(57)【要約】【課題】ダブルコグドＶベルトの伝動能力を維持しながら、耐久性を向上させる。【解決手段】心線１２は、ポリエチレンテレフタレート繊維又はポリエチレンナフタレート繊維により形成する。下コグ２４の下端部においてベルト幅方向両側の隅角部、傾斜面４０ａによって傾斜状に切り欠いた切欠部４０を設ける。切欠部４０は、下コグ２４の下端部における両側面２７とプーリのベルト溝面との接触を阻止する。【選択図】図１
2004225804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を有するエンドレスの心線埋設部と、該心線埋設部の内周側に一体に設けられ、ベルト長さ方向に沿って一定ピッチで形成された多数の下コグを有する下コグ形成部と、上記心線埋設部の外周側に一体に設けられ、ベルト長さ方向に沿って一定ピッチで形成された多数の上コグを有する上コグ形成部とを備えたダブルコグドＶベルトであって、
上記心線は、ポリエステル繊維で形成され、
上記下コグの下端部におけるベルト幅方向の両側面にプーリのベルト溝面との接触を阻止するプーリ接触阻止手段が設けられている
ことを特徴とするダブルコグドＶベルト。
【請求項２】
請求項１において、
プーリ接触阻止手段は、下コグの下端部においてベルト幅方向両側の隅角部を段差状に切り欠いた切欠部により構成されている
ことを特徴とするダブルコグドＶベルト。
【請求項３】
請求項１において、
プーリ接触阻止手段は、下コグの下端部においてベルト幅方向両側の隅角部を傾斜状に切り欠いた切欠部により構成されている
ことを特徴とするダブルコグドＶベルト。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、
ポリエステル繊維は、ポリエチレンテレフタレート繊維又はポリエチレンナフタレート繊維である
ことを特徴とするダブルコグドＶベルト。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項において、
エンジンの駆動力を伝達するために用いられる
ことを特徴とするダブルコグドＶベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダブルコグドＶベルトに関し、特に、その伝動能力と耐久性とを両立させる対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ゴム製の変速ベルトが２輪車（スクーター）やディーゼルエンジン車用のトランスミッション装置（自動変速装置）に一般に使用されている。近年、エンジンの出力がアップし、また、トランスミッション装置をコンパクトにすることが要求されており、これに伴って変速ベルトにより高い伝動能力が求められるようになっている。
【０００３】
そのため、この種の変速ベルトとして、短繊維を複合したゴムを用い、伸びが小さく強度に優れる、例えばパラ系のアラミド繊維からなる心線を用い、そして、ベルト内外周両側にベルト長手方向に等ピッチにコグを形成したダブルコグドＶベルトが一般によく使用されている。このダブルコグドＶベルトは例えば特許文献１に開示されている。ダブルコグドＶベルトでは、ベルト内周側にコグが形成されることでベルトの曲げ剛性が抑えられてベルトの自己発熱を抑制する一方、ベルトの曲げ歪みを低減してクラックの発生を抑止し、これらの結果として高い耐屈曲性を有する。そして、ベルト外周側にもコグが形成されることで、ベルトの側圧による座屈変形が防止されて伝動能力が高められている。このように、ダブルコグドＶベルトは、高い伝動能力と高い耐屈曲性とを併せ持つ優れた特徴を有する。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第４５５９０２９号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ダブルコグドＶベルトは、モーター駆動による走行試験では優れた高負荷耐久性（高い伝動能力）及び高速耐久性（高い耐屈曲性）を示すものの、エンジン、特に例えば２輪車用の単気筒エンジン、２気筒エンジン、ディーゼルエンジン等を駆動源とする実機走行試験では、モータ駆動の走行試験で得られた優れた結果が得られなかった。これは、上記のようなエンジンではトルク変動が大きいために、このトルク変動が原因となってベルトの張力変動が大きくなり、この結果としてダブルコグドＶベルトの耐久性が向上しないものと考えられる。
【０００６】
そのため、本発明者は、トルク変動による影響を緩和すべく、例えばポリエステル樹脂製等の伸縮性のある心線を用いることで、その伸縮性によりベルトに発生する張力変動を吸収させることを意図した。
【０００７】
しかしながら、このような伸縮性のある心線を使用した場合には、心線の弾性率が低下することで伝動能力が犠牲となってしまうのは避けられない。そこで、伝動能力が低下してしまうのを補うべく、ベルトの総厚みを厚くしようとすると、プーリからトルク変動を受けたときに生ずるベルトの揺さぶられ現象が顕著となる。
【０００８】
このベルトの揺さぶられ現象とは以下のような現象を指している。即ち、プーリの回転変動や急加減速があった場合において、心線が埋設されたベルトの張力帯部は一定速度で走行しようとするのに対し、プーリと接触するコグ、特に下コグはプーリの挙動に追従しようとする。このため、下コグが張力帯部に対して走行方向に沿って前後に揺れる現象が起こる。この現象は、下コグがプーリから抜けるときにプーリの回転変動や急加減速が起こると発生し易い。このような現象をベルトの揺さぶられ現象と呼んでいる。
