JP2000205340A - 伝動ベルト及びその凹凸量測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用
いられるＶリブドベルトＴにおいて、ベルト走行時の異
音を効率よく低減できるようにする。 【解決手段】 ベルト底面においてベルト長さ方向に相
隣る凹部２ａ及び凸部２ｂ間のベルト厚さ方向の寸法で
ある各凹凸量Δｘを、それぞれ４０μｍ以下（Δｘ≦４
０μｍ）に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車エン
ジンのベルト式補機駆動装置に用いられるＶリブドベル
ト等の伝動ベルト及びそのベルト厚さむらの測定方法に
関し、特にベルト走行に伴って発生する異音を効率よく
低減する対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車エンジンのベルト式補機
駆動装置の分野では、エンジンの静粛性が改善されるの
に伴い、ベルト自体の走行音や振動を低減する対策が必
要になってきている。そして、そのような走行音や振動
の発生には、ベルトの長さ方向における厚さむらが大き
く影響していることが判ってきた。つまり、ベルトがプ
ーリに進入する際に、該プーリと接触するベルト底面の
凹凸によりベルト自体が振動することで「ウィーン」と
いった唸り音を発生するのである。特に、例えばベルト
底面に研削加工により形成されたリブを有するＶリブド
ベルトのように、ベルト本体の加硫成形後にベルト底面
が形成される場合には、その形成時に厚さむらが生じ易
いことも判ってきた。したがって、そのようなベルト厚
さむらをできるだけ少なくする必要がある。

【０００３】その際に、ベルト厚さむらを零にすること
は理想ではあるが、実際には困難である。したがって、
上記のような異音を実用上で問題とならないレベルまで
低減できる基準値を定め、その基準値に基づいてベルト
の品質管理を効率よく行えるようにすることが求められ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベルト
厚さむらによって異音が発生するということは判ってい
ても、果たして、厚さむらのどのような態様が異音の発
生に大きく影響しているのかは定かではない。したがっ
て、異音の低減に結び付くようなベルト厚さむらの数値
管理を行うことは実際には困難であると言わざるを得な
い。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その主な目的は、自動車エンジンのベルト式補機
駆動装置に用いられるＶリブドベルト等の伝動ベルトに
おいて、ベルト厚さむらの態様を適正に捉えることで、
ベルト厚さむらに起因するベルト走行時の異音の発生を
効率よく低減できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、ベルト底面においてベルト長さ方向
に相隣る凹凸部間のベルト厚さ方向の寸法である凹凸量
が異音の発生に大きく影響しているとの知見に基づき、
それら凹凸量を、異音の発生が実用上において問題とな
らない４０μｍ以下に抑えるようにした。

【０００７】具体的には、請求項１の発明では、ベルト
底面がプーリに摩擦接触することで該プーリとの間での
動力伝達を行うようにした伝動ベルトが前提である。

【０００８】そして、上記ベルト底面において、ベルト
厚さ方向のベルト本体側に陥没した状態の凹部と、この
凹部にベルト長さ方向に隣接していて、ベルト厚さ方向
のベルト本体とは反対の側に隆起した状態の凸部との間
のベルト厚さ方向の寸法である各凹凸量Δｘが、それぞ
れ４０μｍ以下（Δｘ≦４０μｍ）とされているものと
する。

【０００９】上記の構成において、伝動ベルトの底面に
は、ベルト厚さ方向のベルト本体側に陥没した状態の凹
部と、ベルト厚さ方向のベルト本体とは反対の側に隆起
した状態の凸部とがベルト長さ方向に交互に位置してい
る。そして、ベルト走行時の異音の発生には、ベルト長
さ方向に相隣るそれら凹凸部間のベルト長さ方向の寸法
である凹凸量Δｘが大きく影響しており、その凹凸量Δ
ｘが小さくなるのに従って異音も小さくなる傾向があ
る。その際に、凹凸量Δｘが４０μｍ以下（Δｘ≦４０
μｍ）であると、異音は殆ど聞こえないレベルであり、
逆に、凹凸量Δｘが４０μｍを超える（Δｘ＞４０μ
ｍ）と僅かではあるが、やはり無視できない程度の異音
が発生する。

【００１０】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、ベルト底面は、ベルト本体の加硫成形後に形
成されてなるものとする。

