(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスの張力帯と、
前記張力帯の長手方向に沿って所定ピッチで配列され、前記張力帯が嵌合される嵌合溝を有する複数のブロックと、を備える伝動ベルトであって、
前記ブロックは、インサート材と、前記インサート材を被覆する被覆層とを有し、
前記インサート材は、前記被覆層を形成する材料よりも熱伝導率が高い材料で形成され、前記嵌合溝において前記被覆層から露出した第１露出部と、前記ブロックにおける少なくともベルトの厚み方向の両端面の一方において前記被覆層から露出した第２露出部とを有し、
前記嵌合溝において前記第１露出部が前記張力帯と接触し、
前記ブロックと前記張力帯との接触面積における前記第１露出部と前記張力帯との接触面積の割合は、１０％以上且つ７０％以下である、または、２０％以上且つ６０％以下であることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項２】
前記第１露出部は、前記被覆層の表面から突出していることを特徴とする請求項１に記載の伝動ベルト。
【請求項３】
前記第１露出部の前記被覆層の表面からの突出量は、０．１ｍｍ以上、且つ、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の伝動ベルト。
【請求項４】
前記第１露出部は、前記嵌合溝内に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項５】
前記第１露出部は、前記嵌合溝におけるベルトの厚み方向に対向する両側の壁面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項６】
前記ブロックのベルトの厚み方向の両端面の面積における前記第２露出部の面積の割合は、１０％以上、且つ、８０％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項７】
前記ブロックのベルトの厚み方向の両端面の面積における前記第２露出部の面積の割合は、２０％以上、且つ、７０％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項８】
前記第２露出部は、前記ブロックにおけるベルトの厚み方向の両端面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項９】
前記インサート材は、金属材料であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項１０】
前記被覆層は、樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項１１】
無段変速装置に用いられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張力帯の長手方向に沿って複数のブロックを取り付けた構成を有する伝動ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、自動二輪車等における変速装置として、変速時の操作性の向上や燃料消費率の改善等を図ることができるベルト式無段変速装置が知られている。ベルト式無段変速装置に用いられるＶベルトのうち、比較的低負荷用としては、ゴム製のローエッジＶベルトが用いられる。通常のゴムベルトでは耐久性が不足するような高負荷伝動用ベルトとしては、エンドレスの張力帯（センターベルト）に、複数の樹脂製ブロックをベルト長手方向に間隔を空けて配列させて取り付けた構成の樹脂ブロックベルトが用いられる。ブロックの張力帯への固定は、ブロックの嵌合溝に張力帯を圧入嵌合することでなされている。
【０００３】
特許文献１〜４には、プーリに巻き掛けたときに、両側面がプーリからの高い側圧に耐え得ると共にプーリとの接触による摩耗にも耐え得るように、金属補強材（インサート材）が樹脂被覆層で被覆された構造の樹脂材料で形成されたブロックを備えた伝動ベルトが開示されている。例えば、特許文献２には、金属補強材がジュラルミンで形成され、また、樹脂被覆層が、フェノールアラルキル樹脂及びノボラックフェノール樹脂が５０／５０以上８０／２０以下の重量比率で配合され、少なくとも引張り弾性率が３００ＧＰａ以上のポリアクリロニトリル系カーボン短繊維が配合されたブレンド樹脂のフェノール樹脂で形成されたブロックを備えた伝動ベルトが開示されている。特許文献３には、アルミニウム合金である板状ブロック本体と、その両幅方向端面を被覆する硬質樹脂材料である被覆部材とを備えた伝動ベルト用のブロックが開示されている。特許文献４には、金属補強材（アルミニウム等）と、該金属補強材を被覆すると共にプーリ接触面を構成する両側面を形成するように設けられ、マトリクス樹脂にカーボン短繊維が添加されたカーボン短繊維補強樹脂で形成された樹脂被覆層と、を有するブロックを備えた伝動ベルトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−３４３４２号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９４３２号公報
【特許文献３】特開２００８−４５５８５号公報
【特許文献４】特開２０１１−２３６９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようなブロックを備えた伝動ベルトでは、ベルトの走行に伴い、センターベルト表面（帆布）の摩耗、ゴムのへたり、ブロックの摩耗等が進行すると、ブロックとセンターベルトとの嵌合部にがたつきが生じる。その結果、ブロックとセンターベルトとの間の発熱が増大し、走行寿命の低下に繋がる。
【０００６】
