特許 6807212 Ｖリブドベルト及び動力伝達機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6807212

(24)【登録日】2020年12月9日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】Ｖリブドベルト及び動力伝達機構

(51)【国際特許分類】

   F16G 5/20 20060101AFI20201221BHJP

   F16G 5/00 20060101ALI20201221BHJP

   F16H 7/02 20060101ALI20201221BHJP

【ＦＩ】

   F16G5/20 A

   F16G5/00 F

   F16H7/02 Z

【請求項の数】3

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-210916(P2016-210916)

(22)【出願日】2016年10月27日

(65)【公開番号】特開2018-71630(P2018-71630A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年6月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006068

【氏名又は名称】三ツ星ベルト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武市 博樹

(72)【発明者】

【氏名】国広 康嗣

(72)【発明者】

【氏名】田村 貴史

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 新

【審査官】 山尾 宗弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３１４６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３７２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１１９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２０８５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０９２４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｇ ５／２０

Ｆ１６Ｇ ５／００

Ｆ１６Ｈ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プーリに巻き掛けて使用されるＶリブドベルトであって、
背面を形成する伸張層と、
前記伸張層の一方面に設けられ、当該Ｖリブドベルトの長手方向に沿って互いに平行して延びる複数のリブを有する圧縮層と、
前記伸張層と前記圧縮層との間に当該Ｖリブドベルトの長手方向に沿って埋設される芯体と、を備え、
前記圧縮層は、当該Ｖリブドベルトの幅方向に延びる複数の溝を有し、
前記溝は、当該Ｖリブドベルトの幅方向に対して角度θ＝１０〜３０°で斜めに配置され、
前記溝の間隔は、当該Ｖリブドベルト周内で不規則な間隔で配置され、
前記溝の形状は、底部が円弧状で、深さ方向に亘って均一な溝幅を有するＵ字形状をしており、
前記溝の深さが、前記リブ高さの６５〜９０％の範囲、
前記溝の幅が、１．２〜１．６ｍｍの範囲、
前記溝の深さ／前記溝の幅の値が、０．８１〜２．２の範囲、
の条件を満たすことを特徴とするＶリブドベルト。

【請求項2】

前記溝の数は、当該Ｖリブドベルトの長手方向の長さ１００ｍｍあたり、１５〜１６本であることを特徴とする請求項１に記載のＶリブドベルト。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のＶリブドベルトと、
前記Ｖリブドベルトが巻き掛けられる複数のプーリと、を備え、
前記複数のプーリの少なくとも１つは、外径が６５ｍｍ以下であることを特徴とする動力伝達機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車エンジン補機駆動（動力伝達機構）などに用いられるＶリブドベルトに関し、詳しくは、摩擦伝動面の伝達性能、耐発音性（静粛性）を維持したまま、耐久性（耐発熱性）、省燃費性を向上（トルクロスを低減）できるＶリブドベルト及びそのＶリブドベルトを使用した動力伝達機構に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、自動車用等の内燃機関（エンジン）には、オルタネータ、ウォータポンプ、パワーステアリングポンプ等の補機が取り付けられており、これら補機は、エンジンのクランク軸により伝動ベルトを懸架した動力伝達機構を介して機械的に駆動されるのが一般的である。

【0003】

近年、自動車エンジンにおいては、伝達性能や耐久性は勿論のこと、特には省燃費性と耐発音性（静粛性）とを両立させる技術の要求が高まっている。

【0004】

省燃費性に関して、エンジンのフリクションロス低減及び燃費向上等の観点から、動力伝達機構におけるトルクロス（クランク軸における駆動トルクと、従動軸（補機）における従動トルクとの差）を低減することが望まれている。

【0005】

特には、発電装置であるオルタネータのような、プーリ径が小さい部位においては、巻き掛けたベルトの曲げ量が大きく、トルクロスの低減が不充分である。このように大きなトルクロスが発生する部位は、エンジンのフリクションロスに大きく影響するので、トルクロスの更なる低減が大きな課題となっている。

【0006】

上記課題を解決するために、エンジンの補機駆動システムで用いる伝動ベルトとして、Ｖリブドベルトが用いられ、Ｖリブドベルトに関してトルクロスを低減する手段が提案されている。例えば、特許文献１では、内部損失（自己発熱）を低減する（損失正接ｔａｎδが小さいゴム組成物を用いる）手段でトルクロスを低減するＶリブドベルトが提案されている。また、特許文献２では、ベルトの圧縮層を曲げるのに要する応力（圧縮応力）の低減に着目して屈曲損失を低減する（心線の位置を内周側に配置して、心線の曲げ応力を低減する）手段でトルクロスを低減するＶリブドベルトが提案されている。

【0007】

これらの手段によりある程度のトルクロスの低減は達成できるものの、小径プーリでのトルクロス低減に対しては、未だ不充分であり大きな課題となっている。

【0008】

また、屈曲損失を低減する別の手段としては、Ｖリブドベルトの内周側に位置する圧縮層に、ベルト幅方向を横断する溝（スリット）を入れることで屈曲性を向上させ、圧縮層を曲げるのに要する応力（圧縮応力）を低減する手段が考えられる。溝（スリット）を入れたＶリブドベルトとしては、特許文献３、特許文献４、特許文献５で開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１０−２７６１２７号公報

【特許文献2】特開２０１３−１７７９６７号公報

【特許文献3】特開平７−２０８５５９号公報

【特許文献4】特開２００３−２１１９６号公報

【特許文献5】特許第４５８４６１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、溝（スリット）を入れたＶリブドベルトは、溝（スリット）を入れ方によっては、摩擦伝動面が減少するため伝達性能が低下したり、ベルト走行時に周期ノイズ（騒音）が生じるなどの不具合が懸念される。特許文献３、４、５では、騒音を低減させる設計手段について考慮されているものの、伝達性能、耐発音性（静粛性）を維持したまま、省燃費性向上（トルクロス低減）をも達成できる溝（スリット）の設計思想については検討されていない。

【0011】

そこで本発明は、圧縮層にベルト幅方向を横断する溝（スリット）を有するＶリブドベルトにおいても、伝達性能、耐発音性（静粛性）を維持したまま、省燃費性向上（トルクロス低減）も達成できるＶリブドベルトを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するための本発明の１つは、プーリに巻き掛けて使用されるＶリブドベルトであって、
背面を形成する伸張層と、
前記伸張層の一方面に設けられ、当該Ｖリブドベルトの長手方向に沿って互いに平行して延びる複数のリブを有する圧縮層と、
前記伸張層と前記圧縮層との間に当該Ｖリブドベルトの長手方向に沿って埋設される芯体と、を備え、
前記圧縮層は、当該Ｖリブドベルトの幅方向に延びる複数の溝を有し、
前記溝は、当該Ｖリブドベルトの幅方向に対して角度θ＝１０〜３０°で斜めに配置され、
前記溝の間隔は、当該Ｖリブドベルト周内で不規則な間隔で配置され、
前記溝の形状は、底部が円弧状で、深さ方向に亘って均一な溝幅を有するＵ字形状をしており、
前記溝の深さが、前記リブ高さの６５〜９０％の範囲、
前記溝の幅が、１．２〜１．６ｍｍの範囲、
前記溝の深さ／前記溝の幅の値が、０．８１〜２．２の範囲、
の条件を満たすことを特徴とするＶリブドベルトである。

