JP7160618B2 - 五角形ベルト及びそれを用いた伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、全長にわたり芯線を１本、中央に配置したエンドレスの五角形ベルト及びそれを用いた伝達装置に関する。

コンバインに代表される多機能な作業を行う農業機械では、駆動軸から複数の従動軸へ１本のベルトで動力を伝達している。コンパクトなレイアウトの都合でプーリの平面の向きを９０°傾ける場合もあり、その場合はベルトも同様に９０°ひねり走行させている。

このひねり走行に用いられるベルトとしては、Ｖベルト（例えば特許文献１参照）または六角ベルト（例えば特許文献２参照）が考えられる。

特開２０１７－３６８２９号公報 特開２０１６－２００２３１号公報

駆動軸から複数の従動軸へ１本のベルトで動力を伝達する場合、コンパクトなレイアウトではベルトのひねりが頻発する。ひねり走行下では、高い伝動能力を得るために高張力で用いられる。その結果、プーリ内へ落ち込み大きな変形（座屈変形）が生じ、特許文献１のようなラップドＶベルトでは、その内部にせん断応力が発生する。特に、力学特性に差がある界面にせん断応力が集中しやすく界面剥離が生じる。

特許文献２のようにＶベルトを背面で合わせたような六角ベルトは、ベルト腹部と背部の両方で駆動できるベルトである。多軸伝動に最適であるが、ねじり伝達の場合はＶベルトと同様にねじる必要がある。但し六角ベルトは、Ｖベルトより厚いため、ねじれには不向きである。

そこで、本発明は、ねじり伝達に適した五角形ベルト及びそれを用いた伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の第１観点によると、ベルト長手方向と直交する断面が五角形に形成されたベルト本体と、前記ベルト本体の中央に配置された一本の芯体とを備えてなり、前記ベルト本体の五側面が伝達面に形成された、五角形ベルトが提供される。

本発明の第１観点によれば、五角形に形成されたベルト本体の中央に配置された一本の芯体により、どのＶ側面からみても芯体の位置が同じになり、ベルト本体の五側面の全部を伝達面とすることができる。
そして、伝達しようとする次のプーリの平面が傾いている場合、五角形ベルトの伝達面の組み合わせを変えることにより、少ないねじりで伝達が可能になる。それにより、ねじりに起因する、ベルトの飛び出しや転覆を抑え、発熱や疲労を抑えることができる。

前記伝達面は、初期のベルト角度差３６°を形成する二側面の五つの組み合わせから形成されるものが好ましい。これによれば、二側面の五つの組み合わせが、寸法的に均等になり、どの組み合わせであっても均等な伝達が可能になる。

前記芯体は、一本の心線をベルト長手方向に幾重にも巻き付け、その外周を縛り込んで形成されるものが好ましい。これによれば、芯体の断面が略円形になるので、中央に配置された芯体は、伝達面からみて均等に配置される。

前記五角形ベルトの伝達面の上幅Ｗを標準Ｖベルトの上幅と略合わせ、前記五角形ベルトの伝達面の高さＴｈを標準Ｖベルトの高さより薄くしたものが好ましい。これによれば、五角形ベルトは、二側面の伝達面の上に三角断面が載る形状であるため、上幅Ｗの変量が小さくなる。さらに、厚みがある五角形ベルトは、高さＴｈを薄くすることができ、標準Ｖベルト並の屈曲性が得られる。

本発明の第２観点によると、第１プーリと、プーリ平面が９０°傾いている第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリに巻き掛けられ、ベルト長手方向に直交する断面が五角形に形成された五角形ベルトとからなり、前記五角形ベルトのねじれは１８°である、五角形ベルトを用いた伝達装置が提供される。

本発明の第２観点によれば、プーリ平面が９０°傾いている場合でも、五角形ベルトのねじれは１８°で伝達できるので、ねじりによるベルト飛び出しやベルト転覆のおそれが小さくなる。また、ねじれの少ない五角形ベルトは、発熱や疲労を招きにくく、耐久性に優れる。

