JPH08502574A - ベルト構造体、ベルト構造体とプーリの組み合せ体、及びそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 無端伝動ベルト構造体とプーリとの組み合せ体、及びベルト構造体と、並びにそれらの製造方法が提供される。このベルト構造体（２０）は、プーリ（３０）のリブ付き外周表面と順次に噛合していく複数の長手方向に延長し交互に離隔された同じ形状の突部（２４）と溝（２５）を画定する内側表面（２２）を有し、ベルト構造体（２０）の内側表面（２２）は、複数の横断方向の突部（２８）と横断方向の溝（２９）を間隔をおいて交互に画定するコグ付き表面であり、各横断方向の溝（２９）の深さ（４０）を、長手方向の溝（２５）の深さの約２分の１とし、該ベルト構造体（２０）の厚み（４１）の約４分の１としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 ベルト構造体、ベルト構造体とプーリの 組み合せ体、及びそれらの製造方法技術分野 本発明は、新規な無端伝動ベルト構造体及びそのようなベルト構造体と回転自 在プーリとの組み合せ体、並びにそれらの製造方法に関する。技術背景 対向した両側縁を有し、複数の長手方向に延長し交互に離隔された同じ形状の 突部（即ち、リブ）と溝を画定する内側表面と、該内側表面に対向した外側表面 を有する無端伝動ベルト構造体と、作動中該ベルト構造体の内側表面の溝及び突 部の対応する部分と順次に噛合していく複数の長手方向に延長し交互に離隔され た同じ形状の突部と溝を画定するリブ付き外周表面を有する回転自在プーリとの 組み合せ体は周知である。該ベルト構造体は、所定の厚みを有し、このベルト構 造体の内側表面の長手方向の溝の深さは、プーリのリブ付き外周表面と噛合する ようになされた同様なベルト構造体の内側表面の長手方向の溝の深さである約２ ．４ｍｍより相当に浅い。このベルト構造体の内側表面は、又、複数の横断方向 の突部と横断方向の溝を間隔をおいて交互に画定するコグ（歯形）付きである。 この種のベルト構造体は、例えば１９９１年６月１８日付で出願された米国特許 願第７１７，２２３号に記載されている。 又、米国特許第４，６４７，２７８号、４，８３２，６７０号及び４，９１３ ，６９０号にも、長手方向の突部と溝を有し、かつ、横断方向の突部と溝を有す る無端伝動ベルトの内側表面が開示されている。発明の開示 本発明の１つの特徴は、非常な高速度で走行するベルトと、ベルトが巻きつく 円周部分が大きい（例えば、１８０゜の円弧部分に近い）少くとも１つの小径の プーリを有する自動車の駆動機構に生じる「サイレン」のような騒音を減少させ るような態様でプーリのリブ付き外周表面と協同するリブ付き内側表面を有する 新規な無端伝動ベルト構造体を提供することである。 このようなプーリ用歯形付きベルト構造体の場合、歯形の深さを比較的深くす れば、ベルト構造体が、ベルトの巻きつき円周部分が大きい小径のプーリの周り に撓み易く（従って巻きつき易く）なるが、歯形が深いと、空気の動きが大きく なり、その結果騒音が大きくなることが判明した。 本発明の教示によれば、無端伝動ベルト構造体の長手方向の溝の深さを浅くし た場合、コグ即ち歯形（横断方向の溝）の深さも、長手方向の溝の深さの約２分 の１、ベルト構造体の厚さの約４分の１となるように相当に浅くすれば、ベルト 構造体の作動中の騒音を減少させることができることが認められた。 例えば、本発明の一実施例によれば、対向した両側縁 を有し、複数の長手方向に延長し交互に離隔された同じ形状の突部（即ち、リブ ）と溝を画定する内側表面と、該内側表面に対向した外側表面を有し、所定の厚 みを有する無端伝動ベルト構造体と、作動中該ベルト構造体の内側表面の溝及び 突部の対応する部分と順次に噛合していく複数の長手方向に延長し交互に離隔さ れた同じ形状の突部と溝を画定するリブ付き外周表面を有する回転自在プーリと の組み合せ体であって、該ベルト構造体の内側表面の長手方向の溝の深さは、前 記プーリのリブ付き外周表面と噛合するようになされた従来の同様なベルト構造 体の内側表面の長手方向の溝の深さである約２．