(57)【要約】【課題】ブロックとプーリとの間で発生する噛み合い一次成分を分解させ、ベルト騒音を低減すること。【解決手段】ブロックの両側部に左右一対の嵌合溝２を形成し、これら一対の嵌合溝２にそれぞれ無端状の張力帯１０を嵌合させることにより、複数のブロックを一対の張力帯１０に長手方向に等ピッチで係止してなるブロック式Ｖベルトである。ブロックは、両側面がプーリ面と接触するベースブロック１ａと両側面がプーリ面と接触しないダミーブロック１ｂとからなり、ベースブロック１ａの中にダミーブロック１ｂが２０％以上の比率で分散して混入されている。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロックの両側部に左右一対の嵌合溝を形成し、これら一対の嵌合溝にそれぞれ無端状の張力帯を嵌合させることにより、複数のブロックを一対の張力帯に長手方向に等ピッチで係止してなるブロック式Ｖベルトにおいて、
上記ブロックは、両側面がプーリ面と接触するベースブロックと両側面がプーリ面と接触しないダミーブロックとからなり、
上記ベースブロックの中に適数個のダミーブロックが分散して混入させていることを特徴とするブロック式Ｖベルト。
【請求項２】
ブロックの両側部に左右一対の嵌合溝を形成し、これら一対の嵌合溝にそれぞれ無端状の張力帯を嵌合させることにより、複数のブロックを一対の張力帯に長手方向に等ピッチで係止してなるブロック式Ｖベルトにおいて、
上記ブロックは、幅方向の強度が高いベースブロックと幅方向の強度が低いダミーブロックとからなり、
上記ベースブロックの中に適数個のダミーブロックが分散して混入させていることを特徴とするブロック式Ｖベルト。
【請求項３】
上記ダミーブロックの数は、上記ブロックの総数の２０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のブロック式Ｖベルト。
【請求項４】
上記ダミーブロックはベースブロックの中にランダムに混入されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のブロック式Ｖベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無段変速機などに用いられるブロック式Ｖベルト、特に乾式のＶベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】実公平３−３１８７０号公報
【特許文献２】特開平７−３０５７４５号公報
現在、自動車用変速機としてＶベルト式無段変速機の開発が進められ、一部実用化されている。このようなＶベルト式無段変速機には、湿式の金属Ｖベルトを用いたものと、乾式のＶベルトを用いたものとがある。乾式の変速機は、Ｖベルトとプーリとの摩擦を利用して駆動する方式のため、湿式に比べて伝達効率がよい反面、高負荷伝動に適さないという欠点がある。
【０００３】
特許文献１には、高負荷伝動に優れた乾式Ｖベルトが開示されている。すなわち、図８〜図１０に示すように、ブロック１の両側部に左右一対の嵌合溝２が形成され、これら一対の嵌合溝２にそれぞれ無端状の張力帯１０が嵌合され、複数のブロック１が一対の張力帯１０によって長手方向に等ピッチで係止されている。初期状態では、張力帯１０はブロック１の嵌合溝２から若干側方へ突出している。張力帯１０はゴム部の内部に複数のエンドレスの芯線１１を幅方向に平行に埋め込んだ構造となっている。ブロック１は、補強材である金属製のコア３と、このコア３の一部が外部に露出するようその周囲を被覆する耐摩耗性樹脂４とで構成されたものであり、少なくともプーリとの接触面５は樹脂４で被覆されている。コア３は、上ビーム部３ａ、下ビーム部３ｂおよびそれらを連結するセンタピラー部３ｃを有し、それらの間に上記嵌合溝２が形成されている。嵌合溝２の上下内面には、コグと呼ばれる突起部６，７が嵌合溝２の奥部から開口部に向かって連続的に設けられ、これら突起部６，７が張力帯１０の表裏面に形成された凹溝１３，１４に係合することで、ブロック１はベルト長手方向に係止されている。なお、ここでは上側の突起部６は断面方形であり、下側の突起部７は断面円弧状に形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにブロック１は張力帯１０に等ピッチで配列されており、しかも乾式構造であるため、Ｖベルトがプーリに巻きつく際に、ブロックの次数成分で高周波の衝突音が発生し、騒音が大きくなるという問題がある。特に、耳障りな騒音は、ブロック噛み合い一次成分である。
【０００５】
このような騒音を低減するため、特許文献２には、張力帯に係止される多数のブロックのうち、任意の数のブロックの両側面にプーリと接触しない面取り部を設け、プーリとの接触をランダムピッチ化してノイズ周波数を変えたものが提案されている。
