ベルト伝動装置
【課題】 高負荷伝動用Ｖベルト５とプーリ２，４とが組み合わされてなるベルト伝動装置において、該プーリ２，４の耐久性を確保しつつ、ベルト走行によって生じる騒音を低減する。
【解決手段】 プーリ２，４のベルト溝６の溝面にマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理を施し、その表面粗さが、ｙ≦−０．９×ｔｐ＋１００という関係になるようにする。ここで、ｔｐは、前記プーリ２，４の溝面の表面形状を示す粗さ曲線において、高さ方向の所定位置での負荷長さ率を示し、ｙは、谷深さが最大値となる谷底からの前記所定位置での高さの最大高さＲｙに対する比を百分率で示したもの（高度）である。
【解決手段】 プーリ２，４のベルト溝６の溝面にマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理を施し、その表面粗さが、ｙ≦−０．９×ｔｐ＋１００という関係になるようにする。ここで、ｔｐは、前記プーリ２，４の溝面の表面形状を示す粗さ曲線において、高さ方向の所定位置での負荷長さ率を示し、ｙは、谷深さが最大値となる谷底からの前記所定位置での高さの最大高さＲｙに対する比を百分率で示したもの（高度）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動用Ｖベルトを備えたベルト伝動装置に関し、特に、そのベルト走行によって生じる騒音を低減する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＶプーリにＶベルトを巻き掛けて摩擦接触させることで該Ｖベルトを介して動力伝達を行うようにしたベルト伝動装置では、Ｖベルトとして、一対の張力帯に多数のブロックを嵌合させる構造のものが知られているが、このような構造の場合、Ｖベルト走行時の走行ノイズが比較的、大きくなるという問題があった。すなわち、ＶベルトがＶプーリに対して出入りする際には、該ＶベルトのブロックがＶプーリの表面に接触して衝突音を生じ、該ブロックがＶプーリから離れるときには引っ掛かり音が発生する。
【０００３】
このような走行ノイズを低減するための構造として、例えば、特許文献１に開示されるように、前記Ｖプーリの溝面の表面粗さが所定の算術平均粗さＲａになるように表面粗さを調整したものや、特許文献２に開示されるように、前記溝面上にシェル形部材を設けたものなどが知られている。
【０００４】
より詳しくは、前記特許文献１には、Ｖプーリの溝面の表面粗さを所定の算術平均粗さＲａにして、ＶベルトとＶプーリとの接触時の干渉によって生じるエネルギーを低下させることで、ベルト走行時の騒音を低減するようにしたものが開示されている。
【０００５】
一方、前記特許文献２には、断面略三角形状に形成された薄板状のシェル形部材が、Ｖプーリの溝面全体を覆うように配設されていて、例えばシェル形部材とＶプーリの溝面との間に配設された緩衝材や液体によってＶベルトとＶプーリとの接触時に発生するエネルギーを吸収し、ベルト走行時の騒音を低減するようにしたものが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１７６６６８号公報
【特許文献２】特開平１０−１２２３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１のように、Ｖプーリの溝面の表面粗さを算術平均粗さＲａによって評価した場合、この評価には前記溝面の表面における微細な山部分の高さについては反映されるものの、その山部分の形状については正確に反映されているわけではなく、同程度の算術平均粗さＲａを有する表面であっても山部分が全体的に高い（急峻でない）場合には、ＶベルトとＶプーリとの微視的な接触面積が大きくなるため、該ＶベルトとＶプーリとが接触するときの摩擦抵抗が大きくなり、発生する騒音も大きくなってしまう。
【０００７】
また、前記特許文献２のように、Ｖプーリの溝面上にシェル形部材を配設した場合には、ベルトとの摩擦接触によってシェル形部材が損傷を受ける可能性があり、Ｖプーリの耐久性の観点から好ましい構造とはいえない。
【０００８】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＶプーリとＶベルトとからなるベルト伝動装置において、該Ｖプーリの耐久性を確保しつつ、ベルト走行によって生じる騒音を効果的に低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るベルト伝動装置では、Ｖプーリの溝面における表面粗さを山部分の高さだけでなく幅も考慮した負荷長さ率ｔｐで評価して、この負荷長さ率ｔｐと粗さ曲線における谷底からの高さを示す高度ｙとが所定の関係式を満たすように、前記溝面の表面粗さを調整するようにした。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明では、一対の張力帯に多数のブロックが噛合状態で係合固定された伝動用Ｖベルトと、該Ｖベルトを巻き掛けるための溝部が形成されたＶプーリとを備え、前記Ｖベルトの側面とＶプーリの溝面との接触により動力の授受を行うようにしたベルト伝動装置を前提とする。
【００１１】
そして、前記Ｖプーリの溝面の表面粗さを示す粗さ曲線において、高さ方向の所定位置における負荷長さ率ｔｐと、谷深さが最大値となる谷底から前記所定位置までの高さの最大高さＲｙに対する比を百分率で示す高度ｙとの間に、
ｙ≦−０．９×ｔｐ＋１００
という関係式が成立するように前記Ｖプーリの溝面が形成されているものとする。
【００１２】
この構成により、Ｖプーリの溝面の表面形状が負荷長さ率ｔｐ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）という指標に基づいて判断されるため、算術平均粗さＲａのように山部分の高さ方向だけでなく、山部分の幅方向もベルト溝面の表面状態として考慮される。ここで、一般的に、ベルト伝動装置では、Ｖベルトの側面がＶプーリの溝面に押し付けられ、微視的に該溝面の山部分が潰れて変形すると考えられるため、ＶベルトがＶプーリに接触した状態での該ＶベルトとＶプーリの溝面との微視的な接触面積は、該溝面の山部分の幅に対応していると考えられる。
【００１３】
また、上式は、Ｖプーリの溝面の粗さ曲線における谷底からの高さを示す高度ｙと、その位置での負荷長さ率ｔｐとの関係を示すもので、上式の関係を満たしている場合には、山部分が比較的、急峻な形状をしており、ＶベルトとＶプーリとの微視的な接触面積は、Ｖベルトの負荷状態に関係なく、上式の関係を満たさない場合に比べて小さくなる。
【００１４】
したがって、Ｖプーリの溝面の表面粗さが、ＶベルトとＶプーリの溝面との接触面積を考慮した上式の関係を満たすように、該溝面を形成することで、上式の関係を満たさない場合に比べてＶベルトとＶプーリとが接触した状態での微視的な接触面積を小さくすることができ、これにより、ベルト走行時に生じる騒音を確実に低減することができる。
