JP2022160370A - 歯付ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】近年の風力発電機の大型化（発電容量の大容量化）に伴う高い負荷環境（高張力な条件）での動力伝達に適応でき、且つ、海洋上設置（洋上風力発電）に伴う防錆性にも適応できる歯付ベルトを提供する。【解決手段】歯付ベルト１０は、背部１２と、背部１２にベルト長手方向に埋設された、スチール繊維を含む撚りコードからなる心線１１と、背部１２の内周側に、ベルト長手方向に沿って形成された、複数のベルト歯１３と、隣接するベルト歯１３の間に形成されるベルト歯底部１４と心線１１との間に設けられたカバー層１２１とを備え、カバー層１２１は、厚みが０．２～１．０ｍｍの範囲内であり、背部１２、ベルト歯１３、及び、カバー層１２１は、熱可塑性エラストマーで一体的に形成されており、心線１１は、直径が３．０～７．０ｍｍの範囲であり、強力が１０～４０ｋＮの範囲であり、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力が２．０～５．０ｋＮの範囲にある。【選択図】図２

Description

本発明は、比較的高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達性能が求められる歯付ベルトに関する。

風力発電機は、弱風時には効率向上、強風時には効率低下のために、風車のブレードのピッチ（ブレードを軸回転させる歯付プーリの角度）を変更し、風車の回転速度を調整する（図１参照）。例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３には、ブレードのピッチの制御を歯付ベルトによる駆動（噛み合い伝動）方式で行う態様が開示されている。

それらの態様では、駆動用の歯付ベルトはブレードの根元付近に設置されるので、強風時にブレードの根元付近が小刻みに揺れる現象が往々に発生する。この場合、その影響で歯付ベルトの駆動におけるベルト歯とプーリとの噛み合いが小刻みに進退運動（往復運動）をすることになる。このような進退運動においては、歯付ベルトの歯底部がプーリに強く押し付けられていると、小刻みに激しく擦られるため、ベルト歯底部が著しく摩耗する。さらには、ベルト歯に埋設された心線の摩耗や切断にまで進展するとベルト強力が低下し、最終的にはベルト切断に到る場合がある。

一般に、歯付ベルトを用いる噛み合い伝動機構では、昇降搬送装置のように、駆動プーリの回転速度や往復運動が所定（一定）の条件で行われることになるが、風力発電機用途では風の動きに任せた成り行きの条件で駆動プーリの回転や往復運動が行われる。そのため、一般的な用途とは異なった特異的な設計が必要になり、特に、当該用途の歯付ベルトには、小刻みな進退運動（正逆回転による往復運動）に対する歯底部の耐摩耗性や、強風にも耐用できる高度な強度が求められる。

当該用途において、歯付ベルトのベルト歯底部の摩耗を抑制する手段として、特許文献４には、ベルト歯の先端はプーリ歯底部と接触し、プーリ歯の先端はベルト歯底部と接触せず、プーリ歯の先端とベルト歯底部との間に間隙Ｓが設けられる歯付ベルト伝動装置が開示されている。

中国実用新案第２０２３７０７５２号明細書 米国特許第８６８４６９３号明細書 国際公開第２０１３／１５６４９７号 特開２０１８－２０４７９０号公報

上記プーリ歯の先端とベルト歯底部との間に間隙Ｓを設けた態様（特許文献４の図１参照）では、歯付ベルトとプーリとの噛み合いにおいて、ベルト歯部の先端部（歯先部）のみがプーリと接触し、ベルト歯底部がプーリと接触することなく動力伝達を行う方式（歯先伝動方式）であるため、小刻みな進退運動（正逆回転による往復運動）が行われる用途でも、ベルト歯底部の摩耗を抑制することができる。

しかし、本来の噛み合い伝動は、動力伝達の効率や、ベルト歯部の耐久性の面では、歯先部とベルト歯底部とが共にプーリと接触して噛み合うことが望ましい。すなわち、ベルト歯底部がプーリと接触しない方式は、耐摩耗性には効果があるものの、動力伝達やベルト歯部の耐久性の面では不利な態様である。

その一方、近年では、風力発電機の分野では、風力発電機の大型化（発電容量の大容量化）が進められ、それに対応して歯付ベルトには一段と高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達が求められている。そのため、特許文献４で開示される歯底部がプーリと接触しない方式（歯先伝動方式）では、高張力条件での動力伝達に追従できず、動力伝達性や歯部の耐久性に有利な態様が必要になっている。

さらには、風力発電機の分野では、その設置場所が従来の陸上から海洋上へと変わりつつある。海洋上に設置される場合には、塩水に対する防錆性が求められる。

しかし、特許文献４で開示される態様では、ベルト歯底部において心線（スチールコード）が歯底面に露出する位置に配置されているため、塩水によりスチールコードに錆が生じる虞がある。また、ベルト歯底部が補強布（６６ナイロン織布）で被覆される態様も開示されているが、補強布が吸水した水分でスチールコードに錆びが生じる虞がある。従って、心線（スチールコード）の防錆性を確保するための改善が必要となった。

本発明は、近年の風力発電機の大型化（発電容量の大容量化）に伴う高い負荷環境（高張力な条件）での動力伝達に適応でき、且つ、海洋上設置（洋上風力発電）に伴う防錆性にも適応できる歯付ベルトを提供することを目的とする。

本発明は、背部と、
前記背部に、ベルト長手方向に埋設された、スチール繊維を含む撚りコードからなる心線と、
前記背部の内周側に、前記ベルト長手方向に沿って形成された、複数のベルト歯と、
前記ベルト歯間に形成されるベルト歯底部と前記心線との間に設けられた、カバー層と、を備え、
前記カバー層は、厚みが０．２～１．０ｍｍの範囲内であり、
前記背部、前記ベルト歯、及び、前記カバー層は、熱可塑性エラストマーで一体的に形成されており、
前記心線は、直径が３．０～７．０ｍｍの範囲であり、強力が１０～４０ｋＮの範囲であり、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力が２．０～５．０ｋＮの範囲であることを特徴とする、歯付ベルトである。

上記構成の高強力な心線を用いることで、特に、大型（大容量）の風力発電機のような、一段と高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達に適応できる
また、ベルト歯底部と心線との間（心線の内周側）に、厚み０．２～１．０ｍｍのカバー層を設けることで、スチール繊維を含む撚りコードからなる心線が、ベルト歯底部の表面に位置しないため（心線が直接露出せず、且つ、心線の位置をベルト歯底部から隔離できる）、プーリとの噛み合いの際に、ベルト歯底部とプーリ歯の先端部とが接触しても、心線の摩耗や切断が抑制される。特に、大型（大容量）の風力発電機のような、一段と高い負荷（高トルク）環境での小刻みな進退運動（正逆回転による往復運動）に対しても、カバー層があれば、心線の摩耗や切断から保護することができる。
また、心線が全面的に熱可塑性エラストマーに埋設されていることから、心線がベルト歯底部の表面と接したり露出したりする部分がなく、心線（スチール繊維を含む撚りコード）と水分との接触を妨げられるので、水分に対する防錆性を確保することができる。

また、本発明は、上記歯付ベルトにおいて、前記ベルト歯間のピッチが１４ｍｍ以上であり、前記ベルト歯の高さが５ｍｍ以上であることを特徴としてもよい。

上記構成によれば、ベルト歯間のピッチ（歯ピッチ）が歯付ベルトのスケールを表す指標として規格等で規定されている中で、歯ピッチ（すなわち、ベルト歯）を大きくすることで、比較的高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達性能が求められる用途での耐荷重を満足するための、歯付ベルトと歯付プーリとの噛み合い性や、ベルト歯の剪断力を確保できる。このため、比較的大型の部類に属する歯付ベルトにおいて、耐久性、耐摩耗性、動力伝達性能、防錆性を確保することができる。

