(57)【要約】【課題】測定は比較的容易に行うことができ、また測定条件を一定に保つことが可能であり、ベルトのピッチノイズ発生の比較を、より簡単で正確に行うことができる評価方法を提供する。【解決手段】センターベルト３にブロック２を所定ピッチで装着した高負荷伝動ベルト１のピッチノイズ評価方法において、プーリＰに巻きかけたベルトに加速度計を取り付けた状態でベルトを回転させ、ブロック２がプーリＰから抜け出る際のベルト振動を計測し、その振動の大小にてピッチノイズの大小を評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線をエラストマー中に埋設してなるセンターベルトと、該センターベルトの長手方向に沿ってブロックを所定ピッチで取り付けてなる高負荷伝動ベルトのピッチノイズ評価方法において、プーリに巻きかけたベルトに加速度計を取り付けた状態でベルトを回転させ、ブロックがプーリから抜け出る際のベルト振動を計測し、その振動の大小にてピッチノイズの大小を評価することを特徴とする高負荷伝動ベルトのピッチノイズの評価方法。
【請求項２】
プーリの回転数は５〜３０ｒｐｍである請求項１記載の高負荷伝動ベルトのピッチノイズ評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センターベルトの長手方向に沿って所定ピッチでブロックを固定した高負荷伝動ベルトにおけるベルトのピッチノイズを評価する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速装置に使用するベルトは、プーリのＶ溝幅を変化させることによってベルトがプーリに巻きかかる有効径を変えて変速比を調節するものである。ベルトはプーリに巻きかかって高いトルクがかかった状態でプーリの溝内をベルトが上下動するのでベルトの側面には大きな側圧がかかり、それを支えることができるものでなければならない。また、無段変速用途以外の用途であっても通常のゴムベルトでは寿命が短くなりすぎるような場合には、特別に高負荷に耐えるようなベルトを用いる必要がある。
【０００３】
そのようなベルトとして使用されるものとして、例えば特許文献１にはセンターベルトにブロックを固定してベルト幅方向の強度を高めた引張伝動式の高負荷伝動ベルトがあり、具体的な構成としては、心線をゴムなどのエラストマー中に埋設したセンターベルトにボルトやリベットなどの止着材を用いてセンターベルトに固定したものが開示されている。また、特許文献２には、ブロックの嵌合溝にセンターベルトを差し込むことによって組み立て固定したベルトなどがある。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−７０２４７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５１６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなセンターベルトに所定ピッチでブロックを装着したベルトの問題点として、騒音の問題が挙げられる。ブロックが装着されていないゴムと心線、帆布といった繊維材料のみからなるＶベルトの場合、プーリと接触するベルト側面が連続した面であるのに対して、このようなセンターベルトにブロックを装着したベルトではベルトの側面が１つのブロック単位で途切れた不連続面となってしまう。
【０００６】
このようなブロックを装着したＶベルトがプーリに巻きかけられて走行する時に、プーリとの接触が途切れ途切れとなる。ブロックがプーリに巻きかかった状態から更に進行してプーリから抜け出そうとする際に、ブロックがプーリに挟まれてプーリとともに回ろうとする力に対してセンターベルトがプーリからブロックを引き抜こうとする力が勝ったときにブロックはプーリから抜け出す。よって、ブロックがプーリに挟まれた状態で少しベルトの進行方向から外れて連れ回りした後に、センターベルトによって引き抜かれるといった動きを呈する。
【０００７】
そして、ブロックがプーリから引き抜かれる際に発生するピッチノイズがこのタイプのベルトの発音の中で最も大きなものと考えられ、このベルトを設計するに際してブロックの形状を変更したり素材や樹脂配合を検討したりした結果、得られたベルトの良し悪しを判定する際にピッチノイズの大きさの測定が重要な判断基準のひとつとなっている。
