(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、且つ、前記張力帯が嵌合される嵌合溝をそれぞれ有する複数のブロックとを備える動力伝動用ベルトであって、
前記張力帯の外周面および内周面において、各前記ブロックの前記嵌合溝と対向する領域のベルト長手方向中央部には、ベルト幅方向に延びる１つの嵌合山部が形成されており、
前記張力帯の外周面および内周面のうち少なくとも外周面において、各前記ブロックの前記嵌合溝と対向する領域内には、前記嵌合山部のベルト長手方向両側に位置するとともに、ベルト長手方向両側に側面を有し、ベルト幅方向に延びる２つの嵌合谷部が形成されており、
前記嵌合溝は、前記嵌合山部および前記嵌合谷部とそれぞれ嵌合する凹部および凸部を有することを特徴とする動力伝動用ベルト。
【請求項２】
前記張力帯と各前記ブロックとは、少なくとも前記嵌合山部と前記凹部との嵌合部において、接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝動用ベルト。
【請求項３】
前記張力帯の内周面は、隣接する２つの前記嵌合山部の間に１つの谷部のみを有し、各前記ブロックの前記嵌合溝と対向する領域内に前記２つの嵌合谷部を有しないことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝動用ベルト。
【請求項４】
前記張力帯の内周面は、各前記ブロックの前記嵌合溝と対向する領域内に、前記嵌合山部と前記２つの嵌合谷部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝動用ベルト。
【請求項５】
前記ブロックは、ベルト厚み方向に並んで配置された上ビームと下ビームが、ピラーによって連結された構成であって、
前記ピラーのベルト幅方向両側に前記嵌合溝が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝動用ベルト。
【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動力伝動用ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベルト式無段変速装置等に使用される動力伝動用ベルトとして、２つの張力帯に複数のブロックをベルト長手方向に並ぶように取り付けた構成のブロックベルトが用いられている。ブロックは、高硬度で剛性が高い材料で形成されており、プーリから受ける力に耐える役割を果たしている。２つの張力帯は、ブロックのベルト幅方向両側に形成された２つの嵌合溝に嵌合されて係止される。
【０００３】
一般的なブロックベルトは、例えば特許文献１に示すように、各ブロックの嵌合溝のベルト厚み方向の両面に１つずつ凸部が形成されており、この凸部が張力帯に形成された谷部と嵌合している（以下、このベルトを谷嵌合タイプという）。
【０００４】
谷嵌合タイプのベルトを長時間走行させると、ブロックと張力帯との係止状態や走行条件によって、ブロックの接触面（側面）がプーリのベルト溝に必要以上に強く押し付けられて摩擦力が強くなることで、ブロックの側面のうち嵌合溝より外周側の部分と内周側の部分においてベルト溝との係合状態のバランスが崩れ、特に駆動プーリのベルト溝からベルトが抜け出す際に、スムーズにベルトが抜け出せない状態になる場合がある。このような状態が長時間繰り返されると、ブロックの揺動（プーリ径方向に対してブロックが傾く現象）が生じる。
【０００５】
谷嵌合タイプのベルトにおいて、張力帯は厚みの薄い箇所である谷部で屈曲する。つまり、谷嵌合タイプのベルトは、ベルト長手方向に関して、ブロックと張力帯との嵌合部の位置と、張力帯における屈曲位置が一致するため、ベルトの屈曲により生じる応力がブロックと張力帯との嵌合部に集中しやすい。そのため、ブロックの揺動が発生すると、張力帯のへたり（劣化）とも相まって、ブロックと張力帯との嵌合部にがたつきが発生しやすい。嵌合部ががたつくことで、歯布摩滅、ブロック破損、ベルト切断等の致命的な故障に至る場合がある。
【０００６】
そこで、ブロックと張力帯との嵌合部のがたつきを抑制するために、例えば特許文献２に記載のベルトのように、各ブロックの嵌合溝のベルト厚み方向の両面に１つずつ凹部を形成して、この谷部を張力帯（センターベルト）に形成された山部と嵌合させたベルトが提案されている（以下、このベルトを山嵌合タイプという）。この山嵌合タイプのベルトは、ブロックと張力帯との嵌合部の位置と、張力帯における屈曲位置がベルト長手方向にずれている。そのため、ベルトの屈曲作用がブロックと張力帯との嵌合部に及び難く、係止状態が安定するため、谷嵌合タイプのベルトと比較して、ブロックの揺動やブロックと張力帯との嵌合部のがたつきが生じ難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６４−０５５３４４号公報
【特許文献２】意匠登録第１４７０９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、山嵌合タイプのベルトであっても、ベルトへの負荷を上げて長時間走行させた場合、何らかの原因で一旦ブロックの揺動が発生すると、谷嵌合タイプと比較してその程度は小さいもののブロックと張力帯との嵌合部にがたつきが発生することがあった。また、山嵌合タイプのベルトを高負荷で長時間走行すると、張力帯の特に外周面（屈曲により伸張される側の面）の山部の根元部において内部ゴムの亀裂が生じる場合があった。
【０００９】
そこで、本発明は、従来よりも高い負荷がかかっても、ブロックと張力帯との嵌合部のがたつきおよび張力帯のゴム亀裂を抑制することができる、動力伝動用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及び発明の効果】
