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WO2019194057A1 - はす歯ベルトおよびベルト伝動装置 - Google Patents

はす歯ベルトおよびベルト伝動装置 Download PDF

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Publication number
WO2019194057A1
WO2019194057A1 PCT/JP2019/013477 JP2019013477W WO2019194057A1 WO 2019194057 A1 WO2019194057 A1 WO 2019194057A1 JP 2019013477 W JP2019013477 W JP 2019013477W WO 2019194057 A1 WO2019194057 A1 WO 2019194057A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
belt
tooth
helical
core wire
back portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/013477
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
善仁 登川
吉田　正邦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuboshi Belting Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2019057682A external-priority patent/JP6641513B2/ja
Application filed by Mitsuboshi Belting Ltd filed Critical Mitsuboshi Belting Ltd
Priority to EP19782083.0A priority Critical patent/EP3779235A4/en
Priority to US17/043,120 priority patent/US12140201B2/en
Priority to CN201980019647.XA priority patent/CN111886423A/zh
Priority to KR1020207026644A priority patent/KR102431563B1/ko
Priority to CA3095697A priority patent/CA3095697C/en
Publication of WO2019194057A1 publication Critical patent/WO2019194057A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/283—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads synthetic polymer-based, e.g. polyamide or polyester fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
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    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
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    • D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/208—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads cellulose-based
    • D03D15/217—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads cellulose-based natural from plants, e.g. cotton
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/28—Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/02—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts

Definitions

  • the present invention relates to a helical tooth belt, and more particularly to a helical tooth belt and a belt transmission device that are applied to a belt transmission device that is driven at a high load or high speed.
  • a helical tooth belt is used in which tooth portions are arranged obliquely with respect to the belt width direction.
  • the meshing between the tooth portion and the tooth portion of the pulley proceeds sequentially from one end to the other end in the width direction of the tooth portion. Therefore, noise and vibration can be reduced as compared with a belt transmission device using a straight tooth belt.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a technique for further reducing noise and vibration in a belt transmission device that uses a helical belt and is driven at a high load or high speed. Yes.
  • the tooth pitch is set to Pt
  • the belt width is set to W
  • the tooth trace angle ⁇ is set to a value satisfying ⁇ 0.2 ⁇ 1-W ⁇ tan ⁇ / Pt ⁇ 0.75.
  • the backlash (gap) between the tooth portion of the helical belt and the tooth portion of the pulley is set to 1.6% to 3% of the tooth pitch Pt.
  • the tooth trace angle ⁇ is 7 degrees or more and 10 degrees or less.
  • the ratio of the thickness tb to the tooth height hb (100 ⁇ tb / hb) is set to 120% or more and 240% or less.
  • Patent Literature 1 and Patent Literature 2 cannot reduce noise and vibration to a satisfactory level.
  • the present invention increases the rigidity without increasing the thickness of the helical tooth belt, and when used in a belt transmission device driven at a high load or high speed rotation, noise and vibration are maintained while maintaining transmission performance.
  • An object of the present invention is to provide a helical tooth belt that can be further reduced.
  • the helical tooth belt of the present invention for solving the above problems is Back, In the back portion, the core wire arranged and buried in the belt width direction, A helical tooth belt having a plurality of tooth portions provided on one surface of the back portion at predetermined intervals along the belt longitudinal direction, each inclined with respect to the belt width direction, A part of the surface of the tooth part and the one surface of the back part is composed of a tooth cloth,
  • the tooth pitch of the plurality of tooth portions is 1.5 mm or more and less than 2.0 mm
  • the thickness of the back part is 0.4 mm or more and 1.2 mm or less
  • the core wire is a twisted cord containing high-strength glass fiber or carbon fiber,
  • the ratio of the total value of the distance between the cores adjacent to each other in the belt width direction to the belt width is in the range of 20% to 60%.
  • the core wire embedded in the back portion is a twisted cord including high-strength glass fiber or carbon fiber, which is a high-strength (high elastic modulus) fiber material, and the core wire and the core wire adjacent to each other in the belt width direction. Since the ratio of the total value of the intervals to the belt width is in the range of 20% to 60%, the density of the core array can be made relatively dense. Thereby, the rigidity of a back part can be improved more with a core wire, ensuring the flexibility of a back part.
  • the helical belt has a tooth pitch of 1.5 mm or more and less than 2.0 mm, and a back portion thickness of 0.4 mm or more and 1.2 mm or less. Regarding these values, for example, compared with a conventional helical tooth belt used in a reduction gear of an electric power steering apparatus for automobiles, the thickness of the back portion is the same, but the tooth pitch is relatively small.
  • the tooth pitch is a relatively small value as described above, the tooth scale (the length of the tooth in the belt longitudinal direction and the tooth height of the tooth) is correspondingly reduced. Therefore, compared with the conventional case, the rigidity of the back portion can be increased without increasing the thickness of the back portion, and sufficient bending fatigue resistance can be secured, and the tooth scale (the tooth portion in the longitudinal direction of the belt) can be secured. Since the length and the tooth height of the tooth portion are relatively small, vibration and noise can be further suppressed.
  • the diameter of the core wire is in a range of 0.2 mm to 0.6 mm.
  • the diameter of the core wire is not less than 0.2 mm and not more than 0.6 mm. Therefore, the rigidity of the back portion can be further increased by the core wire while ensuring the flexibility of the back portion.
  • each core wire pitch between the core wires is arranged in a range of 0.45 mm to 1.0 mm. .
  • the core wires embedded in the back portion are arranged so that the core wire pitch between the core wires is in the range of 0.45 mm to 1.0 mm.
  • the rigidity of the helical belt can be further increased without further increasing the thickness of the back portion or further increasing the diameter of the core wire (without sacrificing the flexibility).
  • the core wire embedded in the back portion is formed from one end to the other end of the helical belt in the belt width direction.
  • the pitch is arranged so as to be a constant value in a range of 0.45 mm to 1.0 mm.
  • the rigidity of the helical belt can be further increased without further increasing the thickness of the back portion or further increasing the diameter of the core wire (without sacrificing the flexibility). Vibration and noise can be further suppressed.
  • the tooth height of the tooth portion is in a range of 0.6 mm to 1.0 mm and 40 to 50% with respect to the tooth pitch. The height of the range.
  • the tooth pitch that is, the tooth scale (the length of the tooth belt in the longitudinal direction of the tooth and the tooth height of the tooth)
  • the scale is made smaller, there is a concern that tooth jumping (jumping) is likely to occur in meshing with the pulley around which the helical belt is wound. Therefore, it is necessary to balance the suppression of vibration and noise with the difficulty of jumping (jumping).
  • the tooth height of the tooth portion is limited to a range of 0.6 mm to 1.0 mm and a height of 40 to 50% with respect to the tooth pitch. Even if it is used in a belt transmission device driven at a high load or high speed, it is possible to achieve traveling that strikes a balance between suppression of vibration and noise and difficulty in occurrence of tooth skipping (jumping).
  • the back portion includes a rubber component, and the rubber component includes at least ethylene-propylene-diene terpolymer or hydrogenated nitrile rubber.
  • the tooth cloth is formed of a woven cloth including warp and weft, and the warp or weft is arranged to extend in the belt longitudinal direction,
  • the warp or weft arranged so as to extend in the longitudinal direction of the belt includes an elastic yarn having elasticity.
  • One aspect of the present invention is the above-described helical belt, wherein the fibers constituting the tooth cloth include at least one fiber selected from the group consisting of nylon, aramid, polyester, polybenzoxazole, and cotton. It is out.
  • the other surface of the back portion is formed of a back cloth, and the fibers constituting the back cloth are made of nylon, aramid, and polyester. Contains at least one fiber selected from.
  • the other surface of the back portion is constituted by a back cloth, and the fibers constituting the back cloth include at least one kind of fiber selected from the group consisting of nylon, aramid, and polyester, the back portion is Further, it is reinforced to increase the rigidity.
  • One aspect of the present invention is defined by the belt tension (N) per 1 mm of the belt width with respect to the belt elongation rate (%) when the helical belt is wound between pulleys with a predetermined mounting tension.
  • the belt elastic modulus is 22 N /% or more.
  • the belt transmission device of the present invention includes a drive pulley that is rotationally driven by a drive source, A driven pulley, A belt transmission device comprising: the helical belt wound around the driving pulley and the driven pulley.
  • noise and vibration can be reduced in the belt transmission that transmits the driving force of the driving pulley to the driven pulley.
  • a rotational speed of the drive pulley is 1000 rpm or more and 4000 rpm or less.
  • noise and vibration can be sufficiently reduced in the belt transmission device driven at high speed.
  • a load of the driven pulley is 0.5 kW or more and 3 kW or less.
  • noise and vibration can be sufficiently reduced in a belt transmission device driven at a high load.
  • One aspect of the present invention is the belt transmission apparatus, wherein the driven pulley has an outer diameter larger than an outer diameter of the driving pulley,
  • the belt transmission is a reduction device for an electric power steering device for automobiles.
  • noise and vibration can be sufficiently reduced in the reduction device of the electric power steering device for automobiles.
  • a helical tooth that increases rigidity without increasing the thickness of the helical belt and can reduce noise and vibration while maintaining its transmission performance when used in a belt drive system driven at high load or high speed.
  • a belt can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering device to which the helical belt of the present embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a side view of the speed reducer of the electric power steering apparatus.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of a helical belt.
  • FIG. 4 is a view of the helical belt as viewed from the inner peripheral side.
  • FIG. 5 is a sectional view of the helical belt in the belt width direction.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a biaxial torque measurement tester used in the jumping test.
  • the helical belt 30 of this embodiment is used for the speed reducer 20 (belt transmission device) of the electric power steering apparatus 1 for an automobile shown in FIG. 1, for example.
  • the electric power steering (EPS) device 1 includes a steering shaft 3 coupled to the steering wheel 2, an intermediate shaft 4 coupled to the steering shaft 3, and an intermediate shaft 4 coupled to the rotation of the steering wheel 2. And a steering mechanism 5 for steering the wheels 9.
  • the steering mechanism 5 includes a pinion shaft 6 connected to the intermediate shaft 4 and a rack shaft 7 that meshes with the pinion shaft 6.
  • the rack shaft 7 extends along the left-right direction of the vehicle.
  • a rack 7 a that meshes with a pinion 6 a provided on the pinion shaft 6 is formed in the middle of the rack shaft 7 in the axial direction.
  • Wheels 9 are connected to both ends of the rack shaft 7 via tie rods 8 and knuckle arms (not shown).
  • the rotation of the steering wheel 2 is transmitted to the pinion shaft 6 via the steering shaft 3 and the intermediate shaft 4.
  • the rotation of the pinion shaft 6 is converted into the movement of the rack shaft 7 in the axial direction. Thereby, the wheel 9 is steered.
  • the electric power steering apparatus 1 can obtain a steering assist force according to the steering torque applied to the steering wheel 2.
  • the electric power steering apparatus 1 includes a torque sensor 13 for detecting a steering torque, a control apparatus 14, an electric motor 15 (drive source) for assisting steering, and the driving force of the electric motor 15 as a steering mechanism 5.
  • a reduction gear device 20 as a transmission device.
  • the steering shaft 3 has an input shaft 10, a torsion bar 11, and an output shaft 12.
  • the torque sensor 13 detects the steering torque input to the steering wheel 2 based on the relative rotational displacement amount between the input shaft 10 and the output shaft 12.
  • the detection result of the torque sensor 13 is input to the control device 14.
  • the control device 14 controls the electric motor 15 based on the steering torque detected by the torque sensor 13.
  • the speed reducer 20 has a drive pulley 21, a driven pulley 22, and a helical belt 30 wound around the drive pulley 21 and the driven pulley 22.
  • the driven pulley 22 has a larger outer diameter than the drive pulley 21.
  • the drive pulley 21 is fixed to the rotating shaft of the electric motor 15.
  • the driven pulley 22 is fixed to the pinion shaft 6.
  • a plurality of helical teeth 21 a are formed on the outer peripheral surface of the drive pulley 21.
  • a plurality of helical teeth 22 a are formed on the outer peripheral surface of the driven pulley 22.
  • the rotational speed of the drive pulley 21 is 1000 rpm or more and 4000 rpm or less, for example.
  • the load of the driven pulley 22 is, for example, not less than 0.5 kW and not more than 3 kW.
  • the steering torque is detected by the torque sensor 13, and the control device 14 drives the electric motor 15.
  • the electric motor 15 rotates the drive pulley 21, the helical belt 30 travels, and the driven pulley 22 and the pinion shaft 6 rotate.
  • the rotational force of the electric motor 15 is decelerated by the reduction gear 20 and transmitted to the pinion shaft 6.
  • the rotation of the steering wheel 2 is transmitted to the pinion shaft 6 via the steering shaft 3 and the intermediate shaft 4.
  • the rotation of the pinion shaft 6 is converted into the axial movement of the rack shaft 7, and the wheels 9 are thereby steered.
  • the steering of the driver is assisted by the rotation of the pinion shaft 6 being assisted by the electric motor 15.
