(57)【要約】  ダブルコグドＶベルトは、心線（１１２）を有するエンドレスの心線埋設部（１１０）と、心線埋設部（１１０）の内周側に一体に設けられた、下コグ形成部（１２０）と、心線埋設部（１１０）の外周側に一体に設けられた、上コグ形成部（１３０）とを備えている。心線（１１２）は、１２０℃で１時間の熱処理による収縮率が１．２％以上、２．０％以下である。下コグ形成部（１２０）及び上コグ形成部（１３０）を構成するゴム組成物は、硬度が９０度未満である。
2015121907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線を有するエンドレスの心線埋設部と、  前記心線埋設部の内周側に一体に設けられた、下コグ形成部と、  前記心線埋設部の外周側に一体に設けられた、上コグ形成部とを備え、  前記心線は、１２０℃で１時間の熱処理による収縮率が１．２％以上、２．０％以下であり、  前記下コグ形成部及び前記上コグ形成部を構成するゴム組成物は、硬度が９０度未満である、ダブルコグドＶベルト。
【請求項２】
前記心線は、ポリエステル繊維である、請求項１に記載のダブルコグドＶベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、ダブルコグドＶベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】  ２輪車（スクーター）の無段変速機には、ゴム製のベルトが用いられている。変速機に用いるベルトには、高い耐屈曲性が求められる。また、燃費低減の要求に答えるために高い伝動効率も求められている。【０００３】  高い耐屈曲性と伝動効率とが両立するベルトとして、外周面及び内周面に一定のピッチでコグが設けられたダブルコグドＶベルトが注目されている（例えば、特許文献１を参照。）。ベルト内周側にコグを形成することにより、ベルトの曲げ剛性を抑え、ベルトの自己発熱を抑制することができると共に、ベルトの曲げ歪みを低減してクラックの発生を抑止することができる。また、ベルト外周側にもコグを形成することにより、ベルトの側圧による座屈変形を防止することができる。このため、ダブルコグドＶベルトは高い耐屈曲性と、高い伝動効率とを両立させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、従来のダブルコグドＶベルトには以下のような問題がある。ベルトは使用により摩耗する。ベルトの摩耗により、まき付け径が変化するため、トランスミッションレシオが変化してしまう。ベルトの摩耗を抑えるために、ゴムの硬度を高くすると、伝動効率が低下してしまい、ダブルコグドＶベルトとしての特徴を出すことができない。特に、近年のスクーターの小型化に対応した小径で幅も狭いベルトにおいてこの問題は顕著になる。【０００６】  本開示は、伝動効率を低下させることなくトランスミッションレシオの変化を抑えたダブルコグドＶベルトを実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本開示のダブルコグドＶベルトの一態様は、心線を有するエンドレスの心線埋設部と、心線埋設部の内周側に一体に設けられた、下コグ形成部と、心線埋設部の外周側に一体に設けられた、上コグ形成部とを備え、心線は、１２０℃で１時間の熱処理による収縮率が１．２％以上、２．０％以下であり、下コグ形成部及び上コグ形成部を構成するゴム組成物は、硬度が９０度未満である。【０００８】  ダブルコグドＶベルトの一態様において、心線は、ポリエステル繊維とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】  本開示のダブルコグドＶベルトによれば、伝動効率を低下させることなくトランスミッションレシオの変化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るダブルコグドＶベルトを示す斜視図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係るダブルコグドＶベルトを示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  図１及び図２に示すように本実施形態のダブルコグドＶベルト１００は、エンドレスの心線埋設部１１０と、心線埋設部１１０の内周側に一体に設けられた下コグ形成部１２０と、心線埋設部１１０の外周側に一体に設けられた上コグ形成部１３０とを有している。