【００１０】
本発明の動力伝動用ベルトは、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、且つ、前記張力帯が嵌合される嵌合溝をそれぞれ有する複数のブロックとを備える動力伝動用ベルトであって、前記張力帯の外周面および内周面において、各前記ブロックの前記嵌合溝と対向する領域のベルト長手方向中央部には、ベルト幅方向に延びる１つの嵌合山部が形成されており、前記張力帯の外周面および内周面のうち少なくとも外周面において、各前記ブロックの前記嵌合溝と対向する領域内には、前記嵌合山部のベルト長手方向両側に位置するとともに、ベルト長手方向両側に側面を有し、ベルト幅方向に延びる２つの嵌合谷部が形成されており、前記嵌合溝は、前記嵌合山部および前記嵌合谷部とそれぞれ嵌合する凹部および凸部を有することを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、従来の山嵌合タイプのベルトと同様に、張力帯の外周面と内周面にそれぞれ形成された２つの嵌合山部と、ブロックの嵌合溝に形成された２つの凹部との嵌合部の位置は、張力帯の屈曲位置（隣り合う嵌合山部の間の位置）からベルト長手方向にずれている。そのため、張力帯の嵌合山部とブロックの凹部との嵌合部の係止状態を安定化でき、ブロックの揺動およびブロックと張力帯との嵌合部のがたつきを抑制できる。
従来の山嵌合タイプのベルトでは、張力帯の外周面と内周面にそれぞれ形成された２つの山部と、ブロックの嵌合溝に形成された２つの凹部との嵌合だけで、張力帯とブロックとは嵌合している。そのため、張力帯の外周面（内周面）の山部のベルト長手方向両側の側面のうち片方の側面だけが、張力帯の外周面（内周面）の１つのブロックに対する動力伝達面となる。
これに対して、本発明の動力伝動ベルトでは、張力帯の外周面に形成された嵌合山部とその両側の嵌合谷部が、ブロックの嵌合溝に形成された凹部とその両側の凸部に嵌合する。そのため、この２つの嵌合谷部のそれぞれのベルト長手方向両側の側面のうち片方の側面が、張力帯の外周面における１つのブロックに対する動力伝達面となる。つまり、張力帯の外周面における１つのブロックに対する動力伝達面は、ベルト長手方向に離れた２箇所に存在する。したがって、ベルト走行時に張力帯に作用する応力を、従来の山嵌合タイプのベルトに比べて分散させることができる。これにより、従来の山嵌合タイプのベルトでは耐久性に問題が生じるような高い負荷がベルトにかかっても、張力帯の嵌合山部の根元部に局所的に大きい歪みが生じるのを防止でき、それにより、張力帯とブロックとの嵌合部のがたつきを抑制できると共に、張力帯の嵌合山部の根元部におけるゴム亀裂を抑制できる。その結果、動力伝動ベルトの動力伝達能力および動力伝達効率を向上できるとともに、高負荷での耐久性を向上できる。
【００１２】
本発明の動力伝動用ベルトでは、前記張力帯と各前記ブロックとは、少なくとも前記嵌合山部と前記凹部との嵌合部において、接着剤によって固定されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によると、張力帯と各ブロックとをより強固に固定でき、張力帯と各ブロックとの嵌合部のがたつきをより確実に抑制できる。
【００１４】
本発明の動力伝動用ベルトでは、前記張力帯の内周面は、隣接する２つの前記嵌合山部の間に１つの谷部のみを有し、各前記ブロックの前記嵌合溝と対向する領域内に前記２つの嵌合谷部を有しなくてもよい。
【００１５】
この構成によると、嵌合山部と凹部との嵌合だけで、張力帯の内周面とブロックは嵌合している。したがって、張力帯の内周面とブロックとは、ベルト長手方向に関して張力帯の屈曲位置とずれた箇所だけで嵌合する。そのため、張力帯の内周面に、ブロックの凸部と嵌合する嵌合谷部が形成されている場合に比べて、ベルトの屈曲ロス（屈曲による動力伝達ロス）を小さくできる。したがって、巻き掛け径の大きいプーリだけでなく、巻き掛け径の小さいプーリに使用した場合であっても、動力伝達効率をより向上できる。
【００１６】
本発明の動力伝動用ベルトでは、前記張力帯の内周面は、各前記ブロックの前記嵌合溝と対向する領域内に、前記嵌合山部と前記２つの嵌合谷部とを有していてもよい。
【００１７】
この構成によると、張力帯の外周面と内周面の両方に、ブロックの凸部とそれぞれ嵌合する嵌合谷部が形成されている。そのため、張力帯の外周面だけでなく、張力帯の内周面においても１つのブロックに対する動力伝達面が、ベルト長手方向に離れた２箇所に存在する。これにより、張力帯の外周面にのみ嵌合谷部を有する場合に比べて、張力帯に作用する応力をより分散させることができ、張力帯とブロックとの嵌合部のがたつきや張力帯の嵌合山部の根元部におけるゴム亀裂をより確実に抑制できる。したがって、張力帯の外周面にのみ嵌合谷部を有する場合に比べて、より高い負荷での耐久性を得ることができる。
また、張力帯の外周面と内周面の両方が嵌合谷部を有するため、張力帯の外周面にのみ嵌合谷部を有する場合に比べて、ブロックと張力帯との嵌合部の接触面積が大きくなる。そのため、動力伝達能力をより向上できる。
また、ベルト長手方向に関して、張力帯の嵌合山部とブロックの凹部との嵌合部は、張力帯の屈曲位置からずれるが、張力帯の嵌合谷部とブロックの山部との嵌合部は、張力帯の屈曲位置と一致する。そのため、張力帯の外周面のみ嵌合谷部を有する場合に比べて、ベルトの屈曲ロスが大きくなる。したがって、巻き掛け径の大きいプーリに使用した場合であれば、高い動力伝達効率を確保できる。
【００１８】
