(57)【要約】【課題】特性の異なる複数種類の心線材を利用してベルト１の振動低減効果を高める。【解決手段】エラストマよりなるベルト本体２に心線５がベルト幅方向に並んで埋設されている動力伝導用ベルト１であって、心線５は、複数種類の撚糸６，７が撚り合わされてなり、上記撚糸６，７各々は、互いの伸び率が異なることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマよりなるベルト本体に心線がベルト幅方向に並んで埋設されている動力伝達用ベルトの構造において、
上記心線は、伸び率が相異なる複数種類の撚糸が撚り合わされてなることを特徴とする動力伝達用ベルト構造。
【請求項２】
請求項１において、
上記複数種類の撚糸は、伸び特性が相異なる心線材各々に撚りをかけて形成され、
伸び率が小さい心線材に撚りをかけて形成された撚糸は、伸び率が大きい心線材に撚りをかけて形成された撚糸よりも、伸び率が小さく且つ撚角度が大きいことを特徴とする動力伝達用ベルト構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
上記心線は、伸び率が相異なる２種類の撚糸が撚り合わされてなり、
上記伸び率が小さい撚糸は、心線材としてのアラミド繊維に撚りをかけて形成され、
上記伸び率の大きい撚糸は、心線材としてのポリエステル繊維に撚りをかけて形成されていることを特徴とする動力伝達用ベルトの構造。
【請求項４】
請求項１において、
上記複数種類の撚糸各々は、同じ材質の心線材に撚りをかけて形成され、且つ互いの撚角度が異なることによって、互いの伸び率が異なることを特徴とする動力伝達用ベルト構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記複数種類の撚糸は、上記伸び率の小さい撚糸が内側になり、上記伸び率の大きい撚糸が、上記伸び率の小さい撚糸を囲んで外側になるように、撚り合わされていることを特徴とする動力伝達用ベルト構造。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
ベルトは車両用エンジンの複数の補機駆動用プーリに巻き掛けられることを特徴とする動力伝達用ベルト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力伝達用ベルト構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達用ベルトは、動力を伝達するための張力を支える目的で、ゴム、その他のエラストマよりなるベルト本体に心線が埋設されて構成され、車両（自動車）、その他の機械器具に広く採用されている。しかし、ベルトを巻き掛けた駆動プーリに回転変動があると、それによって心線が伸び縮みしてベルトに振れ（弦振動）が誘発され、騒音やスリップを招くことがある。例えば、車両では、エンジンの動力によってウォータポンプなど複数の補機を駆動すべく、クランクシャフトに結合したプーリと、それら複数の補機駆動用プーリとにベルトが巻き掛けられているが、補機駆動用ベルトの振動が車内騒音の一因になっている。
【０００３】
これに対して、性質の異なる２本の心線、例えばポリエステル系心線とアラミド系心線とを、ベルト幅方向に交互に並ぶように配置することが知られている（特許文献１参照）。これは、ポリエステル系心線によって動的疲労に対する耐性を得る一方、アラミド系心線によって良好な振動特性を得ようとするものである。
【特許文献１】特開平８−２５４２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ポリエステル系心線とアラミド系心線とを比べると、前者の方が後者よりも大きい伸び率を示すことが知られている。従って、プーリの回転変動に対して、相対的に、ポリエステル系心線は低い周波数で共振して騒音を発生し、アラミド系心線は高い周波数で共振して耳障りな騒音を発生する。ポリエステル系心線による騒音の方がアラミド系心線による耳障りな騒音よりも、不快感は小さいと考えられるものの、ポリエステル系心線は耐久性が低く、信頼性の面で難がある。一方、アラミド系心線は耐久性はあっても、上記耳障りな騒音に問題がある。
【０００５】
ベルトの振動を抑えるために、ベルトにオートテンショナを設けることや、従動プーリにワンウェイクラッチを採用することが考えられるが、ベルト伝動装置全体が高価なものになる。また、それらを採用するとしても、振動・騒音をさらに低減することが求められる。
