JP2013164084A - 結合型ｖベルト - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト幅方向に並ぶ複数のＶベルト要素１０，１０，…を帯状部材２０により結合するようにした結合型Ｖベルトとして、ベルト長さ方向の曲げ剛性を、ベルト長さ方向の部位間における曲げ剛性を大きく変化させることなく低下させ、もって、円滑なベルト走行を確保しつつ、省エネルギー化およびベルト長寿命化を図れるようにする。
【解決手段】各Ｖベルト要素１０に、各々、略ベルト幅方向に延びるように形成されていてベルト長さ方向に並ぶように配置された複数のノッチ１０ａ，１０ａ，…を設ける。その際に、ノッチ１０ａ，１０ａ，…は、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…が該Ｖベルト要素１０以外のＶベルト要素１０，１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…とベルト幅方向に並ばないようにベルト長さ方向に互いにずれて配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンドレスな複数のＶベルト要素をベルト幅方向において結合一体化してなる結合型Ｖベルトに関し、特に曲げロスの低減による省エネルギー効果および屈曲性向上による長寿命化対策に関する。

一般伝動用の多くの分野に使用されているＶベルトとしては、ベルト本体の表面が外被布により覆われてなる「ラップドＶベルト」と、そのような外被布を備えていない「ローエッジＶベルト」とに大別される。

これらのＶベルトを多本掛けにて使用する場合や、水平掛けにて使用する場合には、それぞれ、ベルト間に張力差が生じたりベルト同士が接触するという事態や、ベルトが横転するという事態の発生する虞があることから、例えば特許文献１に記載されているように、複数のＶベルト（以下「Ｖベルト要素」という。）をベルト幅方向に結合した状態の結合型Ｖベルトが使用される。具体的には、図９に示すように、例えば、２層のゴム付きすだれコードが互いに交差されてなるタイバンド２００を用い、このタイバンド２００を各Ｖベルト要素１００のベルト背面に積層することで、複数（図示する例では３つ）のＶベルト要素１００，１００，…を結合するようになされている。

特開平３−３３５３６号公報

ところで、従来の結合型Ｖベルトの場合には、単体のＶベルト要素の場合に比べると、タイバンド２００の分だけベルト長さ方向における曲げ剛性が高くなり、そのために、動力伝達時に発生するエネルギーロスが大きくなるのみならず、その曲げ剛性の高さ、すなわち屈曲性の低さがベルト寿命に悪影響を及ぼす虞がある。

これに対しては、ラップドＶベルトに対するノッチドＶベルトや、ローエッジＶベルトに対するコグドＶベルトのように、ベルト幅方向に延びるノッチをベルト長さ方向に並ぶように設けることが考えられる。

しかしながら、単にノッチを加えるだけであると、ベルト長さ方向におけるノッチの存在する部位とノッチの存在しない部位との間での曲げ剛性が大きく変化することが考えられ、ベルトの円滑な走行が損なわれる虞がある。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、複数のＶベルト要素がベルト幅方向に結合されてなる結合型Ｖベルトにおいて、ノッチを加えることでベルト長さ方向の曲げ剛性を低下させる際に、ノッチの配置に工夫を加えることで、曲げ剛性をベルト長さ方向の部位間において大きく変化させないようにし、もって、円滑なベルト走行を確保しつつ、曲げ剛性を低くすることによる省エネルギー化およびベルト長寿命化が図れるようにすることにある。

上記の目的を達成すべく、本発明では、複数のＶベルト要素間において、各Ｖベルト要素のノッチがベルト幅方向に一列に並ばないようにした。

具体的には、本発明では、各々、ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向に並ぶように配置された複数のＶベルト要素と、これら複数のＶベルト要素をベルト幅方向に結合するように各Ｖベルト要素のベルト背面に積層一体化された帯状部材とを備えた結合型Ｖベルトを前提としている。

そして、上記各Ｖベルト要素は、各々、略ベルト幅方向に延びるように形成されていてベルト長さ方向に並ぶように配置された複数のノッチを有するものとし、その際に、上記複数のＶベルト要素のノッチは、各Ｖベルト要素のノッチが該Ｖベルト要素以外のＶベルト要素のノッチとベルト幅方向に並ばないようにベルト長さ方向に互いにずれて配置されているものとする。

