(57)【要約】【課題】ブロックを軽量化することによってベルトを軽量化し高速回転の使用にも耐えうるベルトとすると共に、ブロックの強度も十分に保持した高負荷伝動ベルトを提供する。【解決手段】ブロック２を張力帯３ａ、３ｂに取り付けた高負荷伝動ベルト１の製造方法において、インサート材２ａとして平板の全周囲を折り曲げ加工して形成したリブ部Ｒを有する板金部材を用いており、リブ部Ｒの高さがブロック厚みの２０〜６０％の範囲である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
張力帯と、該張力帯の長手方向に沿って所定ピッチで設けた複数のブロックとからなる高負荷伝動ベルトにおいて、金属製平板の全周囲を折り曲げてリブ部を形成した板金部材からなるインサート材の表面に樹脂を被覆材として設けたブロックを用いており、前記リブ部はブロック厚みの２０〜６０％の高さを有することを特徴とする高負荷伝動ベルト。
【請求項２】
インサート材の面積の少なくとも９０％が樹脂からなる被覆材に埋設されてなる請求項１記載の高負荷伝動ベルト。
【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固定した高負荷伝動ベルトの製造方法および製造装置そして高負荷伝動ベルトに係り、軽量化することにより高速回転に用いることができ、しかもブロックの強度を十分に持たせることができる高負荷ブロックベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速装置に使用するベルトは、プーリのＶ溝幅を変えることによってプーリに巻きかかる有効径を変化させ変速比を調節する様な変速プーリに巻き掛けて使用するものであり、プーリからの側圧が大きくなるのでベルトは大きな側圧に耐えるものでなくてはならない。また、無段変速の用途以外にも通常のゴムベルトでは寿命が短くなりすぎるような高負荷伝動の用途には特別に高負荷に耐えうるようなベルトを用いる必要がある。
【０００３】
そのようなベルトとして使用されるものの中に、センターベルト（張力帯）にブロックを固定してベルト幅方向の強度を高めた引張伝動式の高負荷伝動ベルトがあり、具体的な構成としては、心線をゴムなどのエラストマー中に埋設したセンターベルトにボルトやリベットなどの止着材を用いてセンターベルト（張力帯）に使用しているエラストマーよりも比較的硬質のエラストマーからなるブロックを止着固定したものがある。
【０００４】
このような引張伝動式の高負荷伝動ベルトに用いられるブロックの要求品質としては、上記のように摩擦伝動において高負荷の伝動を目的としているために、曲げ疲労性、耐摩耗性、耐熱性、剛性、耐衝撃性等の性質をバランス良く保有する必要がある。さらにプーリを摩耗させないようにすることも大切な要素である。
【０００５】
これらの要求を満たす高負荷伝動ベルトとして、例えば、特許文献１に開示されているようなものがある。このベルトは、アルミニウム合金等をインサート材として使用しているため、高速で回転すると、その重量のため、大きな遠心力がかかり、ベルトに大きな張力が作用して、ベルトが早期破損するという問題が生じるようになった。
【０００６】
また特許文献２には、まずブロックを軽量化するためにブロック内に埋設していたアルミニウム合金などからなるインサートを埋設しておらず、更に熱可塑性樹脂素材で形成したブロックを用いたものが開示されている。
【０００７】
更に、特許文献３にはインサートとして板金製のインサート材を用いたベルトが開示されており、板金製インサート材を用いることによって十分に強度をもたせることができるとともに軽量化を損なうことないベルトが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−７４６４３号公報
【特許文献２】特開２００１−３１１４５３号公報
【特許文献３】実開昭６２−１６２４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３に開示されたベルトは板金からなるインサート材を用いており、軽量化とブロックの強度の高さを両立させたものであるが、やはり板金部材であることから強度の面では不足するところがあるという問題があった。
【００１０】
本発明はこのようなブロックを張力帯に装着したタイプのベルトにおいて、板金からなるインサート材を用いることによって軽量化を図ると共に、インサート材の形状を工夫することで強度の面でも十分なブロックを使用した高負荷伝動ベルトの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような課題を解決するために本発明の請求項１は、張力帯と、該張力帯の長手方向に沿って所定ピッチで設けた複数のブロックとからなる高負荷伝動ベルトにおいて、金属製平板の全周囲を折り曲げてリブ部を形成した板金部材からなるインサート材の表面に樹脂を被覆材として設けたブロックを用いており、前記リブ部はブロック厚みの２０〜６０％の高さを有することを特徴とする。
【００１２】
また請求項２ではインサート材の面積の少なくとも９０％が樹脂からなる被覆材に埋設されてなる高負荷伝動ベルトとしている。
【発明の効果】
【００１３】
インサート材として金属製平板の全周囲を折り曲げてリブ部を形成した板金部材を用いており、しかもリブ部の高さをブロックの厚みの２０〜６０％としており、板金部材を用いていても強度的には非常に高いものとでき、重量も小さく軽量なベルトとすることができる。
【００１４】