【００１１】上記の構成において、ベルト底面がベルト
本体の加硫成形後に形成されてなるものである場合に
は、そのベルト底面の形成時に、ベルト走行時の異音の
原因となる凹凸が生じ易い。よって、この場合には、上
記請求項１の発明での作用は適正に営まれることとな
る。

【００１２】請求項３の発明では、上記伝動ベルトは、
各々、ベルト底面にベルト長さ方向に延びるように設け
られた複数条のリブがベルト幅方向に並ぶように配置さ
れてなるＶリブドベルトとされているものとする。

【００１３】上記の構成において、伝動ベルトが、例え
ば自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用いられる
ようなＶリブドベルトである場合には、複数のＶリブド
プーリの間に巻き掛けられたＶリブドベルトが回行駆動
されて各Ｖリブドプーリに進入する際に、該プーリと接
触するベルト底面の凹凸により異音が発生する。よっ
て、Ｖリブドベルトのベルト底面における各凹凸量が４
０μｍ以下とされることで、そのようなベルト底面の凹
凸に起因して発生する異音は低減されるようになる。

【００１４】請求項４の発明では、上記請求項１〜３の
発明に係る伝動ベルトの凹凸量を測定する方法として、
上記伝動ベルトの長さ方向の一部を直線状に延ばした直
線部分がベルト底面を上向きにして載置される水平テー
ブルと、この水平テーブル上のベルト直線部分のベルト
底面に接触させるための接触子と、この接触子を水平テ
ーブル上に載置されたベルト直線部分のベルト底面にベ
ルト厚さ方向に変位可能に接触させつつベルト直線部分
に沿って移動させる移動機構と、上記接触子のベルト厚
さ方向の変位を検出する検出機構とを備えた２次元形状
測定機を用いるようにする。そして、上記移動機構によ
り接触子を水平テーブル上のベルト直線部分に沿って移
動させつつ該接触子のベルト厚さ方向の変位を検出機構
により検出し、接触子のベルト厚さ方向の変位により伝
動ベルトの凹凸量を測定するようにする。

【００１５】上記の構成において、２次元形状測定機の
水平テーブル上には、伝動ベルトの直線部分が載置さ
れ、そのベルト直線部分のベルト底面に接触するように
接触子が配置される。そして、移動機構の作動により上
記接触子がベルト直線部分に沿って移動すると、接触子
は、ベルト直線部分のベルト底面の凹凸形状に応じてベ
ルト厚さ方向に変位し、その変位は検出機構により検出
される。したがって、上記移動に伴う接触子のベルト厚
さ方向の変位により、伝動ベルトの凹凸量は適正にかつ
精度よく測定されることとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図４は、本発明の実施形態に係るＶ
リブドベルトＴを示しており、このＶリブドベルトＴ
は、自動車エンジンのベルト式補機駆動装置に用いられ
る。

【００１７】上記ＶリブドベルトＴでは、ベルト本体１
は、断面矩形状をなすクッションゴム層４と、このクッ
ションゴム層４のベルト底面側（図４の下面側）に配置
されたリブゴム層５と、クッションゴム層４のベルト背
面側（同図の上面側）に配置された上ゴム層６とを有し
ており、また、クッションゴム層４内には、ベルト長さ
方向に延びかつベルト幅方向に等ピッチに並ぶようにス
パイラル状に配置された心線７が埋設されている。この
ベルト本体１のベルト背面には、帆布層３が上ゴム層６
に積層された状態に設けられている。また、ベルト本体
１のベルト底面は、ベルト長さ方向に延びるように設け
られた複数条（図示する例では３条）のリブ２，２，…
がベルト幅方向（同図の左右方向）に所定ピッチをおい
て並ぶように配置されてなるリブ面とされており、この
ベルト底面は、ベルト本体１の加硫成形後に例えば研削
加工により形成されてなっている。

【００１８】そして、本実施形態では、上記Ｖリブドベ
ルトＴは、図５に誇張して示すように、ベルト底面（同
図の上面）において、ベルト厚さ方向（同図の上下方
向）のベルト本体１側（同図の下側）に陥没した状態の
凹部２ａ，２ａ，…と、これら各凹部２ａにベルト長さ
方向に隣接していて、ベルト厚さ方向のベルト本体１と
は反対の側（同図の上側）に隆起した状態の凸部２ｂと
の間のベルト厚さ方向の寸法である各凹凸量Δｘが、そ
れぞれ４０μｍ以下（Δｘ≦４０μｍ）とされている。