【０００８】
ところが走行中に発生するピッチノイズの測定は、ベルトをプーリに巻きかけて通常通りに走行させなければならず、簡単に測定することができなかった。また、測定方法は騒音計による計測や聴感で大小を判定していたために、走行中の音計測では、走行条件、測定位置や周囲の音など測定毎に同一の評価条件を設定することが困難で、複数のベルト同士の比較が難しいという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、ベルトが発生するピッチノイズの大小をより簡単に、一定の条件で測定することができ、ベルトの良し悪しの判定を助けることができる高負荷伝動ベルトのピッチノイズ評価方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するために本発明の請求項１では、心線をエラストマー中に埋設してなるセンターベルトと、該センターベルトの長手方向に沿ってブロックを所定ピッチで取り付けてなる高負荷伝動ベルトのピッチノイズ評価方法において、プーリに巻きかけたベルトに加速度計を取り付けた状態でベルトを回転させ、ブロックがプーリから抜け出る際のベルトの振動を計測し、その振動の大小にてピッチノイズの大小を評価することを特徴とする高負荷伝動ベルトのピッチノイズの評価方法としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１のようにベルトを回転させてブロックがプーリから抜け出る際のベルト振動を測定することによってピッチノイズの大小を評価するという方法を採っており、測定は比較的容易に行うことができ、また測定条件を一定に保つことが可能であり、例えばブロックの形状を変えたり樹脂組成を変えたりしたものの性能比較が、より正確に行うことができる。
【００１２】
請求項２においては、ベルト振動を測定する際のプーリの回転数を５〜３０ｒｐｍの範囲としており、通常のベルトの走行時における回転数などと比べると極めて低回転であり、ごく簡単に振動の測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面に従って本発明の詳細を説明する。図１は、プーリＰにベルト１を巻きかけ振動を測定しているところの概要図であり、センターベルト３に所定ピッチでブロック２を装着した高負荷伝動ベルト１をプーリＰに巻きかけた状態で、プーリＰを回転させることによって、ブロック２がプーリＰ中に入って巻きかかり、プーリＰ中を通過してプーリＰから抜け出す。
【００１４】
本発明での高負荷伝動ベルト１のピッチノイズの評価方法の手順としては次の通りである。例えば、ある特定の樹脂組成で構成されたブロック２を用いた高負荷伝動ベルト１に装着されているブロック２の一つの背面に加速度計２０を取り付けておき、プーリＰを回転させる。加速度計４０を取り付けたブロック２がプーリから抜け出した直後に発生したブロック２の振動を加速度計４０によって拾う。加速度計４０は表示記録装置４１に接続されており、加速度計４０で捕らえたブロック２の振動を電気信号に変換して、前記表示記録装置２１に送り込み、ブロック２がプーリＰから抜け出す際の振動の大きさを測定記録する。
【００１５】
次に別の樹脂組成で構成されたブロック２を用いた高負荷伝動ベルト１を用いて、前記の手順と同様にしてブロック２がプーリＰから抜け出す際の振動の大きさを測定記録する。
【００１６】
このようにして２種類の樹脂組成からなるブロック２を用いた高負荷伝動ベルト１のブロック２がプーリＰから抜け出す際の振動の大きさを比較する。振動が大きいほどそのときに発生するピッチノイズも大きくなると推定されるので、２種類の樹脂組成のうちどちらを採用するとピッチノイズを低下させることができるかを判定することができる。
【００１７】
振動の大きさを測定する際のプーリの回転数は５〜３０ｒｐｍで行うことが好ましい。５ｒｐｍ未満の回転数で測定すると、発生する振動が小さくなって、誤差が大きくなることと振動の大きさの比較がしにくくなることから好ましくない。また、３０ｒｐｍを超えるような回転数としても数値の誤差や比較のしやすさはあまり変わらないが、回転数が速くなるので測定のための装置や操作が大掛かりになってしまう問題がある。
【００１８】
本発明のピッチノイズの評価を行う高負荷伝動ベルトとしては次のようなものが挙げられる。
【００１９】