  • the configuration of the electric power steering apparatus 1 to which the helical belt 30 of the present invention can be applied is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the driven pulley 22 of the speed reducer 20 may be fixed to the intermediate shaft 4 or the steering shaft 3.
  • the driven pulley 22 of the speed reducer 20 may be coupled to the rack shaft 7 via a conversion mechanism.
  • the conversion mechanism is, for example, a ball screw mechanism or a bearing screw mechanism, and converts the rotational force of the driven pulley 22 into an axial force of the rack shaft 7 and transmits it to the rack shaft 7.
  • the helical tooth belt 30 includes a back portion 31 in which a core wire 33 is spirally embedded along the belt longitudinal direction, and an inner peripheral surface of the back portion 31 (corresponding to one surface of the back portion 31). And a plurality of tooth portions 32 provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the belt.
  • the plurality of tooth portions 32 are integrally formed on the inner peripheral surface of the back portion 31.
  • the tooth part 32 is inclined and extended with respect to the belt width direction.
  • the inner peripheral surface of the helical belt 30, that is, the surface of the tooth portion 32 and a part of the inner peripheral surface of the back portion 31 are covered with a tooth cloth 35.
  • the outer peripheral surface of the back portion 31 (corresponding to the other surface of the back portion 31) is not covered with a cloth or the like, but may be covered with a back cloth.
  • the circumferential length of the helical belt 30 is, for example, 150 to 400 mm.
  • the numerical range represented by “X to Y” means X or more and Y or less.
  • the width W (see FIG. 4) of the helical belt 30 is, for example, 4 to 30 mm.
  • the tooth pitch P (see FIG. 3) of the tooth portion 32 is 1.5 mm or more and less than 2.0 mm, preferably 1.6 to 1.8 mm.
  • the thickness tb (see FIG. 3) of the back portion 31 is 0.4 to 1.2 mm.
  • the tooth height hb see FIG.
  • the tooth portion 32 is in the range of 0.6 mm or more and 1.0 mm or less and in the range of 40 to 50% with respect to the tooth pitch P.
  • the tooth height hb is a height in the range of 0.6 mm to 0.75 mm.
  • the tooth pitch P is 1.99 mm
  • the tooth height hb is 0.
  • the height is in the range of 796 mm to 0.995 mm.
  • the total thickness (maximum thickness) t (see FIG. 3) of the helical belt 30 is the sum of the thickness tb of the back portion 31 and the tooth height hb.
  • the inclination angle ⁇ (see FIG. 4) of the tooth portion 32 with respect to the belt width direction is, for example, 2 to 7 °, preferably 2 to 6 °.
  • the tooth pitch P (1.5 mm or more and less than 2.0 mm) of the helical belt 30 is relatively small as compared with the related art. Since the tooth pitch P is a relatively small value, the scale of the tooth portion 32 (the length hW of the tooth portion 32 in the belt longitudinal direction and the tooth height hb of the tooth portion 32: 3) is also small. As a result, the rigidity of the back portion 31 can be increased without increasing the thickness of the back portion 31 and the bending fatigue resistance can be sufficiently secured as compared with the conventional case, and the scale (tooth portion 32) of the tooth portion 32 can be secured. Since the length hW in the belt longitudinal direction and the tooth height hb) of the tooth portion 32 are relatively small, vibration and noise can be further suppressed.
  • the tooth pitch P that is, the scale of the tooth portion 32 (the length hW of the tooth portion 32 in the longitudinal direction of the belt and the tooth height hb of the tooth portion 32) is reduced, vibration and noise are further suppressed.
  • the scale of the tooth portion 32 is made too small, there is a concern that tooth jump (jumping) is likely to occur in meshing with the driving pulley 21 and the driven pulley 22 around which the helical belt 30 is wound. Therefore, by limiting the tooth height hb of the tooth portion 32 to a height in the range of 0.6 mm to 1.0 mm and in the range of 40 to 50% with respect to the tooth pitch P as described above. Even if the helical belt 30 is used in the speed reducer 20 driven with high load or high speed rotation, it is possible to run while balancing vibration and noise suppression and difficulty in jumping (jumping). Become.
  • the back portion 31 and the tooth portion 32 are composed of a rubber composition.
  • rubber components of the rubber composition chloroprene rubber (CR), nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber (HNBR), ethylene-propylene copolymer (EPM) ), Ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), styrene-butadiene rubber, butyl rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, and the like.
  • CR chloroprene rubber
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • EPM ethylene-propylene copolymer
  • EPDM Ethylene-propylene-diene terpolymer
  • styrene-butadiene rubber butyl rubber
  • chlorosulfonated polyethylene rubber and the like.
  • the back portion 31 and the tooth portion 32 are formed of the same rubber composition, but may be formed of different rubber compositions.
  • the rubber composition constituting the back portion 31 and the tooth portion 32 may contain various conventional additives (or compounding agents) as necessary.
  • Additives include vulcanizing agents or crosslinking agents (for example, oximes (such as quinonedioxime), guanidines (such as diphenylguanidine), metal oxides (such as magnesium oxide and zinc oxide)), vulcanization aids, Sulfur accelerators, vulcanization retarders, reinforcing agents (carbon black, silicon oxide such as hydrous silica), metal oxides (eg, zinc oxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, iron oxide, copper oxide, titanium oxide) , Aluminum oxide, etc.), filler (clay, calcium carbonate, talc, mica, etc.), plasticizer, softener (oils such as paraffin oil and naphthenic oil), processing agent or processing aid (stearic acid, stearin) Acid metal salts, wax, paraffin, etc.), anti-aging agents (aromatic amines, benzimidazo
  • the core wire 33 is spirally embedded in the back portion 31 along the belt longitudinal direction with a predetermined distance d (0.5 mm or more and 0.6 mm or less) in the belt width direction. That is, as shown in FIG. 5, the core wire 33 is arranged on the back portion 31 with a predetermined interval d in the belt width direction. More specifically, the ratio (%) of the total value of the distance d between the core wires 33 adjacent to each other in the belt width direction to the belt width W is in the range of 20% to 60% (preferably 20%).
  • the core wire 33 is embedded in the back portion 31 so as to be in the range of 40% or less.
  • the total value of the distance d between the core wires 33 adjacent to each other in the belt width direction includes the distance between the end of the belt and the core wire 33 (both end portions). That is, according to the present invention, the total value of the distance d between the cores 33 adjacent to each other in the belt width direction is calculated from the value of “belt width” to “total core wire diameter (core wire diameter ⁇ number of core wires”. It can be said that the value of “)” is subtracted. Therefore, the ratio (%) of the total value of the distance d between the core wires 33 adjacent to each other in the belt width direction to the belt width W is replaced with “relationship between the core wire diameter D and the core wire pitch SP”. It is possible (see Equation 1).
  • the core wire 33 is the center of the core wire 33 and the core wire 33 embedded in a spiral shape from one end of the back portion 31 in the belt width direction to the other end.
  • Each cord pitch SP which is the distance between them, is arranged so as to have a constant value in a range of 0.45 mm to 1.0 mm.
  • the apparent number of the core wires arranged in a belt width direction at a predetermined core wire pitch SP in a cross-sectional view is treated as “the number of core wires”. . That is, when one core wire 33 is embedded in a spiral shape, the number of spirals is defined as “number of core wires”.
  • the core wires 33 which are disposed at one end and the other end in the width direction of the back portion 31 of the helical belt 30 and are not circular in cross-sectional view are not included in the effective number and are cut in cross-sectional view. It is desirable to count the number of core wires 33 that are not present as the effective number. However, since the core wire 33 is actually embedded in a spiral shape, the arrangement of the core wire 33 differs depending on the portion of the endless helical tooth belt 30 from which the cross-section is taken.
  • each core wire pitch SP is constant within a range of 0.45 mm to 1.0 mm.
  • Value obtained by dividing the belt width by the core pitch SP (a constant value in the range of 0.45 mm to 1.0 mm), and rounding down the value after the decimal point, It is considered as “number of cores” (effective number). For example, if the belt width is 25 mm and the core pitch SP is 0.56 mm, the calculated value is 44.64, and the “number of cores” (effective number) is assumed to be 44.
  • the calculated value is 48.07, and the “number of cores” (effective number) is considered to be 48. If the belt width is 25 mm and the core pitch SP is 0.60 mm, the calculated value is 41.67, and the “number of cores” (effective number) is assumed to be 41.
  • the core wire 33 is composed of a twisted cord formed by twisting a plurality of strands.
  • One strand may be formed by bundling and aligning filaments (long fibers).
  • the diameter of the core wire 33 is 0.2 to 0.6 mm.
  • the twist configuration such as the thickness of the filament forming the twisted cord, the number of converging filaments, the number of strands, and the twisting method.
  • the material of the filament is high-strength glass fiber or carbon fiber. Both the high-strength glass fiber and the carbon fiber have high strength and low elongation and are suitable as the material of the core wire 33, but from the viewpoint of low cost, the high-strength glass fiber is more preferable.
  • a glass fiber having a tensile strength of 300 kg / cm 2 or more for example, a glass fiber having a composition shown in Table 1 below having a larger Si component than an alkali-free glass fiber (E glass fiber) is preferably used. it can. In Table 1, the composition of E glass fiber is also shown for comparison.
  • K glass fiber As such high-strength glass fiber, K glass fiber, U glass fiber (both manufactured by Nippon Glass Fiber Co., Ltd.), T glass fiber (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.), R glass fiber (manufactured by Vetrotex), S glass fiber, S -2 glass fiber, ZENTRON glass fiber (all manufactured by Owens Corning Fiberglass) and the like.
  • Examples of the carbon fiber include pitch-based carbon fiber, polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber, phenol resin-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, and polyvinyl alcohol-based carbon fiber.
  • Examples of commercially available carbon fibers include “Torayca (registered trademark)” manufactured by Toray Industries, Inc., “Tenax (registered trademark)” manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., and “Dialead (registered trademark)” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. Can be used. These carbon fibers can be used alone or in combination of two or more. Of these carbon fibers, pitch-based carbon fibers and PAN-based carbon fibers are preferable, and PAN-based carbon fibers are particularly preferable.
  • the twisted cord used as the core wire 33 is preferably subjected to an adhesion treatment in order to enhance the adhesion with the back portion 31.
  • an adhesion treatment for example, a method is adopted in which a twisted cord is immersed in a resorcin-formalin-latex treatment solution (RFL treatment solution) and then dried by heating to form a uniform adhesion layer on the surface.
  • the RFL treatment liquid is a mixture of an initial condensate of resorcin and formalin mixed with latex.
  • examples of latex used here include chloroprene, styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer (VP latex), hydrogenation. A nitrile, NBR, etc. are mentioned.
  • attachment process after pre-processing with an epoxy or an isocyanate compound, there also exists the method of processing with an RFL process liquid.
  • the tooth cloth 35 is preferably composed of a woven cloth in which warp yarns and weft yarns are vertically and horizontally woven according to a certain rule.
  • the weave of the woven fabric may be either a twill weave or a satin weave.
  • the form of warp and weft is either a multifilament yarn in which filaments (long fibers) are aligned or twisted, a monofilament yarn that is a single long fiber, or a spun yarn in which short fibers are twisted (spun yarn). May be.
  • the warp or weft is a multifilament yarn or a spun yarn, it may be a blended yarn or a blended yarn using a plurality of types of fibers.
  • the weft preferably includes an elastic yarn having stretchability.
  • the elastic yarn for example, a material having elasticity such as spandex made of polyurethane or a processed yarn obtained by expanding / contracting a fiber (for example, Woolley processing, crimping processing, etc.) is used.
  • elastic yarn is not used for warp. Therefore, weaving is easy.
  • the tooth cloth 35 is preferably arranged so that the warp of the woven cloth extends in the belt width direction and the weft extends in the belt longitudinal direction. Thereby, the stretchability of the tooth cloth 35 in the belt longitudinal direction can be ensured.
  • the tooth cloth 35 may be arranged so that the weft of the woven cloth extends in the belt width direction and the warp extends in the belt longitudinal direction. In this case, an elastic yarn having stretchability may be used as the warp.
  • the material of the fibers constituting the tooth cloth 35 any one of nylon, aramid, polyester, polybenzoxazole, cotton, or a combination thereof can be used.
  • the woven fabric used as the tooth cloth 35 may be subjected to an adhesion treatment in order to enhance the adhesion between the back part 31 and the tooth part 32.
  • an adhesion treatment a method is generally used in which a woven fabric is immersed in resorcin-formalin-latex (RFL solution) and then dried by heating to form a uniform adhesion layer on the surface.
  • RFL solution resorcin-formalin-latex
  • the present invention is not limited to this.
  • the rubber composition is dissolved in an organic solvent such as methyl ethyl ketone, toluene, xylene, etc. to form rubber paste.
  • a method of immersing a woven fabric in this rubber paste and impregnating and adhering the rubber composition can also be employed. These methods can be performed alone or in combination, and the processing order and the number of processing are not particularly limited.
  • the outer peripheral surface of the back portion 31 (corresponding to the other surface of the back portion 31) is not covered with a cloth or the like, but may be covered with a back cloth 36.
