(57)【要約】      （修正有）【課題】特定のエンジン回転数において、特異な異音を発生することがない自動車用歯付ベルトを提供する。【解決手段】ベルト歯は歯元部分と先端部分と先端部分から延びる対向する凸状弧形の側面部分とを有し、ベルト歯元部分はベルト歯中心線の両側でベルト歯の対応する側面部分内に延びる円の弧に近い第１、第２の弧により少なくとも部分的に画成されており、ベルト凹部はそれぞれの歯の第１弧を次に連続する歯の第２弧に接続するベース部分を有し、ベース部分は縦断面においてベルト上の他のベルト凹部のベース部分と同一直線をなすベルトランドラインに一致し、ベルト歯は歯先端部分の末端とベルトランドラインとの間で測られる高さＨ寸法を有しかつベルトランドラインに平行にして第１、第２弧が側面部分に交差する点を含むような直線に沿って対向する側面部分間で測られる幅Ｗ寸法を有し、ベルト歯は高さＨ対幅Ｗの比が所定範囲０.６８から０.７１である。【選択図】図２
2005308164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に複数の歯を有する歯付ベルトであって、前記ベルト歯は歯元部分と先端部分と該先端部分から延びる対向する凸状弧形の側面部分とを有し、前記ベルト歯元部分はベルト歯中心線の両側でベルト歯の対応する側面部分内に延びる円の弧に近い第１及び第２の弧により少なくとも部分的に画成されており、前記ベルト凹部はそれぞれの歯の前記第１弧を次に連続する歯の前記第２弧に接続するベース部分を有し、該ベース部分は縦断面において前記ベルト上の他のベルト凹部のベース部分と同一直線をなすベルトランドラインに一致する線であり、前記ベルト歯は前記歯先端部分の末端と前記ベルトランドラインとの間で測られる高さ寸法を有しかつ前記ベルトランドラインに平行にして前記第１及び第２弧が前記側面部分に交差する点を含むような直線に沿って前記対向する側面部分間で測られる幅寸法を有し、前記ベルト歯は所定範囲内における高さ対幅の比を有する歯付きベルトにおいて、前記所定範囲が０.６８から０.７１であることを特徴とする歯付ベルト。
【請求項２】
ベルト長手方向において、隣り合う歯の前記ベルト歯中心線間の距離である歯ピッチが前記歯幅寸法の０.５３から０.５５の範囲内である請求項１に記載の歯付ベルト。
【請求項３】
動力伝動装置にして、請求項１又は２に記載のベルトと、複数枚の同型の外周でベルトに係合する歯を有し該歯の間にプーリ凹部を画成するプーリにして、それぞれのプーリ凹部はほぼ同型の前後側面を有し、該側面のそれぞれの少なくとも一部は円の弧に近い曲線としての断面形状をしており、前記プーリ歯は先端にプーリランド面を有し、該ランド面は縦断面においてプーリの中心と同心の円に近いプーリランドラインの一部を画成し、前記プーリ凹部は、前記プーリランドラインから最も遠く離れた前記側面上の点で対向する孤形側面を接続する凹底部分を有し、それぞれの前記プーリ歯先はプーリランドラインに隣接する孤形部分を有し、それぞれの孤形側面部分を隣接プーリランド域につなぎ、前記凹部は前記プーリ歯先の前記孤形部分がそれぞれの孤形側面に接続するような前記孤形側面部分の対応する点の間で測られる幅寸法を有し、前記ベルト幅Ｗはプーリ凹部幅ＷＰの０.９５から１.００の範囲内にあることを特徴とする動力伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯付ベルトに係り、プーリと歯付ベルトとの間での発音極力抑えた歯付ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの高出力化、高回転化に伴い動力を伝達するベルトの使用環境温度が上昇し、ベルトに求められる負荷も大きくなっている。