【0013】

上記構成のように、Ｖリブドベルト内周側の圧縮層に溝（スリット）を入れることで、Ｖリブドベルトの屈曲性が向上し、圧縮層を曲げるのに要する応力（圧縮応力）を低減させることができる。その結果、屈曲損失が低減し、トルクロスの低減に寄与する。
ただし、圧縮層に溝を設けることで、圧縮層に設けられたリブが不連続的にプーリに出入りするため、出入りによる特有の動作音（不連続リブの調和音のピーク）が溝の間隔周期に応じて発生し大きな騒音となる場合がある。特に溝をＶリブドベルトの幅方向に対して平行（θ＝０°）に配置すると、Ｖリブドベルトの幅方向に存在する複数の不連続リブのプーリへの出入りが同時に起こるため、全体的な騒音のレベルが高くなるが、幅方向に対して傾斜（θ＝１０〜３０°）させて配置することで、不連続リブの出入りが一方の端部から他方の端部へと順次進むので（不連続リブのプーリへの出入りが分散する）、全体としての騒音レベルを低減させることができる。
溝をＶリブドベルトの幅方向に対して傾斜させて配置することで全体の騒音レベルは低減されるが、不連続リブの調和音のピーク騒音が依然として残る場合がある。そこで、溝の間隔（ピッチパターン）をＶリブドベルト周内で不規則（ランダム）にすることで、調和音のピーク騒音も低減することができる。
また、溝の形状をＶ字形状ではなく、Ｕ字形状にすることで、屈曲したときにリブ根元（リブ底）部付近に発生する圧縮応力を低減することができる。その結果、Ｖリブドベルトの内部発熱を低減することができる。
また、溝の幅が狭すぎると、Ｖリブドベルトの屈曲損失の低減が不充分となり、一方で、溝の幅が広すぎると、騒音レベルが高くなってしまう。また、溝の深さが小さすぎると、Ｖリブドベルトの屈曲損失の低減が不充分となり、一方で、溝の深さが大きすぎると、Ｖリブドベルトの屈曲時に心線付近にかかる歪みエネルギーが大きくなり、心線のポップアウトに繋がる場合がある。そこで、溝の深さをリブ高さの６５〜９０％の範囲、溝の幅を１．２〜１．６ｍｍの範囲、溝の深さ／前記溝の幅の値を０．８１〜２．２の範囲にすることで、伝達性能を維持しつつ、トルクロス低減、騒音低減、歪みエネルギーの低減（耐ポップアウト）、ベルトの内部発熱の低減（ゴム硬度の上昇が抑制される）による耐久性の向上を実現することができる。

【0014】

また、本発明の１つは、上記Ｖリブドベルトにおいて、前記溝の数が、当該Ｖリブドベルトの長手方向の長さ１００ｍｍあたり、１５〜１６本であることを特徴としている。

【0015】

Ｖリブドベルトの圧縮層に配置する溝の数が少なすぎると、十分なトルクロス低減効果を得られなくなる場合があり、一方で、Ｖリブドベルトの圧縮層に配置する溝の数が多くなりすぎると、プーリと接触することができる圧縮層の面積（伝動面）が減ってしまい、十分な伝達性能が得られなくなる場合がある。
そこで、溝の数を、Ｖリブドベルトの長手方向の長さ１００ｍｍあたり、１５〜１６本にすることにより、十分なトルクロス低減効果、及び、伝達性能を得ることができる。

【0016】

また、本発明の１つは、上記に記載のＶリブドベルトと、
前記Ｖリブドベルトが巻き掛けられる複数のプーリと、を備え、
前記複数のプーリの少なくとも１つは、外径が６５ｍｍ以下であることを特徴とする動力伝達機構である。

【0017】

特に、外径が６５ｍｍ以下のプーリを有する動力伝達機構では、巻き掛けたＶリブドベルトの曲げ量が大きくなり、トルクロスが大きくなる。そこで、上記特徴を有するＶリブドベルトを使用することにより、トルクロスを低減させた動力伝達機構にすることができる。

【発明の効果】

【0018】

圧縮層にベルト幅方向を横断する溝（スリット）を有するＶリブドベルトにおいても、伝達性能、耐発音性（静粛性）を維持したまま、省燃費性向上（トルクロス低減）も達成できるＶリブドベルトを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態に係るＶリブドベルトの概略説明図である。

【図2】本実施形態に係るＶリブドベルトの幅方向の断面図である。

【図3】本実施形態に係るＶリブドベルトの内周面の説明図である。

【図4】本実施形態に係るＶリブドベルトの内周面の説明図である。

【図5】本実施形態に係るＶリブドベルトの溝の説明図である。

【図6】本実施形態に係るＶリブドベルトの幅方向の簡略断面図である。

【図7】実施例に係るＶリブドベルトの曲げ応力のシミュレーション解析の測定方法に関する説明図である。

【図8】実施例に係るＶリブドベルトの曲げ応力のＦＥＭ解析結果である。

【図9】実施例に係るＶリブドベルトの曲げ応力のＦＥＭ解析結果である。

【図10】実施例に係るＶリブドベルトのフリクションロス（トルクロス）の測定方法に関する説明図である。

【図11】実施例に係るフリクションロスの測定試験において、Ｖリブドベルトのリブ表面の温度測定結果である。

【図12】実施例に係る高温低張力逆曲げ試験に関する説明図である。

【図13】実施例に係る高温低張力逆曲げ試験の結果である。

【図14】実施例に係る伝達性能試験方法に関する説明図である。

【図15】実施例に係る伝達性能試験の結果である。

【図16】実施例に係る耐発音性試験の結果である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本願発明に係るＶリブドベルト及びＶリブドベルトを使用した動力伝達機構の実施形態を説明する。

【0021】

本実施形態に係るＶリブドベルト１は、エンジン補機駆動システムなどの動力伝動機構（システム）において、例えば、駆動プーリ２と従動プーリ３との間に巻き掛けられて使用される（図１参照）。

【0022】

（Ｖリブドベルト１の構成）
本実施形態のＶリブドベルト１は、図２に示すように、ゴム組成物で構成され、Ｖリブドベルト背面１Ａを形成する伸張層１１と、伸張層１１の一方面に設けられ、Ｖリブドベルト長手方向Ｍに沿って互いに平行して延びる複数のリブ１３を有する圧縮層１２と、伸張層１１と圧縮層１２との間にＶリブドベルト長手方向Ｍに沿って埋設される芯体１４と、伸張層１１と圧縮層１２との間に設けられた接着層１５とを備えている。なお、接着層１５は、必須のものではなく、芯体１４、伸張層１１及び圧縮層１２の接着性を向上させる目的で設けられるものであり、本実施形態のように接着層１５と伸張層１１との間に芯体１４を埋設する形態の他に、接着層１５に芯体１４を埋設する形態でもよく、圧縮層１２と接着層１５との間に芯体１４を埋設する形態であってもよい。