４ｍｍより相当に浅く、該ベル ト構造休の内側表面は、複数の横断方向の突部と横断方向の溝を間隔をおいて交 互に画定するコグ付き表面であり、該各横断方向の溝の深さを、前記長手方向の 溝の深さの約２分の１とし、該ベルト構造体の厚みの約４分の１としたことを特 徴とする組み合わせ体が提供される。 従って、本発明の目的は、上述した、又は後述する本発明の新規な特徴の１つ 又はそれ以上を有する、無端伝動ベルト構造体と回転自在のプーリとの新規な組 み合せ体を提供することである。 本発明の他の目的は、そのような組み合わせ体を製造する方法であって、上述 した、又は後述する本発明の新規な特徴の１つ又はそれ以上を有する方法を提供 することである。 本発明の他の目的は、上述した、又は後述する本発明の新規な特徴の１つ又は それ以上を有する新規な無端伝動ベルト構造体を提供することである。 本発明の他の目的は、そのような無端伝動ベルト構造体組み合せ体を製造する 方法であって、上述した、又は後述する本発明の新規な特徴の１つ又はそれ以上 を有する方法を提供することである。図面の簡単な説明 本発明の特徴及びその技術的利点は、以下の好ましい実施例の説明、並びに特 許請求の範囲及び添付図から理解されよう。 図１は、本発明の新規な無端伝動ベルト構造体の部分透視図である。 図２は、図１の線２−２に沿ってみた断面図であり、回転自在のプーリのリブ 付き外周表面と噛合したベルト構造体を示す。 図３は、図１のベルト構造体の横断方向の溝と溝の間の長手方向の間隔が伸長 される態様を示す部分側面図である。 図４は、図１のベルト構造体の拡大部分側面図であり、横断溝間の長手方向の 間隔のスタガー（不揃い）パターンの１つの完全な順列を示す。 図５は、図４のベルト構造体の矢印５−５の方向にみた部分底面図である。 図６は、従来技術の深コグ・リブ付きベルトの騒音ス ペクトルを点線で示し、本発明の新規な洩コグ・リブ付きベルトの、騒音スペク トルを実線で示すグラフであり、Ｙ軸線は音圧レベルを示し、Ｘ軸線は，騒音の 周波数を示す。本発明を実施するための好ましい態様 本発明のいろいろな特徴は、ここでは、特に、内燃エンジンのプーリに使用す るためのベルト構造体を構成するのに適用されたものとして例示し、説明するが 、本発明の各特徴は、所望に応じて他の形式の装置のためのベルト構造体を構成 するために単独で又は組み合せて用いることができることは明らかであろう。 従って、添付図は、単に、本発明の広範囲に亙る用途の１つを例示するための ものであるから、本発明は、添付図に示された実施例のみに限定されるべきもの ではない。 図１及び２を参照すると、無端伝動ベルト構造体が参照番号２０によって総体 的に示されている。このベルト構造体２０は、ポリマー材のような任意の適当な 材料で製造され、斯界において慣用の態様でポリエステル等の適当な材料で形成 された荷重担持コード２１を有するものであり、互いに対向した内側表面２２と 外側表面２３を有する。内側表面２２は、斯界において周知の態様でベルト構造 体２０の両側縁２６と２７の間に長手方向に延長し交互に離隔された複数の同じ 形状の突部即ち、リブ２４と溝２５を有するリブ付き表面である。更に、こ の内側表面２２は、又、やはり斯界において周知の態様で横断方向に延長し交互 に離隔された複数の突部２８と溝２９を有する歯形（コグ）付き表面でもある。 ただし、本発明のベルト構造体２０の長手方向の溝２５及び横断方向の溝２９ は、それぞれ、以下の説明から分かるようにベルト構造体２０の作動騒音を減少 させるように独特の態様で選択された深さを有している。 ベルト構造体２０は、周知の態様で自動車の内燃エンジンのクランク軸に連結 された駆動綱車又はプーリによって無端経路に沿って駆動され、自動車の他のい ろいろな機器を駆動するようになされている。そのようなベルト構造体は、例え ば、米国特許第４，５９６，５３８号に記載されている。 そのような駆動又は被動プーリは、図２に参照番号３０で示されており、周知 の態様でベルト構造体２０の内側表面２２に駆動関係に噛合するリブ付き外周表 面３１を有している。プーリ３０のリブ付き外周表面は、作動中ベルト構造体２ ０の内側表面２２の長手方向の溝２５及び突部２４の一部分と順次に噛合してい く複数の長手方向に延長し交互に離隔された同じ形状の溝３１と突部３２を画定 する。