【０００６】
これに対して、上述の如く、ポリエステル系心線とアラミド系心線とをベルト幅方向に交互に並べると、高低２箇所の共振周波数域でベルトが大きく振動することになる。その場合、１種類の心線で全張力を担う場合よりも、共振レベルが多少低くなると考えられるものの、振動・騒音をさらに低減できるようにすることが好ましい。
【０００７】
そこで、本発明は、特性の異なる複数種類の心線要素を利用して、特にその特性が異なる点を有効に利用して、ベルトの振動低減効果を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために、特性の異なる複数種類の心線要素を用いて、それらが互いに共振を打ち消し合うように心線を構成した。
【０００９】
すなわち、請求項１に係る発明は、エラストマよりなるベルト本体に心線がベルト幅方向に並んで埋設されている動力伝導用ベルトの構造において、
上記心線は、伸び率が相異なる複数種類の撚糸が撚り合わされてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の場合、駆動プーリの回転変動に伴って心線が伸び縮みするとき、伸び率が大きい撚糸と小さい撚糸とは、互いに同じ様に伸び縮みしようとする。しかし、その伸び始めでは、それら撚糸は互いの伸び率が異なることにより、それら撚糸間で動的に摩擦を生じて熱を発生する。この撚糸間で生ずる摩擦は、互いに相手側撚糸の動きを拘束しようとする力になる。その結果、それら撚糸各々が互いに駆動プーリの回転変動に共振することを打ち消し合うことになる。この点、従来のようにポリエステル系心線とアラミド系心線とをベルト幅方向に交互に並べた場合は、その伸び特性が異なる心線間にゴム弾性を示すエラストマが介在することになる。そのため、このエラストマが緩衝となり、両心線間で互いに共振を打ち消し合う効果を十分に得ることができない。
【００１１】
上述の如く、本発明によれば、撚糸間で生ずる摩擦により、それら撚糸各々が駆動プーリの回転変動に共振することを打ち消し合うから、各々の共振周波数での共振レベルが低くなる。また、心線全体として、それら撚糸の共振周波数の中間の周波数域に共振が出るとしても、その共振レベルは低くなる。よって、ベルトの振動に伴う騒音が小さくなり、また、ベルトのスリップも抑制される。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記複数種類の撚糸は、伸び特性が相異なる心線材各々に撚りをかけて形成され、
伸び率が小さい心線材に撚りをかけて形成された撚糸は、伸び率が大きい心線材に撚りをかけて形成された撚糸よりも、伸び率が小さく且つ撚角度が大きいことを特徴とする。
【００１３】
すなわち、上記複数種類の撚糸は、基本的には各々の心線材の伸び特性の違いによって伸び率が異なるが、伸び率の小さい心線材によって形成された撚糸は、伸び率の大きい心線材によって形成された撚糸よりも、撚角度が大きいから、それら撚糸の伸び率の差は撚角度が同じである場合よりも小さくなっている。撚角度が大きい方が伸び易くなるためである。
【００１４】
従って、使用する複数種類の心線材の伸び率に大きな差がある場合でも、上記撚角度の調整により、それら撚糸の伸び率を上記共振の打ち消し合いに適切な伸び率差にすることができる。
【００１５】
そうして、それら撚糸の撚角度が異なるから、駆動プーリの回転変動に伴って心線が伸び縮みするときには必ず、それら撚糸が互いに擦れ合うことになり、上記摩擦による共振の打ち消し合いに有利になる。
【００１６】
また、伸び率の小さい心線材による撚糸の撚角度を大きくすることにより、その伸び率を、伸び率の大きい心線材による撚糸の伸び率に近付けているから、伸び易いベルト本体と心線の間で剥離を生ずることを避ける上で有利になり、ベルトの信頼性が高くなる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２において、
上記心線は、伸び率が相異なる２種類の撚糸が撚り合わされてなり、
上記伸び率が小さい撚糸は、心線材としてのアラミド繊維に撚りをかけて形成され、
上記伸び率の大きい撚糸は、心線材としてのポリエステル繊維に撚りをかけて形成されていることを特徴とする。
【００１８】