【0023】

また、図２に示すＶリブドベルト１は、伸張層１１と、この伸張層１１の下層に配置される接着層１５と、さらにその下層に配置され短繊維１６を含有するゴム組成物で形成された圧縮層１２とを備えて構成されている。換言すれば、Ｖリブドベルト１は、伸張層１１、接着層１５、及び圧縮層１２の３層でゴム層が構成されており、圧縮層１２が内層を構成している。なお、接着層１５及び圧縮層１２が内層を構成しているものとして定義されてもよい。また、芯体１４は、Ｖリブドベルト長手方向Ｍに沿ってＶリブドベルト１本体内に埋設されるように配置されており、その半分が伸張層１１に埋設し、残りの半分が接着層１５に埋設した状態で配置されている。そして、圧縮層１２には、Ｖリブドベルト幅方向Ｎの断面が略台形形状でＶリブドベルト長手方向Ｍに延びる複数のリブ１３が設けられている。ここで、圧縮層１２に含有される短繊維１６は、Ｖリブドベルト長手方向Ｍと直交する方向であるＶリブドベルト幅方向Ｎに配向した状態で含有されている。また、リブ１３の表面は研磨面となっている。

【0024】

更に、Ｖリブドベルト１は、図３及び図４に示すように、圧縮層１２（Ｖリブドベルト１の内周面側）に、Ｖリブドベルト幅方向Ｎに延びる複数の溝１８（スリット）が形成されている。

【0025】

各溝１８は、図４に示すように、Ｖリブドベルト幅方向Ｎに対して角度θ＝１０〜３０°の範囲で傾斜を有するように形成されている。なお、各溝１８は、全て同じ角度θで傾斜させてもよいし、角度θ＝１０〜３０°の範囲でそれぞれバラバラ（不規則）の角度θで傾斜させてもよい。

【0026】

また、溝１８と溝１８との間隔Ｐ（ピッチパターン）は、図４に示すように、Ｖリブドベルト長手方向Ｍにわたって不規則（ランダム）な間隔で形成されている（各溝１８はＶリブドベルト１の周内で不規則な間隔で配置されている）。

【0027】

ここで、溝１８の数は、Ｖリブドベルト長手方向Ｍの長さ１００ｍｍあたり、１５〜１６本であることが好ましい。その理由としては、Ｖリブドベルト１の圧縮層１２に配置する溝１８の数が１５本より少なすぎると、十分なトルクロス低減効果を得られなくなる場合があり、一方で、Ｖリブドベルト１の圧縮層１２に配置する溝１８の数が１６本より多くなりすぎると、駆動プーリ２や従動プーリ３と接触することができる圧縮層１２の面積（伝動面）が減ってしまい、十分な伝達性能が得られなくなる場合があるからである。

【0028】

例えば、Ｖリブドベルト長手方向Ｍの長さ１００ｍｍあたり１６本の溝１８を不規則な間隔で配置する場合、１６本の溝１８の各間隔Ｐ（ピッチパターン）が順番に、８ｍｍ、６ｍｍ、４ｍｍ、１０ｍｍ、６ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、１０ｍｍ、４ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ、８ｍｍになるように形成することが例示できる（各ピッチパターンＰの値は自由に設定可能）。

【0029】

また、溝１８の形状は、図５に示すように、底部が円弧状で、溝１８の深さ方向に亘って均一な溝幅（底部の最大幅と同じ幅）を有する断面視Ｕ字形状をしている。

【0030】

そして、溝１８の深さは、リブ１３の高さ（図６のリブ高さｉ参照）の６５〜９０％の範囲であることが好ましい。例えば、リブ高さｉが２．９ｍｍの場合、溝１８の深さは１．８８〜２．６１ｍｍの範囲であり、リブ高さｉが２．７ｍｍの場合、溝１８の深さは１．７８〜２．４３ｍｍの範囲であり、リブ高さｉが２．５ｍｍの場合、溝１８の深さは１．６３〜２．２５ｍｍの範囲であり、リブ高さｉが２．０ｍｍの場合、溝１８の深さは１．３０〜１．８０ｍｍの範囲である。また、溝１８の幅（溝幅）は１．２〜１．６ｍｍの範囲が好ましい。更に、（溝１８の深さ）／（溝幅）の値が０．８１〜２．２の範囲であることが好ましい。

【0031】

（圧縮層１２）
圧縮層１２を形成するゴム組成物のゴム成分としては、加硫又は架橋可能なゴム、例えば、ジエン系ゴム（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（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、水素化ニトリルゴムなど）、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、フッ素ゴムなどが例示できる。これらのゴム成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。好ましいゴム成分は、エチレン−α−オレフィンエラストマー（エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）などのエチレン−α−オレフィン系ゴム）、クロロプレンゴムである。特に好ましいゴム成分は、クロロプレンゴムに対し耐久性に優れ、ハロゲンを含まないエチレン−α−オレフィンエラストマーである。ＥＰＤＭのジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどを挙げることができる。

【0032】

特に、耐熱性や耐摩耗性を考慮すれば、エチレンとα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体であるＥＰＤＭが好ましく、中でもエチレン含量が５１〜６８質量％であって、且つ二重結合（ジエン含量）が０．２〜７．５質量％のものが好ましい。このＥＰＤＭとしてはヨウ素価が３〜４０のものを用いるのが好ましく、ヨウ素価が３未満であると、ゴム組成物の加硫が十分でなく、摩耗や粘着、発音の問題が発生するおそれがあり、またヨウ素価が４０を超えると、ゴム組成物のスコーチが短くなって扱い難くなり、耐熱性が悪くなるおそれがある。

【0033】

Ｖリブドベルト１が曲がる際に加えられたエネルギーは圧縮されたリブゴム（圧縮層１２）の内部発熱となり、トルクロスの原因となる。圧縮層１２を形成するゴム組成物は、ゴム組成物中のエチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率が４５質量％以上、カーボンブラックの含有比率は３５質量％未満に設定される。ゴム組成物を硬化させて形成した圧縮層１２の動的粘弾性のｔａｎδ（損失正接）は、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率を高くし、カーボンブラックの含有比率を低くすることによって低下させることができる。そして、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率が４５質量％以上、カーボンブラックの含有比率が３５質量％未満であると、このゴム組成物を用いて形成した圧縮層の動的粘弾性を、初期歪１．０％、周波数１０Ｈｚ、動的歪０．５％の条件で測定したとき、２５〜１２０℃の範囲におけるｔａｎδの最大値を０．１５０未満に調整することができる。エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率が４５質量％未満の場合や、カーボンブラックの含有比率が３５質量％以上の場合は、ｔａｎδは０．１５０以上の大きな値となり、圧縮ゴム層の内部損失が増大してトルクロスが大きくなる。

