(57)【要約】【課題】多軸駆動装置においてエンジンの回転変動に起因して発生する大きなトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてそれらに伴う発音を抑制し、更に寸法安定性がよくベルト寿命を維持した伝動ベルトの多軸駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】エンジンのクランク軸である駆動軸１１と、少なくとも従動軸１２、１４、１６の一つに大きな回転慣性を有する発電機を備え、これらの駆動軸１１と従動軸１２、１４、１６に装着したプーリ１８、１９，２０、２１にＶリブドベルト１を装着した伝動ベルトの多軸駆動装置１０であり、上記伝動ベルトが伸張部２とベルトの周方向に延びる複数のリブ７を有する圧縮部６との間にベルト長手方向に沿って心線４を介在させたＶリブドベルト１であって、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力として１００〜２５０Ｎ／リブを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する回転体を備え、これらの駆動軸と従動軸に取付けた各プーリに伝動ベルトを装着した伝動ベルトの多軸駆動装置において、
上記伝動ベルトが伸張部とベルトの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を介在させたＶリブドベルトであり、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブであることを特徴とする伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項２】
自動車用の補機駆動装置に適用される請求項１記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項３】
駆動軸に隣接していない位置にある従動軸には、大きな回転慣性を有する回転体を備えている請求項１または２記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項４】
エンジンのクランク軸と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する補機を備え、これらのクランク軸と従動軸に取付けた各プーリに、伸張部とベルトの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を介在させたＶリブドベルトを装着した、自動車用の補機駆動装置に適用される伝動ベルトの多軸駆動装置において、
ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブになる伝動ベルトを使用することで、該多軸駆動装置の固有振動領域を低回転速度側へシフトさせたことを特徴とする伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項５】
該多軸駆動装置の固有振動領域を、９００〜１，３００ｒｐｍから５００〜１，２００ｒｐｍの低回転速度の領域へシフトさせた請求項４記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項６】
伝動ベルトに係合してベルト張力を調節するオートテンショナーを装置した請求項１〜５の何れかに記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項７】
オートテンショナーの代わりに固定したテンションプーリを使用してベルト初張力を４０〜１５０Ｎ／リブに設定した請求項１〜６の何れかに記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項８】
Ｖリブドベルトが、心線としてポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、そしてポリトリメチレンテレフタレートを主たる構成単位とするものから選ばれたポリエステル繊維フィラメント群を撚糸したコードからなる請求項１〜７の何れかに記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項９】
Ｖリブドベルトが、心線としてポリエチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘである請求項８記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項１０】
Ｖリブドベルトが、心線としてポリブチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が４，０００〜１２，０００デニールｔｅｘである請求項８記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項１１】
Ｖリブドベルトが、心線としてポリトリメチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘである請求項８記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項１２】
ベルトに１４７Ｎ／５本コードの荷重をかけ、１００°Ｃ雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードである請求項１〜１１の何れかに記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的低引張弾性率を有する伝動ベルトを装着した多軸駆動装置であり、詳しくは多軸駆動装置においてエンジン等の回転変動に起因して発生するトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてこれらに伴う発音を抑制し、更に寸法安定性がよくベルト張力を維持した伝動ベルトの多軸駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖリブドベルトは、接着ゴム層中に心線を埋設し、該接着ゴム層の上部には必要に応じてカバー帆布を積層し、そして該接着ゴム層の下部に複数のリブ部を設けている。このＶリブドベルトは、Ｖベルトに代わって自動車のウォーターポンプや発電機等の多軸駆動の動力伝動用として広く使用されてきている。従来、ベルトの動力を効率よく伝達するためには、ベルトとプーリ間のスリップ率を小さくする必要があり、ベルトの引張弾性率を大きく維持してスリップ率を小さくしていた。
【０００３】
しかし、ベルト張力を高めるうえで、ベルト乾熱時収縮力を高くすると、ベルト乾熱収縮率が高くなり、ベルト長さの経時収縮が大きくなるという問題が発生した。更に、従来の多軸駆動装置では、例えば特許文献１に示すように心線として高モジュラスのコードを有するＶリブドベルトが使用され、しかもクランク軸の回転変動を受け大きな慣性モーメントをもった発電機による張力変動が非常に大きくなり、瞬間的には略ゼロまで低下する。このため、ベルトの振れ（弦振動）、スリップ、これらに起因して発音が発生した。即ち、クランク軸が回転変動し、大きな回転慣性を有する発電機を装着した従動軸に大きなトルク変動が発生し、これによりベルトの振れ（弦振動）が大きくなり、また張力が非常に下がった瞬間にスリップが発生し発音に至ることが多かった。
【０００４】
ベルト長さ方向の固有振動数は、ベルトの引張弾性率、プーリ間のスパン長Ｌ、例えば大きな回転慣性を有するオルターネータのような慣性モーメントＩ、そのプーリ半径Ｒの大きさによって決定される。エンジン機種が特定されると、ベルト長さ方向の固有振動数はベルトの引張弾性率に大きく依存することになる。従来では、ベルト長さ方向の固有振動数を大きくしてベルトの固有振動数を高め、そしてエンジンの共振回転速度を大きくする方向へシフトし、ベルトの振れ（弦振動）によるスリップ、これらに起因した発音等の不具合を避けていた。
【０００５】
しかし、最近では、引張弾性率を小さくしたベルトを使用することも提案されている。例えば、特許公報２には心線にポリアミド４，６を素材するコードを使用し、低引張弾性率にしてベルトを伸びやすくした伝動ベルトが開示され、また特許公報３には心線にポリアミド６，６を使用して低引張弾性率にしてベルトを伸びやすくした伝動ベルトが記載されている。しかし、これらの公報に開示されたベルトの心線は、いずれも水分を吸収しやすい特性を有するポリアミドであり、高温多湿の環境下ではベルトが伸びやすく、寸法変化が大きく、スリップしやすくなる不具合があった。