  • the back cloth 36 is a knitted cloth knitted with knitting yarn or a woven cloth woven by crossing warp and weft vertically and horizontally according to a certain rule. Preferably, it is configured.
  • a knitted fabric is a fabric having a structure in which one or two or more knitting yarns form a mesh (loop), and the next yarn is hooked on the loop to continuously create a new loop. That is, the knitted fabric is formed by making a loop without crossing yarns linearly.
  • the knitted fabric (or knitted fabric) may be either a weft knitted (or knitted fabric knitted by weft knitting) or a warp knitted (or knitted fabric knitted by warp knitting). It may be.
  • the shape of the knitted fabric is not limited to a planar shape or a cylindrical shape (circular knitting), and the knitted fabric may be either the front surface or the back surface of the belt body.
  • Examples of the weft knitting include a flat knitting (tengu knitting), a rubber knitting, a Kanoko knitting, a smooth knitting, and a jacquard knitting.
  • Examples of warp knitting or warp knitting structure) include single denby, single cord, tricot, and half tricot.
  • the woven fabric When using a woven fabric for the back fabric 36, the woven fabric may be any of plain weave, twill weave, satin weave, and the like. From the viewpoint of ensuring the flexibility of the helical belt 30, it is preferable that the woven structure or the knitted structure is easily stretchable in the belt longitudinal direction in order to bend easily in the belt longitudinal direction. For this reason, it is preferable to use a woven fabric containing elastic elastic yarns as wefts and to arrange the warp yarns of the woven fabric in the belt width direction and the weft yarns in the belt longitudinal direction.
  • the form of knitting yarn of knitted fabric or warp and weft of woven fabric is a multifilament yarn in which filaments (long fibers) are aligned or twisted, one monofilament yarn, which is a single long fiber, and short fibers are twisted Any spun yarn (spun yarn) may be used.
  • the warp or weft is a multifilament yarn or a spun yarn, it may be a blended yarn or a blended yarn using a plurality of types of fibers.
  • any one of nylon, aramid, polyester, or a combination thereof can be used. In this case, the back portion 31 is further reinforced, and the rigidity of the helical belt 30 is increased.
  • the woven or knitted fabric used as the back cloth 36 may be subjected to an adhesion treatment in order to enhance the adhesion with the back portion 31.
  • an adhesion treatment in order to enhance the adhesion with the back portion 31.
  • RRL solution resorcin-formalin-latex
  • the present invention is not limited to this, and after pretreatment with an epoxy or isocyanate compound, the rubber composition is dissolved in an organic solvent such as methyl ethyl ketone, toluene, xylene, etc.
  • a method of immersing a cloth in the rubber paste and impregnating and adhering the rubber composition can also be employed.
  • the belt elastic modulus is preferably 22 N /% or more (more preferably in the range of 30 N /% to 125 N /%, particularly preferably in the range of 30 N /% to 50 N /%).
  • the helical belt 30 is manufactured, for example, by the following procedure. First, a woven fabric that has been subjected to an adhesive treatment for forming the tooth cloth 35 is wound around a cylindrical mold (not shown) having a plurality of grooves corresponding to the plurality of tooth portions 32 of the helical tooth belt 30. Subsequently, a twisted cord constituting the core wire 33 is spirally spun around the outer peripheral surface of the wound woven fabric. Further, an unvulcanized rubber sheet for forming the back portion 31 and the tooth portion 32 is wound around the outer peripheral side to form an unvulcanized belt molded body.
  • the knitted fabric or woven cloth which forms the back cloth 36 is wound.
  • a woven fabric is used as the back fabric 36, it is preferable to perform an adhesion treatment on the woven fabric before winding.
  • the bonding process may not be performed.
  • a rubber jacket which is a steam blocking material is put on the outer side.
  • the belt molded body and the cylindrical mold covered with the jacket are accommodated inside the vulcanizing can.
  • the belt molded body is heated and pressurized inside the vulcanizing can to vulcanize the rubber sheet.
  • the rubber composition of the rubber sheet is press-fitted into the groove portion of the mold, and the tooth portion 32 is formed.
  • the plurality of helical belts 30 are obtained by cutting the removed sleeve-shaped molded body into a predetermined width.
  • the core wire 33 embedded in the back portion 31 is a twisted cord including high-strength glass fiber or carbon fiber, which is a high-strength (high-modulus) fiber material, and is adjacent to the core wire 33 adjacent in the belt width direction. Since the ratio of the total distance d to the line 33 to the belt width W is in the range of 20% or more and 60% or less, the density of the core array can be made relatively dense. Thereby, the rigidity of the back part 31 can be further increased by the core wire 33 while ensuring the flexibility of the back part 31.
  • the tooth portion 32 can be connected to the drive pulley 21 or the driven pulley 22. It is possible to suppress vibration (string vibration) centered on the core wire 33 of the helical belt 30 that occurs when meshing with the tooth portion. Thereby, the noise which arises by a vibration can be reduced.
  • the diameter D of the core wire 33 is 0.2 mm or more and 0.6 mm or less. Therefore, the rigidity of the back part 31 can be further increased by the core wire 33 while ensuring the flexibility of the back part 31.
  • each core wire pitch SP between the core wires is in a range of 0.45 mm to 1.0 mm.
  • the tooth belt 30 has a tooth pitch P of 1.5 mm or more and less than 2.0 mm
  • the back portion 31 has a thickness of 0.4 mm or more and 1.2 mm or less.
  • the thickness of the back portion 31 is comparable to that of a conventional helical belt used in the reduction gear 20 of an electric power steering device for automobiles, but the tooth pitch P is relatively low. small. Since the tooth pitch P is a relatively small value as described above, the scale of the tooth portion 32 (the length hW of the tooth portion 32 in the belt longitudinal direction and the tooth height hb of the tooth portion 32) correspondingly. Is also getting smaller.
  • the rigidity of the back part 31 can be increased without increasing the thickness of the back part 31 and the bending fatigue resistance can be sufficiently secured as compared with the conventional case, and the scale of the tooth part 32 (of the tooth part 32) can be secured. Since the length hW in the belt longitudinal direction and the tooth height hb) of the tooth portion 32 are relatively small, vibration and noise can be further suppressed.
  • the tooth height hb of the tooth portion 32 is in the range of 0.6 mm to 1.0 mm and in the range of 40 to 50% with respect to the tooth pitch P.
  • the present invention is characterized in that the vibration and noise of the helical belt can be reduced by reducing the tooth pitch P compared to the conventional helical tooth belt, but when the tooth pitch P is reduced, the tooth height hb is also reduced. Therefore, there is a concern that tooth jumping (jumping) is likely to occur in meshing with a pulley around which a helical belt is wound. For this reason, in the present invention, it is necessary to achieve both reduction of the vibration and noise of the helical belt and difficulty in occurrence of tooth jumping (jumping). Therefore, in this example, helical belts according to Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5 were manufactured, and a sound pressure measurement test and a jumping test were performed, and comparative verification was performed.
  • the twisted cord of A1 was created according to the following procedure. Filaments of glass fiber of the designation KCG150 described in JIS R 3413 (2012) were bundled and aligned to form three strands. These three strands were immersed in an RFL solution (18 to 23 ° C.) having the composition shown in Table 3 below for 3 seconds, and then heated and dried at 200 to 280 ° C. for 3 minutes to uniformly adhere to the surface. A layer was formed. After this adhesion treatment, three strands were twisted at a twist rate of 12 times / 10 cm to give a twisted cord with a single twist and a diameter of 0.35 mm.
  • the twisted cords A2 and A3 were prepared in the same manner as A1 except that the glass fibers were changed to UCG150 and ECG150.
  • the A4 twisted cord is made in the same way as the core wires of A1 to A3, except that the strand used is a single strand of carbon fiber filaments (3K) bundled and aligned.
  • the tooth cloth used for the helical belts of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5 was one type.
  • a twill weave was used as the tooth cloth, and the warp yarn of the woven fabric was arranged in the belt width direction and the weft yarn was extended in the belt longitudinal direction.
  • multifilament yarn of 66 nylon having a fineness of 155 dtex and multifilament yarn of spandex (polyurethane elastic fiber) having a fineness of 122 dtex were used.
  • As the warp for the woven fabric 66 nylon multifilament yarn having a fineness of 155 dtex was used. Note that dtex (decitex) is the mass of a 10000 meter yarn expressed in grams.
  • the woven fabric used for the tooth cloth was immersed in the RFL solution shown in Table 3 and then heat-dried to give an adhesive treatment that uniformly forms an adhesive layer on the surface.
  • Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5 were performed using the twisted cords (core wires) A1 to A4, the tooth cloth, and the unvulcanized rubber sheet having the composition C1 to C3 according to the procedure described in the above embodiment.
  • a helical tooth belt was created. Vulcanization was performed at 161 ° C. for 25 minutes.
  • the configurations of the helical belts of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Tables 5 to 10 below.
  • the belt widths of the helical belts of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5 were all 25 mm, and the inclination angles of the tooth portions with respect to the belt width direction were all 5 °.
  • Example 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5 the tooth height hb of the belt is varied, but the tooth gap depth of the pulley used in each test is as shown in Table 11. A pulley having a tooth gap depth corresponding to each tooth height hb was used.
  • Table 5 the configurations of the helical belts of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 are described for comparison with the tooth pitch P varied.
  • Table 6 shows the configurations of the helical belts of Examples 2 and 5 to 8 for comparison with the tooth height hb varied based on the helical belt of Example 2.
  • Table 7 the configurations of the helical belts of Examples 2, 9 to 11 and Comparative Example 3 are described in order to make a comparison by varying the belt back thickness tb based on the helical belt of Example 2. is doing.
  • Table 8 shows the configurations of the helical belts of Examples 2 and 12 to 13 for comparison with the rubber component changed based on the helical belt of Example 2.
  • Table 9 the configurations of the helical belts of Examples 2, 14 to 16 and Comparative Example 4 are compared in order to compare the density of the core wire arrangement based on the helical belt of Example 2. It is described.
  • Table 10 shows the configurations of the helical belts of Examples 17 to 18 and Comparative Example 5 in order to make a comparison in which the cord material was changed based on the helical belt of Example 2. ing.
  • the belt elastic modulus (tensile elastic modulus) was measured for the helical belts of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5 (belt longitudinal direction). A method for measuring the belt elastic modulus will be described. A pair of pulleys (30 teeth outer diameter 18.6 mm) were attached to the lower fixed part and upper load cell connecting part of Autograph (Shimadzu Corporation "AGS-J10kN"), and a helical belt was hung on the pulley. . Next, the upper pulley was raised, and tension (about 10 N) was applied to such an extent that the helical belt did not loosen.
  • the position of the upper pulley in this state is set as the initial position, the upper pulley is raised at a speed of 50 mm / min, and immediately after the tension of the helical belt reaches 500 N, the upper pulley is lowered and returned to the initial position. It was.
  • SS diagram stress-strain curve showing the relationship between the belt tension (N) and the belt elongation (%) measured at this time
  • a straight line in a relatively linear region (100 to 500 N) is shown. From the inclination (average inclination), the value (N /%) of the belt tension (N) relative to the belt elongation ratio (%) was calculated, and this was defined as the belt elastic modulus (tensile elastic modulus).
  • the belt elastic modulus tensile elastic modulus
  • a helical belt is wound between the drive pulley 21 and the driven pulley 22, the distance between the pulley axes is adjusted so that the belt tension is 90N, a load of 5 Nm is applied to the driven pulley, and the drive pulley is The toothed belt was run at a rotational speed of 1200 rpm. The ambient temperature was 23 ° C. Then, the sound pressure (noise level) was measured with the sound collecting microphone M of the sound level meter. In order to explain the position of the sound collecting microphone M, the sound collecting microphone M is displayed on the speed reducer 20 shown in FIG.
  • the sound collecting microphone M is a straight line A that is perpendicular to a straight line T that passes through the center position S of the drive pulley 21 and passes through the center position S of the drive pulley 21 and the center position K of the driven pulley 22. Is moved by 25 mm in the direction of the driven pulley 22 and arranged at a position 30 mm away from the outer peripheral surface of the helical belt 30 in the vertical direction from the portion B in contact with the outer peripheral surface of the helical belt 30.
  • Tables 5 to 10 show the measurement results measured with the sound collecting microphone M. In the measurement results of Tables 5 to 10, the sound pressure value is described as an integer value rounded to one decimal place.
  • ranks are used using ranks A, B, and C according to the numerical value of sound pressure. If sound pressure (an integer value rounded to the first decimal place) is 55 dBA or less, rank A, 56 to 57 dBA Is rank B, and rank C if 58 dBA or higher. From the viewpoint of appropriateness as a practical noise level of the helical belt, the rank A and B belts are preferable, and the rank A belt is particularly preferably used.
  • the jumping torque value is used as an index (the larger the torque value, the more difficult the tooth jumping), and the jumping torque value is 11.2 N ⁇ m or higher rank A
  • 11 Rank B was assigned when the value was greater than or equal to 0.0 N ⁇ m and less than 11.2 N ⁇ m
  • rank C was designated when it was less than 11.0 N ⁇ m. From the viewpoint of appropriateness for actual use in this application, the belts of ranks A and B were set to pass levels.