【0034】

ゴム組成物における、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率の上限は特に設定されるものではないが、実用上、エチレン−α−オレフィンエラストマーの含有比率は５５質量％以下であることが望ましい。また、カーボンブラックの含有比率の下限は特に設定されるものではないが、カーボンブラックの含有比率が２０質量％未満であると、ゴム組成物の耐摩耗性が悪くなり、Ｖリブドベルト１の耐久性が低下するので、カーボンブラックの含有比率は２０質量％以上であることが望ましい。このようにカーボンブラックの含有比率を小さくすると耐久性が低下する傾向があるので、グラファイトを併用して、耐久性の低下を抑制しつつカーボンブラックの含有比率を小さくするようにするのが好ましい。

【0035】

また、圧縮層１２を形成するゴム組成物には、さらに必要に応じて、ゴムに通常配合される、硫黄、有機過酸化物等の架橋剤、Ｎ，Ｎ´−ｍ−フェニレンジマレイミド、キノンジオキシム類等の共架橋剤、加硫促進剤、炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、短繊維等を配合してもよい。短繊維としては、綿、ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＥＮなど）、ナイロン（６ナイロン、６６ナイロン、４６ナイロンなど）、アラミド（ｐ−アラミド、ｍ−アラミド）、ビニロン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維などを用いることができる。これらの短繊維は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。そしてこれらの各種配合物をバンバリーミキサー、ニーダー等の通常用いられる手段を用いて混練りすることによってシート状に成形することができる。

【0036】

（伸張層１１）
伸張層１１は、外被布（補強布）またはゴム組成物で形成される。伸張層１１が外被布で形成されている場合、外被布としては、例えば、織布、広角度帆布、編布、不織布などの布材（好ましくは織布）であってもよい。伸張層がゴム組成物で形成されている場合、伸張層を構成するゴム組成物は、圧縮層１２を形成するゴム組成物と同じもので形成されていてもよい。伸張層の厚みは、例えば０．６〜４ｍｍ、好ましくは０．７〜３ｍｍ、さらに好ましくは０．８〜２ｍｍ程度である。

【0037】

（接着層１５）
接着層１５は、ゴム組成物としてエチレンとα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体であるＥＰＤＭまたはその他の種類ゴムからなる相手ゴムを混ぜ合わせたブレンドゴムを用いている。エチレンとα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体であるＥＰＤＭにブレンドする相手ゴムとしては、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）の少なくとも一種のゴムを挙げることができる。なお、上述したように、接着層１５は、必須のものではなく、芯体１４、伸張層１１及び圧縮層１２の接着性を向上させる目的で設けられるものであり、本実施形態のように接着層１５と伸張層１１との間に芯体１４を埋設する形態の他に、接着層１５に芯体１４を埋設する形態でもよく、圧縮層１２と接着層１５との間に芯体１４を埋設する形態であってもよい。

【0038】

（芯体１４）
芯体１４としては、特に限定されないが、通常、ベルト幅方向Ｎに所定間隔で配列した心線（撚りコード）を使用できる。心線としては、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などのポリエステル繊維、６ナイロン繊維、６６ナイロン繊維、４６ナイロン繊維などのナイロン繊維、コポリパラフェニレン・３，４’オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維などのアラミド繊維、ポリアリレート繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ＰＢＯ繊維などを用いることができる。これらの繊維は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。繊維はマルチフィラメント糸、例えば、繊度２０００〜１００００デニール（特に４０００〜８０００デニール）程度のマルチフィラメント糸であってもよい。

【0039】

心線としては、通常、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード（例えば、諸撚り、片撚り、ラング撚りなど）を使用できる。心線の平均線径（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程度であってもよい。心線はＶリブドベルト長手方向Ｍに埋設され、単数又は複数の心線がＶリブドベルト長手方向Ｍに平行に所定のピッチで並列的に埋設されていてもよい。

【0040】

芯体１４に用いる心線には、伸張層１１や圧縮層１２との接着性を向上させる目的で接着処理を施すのが好ましい。このような接着処理としては、心線をエポキシ又はイソシアネートを有機溶媒に溶解させた樹脂系処理液に浸漬・加熱乾燥した後に、レゾルシン-ホルマリン-ラテックス液（ＲＦＬ液）などの処理液に浸漬して加熱乾燥することによって行なうことができる。また必要に応じて、ＲＦＬ処理後、ゴム組成物を有機溶媒（トルエン、キシレン、メチルエチルケトンなど）に溶解させた処理液でオーバーコーティング処理をしてもよい。

【0041】

（Ｖリブドベルト１の製造方法）
本発明のＶリブドベルト１の製造方法は特に制限されず、公知又は慣用の方法が採用できる。例えば、圧縮層１２と、芯体１４が埋設された接着層１５と、伸張層１１とを、それぞれ未加硫ゴム組成物で形成して積層し、この積層体を成形型で筒状に成形し、加硫してスリーブを成形し、この加硫スリーブを所定幅にカッティングすることにより、個々のＶリブドベルト１を形成できる。より詳細には、以下の方法でＶリブドベルト１を製造できる。

【0042】

（第１の製造方法）
先ず、表面が平滑な円筒状の成形モールドに伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に芯体１４を形成する心線（撚りコード）を螺旋状にスピニングし、さらに接着層用シート、圧縮ゴム層用シートを順次巻き付けて積層し、筒状の未加硫成形体を作製する。その後、加硫用ジャケットを成形体の上から被せて金型（成形型）を加硫缶内に収容し、所定の加硫条件で加硫した後、成形モールドから脱型して筒状の加硫スリーブを得る。そして、この加硫スリーブの外表面（圧縮ゴム層）を研削ホイールにより研磨して複数のリブ１３を形成した後、カッターを用いてこの加硫スリーブをＶリブドベルト長手方向Ｍに所定の幅にカットしてＶリブドベルト１に仕上げる。なお、カットしたＶリブドベルト１を反転させることにより、内周面にリブ１３を有する圧縮層１２を備えたＶリブドベルト１が得られる。

【0043】

なお、本発明で圧縮層１２に設ける、Ｖリブドベルト幅方向Ｎに横断する傾斜した溝１８の形成方法については、加硫スリーブや、所定幅にカットして仕上げたＶリブドベルト１において、公知の機械的加工法により溝を切り込む方法でもよい。あるいは、予め内周面に所定の溝形状に対応する突条を設けた円筒母型（ゴム型）を成形しておき、円筒母型を未加硫成形体の外周側に被せて、その後、加硫用ジャケットを被せて加硫することで、外周面に所定の溝形状が転写された加硫スリーブを得る方法でもよい。

