JP2003172414A - 伝動ベルトの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にクランクプーリの角加速度の大きい場合
において発生しやすいベルトスリップ音を抑制し、また
Ａ／Ｃにスイッチを入れた瞬間に発生するベルトスリッ
プ音を抑制した耐久性に優れる伝動ベルトの駆動装置を
提供する。 【解決手段】 心線２を埋設した接着ゴム層３と、この
接着ゴム層３の内側に位置し、１つ以上のリブ部６を形
成する圧縮ゴム層４とで構成されたＶリブドベルト１
と、該ベルトのリブ部６と係合するリブ溝部１１をもっ
たプーリ１０とを組み合わせた伝動ベルトの駆動装置で
あり、前記伝動ベルトの少なくとも圧縮ゴム層がアルキ
ル化クロロスルフォン化ポリエチレンで構成されると共
に、ベルトのリブ部６がプーリのリブ溝部１１に係合す
る際に、局部的に大きな応力を該リブ部の底部に集中さ
せるように、ベルトのリブ角度αとクランクプーリのリ
ブ溝角度βが関係式、０＜│α−β│≦３の関係式を満
足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等に用いられ
る伝動ベルトの駆動装置に関し、特にクランクプーリの
回転時の角加速度が大きい自動車用エンジンとこれに装
着した伝動ベルトとの組み合わせたもので、Ｖリブドベ
ルトとクランクプーリ間のスリップ音等を抑制した伝動
ベルトの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンの補機であるエアコン
プレッサー（以下、Ａ／Ｃという。）、発電機、ウータ
ーポンプを駆動させた場合、このＡ／Ｃのスイッチを入
れた瞬間に、スリップによる発音が発生することが指摘
されている。通常、Ａ／Ｃは、自動車内の室温が高い場
合には、そのスイッチは切られており、ベルトとＡ／Ｃ
は連動しておらず、ベルトのみが高速で空回りしてい
る。そのため、自動車内の室温の上昇により、Ａ／Ｃの
スイッチを入れた瞬間、ベルトとＡ／Ｃが連動を開始す
るが、その時、ベルトには急激な負荷がかかり、この負
荷のためにベルトは一瞬スリップを起こして、発音する
ことがわかった。

【０００３】一般にベルト張力が高ければ、このように
急激に負荷が掛かっても、スリップすることが少なくて
発音の問題も少ないが、前述のように、Ａ／Ｃ用のＶリ
ブドベルトは、使用していないときでも、ベルトのみが
高速で空回りしている。このため、ベルトの摩耗や心線
の伸び等でベルトの張力が徐々に低下していき、このＡ
／Ｃのスイッチを入れた瞬間に発生するスリップも起こ
りやすく、それによる発音の問題も顕著になる。

【０００４】従来、この種の駆動装置に用いられる伝動
ベルトのゴム部材としては、耐熱性に優れたクロロスル
ホン化ポリエチレン系のものを使用することが一般であ
ったが、この種のゴム材は、耐久性、低温特性（耐寒
性）の面で問題があり、上記発音対策には有効ではなか
った。そこで、クロロスルホン化ポリエチレン分子の主
鎖にアルキル基を導入して結晶化度を低減させるように
したＡＣＳＭを伝動ベルトの圧縮ゴムとして用いること
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年において
は、省エネルギー化、排出ガスの低減といった社会的要
請を背景に、自動車エンジンにおいて希薄燃焼を行なう
ことが要求されている。希薄燃焼を行なうエンジンは回
転変動や振動が発生し易く、上記発音問題に有効であっ
たＡＣＳＭで圧縮ゴム層を構成した伝動ベルトを用いて
も、エンジン回転時の角加速度が変動する際に鳴き音が
発生するといった問題があった。これは即ち伝動ベルト
とクランクプーリとの間で動摩擦と静摩擦が交互に発生
するスティックスリップに起因し、特に角加速度の大き
いエンジンに装着された駆動装置ではこの問題が顕著で
あった。