従来のベルトとしては特許文献１に開示されているように、複数歯の歯を有する動力伝達たわみベルトにして、該ベルト歯はベルト凹部分により分離されており、それぞれのベルト歯は縦断面でベルト歯中心線に対して対称であり、前記ベルト歯は歯元部分と先端部分と該先端部分から延びる対向する凸状孤形の側面部分とを有し、前記ベルト凹部分はベルト凹部中心線に対して対称であり、前記ベルト歯元部分は前記ベルト歯中心線の両側でベルト歯の対応する側面部分内に延びる円の弧に近い第１及び第２の弧により少なくとも部分的に画成されており、前記ベルト凹部はそれぞれの歯の前記第１弧を次に連続する歯の前記第２弧に接続するベース部分を有し、該ベース部分は縦断面において前記ベルト上の他のベルト凹部のベース部分と同一直線をなすベルトランドラインに一致する線であり、前記ベルト歯は前記歯先端部分の末端と前記ベルトランドラインとの間で測られる高さと寸法を有しかつ前記ベルトランドラインに平行にして前記第１及び第２弧が前記側面部分に交差する点を含むような直線に沿って前記対向する側面部分間で測られる歯寸法を有し、前記ベルト歯は第１の所定範囲内における高さ対幅の比を有し、それぞれの前記対向する側面部分は該側面部分と反対のベルト歯中心線の側の前記ベルトランドライン上にほぼその曲率中心をおく円の弧に近い曲線で形成されており、該曲線は、ベルトランドラインからベルト歯の歯寸法の０.３倍に等しい距離にある曲線上の点で接線方向に引かれた接線が歯中心線に対し第２の所定範囲内における角度を形成する前記動力伝達たわみベルトにおいて、前記第１所定範囲が０.５から０.６７であった。（図１１）
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−８９８５２号
【０００４】
又、上記ベルトとプーリの組み合わせで、上記高負荷の自動車用エンジンに使用すると、騒音が発生するという問題があった。そこで、特許文献２にあるように歯付ベルトの歯先に溝を設けることによって、プーリとかみ合ったときにベルト歯先の溝から空気を逃がすことによって、騒音を低減する対策をとっていた。（図１２）
【０００５】
【特許文献２】特開昭５８−１６０６４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、高負荷伝動の要求は更に高まっており、自動車エンジン駆動用のＯＨＣ歯付ベルトにおいては、前記特許文献２のベルトを用いた場合、エンジン回転数２０００ｒｐｍから２８００ｒｐｍの範囲において特異な異音が発生していた。本発明は、このことに鑑み、特定のエンジン回転数において、特異な異音を発生することがない自動車用歯付ベルトを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、長手方向に複数の歯を有する歯付ベルトであって、前記ベルト歯は歯元部分と先端部分と該先端部分から延びる対向する凸状弧形の側面部分とを有し、前記ベルト歯元部分はベルト歯中心線の両側でベルト歯の対応する側面部分内に延びる円の弧に近い第１及び第２の弧により少なくとも部分的に画成されており、前記ベルト凹部はそれぞれの歯の前記第１弧を次に連続する歯の前記第２弧に接続するベース部分を有し、該ベース部分は縦断面において前記ベルト上の他のベルト凹部のベース部分と同一直線をなすベルトランドラインに一致する線であり、前記ベルト歯は前記歯先端部分の末端と前記ベルトランドラインとの間で測られる高さ寸法を有しかつ前記ベルトランドラインに平行にして前記第１及び第２弧が前記側面部分に交差する点を含むような直線に沿って前記対向する側面部分間で測られる幅寸法を有し、前記ベルト歯は所定範囲内における高さ対幅の比を有する歯付きベルトにおいて、前記所定範囲が０.６８から０.７１であることを特徴とする歯付ベルトにある。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、ベルト長手方向において、隣り合う歯の前記ベルト歯中心線間の距離である歯ピッチが前記歯幅寸法の０.５３から０.５５の範囲内である請求項１に記載の歯付ベルトにある。