(57)【要約】【課題】伝動ベルト及びその伝動ベルトの背面で接触するプーリが加振されて発生する音の音圧レベルを低減させることができる伝動ベルトを提供する。【解決手段】背面に背面帆布５を有した伝動ベルトであって、前記背面帆布５の縦糸１０及び横糸１１のベルト幅方向に対する配置角度を同一とせず、さらに前記横糸１１のベルト幅方向に対する配置角度βが１３度から２２度である動力伝動用ベルトとする。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面に帆布を有した伝動ベルトであって、前記帆布の縦糸及び横糸のベルト幅方向に対する配置角度を同一とせず、さらに前記横糸のベルト幅方向に対する配置角度を同一とせず、さらに前記横糸のベルト幅方向に対する配置角度が１３度〜２１度であることを特徴とする動力伝動用ベルト。
【請求項２】
前記縦糸と横糸とのなす角度が１２０度である請求項１に記載の動力伝動用ベルト。
【請求項３】
前記動力伝動用ベルトが、Ｖリブドベルトである請求項１又は請求項２に記載の動力伝動用ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝動用ベルトに係り、特にサーペンタインドライブシステムに用いられる、例えばＶリブドベルトに好適な、動力伝動用ベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、自動車用補機の駆動装置において、ベルトの本数を減らすとともに補機の取付スペースを小さくすることを目的として、サーペンタインドライブと称する多軸駆動伝動が注目されている。このサーペンタインドライブは、多数の補機を１本のベルトを介して駆動するようにしたものであり、各補機に連結している各々のプーリが同一平面上に配置されている。そして、サーペンタインドライブシステムにおいては、それらのプーリ間にサーペンタイン状（蛇行状）に巻き掛けられた１本のベルトを走行させる一方、そのベルトの張力をオートテンショナで常にコントロールする。
【０００３】
例えば、自動車のエアコンやオルタネータ等の補機をエンジンの回転駆動力により駆動するために用いられる動力伝動用ベルトであるＶリブドベルトは、サーペンタインドライブシステムにおいて、各々のプーリにサーペンタイン状に巻き掛けられている。このサーペンタインベルトシステムに用いられるＶリブドベルトにおいては、ベルトの背面についてもプーリに接触し、背面によりそのプーリを回転させている。
【０００４】
従来のＶリブドベルトは、Ｖリブ、芯線、背面帆布から構成され、背面帆布は、縦糸及び横糸によって織られている。ここで、縦糸と横糸との区別は、帆布を織る段階における区別である。縦糸と横糸とのなす角度は、９０度が一般的であり、１２０度のものもある。従来の背面帆布においては、縦糸及び横糸はそれぞれ等間隔で配置され、交互に重ね合わされている。このため、Ｖリブドベルトの長手方向における縦糸と横糸との交差点の各間隔は、等間隔となる。この交差点においては、縦糸と横糸とが重なっているため張り出しており、交差点とそれ以外の部分とで段差が生じている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、補機類の駆動力が大きい場合、テンショナーによって設定されるＶリブドベルトの張力が高くなる。Ｖリブ度ベルトの張力が高くなると、Ｖリブドベルトの背面で接触するプーリでは、前記交差点（糸が重なって張り出している）により、Ｖリブドベルト自身とプーリが加振される。そして、交差点間の間隔である段差間隔に相当する周波数の音が発生する。例えば、縦軸を音圧レベル、横軸をエンジン回転数とした周波数分析結果によると、音圧レベルは、Ｖリブドベルト自身とプーリとが加振されることによる音圧分が大きくなっている。
【０００６】
そこで、特許文献１にあるように、背面に帆布を有した伝動ベルトで前記帆布の縦糸及び横糸の少なくともいずれか一方を不等間隔としたり、前記帆布の縦糸及び横糸のベルト長手方向に対する配置角度を同一としない対策が採られてきた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２３５８０５号公報
【０００８】
しかしこの特許文献１で提供される歯付ベルトにあっても前記帆布の縦糸及び横糸の少なくともいずれか一方を不等間隔とした場合は部分的に密度が異なり、糸間隔が広い部分では、接着ゴムのにじみが部分的に大きくなるという問題が発生し、前記帆布の縦糸及び横糸のベルト長手方向に対する配置角度を同一としない場合においても前記帆布の横糸のベルト幅方向に対する配置角度を一定の値にしなければ発音に対する効果がないことがわかってきた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決する為になされたものであり、その目的は、伝動ベルト及びその伝動ベルトの背面で接触するプーリが加振されて発生する音の音圧レベルを低減させることができる伝動ベルトを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、背面に帆布を有した伝動ベルトであって、前記帆布の縦糸及び横糸のベルト幅方向に対する配置角度を同一とせず、さらに前記横糸のベルト幅方向に対する配置角度を同一とせず、さらに前記横糸のベルト幅方向に対する配置角度が１３度〜２２度である動力伝動用ベルトにある。
