(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮ゴム層のコグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧に起因するコグ谷からの亀裂の発生を抑制したコグドＶベルトを提供する。【解決手段】心線９を埋設した接着ゴム層８、接着ゴム層の内周側に設けられ、複数のコグ山３とコグ谷４からなる圧縮ゴム層２、及び接着ゴム層の外周側に設けられ、複数のコグ山とコグ谷からなる伸張ゴム層５からなるコグドＶベルト１において、プーリと接触するベルト側面の少なくとも一方にあって、前記圧縮ゴム層のコグ谷を含み、かつ前記接着ゴム層を含まない領域にベルト全周に渡って溝部１１が設けられることを特徴とするコグドＶベルトである。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
心線を埋設した接着ゴム層、接着ゴム層の内周側に設けられ、複数のコグ山とコグ谷からなる圧縮ゴム層、及び接着ゴム層の外周側に設けられ、複数のコグ山とコグ谷からなる伸張ゴム層からなるコグドＶベルトにおいて、プーリと接触するベルト側面の少なくとも一方にあって、前記圧縮ゴム層のコグ谷を含み、かつ前記接着ゴム層を含まない領域にベルト全周に渡って溝部が設けられることを特徴とするコグドＶベルト。
【請求項２】
前記溝部のベルト長手方向に垂直な断面が円弧状である請求項１記載のコグドＶベルト。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はコグドＶベルトに関し、詳しくはコグ谷部からの亀裂発生を抑制したコグドＶベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
二輪車、雪上車等の変速装置に用いられるコグドＶベルトは、図３にその断面斜視図を示すように、心線２９を埋設した接着ゴム層２８、接着ゴム層２８の内周側に設けられる圧縮ゴム層２２、及び接着ゴム層２８の外周側に設けられる伸張ゴム層２５からなり、圧縮ゴム層２２及び伸張ゴム層２５には、繰返しの曲げ応力に耐えられるように、それぞれコグ山２３、２６及びコグ谷２４、２７が設けられる。
【０００３】
このようなコグドＶベルト２１においては、圧縮ゴム層２２のコグ谷２４にベルト屈曲時の圧縮応力が集中しやすいことに加えて、ベルト屈曲時にコグ谷２４がベルト幅方向に膨らみ、その状態でプーリからの側圧を受けるためコグ谷２４に応力が集中し、亀裂が発生しやすいという問題がある。この現象は、高負荷・高張力の運転において顕著になり、コグドＶベルトの主要な破損原因の一つとなっている。この問題への対策を施したコグドＶベルトとして、特許文献１に、圧縮ゴム層を弾性率の異なる二層のゴム層から構成することによって、コグ谷からの亀裂発生を抑制したコグドＶベルトが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８３３８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されたコグドＶベルトにおいては、圧縮ゴム層を弾性率の異なる二層のゴム層によって構成することにより製造コストが必然的に増大する問題がある上に、コグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧によるコグ谷への応力集中については、その対策は何ら明記されていない。
【０００６】
本考案は、このような問題点を解決するためになされたものであり、圧縮ゴム層のコグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧に起因するコグ谷からの亀裂の発生を抑制したコグドＶ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】
【０００７】
すなわち本願請求項１記載の考案は、心線を埋設した接着ゴム層、接着ゴム層の内周側に設けられ、複数のコグ山とコグ谷からなる圧縮ゴム層、及び接着ゴム層の外周側に設けられ、複数のコグ山とコグ谷からなる伸張ゴム層からなるコグドＶベルトにおいて、プーリと接触するベルト側面の少なくとも一方にあって、前記圧縮ゴム層のコグ谷を含み、かつ前記接着ゴム層を含まない領域にベルト全周に渡って溝部が設けられることを特徴とするコグドＶベルトである。