【０００６】上記問題を解決すべく本発明者が鋭意研究
を重ねた結果、自動車等に用いらる伝動ベルト駆動装置
において、エンジンの回転変動の際に起る伝動ベルトと
クランクプーリの間のスリップ音やＡ／Ｃにスイッチを
入れた瞬間に発生する伝動ベルトのスリップ音の発生を
抑制し、しかもクランクプーリの角加速度の大きい場合
においても上記効果が有効であると共に耐久性に優れた
伝動ベルトの駆動装置を提供することに至るものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本願請求項１記載
の発明は、ベルト長手方向に沿う心線を埋設した接着ゴ
ム層と、この接着ゴム層の内側に位置し、少なくとも１
つ以上のリブ部を形成する圧縮ゴム層とで構成された伝
動ベルトと、該ベルトのリブ部と係合するリブ溝部をも
ったプーリとを組み合わせた伝動ベルトの駆動装置にお
いて、前記伝動ベルトの少なくとも圧縮ゴム層がアルキ
ル化クロロスルフォン化ポリエチレンで構成されると共
に、伝動ベルトにおけるリブ部の角度αとプーリにおけ
るリブ溝の角度βが関係式、０＜│α−β│≦３°を満
足する伝動ベルトの駆動装置にある。

【０００８】この駆動装置では、伝動ベルトにおけるリ
ブ部の角度αとプーリにおけるリブ溝の角度βとの角度
を一致させず、特定範囲の角度差に設定することで、耐
久性を極端に減じることなく、ベルトのリブ部をプーリ
のリブ溝部に係合する際に、局部的に大きな応力を該リ
ブ部の底部に集中させるように圧縮係合させることがで
きる。また前記伝動ベルトの少なくとも圧縮ゴム層を耐
熱性、耐久性、低温特性（耐寒性）等に優れたゴム部材
で構成することより、自動車クランク内での厳しい使用
環境下に耐えうる。即ち、エンジンの回転変動の際に起
るスリップ音の発生を抑制し、充分な耐久寿命を有する
ベルトを提供できる。しかもクランクプーリの角加速度
の大きい場合においても上記効果が有効であることを見
出したものである。

【０００９】本願請求項２記載の発明は、請求項１記載
の伝動ベルトの駆動装置において、クランクプーリの角
加速度が１，５００〜６，０００ラジアン／秒^２である
自動車エンジンの補記駆動に使用される伝動ベルトの駆
動装置にあり、上記Ｖリブドベルトをこのような角加速
度の大きな自動車用エンジンに装着された場合において
も、ベルトの瞬時の滑りが抑制される。

【００１０】本願請求項３記載の発明は、請求項１また
は２記載の伝動ベルトの駆動装置において、伝動ベルト
の圧縮ゴム層は、ｔａｎδピーク温度が−４５〜−１５
℃のアルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンで構成
され、前記圧縮ゴム層には、前記アルキル化クロロスル
フォン化ポリエチレン１００質量部に対して、少なくと
もパラ系アラミド繊維を３〜１０質量部含む短繊維が添
加され、前記パラ系アラミド繊維が前記リブ側面でフィ
ブリル化してなる伝動ベルトの駆動装置にあって、自動
車のエアコンプレッサー用として使用された場合、Ａ／
Ｃにスイッチを入れた瞬間に発生する伝動ベルトのスリ
ップ音の発生を抑制することが可能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明を
説明する。図１に本発明の駆動装置に係るＶリブドベル
トの一実施形態を示す。Ｖリブドベルト１は、高強度で
低伸度のコードよりなる心線２を接着ゴム層３中に埋設
し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層４を有してい
る。この圧縮ゴム層４にはベルト長手方向に伸びる断面
略三角形の複数のリブ部６が設けられ、またベルト表面
には基布５が積層されている。そしてリブ部６はリブ角
度αとなるよう設計されてなる。

【００１２】心線２は、アラミド繊維、ガラス繊維、ポ
リエステル繊維、ポリアリレート繊維等のフィラメント
群を撚り合わせた撚糸コードである。中でもエチレン−
２，６−ナフタレートを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り合わせて接着処理を施し
たコードが、ベルトスリップ率を低くできてベルト寿命
を延長させるために好ましい。これら撚糸コードはトー
タルが４，０００〜８，０００デニールとなるよう調節
することが好ましく、コードの上撚り数は１０〜２３／
１０ｃｍであり、また下撚り数は１７〜３８／１０ｃｍ
である。総デニールが４，０００未満の場合には、心線
のモジュラス、強力が低くなり過ぎ、また８，０００を
越えると、ベルトの厚みが厚くなって、屈曲疲労性が悪
くなる。尚、上撚り、下撚りの撚り係数、そして諸撚
り、片撚り等の撚り構成は使用目的に応じ、任意に設定
可能である。

