(57)【要約】【課題】放熱性の向上とガタツキの抑制とを共に実現する。【解決手段】伝動ベルト１は、エンドレスの張力帯２と、張力帯２が嵌合される嵌合溝１４をそれぞれ有する複数のブロック１０とを備えている。各ブロック１０はインサート材４０と被覆層５０とを有し、インサート材４０は被覆層５０を形成する材料よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。インサート材４０は、嵌合溝１４において被覆層５０から露出した第１露出部６１と、ブロック１０におけるベルト厚み方向の両端面において被覆層５０から露出した第２露出部６２とを有する。第１露出部６１は、ベルト幅方向に延在し且つベルト幅方向に沿って張力帯２と接触している。張力帯２は、ベルト長手方向に隣接するブロック１０の間に、ベルト幅方向に延在した凹溝２ｘを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト長手方向に延在するエンドレスの張力帯と、
前記張力帯が嵌合される嵌合溝をそれぞれ有し、前記張力帯に対してベルト長手方向に配列された複数のブロックと、を備えた伝動ベルトであって、
前記複数のブロックは、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それぞれ有し、
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ベルト厚み方向の両端面の少なくとも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、
前記第１露出部は、ベルト幅方向に延在し且つベルト幅方向に沿って前記張力帯と接触し、
前記張力帯は、ベルト長手方向に隣接する前記複数のブロックの間に、ベルト幅方向に延在した凹溝を有することを特徴とする、伝動ベルト。
【請求項２】
前記インサート材は、前記被覆層を形成する材料よりも硬度が高い材料で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。
【請求項３】
前記張力帯は、ベルト長手方向に隣接する前記複数のブロックの間及び前記複数のブロックとの嵌合部に設けられ、ベルト長手方向に配列された複数の前記凹溝と、ベルト長手方向に隣接する前記複数の凹溝の間にそれぞれ形成され、ベルト幅方向にそれぞれ延在し且つベルト長手方向に配列された複数の凸条とを有し、
前記複数のブロックは、それぞれ、前記嵌合溝を画定する面に、前記複数の凹溝のうちの１つの凹溝に嵌合するベルト幅方向に延在した凸部と、前記凸部のベルト長手方向両側に設けられ、前記１つの凹溝のベルト長手方向両側に設けられた前記複数の凸条のうちの２つの凸条の先端とそれぞれ対向する２つの基部とを有し、
前記凸部が、前記第１露出部を構成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の伝動ベルト。
【請求項４】
前記第１露出部は、前記張力帯の全幅に亘って延在し、ベルト幅方向に沿って前記張力帯の全体と接触す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】
前記ブロックと前記張力帯との接触面積に対する前記第１露出部と前記張力帯との接触面積の割合は、３０％〜７０％であ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】
前記第１露出部は、前記嵌合溝を画定するベルト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１〜５のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項７】
前記第２露出部は、前記ブロックにおけるベルト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１〜６のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項８】
前記インサート材は、金属材料で形成されていることを特徴とする、請求項１〜７のずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項９】
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１〜８のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
【請求項１０】
無段変速装置に用いられ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張力帯と複数のブロックとを備えた伝動ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
張力帯と複数のブロックとを備えた伝動ベルトは、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のベルトとして主に使用され、例えば自動車、自動二輪車等における変速装置に用いられる。
【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】