  • Rank B is a case where cracks did not occur in the 500th cycle and cracks occurred in the 1000th cycle.
  • Rank C is when cracks occurred at the 500th cycle.
  • As an index of cold resistance (low temperature durability) when using a belt in a cold area where the minimum temperature reaches -40 ° C, it is likely to reach a crack life in the order of ranks B and C compared to a rank A belt. The grade is inferior in durability. From the viewpoint of appropriateness for actual use in a cold region where the minimum temperature reaches ⁇ 40 ° C., the rank A and B belts are preferred, and the rank A belt is particularly preferred.
  • Test results For the helical tooth belts of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5, the measured values of the belt elastic modulus and the results of each ranking in the sound pressure test, jumping test, and cold resistance test were comprehensively determined according to the following criteria. Dominance judgment was performed. -A judgment: When all test items are rank A-B judgment: There are no test items of rank C, but there is at least one test item of rank B-C judgment: One test item of rank C is If there is
  • the helical belts of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 shown in Table 5 are helical belts having the same configuration except that the tooth pitch P is varied.
  • the helical belts of Examples 1 to 4 have a sound pressure (rank A or rank B) that is lower than that of a conventional helical belt (comparative example 2) having a tooth pitch (2.0 mm), jumping properties, Cold resistance was also at an acceptable level (rank A), and the overall judgment was A or B.
  • Comparative Example 1 is an example (1.40 mm) in which the tooth pitch P is further reduced as compared with Examples 1 to 4, but the sound pressure is reduced, but it is rejected (rank C) in terms of jumping properties. became.
  • Example 6 (Comparison with variable tooth height hb)
  • the helical belts of Examples 5 to 8 shown in Table 6 are based on the helical belt of Example 2 (tooth pitch 1.75 mm), and the tooth height hb is changed with the tooth pitch 1.75 mm.
  • Example 6 (41%), Example 2 (44%), and Example 7 (49%) in which the tooth height hb is 40 to 50% of the tooth pitch P, the sound pressure is Reduced (rank A), jumping properties and cold resistance were also acceptable levels (rank A), and A was determined as a comprehensive determination.
  • Example 5 in which the tooth height hb is 37% with respect to the tooth pitch P, the jumping property is slightly small (rank B), and the tooth height hb is 54% with respect to the tooth pitch P.
  • Example 8 the sound pressure was slightly high (rank B), and the overall determination was B determination.
  • Example 9 (0.4 mm), Example 10 (0.6 mm), and Example 11 (1.2 mm) in which the thickness tb of the belt back portion is in the range of 0.4 to 1.2 mm, the sound pressure is Reduced (rank A or B), jumping property and cold resistance were also acceptable levels (rank A or B), and were judged as A or B in the overall judgment.
  • the decrease in cold resistance means that defects such as cracks are likely to occur when used (bent running) in a low temperature environment.
  • cold resistance assuming use in a cold region is also important.
  • a helical tooth belt having a small back thickness tb has increased vibration (sound pressure) due to a decrease in belt rigidity (improved flexibility). While quietness is reduced, cold resistance is improved.
  • a helical belt with a large back portion thickness tb reduces vibration (sound pressure) and improves quietness, but decreases cold resistance due to an increase in belt rigidity (decrease in flexibility).
  • the upper and lower limits of the back thickness tb are important.
  • the thickness tb of the back is 0.4 to 1.2 mm is appropriate, and 0.6 mm to 0.9 mm is particularly preferable.
  • Example 12 (Comparison with changed rubber components)
  • Example 13 (Comparison with changed rubber components)
  • the rubber component is changed based on the helical belt of Example 2 (EPDM).
  • the rubber component is CR
  • Example 13 in which H-NBR is used the effect of reducing the sound pressure (rank A) is observed as in Example 2 (EPDM), and the jumping property is also equivalent.
  • the cold resistance was slightly inferior (rank B), so that the overall judgment was B.
  • Example 14 to 16 and Comparative Example 4 shown in Table 9 are based on the helical belt of Example 2 (ratio of the total value of the distance d to the belt width W: 37.5%). This is an example in which the ratio is varied by changing the core pitch SP.
  • Example 14 (22.2%), Example 15 (46.2%), and Example 16 (56.3%) in which the ratio of the total distance d to the belt width W is in the range of 20% to 60%.
  • the sound pressure was reduced (rank A or B), the jumping property and cold resistance were also acceptable levels (rank A or B), and the overall judgment was A or B.
  • Comparative Example 4 in which the ratio of the total value of the distance d to the belt width W is as large as 61.1%, the density of the core wire array is small, so that the belt elastic modulus that can suppress vibration cannot be obtained (belt The width was less than 22 N /% per mm, and the sound pressure did not decrease (rank C).
  • the ratio of the total value of the distance d to the belt width W is preferably in the range of 20 to 60%, particularly preferably in the range of 20 to 40%.
  • the belt elastic modulus per 1 mm belt width is preferably 22 N /% or more, and particularly preferably 30 N /% or more.
  • Example 17 using a core wire of high-strength glass fiber (U glass fiber: A2) different from Example 2, and Example 18 using a core wire of carbon fiber (A4), it is equivalent to Example 2. It was performance.
  • the comparative example 5 is an example using the core wire of the glass fiber (E glass fiber: A3) which is not high-strength glass fiber, vibration was not suppressed and sound pressure was not reduced (rank C). Furthermore, the jumping performance was also rejected (rank C).
  • Electric power steering device 15 Electric motor (drive source) 20 Reduction gear (belt transmission) 21 Driving pulley 22 Driven pulley 30 Helical belt 31 Back 32 Teeth 33 Core wire 35 Tooth cloth P Tooth pitch SP Core wire pitch hW Length of tooth in longitudinal direction of belt t Total thickness of helical belt tb Thickness hb Teeth height

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Abstract

背部（３１）と、ベルト幅方向に配列されて埋設された心線（３３）と、背部（３１）の一方の表面にベルト長手方向に沿って所定間隔で設けられ、それぞれがベルト幅方向に対して傾斜する複数の歯部（３２）とを有するはす歯ベルト（３０）であって、歯部（３２）の表面および背部（３１）の一方の表面の一部が、歯布（３５）で構成されており、歯部（３２）の歯ピッチＰが、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満であり、背部（３１）の厚みが０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であって、心線（３３）は高強度ガラス繊維または炭素繊維を含む撚りコードであり、ベルト幅方向に隣り合う心線（３３）と心線（３３）との間隔ｄの合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合が２０％以上６０％以下の範囲である、はす歯ベルト（３０）を提供する。

Description

はす歯ベルトおよびベルト伝動装置
　本発明は、はす歯ベルトであって、特に、高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に適用されるはす歯ベルト、および、ベルト伝動装置に関する。
