち歯部３２を構成する部分と背部３１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。
【００３４】
ベルト本体３４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。
【００３５】
〔心線〕
心線３３は、ベルト長手方向に沿ってベルト本体３４に埋設されている。心線３３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３３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３３の径は、０．２〜０．６ｍｍ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３３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。
【００３６】
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。
【００３７】
【表１】
0006553107.tif 000002
【００３８】
心線３１として用いる撚りコードには、ベルト本体３４との接着性を高めるために接着処理が施される。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。
【００３９】
〔歯布〕
歯布３５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３５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３５のベルト長手方向の伸縮性を確保できる。なお、歯布３５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３５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。
【００４０】
歯布３５として用いる織布は、ベルト本体３４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。
【００４１】
〔背布〕
背布３６は、編糸で編まれた編布、または、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。
編布は、１本又は２本以上の編糸が網目（ループ）をつくり、そのループに次の糸を引っ掛けて新しいループを連続的に作って編成された構造を有する布である。すなわち、編布では、糸を直線状に交錯させることなく、ループを作ることで形成される。背布３６に編布を用いる場合、編布（又は編布の編成）は、緯編（又は緯編で編成された編布）、経編（又は経編で編成された編布）のいずれであってもよい。編布の形状としては、平面形状、円筒形状（丸編み）など制限されず、また編地は表目と裏目どちらがベルト本体の被着面となってもよい。緯編（又は緯編の編組織）としては、例えば、平編（天竺編）、ゴム編、鹿の子編、スムース編、ジャガード編などが挙げられる。また、経編（又は経編の編組織）としては、例えば、シングルデンビー、シングルコード、トリコット、ハーフトリコットなどが挙げられる。
背布３６に織布を用いる場合、織布の織り方は、平織り、綾織り、朱子織等のいずれでもよい。はす歯ベルト３０の屈曲性を確保する観点から、ベルト長手方向に曲がり易くするため、織り構成または編み構成をベルト長手方向に伸縮し易い形態にすることが好ましい。そのため、緯糸に伸縮性を有する弾性糸を含む織布を用い、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。編布の編糸、または、織布の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。背布３６を構成する繊維の材質としては、ナイロン、アラミド、ポリエステル等の何れかまたはこれらの組み合わせを採用できる。
【００４２】
背布３６として用いる織布または編布は、ベルト本体３４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、歯布３５の場合と同様に、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のが好ましい。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。なお、背布３６が編布である場合は、後述するはす歯ベルト３０の製造方法において、加熱・加圧工程で編布の上に巻き付けられた未加硫ゴムシートが編布に含浸されることから、接着処理を施さなくてもよい。
【００４３】
〔はす歯ベルトの製造方法〕
はす歯ベルト３０は、例えば以下の手順で製造される。
先ず、はす歯ベルト３０の複数の歯部３２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３５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３３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３４を形成するための未加硫のゴムシートを巻き付けて、最後に背布３６を形成する編布または織布を巻き付け、未加硫のベルト成形体を形成する。背布３６として織布を用いる場合には、巻き付ける前に、織布に接着処理を施しておく。一方、背布３６に編布を用いる場合には、接着処理を施さなくてもよい。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３２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３０が得られる。
【００４４】
本実施形態のはす歯ベルト３０は、以下の特徴を有する。
背部３１の歯部３２側の表面の一部は、歯布３５で構成されており、背部３１の他方の面は、背布３６で構成される。そのため、背部３１は、歯布３５および背布３６によって補強されて剛性が高められる。さらに、背部３１に埋設される心線３３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む撚りコードで構成される。そして、撚りコードの径は、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。そのため、背部３１の屈曲性を確保しつつ、心線３３によって背部３１の剛性をより高めることができる。