また、本発明は、上記歯付ベルトにおいて、前記ベルト歯底部から前記心線の中心までの距離（Ｐｉｔｃｈ Ｌｉｎｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）が、１．７０～４．５０ｍｍの範囲であり、
ベルト幅方向に配列された前記心線間のピッチが、３．６～１０．０ｍｍの範囲であり、
前記心線間の間隔ｄが、０．６～３．０ｍｍの範囲であり、
前記ベルト幅方向における前記心線間の間隔ｄの合計値が、ベルト幅Ｗの１３～５０％の範囲であることを特徴としてもよい。

上記歯付ベルトが、大型（大容量）の風力発電機のような、一段と高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件で使用されたとしてもベルト歯の剪断力を確保しつつ、動力伝達性能を維持することができる。

また、本発明は、上記歯付ベルトにおいて、前記熱可塑性エラストマーが、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、および、塩化ビニル系熱可塑性エラストマーからなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴としてもよい。

上記構成によれば、比較的大型の部類に属する歯付ベルトの耐久性、耐摩耗性、動力伝達性能、防錆性を確保することができる。

また、本発明は、上記歯付ベルトにおいて、前記熱可塑性エラストマーが、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーの場合、硬度が３０～７０°（ＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２に準拠したタイプＤ型硬度計で測定した硬度）であることを特徴としてもよい。

上記構成によれば、歯付ベルトの耐久性、耐摩耗性、動力伝達性能、防錆性をより確保することができる。

また、本発明は、上記歯付ベルトが、前記ベルト歯間に噛合するように外周に複数のプーリ歯が形成された、複数の歯付プーリの間に、
前記ベルト歯の先端部が、前記プーリ歯間に形成されるプーリ歯底部に接触し、
かつ、前記プーリ歯の先端部が、前記ベルト歯底部に接触するように巻き掛けられることを特徴としてもよい。

ベルト歯の先端部がプーリ歯底部と接触し、かつ、プーリ歯の先端部がベルト歯底部と接触して、ベルト歯に掛かる負荷（歯荷重）をベルト歯底部にも分散させることで、動力伝達やベルト歯の耐久性の面で有利な態様で噛み合い伝動を行うことができる。これにより、特に大型（大容量）の風力発電機のように、比較的高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達性能が求められる歯付ベルトにおいて、高張力条件での動力伝達に追従でき、且つ心線の耐摩耗性も確保することができる。

また、本発明は、上記歯付ベルトにおいて、当該歯付ベルトにかかる張力が、外的要因により変動し、常態で０．３０ｋＮ／ｍｍ以上であり、最大で０．８０～１．１０ｋＮ／ｍｍとなる環境で使用されることを特徴としてもよい。

例えば、風力発電機に搭載されるブレードピッチを調整する歯付ベルト伝動装置のように、強風時に、風力発電機のブレードの根元付近が小刻みに揺れ、その影響で歯付ベルトの駆動におけるベルト歯とプーリとの噛み合いが小刻みに進退運動（往復運動）したり、突発的に歯付ベルトに大きな張力がかかる現象が起こったとしても（その際に歯付ベルトにかかる張力（負荷）を想定）、それに耐えられる歯付ベルトを確保することができる。

本発明によれば、近年の風力発電機の大型化（発電容量の大容量化）に伴う高い負荷環境（高張力な条件）での動力伝達に適応でき、且つ、海洋上設置（洋上風力発電）に伴う防錆性にも適応できる歯付ベルトを提供することができる。

実施形態に係る歯付ベルト伝動装置の説明図である。 実施形態に係る歯付ベルト伝動装置の一部を示す、ベルト長手方向に沿った（図３の矢印方向Ｉから見た）側面図である。 本発明の実施形態に係る歯付ベルトのベルト幅方向に沿った断面図である。 （ａ）歯付ベルトのベルト長手方向に沿った断面図である。（ｂ）歯付ベルトのベルト長手方向に沿った断面の写真図である。（ｃ）歯付ベルトのベルト幅方向に沿った断面の写真図である。 本発明の実施形態に係る歯付ベルトの製造方法を説明するための概略図である。 走行試験で用いた走行試験機を示す概略図である。 歯付ベルトの歯型（Ｇ１４Ｍ、Ｇ２０Ｍ）の説明図である。

（歯付ベルト伝動装置１）
本発明に係る歯付ベルト１０は、高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達機能が必要とされる歯付ベルト伝動装置１に好適に使用される。高い負荷環境の指標としては、歯付ベルト１０にかかる張力が常時変動し、常態で０．３０ｋＮ／ｍｍ以上であり、最大で０．８０～１．１０ｋＮ／ｍｍの張力がかかる使用環境で使用される。別の指標では、歯付ベルト１０にかかるトルクが常時変動し、最大で１５ｋＮ・ｍ～４５ｋＮ・ｍとなる使用環境で使用される。

例えば、歯付ベルト伝動装置１の用途としては、風力発電機において、自然界で発生する常時変化する風向や風力（常風から強風まで）に応じた高い負荷環境で、ブレードの角度調整を行うベルト式駆動装置が挙げられる。

具体的には、図１に示すように、ベルト式駆動装置として使用される、歯付ベルト伝動装置１は、駆動プーリ３０、歯付プーリ５０（従動プーリ）及びアイドラプーリ４０と、これらに巻回された歯付ベルト１０を主な構成としている。そして、駆動プーリ３０の回転動力が、歯付プーリ５０に伝達され、歯付プーリ５０の回転に連動するブレードを軸回転させることにより、風力発電機のブレードのピッチ（角度）を変更する。

なお、歯付ベルト伝動装置１は、風力発電機におけるベルト式駆動装置として使用されることに限定されず、同様の特性が要求される任意の駆動装置において使用可能である。

（歯付ベルト１０）
次に、本発明の実施形態に係る歯付ベルト１０について図面を参照して説明する。

本実施形態の歯付ベルト１０は、有端状の噛み合い伝動ベルトであり、図２～図４に示すように、複数の心線１１と、複数の心線１１をベルト長手方向に埋設した背部１２と、背部１２の内周側にベルト長手方向に沿って形成された複数のベルト歯１３と、ベルト歯１３とベルト歯１３との間に形成される、複数のベルト歯底部１４とを有する。

複数のベルト歯１３は、ベルト厚み方向（ベルト歯１３の高さ方向）に背部１２と対向し、ベルト長手方向に互いに離隔して配置されている。

ベルト歯１３とベルト歯底部１４とは、ベルト長手方向に交互に形成されている。ベルト歯底部１４は、ベルト長手方向に隣接する２つのベルト歯１３の間に形成された凹部の底部である。

ベルト歯底部１４において、複数の心線１１がベルト歯底部１４の表面に露出しないように、ベルト歯底部１４と心線１１との間（心線１１の内周側）にはカバー層１２１が設けられている。背部１２、複数のベルト歯１３、及び、カバー層１２１は、熱可塑性エラストマーで一体的に形成されている。カバー層１２１の厚みＴ（ベルト厚み方向の高さ）は、０．２～１．０ｍｍであり、特に０．３～０．６ｍｍ程度が好ましい。