しかしながら、特許文献２の構造について、本発明者らが評価した結果、殆ど効果がないことが判明した。すなわち、ブロック１とプーリとの接触は、張力帯１０に設けられる凹溝１３，１４の間隔によって定期的になるので、当接部の幅を変更しただけでは効果がないものと推定される。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ブロックとプーリとの間で発生する噛み合い一次成分を分解させ、耳障りな騒音を低減できるブロック式Ｖベルトを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ブロックの両側部に左右一対の嵌合溝を形成し、これら一対の嵌合溝にそれぞれ無端状の張力帯を嵌合させることにより、複数のブロックを一対の張力帯に長手方向に等ピッチで係止してなるブロック式Ｖベルトにおいて、上記ブロックは、両側面がプーリ面と接触するベースブロックと両側面がプーリ面と接触しないダミーブロックとからなり、上記ベースブロックの中に適数個のダミーブロックが分散して混入させていることを特徴とするブロック式Ｖベルトを提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、ブロックの両側部に左右一対の嵌合溝を形成し、これら一対の嵌合溝にそれぞれ無端状の張力帯を嵌合させることにより、複数のブロックを一対の張力帯に長手方向に等ピッチで係止してなるブロック式Ｖベルトにおいて、上記ブロックは、幅方向の強度が高いベースブロックと幅方向の強度が低いダミーブロックとからなり、上記ベースブロックの中に適数個のダミーブロックが分散して混入されていることを特徴とするブロック式Ｖベルトを提供する。
【０００９】
請求項１のＶベルトでは、両側面がプーリ面に接触するベースブロックの中に、両側面がプーリ面と接触しないダミーブロックが混入されている。つまり、隣合うダミーブロックの間隔が一定していないので、ブロックとプーリとの接触が定期的にならず、ブロック噛み合い一次成分が分解され、耳障りな騒音が低減される。ダミーブロック同士が互いに隣接しないように分散して配置されているので、伝達トルクが大きく低下する恐れがない。
ダミーブロックは、ベースブロックに比べて幅寸法は短いが、厚みや嵌合溝などの形状はほぼ同じにすることができ、張力帯に対してブロックが位置ずれを起こすといった問題がない。
また、張力帯およびベースブロックは既存のものを使用できるので、コスト上昇を最小限に抑えることができる。
ダミーブロックとベースブロックとの幅寸法差は０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度が望ましい。その理由は、ダミーブロックとベースブロックとの重量差を少なくし、ベルト回転によって生じる遠心力がアンバランスになってベルト挙動に影響を与えないようにするためである。
【００１０】
請求項２のＶベルトでは、強度が高いベースブロックの中に強度が低いダミーブロックが分散して混入されているので、ブロックとプーリとの接触は定期的ではあるが、ダミーブロックとプーリとの噛み合い音が小さくなり、ブロック全体の噛み合い一次成分が分解される。
この場合は、ダミーブロックは、ベースブロックに比べて強度は低いが、外形形状はほぼ同じにすることができるので、張力帯に対してブロックが位置ずれするといった問題がない。また、張力帯およびベースブロックは既存のものを使用できるので、コスト上昇を最小限に抑えることができる。
ダミーブロックの強度を低くする方法として、例えばブロックが補強材と樹脂材料とで構成されている場合には、補強材の厚みを薄くする方法、補強材に穴あるいは溝を設ける方法、ダミーブロックの補強材を省略して樹脂材料のみで形成する方法などがある。
【００１１】
請求項３のように、ダミーブロックの数を、ブロックの総数の２０％以上とするのがよい。
ブロック総数に対するダミーブロック数の割合、つまりダミーブロックの混入率が２０％未満では、噛み合い一次成分の低減効果がないかあるいは非常に小さいのに対し、混入率が２０％以上になると、噛み合い一次成分の低減効果が大きくなることが実験的に確かめられた。但し、混入率を高くすると、Ｖベルトの伝達トルクが相対的に低下してしまうので、混入率を２０％以上としながら、所望の伝達トルクを確保できる最小の混入率を選択するのがよい。
【００１２】
請求項４のように、ダミーブロックをベースブロックの中にランダムに混入させるのがよい。
ダミーブロックをベースブロックの間に規則的に挿入することも可能であるが、ダミーブロックを不規則（ランダム）に挿入した場合に、噛み合い一次成分の低減効果がさらに増大することが確かめられた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１，図２は本発明にかかるブロック式Ｖベルトの第１実施例を示す。
この実施例のＶベルトＡの基本構造は、図８〜図１０に示した従来構造と同様であるから、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１４】
ＶベルトＡの特徴は、両側面がプーリ面Ｐと接触するベースブロック１ａと両側面がプーリ面Ｐと接触しないダミーブロック１ｂの２種類のブロックで構成されており、ベースブロック１ａに対しダミーブロック１ｂが規則的または不規則（ランダム）に混入されている点にある。ベースブロック１ａは既存のブロック１と同様である。ダミーブロック１ｂの幅寸法Ｌｂはベースブロック１ａの幅寸法Ｌａに比べて短く形成されており、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度短くするのがよい。その他の構造については、ダミーブロック１ｂとベースブロック１ａとは全く同じである。したがって、張力帯１０に対してブロック１ａ，１ｂは安定して係止される。