【００１２】  心線埋設部１１０は、ゴム組成物からなる心線埋設部本体１１１と、それにベルト幅方向に所定ピッチの螺旋を形成するように埋設された心線１１２とを含む。心線埋設部本体１１１を構成するゴム組成物のゴム成分は例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＡＣＳＭ）、又は水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）等とすることができる。
【００１３】  心線１１２は、１２０℃で１時間処理した際の収縮率が１．２％以上、２．０％以下である。心線１１２の材質は例えばポリエステルとすることができる。例えば、太さが６０００ｄｔｅｘ以上であるポリエステル（ＰＥＴ）繊維の撚り糸にレゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液に浸漬した後に乾燥させる接着処理を施した所定外径ｄ（例えば、ｄ＝０．８〜１．５ｍｍ）のものを用いることができる。心線１１２の収縮率は実施例において示す方法により測定することができる。
【００１４】  下コグ形成部１２０は、ゴム組成物からなる下コグ形成部本体１２２と、その表面に接着された帆布１２３とを含む。下コグ形成部１２０を構成するゴム組成物のゴム成分は、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＡＣＳＭ）、又は水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）等とすることができる。下コグ形成部１２０の厚さは５．０ｍｍ以上、８．０ｍｍ以下とすることができる。
【００１５】  下コグ形成部１２０を構成するゴム組成物は、短繊維１２１を含む。短繊維１２１は列理方向がベルト幅方向と一致するように配向させて、ゴム組成物に混合分散されている。下コグ形成部１２０を構成するゴム組成物の硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）は、８０度以上、９０度未満とすることができる。
【００１６】  短繊維１２１は、引張弾性率が５ＧＰａ以上の繊維を用いることができる。例えば、高強力ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維、パラ系アラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、又はテロ環含有芳香族繊維等とすることができる。これらのうち、パラ系アラミド繊維（例えば、デュポン社製商品名：ケブラー２９、ケブラー１１９，帝人社製商品名：テクノーラ）及びメタ系アラミド繊維（例えば、帝人社製商品名：コーネックス）は、ゴム成分中に短繊維を混練する際に繊維が切断されにくく、少量で弾性率を高めることができるという観点から好適に用いられる。短繊維１２１は、ゴム成分１００質量部に対して１５質量部以上、２５質量部以下とすることができる。帆布１２３は、ナイロン繊維、綿、綿とナイロン繊維との混合繊維、綿とポリエステル繊維との混合繊維、又はアラミド繊維等からなる伸性を有する織布を、ゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理を施して用いることができる。
【００１７】  上コグ形成部１３０を構成するゴム組成物は、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＡＣＳＭ）、又は水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）等により形成することができる。上コグ形成部１３０の厚さは、１．５ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下とすることができる。上コグ形成部１３０を構成するゴム組成物は、短繊維１３１を含む。短繊維１３１は、列理方向がベルト幅方向と一致するように配向させて、ゴム組成物に混合分散されている。上コグ形成部１３０を構成するゴム組成物の硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）は８０度以上、９０度未満とすることができる。
【００１８】  短繊維１３１は、引張弾性率５ＧＰａ以上の繊維を用いることができる。例えば、高強力ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、又はヘテロ環含有芳香族繊維等とすることができる。これらのうち、パラ系アラミド繊維（例えば、デュポン社製商品名：ケブラー２９、ケブラー１１９，帝人社製商品名：テクノーラ）及びメタ系アラミド繊維（例えば、帝人社製商品名：コーネックス）は、ゴム成分中に短繊維を混練する際に繊維が切断されにくく、少量で弾性率を高めることができるという観点から好適に用いられる。短繊維１３１はゴム成分１００質量部に対して１５質量部以上、２５質量部以下とすることができる。上コグ形成部１３０をこのようにすることにより、プーリから受ける側圧に対して座屈しない強度を確保し、高い伝動効率を実現することができる。