上記文献では、伝動ベルトの走行に伴い、ブロックや張力帯の摩耗が進行し、ブロックと張力帯との嵌合部にガタツキが生じ得る。その結果、伝動ベルトの走行時にブロックと張力帯との間に発熱が生じ、熱劣化により伝動ベルトの寿命が低下し得る。そこで、熱劣化による伝動ベルトの寿命の低下を抑制するため、放熱性の向上、さらには発熱の要因となるガタツキを抑制することが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、放熱性の向上とガタツキの抑制とを共に実現することができる伝動ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の観点によると、ベルト長手方向に延在するエンドレスの張力帯と、前記張力帯が嵌合される嵌合溝をそれぞれ有し、前記張力帯に対してベルト長手方向に配列された複数のブロックと、を備えた伝動ベルトであって、前記複数のブロックは、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それぞれ有し、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ベルト厚み方向の両端面の少なくとも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、前記第１露出部は、ベルト幅方向に延在し且つベルト幅方向に沿って前記張力帯と接触し、前記張力帯は、ベルト長手方向に隣接する前記複数のブロックの間に、ベルト幅方向に延在した凹溝を有することを特徴とする、伝動ベルトが提供される。
【０００８】
本発明の観点によれば、伝動ベルトの走行時にブロックと張力帯との接触部分で生じた熱を、第１露出部で吸収し、第２露出部を介して外部に放出することができる。ここで、第１露出部をベルト幅方向に延在させ且つベルト幅方向に沿って張力帯と接触させたことで、第１露出部で効率よく熱を吸収することができ、放熱性が向上する。さらに、張力帯の凹溝を複数のブロック間に設けたことで、ベルト屈曲時に張力帯におけるブロックとの嵌合部に曲げ変形が集中的に生じること（ひいては曲げ変形による張力帯とブロックとの隙間の発生）が回避され、ガタツキが抑制される。このように、本発明によれば、放熱性の向上とガタツキの抑制とを共に実現することができる。
【０００９】
前記インサート材は、前記被覆層を形成する材料よりも硬度が高い材料で形成されてよい。インサート材の硬度が高いと、ガタツキが生じた場合、張力帯において第１露出部と接触する部分に摩耗が生じ易くなる。しかしながら、本発明ではガタツキを抑制することができるため、張力帯の摩耗が防止される。
【００１０】
前記張力帯は、ベルト長手方向に隣接する前記複数のブロックの間及び前記複数のブロックとの嵌合部に設けられ、ベルト長手方向に配列された複数の前記凹溝と、ベルト長手方向に隣接する前記複数の凹溝の間にそれぞれ形成され、ベルト幅方向にそれぞれ延在し且つベルト長手方向に配列された複数の凸条とを有し、前記複数のブロックは、それぞれ、前記嵌合溝を画定する面に、前記複数の凹溝のうちの１つの凹溝に嵌合するベルト幅方向に延在した凸部と、前記凸部のベルト長手方向両側に設けられ、前記１つの凹溝のベルト長手方向両側に設けられた前記複数の凸条のうちの２つの凸条の先端とそれぞれ対向する２つの基部とを有し、前記凸部が、前記第１露出部を構成してよい。この場合、張力帯の凹溝と、第１露出部で構成された凸部とを嵌合させると共に、張力帯の凸条を基部と対向させるという構成を採用したことで、ガタツキをより確実に抑制し、張力帯の摩耗をより効果的に防止することができる。
【００１１】
前記第１露出部は、前記張力帯の全幅に亘って延在し、ベルト幅方向に沿って前記張力帯の全体と接触してよい。この場合、第１露出部でより効率よく熱を吸収することができ、放熱性がより一層向上する。
【００１２】
前記ブロックと前記張力帯との接触面積に対する前記第１露出部と前記張力帯との接触面積の割合は、３０％〜７０％であってよい。この場合、第１露出部の吸熱性を十分に確保することができる。
【００１３】
前記第１露出部は、前記嵌合溝を画定するベルト厚み方向に対向する両側の壁面にそれぞれ設けられてよい。この場合、第１露出部が嵌合溝を画定するベルトの厚み方向に対向する両側の壁面の一方のみに設けられている場合に比べ、第１露出部と張力帯との接触部分が増えるため、第１露出部の吸熱性をより確実に確保することができる。
【００１４】
前記第２露出部は、前記ブロックにおけるベルト厚み方向の両端面にそれぞれ設けられてよい。この場合、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、第２露出部の面積が増えるため、放熱性をより確実に確保することができる。
【００１５】
前記インサート材は、金属材料で形成されてよい。この場合、本発明に係る伝動ベルトを、大きな側圧がかかる高い負荷条件に適用することができる。また、金属材料の高い熱伝導性を利用して、吸熱及び放熱を効率よく行うことができる。
【００１６】
前記被覆層は、樹脂材料で形成されてよい。この場合、側面から受けるトルクによる伝動ベルトの変形を抑え、動力伝達のロスを低減させることができる。