【００１９】次に、上記ＶリブドベルトＴの凹凸量Δｘ
を測定するために用いる２次元形状測定機について、図
１〜図３を参照しながら説明する。

【００２０】上記２次元形状測定機は、図２に示すよう
に、水平調整可能に設置された定盤１１を備えており、
この定盤１１の上には、上記ＶリブドベルトＴの一部を
直線状に延ばした直線部分を載置するための水平テーブ
ル１２が配置されている。この水平テーブル１２は、定
盤１１に対しＸ軸方向（同図の左右方向）に移動可能な
Ｘ軸テーブル１３と、このＸ軸テーブル１３上に配置さ
れていて、該Ｘ軸テーブル１３に対しＹ軸方向（Ｘ軸方
向と直交する水平方向）に移動可能なＹ軸テーブル１４
とからなっている。

【００２１】具体的には、上記Ｘ軸テーブル１３は、定
盤１１上に固定された支持台１５によりＸ軸方向に移動
可能に案内支持されている。そして、Ｘ軸テーブル１３
の側部には、該Ｘ軸テーブル１３をＸ軸方向に移動させ
るためのＸ軸ハンドル１６がＸ軸回りに正逆回転可能に
設けられており、このＸ軸ハンドル１６を正逆方向に操
作することで、Ｘ軸テーブル１３がＸ軸方向に移動する
ようになっている。また、Ｘ軸テーブル１３上には、上
記Ｙ軸テーブル１４をＹ軸方向に移動可能に案内支持す
る支持台１７が固定されている。そして、Ｙ軸テーブル
１４の一側部（同図の左側部）には、該Ｙ軸テーブル１
４をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸ハンドル１８がＹ
軸回りに正逆回転可能に設けられており、このＹ軸ハン
ドル１８を正逆方向に操作することで、Ｙ軸テーブル１
４がＹ軸方向に移動するようになっている。

【００２２】また、上記定盤１１上における水平テーブ
ル１２の一側方（図２の右側方）にはコラム１９が立設
されている。このコラム１９には、後述する接触子をベ
ルト直線部分に沿って移動させるための移動機構２０が
配置されており、この移動機構２０は、コラム１９によ
り上下方向に移動可能に案内支持されている。また、コ
ラム１９には、送りねじ２１が上下方向に延びるように
配置されている。この送りねじ２１はコラム１９により
鉛直軸心回りに回転可能に支持されるとともに、移動機
構２０の一部に螺合しており、その上端には、該送りね
じ２１を軸心回りに正逆回転させて移動機構２０の上下
位置を調整するための上下位置調整ハンドル２２が設け
られている。

【００２３】上記移動機構２０の下方には検出機構２３
が配置されており、この検出機構２３は移動機構により
Ｘ軸方向に移動可能に案内支持されている。また、移動
機構２０には、検出機構２３をＸ軸方向に移動させるた
めの操作ハンドル２４が該Ｘ軸方向に延びる軸心回りに
正逆回転可能に設けられている。この検出機構２３に
は、Ｘ軸方向に延びるように配置されたロッド２５がＹ
軸と直交する鉛直面内で揺動可能に設けられており、こ
のロッド２５の水平テーブル１２の側に突出する一端部
には接触子２６が垂設されている。そして、この接触子
２６が移動機構２０により移動するのに伴い、該接触子
２６の鉛直方向の変位が検出機構２３により検出される
ようになっている。

【００２４】ここで、上記のように構成された２次元形
状測定機を用いて行うＶリブドベルトＴの凹凸量Δｘの
測定方法を説明すると、ＶリブドベルトＴの一部をＸ軸
方向に直線状に延ばしてそのベルト直線部分をベルト底
面が上向きとなる状態に水平テーブル１２上に載置し、
そのベルト底面に接触子２６の下端を接触させる。そし
て、接触子２６を移動機構２０によりＸ軸方向に移動さ
せつつ該接触子２６の鉛直方向の変位を検出機構２３に
より検出し、その変位によりＶリブドベルトＴのベルト
底面における凹凸量Δｘを測定するようになされてい
る。