なお、歯付ベルト１０は、図２～図４に示す形態又は構造に限定されない。例えば、複数のベルト歯１３は、歯付プーリ５０のプーリ歯５３と噛み合い可能であればよく、ベルト歯１３の断面形状（歯付ベルト１０のベルト長手方向の断面形状）は台形状に限定されず、例えば、半円形、半楕円形、多角形（三角形、四角形（矩形など）など）などであってもよい。

また、ベルト長手方向に隣り合うベルト歯１３の間隔（歯ピッチＰ１３）は、例えば１４～２５ｍｍであることが好ましい。歯ピッチＰ１３の数値は、ベルト歯１３のスケール（ベルト歯１３のベルト長手方向の長さ、及び、ベルト歯１３の歯高さ）の大きさにも対応している。すなわち、歯ピッチＰ１３が大きいほど、相似的にベルト歯１３のスケールも大きくなる。特に高い負荷が作用する用途ではスケールの大きいベルト歯１３が必要とされ、歯ピッチＰ１３が１４ｍｍ以上であってもよく、２０ｍｍ以上がさらに好ましい。なお、通常、図２で示すピッチライン（ＰＬ）上での、隣り合うベルト歯１３の間隔（距離）を歯ピッチＰ１３とする。また、ベルト歯底部１４からＰＬまでの距離をＰＬＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｌｉｎｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）という。また、ベルト歯１３のベルト厚み方向（ベルト歯１３の高さ方向）の中央位置Ｏにおけるベルト長手方向の幅を、ベルト歯１３の幅（Ｗ１３）とする（図２参照）。

本実施形態において、歯付ベルト１０は、以下の要件を満足している。
・ベルト幅Ｗ＝２０～３００ｍｍ
・ベルト全厚Ｈ＝９～１６ｍｍ
・背部１２の厚みＨ１２＝４ｍｍ以上
・カバー層１２１の厚みＴ＝０．２～１．０ｍｍ
・各ベルト歯１３の高さＨ１３＝５～１２ｍｍ
・ベルト歯１３のピッチＰ１３（ピッチラインＰＬ上の距離）＝１４～２５ｍｍ
・ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力＝２．０ｋＮ以上、５．０ｋＮ以下

ベルト歯１３のピッチＰ１３が歯付ベルト１０のスケールを表す指標として規格等で規定されている中で、歯ピッチＰ１３（すなわち、ベルト歯１３）を大きくすることで、比較的高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達性能が求められる用途での耐荷重を満足するための、歯付ベルト１０と歯付プーリ５０との噛み合い性や、ベルト歯１３の剪断力を確保できる。このため、比較的大型の部類に属する歯付ベルト１０において、耐久性、耐摩耗性、動力伝達性能、防錆性を確保することができる。

（心線１１）
各心線１１は、スチールコード（スチール繊維（素線）を撚り合せたコード）からなる。スチールコードは、スチール繊維のみで構成されるコードに限定されず、例えば、アラミド繊維やカーボン繊維などの他の繊維を組み合わせた撚りコードであってもよい。複数の心線１１は、ベルト長手方向にそれぞれ延在し、ベルト幅方向に配列されている。なお、図２では、心線１１のベルト厚み方向の中心位置をピッチラインＰＬとして記載している。このピッチラインＰＬとは、歯付ベルト１０が歯付プーリ５０の外周に沿って曲げられてもベルト長手方向に伸縮せずに同じ長さを保つ、歯付ベルト１０のベルト長手方向の基準線である。

（心線配列の密度について）
各心線１１は、背部１２に、ベルト長手方向に沿って、ベルト幅方向に所定の間隔ｄを空けて並列に埋設されている。即ち、心線１１は、図３に示すように、背部１２に、ベルト幅方向に所定の間隔ｄを空けて配列されている。より詳細には、ベルト幅方向に隣り合う心線１１と心線１１との間隔ｄの合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合（％）が、１３％以上５０％以下の範囲になるように、心線１１は背部１２に埋設されているのが好ましい。なお、ベルト幅方向に隣り合う心線１１と心線１１との間隔ｄの合計値には、歯付ベルト１０の端と心線１１との間隔も含まれる（両端部分）。即ち、ベルト幅方向に隣り合う心線１１と心線１１との間隔ｄの合計値は、「ベルト幅Ｗ」の値から「心線径Ｄの合計（心線径Ｄ×心線の本数）」の値を減算した値である。従って、ベルト幅方向に隣り合う心線１１と心線１１との間隔ｄ（心線１１同士の間隔ｄ）の合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合（％）は、下記「数１」で算出した値である。

ベルト幅方向に隣り合う心線１１と心線１１との間隔ｄの合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合（％）が小さな値になるほど、心線１１と心線１１との間隔ｄが小さくなることから、心線配列の密度の程度が大きくなる（密になる）といえる。心線配列の密度の程度が大きくなる（密になる）ほど、ベルトの単位幅あたりに配設される心線の本数が多くなるため、ベルトの強力が大きくなる。

本実施形態において、心線１１及び心線配列の密度は、以下の要件を満足している。
・各心線１１の直径Ｄ＝３．０～７．０ｍｍ
・各心線１１の強力＝１０～４０ｋＮ
・心線１１のピッチＰ１１＝３．６～１０．０ｍｍ（好ましくは３．６～８．１ｍｍ）
・心線１１同士の間隔ｄ＝０．６～３．０ｍｍ（好ましくは０．６～１．７ｍｍ）・心線１１同士の間隔ｄの合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合＝１３～５０％（好ましくは１３～３１％）
・ベルト歯底部１４からＰＬまでの距離ＰＬＤ＝１．７０～４．５０ｍｍ

ここで、歯付ベルトの耐荷重を満足できる条件としては、ベルト強力のほか、歯付ベルト１０と歯付プーリ５０との噛み合い性や、ベルト歯１３の剪断力も重要になる。すなわち、ベルト歯１３が小さいとベルト歯１３のジャンピング（歯飛び）が生じ、ベルト歯１３の剪断力が小さいと早期の歯欠けが生じるなど、走行（進退運動）に支障が生じる場合がある。このような事象は、ベルト歯１３のスケールの選択が大きく影響することから、ベルト強力とベルト歯１３のスケールとのバランス関係が重要になる。そこで、左記バランス関係を考慮して、ベルト歯１３のスケールと心線１１との適切な関係（数値）を上記関係にすることにより、比較的高い負荷環境に対応した高張力条件での動力伝達性能が求められる用途で、ベルト歯の剪断力を確保しつつ、耐荷重を満足することができる。

（背部１２、ベルト歯１３、及び、カバー層１２１）
背部１２、複数のベルト歯１３、および、カバー層１２１は、熱可塑性エラストマーで一体的に形成されている。背部１２、複数のベルト歯１３、および、カバー層１２１を構成する熱可塑性エラストマーは、例えば、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー等であってもよく、またこれらの２種以上を組み合わせたものであってもよい。特には、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーが好適に用いられる。ポリウレタン系熱可塑性エラストマーを構成するポリウレタンの種類としては、ポリエーテル型ポリウレタン、ポリエステル型ポリウレタン、又は、ポリカーボネート型ポリウレタンであってもよい。使用する熱可塑性エラストマーがポリウレタン系熱可塑性エラストマーの場合、硬度は３０～７０°（ＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２に準拠，Ｄ型硬度計で測定）であってもよく、好ましくは４０～７０°、さらに好ましくは５０～６０°である。この場合、比較的大型の部類に属する歯付ベルト１０の耐久性、耐摩耗性、動力伝達性能、防錆性を確保することができる。

