WO2011138862A1

WO2011138862A1 - 結合型ｖベルト

Info

Publication number: WO2011138862A1
Application number: PCT/JP2011/002515
Authority: WO
Inventors: 北居寿章
Original assignee: バンドー化学株式会社
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2011-11-10
Also published as: JP2013164084A

Abstract

結合型Ｖベルトの各Ｖベルト要素（１０）には、各々、ベルト幅方向に延びるように形成され且つ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）が設けられている。ノッチ１０ａは、各Ｖベルト要素（１０）のノッチ（１０ａ）が該Ｖベルト要素（１０）以外のＶベルト要素（１０）のノッチ（１０ａ）とベルト幅方向に並ばずにベルト長さ方向に互いにずれるように配置されている。

Description

結合型Ｖベルト

　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た結合型Ｖベルトに関する。

　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た「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。

　例えばこれらのＶベルトを多本掛けにして使用する場合、ベルト間に張力差が生じるという事態、ベルト同士が接触するという事態、或いは、ベルトが横転するという事態が発生する虞がある。そのため、そのような場合には、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一体化した結合型Ｖベルトが使用される。

特開平３－３３５３６号公報

　本発明は、各々、ベルト長さ方向に延び且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、該複数の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、ベルト幅方向に延びるように形成され且つ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、該ノッチは、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配置されている。

　また、本発明は、各々、ベルト長さ方向に延び且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、該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、ベルト幅方向に延びるように形成され且つ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、該ノッチは、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。

実施形態に係る結合型Ｖベルトの斜視図である。実施形態に係る結合型Ｖベルトの底面図である。実施例及び比較例の結合型Ｖベルトの曲げ剛性を相対的に示すグラフである。実施例及び比較例の結合型Ｖベルトの省エネルギー効果を示すグラフである。実施例及び比較例の結合型Ｖベルトの伝動効率を示すグラフである。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。変形例の結合型Ｖベルトの底面図である。従来の結合型Ｖベルトの斜視図である。

　（実施形態に係る結合型Ｖベルトの概要）　
　本実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、複数のＶベルト要素間において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、本実施形態に係る結合型Ｖベルトは、各々、ベルト長さ方向に延び且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、これらの複数の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構成を前提とする。

　そして、上記各Ｖベルト要素は、各々、ベルト幅方向に延びるように形成され且つ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、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配置されている。つまり、複数のＶベルト要素間において、ベルト幅方向に対応するノッチがベルト長さ方向に互いにずれて配置されている。

　従来の結合型Ｖベルトは、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を結合している。

　このような構成の従来の結合型Ｖベルトの場合、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る。そのため、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、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。ところが、単にノッチを加えるだけでは、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。

　しかしながら、本実施形態に係る結合型Ｖベルトによれば、複数のＶベルト要素間において、ノッチがベルト幅方向に一列に並んでいないので、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、省エネルギー化及びベルト長寿命化を図ることができる。

　上記の構成において、各Ｖベルト要素のノッチを、該Ｖベルト要素毎に等ピッチでベルト長さ方向に配置してもよい。その場合、各Ｖベルト要素のノッチのベルト長さ方向のピッチを、全てのＶベルト要素について同じにすることもできる。また、Ｖベルト要素が３つ以上の場合には、ベルト幅方向に相隣るＶベルト要素間のノッチのずれ量を互いに同じにしてもよい。この場合、対応するノッチを、ベルト幅方向に対してスラントした状態に配置してもよい。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ベルト要素間のノッチのずれ量が互いに同じである場合には、ベルト幅方向の両端のＶベルト要素間のノッチのずれ量も相隣るＶベルト要素間のノッチのずれ量と同じにし、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つ以上の場合には、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。

　（実施形態に係る結合型Ｖベルトの具体的態様）
　以下、具体的な実施形態について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す。本実施形態に係る結合型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を包み込むよう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るように設けられた下ゴム層１３と、接着ゴム層１２及び下ゴム層１３を被覆するように積層された外被布１４とからなっている。

　３つのＶベルト要素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、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により結合一体化している。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、本実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、上記各Ｖベルト要素１０は、図２に示すように、各々、ベルト幅方向（同図の上下方向）に延びるように形成され且つベルト長さ方向（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を有している。そして、それらノッチ１０ａは、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａが該Ｖベルト要素１０以外のＶベルト要素１０のノッチ１０ａとベルト幅方向に並ばずにベルト長さ方向に互いにずれるように配置されている。尚、以下の説明では、図２に、各々、同図の左右方向に延び且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と表している。

　具体的には、第１～第３Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａの各ピッチＰは等ピッチ（それぞれをＰ＝ｐ１，ｐ２，ｐ３とすると、Ｐ＝ｐ１，Ｐ＝ｐ２，Ｐ＝ｐ３）とされている。また、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａのピッチＰは、全てのＶベルト要素１０において互いに同じ（ｐ１＝ｐ２＝ｐ３）とされている。