【００１７】
本発明に係る伝動ベルトは、無段変速装置に用いられてよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、放熱性の向上とガタツキの抑制とを共に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る伝動ベルトが無段変速装置の駆動プーリ及び従動プーリに巻回された状態を示す、両プーリの回転軸を通る面に沿った断面図である。
【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】（ａ）は、実施例１〜３，５，６に係る伝動ベルトをベルト幅方向から見た側面図である。（ｂ）は、実施例４に係る伝動ベルトをベルト幅方向から見た側面図である。
【図８】（ａ）は、比較例１に係る伝動ベルトをベルト幅方向から見た側面図である。（ｂ）は、比較例２に係る伝動ベルトをベルト幅方向から見た側面図である。（ｃ）は、比較例３に係る伝動ベルトをベルト幅方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る伝動ベルト１を用いた無段変速装置３０について説明する。
【００２１】
無段変速装置３０は、駆動プーリ３１、従動プーリ３２、及び、駆動プーリ３１と従動プーリ３２とに張力をかけて巻回された伝動ベルト１を含む。伝動ベルト１は、伝動ベルト１の両側面と各プーリ３１，３２のＶ溝を画定する両側面とが接触した状態で、走行される。このときに生じる両側面間の摩擦力により、駆動プーリ３１のトルクが伝動ベルト１を介して従動プーリ３２に伝達される。
【００２２】
各プーリ３１，３２は、軸方向（ベルト幅方向）に固定された固定プーリ片３１ａ，３２ａと、固定プーリ片３１ａ，３２ａに対して軸方向に移動可能に取り付けられた可動プーリ片３１ｂ，３２ｂとを含む。可動プーリ片３１ｂ，３２ｂが固定プーリ片３１ａ，３２ａに対して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との間に形成されたＶ溝の幅が連続的に変化する。このようなＶ溝の幅の変化に応じて、Ｖ溝における伝動ベルト１の位置が変化する。例えば、図１（ａ）に示す状態から図１（ｂ）に示す状態に（即ち、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）すると、伝動ベルト１は、駆動プーリ３１のＶ溝においては駆動プーリ３１の径方向外側に、従動プーリ３２のＶ溝においては径方向内側に移動する。これにより、プーリ３１，３２における伝動ベルト１の巻回半径が変化し、変速比が無段階で変化する。
【００２３】
次に、図２〜図６を参照し、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に巻回されたときに外側となる方向を「外周側（上方）」、内側となる方向を「内周側（下方）」と称すことがある。
【００２４】
伝動ベルト１は、図２に示すように、ベルト長手方向に延在する２本のエンドレスの張力帯２と、張力帯２が嵌合される嵌合溝１４をそれぞれ有し、張力帯２に対してベルト長手方向に沿って配列された複数の板状のブロック１０とを含む。各張力帯２が各ブロック１０の各嵌合溝１４にベルト幅方向の両側から圧入され、２本の張力帯２と複数のブロック１０とが一体化されている。
【００２５】
各張力帯２は、心線２ａと、心線２ａをスパイラル状に埋設したゴム層２ｂと、ゴム層２ｂの上下面を被覆する補強布２ｃとを有する。
【００２６】
心線２ａ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、又は、スチールワイヤであってよい。心線２ａの替わりに、上記の繊維からなる織布や編布、又は、金属薄板を、ゴム層２ｂに埋設してもよい。
【００２７】
ゴム層２ｂ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）及びエチレン−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）等のエチレン−α−オレフィン系ゴム）からなる群から選択される１又は複数の材料からなるゴム、或いは、ポリウレタンゴムで形成されてよい。
【００２８】
補強布２ｃは、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等からなる平織り、綾織り又は朱子織りの織布で形成されてよい。補強布２ｃは、伝動ベルト１の走行時にゴム層２ｂ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、当該摩耗防止の観点から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してもよい。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、張力帯２をブロック１０の嵌合溝１４に正確に沿わせることができる。
【００２９】