【０００９】
ベルトの走行中に揺さぶられ現象が発生すると、下コグの底部において引張応力が繰り返し発生し、これによって、下コグの底部に亀裂が発生したり、下コグを被覆する帆布が剥離したりする。それ故、単にベルト厚みを厚くしたとしても揺さぶられ現象が顕著となるために、耐久性を向上させるのは困難である。
【００１０】
そこで、本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダブルコグドＶベルトの伝動能力を維持しながら、耐久性を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明では、ダブルコグドＶベルトでは、下コグの下端部でプーリからのトルク変動の影響を最も受けやすいことに着目し、下コグの下端部とプーリとの接触を阻止するようにしたものである。
【００１２】
具体的に、請求項１の発明は、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を有するエンドレスの心線埋設部と、該心線埋設部の内周側に一体に設けられ、ベルト長さ方向に沿って一定ピッチで形成された多数の下コグを有する下コグ形成部と、上記心線埋設部の外周側に一体に設けられ、ベルト長さ方向に沿って一定ピッチで形成された多数の上コグを有する上コグ形成部とを備えたダブルコグドＶベルトを前提として、上記心線は、ポリエステル繊維で形成され、上記下コグの下端部におけるベルト幅方向の両側面にプーリのベルト溝面との接触を阻止するプーリ接触阻止手段が設けられている。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、プーリ接触阻止手段は、下コグの下端部においてベルト幅方向両側の隅角部を段差状に切り欠いた切欠部により構成されている。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、プーリ接触阻止手段は、下コグの下端部においてベルト幅方向両側の隅角部を傾斜状に切り欠いた切欠部により構成されている。
【００１５】
また、請求項４の発明は、請求項１から３の何れか１項の発明において、ポリエステル繊維は、ポリエチレンテレフタレート繊維又はポリエチレンナフタレート繊維である。
【００１６】
また、請求項５の発明は、請求項１から４の何れか１項の発明において、エンジンの駆動力を伝達するために用いられる。
【００１７】
すなわち、請求項１の発明では、心線がポリエステル繊維で形成されるので、この心線はベルト縦方向の弾性率が低く、心線の伸縮性によりベルトは伸縮しやすい構造となっている。したがって、プーリの回転変動があったときやプーリから伝達されるトルクが変動したときには、心線がその長さ方向に伸縮して回転変動及びトルク変動を吸収する。
【００１８】
そして、ベルト走行中においても、下コグの下端部におけるベルト幅方向の側面とプーリのベルト溝面との接触が抑止されて、下コグの下端部を除いた側面で主にプーリからの駆動力の伝達が行われる。これにより、プーリの回転変動や伝達トルクの変動があったときにも、この変動が下コグの下端部に伝達し難くなり、下コグの揺さぶられ現象が発生しにくい。
【００１９】
つまり、従来のダブルコグドＶベルトでは、ベルトの下コグがプーリから抜ける時にプーリの回転変動や急加減速、あるいはトルク変動が発生すると、下コグにおいて特にその影響を受けやすく、この結果としてベルトの揺さぶられ現象が発生し易い。そこで、本発明では、下コグの下端部におけるベルト幅方向の両側面がプーリのベルト溝面と接触するのを阻止するプーリ接触阻止手段を設けている。これにより、プーリの回転むら及びトルク変動の影響を吸収することができて、揺さぶられ現象の発生を抑制することが可能となっている。そして、下コグのコグ高さを高くしてベルト厚みを厚くした場合にも、プーリの回転むら及びトルク変動の影響を受け難くすることができるために、ベルトの揺さぶられ現象を抑制できて、ベルトの耐久性を向上させることができる。そして、下コグのコグ高さを高くしてベルト厚みを厚くすることで、ベルトの曲げ剛性が大きくなるのを抑制して耐屈曲性を高く維持しながら、ポリエステル繊維を使用したことによって起こる伝動能力の低下を補うことができる。この結果、ベルトの伝動能力を維持しながら耐久性を向上することができる。
【００２０】
また、請求項２の発明では、下コグの下端部においてベルト幅方向両側の隅角部を段差状に切り欠いた切欠部が形成されるので、ベルト走行中においても下コグの下端部におけるベルト幅方向の両側面とプーリのベルト溝面との接触を確実に阻止することができ、請求項１の発明による作用効果を有効に発揮させることができる。また、ベルト成形時において、例えば、ベルト側面をバフした後、側面の下端部のみをバフする、いわゆる２段バフによって、ベルト側面に容易に段差状の切欠部を形成することができるので、ベルトの成形型の加工を要することなく切欠部を設けることができる。この結果、耐久性に優れるとともに高伝動能力を有するダブルコグドＶベルトを安価に製造することができる。
【００２１】