【特許文献１】特開平７−１２７６９０号公報
【特許文献２】特開平１０−１８４８１３号公報
【特許文献３】米国公開特許Ｎｏ．ＵＳ２００２／０１６５０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明はこのような問題点を改善するものであり、これに対処するもので多軸駆動装置において駆動軸の回転変動に起因して発生する大きなトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてそれらに伴う発音を抑制し、更に寸法安定性がよくてベルト張力を維持した伝動ベルトの多軸駆動装置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】
本願請求項１記載の発明は、駆動軸と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する回転体を備え、これらの駆動軸と従動軸に取付けた各プーリに伝動ベルトを装着した伝動ベルトの多軸駆動装置において、
上記伝動ベルトが伸張部とベルトの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を介在させたＶリブドベルトであり、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【０００８】
本願請求項２記載の発明は、自動車用の補機駆動装置に適用される伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【０００９】
本願請求項３記載の発明は、多軸駆動装置の固有振動領域を低回転速度側へ下げるために、駆動軸に隣接していない位置にある従動軸には、大きな回転慣性を有する回転体を備えている伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１０】
本願請求項４記載の発明は、エンジンのクランク軸と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する補機を備え、これらのクランク軸と従動軸に取付けた各プーリに、伸張部とベルトの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を介在させたＶリブドベルトを装着した、自動車用の補機駆動装置に適用される伝動ベルトの多軸駆動装置において、
ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブになる伝動ベルトを使用することで、該多軸駆動装置の固有振動領域を低回転速度側へシフトさせた伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１１】
本願請求項５記載の発明は、該多軸駆動装置の固有振動領域を、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力を１００〜２５０Ｎ／リブに低下させた伝動ベルトに使用変更することにより、９００〜１，３００ｒｐｍから５００〜１，２００ｒｐｍの低回転速度の領域へシフトさせた伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１２】
本願請求項６記載の発明は、伝動ベルトに係合してベルト張力を調節するオートテンショナーを装置した伝動ベルトの多軸駆動装置である。
【００１３】
本願請求項７記載の発明は、オートテンショナーの代わりに固定したテンションプーリを使用してベルト初張力を４０〜１５０Ｎ／リブに設定した伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１４】
本願請求項８記載の発明は、Ｖリブドベルトが、心線としてポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、そしてポリトリメチレンテレフタレートを主たる構成単位とするものから選ばれたポリエステル繊維フィラメント群を撚糸したコードからなる伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１５】
本願請求項９記載の発明は、Ｖリブドベルトが心線としてポリエチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１６】
本願請求項１０記載の発明は、Ｖリブドベルトが心線としてポリブチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が４，０００〜１２，０００デニールｔｅｘである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１７】
本願請求項１１記載の発明は、Ｖリブドベルトが心線としてポリトリメチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１８】
本願請求項１２記載の発明は、ベルトに１４７Ｎ／５本コードの荷重をかけ、１００°Ｃ雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、駆動軸（クランク軸）と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する発電機を備え、これらの駆動軸と従動軸に装着したプーリに伝動ベルトを装着した伝動ベルトの多軸駆動装置において、特に伝動ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力を１００〜２５０Ｎ／リブになるように従来に比べてベルト長手方向の引張弾性率を小さくするように設定し、多軸駆動装置の共振領域をエンジンの実使用外の回転数へ下げるようにしたものである。即ち、従来の多軸駆動装置の共振領域はエンジンの実使用内の回転速度９００〜１，３００ｒｐｍの範囲内にあるが、本発明の装置ではこれをエンジンの実使用外の回転速度である５００〜１，２００ｒｐｍに下げたものである。これにより、エンジンの回転変動に起因して発生するトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてそれらに伴う「キュッ  キュッ」と言った発音を抑制でき、更に寸法安定性がよくベルト張力を維持できるといった効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照し、本実施を説明する。図１は本発明に係る伝動ベルトの多軸駆動装置を示す概略図であり、図２は多軸駆動装置に使用するＶリブドベルトの断面斜視図である。
【００２１】
図１における多軸駆動装置１０では、エンジンのクランク軸からなる駆動軸１１とし、そして一つの従動軸１２に例えばウォーターポンプ１３、他の従動軸１４に例えば大きな回転慣性を有する発電機１５を、そして他の従動軸１６に例えばクーラーコンプレッサー１７を備え、これらの軸にそれぞれプーリ１８、１９、２０、２１を装着して、これらのプーリ１８、１９、２０、２１にＶリブドベルト１を懸架し、アイドラープーリ２２、そしてベルト張力を自動的に調節するオートテンショナー２３をＶリブドベルト１の背面に係合させている。
【００２２】
ここで使用する多軸駆動装置１０で使用するエンジンの特性としては、上記回転変動する駆動軸１１の角加速度が大きくなるエンジンの厳しい回転速度、即ちエンジンの回転変動により生じるトルク変動が大きくなるクランク軸の回転速度が９００〜１，３００ｒｐｍの範囲に含まれるものが、上記Ｖリブドベルト１を使用する上で効果が大きい。
【００２３】
また、多軸駆動装置１０では、オートテンショナー２３を使用せず、これに代わって通常の固定式のテンションプーリを使用して装置を簡素化することもできる。この場合には、ベルト初張力を４０〜１５０Ｎ／リブに設定する必要がある。ベルト初張力が４０Ｎ／リブ未満になると、張力低下が大きくなってベルトの振れ（弦振動）、スリップが発生し、そしてこれらに起因した発音が生じやすくなる。一方、ベルト初張力が１５０Ｎ／リブを超えると、張力が高くなり、ベルトおよび補機のベアリングの寿命が短くなる。