前記伝達装置は、第１プーリと、プーリ平面が傾いている第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリに巻き掛けられ、ベルト長手方向に直交する断面が五角形に形成された五角形ベルトとからなり、前記五角形ベルトの、前記第１プーリに掛けられる伝達面と前記第２プーリに掛けられる伝達面が異なることにより、前記五角形ベルトのねじれはプーリ平面の傾き角よりも小さくなる、五角形ベルトを用いた伝達装置であってもよい。

これによれば、プーリ平面が傾いている場合でも、五角形ベルトの、２つのプーリに巻き掛ける面を異ならせ、伝達面を変更することで、五角形ベルトのねじれをプーリ平面の傾き角よりも小さくすることができる。これにより、多様なねじれに対しても、ねじりによるベルト飛び出しやベルト転覆のおそれが小さくなる。また、ねじれの少ない五角形ベルトは、発熱や疲労を招きにくく、耐久性に優れる。

伝達しようとする次のプーリの平面が傾いている場合、五角形ベルトの伝達面の組み合わせを変えることにより、少ないねじりで伝達が可能になる。それにより、ねじりに起因する、ベルトの飛び出しや転覆を抑え、発熱や疲労を抑えることができる。

本発明の五角形ベルトを示す、ベルト長手方向と直交する断面図である。 本発明の五角形ベルトの製造工程を示す図である。 本発明の五角形ベルトの製造工程に用いられるプレス金型を示す模式図である。 本発明の五角形ベルトを用いた伝達装置を示す図である。 本発明の五角形ベルトを用いた伝達装置の作動を示す図である。 標準Ｖベルトの寸法・形状を示す図である。 標準Ｖベルトに対応する五角形ベルトの寸法・形状を示す図である。 標準ＶベルトＡ形と五角形ベルトの寸法・形状の対比を示す図である。 標準ＶベルトＢ形と五角形ベルトの寸法・形状の対比を示す図である。 走行試験機のレイアウト、試験に供する五角形ベルト及び試験に供する標準Ｖベルトを示す図である。 他の例に係る、走行試験のレイアウト、試験に供する五角形ベルト及び試験に供する標準Ｖベルトを示す図である。

以下、図１を参照して、本発明の実施形態に係わる五角形ベルトを説明する。図１（ａ）は、五角形ベルトの断面図であり、図１（ｂ）は、芯体の断面図であり、図１（ｃ）は、伝達できるＶ側面の五つの組み合わせを示す図である。

五角形ベルト１００は、図１（ａ）に示すように、ベルト長手方向と直交する断面が五角形に形成されたベルト本体１０と、ベルト本体１０の中央に配置された一本の芯体１１と、ベルト本体１０の断面の周囲を被覆する外被布１２とを備えてなる。

ベルト本体１０は、断面が五角形に成形された圧縮ゴム層により形成される。外被布１２で被覆された五つの側面は、伝達面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを形成する。
五角形断面は、正五角形であるものが好ましい。正五角形断面の場合、伝達面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの長さＬは、同じ長さになり、均等な伝達面とすることができる。例えば、伝達面Ａと伝達面Ｄとの組み合わせ１は、ベルト角度３６°の伝達可能なＶ側面を形成する。それに対して標準的なＶベルトの場合、ベルト角度は４０°となる。
このような伝達可能なＶ側面は、図１（Ｃ）に示すように、伝達面Ａと伝達面Ｄとの組み合わせ１のほか、伝達面Ｂと伝達面Ｅとの組み合わせ２、伝達面Ｃと伝達面Ｅとの組み合わせ３、伝達面Ｄと伝達面Ｂとの組み合わせ４、伝達面Ａと伝達面Ｃとの組み合わせ５の五つの組み合わせがある。この五つの組み合わせのベルト角度は、いずれも３６°で成形される。

伝達面Ａと伝達面Ｄとの組み合わせ１に着目すると、上幅Ｗで、厚みＴｈのＶ断面の上に三角断面が載る形状となっている。この形状は、五角形ベルト１００の特徴であり、他の組み合わせ２～５でも同じ形状である。