このように背部３１の剛性を高めたことで、はす歯ベルト３０が、減速装置２０のような高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に使用されても、歯部３２がプーリ２１、２２のはす歯２１ａ、２２ａと噛み合う際に生じる、はす歯ベルト３０（特に背部３１の心線３３部位）の厚み方向の振動（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。
また、歯ピッチＰが２ｍｍ以上３ｍｍ未満の場合、背部３１の厚みｔｂは０．６ｍｍ以上１．３ｍｍ以下である。歯ピッチＰが３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合に、背部３１の厚みｔｂは０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。歯ピッチＰが４ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合、背部３１の厚みｔｂは１．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。これらの厚みは、例えば、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置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３０は、背部３１の厚みを大きくすることなく背部３１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、振動および騒音を抑制できる。
【００４５】
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。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
実施例１〜１１、参考例１および比較例１〜６のはす歯ベルトの心線として、下記表２に示す構成のＡ１〜Ａ４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、下撚り数１２回／１０ｃｍで下撚りして、径が０．３５ｍｍの撚りコードを作成した。上撚りは与えず、片撚りとした。Ａ２およびＡ３の撚りコードは、ガラス繊維をＵＣＧ１５０およびＥＣＧ１５０に変更した以外はＡ１と同様に作成した。
また、Ａ４の撚りコードは、以下の手順で作成した。炭素繊維のフィラメントを束ねて引き揃えて、１本のストランドとした。以降の手順は、Ａ１〜Ａ３の心線と同じとした。撚りコードの径は、０．５３ｍｍとした。
【００４７】
【表２】
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【００４８】
【表３】
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【００４９】
実施例１〜１１、参考例１および比較例１〜６のはす歯ベルトに用いる歯布は、１種類とした。歯布には、綾織りの織布を用い、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した。織布の緯糸としては、６６ナイロンの繊度１５５ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸と、スパンデックス（ポリウレタン弾性繊維）の繊度１２２ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸を用いた。織布の経糸は、繊度が１５５ｄｔｅｘの６６ナイロン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。
【００５０】
実施例１〜１１、参考例１および比較例１〜６のはす歯ベルトに用いる背布は、３種類とした。
背布Ｂ１及びＢ２には、丸編みの編布を用いた。背布Ｂ１及びＢ２の編糸としては、繊度８４ｄｔｅｘのポリエステル黒原着糸（帝人社製「Ｅ３００Ｓ」）と、繊度２８ｄｔｅｘのポリエステル黒原着糸（ユニチカファイバー社製「メガIII」）を用いた。背布Ｂ１については、１０ｃｍ当りの撚り数が１５．３回、３０ｍｍ当りの編目数が３０、３０ｍｍ当りの度目が４２段として、背布Ｂ２については、１０ｃｍ当りの撚り数が１５．３回、３０ｍｍ当りの編目数が４０、３０ｍｍ当りの度目が５２段として、調製した。背布Ｂ３には、綾織りの織布を用い、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した。背布Ｂ３の緯糸としては、６ナイロンの繊度２３５ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸のウーリー加工糸を用いた。背布Ｂ３の経糸としては、６ナイロンの繊度１５５ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸を用いた。
【００５１】
歯布および背布Ｂ３に用いる織布には、表３に示す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接着処理を施した。
【００５２】
実施例１〜１１、参考例１および比較例１〜６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。
【００５３】
【表４】
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【００５４】
※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」
【００５５】
撚りコード（心線）Ａ１〜Ａ４、歯布、背布Ｂ１〜Ｂ３、および、組成Ｃ１〜Ｃ３の未加硫ゴムシートを用いて、上記実施形態に記載した手順で、実施例１〜１１、参考例１および比較例１〜６のはす歯ベルトを作成した。加硫は、１６１℃で２５分間行った。実施例１〜１１、参考例１のはす歯ベルトの構成を下記表５に示し、比較例１〜６のはす歯ベルトの構成を下記表６に示す。実施例１〜１１、参考例１および比較例１〜６のはす歯ベルトのベルト幅は、全て２５ｍｍとし、歯部のベルト幅方向に対する傾斜角度は、全て５°とした。