【００２５】具体的には、上記ＶリブドベルトＴの直線
部分は、図１及び図３に拡大して示すように、ベルト底
面を上向きにした状態で水平テーブル１２上の治具２７
に保持される。そして、１つのリブ２の先端面に接触子
２６の下端を接触させ、該リブ２に沿って接触子２を移
動させるようになされる。また、接触子２６の移動は、
操作ハンドル２４による手動又は動力源を用いて行われ
る。その際の移動速度は、例えば５０〜３００ｍｍ／ｍ
ｉｎ程度とされる。

【００２６】したがって、本実施形態によれば、Ｖリブ
ドベルトＴのベルト底面において、ベルト長さ方向に相
隣る凹凸部２ａ，２ｂ間のベルト厚さ方向における各凹
凸量Δｘを、それぞれ４０μｍ以下（Δｘ≦４０μｍ）
とするようにしたので、ベルト厚さむらに起因するベル
ト走行時の異音の発生を効率よく低減することができ
る。

【００２７】また、上記ＶリブドベルトＴのベルト底面
における凹凸量Δｘの測定方法として、２次元形状測定
機を用い、その水平テーブル１２上にベルト直線部分を
ベルト底面が上向きとなる状態に載置して該ベルト底面
に接触子２６を接触させ、接触子２６がベルト直線部分
に沿って移動するのに伴う該接触子２６のベルト厚さ方
向の変位により測定するようにしたので、高い精度で凹
凸量Δｘを測定することができる。

【００２８】尚、上記実施形態では、ＶリブドベルトＴ
の場合について説明しているが、本発明は、それ以外の
伝動ベルトについても適用することができる。

【００２９】また、上記実施形態では、２次元形状測定
機を用いて凹凸量Δｘを測定するようにしているが、２
次元形状測定機の場合と同等程度の精度で測定できるの
であれば、それ以外の測定機器を用いて測定するように
してもよい。

【００３０】−実験例− 次に、上記実施形態の測定方法により複数のＶリブドベ
ルトのベルト底面における凹凸量を測定するとともに、
各ベルトの静粛性を評価するために行った実験について
説明する。

【００３１】サンプルとしては、各々、ベルト長さが１
０００ｍｍ，ベルト幅が１７．８０ｍｍ，ベルト厚さが
４．３０ｍｍ，リブ高さが２．０ｍｍであって、５条の
リブを備えた複数本のＶリブドベルトを用いた。先ず、
２次元形状測定機を用いて各ベルト底面の凹凸量Δｘを
測定し、その凹凸量Δｘの大きさに応じて５つのグルー
プに分類した。具体的には、第１のグループはΔｘ≦２
０μｍ，第２のグループは２０μｍ＜Δｘ≦３０μｍ，
第３のグループは３０μｍ＜Δｘ≦４０μｍ，第４のグ
ループは４０μｍ＜Δｘ≦５０μｍ，第５のグループは
５０μｍ＜Δｘ≦１２０μｍである。

【００３２】実験方法としては、図６に模式的に示すよ
うに、自動車エンジンのクランク軸に駆動連結されてい
て、径が１４０ｍｍであるＶリブドプーリからなるクラ
ンクプーリ３１と、エンジンのウォータポンプのインペ
ラ軸に連結されていて、径が１１０ｍｍであるＶリブド
プーリからなるウォータポンププーリ３２と、径が５５
ｍｍであるＶリブドプーリからなるオートテンショナの
テンションプーリ３３とが備えられた自動車エンジンの
ベルト式補機駆動装置を用いた。そして、常温の環境下
で、３つのプーリ３１〜３３間にＶリブドベルトを巻き
掛けて５０ｋｇｆの初張力を付与しつつ回行駆動し、そ
の際のベルト走行に伴って発生する異音をそれぞれ実験
者が聴診器を用いて聴き取るようにし、各ベルトをその
聴感毎にランク分けするようにした。

