(57)【要約】【課題】潤滑油による冷却を行わない乾式のベルト伝動装置に適用する場合であっても、放熱による冷却性能に優れた伝動ベルトを提供すること。【解決手段】プーリＰに巻き掛かる際に、そのプーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖに当接するとともにベルト巻き掛け溝Ｐｖの溝面から受ける圧力に対抗する多数のブロック１と、それら多数のブロック１を環状に配列した状態で結束するバンド２，３とを備えた伝動ベルトＢにおいて、ブロック１に、そのブロック１の表面積を増大して放熱を促進させる放熱フィン８，９を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリに巻き掛かる際に該プーリのベルト巻き掛け溝に当接するとともに該ベルト巻き掛け溝の溝面から受ける圧力に対抗する多数のブロックと、前記多数のブロックを環状に配列した状態で保持するバンドとを備えた伝動ベルトにおいて、
前記ブロックに、該ブロックの表面積を増大して放熱を促進させる放熱フィンが形成されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項２】
前記放熱フィンは、前記伝動ベルトの外周面を構成する前記ブロックの上面および／または前記伝動ベルトの内周面を構成する前記ブロックの下面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２つのプーリに巻き掛けられてそれら各プーリ間で動力伝達を行う伝動ベルトに関し、特に潤滑油を使用しない乾式の伝動ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つのプーリの間に伝動ベルト（Ｖベルト）を巻き掛けて動力を伝達させるベルト伝動装置のうち、例えば車両用のベルト式無段変速機において用いられる伝動ベルトは、主に、エレメントもしくはブロックなどと称される多数の金属製の板片をスチールバンド等により環状に結束して構成した金属製ベルトと、例えばゴムや樹脂などの弾性材料を主体に構成した非金属製ベルトとに分類することができる。
【０００３】
上記の各種ベルトのうち金属製ベルトを用いる場合、通常、プーリは鋼や鋳鉄あるいはアルミ合金などの金属を材料として形成されるので、金属製ベルトとプーリとの間の金属同士の摩擦面における摩耗や焼き付き等を防止するために潤滑油が使用される。したがって、この場合の金属製ベルトは潤滑油の中で用いられるいわゆる湿式の伝動ベルトである。一方、非金属製、例えばゴム製ベルトを用いる場合は、上記の湿式の伝動ベルトのような潤滑油を使用しなくともよい。したがって、この場合のゴム製ベルトは、油による潤滑を行わずにベルトとプーリとの間の摩擦力を利用して動力伝達を行ういわゆる乾式の伝動ベルトである。
【０００４】
上記のような伝動ベルトを用いたベルト伝動装置の運転時には、伝動ベルトとプーリとの間の摩擦面やベルトの内部で発生する摩擦熱により、伝動ベルトやプーリの温度が上昇する。したがって、それら伝動ベルトやプーリの発熱部分の過熱を防ぐために冷却を行う必要がある。潤滑油を使用する湿式の伝動ベルトの場合は、ベルトとプーリとの間を潤滑油によって潤滑するとともに、その潤滑油によって発熱部分の冷却も同時に行うことができる。それに対して、潤滑油を使用しない乾式の伝動ベルトの場合は、例えば発熱部分の熱を空気中に放熱する部分の表面積を増大させたり、あるいは発熱部分の熱を効率良く放熱させる冷却構造を設ける必要がある。
【０００５】
そのような冷却構造をベルト式無段変速機に対して設けた構成の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたＶベルト式無段変速機の冷却構造は、ケース内のエンジン側に位置する駆動軸に装着された駆動プーリと後輪側に位置する従動軸に装着された従動プーリとにＶベルトを巻き掛けて、ケース内に導入した冷却空気を駆動プーリ側から従動プーリ側に流すようにした構造であって、従動プーリのベルト巻き掛け面と反対側の外面に複数の放熱フィンがほぼ同心円状に形成されている。
【０００６】