【００１３】心線２には接着処理を施すことが望まし
い。接着処理剤としては、シランカップリング剤、エポ
キシ化合物、イソシアネート化合物、ポリウレタン樹
脂、アクリル樹脂、ＲＦＬ溶液、そしてゴム糊等からな
る接着剤を１段階もしくは多段階処理する手法がある。
具体的に例示すると、ＲＦＬ溶液で処理する方法、エポ
キシまたはイソシアネート化合物で前処理した後にＲＦ
Ｌ溶液で処理する方法、エポキシまたはイソシアネート
化合物を配合したＲＦＬ溶液で処理する方法、更にこれ
らの処理に加えて、ゴム糊でオーバーコートする方法な
どが挙げられる。

【００１４】前記処理もしくは未処理コードは、スピニ
ングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを０．３〜１．
３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕上げ
ることができる。０．３ｍｍ未満になると、コードが隣
接するコードに乗り上げて巻き付けができず、一方１．
３ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが徐々に低くな
る。

【００１５】上記基布５は、綿、麻等の天然繊維や、金
属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、
ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチ
レン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニル
アルコール、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリアミ
ド等の有機繊維で構成される糸を用いて、平織、綾織、
朱子織等に製織した布、また編布であり、公知技術に従
ってレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ
液）に浸漬後、未加硫ゴムを基布５に擦り込むフリクシ
ョンを行ったり、またＲＦＬ液に浸漬後にゴムを溶剤に
溶かしたソーキング液に浸漬処理する。尚、ＲＦＬ液に
は適宜カーボンブラック液を混合して処理反を黒染めし
たり、公知の界面活性剤を０．１〜５．０質量％加えて
もよい。

【００１６】圧縮ゴム層４を構成するポリマーとして
は、耐熱性、耐寒性、耐久性に優れたアルキル化クロロ
スルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）が用いられる。Ａ
ＣＳＭは、クロロスルホン化ポリエチレン分子の主鎖に
アルキル基を導入して結晶化度を低減させるようにした
ポリマーであって、塩素含有量を１５〜３５質量％、好
ましくは２５〜３２質量％で、硫黄含有量を０．５〜
２．５質量％の範囲に設定されたものが用いられる。

【００１７】ＡＣＳＭは、アルキル側鎖が塩素と同様に
ポリエチレンの結晶を阻害する役割を果たすため、ポリ
エチレンの結晶を残すことなく塩素含有量を３５質量％
以下にすることができる。その結果、低温領域では塩素
間の凝集力が弱まり耐低温性が向上する。また、高温領
域においても塩素より不活性なアルキル側鎖の存在によ
って反応性が低くなり、耐熱性が向上する。塩素含有量
は１５〜３５質量％が必要であり、３５質量％を越える
と耐寒性、耐熱性が十分でない。一方、１５質量％未満
では耐油性及び機械的な強度が十分でない。また、耐油
性、耐熱性、耐寒性のバランスをとるためには、好まし
い含有量は２５〜３２質量％である。

【００１８】ここで使用する受酸体は特に限定されるも
のでなく、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等を単
独、または２種以上の組み合わせで使用することができ
る。具体例としては酸化マグネシウム−酸化アルミニウ
ム固溶体があり、詳しくは協和化学工業（株）製のＫＷ
−２０００、ＫＷ−２１００等がある。

【００１９】この受酸体の添加量はＡＣＳＭ１００質量
部に対して１〜５０質量部、好ましくは４〜２０質量部
であり、この場合、受酸体が１質量部未満では、架橋中
に発生する塩化水素を充分に除去することができないた
め、ＡＣＳＭの架橋点が少なくなって所定の加硫物が得
られず、耐熱性に欠けて早期にクラックの発生しやすい
ベルトになる。一方、５０質量部を越えるとムーニー粘
度が著しく高くなり加工仕上げの問題が生じる。