そこで、本発明は、走行時に生じる熱を吸収して放出することで走行寿命の低下を抑制できる伝動ベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の伝動ベルトは、エンドレスの張力帯と、前記張力帯の長手方向に沿って所定ピッチで配列され、前記張力帯が嵌合される嵌合溝を有する複数のブロックとを備える伝動ベルトであって、前記ブロックは、インサート材と、前記インサート材を被覆する被覆層とを有し、前記インサート材は、前記被覆層を形成する材料よりも熱伝導率が高い材料で形成され、前記嵌合溝において前記被覆層から露出した第１露出部と、前記ブロックにおける少なくともベルトの厚み方向の両端面の一方において前記被覆層から露出した第２露出部と、を有し、前記嵌合溝において前記第１露出部が前記張力帯と接触し、前記ブロックと前記張力帯との接触面積における前記第１露出部と前記張力帯との接触面積の割合は、１０％以上且つ７０％以下である、または、２０％以上且つ６０％以下であることを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、第１露出部が、ベルト走行時にブロックと張力帯との接触部分で生じる熱を吸熱する吸熱部として機能し、第２露出部が、第１露出部で吸熱した熱を外部に放出する放熱部として機能する。したがって、被覆層に比べて熱伝導率が高いインサート材を介して、ベルト走行時に生じる熱を放出することができる。よって、伝動ベルトの走行寿命の低下を抑制できる。
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記ブロックと前記張力帯との接触面積における前記第１露出部と前記張力帯との接触面積の割合は、１０％以上、且つ、７０％以下である。または、本発明の伝動ベルトにおいて、前記ブロックと前記張力帯との接触面積における前記第１露出部と前記張力帯との接触面積の割合は、２０％以上、且つ、６０％以下である。この構成により、第１露出部の吸熱性能をさらに十分に確保し、且つ、走行初期にブロックが破損するのを避けることできる。
【０００９】
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記第１露出部は、前記被覆層の表面から突出していることが好ましい。
【００１０】
この構成によると、被覆層の表面から突出した第１露出部の先端部が張力帯に食い込んだ状態となる。したがって、第１露出部と張力帯とを確実に接触させることができるので、第１露出部の吸熱性能を十分に確保できる。また、第１露出部によってブロックと張力帯との嵌合部のがたつきを抑制できるので、ベルト走行時の発熱量を少なくすることができる。
【００１１】
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記第１露出部の前記被覆層の表面からの突出量は、０．１ｍｍ以上、且つ、０．４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
この構成によると、第１露出部の被覆層の表面からの突出量を０．１ｍｍ以上とすることで、第１露出部の吸熱性能をより十分に確保すると共に、ブロックと張力帯との嵌合部のがたつきを確実に抑制し、がたつきに伴うベルト走行時の騒音の発生や動力伝達性能の低下を避けることができる。また、第１露出部の被覆層の表面からの突出量を０．４ｍｍ以下とすることで、第１露出部の突出量が大きすぎることによるブロックの撓みを抑制し、撓みに伴うブロックの破損を避けることができる。また、第１露出部の突出量が大きすぎて過剰な押圧により張力帯を破損させるのを避けることができる。
【００１５】
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記第１露出部は、前記嵌合溝内に複数設けられていることが好ましい。
【００１６】
この構成によると、第１露出部が嵌合溝内に１つだけ設けられている場合に比べて、第１露出部と張力帯との接触部分が増えるので、第１露出部の吸熱性能を一層十分に確保できる。
【００１７】
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記第１露出部は、前記嵌合溝におけるベルトの厚み方向に対向する両側の壁面にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１８】
この構成によると、第１露出部が嵌合溝におけるベルトの厚み方向に対向する両側の側壁の一方のみに設けられている場合に比べて、第１露出部と張力帯との接触部分が増えるので、第１露出部の吸熱性能をより一層十分に確保できる。
【００１９】
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記ブロックのベルトの厚み方向の両端面の面積における前記第２露出部の面積の割合は、１０％以上、且つ、８０％以下であることが好ましい。または、本発明の伝動ベルトにおいて、前記ブロックのベルトの厚み方向の両端面の面積における前記第２露出部の面積の割合は、２０％以上、且つ、７０％以下であることがより好ましい。
【００２０】
この構成によると、第２露出部の放熱性能を十分に確保しつつ、被覆層が欠けるのを避けることができる。
【００２１】
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記第２露出部は、前記ブロックにおけるベルトの厚み方向の両端面にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００２２】
この構成によると、第２露出部がブロックにおけるベルトの厚み方向の一方の端面のみに設けられている場合に比べて、第２露出部の面積が増える。そのため、第２露出部の放熱性能をより十分に確保できる。
【００２３】
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記インサート材は、金属材料であることが好ましい。