また、請求項２においてはインサート材の少なくとも９０％を樹脂からなる被覆材で埋設した構成を採っていることから、インサート材を拘束して変形を抑えることができブロックの変形を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明に係る高負荷伝動ベルト１の一例を示す斜視概略図であり、図２はその側断面図である。本発明の高負荷伝動ベルト１は、エラストマー４内にロープ状の心体５をスパイラル状に埋設してなる同じ幅の二本のセンターベルト３ａ、３ｂと、このセンターベルト３ａ、３ｂの上下面６、７に所定ピッチで形成された凹条部１８、１９に嵌合し、係止固定されている複数のブロック２とから構成されている。このブロック２の両側面８、９は、プーリのＶ溝と係合する傾斜のついた面となっており、駆動されたプーリから動力を受け取って、係止固定されているセンターベルト３ａ、３ｂを引張り、駆動側プーリの動力を従動側プーリに伝動している。
【００１６】
ブロック２の形状は図１に示すように、上ビーム部１１および下ビーム部１２と、上下ビーム部１１、１２の中央部同士を連結したセンターピラー１３からなっており、ブロック２の両側面にはセンターベルト３ａ、３ｂを嵌めこむ溝１４、１５が形成されている。また、溝１５内の溝上面１６および溝下面１７にはセンターベルト３ａ、３ｂの上面６に設けた凹条部１８と下面７に設けた凹条部１９に係合する凸条部２０、２１が設けられている。
【００１７】
本発明においてブロック２は、図２〜図４に示すようにインサート材２ａの表面を樹脂からなる被覆材２ｂで覆った構造からなっている。図２に示すブロックは、被覆材２ｂがインサート材２ａ全面を覆っておらず、インサート材２ａが部分的に露出した形態であるが、完全に被覆した形態のものでも構わない。
【００１８】
本発明ではインサート材２ａは金属製平板の全周囲を折り曲げてリブ部Ｒを形成した板金部材からなっている。板金部材を用いることによって、従来の塊状のインサート材を用いたものよりも大幅にベルトを軽量化することができる。また、一般的に板金部材は軽量であるものの強度の面では不足するが、本発明では全周囲にリブ部Ｒを形成していることから強度の面でも非常に高いものとすることができる。このリブ部Ｒの高さはブロック厚みの２０〜６０％の範囲に設定することが好ましい。２０％未満であるとリブによる補強効果が十分に得られず、６０％を超えるとその部分の被覆材２ｂの厚みが薄くなりすぎて被覆材２ｂの破壊につながるので好ましくない。
【００１９】
更に、このようなインサート材２ａの少なくとも９０％を超える面積に渡って被覆材内に埋設してしまうことが好ましい。インサート材２ａを被覆材内に埋設してしまうことによって被覆材２ｂを構成する樹脂でインサート材２ａを拘束してしまうことができ、インサート材２ａの変形を抑えることができるので、ひいてはブロックの変形を防止することつながり、ベルトのブロックの破壊などによる故障を減らすことができる。
【００２０】
板金製のインサート材２ａに用いることができる素材としては、鋼板（ステンレス鋼板、バネ鋼板など）、アルミニウム合金板、マグネシウム合金板等を挙げることができ、その厚みは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲のものが用いられる。それらの金属板の強度を出す必要がある部分には曲げ加工といった板金加工を行ったものである。板金加工を行うことによって、強度は大きく向上して高トルクを伝達するような用途にも十分使用することができるようになる。
【００２１】
インサート材２ａの形状は例えば図２、図３、図４に示すブロック内に埋設されたようなもので、略Ｈ形状の平板の全周囲における端部を略直角に折り曲げるような板金加工を施したインサート材としている。
【００２２】
被覆材２ｂの樹脂として用いることができるのは、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれでもよく、熱可塑性樹脂としてはポリアミド樹脂、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）樹脂等の合成樹脂が用いられるが、中でも低摩擦係数で耐摩耗性に優れ、剛性があるとともに曲げに対しても弾力性を有しており、簡単に破損してしまうことのない樹脂がよく、ポリアミド樹脂、なかでもナイロン４６が好ましいといえる。
【００２３】
これらの熱可塑性樹脂中に繊維状の補強材やウィスカ状の補強材を配合することは可能であり、繊維状の補強材は１５〜４０重量％の範囲で配合する。１５重量％未満であると補強効果が少なくブロックの耐磨耗性が十分でないなどの問題があり、４０重量％を超えると樹脂への配合が困難になったり射出成形が困難になったりするなどの問題があるので好ましくない。また、繊維状補強材としては、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を挙げることができる。
【００２４】
また、前記繊維状補強材として上記の有機繊維のほかにも酸化亜鉛ウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカなどの無機繊維を配合してもよい。これらのウィスカを配合することによって成形時のそりや成形収縮の異方性が改良される。さらに、ブロック２の靭性、曲げ剛性等の強度についての異方性も低減することができ、かつ、摩擦係数が安定するため、耐摩耗性が向上する。
【００２５】