【００１９】  本実施形態のダブルコグドＶベルト１００は、心線１１２の１２０℃で１時間の処理による収縮率が１．２％以上、２．０％以下である。このため、ベルトの摩耗による径の変化を補正するように、ベルト径を収縮させることができる。従って、まき付け径をほぼ一定に保つことが可能となり、トランスミッションレシオの変動を小さく抑えることができる。また、下コグ形成部１２０及び上コグ形成部１３０を構成するゴム組成物の硬度（ＪＩＣ−Ａ硬度）が９０度未満であり、硬度が従来のダブルコグドＶベルトよりも低く抑えられている。従って、ベルトの曲げによるエネルギー損失を低減することができ、伝動効率を向上させることができる。
【００２０】  心線１１２の１２０℃で１時間の熱処理による収縮率は、ベルト径を十分に収縮させる観点から１．２％以上、好ましくは１．５％以上とする。また、心線１１２の収縮によるベルトの破壊を避ける観点から２．０％以下とする。心線１１２の収縮率は、心線の材質、太さ及び撚り方等により変化させることができる。また、心線１１２に施す接着処理の条件等によっても変化させることができる。
【００２１】  下コグ形成部１２０及び上コグ形成部１３０を構成するゴム組成物の硬度（ＪＩＣ−Ａ硬度）は、弾性率を低く抑えベルトの曲げによるエネルギー損失を低減する観点から９０度未満が好ましい。ベルトの摩耗を防ぐ観点から８０度以上が好ましい。
【００２２】  下コグ形成部１２０は、ベルト長手方向に沿って一定ピッチＰ１（例えば、Ｐ１＝６ｍｍ）で配設された下コグ１２４を有し、相互に隣接した下コグ１２４間にベルト幅方向に延びる溝１２５が構成されている。下コグ１２４の縦断面外形は、コグ高さＤ１が４ｍｍ〜６ｍｍの略正弦波形とすることができ、溝１２５の底が外向きに凹である半径Ｒ１（例えば、Ｒ１＝２．０ｍｍ）の円弧状に形成することができる。下コグ１２４のコグ高さＤ１を４ｍｍ以上、６ｍｍ以下とすることにより、ベルトの曲げ剛性を低くしベルトの発熱を抑えると共にベルトの受ける曲げ歪を小さくすることができる。これにより、クラックの発生を抑える効果を十分に得ることができる。また、回転変動が生じた際に下コグ１２４が揺動して張力変動に対する耐久性に悪影響が及ぶのを阻止することができる。
【００２３】  上コグ形成部１３０は、ベルト長手方向に沿って一定ピッチＰ２（例えば、Ｐ２＝６ｍｍ）で配設された上コグ１３４を有し、相互に隣接した上コグ１３４間にベルト幅方向に延びる溝１３５が構成されている。上コグ１３４の縦断面外形は、所定コグ高さＤ２（例えば、Ｄ２＝２．２ｍｍ）の略台形に形成することができ、溝１３５の底が外向きに凹である半径Ｒ２（例えば、Ｒ２＝１．２ｍｍ）の円弧状に形成することができる。
【００２４】  下コグ１２４の配設ピッチＰ１は上コグ１３４の配設ピッチＰ２以下とすることができる。また、上コグ１３４のコグ高さＤ２に対する下コグ１２４のコグ高さＤ１の比Ｄ１／Ｄ２は１．７以上とすることができる。さらに、下コグ形成部１２０の溝１２５の底と上コグ形成部１３０の溝１３５の底との間の距離ＴＣに対するベルト厚さＴの比Ｔ／ＴＣは１．５以上とすることができる。但し、ＴＣは、下コグ形成部１２０の溝１２５の底から心線１１２の中心までの距離Ｔ１と上コグ形成部１３０の溝１３５の底から心線１１２の中心までの距離Ｔ２との和である。これらの形状パラメータを満たすことにより本実施形態のダブルコグドＶベルト１００は、優れた耐側圧性と耐屈曲性とを実現することができる。また、ベルト厚さＴに対する心線１１２のベルト厚さ方向の中心位置でのベルト幅Ｗの比を１．５以上とすることにより、変速ベルトとしてのアスペクト比を満たすことができる。またＷを４．０以下とすることにより、側圧によるベルト幅方向の座屈変形を小さく押させ伝動効率が高い変速ベルトを実現できる。
【実施例】
【００２５】  ＜ゴム組成物＞  −ゴム組成物１−  クロロプレンゴム（ＣＲ）と、クロロプレンゴム（ＣＲ）１００質量部に対して４８質量部のカーボンブラックと、５質量部の酸化マグネシウムと、５質量部の酸化亜鉛と、２．５質量部の老化防止剤と、９質量部の加工助剤と及び可塑剤と、をインターナルミキサーに投入して混練した後に計量分割した。次に、これにクロロプレンゴム（ＣＲ）１００質量部に対して３質量部の架橋促進剤と、２０質量部の繊維長３ｍｍのメタ系アラミド短繊維（帝人社製、コーネックス）とをさらに投入して混練して塊状のゴム組成物１を形成した。ゴム組成物１の硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）は、８５度であった。