【００１５】
上述の構成において、Ｖプーリの溝面は、略３μｍ〜４０μｍの直径を有する砥粒によってブラスト処理されているのが好ましい（請求項２の発明）。また、前記溝面は、先端が略１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの曲率半径を有するように形成された工具によってバニシ処理されるようにしてもよい（請求項３の発明）。これにより、Ｖプーリの溝面は、その表面粗さが上式の関係を満たすものとなり、請求項１の作用を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に係るベルト伝動装置によれば、Ｖプーリの溝面の表面粗さを表す指標として負荷長さ率ｔｐを用い、これが所定の関係を満たすように該溝面を形成することで、Ｖプーリの溝面とＶベルトの側面との微視的な接触面積を小さくすることができ、これにより、ベルト走行時に発生する騒音を効果的に低減することができる。
【００１７】
請求項２及び３の発明によれば、Ｖプーリの溝面を、所定の条件でブラスト処理またはバニシ処理することで、請求項１の構成を実現してベルト走行時の騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１９】
図１〜３は本発明の実施形態に係るベルト伝動装置を示し、１は駆動回転軸、３は従動回転軸で、これら両回転軸１，３は互いに平行に配置されている。
【００２０】
前記駆動回転軸１上には変速プーリからなる駆動プーリ２（Ｖプーリ）が配設されている。この駆動プーリ２は、前記駆動回転軸１上に回転一体にかつ摺動不能に固定されたフランジ状の固定シーブ２ａと、前記駆動回転軸１上に固定シーブ２ａに対向するように摺動可能にかつ回転一体に支持されたフランジ状の可動シーブ２ｂとからなり、これら両シーブ２ａ，２ｂ間にベルト溝６（溝部）が形成されている。
【００２１】
一方、前記従動回転軸３には前記駆動プーリ２と同径の変速プーリからなる従動プーリ４（Ｖプーリ）が設けられている。この従動プーリ４は、前記駆動プーリ２と同様の構成を有していて、従動回転軸３上に回転一体にかつ摺動不能に固定されたフランジ状の固定シーブ４ａと、従動回転軸３上に、固定シーブ４ａに対し前記駆動プーリ２の固定シーブ２ａに対する可動シーブ２ｂの対向方向と反対方向でもって対向するように摺動可能にかつ回転一体に支持されたフランジ状の可動シーブ４ｂとからなり、これら両シーブ４ａ，４ｂ間にベルト溝６（溝部）が形成されている。
【００２２】
そして、前記駆動プーリ２と従動プーリ４とのベルト溝６，６間には高負荷伝動用Ｖベルト５が掛け渡されている。このＶベルト５は、図４に示すように、左右１対のエンドレスの張力帯８，８と、この張力帯８，８にベルト長手方向に連続的に係合固定された多数のブロック７，７，…とからなる。
【００２３】
前記各張力帯８は、硬質ゴムからなる保形ゴム層１３の内部に、例えばアラミド繊維（組紐）等の高強度高弾性率の心線（心体）がスパイラル状に配置されて埋設されたもので、この各張力帯８の上面にはベルト幅方向に延びる一定ピッチ（例えば略３．０ｍｍピッチ）の溝状の上側凹部９，９，…が、また下面には前記上側凹部９，９，…に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの下側凹部１０，１０，…がそれぞれ形成されている。また、張力帯８の上下表面には、そのクラックの発生を防止し或いは耐摩耗性を向上させる等の目的で帆布１１，１１が一体的に接着されている。
【００２４】
前記保形ゴム層１３をなす硬質ゴムは、例えばメタクリル酸亜鉛を強化された水素添加ＮＢＲゴムからなり、それに補強を目的として有機短繊維１２，１２，…を全体に混入して強化することで、耐熱性に優れ且つ永久変形し難いように構成されている。尚、前記硬質ゴムの硬さは、ＪＩＳ−Ｃ硬度計で測定したときに７５゜以上のゴム硬度が必要である。
【００２５】
一方、前記各ブロック７は、ベルト幅方向左右側部に前記各張力帯８を幅方向から着脱可能に嵌装せしめる切欠き溝状の嵌合部７ａ，７ａを有する。この各嵌合部７ａを除いた左右側面は駆動及び従動プーリ２，４のベルト溝６，６に接触する接触部７ｂ，７ｂを構成し、このブロック７の左右の接触部７ｂ，７ｂ同士がなすベルト角度は、各プーリ２，４のベルト溝６の角度と同じとされている。そして、前記各ブロック７の嵌合部７ａ，７ａにそれぞれ張力帯８，８を圧入して嵌合することで、ブロック７，７，…が張力帯８，８にベルト長手方向に連続的に固定されている。
【００２６】
すなわち、前記各ブロック７における各嵌合部７ａの上壁面には前記張力帯８上面の各上側凹部９に噛合する上側噛合部としての凸条からなる上側凸部７ｃが、また嵌合部７ａの下壁面には張力帯８下面の各下側凹部１０に噛合する下側噛合部としての凸条からなる下側凸部７ｄがそれぞれ互いに平行になるように形成されており、この各ブロック７の上下の凸部７ｃ，７ｄをそれぞれ張力帯８の上下の凹部９，１０に噛合せしめることで、ブロック７，７，…を張力帯８，８にベルト長手方向に圧入により係合固定し、この係合状態で各張力帯８の外側側面と各ブロック７の側面である接触部７ｂとの双方がプーリ２，４のベルト溝６に接触するとともに、ブロック７の上下の凸部７ｃ，７ｄと各張力帯８の上下の凹部９，１０との噛合によって動力授受が行われるようになっている。
【００２７】
前記各ブロック７はフェノール樹脂等の硬質樹脂材料からなり、その内部には該ブロック７の略中央に位置するように軽量アルミニウム合金等からなる補強部材（図示せず）が埋設されている。この補強部材は、少なくとも上下の凸部７ｃ，７ｄ（張力帯８との噛合部分）や左右側面の接触部７ｂ，７ｂでは硬質樹脂中に埋め込まれてブロック７表面に顕れないが（つまり、これらの部分は硬質樹脂からなっている）、その他の部分ではブロック７表面に露出していてもよい。
【００２８】
そして、前記ベルト伝動装置は、両プーリ２，４の可動シーブ２ｂ，４ｂをそれぞれ固定シーブ２ａ，４ａに対して接離させて各プーリ２，４のベルト巻き付け径を変更するように構成されている。具体的には、図１に示す高速状態の場合は、駆動プーリ２の可動シーブ２ｂを固定シーブ２ａに接近させ、かつ従動プーリ４の可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａから離隔させて、駆動プーリ２のベルト巻き付け径を従動プーリ４よりも大きくすることにより、駆動回転軸１の回転を従動回転軸３に増速して伝達する高速状態とする一方、逆に図３に示す低速状態の場合は、駆動プーリ２の可動シーブ２ｂを固定シーブ２ａから離隔させ、かつ従動プーリ４の可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに接近させて、駆動プーリ２のベルト巻き付け径を従動プーリ４よりも小さくして、駆動回転軸１の回転を減速して従動回転軸３に伝える低速状態とする。また、図２に示す中間状態では、前記高速状態及び低速状態の中間の状態で駆動及び従動プーリ２，４のベルト巻き付け径が略同じとなっている。