ベルト本体１０を形成する圧縮ゴム層は、ゴム組成物で構成される。
ゴム組成物を構成するゴム成分は、加硫又は架橋可能なゴムであって、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム等のジエン系ゴム、エチレン－α－オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素化ゴム等であり、これらの１種又は２種以上を組み合わせたものであってよい。また、ゴム組成物には、必要に応じて、加硫剤又は架橋剤、共架橋剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム等）、増強剤（カーボンブラック、含水シリカ等の酸化ケイ素等）、短繊維、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等）、軟化剤（パラフィンオイル、ナフテン系オイル等のオイル類等）、加工剤又は加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン等）、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲亀裂防止剤、オゾン劣化防止剤等）、着色剤、粘着付与剤、可塑剤、カップリング剤（シランカップリング剤等）、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤等）、難燃剤、帯電防止剤等を配合してよい。なお、金属酸化物は架橋剤として配合してもよい。

芯体１１は、ベルト長手方向に延在し、且つ、五角形断面のベルト本体１０の中央に配置された、エンドレスの一本の芯体で形成されている。芯体１１の断面は、図１（ｂ）に示すように、円形であるものが好ましい。Ｖ側面の組み合わせ１～５のいずれからみても同じ配置になるからである。

このような芯体１１は、一本の心線１５をベルト長手方向に幾重にも巻き付けて束ね、束ねられたものの外周をバンド材１６で縛り込んで形成されるものが好ましい。束ねることにより、自ずと円形断面の均等なものが形成される。バンド材１６は、ベルト長手方向の全長又は部分的に設けられるものであればよい。また、心線１５のエンドレス処理は行わなくてもよい。

芯体１１の大きさは、図１（ａ）に示されるように、五角形のベルト本体１０の星形（点線表示）内の小さな五角形内に収まる程度であるものが好ましい。どのＶ側面の組み合わせであっても、芯体１１をＶ断面内の所定位置に収めることができる。
ただし、図１（ａ）の芯体１１は、最大径の太いものを表示しており、これより小さい芯体１１であってもよい。どのＶ断面からみても同じ所定位置にあるように、ベルト本体１０の中央（同心円状）に芯体１１が配置されておればよく、その太さは抗張力という観点から決まるべきものである。

芯体１１を構成する心線１５は、例えば、エチレンテレフタレート、エチレン－２，６－ナフタレート等のＣ２－４アルキレンアリレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維（ポリアルキレンアリレート系繊維、ポリエチレンテレフタレート系繊維、エチレンナフタレート系繊維等）、アラミド繊維等の合成繊維、炭素繊維等の無機繊維からなり、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード（諸撚り、片撚り、ランク撚り等）である。マルチフィラメント糸の繊度は、例えば、２０００～１００００デニール（好ましくは４０００～８０００デニール）である。心線１５の平均線径（撚りコードの繊維径）は、例えば、０．５～３ｍｍ（好ましくは０．６～２ｍｍ、さらに好ましくは０．７～１．５ｍｍ）である。

バンド材１６は、心線１５と同じ素材によるテープが好ましくは用いられる。

外被布１２は、必要に応じて用いられる。五角形ベルト１００を、ラップドＶベルトの代用として用いる場合、外被布１２が用いられる。五角形ベルト１００を、ローエッジＶベルトの代用として用いる場合、外被布１２は用いられない。

外被布１２は、例えば、ポリエステル、ポリアミド、アラミド、ビニロン等の合成繊維、綿等の天然繊維、又は、これらの混紡糸の繊維からなり、コスト、汎用性及び強度の点では、綿とポリエステルの混紡糸の繊維からなることが好ましい。
また、外被布１２を構成する織布は、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱し、織布表面にＲＦＬの被膜を形成させる接着処理、及び／又は、ゴム糊に浸漬した後に乾燥させ、ゴム糊の被膜を形成させる接着処理を施したもので構成されていてもよい。