（歯付プーリ５０）
歯付プーリ５０は、図１及び図２に示すように、歯付ベルト１０のベルト歯１３に噛合するように外周に設けられた複数のプーリ歯５３と、隣接する２つのプーリ歯５３の間に形成される複数のプーリ歯底部５４とを有する。

プーリ歯５３とプーリ歯底部５４とは、巻き掛けられる歯付ベルト１０のベルト長手方向に沿って交互に形成されている。プーリ歯底部５４は、ベルト長手方向に隣接する２つのプーリ歯５３の間に形成された凹部の底部である。

歯付プーリ５０において、隣接する２つのプーリ歯５３の間に形成された凹部に、ベルト歯１３が嵌る。また、ベルト長手方向に隣接する２つのベルト歯１３の間に形成された凹部に、プーリ歯５３が嵌る。そして、歯付プーリ５０と歯付ベルト１０とが噛み合う際には、ベルト歯１３の先端部はプーリ歯底部５４と接触し、プーリ歯５３の先端部はベルト歯底部１４と接触する。

このように、ベルト歯１３の先端部がプーリ歯底部５４と接触し、かつ、プーリ歯５３の先端部がベルト歯底部１４と接触して、ベルト歯１３に掛かる負荷（歯荷重）をベルト歯底部１４にも分散させることで、動力伝達やベルト歯１３の耐久性の面で有利な態様で噛み合い伝動を行うことができる。これにより、特に大型（大容量）の風力発電機のように、比較的高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達性能が求められる歯付ベルト１０において、高張力条件での動力伝達に追従でき、且つ心線１１の耐摩耗性も確保することができる。

上記のように、直径が３．０～７．０ｍｍの範囲であり、強力が１０～４０ｋＮの範囲の高強力な心線１１を所定数歯付ベルト１０に埋設し、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力を２．０～５．０ｋＮの範囲にした歯付ベルト１０によれば、特に、大型（大容量）の風力発電機のような、一段と高い負荷（高トルク）環境に対応した高張力条件での動力伝達機能を有する歯付ベルト伝動装置１に好適に適応できる。
また、ベルト歯底部１４と心線１１との間（心線１１の内周側）に、厚み０．２～１．０ｍｍのカバー層１２１を設けることで、スチール繊維を含む撚りコードからなる心線１１が、ベルト歯底部１４の表面に位置しないため（心線１１が直接露出せず、且つ、心線１１の位置をベルト歯底部１４から隔離できる）、歯付プーリ５０との噛み合いの際に、ベルト歯底部１４とプーリ歯５３の先端部とが接触しても、心線１１の摩耗や切断が抑制される。特に、大型（大容量）の風力発電機のような、一段と高い負荷（高トルク）環境での小刻みな進退運動（正逆回転による往復運動）に対しても、カバー層１２１があれば、心線１１の摩耗や切断から保護することができる。
また、心線１１が全面的に熱可塑性エラストマーに埋設されていることから、心線１１がベルト歯底部１４の表面と接したり露出したりする部分がなく、心線１１（スチール繊維を含む撚りコード）と水分との接触を妨げられるので、水分に対する防錆性を確保することができる。

また、歯付ベルト１０を、風力発電機のように、自然界で発生する常時変化する風向や風力（常風から強風まで）に応じた高い負荷環境（歯付ベルト１０にかかる張力が、外的要因により変動する環境）で、ブレードの角度調整を行う歯付ベルト伝動装置１（ベルト式駆動装置）に使用した場合、歯付ベルト１０にかかる張力が常時変動し、常態で０．３０ｋＮ／ｍｍ以上であり、最大で０．８０～１．１０ｋＮ／ｍｍの張力がかかる使用環境で使用される。別の指標では、歯付ベルト１０にかかるトルクが常時変動し、最大で１５ｋＮ・ｍ～４５ｋＮ・ｍとなる使用環境で使用される。このような環境で、強風時に、風力発電機のブレードの根元付近が小刻みに揺れ、その影響で歯付ベルト１０の駆動におけるベルト歯１３と歯付プーリ５０との噛み合いが小刻みに進退運動（往復運動）したり、突発的に歯付ベルト１０に大きな張力がかかる現象が起こったとしても、それに耐えられる歯付ベルト１０を提供することができる。

（歯付ベルトの製造方法）
次いで、歯付ベルト１０の製造方法の一例について説明する。
歯付ベルト１０は、例えば、図５に示すような製造装置６０により製造される。製造装置６０は、成形ドラム６１と、成形ドラム６１の上下に近接して配置されたプーリ６２，６３と、成形ドラム６１と水平方向に対向して配置されたプーリ６４と、プーリ６２～６４に巻回された無端状の金属バンドである押圧バンド６５と、熱可塑性エラストマーを押し出す押出ヘッド６６と、心線供給装置（図示略）と、カバー層用シート供給装置（図示略）とを有する。

成形ドラム６１の外周面には、ベルト歯１３を形成するための溝が、周方向に所定の間隔で形成されている。プーリ６４は、成形ドラム６１に対して水平方向に移動可能であり、押圧バンド６５に所定の張力を付与する。押圧バンド６５は、成形ドラム６１の外周面に半周程度巻き付くように配置されており、プーリ６４からの張力の付与によって成形ドラム６１の外周面に押圧されている。

カバー層用シート装置（図示略）は、予め熱可塑性エラストマーをシート状に成形したカバー層用シート１５を、成形ドラム６１の外周面に供給する。心線供給装置（図示略）は、成形ドラム６１の軸方向に並ぶ複数の心線１１を、成形ドラム６１の外周面に供給されるカバー層用シート１５の外周面側に供給する。押出ヘッド６６は、加熱により溶融した状態の熱可塑性エラストマーを、成形ドラム６１の外周面に供給された、カバー層用シート１５及び心線１１の外周面側に供給する。

成形ドラム６１の外周面に供給された溶融状態の熱可塑性エラストマー、複数の心線１１、及び、カバー層用シート１５は、成形ドラム６１の回転に伴い、成形ドラム６１と押圧バンド６５との間に巻き込まれる。このとき、押圧バンド６５の押圧力によって、熱可塑性エラストマーが成形ドラム６１の外周面に形成された溝内に充填され、当該溝内にベルト歯１３が形成される。また、このとき、供給されたカバー層用シート１５は、ベルト歯底部１４となる部位では、成形ドラム６１の外周面と複数の心線１１との間に配置され、それ以外の部位では、供給された溶融状態の熱可塑性エラストマーと混在して配置される。また、成形ドラム６１の外周面に配置されたカバー層用シート１５と押圧バンド６５との間に、複数の心線１１を埋設した背部１２が形成される。そして、押圧バンド６５の押圧力によって熱可塑性エラストマーを成形ドラム６１の外周面に強く押し付けつつ、熱可塑性エラストマーを冷却して固化させる。押圧バンド６５が成形ドラム６１から離れた部分で、歯付ベルト１０が連続して取り出される。以上の熱可塑材料が溶融状態から冷却固化する一連の成形過程で、カバー層用シート１５（熱可塑性エラストマー）は、溶融状態で供給されたベルト歯１３や背部１２を形成する熱可塑性エラストマーと一体化する。

上述の製造方法で、熱可塑性エラストマーを用いて、実施例１～２６、比較例１～１０、及び参考例１～３に係る歯付ベルトを製造し、それらの歯付ベルトの防錆性、及び歯付ベルト伝動装置における走行性能を検証した。実施例１～２６、比較例１～１０、及び参考例１～３に係る各歯付ベルト伝動装置の構成及び検証結果を、表１～表７に示す。