【００１１】
請求項１に記載の発明によると、背面に帆布を有した伝動ベルトであって、前記帆布の縦糸及び横糸のベルト幅方向に対する配置角度を同一とせず、さらに前記横糸のベルト幅方向に対する配置角度を同一とせず、さらに前記横糸のベルト幅方向に対する配置角度が１３度〜２２度であることから、縦糸及び横糸のそれぞれの間隔を変化させずに、帆布の縦糸及び横糸の配置角度により、瞬間的に背面プーリと接触する縦糸と横糸との交差点の数を極小に抑え、背面プーリとベルトとの振動を緩和することによって、ベルト背面で発生する異音を減少させることができる。
【００１２】
又、縦糸及び横糸のベルト長手方向に対する配置角度によっては、縦糸と横糸との交差点のベルト長手方向の間隔を不等間隔とすることができる。従って、帆布の縦糸と横糸との交差点及び帆布に接触するプーリによる加振力の周波数を分散させることができ、それぞれの加振力の強度のピークを低減させることができる。
【００１３】
また請求項２の発明は、前記縦糸のベルト幅方向に対する配置角度と横糸のベルト幅方向に対する配置角度との差が２２度〜３４度である請求項１に記載の動力伝動用ベルトである。
【００１４】
請求項２に記載の発明によると、前記縦糸のベルト幅方向に対する配置角度と横糸のベルト幅方向に対する配置角度との差が２２度〜３４度である請求項１に記載の動力伝動用ベルトであることから、より瞬間的に背面プーリと接触する縦糸と横糸との交差点の数を極小に抑えることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記動力伝動用ベルトが、Ｖリブドベルトである請求項１又は請求項２に記載の動力伝動用ベルトにある。
【００１６】
請求項３に記載の発明によると、Ｖリブドベルトにおいて、請求項１又は請求項２に対応する作用を実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、エンジン１８を駆動源として補機類を駆動させるためのＶリブドベルト１のサーペンタインベルトシステムを示す。Ｖリブドベルト１は、クランクシャフトプーリ１２、エアコンプーリ１３、ウォーターポンププーリ１４、オルタネータプーリ１５、パワーステアリングプーリ１６及びテンショナプーリ１７に掛装されている。Ｖリブドベルト１は、クランクシャフトプーリ１２からの回転力をエアコンプーリ１３、ウォーターポンププーリ１４、オルタネータープーリ１５及びパワーステアリングプーリ１６に伝達する。また、Ｖリブドベルト１の張力は、テンショナープーリ１７がテンショナ２０によって位置制御されることによって制御される。
【００１８】
図４は、Ｖリブドベルト１の背面帆布５の拡大図を示す。図４に示すように、背面帆布５は、縦糸１０及び横糸１１を以下のように配置する。すなわち、縦糸１０と横糸１１とを、それぞれ等間隔で配置し、交差点ａの角度を１２０度としている。そして、縦糸１０のベルト幅方向に対する配置角度αと横糸１１のベルト幅方向に対する配置角度βがα＝βとならない（α≠β）ように配置する。これは、従来の背面帆布５６（α＝βのもの）に使用される帆布を裁断する際に、裁断する角度を変更することにより実現できる。さらに、前記横糸１１のベルト幅方向に対する配置角度βを１３度から２２度に配置する。
【００１９】
そうすることによって、背面プーリが瞬時に接する前記交差点ａの数が少なくなり、背面プーリとベルトとの振動を緩和することによって、ベルト背面で発生する異音を減少させることができる。
【００２０】
又、縦糸のベルト幅方向に対する配置角度αと横糸のベルと幅方向に対する配置角度βとの差を２２度から３４度とする。こうすることによって、背面プーリが瞬時に接する前記交差点ａの数が極小となり、背面プーリとベルととの振動をより緩和しベルト背面で発生する異音をより減少させることができる。
【００２１】
本発明のＶリブドベルト１は図２に示すように、高強度で低伸度のコードよりなる心線２を接着ゴム層３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層４を有している。この圧縮ゴム層４にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブ７が設けられ、またベルト背面６には繊維材料が積層されている。
【００２２】
上記繊維材料は、綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリアミド等の有機繊維で構成される糸を用いて、平織、綾織、朱子織等に製織した布、また編布である。