　例えば、電動パワーステアリング装置の減速装置のように、高負荷または高速回転で駆動されるベルト伝動装置において、ベルト幅方向に平行に延びる歯部を有する直歯ベルトを使用すると、歯部とプーリの歯部との噛み合いの開始時および終了時に、大きな騒音や振動が発生する。この問題の対策として、歯部がベルト幅方向に対して斜めに配置されたはす歯ベルトが使用されている。はす歯ベルトは、歯部とプーリの歯部との噛み合わせが、歯部の幅方向一端から他端へと順次進む。そのため、直歯ベルトを用いたベルト伝動装置に比べて、騒音および振動を低減できる。
　しかし、はす歯ベルトを用いても、必ずしも騒音および振動を充分に低減できない場合があった。これに対して、例えば特許文献１、および、特許文献２は、はす歯ベルトを用いた高負荷または高速回転で駆動されるベルト伝動装置において、騒音および振動をより低減する技術を提案している。
　特許文献１では、歯ピッチをＰｔ、ベルト幅をＷとして、歯筋角度θを、－０．２≦１－Ｗ・ｔａｎθ／Ｐｔ≦０．７５を満たす値に設定している。加えて、はす歯ベルトの歯部とプーリの歯部との間のバックラッシ（隙間）を歯ピッチＰｔの１．６％～３％に設定している。
　特許文献２では、歯筋角度θを７度以上且つ１０度以下としている。加えて、背部の厚みをｔｂ、歯部の歯高さをｈｂとして、厚みｔｂの歯高さｈｂに対する比率（１００×ｔｂ／ｈｂ）を、１２０％以上２４０％以下に設定している。
　近年、自動車の静粛化が進んでいるため、例えば、電動パワーステアリング装置の減速装置などのベルト伝動装置は、騒音をより低減することが求められている。しかしながら、特許文献１、および、特許文献２の技術では、満足できるレベルまで騒音および振動を低減することができていない。
日本国特開２００４－３０８７０２号公報 国際公開第２０１４／０２４３７７号
　この点、騒音および振動を低減させるために、はす歯ベルトの剛性（弾性率）を高めることが考えられる。剛性を高める方法としては、はす歯ベルトの厚み（特に背部の厚み）を大きくする方法が挙げられる。しかし、この方法では振動や騒音を抑制できても、はす歯ベルトの屈曲性が悪くなるため、プーリ上での屈曲疲労が増大し、特に低温環境で亀裂が入りやすくなる。従って、はす歯ベルトの厚みを大きくすることなく剛性を高め、耐屈曲疲労性を充分に確保する必要がある。
　一方で、振動および騒音を抑制するにあたり、はす歯ベルトの伝動性能（はす歯ベルトが巻き掛けられるプーリとの噛み合いにおいて歯飛び（ジャンピング）しないことなど）は担保する必要がある。
　そこで、本発明は、はす歯ベルトの厚みを大きくすることなく剛性を高め、高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に使用された場合に、伝動性能を保持しつつ騒音および振動をより低減できるはす歯ベルトを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための本発明のはす歯ベルトは、
　背部と、
　前記背部に、ベルト幅方向に配列されて埋設された、心線と、
　前記背部の一方の表面にベルト長手方向に沿って所定間隔で設けられ、それぞれがベルト幅方向に対して傾斜する複数の歯部と、を有するはす歯ベルトであって、
　前記歯部の表面および前記背部の前記一方の表面の一部が、歯布で構成されており、
　前記複数の歯部の歯ピッチが、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満であり、
　前記背部の厚みが、０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であって、
　前記心線は、高強度ガラス繊維または炭素繊維を含む撚りコードであり、
　前記ベルト幅方向に隣り合う心線と心線との間隔の合計値の、ベルト幅に対する割合が、２０％以上６０％以下の範囲である。
　上記構成によれば、背部の歯部側の表面は、歯布で構成されていることから、補強されて剛性が高められる。また、背部に埋設される心線は、高強度（高弾性率）の繊維材である高強度ガラス繊維または炭素繊維を含む撚りコードにして、ベルト幅方向で隣り合う心線と心線との間隔の合計値の、ベルト幅に対する割合を２０％以上６０％以下の範囲にしているので、心線配列の密度の程度を比較的密にすることができる。これにより、背部の屈曲性を確保しつつ、心線によって背部の剛性をより高めることができる。
　このように背部の剛性を高めたことで、はす歯ベルトが、高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に使用されても、歯部がプーリの歯部と噛み合う際に生じる、はす歯ベルトの心線を中心とした振動（弦振動）を抑制できる。これにより、振動により生じる騒音を低減することができる。
　また、上記はす歯ベルトは、歯ピッチが１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満で、背部の厚みは０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である。これらの値に関して、例えば、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置に用いられる従来のはす歯ベルトに比べて、背部の厚みに関しては同程度であるが、歯ピッチに関しては比較的小さい。このように歯ピッチが比較的小さい値であることから、これに対応して歯部のスケール（歯部のベルト長手方向の長さ、及び、歯部の歯高さ）も小さくなっている。そのため、従来に比べて、背部の厚みを大きくすることなく背部の剛性を高めて、耐屈曲疲労性を充分に確保することができ、尚且つ、歯部のスケール（歯部のベルト長手方向の長さ、及び、歯部の歯高さ）を比較的小さくしていることから振動および騒音をより抑制することができる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、心線の径が０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲である。
　上記構成によれば、心線の径が、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。そのため、背部の屈曲性を確保しつつ、心線によって背部の剛性をより高めることができる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、前記心線と心線との間の各心線ピッチが、０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲になるように配列されている。
　上記構成では、背部に埋設される心線は、心線間の各心線ピッチが、０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲になるように配列されている。これにより、背部の厚みを更に大きくしたり、心線の径を更に大きくしたりすることなく（屈曲性を犠牲にすることなく）、はす歯ベルトの剛性を更に高めることができる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、前記背部に埋設された前記心線は、当該はす歯ベルトのベルト幅方向の一方の端から他方の端にかけて、前記各心線ピッチが、０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲の一定の値になるように配列されている。
　上記構成によれば、背部の厚みを更に大きくしたり、心線の径を更に大きくしたりすることなく（屈曲性を犠牲にすることなく）、はす歯ベルトの剛性を更に高めることができ、振動および騒音をより抑制することができる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、前記歯部の歯高さが、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で、且つ、前記歯ピッチに対して４０～５０％の範囲の高さである。
　歯ピッチ、即ち、歯部のスケール（歯部のベルト長手方向の長さ、及び、歯部の歯高さ）を小さくすれば、振動および騒音をより抑制することができる一方で、あまりに歯部のスケールを小さくすれば、はす歯ベルトが巻き掛けられるプーリとの噛み合いにおいて歯飛び（ジャンピング）しやすくなることが懸念される。そこで、振動及び騒音の抑制と、歯飛び（ジャンピング）の生じ難さとのバランスをとる必要がある。
　上記構成のはす歯ベルトでは、歯部の歯高さを、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で、且つ、歯ピッチに対して４０～５０％の範囲の高さに制限することにより、高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に使用されても、振動及び騒音の抑制と、歯飛び（ジャンピング）の生じ難さとのバランスをとった走行を可能にすることができる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、前記背部がゴム成分を含み、該ゴム成分が少なくともエチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体または水素化ニトリルゴムを含んでいる。
　上記構成によれば、振動および騒音をより抑制することができる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、前記歯布が経糸および緯糸を含む織布で構成されており、経糸または緯糸がベルト長手方向に延びるように配置されており、該ベルト長手方向に延びるように配置された経糸または緯糸が伸縮性を有する弾性糸を含んでいる。
　上記構成によれば、振動および騒音をより抑制することができる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、前記歯布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、および綿からなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含んでいる。
　上記構成によれば、振動および騒音をより抑制することができる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、前記背部の他方の表面が、背布で構成されており、前記背布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、およびポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含んでいる。
　上記構成によれば、背部の他方の面は背布で構成され、この背布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、およびポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含むため、背部は、更に補強されて剛性が高められる。
　また、本発明の一側面は、上記はす歯ベルトにおいて、所定の取付張力でプーリ間に巻き掛けられる際の、ベルト伸長率（％）に対するベルト幅１ｍｍあたりのベルト張力（Ｎ）で定義されるベルト弾性率が、２２Ｎ／％以上である。
　上記構成によれば、屈曲性を確保しつつ、背部の剛性を高めた、はす歯ベルトをベルト弾性率によって定義することができる。これにより、設計者は、はす歯ベルトの背部の設計仕様を客観的に判断することができる。
　また、本発明のベルト伝動装置は、駆動源によって回転駆動される駆動プーリと、
　従動プーリと、
　前記駆動プーリおよび前記従動プーリに巻き掛けられる、上記はす歯ベルトと、を備えるベルト伝動装置である。
　上記構成によれば、駆動プーリの駆動力を従動プーリに伝動させるベルト伝動装置において、騒音および振動を低減することができる。
　また、本発明の一側面は、上記ベルト伝動装置において、前記駆動プーリの回転速度が１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下である。
　上記構成によると、高速回転で駆動されるベルト伝動装置において、騒音および振動を充分に低減できる。
　また、本発明の一側面は、上記ベルト伝動装置において、前記従動プーリの負荷が０．５ｋＷ以上３ｋＷ以下である。
　上記構成によると、高負荷で駆動されるベルト伝動装置において、騒音および振動を充分に低減できる。
　また、本発明の一側面は、上記ベルト伝動装置において、前記従動プーリの外径が、前記駆動プーリの外径より大きく、
　前記ベルト伝動装置が、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置である。
　上記構成によると、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置において、騒音および振動を充分に低減できる。
　はす歯ベルトの厚みを大きくすることなく剛性を高め、高負荷又は高速回転で駆動されるベルト伝動装置に使用された場合に、伝動性能を保持しつつ騒音および振動をより低減できるはす歯ベルトを提供することができる。
図１は、本実施形態のはす歯ベルトが適用される電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、電動パワーステアリング装置の減速装置の側面図である。 図３は、はす歯ベルトの部分斜視図である。 図４は、はす歯ベルトを内周側から見た図である。 図５は、はす歯ベルトのベルト幅方向の断面図である。 図６は、ジャンピング試験で使用する２軸トルク測定試験機の説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態のはす歯ベルト３０は、例えば図１に示す自動車用の電動パワーステアリング装置１の減速装置２０（ベルト伝動装置）に用いられる。
　〔電動パワーステアリング装置の構成〕
　電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置１は、ステアリングホイール２に連結されたステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に連結された中間軸４と、中間軸４に連結されて、ステアリングホイール２の回転に連動して車輪９を操舵する操舵機構５とを有する。
　操舵機構５は、中間軸４に連結されたピニオン軸６と、ピニオン軸６に噛み合うラック軸７とを含む。ラック軸７は、車両の左右方向に沿って延びている。ラック軸７の軸方向の途中部には、ピニオン軸６に設けられたピニオン６ａと噛み合うラック７ａが形成されている。ラック軸７の両端部には、タイロッド８およびナックルアーム（図示せず）を介して車輪９が連結されている。ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト３および中間軸４を介してピニオン軸６に伝達される。ピニオン軸６の回転は、ラック軸７の軸方向への移動に変換される。これにより、車輪９が転舵される。
　電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２に加えられる操舵トルクに応じて操舵補助力を得られるようになっている。そのための手段として、電動パワーステアリング装置１は、操舵トルクを検出するトルクセンサ１３と、制御装置１４と、操舵補助用の電動モータ１５（駆動源）と、電動モータ１５の駆動力を操舵機構５に伝動する伝動装置としての減速装置２０とを含む。
　トルクセンサ１３で操舵トルクを検出するために、ステアリングシャフト３は、入力軸１０と、トーションバー１１と、出力軸１２を有する。ステアリングホイール２が操作されて、入力軸１０に操舵トルクが入力されると、トーションバー１１がねじり変形して、入力軸１０と出力軸１２が相対回転する。トルクセンサ１３は、入力軸１０と出力軸１２との相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ１３の検出結果は、制御装置１４に入力される。制御装置１４は、トルクセンサ１３によって検出された操舵トルク等に基づいて、電動モータ１５を制御する。