【００２４】
この構成によると、インサート材を弾性率の高い金属材料とすることで、ブロック全体が樹脂材料で形成されている場合に比べて剛性が高まる。そのため、伝動ベルトに大きな側圧がかかる高い負荷条件へ適用できる。また、金属材料の高い熱伝導性を利用して、吸熱、放熱を効率よく行うことができる。
【００２５】
ここで、本発明の伝動ベルトにおいて、前記被覆層は、樹脂材料で形成されていることが好ましい。
【００２６】
この構成によると、被覆層に適度な弾性率を有する樹脂材料を用いることで、大きな側圧に耐えながら、静粛性が高く、また張力帯やプーリの摩耗を抑えることができる。さらに、樹脂材料は、エラストマーと比べて弾性変形が小さいため、動力伝達のロスを減少できる。
【００２７】
ここで、本発明の伝動ベルトは、無段変速装置に用いられてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、走行時に生じる熱を吸収して放出することで走行寿命の低下を抑制できる伝動ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態に係る伝動ベルトを採用したベルト式無段変速装置を示す一部省略断面図であり、（ａ）はベルトの各プーリへの巻き掛け半径が同じ場合、（ｂ）は巻き掛け半径が異なる場合を示す。
【図２】図１の伝動ベルトを示す一部切欠き斜視図である。
【図３】図２の伝動ベルトをベルト幅方向から見た側面図である。
【図４】図２の伝動ベルトをベルト長手方向から見た正面図である。
【図５】図２に示すブロックの斜視図である。
【図６】図２のブロックを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はベルト長手方向から見た正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）はベルト幅方向から見た側面図である。
【図７】図６（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】（ａ）は図６（ｂ）のＶＩＩＩ（ａ）−ＶＩＩＩ（ａ）線に沿う断面図であり、（ｂ）は図６（ｂ）のＶＩＩＩ（ｂ）―ＶＩＩＩ（ｂ）線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
［ベルト式無段変速装置］
まず、図１を参照しつつ、本発明に係る伝動ベルト１を採用したベルト式無段変速装置３０の構成について説明する。図１に示すように、ベルト式無段変速装置３０は、駆動プーリ３１と従動プーリ３２とにエンドレスの伝動ベルト１が巻き掛けられた構造を有している。そして、伝動ベルト１の側面がプーリ３１、３２のＶ溝と接触した状態で伝動ベルト１を二軸間で回転走行させ、さらに変速比を無段階で変化させるものである。
【００３２】
各プーリ３１、３２は、軸方向に固定された固定プーリ片３１ａ、３２ａと、軸方向に移動可能とされた可動プーリ片３１ｂ、３２ｂとからなる。可動プーリ片３１ｂ、３２ｂが軸方向に移動することで、固定プーリ片３１ａ、３２ａと可動プーリ片３１ｂ、３２ｂとで形成されるプーリ３１、３２のＶ溝の幅を連続的に変更できるようになっている。伝動ベルト１は、ベルト幅方向両端面が各プーリ３１、３２のＶ溝対向面と傾斜が合致するテーパ面で形成され、変更されたＶ溝の幅に応じて、Ｖ溝対向面の任意の位置に嵌まり込む。例えば、図１（ａ）に示す状態から、図１（ｂ）に示すように、駆動プーリ３１のＶ溝の幅を狭く、従動プーリ３２のＶ溝の幅を広くした状態に変更すると、伝動ベルト１は、駆動プーリ３１側ではＶ溝中を外径側に向かって移動し、従動プーリ３２側ではＶ溝中を内径側に向かって移動する。その結果、各プーリ３１、３２への巻き掛け半径が連続的に変化して、変速比が無段階で変えられる。
【００３３】
[伝動ベルト]
次に、図２〜図４をさらに参照しつつ、伝動ベルト１の構成について説明する。なお、以下の説明では、伝動ベルト１においてプーリ３１、３２に巻き掛けられた際に、ベルト厚み方向の外周側となる方向を「上方」、ベルト厚み方向の内周側となる方向と「下方」と称することがある。
【００３４】
図２に示すように、伝動ベルト１は、平行な２本のエンドレスの張力帯２の長手方向（図２に示すベルト長手方向）に沿って、複数の板状のブロック１０を配列したものである。ブロック１０は、上面１０ａがベルト厚み方向の外周側、下面１０ｂがベルト厚み方向の内周側になるように配列される。また、ブロック１０は、側面１０ｃが隣接するブロック１０の側面１０ｃと対向するように配列される。各ブロック１０は、互いに同一形状を有しており、ベルト厚み方向の上方及び下方に並ぶ２本のビーム部（上側ビーム部１１及び下側ビーム部１２）をベルト幅方向の中央部でセンターピラー部１３によって連結して略「Ｈ」形に形成されている。上側ビーム部１１、下側ビーム部１２、及び、センターピラー部１３は、一体成型される。ブロック１０は、嵌合溝１４を有する。嵌合溝１４は、上下のビーム部１１、１２、とセンターピラー部１３とによって囲まれて形成されている。嵌合溝１４は、ベルト幅方向の中央部を挟んだ両側に一対で設けられている。各張力帯２は、各ブロック１０の各嵌合溝１４にベルト幅方向の両側から圧入嵌合され、各ブロック１０が２本の張力帯２と一体化されている。
【００３５】
図４に示すように、ブロック１０のベルト幅方向に関する長さは、ベルト厚み方向の上方の端部が最も長く下方の端部に行くほど短くなっている。伝動ベルト１が各プーリ３１、３２に巻き掛けられたときに、各ブロック１０の上側ビーム部１１は張力帯２よりもベルト厚み方向の外周側に位置し、下側ビーム部１２は張力帯２よりもベルト厚み方向の内周側に位置する。
【００３６】