【００２９】
さらに、本発明の特徴部分であるが、本実施形態に係るベルト伝動装置では、ベルト５の側面が接触する各変速プーリ２，４のベルト溝６の溝面の表面粗さは均一な表面粗さになっていて、図５に一例を示す粗さ曲線（ＪＩＳ Ｂ０６０１）において、高さ方向の所定位置での山部分の割合を示す負荷長さ率ｔｐ（％）と、最大高さＲｙに対する谷底線ｖ（谷深さが最大となる谷底を通過し且つ後述の平均線ｍに対して平行な線）から前記所定位置までの高さａの比を百分率で示す高度ｙとの間に、下式（１）のような関係が成立するように設定されている。なお、本実施形態において、前記所定位置は、粗さ曲線における高さ方向の任意の位置を意味する。
【００３０】
ｙ≦−０．９×ｔｐ＋１００ （１）
ここで、高度ｙはｙ＝ａ／Ｒｙ×１００（％）であり、また、負荷長さ率ｔｐ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）は、具体的には、次のように求められる。まず、図５に示すように、粗さ曲線から基準長さＬだけ抜き取る。そして、この抜き取り部分の粗さ曲線を山頂線ｐ（山高さが最大となる山頂を通過し且つ前記平均線ｍに対して平行な線）に平行な切断レベルｃ（高さ方向の任意の位置であり、谷底線ｖからの高さで考えると前記高度ｙに相当）で切断し、下式（２）に示すように、この各切断レベルｃで得られる切断長さの和（負荷長さηｐ）の基準長さＬに対する比を百分率で表すことにより、各切断レベルｃにおける負荷長さ率ｔｐがそれぞれ算出される。
【００３１】
ｔｐ＝ηｐ／Ｌ×１００ （２）
上記（２）式において、ηｐ＝ｂ１＋ｂ２＋…＋ｂｎであり、ｂ１，ｂ２，…，ｂｎは各切断長さを示す。
【００３２】
そして、前記各変速プーリ２，４のベルト溝６の溝面の表面粗さが、上述の（１）式の関係を満たすように、各変速プーリ２，４の表面をＭＣやフライス盤等の工作機械を用いて研削した後、前記ベルト溝６の溝面にはマイクロブラスト処理（ブラスト処理）若しくはバニシ処理が行われる。
【００３３】
前記マイクロブラスト処理は、＃４００〜＃３０００（直径３μｍ〜４０μｍ）の微細砥粒を圧縮空気によって前記変速プーリ２，４の溝面に高速で衝突させるもので、該溝面の表面層を除去するとともに所定の表面粗さに加工することができる。一方、前記バニシ処理は、先端が１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの曲率半径を有するように形成された工具を前記溝面に押し付け、圧力をかけて擦ることで表面を平滑にするもので、表面層を除去することなく所定の表面粗さにすることができる。なお、加工性、生産性の観点から、溝面に施す表面処理としては、マイクロブラスト処理のほうが好ましい。
【００３４】
前記ベルト溝６の溝面に上述のようなマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理をそれぞれ施した場合の表面状態を図６に示す。この図６は、横軸を負荷長さ率ｔｐ、縦軸を高度ｙとして、高さ方向の任意の位置である各高度ｙ（上述の各切断レベルｃに相当、本実施形態では１３箇所）における負荷長さ率ｔｐをプロットしたもので、前記ベルト溝６の溝面の表面に急峻な山が多い場合には、高度ｙが大きい位置での負荷長さ率ｔｐが比較的、小さくなる一方、急峻でなく山全体が高いような場合には、高度ｙが大きい位置での負荷長さ率ｔｐが比較的、大きくなる。
【００３５】
前記図６から分かるように、前記ベルト溝６の溝面にマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理を施すことによって、表面形状における山部分の形状は上述の（１）式の関係を満たす（図６において斜線部分）ように形成される一方、従来の表面処理（ＭＣやフライス盤で研削した後、防錆防食のために行う無電解ニッケルメッキ等のメッキ処理）を施した場合には、上述の（１）式の関係を満たすことができない。
【００３６】
このように、ベルト溝６の表面の微細な山部分の形状を、上述の（１）式を満たすように調整することにより、Ｖベルト５とプーリ２，４のベルト溝６，６との微視的な接触面積も制御できるようになる。すなわち、前記プーリ２，４のベルト溝６，６の溝面に前記Ｖベルト５が接触すると、微視的に、該ベルト溝６，６の溝面の微細な山部分の山頂付近がＶベルト５の負荷に応じて潰れて若干変形するが、該山部分の形状（特に、山部分の幅）を調整することにより、このＶベルト５とベルト溝６との微視的な接触面積を制御することが可能となる。
【００３７】
すなわち、前記Ｖベルト５に作用する負荷が変化して、例えば負荷大の状態になった場合には、プーリ２，４のベルト溝６，６の溝面の微小な山部分が大きく潰れて変形するため、図６において、高度ｙの低い部分（図６の下向きの白抜き矢印）でＶベルト５とプーリ２，４とが接触することになるが、上述のように山部分の形状を調整することで、該Ｖベルト５とプーリ２，４との微視的な接触面積を従来の表面処理方法で処理した場合よりも小さくすることが可能となり、該Ｖベルト５とプーリ２，４との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００３８】
以上より、高負荷伝動用Ｖベルト５とプーリ２，４との接触の際のエネルギーを低下させる手段として、プーリ２，４のベルト溝６，６の溝面での表面粗さが上述の（１）式の関係になるように設定されているので、ベルト５のブロック７とプーリ２，４のベルト溝６，６の溝面との間の微視的な接触面積を小さくして摩擦抵抗を下げることができ、ベルト走行ノイズの発生原因となるベルト５とプーリ２，４との干渉の際に発生するエネルギーを低下させてベルト走行ノイズの低減を図ることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、プーリ２，４のベルト溝面の粗さ曲線における高さ方向の任意の位置を所定位置として、すべての高さ方向位置で上述の（１）式の関係を満たすものとしているが、ベルト５に作用する負荷によって前記ベルト溝面の微細な山部分が潰れて変形する場合のその高さ方向位置で、上述の（１）式の関係を満たし、微視的な接触面積が比較的、小さくなればよいので、該高さ方向位置を含む、ベルト５に作用する負荷の変動範囲に対応した所定範囲で上述の（１）式の関係を満たすようにしてもよい。この場合の所定位置は、前記所定範囲内での任意の位置を意味する。
【００４０】
また、本実施形態では、ベルト伝動装置として固定シーブと可動シーブとから成る変速プーリを有するベルト伝動装置を用いたが、一対の固定シーブのみから成り、ベルト巻き付け径が不変の定速プーリで構成されるプーリを有するベルト伝動装置にも本発明を適応することができるのは言うまでもない。
【００４１】
−比較検証−