　減速装置２０は、駆動プーリ２１と、従動プーリ２２と、駆動プーリ２１および従動プーリ２２に巻き掛けられるはす歯ベルト３０とを有する。従動プーリ２２は、駆動プーリ２１よりも外径が大きい。駆動プーリ２１は、電動モータ１５の回転軸に固定される。従動プーリ２２は、ピニオン軸６に固定される。図２に示すように、駆動プーリ２１の外周面には、複数のはす歯２１ａが形成されている。従動プーリ２２の外周面には、複数のはす歯２２ａが形成されている。駆動プーリ２１の回転速度は、例えば、１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下である。従動プーリ２２の負荷は、例えば、０．５ｋＷ以上３ｋＷ以下である。
　ステアリングホイール２が操作されると、操舵トルクがトルクセンサ１３により検出されて、制御装置１４が電動モータ１５を駆動する。電動モータ１５が駆動プーリ２１を回転させると、はす歯ベルト３０が走行して、従動プーリ２２およびピニオン軸６が回転する。電動モータ１５の回転力は、減速装置２０によって減速されて、ピニオン軸６に伝達される。また、上述したように、ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト３および中間軸４を介してピニオン軸６に伝達される。そして、ピニオン軸６の回転は、ラック軸７の軸方向移動に変換されて、これにより、車輪９が操舵される。このように、電動モータ１５によって、ピニオン軸６の回転が補助されることで、運転者の操舵が補助される。
　なお、本発明のはす歯ベルト３０を適用可能な電動パワーステアリング装置１の構成は、図１に示す構成に限定されない。例えば、減速装置２０の従動プーリ２２が、中間軸４またはステアリングシャフト３に固定されていてもよい。また、例えば、減速装置２０の従動プーリ２２が、変換機構を介してラック軸７に連結されていてもよい。変換機構は、例えば、ボールねじ機構またはベアリングねじ機構であって、従動プーリ２２の回転力をラック軸７の軸方向の力に変換してラック軸７に伝達する。
　〔はす歯ベルトの構成〕
　図３に示すように、はす歯ベルト３０は、心線３３がベルト長手方向に沿って螺旋状に埋設された背部３１と、背部３１の内周面（背部３１の一方の表面に相当）にベルト長手方向に沿って所定間隔で設けられた複数の歯部３２とを有する。本実施形態では、複数の歯部３２は、背部３１の内周面に一体成形されている。また、図４に示すように、歯部３２は、ベルト幅方向に対して傾斜して延びている。また、はす歯ベルト３０の内周面、即ち、歯部３２の表面および背部３１の内周面の一部は、歯布３５で被覆されている。なお、本実施形態では、背部３１の外周面（背部３１の他方の表面に相当）は、布等では被覆されていないが、背布によって被覆されていてもよい。
　はす歯ベルト３０の周長は、例えば、１５０～４００ｍｍである。なお、本明細書において、「Ｘ～Ｙ」で表した数値範囲は、Ｘ以上Ｙ以下を意味する。はす歯ベルト３０の幅Ｗ（図４参照）は、例えば、４～３０ｍｍである。歯部３２の歯ピッチＰ（図３参照）は、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満で、好ましくは１．６～１．８ｍｍである。歯ピッチＰが１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満の場合、背部３１の厚みｔｂ（図３参照）は、０．４～１．２ｍｍである。また、歯部３２の歯高さｈｂ（図３参照）は、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で、且つ、歯ピッチＰに対して４０～５０％の範囲の高さである。例えば、歯ピッチＰが１．５ｍｍであれば、歯高さｈｂは０．６ｍｍ～０．７５ｍｍの範囲の高さであり、歯ピッチＰが１．９９ｍｍであれば、歯高さｈｂは０．７９６ｍｍ～０．９９５ｍｍの範囲の高さである。はす歯ベルト３０の総厚（最大厚さ）ｔ（図３参照）は、背部３１の厚みｔｂと歯高さｈｂとの合計である。歯部３２のベルト幅方向に対する傾斜角度θ（図４参照）は、例えば、２～７°、好ましくは２～６°である。
　上記のように、本実施形態では、はす歯ベルト３０の歯ピッチＰ（１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満）に関しては、従来に比べて比較的小さい。このように歯ピッチＰが比較的小さい値であることから、これに対応して歯部３２のスケール（歯部３２のベルト長手方向の長さｈＷ、及び、歯部３２の歯高さｈｂ：図３参照）も小さくなっている。これにより、従来に比べて、背部３１の厚みを大きくすることなく背部３１の剛性を高めて、耐屈曲疲労性を充分に確保することができ、尚且つ、歯部３２のスケール（歯部３２のベルト長手方向の長さｈＷ、及び、歯部３２の歯高さｈｂ）を比較的小さくしていることから振動および騒音をより抑制することができる。
　ただし、歯ピッチＰ、即ち、歯部３２のスケール（歯部３２のベルト長手方向の長さｈＷ、及び、歯部３２の歯高さｈｂ）を小さくすれば、振動および騒音をより抑制することができる一方で、あまりに歯部３２のスケールを小さくすれば、はす歯ベルト３０が巻き掛けられる駆動プーリ２１及び従動プーリ２２との噛み合いにおいて歯飛び（ジャンピング）しやすくなることが懸念される。そこで、上記のように歯部３２の歯高さｈｂを、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で、且つ、歯ピッチＰに対して４０～５０％の範囲の高さに制限することにより、はす歯ベルト３０が高負荷又は高速回転で駆動される減速装置２０に使用されても、振動及び騒音の抑制と、歯飛び（ジャンピング）の生じ難さとのバランスをとった走行が可能になる。
　〔背部及び歯部〕
　背部３１及び歯部３２は、ゴム組成物で構成され、このゴム組成物のゴム成分としては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、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）、スチレン－ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム等が用いられる。これらのゴム成分は、単独または組み合わせて使用できる。好ましいゴム成分は、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）であり、クロロプレンゴム、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）も好適に用いられる。特に好ましくは、少なくともエチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）または水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を含む構成である。本実施形態では、背部３１及び歯部３２は、同じゴム組成物で形成されているが、異なるゴム組成物で形成されていてもよい。
　背部３１及び歯部３２を構成するゴム組成物は、必要に応じて、慣用の各種添加剤（または配合剤）を含んでいてもよい。添加剤としては、加硫剤または架橋剤（例えば、オキシム類（キノンジオキシムなど）、グアニジン類（ジフェニルグアニジンなど）、金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化亜鉛など））、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、補強剤（カーボンブラック、含水シリカなどの酸化ケイ素など）、金属酸化物（例えば、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、酸化アルミニウムなど）、充填剤（クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカなど）、可塑剤、軟化剤（パラフィンオイル、ナフテン系オイルなどのオイル類など）、加工剤または加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィンなど）、老化防止剤（芳香族アミン系、ベンズイミダゾール系老化防止剤など）、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤など）、潤滑剤、難燃剤、帯電防止剤などが例示できる。これらの添加剤は、単独または組み合わせて使用でき、ゴム成分の種類や用途、性能などに応じて選択できる。
　〔心線〕
　心線３３は、背部３１に、ベルト長手方向に沿って、ベルト幅方向に所定の間隔ｄ（０．５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下）を空けて螺旋状に埋設されている。即ち、心線３３は、図５に示すように、背部３１に、ベルト幅方向に所定の間隔ｄを空けて配列されている。より詳細には、ベルト幅方向に隣り合う心線３３と心線３３との間隔ｄの合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合（％）が、２０％以上６０％以下の範囲（好ましくは２０％以上４０％以下の範囲）になるように、心線３３は背部３１に埋設されている。なお、ベルト幅方向に隣り合う心線３３と心線３３との間隔ｄの合計値には、ベルトの端と心線３３との間隔も含まれる（両端部分）。即ち、本発明の、ベルト幅方向に隣り合う心線３３と心線３３との間隔ｄの合計値は、「ベルト幅」の値から「心線径の合計（心線径×心線の本数）」の値を減算した値といえる。従って、ベルト幅方向に隣り合う心線３３と心線３３との間隔ｄの合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合（％）は、「心線径Ｄと心線ピッチＳＰの関係式」に置換可能である（数１参照）。ここで、ベルト幅方向に隣り合う心線３３と心線３３との間隔ｄの合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合（％）が小さな値になるほど、心線３３と心線３３との間隔ｄが小さくなることから、心線配列の密度の程度が密になるといえる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　更には、心線３３は、図３及び図５に示すように、背部３１のベルト幅方向の一方の端から他方の端にかけて、螺旋状に埋設された心線３３と心線３３との中心間の距離である各心線ピッチＳＰが、０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲の一定の値になるように配列されている。なお、本明細書では、図５に示すように、ベルト幅方向に所定の心線ピッチＳＰで配列された心線の断面視での見かけ上の数を「心線の本数」として扱っている。即ち、一本の心線３３を螺旋状に埋設した場合、その螺旋数を「心線の本数」としている。
　ここで、「心線の本数」とは、ベルトの強度（弾性率）に影響のある本数（有効本数）のみ数えることが望ましい。従って、はす歯ベルト３０の背部３１の幅方向一方の端及び他方の端に配置された、裁断されて、断面視が円形でない心線３３は有効本数には入れず、断面視で裁断されていない心線３３を有効本数として数えることが望ましい。
　もっとも、実際は、心線３３は螺旋状に埋設されていることから、１本の無端状のはす歯ベルト３０の中でも断面を採取する部位により、心線３３の配置態様が異なること、裁断されて断面視が円形でない心線３３もベルトの強力（弾性率）へ与える影響は無視できないことから、実用的には、各心線ピッチＳＰが、０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲の一定の値である場合には、ベルト幅を心線ピッチＳＰ（０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲の一定の値）で割った計算値から小数点以下の値を切り捨てた値を、概算的な「心線の本数」（有効本数）と見做している。例えば、ベルト幅２５ｍｍ、心線ピッチＳＰが０．５６ｍｍならば、計算値は４４．６４となり、「心線の本数」（有効本数）は４４本と見做している。また、ベルト幅２５ｍｍ、心線ピッチＳＰが０．５２ｍｍならば、計算値は４８．０７となり、「心線の本数」（有効本数）は４８本と見做している。また、ベルト幅２５ｍｍ、心線ピッチＳＰが０．６０ｍｍならば、計算値は４１．６７となり、「心線の本数」（有効本数）は４１本と見做している。
　また、心線３３は、複数本のストランドを撚り合わせて形成された撚りコードで構成される。１本のストランドは、フィラメント（長繊維）を束ねて引き揃えて形成されていてよい。心線３３の径は、０．２～０．６ｍｍである。撚りコードを形成するフィラメントの太さ、フィラメントの収束本数、ストランドの本数、および撚り方などの撚り構成については特に制限されない。フィラメントの材質は、高強度ガラス繊維または炭素繊維である。高強度ガラス繊維および炭素繊維は、共に、高強度かつ低伸度であり、心線３３の材質として好適であるが、低コストの観点から、高強度ガラス繊維がより好ましい。
　高強度ガラス繊維としては、例えば、引張り強度が３００ｋｇ/ｃｍ2以上のもの、特に、無アルカリガラス繊維（Ｅガラス繊維）よりもＳｉ成分の多い下記表１に示す組成のガラス繊維を好適に使用できる。なお、下記表１には比較のためＥガラス繊維の組成も記載している。このような高強度ガラス繊維としては、Ｋガラス繊維、Ｕガラス繊維（共に日本硝子繊維社製）、Ｔガラス繊維（日東紡績社製）、Ｒガラス繊維（Ｖｅｔｒｏｔｅｘ社製）、Ｓガラス繊維、Ｓ－２ガラス繊維、ＺＥＮＴＲＯＮガラス繊維（すべてＯｗｅｎｓ　Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ社製）等があげられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　炭素繊維としては、例えば、ピッチ系炭素繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、フェノール樹脂系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ポリビニルアルコール系炭素繊維などが挙げられる。炭素繊維の市販品としては、例えば、東レ（株）製「トレカ（登録商標）」、東邦テナックス（株）製「テナックス（登録商標）」、三菱ケミカル（株）製「ダイアリード（登録商標）」などを利用できる。これらの炭素繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの炭素繊維のうち、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維が好ましく、ＰＡＮ系炭素繊維が特に好ましい。
　心線３３として用いる撚りコードには、背部３１との接着性を高めるために接着処理が施されることが好ましい。接着処理としては、例えば、撚りコードを、レゾルシン－ホルマリン－ラテックス処理液（ＲＦＬ処理液）に浸漬後、加熱乾燥して、表面に均一に接着層を形成する方法が採用される。ＲＦＬ処理液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしては、クロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体（ＶＰラテックス）、水素化ニトリル、ＮＢＲ等が挙げられる。なお、接着処理としては、エポキシまたはイソシアネート化合物で前処理を行った後に、ＲＦＬ処理液で処理する方法等もある。
　〔歯布〕
