(57)【要約】  高負荷伝動用Ｖベルトは、ベルト長さ方向に延びる張力帯１０に複数のブロック２０を、各ブロック２０が上下両ビーム部２３，２４間のビーム隙間部２６に張力帯１０の係合部位１８を挟み込むように配置されていて該張力帯１０に係止固定させたものである。張力帯１０の係合部位１８のベルト厚さ方向寸法Ｔの熱膨張による増加量ΔＴを、各ブロック２０のビーム隙間部２６のベルト厚さ方向寸法Ｇのベルト走行に伴う変化量ΔＧ以下（ΔＴ≦ΔＧ）にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗張性を有し、ベルト長さ方向に延びる張力帯と、
各々、ベルト背面側に配置される上ビーム部と、ベルト側に配置された下ビーム部とを有し、上記上ビーム部および下ビーム部間に形成されたビーム隙間部に上記張力帯をベルト厚さ方向に挟み込んでベルト長さ方向に並ぶように配置され、該張力帯に係止固定された複数のブロックとを備えた高負荷伝動用Ｖベルトであって、
上記各ブロックのビーム隙間部に嵌め込まれた上記張力帯の部位である係合部位のベルト厚さ方向寸法の熱膨張による増加量が、該ブロックのビーム隙間部のベルト厚さ方向寸法のベルト走行に伴う変化量以下である高負荷伝動用Ｖベルト。
【請求項２】
請求項１に記載の高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
張力帯は、略ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向に並ぶように配置された心線と、該心線のベルト背面側およびベルト内面側のうちの少なくとも一方の側に積層されたゴム部とを有し、
上記張力帯の各係合部位のベルト厚さ方向寸法の熱膨張による増加量は、該係合部位における上記ゴム部のベルト厚さ方向寸法の増加量とされている高負荷伝動用Ｖベルト。
【請求項３】
請求項２に記載の高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
張力帯の各係合部位のベルト厚さ方向寸法に占める該係合部位のゴム部のベルト厚さ方向寸法の比率が５０％以下である高負荷伝動用Ｖベルト。
【請求項４】
請求項２に記載の高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
張力帯の各係合部位のゴム部は、該係合部位に対応するブロックの上ビーム部および下ビーム部のうち、該ゴム部の対応する部位に直接に接触している高負荷伝動用Ｖベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のベルト式無段変速装置の伝動ベルトなどとして用いられる高負荷伝動用Ｖベルトに関し、特に走行に伴う熱膨張による張力帯のヘタリに起因するブロックの固定不良化を回避する対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種のブロックベルトは、トルク伝達に必要な張力帯と、プーリからの推力を受け持つブロックとから成り立っている。このベルトにおいて、ブロック内にアルミニウム合金などの高弾性金属による補強材を埋設し、フェノール樹脂との樹脂から成形されブロック強度を高めて、プーリからの側圧に耐え、高負荷伝動が可能な構造となっている。【０００３】
そのベルトにおいて、複数のブロックに張力帯を圧入して１本のベルトにしているため、走行させると、圧入による圧縮歪、屈曲による曲げ歪によって、ベルト温度が上昇し、その熱によって張力帯のゴム部分が熱膨張することで、ますますベルトが発熱することになる。やがて、ゴムの永久変形により張力帯がヘタり、ブロックと張力帯との間に隙間ができ、ブロックと張力帯との間にガタができる。そのガタによりブロックが揺動し、ブロックへの入力が高くなってブロックが破損するという問題がある。【０００４】
そこで、耐久性および発熱性を両立させるために、特許文献１に記載されているように、ブロックを張力帯の圧縮代を規定したものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２０７９４号公報