ベルト構造体２０とプーリ３０とで、図２に参照番号３３で総体的に示さ れる組み合わせ体を構成する。 先に述べたように、無端ベルト構造体をプーリ３０のようなプーリと組み合わ せて使用し、ベルト構造体を比 較的小径のプーリの周りに巻きつけることができるようにするために、ベルト構 造体２０の内側表面に長手方向の突部及び溝を形成するとともに、横断方向の突 部及び溝をも形成することは周知である。 上述した米国特許願第７１７，２２３号に記載されたベルト構造体は、内側表 面だけでなく外側表面にもそのような構造を有しているのに対して、上述した米 国特許第４，６４７，２７８号、４，８３２，６７０号及び４，９１３，６９０ 号のベルト構造体では、本発明のベルト構造体２０におけるのと同様に、内側表 面にだけ上述のような長手方向及び横断方向に突部と溝が形成されている。 図２にみられるように、本発明のベルト構造体２０の外側表面２３は、実質的 に平坦であり、ベルト構造体２０の外側抗張部３４によって画定されている。ベ ルト構造体２０は、この外側抗張部３４と、内側圧縮部３５と、両者の中間に配 設された荷重担持部３６から成る。荷重担持部３６は、斯界において周知の態様 で結合されたクッシヨン層３７と上述のコード２１から成る。例えば、クッショ ン層３７は、ベルト構造体２０の製造において最初に圧縮層３５に当接して配置 され、次いで、コード２１がクッション層３７の上に巻きつけられた後、抗張層 ３４によってクッション層３７内に圧入される。 上述した米国特許第４，６４７，２７８号及び４，８３２，６７０号の無端ベ ルト構造体の長手方向の溝の深 さは、約２．４ｍｍ（０．０９５ｉｎ）であるのに対して、上述した米国特許願 第７１７，２２３号は、ベルト構造体の長手方向の溝の深さを約２．４ｍｍより 相当に浅くすべきであり、それでも、慣用のリブ付きプーリと組み合わせて使用 することができ、小径のプーリと組み合わせて使用した場合、ベルト構造体の寿 命を延長することができることを教示している。同特許願の教示によれば、長手 方向の溝の深さを約２．０ｍｍとし、それらの溝間のピッチは、長手方向の溝の 深さを約２．４ｍｍとしたベルト構造体の場合の通常のピッチである３．５６ｍ ｍのままとする。 本発明の教示によれば、無端ベルト構造体の長手方向の溝の深さを約２．０ｍ ｍと浅くした場合、深い横断方向のコグ（溝）を有する同様なベルト構造体とは 異なり、ベルト構造体の作動中の騒音を減少させるために、横断方向の溝（コグ ）２９の深さを、長手方向の溝の深さの約２分の１、ベルト構造体の厚さの約４ 分の１とする。 図２及び３に示された本発明のベルト構造体２０の実施例においては、長手方 向の溝２５は約２．０ｍｍ（約０．０８０ｉｎ）の深さ、約３．５６ｍｍ（約０ ．１４０ｉｎ）のピッチを有し、横断方向の溝２９の深さ４０は約１．１４３ｍ ｍ（約０．０４５ｉｎ）とされ、ベルト構造体２０の総厚み４１は約４．５７２ ｍｍ（約０．１８０ｉｎ）とされている。 ベルト構造体２０のこの実施例では、圧縮部３５の厚さ４２は、約２．５４ｍ ｍ（約０．１００ｉｎ）であり、抗張部３４の厚さ４３は、約０．７６２ｍｍ（ 約０．０３０ｉｎ）である。 又、この実施例では、横断方向の溝２９は、米国特許第４，８３２，６７０号 に詳述されているランダム反復パターンで形成されており、隣接する溝２９間の 間隔は５つの異なる間隔４４，４５，４６，４７，４８とされている。これらの 間隔は、図にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで表されている。間隔４４〜４８をこのように 設定することによって、総じてランダムなスタガー（不揃い）間隔設定を３４個 の間隔Ａ−Ｅの順列で構成することができ、従って、ベルト構造体２０は、その 全長に亙って反復されたそのような間隔の順列を有する。一実施例では、各１つ の順列を図４に示されるように以下の順序で構成することができる。 ＡＥＣＣＤＢＣＢＤＣＥＡＢＢＣＡＤＣＥＢＡＤＤＢＥＣＢＥＡＳＣＢＤＣ 本発明のベルト構造体２０のこの実施例では、間隔４４，４５，４６，４７， ４８は、それぞれ、約７．