【００２４】
上記Ｖリブドベルト１は、ベルト長手方向の固有振動数が小さく設定され、発電機１５を備えた従動軸１４が大きな回転慣性を有するために大きな慣性トルクを担持し、そして従動軸１２から離れたときにはベルト長手方向の引張り弾性力を十分に吸収して走行するため、回転変動するクランク軸の角加速度が大きくなる、所謂エンジンの厳しい回転速度領域でも従動軸１２と１６で大きく振れることもなく、張力も維持してスリップによる発音も軽減される。この場合、駆動軸１１に隣接していない位置にある従動軸、例えば従動軸１４に大きな回転慣性を有する発電機１５を設けた多軸駆動装置１０に上記Ｖリブドベルト１を組合せて使用することもできる。
【００２５】
ベルトの剛性（バネ）とプーリ径が発電機等のような補機のイナーシャ（慣性モーメント）によるベルト長手方向の固有振動数がクランク軸の回転変動振動数と一致したときに共振状態になる。この現象を、例えば図３に示すベルトを２軸に装着した簡単なモデル図を用いて説明すると、ベルトの縦弾性係数をＥ、その断面積をＡ、プーリ間のスパン長をＬ、大きな回転慣性を有するオルターネータのような慣性モーメントをＩ、そのプーリ半径をＲとすると、ベルトと補機の慣性モーメントによるベルト長手方向振動の固有値が存在し、その固有値（ベルト長手方向の固有振動数）ｆ０は下記式１から求められる。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
例えば、ＡＥ＝１００ｋＮ、Ｌ＝０．８ｍ、Ｉ＝０．００３５ｋｇｍ２、Ｒ＝０．０２５ｍでは、ベルトの長手方向の固有振動数はｆ０＝３３．６Ｈｚとなり、４気筒エンジンの場合、その回転速度が１，００９ｒｐｍ、即ちエンジンの厳しい回転速度のときに共振状態になる。ベルトが共振すると、前述にようにベルトの振れ（弦振動）、スリップ、更にこれらに起因した発音が大きくなる。
【００２８】
ＡＥ＝５０ｋＮに低下させると、ベルトの長手方向の固有振動数はｆ０＝２３．８Ｈｚになり、４気筒エンジンの共振回転速度は７１３ｒｐｍと実用領域外に低下し、前述のように大きなベルトの振れ（弦振動）、スリップ、そしてスリップに起因した発音を抑制できる。
【００２９】
ここで使用するＶリブドベルト１は、カバー帆布３からなる伸張部２と、コードよりなる心線４を埋設した接着ゴム層５と、その下側に弾性体層である圧縮部６からなっている。この圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブ７を有している。
【００３０】
前記リブ７には、ゴムとしてエチレン−α−オレフィンエラストマー、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を添加したもの、クロロスルフォン化ポリエチレン、クロロプレン、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳＭ、ＳＢＲが使用される。
【００３１】
そのうち、エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）からなるゴムをいう。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどがあげられる。
【００３２】
エチレン−α−オレフィンエラストマーの加硫剤としてパーオキサイドを添加する。また、共架橋剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）としＴＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄など通常パーオキサイド架橋に用いるものである。
【００３３】
この中でもＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドが好ましく、これを添加することによって架橋度を上げて粘着摩耗等を防止することができる。Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドの添加量はエチレン−α−オレフィンエラストマー１００重量部に対して０．２〜１０重量部であり、０．２重量部未満の場合には、架橋密度が小さくなり耐摩耗性、耐粘着摩耗性の改善効果が小さく、一方１０重量部を越えると加硫ゴムの伸びの低下が著しく、耐屈曲性に問題が生じる。
【００３４】
更に、上記リブ７には、硫黄をエチレン−α−オレフィンエラストマー１００重量部に対して０．０１〜１重量部添加することにより、加硫ゴムの伸びの低下を制御することができる。１重量部を越えると、架橋度が期待できる程に向上しないため、加硫ゴムの未耐摩耗性、耐粘着摩耗性も向上しなくなる。
【００３５】
また、リブ７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リブ７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リブ７の表面にダイヤモンドを電着したグラインダーホイールによって研磨加工して該短繊維を突出させる。リブ７の表面の摩擦係数は低下して、ベルト走行時の騒音を軽減する。
【００３６】
前記接着ゴム層５にもリブ７と同様のゴム組成物が使用される。しかし、心線と良好に接着するために、パーオキサイドを含まない硫黄加硫によるエチレン−α−オレフィンエラストマー組成物や、クロロスルフォン化ポリエチレン組成物もしくは水素化ニトリルゴム組成物を使用することもできる。
【００３７】
また、上記心線４としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、そしてポリトリメチレンテレフタレート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糸したコードを接着処理したものが使用される。このコードの上撚り数は５〜１５／１０ｃｍであり、また下撚り数は１５〜２５／１０ｃｍである。
ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維の撚糸コードは、トータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘであり、ポリブチレンテレフタレート繊維の撚糸コードは、トータル繊度が４，０００〜１２，０００デニールｔｅｘになっている。総デニールが下限値未満の場合には、ベルトのモジュラス、強力が小さくなり過ぎ、また上限値を越えると、逆にベルトのモジュラスが大きくなってベルトの固有振動数とエンジンの共振回転速度が増加するため、エンジンの厳しい回転速度でベルトの共振が発生する。
【００３８】
上記心線４の接着処理は、まず（１）未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物から選ばれた処理液を入れたタンクに含浸してプレディップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いてＲＦＬ液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜２６０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理機に３０〜６００秒間通して−１〜３％延伸して延伸処理コードとする。
【００３９】
上記エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物である。このエポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。
【００４０】
また、イソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエン２，４−ジイソシアネート、Ｐ−フェニルジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート等がある。このイソシアネート化合物もトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。
【００４１】
ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはスチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、ＥＰＤＭ、水素化ニトリル、ＮＢＲ、クロロプレン等である。