図２に示すように、各張力帯２の外周面２ａと内周面２ｂには、それぞれベルト幅方向に延びる凹溝２１ａ、２１ｂがベルト長手方向に所定のピッチで設けられる。尚、張力帯２の外周面２ａは、張力帯２のベルト厚み方向の外周側の面である。また、張力帯２の内周面２ｂは、張力帯２のベルト厚み方向の内周側の面である。また、各ブロック１０における嵌合溝１４のベルト厚み方向の対向面には、それぞれベルト幅方向に延びる凸条１５ａ、１５ｂが設けられている。尚、凸条１５ａ、１５ｂは、本発明の「壁面」、つまり、本発明の「嵌合溝１４におけるベルトの厚み方向に対向する両側の壁面」に相当する。これらの凹溝２１ａ、２１ｂに各凸条１５ａ、１５ｂを係合させることにより、各ブロック１０がベルト長手方向に沿って所定ピッチで固定される。図３に示すように、張力帯２の内周面２ｂの凹溝２１ｂは、外周面２ａの凹溝２１ａに比べて断面が緩やかな凹湾曲面となっている。凹溝２１ｂと係合する嵌合溝１４の凸条１５ｂは、凹溝２１ａと係合する凸条１５ａと比べてベルト長手方向の断面が緩やかな凸湾曲面とされている。
【００３７】
また、図３に示すように、各ブロック１０のベルト長手方向に関する長さは、ベルト厚み方向の上方に位置する上側ビーム部１１においては、ベルト厚み方向に一定の肉厚で形成されおり、ベルト厚み方向の下方に位置する下側ビーム部１２においては、ベルト厚み方向の下方に行くほど肉厚が漸減するように形成されている。
【００３８】
[張力帯]
図２に示すように、張力帯２は、心線４がスパイラル状に埋設されたゴム層５と、ゴム層５の上下面を被覆する補強布６とからなる。心線４としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維等からなるロープや、スチールワイヤ等が用いられる。心線４の替わりに、上記の繊維からなる織布や編布、または金属薄板等を埋設してもよい。ゴム層５は、クロロプレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム（水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマーを含む）、エチレン−α−オレフィンエラストマー（エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭなど）などのエチレン−α−オレフィン系ゴム）等の単一材もしくはこれらを適宜ブレンドしたゴム、またはポリウレタンゴムで形成される。
【００３９】
補強布６は、ベルト走行時にゴム層５がブロック１０との摩擦により摩耗するのを防止するためのものであり、平織り、綾織り又は朱子織り等の織布で形成される。その繊維材料としては、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等が用いられる。なお、ブロック１０と張力帯２の擦れによる摩耗を防止する観点では、耐摩耗性に優れるアラミド繊維が好ましいが、アラミド繊維に比べて耐摩耗性の劣るナイロン繊維を使用することもできる。また、ナイロン繊維はアラミド繊維に比べて伸縮性がよいので、ブロック１０の嵌合溝１４の形状に正確に沿わせることができる。
【００４０】
［ブロック］
ここで、図５〜８をさらに参照しつつ、ブロック１０の構成についてより詳細に説明する。ブロック１０は、インサート材４０と被覆層５０とを備えている。インサート材４０は、後述する吸熱部６１、６２と放熱部６３、６４とを除いて被覆層５０によって被覆されている。尚、吸熱部６１、６２は、本発明の第１露出部に相当する。また、放熱部６３、６４は、本発明の第２露出部に相当する。インサート材４０と被覆層５０とは、接着剤によって接着されている。接着剤としては、エポキシシランカップリング剤又はアミノシランカップリング剤などが用いられる。
【００４１】
図２に示すように、吸熱部６１は、嵌合溝１４内の凸条１５ａに複数設けられる。吸熱部６２は、嵌合溝１４内の凸条１５ｂに複数設けられる。つまり、吸熱部６１は、ベルト厚み方向において、嵌合溝１４内の外周側（上方）に配置される。吸熱部６２は、ベルト厚み方向において、内周側（下方）に配置される。また、吸熱部６１、６２は、被覆層５０の表面から突出して形成される。具体的には、図７に示すように、吸熱部６１は、インサート材４０の後述する３つの突起４４として形成される。吸熱部６２は、インサート材４０の後述する３つの突起４５として形成される。
【００４２】
また、放熱部６３、６４は、ブロック１０におけるベルトの厚み方向の両端面にそれぞれ設けられる。ブロック１０におけるベルトの厚み方向の両端面は、ブロック１０の上面１０ａ及び下面１０ｂを含む。尚、上面１０ａ及び下面１０ｂは、本発明の「両端面」、つまり、「ブロック１０におけるベルトの厚み方向の両端面」に相当する。ブロック１０の上面１０ａは、図６（ａ）に示すブロック１０の面であり、ブロック１０を外周側から内周側に見た面を示す。ブロック１０の下面１０ｂは、図６（ｃ）に示すブロック１０の面であり、ブロック１０を内周側から外周側に見た面を示す。放熱部６３は、ブロック１０の上面１０ａに設けられる。放熱部６４は、ブロック１０の下面１０ｂに設けられる。具体的には、図７に示すように、放熱部６３は、インサート材４０における上側ビーム部４１の外周側の端部の一部として形成される。放熱部６４は、インサート材４０における下側ビーム部４２の内周側の端部の一部として形成される。
【００４３】
ブロック１０は、例えば、ベルト厚み方向の長さが１０〜１７ｍｍ、ベルト幅方向の長さが２０〜３０ｍｍ、及びベルト長手方向の長さが２〜５ｍｍであり、ベルト幅方向の両側部のなす角度、すなわち、ベルト角度は例えば２４〜３０°である。
【００４４】
インサート材４０は、図７、８に示すように、ブロック１０と同様に、上側ビーム部４１及び下側ビーム部４２をベルト幅方向の中央部でセンターピラー部４３によって連結して略「Ｈ」形に形成されている。上側ビーム部４１、下側ビーム部４２及びセンターピラー部４３は、一体成型される。インサート材４０のベルト幅方向に関する長さは、外周側の端部が最も長く内周側の端部に行くほど短くなっている。