【００５６】
【表５】
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【００５７】
【表６】
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【００５８】
（音圧測定試験）
実施例１〜１１、参考例１および比較例１〜６のはす歯ベルトについて音圧測定試験を行って、ベルト走行中の騒音の評価を行った。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、図２に示す減速装置２０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４１のプーリを使用し、従動プーリには、歯数が１１７のプーリを使用した。２つのプーリにはす歯ベルトを巻き掛けて、ベルト張力が１００Ｎとなるようにプーリの軸間距離を調整し、駆動プーリを回転速度２０００ｒｐｍで回転させて、ベルトを走行させた。従動プーリの負荷は無負荷とした。雰囲気温度は２３℃とした。そして、騒音計の集音マイクＭで音圧（騒音レベル）を測定した。なお、集音マイクＭの位置を説明するために、図２に示す減速装置２０に集音マイクＭを表示した。集音マイクＭは、はす歯ベルトの張り側部分の中間の位置から１００ｍｍ離れた位置に配置した。集音マイクＭで測定した測定結果を表５、６に示す。音圧が８０ｄＢＡ以下の場合には、ベルトの実用上問題がない騒音レベルとして合格と評価した。
【００５９】
（耐寒耐久走行試験）
背部の剛性を高めるとベルトの屈曲性が低下し、プーリ上での屈曲疲労が増加することから、背面（外周面）にクラック（亀裂）が生じやすくなる。特に、低温環境では背面クラックが顕著に生じやすくなる。そこで、実施例１〜１１、参考例１および比較例１〜６のはす歯ベルトについて、耐寒耐久走行試験を行って、背面（外周面）のクラックの発生を観察した。耐寒耐久走行試験には、駆動プーリと、駆動プーリと同径の従動プーリとを有する２軸走行試を用いた。駆動プーリおよび従動プーリには、歯数が４１のプーリを使用した。雰囲気温度は−４０℃とした。２つのプーリにはす歯ベルトを巻き掛けて、ベルト張力が１３０Ｎとなるようにプーリの軸間距離を調整し、駆動プーリを３秒間正転させた後、３秒間逆転させて、その後、１０分停止させるという１サイクルを、５００サイクル繰り返した。駆動プーリの正転時および逆転時の回転速度は２０００ｒｐｍとした。従動プーリの負荷は無負荷とした。５００サイクルを実施した後のはす歯ベルトの背面（外周面）の状態を目視で確認した。背面のクラックの有無とクラックの度合いで、下記の３段階で評価した。
◎：クラックなし
○：クラックは生じたが実用上問題ない程度
×：背面全面にクラックが入り実用上問題がある
【００６０】
比較例１は、背布Ｂ１を用いたが、高強度ガラス繊維ではないＥガラス繊維の心線Ａ３を用いた例であり、音圧が８５ｄＢＡと判定基準を上回った。
比較例２は、背布を設けず、高強度ガラス繊維ではないＥガラス繊維の心線Ａ３を用いた例であり、音圧が９５ｄＢＡと比較例の中で最も大きかった。
比較例３は、背布を設けず、高強度ガラス繊維であるＫガラス繊維の心線Ａ１を用いた例であり、比較例２よりも音圧は小さくなったものの判定基準（８０ｄＢＡ）より大きかった。
【００６１】
比較例４は、比較例３と同じ構成で、背部の厚みを比較例３より大きくした例である。比較例４は、比較例３より音圧はやや小さくなったものの、判定基準（８０ｄＢＡ）よりは大きかった。また、比較例４は、比較例３よりも屈曲性が低下し、耐寒耐久走行試験にて、ベルトの実用上には問題無い程度でクラックが生じた。比較例３、４の結果から、背部の厚みを大きくしても背布がないと騒音の低減効果は小さいことが分かった。
【００６２】
実施例１〜１１、参考例１は、いずれも音圧が判定基準である８０ｄＢＡ以下となった。
実施例２、参考例１は、実施例１と背布の種類だけが異なっており、実施例３、４は、実施例１と心線を構成する繊維の種類だけが異なっており、実施例５、６は、実施例１とゴム成分だけが異なっている。実施例１〜６、参考例１は、音圧に大きな差は見られなかった。ゴム成分がＥＰＤＭ（Ｃ１）の実施例１〜４、参考例１では、耐寒耐久走行試験においてクラックは生じなかった。ゴム成分がＨ−ＮＢＲ（Ｃ３）の実施例５と、ゴム成分がＣＲ（Ｃ２）の実施例６は、ＥＰＤＭの場合に比べて、屈曲性が低下し、耐寒耐久走行試験においてクラックが生じた。特に実施例６については、実用上問題のあるクラックが生じた。
【００６３】
実施例７、８は、実施例１と同じ構成で、背部の厚みを実施例１より大きくした例である。実施例９は、実施例１と同じ構成で、背部の厚みを実施例１より小さくした例である。実施例７〜８はいずれも、音圧が判定基準（８０ｄＢＡ）以下となった。実施例７、８では、背部の厚みが増した分、屈曲性が低下し、耐寒走行試験においてクラックが若干生じたものの実用上問題ない程度であった。実施例７〜９の結果から、歯ピッチが２ｍｍの場合に、背部の厚みが０．６０〜１．３ｍｍの範囲で、屈曲性を損なうことなく騒音を抑制できることが確認できた。
【００６４】
比較例５、６は、実施例１と同じ構成で、背部の厚みを実施例７、８よりもさらに大きくした例である。背部の厚みが１．５ｍｍ以上の比較例５、６では、音圧は低くなるものの、耐寒耐久走行試験にて、実用上問題となる程度にまでクラックが生じ、屈曲性が損なわれていた。
【００６５】
実施例１０、１１は、実施例１より歯ピッチを大きくした例である。実施例１、１０、１１の結果から、歯ピッチ（歯サイズ）が大きくなると音圧が大きくなる傾向が見られたが、いずれも判定基準（８０ｄＢＡ）以下であったので、歯ピッチ２〜５ｍｍのはす歯ベルトにて騒音抑制効果があることが確認できた。
【符号の説明】
【００６６】
１  電動パワーステアリング装置
１５  電動モータ（駆動源）
２０  減速装置（ベルト伝動装置）
２１  駆動プーリ
２２  従動プーリ
３０  はす歯ベルト
３１  背部
３２  歯部
３３  心線
３４  ベルト本体
３５  歯布
３６  背布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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