本発明の動力伝動用ベルトでは、前記ブロックは、ベルト厚み方向に並んで配置された上ビームと下ビームが、ピラーによって連結された構成であって、前記ピラーのベルト幅方向両側に前記嵌合溝が形成されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る動力伝動用ベルトの部分斜視図である。
【図２】図１の動力伝動用ベルトをＶプーリに巻き掛けた状態の断面図であって、ブロック間で切断した断面図である。
【図３】図１の動力伝動用ベルトの部分側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る動力伝動用ベルトの部分側面図である。
【図５】比較例１の谷嵌合タイプのベルトの部分側面図である。
【図６】比較例２〜５の山嵌合タイプのベルトの部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の動力伝動用ベルト１（以下、単にベルト１と称する）は、平行に並んで配置される２つの無端状の張力帯２と、この２つの張力帯２に対してベルト長手方向に沿って所定ピッチ（Ｌ）で取り付けられた複数のブロック３とから構成されている。
【００２１】
図２に示すように、ベルト１は、Ｖ溝の対向面５０ａに挟持された状態でＶプーリ５０に巻き掛けられて使用される。ベルト１は、２つのＶプーリ５０（駆動プーリと従動プーリ）に巻き掛けられて使用される。ベルト１（詳細にはブロック３）の両側面のなす角度は、Ｖプーリ５０のＶ溝の角度と同じになっている。以下の説明において、ベルト幅方向、ベルト厚み方向、ベルト長手方向とは、図１〜図３に示す方向のことである。また、以下の説明において、図１〜３における上下方向を、単に上下方向という場合がある。なお、図１〜３中、ベルト１の上側がベルト１の外周側であって、ベルト１の下側がベルト１の内周側である。
【００２２】
図１および図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の上下両面を被覆するカバー帆布６とから構成されている。ゴム層５は、クロロプレンゴム、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、天然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ている。
【００２３】
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、ガラス繊維等からなるロープや、スチールワイヤ等が用いられる。なお、心線４の代わりに、上記の繊維からなる織布や編布、または金属薄板等をゴム層５内に埋設してもよい。
【００２４】
カバー帆布６は、ベルト走行時にゴム層５がブロック３との摩擦により摩耗するのを防止するためのものである。カバー帆布６は、平織り、綾織りまたは朱子織り等の織布であって、その繊維材料としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等が用いられる。
【００２５】
図１および図３に示すように、張力帯２の上面（外周面）２ａには、ベルト幅方向に延びる多数の山部２１、２２が、ベルト長手方向に所定ピッチで並んで形成されている。山部２１と山部２２は、ベルト長手方向に交互に形成されている。隣り合う山部２１と山部２２の間には、ベルト幅方向に延びる谷部２３が形成されている。山部２１と山部２２の配列ピッチは、複数のブロック３の配列ピッチ（Ｌ）の半分となっている。
【００２６】
ベルト幅方向から見て、山部２１、２２の先端部と谷部２３の底は円弧状に形成されている。本実施形態では、山部２１と山部２２の形状はほぼ同じであるが、山部２１と山部２２の形状（例えばベルト長手方向の長さ、先端部の曲率等）は異なっていてもよい。但し、山部２１と山部２２の突出高さは、同じであることが好ましい。例えば、ベルト１の最小厚さが１．５〜３．５ｍｍの場合、山部２１、２２の突出高さ（谷部２３の深さ）は、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２７】
張力帯２の下面（内周面）２ｂには、ベルト幅方向に延びる多数の山部２４が、ベルト長手方向に所定ピッチで並んで形成されている。隣り合う山部２４同士の間には、ベルト幅方向に延びる谷部２５が形成されている。複数の山部２４の配列ピッチは、複数のブロック３の配列ピッチ（Ｌ）と同じである。ベルト幅方向から見て、山部２４の先端部は円弧状に形成されており、谷部２５の底はほぼ平坦状に形成されている。山部２４の突出高さ（谷部２５の深さ）の好適範囲は、山部２１、２２と同様である。
【００２８】
図１および図３に示すように、複数のブロック３は、全て同じ形状であって、ベルト長手方向に沿って所定の隙間を空けて配列されている。ブロック３のベルト幅方向の両側には、２つの張力帯２がそれぞれ嵌合される２つの嵌合溝１０が形成されている。本実施形態では、嵌合溝１０に嵌合された状態の張力帯２の側面は、ブロック３の側面とほぼ面一となっているが、ブロック３の側面よりも若干奥まった位置に設けられてもよい。
【００２９】
ブロック３は、ベルト厚み方向に並んだ上ビーム７および下ビーム８と、これら上下ビーム７、８のベルト幅方向の中央部同士を連結するピラー９とから構成されている。ブロック３の上側略半分（上ビーム７とピラー９の一部）のベルト長手方向の両面は、ベルト長手方向にほぼ直交している。また、ブロック３の下側略半分（下ビーム８とピラー９の残りの部分）のベルト長手方向の両面は、下側（内周側）ほど両面の間隔が狭くなるように、ベルト長手方向に直交する方向に対して傾斜している。
【００３０】