【００４５】
インサート材４０における上側ビーム部４１の内周側の面には、突起４４が形成されている。より詳細には、突起４４は、上側ビーム部４１の内周側の面におけるセンターピラー部４３を中心としたベルト幅方向の両側にそれぞれ延びる部分に、ベルト幅方向に並んで３つずつ設けられている。また、インサート材４０における下側ビーム部４２の外周側の面には、突起４５が形成されている。より詳細には、突起４５は、下側ビーム部４２の外周側の面におけるセンターピラー部４３を中心としたベルト幅方向の両側にそれぞれ延びる部分に、ベルト幅方向に並んで３つずつ設けられている。
【００４６】
インサート材４０は、耐熱性に優れ、高強度であるジュラルミン材（金属材料）からなり、ＪＩＳ規格における合金番号２０１７、２０１４、２０２４、Ａ７０７５等のアルミニウム合金からなる金属素材の時効処理材で構成されている。特に、耐熱性及び強度に一段と優れたＪＩＳ Ｈ Ａ２０２４Ｐ Ｔ３６１のジュラルミン材が好適である。ここで、「Ａ２０２４Ｐ」とはアルミニウム合金の圧延材であることを、「２０２４」とは金属組成を、「Ｔ３６１」とは「Ｔ３」の断面積減少率をほぼ６％にしたことをそれぞれ表す。「Ｔ３」とは溶体化処理後冷間加工を行い、さらに自然時効させたことである。この合金番号の圧延材は、高温に十分に耐え得て軟化し難いという性質を有している。なお、インサート材４０は、被覆層５０に比べて熱伝導率が高い材料が用いられる。
【００４７】
インサート材４０は、例えば、上側ビーム部４１のベルト厚み方向の長さが３．５〜７．０ｍｍ、及び下側ビーム部４２のベルト厚み方向の長さが３．５〜７．０ｍｍである。
【００４８】
被覆層５０は、インサート材４０における上側ビーム部４１の外周側の端部の一部と突起４４の先端部、及び、下側ビーム部４２の内周側の端部の一部と突起４５の先端部を除いて、インサート材４０の外表面を層状に被覆している。すなわち、インサート材４０の突起４４、４５の先端部は、被覆層５０から露出して嵌合溝１４内に突出している。これにより、図４に示すように、インサート材４０の突起４４、４５の先端部は、嵌合溝１４に嵌め込まれた張力帯２に食い込んだ状態で張力帯２の表面と接触し、ベルト走行時にブロック１０と張力帯２との接触部で生じる熱を吸熱する吸熱部６１、６２として機能する。図８に示すように、ベルト厚み方向における、吸熱部６１の被覆層５０の表面からの突出量ｈ１、及び、吸熱部６２の被覆層５０の表面からの突出量ｈ２は、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍである。
【００４９】
そして、インサート材４０における上側ビーム部４１の外周側の端部及び下側ビーム部４２の内周側の端部の被覆層５０から露出した部分は、吸熱部６１、６２で吸熱された熱を放熱する放熱部６３、６４として機能する。放熱部６３は、インサート材４０の上側ビーム部４１における上面４０ａ及び側面４０ｂのベルト幅方向の中央部の一部として設けられる。ここで、インサート材４０の上側ビーム部４１における上面４０ａとは、上側ビーム部４１をベルト厚み方向の上方から下方に見たときの面、つまり外周側の面である。インサート材４０の上側ビーム部４１における上面４０ａは、ブロック１０の上面１０ａに含まれる（図６（ａ）参照）。また、インサート材４０の上側ビーム部４１における側面４０ｂとは、隣接するブロック１０のインサート材４０の上側ビーム部４１との対向面である。放熱部６４は、インサート材４０の下側ビーム部４２における下面４０ｃ及び側面４０ｄのベルト幅方向の中央部の一部として設けられる。ここで、インサート材４０の下側ビーム部４２の下面４０ｃとは、下側ビーム部４２をベルト厚み方向の下方から上方に見たときの面、つまり内周側の面である。インサート材４０の下側ビーム部４２の下面４０ｃは、ブロック１０の下面１０ｂに含まれる（図６（ｃ）参照）。また、インサート材４０の下側ビーム部４２における側面４０ｄとは、隣接するブロック１０のインサート材４０の下側ビーム部４２との対向面である。
【００５０】
なお、図７に示す通り、インサート材４０の上側ビーム部４１及び下側ビーム部４２のベルト幅方向の両端面は、被覆層５０で被覆されている。被覆層５０で被覆されたブロック１０のベルト幅方向の両端面１０ｄは、プーリ３１、３２（図１参照）との接触部となっている。
【００５１】
被覆層５０は、硬質樹脂（マトリクス樹脂にカーボン短繊維が添加されたカーボン短繊維補強樹脂）材料でもって形成されている。カーボン短繊維補強樹脂のマトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、また、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂のみで構成されていてもよく、また、熱可塑性樹脂のみで構成されていてもよく、さらに、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とがブレンドされたものであってもよい。マトリクス樹脂は、その他にゴム成分等を含んでいてもよい。
【００５２】
被覆層５０に含まれるカーボン短繊維は、平均繊維長が１００μｍ以上であることが好ましく、１５０μｍ以上であることがより好ましい。なお、カーボン短繊維の平均繊維長は、被覆層５０の表面観察写真の画像解析から任意の２０本のカーボン短繊維の繊維長を測定して数平均し、それを２回繰り返した平均値として求められる。
【００５３】
被覆層５０を形成するカーボン短繊維補強樹脂は、マトリクス樹脂及びカーボン短繊維の他、パラアラミド短繊維、グラファイト粉末等を含んでいてもよい。パラアラミド短繊維は、例えば、繊維長が１ｍｍ〜３ｍｍであり、マトリクス樹脂１００質量部に対する添加量が２〜５質量部である。グラファイト粉末は、例えば、粒径が５μｍ〜１０μｍであり、マトリクス樹脂１００質量部に対する添加量が１５〜２０質量部である。