【発明の概要】
【０００６】
−発明が解決しようとする課題−
しかしながら、上記従来の場合には、ガタの発生を最小に抑えることはできるが、根本的な対策とは言い難い。したがって、未だ、ブロックのガタが発生せず、ブロックの揺動を抑える構造への改良が必要である。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ベルト長さ方向に延びる張力帯に複数のブロックを各ブロックが上下両ビーム間の隙間に該張力帯を締め付けるようにして係止固定させた高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、ベルト走行に伴って締め代が増大することに起因する張力帯のヘタリを回避することにある。
【０００８】
−課題を解決するための手段−
本発明は、上記の目的を達成すべく、熱膨張による張力帯厚の増加量を、ブロックにおけるビーム隙間の変化量以下とするようにした。
【０００９】
具体的には、本発明では、抗張性を有していてベルト長さ方向に延びる張力帯と、各々、ベルト背面側およびベルト内面側にそれぞれ配置される上ビーム部および下ビーム部を有していて、上記上ビーム部および下ビーム部間に形成されたビーム隙間部に上記張力帯をベルト厚さ方向に挟み込んでベルト長さ方向に並ぶように配置されて該張力帯に係止固定された複数のブロックとを備えた高負荷伝動用Ｖベルト（以下、「ブロックベルト」という場合もある。）を前提としている。
【００１０】
そして、上記各ブロックのビーム隙間部に嵌め込まれた上記張力帯の部位である係合部位のベルト厚さ方向寸法Ｔ（以下、「係合部位厚」という）熱膨張による増加量ΔＴが、該ブロックのビーム隙間部のベルト厚さ方向寸法Ｇのベルト走行に伴う増加量ΔＧ以下（ΔＴ≦ΔＧ）とされているものとする。
【００１１】
尚、上記の構成において、張力帯が、略ベルト長さ方向に延びかつベルト幅方向に並ぶように配置された心線と、この心線のベルト背面側およびベルト内面側のうちの少なくとも一方の側に積層されたゴム部とを有するものである場合には、張力帯の係合部位における上記ゴム部のベルト厚さ方向寸法Ｔｇ（以下、「ゴム部厚」という）の増加量ΔＴｇを、該係合部位厚Ｔの熱膨張による増加量ΔＴとする（ΔＴ＝ΔＴｇ）ことができる。
【００１２】
また、その際に、張力帯の各係合部位厚Ｔに占める該係合部位のゴム部厚Ｔｇの比率を、５０％以下（Ｔｇ／Ｔ≦５０％）としたり、各係合部位のゴム部を、該係合部位に対応するブロックの上ビーム部および下ビーム部のうち、該ゴム部の対応する部位に直接に接触させるようにすることができる。
【００１３】
−発明の効果−
本発明では、各ブロックのビーム隙間部に嵌め込まれた張力帯の各係合部位のベルト厚さ方向寸法の熱膨張による増加量が、該ビーム隙間部のベルト厚さ方向寸法のベルト走行に伴う変化量以下であることにより、張力帯の各係合部位に対するブロックのビーム隙間部による締め代が増大しないので、そのような締め代の増大に起因する張力帯のヘタリが起きず、よって、張力帯との間にガタが生じてブロックが破損するという事態を未然に防止することができ、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係るブロックベルトの全体構成をそのベルト長さ方向の一部を切断して示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るブロックベルトのブロック（ａ）と従来のブロックベルトのブロック（ｂ）とを対比して示す正面図である。
【図３】係合部位厚毎の締め代の変化量をゴム部厚の増加量およびビーム隙間の変化量と併せて示す特性図である。
【図４】高速耐久性を調べるために行った実験の要領を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るブロックベルトの構成を模式的に示す斜視図であり、このブロックベルトは、例えば、自動車用ベルト式無段変速装置に使用される。
【００１７】