[使用した材料]
熱可塑性エラストマー１：ポリエステル型ポリウレタン系熱可塑性エラストマー［Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製Ｄｅｓｍｏｐａｎ ３０５５ＤＵ］
熱可塑性エラストマー２：ポリエーテル型ポリウレタン系熱可塑性エラストマー［Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製Ｄｅｓｍｏｐａｎ ９８５２ＤＵ］
熱可塑性エラストマー３：ポリアミド系熱可塑性エラストマー［（株）Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ製ＴＰＡＥ－６１７Ｃ］
心線１：スチールコード、素線８４本、直径２．５ｍｍ、強力７．２ｋＮ
心線２：スチールコード、素線８４本、直径３．３ｍｍ、強力１１ｋＮ
心線３：スチールコード、素線１３３本、直径４．３ｍｍ、強力２２ｋＮ
心線４：スチールコード、素線１３３本、直径６．４ｍｍ、強力３６ｋＮ

［検証方法］
（歯付ベルトの強力）
実施例１～２６、比較例１～１０、及び参考例１～３に係る各歯付ベルトから、試験片を採取し、各試験片について、アムスラー引張試験機を用いて引張試験（引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎ）を行い、歯付ベルトが破断する強度（破断強度）を測定し、単位幅あたりの破断強度を算出してベルト強力（ｋＮ／ｍｍ）とした。試験片の寸法は、比較例１～４、７～１０では幅２０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、実施例１～２５、比較例５～６、参考例１～３では幅２５ｍｍ、長さ５００ｍｍとした。また、実施例２６では幅３５ｍｍ、長さ５００ｍｍとした。

（防錆性）
実施例１～２６、比較例１～１０、及び参考例１～３に係る各歯付ベルトの防錆性を確認するため、塩水噴霧試験を行った。
実施例１～２６、比較例１～１０、及び参考例１～３で製造した各歯付ベルトから、外観確認用の試験片と、ベルト強度測定用の試験片を採取し、各試験片についてＩＳＯ９２２７－２０１２で定める中性塩害試験法に準じて塩水噴霧試験を行い、７２０時間経過後の外観（錆の発生）を確認した。
さらに、７２０時間経過後のベルト強力（破断強度）を測定し、試験前のベルト強力に対する強力の低下率を算出した（表１～表７の「ベルト強力」及び「強力低下率」の項目参照）。
また、表１～表７の「防錆性」の評価において、「◎」は錆の発生がないこと、「○」は実用的な耐久寿命に問題のない程度（強力低下率５％以下）の錆が生じたこと、「×」は実用不可能な程度（強力低下率５％超え）に顕著に錆が生じたことを意味する。
なお、塩水噴霧試験は、５％ＮａＣｌ溶液（ｐＨ値６．５～７．２）を用い、温度３５±２℃の条件で行った。
また、外観確認用の試験片の寸法は、比較例１～４、７～１０では幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、実施例１～２５、比較例５～６、及び、参考例１～３では幅２５ｍｍ、長さ５０ｍｍとした。また、実施例２６では幅３５ｍｍ、長さ５０ｍｍとした。
ベルト強度測定用の試験片の寸法は、比較例１～４、７～１０では幅２０ｍｍ、長さ７５０ｍｍ、実施例１～２５、比較例５～６、及び、参考例１～３では幅２５ｍｍ、長さ７５０ｍｍとした。また、実施例２６では幅３５ｍｍ、長さ７５０ｍｍとした。

（走行性能）
実施例１～２６、比較例１～１０、及び参考例１～３に係る各歯付ベルトから試験片１０ｘを採取し、図６に示すように、試験片１０ｘの両端に錘７１及び錘７２をそれぞれ吊り下げて、走行試験機７０の駆動プーリ７３、従動プーリ７４及び平プーリ７５（直径＝１６０ｍｍ）に巻回した。試験片１０ｘの寸法は、比較例１～４、７～１０では幅２０ｍｍ、長さ３０００ｍｍ、実施例１～２５、比較例５～６、及び、参考例１～３では幅２５ｍｍ、長さ３０００ｍｍとした。また、実施例２６では幅３５ｍｍ、長さ３０００ｍｍとした。そして、所定の移動距離で、１２０万サイクル（図６に矢印で示す方向の１往復で１サイクル）で繰り返し走行を行い、走行試験後のベルト歯及びベルト歯底部の状態を評価した（表１～表７の「ベルト歯の状態」「ベルト歯底部の状態」の項目参照）。表１～表７の「ベルト歯の状態」および「ベルト歯底部の状態」の評価において、「◎」は摩耗がないこと、「○」は実用的な耐久寿命に問題のない程度の摩耗が生じたこと、「×」は実用不可能な程度に顕著に摩耗が生じたことを意味する。

また、走行試験後のベルト強力（破断強度）を測定し、走行試験前のベルト強力に対する強力の低下率を算出した（表１～表７の「ベルト強力（走行後）」及び「強力低下率」の項目参照）。
なお、１２０万サイクルに到達する前に、ベルトが走行不能な故障の状態に達した場合は、寿命と判断し、走行試験を打ち切った（表１～表７の「ベルトの故障」の項目参照）。

以上の走行試験は、各歯付ベルトにかかる張力を３水準（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ、１１．２ｋＮ）で変量し、低張力から高張力までの条件での、各歯付ベルトの耐用性を比較した。張力の水準は、表８に示すように、錘７１及び錘７２の荷重を変量して設定した。また、各水準において、駆動プーリ７３および従動プーリ７４の歯数、および１サイクルの移動距離を変更した。

走行試験の結果から、実施例１～２６、比較例１～１０、及び参考例１～３に係る各歯付ベルトに対して、以下の表９に示した基準によりＡ～Ｄのランク付けをして、表１～表７の「判定」の項目に記載した。なお、Ａ～Ｄランクのうち、１２０万サイクルを完走して顕著な故障も生じないＡ、Ｂランクの歯付ベルトは優良なレベルでの実用的に使用可能な製品（合格レベル）とし、１２０万サイクルを完走しても顕著な摩耗が見られたり、１２０万サイクルを完走する前に故障（寿命）が生じたＣ、Ｄランクの歯付ベルトは実用的に使用不可能な製品（不合格レベル）と位置づけた。そして、水準１～３として設定した低張力から高張力までのどの条件においても、合格レベルのＡ、Ｂランクとなる歯付ベルトを、本発明の目的である、近年の風力発電機の大型化（発電容量の大容量化）に伴う高い負荷環境（高張力な条件）での動力伝達に適応できる歯付ベルトと位置付けた。

［検証結果］
〈表１における比較検証〉
表１では、下記表１０のベルト強力の異なる歯付ベルト１～３のそれぞれにおいて、心線の内周側に設けるカバー層の厚みを変量した場合の歯付ベルト伝動装置を比較するために、実施例１～７および比較例１～６の歯付ベルトの構成を記載している。なお、歯付ベルト１及び歯付ベルト２には、歯付ベルトのスケール（主にベルト歯のピッチ及びベルト幅）として歯型Ｇ１４Ｍ（図７参照）の規格を使用し、歯付ベルト３には、歯型Ｇ２０М（図７参照）の規格を使用している。

（比較例１～４）
比較例１～４の歯付ベルト伝動装置は、歯付ベルト１（表１、表１０参照）を用いて、プーリ歯の先端部とベルト歯底部との間の間隙Ｓを設けずベルト歯底部がプーリ歯と接触する態様である。
比較例１の歯付ベルトは、心線（スチールコード）の内周側にカバー層や補強布が無く、心線の一部がベルト歯底部の表面と接する位置にある。
比較例２～４の歯付ベルトは、心線の内周側にカバー層を設け、その厚みを０．２ｍｍ（比較例２）、０．５ｍｍ（比較例３）、０．８ｍｍ（比較例４）として変量している。