次いで、図２及び図３を参照して、五角形ベルトの製造方法を以下に説明する。製造工程は、未加硫ゴムベルト成形工程、スカイブ工程、カバーリング工程、加硫工程を含む。

未加硫ゴムベルトの成形工程は、芯体の成形工程と、四角形ゴムベルトの成形工程とをさらに含む。
まず、芯体の成形工程では、一本の心線をベルト長手方向に幾重にも巻き付け、その外周を縛り込んで一本のエンドレスな芯体を形成する。この芯体が中心に位置するように、例えば、上下二つ割りの未加硫ゴムを挟み込み、図２（ａ）に図示されるように、断面が四角形であってその中央に芯体を配置した未加硫ゴムベルトを成形する。

スカイブ工程では、図２（ｂ）に示されるように、四隅を切削し、図２（ｃ）に示されるように、八角形の未加硫ゴムベルトとする。このとき、四隅の切削量を加減して後述するプレス金型で五角形の中央に芯体が位置する形状を確保する。

カバーリング工程では、図２（ｄ）に示されるように、八角形の未加硫ゴムベルトの外周に布帛を例えばらせん状に巻き付けて被覆する。なお、外被布を使用しない場合、このカバーリング工程は省略される。

加硫工程では、例えば、図３に示すプレス金型２１が用いられる。このプレス金型２１は、長方形のプレス下型２２と、長方形のプレス上型２３とからなる。プレス下型２２には、ベルト本体のＶ断面に相当する溝２５が設けられている。プレス上型２３には、ベルト本体の三角断面に相当する溝２６が設けられている。長尺のベルトの場合、このプレス金型２１にベルトを周方向に順に送りながら、部分的な加硫を繰り返して、最終的にエンドレスな長尺ベルトを加硫成形する。この加硫成形を繰り返す方法は、加硫時間が掛かることから、通常は複数列並べて同時に加硫成形を行う。図３の例では、三列同時に加硫成形する場合を示す。なお、ベルト長さが短い場合は、リング状の金型にベルト全体を嵌め込んで加硫成形することもできる。
このようなプレス金型２１を用いることにより、図２（ｅ）のように、五角形断面のベルト本体の中央に、一本の芯体を配置した加硫ベルトを得ることができる。

このような製法により、正五角形のベルト本体の中心に芯体が配置され、五面が伝達可能な五角形ベルトを確実に製造することができる。

以上説明した、一本のベルトで五面が伝達可能な五角形ベルトならば、僅かなねじれ角度で要求を満たすベルトとして多用が可能になる。
例えば、コンパクト化に伴い、プーリの平面の向きを９０°傾ける場合は、Ｖベルトも同様に９０°ねじられる。ただし、五面が伝達可能な五角形ベルトならば、１８°のねじれで済む。
また、プーリ平面の傾きが９０°以外の場合においても、Ｖベルトはプーリ平面の傾き角と同じ角度ねじる必要があるのに対し、五角形ベルトならば、そのねじれをプーリ平面の傾き角よりも小さくできる。
これにより、コンパクト化に伴うねじれ条件下でも張力を上げることなく十分に伝達が可能となる五角形ベルトを提供できる。また、ねじれによる応力の負担を低減することが可能な五角形ベルトを提供できる。また、ねじれによる変形発熱を抑えて、発熱によるゴムの硬化に原因する耐久性の劣化を防ぐことが可能な五角形ベルトを提供できる。

ただし、標準のＶベルトのＶ角度は４０°であるのに対して、五角形ベルトのそれは３６°になる。
しかし、ベルトはプーリで曲がると角度が狭くなる。Ｖ断面の上幅に三角断面が載るという、五角形ベルトの形状の特徴から、プーリ挿入時にベルト外周側の幅（＝上幅Ｗ）の変量は小さくなる。よってベルト角度の変量も小さくなる。すなわち初期のベルト角度差（４０°と３６°）は縮まる傾向になる。