ダミーブロック１ｂの幅寸法Ｌｂをベースブロック１ａの幅寸法Ｌａに比べて短くするために、例えばダミーブロック１ｂの上ビーム部３ａおよび下ビーム部３ｂの長さを、ベースブロック１ａの上ビーム部３ａおよび下ビーム部３ｂに比べて短くしてもよいし、両側面の樹脂部を除去してもよい。
ダミーブロック１ｂの混入率、つまりダミーブロック１ｂの数とブロックの総数（例えば約２５０個）との比は２０％以上とするのがよい。ただし、ダミーブロック１ｂ同士が互いに隣接しないように分散配置されている。
【００１５】
図３は、図８に示す既存のＶベルト（既存品）と、特許文献２に示すブロックの両側面に面取り部をランダムに設けたＶベルト（比較例）と、本発明にかかるＶベルトとについて、騒音レベルを比較したものである。図３には、ブロック噛み合い一次成分と騒音の最大値とが棒グラフで表されている。
図４は、上記各Ｖベルトの騒音レベルの周波数スペクトルを示す。
【００１６】
本発明にかかるＶベルトとしては、４個飛ばし、７個飛ばし、１１個飛ばし、３・４・５個飛ばし、２・４・６個飛ばしの５つの例について実験した。４個飛ばしとは３個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入したもの（混入率２５％）であり、７個飛ばしとは６個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入したもの（混入率１４％）であり、１１個飛ばしとは１０個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入したもの（混入率９％）である。また、３・４・５個飛ばしとは、２個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入し、３個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入し、４個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入するというようにランダムに挿入したもの（混入率２５％）である。２・４・６個飛ばしとは、１個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入し、３個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入し、５個のベースブロックの次に１個のダミーブロックを挿入するというようにランダムに挿入したもの（混入率２５％）である。
【００１７】
図３，図４の騒音レベルは、図５に示すように、駆動プーリの軸心から従動プーリ側に８０ｍｍ、上方へ１２５ｍｍ離れた位置で、かつ駆動プーリの軸線方向に５７ｍｍ離れた位置に配置されたマイクロホンで測定した。ここで、駆動プーリおよび従動プーリのベルト巻き掛け径をそれぞれφ１５１ｍｍ，φ６１．５ｍｍ、駆動プーリの回転数を１５００ｒｐｍ、軸力を３９２３Ｎ（約１２０Ｎ・ｍの伝達トルクに相当）とした。
【００１８】
図４の既存品の波形から明らかなように、噛み合い一次成分とは約４０００Ｈｚ付近の騒音を指す。既存品では噛み合い一次成分および最大値が共に９７．３ｄＢであり、比較例では噛み合い一次成分および最大値が共に９４．７ｄＢであり、両者に差がない。つまり、ブロックの両側面に面取り部をランダムに設けても殆ど騒音低減効果が認められない。
これに対し、本発明の４個飛ばしの場合には、噛み合い一次成分が８９．９ｄＢ、最大値が９２．７ｄＢとなり、大幅に改善された。７個飛ばしの場合には、噛み合い一次成分および最大値が共に９５．９ｄＢであり、１１個飛ばしの場合には、噛み合い一次成分および最大値が共に９８．８ｄＢであり、効果が認められなかった。３・４・５個飛ばしの場合には、噛み合い一次成分が８９．１ｄＢ、最大値が９０．５ｄＢとなり、２・４・６個飛ばしの場合も、噛み合い一次成分が８８．０ｄＢ、最大値が９１．７ｄＢとなり、共に大幅に改善された。
以上のように、ダミーブロックを混入率２５％で規則的あるいはランダムに挿入した場合に、良好な結果が得られた。特に、ランダムに挿入した場合（３・４・５個飛ばし、２・４・６個飛ばし）に噛み合い一次成分の低減効果が大きかった。これに対し、ダミーブロックの混入率が１４％および９％の場合（７個飛ばし、１１個飛ばし）は、殆ど騒音低減効果が認められなかった。
本発明者らの実験によると、ダミーブロックの混入率を２０％以上とした場合に、混入率２５％とほぼ同様な結果が得られた。
【００１９】
図６はＶベルトＡの伝達トルクと混入率との関係を示す。
混入率が所定値以下の範囲では、伝達トルクの低下は比較的小さいが、混入率が所定値を越えると、伝達トルクの低下率が大きくなる傾向にある。