また、請求項３の発明では、下コグの下端部においてベルト幅方向両側の隅角部が、傾斜した傾斜面となるように切り欠かれているので、ベルト走行中においても下コグの下端部におけるベルト幅方向の両側面とプーリのベルト溝面との接触を確実に阻止することができ、請求項１の発明による作用効果を有効に発揮させることができる。切欠部の傾斜面は平面状であってもよく、また曲面状であってもよい。また、この切欠部は、ベルト側面の下端部をバフすることで容易に設けることがきるので、ベルトの成形型の加工を要することなく形成することができる。この結果、耐久性に優れるとともに高伝動能力を有するダブルコグドＶベルトを安価に製造することができる。
【００２２】
また、請求項４の発明では、ポリエステル繊維をポリエチレンテレフタレート繊維又はポリエチレンナフタレート繊維としたので、請求項１から３の発明による作用効果を有効に発揮させることができる。すなわち、ポリエチレンテレフタレート繊維及びポリエチレンナフタレート繊維は、何れもその長さ方向の弾性率である縦弾性率が、従来より高い伝動能力が要求されるベルトの心線に使用されているアラミド繊維よりも低い。したがって、いずれの繊維のものでも、心線がその長さ方向に伸縮して回転変動及びトルク変動を吸収することができる。
【００２３】
また、請求項５の発明では、２輪車に搭載されたエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンは、トルク変動が大きい。したがって、エンジンの駆動力伝達用のダブルコグドＶベルトとして、心線がポリエステル繊維により形成され且つプーリ接触阻止手段が設けられたダブルコグドＶベルトを用いることにより、大きなトルク変動を吸収しながら、高伝動能力で動力伝達を行うことができ、これにより請求項１から４の発明による作用効果を有効に発揮させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１及び２は、本発明の実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢを示す。このダブルコグドＶベルトＢは、２輪車に搭載された単気筒又は２気筒エンジンの駆動力伝達用として用いられるものである。
【００２６】
このダブルコグドＶベルトＢは、エンドレスの心線埋設部１０と、心線埋設部１０の内周側に一体に設けられた下コグ形成部２０と、心線埋設部１０の外周側に一体に設けられた上コグ形成部３０と、からなる。
【００２７】
心線埋設部１０は、ゴム組成物で形成された心線埋設部本体１１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１２と、からなる。心線埋設部本体１１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）、水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）等のものである。
【００２８】
心線１２は、マルチフィラメントを下撚りし、この下撚りされたマルチフィラメントを数本束ねて下撚り方向とは逆方向に上撚りした、太さが１５０００ｄｔｅｘ以上、例えば１６５００ｄｔｅｘであるポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））繊維の撚り糸により形成されており、この撚り糸をレゾルシン・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）ものからなる。すなわち、心線１２の太さを１５０００ｄｔｅｘ以上とすることで、心線１２を縦弾性率の低いＰＥＴ繊維により形成してもベルトＢの伝動能力が低下しないようになっている。尚、心線１２は、その太さが１５０００ｄｔｅｘ以上、例えば１６５００ｄｔｅｘであるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維の撚り糸を使用したものでもよい。すなわち、このＰＥＮ繊維は、アラミド繊維よりも縦弾性率が低いために、このＰＥＮ繊維を使用することで、充分な伸縮性を有する心線１２となる。また、太さを１５０００ｄｔｅｘ以上とすることで、ベルトＢの伝動能力が低下しないようにできる。
【００２９】
下コグ形成部２０は、短繊維がベルト幅方向に配向するように混合分散されたゴム硬度が７０度（ＪＩＳ−Ｃ硬度）以上で且つ短繊維の配向方向である列理方向、つまりベルト幅方向の動的弾性率が４００ＭＰａ以上のゴム組成物で形成された下コグ形成部本体２２と、その下側表面を被覆する帆布２３とからなる。下コグ形成部２０の厚さは、５．０〜９．０ｍｍとされている。下コグ形成部本体２２を構成するゴム成分は、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）、水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）等である。短繊維は、引張弾性率４０ＧＰａ以上の有機高弾性率繊維、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、ヘテロ環含有芳香族繊維等であり、ゴム成分１００質量部に対して１５〜２５質量部が混合されている。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）は、ゴム成分中に短繊維を混練した時の耐切断性に優れ（混練中に繊維が切断されにくい）、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。帆布２３は、ナイロン繊維、綿、それらの混合繊維、綿とポリエステル繊維との混合繊維、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たものからなる。