このブロックベルトは、ベルト長さ方向に延びるように設けられていて、ベルト幅方向に並ぶように配置される１対の張力帯１０，１０と、ベルト長さ方向に並ぶように配置されていて、両張力帯１０，１０に係止固定された複数のブロック２０，２０，…とを備えている。
【００１８】
上記各張力帯１０は、本ブロックベルトのベルトピッチライン上において略ベルト長さ方向（図１の左下−右上方向）に延びかつベルト幅方向（同図の左右方向）に並ぶように螺旋状に巻回された１本または複数本の心線１１と、この心線１１のベルト背面側（同図の上側）に積層された上ゴム部１２と、心線１１のベルト内面側（同図の下側）に積層された下ゴム部１３とを有する。また、上ゴム部１２のベルト背面側には上帆布層１４が積層されており、一方、下ゴム部１３のベルト内面側には下帆布層１５が積層されている。
【００１９】
各張力帯１０のベルト背面側およびベルト内面側には、それぞれベルト長さ方向に延びるように形成されていてベルト厚さ方向に相対するように設けられた上側凹部１６，１６，…および下側凹部１７，１７，…がベルト長さ方向に等ピッチに並ぶように配置されている。
【００２０】
上記各ブロック２０は、図２に示すように、金属製（例えば、軽量アルミニウム合金）の心材２１と、この心材２１の表面を覆うように設けられた樹脂製（例えばフェノール樹脂製）の被覆層２２とからなっている。そして、ベルト背面側（同図の上側）にベルト幅方向（同図の左右方向）に延びるように配置される上ビーム部２３と、ベルト内面側（同図の下側）に同じくベルト幅方向に延びるように配置される下ビーム部２４と、これら上ビーム部２３および下ビーム部２４をベルト幅方向中央においてベルト厚さ方向（同図の上下方向）に結合するように設けられたピラー部２５とを有する。
【００２１】
各ブロックの上ビーム部２３および下ビーム部２４間のベルト幅方向両側には、それぞれベルト幅方向外方に開口されたスリット状の２つのビーム隙間部２６，２６が形成されており、これらビーム隙間部２６，２６にそれぞれ上記２つの張力帯１０，１０が挟み込まれている。また、各ビーム隙間部２６における上ビーム部２３のベルト内面側部位には、下ビーム部２４の側に向かって突出する状態に設けられていて張力帯１０の上側凹部１６に係合する上側凸部２７が形成されており、同ビーム隙間部２６における下ビーム部２４のベルト背面側部位には、上ビーム部２３の側に向かって膨出する状態に設けられていて張力帯１０の下側凹部１７に係合する下側凸部２８が形成されている。そして、各ブロック２０は、該ブロック２０の上側凸部２７および下側凸部２８がそれぞれ張力帯１０の上側凹部１６および下側凹部１７に係入していることで、該張力帯１０にベルト長さ方向において係止固定されている。
【００２２】
そして、本実施形態では、上記張力帯１０における上側凹部１６の底面と下側凹部１７の底面との間の部位である係合部位１８のベルト厚さ方向寸法Ｔの熱膨張による増加量ΔＴが、該ブロック２０のビーム隙間部２６のベルト厚さ方向寸法Ｇのベルト走行に伴う増加量ΔＧ以下（ΔＴ≦ΔＧ）とされている。
【００２３】
次に、各ブロック２０のビーム隙間部２６のベルト厚さ方向寸法Ｇ（以下、「ビーム隙間」という）が、張力帯１０の係合部位１８のベルト厚さ方向寸法Ｔ（以下、「係合部位厚」という）に等しく（Ｇ＝Ｔ）、その係合部位１８の心線１１部分のベルト厚さ方向寸法Ｔｃ（以下、「心線部分厚」という）および上下両帆布層１４，１５のベルト厚さ方向寸法Ｔｆ（以下、「帆布層厚」という）が一定である条件下において係合部位厚Ｔを変量したときに、該係合部位厚Ｔの増加量ΔＴとビーム隙間Ｇの変化量ΔＧとの間の関係が、ベルト走行によりどのように変化するかについての原理的な説明を行う。
【００２４】