　歯布３５は、経糸と緯糸を一定の規則によって縦横に交錯させて織られた織布で構成されることが好ましい。織布の織り方は、綾織り、朱子織等のいずれでもよい。経糸および緯糸の形態は、フィラメント（長繊維）を引き揃えたり、撚り合せたマルチフィラメント糸、１本の長繊維であるモノフィラメント糸、短繊維を撚り合せたスパン糸（紡績糸）のいずれであってもよい。経糸または緯糸がマルチフィラメント糸またはスパン糸の場合、複数種類の繊維を用いた混撚糸または混紡糸であってもよい。緯糸は、伸縮性を有する弾性糸を含むことが好ましい。弾性糸としては、例えば、ポリウレタンからなるスパンデックスのように材質自体が伸縮性を有するものや、繊維を伸縮加工（例えばウーリー加工、巻縮加工等）した加工糸が用いられる。通常、経糸には弾性糸を用いない。そのため、製織が容易である。そして、歯布３５としては、織布の経糸をベルト幅方向に、緯糸をベルト長手方向に延びるように配置するのが好ましい。それにより、歯布３５のベルト長手方向の伸縮性を確保できる。なお、歯布３５は、織布の緯糸をベルト幅方向に、経糸をベルト長手方向に延びるように配置してもよい。この場合、経糸として、伸縮性を有する弾性糸を用いてもよい。歯布３５を構成する繊維の材質としては、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、綿等の何れかまたはこれらの組み合わせを採用できる。
　歯布３５として用いる織布は、背部３１及び歯部３２との接着性を高めるために、接着処理が施されていてもよい。接着処理としては、織布をレゾルシン－ホルマリン－ラテックス（ＲＦＬ液）に浸漬後、加熱乾燥して、表面に均一に接着層を形成する方法が一般的である。しかし、これに限ることなく、エポキシまたはイソシアネート化合物で前処理を行った後に、ＲＦＬ液で処理する方法のほかに、ゴム組成物をメチルエチルケトン、トルエン、キシレン等の有機溶媒に溶解してゴム糊とし、このゴム糊に織布を浸漬処理して、ゴム組成物を含浸、付着させる方法も採用することができる。これらの方法は、単独または組み合わせて行うこともでき、処理順序や処理回数は特に限定されない。
　〔背布〕
　なお、本実施形態では、背部３１の外周面（背部３１の他方の表面に相当）は、布等によって被覆されていないが、背布３６によって被覆されていてもよい。背部３１の外周面を、背布３６で被覆する場合、背布３６は、編糸で編まれた編布、または、経糸と緯糸を一定の規則によって縦横に交錯させて織られた織布で構成されることが好ましい。
　編布は、１本又は２本以上の編糸が網目（ループ）をつくり、そのループに次の糸を引っ掛けて新しいループを連続的に作って編成された構造を有する布である。すなわち、編布では、糸を直線状に交錯させることなく、ループを作ることで形成される。背布３６に編布を用いる場合、編布（又は編布の編成）は、緯編（又は緯編で編成された編布）、経編（又は経編で編成された編布）のいずれであってもよい。編布の形状としては、平面形状、円筒形状（丸編み）など制限されず、また編地は表目と裏目どちらがベルト本体の被着面となってもよい。緯編（又は緯編の編組織）としては、例えば、平編（天竺編）、ゴム編、鹿の子編、スムース編、ジャガード編などが挙げられる。また、経編（又は経編の編組織）としては、例えば、シングルデンビー、シングルコード、トリコット、ハーフトリコットなどが挙げられる。
　背布３６に織布を用いる場合、織布の織り方は、平織り、綾織り、朱子織等のいずれでもよい。はす歯ベルト３０の屈曲性を確保する観点から、ベルト長手方向に曲がり易くするため、織り構成または編み構成をベルト長手方向に伸縮し易い形態にすることが好ましい。そのため、緯糸に伸縮性を有する弾性糸を含む織布を用い、織布の経糸をベルト幅方向に、緯糸をベルト長手方向に延びるように配置するのが好ましい。編布の編糸、または、織布の経糸および緯糸の形態は、フィラメント（長繊維）を引き揃えたり、撚り合せたマルチフィラメント糸、１本の長繊維であるモノフィラメント糸、短繊維を撚り合せたスパン糸（紡績糸）のいずれであってもよい。経糸または緯糸がマルチフィラメント糸またはスパン糸の場合、複数種類の繊維を用いた混撚糸または混紡糸であってもよい。背布３６を構成する繊維の材質としては、ナイロン、アラミド、ポリエステル等の何れかまたはこれらの組み合わせを採用できる。この場合、背部３１は、更に補強されて、はす歯ベルト３０の剛性が高められる。
　背布３６として用いる織布または編布は、背部３１との接着性を高めるために接着処理が施されていてもよい。接着処理としては、歯布３５の場合と同様に、布をレゾルシン－ホルマリン－ラテックス（ＲＦＬ液）に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが好ましい。しかし、これに限ることなくエポキシまたはイソシアネート化合物で前処理を行った後に、ＲＦＬ液で処理する方法のほかに、ゴム組成物をメチルエチルケトン、トルエン、キシレン等の有機溶媒に溶解してゴム糊とし、このゴム糊に布を浸漬処理して、ゴム組成物を含浸、付着させる方法も採用することができる。これらの方法は、単独または組み合わせて行うこともでき、処理順序や処理回数は特に限定されない。なお、背布３６が編布である場合は、後述するはす歯ベルト３０の製造方法において、加熱・加圧工程で編布の上に巻き付けられた未加硫ゴムシートが編布に含浸されることから、接着処理を施さなくてもよい。
　なお、詳細は実施例で後述するが、歯ベルト３０が、所定の取付張力でプーリ間に巻き掛けられる際の、ベルト伸長率（％）に対するベルト幅１ｍｍあたりのベルト張力（Ｎ）で定義されるベルト弾性率は、２２Ｎ／％以上であることが好ましい（より好ましくは３０Ｎ／％以上１２５Ｎ／％以下の範囲、特に好ましくは３０Ｎ／％以上５０Ｎ／％以下の範囲がよい）。
　〔はす歯ベルトの製造方法〕
　はす歯ベルト３０は、例えば以下の手順で製造される。
　先ず、はす歯ベルト３０の複数の歯部３２に対応する複数の溝部を有する円筒状モールド（図示せず）に、歯布３５を形成する接着処理が施された織布を巻き付ける。続いて、巻き付けられた織布の外周面に、心線３３を構成する撚りコードを螺旋状にスピニングする。さらにその外周側に、背部３１及び歯部３２を形成するための未加硫のゴムシートを巻き付けて、未加硫のベルト成形体を形成する。
　なお、背布３６を被覆する場合は、背部３１及び歯部３２を形成するための未加硫のゴムシートを巻き付けた後、背布３６を形成する編布または織布を巻き付ける。背布３６として織布を用いる場合には、巻き付ける前に、織布に接着処理を施しておくことが好ましい。一方、背布３６に編布を用いる場合には、接着処理を施さなくてもよい。
　次に、未加硫のベルト成形体が、円筒状モールドの外周に配置された状態で、更にその外側に、蒸気遮断材であるゴム製のジャケットが被せられる。続いて、ジャケットが被せられたベルト成形体および円筒状モールドは、加硫缶の内部に収容される。そして、加硫缶の内部でベルト成形体を加熱加圧して、ゴムシートを加硫する。それにより、ゴムシートのゴム組成物がモールドの溝部に圧入されて、歯部３２が形成される。そして、脱型したスリーブ状の成形体を所定の幅に切断することにより、複数のはす歯ベルト３０が得られる。
　上記構成のはす歯ベルト３０によれば、背部３１の歯部３２側の表面は、歯布３５で構成されていることから、補強されて剛性が高められる。また、背部３１に埋設される心線３３は、高強度（高弾性率）の繊維材である高強度ガラス繊維または炭素繊維を含む撚りコードにして、ベルト幅方向で隣り合う心線３３と心線３３との間隔ｄの合計値の、ベルト幅Ｗに対する割合を２０％以上６０％以下の範囲にしているので、心線配列の密度の程度を比較的密にすることができる。これにより、背部３１の屈曲性を確保しつつ、心線３３によって背部３１の剛性をより高めることができる。
　このように背部３１の剛性を高めたことで、はす歯ベルト３０が、高負荷又は高速回転で駆動される減速装置２０に使用されても、歯部３２が駆動プーリ２１や従動プーリ２２の歯部と噛み合う際に生じる、はす歯ベルト３０の心線３３を中心とした振動（弦振動）を抑制できる。これにより、振動により生じる騒音を低減することができる。
　また、心線３３の径Ｄが、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。そのため、背部３１の屈曲性を確保しつつ、心線３３によって背部３１の剛性をより高めることができる。
　また、背部３１に埋設される心線３３は、心線間の各心線ピッチＳＰが、０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲になるように配列されている。これにより、背部３１の厚みを更に大きくしたり、心線３３の径を更に大きくしたりすることなく（屈曲性を犠牲にすることなく）、はす歯ベルト３０の剛性を更に高めることができる。
　また、はす歯ベルト３０は、歯ピッチＰが１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満で、背部３１の厚みは０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である。これらの値に関して、例えば、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置２０に用いられる従来のはす歯ベルトに比べて、背部３１の厚みに関しては同程度であるが、歯ピッチＰに関しては比較的小さい。このように歯ピッチＰが比較的小さい値であることから、これに対応して歯部３２のスケール（歯部３２のベルト長手方向の長さｈＷ、及び、歯部３２の歯高さｈｂ）も小さくなっている。そのため、従来に比べて、背部３１の厚みを大きくすることなく背部３１の剛性を高めて、耐屈曲疲労性を充分に確保することができ、尚且つ、歯部３２のスケール（歯部３２のベルト長手方向の長さｈＷ、及び、歯部３２の歯高さｈｂ）を比較的小さくしていることから振動および騒音をより抑制することができる。
　また、上記構成のはす歯ベルトでは、歯部３２の歯高さｈｂを、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で、且つ、歯ピッチＰに対して４０～５０％の範囲の高さに制限することにより、高負荷又は高速回転で駆動される減速装置２０に使用されても、振動及び騒音の抑制と、歯飛び（ジャンピング）の生じ難さとのバランスをとった走行を可能にすることができる。
　また、従動プーリ２２の外径が、駆動プーリ２１の外径より大きい、自動車用の電動パワーステアリング装置１の減速装置２０に上記はす歯ベルト３０を使用することにより、騒音および振動を充分に低減することができる。
　以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。
　本発明は、従来のはす歯ベルトよりも歯ピッチＰを縮小することで、はす歯ベルトの振動や騒音を低減できることが特徴であるが、歯ピッチＰを縮小すると歯高さｈｂも縮小されるので、はす歯ベルトが巻き掛けられるプーリとの噛み合いにおいて歯飛び（ジャンピング）しやすくなることが懸念された。そのため、本発明においては、はす歯ベルトの振動や騒音の低減と、歯飛び（ジャンピング）の生じにくさとを、両立させる必要がある。
　そこで、本実施例では、実施例１～１８、及び、比較例１～５に係る、はす歯ベルトを作製し、音圧測定試験とジャンピング試験を行い、比較検証を行った。
　実施例１～１８、及び、比較例１～５のはす歯ベルトに使用する心線として、下記表２に示す構成のＡ１～Ａ４の撚りコードを作成した。
　Ａ１の撚りコードは、以下の手順で作成した。ＪＩＳ Ｒ ３４１３（２０１２）に記載されている呼称ＫＣＧ１５０のガラス繊維のフィラメントを束ねて引き揃えて、３本のストランドとした。この３本のストランドを、下記表３に示す組成のＲＦＬ液（１８～２３℃）に３秒間通過させることにより浸漬した後、２００～２８０℃で３分間加熱乾燥して、表面に均一に接着層を形成した。この接着処理の後に、３本のストランドを、撚り数１２回／１０ｃｍで下撚りして、上撚りは与えず、片撚りで径が０．３５ｍｍの撚りコードを用意した。Ａ２およびＡ３の撚りコードは、ガラス繊維をＵＣＧ１５０およびＥＣＧ１５０に変更した以外はＡ１と同様に作成した。Ａ４の撚りコードは、用いたストランドを、炭素繊維のフィラメント（３Ｋ）を束ねて引き揃えた１本のストランドとした以外は、Ａ１～Ａ３の心線と同じ手順で作成し、片撚りで径が０．５３ｍｍの撚りコードとした。
　（心線の構成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（心線の弾性率）
　ここで、表２に示した心線（長手方向）の弾性率（引張弾性率）の測定方法について説明する。オートグラフ（（株）島津製作所製「ＡＧＳ－Ｊ１０ｋＮ」）の下側固定部と上側ロードセル連結部にチャックを取り付け、心線を固定する。次に、上側チャックを上昇させて、心線が緩まない程度に応力（約１０Ｎ）を掛けた。この状態にある上側チャック位置を初期位置とし、２５０ｍｍ／分の速度で上側チャックを上昇させて、心線の応力が２００Ｎに到達後、直ちに上側チャックを下降させて、初期位置まで戻した。このとき測定された応力－歪み曲線において比較的直線関係にある領域（１００～２００Ｎ）の直線の傾き（平均傾斜）を心線の引張弾性率として算出した。
　（ＲＦＬ液）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　実施例１～１８、及び、比較例１～５のはす歯ベルトに用いる歯布は、１種類とした。歯布には、綾織りの織布を用い、織布の経糸をベルト幅方向に、緯糸をベルト長手方向に延びるように配置した。織布の緯糸としては、６６ナイロンの繊度１５５ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸と、スパンデックス（ポリウレタン弾性繊維）の繊度１２２ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸を用いた。織布の経糸は、繊度が１５５ｄｔｅｘの６６ナイロンのマルチフィラメント糸を用いた。なお、ｄｔｅｘ（デシテックス）とは、１００００メートルの糸の質量をグラム単位で表したものである。
　歯布に用いる織布には、表３に示すＲＦＬ液に浸漬後、加熱乾燥して、表面に均一に接着層を形成する接着処理を施した。
　実施例１～１８、及び、比較例１～５のはす歯ベルトの背部及び歯部を形成する未加硫ゴムシートとして、下記表４に示す組成Ｃ１～Ｃ３の未加硫ゴムシートを作成した。
　（未加硫ゴムシートの組成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　※１　三井化学社製「ＥＰＴ」
　※２　デンカ社製「ＰＭ－４０」
　※３　日本ゼオン社製「Ｚｅｔｐｏｌｅ２０２１」
　※４　大内新興化学工業社製「ノクラックＭＢ」
　※５　大内新興化学工業社製「Ｎ－シクロヘキシル－２ベンゾチアゾールスルフェンアミド」
　※６　東海カーボン社製「シースト３」
　※７　正同化学工業社製「酸化亜鉛３種」
　撚りコード（心線）Ａ１～Ａ４、歯布、および、組成Ｃ１～Ｃ３の未加硫ゴムシートを用いて、上記実施形態に記載した手順で、実施例１～１８及び、比較例１～５のはす歯ベルトを作成した。加硫は、１６１℃で２５分間行った。実施例１～１８、及び、比較例１～５のはす歯ベルトの構成を下記表５～表１０に示す。実施例１～１８、及び、比較例１～５のはす歯ベルトのベルト幅は、全て２５ｍｍとし、歯部のベルト幅方向に対する傾斜角度は、全て５°とした。また、実施例１～１８、及び、比較例１～５では、ベルトの歯高さｈｂを変量しているが、各試験で用いるプーリの歯溝深さについては、表１１に示すように、それぞれの歯高さｈｂに対応した歯溝深さのプーリを用いた。
　なお、表５では、歯ピッチＰを変量した比較をするために、実施例１～４および比較例１～２のはす歯ベルトの構成を記載している。また、表６では、実施例２のはす歯ベルトをベースに歯高さｈｂを変量した比較をするために、実施例２、５～８のはす歯ベルトの構成を記載している。また、表７では、実施例２のはす歯ベルトをベースにベルト背部厚みｔｂを変量した比較をするために、実施例２、９～１１、比較例３のはす歯ベルトの構成を記載している。また、表８では、実施例２のはす歯ベルトをベースにゴム成分を変更した比較をするために、実施例２、１２～１３のはす歯ベルトの構成を記載している。また、表９では、実施例２のはす歯ベルトをベースに心線配列の密度を変量した比較をするために、実施例２、１４～１６、比較例４のはす歯ベルトの構成を記載している。また、表１０では、実施例２のはす歯ベルトをベースに心線材料を変更した比較をするために、実施例１７～１８、及び、比較例５のはす歯ベルトの構成を記載している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　（ベルト弾性率の測定）