以上の特徴を備えた五角形ベルト１００を用いた、伝達装置２００の構成と作動を、図４及び図５により説明する。

図４に示すように、伝達装置２００は、第１プーリ３１と、第２プーリ３２と、五角形ベルト１００とを備えて構成される。

第１プーリ３１は、水平軸を有し、直角伝動に適した駆動プーリである。第２プーリ３２は、垂直軸を有し、水平伝動に適した従動プーリである。すなわち、第１プーリ３１のプーリ平面と、第２プーリ３２のプーリ平面とは、９０°傾いている。
五角形ベルト１００は、これら第１プーリ３１と第２プーリ３２との間に巻き掛けられる。すなわち、図示のように、五角形ベルト１００は、ねじられた状態で動力を伝達する。また、五角形ベルト１００は、ベルト長手方向と直交する断面が五角形に形成されたベルト本体と、ベルト本体の中央に配置された一本の芯体とを備え、ベルト本体の五側面が伝達面に形成されたものである。

つぎに、図５に示すように、伝達装置２００の作動を、標準Ｖベルトを用いた場合と対比して説明する。図５（ａ）は、プーリ平面が９０°傾いた状態を示し、図５（ｂ）は、標準Ｖベルトのねじれ状態とプーリでの屈曲状態を示し、図５（ｃ）は、五角形ベルトのねじれ状態とプーリでの屈曲状態を示す。

図５（ｂ）に示すように、標準Ｖベルトの場合、点線で示されるベルトの伝達面は、９０°ねじられ、伝達面は変わらない。標準Ｖベルトの芯体の位置も９０°ねじられ、プーリに対する芯体の位置も変わらない。
それに対して、図５（ｃ）に示すように、五角形ベルト１００の場合、点線で示される伝達面は、伝達面Ａ，Ｄの組み合わせ１から伝達面Ｂ，Ｅの組み合わせ２へと隣り合う組み合わせへと変わる。そのため、五角形ベルト１００のねじりは、ベルトＶ角度３６°の半分の１８°ですむ。一方、ベルト本体の中央に配置された一本の芯体は、ねじりの程度に関係なく、プーリに対する芯体の位置は一定に保たれる。

以上説明したように、プーリ平面が９０°傾いている場合でも、五角形ベルトのねじれは１８°で伝達できるので、ねじりによるベルト飛び出しやベルト転覆のおそれが小さくなる。また、ねじれの少ない五角形ベルトは、発熱や疲労を招きにくく、耐久性に優れることが判る。

［シミュレーション］
つぎに、標準Ｖベルトに近似する五角形ベルトが得られるかどうかのシミュレーションを行った結果を以下に説明する。

標準Ｖベルトは、ＪＩＳ－６３２３－２００８に準拠するものである。なかでも汎用的なＡ形及びＢ形を採り上げ、その主要な諸元を図６に示す。図６（ａ）は、Ｖベルト断面を示し、図６（ｂ）は、Ｖベルト断面の寸法を示し、図６（ｃ）は、使用されるプーリのＶ溝角度を示す。

これに対して、図７に示すように、Ａ形に対応する、三種類の五角形ベルトＡ１，Ａ２，Ａ３と、Ｂ形に対応する、三種類の五角形ベルトＢ１，Ｂ２，Ｂ３とをシミュレーションに用いた。図７（ａ）は、五角形ベルトの断面を示し、図７（ｂ）は、Ａ形に対応する、三種類の五角形ベルトＡ１，Ａ２，Ａ３の断面の寸法を示し、図７（ｃ）は、Ｂ形に対応する、三種類の五角形ベルトＢ１，Ｂ２，Ｂ３の断面の寸法を示す。

図８及び図９に、シミュレーション結果を示す。図８は、標準ＶベルトＡ形（点線表示）と三種類の五角形ベルトＡ１，Ａ２，Ａ３（実線表示）との嵌め込み状態を重ね合わせて示す。図９は、標準ＶベルトＢ形（点線表示）と三種類の五角形ベルトＢ１，Ｂ２，Ｂ３（実線表示）との嵌め込み状態を重ね合わせて示す。いずれの場合も、五角形ベルトのＶ断面の上側に載る三角断面はその表示を省略している。