【００２０】受酸体はそのまま混練時に添加してもさし
つかえないが、分散性を改善するために前もってステア
リン酸ソーダ等のアニオン系界面活性剤やシランカップ
リング剤等により処理して使用することも可能である。

【００２１】上記ゴム組成物には、通常用いられるカー
ボンブラック、可塑剤、老化防止剤、加工助剤、粘着
剤、加硫促進剤、有機又は無機の短繊維等と共に使用す
ることができる。これら各成分を混合する方法としては
特に制限はなく、例えばバンバリーミキサー、ニーダー
等を用い、適宜公知の手段、方法によって混練すること
ができる。

【００２２】上記ゴム組成物の架橋には、硫黄や有機過
酸化物が使用される。有機過酸化物としては具体的に
は、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキ
サイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１．１−ｔ
−ブチルペロキシ−３．３．５−トリメチルシクロヘキ
サン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペ
ロキシ）ヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ
（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン−３、ビス（ｔ−ブチ
ルペロキシジ−イソプロピル）ベンゼン、２．５−ジ−
メチル−２．５−ジ（ベンゾイルペロキシ）ヘキサン、
ｔ−ブチルペロキシベンゾアート、ｔ−ブチルペロキシ
−２−エチル−ヘキシルカーボネートが挙げられる。

【００２３】また加流促進剤を配合しても良い。加硫促
進剤としてはチアゾール系、チウラム系、スルフェンア
ミド系の加硫促進剤が例示でき、チアゾール系加硫促進
剤としては、具体的に２−メルカプトベンゾチアゾー
ル、２−メルカプトチアゾリン、ジベンドチアジル・ジ
スルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩
等があり、チウラム系加硫促進剤としては、具体的にテ
トラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチルチ
ウラム・ジスルフィド、テトラエチルチウラム・ジスル
フィド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル− Ｎ，Ｎ’−ジフェニル
チウラム・ジスルフィド等があり、またスルフェンアミ
ド系加硫促進剤としては、具体的にＮ−シクロヘキシル
−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ’−シ
クロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等
がある。また、他の加硫促進剤としては、ビスマレイミ
ド、エチレンチオウレアなども使用できる。これら加硫
促進剤は単独で使用してもよいし、２種以上の組み合わ
せで使用してもよい。

【００２４】また、架橋助剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）を配
合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題
を防止することができる。架橋助剤として挙げられるも
のとしては、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。

【００２５】ここで、可塑剤としてはセバケート系オイ
ル、ポリエーテル系オイル、アジペート系オイルのうち
のいずれか一つ以上を使用することがゴム組成物の低温
特性を向上させる上で好ましい。この可塑剤を、ＡＣＳ
Ｍ１００質量部に対して５〜３０質量部添加して、ＡＣ
ＳＭのｔａｎδピーク温度が−４５〜−１５°Ｃ、好ま
しくは−３５〜−２０°Ｃの範囲となるように調整する
ことが望ましい。ｔａｎδピーク温度が−４５°Ｃ未満
では、圧縮ゴム層４を形成するＡＣＳＭが結晶化してし
まい、一方、ｔａｎδピーク温度が−１５°Ｃを超える
と耐寒性が充分ではない。尚、可塑剤は、ＡＣＳＭのｔ
ａｎδピーク温度を−４５〜−１５°Ｃの範囲内に調整
できる一手段であり、ＡＣＳＭのｔａｎδピーク温度を
−４５〜−１５°Ｃの範囲内に調整できるものであれ
ば、これら可塑剤に限定されるものでなく、他の配合剤
であっても良い。

【００２６】ここで、ｔａｎδは加硫ゴムの動的性質試
験（ＪＩＳ Ｋ６３９４）等によって測定されるもの
で、ゴム組成物に加えられる機械的エネルギーの熱とし
ての散逸され易さ、換言すればゴム組成物に加えられる
機械的エネルギーの貯蔵され難さを表わすものである。
したがって、このｔａｎδの最大値、即ち変曲点の温
度、本発明でいうところのｔａｎδピーク温度は、ゴム
組成物の特性の大きく変わる点を表し、その温度は、ゴ
ムのガラス転移温度Ｔｇと相関関係がある。