従って、アラミド繊維が有する優れた抗張力特性及び耐久性とポリエステル繊維との組み合わせにより、コスト高になることを避けながら、振動・騒音が少なく且つ耐久性に優れた動力伝達ベルトを得ることができる。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１において、
上記複数種類の撚糸各々は、同じ材質の心線材に撚りをかけて形成され、且つ互いの撚角度が異なることによって、互いの伸び率が異なることを特徴とする。
【００２０】
従って、複数種類の撚糸各々は互いの撚角度が異なることによって互いの伸び率が異なっているから、駆動プーリの回転変動に伴って心線が伸び縮みするときは必ず、両撚糸が互いに擦れ合い、上記共振の打ち消し合いに有利になる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記複数種類の撚糸は、上記伸び率の小さい撚糸が内側になり、上記伸び率の大きい撚糸が、上記伸び率の小さい撚糸を囲んで外側になるように、撚り合わされていることを特徴とする。
【００２２】
従って、伸び率が大きい撚糸が、外側にあって、伸び易いベルト本体に密着した状態になるから、心線とベルト本体との間で剥離現象を生ずることを避ける上で有利になり、ベルトの信頼性が高まる。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
ベルトは車両用エンジンの複数の補機駆動用プーリに巻き掛けられることを特徴とする。
【００２４】
従って、エンジンのトルク変動に伴ってベルトが振動することを抑えることができ、車室内騒音の低減に有利になる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、伸び率が相異なる複数種類の撚糸を撚り合わせて心線を構成したから、駆動プーリの回転変動に伴って心線が伸び縮みするときに、それら撚糸間で生ずる摩擦を利用して、当該回転変動に対する心線の共振レベルを下げることができ、ベルトの振動・騒音を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
＜実施形態１＞
図１は本発明の実施形態に係る動力伝達用ベルト１の断面を概略的に示す。該ベルト１において、２は内面側にベルト長さ方向に延びる複数のリブ３が配列されたゴム製（エラストマ製）のベルト本体、４は帆布で補強された背ゴム、５はベルト本体２に埋設されてベルト長さ方向に延びピッチがベルト幅方向に進むようにスパイラルに設けられた心線である。
【００２８】
上記ベルト１は、エンジンの補機の駆動に用いることができる。図２はベルト１を複数の補機のサーペンタイン駆動に用いた例を示す。同図において、１１はエンジンのクランクシャフトに結合されたクランクプーリ（駆動プーリ）、１２はウォータポンプを駆動するＷ／Ｐプーリ、１３はオートテンショナ１４のテンションプーリ、１５はパワーステアリングを駆動するＰ／Ｓプーリ、１６はアイドラ、１７はオルタネータを駆動するＡＬＴプーリ、１８は空調装置のコンプレッサを駆動するＡ／Ｃプーリである。ベルト１は、その内面側（リブ側）がクランクプーリ１１、テンションプーリ１３、Ｐ／Ｓプーリ１５、ＡＬＴプーリ１７及びＡ／Ｃプーリ１８に巻き掛けられ、背面側がＷ／Ｐプーリ１２に掛けられている。アイドラ１６は背面側に当てられている。
【００２９】
上記ベルト１の心線５は、伸び率が相異なる第１撚糸６と第２撚糸７とを撚り合わせて形成されている。第１撚糸６は、心線材としてアラミド繊維を用い、これに撚りをかけたものである。第２撚糸７は、心線材としてポリエステル繊維を用い、これに撚りをかけたものである。アラミド繊維の方がポリエステル繊維よりも伸び難いため、第１撚糸６の方が第２撚糸７よりも伸び率が小さくなっている。
【００３０】
図３に概略的に示すように、第１撚糸６は、その撚角度（糸軸方向と撚線方向とがなす角度）が第２撚糸７の撚角度よりも大きくなされており、それだけ伸び易くなっている。従って、両撚糸６，７の伸び率の差は撚角度が同じである場合よりも小さくなっている。すなわち、この撚角度の調整により、第１撚糸６の伸び率が第２撚糸７の伸び率に対して過度に小さくならないようにされている。
【００３１】