図８及び図９から、五角形ベルトの伝達面の上幅Ｗを標準Ｖベルトの上幅と略合わせた、五角形ベルトＡ３及び五角形ベルトＢ３が標準Ｖベルトのそれに良く近似している。また、この場合、五角形ベルトの伝達面の高さＴｈは標準Ｖベルトの高さより薄くなっていることが判る。
すなわち、Ｖ部の外周側に三角断面が載る五角形ベルトの形状の特徴から、プーリ挿入時にベルト外周側の幅（＝上幅Ｗ）の変量は小さい（幅が狭くなり難い）。よって、ベルト角度の変量も小さい。一方、厚みのある五角形ベルトはＶベルト並みの屈曲性を求めてベルトの厚み（Ｔh）を薄くできる。
これらのことから、標準ＶベルトＡ形に対応するものとして、五角形ベルトＡ３が望ましく、標準ＶベルトＢ形に対応するものとして、五角形ベルトＢ３が望ましいことが判る。
また、標準Ｖベルトに近似させようとする場合、五角形ベルトの伝達面の上幅Ｗを標準Ｖベルトの上幅と略合わせ、五角形ベルトの伝達面の高さＴｈを標準Ｖベルトの高さより薄くしたものが好ましいことが判る。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
以下に示す実施例である五角形ベルト、及び、比較列である標準Ｖベルトを、走行試験機に掛けて、耐久試験を行った。
図１０（ａ）及び図１１（a）は、走行試験機のレイアウトを示す図であり、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）は、試験に供する五角形ベルトを示す図であり、図１０（ｃ）及び図１１（c）は、試験に供する標準Ｖベルトを示す図である。

実施例の五角形ベルトは、ベルト形式がＢ形に準拠したものであり、図７（ｃ）のＢ３（Ｗ＝１６．３ｍｍ，Ｔｈ＝９．５ｍｍ）寸法で形成されている。
図 １０（ｂ）に示すように、実施例の五角形ベルトは、ベルト本体１０（圧縮ゴム層）の中央に芯体１１を配置し、その外周に外被布１２を設けて構成される。

実施例のベルト本体１０（圧縮ゴム層）は、下記表１に示すゴム組成物１で構成されている。
芯体１１は、一本がポリエステル繊維の撚りコード（平均線径０．５ｍｍ以下）である撚りコードを、長手方向に幾重にも巻き付けて束ね、芯体径３．５ｍｍとしたもので構成されている。
外被布１２は、布帛にフリクション処理によりゴム組成物を擦り込んだものである。布帛は、綿の織布であり、平織りで構成される。その繊度は２０番手の経糸と２０番手の緯糸とで構成される。経糸及び緯糸の糸密度は、７５本／５０ｍｍ、目付けは２８０ｇ／ｍ2である。布帛に対するフリクション処理には、下記表１に示すゴム組成物３が用いられる。フリクション処理は、カレンダーロールを用い表面速度の異なるロール間に未加硫ゴム（ゴム組成物３）と布帛とを同時に通過させ、布帛の繊維間にまで未加硫ゴム（ゴム組成物３）を擦り込む。フリクションの処理回数は、表裏の２回である。

比較例の標準Ｖベルトは、ベルト形式がＢ形であり、図６（ｂ）のＢ（Ｗ＝１６．５ｍｍ，Ｔｈ１＝１０．９ｍｍ）寸法で形成されている。
図 １０（ｃ）に示すように、比較例の標準Ｖベルトは、心線５３を埋設した接着ゴム層５２の両面に、圧縮ゴム層５０と伸張ゴム層５１とを配置し、その外周に外被布５４を設けて構成される。
これら圧縮ゴム層５０と伸張ゴム層５１とは、前記表１のゴム組成物１で構成される。接着ゴム層５２は、前記表１のゴム組成物２で構成される。
前記心線５３には、平均線径１．９８５ｍｍのポリエステル繊維の撚りコードが用いられる。
なお、外被布５４には、実施例の外被布１２と同じものが用いられる。