【００４２】
上記延伸熱固定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変えることで、ベルト幅当たりの繊度を２，０００〜５，０００デニールｔｅｘ／ｍｍにすることで、引張弾性率の低いベルトに仕上げることができる。２，０００デニールｔｅｘ／ｍｍ未満になると、ベルトの引張弾性率が上昇し、一方５，０００デニールｔｅｘ／ｍｍを越えると、ベルトの引張弾性率が徐々に低くなり、またベルトの強度も低下する。
【００４３】
上記カバー帆布３は綿、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、アラミド繊維からなる糸を用いて、平織、綾織、朱子織等に製織した布である。しかし、本発明では、カバー帆布を積層する必要はない。
【００４４】
上記心線４を用い、そして上記の心線巻き付けピッチに設定したＶリブドベルトは、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブであり、このようなモジュラスであると、たとえ駆動軸が回転変動し、大きな回転慣性を有する発電機１３にもつ従動軸に大きなトルク変動が発生してＶリブドベルトが引張力を吸収して弾性的に伸張し、ベルトの振れ（弦振動）がエンジンの最も厳しい条件の回転速度からシフトしており、前述にように大きなベルトの振れ（弦振動）、スリップ、これらに起因した発音は抑制される。
尚、上記ベルトの２％伸ばすのに必要な引張力の測定は、ベルトを２つの溝付きプーリに巻き付け、一方のプーリを５０ｍｍ／分の速度で引張って、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力を測定し、１リブ（例えば３．５６ｍｍ）当たりの引張力に換算して求められる。
【００４５】
しかも、ベルトに１４７Ｎ／５本コードの荷重をかけ、１００°Ｃ雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードであると、Ｖリブドベルト１は寸法安定性がよく適切なベルト張力を維持することが出来る。ベルト収縮力が５０Ｎ／５本コード未満の場合には、ベルトが伸びやすくてベルト張力の低下が大きく、スリップ率が高くなる傾向がある。一方、ベルト収縮力が１５０Ｎ／５本コードを越える場合には、ベルト長さの経時収縮が大きくなる傾向がある上に、スリップ率が小さくなる効果は小さい。
【００４６】
ベルト乾熱時収縮力の測定では、ベルトのリブ部、伸張部を除去し、そしてベルトの両側から余分のコードを取り除き、コード５本からなる測定試料を作製する。この測定試料に１４７Ｎ／５本コードの初荷重をかけ、１００°Ｃの雰囲気下で３０分間放置した後、発生した収縮力を求めた。
【実施例】
【００４７】
以下に、本発明を具体的な実施例のより更に詳細に説明する。
実施例１、比較例１
心線として、１，２２０デニールｔeｘのポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）を１×３の撚構成で、上撚り数１５．１回／１０ｃｍ、下撚り数２６．９回／１０ｃｍで緒撚してトータルデニール３，６６０デニールｔeｘの未処理コードを準備した。
【００４８】
次いで、未処理コードをトルエン９０ｇにＰＡＰＩ（化成アップジョン社製ポリイソシアネート化合物）１０ｇからなる接着剤でプレディップした後、約１７０〜１９０°Ｃの温度設定した乾燥炉に１０〜３００秒間通して乾燥し、続いてＲＦＬ液（クロロプレンゴムラテックス１００質量部、レゾルシン１４．６質量部、３７％ホルマリン９．２質量部、水酸化ナトリウム１．５質量部、水２６１．５質量部）からなる接着剤に含浸させ、ヒートセット延伸率３．０％で熱延伸固定処理を行って処理コードとした。
【００４９】
本実施例におけるＶリブドベルトの製造方法は、以下の通りである。
まず、円筒状モールドに経糸と緯糸とが綿糸からなる平織物にクロロプレンゴム組成物をフリクションしたゴム付帆布を１プライ巻き付けた後、クロロプレンゴム組成物からなる接着ゴムシートを巻き、更にその上に上記コードをベルト幅当たりの繊度を２，９０５デニールｔｅｘ／ｍｍでスピニングし、そしてクロロプレンゴム組成物からなるゴム層を巻き付け成形した。これを通常の方法で１６０°Ｃ、３０分で加硫して円筒状の加硫ゴムスリーブを得た。
【００５０】
上記加硫ゴムスリーブを研磨機の駆動ロールと従動ロールに装着して、張力を付与した後に回転させた。１５０メッシュのダイヤモンドを表面に装着した研磨ホイールを１，６００ｒｐｍで回転させ、これを加硫スリーブに当接させてリブ部を研磨した。研磨機から取り出したスリーブを切断機に設置した後、回転しながら切断した。
【００５１】
作製したＶリブドベルトは、上記各延伸固定処理コードからなる心線が接着ゴム層内に埋設され、その上側にゴム付綿帆布を１プライ積層し、他方接着ゴム層の下側には圧縮部があって５個のリブがベルト長手方向に有していた。このＶリブドベルトはＲＭＡ規格による長さ１，６２０ｍｍのＫ型５リブドベルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．９ｍｍ、リブ角度４０°、そしてベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１９５Ｎ／リブであり、１００℃におけるベルト収縮力が１５Ｎ／リブであった。
【００５２】
続いて、上記ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１６５Ｎ／リブであるＶリブドベルトを、３気筒エンジンであるクランク軸の駆動プーリ（直径１３０ｍｍ）、ウォーターポンプに設けた従動プーリ（直径１１０ｍｍ）、発電機に設けた従動プーリ（直径５２ｍｍ）、クーラーコンプレッサーに設けた従動プーリ（直径１１５ｍｍ）に懸架し、クランク軸とウォーターポンプに設けた従動プーリとの間にオートテンショナーを、また発電機に設けた従動プーリとクーラーコンプレッサーに設けた従動プーリの間にアイドラープーリを設けた。設置したベルトはオートテンショナーにより４１Ｎ／リブの張力を与え、クランク軸の回転速度が１，０００ｒｐｍ、回転変動率が±１３％、無負荷、そして雰囲気温度が室温で走行させ、このときのベルトの振れ（弦振動）と発音を測定した。
クランク軸の回転速度が１，０００ｒｐｍが、回転変動するクランク軸の角加速度が最も大きくなるエンジンの厳しい回転速度になっている。
【００５３】
尚、ベルトの振れ（弦振動）の測定は、クーラーコンプレッサーとクランク軸間のスパン中央部の振れを非接触変位計で検出し、レコーダにて計測した。また、発音は聴感で観測した。また、比較例としてベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が３８０Ｎ／リブのＶリブドベルトを使用した。
【００５４】
この結果、図4に本実施例と比較例の駆動装置におけるベルトの振れと時間の関係図を示すように、本実施例に係るＶリブドベルトでは、ベルトの振れは全振幅最大で１３ｍｍ、発音は観測されなかったが、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が３８０Ｎ／リブの従来のＶリブドベルトでは、ベルトの振れが全振幅最大で２０ｍｍ、大きな「キュッ  キュッ」音が観測された。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る伝動ベルトの多軸駆動装置は、自動車用エンジンの補機駆動装置に広く適用され、エンジンの回転変動に起因して発生するトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてそれらに伴う発音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】Ｖリブドベルトを用いた多軸駆動装置を示す概略図である。
【図２】本発明に係るＶリブドベルトの断面斜視図である。
【図３】伝動ベルトを２軸に装着した場合における共振発生を示すモデル図である。
【図４】本実施例と比較例の駆動装置におけるベルトの振れと時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  Ｖリブドベルト
２  伸張部
３  カバー帆布
４  心線