なお、硬度は、ＪＩＳ−Ａ型硬度計により測定した。【００２６】  −ゴム組成物２−  短繊維を２５質量部とした以外はゴム組成物１と同様にした。ゴム組成物２の硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）は９０度であった。【００２７】  ＜心線＞  −心線１−  １１００ｄｔｅｘの太さのポリエステル繊維を２本集めて下撚り係数２．６で下撚りし、その下撚りしたものを５本集めて下撚り方向とは逆方向に上撚り係数２．９で上撚りしたトータル１１０００ｄｔｅｘの太さの心線を心線１とした。心線１はレゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス（ＲＦＬ）処理をして用いた。【００２８】  −心線２−  １６５０ｄｔｅｘの太さのパラ系アラミド繊維（帝人社製  商品名：テクノーラ）を２本集めて下撚り係数４．３で下撚りし、その下撚りしたものを３本集めて下撚り方向とは逆方向に上撚り係数３．６で上撚りしたトータル９９００ｄｔｅｘの太さの心線を心線２とした。【００２９】  ＜ベルト＞  −ベルト１−  ゴム組成物１をカレンダロールで厚さ０．７ｍｍに圧延し、長手方向に短繊維を配向させた。次に、これを所定長さ毎に裁断し、それらを短繊維が幅方向に配向するようにジョイントした。短繊維が幅方向に配向するようにジョイントしたシート状のゴム組成物１、心線１及び伸縮性のナイロン帆布を円筒状金型にセットし、それらから円筒状のスラブを円筒金型の外周に成形加硫し、これを所定幅に幅切りした後にベルト横断面が３２°の楔角度になるようにカットすると共に研磨して作製した。ベルト１は、ベルト厚さＴが１１．５ｍｍ、心線のベルト幅方向の中心でのベルト幅Ｗが２０．０ｍｍ、下コグの配設ピッチＰ１が１０．０ｍｍ、上コグの配設ピッチＰ２が５．７ｍｍである。下コグ形成部の溝底の断面形状の半径Ｒ１が１．５ｍｍ、上コグ形成部の溝底の断面形状の半径Ｒ２が１．０ｍｍである。下コグのコグ高さＤ１が４．５ｍｍ、上コグのコグ高さＤ２が２．０ｍｍである。下コグ形成部の溝の底から心線の中心までの距離Ｔ１が３．６ｍｍ、上コグ形成部の溝の底から心線の中心までの距離Ｔ２が１．８ｍｍである。【００３０】  −ベルト２−  ゴム組成物２を用いた以外は、ベルト１と同様にした。【００３１】  −ベルト３−  ゴム組成物２及び心線２を用いた以外は、ベルト１と同様にした。【００３２】  ＜評価＞  −収縮率−  心線を埋め込んだベルトを１２０℃で１時間熱処理した。熱処理前後のベルトの外周長を測定し、熱処理前のベルトの外周長と熱処理後のベルトの外周長との差を熱処理前のベルトの外周長で割った値を心線の収���率とした。【００３３】  −伝動効率−  伝動効率は、駆動プーリと従動プーリとの間にベルトを掛け渡し、駆動プーリを３０００ｒｍｐで回転させることにより測定した。伝動効率を測定する際には、駆動プーリと従動プーリとの径を同じにし、駆動軸トルクを４Ｎ・ｍとして回転させた。その際の、入力回転数Ｎ１、入力トルクＴｒ１、出力回転数Ｎ２及び出力トルクＴｒ２を測定し、以下の式（１）にあてはめて計算した。伝動効率＝（Ｎ２×Ｔｒ２）／（Ｎ１×Ｔｒ１）×１００・・・（１）  ベルト３の伝動効率との差をベルト３の伝動効率で割った値を規格化効率とした。【００３４】  −レシオ変化率−  レシオ変化率は以下のようにして測定した。駆動プーリと従動プーリとの間にベルトを掛け渡し、駆動プーリの回転数を５０００ｒｐｍ、駆動トルクを８Ｎｍとして２００時間回転させた。回転開始直後の入力回転数Ｎ１及び出力回転数Ｎ２と、２００時間経過後の入力回転数Ｎ３及び出力回転数Ｎ４とを測定し、以下の式（２）にあてはめて計算した。レシオ変化率＝Ｎ１／Ｎ２（（Ｎ３／Ｎ４）−（Ｎ１／Ｎ２））／（Ｎ１／Ｎ２）×１００・・・（２）  硬度が８５のゴム組成物１と、心線１とを組み合わせた、ベルト１は、心線の収縮率が１．５％であった。また、レシオ変化が１．０％となり、トランスミッションレシオはほとんど変化せず安定していた。また、規格化効率は＋２％であり、ベルト３と比べて伝動効率が向上した。硬度が９０のゴム組成物２と、心線１とを組み合わせたベルト２は、心線の収縮率が１．２％であった。また、レシオ変化は１．０％となり、トランスミッションレシオの変化を小さく抑えることができた。しかし、規格化効率は−１％となり、ベルト３と比べて伝動効率が低下した。硬度が９０のゴム組成物２と、心線２とを組み合わせたベルト３は、心線の収縮率が０％であった。また、レシオ変化が２．５％となり、トランスミッションレシオの変化が大きかった。【００３５】  表１に評価結果をまとめて示す。【００３６】
【表１】