尚、上記の構成において、各Ｖベルト要素のノッチを、それぞれ、該Ｖベルト要素毎に等ピッチでもってベルト長さ方向に配置するようにしてもよく、その場合には、各Ｖベルト要素のノッチのベルト長さ方向ピッチを、全てのＶベルト要素において互いに同じにすることもできる。また、その際に、Ｖベルト要素が３つ以上である場合には、ベルト幅方向に相隣るＶベルト要素間でのノッチのずれ量は互いに同じであってもよい。この場合、相対応するノッチは、ベルト幅方向に対してスラントした状態に配置されることになる。ここで、「ずれ量」とは、２つのずれ方向における各ずれ量のうち、最小のものをいう。

さらに、相隣るＶベルト要素間でのノッチのずれ量が互いに同じである場合には、全てのＶベルト要素間でのノッチのずれ量を互いに同じにしたり、全てのＶベルト要素において略ベルト幅方向に相対応するノッチを、ベルト幅方向に対してスラントした直線上に該直線と同じ方向に延びるように配置したりすることもできる。

また、以上のような解決手段の次善の策として、Ｖベルト要素が３つ以上である場合には、ノッチを、それら３つ以上のＶベルト要素のうちの少なくとも２つのＶベルト要素間のみにおいてベルト幅方向に並ばないようにベルト長さ方向に互いにずらして配置するようにしてもよい。

本発明では、複数のＶベルト要素をベルト幅方向に結合するようにした結合型Ｖベルトにおいて、各Ｖベルト要素のノッチがベルト幅方向に一列に並ばないので、ベルト長さ方向の部位間においてベルト長さ方向の曲げ剛性を大きく変化させることなく、その曲げ剛性を低下させることができ、よって、円滑なベルト走行を確保しつつ、省エネルギー化およびベルト長寿命化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る結合型Ｖベルトの全体構成をそのベルト長さ方向の一部位を断面して模式的に示す斜視図である。 ノッチの配置を示す底面図である。 実施例の結合型Ｖベルトのベルト長さ方向における曲げ剛性を従来の結合型Ｖベルトの場合と併せて示す特性図である。 実施例の結合型Ｖベルトにおける３種類のプーリ径毎の省エネルギー効果を従来の結合型Ｖベルトの場合を０％として示す特性図である。 実施例の結合型Ｖベルトにおける入力電力毎の伝動効率を従来の結合型Ｖベルトの場合と併せて示す特性図である。 結合型Ｖベルトの製造方法を示す工程図である。 結合型Ｖベルトの別の製造方法を示す工程図である。 変形例におけるノッチの配置を示す図２相当図である。 従来の結合型Ｖベルトの全体構成をそのベルト長さ方向の一部位を断面して模式的に示す図１相当図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る結合型Ｖベルトの全体構成を示しており、この結合型Ｖベルトは、３つのラップドＶベルトタイプのＶベルト要素１０，１０，…を備えている。

各Ｖベルト要素１０は、ベルト長さ方向（図１の右上−左下方向）に対して所定の傾斜角度をなすように螺旋状に配置された心線１１と、この心線１１を包み込む状態に設けられた接着ゴム層１２と、この接着ゴム層１２のベルト内面側に積層された状態の下ゴム層１３と、接着ゴム層１２および下ゴム層１３を被覆するように積層された状態の外被布１４とからなっている。

３つのＶベルト要素１０，１０，…は、ベルト幅方向（図１の左右方向）に並ぶように配置されていて、各Ｖベルト要素１０のベルト背面（同図の上面）に積層一体化された帯状部材としてのタイバンド２０により結合されている。このタイバンド２０は、図示は省略するが、所定の角度でもって交差する状態に積層された２層のゴム付きすだれコードを有する。