塩水噴霧試験において、カバー層を設けた比較例２～４の歯付ベルトでは、心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。心線の一部がベルト歯底部表面と接する位置にある比較例１では、心線に錆が発生し、ベルト強力の低下も見られ、防錆性が得られなかった。比較例１の歯付ベルトは、心線の一部がベルト歯底部表面と接しているため、ベルト歯底部表面に付着した水分により心線（スチールコード）に錆が生じた。この態様の歯付ベルトは、塩水（水分）に対する心線の防錆性に不利な態様である。

走行性能については、比較例２～４では、設定張力が低い（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件においてＡまたはＢランクであったが、最も高い張力（１１．２ｋＮ）条件においてはＣランクであった。これらの歯付ベルトは、８ｋＮ程度の高張力条件までは実用可能であるが、最も高い張力条件（１１．２ｋＮ）では実用不可能である。
一方、比較例１では、張力（７．０ｋＮ）条件でも、ベルト歯底部の摩耗によりＣランクとなり、さらなる高張力条件では早期故障（心線破断）でＤランクとなった。この態様では、心線の内周側にカバー層も補強布も無く、ベルト歯底部がプーリ歯と接触するため、走行中にベルト歯底部に露出する心線の摩耗が進行して心線の破断に至った。

（実施例１～４、比較例５）
実施例１～４および比較例５の歯付ベルト伝動装置は、歯付ベルト１よりも高強力な歯付ベルト２（表１、表１０参照）を用いて、プーリ歯の先端部とベルト歯底部との間の間隙Ｓを設けずベルト歯底部がプーリ歯と接触する態様である。比較例５の歯付ベルトは、心線（スチールコード）の内周側にカバー層や補強布が無く、心線の一部がベルト歯底部の表面と接する位置にある。実施例１～４の歯付ベルトは、心線の内周側にカバー層を設け、その厚みを０．２ｍｍ（実施例１）、０．３ｍｍ（実施例２）、０．５ｍｍ（実施例３）、０．８ｍｍ（実施例４）として変量している。

塩水噴霧試験において、カバー層を設けた実施例１～４の歯付ベルトでは、心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。心線の一部がベルト歯底部の表面と接する位置にある比較例５では、心線に錆が発生し、ベルト強力の低下も見られ、防錆性が得られなかった。比較例５の歯付ベルトは、心線の一部がベルト歯底部の表面と接しているため、ベルト歯底部の表面に付着した水分により心線（スチールコード）に錆が生じる態様である。

走行性能については、実施例１～４では、低張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件においてＡまたはＢランクであっただけでなく、最も高い張力（１１．２ｋＮ）条件においてもＢランクであった。これらの実施例では、歯付ベルト１よりも高強力な歯付ベルト２を用いたため、最も高い張力条件（１１．２ｋＮ）でも実用可能となった。すなわち、カバー層の厚みが０．２～０．８ｍｍの歯付ベルトにおいて、最も高い張力条件（１１．２ｋＮ）まで実用可能となった。特に、カバー層の厚みが０．５ｍｍ程度（０．４～０．６ｍｍ程度）の歯付ベルトが好適であると云える。
一方、比較例５では、低張力（７．０ｋＮ）条件でも、ベルト歯底部の摩耗によりＣランクとなり、さらなる高張力条件では早期故障（歯底摩耗や心線破断）でＤランクとなった。この態様では、より高強力な歯付ベルトを用いても、心線の内周側にカバー層も補強布も無く、ベルト歯底部がプーリ歯と接触するため、走行中にベルト歯底部に露出する心線の摩耗が進行して心線の破断に至った。

（実施例５～７、比較例６）
実施例５～７および比較例６の歯付ベルト伝動装置は、歯付ベルト２よりも高スケールで高強力な歯付ベルト３（表１、表１０参照）を用いて、且つプーリ歯の先端部とベルト歯底部との間の間隙Ｓを設けずベルト歯底部がプーリ歯と接触する態様である。比較例６の歯付ベルトは、心線（スチールコード）の内周側にカバー層や補強布が無く、心線の一部がベルト歯底部の表面と接する位置にある。実施例５～７の歯付ベルトは、心線の内周側にカバー層を設け、その厚みを０．２ｍｍ（実施例５）、０．５ｍｍ（実施例６）、１．０ｍｍ（実施例７）として変量している。

塩水噴霧試験において、カバー層を設けた実施例５～７の歯付ベルトでは、心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。心線の一部がベルト歯底部表面と接する位置にある比較例６では、心線に錆が発生し、ベルト強力の低下も見られ、防錆性が得られなかった。比較例６の歯付ベルトは、心線の一部がベルト歯底部の表面と接しているため、ベルト歯底部の表面に付着した水分により心線（スチールコード）に錆が生じる態様である。

走行性能については、実施例５および実施例７では、低張力（７．０ｋＮ）から高張力（１１．２ｋＮ）の条件までＢランクであった。それに対し、実施例６では、低張力（７．０ｋＮ）から高張力（１１．２ｋＮ）の条件までＡランクであった。すなわち、カバー層の厚みが０．２～１．０ｍｍの歯付ベルトにおいて、最も高い張力条件（１１．２ｋＮ）まで実用可能であった。特に、カバー層の厚みが０．５ｍｍ程度（０．４～０．６ｍｍ程度）の歯付ベルトが好適であると云える。
一方、比較例６では、低張力（７．０ｋＮ）条件においても、ベルト歯底部の摩耗によりＣランクとなり、さらなる高張力条件でもＣランクとなった。この態様では、より高強力な歯付ベルトを用いても、心線の内周側にカバー層も補強布も無く、ベルト歯底部がプーリ歯と接触するため、走行中にベルト歯底部の摩耗が進行して故障（寿命）に至った。

以上の結果から、実施例１～７の歯付ベルトを用いた歯付ベルト伝動装置は、高張力条件での動力伝達に適応でき、動力伝達性や歯部の耐久性に有利な態様であることが検証できた。

〈表２における比較検証〉
表２では、比較例３の歯付ベルト（心線の本数６本、心線１（直径Ｄ＝２．５ｍｍ、強力７．２ｋＮ、歯型Ｇ１４Ｍ）において、心線本数を増やしてベルト強力を高めた場合の比較を行うため、比較例７～８の歯付ベルトの構成を記載し、歯部をスケールアップ（Ｇ２０Ｍ、Ｇ２５Ｍ）してベルト強力を高めた場合の比較を行うため、比較例９～１０の歯付ベルトの構成を記載している。

（比較例７、８）
比較例７では、走行性能については、設定張力が低い（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件においてＡまたはＢランクであったが、最も高い張力（１１．２ｋＮ）条件においてはＣランクであった。比較例７の歯付ベルトは、８ｋＮ程度の高張力条件までは実用可能であるが、最も高い張力条件（１１．２ｋＮ）では実用不可能である。
また、比較例８では、何れの張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ、１１．２ｋＮ）条件でも、早期故障（ベルト輪断）でＤランクとなった。

（比較例９、１０）
比較例９及び比較例１０では、走行性能については、設定張力が低い（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件においてＡまたはＢランクであったが、最も高い張力（１１．２ｋＮ）条件においてはＣランクであった。比較例９及び比較例１０の歯付ベルトは、８ｋＮ程度の高張力条件までは実用可能であるが、最も高い張力条件（１１．２ｋＮ）では実用不可能である。