２つの嵌合溝１０は、ピラー９のベルト幅方向両側に形成されている。嵌合溝１０は、上ビーム７の下面１０ａ（以下、溝上面１０ａという）と、下ビーム８の上面１０ｂ（以下、溝下面１０ｂという）と、ピラー９の側面とによって形成されている。溝上面１０ａは、張力帯２の上面（外周面）２ａと対向し、溝下面１０ｂは、張力帯２の下面（内周面）２ｂと対向する。
【００３１】
溝上面１０ａのベルト長手方向中央部には、ベルト幅方向に延びる凹部３１が形成されている。また、溝上面１０ａの凹部３１のベルト長手方向両側には、ベルト幅方向に延びる２つの凸部３２が形成されている。溝上面１０ａの凹部３１と凸部３２は、それぞれ、張力帯２の上面２ａの山部２１と谷部２３に嵌合する。したがって、張力帯２の上面２ａにおいて、各ブロック３の嵌合溝１０と対向する領域内には、山部２１と２つの谷部２３が形成されていることになる。張力帯２の上面２ａの山部２１、２２のうち、山部２１だけが本発明の嵌合山部に相当し、山部２２は本発明の嵌合山部には相当しない。
【００３２】
溝下面１０ｂのベルト長手方向中央部には、ベルト幅方向に延びる凹部３３が形成されている。溝下面１０ｂの凹部３３は、張力帯２の下面２ｂの山部２４に嵌合する。張力帯２の下面２ｂにおいて、各ブロック３の嵌合溝１０と対向する領域内には、山部２４が形成されているが、上面２ａのように谷部は形成されていない。山部２４は本発明の嵌合山部に相当する。
【００３３】
このように、各ブロック３と張力帯２は、凹部３１と山部２１、凸部３２と谷部２３、および、凹部３３と山部２４の嵌合によって係止されている。
【００３４】
溝上面１０ａの凹部３１の深さ（凸部３２の突出高さ）は、張力帯２の外周面２ａの山部２１の突出高さ（谷部２３の深さ）と同じである。また、溝下面１０ｂの凹部３３の深さは、張力帯２の内周面２ｂの山部２４の突出高さと同じである。
【００３５】
ここで、ブロック３と張力帯２との嵌合部におけるベルト厚み方向の最大長さを嵌合最大長さＤ１MAXとし、ベルト厚み方向の最小長さを嵌合最小長さＤ１MINとする。嵌合最大長さＤ１MAXは、溝上面１０ａの凹部３１の底から溝下面１０ｂの凹部３３の底までの長さである。嵌合最小長さＤ１MINは、溝上面１０ａの凸部３２の先端から溝下面１０ｂまでの長さである。張力帯２とブロック３とが嵌合していない状態において、ブロック３の嵌合溝１０の嵌合最大長さＤ１MAXに対応する長さは、張力帯２の嵌合最大長さＤ１MAXに対応する長さよりも若干小さい。また、張力帯２とブロック３とが嵌合していない状態において、ブロック３の嵌合溝１０の嵌合最小長さＤ１MINに対応する長さは、張力帯２の嵌合最小長さＤ１MINに対応する長さよりも若干小さい。したがって、張力帯２は、ベルト厚み方向に若干圧縮された状態で、ブロック３の嵌合溝１０に嵌合している。これにより、ブロック３と張力帯２とをより強固に係止できる。
【００３６】
また、ブロック３と張力帯２は、少なくとも凹部３１と山部２１の嵌合部、および、凹部３３と山部２４との嵌合部において、接着剤によって固定されている。これにより、ブロック３と張力帯２をより強固に固定できる。凹部３１と山部２１との嵌合部を接着剤で固定するとは、少なくとも、凹部３１の底部分（本実施形態では円弧状の部分）と山部２１の先端部とを接着剤を介して固定した状態をいう。なお、接着剤によって、上記箇所以外に、凸部３２と谷部２３の嵌合部を固定してもよく、溝下面１０ｂにおける凹部３３のベルト長手方向両側の部分と谷部２５の一部とを固定してもよい。また、嵌合溝１０の張力帯２と接する全範囲を接着剤で張力帯２に固定してもよい。
【００３７】
ブロック３は、樹脂組成物のみで構成されていてもよいが、アルミニウム合金等の金属やセラミック等で形成されたインサート材の表面に樹脂組成物を被覆したもので構成されていてもよい。樹脂組成物としては、合成樹脂に、補強材や摩擦低減材等が配合されたものが用いられる。
【００３８】
上記樹脂組成物を構成する合成樹脂としては、液晶樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等が挙げられる。これらの中でも、熱可塑性樹脂、特に、ポリアミド樹脂が好ましい。また、合成樹脂の代わりに、ＪＩＳ‐Ａ硬度９０°以上の硬質ゴム、または硬質ポリウレタンを用いてもよい。
【００３９】
上記樹脂組成物に配合される補強材としては、例えば、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維などの繊維状補強材や、酸化亜鉛ウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ等のウィスカ状補強材が挙げられる。これらの補強材を配合することによって、ブロック３の曲げ剛性等の強度を高めることができ、ウィスカ状補強材を用いた場合には、プーリとの摩擦によるブロック３の摩耗を抑制することができる。また、ウィスカ状補強材を用いる場合には、張力帯２がブロック３と接触する部分においてウィスカ状補強材によって摩耗するのを防止するために、ブロック３の張力帯２と接触する部分（嵌合溝１０周辺部）を構成する樹脂組成物には、ウィスカ状補強材を配合しないことが好ましい。
【００４０】
上記樹脂組成物に配合される摩擦低減材としては、例えば、ポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化エチレンプロピレンエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素樹脂や、二硫化モリブデン、グラファイト等が挙げられる。このような摩擦低減材を配合することにより、ブロック３とプーリとの摩擦係数が低減されるため、ブロック３の摩耗を抑制することができる。
【００４１】
以上説明した本実施形態のベルト１は、以下の特徴を有する。
【００４２】