【００２７】一般に、ゴムの粘弾性はゴム製品の性能に
大きな影響を与え、粘弾性に最も影響を与えるのはゴム
のガラス転移温度Ｔｇである。このガラス転移温度Ｔｇ
を境にゴムは弾性率、誘電率、熱膨張等の特性値が急激
に変化する。このガラス転移温度Ｔｇ以下の温度では、
主鎖セグメントの運動は凍結され、架橋ゴムはガラス状
となり弾性を失う。したがって、このガラス転移温度Ｔ
ｇ、即ち、ｔａｎδピーク温度の低いものほど、低温で
使用できるゴムであるといえる。

【００２８】このＡＣＳＭのｔａｎδピーク温度は、可
塑剤としてセバケート系オイル、ポリエーテル系オイ
ル、アジペート系オイルのうちのいずれか一つ以上を添
加することで、ＡＣＳＭのｔａｎδピーク温度を−４５
〜−１５°Ｃ、好ましくは−３５〜−２０°Ｃの範囲内
とすることができる。ここで、可塑剤の添加量がＡＣＳ
Ｍ１００質量部に対して５質量部よりも少ない場合は、
ｔａｎδピーク温度がほとんど下がらない。一方、３０
質量部よりも多くなると、可塑性が高くなり、取り扱い
が困難となる。

【００２９】また、圧縮ゴム層４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
維を混入して圧縮ゴム層４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圧縮ゴム層４の表面に該
短繊維を突出させ、圧縮ゴム層４の摩擦係数を低下させ
て、ベルト走行時の騒音を軽減する。これらの短繊維の
うち、剛直で強度を有し、しかも耐摩耗性を有するアラ
ミド短繊維、なかでもパラ系アラミド繊維が最も効果が
ある。

【００３０】つまり、好ましくは、トワロン、ケブラー
（商品名）等のパラ系アラミド繊維糸単独、あるいはこ
のパラ系アラミド繊維糸とナイロン、ビニロン、ポリエ
ステル等のモノフィラメントからなる合成繊維糸あるい
は綿、パルプなどの天然繊維糸との混合糸で、これら繊
維糸の２〜６ｍｍ長さに切られた短繊維７が、圧縮ゴム
層４の１００質量部に対して、５〜２０質量部、好まし
くは８〜１５質量部添加され、ベルト横方向に配向され
て埋設されていることが望ましい。なお、パラ系アラミ
ド繊維１に対して、他の短繊維が０．４〜５の割合とな
るように混合することが好ましい。このパラ系アラミド
繊維は、その正式名はポリパラフェニレンテレフタルア
ミドで、モノフィラメントは、長さが２〜６ｍｍ、径が
９〜１８μｍである。

【００３１】ＡＣＳＭ１００質量部に対してこのパラ系
アラミド繊維を含む短繊維を５〜２０質量部、好ましく
は８〜１５質量部添加することで、パラ系アラミド繊維
がリブ側面から突出し、その先端がフィブリル化するた
め、ベルトの発音防止が可能となる。ここで、パラ系ア
ラミド繊維を含む短繊維の添加量が５質量部未満である
と、短繊維のリブ側面よりの突出量が少なすぎ、ベルト
の耐久性には問題ないが、発音防止の面で十分な効果を
発揮することができない。また、前記短繊維の添加量が
１５質量部よりも多い場合は、発音防止の面では効果が
あるが、パラ系アラミド繊維の剛性が高すぎるため、短
繊維とＡＣＳＭの界面で剥離が発生し、リブにおける早
期亀裂発生につながる。

【００３２】また、パラ系アラミド繊維と他の短繊維と
の割合を１：０．４〜３とすることで、適度のパラ系ア
ラミド繊維が突出し、発音防止の面で効果がある。ここ
で、パラ系アラミド繊維１に対して他の短繊維が０．４
未満の場合は、パラ系アラミド繊維の剛性が高すぎるた
め、ＡＣＳＭの屈曲性が悪くなる。また、パラ系アラミ
ド繊維１に対して他の短繊維が３を越える場合は、突出
してフィブリル化するパラ系短繊維が少なく発音防止の
面での十分な効果を発揮することができない。

【００３３】このリブ部６は研磨成形により形成される
ことが好ましく、この短繊維入りの圧縮ゴム層４に対し
て、グラインダー表面に８０〜２００メッシュのダイヤ
モンドが装着された乾式のグラインダーホイールを用い
て、Ｖリブ形状の研磨成形作業が実行される。