図２は本発明で組み立てる高負荷伝動ベルトの一例を示す斜視図であり、図３は側面図である。本発明の高負荷伝動ベルト１は、エラストマー４内に心線５をスパイラル状に埋設してなる同じ幅の二本のセンターベルト３、３と、このセンターベルト３、３に係止固定されている複数のブロック２とから構成されている。このブロック２の両側面２ａ、２ｂは、プーリのＶ溝と係合する傾斜のついた面となっており、駆動されたプーリから動力を受け取って、係止固定されているセンターベルト３、３を引張り、駆動側プーリの動力を従動側プーリに伝動している。
【００２０】
ブロック２は、図２、図３に示すように、上ビーム１１および下ビーム１２と、上下ビーム１１、１２の中央部同士を連結したピラー１３からなっており、ブロック２の両側面２ａ、２ｂには一対のセンターベルト３ａ、３ｂを嵌めこむ溝１４、１５が形成されている。また、溝１５内の溝上面１６および溝下面１７にはセンターベルト３ａ、３ｂの上面に設けた凹条部１８と下面に設けた凹条部１９に係合する凸条部２０、２１に係合するようになっている。
【００２１】
図４は、別のベルトの例であり、ビーム部３１の両端から上方に向かって一対のサイドピラー３２、３３が延びており、このサイドピラー３２、３３の上端からそれぞれブロック２の中心に向かって延びるロック部３４、３５が対向するように設けられている。そして、これらビーム部３１、サイドピラー３２、３３及びロック部３４、３５によって張力帯３ａ、３ｂが嵌合する嵌合溝３０が形成されている。この嵌合溝３０に、張力帯３ａ、３ｂが、ロック部３４、３５間の開口部より挿入され装着される。また、ロック部３４、３５の嵌合溝３０側には、凸部３７がそれぞれ設けられており、この凸部３７が、張力帯３ａ、３ｂに所定ピッチで設けられている凹部３６に嵌合する。これによって、張力帯３ａ、３ｂは、装着後はブロック２から抜けにくい状態となる。
【００２２】
ブロック２として用いられる素材として、熱可塑性樹脂に少なくとも繊維補強材を配合した樹脂組成物からなり、樹脂組成物の全量に対して熱可塑性樹脂は４０〜９０質量％、繊維補強材は１０〜６０質量％の割合で配合してなる。
【００２３】
熱可塑性樹脂としては、ナイロン系で例えば４，６−ナイロン、６−ナイロン、６，６−ナイロン、９，Ｔ−ナイロンや、液晶ポリマー、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド等を挙げることができる。これらの中でもＴｇが１００℃以上もしくはＪＩＳ  Ｋ７１９１に準拠した荷重１．８２ＭＰａでの熱変形温度が１２０℃以上のものを使用することが好ましい。これらの樹脂は熱可塑性樹脂の中でも曲げ剛性及び耐疲労強度に優れ、繊維補強材を添加することでその特性が一層向上するものである。また、射出成形が可能になることから、ブロックの成形を行うのがより簡単であるというメリットもある。特に、摩耗面が１００℃付近まで発熱した時にも樹脂は剛性が維持されるため、ブロックの摩耗が少なくなる。
【００２４】
９，Ｔ−ナイロンは、芳香環と長鎖ジアミンを有するポリアミド樹脂で、ノナンジアミンとテレフタル酸の重縮合により製造され、芳香環と高級脂肪族鎖を有していることから、耐熱性、低吸水性を有している。また、ホモポリマーで結晶化度が高いため、結晶化度の低いポリアミドと比較すると４，６−ナイロンと同様に耐摩耗性、耐衝撃性、耐疲労性に優れている。従って、本材料を使用することにより、耐摩耗性、耐衝撃性、耐疲労性、熱時の曲げ剛性などの物性に優れているとともに吸水性の問題も少ないブロックを得ることができる。９，Ｔ−ナイロンの商品の例としては株式会社クラレの「ジェネスタ」を挙げることができる。
【００２５】
また、その他の樹脂の具体例として、以下のものが挙げられる。６，６−ナイロン：旭化成ケミカルズ株式会社「レオナ」、６−ナイロン：宇部興産株式会社「ＵＢＥナイロン」、液晶ポリマー：新日本石油化学株式会社「ザイダー」、ポリアリレート：ユニチカ株式会社「Ｕ−ポリマー」、ポリフェニレンサルファイド：出光興産株式会社「出光ＰＰＳ」、大日本インキ化学工業株式会社「ＤＩＣ・ＰＰＳ」、ポリフェニレンエーテル：旭化成ケミカルズ株式会社「ザイロン」、日本ＧＥプラスチック株式会社「ノリル」、ポリエーテルサルフォン：住友化学株式会社「スミカエクセル」、ポリエーテルエーテルケトン：ビクトレックス・エムシー株式会社「ＰＥＥＫ  ４５０Ｇ」、ポリエーテルイミド：日本ＧＥプラスチック株式会社「ウルテム」、ポリアミドイミド：ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社「トーロン」、三菱ガス化学株式会社「ＡＩポリマー」、ポリイミド：三井化学株式会社「オーラム」。