次に、プーリの溝面をマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理して該溝面の表面粗さが上述の（１）式の関係を満たした場合の効果を確認する確認試験を行った。図７に本実施例で用いた騒音試験装置を概略的に示す。この図７に示す騒音試験装置には、駆動回転軸１６ａに設けられたピッチ径（ベルト巻き付け径）１５１．０ｍｍの駆動プーリ１６と、従動回転軸１５ａに設けられたピッチ径６１．５ｍｍの従動プーリ１５とがそれぞれ所定の軸間距離をあけて配置されている。これら両プーリ１５，１６間に、上述の高負荷伝動用Ｖベルト１７（図４参照）を巻き掛け、従動プーリ１５の設定荷重ＳＷ１（＝９８０、１９６０、２９４０、３９２０Ｎ）を図７の矢印方向に加えた状態で、両プーリ１５，１６を回転させる。
【００４２】
なお、前記Ｖベルト１７は、ベルト長さが６１２ｍｍで、ベルト角度２６度、ベルトピッチ幅２５ｍｍ、ブロックのピッチ３ｍｍ、該ブロックの厚み２．９５ｍｍのものを用いた。
【００４３】
さらに、図７（ｂ）に示すように、前記駆動回転軸１６ａの中心から左側（従動回転軸１５ａ側）に８０ｍｍ、前記駆動回転軸１６ａの中心と従動回転軸１５ａの中心とを結んだ線から上方へ１２５ｍｍ、奥側（図７（ａ）において上側）へ５７ｍｍ離れた位置に測温手段としてのマイクロフォン１８を設けた。
【００４４】
そして、前記各プーリ１５，１６の溝面に、それぞれ、従来の表面処理（ＭＣやフライス盤で研削した後、防錆防食のために行う無電解ニッケルメッキ等のメッキ処理）、マイクロブラスト処理、バニシ処理を施したものを準備し、従動プーリ１５の設定荷重ＳＷ１を９８０Ｎ、１９６０Ｎ、２９４０Ｎ、３９２０Ｎの４条件に設定して、該駆動プーリ１６の回転数を１００〜３０００ｒｐｍまで変化させたときに、前記マイクロフォン１８でベルト伝動装置の作動中に発生する騒音レベル（単位ｄＢＡ）を測定した。測定結果を図８及び図９にそれぞれ示す。なお、前記各プーリ１５，１６の溝面に、それぞれ、従来の表面処理、マイクロブラスト処理、バニシ処理を施した場合の該各溝面の負荷長さ率ｔｐは、図６に示すとおりであり、算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．２９６μｍ、０．４７５μｍ、０．４０６μｍであった。ここで、ｔｐ等の表面形状の計測は、島津製作所（株）製の接触式表面粗さ測定機（型式ＣＳ−４１１）を用いて行った。
【００４５】
図８は駆動プーリ１６のベルト溝面に各種処理を施したものにおいて、従動プーリ１５の設定荷重ＳＷ１を変化させたときの騒音レベル（ＯＶＥＲＡＬＬ値）を示したものである。この結果を考察すると、設定荷重ＳＷ１の大きさ、すなわちＶベルト１７の負荷の大小に関係なく、従来の表面処理方法よりもマイクロブラスト処理やバニシ処理の方が発生する騒音が小さくなることが判った。
【００４６】
また、図９はＶベルト１７のブロックのピッチ（３ｍｍ）に対応する周波数成分の騒音レベルを示したものである。この図９からも上述のマイクロブラスト処理やバニシ処理を施したものの方が従来の表面処理方法よりも騒音を低減できることが判る。一般的に、Ｖベルト１７の走行時に生じる騒音は、該Ｖベルト１７を構成するブロックによって発生する音が支配的であるが、前記図９から、そのブロック音も大幅に低減できることが判る。
【００４７】
以上より、プーリ１６の溝面をマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理することで、すなわち、該溝面の表面粗さが上述の（１）式を満たすような表面処理を行うことで、ベルト走行ノイズを効果的に下げることができ、低騒音化の有効性を確認することができた。
【００４８】
−耐久性の確認−
さらに、プーリの溝面に上述のような各種表面処理を施した場合の装置の耐久性を確認する確認試験も行った。
【００４９】
図１０に本実施例で用いた耐久試験装置を概略的に示す。この図１０に示す耐久試験装置は、駆動回転軸２０ａに設けられたピッチ径１２６．４ｍｍの駆動プーリ２０と、従動回転軸２１ａに設けられたピッチ径７０．８ｍｍの従動プーリ２１とがそれぞれ所定の軸間距離をあけて配置されていて、その外側を耐熱性のケース２３によって覆われている。このケース２３には、該ケース２３内に熱風を送り込むための送風口２３ａとケース２３外へ排出するための排風口２３ｂとが形成されていて、高温状態でのベルト伝動装置の耐久性を試験できるようになっている。
【００５０】
前記両プーリ２０，２１間には、上述の高負荷伝動用Ｖベルト２２（図４参照）が巻き掛けられていて、従動プーリ２１の設定荷重ＳＷ２（＝１７６４±４９Ｎ）を図１０（ｂ）の矢印方向に加えた状態で、両プーリ１５，１６を高速回転（５２８５±６０ｒｐｍ）させるように構成されている。その他の具体的な試験条件は図１１に示す。
【００５１】
上述のような耐久試験において、ベルト伝動装置は５００時間までＶベルト２２の損傷等が生じず、十分な耐久性を有することを確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るベルト伝動装置の高速状態を示す、（ａ）上面図（ｂ）正面図である。
【図２】ベルト伝動装置の中間状態を示す図１相当図である。
【図３】ベルト伝動装置の低速状態を示す図１相当図である。
【図４】高負荷伝動用Ｖベルトの斜視図である。
【図５】粗さ曲線の一例を示す説明図である。
【図６】各種方法で表面処理した場合の負荷長さ率と高度との関係を示すグラフ図である。
【図７】騒音試験装置の概略構成を示す、（ａ）上面図（ｂ）正面図である。
【図８】各種方法で表面処理した場合の騒音測定結果（ＯＶＥＲＡＬＬ値）を示す図である。
【図９】各種方法で表面処理した場合の騒音測定結果（Ｖベルトのブロックのピッチに対応する周波数成分のみ）を示す図である。
【図１０】耐久試験装置の概略構成を示す、（ａ）ケースの上板を取り外した状態の上面図（ｂ）ケースの側板の一部を取り外した状態の正面図である。
【図１１】耐久試験の試験条件を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 駆動回転軸
２ 駆動プーリ（Ｖプーリ）
３ 従動回転軸
４ 従動プーリ（Ｖプーリ）
５ 高負荷伝動用Ｖベルト（伝動用Ｖベルト）
６ ベルト溝（溝部）
７ ブロック
８ 張力帯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動用Ｖベルトを備えたベルト伝動装置に関し、特に、そのベルト走行によって生じる騒音を低減する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＶプーリにＶベルトを巻き掛けて摩擦接触させることで該Ｖベルトを介して動力伝達を行うようにしたベルト伝動装置では、Ｖベルトとして、一対の張力帯に多数のブロックを嵌合させる構造のものが知られているが、このような構造の場合、Ｖベルト走行時の走行ノイズが比較的、大きくなるという問題があった。すなわち、ＶベルトがＶプーリに対して出入りする際には、該ＶベルトのブロックがＶプーリの表面に接触して衝突音を生じ、該ブロックがＶプーリから離れるときには引っ掛かり音が発生する。