また、特許文献２には、駆動プーリと従動プーリとの間に乾式ベルトを巻き掛け、両プーリのプーリ溝幅を互いに逆方向に変化させることにより変速比を無段階に変化させる無段変速機の冷却構造であって、駆動プーリの外側面と対向するハウジングの側壁に設けられた第１吸気口と、従動プーリの接線方向に対向するハウジングの壁面に設けられた排気口と、駆動プーリおよび従動プーリの外側面に設けられて第１吸気口から流入した空気を駆動プーリおよび従動プーリの回転によって排気口へと排出する気流を発生させるフィンと、駆動プーリと従動プーリとの中間部に対応するハウジングの側壁に設けられた第２吸気口とを備えている無段変速機の冷却構造に関する発明が記載されている。
【０００７】
また、特許文献３には、駆動プーリと従動プーリとの間に乾式ベルトを巻き掛け、両プーリのプーリ溝幅を互いに逆方向に可変にする変速比可変機構と、上記の乾式ベルトを押圧してベルト張力を得るテンショナ装置とが設けられた無段変速機であって、テンショナ装置の外側に対応する変速機ケースの部位に空気取入れ口が設けられ、テンショナアームに冷却風通過用の穴が設けられ、従動プーリの半径方向外側でかつ空気取入れ口と従動プーリを挟んで反対側の変速機ケースの部位に空気排出口が設けられ、さらに従動プーリの背面に空気取入れ口から空気排出口へ流れる気流を発生させるためのフィンが設けられた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２３２８０５号公報
【特許文献２】特開２００４ー２８６０４７号公報
【特許文献３】特開２００３−７４６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の各特許文献に記載されているベルト式無段変速機およびその冷却構造では、プーリの背面（プーリ溝と反対側の外面）に放熱用もしくは気流発生用のフィンを設けることによりプーリやベルトの冷却を行っている。したがって、放熱用のフィンでプーリの放熱部分の表面積を増大させることにより、その放熱用のフィンから効率良くプーリを放熱冷却することができる。あるいは、気流発生用のフィンで変速機のケース内の空気を流動させることにより、プーリおよびベルトの放熱を促進させて、それらプーリおよびベルトを効果的に放熱冷却することができる。
【００１０】
上記のようにプーリおよびベルトを冷却する場合、ベルトと比較してプーリの方が表面積が大きいので、また特許文献１に記載された構成のようにプーリに直に放熱用のフィンを設けることなどにより、プーリは比較的容易に放熱による冷却を行うことができる。一方、ベルトはプーリと比較して表面積が小さいので、その分放熱による冷却効果が低くなっている。そのため、上記の各特許文献に記載されているようなベルト式無段変速機の冷却に関する従来の技術では、プーリに対する放熱による冷却効果は期待できるものの、ベルトに対しては十分な冷却効果を得られない場合がある。このように、ベルト伝動装置を構成するプーリおよび伝動ベルトに対して、特に潤滑油を使用しない乾式の伝動ベルトに対する冷却を効果的に行うためには、未だ改良の余地があった。
【００１１】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、潤滑油による冷却を行わない乾式のベルト伝動装置に適用する場合であっても、放熱による冷却性能に優れた伝動ベルトを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、プーリに巻き掛かる際に該プーリのベルト巻き掛け溝に当接するとともに該ベルト巻き掛け溝の溝面から受ける圧力に対抗する多数のブロックと、前記多数のブロックを環状に配列した状態で保持するバンドとを備えた伝動ベルトにおいて、前記ブロックに、該ブロックの表面積を増大して放熱を促進させる放熱フィンが形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記放熱フィンが、前記伝動ベルトの外周面を構成する前記ブロックの上面および／または前記伝動ベルトの内周面を構成する前記ブロックの下面に形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、バンドと共に伝動ベルトを構成するブロックに放熱フィンが設けられることにより、ブロックの表面積が増大し、その分ブロックの熱が外部に放熱され易くなる。したがって、伝動ベルトの走行時に、ブロックとプーリとの接触面で発生する摩擦熱や、バンドが屈伸させられることによりバンド内部で発生する摩擦熱等を、ブロックの放熱フィンを通して外部に効果的に放熱させることができる。そのため、伝動ベルトの放熱による冷却性能を向上させることができ、その結果、走行時の伝動ベルトの温度上昇を防止もしくは抑制することができる。