各張力帯２の外周面及び内周面には、それぞれ、複数の凹溝２ｘと、複数の凸条２ｙとが設けられている。複数の凹溝２ｘは、ベルト幅方向にそれぞれ延在し、ベルト長手方向に配列されている。複数の凹溝２ｘは、ベルト長手方向に隣接する複数のブロック１０の間、及び、複数のブロック１０との嵌合部のそれぞれに設けられている。複数の凸条２ｙは、ベルト幅方向にそれぞれ延在し、ベルト長手方向に配列されており、ベルト長手方向に隣接する複数の凹溝２ｘの間にそれぞれ形成されている。
【００３０】
各張力帯２におけるベルト長手方向に隣接する複数のブロック１０の間において凹溝２ｘが形成された部分は、屈曲部２ｚを構成する。屈曲部２ｚは、伝動ベルト１の屈曲点（曲げに伴う変形応力が集中する点）となる部分である。
【００３１】
凹溝２ｘのベルト長手方向の長さは、例えば０．５〜１．５ｍｍである。当該長さが０．５ｍｍ未満の場合は、屈曲部２ｚが屈曲点として機能し難い。当該長さが１．５ｍｍを超える場合は、ブロックピッチ（ベルト長手方向に隣接するブロック１０の間隔）が大きくなり過ぎてしまい、伝動ベルト１本当たりのブロック１０の個数が減り、振動による音が発生し易くなる。例えば、ブロックピッチが４ｍｍの場合には、当該長さを１ｍｍとする。
【００３２】
凹溝２ｘの深さは、例えば０．５〜１．５ｍｍである。当該深さが０．５ｍｍ未満の場合は、屈曲部２ｚが屈曲点として機能し難い。当該深さが１．５ｍｍを超える場合は、屈曲部２ｚの厚みが小さくなり過ぎてしまい、張力帯２が屈曲部２ｚにおいて破断し易くなる。例えば、張力帯２の全厚が５ｍｍの場合、当該深さを１ｍｍとする。
【００３３】
各ブロック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、ベルト長手方向の長さが２〜５ｍｍである。各ブロック１０におけるベルト幅方向の両側面（プーリ３１，３２のＶ溝を画定する両側面と接触する面）のなすＶ角度は、例えば２４〜３０°である。
【００３４】
各ブロック１０は、互いに同一形状を有しており、外周側及び内周側においてベルト幅方向に延在する上ビーム１１及び下ビーム１２を、ベルト幅方向の中央部でベルト厚み方向に延在するセンターピラー１３によって連結した、略Ｈ形となっている。センターピラー１３のベルト幅方向両側においてビーム１１，１２で上下に挟まれた領域によって、嵌合溝１４が構成されている。
【００３５】
ブロック１０のベルト幅方向の長さは、図４に示すように、上端が最も長く、下方に向けて短くなっている。伝動ベルト１が各プーリ３１，３２に巻回されたとき、各ブロック１０の上ビーム１１は張力帯２よりも外周側に位置し、下ビーム１２は張力帯２よりも内周側に位置する。
【００３６】
ブロック１０のベルト長手方向の長さは、図３に示すように、上ビーム１１においては上下方向に一定であり、下ビーム１２においては上下方向に一定ではなく下方に向けて短くなっている。
【００３７】
各ブロック１０における嵌合溝１４を画定する面（上ビーム１１の下面、及び、下ビーム１２の上面）には、それぞれ、凸部１５ｘと、凸部１５ｘのベルト長手方向両側に設けられた２つの基部１５ｙとが設けられている。凸部１５ｘは、ベルト幅方向に延在し、張力帯２の１つの凹溝２ｘに嵌合する。基部１５ｙは、張力帯２において上記１つの凹溝２ｘのベルト長手方向両側に設けられた２つの凸条２ｙの先端とそれぞれ対向する。
【００３８】
凸部１５ｘのベルト厚み方向の長さ（基部１５ｙからの突出高さ）は、例えば０．５〜１．５ｍｍである。当該長さが０．５ｍｍ未満の場合は、凸部１５ｘと凹溝２ｘとの嵌合が不十分になり、ガタツキが生じ得る。当該長さが１．５ｍｍを超える場合は、屈曲部２ｚの厚みが小さくなり過ぎてしまい、張力帯２が屈曲部２ｚにおいて破断し易くなる。例えば、ブロック１０におけるベルト厚み方向の長さが１３ｍｍの場合、当該長さを１ｍｍとする。
【００３９】
各ブロック１０は、インサート材４０と、インサート材４０を被覆する被覆層５０とを有する。被覆層５０の厚みは、例えば０．８〜１．５ｍｍである。インサート材４０と被覆層５０とは、接着剤（エポキシシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤等）によって接着されている。
【００４０】
インサート材４０は、被覆層５０を形成する材料よりも熱伝導率及び硬度が高い材料で形成されている。例えば、インサート材４０は、耐熱性及び強度が高いジュラルミン（ＪＩＳ規格における合金番号２０１７、２０１４、２０２４、７０７５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形成されている。特に、インサート材４０は、耐熱性及び強度に一段と優れたＪＩＳ Ｈ Ａ２０２４Ｐ Ｔ３６１のジュラルミンで形成されることが好ましい。ここで、「Ａ２０２４Ｐ」はアルミニウム合金の圧延材であることを意味し、「２０２４」は金属組成を意味し、「Ｔ３６１」は「Ｔ３」の断面積減少率をほぼ６％にしたことを意味する。「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する。
【００４１】