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、動力伝動装置にして、請求項１又は２に記載のベルトと、複数枚の同型の外周でベルトに係合する歯を有し該歯の間にプーリ凹部を画成するプーリにして、それぞれのプーリ凹部はほぼ同型の前後側面を有し、該側面のそれぞれの少なくとも一部は円の弧に近い曲線としての断面形状をしており、前記プーリ歯は先端にプーリランド面を有し、該ランド面は縦断面においてプーリの中心と同心の円に近いプーリランドラインの一部を画成し、前記プーリ凹部は、前記プーリランドラインから最も遠く離れた前記側面上の点で対向する孤形側面を接続する凹底部分を有し、それぞれの前記プーリ歯先はプーリランドラインに隣接する孤形部分を有し、それぞれの孤形側面部分を隣接プーリランド域につなぎ、前記凹部は前記プーリ歯先の前記孤形部分がそれぞれの孤形側面に接続するような前記孤形側面部分の対応する点の間で測られる幅寸法を有し、前記ベルト幅Ｗはプーリ凹部幅ＷＰの０.９５から１.００の範囲内にある動力伝動装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、前記所定範囲が０.６８から０.７１である歯付ベルトであることから、エンジン回転数が２０００から２８００ｒｐｍの範囲において特異な異音が発生することがなくなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によると、ベルト長手方向において、隣り合う歯の前記ベルト歯中心線間の距離である歯ピッチが前記歯幅寸法の０.５３から０.５５の範囲内である請求項１に記載の歯付ベルトであることから、請求項１の効果と同様、エンジン回転数が２０００から２８００ｒｐｍの範囲において特異な異音が発生することがない。
【００１２】
請求項３に記載の発明によると、動力伝動装置にして、請求項１又は２に記載のベルトと、複数枚の同型の外周でベルトに係合する歯を有し該歯の間にプーリ凹部を画成するプーリにして、それぞれのプーリ凹部はほぼ同型の前後側面を有し、該側面のそれぞれの少なくとも一部は円の弧に近い曲線としての断面形状をしており、前記プーリ歯は先端にプーリランド面を有し、該ランド面は縦断面においてプーリの中心と同心の円に近いプーリランドラインの一部を画成し、前記プーリ凹部は、前記プーリランドラインから最も遠く離れた前記側面上の点で対向する孤形側面を接続する凹底部分を有し、それぞれの前記プーリ歯先はプーリランドラインに隣接する孤形部分を有し、それぞれの孤形側面部分を隣接プーリランド域につなぎ、前記凹部は前記プーリ歯先の前記孤形部分がそれぞれの孤形側面に接続するような前記孤形側面部分の対応する点の間で測られる幅寸法を有し、前記ベルト幅Ｗはプーリ凹部幅ＷＰの０.９５から１.００の範囲内にある動力伝動装置であることから、プーリとの組み合わせにおいて、ベルト歯がかみ合った場合プーリ歯溝内に十分間隙ができることから、エンジン回転数が２０００から２８００ｒｐｍの範囲において特異な異音が発生することが無くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
一般的にベルトが原因となる異音は、図１にあるように、以下のことが加振源となってベルトスパンを共振させる弦共振音が挙げられる。１)ベルト歯底がプーリ歯頂部に当たる強さ２)ベルト圧力面がプーリ圧力面に擦れる強さ３）ベルトとプーリの間の空気の抜け易さ。このうち歯幅を狭くすることによりベルト圧力面がプーリ圧力面に擦れる強さ及びベルトとプーリ間の空気の抜け易さを改善できる為、これらが加振源となっているベルトスパン弦共振音を改善することができる。
【００１４】