【００１５】
また、請求項２の発明によれば、ブロックの上面および／または下面に、すなわち伝動ベルトの外周面および／または内周面に、放熱フィンが形成される。そのため、伝動ベルトがプーリに巻き掛けられる際に、放熱フィンがプーリや他の部材に干渉してしまうことを回避し、伝動ベルトの放熱による冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係る伝動ベルトの構成例を示す模式図であって、ブロックの構成を示す正面図およびバンドの構成を示す断面図である。
【図２】この発明に係る伝動ベルトの構成例を示す模式図であって、特にブロックの構成を示す側面図である。
【図３】この発明に係る伝動ベルトの構成例を示す模式図であって、ブロックおよびバンドの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
つぎに、この発明を図面を参照して具体的に説明する。この発明の伝動ベルトは、例えばベルト式無段変速機に使用されるものであり、プーリの外周部に形成された断面Ｖ字状の巻き掛け溝の内部に挟み込まれ、その結果、プーリとの間で生じる摩擦力でトルクを伝達するように構成されている。その一例を図１，図２，図３に模式的に示してある。先ず、図１，図２において、伝動ベルトＢは、ベルト式無段変速機を構成しているプーリ（駆動プーリおよび従動プーリ）Ｐに巻き掛けられている。これらの各プーリＰは、テーパ面をそれぞれ備えた固定シーブと可動シーブとを対向させて配置することにより、これらのシーブの間に断面Ｖ字状のベルト巻き掛け溝（Ｖ形溝）Ｐｖが形成され、その可動シーブを油圧シリンダなどのアクチュエータ（図示せず）によって固定シーブに対して前後動させることにより、ベルト巻き掛け溝Ｐｖの幅を変化させるように構成されている。
【００１８】
伝動ベルトＢは、プーリＰに巻き掛かる際にプーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖに当接するとともに、ベルト巻き掛け溝Ｐｖの溝表面から受ける圧力に対抗する多数のブロック１と、それら多数のブロック１を環状に保持するための２本のバンド２，３とから構成されている。
【００１９】
ブロック１は、例えば鋼やアルミ合金などの金属製の板片状の部材に樹脂等をコーティングすることにより形成されている。あるいは、高強度の合成樹脂等を材料として一体に形成することもできる。そして、ブロック１のベルト幅方向（図１での左右方向）における左右の側面４，５が、テーパー状の傾斜した面として形成されていて、プーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖに当接するようになっている。
【００２０】
上記のように、ブロック１は、金属もしくは樹脂等を材料にして所定の剛性を有する部材により形成されている。したがって、伝動ベルトＢがプーリＰに巻き掛かる際には、ブロック１の左右の両側面４，５がプーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖに当接し、ブロック１がベルト巻き掛け溝Ｐｖの溝表面から受ける圧力に対抗するようになっている。そしてブロック１の母材が金属製の場合は、その表面に上記のように樹脂コーティングが施されることにより、プーリＰが例えば鋼や鋳物などの金属製であっても、プーリＰに伝動ベルトＢが巻き掛かかる際に金属同士の接触が回避される。そのため、プーリＰと伝動ベルトＢとの当接部分における摩耗や焼き付き等を防止もしくは抑制することができる。
【００２１】
ブロック１の高さ方向（図１での上下方向）における中央部分の左右両側には、両側面４，５でそれぞれ開口する開口溝６，７が形成されている。そして、その開口溝６，７に、バンド２，３がそれぞれ収容されるようになっている。したがって、ブロック１の開口溝６，７に、バンド２，３がベルト幅方向に挿入されることにより、多数のブロック１が姿勢を揃えて環状に配列した状態で保持されて、伝動ベルトＢが構成されている。