【００２３】
上記繊維材料の幅端を突き合わせ、例えば綿糸を用いたオーバーロックなどのミシンがけ縫製により一つのジョイント部を有する筒状体にする。
【００２４】
又、筒状体を作製する場合には、縦糸１０とこれに対して交差角度が１２０度になるように配した横糸１１からなる細長い広角度の帆布の場合が好ましい。この広角度の帆布は縦糸１０と横糸１１の交差角度を強制的に大きくするテンター処理を施して得られたものである。この帆布を用いた場合でも、広角度の帆布の幅端を突き合わせジョイントして背面帆布５に作製することができる。
【００２５】
又、圧縮ゴム層４には、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊維を混入して圧縮ゴム層４の耐側圧性を向上させるとともに、プーリと接する面になる圧縮ゴム層４の表面に該短繊維を突出させ、圧縮ゴム層の摩擦係数を低下させて、ベルト走行時の騒音を軽減する。これらの短繊維のうち、剛直で強度を有し、しかも耐摩耗性を有するアラミド短繊維が最も効果が有る。
【００２６】
上記アラミド短繊維が前述の効果を十分に発揮するためには、アラミド繊維の繊維長さは１〜２０ｍｍで、その添加量はエチレン−アルファ−オレフィンエラストマー１００質量部に対して１〜３０質量部である。このアラミド繊維は分子構造中に芳香環をもつアラミド、例えば商品名コーネックス、ノーメックス、ケブラー、テクノーラ、トワロン等である。
【００２７】
尚、アラミド短繊維の添加量が１質量部未満の場合には、圧縮ゴム層４のゴムが粘着しやすくなって摩耗する欠点があり、また一方３０質量部を越えると短繊維がゴム中に均一に分散しなくなる。但し、このアラミド短繊維の添加は必須ではなく、他の素材からなる短繊維を添加したものでも良い。
【００２８】
心線３としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維が使用され、中でもエチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィラメント群を撚り合わせた総デニール数が４，０００〜８，０００の接着処理したコードが、ベルトスリップ率を低くできてベルト寿命を延長させるために好ましい。このコードの上撚り数は１０〜２３／１０ｃｍであり、また下撚り数は１７〜３８／１０ｃｍである。総デニールが４，０００未満の場合には、心線のモジュラス、強力が低くなりすぎ、また８，０００を越えると、ベルトの厚みが厚くなって、屈曲疲労性が悪くなる。
【００２９】
心線３にはゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾルシン−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一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行った後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。
【００３０】
接着処理されたコードは、スピニングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを１．０〜１．３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕上げることができる。１．０ｍｍ未満になると、コードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができず、一方１．３ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが徐々に低くなる。
【００３１】
一方、接着ゴム層３には耐熱性を有し、圧縮ゴム層４と同種のゴムが使用される。但し、短繊維は混入されないが、必要に応じてカーボンブラック、シリカのような増強剤、炭酸カルシウム、タルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合に用いるものが使用される。
【００３２】
Ｖリブドベルトの代表的な製造方法は以下の通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周囲に帆布と接着ゴム層とを巻き付けた後、この上にコードからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に接着ゴム層、圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを架橋してスリーブを得る。
【００３３】
次に、架橋スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架して所定の張力下で走行させ、さらに回転させた研削ホイールを走行中の架橋スリーブに当接するように移動して架橋スリーブの圧縮ゴム層表面に３〜１００個の複数の溝状部を一度に研磨する。