【００３０】
下コグ形成部２０は、ベルト長さ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２４を有し、相互に隣接した下コグ２４間にベルト幅方向に延びる溝２５が構成されている。下コグ２４の縦断面外形は、所定コグ高さｂ（例えば、ｂ＝５．０〜９．０ｍｍ）の略正弦波形とされており、溝２５の縦断面外形は、その底が外向きに凹である円弧状とされている。
【００３１】
一方、上コグ形成部３０は、短繊維がベルト幅方向に配向するように混合分散されたゴム硬度が７０度（ＪＩＳ−Ｃ硬度）以上で且つ列理方向の動的弾性率が４００ＭＰａ以上のゴム組成物で形成されており、その厚さが２．５〜５．０ｍｍとされている。上コグ形成部３０を構成するゴム成分は、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）、水素添加ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）等である。短繊維は、引張弾性率４０ＧＰａ以上の例えば、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、ヘテロ環含有芳香族繊維等であり、ゴム成分１００質量部に対して１５〜２５質量部が混合されている。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）は、ゴム成分中に短繊維を混練した時の耐切断性に優れ（混練中に繊維が切断されにくい）、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。
【００３２】
上コグ形成部３０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３４を有し、相互に隣接した上コグ３４間にベルト幅方向に延びる溝３５が構成されている。上コグ３４の縦断面外形は、所定コグ高さａ（例えば、ａ＝２．５〜５．０ｍｍ）の略台形とされており、溝３５の縦断面外形は、その底が外向きに凹である円弧状に形成されている。
【００３３】
上コグ３４の配設ピッチＰ２は下コグ２４の配設ピッチＰ１以下である。また、上コグ３４のコグ高さａに対する下コグ２４のコグ高さｂの比ｂ／ａは１．７以上である。さらに、下コグ形成部２０の溝２５の底と上コグ形成部３０の溝３５の底との間の距離ＴＣ（ＴＣは、下コグ形成部２０の溝２５の底から心線１２の中心までの距離Ｔ１と上コグ形成部３０の溝３５の底から心線の中心までの距離Ｔ２との和である）に対するベルト厚さｈの比ｈ／ＴＣは２．５以上である。これらの形状パラメータはダブルコグドＶベルトＢとして、優れた耐側圧性と耐屈曲性とを実現するための必要条件である。
【００３４】
さらに、図３に示すように、ベルト厚さ（ベルト総厚み）ｈに対する上幅Ｗの比Ｗ／ｈは、１．５〜３．０（１．５以上で且つ３．０以下）であるのが望ましい。ここで、上幅Ｗとは、プーリ（図示省略）が接触する側面２７を上側に向かって上コグ３４の上端位置の高さまで延長したときに、この上コグ３４の上端位置におけるベルトＢの幅を指している。上記上幅Ｗとベルト厚さｈの比Ｗ／ｈが１．５よりも小さいと、変速ベルトとして成立しないアスペクト比となってしまう。また、この比Ｗ／ｈが３．０よりも大きいと、ベルトＢの座屈変形が大きくなるために、伝動能力を向上させることができない。
【００３５】
上記ダブルコグドＶベルトＢには、下コグ２４の下端部におけるベルト幅方向両側の側面２７とプーリのベルト溝面との接触を阻止するプーリ接触阻止手段が設けられている。このプーリ接触阻止手段は、各下コグ２４のベルト幅方向両側の側面２７の下端部にそれぞれ設けられるものである。プーリ接触阻止手段は、下コグ２４の下端部におけるベルト幅方向両側の隅角部を傾斜面４０ａによって傾斜状に切り欠いた切欠部４０により構成されている。この切欠部４０は、下コグ２４の上下方向略中央部から下端縁部に亘って下コグ２４の隅角部を断面三角形状に切除した構成となっている。各切欠部４０の傾斜面４０ａは、下コグ２４の下側ほど両傾斜面４０ａが互いに近づくように傾斜している。
【００３６】
上記切欠部４０の高さｃ、即ち、下コグ２４の最下部から傾斜面４０ａと下コグ２４側面２７との交差部までの高さｃは、２．５〜４．５ｍｍ（２．５ｍｍ以上で且つ４．５ｍｍ以下）とされている。
【００３７】
したがって、本実施形態１では、心線１２がＰＥＴ繊維で形成されるので、この心線１２はベルト縦方向の弾性率が低く、心線１２の伸縮性によりベルトＢは伸縮しやすい構造となっている。すなわち、ＰＥＴ繊維は、その長さ方向の弾性率である縦弾性率が、従来より高い伝動能力が要求されるベルトＢの心線１２に使用されているアラミド繊維よりも低い。これにより、プーリの回転変動があったときやプーリから伝達されるトルクが変動したときには、心線１２がその長さ方向に伸縮して回転変動及びトルク変動を吸収する。そして、下コグ２４の下端部におけるベルト幅方向の両側に切欠部４０を設けることにより、ベルト走行中においても、下コグ２４の下端部におけるベルト幅方向の両側面２７とプーリのベルト溝面との接触を抑止できる。これにより、下コグ２４の下端部を除いた側面２７で主にプーリからの駆動力の伝達が行われこととなる。そして、プーリの回転変動や伝達トルクの変動があったときには、この変動が下コグ２４の下端部に伝達し難くなり、揺さぶられ現象の発生を抑制することができる。