そして、本実施形態では、上記各Ｖベルト要素１０は、図２に示すように、各々、略ベルト幅方向（同図の上下方向）に延びるように形成されていてベルト長さ方向（同図の左右方向）に並ぶように配置された複数のノッチ１０ａ，１０ａ，…を有しており、その上で、それらノッチ１０ａ，１０ａ，…は、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…が該Ｖベルト要素１０以外のＶベルト要素１０，１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…とベルト幅方向に並ばないようにベルト長さ方向に互いにずれて配置されている。尚、以下の説明では、図２に、各々、同図の左右方向に延びかつ同図の上下方向に並ぶように配置された３つのＶベルト要素１０，１０，…を、同図の上側から下側に向かって順に第１〜第３のＶベルト要素１０，１０，…と表している。

具体的には、第１〜第３Ｖベルト要素１０，１０，…のノッチ１０ａ，１０ａ，…の各ピッチＰは、それぞれ、等ピッチ（Ｐ＝ｐ１，Ｐ＝ｐ２，Ｐ＝ｐ３）とされており、その際に、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…ピッチＰは、全てのＶベルト要素１０，１０，…において互いに同じ（ｐ１＝ｐ２＝ｐ３）とされている。また、第１および第２Ｖベルト要素１０，１０間，第２および第３Ｖベルト要素１０，１０間，第３および第１Ｖベルト要素１０，１０間の各ずれ量Ｄを、それぞれ、Ｄ＝ｄ１２，Ｄ＝ｄ２３，Ｄ＝ｄ３１とすると、それらずれ量は互いに同じ（ｄ１２＝ｄ２３＝ｄ３１）とされている。つまり、本実施形態の場合には、ｐ１＝ｐ２＝ｐ３＝ｄ１２＋ｄ２３＋ｄ３１、である。

次に、上記構成の結合型Ｖベルトについて、そのベルト長さ方向における曲げ剛性、省エネルギー効果、伝動効率をそれぞれ調べるために行ったテストについて説明する。尚、実施例の結合型Ｖベルトのベルト総厚さ寸法ｈ，ノッチ高さＨ，ノッチピッチＰ，ずれ量Ｄは、それぞれ、ｈ＝１０ｍｍ，Ｈ＝３.８ｍｍ，Ｐ＝１０ｍｍ，Ｄ＝１０／３ｍｍとした。また、各Ｖベルト要素１０については、細幅Ｖベルト（種類:５Ｖ）に対応するものとした。

１〕曲げ剛性
比較例として、ノッチを有さない結合型Ｖベルトを用い、この比較例のベルト長さ方向における曲げ剛性を１００としたときの実施例のベルト長さ方向における曲げ剛性を計測した。その結果を、図３の特性図に示す。

同図から判るように、実施例の曲げ剛性は、比較例の場合の半分以下に低下していた。

２〕省エネルギー効果
プーリ径φが、それぞれ、φ＝１５０ｍｍ，φ＝２００ｍｍ，φ＝２５０ｍｍである３種類のプーリを用いた台上試験機を用意し、各プーリ径φ毎の省エネルギー効率を計測した。尚、数値は、上記比較例の場合を１００としたときのものである。その結果を、図４に示す。

同図から判るように、プーリ径φがφ＝２５０ｍｍであるときでも、０．５％程度の省エネルギー効果が得られ、また、プーリ径φが小さくなるほど、省エネルギー効率が高くなっている。因みに、プーリ径φがφ＝１５０ｍｍであるときには、２.２％の省エネルギー効果があった。

３〕伝動効率
入力電力ＥをＥ＝２ｋＷからＥ＝１６ｋＷの範囲で２ｋＷずつ変量し、その都度、伝動効率ηを計測した。また、比較例についても、同様の計測を行った。その結果を、図５に併せて示す。

同図から判るように、僅かではあるが、比較例の場合よりも高い伝動効率ηが得られた。特に、入力電圧ＥがＥ＝２ｋＷのときには、比較例では極端に低いのに比べて、大きく落ち込むことがなく、比較例の場合の略２倍の伝動効率ηが得られた。

