(57)【要約】【課題】マルチリブのＶベルトの耐久性を向上させる。【解決手段】Ｖベルト１０は、連続したループに形成されたベルト本体１２と、ベルト本体１２に形成された、ほぼＶ形状の複数の溝１４とを有する。溝１４は、一定の間隔があけられて周方向に延びるリブ１６の輪郭を定める。ベルト本体１２および溝１４は、全体厚さおよび溝深さが減少させられていることを除いて、所定のＶベルトの断面の標準寸法に従って形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続したループに形成されたベルト本体と、
前記ベルト本体に形成され、かつ一定の間隔があけられて周方向に延びる複数のリブを形成する、概ねＶ形状の複数の溝と、
を有し、
前記ベルト本体および前記溝は、所与のＶベルト断面の標準寸法に従って形成されているが、前記Ｖベルト断面の標準寸法から小さくさせられた全体厚さおよび溝深さを有している、
マルチリブのＶベルト。
【請求項２】
前記リブは、所与のＶベルト断面に従って形成された外形を有し、前記溝深さは、前記リブの尖端を切り取ることによって小さくなっている、請求項１に記載のＶベルト。
【請求項３】
前記ベルト本体および前記リブは、前記溝が概ね０．１７８ｃｍ（０．０７０インチ）の深さを有し、かつ前記ベルトが概ね０．３６８ｃｍ（０．１４５インチ）から概ね０．３９４ｃｍ（０．１５５インチ）の全体厚さを有していることを除いて、Ｋ断面Ｖベルトのための標準に従ったサイズで作られ、かつ配置されている、請求項１に記載のＶベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して動力伝達ベルトに関し、特にマルチリブＶベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマルチリブまたはマルチ溝動力伝達ベルトは、基本的に２つの形態をとっている。一つの形態では、基本的に台形断面の独立した複数のＶベルトの部分が、ゴムおよび織物の柔軟な結束バンドによって、一緒に接合されている。独立したＶベルトの各々は、当該技術で知られているように、コットン、ナイロン、レイヨン、ポリエステル、ワイヤ、ガラス、または他の適切な材料のような材料を有する、通常、耐応力コードの形態の補強材を含む。このタイプの代表的なベルトが、Wilsonの米国特許（特許文献１）、Zahnの米国特許（特許文献２）、Nemecek等の米国特許（特許文献３）に開示されている。
【０００３】
もう一つの形態では、マルチリブベルトは、内面に形成された、周方向に延びる実質的にＶ形状または台形形状の複数のリブを持つ、基本的に平らな動力伝達ベルトである。リブは、ベルト本体の少なくとも一部分を、例えば、切削、フライス削り、鋸引きまたは切断、あるいはこれらの方法の組み合わせによって除去することによって形成される。あるいは、ベルトは、そうでなければ上述した切断または切削工程で除去されるであろうベルト本体の部分を省略することによって溝が形成されるモールド工程によって製造されることもある。リブは、然るべく整列されたＶ形状の複数のプーリ溝と組み合わせるか、位置を合わせるようにされている。このタイプのベルトでは、補強コードはリブの上に配置されている。Adams Jr. の米国特許（特許文献４）およびWaughの米国特許（特許文献５）が、後者のタイプのマルチリブベルトを示している。
【０００４】
マルチリブＶベルトのこの第２の形態は、当該技術で周知であり、これらのＶベルトの様々なタイプの寸法および形態を定める標準が、自動車技術者協会（Society of Automotive Engineers：ＳＡＥ）や米国規格協会（American National Standards Institute：ＡＮＳＩ）などの組織によって制定されている。これらの標準のマルチリブＶベルトが「Poly-V-belt（登録商標）」の場合、代表的な例は、オハイオ州アクロンのザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー社から入手できる。マルチリブＶベルトは、マルチ溝プーリまたは滑車とともに動力伝達用途に用いられ、他のタイプのベルトよりも小さな全体寸法を持つ、予め決められた動力性能のためのベルトを提供する。
【特許文献１】米国特許第2,263,960号明細書
【特許文献２】米国特許第3,404,477号明細書
【特許文献３】米国特許第3,523,461号明細書
【特許文献４】米国特許第2,728,239号明細書
【特許文献５】米国特許第2,802,511号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マルチリブＶベルトの共通した故障形態は、リブの先端でクラックが進むことである。したがって、特に、リブ先端でのクラック（亀裂）の形成に対する改良された耐性に関して向上した耐久性を有する、改良されたマルチリブＶベルトに対する要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、改善された耐用寿命を示すマルチリブＶベルトを提供する。Ｖベルトは、リブ高さおよび全体ベルト厚さが小さいことを除いて、所与のＶベルトの断面の標準寸法に従って形成される。全体ベルト厚さが小さくなることによって、寿命が短くなることが一般に予想されるが、本発明のベルトの試験は、耐用寿命が延びることを示している。
【０００７】
代表的な実施態様では、リブ高さ（すなわち溝深さ）および全体ベルト厚さは、そうでなければ標準断面のＶベルトのリブの先端を切り取ることによって小さくなっている。他の実施態様では、Ｋ断面のＶベルトのリブの先端が、概ね０．０３８１ｃｍ（０．０１５インチ）に切り取られ、その結果、ベルトは、約０．３６８から０．３９４ｃｍ（約０．１４５から０．１５５インチ）の全体厚さを有している。さらに他の実施態様では、本発明のＶベルトは、ベルトに形成されてリブに沿う歯を定める横方向のスロットをさらに含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の特徴および目的は、添付の図面とともに行う以下の詳細な説明から、より容易に明らかになるであろう。