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（フェノール樹脂、エポキシ樹脂等）及び熱可塑性樹脂（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）のいずれか又はこれらをブレンドしたものであってよく、さらにゴム成分等を含んでもよい。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。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もよい。パラアラミド短繊維は、例えば、繊維長が１ｍｍ〜３ｍｍ、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、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。
【００４２】
インサート材４０は、嵌合溝１４を画定するベルト厚み方向に対向する両側の壁面（上ビーム１１の下面、及び、下ビーム１２の上面）において被覆層５０から露出した第１露出部６１と、ブロック１０におけるベルト厚み方向の両端面において被覆層５０から露出した第２露出部６２とを有する。
【００４３】
第１露出部６１は、凸部１５ｘで構成されており、張力帯２の全幅に亘ってベルト幅方向に延在し、且つ、ベルト幅方向に沿って張力帯２の全体と接触している。第１露出部６１は、伝動ベルト１の走行時にブロック１０と張力帯２との接触部分で生じた熱を吸収する機能を有する。
【００４４】
ブロック１０と張力帯２との接触面積に対する第１露出部６１と張力帯２との接触面積の割合は、３０％〜７０％である。第１露出部６１の吸熱性を高める点から、当該割合は１００％に近い方が好ましい。当該割合が３０％未満の場合、伝動ベルト１の走行時にブロック１０と張力帯２との間で発生する熱を第１露出部６１によって吸収し難くなってしまう。
【００４５】
第２露出部６２は、上ビーム１１のベルト幅方向中央の上側部分及び下ビーム１２のベルト幅方向中央の下側部分で構成されており、外周側、内周側及びベルト長手方向両側に露出する。第２露出部６２は、第１露出部６１で吸収された熱を外部に放出する機能を有する。なお、第２露出部６２のうち、ベルト長手方向両側に露出した部分（即ち、ベルト長手方向に隣接するブロック１０と対向する部分）は、ブロック１０間に熱が籠り易いため、放熱性が低く、外周側及び内周側に露出した部分が、放熱に大きく寄与する。
【００４６】
ブロック１０におけるベルト幅方向の両端面は、各プーリ３１，３２のＶ溝を画定する両側面と接触する部分であり、被覆層５０で構成されている。
【００４７】
以上に述べたように、本実施形態によれば、伝動ベルト１の走行時にブロック１０と張力帯２との接触部分で生じた熱を、第１露出部６１で吸収し、第２露出部６２を介して外部に放出することができる。ここで、第１露出部６１をベルト幅方向に延在させ且つベルト幅方向に沿って張力帯２と接触させたことで、第１露出部６１で効率よく熱を吸収することができ、放熱性が向上する。さらに、張力帯２の凹溝２ｘを複数のブロック１０間に設けたことで、ベルト屈曲時に張力帯２におけるブロック１０との嵌合部に曲げ変形が集中的に生じること（ひいては曲げ変形による張力帯２とブロック１０との隙間の発生）が回避され、ガタツキが抑制される。このように、本実施形態によれば、放熱性の向上とガタツキの抑制とを共に実現することができる。
【００４８】
インサート材４０は、被覆層５０を形成する材料よりも硬度が高い材料で形成されている。インサート材４０の硬度が高いと、ガタツキが生じた場合、張力帯２において第１露出部６１と接触する部分に摩耗が生じ易くなる。しかしながら、本実施形態ではガタツキを抑制することができるため、張力帯２の摩耗が防止される。
【００４９】
張力帯２は、ベルト長手方向に隣接する複数のブロック１０の間及び複数のブロック１０との嵌合部に設けられ、ベルト長手方向に配列された複数の凹溝２ｘと、ベルト長手方向に隣接する複数の凹溝２ｘの間にそれぞれ形成され、ベルト幅方向にそれぞれ延在し且つベルト長手方向に配列された複数の凸条２ｙとを有する。各ブロック１０は、嵌合溝１４を画定する面に、複数の凹溝２ｘのうちの１つの凹溝２ｘに嵌合するベルト幅方向に延在した凸部１５ｘと、凸部１５ｘのベルト長手方向両側に設けられ、上記１つの凹溝２ｘのベルト長手方向両側に設けられた複数の凸条２ｙのうちの２つの凸条２ｙの先端とそれぞれ対向する２つの基部１５ｙとを有する。凸部１５ｘが、第１露出部６１を構成する。この場合、張力帯２の凹溝２ｘと、第１露出部６１で構成された凸部１５ｘとを嵌合させると共に、張力帯２の凸条２ｙを基部１５ｙと対向させるという構成を採用したことで、ガタツキをより確実に抑制し、張力帯２の摩耗をより効果的に防止することができる。
【００５０】
第１露出部６１は、張力帯２の全幅に亘って延在し、ベルト幅方向に沿って張力帯２の全体と接触する。この場合、第１露出部６１でより効率よく熱を吸収することができ、放熱性がより一層向上する。
【００５１】
ブロック１０と張力帯２との接触面積に対する第１露出部６１と張力帯２との接触面積の割合は、３０％〜７０％である。この場合、第１露出部６１の吸熱性を十分に確保することができる。
【００５２】