このような材料構成とすることによって、プーリと接する際に受ける側圧にも十分に耐えうる剛性、靭性等の強度を有するとともに、耐摩耗性に優れ、更には、摩擦時に発生する熱に対しても強いブロックとすることが可能となり、プーリから受ける動力を効率よく張力帯３に引張力として伝えることができ、引張伝動式の高負荷伝動ベルトを構成することができる。
【００２６】
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂などを用いることができ、その中でもフェノール樹脂を用いることが曲げ強度などの物性の面、またコストの面で有利である。またジアリルフタレート樹脂は耐熱性に優れていることから、自動車のエンジンルーム内などの高温環境下においてより高い耐久性を発揮できる。さらにジアリルフタレート樹脂自身が成形収縮の少ない樹脂であり、ブロック成形後の収縮量が少なくより正確な寸法やブロック側面の角度を出せるのでベルト走行時における騒音の低減や更には長寿命化にもつなげることができる。
【００２７】
これらの熱硬化性樹脂に補強材として繊維を配合することが可能であり、繊維としては炭素繊維、ポリアミド繊維、セルロース、綿、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、ガラス繊維、金属繊維などの長繊維、短繊維を挙げることができる。配合量としては１５〜１１０質量％の範囲とすることが好ましく、１５質量％未満であると繊維を配合することによる補強効果がほとんど得られず、１１０質量％を超えると、成形が困難になるとともに硬度は上がるが靭性が低下してブロックの耐衝撃性の面では低くなるので好ましくない。熱可塑性樹脂の場合と同様にチタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウムなどのウィスカを配合することも可能である。
【００２８】
また他に、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素系樹脂から選ばれてなる少なくとも一つを混入することによってもブロック２の潤滑性を向上させることができる。フッ素系樹脂としては、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）、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合体（ＰＦＥＰ）、ポリフッ化アルコキシエチレン（ＰＦＡ）等が挙げられる。
【００２９】
張力帯３のエラストマー４として使用されるものは、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などの単一材またはこれらを適宜ブレンドしたゴムあるいはポリウレタンゴム等が挙げられる。そして、心線５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、スチールワイヤ等から選ばれたロープが用いられる。また、心線５はロープをスパイラル状に埋設したもの以外にも、上記の繊維の織布、編み布や金属薄板等を使用することもできる。
【００３０】
図５は、別のベルトの例であり、図１に示すベルト形状に限られるものではなく図５のようなベルトにも適用することができる。ビーム部３１の両端から上方に向かって一対のサイドピラー３２、３３が延びており、このサイドピラー３２、３３の上端からそれぞれブロック２の中心に向かって延びるロック部３４、３５が対向するように設けられている。そして、これらビーム部３１、サイドピラー３２、３３及びロック部３４、３５によってセンターベルト３ａ、３ｂが嵌合する嵌合溝３０が形成されている。この嵌合溝３０に、センターベルト３ａ、３ｂが、ロック部３４、３５間の開口部より挿入され装着される。
【００３１】
また、ロック部３４、３５の嵌合溝３０側には、凸部３７がそれぞれ設けられており、この凸部３７が、センターベルト３ａ、３ｂに所定ピッチで設けられている凹部３６に嵌合する。これによって、センターベルト３ａ、３ｂは、装着後はブロック２から抜けにくい状態となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
自動車や自動二輪車、農業機械の無段変速装置など、プーリの有効径が変化し大きなトルクを伝達するようなベルトの製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る高負荷伝動ベルトの一例を示す斜視概略図である。
【図２】インサート材の別の例を示すブロックの正面図である。
【図３】図２のブロックの平面図である。
【図４】図２のブロックの側面図である。
【図５】本発明に係る高負荷伝動ベルトの他の例を示す斜視概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    高負荷伝動ベルト
２    ブロック
２ａ  インサート材
２ｂ  被覆材
３ａ  センターベルト
３ｂ  センターベルト
４    エラストマー
５    心体
６    上面
７    下面
１１  上ビーム部
１２  下ビーム部
１３  センターピラー
１４  嵌合溝
１５  嵌合溝
１８  凸条部
１９  凸条部
２０  溝条部
２１  溝条部
Ｒ    リブ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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