【０００３】
このような走行ノイズを低減するための構造として、例えば、特許文献１に開示されるように、前記Ｖプーリの溝面の表面粗さが所定の算術平均粗さＲａになるように表面粗さを調整したものや、特許文献２に開示されるように、前記溝面上にシェル形部材を設けたものなどが知られている。
【０００４】
より詳しくは、前記特許文献１には、Ｖプーリの溝面の表面粗さを所定の算術平均粗さＲａにして、ＶベルトとＶプーリとの接触時の干渉によって生じるエネルギーを低下させることで、ベルト走行時の騒音を低減するようにしたものが開示されている。
【０００５】
一方、前記特許文献２には、断面略三角形状に形成された薄板状のシェル形部材が、Ｖプーリの溝面全体を覆うように配設されていて、例えばシェル形部材とＶプーリの溝面との間に配設された緩衝材や液体によってＶベルトとＶプーリとの接触時に発生するエネルギーを吸収し、ベルト走行時の騒音を低減するようにしたものが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１７６６６８号公報
【特許文献２】特開平１０−１２２３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１のように、Ｖプーリの溝面の表面粗さを算術平均粗さＲａによって評価した場合、この評価には前記溝面の表面における微細な山部分の高さについては反映されるものの、その山部分の形状については正確に反映されているわけではなく、同程度の算術平均粗さＲａを有する表面であっても山部分が全体的に高い（急峻でない）場合には、ＶベルトとＶプーリとの微視的な接触面積が大きくなるため、該ＶベルトとＶプーリとが接触するときの摩擦抵抗が大きくなり、発生する騒音も大きくなってしまう。
【０００７】
また、前記特許文献２のように、Ｖプーリの溝面上にシェル形部材を配設した場合には、ベルトとの摩擦接触によってシェル形部材が損傷を受ける可能性があり、Ｖプーリの耐久性の観点から好ましい構造とはいえない。
【０００８】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＶプーリとＶベルトとからなるベルト伝動装置において、該Ｖプーリの耐久性を確保しつつ、ベルト走行によって生じる騒音を効果的に低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るベルト伝動装置では、Ｖプーリの溝面における表面粗さを山部分の高さだけでなく幅も考慮した負荷長さ率ｔｐで評価して、この負荷長さ率ｔｐと粗さ曲線における谷底からの高さを示す高度ｙとが所定の関係式を満たすように、前記溝面の表面粗さを調整するようにした。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明では、一対の張力帯に多数のブロックが噛合状態で係合固定された伝動用Ｖベルトと、該Ｖベルトを巻き掛けるための溝部が形成されたＶプーリとを備え、前記Ｖベルトの側面とＶプーリの溝面との接触により動力の授受を行うようにしたベルト伝動装置を前提とする。
【００１１】
そして、前記Ｖプーリの溝面の表面粗さを示す粗さ曲線において、高さ方向の所定位置における負荷長さ率ｔｐと、谷深さが最大値となる谷底から前記所定位置までの高さの最大高さＲｙに対する比を百分率で示す高度ｙとの間に、
ｙ≦−０．９×ｔｐ＋１００
という関係式が成立するように前記Ｖプーリの溝面が形成されているものとする。
【００１２】
この構成により、Ｖプーリの溝面の表面形状が負荷長さ率ｔｐ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）という指標に基づいて判断されるため、算術平均粗さＲａのように山部分の高さ方向だけでなく、山部分の幅方向もベルト溝面の表面状態として考慮される。ここで、一般的に、ベルト伝動装置では、Ｖベルトの側面がＶプーリの溝面に押し付けられ、微視的に該溝面の山部分が潰れて変形すると考えられるため、ＶベルトがＶプーリに接触した状態での該ＶベルトとＶプーリの溝面との微視的な接触面積は、該溝面の山部分の幅に対応していると考えられる。
【００１３】
また、上式は、Ｖプーリの溝面の粗さ曲線における谷底からの高さを示す高度ｙと、その位置での負荷長さ率ｔｐとの関係を示すもので、上式の関係を満たしている場合には、山部分が比較的、急峻な形状をしており、ＶベルトとＶプーリとの微視的な接触面積は、Ｖベルトの負荷状態に関係なく、上式の関係を満たさない場合に比べて小さくなる。
【００１４】
したがって、Ｖプーリの溝面の表面粗さが、ＶベルトとＶプーリの溝面との接触面積を考慮した上式の関係を満たすように、該溝面を形成することで、上式の関係を満たさない場合に比べてＶベルトとＶプーリとが接触した状態での微視的な接触面積を小さくすることができ、これにより、ベルト走行時に生じる騒音を確実に低減することができる。
【００１５】
上述の構成において、Ｖプーリの溝面は、略３μｍ〜４０μｍの直径を有する砥粒によってブラスト処理されているのが好ましい（請求項２の発明）。また、前記溝面は、先端が略１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの曲率半径を有するように形成された工具によってバニシ処理されるようにしてもよい（請求項３の発明）。これにより、Ｖプーリの溝面は、その表面粗さが上式の関係を満たすものとなり、請求項１の作用を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に係るベルト伝動装置によれば、Ｖプーリの溝面の表面粗さを表す指標として負荷長さ率ｔｐを用い、これが所定の関係を満たすように該溝面を形成することで、Ｖプーリの溝面とＶベルトの側面との微視的な接触面積を小さくすることができ、これにより、ベルト走行時に発生する騒音を効果的に低減することができる。
【００１７】
請求項２及び３の発明によれば、Ｖプーリの溝面を、所定の条件でブラスト処理またはバニシ処理することで、請求項１の構成を実現してベルト走行時の騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１９】
図１〜３は本発明の実施形態に係るベルト伝動装置を示し、１は駆動回転軸、３は従動回転軸で、これら両回転軸１，３は互いに平行に配置されている。
【００２０】
前記駆動回転軸１上には変速プーリからなる駆動プーリ２（Ｖプーリ）が配設されている。この駆動プーリ２は、前記駆動回転軸１上に回転一体にかつ摺動不能に固定されたフランジ状の固定シーブ２ａと、前記駆動回転軸１上に固定シーブ２ａに対向するように摺動可能にかつ回転一体に支持されたフランジ状の可動シーブ２ｂとからなり、これら両シーブ２ａ，２ｂ間にベルト溝６（溝部）が形成されている。
【００２１】