５  接着ゴム層
６  圧縮部
７  リブ
１０  多軸駆動装置
１１  駆動軸
１２  従動軸
１３  ウォーターポンプ
１４  従動軸
１５  発電機
１６  従動軸
１７  クーラーコンプレッサー
１８  駆動プーリ
１９  従動プーリ
２０  従動プーリ
２１  従動プーリ
２２  アイドラープーリ
２３  オートテンショナー
【図１】
2005098473.tif 000004
【図２】
2005098473.tif 000005
【図３】
2005098473.tif 000006
【図４】
2005098473.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月29日(2003.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する回転体を備え、これらの駆動軸と従動軸に取付けた各プーリに伝動ベルトを装着した伝動ベルトの多軸駆動装置において、
上記伝動ベルトが伸張部とベルトの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を介在させたＶリブドベルトであり、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブであることを特徴とする伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項２】
自動車用の補機駆動装置に適用される請求項１記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項３】
駆動軸に隣接していない位置にある従動軸には、大きな回転慣性を有する回転体を備えている請求項１または２記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項４】
エンジンのクランク軸と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する補機を備え、これらのクランク軸と従動軸に取付けた各プーリに、伸張部とベルトの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を介在させたＶリブドベルトを装着した、自動車用の補機駆動装置に適用される伝動ベルトの多軸駆動装置において、
ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブになる伝動ベルトを使用することで、該多軸駆動装置の固有振動領域を低回転速度側へシフトさせたことを特徴とする伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項５】
該多軸駆動装置の固有振動領域を、９００〜１，３００ｒｐｍから５００〜１，２００ｒｐｍの低回転速度の領域へシフトさせた請求項４記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項６】
伝動ベルトに係合してベルト張力を調節するオートテンショナーを装置した請求項１〜５の何れかに記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項７】
オートテンショナーの代わりに固定したテンションプーリを使用してベルト初張力を４０〜１５０Ｎ／リブに設定した請求項１〜６の何れかに記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項８】
Ｖリブドベルトが、心線としてポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、そしてポリトリメチレンテレフタレートを主たる構成単位とするものから選ばれたポリエステル繊維フィラメント群を撚糸したコードからなる請求項１〜７の何れかに記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項９】
Ｖリブドベルトが、心線としてポリエチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘである請求項８記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項１０】
Ｖリブドベルトが、心線としてポリブチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が４，０００〜１２，０００デニールｔｅｘである請求項８記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項１１】
Ｖリブドベルトが、心線としてポリトリメチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘである請求項８記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【請求項１２】
ベルトに１４７Ｎ／５本コードの荷重をかけ、１００°Ｃ雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードである請求項１〜１１の何れかに記載の伝動ベルトの多軸駆動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的低引張弾性率を有する伝動ベルトを装着した多軸駆動装置であり、詳しくは多軸駆動装置においてエンジン等の回転変動に起因して発生するトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてこれらに伴う発音を抑制し、更に寸法安定性がよくベルト張力を維持した伝動ベルトの多軸駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖリブドベルトは、接着ゴム層中に心線を埋設し、該接着ゴム層の上部には必要に応じてカバー帆布を積層し、そして該接着ゴム層の下部に複数のリブ部を設けている。このＶリブドベルトは、Ｖベルトに代わって自動車のウォーターポンプや発電機等の多軸駆動の動力伝動用として広く使用されてきている。従来、ベルトの動力を効率よく伝達するためには、ベルトとプーリ間のスリップ率を小さくする必要があり、ベルトの引張弾性率を大きく維持してスリップ率を小さくしていた。
【０００３】
しかし、ベルト張力を高めるうえで、ベルト乾熱時収縮力を高くすると、ベルト乾熱収縮率が高くなり、ベルト長さの経時収縮が大きくなるという問題が発生した。更に、従来の多軸駆動装置では、例えば特許文献１に示すように心線として高モジュラスのコードを有するＶリブドベルトが使用され、しかもクランク軸の回転変動を受け大きな慣性モーメントをもった発電機による張力変動が非常に大きくなり、瞬間的には略ゼロまで低下する。このため、ベルトの振れ（弦振動）、スリップ、これらに起因して発音が発生した。即ち、クランク軸が回転変動し、大きな回転慣性を有する発電機を装着した従動軸に大きなトルク変動が発生し、これによりベルトの振れ（弦振動）が大きくなり、また張力が非常に下がった瞬間にスリップが発生し発音に至ることが多かった。
【０００４】
ベルト長さ方向の固有振動数は、ベルトの引張弾性率、プーリ間のスパン長Ｌ、例えば大きな回転慣性を有するオルターネータのような慣性モーメントＩ、そのプーリ半径Ｒの大きさによって決定される。エンジン機種が特定されると、ベルト長さ方向の固有振動数はベルトの引張弾性率に大きく依存することになる。従来では、ベルト長さ方向の固有振動数を大きくしてベルトの固有振動数を高め、そしてエンジンの共振回転速度を大きくする方向へシフトし、ベルトの振れ（弦振動）によるスリップ、これらに起因した発音等の不具合を避けていた。
【０００５】
しかし、最近では、引張弾性率を小さくしたベルトを使用することも提案されている。例えば、特許公報２には心線にポリアミド４，６を素材するコードを使用し、低引張弾性率にしてベルトを伸びやすくした伝動ベルトが開示され、また特許公報３には心線にポリアミド６，６を使用して低引張弾性率にしてベルトを伸びやすくした伝動ベルトが記載されている。しかし、これらの公報に開示されたベルトの心線は、いずれも水分を吸収しやすい特性を有するポリアミドであり、高温多湿の環境下ではベルトが伸びやすく、寸法変化が大きく、スリップしやすくなる不具合があった。
【特許文献１】特開平７−１２７６９０号公報