本実施形態のベルト１は、張力帯２の外周面２ａと内周面２ｂのそれぞれベルト長手方向に関して同じ位置に山部（嵌合山部）２１、２４を有し、この２つ山部２１、２４は、ブロック３の嵌合溝１０に形成された凹部３１、３３にそれぞれ嵌合する。ベルト１の一部がＶプーリ５０に巻き掛けられて屈曲する際、張力帯２は、厚みの薄い部分である谷部２３の底と谷部２５の底の間の部分において屈曲する。したがって、従来の山嵌合タイプのベルトと同様に、張力帯２の山部２１、２４とブロック３の凹部３１、３３との嵌合部の位置は、張力帯２の屈曲位置からベルト長手方向にずれている。そのため、張力帯２の山部２１、２４とブロック３の凹部３１、３３との嵌合部の係止状態を安定化でき、ブロック３の揺動およびブロック３と張力帯２との嵌合部のがたつきを抑制できる。
【００４３】
従来の山嵌合タイプのベルトでは、張力帯の外周面と内周面にそれぞれ形成された２つの山部と、ブロックの嵌合溝に形成された２つの凹部との嵌合のみで、張力帯とブロックとは嵌合している。そのため、張力帯の外周面（内周面）の山部のベルト長手方向両側の側面のうち片方の側面だけが、張力帯の外周面（内周面）の１つのブロックに対する動力伝達面となる。
【００４４】
これに対して、本実施形態のベルト１では、張力帯２の外周面２ａに形成された山部２１とその両側の谷部（嵌合谷部）２３が、ブロック３の嵌合溝１０に形成された凹部３１とその両側の凸部３２に嵌合する。そのため、例えば図３中左方向にベルト１が走行する場合には、張力帯２の外周面２ａのうち図３中太線で示した領域Ａ１、Ａ２が、駆動プーリ５０と係合する際の張力帯２の外周面２ａにおける１つのブロック３（図３中左端のブロック３）に対する動力伝達面となる。このように、張力帯２の外周面２ａにおける１つのブロック３に対する動力伝達面は、ベルト長手方向に離れた２箇所に存在する。したがって、ベルト走行時に張力帯２に作用する応力を、従来の山嵌合タイプのベルトに比べて分散させることができる。これにより、従来の山嵌合タイプのベルトでは耐久性に問題が生じるような高い負荷がベルト１にかかっても、張力帯２の山部２１の根元部に局所的に大きい歪みが生じるのを防止できる。そのため、張力帯２とブロック３との嵌合部のがたつきを抑制できると共に、張力帯２の山部２１の根元部におけるゴム亀裂を抑制できる。その結果、ベルト１の動力伝達能力および動力伝達効率を向上できるとともに、高負荷での耐久性を向上できる。
【００４５】
なお、図３には、図３中左方向にベルト１が走行する場合に、駆動プーリ５０と係合する際の張力帯２の内周面２ｂにおける１つのブロック３（図３中左端のブロック３）に対する動力伝達面Ｂを表示している。
【００４６】
上述したように、張力帯２に作用する応力を分散させるには、張力帯２の外周面２ａの山部２１、２２の突出高さ（谷部２３の深さ）は０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。突出高さが０．５ｍｍよりも小さいと、張力帯２の外周面２ａに動力伝達面をベルト長手方向に分散して確保するのが困難となり、張力帯２に作用する応力を分散させるのが困難になるからである。また、山部２１と山部２４の突出高さを同じにすることにより、張力帯２に作用する応力をバランスよく分散させることができる。
【００４７】
本実施形態では、張力帯２の内周面２ｂは、隣接する２つの山部（嵌合山部）２４の間に１つの谷部２５のみを有しており、山部２４と凹部３３との嵌合だけで、張力帯２の内周面２ｂとブロック３は嵌合している。したがって、張力帯２の内周面２ｂとブロック３とは、ベルト長手方向に関して張力帯２の屈曲位置とずれた箇所においてのみ嵌合する。そのため、後述する第２実施形態のように、張力帯１０２の内周面１０２ｂに、ブロック１０３の山部１３４と嵌合する谷部（嵌合谷部）１２７が形成されている場合に比べて、ベルト１の屈曲ロス（屈曲による動力伝達ロス）を小さくできる。したがって、巻き掛け径の大きいＶプーリ５０だけでなく、巻き掛け径の小さいＶプーリ５０に使用した場合であっても、動力伝達効率をより向上できる。
【００４８】
また、本実施形態では、張力帯２と各ブロック３とは、少なくとも山部２１と凹部３１との嵌合部、および、山部２４と凹部３３との嵌合部において、接着剤によって固定されている。そのため、張力帯２と各ブロック３とをより強固に固定でき、張力帯２と各ブロック３との嵌合部のがたつきをより確実に抑制できる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態の動力伝動用ベルト１０１（以下、単にベルト１０１と称する）は、張力帯１０２の下面（内周面）１０２ｂの構成とブロック１０３の嵌合溝１１０の溝下面１１０ｂの構成が、第１実施形態のベルト１と異なっており、その他の構成は、第１実施形態のベルト１と同様である。
【００５０】
張力帯１０２は、心線４が埋設されたゴム層１０５と、ゴム層１０５の上下両面を被覆するカバー帆布６とから構成されている。張力帯１０２の下面（内周面）１０２ｂには、ベルト幅方向に延びる多数の山部１２４、１２６が、ベルト長手方向に所定ピッチで並んで形成されている。山部１２６と山部１２４は、ベルト長手方向に交互に形成されている。隣り合う山部１２４と山部１２６の間には、ベルト幅方向に延びる谷部１２７が形成されている。山部１２６と山部１２４の配列ピッチは、複数のブロック１０３の配列ピッチ（Ｌ）の半分となっている。
【００５１】
ベルト幅方向から見て、山部１２４、１２６の先端部および谷部１２７の底は円弧状に形成されている。山部１２６は、山部１２４よりも若干先細りに形成されている。このように本実施形態では、山部１２４と山部１２６の形状は若干異なっているが、同じであってもよく、本実施形態とは異なる形態で互いに異なっていてもよい。山部１２４と山部１２６の形状が異なることにより、隣り合う２つの谷部１２７は、ベルト長手方向に関して対称形となっている。山部１２４、１２６の突出高さ（谷部１２７の深さ）の好適範囲は、第１実施形態の山部２１、２２、２４と同様である。