　第１及び第２Ｖベルト要素１０間、第２及び第３Ｖベルト要素１０間、第３及び第１Ｖベルト要素１０間の各ずれ量Ｄは互いに同じ（それぞれをＤ＝ｄ１２，Ｄ＝ｄ２３，Ｄ＝ｄ３１とすると、ｄ１２＝ｄ２３＝ｄ３１）とされている。つまり、本実施形態に係る結合型Ｖベルトの場合、ｐ１＝ｐ２＝ｐ３＝ｄ１２＋ｄ２３＋ｄ３１である。換言すると、ベルト幅方向の両端のＶベルト要素１０間のノッチ１０ａのずれ量ｄ３１も相隣るＶベルト要素１０間のノッチ１０ａのずれ量ｄ１２，ｄ２３と同じであり、従って、全てのＶベルト要素１０間でのノッチ１０ａのずれ量Ｄが互いに同じである。従って、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａのピッチＰがずれ量ＤとＶベルト要素１０との積に等しい。

　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、ノッチのピッチＰ、及びずれ量Ｄは、それぞれ、ｈ＝１０ｍｍ、Ｈ＝３.８ｍｍ、Ｐ＝１０ｍｍ、及び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。図３はその結果を示す。

　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である。

　２〕省エネルギー効果
　プーリ径φが、それぞれ、φ＝１５０ｍｍ、φ＝２００ｍｍ、及び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。図４はその結果を示す。

　同図から判るように、実施例の場合、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る。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。図５はその結果を示す。

　同図から判るように、実施例の場合、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本実施形態に係る結合型Ｖベルトの製造方法を、図６及び７に基づいて簡単に説明する。

　製造方法には２通りある。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ベルトを作製した後、図６（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１０としてのラップドＶベルトを作製した後、図７（ｂ）に示すように各Ｖベルト要素１０にそれぞれノッチ加工を行い、図７（ｃ）に示すように得られた所定数（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、図７（ｄ）に示すようにノッチ付きの結合型Ｖベルトとする方法である。

　本実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、各々、ベルト長さ方向に延び且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と、これらＶベルト要素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、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且つ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を設け、それらのノッチ１０ａを、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａが該Ｖベルト要素１０以外のＶベルト要素１０のノッチ１０ａとベルト幅方向に並ばないように配置したので、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１０ａ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、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が、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のピッチｐ１，ｐ２，ｐ３が全てのＶベルト要素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間でのノッチ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１０ａのピッチ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が、Ｖベルト要素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１０ａによる騒音が低減するというメリットもある。

　尚、上記実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、ベルト幅方向にの対応するノッチ１０ａを、それぞれベルト幅方向に延びる互いに異なる直線上に配置したが、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してもよい。

　また、上記実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、３つのＶベルト要素１０間でのノッチ１０ａのずれ量Ｄを互いに同じ（ｄ１２＝ｄ２３＝ｄ３１）としたが、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（例えば、ｄ１２＝ｄ２３≠ｄ３１）としてもよく、また、全てのＶベルト要素１０間のずれ量Ｄを互いに異ならせる（ｄ１２≠ｄ２３≠ｄ３１≠ｄ１２）、つまり、相隣るＶベルト要素１０間のノッチ１０ａのずれ量ｄ１２，ｄ２３及びベルト幅方向の両端のＶベルト要素１０間のノッチ１０ａのずれ量ｄ３１が互いに異なるようにしてもよい。

　また、上記実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａを、該Ｖベルト要素１０毎に等ピッチ（Ｐ＝ｐ１，Ｐ＝ｐ２，Ｐ＝ｐ３）でベルト長さ方向に配置し、しかも、各Ｖベルト要素１０のノッチ１０ａのピッチＰを全てのＶベルト要素１０において互いに同じ（ｐ１＝ｐ２＝ｐ３）としたが、ノッチ１０ａのピッチＰはＶベルト要素１０間で異なって（ｐ１≠ｐ２≠ｐ３）いてもよく、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、上記実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、Ｖベルト要素１０が３つであるが、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、上記実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、全てのＶベルト要素間１０において対応するノッチ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配置したが、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間のみにおいてノッチ１０ａをずらすようにすることもできる。

　さらに、上記実施形態に係る結合型Ｖベルトでは、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たが、ローエッジＶベルトタイプのものを用いてもよい。

　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ベルトについて、特に曲げロスの低減による省エネルギー効果及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

　各々、ベルト長さ方向に延び且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、ベルト幅方向に延びるように形成され且つ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配置されている結合型Ｖベルト。
　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、該Ｖベルト要素毎に等ピッチでベルト長さ方向に配置されている結合型Ｖベルト。
　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のピッチは、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。
　請求項３に記載の結合型Ｖベルトにおいて、
　Ｖベルト要素が３つ以上であり、
　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。
　請求項４に記載の結合型Ｖベルトにおいて、
　ベルト幅方向の両端のＶベルト要素間のノッチのずれ量も上記相隣るＶベルト要素間のノッチのずれ量と同じであることにより、全ての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結合型Ｖベルト。
　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。
　請求項１に記載の結合型Ｖベルトにおいて、
　Ｖベルト要素が３つ以上であり、
　相隣るＶベルト要素間のノッチのずれ量及びベルト幅方向の両端のＶベルト要素間のノッチのずれ量が互いに異なる結合型Ｖベルト。
　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、該Ｖベルト要素毎に等ピッチでなくベルト長さ方向に配置されている結合型Ｖベルト。
　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のピッチは、全てのＶベルト要素において互いに異なる結合型Ｖベルト。
　各々、ベルト長さ方向に延び且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、ベルト幅方向に延びるように形成され且つ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結合型Ｖベルト。