【００３３】以上の結果を、次の表１に併せて示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】上記の表１から判るように、第１及び第２
のグループは全くといっていいほど異音は聴こえなかっ
た。一方、第４及び第５のグループでは、聴診器を用い
なくても聴こえるほど異音が大きかった。そして、第３
のグループでは、第１及び第２のグループほどではない
ものの、聴診器を用いても極小さな異音しか聴こえなか
った。よって、ベルト底面の凹凸量Δｘを４０μｍ以下
（Δｘ≦４０μｍ）に抑えるようにすることで、ベルト
走行に伴う異音の発生を実用上において問題にならない
程度に低減できることが判る。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、伝動ベルトのベルト底面においてベルト長さ方
向に相隣る凹部及び凸部間のベルト厚さ方向の各凹凸量
をそれぞれ４０μｍ以下とするようにしたので、そのよ
うなベルト底面の凹凸によるベルト走行時の異音を効率
よく低減することができる。

【００３７】請求項２の発明によれば、上記ベルト底面
を、ベルト本体の加硫成形後に形成されてなるものとす
るようにしたので、上記請求項１の発明による効果を適
正に得ることができる。

【００３８】請求項３の発明によれば、上記伝動ベルト
をＶリブドベルトとするようにしたので、上記請求項１
の発明による効果を具体的に得ることができる。

【００３９】請求項４の発明によれば、上記伝動ベルト
の凹凸量測定方法として、２次元形状測定機を用い、接
触子のベルト厚さ方向の変位により凹凸量を測定するよ
うにしたので、伝動ベルトのベルト底面における凹凸量
を適正に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るＶリブドベルトのベル
ト底面における凹凸量の測定状態を誇張して示す縦断面
図である。

【図２】２次元形状測定機の全体構成を示す図である。

【図３】凹凸量測定時における２次元形状測定機の要部
を拡大して示す断面図である。

【図４】Ｖリブドベルトの一部を拡大して示す斜視図で
ある。

【図５】Ｖリブドベルトのベルト底面における凹凸状態
を誇張して示す斜視図である。

【図６】実験例の要領を示す模式図である。

【符号の説明】

２ リブ ２ａ 凹部 ２ｂ 凸部 １２ 水平テーブル ２０ 移動機構 ２３ 検出機構 ２６ 接触子 Ｔ Ｖリブドベルト（伝動ベルト） Δｘ 凹凸量

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト底面がプーリに摩擦接触すること
   で該プーリとの間での動力伝達を行うようにした伝動ベ
   ルトであって、 上記ベルト底面において、ベルト厚さ方向のベルト本体
   側に陥没した状態の凹部と、該凹部にベルト長さ方向に
   隣接し、ベルト厚さ方向のベルト本体とは反対の側に隆
   起した状態の凸部との間のベルト厚さ方向の寸法である
   各凹凸量が、それぞれ４０μｍ以下とされていることを
   特徴とする伝動ベルト。
2. 【請求項２】 請求項１記載の伝動ベルトにおいて、 ベルト底面は、ベルト本体の加硫成形後に形成されてな
   ることを特徴とする伝動ベルト。
3. 【請求項３】 請求項２記載の伝動ベルトは、各々、ベ
   ルト底面にベルト長さ方向に延びるように設けられた複
   数条のリブがベルト幅方向に並ぶように配置されてなる
   Ｖリブドベルトとされていることを特徴とする伝動ベル
   ト。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３記載の伝動ベルトの
   凹凸量を測定するようにした伝動ベルトの凹凸量測定方
   法であって、 上記伝動ベルトの長さ方向の一部を直線状に延ばした直
   線部分がベルト底面を上向きにして載置される水平テー
   ブルと、該水平テーブル上のベルト直線部分のベルト底
   面に接触させるための接触子と、該接触子を水平テーブ
   ル上に載置されたベルト直線部分のベルト底面にベルト
   厚さ方向に変位可能に接触させつつ上記ベルト直線部分
   に沿って移動させる移動機構と、上記接触子のベルト厚
   さ方向の変位を検出する検出機構とを備えた２次元形状
   測定機を用い、 上記移動機構により接触子を水平テーブル上のベルト直
   線部分に沿って移動させつつ該接触子のベルト厚さ方向
   の変位を検出機構により検出し、上記接触子のベルト厚
   さ方向の変位により上記伝動ベルトの凹凸量を測定する
   ことを特徴とする伝動ベルトの凹凸量測定方法。