【００５２】
ブロック１０３は、上ビーム７と、下ビーム１０８と、これらを連結するピラー９とから構成されており、ピラー９のベルト幅方向両側に２つの嵌合溝１１０を有する。嵌合溝１１０の溝下面１１０ｂのベルト長手方向中央部には、ベルト幅方向に延びる凹部１３３が形成されている。また、溝下面１１０ｂの凹部１３３のベルト長手方向両側には、ベルト幅方向に延びる２つの凸部１３４が形成されている。溝下面１１０ｂの凹部１３３と凸部１３４は、それぞれ、張力帯１０２の下面１０２ｂの山部１２４と谷部１２７に嵌合する。したがって、張力帯１０２の下面（内周面）１０２ｂおいて、各ブロック１０３の嵌合溝１１０と対向する領域内には、山部１２６と２つの谷部１２７が形成されていることになる。張力帯１０２の下面１０２ｂの山部１２４、１２６のうち、山部１２４だけが本発明の嵌合山部に相当し、山部１２６は本発明の嵌合山部には相当しない。
【００５３】
このように、各ブロック１０３と張力帯１０２は、凹部３１と山部２１、凸部３２と谷部２３、凹部１３３と山部１２４、および凸部１３４と谷部１２７の嵌合によって係止されている。
【００５４】
溝下面１１０ｂの凹部１３３の深さ（凸部１３４の突出高さ）は、張力帯１０２の内周面１０２ｂの山部１２４の突出高さ（谷部１２７の深さ）と同じである。
【００５５】
ブロック１０３と張力帯１０２との嵌合部におけるベルト厚み方向の最大長さを嵌合最大長さＤ２MAXとし、ベルト厚み方向の最小長さを嵌合最小長さＤ２MINとする。嵌合最大長さＤ２MAXは、溝上面１０ａの凹部３１の底から溝下面１１０ｂの凹部１３３の底までの長さである。嵌合最小長さＤ２MINは、溝上面１０ａの凸部３２の先端から溝下面１１０ｂの凸部１３４の先端までの長さである。
【００５６】
張力帯１０２とブロック１０３とが嵌合していない状態において、ブロック１０３の嵌合溝１１０の嵌合最大長さＤ２MAXに対応する長さは、張力帯１０２の嵌合最大長さＤ２MAXに対応する長さよりも若干小さい。また、張力帯１０２とブロック１０３とが嵌合していない状態において、ブロック１０３の嵌合溝１１０の嵌合最小長さＤ２MINに対応する長さは、張力帯１０２の嵌合最小長さＤ２MINに対応する長さよりも若干小さい。したがって、張力帯１０２は、ベルト厚み方向に若干圧縮された状態で、ブロック１０３の嵌合溝１１０に嵌合している。これにより、ブロック１０３と張力帯１０２とをより強固に係止できる。
【００５７】
また、図４には表れていないが、張力帯１０２とブロック１０３とが嵌合していない状態において、張力帯２の谷部１２７の底の曲率半径は、ブロック１０３の凸部１３４の先端部の曲率半径よりも若干大きい。これにより、ベルト１が屈曲する際に張力帯１０２の谷部１２７に作用する応力を緩和させて、張力帯１０２の内部ゴムの発熱を抑制できる。発熱を抑制することにより、張力帯１０２に対するブロック１０３の動きを抑制できるため、張力帯１０２の摩耗を抑制できる。巻き掛け径の小さいＶプーリ５０に使用する場合には、張力帯１０２の屈曲角度が大きくなるため、この構成は特に有効である。なお、張力帯１０２とブロック１０３とが嵌合していない状態において、張力帯２の谷部１２７の底の曲率半径が、ブロック１０３の凸部１３４の先端部の曲率半径と同じであってもよい。
【００５８】
また、ブロック１０３と張力帯１０２は、少なくとも凹部３１と山部２１の嵌合部、および、凹部１３３と山部１２４との嵌合部において、接着剤によって固定されている。これにより、ブロック３と張力帯２をより強固に固定できる。なお、接着剤によって、上記箇所以外に、凸部３２と谷部２３の嵌合部、および、凸部１３４と谷部１２７の嵌合部の少なくとも一方を固定してもよい。
【００５９】
以上説明した本実施形態のベルト１０１は、以下の特徴を有する。
【００６０】
第１実施形態のベルト１と同様に、ベルト１０１は、張力帯１０２の山部２１、１２４とブロック３の凹部３１、１３３との嵌合部の位置が、張力帯１０２の屈曲位置からベルト長手方向にずれているため、張力帯１０２の山部２１、１２４とブロック３の凹部３１、１３３との嵌合部の係止状態を安定化でき、ブロック３の揺動およびブロック３と張力帯２との嵌合部のがたつきを抑制できる。
【００６１】
また、第１実施形態のベルト１と同様に、張力帯１０２の外周面２ａにおける１つのブロック３に対する動力伝達面が、ベルト長手方向に離れた２箇所に存在するため、張力帯２に作用する応力を分散させて、張力帯２の山部２１の根元部に局所的に大きい歪みが生じるのを防止でき、張力帯２とブロック３との嵌合部のがたつきや張力帯２の山部２１の根元部におけるゴム亀裂を抑制できる。
また、本実施形態では、張力帯１０２の外周面２ａと内周面１０２ｂに、ブロック１０３の凸部３２、１３４とそれぞれ嵌合する嵌合谷部２３、１２７が形成されている。そのため、例えば図４中左方向にベルト１が走行する場合には、張力帯１０２の内周面１０２ｂのうち図４中太線で示した領域Ｃ１、Ｃ２が、駆動プーリ５０と係合する際の張力帯１０２の内周面１０２ｂにおける１つのブロック１０３（図４中左端のブロック１０３）に対する動力伝達面となる。したがって、張力帯１０２の外周面２ａだけでなく、張力帯１０２の内周面１０２ｂにおいても１つのブロック１０３に対する動力伝達面が、ベルト長手方向に離れた２箇所に存在する。これにより、第１実施形態のベルト１のように、嵌合山部２４と凹部３３との嵌合だけで張力帯２の内周面２ｂとブロック３とが嵌合している場合に比べて、張力帯１０２に作用する応力をより分散させることができる。したがって、張力帯１０２とブロック１０３との嵌合部のがたつきをより確実に抑制できると共に、張力帯１０２の山部２１の根元部におけるゴム亀裂をより確実に抑制できる。そのため、第１実施形態のベルト１に比べて、より高い負荷での耐久性を得ることができる。