【０００９】
図１を参照すると、本発明による代表的なマルチリブのＶベルト１０が図示されている。Ｖベルト１０は、完全な一体構造で、連続したループ状に形成されたベルト本体１２を有している。ベルト１０のベルト本体１２は、柔軟で弾力性のある材料、例えば、天然ゴムまたは合成ゴム、あるいは他の弾性材料などの柔軟なポリマー材料から形成されている。複数の周方向溝１４がベルト本体１２に形成され、かつベルト本体１２に対して横方向に間隔をおいて設けられて、周方向に延びる複数のリブ１６の輪郭を定めている。
【００１０】
図２は図１のベルトの断面図である。ベルト１０のベルト本体１２は、一方の面がベルト１０の第１の表面２０を定める、概ね長方形の形状を有する第１の部分１８を含んでいる。第１の部分１８は、少なくとも一部分が、綿、ポリエステルまたはナイロン、あるいはこれらの組み合わせのような、ゴム引きされた織布材２２の複数の層で形成されていてもよい。この部分はさらに、当該技術で知られているような、周方向に延びる複数の補強コード２４を含んでいる。
【００１１】
ベルト本体１２の第２の部分２６は、複数の溝１４によって輪郭が定められた複数のリブ１６を含んでいる。各リブ１６は、Ｖベルトが使われることが意図されたプーリまたは滑車の然るべく整列された溝に一致するようになっている断面形状を有している。リブ１６は、繊維が添加されたエラストマー材料から形成されてもよいし、また、望むならば、クラックを起こしにくい１つまたは複数の織物補強層（不図示）を含んでいてもよい。したがって、各リブ１６は、ほぼ台形または先端が切り取られたＶ形状の断面構造を有していてもよく、各溝１４は、リブ１６の断面構造に対応する、概ねＶ形状断面構造を有している。
【００１２】
補強コード２４が、ベルト１０を構成する他の材料に比べて伸び難いため、ベルト１０の曲げ中立軸は、リブ１６の幾何学的形状が変化しているにもかかわらず、依然として概ね補強コード２４の面内にある。柔軟性を増すために、ベルト本体１２の第２の部分２６は、図３に表した他の実施形態に示すように、ベルト本体１２に形成されてリブ１６に沿った歯を定める複数の横方向スロット３０をさらに含んでいてもよい。
【００１３】
本発明のマルチリブＶベルト１０は、リブ１６を定める溝１４の深さＤ1、およびベルト本体１２の全体厚さＨ1が、標準のＶベルト断面の定められた深さＤ0および厚さＨ0から小さくなっていることを除いては、所与の形式のＶベルト断面のための標準寸法に従って形成されている。代表的な実施形態においては、仕様に従ったリブの全体形状を維持しつつ、溝深さＤ1が、リブ１６の先端を切り取ることによって小さくなっている。特に、リブ１６を定める溝１４の相対角度が一定に維持されている。切り取られたリブの先端が、さもなければ使用中に高い応力を受けるであろう、Ｖベルト１０の材料を減らすのが有利である。リブ１６のこれらの高応力部は、応力亀裂が進行するころである。言い換えれば、リブ先端を切り取ることは、リブ先端の表面を中立軸により近付けることである。中立軸の位置は不変のままであるため、切り取られたリブの先端での応力は、曲げ応力が中立軸からの距離に比例するので小さくなる。
【００１４】
本発明によって形成されたＶベルトの試験は、本発明のＶベルトが高温耐久試験において曲げ寿命が向上するという予測できない結果をもたらすことを示している。従来の知識は、ベルトの全体厚さが小さくなるにつれてＶベルトの耐久性が低下することを予測しているが、本発明の代表的なＶベルトは、曲げ寿命試験において、以下に述べるように向上した耐久性を示した。これらの例および先の記述のいずれもが、本発明の範囲を決して限定するものとして解釈されるべきではない。
【００１５】
本発明による幾つかの代表的なＶベルトは、ベルト全体の厚さが、概ね０．４０６ｃｍ（０．１６インチ）から、リブ先端を約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）切り取ることによって、約０．３６８ｃｍ（０．１４５インチ）から約０．３９４ｃｍ（０．１５５インチ）の厚さに小さくなったことを除いて、標準のＫ断面のＶベルト寸法を有するように製作された。この結果、対応する溝深さが約０．２１６ｃｍ（０．０８５インチ）から約０．１７８ｃｍ（０．０７０インチ）になった。これらベルトを、ＳＡＥ  Ｊ−２４３２の、１２１℃の高温での高温定張力試験に従って耐久試験にかけた。これらベルトは、仕様に従って、ＢレベルおよびＣレベルの亀裂がないか定期的に検査された。ベルトに８つのＢレベルおよびＣレベルの亀裂が観察されたときに、ベルトは不良品と判定された。
【００１６】
試験結果を図４に示す。図４に示すように、代表的なベルトは、リブ先端が約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）まで段々と切り取られ、それによって全体ベルト厚さが約０．３６８ｃｍ（０．１４５インチ）まで小さくなるにつれて、寿命が向上したことを示した。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による代表的なＶベルトを示した斜視図である。
【図２】図１のＶベルトの断面図である。
【図３】本発明のＶベルトの他の実施形態を示した部分斜視図である。
【図４】本発明による代表的なベルトの実験データのグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
１０    Ｖベルト
１２    ベルト本体
１４    溝
１６    リブ
１８    第１の部分
２０    第１の表面
２２    織布材
２４    補強コード
２６    第２の部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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