【0044】

（第２の製造方法）
先ず、内型として外周面に可撓性ジャケットを装着した円筒状内型を用い、外周面の可撓性ジャケットに未加硫の伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に芯体１４を形成する心線を螺旋状にスピニングし、さらに未加硫の圧縮層用シートを巻き付けて積層体を作製する。次に、前記内型に装着可能な外型として、内周面に複数のリブ型が刻設された筒状外型を用い、この外型内に、前記積層体が巻き付けられた内型を、同心円状に設置する。その後、可撓性ジャケットを外型の内周面（リブ型）に向かって膨張させて積層体（圧縮ゴム層）をリブ型に圧入し、加硫する。そして、外型より内型を抜き取り、複数のリブ１３を有する加硫スリーブを外型から脱型した後、カッターを用いて、加硫スリーブをＶリブドベルト長手方向Ｍに所定の幅にカットしてＶリブドベルト１に仕上げる。この方法においても、Ｖリブドベルト幅方向Ｎに横断する傾斜した溝１８は、加硫スリーブや、所定幅にカットして仕上げたＶリブドベルト１において、公知の機械的加工法により切り込んで溝１８を形成する。

【0045】

（動力伝達機構）
また、本発明は、上記に記載したＶリブドベルト１と、このＶリブドベルト１が巻き掛けられる複数のプーリ（例えば、駆動プーリと従動プーリの２個）とを備え、複数のプーリの少なくとも１つが、外径が６５ｍｍ以下である、動力伝達機構１０としても実施される（図１参照）。なお、プーリの１つが、外径６５ｍｍ以下であれば良いため、プーリの個数は制限されない（図１２の試験機参照）。

【0046】

特に、外径が６５ｍｍ以下のプーリを有する動力伝達機構１０では、巻き掛けたＶリブドベルト１の曲げ量が大きくなり、トルクロスが大きくなる。そこで、上記特徴を有するＶリブドベルト１を使用することにより、トルクロスを低減させた動力伝達機構１０にすることができる。

【実施例】

【0047】

［Ｖリブドベルトの作製］
以下に、実施例に基づいて本発明に係るＶリブドベルト１をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下の例において、実施例に係るＶリブドベルト１に用いた原料、各物性における測定方法及び評価方法を以下に示す。なお、特にことわりのない限り、「部」及び「％」は質量基準である。

【0048】

［原料］
ＥＰＤＭ：三井化学（株）製「ＥＰＴ２０６０Ｍ」
ナイロン短繊維：６６ナイロン、平均繊維径２７μｍ、平均繊維長３ｍｍ
綿短繊維：デニム、平均繊維径１３μｍ、平均繊維長６ｍｍ
酸化亜鉛：正同化学工業（株）製「酸化亜鉛３種」
ステアリン酸：日油（株）製「ステアリン酸つばき」
カーボンブラックＨＡＦ：東海カーボン（株）製「シースト３」、平均粒径２８ｎｍ
含水シリカ：東ソー・シリカ（株）製「Ｎｉｐｓｉｌ ＶＮ３」
パラフィン系オイル（軟化剤）：出光興産（株）製「ダイアナプロセスオイルＰＷ−９０」
有機過酸化物：日油（株）製「パークミルＤ−４０」
加硫促進剤Ａ：テトラメチルチウラム・ジスルフィド（ＴＭＴＤ）
加硫促進剤Ｂ：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアミド（ＣＢＳ）
共架橋剤：ｐ，ｐ’−ジベンジルキノンジオキシム、大内新興化学工業（株）製「バルノックＤＧＭ」
心線：１，０００デニールのＰＥＴ繊維を２×３の撚り構成で、上撚り係数３．０、下撚り係数３．０で諸撚りしたトータルデニール６，０００のコードを接着処理した撚糸コード、心線径１．０ｍｍ。

【0049】

[Ｖリブドベルトの製造]
表１に示す圧縮層形成用のゴム組成物及び接着層形成用のゴム組成物を、それぞれバンバリーミキサーなどの公知の方法を用いてゴム練りを行い、この練りゴムをカレンダーロールに通して所定の厚みを有する圧縮層形成用シート及び接着層形成用シートを作製した。

【0050】

また、伸張層１１に用いる外被布として、綿繊維とポリエチレンテレフタレート繊維を重量比で５０：５０の混撚糸を使用したワイドアングルの平織帆布（厚み０．６３ｍｍ）を用いた。この帆布をＲＦＬ液に浸漬した後、１５０℃で２分間熱処理して接着処理帆布とした。さらに、この接着処理帆布に、接着層形成用シート（厚み０．５ｍｍ）を積層した伸張層用積層体を作製した。

【0051】

【表1】

【0052】

次に、以下のような公知の方法を用いてＶリブドベルト１を作成した。先ず、予め所定の溝形状に対応した突条を、内周面に設けた円筒母型（ゴム型）を成形した。次に、表面が平滑な円筒状成形モールドに伸張層用積層体（外被布がモールド側に、接着層形成用シートが外周側に位置するように）を巻きつけ、この伸張層用積層体の外周に芯体を形成する心線（撚りコード）を螺旋状にスピニングし、さらに接着層形成用シート、圧縮層形成用シートを順次巻き付けて未加硫成形体を形成した。そして、上記円筒母型（ゴム型）を未加硫成形体の外周側に被せて、さらにその外周側に加硫用ジャケットを成形体の上から被せた状態で、前記成形モールドを加硫缶に設置し、温度１８０℃、圧力０．９ＭＰａの条件で３０分間その後、成形モールドから脱型して、外周面に所定の溝形状（溝１８）が転写された筒状の加硫スリーブを得た。そして、この加硫スリーブの外周面（圧縮層１２）を研削ホイールにより所定の間隔で研削して複数のリブ１３を形成した後、カッターを用いて、Ｖリブドベルト長手方向Ｍに所定の幅でカットして、個々のＶリブドベルト１に仕上げた。

【0053】

（Ｖリブドベルトの寸法）
得られたＶリブドベルト１は、図６及び表２に示すように、心線中央［２］からＶリブドベルト背面［１］までの距離ａを１．００ｍｍ、心線底部［３］からＶリブドベルト背面［１］までの距離ｂを１．５０ｍｍ、リブ底部［４］からＶリブドベルト背面［１］までの距離ｃを２．３０ｍｍ、リブ先端部［５］からＶリブドベルト背面［１］までの距離ｄを４．３０ｍｍ、リブピッチｅを３．５６ｍｍ、心線底部［３］からリブ底部［４］までの距離ｈを０．８０ｍｍ、リブ先端部［５］からリブ底部［４］までの距離ｉを２．００ｍｍ、リブ先端部［５］から心線底部［３］までの距離ｊを２．８０ｍｍに調整した。

【0054】

また、後述の各試験で用いたＶリブドベルト１の圧縮層１２（内周面）には、傾斜角度θを２０°で、ベルト長さ１００ｍｍあたり１５本となるようにランダムな間隔でＵ字形状の溝１８を設けた。