【００３４】前記乾式のグラインダーを用いて研磨する
ことにより、リブ部６の側面より突出したパラ系アラミ
ド繊維の一部はフィブリル化した状態を呈している。こ
のパラ系アラミド繊維にあって顕著に派生するフィブリ
ル化とは、リブ部６の側面より突出した短繊維のフィラ
メントが、長さ方向に裂かれて、細分化された状態をい
い、このフィブリル化した突出部分の長さは０．５ｍｍ
以下で、かつフィブリル化部分の太さは、リブ部６内に
埋設されたフィラメントの太さの１／２〜１／８で、フ
ィラメントのフィブリル化した部分の少なくとも一部は
カール状態にある。

【００３５】また、接着ゴム層３には圧縮ゴム層と同様
のゴム組成物が使用できるが、短繊維は配合されないこ
とが望ましい。尚、圧縮ゴム層にＡＣＳＭを用いた場合
は、接着ゴム層３には耐熱性を有し、そして心線２と良
好に接着するクロロプレンゴム組成物、水素添加率８０
％以上の水素化ニトリルゴム等が用いられる。これはＡ
ＣＳＭの主鎖がポリエチレンであって、ポリマーとして
凝集エネルギーが小さくて、十分な接着力を得るのが困
難なためである。

【００３６】以上のようにして構成されているＶリブド
ベルト１は、圧縮ゴム層４に用いているＡＣＳＭゴム組
成物が、低温雰囲気下でも塩素含有量の制限された範囲
によって塩素の凝集エネルギーを低く押さえることがで
きるためにゴムの硬化を防ぐことができ、また、低温特
性に優れた可塑剤を添加するため、ベルトの耐寒性を向
上させる。さらに、リブ部６の側面からフィブリル化し
たパラ系アラミド繊維が突出しているため、接触面積が
大きくなり、摩擦係数が高くなる。そのため、高速で空
回りし、ベルト張力が低下しているベルトに対して急に
負荷をかけた場合であっても、スリップが発生すること
が少ない。したがって、スリップによる発音の防止効果
を向上させることができる。

【００３７】なお、本発明に係る伝動ベルトを、前述し
てきたようなクランクプーリの角加速度が１，５００〜
６，０００ラジアン／秒^２である角加速度の大きな自動
車エンジンの補記駆動に使用すると、ベルトの瞬時の滑
りが抑制され、そのスリップ音が抑制させる効果が顕著
になる。また、ベルト張力が低下した場合で、急激な負
荷をかけるような使用においても、スリップ音が抑制さ
れる。尚、本発明はプーリ径が１００φ以上と比較的径
の大きいクランクプーリを有する駆動装置に用いられる
ことが好ましい。

【００３８】図２は、本発明にかかる駆動装置におい
て、Ｖリブドベルト１と係合するクランクプーリ１０の
一部を示す断面図である。尚、プーリの溝部１１は角度
βとなるよう設計されてなり、駆動時には、ベルトのリ
ブ部６はプーリのリブ溝部１１に係合し、局部的に大き
な応力が該リブ部の底部１２に集中するように圧縮係合
する。具体的には、伝動ベルトにおけるリブ部の角度α
とプーリにおけるリブ溝の角度βが、０＜│α−β│≦
３°の関係式を満足している。この場合、角度αが角度
βより大きい場合でもよく、逆に角度αが角度βより小
さい場合であってもよい。尚、│α−β│値が３°を越
えると、リブ部６の底部１２に応力が集中し過ぎて、こ
こから摩耗が促進されて亀裂が発生しやすくなり、ベル
ト寿命の低下に繋がる。

【００３９】本発明の場合、Ｖリブドベルト１のリブ部
６の角度αがプーリ１０のリブ溝１１の角度βに一致せ
ず、リブ部６がプーリ１０のリブ溝１１に押圧係合して
いるために、リブ部６の底部１２に大きな応力が集中
し、リブ部６が局部的にプーリ１０と強く係合し、かつ
応力集中部分が心線２のピッチラインＬと近いことか
ら、ベルトの瞬時の滑りが抑制されることを示してい
る。