〈表３における比較検証〉
表３では、実施例３の歯付ベルト（心線のピッチ３．９ｍｍ、心線の本数６本、ベルト強力２．６５ｋＮ／ｍｍ）において、心線のピッチを４．８ｍｍ（実施例８）、３．３ｍｍ（参考例１）として変量した場合の比較を行うため、実施例３、８及び参考例１の歯付ベルトの構成を記載している。また、表３では、ベルト強力（心線の構成や配列密度）が実施例３と同等であるが、ベルト歯のスケールが実施例３よりも大きい実施例９、１０の歯付ベルト（Ｇ２０Ｍ、Ｇ２５Ｍ）、及び、ベルト歯のスケールが実施例３よりも小さい参考例２の歯付ベルト（Ｓ８Ｍ）の構成も記載している。

（実施例８、参考例１）
実施例３よりも心線ピッチを大きくして心線が５本に減少（心線配列の密度が減少）した実施例８ではベルト強力が減少した（ベルト強力２．２０ｋＮ／ｍｍ）。

実施例８の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。走行性能については、低張力（７．０ｋＮ）条件ではＡランクであり、高張力（８．０ｋＮ、１１．２ｋＮ）条件でもＢランクであった。

心線ピッチを限界まで小さくして心線を隙間なく配列した参考例１ではベルト強力が最も増加（ベルト強力３．０８ｋＮ／ｍｍ）したが、走行性能は、どの張力条件でも早期故障（ベルト輪断）によりＤランクとなった。隣り合う心線同士の間隔ｄが０となると、心線と心線との間に熱可塑性エラストマーが流れ込まず、心線の周囲が熱可塑性エラストマーで固持されない。そのため、ベルト走行により隣り合う心線同士の間で分断が生じ、ベルトの輪断に至った。

以上の結果から、心線のピッチが３．９～４．８ｍｍ、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力が２．２０～２．６５ｋＮ/ｍｍの範囲では実用可能であることが確認できた。

（実施例９、１０、参考例２）
実施例９、１０は、実施例３の歯ピッチ１４ｍｍ（歯型Ｇ１４Ｍ）の歯付ベルトに対して、心線の構成や配列密度を同等にしたまま、ベルト歯のスケールを大きくした歯ピッチ２０ｍｍ（歯型Ｇ２０Ｍ）、２５ｍｍ（歯型Ｇ２５Ｍ）の歯付ベルトとしている。すなわち、実施例３とベルト強力が同等であるが、ベルト歯のスケールが大きい例である。

実施例９、１０の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。また、走行性能については、低張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件においてＡランクであっただけでなく、最も高い張力（１１．２ｋＮ）条件においてもＢランクであった。

一方、参考例２は、実施例３の歯ピッチ１４ｍｍ（歯型Ｇ１４Ｍ）の歯付ベルトに対して、心線の構成や配列密度を同等にしたまま、ベルト歯のスケールを小さくした歯ピッチ８ｍｍ（歯型Ｓ８Ｍ）の歯付ベルトとしている。すなわち、実施例３とベルト強力が同等であるが、ベルト歯のスケールが小さい例である。

参考例２の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。しかし、走行性能については、低張力（７．０ｋＮ）条件においても早期故障（歯欠け）によりＤランク（実用不可）となった。

従って、実用的にはベルト歯のスケールが歯ピッチ１４ｍｍ以上であることが好ましいと云える。

〈表４における比較検証〉
表４では、実施例３の歯付ベルトにおいて、熱可塑性エラストマーをポリエステル型ポリウレタン系からポリエーテル型ポリウレタン系（実施例１１）、ポリアミド系（実施例１２）に変更した場合の比較を行うため、実施例３、１１、１２の歯付ベルトの構成を記載している。
また、表４では、実施例３の歯付ベルトにおいて、ポリエステル型ポリウレタン系熱可塑性エラストマーの硬度を５０°から３０°（実施例１３）、４０°（実施例１４）、６０°（実施例１５）、７０°（実施例１６）に変量した場合の比較を行うため、実施例３、１３～１６の歯付ベルトの構成を記載している。

（実施例１１、１２）
実施例３の歯付ベルトにおけるポリエステル型ポリウレタン系熱可塑性エラストマーをポリエーテル型ポリウレタン系に変更した実施例１１、ポリアミド系に変更した実施例１２でも、ベルト強力は実施例３と同等であった。実施例１１、１２の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。走行性能についても、実施例３と同等に低張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件ではＡランクであり、高張力（１１．２ｋＮ）条件でもＢランクであった。

（実施例１３～１６）
実施例３よりも熱可塑性エラストマーの硬度を小さくした実施例１３、１４、および硬度を大きくした実施例１５、１６でも、ベルト強力は実施例３と同等であった。実施例１３～１６の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。
走行性能については、硬度を大きくした実施例１５では、実施例３と同等に低張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件ではＡランクであり、高張力（１１．２ｋＮ）条件でもＢランクであった。さらに硬度が大きい実施例１６では、低張力（７．０ｋＮ）条件ではＡランクであり、高張力（８．０ｋＮ、１１．２ｋＮ）条件でもＢランクであった。一方、硬度を小さくした実施例１４では、低張力（７．０ｋＮ）条件ではＡランクであり、高張力（８．０ｋＮ、１１．２ｋＮ）条件でもＢランクであった。さらに硬度が小さい実施例１３では、低張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件でＢランク、高張力（１１．２ｋＮ）条件では１００万サイクルで歯欠けが生じてＣランクとなり、実用不可能な水準であった。

〈表５における比較検証〉
表５では、実施例６の歯付ベルト（心線のピッチ６．０ｍｍ、心線の本数４本、ベルト強力３．６７ｋＮ／ｍｍ）において、心線のピッチを７．３ｍｍ（実施例１７）、４．９ｍｍ（実施例１８）として変量した場合の比較を行うため、実施例６、１７、１８の歯付ベルトの構成を記載している。また、表５では、ベルト強力（心線の構成や配列密度）が実施例６と同等であるが、ベルト歯のスケールが実施例６よりも大きい実施例１９の歯付ベルト（Ｇ２５Ｍ）、及び、ベルト歯のスケールが実施例６よりも小さい参考例３の歯付ベルト（Ｓ８Ｍ）の構成も記載している。

（実施例１７、１８）
実施例６よりも心線ピッチを小さくして心線が５本に増加（心線配列の密度が増加）した実施例１８ではベルト強力が増加した（ベルト強力４．４８ｋＮ／ｍｍ）。
一方、実施例６よりも心線ピッチを大きくして心線が３本に減少（心線配列の密度が減少）した実施例１７ではベルト強力が減少した（ベルト強力２．７５ｋＮ／ｍｍ）。

実施例１７、１８の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。走行性能については、実施例１８では、実施例６と同等に低張力（７．０ｋＮ）から高張力（１１．２ｋＮ）の条件までＡランクであった。実施例１７では低張力（７．０ｋＮ）条件でＡランク、高張力（８．０ｋＮ、１１．２ｋＮ）条件でＢランクであった。

以上の結果から、心線のピッチが４．９～７．３ｍｍ、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力が２．７５～４．４８ｋＮ/ｍｍの範囲では実用可能であることが確認できた。

（実施例１９）
実施例１９は、実施例６の歯ピッチ２０ｍｍ（歯型Ｇ２０Ｍ）の歯付ベルトに対して、心線の構成や配列密度を同等にしたまま、ベルト歯のスケールを大きくした歯ピッチ２５ｍｍ（歯型Ｇ２５Ｍ）の歯付ベルトとしている。すなわち、実施例６とベルト強力が同等であるが、ベルト歯のスケールが大きい例である。