【0055】

【表2】

【0056】

［曲げ応力のシミュレーション解析］
Ｖリブドベルト１が屈曲されることにより発生する応力をＦＥＭ解析した。ここでは屈曲性を確認するための解析なので、圧縮層１２に設ける溝１８（スリット）は斜めにせず（傾斜角度θ＝０°）、間隔Ｐ＝７．０ｍｍで設けたモデルを含む３タイプ（Ａ、Ｂ、Ｃ）のＶリブドベルト１について解析した。図８に３タイプのＶリブドベルト１を示す。
（Ａ）溝１８がない場合
（Ｂ）Ｕ字形状の溝１８（底Ｒ＝０．４ｍｍ、溝の深さ＝２．０ｍｍ、側面角度(Ｋ)＝０°）を設けた場合
（Ｃ）溝幅が広がる形状の溝１８（底Ｒ＝１．０ｍｍ、溝の深さ＝２．０ｍｍ、側面角度(Ｋ)＝１５°）を設けた場合

【0057】

上記３タイプ（Ａ、Ｂ、Ｃ）のＶリブドベルト１を屈曲させることにより発生する応力をＦＥＭ解析する方法としては、図７に示すように、外径５５ｍｍ、Ｖ溝角度４０°のプーリに、３タイプ（Ａ、Ｂ、Ｃ）のＶリブドベルト１の１リブ分の一部を直線で作成したものを、プーリに発張力Ｔ０で、それぞれ９０°巻き掛け（一端を固定、他端にＤＷ荷重）、プーリを回転させ、有効張力を発生させ、これにより発生する応力をＦＥＭ解析している。なお、隣のリブとの境界面を面内拘束させている。

【0058】

上記手法により、３タイプ（Ａ、Ｂ、Ｃ）のＶリブドベルト１を屈曲させたときの、Ｖリブドベルト長手方向Ｍの変形量からＶリブドベルト１に生じる応力を解析した。その結果、図８に示すように、溝１８がない場合に比べ、溝１８を入れると圧縮層１２（特にリブ先端付近）に生じる応力が低減される。また、図８に示すように、リブ底付近では、溝１８を入れても変形量が大きく応力が残るが、（Ｃ）タイプの溝１８に比べ、（Ｂ）タイプのＵ字形状の方が応力の程度は低減されている（※幅広の溝１８でもＵ字形状なら同じ効果がある）。

【0059】

従って、Ｕ字形状の溝１８を設けることでベルト屈曲による応力が低減される。その結果、Ｖリブドベルト１の内部発熱が抑制され、発熱によるゴムの劣化の抑制効果で、Ｖリブドベルト１の耐久寿命の向上に繋がる。

【0060】

［心線下側付近にかかる歪みエネルギーのシミュレーション解析］
上記のように、Ｕ字形状の溝１８（タイプＢ）を設けることで、ベルト屈曲により圧縮層１２（特にリブ先端付近）に生じる応力が低減されるが、曲げ変形による応力が集中する部位が溝１８の底部付近（底Ｒ付近）に移動する。特に、溝１８の底Ｒに近い接着層１５の芯体１４下側付近に変形応力（歪み応力）が集中する。芯体１４付近が変形応力（歪み応力）を受けると、芯体１４と接着層１５との界面で剥離が生じやすくなり、Ｖリブドベルト１の端部に露出する芯体１４においては、その剥離によってＶリブドベルト１から抜け出すポップアウト現象が生じるおそれがある。

【0061】

そのため、溝１８の幅と深さについては、芯体１４のポップアウトへの耐性を考慮する必要がある。そこで、溝１８の幅と深さとを変量したＶリブドベルト１について、ＦＥＭ解析によりベルト屈曲時に接着層１５の芯体１４（特に、両端部の芯体１４）下側付近に発生する歪み応力を算出した（図９参照）。

【0062】

表３では、幅１．４ｍｍ、深さ１．５ｍｍのＵ字形状の溝１８を設けた場合の歪み応力を１００とした相対指数で表示した。

【0063】

【表3】

【0064】

その結果、芯体１４下側に生じる歪み応力は、溝１８の幅が広いほど低減され、溝１８の深さが小さいほど低減される。この低減効果の度合は、溝１８の幅よりも溝１８の深さの方が大きい。

【0065】

溝１８の幅と溝１８の深さとの組み合わせでは、表３では、溝の幅１．１ｍｍ〜１．６ｍｍ且つ溝の深さ２ｍｍの範囲で歪み応力が大きいことから、溝１８の深さは１．８ｍｍ以下が好ましいと判断した。また、溝の深さ２ｍｍの場合は、溝の幅は１．７ｍｍが好ましいと判断した。

【0066】

［フリクションロス（トルクロス）の測定］
図１０に示すように、直径５５ｍｍの駆動（Ｄｒ）プーリと、直径５５ｍｍの従動（Ｄｎ）プーリで構成される２軸走行試験機にＶリブドベルト１（リブ１３の数６個、長さ１１００ｍｍ）を巻き掛け、１００〜９００Ｎ／ベルト１本の張力範囲でＶリブドベルト１に所定の初張力を付与し、従動プーリ無負荷で駆動プーリを２０００ｒｐｍで回転させたときの駆動トルクと従動トルクとの差をトルクロスとして算出した。表４に、６７５Ｎ／ベルト１本の初張力を付与したときのトルクロスを示した。

【0067】

なお、この測定で求められるトルクロスは、Ｖリブドベルト１の屈曲損失によるトルクロス以外に、試験機の軸受けに起因するトルクロスも含まれている。そのため、Ｖリブドベルト１としてのトルクロスが実質０と考えられる金属ベルト（材質：マルエージング鋼）を予め走行させておき、このときの駆動トルクと従動トルクとの差が軸受けに起因するトルクロス（軸受け損失）と考え、Ｖリブドベルト１を走行させて算出したトルクロス（Ｖリブドベルト１と軸受けの二つに起因するトルクロス）から軸受けに起因するトルクロスを差し引いた値をＶリブドベルト１単体に起因するトルクロスとして求めた。ここで、差し引くトルクロス（軸受け損失）は所定の初張力で金属ベルトを走行させたときのトルクロス（例えば、初張力５００N／ベルト１本でＶリブドベルト１を走行させた場合、この初張力で金属ベルトを走行させたときのトルクロス）である。このＶリブドベルト１のトルクロスが小さいほど省燃費性に優れていることを意味する。自動車エンジンでの省燃費性の観点から、トルクロスの目安として、０．２９Ｎ・ｍ以下に低減していることが好ましい。