【００３４】
このようにして得られた架橋スリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、該架橋スリーブを他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定の幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。
【００３５】
本発明においては、上記のＶリブドベルト以外にも、図３に示すようにベルトの上下表面のみに帆布を付着したローエッジＶベルト８なども本発明の技術範疇に属するものである。該ベルト８は、心線２を接着ゴム層３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層４を有している。この圧縮ゴム層４には、コグを長手方向に沿って所定間隔で設けても良い。
【００３６】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
（実施例）
本実施例では、ポリエステルと綿とを混紡した帆布（綿糸２０ｓ／３、経糸７９本／５ｃｍ、緯糸７６本／５ｃｍ）をＲＦＬ液（スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体１００質量部、レゾルシン１４．６質量部、ホルマリン９．２質量部、苛性ソーダ１．５質量部、水２６２．５質量部）に１０秒間浸漬した後、水添加ニトリルゴムを付着させた後、テンターにより１２０度の広角度処理し、１５０°Ｃで４分間熱処理を行った。
【００３７】
続いて、Ｖリブドベルトを作製した。使用した心線としては、１，０００デニールのポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）を２×３の撚り構成で、上撚り係数３．０、下撚り係数３．０で諸撚りしたトータルデニール６，０００コードを接着処理したものを使用した。
【００３８】
圧縮ゴム及び接着ゴム層を、それぞれ表１に示すゴム組成物から調整し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。圧縮ゴム層には短繊維（アラミドカット糸１０質量部とナイロンカット糸１０質量部）が含まれベルト幅方向に配向している。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
Ｖリブドベルトの製造方法は通常の方法であり、まず図１６に示すように、延伸処理によって平織帆布の縦糸と横糸とがバイアス状に加工された帆布を、繰り出しロールから引出し、バイアス角度γが６０°となるようにバイアス状にカットし、縦糸又は横糸に対して平行にカットされた一対の第１辺４４ａ、４４ｂ  と縦糸及び横糸がバイアス状にカットされた平行な一対の第２辺４５ａ、４５ｂとを有する平行四辺形の切尺反とする。（第１工程）
【００４１】
切尺反の先端の第１辺４６を先頭にして、送り出しコンベヤ３２で折り返しローラ３３を越えるまで搬送する。（第２工程）。この送り出しコンベヤ３２は、切尺反４６を積載して、１枚毎に断続的に搬送する。
【００４２】
先に搬送された切尺反４６は、折り返しローラ３３で折り返されている（第３工程）。この切尺反４６を折り返しローラ３３に巻き付けると、バイアス角度γの２倍の角度（２×γ）で反転して折り返すことができる。すなわち、折り返しローラ３３の前面で先行する切尺反４６の後端の第１辺は裏返しに反転されており、後続する切尺反４６の先端の第１辺はそのまま張り出した状態になる。折り返しローラ３３は、回転と共にローラ自体がローラの軸方向に往復運動することによって、折り返し時の切尺反４６のしわ発生を抑止するものであり、更には切尺反４６の直進方向速度を、ローラ軸方向成分と、ローラ周速度成分に分解し、この比率でその回転と、軸方向移動が同期するようになっている。
【００４３】
この先行する切尺反４６の後端の第１辺４４ｂと、後からの切尺反４６の前端の第１辺４４ａの端部同士を正確に重ねて固定する。（第４工程）この重ねられた端部同士をオーバーロック等のミシン掛けに縫い合わせる（第５工程）。ここで２枚に重ねられた切尺反を、縫い合わせるミシン３６の本体は、接合部に沿って自走することができ、この自走速度は、その縫い合わせ速度と同期することにより、高品質の接合を可能にしている。縫い合わされて接合された連続した帆布をロール状に巻き取る（第６工程）。ここで、横糸のベルト幅方向に対する配置角度を変えるときは、カットの角度を変える等で、微調整をすることができる。
【００４４】
そして、１プライの上記筒状帆布を帆布としてドラムに挿入した後、その上に接着ゴム層を巻き付けて、心線をスピニングし、更に圧縮ゴム層を配置した後、圧縮ゴム層の上に架橋用ジャケットを挿入する。次いで、モールドを加硫缶内に入れ、架橋した後、筒状の架橋スリーブをモールドから取り出した。取り出したスリーブの圧縮ゴム層をグラインダーによってリブに成形し、成形体から個々のベルトに切断した。