【００２２】
各ブロック１は環状に配列されるので、各ブロック１が平行にならずに伝動ベルトＢの曲率中心を中心としていわゆる扇状（放射状）に開いた状態に配列される箇所が必ず生じる。そこで、各ブロック１を互いに接触させた状態で扇状に開いた配列を可能にするために、各ブロック１は、図１，図２での下側の部分（環状に配列した状態での中心側の部分）が薄肉に形成されている。すなわち、ブロック１の前面（図２での左側の面）１ｆでの、ブロック１の高さ方向における中央付近から下側の部分が削り落とされた状態で薄肉化されている。
【００２３】
なお、図示していないが、ブロック１とバンド２，３との間に、例えばほぞとほぞ溝などのような位置決め構造を設けて、ベルト周方向（図２での左右方向）におけるブロック１とバンド２，３との相対移動を規制するように構成してもよい。そのような位置決め構造を設けることにより、多数のブロック１をベルト周方向で等間隔に配置して伝動ベルトＢを構成することができ、伝動ベルトＢの走行を安定させることができる。
【００２４】
バンド２，３は、環状の帯状体であって、例えばゴムや樹脂などを材料とする弾性部材により、所定の柔軟性もしくは可撓性を有する環状部材として形成されている。なお、バンド２，３は、伝動ベルトＢに要求される強度を達成するために必要な強度と、プーリＰに滑らかに巻き掛かるために必要な柔軟性あるいは可撓性とを有する弾性材料により環状部材として構成されたものであれば、上記のようなゴムや樹脂以外の材料で構成されてもよい。例えば、繊維や金属ワイヤなどを芯材として、それをゴムや樹脂などと合成した複合材料により構成されたものであってもよい。
【００２５】
バンド２，３のベルト幅方向での外側、すなわちプーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖに対向する側の側面２ａ，３ａは、それぞれ、ブロック１の左右の側面４，５と同様にテーパー状の傾斜した面として形成されていて、プーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖに当接するようになっている。図１では、便宜上、プーリＰに対して伝動ベルトＢが巻き掛かる直前の状態、すなわちプーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖと、ブロック１の側面４，５およびバンド２，３の側面２ａ，３ａとが当接する直前の状態を示している。その状態では、図１に示すように、バンド２，３の側面２ａ，３ａがブロック１の側面４，５よりも外側に出ている。これは、プーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖから受ける圧力に対向するために剛体として形成されているブロック１に対して、ゴムなどの弾性部材により構成されているバンド２，３の剛性が低いので、プーリＰに対して伝動ベルトＢが巻き掛かかる際には、ベルト巻き掛け溝Ｐｖから受ける圧力によりバンド２，３が圧縮され、実質的にブロック１の側面４，５およびバンド２，３の側面２ａ，３ａが面一となってプーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖに接触するように構成するためである。
【００２６】
したがって、この伝動ベルトＢは、プーリＰに巻き掛かる際には、プーリＰのベルト巻き掛け溝Ｐｖから受ける圧力に対してはブロック１が対抗するとともに、バンド２，３の側面２ａ，３ａがベルト巻き掛け溝Ｐｖに圧着させられて、それら側面２ａ，３ａとベルト巻き掛け溝Ｐｖとの間で大きな摩擦力が発生させられる。そのため、例えば挟圧力のような伝動ベルトＢがプーリＰから受ける高い圧力に対抗しつつ、大きな摩擦力によりプーリＰと伝動ベルトＢとの間の動力伝達を確実に行うことができ、その結果、大きな伝達トルク容量を確保するとともに、動力伝達効率に優れた伝動ベルトＢを構成することができる。
【００２７】
そして、この発明の伝動ベルトＢにおけるブロック１には、伝動ベルトＢの外周面を形成するブロック１の上面１ａおよび伝動ベルトＢの内周面を形成するブロック１の下面１ｂに、それぞれ、ブロック１の表面積を増大して放熱を促進させる放熱フィン８，９が形成されている。
【００２８】