【００６２】
また、第１実施形態のベルト１に比べて、ブロック１０３と張力帯１０２との嵌合部の接触面積が大きくなるため、動力伝達能力をより向上できる。
【００６３】
また、本実施形態では、ベルト長手方向に関して、張力帯１０２の山部２１、１２４とブロック１０３の凹部３１、１３３との嵌合部は、張力帯１０２の屈曲位置からずれるが、張力帯１０２の谷部２３、１２７とブロック１０３の凸部３２、１３４との嵌合部は、張力帯１０２の屈曲位置と一致する。そのため、第１実施形態のベルト１に比べて、ベルト１０１の屈曲ロスが大きくなる。したがって、巻き掛け径の大きいプーリに使用した場合であれば、高い動力伝達効率を確保できる。
【００６４】
第１実施形態のベルト１と第２実施形態のベルト１０１とは、以上のような特徴の差異を有するため、第１実施形態のベルト１は、低負荷から中負荷領域での小径プーリ（巻き掛け径の小さいＶプーリ）への使用に適しており、第２実施形態のベルト１０１は、低負荷から高負荷領域での大径プーリ（巻き掛け径の大きいＶプーリ）への使用に適している。第１実施形態のベルト１は大径プーリにも適用可能であるが、第２実施形態のベルト１０１は、第１実施形態よりも動力伝達効率は劣るものの、第１実施形態より動力伝達能力が高いため、大径プーリには第２実施形態のベルト１０１を適用することが好ましい。
【００６５】
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。
【００６６】
上記第１および第２実施形態では、張力帯２、１０２とブロック３、１０３との嵌合部の少なくとも一部を接着剤で固定しているが、接着剤による固定は無くてもよい。
【００６７】
上記第１および第２実施形態では、ベルト幅方向から見て、張力帯２、１０２の山部２１、２２、２４、１２４、１２６の先端部は円弧状に形成されているが、平坦状に形成されていてもよい。また、上記第１および第２実施形態では、ベルト幅方向から見て、張力帯２、１０２の谷部２３、１２７の底は円弧状に形成されているが、平坦状に形成されていてもよい。
【００６８】
上記第１および第２実施形態では、ベルト１、１０１は、２つの張力帯２、１０２と複数のブロック３、１０３で構成されているが、本発明のベルトは、１つの張力帯と複数のブロックで構成されていてもよい。この場合、ブロックの側面もしくは上下面に形成された嵌合溝に、張力帯が嵌合される。また、本発明のベルトは、３つ以上の張力帯と複数のブロックで構成されていてもよい。
【実施例】
【００６９】
次に、本発明の具体的な実施例および比較例について説明する。
【００７０】
＜実施例１＞
実施例１のベルトは、図１〜図３に示す第１実施形態のベルト１と同様の形態を有する。実施例１のベルトの張力帯（２）のゴム層（５）は、水素化ニトリルゴムで形成した。心線（４）には、アラミド繊維で形成された直径０．７mmの撚りコードを用いた。カバー帆布（６）には、アラミド繊維の緯糸（ベルト長手方向）と、ポリアミド繊維の経糸（ベルト幅方向）で綾織された厚み０．９mmの帆布を使用した。また、ブロック（３）は、ポリアミド樹脂を主成分とする樹脂組成物に、補強材として炭素繊維が配合された構成とした。
【００７１】
ブロックと張力帯との嵌合部は以下の手順により接着した。まず、成形加硫された張力帯を、ポリイソシアネート化合物５０重量％とトルエン５０重量％からなるイソシアネート系の接着剤で浸漬処理した。その後、張力帯を常温（１５〜２５℃）で３０分間自然乾燥させてから、複数のブロックに組み付けてベルトを形成した後、槽内温度１５０℃で３０分間オーブン乾燥を行った。これにより、ブロックと張力帯との全ての嵌合部を接着剤で接着した。
【００７２】
張力帯の外周面および内周面の全ての山部（２１、２２、２４）の突出高さ（谷部（２３、２５）の深さ）は、０．７ｍｍとした。ブロックの嵌合溝の全ての凹部（３１、３３）の深さも同じ寸法である。また、ブロック厚（ブロックのベルト長手方向の最大長さ）は３ｍｍ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とした。実施例１のベルトのその他の寸法を表１に示す。
【００７３】
【表１】
0006322073.tif 000002
【００７４】
なお、表１中のブロックの「嵌合溝最小間隔」および「嵌合溝最大間隔」とは、張力帯が取り付けられていない状態のブロックの嵌合溝のベルト厚み方向の最小間隔および最大間隔のことである。また、表１中の張力帯の「最小厚さ」および「最大厚さ」とは、ブロックに取り付けられていない状態の張力帯のブロックと嵌合する範囲（対向する範囲）の最小厚さおよび最大厚さのことである。
【００７５】
＜実施例２＞
実施例２のベルトは、図４に示す第２実施形態のベルト１０１と同様の形態を有する。ベルトの材質は、実施例１のベルトと同様である。また、実施例１のベルトと同様に、ブロックと張力帯との嵌合部を接着剤により接着した。実施例２の張力帯の山部の突出高さ（谷部の深さ）、ブロック厚、ベルト周長、およびベルト幅は、実施例１のベルトと同様であり、その他の寸法は表１に示す通りである。
【００７６】
＜比較例１＞
比較例１のベルトは、図５に示す谷嵌合タイプのベルト８１である。ベルトの材質は、実施例１のベルトと同様である。比較例１のベルトは、ブロック８３と張力帯８２との嵌合部の接着処理は行っていない。比較例１の張力帯の山部の突出高さ（谷部の深さ）、ブロック厚、ベルト周長、およびベルト幅は、実施例１のベルトと同様であり、その他の寸法は表１に示す通りである。張力帯はベルト厚み方向に若干圧縮された状態でブロックに嵌合している。なお、表１中、比較例１のブロックの「嵌合溝最小間隔」および張力帯の「最小厚さ」とは、図５中のＤ３MINに対応する長さのことであり、比較例１のブロックの「嵌合溝最大間隔」および張力帯の「最大厚さ」とは、図５中のＤ３MAXに対応する長さのことである。