得られたＶリブドベルトはＲＭＡ規格による長さ１，１００ｍｍのＫ型３ＰＫ１，１００であった。
【００４５】
実施例１として、図４に示すように横糸のベルト幅方向に対する配置角度を１５度した。このとき、縦糸のベルト幅方向に対する配置角度を４５度とした。また、前記横糸と縦糸とのなす角度は１２０度であった。
【００４６】
実施例２は、図５に示すように横糸のベルト幅方向に対する配置角度を１５度、縦糸のベルト幅方向に対する配置角度を７５度、横糸と縦糸とのなす角度を１２０度とした。
【００４７】
又、従来例として、図６に示すように横糸のベルト幅方向に対する配置角度を３０度、縦糸のベルト幅方向に対する配置角度を３０度とした。従って、横糸のベルト幅方向に対する配置角度と縦糸のベルト幅方向に対する配置角度とは同一であった。
【００４８】
比較例１として、図７に示すように横糸のベルト幅方向に対する配置角度を２２度、縦糸のベルト幅方向に対する配置角度を２８度とした。また、前記横糸と縦糸とのなす角度は１２０度であった。
【００４９】
比較例２として、図８に示すような横糸のベルト幅方向に対する配置角度を０度、縦糸のベルト幅方向に対する配置角度を６０度とした。横糸と縦糸とのなす角度を１２０度とした。
【００５０】
そしてこれらのベルトの周波数分析試験を行った。この周波数分析試験では、Ｖリブドベルトを図９に示すレイアウトの試験機でベルト張力を０．９８ＫＮで懸架し、無負荷の状態にて外周長８０ｍｍのアイドラープーリ出口で周波数分析と同時にチュルチュル音発生の有無の確認を行った。
その結果を表２及び図１０〜図１４に示す。
【００５１】
【表２】
2004169883.tif 000004
【００５２】
この結果から、チュルチュル音が発生する周波数域は、帆布の横糸及び縦糸の配置角度によって異なり、実施例１ではチュルチュル音の発生が無く、実施例２ではチュルチュル音がほとんど発生しなかった。
【００５３】
それに対して、従来例、比較例１及び２はチュルチュル音の発生が認められた。
【００５４】
【発明の効果】
上記のように、本発明によると、縦糸及び横糸のそれぞれの間隔を変化させずに、帆布の縦糸及び横糸の配置角度により、瞬間的に背面プーリと接触する縦糸と横糸との交差点の数を極小に抑え、背面プーリとベルトとの振動を緩和することによって、ベルト背面で発生する異音を減少させることができるという効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】サーペンタインドライブシステムの説明図である。
【図２】本発明に係るＶリブドベルトの斜視図である。
【図３】本発明に係るＶベルトの斜視図である。
【図４】本発明の背面帆布拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の背面帆布拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の背面帆布拡大図である。
【図７】従来のＶリブドベルトの背面帆布拡大図である。
【図８】比較例１のＶリブドベルトの背面帆布拡大図である。
【図９】比較例２のＶリブドベルトの背面帆布拡大図である。
【図１０】試験機のレイアウト図である。
【図１１】実施例１に係るＶリブドベルトの周波数分析試験における周波数と騒音レベルの関係を示す。
【図１２】実施例２に係るＶリブドベルトの周波数分析試験における周波数と騒音レベルの関係を示す。
【図１３】従来例に係るＶリブドベルトの周波数分析試験における周波数と騒音レベルの関係を示す。
【図１４】比較例１に係るＶリブドベルトの周波数分析試験における周波数と騒音レベルの関係を示す。
【図１５】比較例２に係るＶリブドベルトの周波数分析試験における周波数と騒音レベルの関係を示す。
【図１６】本発明に係る帆布を製造する方法の概略を示す上面図である。
【符号の説明】
１  Ｖリブドベルト
２  心線
３  接着ゴム層
４  圧縮ゴム層
５  背面帆布
６  ベルト背面
７  リブ
８  Ｖベルト
１０  縦糸
１１  横糸
ａ  交差点
α  縦糸のベルト幅方向に対する配置角度
β  横糸のベルト幅方向に対する配置角度
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004169883.tif 000014
【図１１】
2004169883.tif 000015
【図１２】
2004169883.tif 000016
【図１３】
2004169883.tif 000017
【図１４】
2004169883.tif 000018
【図１５】
2004169883.tif 000019
【図１６】
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