【0068】

【表4】

【0069】

溝１８を入れないＶリブドベルト１のトルクロスは０．３７５Ｎ・ｍであった。溝１８を入れた表４のＶリブドベルト１については、０．３０Ｎ・ｍ以上を示した枠ではトルクロスが大きく、トルクロス低減に効果が充分ではなかった。トルクロスが０．２８〜０．２９Ｎ・ｍの水準に低減しているのは、溝の幅１．７ｍｍ且つ溝の深さ１．２ｍｍ、溝の幅１．２ｍｍ以上且つ溝の深さ１．３〜１．８ｍｍの範囲、溝の幅１．６ｍｍ以上且つ溝の深さ２．０ｍｍ、のＶリブドベルト１であった。この範囲を、トルクロス低減効果のある最適な溝１８（スリット）の深さと幅の範囲と判断した。

【0070】

なお、トルクロスは自動車の燃費と関係があり、例えば、軽自動車の場合、トルクロス０．０５Ｎ・ｍの低下は、燃費で約０．１％の向上に貢献する。トルクロス０．０１Ｎ・ｍの低下（燃費で０．０２％の低下に相当）に繋がるのは、自動車分野での省燃費化に対して貢献に値する水準である。

【0071】

[Ｖリブドベルト１のリブ１３表面の温度測定]
上記のフリクションロス測定の試験において、Ｖリブドベルト１のリブ１３表面の温度を測定した。測定は、表面温度計（FLIR SYSTEMS社製SC620）を用い、（Ａ）溝のないＶリブドベルト１と、（Ｂ）トルクロス低減効果のあった溝１８の深さ１．５ｍｍ、溝１８の幅１．４ｍｍ [傾斜角度θ＝２０°、ランダム間隔（１５本／ベルト１００ｍｍ）、Ｕ字形状]のＶリブドベルト１とを比較した。

【0072】

測定結果を図１１に示す。上記の溝１８を設けたＶリブドベルト１（Ｂ）の表面温度（４６．４℃）は、溝１８のないＶリブドベルト１（Ａ）の表面温度（６７．６℃）と比較して約２１℃の温度低下をすることが確認できた。

【0073】

[ベルト耐久走行試験]
上記試験で用いた寸法形状のＶリブドベルト１を、高温低張力逆曲げ試験機にて耐久走行を行い、ベルト温度推移と、耐久寿命を検証した（寿命の目標は２００ｈｒ以上）。

【0074】

［耐久性試験（高温低張力逆曲げ試験）の方法］
高温低張力逆曲げ試験は、図１２に示すように、駆動プーリ（Ｄｒ，直径１２０ｍｍ）、アイドラープーリ（Ｉｄ，直径８５ｍｍ）、従動プーリ（Ｄｎ，直径１２０ｍｍ）、そしてテンションプーリ（Ｔｅｎ，直径４５ｍｍ）を順に配置して構成した試験機の各プーリにＶリブドベルト１（リブ１３の数６個、長さ１１００ｍｍ）を掛架し、Ｖリブドベルト１のテンションプーリへの巻き付け角度を９０度に、アイドラープーリへの巻き付け角度を１２０度にして雰囲気温度１２０℃、駆動プーリの回転数４９００ｒｐｍ、ベルト張力４０ｋｇｆ／３リブの試験条件で、駆動プーリに荷重を付与してＶリブドベルト１を走行させ、また従動プーリには負荷１２ＰＳを与えて走行させた。

【0075】

［耐久性試験（高温低張力逆曲げ試験）の結果］
上記の試験において、（Ａ）溝のないＶリブドベルト１と、（Ｂ）トルクロス低減効果のあった溝１８の深さ１．５ｍｍ、幅１．４ｍｍ [傾斜角度θ＝２０°，ランダム間隔（１５本／ベルト１００ｍｍ）、Ｕ字形状]のＶリブドベルト１とを、耐久走行させて比較した。耐久走行において表面温度計（FLIR SYSTEMS社製SC620）で測定したＶリブドベルト１のリブ１３の表面温度の推移を図１３に示す。走行の初期では、高い初張力でプーリに巻き掛かっているためプーリへの接触が強く、摩擦熱の影響で表面温度が高くなったが、走行の経過に伴い張力が安定してくると、溝１８を設けたＶリブドベルト１の表面温度は、溝１８のないＶリブドベルト１と比較して低く推移した。その結果、溝１８のないＶリブドベルト１は４４７時間で寿命となったが、溝１８を設けたＶリブドベルト１は７５０時間まで走行して寿命となった。溝１８を設けることで、走行中のＶリブドベルト１のゴムの熱による劣化が抑制され、耐久寿命が向上することが分かる。

【0076】

［伝達性能試験］
（Ａ）溝１８のないＶリブドベルト１と、（Ｂ）トルクロス低減効果のあった溝１８の深さ１．５ｍｍ、幅１．４ｍｍ [傾斜角度θ＝２０°，ランダム間隔（１５本／ベルト１００ｍｍ）、Ｕ字形状]のＶリブドベルト１とについて、下記の方法で伝達性能を比較した。

【0077】

［伝達性能試験の方法］
図１４に示すように、直径１２０ｍｍの駆動（Ｄｒ．）プーリと、直径１２０ｍｍの従動（Ｄｎ．）プーリで構成される２軸走行試験機にＶリブドベルト１（リブ１３の数６個、長さ１１００ｍｍ）を巻き掛け、初張力（２００、３００Ｎ／ベルト１本の２水準）をＶリブドベルト１に付与した後、駆動プーリ回転数２０００ｒｐｍ、室温雰囲気の条件で従動プーリの負荷（従動トルク）を上げていき、従動プーリに対するＶリブドベルト１のスリップ率が２％になったときの従動トルクを測定した。従動トルクの数値が高いほどＶリブドベルト１の伝達性能が優れていることを意味する。測定は、Ｖリブドベルト１ベルトに注水（３００ｍｌ／分で１分間）した場合（ＷＥＴ）と、注水しない場合（ＤＲＹ）について、それぞれ行った（図１４参照）。

【0078】

［伝達性能試験の結果］
伝達性能試験の結果を図１５に示す。これによれば、ＤＲＹ、ＷＥＴのいずれの環境下においても、溝１８を設けたＶリブドベルト１と、溝１８がないＶリブドベルト１とは大きな差がなく、同じ水準の伝達性能を維持できることが分かった。

【0079】

［耐発音性試験］
図１０に示す、直径５５ｍｍの駆動（Ｄｒ）プーリと、直径５５ｍｍの従動（Ｄｎ）プーリで構成される２軸走行試験機にＶリブドベルト１（リブ１３の数６個、長さ１１００ｍｍ）を巻き掛け、６００Ｎ／ベルト１本の初張力を付与し、従動プーリ無負荷で駆動プーリを５０００ｒｐｍで回転させて走行させたときに生じる発音を測定した。

【0080】

溝１８を設けたＶリブドベルト１については、Ｕ字形状で深さ１．５ｍｍ、幅１．４ｍｍの溝１８を、１５本／ベルト１００ｍｍの間隔で配置した。

【0081】

試験ベルト：（Ａ）溝なし
（Ｂ）直角溝（傾斜角度θ＝０°，等間隔）
（Ｃ）斜め溝（傾斜角度θ＝２０°，等間隔）
（Ｄ）斜めランダム溝（傾斜角度θ＝２０°，ランダムな間隔）