【００５４】
樹脂被覆層の層厚さは例えば０．８〜１．５ｍｍである。
【００５５】
以上のように、本実施形態伝動ベルト１では、張力帯２が嵌合されるブロック１０は、インサート材４０をインサート材４０よりも熱伝導率の低い材料で形成された被覆層５０で被覆してなる。インサート材４０は、嵌合溝１４において被覆層５０から露出しており張力帯２と接触する吸熱部６１、６２と、ブロック１０の上面１０ａ、下面１０ｂにおいて被覆層５０から露出している放熱部６３、６４とを有している。したがって、吸熱部６１、６２が、ベルト走行時にブロック１０と張力帯２との接触部分で生じる熱を吸熱し、吸熱部６１、６２で吸熱した熱を放熱部６３、６４が外部に放出する。すなわち、被覆層５０に比べて熱伝導率が高いインサート材４０を介して、ベルト走行時に生じる熱を放出することができる。よって、伝動ベルトの走行寿命の低下を抑制できる。
【００５６】
また、吸熱部６１、６２は、被覆層５０の表面から突出しており、被覆層５０の表面から突出した吸熱部６１、６２の先端部が張力帯２に食い込んだ状態となる。したがって、吸熱部６１、６２と張力帯２とを確実に接触させることができるので、吸熱部６１、６２の吸熱性能を十分に確保できる。また、吸熱部６１、６２によってブロック１０と張力帯２との嵌合部のがたつきを抑制できるので、ベルト走行時の発熱量を少なくすることができる。
【００５７】
また、吸熱部６１、６２の被覆層５０の表面からの突出量は、０．１ｍｍ以上、且つ、０．４ｍｍ以下である。したがって、吸熱部６１、６２の吸熱性能をより十分に確保すると共に、ブロック１０と張力帯２との嵌合部のがたつきを確実に抑制しつつ、吸熱部６１、６２の突出量が大きすぎることによるブロック１０の撓みや張力帯への過剰な押圧を抑制し、ベルト走行時の騒音の発生や動力伝達性能の低下や、ブロック１０の破損、張力帯２の破損を避けることができる。
【００５８】
さらに、吸熱部６１、６２は、１つの嵌合溝１４内のベルト厚み方向に対向する凸条１５ａ及び凸条１５ｂにそれぞれ３つずつ設けられているので、吸熱部６１、６２の吸熱性能を一層十分に確保でき、且つ、ブロック１０と張力帯２との嵌合部のがたつきを確実に抑制できる。また、放熱部６３、６４は、ブロック１０の上面１０ａ及び下面１０ｂにそれぞれ設けられているので、放熱部６３、６４の放熱性能をより十分に確保できる。
【００５９】
また、インサート材４０を弾性率の高い金属材料とすることで、ブロック全体１０が樹脂材料で形成されている場合に比べて剛性が高まる。そのため、伝動ベルト１に大きな側圧がかかる高い負荷条件へ適用できる。また、金属材料の高い熱伝導性を利用して、吸熱、放熱を効率よく行うことができる。
【００６０】
また、被覆層５０に適度な弾性率を有する硬質樹脂材料を用いることで、大きな側圧に耐えながら、静粛性が高く、また張力帯やプーリの摩耗を抑えることができる。さらに、樹脂材料は、エラストマーと比べて弾性変形が小さいため、動力伝達のロスを減少できる。
【実施例】
【００６１】
［耐久走行試験］
上述のように本実施形態の吸熱部６１、６２及び放熱部６３、６４が設けられた本実施例１〜１３に係る伝動ベルト１、及び比較例１〜３に係る伝動ベルトについて、耐久走行試験を行った。
【００６２】
実施例１〜１３の伝動ベルト１は、吸熱部６１、６２及び放熱部６３、６４におけるインサート材４０の被覆層からの露出面積割合及び吸熱部６１、６２の突出量と、伝動ベルト１の耐久性との関係を確認するために、吸熱部６１、６２の表面積比率と、放熱部６３、６４の表面積比率と、吸熱部６１、６２の突出量を変量している。表１の「吸熱部の表面積比率」及び「放熱部の表面積比率」に、実施例１〜１３の各伝動ベルト１の吸熱部６１、６２及び放熱部６３、６４の比率を示す。表１の「吸熱部の突出量」に、実施例１〜１３の各伝動ベルト１の吸熱部６１、６２の突出量を示す。吸熱部６１、６２の表面積比率とは、ブロック１０と張力帯２との総接触面積に対する、吸熱部６１、６２と張力帯２との総接触面積の割合である。放熱部６３、６４の表面積比率とは、ブロック１０の上面１０ａ及び下面１０ｂの総面積に対する、インサート材４０の上面４０ａ及び下面４０ｂに設けられる放熱部６３、６４の総面積の割合である。なお、上述のように放熱部６３、６４は、インサート材４０の上面４０ａ、下面４０ｃ及び側面４０ｂ、４０ｄ（隣接するブロック１０のインサート材４０との対向面）に設けられているが、隣接するブロック１０のインサート材４０との対向面は、隣接するブロック１０との間で熱がこもりやすいため、この部分の放熱性能は高くなく、放熱部６３、６４の放熱性能はインサート材４０の上面４０ａ及び下面４０ｃに設けられている部分の面積に大きく依存する。また、吸熱部６１、６２の突出量は、ベルト厚み方向における吸熱部６１、６２の被覆層５０の表面からの突出量ｈ１、ｈ２である。
【００６３】
比較例１〜３の伝動ベルトは、以下の点を除いて本実施形態の伝動ベルト１の構成と同じである。比較例１は、インサート材４０の全面が被覆層５０で覆われており、本実施形態の吸熱部６１、６２及び放熱部６３、６４に対応する部分を有さない伝動ベルトである。比較例２は、本実施形態の吸熱部６１、６２に対応する部分を有さず、放熱部６３、６４のみを有する伝動ベルトである。比較例３は、本実施形態の放熱部６３、６４に対応する部分を有さず、吸熱部６１、６２のみを有する伝動ベルトである。なお、比較例１、２の伝動ベルトにおいては、本実施形態の突起４４、４５に対応する部分として、被覆層で全体が覆われた突起が設けられている。表１の「吸熱部の表面積比率」及び「放熱部の表面積比率」に、比較例１〜３の各伝動ベルトの吸熱部及び放熱部の比率を示す。比較例１は、吸熱部及び放熱部を有さないため、「吸熱部の表面積比率」及び「放熱部の表面積比率」は、０である。比較例２は、吸熱部を有さないため、「吸熱部の表面積比率」は、０である。比較例３は、放熱部を有さないため、「放熱部の表面積比率」は、０である。表１の「吸熱部の突出量」に、比較例１、２の各伝動ベルトの被覆層で全体が覆われた突起の突出量と、比較例３の伝動ベルトの吸熱部６１、６２の突出量を示す。尚、比較例１〜３の吸熱部の突出量は、変量していない。