【０００８】
請求項２記載の考案は、前記溝部のベルト長手方向に垂直な断面が円弧状である請求項１記載のコグドＶベルトである。
【考案の効果】
【０００９】
本願各請求項記載の考案によれば、圧縮ゴム層のコグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧に起因するコグ谷からの亀裂の発生を抑制したコグドＶベルトを提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本考案のコグドＶベルトについて詳細に説明する。図１に本考案のコグドＶベルトの断面斜視図を示す。コグドＶベルト１は、内周側の圧縮ゴム層２と、外周側の伸張ゴム層５と、両ゴム層２、５間の接着ゴム層８を積層化した構造に形成されており、接着ゴム層８内部にはベルト長手方向に伸延した心線９が埋埋設されている。また、圧縮ゴム層２および伸張ゴム層５には、ベルト幅方向に伸延したコグ山３、６とコグ谷４、７とがベルト長手方向に沿って交互に形成されている。
【００１１】
ここで、圧縮ゴム層２、伸張ゴム層５および接着ゴム層８を形成するゴムとしては、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー等のゴム材の単独の組成物またはこれらの混合物の組成物を使用することができる。
【００１２】
また、圧縮ゴム層２および伸張ゴム層５には、繊維を配合することが好ましい。配合する繊維としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維を使用することができる。繊維長は繊維の種類によって異なるが、１〜１０ｍｍの短繊維が使用され、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維または綿であると、５〜１０ｍｍ程度のものが使用される。なお、接着ゴム層８には、繊維を含有してもよいが、含有しないほうが好ましい。
【００１３】
また、心線９としては、アラミド繊維、ポリエステル繊維またはガラス繊維等をＲＦＬ液で処理したものを使用することができる。さらに、圧縮ゴム層２の表面や伸張ゴム層５の表面に補強布を積層してもよい。この補強布としては、綿、ポリエステル繊維またはナイロン繊維等を平織り、綾織り、朱子織り等に製織した帆布を使用することができ、ＲＦＬ液で処理した後、ゴム組成物をフィリクション−コーティングしたゴム付き帆布として使用することができる。なお、ＲＦＬ液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物を、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、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ＮＢＲ等のラテックスに混合したものである。
【００１４】
コグドＶベルト１において、プーリと接触するベルト側面の少なくとも一方にあって、圧縮ゴム層２のコグ谷４を含み、かつ接着ゴム層８を含まない領域にベルト全周に渡ってベルト幅方向の両側の側面に溝部１１が設けられる。
【００１５】
溝部１１のベルト長手方向に垂直な断面は、溝部そのものが亀裂発生源となることを防止するために、半円形等の円弧状であることが好ましい。また溝部１１は、ベルト側面の磨耗によって消滅しない程度の深さ、具体的には少なくとも２ｍｍ以上の深さを有することが好ましい。この溝部１１の存在によって、コグ谷４及びその周辺領域とプーリとの接触が回避されるため、溝部１１がない場合に比較してコグ谷４の応力が低減され、結果としてコグ谷４からの亀裂の発生が抑制される。
【００１６】
溝部１１は、通常の製造方法で製造された従来のコグドＶベルト１をプーリに掛けて回転させながら、所定形状の砥石を有する研磨ホイールをコグドＶベルト１の所定位置に当接させることによって形成される。
【００１７】
溝部１１は、コグドＶベルトの少なくとも一方の側面に設けられる。この場合、溝部１１が設けられる側面は、ベルト伝動システムにおいて特に熱によって材料が劣化しやすく亀裂が発生しやすい、エンジンに近い側が選択される。なお、溝部１１は、コグドＶベルトの両側の側面に設けられてもよい。