前述したように、伝動ベルトＢは、プーリＰに巻き掛けられて走行する際に、ブロック１の側面４，５とベルト巻き掛け溝Ｐｖとの間の摩擦により、ブロック１とプーリＰとの接触部分で熱が発生する。また、伝動ベルトＢがプーリＰに巻き掛かった状態とプーリＰから解放されて直線状になった状態とを繰り返すことにより、バンド２，３が屈伸を繰り返し、その際のバンド２，３内部の摩擦により、バンド２，３内部で熱が発生する。
【００２９】
したがって、伝動ベルトＢがプーリＰに巻き掛けられて走行する際には、上記のようなブロック１とプーリＰとの接触部分やバンド２，３の内部で発生する熱によって伝動ベルトＢの温度が上昇する。伝動ベルトＢの温度が過度に上昇すると、ブロック１のコーティングやバンド２，３の材料として使用した樹脂やゴム等が熱により劣化する場合がある。そこで、この発明の伝動ベルトＢでは、上記のようにブロック１に放熱フィン８，９を設けることにより、ブロック１の放熱性を向上させて、伝動ベルトＢの運転時における温度上昇を抑制することができる。
【００３０】
放熱フィン８，９は、上記のようにブロック１の表面積を増大して放熱性を向上させるためのものであり、ブロック１の本体（母材）部分と同一の材料、あるいは熱伝導性が良好な材料により、ブロック１の本体（母材）に一体に設けられている。また、放熱フィン８，９の形状・寸法、あるいはその取り付け位置等は、プーリＰや、この伝動ベルトＢを用いるベルト式無段変速機の他の部材等と干渉しないように、適宜設定することができる。
【００３１】
上記のように、ブロック１の上面１ａおよび下面１ｂに放熱フィン８，９が設けられるとにより、図３に示すように、プーリＰが回転し伝動ベルトＢが走行する際に発生する気流が、冷却風として放熱フィン８，９に当たることになる。したがって、ブロック１の熱は、放熱フィン８，９を介して、効果的に外部に放熱される。また、バンド２，３の熱も、バンド２，３とブロック１との間を伝わり、ブロック１およびその放熱フィン８，９を介して、外部に放熱される。そのため、ブロック１およびバンド２，３の放熱性能が向上し、その結果、伝動ベルトＢの温度上昇を抑制することができる。
【００３２】
なお、図１，図３には、ブロック１の上面１ａに４枚の放熱フィン８が設けられ、ブロック１の下面１ｂに３枚の放熱フィン９が設けられている例を示しているが、放熱フィン８，９の数量はこれに限定されるものではなく、上記のようにプーリＰや他の部材との干渉や放熱性能を考慮して、適宜設定することができる。また、この発明における放熱フィンは、ブロック１の上面１ａ側だけに設けられた構成でもよく、反対に、ブロック１の下面１ｂだけに設けられた構成であってもよい。
【００３３】
以上のように、この発明における伝動ベルトＢによれば、バンド２，３と共に伝動ベルトＢを構成するブロック１に放熱フィン８，９が設けられることにより、ブロック１の表面積が増大し、その分ブロック１の熱が外部に放熱され易くなる。したがって、伝動ベルトＢの走行時に、ブロック１とプーリＰとの接触面で発生する摩擦熱や、バンド２，３が屈伸させられることによってそのバンド２，３内部で発生する摩擦熱等を、ブロック１の放熱フィン８，９を通して外部に効果的に放熱させることができる。そのため、伝動ベルトＢの放熱による冷却性能を向上させることができる。その結果、走行時の伝動ベルトＢの過熱を防止してブロック１やバンド２，３に使用したゴムや樹脂等の材料の劣化を防止もしくは抑制することができ、ひいては、伝動ベルトＢの耐久性を向上させることができる。
【００３４】
なお、この発明は上述した具体例に限定されない。例えば上述した具体例では、この発明に係る伝動ベルトがベルト式無段変速機に適用された構成を例に挙げて説明しているが、この発明に係る伝動ベルトは、ベルト式無段変速機に限らず、ベルトとプーリとによって構成される他の巻き掛け伝動装置（ベルト伝動装置）における動力伝達用の伝動ベルトとして適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…ブロック、  １ａ…上面、  １ｂ…下面、  ２，３…バンド、  ８，９…放熱フィン、  Ｂ…伝動ベルト、  Ｐ…プーリ、  Ｐｖ…ベルト巻き掛け溝。
【図１】
2011185304.tif 000003
【図２】
2011185304.tif 000004
【図３】
2011185304.tif 000005