【００３８】
つまり、従来のダブルコグドＶベルトでは、ベルトがプーリから抜ける時にプーリの回転むらやトルク変動が発生すると、下コグにおいて特にその影響を受け易く、この結果としてベルトの揺さぶられ現象が発生し易い。そこで、本実施形態１では、下コグ２４の下端部におけるベルト幅方向の両側面２７がプーリのベルト溝面と接触するのを阻止するプーリ接触阻止手段を設けることにより、プーリの回転むら及びトルク変動の影響を緩和することができて、揺さぶられ現象の発生を抑えることが可能となっている。そして、下コグ２４のコグ高さｂを高くしてベルト厚みｈを厚くした場合にも、プーリの回転むら及びトルク変動の影響を受け難くすることができるために、ベルトＢの揺さぶられ現象を抑制できて、ベルトＢの耐久性を向上することができる。そして、下コグ２４のコグ高さｂを高くしてベルト厚みｈを厚くすることで、耐屈曲性を高く維持しながらＰＥＴ繊維を使用したことによって起こる伝動能力の低下を補うことができる。この結果、ベルトＢの伝動能力を維持しながら耐久性を向上することができる。
【００３９】
また、本実施形態１では、下コグ２４の下端部における両隅角部が、下コグ２４の両側面２７に対して傾斜した傾斜面４０ａによって切除されているので、ベルト走行中においても下コグ２４の下端部における両側面２７とプーリとの接触を確実に阻止することができる。また、切欠部４０は、ベルト側面２７の下端部をバフすることで容易に設けることがきるので、ベルトＢの成形型（図示省略）の加工を要することなく形成することができる。この結果、耐久性に優れるとともに高伝動能力を有するダブルコグドＶベルトＢを安価に製造することができる。
【００４０】
また、本実施形態１では、２輪車に搭載されたエンジンの駆動力伝達用のダブルコグドＶベルトＢとしている。この２輪車に搭載されたエンジンはトルク変動が特に大きいが、心線１２としてＰＥＴ繊維のものを用いることで、その伸縮により張力変動を吸収することができる。さらに、下コグ２４の下端部に切欠部４０を設けることにより、トルク変動が大きな場合でも下コグ２４の揺さぶられ現象を抑制し、これにより耐久性を向上させることができる。
【００４１】
【発明の実施の形態２】
図４は本発明の実施形態２を示す。尚、ここでは、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
本実施形態２では、プーリ接触阻止手段は、下コグ２４の下端部において下コグ２４のベルト幅方向両側の隅角部を段差状に切り欠いた切欠部４０により構成されている。具体的に、この切欠部４０は、下コグ２４の上下方向略中央部から下端縁部に亘って上記側面２７からベルト幅方向中央部に向かって段差状に凹陥するように切欠形成されることで断面鉤状に形成されている。そして、この切欠部４０の上面は、心線埋設部１０に略平行となっており、また、切欠部４０のベルト幅方向内側の側面は、ベルトＢの側面すなわち下コグ２４の側面２７に略平行となっている。この切欠部４０は、各下コグ２４の下端部にそれぞれ設けられている。切欠部４０の凹陥深さ、すなわち切欠部４０のベルト幅方向の切欠深さは、下コグ２４がベルト走行時にプーリから受ける押圧力により変形する変形量を考慮した深さとされている。
【００４３】
したがって、本実施形態２では、下コグ２４の下端部においてベルト幅方向両側の隅角部を段差状に切り欠いた切欠部４０が形成されるので、ベルト走行中においても下コグ２４の下端部とプーリとの接触を確実に阻止することができる。さらに、本実施形態２によれば、ベルトＢの成形時において、例えば、ベルトＢの側面２７をバフした後、側面２７の下端部のみをバフする、いわゆる２段バフによって、ベルトＢの側面２７に段差状の切欠部４０を容易に形成することができるので、ベルトＢの成形型の加工を要することなく切欠部４０を設けることができる。この結果、耐久性に優れるとともに高伝動能力を有するダブルコグドＶベルトＢを安価に製造することができる。
【００４４】
その他の構成、作用及び効果は上記実施形態１と同様である。
【００４５】
【発明のその他の実施の形態】
上記各実施形態では、プーリ接触阻止手段は、下コグ２４の下端部に設けられた切欠部４０によって構成したが、このような構成に限られるものではない。要は、プーリ接触阻止手段は、下コグ２４の下端部におけるベルト幅方向両側の側面２７とプーリのベルト溝面との接触を阻止する構成であればよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、２輪車に搭載されたエンジンの駆動力伝達用として構成したが、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、トルク変動が大きな例えば２輪車に搭載されたエンジンやディーゼルエンジンの駆動力伝達用とした場合に特に有効であるが、トルク変動が小さな駆動力伝達用として使用できることはもちろんのことである。
【００４７】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００４８】