2015121907.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３７】  本開示のダブルコグドＶベルトは、伝動効率を低下させることなくトランスミッションレシオの変化を抑えることができ、特に中排気量以下のスクーターの伝動ベルト等として有用である。
【符号の説明】
【００３８】１００      ダブルコグドＶベルト１１０      心線埋設部１１１      心線埋設部本体１１２      心線１２０      下コグ形成部１２１      短繊維１２２      下コグ形成部本体１２３      帆布１２４      下コグ１２５      溝１３０      上コグ形成部１３１      短繊維１３４      上コグ１３５      溝
【図１】
2015121907.tif 000004
【図２】
2015121907.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月8日(2016.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線を有するエンドレスの心線埋設部と、
前記心線埋設部の内周側に一体に設けられた、下コグ形成部と、
前記心線埋設部の外周側に一体に設けられた、上コグ形成部とを備え、
前記心線は、１２０℃で１時間の熱処理による収縮率が１．２％以上、２．０％以下であり、
前記下コグ形成部及び前記上コグ形成部を構成するゴム組成物は、硬度が９０度未満である、ダブルコグドＶベルト。
【請求項２】
前記心線は、ポリエステル繊維である、請求項１に記載のダブルコグドＶベルト。
【請求項３】
前記心線は、ポリエステル繊維の太さが６０００ｄｔｅｘ以上である撚り糸からなり、外径が０．８ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である、請求項２に記載のダブルコグドＶベルト。
【請求項４】
下記式１により示されるレシオ変化率が１．０％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のダブルコグドＶベルト。
レシオ変化率＝Ｎ１／Ｎ２（Ｎ３／Ｎ４−Ｎ１／Ｎ２）／（Ｎ１／Ｎ２）×１００  ・・・式１
但し、駆動プーリと従動プーリとの間にベルトを掛け渡し、駆動プーリの回転数を５０００ｒｐｍ、駆動トルクを８Ｎｍとして２００時間回転させた場合の、回転開始直後の入力回転数をＮ１とし、出力回転数をＮ２とし、２００時間経過後の入力回転数をＮ３とし、出力回転数をＮ４とする。
【請求項５】
下記式２により示される規格化効率が−１％以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のダブルコグドＶベルト。
規格化効率＝（ベルトの伝導効率−リファレンスベルトの伝導効率）／リファレンスベルトの伝導効率  ・・・  式２
但し、リファレンスベルトは、熱収縮率が０の心線を用いた同一形状のダブルコグドＶベルトであり、伝動効率は（Ｎ２×Ｔｒ２）／（Ｎ１×Ｔｒ１）×１００の式で表される。駆動プーリと従動プーリとの間にベルトを掛け渡し、駆動プーリの回転数を３０００ｒｐｍ、駆動トルクを４Ｎｍとして回転させた場合の、回転開始直後の入力回転数をＮ１、入力トルクをＴｒ１、出力回転数をＮ２、出力トルクをＴｒ２とする。
【請求項６】
前記下コグ形成部は下コグを有し、
前記上コグ形成部は上コグを有し、
前記下コグの配設ピッチは上コグの配設ピッチ以下であり、
前記上コグのコグ高さに対する前記下コグのコグ高さの比は１．７以上であり、
前記下コグ形成部の溝の底と前記上コグ形成部の溝の底との間の距離に対するベルト厚さの比は、１．５以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のダブルコグドＶベルト。
【請求項７】
ベルト厚さに対する、心線のベルト厚さ方向の中心位置におけるベルト幅の比は、１．５以上、４．０以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のダブルコグドＶベルト。
【請求項８】
前記下コグ形成部及び前記上コグ形成部は、列理方向がベルト幅方向と一致するように配向した短繊維を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のダブルコグドＶベルト。
【請求項９】
前記下コグ形成部は、その表面に接着された帆布を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のダブルコグドＶベルト。
【国際調査報告】
2015121907.tif 000006
2015121907.tif 000007
2015121907.tif 000008