実施例１９の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。走行性能については、実施例１９では、実施例６と同等に低張力（７．０ｋＮ）から高張力（１１．２ｋＮ）の条件までＡランクであった。

（参考例３）
参考例３は、実施例６の歯ピッチ２０ｍｍ（歯型Ｇ２０Ｍ）の歯付ベルトに対して、心線の構成や配列密度を同等にしたまま、ベルト歯のスケールを小さくした歯ピッチ８ｍｍ（歯型Ｓ８Ｍ）の歯付ベルトとしている。すなわち、実施例６とベルト強力が同等であるが、ベルト歯のスケールが小さい例である。

参考例３の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。しかし、走行性能については、低張力（７．０ｋＮ）条件においても早期故障（歯欠け）によりＤランク（実用不可）となった。

〈表６における比較検証〉
表６では、実施例６の歯付ベルトにおいて、熱可塑性エラストマーをポリエステル型ポリウレタン系からポリエーテル型ポリウレタン系（実施例２０）、ポリアミド系（実施例２１）に変更した場合の比較を行うため、実施例６、２０、２１の歯付ベルトの構成を記載している。
また、表６では、実施例６の歯付ベルトにおいて、ポリエステル型ポリウレタン系熱可塑性エラストマーの硬度を５０°から３０°（実施例２２）、４０°（実施例２３）、６０°（実施例２４）、７０°（実施例２５）に変量した場合の比較を行うため、実施例６、２２～２５の歯付ベルトの構成を記載している。

（実施例２０、２１）
実施例６の歯付ベルトにおけるポリエステル型ポリウレタン系熱可塑性エラストマーをポリエーテル型ポリウレタン系に変更した実施例２０、ポリアミド系に変更した実施例２１でも、ベルト強力は実施例６と同等であった。実施例２０、２１の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。走行性能についても、実施例６と同等に何れの張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ、１１．２ｋＮ）条件でもＡランクであった。

（実施例２２～２５）
実施例６よりも熱可塑性エラストマーの硬度を小さくした実施例２２、２３、および硬度を大きくした実施例２４、２５でも、ベルト強力は実施例６と同等であった。実施例２２～２５の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。
走行性能については、硬度を大きくした実施例２４では、実施例６と同等に何れの張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ、１１．２ｋＮ）条件でもＡランクであった。さらに硬度が大きい実施例２５では、低張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件ではＡランクであり、高張力（１１．２ｋＮ）条件でもＢランクであった。一方、硬度を小さくした実施例２３では、低張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件ではＡランクであり、高張力（１１．２ｋＮ）条件でもＢランクであった。さらに硬度が小さい実施例２２では、低張力（７．０ｋＮ、８．０ｋＮ）条件でＢランク、高張力（１１．２ｋＮ）条件では１００万サイクルで歯欠けが生じてＣランクとなり、実用不可能な水準であった。

〈表７における比較検証〉
表７では、さらに高強力な仕様の歯付ベルトとして、ベルト歯のピッチ２０ｍｍ、ベルト幅３５ｍｍで、心線４（直径Ｄ＝６．４ｍｍ、強力３６ｋＮ）を用いた、実施例２６の歯付ベルト（歯型Ｇ２０Ｍ）の構成を記載している。

（実施例２６）
実施例２６の歯付ベルト伝動装置は、カバー層の厚みを０．５ｍｍとした実施例６に準じた態様であり、心線の構成と配列を変更している。
実施例２６の歯付ベルトは心線ピッチ８．１ｍｍ（心線の本数４本、ベルト強力４．１１ｋＮ／ｍｍ）としている。実施例２６の歯付ベルトも、塩水噴霧試験では心線に錆が発生せず、ベルト強力の低下も小さく、防錆性に優れていた。走行性能については、低張力（７．０ｋＮ）から高張力（１１．２ｋＮ）の条件までＡランクであった。

以上の結果から、ベルト歯底部と心線との間に厚み０．２～１．０ｍｍのカバー層を設け、且つ直径が３．０～７．０ｍｍ、強力が１０～４０ｋＮの心線を用い、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力が２．０～５．０ｋＮの範囲にある歯付ベルトに対し、ベルト歯のスケールや、ベルト強力（心線の構成や配列密度）の水準を幅広く変化させた各仕様の歯付ベルト及び歯付ベルト伝動装置において、高い負荷環境（高張力な条件）での動力伝達に適応でき、且つ、海洋上設置（洋上風力発電）に伴う防錆性にも適応できることが確認できた。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

・本発明に係る歯付ベルト伝動装置は、風力発電機におけるブレードの角度調整装置、昇降搬送装置等として使用されることに限定されず、任意の装置として使用可能である。
・歯付ベルトは、オープンエンド、エンドレスのいずれであってもよい。

１ 歯付ベルト伝動装置
１０ 歯付ベルト
１１ 心線
１２ 背部
１２１ カバー層
１３ ベルト歯
１４ ベルト歯底部
５０ 歯付プーリ
５３ プーリ歯
５４ プーリ歯底部

Claims (7)

1. 背部と、
   前記背部に、ベルト長手方向に埋設された、スチール繊維を含む撚りコードからなる心線と、
   前記背部の内周側に、前記ベルト長手方向に沿って形成された、複数のベルト歯と、
   前記ベルト歯間に形成されるベルト歯底部と前記心線との間に設けられた、カバー層と、を備え、
   前記カバー層は、厚みが０．２～１．０ｍｍの範囲内であり、
   前記背部、前記ベルト歯、及び、前記カバー層は、熱可塑性エラストマーで一体的に形成されており、
   前記心線は、直径が３．０～７．０ｍｍの範囲であり、強力が１０～４０ｋＮの範囲であり、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト強力が２．０～５．０ｋＮの範囲であることを特徴とする、歯付ベルト。
2. 前記ベルト歯間のピッチが１４ｍｍ以上であり、前記ベルト歯の高さが５ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の歯付ベルト。
3. 前記ベルト歯底部から前記心線の中心までの距離（Ｐｉｔｃｈ Ｌｉｎｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）が、１．７０～４．５０ｍｍの範囲であり、
   ベルト幅方向に配列された前記心線間のピッチが、３．６～１０．０ｍｍの範囲であり、
   前記心線間の間隔ｄが、０．６～３．０ｍｍの範囲であり、
   前記ベルト幅方向における前記心線間の間隔ｄの合計値が、ベルト幅Ｗの１３～５０％の範囲であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の歯付ベルト。
4. 前記熱可塑性エラストマーは、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、および、塩化ビニル系熱可塑性エラストマーからなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項１～３の何れかに記載の歯付ベルト。
5. 前記熱可塑性エラストマーが、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーの場合、硬度が３０～７０°（ＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２に準拠したタイプＤ型硬度計で測定した硬度）であることを特徴とする、請求項４に記載の歯付ベルト。
6. 前記ベルト歯間に噛合するように外周に複数のプーリ歯が形成された、複数の歯付プーリの間に、
   前記ベルト歯の先端部が、前記プーリ歯間に形成されるプーリ歯底部に接触し、
   かつ、前記プーリ歯の先端部が、前記ベルト歯底部に接触するように巻き掛けられることを特徴とする、請求項１～５の何れかに記載の歯付ベルト。
7. 当該歯付ベルトにかかる張力が、外的要因により変動し、常態で０．３０ｋＮ／ｍｍ以上であり、最大で０．８０～１．１０ｋＮ／ｍｍとなる環境で使用される、請求項６に記載の歯付ベルト。

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