【００６４】
実施例１〜１３及び比較例１〜３における、張力帯２のゴム層５は、「水素化ニトリルゴム」と、「ジメタクリル酸亜鉛を配合した水素化ニトリルゴム」との混合物からなるゴムの組成物で形成した。心線４には、アラミド繊維で形成された直径０．７２ｍｍの撚りコードを用いた。補強布６には、ナイロン繊維の織布で厚み０．８ｍｍの帆布を使用した。また、ブロック１０は、インサート材４０としてＡ２０２４ Ｔ３のジュラルミンを用い、被覆層５０として、フェノール樹脂成分を炭素繊維で補強した樹脂組成物を用いた。ブロック厚（ブロック１０のベルト長手方向の最大長さ）は２．９５ｍｍとし、心線ピッチライン上のベルト周長は６１２ｍｍとし、心線ピッチライン上のベルト幅は２５ｍｍ、ブロックピッチは３ｍｍとした。
【００６５】
＜試験条件＞
耐久走行試験では、実施例１〜１３及び比較例１〜３の各伝動ベルトを駆動プーリ３１と従動プーリ３２とに巻き掛けて、６０℃の雰囲気下で駆動プーリ３１を回転させた。ここで、駆動プーリ３１のピッチ径は１２０ｍｍ、従動プーリ３２のピッチ径は７０ｍｍとし、プーリのＶ溝の角度はそれぞれ２６°とした。無負荷の場合の駆動プーリ３１の回転数が５０００ｒｐｍとなるように設定し、耐久走行試験中の従動プーリ３２の負荷は４５ｋＷとした。駆動プーリ３１と従動プーリ３２の軸荷重は、負荷に対して伝動ベルトがスリップしない程度とし、具体的には２０００Ｎとした。尚、耐久走行試験中の軸荷重が一定となるように、両プーリの軸間距離は固定しなかった。以上の試験条件の下で、伝動ベルトが破損するまで走行させ、耐久走行試験を行った。耐久走行試験を開始してから伝動ベルトが破損して耐久走行試験終了となるまでの時間（耐久走行時間）及び破損の形態、走行時のベルト側面温度を測定した耐久走行試験の試験結果を以下の表１に示す。
【００６６】
＜試験結果＞
【表１】
0006647984.tif 000002
【００６７】
なお、表１中の「ベルト側面温度」とは、耐久走行時間の間、２４時間毎に測定したベルト側面温度のうち、最も低い値を表す。また、表１中の「破損の形態」の「Ａ」は、ブロック１０と張力帯２との間でのがたつきが大きくなり、インサート材４０と被覆層５０との界面剥離により、プーリ３１、３２との接触面でブロック１０が破損（樹脂欠け）した状態であり、「Ｂ」は、張力帯２のゴム層５に亀裂が入ることで伝動ベルトが切断した状態である。
【００６８】
表１に示す耐久走行試験の試験結果に基づいて、吸熱部６１、６２及び放熱部６３、６４におけるインサート材４０の被覆層からの露出面積割合と、伝動ベルト１の耐久性との関係について検討すると、以下のことが分かった。
【００６９】
実施例１〜１３の伝動ベルト１は、吸熱部６１、６２、放熱部６３、６４の両方を設けていたため排熱効果が高く、走行中のベルト側面温度が低くなっており、耐久走行時間は３００時間以上であった。尚、３００時間は、伝動ベルトについて実用的に問題ないと判断できる耐久走行時間の目安である。
【００７０】
一方、吸熱部６１、６２、放熱部６３、６４のいずれも設けていない比較例１、並びに、吸熱部６１、６２、放熱部６３、６４の一方しか設けていない比較例２及び比較例３では排熱効果が低く、走行中のベルト側面温度の上昇を抑制できず、張力帯２のゴム層５が熱劣化してゴム層５に亀裂が入ることで伝動ベルトが切断し、耐久走行時間は２００時間に至らなかった。
【００７１】
吸熱部６１、６２及び放熱部６３、６４におけるインサート材４０の被覆層からの露出面積割合と、伝動ベルト１の耐久性との関係についてより詳細に検討すると、吸熱部６１、６２の表面積比率が２０〜６０％で、且つ放熱部６３、６４の表面積比率が２０〜７０％の実施例２、３、５、６、８では、吸熱部６１、６２と放熱部６３、６４の表面積比率がともに大きいことから、排熱効果が特に高く、ベルト側面温度が低くなり、耐久走行時間は４３０時間以上であった。
【００７２】
一方、吸熱部６１、６２の表面積比率が１０％の実施例１、及び、放熱部６３、６４の表面積比率が１０％の実施例４では、上記の実施例２、３、５、６、８と比較してベルト側面温度が高く、耐久走行時間は３００時間を少し越える程度であり、破損の形態もゴム層５の亀裂からの伝動ベルト１の切断であった。これは、吸熱部６１、６２の表面積比率や放熱部６３、６４の表面積比率が小さいために排熱効果があまり高くなく、蓄積した熱によりゴム層５が熱劣化したためと考えられる。
【００７３】
また、吸熱部６１、６２の表面積比率が７０％の実施例９、及び、放熱部６３、６４の表面積比率が８０％の実施例７ではベルト側面温度は低く保たれていたものの、耐久走行時間は３００時間を少し越える程度であった。これは、吸熱部６１、６２の表面積比率や放熱部６３、６４の表面積比率が大きいために排熱効果は高いが、被覆層５０の樹脂量が少なくなることで耐側圧性が低下し、樹脂欠けに至ったと考えられる。
【００７４】
以上から、３００時間以上の耐久走行時間を確保するためには、吸熱部６１、６２の表面積比率は、１０％以上、且つ、７０％以下、より好ましくは、２０％以上、且つ、６０％以下であればよいことがわかった。つまり、吸熱部６１、６２の表面積比率が、１０％以上、且つ、７０％以下、より好ましくは、２０％以上、且つ、６０％以下であれば、３００時間以上の耐久走行時間を確保できていることから、吸熱部６１、６２の吸熱性能を十分に確保し、且つ、走行初期にブロック１０が破損するのを避けることができていることがわかる。また、３００時間以上の耐久走行時間を確保するためには、放熱部６３、６４の表面積比率は、１０％以上、且つ、８０％以下、より好ましくは、２０％以上、且つ、７０％以下であればよいことがわかった。つまり、放熱部６３、６４の表面積比率が、１０％以上、且つ、８０％以下、より好ましくは、２０％以上、且つ、７０％以下であれば、３００時間以上の耐久走行時間を確保できていることから、放熱部６３、６４の放熱性能を十分に確保しつつ、被覆層５０が欠けるのを避けることができていることがわかる。