一方、前記従動回転軸３には前記駆動プーリ２と同径の変速プーリからなる従動プーリ４（Ｖプーリ）が設けられている。この従動プーリ４は、前記駆動プーリ２と同様の構成を有していて、従動回転軸３上に回転一体にかつ摺動不能に固定されたフランジ状の固定シーブ４ａと、従動回転軸３上に、固定シーブ４ａに対し前記駆動プーリ２の固定シーブ２ａに対する可動シーブ２ｂの対向方向と反対方向でもって対向するように摺動可能にかつ回転一体に支持されたフランジ状の可動シーブ４ｂとからなり、これら両シーブ４ａ，４ｂ間にベルト溝６（溝部）が形成されている。
【００２２】
そして、前記駆動プーリ２と従動プーリ４とのベルト溝６，６間には高負荷伝動用Ｖベルト５が掛け渡されている。このＶベルト５は、図４に示すように、左右１対のエンドレスの張力帯８，８と、この張力帯８，８にベルト長手方向に連続的に係合固定された多数のブロック７，７，…とからなる。
【００２３】
前記各張力帯８は、硬質ゴムからなる保形ゴム層１３の内部に、例えばアラミド繊維（組紐）等の高強度高弾性率の心線（心体）がスパイラル状に配置されて埋設されたもので、この各張力帯８の上面にはベルト幅方向に延びる一定ピッチ（例えば略３．０ｍｍピッチ）の溝状の上側凹部９，９，…が、また下面には前記上側凹部９，９，…に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの下側凹部１０，１０，…がそれぞれ形成されている。また、張力帯８の上下表面には、そのクラックの発生を防止し或いは耐摩耗性を向上させる等の目的で帆布１１，１１が一体的に接着されている。
【００２４】
前記保形ゴム層１３をなす硬質ゴムは、例えばメタクリル酸亜鉛を強化された水素添加ＮＢＲゴムからなり、それに補強を目的として有機短繊維１２，１２，…を全体に混入して強化することで、耐熱性に優れ且つ永久変形し難いように構成されている。尚、前記硬質ゴムの硬さは、ＪＩＳ−Ｃ硬度計で測定したときに７５゜以上のゴム硬度が必要である。
【００２５】
一方、前記各ブロック７は、ベルト幅方向左右側部に前記各張力帯８を幅方向から着脱可能に嵌装せしめる切欠き溝状の嵌合部７ａ，７ａを有する。この各嵌合部７ａを除いた左右側面は駆動及び従動プーリ２，４のベルト溝６，６に接触する接触部７ｂ，７ｂを構成し、このブロック７の左右の接触部７ｂ，７ｂ同士がなすベルト角度は、各プーリ２，４のベルト溝６の角度と同じとされている。そして、前記各ブロック７の嵌合部７ａ，７ａにそれぞれ張力帯８，８を圧入して嵌合することで、ブロック７，７，…が張力帯８，８にベルト長手方向に連続的に固定されている。
【００２６】
すなわち、前記各ブロック７における各嵌合部７ａの上壁面には前記張力帯８上面の各上側凹部９に噛合する上側噛合部としての凸条からなる上側凸部７ｃが、また嵌合部７ａの下壁面には張力帯８下面の各下側凹部１０に噛合する下側噛合部としての凸条からなる下側凸部７ｄがそれぞれ互いに平行になるように形成されており、この各ブロック７の上下の凸部７ｃ，７ｄをそれぞれ張力帯８の上下の凹部９，１０に噛合せしめることで、ブロック７，７，…を張力帯８，８にベルト長手方向に圧入により係合固定し、この係合状態で各張力帯８の外側側面と各ブロック７の側面である接触部７ｂとの双方がプーリ２，４のベルト溝６に接触するとともに、ブロック７の上下の凸部７ｃ，７ｄと各張力帯８の上下の凹部９，１０との噛合によって動力授受が行われるようになっている。
【００２７】
前記各ブロック７はフェノール樹脂等の硬質樹脂材料からなり、その内部には該ブロック７の略中央に位置するように軽量アルミニウム合金等からなる補強部材（図示せず）が埋設されている。この補強部材は、少なくとも上下の凸部７ｃ，７ｄ（張力帯８との噛合部分）や左右側面の接触部７ｂ，７ｂでは硬質樹脂中に埋め込まれてブロック７表面に顕れないが（つまり、これらの部分は硬質樹脂からなっている）、その他の部分ではブロック７表面に露出していてもよい。
【００２８】
そして、前記ベルト伝動装置は、両プーリ２，４の可動シーブ２ｂ，４ｂをそれぞれ固定シーブ２ａ，４ａに対して接離させて各プーリ２，４のベルト巻き付け径を変更するように構成されている。具体的には、図１に示す高速状態の場合は、駆動プーリ２の可動シーブ２ｂを固定シーブ２ａに接近させ、かつ従動プーリ４の可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａから離隔させて、駆動プーリ２のベルト巻き付け径を従動プーリ４よりも大きくすることにより、駆動回転軸１の回転を従動回転軸３に増速して伝達する高速状態とする一方、逆に図３に示す低速状態の場合は、駆動プーリ２の可動シーブ２ｂを固定シーブ２ａから離隔させ、かつ従動プーリ４の可動シーブ４ｂを固定シーブ４ａに接近させて、駆動プーリ２のベルト巻き付け径を従動プーリ４よりも小さくして、駆動回転軸１の回転を減速して従動回転軸３に伝える低速状態とする。また、図２に示す中間状態では、前記高速状態及び低速状態の中間の状態で駆動及び従動プーリ２，４のベルト巻き付け径が略同じとなっている。
【００２９】
さらに、本発明の特徴部分であるが、本実施形態に係るベルト伝動装置では、ベルト５の側面が接触する各変速プーリ２，４のベルト溝６の溝面の表面粗さは均一な表面粗さになっていて、図５に一例を示す粗さ曲線（ＪＩＳ Ｂ０６０１）において、高さ方向の所定位置での山部分の割合を示す負荷長さ率ｔｐ（％）と、最大高さＲｙに対する谷底線ｖ（谷深さが最大となる谷底を通過し且つ後述の平均線ｍに対して平行な線）から前記所定位置までの高さａの比を百分率で示す高度ｙとの間に、下式（１）のような関係が成立するように設定されている。なお、本実施形態において、前記所定位置は、粗さ曲線における高さ方向の任意の位置を意味する。
【００３０】
ｙ≦−０．９×ｔｐ＋１００ （１）
ここで、高度ｙはｙ＝ａ／Ｒｙ×１００（％）であり、また、負荷長さ率ｔｐ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）は、具体的には、次のように求められる。まず、図５に示すように、粗さ曲線から基準長さＬだけ抜き取る。そして、この抜き取り部分の粗さ曲線を山頂線ｐ（山高さが最大となる山頂を通過し且つ前記平均線ｍに対して平行な線）に平行な切断レベルｃ（高さ方向の任意の位置であり、谷底線ｖからの高さで考えると前記高度ｙに相当）で切断し、下式（２）に示すように、この各切断レベルｃで得られる切断長さの和（負荷長さηｐ）の基準長さＬに対する比を百分率で表すことにより、各切断レベルｃにおける負荷長さ率ｔｐがそれぞれ算出される。
【００３１】
ｔｐ＝ηｐ／Ｌ×１００ （２）
上記（２）式において、ηｐ＝ｂ１＋ｂ２＋…＋ｂｎであり、ｂ１，ｂ２，…，ｂｎは各切断長さを示す。
【００３２】
そして、前記各変速プーリ２，４のベルト溝６の溝面の表面粗さが、上述の（１）式の関係を満たすように、各変速プーリ２，４の表面をＭＣやフライス盤等の工作機械を用いて研削した後、前記ベルト溝６の溝面にはマイクロブラスト処理（ブラスト処理）若しくはバニシ処理が行われる。
【００３３】