図３に示したように、ダミーブロックの混入率が大きくなると、騒音の低減効果が大きくなるが、その反面、伝達トルクも低下する。したがって、混入率を２０％以上としながら、耐久性および必要とする伝達トルクの許容範囲内で混入率を選択するのがよい。
なお、混入率を２５％とした場合について実験した結果、Ｖベルトの耐久性および必要伝達トルクは排気量千数百ｃｃ以下の小型自動車では実用上問題のないレベルが得られた。
【００２０】
図７は本発明にかかるＶベルトの第２実施例を示す。
この実施例のＶベルトＢの基本構造は、図８〜図１０に示した従来構造と同様であるから、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
ＶベルトＢの特徴は、ブロックがコア３の強度が高いベースブロック１ａとコア３の強度が低いダミーブロック１ｃとからなり、ベースブロック１ａに対しダミーブロック１ｃを分散して混入させた点にある。ダミーブロック１ｃを規則的に挿入してもよいし、不規則（ランダム）に挿入してもよい。ここでは、ダミーブロック１ｃの強度を低くするため、ダミーブロック１ｃのコア３の厚みＴｃをベースブロック１ａのコア３の厚みＴａより薄くしてあり、具体的には半分以下の厚みとするのがよい。コア３の厚みＴｃが薄くなった分、樹脂４の厚みを厚くすることで、ダミーブロック１ｃの外形寸法をベースブロック１ａと同等にすることができ、張力帯１０に対してブロック１ａ，１ｃが位置ずれを起こすことがない。
この実施例の場合も、ダミーブロック１ｃの混入率を２０％以上とすることで、第１実施例と同様に、従来に比べて噛み合い一次成分が低減された。
【００２１】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
第１実施例のダミーブロックは、実施例のように金属製コアの周囲に樹脂を被覆したものに限らず、ブロック全体が樹脂材料で一体成形されたものでもよい。
第２実施例では、ダミーブロックのコア（補強材）の強度を低くするために、コアの厚みを薄くしたが、コアに強度低下用の穴や溝を形成してもよく、コアを省略してダミーブロック全体を樹脂などの低強度材料で形成してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に係る発明によれば、両側面がプーリ面に接触するベースブロックの中に両側面がプーリ面と接触しないダミーブロックが分散して混入されているので、ブロックとプーリとの接触が定期的にならず、ブロック噛み合い一次成分が分解され、耳障りな騒音を効果的に低減することができる。ダミーブロックは、ベースブロックと比べて厚みや嵌合溝などの形状をほぼ同じにすることができるので、張力帯に対してブロックが位置ずれを起こすといった問題がない。さらに、張力帯およびベースブロックは既存のものを使用できるので、コスト上昇を最小限に抑えることができる。
【００２３】
請求項２に係る発明によれば、強度が高いベースブロックの中に強度が低いダミーブロックが分散して混入されているので、ブロックとプーリとの接触は定期的ではあるが、ダミーブロックとプーリとの噛み合い音が小さくなり、ブロック全体の噛み合い一次成分が分解される。そのため、騒音を効果的に低減できる。この場合も、ダミーブロックは、ベースブロックと外形形状をほぼ同じにすることができるので、張力帯に対してブロックが位置ずれするといった問題がない。また、張力帯およびベースブロックは既存のものを使用できるので、コスト上昇を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるブロック式Ｖベルトの第１実施例の斜視図である。
【図２】図１に示すＶベルトをプーリに巻きかけた状態の断面図である。
【図３】既存のＶベルトと比較例のＶベルトと本発明にかかるＶベルトとの噛み合い一次成分と騒音の最大値とを示す棒グラフである。
【図４】図３における各Ｖベルトの騒音の周波数スペクトルである。
【図５】Ｖベルトの騒音を測定する方法を示す概略図である。
【図６】Ｖベルトのダミーブロック混入率と伝達トルクとの関係を示す図である。
【図７】本発明にかかるブロック式Ｖベルトの第２実施例の斜視図である。
【図８】従来のＶベルトの斜視図である。
【図９】従来のＶベルトの断面図である。
【図１０】従来のＶベルトの側面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ      Ｖベルト
１ａ                ベースブロック
１ｂ，１ｃ  ダミーブロック
２                    嵌合溝
３          コア（補強材）
４          樹脂
５          接触面（両側面）
１０                張力帯
【図１】
2004183833.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004183833.tif 000008
【図７】
2004183833.tif 000009
【図８】
2004183833.tif 000010
【図９】
2004183833.tif 000011
【図１０】
2004183833.tif 000012