【００７５】
次に、表１に示す耐久走行試験に基づいて、吸熱部６１、６２の突出量と、伝動ベルト１の耐久性との関係について検討すると、以下のことがわかった。
【００７６】
突出量が０．１ｍｍ〜０．４ｍｍの実施例３、１１、１２の伝動ベルト１は、ともにベルト側面温度が低く、耐久走行時間は５００時間以上と長かった。
【００７７】
一方、突出量が０ｍｍ（吸熱部６１、６２は張力帯に食い込まず、接触している状態）の実施例１０の伝動ベルト１では、突出量が０．１〜０．４ｍｍの実施例３、１１、１２の伝動ベルト１と比べて、ベルト側面温度が高く、破損までの耐久走行時間が短かった。これは、吸熱部６１、６２が張力帯に食い込まないために吸熱が十分ではなかったことが原因と考えられる。
【００７８】
また、突出量が０．６ｍｍと大きい実施例１３の伝動ベルト１でも、突出量が０．１〜０．４ｍｍの実施例３、１１、１２の伝動ベルト１と比べて、ベルト側面温度が高く、耐久走行時間が短かった。これは、吸熱部６１、６２の突出量が大きくなることで張力帯２との干渉が大きくなり過ぎた結果、樹脂ブロックの撓みが大きくなり、発熱やブロックの破損につながったものと考えられる。
【００７９】
以上から、３００時間以上の耐久走行時間を確保するためには、吸熱部６１、６２の突出量は、０．１ｍｍ以上、且つ、０．４ｍｍ以下であればよいことがわかった。つまり、吸熱部６１、６２の突出量は、０．１ｍｍ以上であれば、吸熱部６１、６２の吸熱性能をより十分に確保すると共に、ブロック１０と張力帯２との嵌合部のがたつきを確実に抑制し、がたつきに伴うベルト走行時の騒音の発生や動力伝達性能の低下を避けることができていることがわかる。また、吸熱部６１、６２の突出量は、０．４ｍｍ以下であれば、吸熱部６１、６２の突出量が大きすぎることによるブロック１０の撓みを抑制し、撓みに伴うブロック１０の破損を避けることができていることがわかった。また、吸熱部６１、６２の突出量が大きすぎて過剰な押圧により張力帯２を破損させるのを避けることができていることがわかる。
【００８０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の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、様々な設計変更を行うことが可能なものである。
【００８１】
例えば、上述の実施形態では、吸熱部６１、６２が被覆層５０の表面から突出しており、その突出量が０．１ｍｍ以上、且つ、０．４ｍｍ以下である場合について説明したが、吸熱部６１、６２の突出量はこれに限定されるものではない。また、吸熱部６１、６２は被覆層５０の表面から突出していなくても、嵌合溝１４において張力帯２と接触していればよい。
【００８２】
また、上述の実施形態では、吸熱部６１、６２が１つの嵌合溝１４内のベルト厚み方向に対向する凸条１５ａ、１５ｂに３つずつ設けられている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、吸熱部６１、６２は、嵌合溝１４内のベルト厚み方向に対向する凸条１５ａ、１５ｂのいずれか一方のみに設けられていてもよい。さらに、吸熱部６１、６２の個数も任意に決定できる。
【００８３】
加えて、上述の実施形態では、放熱部６３、６４は、ブロック１０の上面１０ａ及び下面１０ｂに設けられている場合について説明したが、放熱部６３、６４は、ブロック１０の上面１０ａ及び下面１０ｂの少なくともいずれか一方に設けられていればよい。また、放熱部６３は、ブロック１０の上面１０ａ及び側面１０ｃ（隣接するブロック１０との対向面）に露出しており、放熱部６４は、ブロック１０の下面１０ｂ及び側面１０ｃ（隣接するブロック１０との対向面）に露出している場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、放熱部６３は少なくともブロック１０の上面１０ａに露出しており、放熱部６４は少なくともブロック１０の下面１０ｂに露出していればよい。
【００８４】
また、上述の実施形態では、被覆層５０が硬質樹脂材料で形成されているが、これに限定されるものではない。被覆層５０は、樹脂材料で形成されていればよい。
【００８５】
さらに、上述の実施形態では、金属材料で形成されたインサート材４０を樹脂製の被覆層５０で被覆する場合について説明したが、インサート材４０及び被覆層５０の材料はこれに限定されるものではない。インサート材４０は、被覆層５０の材料よりも高強度であり、且つ、熱伝導率が高い材料であればよく、例えば樹脂材料とすることもできる。
【符号の説明】
【００８６】
１    伝動ベルト
２    張力帯
１０  ブロック
１０ａ  上面（両端面）
１０ｂ  下面（両端面）
１４  嵌合溝
１５ａ、１５ｂ  凸条（壁面）
３０  ベルト式無段変速装置
４０  インサート材
５０  被覆層
６１、６２  吸熱部（第１露出部）
６３、６４  放熱部（第２露出部）
【図１】
0006647984.tif 000003
【図２】
0006647984.tif 000004
【図３】
0006647984.tif 000005
【図４】
0006647984.tif 000006
【図５】
0006647984.tif 000007
【図６】
0006647984.tif 000008
【図７】
0006647984.tif 000009
【図８】
0006647984.tif 000010