前記マイクロブラスト処理は、＃４００〜＃３０００（直径３μｍ〜４０μｍ）の微細砥粒を圧縮空気によって前記変速プーリ２，４の溝面に高速で衝突させるもので、該溝面の表面層を除去するとともに所定の表面粗さに加工することができる。一方、前記バニシ処理は、先端が１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの曲率半径を有するように形成された工具を前記溝面に押し付け、圧力をかけて擦ることで表面を平滑にするもので、表面層を除去することなく所定の表面粗さにすることができる。なお、加工性、生産性の観点から、溝面に施す表面処理としては、マイクロブラスト処理のほうが好ましい。
【００３４】
前記ベルト溝６の溝面に上述のようなマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理をそれぞれ施した場合の表面状態を図６に示す。この図６は、横軸を負荷長さ率ｔｐ、縦軸を高度ｙとして、高さ方向の任意の位置である各高度ｙ（上述の各切断レベルｃに相当、本実施形態では１３箇所）における負荷長さ率ｔｐをプロットしたもので、前記ベルト溝６の溝面の表面に急峻な山が多い場合には、高度ｙが大きい位置での負荷長さ率ｔｐが比較的、小さくなる一方、急峻でなく山全体が高いような場合には、高度ｙが大きい位置での負荷長さ率ｔｐが比較的、大きくなる。
【００３５】
前記図６から分かるように、前記ベルト溝６の溝面にマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理を施すことによって、表面形状における山部分の形状は上述の（１）式の関係を満たす（図６において斜線部分）ように形成される一方、従来の表面処理（ＭＣやフライス盤で研削した後、防錆防食のために行う無電解ニッケルメッキ等のメッキ処理）を施した場合には、上述の（１）式の関係を満たすことができない。
【００３６】
このように、ベルト溝６の表面の微細な山部分の形状を、上述の（１）式を満たすように調整することにより、Ｖベルト５とプーリ２，４のベルト溝６，６との微視的な接触面積も制御できるようになる。すなわち、前記プーリ２，４のベルト溝６，６の溝面に前記Ｖベルト５が接触すると、微視的に、該ベルト溝６，６の溝面の微細な山部分の山頂付近がＶベルト５の負荷に応じて潰れて若干変形するが、該山部分の形状（特に、山部分の幅）を調整することにより、このＶベルト５とベルト溝６との微視的な接触面積を制御することが可能となる。
【００３７】
すなわち、前記Ｖベルト５に作用する負荷が変化して、例えば負荷大の状態になった場合には、プーリ２，４のベルト溝６，６の溝面の微小な山部分が大きく潰れて変形するため、図６において、高度ｙの低い部分（図６の下向きの白抜き矢印）でＶベルト５とプーリ２，４とが接触することになるが、上述のように山部分の形状を調整することで、該Ｖベルト５とプーリ２，４との微視的な接触面積を従来の表面処理方法で処理した場合よりも小さくすることが可能となり、該Ｖベルト５とプーリ２，４との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００３８】
以上より、高負荷伝動用Ｖベルト５とプーリ２，４との接触の際のエネルギーを低下させる手段として、プーリ２，４のベルト溝６，６の溝面での表面粗さが上述の（１）式の関係になるように設定されているので、ベルト５のブロック７とプーリ２，４のベルト溝６，６の溝面との間の微視的な接触面積を小さくして摩擦抵抗を下げることができ、ベルト走行ノイズの発生原因となるベルト５とプーリ２，４との干渉の際に発生するエネルギーを低下させてベルト走行ノイズの低減を図ることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、プーリ２，４のベルト溝面の粗さ曲線における高さ方向の任意の位置を所定位置として、すべての高さ方向位置で上述の（１）式の関係を満たすものとしているが、ベルト５に作用する負荷によって前記ベルト溝面の微細な山部分が潰れて変形する場合のその高さ方向位置で、上述の（１）式の関係を満たし、微視的な接触面積が比較的、小さくなればよいので、該高さ方向位置を含む、ベルト５に作用する負荷の変動範囲に対応した所定範囲で上述の（１）式の関係を満たすようにしてもよい。この場合の所定位置は、前記所定範囲内での任意の位置を意味する。
【００４０】
また、本実施形態では、ベルト伝動装置として固定シーブと可動シーブとから成る変速プーリを有するベルト伝動装置を用いたが、一対の固定シーブのみから成り、ベルト巻き付け径が不変の定速プーリで構成されるプーリを有するベルト伝動装置にも本発明を適応することができるのは言うまでもない。
【００４１】
−比較検証−
次に、プーリの溝面をマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理して該溝面の表面粗さが上述の（１）式の関係を満たした場合の効果を確認する確認試験を行った。図７に本実施例で用いた騒音試験装置を概略的に示す。この図７に示す騒音試験装置には、駆動回転軸１６ａに設けられたピッチ径（ベルト巻き付け径）１５１．０ｍｍの駆動プーリ１６と、従動回転軸１５ａに設けられたピッチ径６１．５ｍｍの従動プーリ１５とがそれぞれ所定の軸間距離をあけて配置されている。これら両プーリ１５，１６間に、上述の高負荷伝動用Ｖベルト１７（図４参照）を巻き掛け、従動プーリ１５の設定荷重ＳＷ１（＝９８０、１９６０、２９４０、３９２０Ｎ）を図７の矢印方向に加えた状態で、両プーリ１５，１６を回転させる。
【００４２】
なお、前記Ｖベルト１７は、ベルト長さが６１２ｍｍで、ベルト角度２６度、ベルトピッチ幅２５ｍｍ、ブロックのピッチ３ｍｍ、該ブロックの厚み２．９５ｍｍのものを用いた。
【００４３】
さらに、図７（ｂ）に示すように、前記駆動回転軸１６ａの中心から左側（従動回転軸１５ａ側）に８０ｍｍ、前記駆動回転軸１６ａの中心と従動回転軸１５ａの中心とを結んだ線から上方へ１２５ｍｍ、奥側（図７（ａ）において上側）へ５７ｍｍ離れた位置に測温手段としてのマイクロフォン１８を設けた。
【００４４】
そして、前記各プーリ１５，１６の溝面に、それぞれ、従来の表面処理（ＭＣやフライス盤で研削した後、防錆防食のために行う無電解ニッケルメッキ等のメッキ処理）、マイクロブラスト処理、バニシ処理を施したものを準備し、従動プーリ１５の設定荷重ＳＷ１を９８０Ｎ、１９６０Ｎ、２９４０Ｎ、３９２０Ｎの４条件に設定して、該駆動プーリ１６の回転数を１００〜３０００ｒｐｍまで変化させたときに、前記マイクロフォン１８でベルト伝動装置の作動中に発生する騒音レベル（単位ｄＢＡ）を測定した。測定結果を図８及び図９にそれぞれ示す。なお、前記各プーリ１５，１６の溝面に、それぞれ、従来の表面処理、マイクロブラスト処理、バニシ処理を施した場合の該各溝面の負荷長さ率ｔｐは、図６に示すとおりであり、算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．２９６μｍ、０．４７５μｍ、０．４０６μｍであった。ここで、ｔｐ等の表面形状の計測は、島津製作所（株）製の接触式表面粗さ測定機（型式ＣＳ−４１１）を用いて行った。