図２は、ベルトの歯３には一対の対称形に向かい合った側面部分が曲線１１，１２で形成されており、それぞれの曲線は円の弧に近くほぼ同型の前後両部分で歯を形成している。弧１１はベルトランドラインＬ上の中心１３から画かれ半径Ｒ１であり点Ａから点Ｂに延びている。ベルトランドラインＬは、隣り合うベルト歯１３間のベルトランド域におけるベルト面を縦断面で表した長さｌの直線部分３２を接続する直線である。弧１２は弧１４で画かれ半径Ｒ２で点Ｃから点Ｄに延びている。中心１３と１４は互いに隔たりベルト歯３の半径方向の中心線Ｘ−Ｘの両側のベルトランドラインＬ上に横たわっている。その中心から画かれた中心１３と弧１１は中心線Ｘ−Ｘの両側に横たわり、同様に同じ中心から画かれた中心１４と弧１２は中心線Ｘ‐Ｘの両側に横たわっている。半径Ｒ１とＲ２は等しくそれぞれの中心１３、１４は中心線Ｘ‐Ｘから等距離に置かれている。
【００１５】
それぞれのベルト歯の先端は更に二つの曲線１５と１６により形成されるのが好ましく曲線のそれぞれは円の弧であり、端点ＥとＦを有する直線部分１７により接続されている。弧１５は中心１０で画かれ半径Ｒ３を有し点Ｄから点Ｅに延びている。弧１６は中心１９で画かれ半径Ｒ３を有し点Ｄから点Ｅに延びている。弧１６は中心２９で画かれ半径Ｒ４を有し点ＢとＦを結ぶ。中心１８と１９は互いに隔てられ、歯の中心線Ｘ‐Ｘの両側に等距離に置かれており、ベルトランドラインに平行な線上に位置している。半径Ｒ３とＲ４は等しい。第２図の実施例の場合、直線部分１７は平らでありベルトランドラインＬから距離Ｈの所に位置する最外部の表面部分を表している。この距離Ｈはベルト歯の高さを表している。
【００１６】
第２図の断面図で見られるように、歯１３の最外部分はベルトの横断面にわたり一定で側面を形成する弧１１と１２とによりなる縦断面形態を有し、弧１５，１６は直線部分１７と共に歯先を形成し弧３０，３１が歯元を形成するように構成されている。隣り合う歯１３の弧２０と２１は端部点ＩとＧを有する直線部分２２により接続され、この直線部分は隣り合う歯の間のランド域の長手方向の長さを表し又ベルトランドラインＬを画成している。弧２０は中心２３から画かれ、半径Ｒ５を有し点Ｉから点Ｃに延びている。直線部２２は一つのベルト歯の点Ｉを隣のベルト歯３の点Ｇに接続する。各歯３は歯元の弧２０，２１がそれぞれの側面弧１１，１２に交差する点ＡとＣとの間で測って長手方向幅Ｗを有している。
【００１７】
ある幅Ｗに対して歯の高さＨはＨ対Ｗの比が所定範囲即ち０.６８と０.７１の間にあり、好適とされる高さＨが幅Ｗの０.７０に等しいように決められる。
【００１８】
図３は、本発明の歯付ベルトとかみ合うプーリの断面図であり、プーリ歯凹部幅ＷＰは    となっており、ベルト幅Ｗはプーリ凹部幅ＷＰの０.９５から１.００の範囲内にある。
【実施例】
【００１９】
実施例として、表１に示す寸法を有する歯付ベルトを作製した。
歯部と背部用のゴムシートとして、表２に示す水素添加ニトリルゴム配合からなるゴムを通常方法で混練してカレンダーロールによって所定の厚さに調整した。
【００２０】
歯布としては、経糸に６，６ナイロン、緯糸に６，６ナイロンとウレタン弾性糸を混撚りした糸を用いて綾織したものを用いた。
【００２１】
次に、ベルト作製用の本発明の歯形状を有する１２０歯数の金型に上記歯布を巻きつけ、心線としてＳＺ撚り一対のＲＦＬ及び水素化ニトリルゴムをトルエン等の溶剤にて溶かしたゴム糊にて接着処理された表３に示す心線を表４のピッチにてスパイラルに所定の張力で巻き付けた。この心線の上に、表２のゴムシートを貼り付けた。更に、加硫缶に投入して通常の圧入方式により歯形を形成させた後１６５°Ｃにて３０分加圧加硫して、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅（３０ｍｍ）にカットして歯付ベルトを得た。
【００２２】
【表１】
2005308164.tif 000003
【００２３】
【表２】
2005308164.tif 000004
【００２４】
【表３】
2005308164.tif 000005
【００２５】
【表４】
2005308164.tif 000006