【特許文献２】特開平１０−１８４８１３号公報
【特許文献３】米国公開特許Ｎｏ．ＵＳ２００２／０１６５０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明はこのような問題点を改善するものであり、これに対処するもので多軸駆動装置において駆動軸の回転変動に起因して発生する大きなトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてそれらに伴う発音を抑制し、更に寸法安定性がよくてベルト張力を維持した伝動ベルトの多軸駆動装置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】
本願請求項１記載の発明は、駆動軸と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する回転体を備え、これらの駆動軸と従動軸に取付けた各プーリに伝動ベルトを装着した伝動ベルトの多軸駆動装置において、
上記伝動ベルトが伸張部とベルトの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を介在させたＶリブドベルトであり、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【０００８】
本願請求項２記載の発明は、自動車用の補機駆動装置に適用される伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【０００９】
本願請求項３記載の発明は、多軸駆動装置の固有振動領域を低回転速度側へ下げるために、駆動軸に隣接していない位置にある従動軸には、大きな回転慣性を有する回転体を備えている伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１０】
本願請求項４記載の発明は、エンジンのクランク軸と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する補機を備え、これらのクランク軸と従動軸に取付けた各プーリに、伸張部とベルトの周方向に延びる複数のリブを有する圧縮部との間にベルト長手方向に沿って心線を介在させたＶリブドベルトを装着した、自動車用の補機駆動装置に適用される伝動ベルトの多軸駆動装置において、
ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブになる伝動ベルトを使用することで、該多軸駆動装置の固有振動領域を低回転速度側へシフトさせた伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１１】
本願請求項５記載の発明は、該多軸駆動装置の固有振動領域を、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力を１００〜２５０Ｎ／リブに低下させた伝動ベルトに使用変更することにより、９００〜１，３００ｒｐｍから５００〜１，２００ｒｐｍの低回転速度の領域へシフトさせた伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１２】
本願請求項６記載の発明は、伝動ベルトに係合してベルト張力を調節するオートテンショナーを装置した伝動ベルトの多軸駆動装置である。
【００１３】
本願請求項７記載の発明は、オートテンショナーの代わりに固定したテンションプーリを使用してベルト初張力を４０〜１５０Ｎ／リブに設定した伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１４】
本願請求項８記載の発明は、Ｖリブドベルトが、心線としてポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、そしてポリトリメチレンテレフタレートを主たる構成単位とするものから選ばれたポリエステル繊維フィラメント群を撚糸したコードからなる伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１５】
本願請求項９記載の発明は、Ｖリブドベルトが心線としてポリエチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１６】
本願請求項１０記載の発明は、Ｖリブドベルトが心線としてポリブチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が４，０００〜１２，０００デニールｔｅｘである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１７】
本願請求項１１記載の発明は、Ｖリブドベルトが心線としてポリトリメチレンテレフタレート繊維フィラメント群を撚糸したコードからなり、該撚りコードのトータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【００１８】
本願請求項１２記載の発明は、ベルトに１４７Ｎ／５本コードの荷重をかけ、１００°Ｃ雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードである伝動ベルトの多軸駆動装置にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、駆動軸（クランク軸）と、少なくとも従動軸の一つに大きな回転慣性を有する発電機を備え、これらの駆動軸と従動軸に装着したプーリに伝動ベルトを装着した伝動ベルトの多軸駆動装置において、特に伝動ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力を１００〜２５０Ｎ／リブになるように従来に比べてベルト長手方向の引張弾性率を小さくするように設定し、多軸駆動装置の共振領域をエンジンの実使用外の回転数へ下げるようにしたものである。即ち、従来の多軸駆動装置の共振領域はエンジンの実使用内の回転速度９００〜１，３００ｒｐｍの範囲内にあるが、本発明の装置ではこれをエンジンの実使用外の回転速度である５００〜１，２００ｒｐｍに下げたものである。これにより、エンジンの回転変動に起因して発生するトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてそれらに伴う「キュッ  キュッ」と言った発音を抑制でき、更に寸法安定性がよくベルト張力を維持できるといった効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照し、本実施を説明する。図１は本発明に係る伝動ベルトの多軸駆動装置を示す概略図であり、図２は多軸駆動装置に使用するＶリブドベルトの断面斜視図である。
【００２１】
図１における多軸駆動装置１０では、エンジンのクランク軸からなる駆動軸１１とし、そして一つの従動軸１２に例えばウォーターポンプ１３、他の従動軸１４に例えば大きな回転慣性を有する発電機１５を、そして他の従動軸１６に例えばクーラーコンプレッサー１７を備え、これらの軸にそれぞれプーリ１８、１９、２０、２１を装着して、これらのプーリ１８、１９、２０、２１にＶリブドベルト１を懸架し、アイドラープーリ２２、そしてベルト張力を自動的に調節するオートテンショナー２３をＶリブドベルト１の背面に係合させている。
【００２２】
ここで使用する多軸駆動装置１０で使用するエンジンの特性としては、上記回転変動する駆動軸１１の角加速度が大きくなるエンジンの厳しい回転速度、即ちエンジンの回転変動により生じるトルク変動が大きくなるクランク軸の回転速度が９００〜１，３００ｒｐｍの範囲に含まれるものが、上記Ｖリブドベルト１を使用する上で効果が大きい。
【００２３】
また、多軸駆動装置１０では、オートテンショナー２３を使用せず、これに代わって通常の固定式のテンションプーリを使用して装置を簡素化することもできる。この場合には、ベルト初張力を４０〜１５０Ｎ／リブに設定する必要がある。ベルト初張力が４０Ｎ／リブ未満になると、張力低下が大きくなってベルトの振れ（弦振動）、スリップが発生し、そしてこれらに起因した発音が生じやすくなる。一方、ベルト初張力が１５０Ｎ／リブを超えると、張力が高くなり、ベルトおよび補機のベアリングの寿命が短くなる。
【００２４】