【００７７】
＜比較例２＞
比較例２のベルトは、図６に示す山嵌合タイプのベルト９１である。ベルトの材質は、実施例１のベルトと同様である。比較例２のベルトは、ブロック９３と張力帯９２との嵌合部の接着処理は行っていない。比較例２の張力帯の山部の突出高さ（谷部の深さ）、ブロック厚、ベルト周長、およびベルト幅は、実施例１のベルトと同様であり、その他の寸法は表１に示す通りである。張力帯はベルト厚み方向に若干圧縮された状態でブロックに嵌合している。なお、表１中、比較例２のブロックの「嵌合溝最小間隔」および張力帯の「最小厚さ」とは、図６中のＤ４MINに対応する長さのことであり、比較例２のブロックの「嵌合溝最大間隔」および張力帯の「最大厚さ」とは、図６中のＤ４MAXに対応する長さのことである。
【００７８】
＜比較例３、４＞
比較例３、４のベルトは、比較例２と同じ構成のベルトであって、ブロックと張力帯との嵌合部を実施例１と同様の手順により接着剤で接着した。
【００７９】
＜比較例５＞
比較例５のベルトは、表１に示すように、ブロック高さが比較例３、４と異なっているが、その他の構成は比較例３、４のベルトと同じである。
【００８０】
上述した実施例１、２および比較例１〜５のベルトの耐久性試験を行った。
各ベルトを駆動プーリと従動プーリに巻き掛けて、従動プーリの軸荷重を表１に示す値に設定して、１００℃の雰囲気下で駆動プーリを回転させた。なお、静止状態でのベルト張力は、軸荷重の半分の値である。ベルトの負荷を決める駆動プーリの駆動モータの電力値は表１に示す値とし、従動プーリの軸荷重が無負荷の場合に回転数が６０００ｒｐｍとなる設定で駆動プーリを回転させた。走行中、従動プーリ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されていない。従動プーリの軸荷重は、駆動モータの電力値に基づく負荷に対してベルトがスリップしない程度の値に設定した。なお、駆動プーリおよび従動プーリのＶ溝の角度は２６°であり、ベルト巻き掛け径は表１に示す値とした。
【００８１】
２５０時間ベルトを走行させた後、ブロックと張力帯との嵌合状態の評価、張力帯の損傷（摩耗、亀裂）の有無の確認、ブロックの上ビームの幅（ベルト幅方向長さ）の変化量（摩耗量）の測定を行った。
【００８２】
実施例１、２および比較例１〜５のブロックと張力帯との嵌合状態の評価は、以下の通りである。実施例１、２および比較例３では、ブロックのベルト長手方向のがたつきはほとんど無かった（表１中○評価）。比較例２、４、５では、ブロックのがたつきは若干あるが、ブロックを張力帯に対して動かしても、嵌合溝と張力帯との間に隙間が見られなかった（表１中△評価）。比較例１では、ブロックと張力帯との嵌合部に明らかに緩みが生じており、嵌合溝と張力帯との間に隙間が確認された（表１中×評価）。
【００８３】
実施例１、２および比較例１〜５の張力帯の損傷状態については、以下の通りである。実施例１、２および比較例３では、張力帯の損傷は無かった。比較例１では、張力帯の内周側のカバー帆布が摩滅していた。比較例２では、張力帯の内周側のカバー帆布が摩耗していた。比較例４では、張力帯の外周面の山部の根元部における小さい亀裂が２箇所確認された。比較例５では、張力帯の外周面の山部の根元部における小さい亀裂が４箇所確認された。
【００８４】
また、ブロックの上ビームの幅の変化量（摩耗量）は表１に示す通りである。一般的に、動力伝達に関して機能上許容される範囲は０．２０ｍｍ以下であり、磨耗なしと認められる最良の範囲は０．０５ｍｍ以下である。
【００８５】
ブロックと張力帯との嵌合状態、張力帯の損傷状態、ブロックの上ビームの幅の摩耗量に基づき、動力伝動用ベルトとして許容できるか否かの判定結果も表１に示した。表１の判定結果中の○は良好であることを示し、△は許容範囲内であることを示し、×は許容できないことを示している。
【００８６】
表１の試験結果から明らかなように、ブロックと張力帯との嵌合部を接着した山嵌合タイプのベルトは、駆動モータの電力値が２０ｋＷと比較的低い場合には、嵌合部のがたつき等を抑制できるが（比較例３）、駆動モータの電力値が３０ｋＷになると、嵌合部のがたつきや張力帯の亀裂が生じてしまう（比較例４、５）。
これに対して、実施例１のベルトは、駆動モータの電力値が３０ｋＷでも、嵌合部のがたつきや張力帯の損傷を抑制できる。また、実施例２のベルトは、駆動モータの電力値がさらに高い４０ｋＷでも、嵌合部のがたつきや張力帯の損傷を抑制できる。
【符号の説明】
【００８７】
１、１０１  動力伝動用ベルト
２、１０２  張力帯
２ａ  張力帯の外周面
２ｂ、１０２ｂ  張力帯の内周面
３、１０３  ブロック
７  上ビーム
８、１０８  下ビーム
９  ピラー
１０  嵌合溝
１０ａ  溝上面
１０ｂ  溝下面
２１、２４、１２４  山部（嵌合山部）
２２、１２６  山部
２３、１２７  谷部（嵌合谷部）
２５  谷部
３１、３３、１３３  凹部
３２、１３４  凸部
【図１】
0006322073.tif 000003
【図２】
0006322073.tif 000004
【図３】
0006322073.tif 000005
【図４】
0006322073.tif 000006
【図５】
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【図６】
0006322073.tif 000008