第１露出部６１は、嵌合溝１４を画定するベルト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。この場合、第１露出部６１が嵌合溝１４を画定するベルトの厚み方向に対向する両側の壁面の一方のみに設けられている場合に比べ、第１露出部６１と張力帯２との接触部分が増えるため、第１露出部６１の吸熱性をより確実に確保することができる。
【００５３】
第２露出部６２は、ブロック１０におけるベルト厚み方向の両端面にそれぞれ設けられている。この場合、第２露出部６２がブロック１０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、第２露出部６２の面積が増えるため、放熱性をより確実に確保することができる。
【００５４】
インサート材４０は、金属材料で形成されている。この場合、伝動ベルト１を、大きな側圧がかかる高い負荷条件に適用することができる。また、金属材料の高い熱伝導性を利用して、吸熱及び放熱を効率よく行うことができる。
【００５５】
被覆層５０は、樹脂材料で形成されている。この場合、側面から受けるトルクによる伝動ベルト１の変形を抑え、動力伝達のロスを低減させることができる。また、ブロック１０の外面が金属材料で形成されている場合、ブロック１０間の焼き付きを防止するため、ブロック１０間に油を注入する（湿式にする）必要が生じ得るが、樹脂材料で形成した被覆層５０を設けたことで、油を注入しなくとも（乾式で）、焼き付きを生じさせることなく動力伝達を行うことができる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例１〜６及び比較例１〜５を用いて行ったベルト耐久走行試験の概要及びその結果について説明する。
【００５７】
実施例１〜３（図７（ａ）参照）は、それぞれ上述の実施形態に係る伝動ベルト１と同様の構成であり、ブロック１０と張力帯２との接触面積に対する第１露出部６１と張力帯２との接触面積の割合が互いに異なる。当該割合は、実施例１が７０％、実施例２が５０％、実施例３が３０％である。
【００５８】
実施例４（図７（ｂ）参照）は、ブロック１０における下ビーム１２の上面の構成及び張力帯２の内周面の構成が実施例１〜３と異なり、その他の構成は実施例１〜３と同様である。具体的には、下ビーム１２の上面は、第１露出部６１を構成する凸部１５ｘと基部１５ｙとを有する構成ではなく、ベルト幅方向から見て上方に凸となるように緩やかに湾曲した円弧状である。張力帯２の内周面には、実施例１〜３と同様に複数の凹溝２ｘと複数の凸条２ｙとが設けられているが、各ブロック１０の下ビーム１２と嵌合する凹溝２ｘは、実施例１〜３の凹溝２ｘよりもベルト長手方向の長さが長く、ベルト幅方向から見て上方に凹となるように緩やかに湾曲した円弧状である。各凸条２ｙは、ブロック１０との嵌合部ではなく、ベルト長手方向に隣接するブロック１０間に設けられている。
【００５９】
実施例５及び実施例６は、ブロック１０における第２露出部６２の設置箇所が実施例１と異なり、その他の構成は実施例１と同様である。具体的には、実施例５では、第２露出部６２がブロック１０におけるベルト厚み方向の上方（外周側）の端面のみに設けられており、ブロック１０におけるベルト厚み方向の下方（内周側）の端面はインサート材４０が被覆層５０で被覆されている。実施例６では、第２露出部６２がブロック１０におけるベルト厚み方向の下方（内周側）の端面のみに設けられており、ブロック１０におけるベルト厚み方向の上方（外周側）の端面はインサート材４０が被覆層５０で被覆されている。
【００６０】
比較例１（図８（ａ）参照）は、実施例４において、ベルト長手方向に隣接するブロック１０間に設けられた凹溝２ｘ（及び、凹溝２ｘにより構成される屈曲部２ｚ）を省略したものである。具体的には、張力帯２の外周面及び内周面において、ベルト長手方向に隣接するブロック１０間には、凹溝２ｘではなく凸条２ｙが設けられている。
【００６１】
比較例２（図８（ｂ）参照）は、ブロック１０における下ビーム１２の上面の構成及び張力帯２の内周面の構成が比較例１と異なり、その他の構成は比較例１と同様である。具体的には、下ビーム１２の上面は、ベルト幅方向から見て上方に凸となるように緩やかに湾曲した円弧状ではなく、実施例１〜３と同様に第１露出部６１を構成する凸部１５ｘと基部１５ｙとを有する構成である。張力帯２の内周面には、実施例１〜３と同様に複数の凹溝２ｘと複数の凸条２ｙとが設けられているが、ベルト長手方向に隣接するブロック１０間には凸条２ｙが設けられている。
【００６２】
比較例３（図８（ｃ）参照）は、比較例２における張力帯２の凸条２ｙのベルト長手方向の長さを長くし、ブロックピッチを比較例２よりも大きくしたものである。
【００６３】
比較例４は、比較例１（図８（ａ）参照）において、上ビーム１１の下面及び下ビーム１２の上面にインサート材４０を露出させず、上ビーム１１の下面及び下ビーム１２の上面の全面を被覆層５０で構成したものである。
【００６４】
比較例５は、実施例１（図７（ａ）参照）において、上ビーム１１の下面及び下ビーム１２の上面にインサート材４０を露出させず、上ビーム１１の下面及び下ビーム１２の上面の全面を被覆層５０で構成したものである。
【００６５】