【００４０】具体的には、ベルトのリブ部６の角度αが
４０°で、これに係合するプーリのリブ溝１１の角度β
が３８°と小さい条件で、上記Ｖリブドベルト１をプー
リ１０に係合させた場合、ベルト張力が２０ｋｇｆ、４
０ｋｇｆにおけるリブ部６の応力分布を有限要素法によ
り解析すると、図３、図４に示すようになり、リブ部６
の底部１２には局部的に大きな応力が集中している。

【００４１】一方、図５、図６は、ベルトのリブ部６の
角度αが４０°、プーリのリブ溝１１の角度βが４０°
と一致し、２０ｋｇｆ、４０ｋｇｆのベルト張力を付与
した場合の有限要素法により解析したリブ部６の応力分
布である。これによると、リブ部６はプーリのリブ溝１
１にスムーズに嵌合するために、その側壁には均一な圧
力がかかり、スリップして発音しやすくなることが判
る。この傾向は角加速度が大きいプーリに係合した際に
顕著にみられる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるも
のではない。

【００４３】（実施例１，２、比較例１）実施例１，
２、比較例１として、表１に示すリブ角度αを有するＶ
リブドベルト及びプーリリブ溝角度βを有するクランク
プーリを実車発音試験機（クランクプーリ：外径１３０
ｍｍ、Ａ／Ｃ用プーリ：外径１１０ｍｍ、発電機用プー
リ：外径６０ｍｍ、テンションプーリ：外径１１０ｍ
ｍ）にて試験し、アイドリングでベルト発音が発生する
発音限界張力を測定した。結果を表１に併記する。

【００４４】

【表１】

【００４５】尚、本実施例及び比較例で用いたＶリブド
ベルトは、ポリエステル繊維のロープからなる心線が接
着ゴム層内に埋設され、その上側にゴム付綿帆布を１プ
ライ積層され、他方接着ゴム層の下側には圧縮ゴム層が
あって４個のリブ部がベルト長手方向に有している。得
られたＶリブドベルトはＲＭＡ規格による長さ１，１０
０ｍｍのＫ型４リブドベルトであり、リブ高さ２．０ｍ
ｍ、ベルト厚さ４．３ｍｍ、そしてリブピッチ３．５６
ｍｍであった。

【００４６】圧縮ゴム層及び接着ゴム層は、それぞれ表
２及び表３に示すゴム組成物からなる。それぞれ、バン
バリーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延した
ものを用いた。圧縮ゴム層には短繊維が含まれベルト巾
方向に配向している。なお、本実施例に係るベルトは、
通常の方法で製造したものであり、まずフラットな円筒
モールドに１プライのゴム付綿帆布を巻いた後、接着ゴ
ム層を巻き付けて、心線をスピニングし、圧縮ゴム層を
設置した後、圧縮ゴム層の上に加硫用ジャケットを挿入
する。次いで、成形モールドを加硫缶内に入れ、１５０
°Ｃ×３０分で加硫した後、筒状の加硫スリーブをモー
ルドから取り出し、該スリーブの圧縮ゴム層をグライン
ダーによってリブに成形し、成形体から個々のベルトに
切断する工程からなっている。

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】発音限界張力が低いベルトほど、低張力で
も鳴き音が発生しにくいベルトであると言える。つまり
表１の結果より、実施例は発音限界張力が低いことか
ら、ベルト発音に余裕があることが判る。

【００５０】次に実施例１及び比較例１のＶリブドベル
ト、クランクプーリを上記実車発音試験機にて、ベルト
張力を３０ｋｇｆの条件で、エンジンに負荷を与えると
共に発電装置最大使用とした状態で試験し、発音状態を
調べた。結果を表４に示す。