［ねじり走行耐久試験］
上述した実施例の五角形ベルト及び比較例のＶベルトについて、図１０（ａ）の走行試験機を用いる。
この走行試験機は、外径が３００ｍｍの駆動プーリＤｒと、プーリ平面が９０°傾いており、外径が１３０ｍｍの従動プーリＤｎとの間に、実施例又は比較例のベルトを巻き掛けて構成される。駆動プーリＤｒ及び従動プーリＤｎは、Ｖ溝を有するＶプーリである。
駆動プーリＤｒ及び従動プーリＤｎ間の軸荷重は２０００Ｎとし、駆動プーリＤｒの負荷は１２ｐｓとした。また、駆動プーリＤｒの回転数は、８４３ｒｐｍとした。
実施例及び比較例には、前述したＢ形１０５ｉｎｃｈのベルトを用い、掛け本数は１本とした。

この走行試験機を用い、実施例及び比較例のベルトを走行させた。
図１０（ｂ）に示すように、実施例の五角形ベルトは、１８°だけひねらせ、両プーリ間で伝達面Ａ，Ｄから伝達面Ｂ，Ｅと掛け替えた。
図１０（ｃ）に示すように、比較例のＶベルトは、９０°ひねらせ、両プーリ間で伝達面Ａ，Ｂは変わらない。

そして、スタート時、１時間後、２４時間後、４８時間後、１２０時間後のスリップ率、１時間後、２４時間後、４８時間後、１２０時間後のベルト温度、走行寿命、破損現象について計測した。その結果を下記表２に示す。
なお、前記ベルト温度は、ベルト側面（図１０（ｂ）の伝達面Ａ，ＤあるいはＢ，Ｅ及び図１０（ｃ）の伝達面Ａ，Ｂ）の発熱を測定して得られたものである。

表２に示す通り、９０°の「ひねり」を連続で続けながら走行する標準Ｖベルトは、１８°の「ひねり」を連続で続けながら走行する五角形ベルトに比べて断続的にスリップ率が高く、ベルト温度も高く推移している。ひねり角度の差異がベルトの滑りを抑え、ベルトの発熱を抑制していることが判る。

表２に示す通り、ゴム亀裂発生までの時間が、五角形ベルトのそれは、標準Ｖベルトのそれに比較して、倍近く伸びている。その結果、発熱によるゴムの硬化が原因のクラック（亀裂）発生までの時間（寿命）が長くなり、ベルトの長寿命化が図れることが判る。

［反転（八の字）走行耐久試験］
上述した実施例の五角形ベルト及び比較例のＶベルトについて、さらにねじりが大きくなる、反転レイアウトでの耐久試験を行った。具体的には、図１１（a）の走行試験機を用いる。
この走行試験における、駆動プーリＤｒ及び従動プーリＤｎの外径、プーリの種類、プーリ間の軸荷重、駆動プーリＤｒの負荷及び回転数は、先に説明した、ねじり走行耐久試験のものと同じである。実施例及び比較例には、前述したＢ形１００ｉｎｃｈのベルトを用い、掛け本数は１本とした。

この走行試験機は、駆動プーリＤｒに対して従動プーリＤｎが１８０°反転し、回転方向が逆になっている。図１１（ｂ）に示すように、実施例の五角形ベルトは、３６°だけひねらせ、両プーリ間で巻き掛けられる側面（伝達面）が異なっている。図１１（ｃ）に示すように、比較例のＶベルトは、１８０°ねじって巻き掛けており、両プーリ間で伝達面Ａ，Ｂは変わらない。

この走行試験機を用い、実施例及び比較例のベルトを走行させた。そして、スタート時、１時間後、２４時間後、４８時間後、１２０時間後のスリップ率、１時間後、２４時間後、４８時間後、１２０時間後のベルト温度、走行寿命、破損現象について計測した。その結果を下記表３に示す。
なお、前記ベルト温度は、ベルト側面（図１１（ｂ）の伝達面Ａ，ＤあるいはＡ，Ｃ及び図１１（ｃ）の伝達面Ａ，Ｂ）の発熱を測定して得られたものである。