【００２６】
又、作製した歯付ベルトを図４に示すようなレイアウトにて発音試験を行った。走行条件は、３気筒６６０ｃｃのガソリンエンジンのエンジンレイアウトで行った。
【００２７】
測定条件としては、設定張力が１３７Ｎ、測定温度が油温８０°Ｃにて開始、マイク位置をクランクプーリ底より前方３０ｃｍの箇所とし、測定回転数をアイドリング〜７０００ｒｐｍとした。その結果を図５及び図６に示す。
【００２８】
図５及び図６において、どちらのベルトも２５００ｒｐｍにて１０４０Ｈｚで弦共振音が発生しているが、実施例２は音圧が小さくなっている。
【００２９】
図７から図１０は、従来例と実施例１から実施例３迄を比較したときに、実施例１から実施例３までは従来例と比較して２５００ｒｐｍ時での音圧レベルが低いことがわかる。次に、エンジンの各回転域で聴感を調べた。その結果を表５に示す。表５の聴感は、３.０−以下が聞きづらい音となっており、不合格を表している。従って、表５からわかるように、従来例１は全てのエンジンの回転域で不合格であるが、実施例１から３に関しては、全てのエンジンの回転域で合格となった。
【００３０】
【表５】
2005308164.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、歯付ベルト等の発音が問題となる一般産業用機械や事務機器への使用に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ベルトとプーリとのかみ合い状態を示した図である。
【図２】本発明の歯付ベルトの歯寸法を示した図である。
【図３】本発明で使用した歯付プーリの歯溝寸法を示した図である。
【図４】走行試験のレイアウトを示す概念図である。
【図５】本発明の実施例２を使用してエンジンを回転させたとき、２５００ｒｐｍ時の音圧のデータを示したグラフである。
【図６】従来例２を使用してエンジンを回転させたとき、２５００ｒｐｍ時の音圧データを示したグラフである。
【図７】エンジン回転数と音圧との関係で、従来例２と実施例１のベルトを使用した場合のグラフである。
【図８】エンジン回転数と音圧との関係で、従来例２と実施例２のベルトを使用した場合のグラフである。
【図９】エンジン回転数と音圧との関係で、従来例２と実施例３のベルトを使用した場合のグラフである。
【図１０】エンジン回転数と音圧との関係で、従来例２と比較例のベルトを使用した場合のグラフである。
【図１１】従来例１の歯付ベルトで、歯寸法を示した断面図である。
【図１２】従来例２の歯付ベルトで、歯寸法を示した断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    歯付ベルト
３    歯付プーリ
５    カムプーリ        ：歯数５０歯
７    オルタネータプーリ：歯数３０歯
９    クランクプーリ    ：歯数２５歯
１１    テンショナ-       ：直径５７.０ｍｍ
Ｐ    歯ピッチ
Ｗ    歯幅
Ｈ    歯の高さ
Ｒ１    側面の半径
Ｒ５    歯元の半径
Ｒ３    歯先半径
θ    ０.３Ｗにおける圧力角
ＷＰ    プーリ凹部幅
【図１】
2005308164.tif 000008
【図２】
2005308164.tif 000009
【図３】
2005308164.tif 000010
【図４】
2005308164.tif 000011
【図５】
2005308164.tif 000012
【図６】
2005308164.tif 000013
【図７】
2005308164.tif 000014
【図８】
2005308164.tif 000015
【図９】
2005308164.tif 000016
【図１０】
2005308164.tif 000017
【図１１】
2005308164.tif 000018
【図１２】
2005308164.tif 000019