上記Ｖリブドベルト１は、ベルト長手方向の固有振動数が小さく設定され、発電機１５を備えた従動軸１４が大きな回転慣性を有するために大きな慣性トルクを担持し、そして従動軸１２から離れたときにはベルト長手方向の引張り弾性力を十分に吸収して走行するため、回転変動するクランク軸の角加速度が大きくなる、所謂エンジンの厳しい回転速度領域でも従動軸１２と１６で大きく振れることもなく、張力も維持してスリップによる発音も軽減される。この場合、駆動軸１１に隣接していない位置にある従動軸、例えば従動軸１４に大きな回転慣性を有する発電機１５を設けた多軸駆動装置１０に上記Ｖリブドベルト１を組合せて使用することもできる。
【００２５】
ベルトの剛性（バネ）とプーリ径が発電機等のような補機のイナーシャ（慣性モーメント）によるベルト長手方向の固有振動数がクランク軸の回転変動振動数と一致したときに共振状態になる。この現象を、例えば図３に示すベルトを２軸に装着した簡単なモデル図を用いて説明すると、ベルトの縦弾性係数をＥ、その断面積をＡ、プーリ間のスパン長をＬ、大きな回転慣性を有するオルターネータのような慣性モーメントをＩ、そのプーリ半径をＲとすると、ベルトと補機の慣性モーメントによるベルト長手方向振動の固有値が存在し、その固有値（ベルト長手方向の固有振動数）ｆ０は下記式１から求められる。
【００２６】
【数１】
2005098473.tif 000008
【００２７】
例えば、ＡＥ＝１００ｋＮ、Ｌ＝０．８ｍ、Ｉ＝０．００３５ｋｇｍ２、Ｒ＝０．０２５ｍでは、ベルトの長手方向の固有振動数はｆ０＝３３．６Ｈｚとなり、４気筒エンジンの場合、その回転速度が１，００９ｒｐｍ、即ちエンジンの厳しい回転速度のときに共振状態になる。ベルトが共振すると、前述にようにベルトの振れ（弦振動）、スリップ、更にこれらに起因した発音が大きくなる。
【００２８】
ＡＥ＝５０ｋＮに低下させると、ベルトの長手方向の固有振動数はｆ０＝２３．８Ｈｚになり、４気筒エンジンの共振回転速度は７１３ｒｐｍと実用領域外に低下し、前述のように大きなベルトの振れ（弦振動）、スリップ、そしてスリップに起因した発音を抑制できる。
【００２９】
ここで使用するＶリブドベルト１は、カバー帆布３からなる伸張部２と、コードよりなる心線４を埋設した接着ゴム層５と、その下側に弾性体層である圧縮部６からなっている。この圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブ７を有している。
【００３０】
前記リブ７には、ゴムとしてエチレン−α−オレフィンエラストマー、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を添加したもの、クロロスルフォン化ポリエチレン、クロロプレン、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳＭ、ＳＢＲが使用される。
【００３１】
そのうち、エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）からなるゴムをいう。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどがあげられる。
【００３２】
エチレン−α−オレフィンエラストマーの加硫剤としてパーオキサイドを添加する。また、共架橋剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）としＴＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄など通常パーオキサイド架橋に用いるものである。
【００３３】
この中でもＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドが好ましく、これを添加することによって架橋度を上げて粘着摩耗等を防止することができる。Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドの添加量はエチレン−α−オレフィンエラストマー１００重量部に対して０．２〜１０重量部であり、０．２重量部未満の場合には、架橋密度が小さくなり耐摩耗性、耐粘着摩耗性の改善効果が小さく、一方１０重量部を越えると加硫ゴムの伸びの低下が著しく、耐屈曲性に問題が生じる。
【００３４】
更に、上記リブ７には、硫黄をエチレン−α−オレフィンエラストマー１００重量部に対して０．０１〜１重量部添加することにより、加硫ゴムの伸びの低下を制御することができる。１重量部を越えると、架橋度が期待できる程に向上しないため、加硫ゴムの未耐摩耗性、耐粘着摩耗性も向上しなくなる。
【００３５】
また、リブ７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リブ７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リブ７の表面にダイヤモンドを電着したグラインダーホイールによって研磨加工して該短繊維を突出させる。リブ７の表面の摩擦係数は低下して、ベルト走行時の騒音を軽減する。
【００３６】
前記接着ゴム層５にもリブ７と同様のゴム組成物が使用される。しかし、心線と良好に接着するために、パーオキサイドを含まない硫黄加硫によるエチレン−α−オレフィンエラストマー組成物や、クロロスルフォン化ポリエチレン組成物もしくは水素化ニトリルゴム組成物を使用することもできる。
【００３７】
また、上記心線４としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、そしてポリトリメチレンテレフタレート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糸したコードを接着処理したものが使用される。このコードの上撚り数は５〜１５／１０ｃｍであり、また下撚り数は１５〜２５／１０ｃｍである。
ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維の撚糸コードは、トータル繊度が１，０００〜６，０００デニールｔｅｘであり、ポリブチレンテレフタレート繊維の撚糸コードは、トータル繊度が４，０００〜１２，０００デニールｔｅｘになっている。総デニールが下限値未満の場合には、ベルトのモジュラス、強力が小さくなり過ぎ、また上限値を越えると、逆にベルトのモジュラスが大きくなってベルトの固有振動数とエンジンの共振回転速度が増加するため、エンジンの厳しい回転速度でベルトの共振が発生する。
【００３８】
上記心線４の接着処理は、まず（１）未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物から選ばれた処理液を入れたタンクに含浸してプレディップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いてＲＦＬ液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜２６０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理機に３０〜６００秒間通して−１〜３％延伸して延伸処理コードとする。
【００３９】
上記エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物である。このエポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。
【００４０】
また、イソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエン２，４−ジイソシアネート、Ｐ−フェニルジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート等がある。このイソシアネート化合物もトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。
【００４１】
ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはスチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、ＥＰＤＭ、水素化ニトリル、ＮＢＲ、クロロプレン等である。
【００４２】