（ベルト用ゴム配合）
以下のベルト用ゴム配合からなるゴム組成物を準備した。このベルト用ゴム配合は表１にも示す。
【００４９】
【表１】
2004225804.tif 000003
【００５０】
すなわち、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のパラ系アラミド短繊維（帝人社製  商品名：テクノーラ）とをさらに投入して混練して塊状のゴム組成物を形成した。次いで、これをカレンダロールで厚さ１．０ｍｍに圧延し、長手方向に短繊維を配向させた。次いで、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。
【００５１】
（ベルト用心線）
心線１〜３のベルト用心線を準備した。それぞれの構成は表２にも示す。
【００５２】
【表２】
2004225804.tif 000004
【００５３】
＜心線１＞
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１とした。心線１は、引張り強度が１３００Ｎ／本で、弾性率指標が３６．７である。なお、撚り係数は下記関係式に示すものである。
【００５４】
【数１】
2004225804.tif 000005
【００５５】
また、弾性率指標は、試験長５００ｍｍの心線を２５０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り試験をして得られた荷重−伸び曲線より荷重変化率（傾斜）の最も高い点において接線を引き、その接線の横軸（伸び）との交点から１０％大きい歪の位置における接線の荷重値を求め、それを１０倍したものである。
【００５６】
＜心線２＞
１１００ｄｔｅｘの太さのＰＥＴ繊維を３本集めて下撚り係数３．３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３．０で上撚りしたトータル１６５００ｄｔｅｘの太さの心線を心線２とした。心線２は、引張り強度が１１００Ｎ／本で、弾性率指標が１１．５である。
【００５７】
＜心線３＞
１１００ｄｔｅｘの太さのＰＥＮ繊維を３本集めて下撚り係数３．３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３．０で上撚りしたトータル１６５００ｄｔｅｘの太さの心線を心線３とした。心線３は、引張り強度が１１００Ｎ／本で、弾性率指標が１７．５である。
【００５８】
（試験用ダブルコグドＶベルト）
実施例１，２及び比較例１〜３の５つの試験用ダブルコグドＶベルトを準備した。それぞれの構成は表３にも示す。
【００５９】
【表３】
2004225804.tif 000006
【００６０】
＜比較例１＞
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上記ゴム組成物、ＰＥＴ繊維製の心線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比較例１とした。
【００６１】
比較例１では、ベルトは図５に示す断面形状の形状１とした。つまり、下コグの下端部の切欠部は設けられていない。そして、この比較例１では、ベルト厚さｈは１２ｍｍで、ベルト上幅Ｗは２４．００ｍｍである。従って、ベルト厚さｈに対する上幅Ｗの比Ｗ／ｈは、２．０となっている。また、比較例１は、上コグのコグ高さａが２．８ｍｍで、下コグのコグ高さｂが５．５ｍｍである。
【００６２】
＜比較例２＞
比較例２では、ベルト厚みｈは１５ｍｍで、ベルトの上幅Ｗは２４．６４ｍｍである。したがって、ベルト厚さｈに対する上幅Ｗの比Ｗ／ｈは１．６４である。また、上コグのコグ高さａは３．６ｍｍで、下コグのコグ高さｂは７．１ｍｍである。したがって、上コグのコグ高さａに対する下コグのコグ高さｂの比ｂ／ａは１．９７である。
【００６３】
＜実施例１＞
実施例１では、図３に示すように、下コグの下端部の隅角部を傾斜状に切り欠いた形状２とした。この実施例１では、比較例２のベルトに対して、下コグの下端部に傾斜面が形成されるように下コグを研磨して切欠部を形成することにより、形状２のベルトとした。したがって、切欠部が形成される点を除き、実施例１は比較例２と同様である。切欠部の上下方向高さｃは、３．５ｍｍである。
【００６４】
＜実施例２＞
実施例２では、実施例１の切欠部に代え、図４に示すように、下コグの下端部の隅角部を段差状に切り欠いた形状２とした。この実施例２では、比較例２のベルトに対して、２段バフによって側面の下端部のみをバフして切欠部を形成することにより形状３のベルトとした。この切欠部の高さｃは３．５ｍｍであり、下コグ側面からの凹陥深さｄは、０．５ｍｍである。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００６５】
＜比較例３＞
比較例３では、実施例２について心線のみが異なるものとした。つまり、実施例２では、ＰＥＴにより形成される心線２を使用したが、比較例３では、これに代え、アラミド樹脂からなる心線１を使用した。この点以外は、実施例２と同様である。
【００６６】
（試験方法）
＜ゴムの粘弾性特性＞