従って、クランクプーリ１１の回転変動があるとき、心線５の第１撚糸６と第２撚糸７とは同様に伸び縮みするが、両撚糸６，７は互いの伸び率が異なることにより、心線５の伸び始めにおいて、撚糸６，７間で動的に摩擦を生じて熱を発生する。しかも、第１撚糸６と第２撚糸７とは互いの撚角度が異なるから、伸び始めだけでなく、心線５が伸び縮みするときには必ず両撚糸６，７が互いに擦れ合う。この摩擦により、両撚糸６，７は上記回転変動に共振することを互いに打ち消し合うことになり、その結果、共振レベルが低くなる。つまり、ベルト１の振れ（弦振動）が小さくなり、そのため、騒音が小さくなり、スリップも防止される。
【００３２】
また、上記ベルト１では、伸び難いアラミド繊維による第１撚糸６の撚角度を大きくすることにより、その伸び率を、伸び易いポリエステル繊維による第２撚糸７の伸び率に近付けているから、伸び易いベルト本体２と心線５の間で剥離を生じ難くなり、ベルト１の信頼性が高くなる。
【００３３】
＜実施形態２＞
本実施形態については図４にその要部である心線５のみを示す。すなわち、ベルト本体に埋設される心線５は、アラミド繊維に撚りをかけてなる第１撚糸６と、ポリエステル繊維に撚りをかけてなる第２撚糸７とよりなる。そして、この両撚糸６，７は、伸び率の小さい第１撚糸６が内側になり、伸び率の大きい第２撚糸７が、第１撚糸６を囲んで外側になるように、撚り合わされている。本実施形態では、複数本の第１撚糸６を囲むように複数本の第２撚糸７を配置して、両撚糸６，７を引き揃え、その状態で撚りをかけることによって、心線５が形成されている。
【００３４】
従って、このような心線５を埋設した動力伝達用ベルトであれば、伸び率が大きい第２撚糸７が、外側にあって、伸び易いベルト本体に密着した状態になるから、心線５とベルト本体との間で剥離現象を生ずることを避ける上で有利になり、ベルトの信頼性がさらに高まる。
【００３５】
＜実施形態３＞
本実施形態については図５及び図６にその要部を示す。図５に示すように、動力伝達用ベルト１は、実施形態１と同じく、内面側にベルト長さ方向に延びる複数のリブ３が配列されたゴム製のベルト本体２と、帆布で補強された背ゴム４と、ベルト本体２にスパイラル状になるように埋設された心線５とを備えてなる。しかし、実施形態１とは違って、本実施形態３では、心線５を構成する第１撚糸６と第２撚糸７とは同じ材質の心線材（アラミド繊維）によって形成されて撚り合わされている。
【００３６】
そうして、図６に概略的に示すように、第１撚糸６と第２撚糸７とは、相対的に前者の方が後者よりも、その撚角度が小さくされている。そのことによって、第１撚糸６の方が第２撚糸７よりも伸び率が小さくなっている。
【００３７】
従って、本実施形態によれば、実施形態１と同じく、クランクプーリの回転変動に伴って心線５が伸び縮みするとき、両撚糸６，７の伸び率が異なることにより、また、両撚糸６，７の撚角度が異なることにより、両撚糸６，７間で摩擦を生じ、それによって、両撚糸６，７は上記回転変動に共振することを互いに打ち消し合うことになり、ベルト１の振れが小さくなる。
【００３８】
本実施形態においても、実施形態２のように、伸び率の小さな第１撚糸６が内側になり、伸び率の大きな第２撚糸７が第１撚糸６を囲んで外側になるように、両撚糸６，７を撚り合わすことが好適である。
【００３９】
なお、本発明に係る動力伝達用ベルトは、上記実施形態の補機駆動に限らず、他の機械器具の動力伝達にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態１に係る動力伝達用ベルトの断面図である。
【図２】同ベルトの使用例を示す正面図である。
【図３】同ベルトの心線の第１撚糸及び第２撚糸の概略図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る動力伝達用ベルトの心線における撚糸の配置図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る動力伝達用ベルトの一部を示す断面図である。
【図６】同ベルトの心線の第１撚糸及び第２撚糸の概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    動力伝達用ベルト
２    ベルト本体
３    リブ
５    心線
６    第１撚糸
７    第２撚糸
【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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【図６】
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