実施例１〜６及び比較例１〜５では、共に、心線ピッチライン上のベルト周長を６１２ｍｍ、心線ピッチライン上のベルト幅を２５ｍｍ、ブロック１０のベルト厚み方向の長さを１３ｍｍ、ブロック１０のベルト長手方向の長さを２．９５ｍｍとした。
【００６６】
実施例１〜６及び比較例１〜５では、張力帯２のゴム層２ｂを、「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２ａ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２ｃには、ナイロン繊維の織布で厚み０．８ｍｍの帆布を用いた。また、ブロック１０のインサート材４０には、Ａ２０２４ Ｔ３のジュラルミンを用いた。被覆層５０には、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。
【００６７】
ベルト耐久走行試験では、実施例１〜６及び比較例１〜５の各伝動ベルトを駆動プーリ３１と従動プーリ３２とに巻回し、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３１，３２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、ベルト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及び従動プーリ３２の軸荷重は、負荷に対してベルトがスリップしない程度とし、具体的には２０００Ｎとした。なお、ベルト耐久走行試験中、駆動プーリ３１及び従動プーリ３２の軸荷重が一定となるように、プーリ３１，３２の軸間距離は固定しなかった。
【００６８】
ベルト耐久走行試験では、伝動ベルトを破損するまで走行させ、走行中のベルト側面温度、破損までの時間、破損の状態を測定した。その結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2017106621.tif 000003
【００７０】
表１において、「吸熱部の表面積比率」とは、ブロック１０と張力帯２との接触面積に対する、インサート材４０のうち嵌合溝１４において被覆層５０から露出した部分と張力帯２との接触面積の割合をいう。「ベルト側面温度」とは、走行中の伝動ベルトの側面の最低温度である。「破損の状態」において、「樹脂欠け」は、ブロック１０と張力帯２との嵌合部のガタツキが大きくなり、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が破損したことを意味する。「切断」は、張力帯２のゴム層２ｂに亀裂が入ることで、伝動ベルトが切断されたことを意味する。「摩耗」は、伝動ベルトがスリップし、プーリ３１，３２との接触面で被覆層５０に過大な摩耗が生じたことを意味する。「第２露出部設置箇所」は、ブロック１０における第２露出部６２の設置箇所を表す。「両端面」は、第２露出部６２がブロック１０におけるベルト厚み方向の両端面（上方（外周側）の端面及び下方（内周側）の端面）に設けられていることを意味する。「外周側」は、第２露出部６２がブロック１０におけるベルト厚み方向の上方（外周側）の端面のみに設けられており、ブロック１０におけるベルト厚み方向の下方（内周側）の端面はインサート材４０が被覆層５０で被覆されていることを意味する。「内周側」は、第２露出部６２がブロック１０におけるベルト厚み方向の下方（内周側）の端面のみに設けられており、ブロック１０におけるベルト厚み方向の上方（外周側）の端面はインサート材４０が被覆層５０で被覆されていることを意味する。
【００７１】
実施例１〜３は、共に、実施例４〜６及び比較例１〜５に比べ、「破損までの時間」が格段に長く、長時間の走行を実現できた。これは、実施例１〜３が、実施例４〜６及び比較例１〜５に比べ、放熱性が高く、且つ、ブロック１０と張力帯２との嵌合部にガタツキが生じ難く、張力帯２に摩耗が生じ難かったためと推察される。実施例１〜３の中では、「吸熱部の表面積比率」が最も大きい実施例１が、「ベルト側面温度」が最も低いことから、放熱性が最も優れていることがわかった。また、実施例１〜３では、「吸熱部の表面積比率」が大きいほど、「破損までの時間」が長く、耐久性に優れていることがわかった。
【００７２】
実施例４は、実施例１〜３に比べ、「破損までの時間」が短く、走行寿命が短かった（ただし、「破損までの時間」は３００時間以上であり、実用的には問題ないと考えられる）。これは、実施例４では、下ビーム１２の上面が凸部１５ｘと基部１５ｙとを有する構成ではなく緩やかに湾曲した円弧状であるため、下ビーム１２と張力帯２との固定が強固でなく、ブロック１０と張力帯２との嵌合部にガタツキが生じ易くなり、張力帯２に摩耗が生じたためと推察される。
【００７３】
実施例５及び実施例６は、共に、実施例１に比べ、「破損までの時間」が短く、走行寿命が短かった（ただし、「破損までの時間」は３００時間以上であり、実用的には問題ないと考えられる）。これは、実施例５及び実施例６では、第２露出部６２がブロック１０におけるベルト厚み方向の一方（上方（外周側）又は下方（内周側））の端面のみに設けられており、第２露出部がブロック１０におけるベルト厚み方向の両端面に設けられている実施例１に比べ、放熱性が低く、「ベルト側面温度」が上昇したためと推察される。また、実施例５と実施例６とを比較した場合では、ブロック１０におけるベルト厚み方向の上方（外周側）の端面に第２露出部６２を設けた実施例５の方が、ブロック１０におけるベルト厚み方向の下方（内周側）の端面に第２露出部６２を設けた実施例６よりも、「ベルト側面温度」が低かった。これは、放熱部として働く第２露出部６２は、空気が循環しやすい外周側に設けた方が、放熱の効果がより大きく得られるためと推察される。