３６６ｍｍ（約０．２９ｉｎ）、約７．９７６ｍｍ（ 約０．３１４ｉｎ）、約８．５８５ｍｍ（約０．３３８ｉｎ）、約９．１９５ｍ ｍ（約０．３６２ｉｎ）及び約９．８０４ｍｍ（約０．３８６ｉｎ）であり、各 横断方向の溝２９の平均深さ４０は、約１．１４３ｍｍ（約０．０ ４５ｉｎ）、横断方向の溝２９の曲率半径４９及び５０（図３）は、各々、約１ ．１４３ｍｍ（約０．０４５ｉｎ）である。 本発明のベルト構造体２０のこの実施例に類似した実施例も、本発明の教示に よるよりも深いコグ（横断方向の溝）を有する従来技術のベルト構造体に比べて 作動騒音が相当に低いことが判明した。 例えば、図６のグラフを参照すると、本発明の浅コグ付きベルト構造体２０の 騒音スペクトルが実線５１で示され、従来の深コグ付きベルト構造体の騒音スペ クトルが点線５２で示されている。グラフのＹ軸線は音圧レベルをデシベル単位 で示し、Ｘ軸線は０から２５ＫＨｚまでの騒音の周波数を示す。本発明のこの例 のベルト構造体２０は、厚さが約５．２ｍｍ（約０．２０６ｉｎ）であり、長手 方向の溝の深さは約２．５ｍｍ（約０．１００ｉｎ）であり、横断方向の溝の深 さは約１．１４３ｍｍ（約０．４５ｉｎ）であった。これに対して、点線５２で 表される従来の深コグ付きベルト構造体は、その横断方向の溝の深さが約２．４ ｍｍ（約０．０９５ｉｎ）である以外は、実線５１で示される本発明のベルト構 造体２０の各部と同じ寸法を有するものであった。 矢印５３，５４，５５は、それぞれ、第１倍音、第２倍音及び第３倍音を表す １４００Ｈｚ、２７００Ｈｚ及び４０００Ｈｚの騒音周波数を示す。このグラフ から分かるように、実線５１で表わされる本発明のベルト構造 体２０は、点線５２で表わされる従来のベルト構造体より相当に静穏な動作音で 作動する。 以上の説明から分るように、本発明は、ベルト構造体とプーリの新規な組み合 わせ体、並びに、新規なベルト構造体、及びその製造方法を提供する。 以上、本発明の好ましい実施形態及び方法を説明したが、その他の実施形態及 び方法工程を用いることもでき、それらも特許請求の範囲内に包含されることを 理解されたい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．対向した両側縁（２６，２７）を有し、複数の長手方向に延長し交互に 離隔された同じ形状の突部（２４）と溝（２５）を画定する内側表面（２２）と 、該内側表面に対向した外側表面（２３）を有し、所定の厚み（４１）を有する 無端伝動ベルト構造体（２０）と、作動中該ベルト構造体（２０）の内側表面（ ２２）の溝（２５）及び突部（２４）の対応する部分と順次に噛合していく複数 の長手方向に延長し交互に離隔された同じ形状の突部（３１）と溝（３２）を画 定するリブ付き外周表面を有する回転自在プーリ（３０）との組み合せ体であっ て、該ベルト構造体（２０）の内側表面（２２）の長手方向の溝（２５）の深さ は、前記プーリ（３０）のリブ付き外周表面と噛合するようになされた従来の同 様なベルト構造体の長手方向の溝の深さである約２．４ｍｍより相当に浅く、該 ベルト構造体（２０）の内側表面（２２）は、複数の横断方向の突部（２８）と 横断方向の溝（２９）を間隔をおいて交互に画定するコグ付き表面であり、 該各横断方向の溝（２９）の深さ（４０）を、前記長手方向の溝（２５）の深 さの約２分の１とし、該ベルト構造体（２０）の厚み（４１）の約４分の１とし たことを特徴とする組み合わせ体。 ２．対向した両側縁（２６，２７）を有し、複数の長手方向に延長し交互に 離隔された同じ形状の突部（２ ４）と溝（２５）を画定する内側表面（２２）と、該内側表面に対向した外側表 面（２３）を有し、所定の厚み（４１）を有する無端伝動ベルト構造体（２０） であって、作動中該ベルト構造体（２０）の内側表面（２２）の溝（２５）及び 突部（２４）は、回転自在プーリ（３０）複数の長手方向に延長し交互に離隔さ れた同じ形状の突部（３１）と溝（３２）を画定するのリブ付き外周表面の対応 する部分と順次に噛合していくようになされており、該ベルト構造体（２０）の 内側表面（２２）の長手方向の溝（２５）の深さは、前記プーリ（３０）のリブ 付き外周表面と噛合するようになされた従来の同様なベルト構造体の長手方向の 溝の深さである約２．