具体的には、次表１に示すように、張力帯１０の係合部位厚Ｔを、１．０，１．５，１．６，２．０，２．５，３．０，４．０の７つの値に変量させ、各係合部位厚Ｔ毎に、該係合部位厚Ｔの増加量ΔＴおよびビーム隙間Ｇの変化量ΔＧを求め、その係合部位厚Ｔの増加量ΔＴからビーム隙間Ｇの変化量ΔＧを減算して得られる数値、つまり、係合部位１８に対するビーム隙間部２６による締め代Ｐ（＝Ｔ−Ｇ）の変化量ΔＰ（＝ΔＴ−ΔＧ）を算出した。ここで、熱膨張による係合部位厚Ｔの増加量ΔＴは、心線部分厚Ｔｃおよび帆布層厚Ｔｆが殆ど変化しないことから、ゴム部厚Ｔｇの増加量ΔＴｇに等しい（ΔＴ＝ΔＴｇ）と見做し、よって、上記の変化量ΔＰは、ゴム部厚Ｔｇの増加量ΔＴｇからビーム隙間Ｇの変化量ΔＧを減算したもの（ΔＰ＝ΔＴｇ−ΔＧ）としている。また、走行に伴うビーム隙間Ｇの変化量ΔＧは、その殆どがブロック２０の上ビーム部２３および下ビーム部２４にプーリから加わる側圧によるものであるので、ビーム隙間Ｇに拘わらず一定（ΔＧ＝０．０４８〔ｍｍ〕）としている。
【００２５】
【表１】
2010061564.tif 000003
【００２６】
さらに、各係合部位厚Ｔ毎の締め代Ｐの変化量ΔＰの計算上の数値を、図３の特性図に「△（白抜きの△）」で示す。尚、この特性図には、各係合部位厚Ｔに対応するゴム部厚Ｔｇの変化量ΔＴｇと、同じく各係合部位厚Ｔに対応するビーム隙間Ｇの変化量ΔＧとについても、それぞれ、「◆」と「■）」とで併せて示している。
【００２７】
上記の表１および特性図から判るように、締め代Ｐの変化量ΔＰは、ゴム部厚Ｔｇが小さいときにはマイナスであり、ゴム部厚Ｔｇが大きくなるに従ってプラス側に変化する。そして、ゴム部厚ＴｇがＴｇ＝０．８〔ｍｍ〕（Ｔ＝１．６〔ｍｍ〕）であるときに締め代変化量ΔＰがΔＰ＝０．００１〔ｍｍ〕（弾性体であることを考慮すると実質的には０．０ｍｍ）であることからすると、ゴム部厚ＴｇがＴｇ＝０．８〔ｍｍ〕を超える（Ｔ＞１．６〔ｍｍ〕）と、締め代変化量ΔＰはマイナスからプラスに転じるものと推察される。つまり、係合部位１８に対するビーム隙間部２６による締め代が増大するようになる。
【００２８】
よって、この場合には、ゴム部厚ＴｇをＴｇ≦０．８〔ｍｍ〕（Ｔ≦１．６〔ｍｍ〕）とする、つまり、係合部位厚Ｔに占めるゴム部厚Ｔｇの比率Ｔｇ／Ｔを５０％以下（Ｔｇ／Ｔ≦５０％）とすることで、ベルト走行に伴う発熱による係合部位厚Ｔの増加量ΔＴがブロック２０のビーム隙間Ｇの変化量ΔＧ以下（ΔＴ≦ΔＧ）に抑えられるようになり、よって、張力帯１０の係合部位１８に対するブロック２０のビーム隙間部２６による締め代の増大に起因する張力帯１０のヘタリを未然に防止することができる。
【００２９】
−実験例−
ここで、張力帯１０のゴム部厚Ｔｇを変量させて高速走行させたときの高速耐久性，初期発熱温度，締め代変化量，ブロック摩耗性の４項目についての評価と、それらに基づく総合的な判定のために行った実験について説明する。
【００３０】
本実験には、例１〜例４及び例６〜例９の８本のブロックベルトを用いた。それらブロックベルトの各部位の寸法は、次表２に示すとおりである。それらのブロックベルトのうち、例１〜例４及び例６〜例７の６本は、先の表１に示したブロックベルトの場合と同じものであり、例８および例９の２本のブロックベルトは、新たに加えたものである。具体的には、例８では、張力帯１０の上下両帆布層１４，１５を省略し、その帆布層厚Ｔｆの分だけ、ゴム部厚Ｔｇを増やしたものである。つまり、上下ゴム部１２，１３を、それぞれブロック２０の上下両ビーム部２３，２４に直接に接触させるようにしたものである。例９は、例１のものに比べて、ゴム部厚Ｔｇを０．２ｍｍだけ増やし、その分だけ、係合部位厚Ｔが増えたものである。尚、各ブロック２０のビーム隙間Ｇと張力帯１０の係合部位厚Ｔとの関係は、先の場合と同じである。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
本実験の要領は、図４に模式的に示すように、プーリピッチ径φがφ＝１３３．６ｍｍである駆動プーリ３０と、プーリピッチ径φがφ＝６１．４ｍｍである従動プーリ４０との間に各ブロックベルトＷを掛け渡し、２０℃の雰囲気温度の下で、駆動プーリ３０を６３．７Ｎ・ｍのトルクでもって５０１６±６０ｒｐｍの回転速度で回転駆動することで、該ブロックベルトＷを高速走行させた。そして、ブロックベルトＷの温度が１３０℃に達した（１１０℃上昇）時点での締め代変化量〔単位：ｍｍ〕およびブロック摩耗量の測定とを行うとともに、少なくとも１つのブロックが破損するまでの時間〔ｈｒ〕を測定した。尚、ブロック摩耗量については、ブロックのベルト幅方向寸法における摩耗量を測定した。以上の結果は、先の表２に併せて示されているとおりである。尚、同表中の「締め代変化量」の「０．０」は、締め代が少なくともプラス方向には変化しなかったことを意味する。