ここで、上記のように構成された結合型Ｖベルトの製造方法を、図６および図７に基づいて簡単に説明しておく。これには２通りがあり、１つは、図６（ａ）に示すようにノッチを有さない既存の結合型Ｖベルトを得た後、同図（ｂ）に示すようにノッチ加工を行う方法である。もう１つは、図７（ａ）に示すようにノッチを有さないＶベルト要素としてのラップドＶベルトを得た後、各Ｖベルト要素１０にそれぞれノッチ加工を行い、得られた所定数（図示する例では３つ）のノッチ付きＶベルト要素１０，１０，…をベルト幅方向に並べ、各Ｖベルト要素１０のベルト背面にタイバンド２０を積層一体化することで、ノッチ付きの結合型Ｖベルトとする方法である。

したがって、本実施形態では、各々、ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向に並ぶように配置されたラップドＶベルトタイプの複数のＶベルト要素１０，１０，…と、これらＶベルト要素１０，１０，…をベルト幅方向に結合するように各Ｖベルト要素１０のベルト背面に積層一体化されたタイバンド２０とを備えた結合型Ｖベルトとして、各Ｖベルト要素１０に、各々、ベルト幅方向に延びるように形成されていてベルト長さ方向に並ぶように配置された複数のノッチ１０ａ，１０ａ，…を設けることとし、その際に、ノッチ１０ａ，１０ａ，…を、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…が該Ｖベルト要素１０以外のＶベルト要素１０，１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…とベルト幅方向に並ばないようにベルト長さ方向に互いにずらして配置するようにしたので、ベルト長さ方向においてノッチ１０ａの存在する部位とそのようなノッチの存在しない部位との間での曲げ剛性が大きく変化するという事態を回避することができるので、そのような曲げ剛性の不均一さに起因する不具合が発生せず、円滑なベルト走行を行わせることができる。

特に、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…が、それぞれ、該Ｖベルト要素１０毎に等ピッチ（Ｐ＝ｐ１，ｐ２，ｐ３）でもってベルト長さ方向に配置されるとともに、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…のピッチｐ１，ｐ２，ｐ３が全てのＶベルト要素１０，１０，…において互いに同じ（ｐ１＝ｐ２＝ｐ３）であり、さらに、全てのＶベルト要素１０，１０，…間でのノッチ１０ａ，１０ａ，…のずれ量（Ｄ＝ｄ１２，ｄ２３，ｄ３１）が互いに同じ（ｄ１２＝ｄ２３＝ｄ３１）であるので、各Ｖベルト要素１０のノッチピッチＰを単位としてベルト長さ方向の部位を捉えた場合、ベルト長さ方向における曲げ剛性は全ての部位において均一であり、よって、上記の効果を顕著に得ることができる。

さらに、従来のように各Ｖベルト要素のノッチがベルト幅方向に並ぶように配置される場合に比べると、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…が、Ｖベルト要素１０，１０，…間でベルト長さ方向において互いにずれていることにより、ベルト走行時のノッチによる騒音が低減するというメリットもある。

尚、上記の実施形態では、略ベルト幅方向において相対応するノッチ１０ａ，１０ａ，…を、各々、ベルト幅方向に延びていて互いに異なる複数（同実施形態の場合には３）の直線上にそれぞれ配置するようにしているが、図８に示す変形例のように、ベルト幅方向に対してスラントした同一直線上に配置するようにすることもできる。

また、上記の実施形態では、３つのＶベルト要素１０，１０，…間でのノッチ１０ａ，１０ａ，…のずれ量Ｄを互いに同じ（ｄ１２＝ｄ２３＝ｄ３１）にしているが、２つのＶベルト要素１０間でのずれ量Ｄのみを互いに同じにする（例えば、ｄ１２＝ｄ２３≠ｄ３１）ようにしたり、全てのＶベルト要素１０，１０，…間でのずれ量Ｄを互いに異ならせる（ｄ１２≠ｄ２３≠ｄ３１≠ｄ１２）ようにすることもできる。