【００７４】
比較例１は、実施例４に比べ、「破損までの時間」が短く、走行寿命が短かった。これは、比較例１では、屈曲点がブロック１０と張力帯２との嵌合部に存在するため、嵌合部にガタツキが生じ易く、張力帯２に大きな摩耗が生じたためと推察される。
【００７５】
比較例２は、他の比較例及び実施例に比べ、「破損までの時間」が格段に短かった。これは、比較例２では、下ビーム１２の上面が緩やかに湾曲した円弧状ではなく凸部１５ｘと基部１５ｙとを有する構成であることから、ブロック１０と張力帯２との嵌合部が強固に固定されている上に、ベルト長手方向に隣接するブロック１０間に設けられた凹溝２ｘ（及び、凹溝２ｘにより構成される屈曲部２ｚ）が省略されているため、屈曲性がかなり悪く、プーリ３１，３２上でスリップして、プーリ３１，３２との接触面で被覆層５０に過大な摩耗が生じたためと推察される。
【００７６】
比較例３は、２７時間という短時間で伝動ベルトが切断された。これは、比較例３では、ベルト長手方向に隣接するブロック１０間に、間隔が設けられているためこの部分に屈曲が集中するが、凹溝２ｘが設けられている実施例１〜６と異なり、凸条２ｙが設けられているため、厚みが大きく、屈曲による発熱が大きくなり、熱劣化によりゴム層２ｂに亀裂が発生したためと推察される。
【００７７】
比較例４及び比較例５は、張力帯２のゴム層２ｂが熱劣化し、ゴム層２ｂに亀裂が入ることで、切断されてしまい、走行時間１００時間に到達する前に寿命に至った。これは、比較例４及び比較例５では、いずれも「吸熱部の表面積比率」が０％であることから、伝動ベルトの走行時にブロック１０と張力帯２との接触部分で生じた熱を効率よく吸収できず、放熱性が低かったためと推察される。
【００７８】
以上、本発明の好適な実施の形態及び実施例について説明したが、本発明は上述の実施形態及び実施例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が可能なものである。
【００７９】
・伝動ベルトに含まれる張力帯は、２本に限定されず、１本又は３本以上であってもよい。
・第１露出部は、上述の実施形態では凸部で構成されており、被覆層から突出した形態であるが、嵌合溝において被覆層から露出し且つ張力帯と接触する限りは、被覆層から突出した形態でなくてもよい。
・第１露出部は、張力帯の全幅の一部に亘って延在し、ベルト幅方向に沿って張力帯の当該一部のみと接触してもよい。
・第１露出部は、嵌合溝を画定するベルト厚み方向に対向する両側の壁面の一方にのみ設けられてもよい。
・第２露出部は、ブロックにおけるベルト厚み方向の両端面の一方にのみ設けられてもよい。
・第２露出部は、ベルト長手方向両側に露出しなくてもよい。
・張力帯の凹溝及び凸条は、伝動ベルトの屈曲性を良好にするためには、上述の実施形態のように張力帯の外周面及び内周面に設けること、又は、張力帯の内周面のみに設けることが好ましい。しかしながら、これに限定されず、張力帯の外周面のみに凹溝及び凸条を設けてもよい。
・凹溝の形状及びサイズは、当該凹溝が形成された部分が伝動ベルト１の屈曲点（曲げに伴う変形応力が集中する点）になる限りは、特に限定されない。例えば、凹溝の形状は、円弧を含む形状の他、角部を含む形状であってもよい。また、凹溝のサイズは、張力帯の厚み等に応じて適宜設定してよい。
・凸部の断面形状は、角形、円弧状等、任意の形状であってよい。
・インサート材及び被覆層は、インサート材が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る限りは、任意の材料で形成されてよい。例えば、インサート材は、金属材料ではなく、被覆層を形成する材料よりも熱伝導率が高い樹脂材料で形成されてよい。
・伝動ベルトは、無段変速装置以外の装置に用いられてよい。
【符号の説明】
【００８０】
１  伝動ベルト
２  張力帯
２ｘ  凹溝
２ｙ  凸条
２ｚ  屈曲部
１０  ブロック
１４  嵌合溝
１５ｘ  凸部
１５ｙ  基部
３０  無段変速装置
４０  インサート材
５０  被覆層
６１  第１露出部
６２  第２露出部
【図１】
2017106621.tif 000004
【図２】
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【図３】
2017106621.tif 000006
【図４】
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【図５】
2017106621.tif 000008
【図６】
2017106621.tif 000009
【図７】
2017106621.tif 000010
【図８】
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