上記配合のゴム組成物を用いて、短繊維が配向した厚さ１．０ｍｍのシート状ゴムを加硫成形した。このシート状ゴムから幅５ｍｍの短冊状の試験片を列理方向が長手方向となるように切り出し、それを粘弾性スペクトロメーターにセットし、試験温度２５℃として試験片に２９．４Ｎ／ｃｍ２の静荷重をかけると共に±０．１％の動歪みを加えることにより列理方向の動的弾性率を測定した。
【００６７】
同様に、上記シート状ゴムについて、反列理方向、即ち列理方向に垂直な方向が長手方向となるように幅５ｍｍの短冊状の試験片を切り出し、それを粘弾性スペクトロメーターにセットし、試験片に２９．４Ｎ／ｃｍ２の荷重をかけると共に±１．０％の動歪みを加えることにより反列理方向の動的弾性率を測定した。これら動的弾性率の測定結果は上記表１に示している。
【００６８】
＜ゴムの引張り特性＞
シート状ゴムについて、反列理方向が引張方向となるようにＪＩＳ  Ｋ６２５１の３号ダンベルを打ち抜き、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に従って引張り試験を行い、破断伸びを測定した。この破断伸びの測定結果を上記表４に示している。
【００６９】
＜ベルトの伝動能力＞
図６はベルト走行試験機６０を示す。このベルト走行試験機６０は、同一面内に配設された駆動プーリ６１と従動プーリ６２とからなる２軸のものである。駆動プーリ６１は駆動軸６３の一端に取り付けられている。また、駆動軸６３の他端にはプーリ６４が取り付けられており、それと駆動モータ６５のモータ軸６６に取り付けられたプーリ６７とにベルト６８が巻き掛けられている。そして、駆動モータ６５の動力がベルト６８を介して駆動軸６３に伝えられ、駆動プーリ６１が回転するようになっている。また、駆動軸６３にはトルク計６９が設けられている。
【００７０】
一方、従動プーリ６２は従動軸７０の一端に取り付けられている。また、従動軸７０の他端にはプーリ７１が取り付けられており、それと負荷機７２の軸７３に取り付けられたプーリ７４とにベルト７５が巻き掛けられている。そして、負荷機７２の負荷がベルト７５を介して従動軸７０に伝えられるようになっている。また、従動軸７０にはトルク計７６が設けられている。駆動モータ６５等の駆動系のものは移動台７７上に設けられており、この移動台７７を移動させることにより試験片たるベルトＢに所定の荷重をかけることができ、その荷重をロードセル７８で検出するようになっている。なお、駆動プーリ６１及び従動プーリ６２のＶ溝角度はいずれも３０°である。
【００７１】
実施例１，２及び比較例１〜３の各ダブルコグドＶベルトＢについて、図７に示すように、駆動プーリ６１をプーリ径６８ｍｍのものとすると共に従動プーリ６２をプーリ径１５８ｍｍのものとし、それらに各例のベルトＢを巻き掛けて従動プーリ６２に１１７８Ｎの軸荷重をかけ、駆動プーリ６１を２０００ｒｐｍで回転させた。そのとき、駆動プーリ６１及び従動プーリ６２の回転数を計測し、伝達トルクを変えたときの見掛けのスリップ率（ベルトの変形によるベルトのプーリ内側への落ち込み及びベルトの伸びによるスリップ率をも含むもの）を求めた。そして、伝達トルクと、理論駆動プーリ径（心線中心位置でのベルト幅（ベルトピッチ幅）が変化しないと仮定して、そのベルト幅と同一のプーリ幅を有する位置でのプーリ径）と、レイアウトとから下記関係式で定義されるＳＴ値をベルトの伝達能力指標として求めた。なお、伝達能力、すなわち、ＳＴ値は、スリップ率が４％のときのものとした。
【００７２】
【数２】
2004225804.tif 000007
【００７３】
＜偏心プーリ耐久寿命＞
実施例１，２及び比較例１〜３の各ダブルコグドＶベルトＢについて、実機耐久性の指標となる偏心プーリ耐久寿命の評価を行った。この評価では、ベルト走行試験機６０を用い、図８に示すように、従動プーリ６２として１ｍｍ偏心したプーリを取り付けることにより、ベルトの張力変動が発生するようにした。そして、駆動プーリ６１をプーリ径６０ｍｍのものとすると共に従動プーリ６２をプーリ径１００ｍｍのものとし、それらに各例のベルトＢを巻き掛けて従動プーリ６２に３５０Ｎの軸荷重をかけ、駆動プーリ６１を４９００ｒｐｍで回転させ、破損するまでベルトを走行させた。
【００７４】
（試験結果）
上記ベルトの伝動能力及び偏心プーリ耐久寿命の試験結果について表４に示す。
【００７５】
【表４】
2004225804.tif 000008
【００７６】
比較例１は、偏心プーリ耐久寿命で優れるが、伝動能力が劣る。すなわち、比較例１では、下コグのコグ高さｂが低いために下コグが揺すぶられ難く、この結果として偏心プーリ耐久寿命に優れる一方、ベルト厚みｈが薄いため伝動能力が低いものと推察される。
【００７７】
一方、比較例２は、伝動能力に優れるが、偏心プーリ耐久寿命で劣る。すなわち、比較例２では、ベルト厚みｈが厚いために、伝動能力が高いが、下コグのコグ高さｂが高いいために、下コグが揺すぶられ易く、この結果として偏心プーリ耐久寿命で劣るものと推察される。
【００７８】
また、比較例３は、伝動能力に優れるが、偏心プーリ耐久寿命が極めて悪い。これは、比較例３では縦弾性率（弾性率指標）が高いアラミド樹脂からなる心線が使用されているためと考えられる。つまり、縦弾性率が高い樹脂により形成された心線３を使用した比較例３では、この心線３の縦弾性率により伝動能力が高くなるが、ベルトの張力変動を吸収できないために、偏心プーリ耐久寿命が低くなるものと考えられる。
【００７９】