【００２６】
繊維補強材を配合することでブロックの剛性や耐摩耗性を向上させることができるが、本発明で用いられる繊維補強材としては、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維等からなる短繊維を挙げることができる。ブロックの剛性をより高めるとともに耐摩耗性を向上させるという面から前記の繊維の中では炭素繊維を用いることが最も好ましく、更に好ましくはＰＡＮ系炭素繊維を用いることである。
【００２７】
ＰＡＮ系炭素繊維はそもそも弾性率が高くて補強効果の高い繊維であるが、そのなかでも特に弾性率が２８０〜７００ＧＰａと高いものを用いることによって、本発明のような高負荷伝動ベルトのブロックとして用いる場合にも十分に耐えうる素材を提供することができる。弾性率が２８０ＧＰａ未満であるとブロックの耐側圧性はある程度得られるものの耐摩耗性に関しては不足気味になり、７００ＧＰａを超えると弾性率の高いものにしても耐側圧性や耐摩耗性の向上はあまり見られずコスト的に高いものとなるので好ましくない。
【００２８】
繊維補強材の長さは通常０．１〜１０ｍｍ程度のものを用いる。繊維補強材の配合量は１０〜６０質量％としており、１０質量％未満であると十分な補強効果を得ることができず、６０質量％を超えるとブロックの射出成形が困難になるので好ましくない。
【００２９】
また、熱可塑性樹脂と繊維補強材に加えて摩擦低減材を配合してもよく、摩擦低減材としては炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、超高分子量ポリエチレン、フッ素樹脂、チタン酸カリウム、グラファイト、ホウ酸アルミニウム、アルミナ、鉄粉、酸化亜鉛、二硫化モリブデン、マイカ、タルク（含水ケイ酸マグネシウム）、パイロフィライト（ろう石クレー）等を挙げることができる。
【００３０】
センターベルト３ａ、３ｂのエラストマー４として使用されるものは、クロロプレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、水素化ニトリルゴムなどの単一材又はこれらを適宜ブレンドしたゴムあるいはポリウレタンゴム等が挙げられる。そして、心線５としてはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、スチールワイヤ等から選ばれたロープが用いられる。また、心線５はロープをスパイラル状に埋設したもの以外にも、上記の繊維からなる織布、編布や金属薄板等を使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
ベルトに装着したブロックの複数方向の撓みを抑えて割れを防止することができ、自動車や自動二輪車、農業機械の無段変速装置など、プーリの有効径が変化し大きなトルクを伝達するようなベルトに用いるピッチノイズ評価方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】プーリにベルトを巻きかけ振動を測定しているところの概要図
【図２】高負荷伝動ベルトの一例を示す斜視概略図である。
【図３】図２に示す高負荷伝動ベルトの側面図である。
【図４】高負荷伝動ベルトの別の例を示す斜視概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    高負荷伝動ベルト
２    ブロック
３    センターベルト
４      エラストマー
５      心体
６      上面
７      下面
１１    上ビーム部
１２    下ビーム部
１３    センターピラー
１４    嵌合溝
１５    嵌合溝
１８    凹条部
１９    凹条部
２０    凸条部
２１    凸条部
４０    加速度計
４１    表示記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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