表３に示す通り、１８０°の「ひねり」を連続で続けながら走行する標準Ｖベルトは、３６°の「ひねり」を連続で続けながら走行する五角形ベルトに比べて断続的にスリップ率が高く、ベルト温度も高く推移している。ひねり角度の差異がベルトの滑りを抑え、ベルトの発熱を抑制していることが判る。

表３に示す通り、心線剥離発生までの時間が、五角形ベルトのそれは、標準Ｖベルトのそれに比較して、倍近く伸びている。発熱がゴムを硬化させて心線との接着力を低下させるが、発熱を抑制できる五角形ベルトでは心線剥離までの時間（寿命）が長くなり、ベルトの長寿命化が図れることが判る。

なお、前述した反転レイアウトの例に示されるように、プーリ平面が９０°傾いている典型例に限られない。プーリ平面が、３６°より大きく傾いている場合、第１プーリに掛けられる伝達面と、第２プーリに掛けられる伝達面とを異ならせることにより、五角形ベルトのねじれをプーリ平面の傾きより小さくすることができる。
すなわち、プーリ平面が３６°傾いている場合、２つのプーリに巻き掛ける面を異ならせ、伝達面を変更したとしても、ねじりは３６°であるが、
例えば、プーリ平面が３７°傾いている場合、ねじりは３５°となる。
プーリ平面が７２°傾いている場合、ねじりは０°となる。
ここで、プーリ平面の傾きとは、第１プーリ中心と第２プーリ中心を結ぶ直線を回転軸としたときの、第１プーリと第２プーリのプーリ平面の回転方向の傾きを指す。

１０ ベルト本体
１１ 芯体
１５ 心線
３１ 第１プーリ
３２ 第２プーリ
１００ 五角形ベルト
２００ 伝達装置
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ 伝達面

Claims (5)

1. ベルト長手方向と直交する断面が五角形に形成されたベルト本体と、前記ベルト本体の中央に配置された一本の芯体とを備えてなり、前記ベルト本体の五側面が伝達面に形成され、
   前記伝達面は、初期のベルト角度差３６°を形成する二側面の五つの組み合わせから形成される五角形ベルト。
2. 前記芯体は、一本の心線をベルト長手方向に幾重にも巻き付け、その外周を縛り込んで形成される請求項１に記載の五角形ベルト。
3. 前記五角形ベルトの伝達面の上幅Ｗを標準Ｖベルトの上幅と略合わせ、前記五角形ベルトの伝達面の高さＴｈを標準Ｖベルトの高さより薄くした請求項１又は２に記載の五角形ベルト。
4. 第１プーリと、プーリ平面が９０°傾いている第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリに巻き掛けられ、ベルト長手方向に直交する断面が五角形に形成された五角形ベルトとからなり、前記五角形ベルトのねじれは１８°であって、
   前記五角形ベルトは、ベルト長手方向と直交する断面が五角形に形成されたベルト本体と、前記ベルト本体の中央に配置された一本の芯体とを備えてなり、前記ベルト本体の五側面が伝達面に形成され、
   前記伝達面は、初期のベルト角度差３６°を形成する二側面の五つの組み合わせから形成されることを特徴とする、前記五角形ベルトを用いた伝達装置。
5. 第１プーリと、プーリ平面が傾いている第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリに巻き掛けられ、ベルト長手方向に直交する断面が五角形に形成された五角形ベルトとからなり、前記五角形ベルトの、前記第１プーリに掛けられる伝達面と前記第２プーリに掛けられる伝達面が異なることにより、前記五角形ベルトのねじれはプーリ平面の傾き角よりも小さくなり、
   前記五角形ベルトは、ベルト長手方向と直交する断面が五角形に形成されたベルト本体と、前記ベルト本体の中央に配置された一本の芯体とを備えてなり、前記ベルト本体の五側面が伝達面に形成され、
   前記伝達面は、初期のベルト角度差３６°を形成する二側面の五つの組み合わせから形成されることを特徴とする、前記五角形ベルトを用いた伝達装置。
   
   

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