【００３３】
上記の表２から判るように、例１〜例３，例８，例９の５本のブロックベルトについては、８００ｈｒ以上の高速走行に耐えたことから、実用性を十分に満たしている。また、例４および例６の２つは、５００ｈｒ以上の高速走行に耐えたことから、実用性を略満たしているものと考えられる。これらに対し、例７は３００ｈｒの高速走行に耐えるのがやっとであることから、高速耐久性としては実用に供し得ないものと考えられる。
【００３４】
さらに分析すると、締め代変化量の増加に応じて高速耐久性が低下することから、その締め代の増加により張力帯にヘタリが生じ、それにより各ブロックに対する張力帯の係止固定能力が低下し、そのために各ブロックに加わる入力が高くなってブロックが破損しやすなるものと考えられる。
【００３５】
また、係合部位厚Ｔの増加量ΔＴがゴム部厚Ｔｇの増加量ΔＴｇに略等しいことから、係合部位厚さＴに占めるゴム部厚Ｔｇの比率が低いほど、締め代変化量ΔＰ、つまり張力帯１０のヘタリは小さく、本実験例の場合には、その比率が７３．３％以下、さらには５０．０％以下であることが好ましいと判る。
【００３６】
さらに、例１と例８とを対比すると、高速耐久性，締め代変化量，ブロック摩耗量では目立った違いはないものの、例８では定常温度が例１の場合よりも若干ではあるが低くなっている。また、例８と例９との対比では、ゴム分厚Ｔｇが互いに同じ（Ｔｇ＝０．４〔ｍｍ〕）であるにも拘わらず、帆布層１４，１５を有しない例８の方が、帆布層１４，１５を有する例８の場合よりも定常温度が低くなっている。この理由としては、ゴム部１２，１３がブロック２０のビーム部２３，２４に直接に接触していることで該ゴム部１２，１３の放熱性が向上するものと考えられる。したがって、ゴム部厚Ｔｇが多少増えたとしても、帆布層１４，１５を省略してブロック２０に直接に接触させるようにすることは、係合部位１８の熱膨張に起因する問題にとっては、プラスに作用するものと考えられる。
【００３７】
したがって、本実施形態によれば、抗張性を有していてベルト長さ方向に延びる張力帯１０，１０と、各々、ベルト背面側およびベルト内面側にそれぞれ配置される上ビーム部２３および下ビーム部２４を有し、ベルト長さ方向に並びかつ上下両ビーム部２３，２４間のビーム隙間部２６，２６にそれぞれ張力帯１０，１０をベルト厚さ方向に挟み込むように配置されて該張力帯１０，１０に係止固定された複数のブロック２０，２０，…とを備えたブロックベルトにおいて、熱膨張による各張力帯１０の係合部位厚Ｔの増加量ΔＴを、ベルト走行に伴う各ブロック２０のビーム隙間Ｇの変化量ΔＧ以下とするようにしたので、係合部位１８に対するビーム隙間部２６の締付け量が増大して張力帯１０がヘタり、そのために、各ブロック２０に対する張力帯１０の係止固定力が弱まって該ブロック２０の受ける外力が大きくなり、その結果、各ブロック２０が破損しやすくなるという事態を未然に防止することができ、ブロックベルトの高速耐久性の向上に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、自動車のベルト式無段変速装置の伝動ベルトなどとして用いられる高負荷伝動用Ｖベルトについて有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  張力帯
１２  上ゴム部（ゴム部）
１３  下ゴム部（ゴム部）
１８  係合部位
２０  ブロック
２３  上ビーム部
２４  下ビーム部
２６  ビーム隙間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2010061564.tif 000009
2010061564.tif 000010
2010061564.tif 000011