これに対し、実施例１及び２は、何れも伝動能力及び偏心プーリ耐久寿命に優れ、バランスが取れている。すなわち、実施例１及び２では、トルク変動を吸収するＰＥＴ樹脂からなる心線２を使用することでトルク変動を吸収し、伝動能力の高い比較例３に対して、偏心プーリ耐久寿命を向上させることができる。さらに、下コグの下端部に切欠部を設けることにより、同じベルト厚みｈの比較例２に対して下コグを揺さぶられ難くすることができ、回転むらの影響を受け難くすることができる。これにより、ベルトに張力変動が発生する場合においても耐久性を向上させることができる。さらに、回転むらの影響を受け難いために、下コグのコグ高さｂを高くできる。この結果、ＰＥＴ樹脂からなる心線を使用しても、伝動能力を向上させることができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明のダブルコグドＶベルトによれば、下コグの下端部がプーリと接触するのを阻止するプーリ接触阻止手段を設けたので、プーリの回転むら及びトルク変動の影響を和らげることができて、この結果、下コグのコグ高さを高くすることが可能となる。そして、下コグのコグ高さを高くした場合にもプーリの回転むら及びトルク変動の影響を受け難くすることができるので、ベルトの揺さぶられ現象を抑制でき、ベルトの耐久性を向上させることができる。したがって、ポリエステル繊維を使用したことによって起こる伝動能力の低下を補いながらベルトの耐久性を向上させることができる。
【００８１】
また、請求項２の発明によれば、下コグの下端部においてベルト幅方向両側の隅角部を段差状に切り欠いた切欠部が形成されるので、ベルト走行中においても下コグの下端部とプーリとの接触を確実に阻止することができ、請求項１の発明による作用効果を有効に発揮させることができる。また、ベルト成形時において、例えば、ベルト側面をバフした後、側面の下端部のみをバフする、いわゆる２段バフによって、ベルト側面に容易に段差状の切欠部を形成することができるので、ベルトの成形型の加工を要することなく切欠部を設けることができる。この結果、耐久性に優れるとともに高伝動能力を有するダブルコグドＶベルトを安価に製造することができる。
【００８２】
また、請求項３の発明によれば、下コグの下端部においてベルト幅方向両側の隅角部が傾斜状に切り欠かれているので、ベルト走行中においても下コグの側面の下端部とプーリとの接触を確実に阻止することができ、請求項１の発明による作用効果を有効に発揮させることができる。切欠部の傾斜面は平面状であってもよく、また曲面状であってもよい。また、この切欠部は、ベルト側面の下端部をバフすることで容易に設けることがきるので、ベルトの成形型の加工を要することなく形成することができる。この結果、耐久性に優れるとともに高伝動能力を有するダブルコグドＶベルトを安価に製造することができる。
【００８３】
また、請求項４の発明によれば、ポリエステル繊維をポリエチレンテレフタレート繊維又はポリエチレンナフタレート繊維としたので、請求項１から３の発明による作用効果を有効に発揮させることができる。すなわち、ポリエチレンテレフタレート繊維及びポリエチレンナフタレート繊維は、何れもその長さ方向の弾性率である縦弾性率が、従来より高い伝動能力が要求されるベルトの心線に使用されているアラミド繊維よりも低い。したがって、いずれの繊維のものでも、心線がその長さ方向に伸縮して回転変動及びトルク変動を吸収することができる。
【００８４】
また、請求項５の発明によれば、エンジンの駆動力伝達用のダブルコグドＶベルトとし、心線をポリエステル繊維で形成するとともに、プーリ接触阻止手段を設けたので、エンジンで発生するトルク変動を吸収しながら、高伝動能力で動力伝達を行うことができ、これにより請求項１から４の発明による作用効果を有効に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るダブルコグドＶベルトを部分的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るダブルコグドＶベルトを部分的に示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るダブルコグドＶベルトの横断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係るダブルコグドＶベルトの図３相当図である。
【図５】比較例１に係るダブルコグドＶベルトの図３相当図である。
【図６】ベルト走行試験機の構成を示す図である。
【図７】ベルトの伝動能力を求める走行試験のレイアウト図である。
【図８】偏心プーリ耐久寿命を求める走行試験のレイアウト図である。
【符号の説明】
１０    心線埋設部
１２    心線
２０    下コグ形成部
２４    下コグ
２７    側面
３０    上コグ形成部
３４    上コグ
４０    切欠部
４０ａ  傾斜面
【図１】
2004225804.tif 000009
【図２】
2004225804.tif 000010
【図３】
2004225804.tif 000011
【図４】
2004225804.tif 000012
【図５】
2004225804.tif 000013
【図６】
2004225804.tif 000014
【図７】
2004225804.tif 000015
【図８】
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