　実施例１～１８および比較例１～５のはす歯ベルト（ベルト長手方向）についてベルト弾性率（引張弾性率）を測定した。ベルト弾性率の測定方法について説明する。オートグラフ（（株）島津製作所製「ＡＧＳ－Ｊ１０ｋＮ」）の下側固定部と上側ロードセル連結部に一対のプーリ（３０歯 外径１８．６ｍｍ）を取り付け、はす歯ベルトをプーリに掛けた。次に、上側プーリを上昇させて、はす歯ベルトが緩まない程度に張力（約１０Ｎ）を掛けた。この状態にある上側プーリの位置を初期位置とし、５０ｍｍ／分の速度で上側プーリを上昇させて、はす歯ベルトの張力が５００Ｎに到達後、直ちに上側プーリを下降させて、初期位置まで戻した。このとき測定されたベルト張力（Ｎ）とベルト伸長率（％）との関係を示す応力－歪み曲線（Ｓ－Ｓ線図）において、比較的直線関係にある領域（１００～５００Ｎ）の直線の傾き（平均傾斜）から、ベルト伸長率（％）に対するベルト張力（Ｎ）の値（Ｎ／％）を算出し、これをベルト弾性率（引張弾性率）とした。そして、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト弾性率に換算して、その値が２２Ｎ／％以上の場合には、はす歯ベルトの剛性が高いと評価した。
　（音圧測定試験）
　実施例１～１８および比較例１～５のはす歯ベルトについて音圧測定試験を行って、ベルト走行中の騒音の評価を行った。試験には２軸走行試験機を使用した。この２軸走行試験機は、図２に示す減速装置２０と同様に、駆動プーリ２１と、駆動プーリ２１よりも大径の従動プーリ２２とを有する構成とした。駆動プーリ２１と従動プーリ２２には、表１２に示す歯数のプーリを使用した。駆動プーリ２１と従動プーリ２２との間にはす歯ベルトを巻き掛けて、ベルト張力が９０Ｎとなるようにプーリの軸間距離を調整し、従動プーリに５Ｎｍの負荷をかけて、駆動プーリを回転速度１２００ｒｐｍで回転させ、はす歯ベルトを走行させた。雰囲気温度は２３℃とした。そして、騒音計の集音マイクＭで音圧（騒音レベル）を測定した。なお、集音マイクＭの位置を説明するために、図２に示す減速装置２０に集音マイクＭを表示した。具体的には、集音マイクＭは、駆動プーリ２１の中心位置Ｓを通り、且つ、駆動プーリ２１の中心位置Ｓと従動プーリ２２の中心位置Ｋを通る直線Ｔに対して垂直な、直線Ａを従動プーリ２２の方向に２５ｍｍ平行移動させて、はす歯ベルト３０の外周面と接した部分Ｂから、はす歯ベルト３０の外周面に対して垂直方向外側に３０ｍｍ離れた位置に配置した。集音マイクＭで測定した測定結果を表５～表１０に示す。なお、表５～表１０の測定結果では、音圧の値は、小数点第一位を四捨五入した整数値として記載している。その結果から、音圧の数値によってランクＡ、Ｂ、Ｃを使ってランク付けを行い、音圧（小数点第一位を四捨五入した整数値）が５５ｄＢＡ以下の場合はランクＡ、５６～５７ｄＢＡの場合はランクＢ、５８ｄＢＡ以上の場合はランクＣとした。はす歯ベルトの実用上の騒音レベルとしての適正の観点からは、ランクＡ、Ｂのベルトが好適であり、特にランクＡのベルトが好適に用いられる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　（ジャンピング試験）
　実施例１～１８および比較例１～５のはす歯ベルトについてジャンピング試験を行った。試験には２軸トルク測定試験機を使用した。上記の音圧測定試験で用いたレイアウトで、駆動プーリと従動プーリとの間にはす歯ベルトを巻き掛けて、ベルト張力が５０Ｎとなるようにプーリの軸間距離を調整した。そして、図６に示すように、従動プーリが回転しないようにあらかじめ固定した上で、駆動プーリの軸に挿入した六角レンチを、手動で図６の矢印方向に回して駆動プーリを回転させ、歯飛び（ジャンピング）が発生した時の駆動軸に掛かる負荷トルクをジャンピングトルクとして測定した。測定結果を表５～表１０に示す。ジャンピング性（歯飛びの生じにくさ）の判定として、ジャンピングトルクの数値を指標（トルク値が大きいほど歯飛びしにくい）とし、ジャンピングトルク値が１１．２Ｎ・ｍ以上の場合をランクＡ、１１．０Ｎ・ｍ以上１１．２Ｎ・ｍ未満の場合をランクＢ、１１．０Ｎ・ｍ未満の場合をランクＣとした。本用途での実使用に対する適正の観点から、ランクＡ、Ｂのベルトを合格レベルとした。
　（耐寒性試験）
　また、上記音圧測定試験と同じレイアウトの２軸走行試験機を使用して、耐寒性（低温耐久性）の試験を実施した。雰囲気温度は－４０℃として、無負荷で、駆動プーリ２１を回転速度２０００ｒｐｍで回転させた。６秒間走行させた後、１０分間停止させる動作を、１サイクルとして、１０００サイクル行った。そして、５００サイクル目と１０００サイクル目に、はす歯ベルトの背部の表面にクラックが生じているかどうかを目視で確認した。
　その確認結果を、ランクＡ、Ｂ、Ｃを使って表５～表１０に示した。ランクＡは、１０００サイクル目でもクラックが発生していなかった場合である。ランクＢは、５００サイクル目ではクラックが発生しておらず、１０００サイクル目でクラックが発生していた場合である。ランクＣは、５００サイクル目でクラックが発生していた場合である。耐寒性（低温耐久性）の指標としては、最低気温が－４０℃に達するような寒冷地域でベルトを使用する場合、ランクＡのベルトに比べ、ランクＢ、Ｃの順にクラック寿命に達しやすい低温耐久性に劣るグレードの位置づけになる。最低気温が－４０℃に達するような寒冷地域での実使用に対する適正の観点からは、ランクＡ、Ｂのベルトが好適であり、特にランクＡのベルトが好適に用いられる。
　（試験結果）
　実施例１～１８、比較例１～５のはす歯ベルトについて、ベルト弾性率の測定値、及び音圧試験、ジャンピング試験、耐寒性試験での各ランク付けの結果から、下記の基準で総合的な優劣判定を行った。
　・Ａ判定：すべての試験項目でランクＡの場合
　・Ｂ判定：ランクＣの試験項目は無いが、１つでもランクＢの試験項目がある場合
　・Ｃ判定：１つでもランクＣの試験項目がある場合
　（試験結果：歯ピッチＰを変量した比較）
　表５に示す、実施例１～４および比較例１～２のはす歯ベルトは、歯ピッチＰを変量したこと以外は同じ構成のはす歯ベルトである。実施例１～４のはす歯ベルトは、従来の歯ピッチ（２．０ｍｍ）のはす歯ベルト（比較例２）よりも音圧が低減し（ランクＡ、若しくはランクＢ）、ジャンピング性、耐寒性も合格レベル（ランクＡ）であり、総合判定でＡ判定若しくはＢ判定となった。
　一方、比較例１は、実施例１～４より、歯ピッチＰを更に縮小した例（１．４０ｍｍ）であるが、音圧は低減したものの、ジャンピング性の面で不合格（ランクＣ）となった。
　（歯高さｈｂを変量した比較）
　表６に示す、実施例５～８のはす歯ベルトは、実施例２（歯ピッチ１．７５ｍｍ）のはす歯ベルトをベースに、歯ピッチ１．７５ｍｍのまま、歯高さｈｂを変量した例である。歯高さｈｂが歯ピッチＰに対して４０～５０％の範囲の高さである実施例６（４１％）、実施例２（４４％）、実施例７（４９％）では、音圧が低減（ランクＡ）し、ジャンピング性、耐寒性も合格レベル（ランクＡ）であり、総合判定でＡ判定となった。歯高さｈｂが歯ピッチＰに対して３７％である実施例５は、ジャンピング性が若干小さい（ランクＢ）ことで、また、歯高さｈｂが歯ピッチＰに対して５４％である実施例８は音圧が若干大きい（ランクＢ）ことで、総合判定でＢ判定となった。
　（ベルト背部の厚みｔｂを変量した比較）
　表７に示す、実施例９～１１、比較例３のはす歯ベルトは、実施例２（背部厚み０．８５ｍｍ）のはす歯ベルトをベースに、背部の厚みｔｂを変量した例である。ベルト背部の厚みｔｂが０．４～１．２ｍｍの範囲の厚みである実施例９（０．４ｍｍ）、実施例１０（０．６ｍｍ）、実施例１１（１．２ｍｍ）では、音圧が低減（ランクＡまたはＢ）し、ジャンピング性、耐寒性も合格レベル（ランクＡまたはＢ）であり、総合判定でＡまたはＢ判定となった。一方、背部の厚みが１．３５ｍｍと大きい比較例３では、ベルトの屈曲性の低下によって耐寒性（低温耐久性）が不合格（ランクＣ）となったことから、総合判定でＣ判定となった。
　ここで、耐寒性の低下とは、低温環境下で使用（屈曲走行）した際に亀裂などの不具合が生じやすくなることである。はす歯ベルトを自動車用途で使用する場合、寒冷地域（例えば－４０℃）での使用を想定した耐寒性も重要になる。上記実施例２、９～１１及び比較例３によれば、背部の厚みｔｂが小さいはす歯ベルトは、ベルトの剛性が低下（屈曲性向上）することで、振動（音圧）が増大し静粛性が低下する反面、耐寒性が向上する。一方、背部の厚みｔｂが大きいはす歯ベルトは、振動（音圧）が低減し静粛性が向上する反面、ベルトの剛性の増加（屈曲性低下）によって耐寒性が低下する。従って、背部厚みｔｂについてはその上限下限が重要になり、上記実施例２、９～１１及び比較例３によれば、歯ピッチＰが１．７５ｍｍの場合、背部の厚みｔｂは０．４～１．２ｍｍが適切であって、特に０．６ｍｍ～０．９ｍｍが好ましい。
　（ゴム成分を変更した比較）
　表８に示す、実施例１２～１３のはす歯ベルトは、実施例２（ＥＰＤＭ）のはす歯ベルトをベースに、ゴム成分を変更した例である。ゴム成分がＣＲである実施例１２、Ｈ－ＮＢＲである実施例１３でも、実施例２（ＥＰＤＭ）と同様に音圧が低減（ランクＡ）する効果が見られ、ジャンピング性も同等であった。ただし、ＣＲ、Ｈ－ＮＢＲの特性から、実施例１２、１３では耐寒性が若干劣る（ランクＢ）ことで、総合判定でＢ判定となった。
　（心線配列の密度を変量した比較）
　表９に示す、実施例１４～１６、比較例４のはす歯ベルトは、実施例２（ベルト幅Ｗに対する間隔ｄの合計値の割合：３７．５％）のはす歯ベルトをベースに、心線ピッチＳＰを変えることで前記割合を変量した例である。ベルト幅Ｗに対する間隔ｄの合計値の割合が２０％以上６０％以下の範囲である実施例１４（２２．２％）、実施例１５（４６．２％）、実施例１６（５６．３％）では、音圧が低減（ランクＡまたはＢ）し、ジャンピング性、耐寒性も合格レベル（ランクＡまたはＢ）であり、総合判定でＡまたはＢ判定となった。一方、ベルト幅Ｗに対する間隔ｄの合計値の割合が６１．１％と大きい比較例４では、心線配列の密度が小さいことから、振動を抑制できる程のベルト弾性率が得られず（ベルト幅１ｍｍあたり２２Ｎ／％未満）であり、音圧が低減しなかった（ランクＣ）ので、総合判定でＣ判定となった。
　以上の結果から、ベルト幅Ｗに対する間隔ｄの合計値の割合は、２０以上６０％以下の範囲が好ましく、特に２０以上４０％以下の範囲が好適といえる。また、ベルト幅１ｍｍあたりのベルト弾性率としては、２２Ｎ／％以上が好ましく、特に３０Ｎ／％以上が好適であるといえる。
　（心線材料を変更した比較）
　表１０に示す、実施例１７～１８、比較例５のはす歯ベルトは、実施例２（Ｋガラス繊維：Ａ１）のはす歯ベルトをベースに、心線を構成する繊維材料を変更した例である。実施例２とは別の高強度ガラス繊維（Ｕガラス繊維：Ａ２）の心線を用いた実施例１７、炭素繊維（Ａ４）の心線を用いた実施例１８では、実施例２と同等の性能であった。一方、比較例５は、高強度ガラス繊維でないガラス繊維（Ｅガラス繊維：Ａ３）の心線を用いた例であるが、振動を抑えられず音圧は低減しなかった（ランクＣ）。さらに、ジャンピング性も不合格となった（ランクＣ）。
　本出願は、２０１８年４月６日出願の日本特許出願２０１８－０７３９６１、および２０１９年３月２６日出願の日本特許出願２０１９－０５７６８２に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１　電動パワーステアリング装置
１５　電動モータ（駆動源）
２０　減速装置（ベルト伝動装置）
２１　駆動プーリ
２２　従動プーリ
３０　はす歯ベルト
３１　背部
３２　歯部
３３　心線
３５　歯布
　Ｐ　歯ピッチ
ＳＰ　心線ピッチ
ｈＷ　歯部のベルト長手方向の長さ
　ｔ　はす歯ベルトの総厚
ｔｂ　背部の厚み
ｈｂ　歯部の歯高さ

Claims (14)

  1. 　背部と、
    　前記背部に、ベルト幅方向に配列されて埋設された、心線と、
    　前記背部の一方の表面にベルト長手方向に沿って所定間隔で設けられ、それぞれがベルト幅方向に対して傾斜する複数の歯部と、
    を有するはす歯ベルトであって、
    　前記歯部の表面および前記背部の前記一方の表面の一部が、歯布で構成されており、
    　前記複数の歯部の歯ピッチが、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満であり、
    　前記背部の厚みが、０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であって、
    　前記心線は、高強度ガラス繊維または炭素繊維を含む撚りコードであり、
    　前記ベルト幅方向に隣り合う心線と心線との間隔の合計値の、ベルト幅に対する割合が、２０％以上６０％以下の範囲である、はす歯ベルト。
  2. 　前記心線は、径が０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲である、請求項１に記載のはす歯ベルト。
  3. 　前記心線と心線との間の各心線ピッチが、０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲になるように配列されている、請求項１又は２に記載のはす歯ベルト。
  4. 　前記背部に埋設された前記心線は、当該はす歯ベルトのベルト幅方向の一方の端から他方の端にかけて、前記各心線ピッチが、０．４５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲の一定の値になるように配列されている、請求項３に記載のはす歯ベルト。
  5. 　前記歯部の歯高さが、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で、且つ、前記歯ピッチに対して４０～５０％の範囲の高さである、請求項１～４の何れか一項に記載のはす歯ベルト。
  6. 　前記背部がゴム成分を含み、該ゴム成分が少なくともエチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体または水素化ニトリルゴムを含む、請求項１～５の何れか一項に記載のはす歯ベルト。
  7. 　前記歯布が経糸および緯糸を含む織布で構成されており、経糸または緯糸がベルト長手方向に延びるように配置されており、該ベルト長手方向に延びるように配置された経糸または緯糸が伸縮性を有する弾性糸を含む、請求項１～６の何れか一項に記載のはす歯ベルト。
  8. 　前記歯布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、および綿からなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含む、請求項１～７の何れか一項に記載のはす歯ベルト。
  9. 　前記背部の他方の表面が、背布で構成されており、
    　前記背布を構成する繊維が、ナイロン、アラミド、およびポリエステルからなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含む、請求項１～８の何れか一項に記載のはす歯ベルト。
  10. 　所定の取付張力でプーリ間に巻き掛けられる際の、ベルト伸長率（％）に対するベルト幅１ｍｍあたりのベルト張力（Ｎ）で定義されるベルト弾性率が、２２Ｎ／％以上である、請求項１～９の何れか一項に記載のはす歯ベルト。
  11. 　駆動源によって回転駆動される駆動プーリと、
    　従動プーリと、
    　前記駆動プーリおよび前記従動プーリに巻き掛けられる、請求項１～１０の何れか一項に記載のはす歯ベルトと、
    を備えるベルト伝動装置。
  12. 　前記駆動プーリの回転速度が１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下である、請求項１１に記載のベルト伝動装置。
  13. 　前記従動プーリの負荷が０．５ｋＷ以上３ｋＷ以下である、請求項１１又は１２に記載のベルト伝動装置。
  14. 　前記従動プーリの外径が、前記駆動プーリの外径より大きく、
    　前記ベルト伝動装置が、自動車用の電動パワーステアリング装置の減速装置である、請求項１１～１３の何れか一項に記載のベルト伝動装置。
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