４ｍｍより相当に浅く、該ベルト構造体（２０）の内側表 面（２２）は、複数の横断方向の突部（２８）と横断方向の溝（２９）を間隔を おいて交互に画定するコグ付き表面であり、 該各横断方向の溝（２９）の深さ（４０）を、前記長手方向の溝（２５）の深 さの約２分の１とし、該ベルト構造体（２０）の厚み（４１）の約４分の１とし たことを特徴とする無端伝動ベルト構造体。 ３．対向した両側縁（２６，２７）を有し、複数の長手方向に延長し交互に 離隔された同じ形状の突部（２４）と溝（２５）を画定する内側表面（２２）と 、該内側表面に対向した外側表面（２３）を有し、所定の厚み（４１）を有し、 作動中該内側表面（２２）の溝（２５ ）及び突部（２４）は、回転自在プーリ（３０）複数の長手方向に延長し交互に 離隔された同じ形状の突部（３１）と溝（３２）を画定するのリブ付き外周表面 の対応する部分と順次に噛合していくようになされており、該ベルト構造体（２ ０）の内側表面（２２）の長手方向の溝（２５）の深さは、前記プーリ（３０） のリブ付き外周表面と噛合するようになされた従来の同様なベルト構造体の長手 方向の溝の深さである約２．４ｍｍより相当に浅く、該内側表面（２２）は、複 数の横断方向の突部（２８）と横断方向の溝（２９）を間隔をおいて交互に画定 するコグ付き表面である、無端伝動ベルト構造体（２０）を製造する方法であっ て、 該各横断方向の溝（２９）の深さ（４０）が、前記長手方向の溝（２５）の深 さの約２分の１となり、該ベルト構造体（２０）の厚み（４１）の約４分の１と なるように形成することを特徴とする無端伝動ベルト構造体製造方法。 ４．前記ベルト構造体（２０）の内側表面（２２）の前記長手方向の溝（２ ５）の深さ（３８）を約２．０３２ｍｍとすることを特徴とする請求の範囲第１ 〜３項のいずれかに記載の組み合せ体、無端伝動ベルト構造体又は無端伝動ベル ト構造体製造方法。 ５．前記ベルト構造体（２０）の内側表面（２２）の前記横断方向の溝（２ ９）の深さ（４０）を約１．１４３ｍｍとすることを特徴とする請求の範囲第４ 項に記 載の組み合せ体、無端伝動ベルト構造体又は無端伝動ベルト構造体製造方法。 ６．前記ベルト構造体（２０）の前記所定の厚み（４１）を約４．５７２ｍ ｍとすることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の組み合せ体、無端伝動ベル ト構造体又は無端伝動ベルト構造体製造方法。 ７．前記ベルト構造体（２０）の前記長手方向の溝（２５）のピッチ（３９ ）を約３．５６ｍｍとすることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の組み合せ 体、無端伝動ベルト構造体又は無端伝動ベルト構造体製造方法。 ８．前記横断方向溝（２９）は、それらの長手方向の間隔（４４−４８）が 不揃いとなるように該ベルト構造体（２０）の長手方向に互いに離隔させること を特徴とする請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の組み合せ体、無端伝動ベ ルト構造体又は無端伝動ベルト構造体製造方法。 ９．前記長手方向の間隔（４４−４８）は、それぞれ異なる間隔であり、そ れらの間隔をランダムな順列で配列し、該順列を前記ベルト構造体の長手方向に 該ベルト構造体の全長に亙って反復することを特徴とする請求の範囲第８項に記 載の組み合せ体、無端伝動ベルト構造体又は無端伝動ベルト構造体製造方法。 ベルト構造体、並びにそれらの製造方法が提供される。このベルト構造体（２０ ）は、プーリ（３０）のリブ付き外周表面と順次に噛合していく複数の長手方向 に延長し交互に離隔された同じ形状の突部（２４）と溝（２５）を画定する内側 表面（２２）を有し、ベルト構造体（２０）の内側表面（２２）は、複数の横断 方向の突部（２８）と横断方向の溝（２９）を間隔をおいて交互に画定するコグ 付き表面であり、各横断方向の溝（２９）の深さ（４０）を、長手方向の溝（２ ５）の深さの約２分の１とし、該ベルト構造体（２０）の厚み（４１）の約４分 の１としたことを特徴とする。