【0082】

耐発音性試験の結果を図１６に示す。なお、（Ｄ）斜めランダム溝では、傾斜角度θ＝１０,３０°でも同様の結果を得ている。

【0083】

（Ａ）溝なしのベルトに対して、Ｖリブドベルト１の内周側の圧縮層１２に溝１８（スリット）を設けたＶリブドベルト１では、溝１８の配置周期に応じた大きな信号（ピーク）が見られ、大きな騒音が生じている。これは、リブ１３が不連続的にプーリに出入りするため、出入りによる特有の動作音（不連続リブの調和音のピーク）が生じたものである。

【0084】

騒音のレベルは、（Ｂ）直角溝（幅方向に対して平行（θ＝0°）に配置）の場合が特に大きく、幅方向に対して傾斜（θ＝１０〜３０°）させて配置した（Ｃ）斜め溝では、周期的な大きな信号（ピーク）は見られるものの全体的な騒音のレベルが低くなっている。これは、（Ｂ）直角溝ではＶリブドベルト幅方向Ｎに存在する複数の不連続リブのプーリへの出入りが同時に起こるのに対して、幅方向に対して傾斜させると不連続リブの出入りが一方の端部から他方の端部へと順次進むので、全体としての騒音のレベルは低減されるためである。

【0085】

更に、（Ｄ）溝の間隔をベルト周内でランダム（不規則）にしたＶリブドベルト１では、周期的な大きな信号（ピーク）も低減されており、溝１８を斜めで、ランダムに配置するのが効果的であると云える。

【0086】

次に、（Ｄ）斜めランダム溝（傾斜角度θ＝２０°，ランダムな間隔）について、Ｕ字形状の溝の深さと幅とを変量した場合の音圧レベルの違いを測定した。

【0087】

【表5】

【0088】

表５のＶリブドベルト１では、音圧レベルが７０．００ｄＢ以上を示す枠部は音圧レベルが大きく、騒音低減効果が不充分であった。従って、音圧レベルが充分に低減しているのは、溝の幅１．２ｍｍ以下且つ溝の深さ１．２ｍｍ、溝の幅１．６ｍｍ以下且つ溝の深さ１．３〜１．８ｍｍの範囲、溝の幅１．２ｍｍ以下且つ溝の深さ２．０ｍｍ、のＶリブドベルト１であった。この範囲を、騒音低減効果のある最適な溝（スリット）の深さと幅の範囲と判断した。

【0089】

［総合的な評価］
以上の結果から、トルクロス低減（省燃費性）、騒音低減（耐発音性）、耐久寿命、耐ポップアウト性、伝達性能の要求に対して、バランス良く適応できる溝１８（スリット）の深さと幅の設計範囲としては、例えば、リブ高さｉ＝２．０ｍｍのＶリブドベルト１の場合、溝１８の深さが１．３〜１．８ｍｍ（リブ高さｉの６５〜９０％）、溝１８の幅が１．２〜１．６ｍｍ、溝１８の深さ／溝幅の値が０．８１〜１．５の範囲と云える。

【0090】

また、例えば、リブ高さｉ＝２．９ｍｍのＶリブドベルト１の場合、溝１８の深さが１．８８〜２．６１ｍｍ（リブ高さｉの６５〜９０％）、溝１８の幅が１．２〜１．６ｍｍ、溝１８の深さ／溝幅の値が１．１７５〜２．１７５の範囲と云える。

【0091】

上記構成のように、Ｖリブドベルト１の内周側の圧縮層１２に溝１８（スリット）を入れることで、Ｖリブドベルト１の屈曲性が向上し、圧縮層１２を曲げるのに要する応力（圧縮応力）を低減させることができる。その結果、屈曲損失が低減し、トルクロスの低減に寄与する。
ただし、圧縮層１２に溝１８を設けることで、圧縮層１２に設けられたリブ１３が不連続的にプーリ（駆動プーリ２や従動プーリ３）に出入りするため、出入りによる特有の動作音（不連続リブの調和音のピーク）が溝１８の間隔周期に応じて発生し大きな騒音となる場合がある。特に溝１８をＶリブドベルト１のＶリブドベルト幅方向Ｎに対して平行（θ＝０°）に配置すると、Ｖリブドベルト１のＶリブドベルト幅方向Ｎに存在する複数の不連続リブ１３のプーリへの出入りが同時に起こるため、全体的な騒音のレベルが高くなるが、Ｖリブドベルト幅方向Ｎに対して傾斜（θ＝１０〜３０°）させて配置することで、不連続リブ１３の出入りが一方の端部から他方の端部へと順次進むので（不連続リブ１３のプーリへの出入りが分散する）、全体としての騒音レベルを低減させることができる。
溝１８をＶリブドベルト１のＶリブドベルト幅方向Ｎに対して傾斜させて配置することで全体の騒音レベルは低減されるが、不連続リブ１３の調和音のピーク騒音が依然として残る場合がある。そこで、溝１８の間隔Ｐ（ピッチパターンＰ）をＶリブドベルト１周内で不規則（ランダム）にすることで、調和音のピーク騒音も低減することができる。
また、溝１８の形状をＶ字形状ではなく、Ｕ字形状にすることで、屈曲したときにリブ根元（リブ１３底）部付近に発生する圧縮応力を低減することができる。その結果、Ｖリブドベルト１の内部発熱を低減することができる。
また、溝１８の幅が狭すぎると、Ｖリブドベルト１の屈曲損失の低減が不充分となり、一方で、溝１８の幅が広すぎると、騒音レベルが高くなってしまう。また、溝１８の深さが小さすぎると、Ｖリブドベルト１の屈曲損失の低減が不充分となり、一方で、溝１８の深さが大きすぎると、Ｖリブドベルト１の屈曲時に心線付近にかかる歪みエネルギーが大きくなり、芯体１４のポップアウトに繋がる場合がある。そこで、溝１８の深さをリブ高さｉの６５〜９０％の範囲、溝１８の幅を１．２〜１．６ｍｍの範囲、溝１８の深さ／溝１８の幅の値を０．８１〜２．２の範囲にすることで、伝達性能を維持しつつ、トルクロス低減、騒音低減、歪みエネルギーの低減（耐ポップアウト）、ベルトの内部発熱の低減（ゴム硬度の上昇が抑制される）による耐久性の向上を実現することができる。

【符号の説明】

【0092】

１ Ｖリブドベルト
２ 駆動プーリ
３ 従動プーリ
１０ 動力伝達機構
１１ 伸張層
１２ 圧縮層
１３ リブ
１４ 芯体
１５ 接着層
１８ 溝（スリット）
Ｍ Ｖリブドベルト長手方向
Ｎ Ｖリブドベルト幅方向
Ｐ 間隔（ピッチパターン）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】