上記延伸熱固定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変えることで、ベルト幅当たりの繊度を２，０００〜５，０００デニールｔｅｘ／ｍｍにすることで、引張弾性率の低いベルトに仕上げることができる。２，０００デニールｔｅｘ／ｍｍ未満になると、ベルトの引張弾性率が上昇し、一方５，０００デニールｔｅｘ／ｍｍを越えると、ベルトの引張弾性率が徐々に低くなり、またベルトの強度も低下する。
【００４３】
上記カバー帆布３は綿、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、アラミド繊維からなる糸を用いて、平織、綾織、朱子織等に製織した布である。しかし、本発明では、カバー帆布を積層する必要はない。
【００４４】
上記心線４を用い、そして上記の心線巻き付けピッチに設定したＶリブドベルトは、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブであり、このようなモジュラスであると、たとえ駆動軸が回転変動し、大きな回転慣性を有する発電機１３にもつ従動軸に大きなトルク変動が発生してＶリブドベルトが引張力を吸収して弾性的に伸張し、ベルトの振れ（弦振動）がエンジンの最も厳しい条件の回転速度からシフトしており、前述にように大きなベルトの振れ（弦振動）、スリップ、これらに起因した発音は抑制される。
尚、上記ベルトの２％伸ばすのに必要な引張力の測定は、ベルトを２つの溝付きプーリに巻き付け、一方のプーリを５０ｍｍ／分の速度で引張って、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力を測定し、１リブ（例えば３．５６ｍｍ）当たりの引張力に換算して求められる。
【００４５】
しかも、ベルトに１４７Ｎ／５本コードの荷重をかけ、１００°Ｃ雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードであると、Ｖリブドベルト１は寸法安定性がよく適切なベルト張力を維持することが出来る。ベルト収縮力が５０Ｎ／５本コード未満の場合には、ベルトが伸びやすくてベルト張力の低下が大きく、スリップ率が高くなる傾向がある。一方、ベルト収縮力が１５０Ｎ／５本コードを越える場合には、ベルト長さの経時収縮が大きくなる傾向がある上に、スリップ率が小さくなる効果は小さい。
【００４６】
ベルト乾熱時収縮力の測定では、ベルトのリブ部、伸張部を除去し、そしてベルトの両側から余分のコードを取り除き、コード５本からなる測定試料を作製する。この測定試料に１４７Ｎ／５本コードの初荷重をかけ、１００°Ｃの雰囲気下で３０分間放置した後、発生した収縮力を求めた。
【実施例】
【００４７】
以下に、本発明を具体的な実施例のより更に詳細に説明する。
実施例１、比較例１
心線として、１，２２０デニールｔeｘのポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）を１×３の撚構成で、上撚り数１５．１回／１０ｃｍ、下撚り数２６．９回／１０ｃｍで緒撚してトータルデニール３，６６０デニールｔeｘの未処理コードを準備した。
【００４８】
次いで、未処理コードをトルエン９０ｇにＰＡＰＩ（化成アップジョン社製ポリイソシアネート化合物）１０ｇからなる接着剤でプレディップした後、約１７０〜１９０°Ｃの温度設定した乾燥炉に１０〜３００秒間通して乾燥し、続いてＲＦＬ液（クロロプレンゴムラテックス１００質量部、レゾルシン１４．６質量部、３７％ホルマリン９．２質量部、水酸化ナトリウム１．５質量部、水２６１．５質量部）からなる接着剤に含浸させ、ヒートセット延伸率３．０％で熱延伸固定処理を行って処理コードとした。
【００４９】
本実施例におけるＶリブドベルトの製造方法は、以下の通りである。
まず、円筒状モールドに経糸と緯糸とが綿糸からなる平織物にクロロプレンゴム組成物をフリクションしたゴム付帆布を１プライ巻き付けた後、クロロプレンゴム組成物からなる接着ゴムシートを巻き、更にその上に上記コードをベルト幅当たりの繊度を２，９０５デニールｔｅｘ／ｍｍでスピニングし、そしてクロロプレンゴム組成物からなるゴム層を巻き付け成形した。これを通常の方法で１６０°Ｃ、３０分で加硫して円筒状の加硫ゴムスリーブを得た。
【００５０】
上記加硫ゴムスリーブを研磨機の駆動ロールと従動ロールに装着して、張力を付与した後に回転させた。１５０メッシュのダイヤモンドを表面に装着した研磨ホイールを１，６００ｒｐｍで回転させ、これを加硫スリーブに当接させてリブ部を研磨した。研磨機から取り出したスリーブを切断機に設置した後、回転しながら切断した。
【００５１】
作製したＶリブドベルトは、上記各延伸固定処理コードからなる心線が接着ゴム層内に埋設され、その上側にゴム付綿帆布を１プライ積層し、他方接着ゴム層の下側には圧縮部があって５個のリブがベルト長手方向に有していた。このＶリブドベルトはＲＭＡ規格による長さ１，６２０ｍｍのＫ型５リブドベルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．９ｍｍ、リブ角度４０°、そしてベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１９５Ｎ／リブであり、１００℃におけるベルト収縮力が１５Ｎ／リブであった。
【００５２】
続いて、上記ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が１６５Ｎ／リブであるＶリブドベルトを、３気筒エンジンであるクランク軸の駆動プーリ（直径１３０ｍｍ）、ウォーターポンプに設けた従動プーリ（直径１１０ｍｍ）、発電機に設けた従動プーリ（直径５２ｍｍ）、クーラーコンプレッサーに設けた従動プーリ（直径１１５ｍｍ）に懸架し、クランク軸とウォーターポンプに設けた従動プーリとの間にオートテンショナーを、また発電機に設けた従動プーリとクーラーコンプレッサーに設けた従動プーリの間にアイドラープーリを設けた。設置したベルトはオートテンショナーにより４１Ｎ／リブの張力を与え、クランク軸の回転速度が１，０００ｒｐｍ、回転変動率が±１３％、無負荷、そして雰囲気温度が室温で走行させ、このときのベルトの振れ（弦振動）と発音を測定した。
クランク軸の回転速度が１，０００ｒｐｍが、回転変動するクランク軸の角加速度が最も大きくなるエンジンの厳しい回転速度になっている。
【００５３】
尚、ベルトの振れ（弦振動）の測定は、クーラーコンプレッサーとクランク軸間のスパン中央部の振れを非接触変位計で検出し、レコーダにて計測した。また、発音は聴感で観測した。また、比較例としてベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が３８０Ｎ／リブのＶリブドベルトを使用した。
【００５４】
この結果、図4に本実施例と比較例の駆動装置におけるベルトの振れと時間の関係図を示すように、本実施例に係るＶリブドベルトでは、ベルトの振れは全振幅最大で１３ｍｍ、発音は観測されなかったが、ベルトを２％伸ばすのに必要な引張力が３８０Ｎ／リブの従来のＶリブドベルトでは、ベルトの振れが全振幅最大で２０ｍｍ、大きな「キュッ  キュッ」音が観測された。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る伝動ベルトの多軸駆動装置は、自動車用エンジンの補機駆動装置に広く適用され、エンジンの回転変動に起因して発生するトルク変動による伝動ベルトのスリップ、振れ（弦振動）、そしてそれらに伴う発音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】Ｖリブドベルトを用いた多軸駆動装置を示す概略図である。
【図２】本発明に係るＶリブドベルトの断面斜視図である。
【図３】伝動ベルトを２軸に装着した場合における共振発生を示すモデル図である。
【図４】本実施例と比較例の駆動装置におけるベルトの振れと時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  Ｖリブドベルト
２  伸張部
３  カバー帆布
４  心線
５  接着ゴム層
６  圧縮部
７  リブ
１０  多軸駆動装置
１１  駆動軸
１２  従動軸
１３  ウォーターポンプ
１４  従動軸
１５  発電機
１６  従動軸
１７  クーラーコンプレッサー
１８  駆動プーリ
１９  従動プーリ
２０  従動プーリ
２１  従動プーリ
２２  アイドラープーリ
２３  オートテンショナー