【００４５】
図８は駆動プーリ１６のベルト溝面に各種処理を施したものにおいて、従動プーリ１５の設定荷重ＳＷ１を変化させたときの騒音レベル（ＯＶＥＲＡＬＬ値）を示したものである。この結果を考察すると、設定荷重ＳＷ１の大きさ、すなわちＶベルト１７の負荷の大小に関係なく、従来の表面処理方法よりもマイクロブラスト処理やバニシ処理の方が発生する騒音が小さくなることが判った。
【００４６】
また、図９はＶベルト１７のブロックのピッチ（３ｍｍ）に対応する周波数成分の騒音レベルを示したものである。この図９からも上述のマイクロブラスト処理やバニシ処理を施したものの方が従来の表面処理方法よりも騒音を低減できることが判る。一般的に、Ｖベルト１７の走行時に生じる騒音は、該Ｖベルト１７を構成するブロックによって発生する音が支配的であるが、前記図９から、そのブロック音も大幅に低減できることが判る。
【００４７】
以上より、プーリ１６の溝面をマイクロブラスト処理若しくはバニシ処理することで、すなわち、該溝面の表面粗さが上述の（１）式を満たすような表面処理を行うことで、ベルト走行ノイズを効果的に下げることができ、低騒音化の有効性を確認することができた。
【００４８】
−耐久性の確認−
さらに、プーリの溝面に上述のような各種表面処理を施した場合の装置の耐久性を確認する確認試験も行った。
【００４９】
図１０に本実施例で用いた耐久試験装置を概略的に示す。この図１０に示す耐久試験装置は、駆動回転軸２０ａに設けられたピッチ径１２６．４ｍｍの駆動プーリ２０と、従動回転軸２１ａに設けられたピッチ径７０．８ｍｍの従動プーリ２１とがそれぞれ所定の軸間距離をあけて配置されていて、その外側を耐熱性のケース２３によって覆われている。このケース２３には、該ケース２３内に熱風を送り込むための送風口２３ａとケース２３外へ排出するための排風口２３ｂとが形成されていて、高温状態でのベルト伝動装置の耐久性を試験できるようになっている。
【００５０】
前記両プーリ２０，２１間には、上述の高負荷伝動用Ｖベルト２２（図４参照）が巻き掛けられていて、従動プーリ２１の設定荷重ＳＷ２（＝１７６４±４９Ｎ）を図１０（ｂ）の矢印方向に加えた状態で、両プーリ１５，１６を高速回転（５２８５±６０ｒｐｍ）させるように構成されている。その他の具体的な試験条件は図１１に示す。
【００５１】
上述のような耐久試験において、ベルト伝動装置は５００時間までＶベルト２２の損傷等が生じず、十分な耐久性を有することを確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るベルト伝動装置の高速状態を示す、（ａ）上面図（ｂ）正面図である。
【図２】ベルト伝動装置の中間状態を示す図１相当図である。
【図３】ベルト伝動装置の低速状態を示す図１相当図である。
【図４】高負荷伝動用Ｖベルトの斜視図である。
【図５】粗さ曲線の一例を示す説明図である。
【図６】各種方法で表面処理した場合の負荷長さ率と高度との関係を示すグラフ図である。
【図７】騒音試験装置の概略構成を示す、（ａ）上面図（ｂ）正面図である。
【図８】各種方法で表面処理した場合の騒音測定結果（ＯＶＥＲＡＬＬ値）を示す図である。
【図９】各種方法で表面処理した場合の騒音測定結果（Ｖベルトのブロックのピッチに対応する周波数成分のみ）を示す図である。
【図１０】耐久試験装置の概略構成を示す、（ａ）ケースの上板を取り外した状態の上面図（ｂ）ケースの側板の一部を取り外した状態の正面図である。
【図１１】耐久試験の試験条件を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 駆動回転軸
２ 駆動プーリ（Ｖプーリ）
３ 従動回転軸
４ 従動プーリ（Ｖプーリ）
５ 高負荷伝動用Ｖベルト（伝動用Ｖベルト）
６ ベルト溝（溝部）
７ ブロック
８ 張力帯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の張力帯に多数のブロックが噛合状態で係合固定された伝動用Ｖベルトと、該Ｖベルトを巻き掛けるための溝部が形成されたＶプーリとを備え、前記Ｖベルトの側面とＶプーリの溝面との接触により動力の授受を行うようにしたベルト伝動装置であって、
前記Ｖプーリの溝面の表面形状を示す粗さ曲線において、高さ方向の所定位置における負荷長さ率ｔｐと、谷深さが最大値となる谷底から前記所定位置までの高さの最大高さＲｙに対する比を百分率で示す高度ｙとの間に、
ｙ≦−０．９×ｔｐ＋１００
という関係式が成立するように前記Ｖプーリの溝面が形成されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項２】
請求項１において、
Ｖプーリの溝面は、略３μｍ乃至４０μｍの直径を有する砥粒によってブラスト処理されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項３】
請求項１において、
Ｖプーリの溝面は、先端が略１．５ｍｍ乃至３．０ｍｍの曲率半径を有するように形成された工具によってバニシ処理されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項１】
一対の張力帯に多数のブロックが噛合状態で係合固定された伝動用Ｖベルトと、該Ｖベルトを巻き掛けるための溝部が形成されたＶプーリとを備え、前記Ｖベルトの側面とＶプーリの溝面との接触により動力の授受を行うようにしたベルト伝動装置であって、
前記Ｖプーリの溝面の表面形状を示す粗さ曲線において、高さ方向の所定位置における負荷長さ率ｔｐと、谷深さが最大値となる谷底から前記所定位置までの高さの最大高さＲｙに対する比を百分率で示す高度ｙとの間に、
ｙ≦−０．９×ｔｐ＋１００
という関係式が成立するように前記Ｖプーリの溝面が形成されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項２】
請求項１において、
Ｖプーリの溝面は、略３μｍ乃至４０μｍの直径を有する砥粒によってブラスト処理されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項３】
請求項１において、
Ｖプーリの溝面は、先端が略１．５ｍｍ乃至３．０ｍｍの曲率半径を有するように形成された工具によってバニシ処理されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２４２３６１（Ｐ２００６−２４２３６１Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６２６３７（Ｐ２００５−６２６３７）
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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