【００５１】

【表４】

【００５２】表４の結果より、実施例ではスリップ音が
抑制されている、つまり発音減少効果が高いベルトであ
るといったことが判る。

【００５３】また実施例１、比較例１，２として、表５
に示すベルトリブ角度α，プーリリブ溝角度βを有する
伝動ベルト並びにクランクプーリを用いてベルト耐久寿
命を調べた。耐久走行試験の評価に用いた走行試験機
は、駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径
１２０ｍｍ）、これにアイドラープーリ（直径７０ｍ
ｍ）とテンションプーリ（直径４５ｍｍ）とを組み合わ
せ、アイドラープーリとベルト背面との巻き付け角度９
０°、テンションプーリとベルトとの巻き付け角度９０
°で配置したものである。試験機の各プーリにベルトを
掛架し、雰囲気温度１２０°Ｃ、駆動プーリの回転数４
９００ｒｐｍ、従動プーリの負荷８．８ｋｗとし、テン
ションプーリに５６０Ｎ／４リブの初張力をかけて走行
させ、ベルトのリブ部に亀裂が発生するまでの時間を測
定した。

【００５４】

【表５】

【００５５】表５より|α−β|が大きくなるにつれ寿命
が低下することが判るが、|α−β|＝４の比較例２で
は、α，βが一致する比較例１に対して寿命低下率が２
０％以上と耐久力に乏しく、耐久性が良好であるという
ＡＣＳＭの特性が活かしきれていない。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、前記伝動
ベルトの少なくとも圧縮ゴム層がアルキル化クロロスル
フォン化ポリエチレンで構成されると共に、伝動ベルト
におけるリブ部の角度αとクランクプーリにおけるリブ
溝の角度βが関係式、０＜│α−β│≦３°を満足する
伝動ベルトの駆動装置は、耐久性に優れるとともに、ク
ランクプーリの角加速度の大きい場合においても、伝動
ベルトとクランクプーリの間で発生する伝動ベルトのス
リップ音の発生を抑制できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る駆動装置であるＶリブドベルトの
部分斜視図である。

【図２】本発明に係る駆動装置であるクランクプーリの
断面図である。

【図３】本発明の実施例に相当するもので、Ｖリブドベ
ルトをプーリに係合させ、ベルト張力（２０ｋｇｆ）を
付与した状態における応力分布を有限要素法により解析
した結果を示す。

【図４】本発明の実施例に相当するもので、Ｖリブドベ
ルトをプーリに係合させ、ベルト張力（４０ｋｇｆ）を
付与した状態における応力分布を有限要素法により解析
した結果を示す。

【図５】比較例に相当するもので、Ｖリブドベルトをプ
ーリに係合させ、ベルト張力（２０ｋｇｆ）を付与した
状態における応力分布を有限要素法により解析した結果
を示す。

【図６】比較例に相当するもので、Ｖリブドベルトをプ
ーリに係合させ、ベルト張力（４０ｋｇｆ）を付与した
状態における応力分布を有限要素法により解析した結果
を示す。

【符号の説明】

１ Ｖリブドベルト ２ 心線 ３ 接着ゴム層 ４ ゴム付帆布 ５ 圧縮ゴム層 ６ ベルトのリブ部 ７ 短繊維 １０ プーリ １１ プーリのリブ溝部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト長手方向に沿う心線を埋設した接
   着ゴム層と、この接着ゴム層の内側に位置し、少なくと
   も１つ以上のリブ部を形成する圧縮ゴム層とで構成され
   た伝動ベルトと、該ベルトのリブ部と係合するリブ溝部
   をもったプーリとを組み合わせた伝動ベルトの駆動装置
   において、前記伝動ベルトの少なくとも圧縮ゴム層がア
   ルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンで構成される
   と共に、伝動ベルトにおけるリブ部の角度αとクランク
   プーリにおけるリブ溝の角度βが関係式、０＜│α−β
   │≦３°を満足することを特徴とする伝動ベルトの駆動
   装置。
2. 【請求項２】 クランクプーリの角加速度が１，５００
   〜６，０００ラジアン／秒^２である自動車エンジンの補
   記駆動に使用される請求項１記載の伝動ベルトの駆動装
   置。
3. 【請求項３】 伝動ベルトの圧縮ゴム層は、ｔａｎδピ
   ーク温度が−４５〜−１５℃のアルキル化クロロスルフ
   ォン化ポリエチレンで構成され、前記圧縮ゴム層には、
   前記アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン１００
   質量部に対して、少なくともパラ系アラミド繊維を３〜
   １０質量部含む短繊維が添加され、前記パラ系アラミド
   繊維が前記リブ側面でフィブリル化してなる請求項１又
   は２に記載の伝動ベルトの駆動装置。