また、上記の実施形態では、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａ，１０ａ，…が、それぞれ、該Ｖベルト要素１０毎に等ピッチ（Ｐ＝ｐ１，Ｐ＝ｐ２，Ｐ＝ｐ３）でもってベルト長さ方向に配置されており、しかも、各Ｖベルト要素１０のノッチピッチＰが全てのＶベルト要素１０，１０，…において互いに同じ（ｐ１＝ｐ２＝ｐ３）であるが、ノッチピッチＰはＶベルト要素１０，１０間で異なって（ｐ１≠ｐ２≠ｐ３）いてもよいし、また、各Ｖベルト要素１０毎に等ピッチでなく（Ｐ≠ｐ１，Ｐ≠ｐ２，Ｐ≠ｐ３）てもよい。

また、上記の実施形態では、Ｖベルト要素１０，１０，…が３つの場合について説明しているが、Ｖベルト要素の数は少なくとも２つであればよく、特に限定されるものではない。

また、上記の実施形態では、全てのＶベルト要素間１０，１０，…においてノッチ１０ａ，１０ａ，…がベルト幅方向に並ばないようにベルト長さ方向において互いにずれているが、Ｖベルト要素１０が３つ以上の場合には、少なくとも２つのＶベルト要素１０，１０間のみにおいてノッチ１０ａ，１０ａ，…をずらすようにすることもできる。

さらに、上記の実施形態では、Ｖベルト要素１０としてラップドＶベルトタイプのものを用いるようにしているが、ローエッジＶベルトタイプのものを用いるようにすることもできる。

本発明は、エンドレスな複数のＶベルト要素をベルト幅方向において結合一体化してなる結合型Ｖベルトに関し、特に曲げロスの低減による省エネルギー効果および屈曲性向上による長寿命化対策について有用である。

１０ Ｖベルト要素
１０ａ ノッチ
２０ タイバンド（帯状部材）

Claims (7)

1. 各々、ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向に並ぶように配置された複数のＶベルト要素と、
   上記複数のＶベルト要素をベルト幅方向に結合するように各Ｖベルト要素のベルト背面に積層一体化された帯状部材とを備えた結合型Ｖベルトであって、
   上記各Ｖベルト要素は、各々、略ベルト幅方向に延びるように形成されていてベルト長さ方向に並ぶように配置された複数のノッチを有し、
   上記ノッチは、各Ｖベルト要素のノッチが該Ｖベルト要素以外のＶベルト要素のノッチとベルト幅方向に並ばないようにベルト長さ方向に互いにずれて配置されていることを特徴とする結合型Ｖベルト。
2. 請求項１に記載の結合型Ｖベルトにおいて、
   各Ｖベルト要素のノッチは、それぞれ、該Ｖベルト要素毎に等ピッチでもってベルト長さ方向に配置されている結合型Ｖベルト。
3. 請求項２に記載の結合型Ｖベルトにおいて、
   各Ｖベルト要素のノッチのベルト長さ方向ピッチは、全てのＶベルト要素において互いに同じである結合型Ｖベルト。
4. 請求項３に記載の結合型Ｖベルトにおいて、
   Ｖベルト要素は、３つ以上とされ、
   ベルト幅方向に相隣るＶベルト要素間でのノッチのずれ量は、互いに同じである結合型Ｖベルト。
5. 請求項４に記載の結合型Ｖベルトにおいて、
   全てのＶベルト要素間でのノッチのずれ量は、互いに同じである結合型Ｖベルト。
6. 請求項４に記載の結合型Ｖベルトにおいて、
   全てのＶベルト要素において略ベルト幅方向に相対応するノッチは、ベルト幅方向に対しスラントした同一直線上に配置されている結合型Ｖベルト。
7. 各々、ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向に並ぶように配置された３つ以上のＶベルト要素と、
   上記３つ以上のＶベルト要素をベルト幅方向に結合するように各Ｖベルト要素のベルト背面に積層一体化された帯状部材とを備えた結合型Ｖベルトであって、
   上記各Ｖベルト要素は、各々、略ベルト幅方向に延びるように形成されていてベルト長さ方向に並ぶように配置された複数のノッチを有し、
   上記ノッチは、上記３つ以上のＶベルト要素のうちの少なくとも２つＶベルト要素間のみにおいてベルト幅方向に並ばないようにベルト長さ方向に互いにずれて配置されていることを特徴とする結合型Ｖベルト。

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