【実施例】
【００１８】
以下、本考案のコグドＶベルトを実施例を示しながらさらに詳細に説明する。
ここでは、実際にコグドＶベルトを作製して亀裂の発生状況を調べる代わりに、有限要素解析法（ＦＥＭ）を用いた解析結果を示す。コグドＶベルトのＦＥＭ解析については、特開２００２−１０７２３７号公報にその詳細が記載されている。本実施例においては、前記公報記載の方法の一部を抽出し、ＦＥＭプログラムを用いて特定寸法のコグドＶベルトの特定の巻き掛け条件及びプーリ側圧条件下での応力、特に圧縮ゴム層のコグ谷に作用する最小主応力（最大圧縮応力）を計算する。以下、具体的なコグドＶベルトを想定し、圧縮ゴム層のコグ谷の最小主応力を計算するための条件を具体的に示す。
【００１９】
（ａ）コグドＶベルトの寸法を設定する。
ベルト厚みを１４．７ｍｍ（内訳は、伸張ゴム層コグ山高さ３．６ｍｍ、伸張ゴム層コグ谷〜心線距離１．３ｍｍ、心線〜圧縮ゴム層コグ谷距離３．８ｍｍ、圧縮ゴム層コグ山高さ６．０ｍｍ）、ベルト角度を２６度、ベルト上幅を３０ｍｍに設定した。溝部については、ベルト側面上での幅を３．３ｍｍ、曲率半径２ｍｍの円弧状に設定した。
【００２０】
（ｂ）コグドＶベルトの有限要素モデルの幾何データ及び物性データを設定する。
心線（トラス要素）の弾性係数を１２０００ＭＰａ、そのポアソン比を０．３、心線層（心線径をその厚みとする仮想の層）の弾性係数を１８０ＭＰａ、そのポアソン比を０．４９、接着層（圧縮ゴム層または伸張ゴム層と心線層とを接着させる仮想の層）の弾性係数を６ＭＰａ、そのポアソン比を０．４９、圧縮ゴム層の弾性係数を７５ＭＰａ、そのポアソン比を０．４９と設定した。
【００２１】
（ｃ）コグドＶベルトの使用条件を設定する。
駆動プーリピッチ径を７２ｍｍ、従動プーリのピッチ径を１５６．６ｍｍ、プーリ側圧を１８０１Ｎと設定した。
【００２２】
（ｄ）コグドＶベルトの有限要素モデルを設定する。
ベルト長手方向には圧縮ゴム層のコグ１ピッチ分をモデル化し、ベルト幅方向には、ベルトは対称形状を有するため、半分のみをモデル化した。また、心線を２節点トラス要素と設定し、心線層、接着層、圧縮ゴム層をそれぞれ８節点３次元ソリッド要素と設定した。
【００２３】
（ｅ）弾性解析プログラムを実行する。
弾性解析プログラムとして、汎用のパーソナルコンピュータ上で動作する米国ＭＳＣ社汎用非線形ＦＥＭ解析プログラムを使用して、圧縮ゴム層のコグ谷に作用する最小主応力を算出した。図２に、プーリ接触側を距離ゼロとし、ベルト中央の仮想面側に向かって節点ごとに算出して得られた最小主応力のグラフを示す。
【００２４】
（比較例１）
実施例１において溝部を設けないこと以外は実施例１と同条件で、圧縮ゴム層のコグ谷における最小主応力を同様に算出した。結果を図２に併記する。
【００２５】
プーリ接触部近傍の最小主応力を比較すると、実施例１は比較例１に絶対値で比較して小さい値が得られた。圧縮ゴム層のコグ谷に溝部を設けることによって、コグ谷における応力が低減されることが明らかになったため、実際のコグドＶベルトにおいても亀裂発生抑制効果が期待される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
圧縮ゴム層のコグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧に起因するコグ谷からの亀裂の発生を抑制したコグドＶベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案のコグドＶベルトの断面斜視図である。
【図２】ＦＥＭ解析によって算出されたコグ谷応力を示すグラフである。
【図３】従来のコグドＶベルトの断面斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  コグドＶベルト
２  圧縮ゴム増
３  コグ山
４  コグ谷
５  伸張ゴム層
６  コグ山
７  コグ谷
８  接着ゴム層
９  心線
１１  溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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