(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、ベルト幅方向の側面に、上壁面に上記張力帯の上側被噛合部に噛合する上側噛合部を有する一方、下壁面に張力帯の下側被噛合部に噛合する下側噛合部を有する嵌合溝、並びに、該嵌合溝の上下両側に位置し、Ｖプーリの溝面に接触する上側及び下側接触部がそれぞれ設けられた多数のブロックとを備え、該各ブロックの嵌合溝に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に噛合状態により係合固定され、上記各ブロックは、樹脂層内に少なくとも上記上下の噛合部及び接触部が樹脂層で構成されるように埋設された補強部材を備えてなる高負荷伝動用Ｖベルトが背面にて巻き掛けられ、該Ｖベルトに張力を付与する背面テンションプーリであって、
少なくとも、上記Ｖベルトが上記ブロックで接触する外周面に、エラストマー組成物からなる接触層が形成されていることを特徴とする背面テンションプーリ。
【請求項２】
請求項１の背面テンションプーリにおいて、
エラストマー組成物の貯蔵弾性率が３０ＭＰａ〜３００ＭＰａであることを特徴とする背面テンションプーリ。
【請求項３】
請求項１の背面テンションプーリにおいて、
エラストマー組成物のＪＩＳ−Ｃ規格によるゴム硬度が５０〜９０であることを特徴とする背面テンションプーリ。
【請求項４】
請求項１の背面テンションプーリにおいて、
エラストマー組成物は、ジアクリル酸亜鉛又はジメタクリル酸亜鉛を含む重合可能なカルボン酸金属塩モノマーで補強されたパーオキサイド架橋系ゴム組成物からなることを特徴とする背面テンションプーリ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つの背面テンションプーリを備えたことを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項６】
上下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、ベルト幅方向の側面に、上壁面に上記張力帯の上側被噛合部に噛合する上側噛合部を有する一方、下壁面に張力帯の下側被噛合部に噛合する下側噛合部を有する嵌合溝、並びに、該嵌合溝の上下両側に位置し、Ｖプーリの溝面に接触する上側及び下側接触部がそれぞれ設けられた多数のブロックとを備え、該各ブロックの嵌合溝に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に噛合状態により係合固定され、上記各ブロックは、樹脂層内に少なくとも上記上下の噛合部及び接触部が樹脂層で構成されるように埋設された補強部材を備えてなる高負荷伝動用Ｖベルトが背面にて巻き掛けられて該Ｖベルトに張力を付与する背面テンションプーリに対し、少なくとも上記Ｖベルトが上記ブロックで接触する外周面の接触層に形成されるエラストマー組成物であって、
貯蔵弾性率が３０ＭＰａ〜３００ＭＰａであることを特徴とする背面テンションプーリ用エラストマー組成物。
【請求項７】
上下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、ベルト幅方向の側面に、上壁面に上記張力帯の上側被噛合部に噛合する上側噛合部を有する一方、下壁面に張力帯の下側被噛合部に噛合する下側噛合部を有する嵌合溝、並びに、該嵌合溝の上下両側に位置し、Ｖプーリの溝面に接触する上側及び下側接触部がそれぞれ設けられた多数のブロックとを備え、該各ブロックの嵌合溝に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に噛合状態により係合固定され、上記各ブロックは、樹脂層内に少なくとも上記上下の噛合部及び接触部が樹脂層で構成されるように埋設された補強部材を備えてなる高負荷伝動用Ｖベルトが背面にて巻き掛けられて該Ｖベルトに張力を付与する背面テンションプーリに対し、少なくとも上記Ｖベルトが上記ブロックで接触する外周面の接触層に形成されるエラストマー組成物であって、
ＪＩＳ−Ｃ規格によるゴム硬度が５０〜９０であることを特徴とする背面テンションプーリ用エラストマー組成物。
【請求項８】
上下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、ベルト幅方向の側面に、上壁面に上記張力帯の上側被噛合部に噛合する上側噛合部を有する一方、下壁面に張力帯の下側被噛合部に噛合する下側噛合部を有する嵌合溝、並びに、該嵌合溝の上下両側に位置し、Ｖプーリの溝面に接触する上側及び下側接触部がそれぞれ設けられた多数のブロックとを備え、該各ブロックの嵌合溝に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に噛合状態により係合固定され、上記各ブロックは、樹脂層内に少なくとも上記上下の噛合部及び接触部が樹脂層で構成されるように埋設された補強部材を備えてなる高負荷伝動用Ｖベルトが背面にて巻き掛けられて該Ｖベルトに張力を付与する背面テンションプーリに対し、少なくとも上記Ｖベルトが上記ブロックで接触する外周面の接触層に形成されるエラストマー組成物であって、
ジアクリル酸亜鉛又はジメタクリル酸亜鉛を含む重合可能なカルボン酸金属塩モノマーで補強されたパーオキサイド架橋系ゴム組成物からなることを特徴とする背面テンションプーリ用エラストマー組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、背面テンションプーリ用エラストマー組成物、このエラストマー組成物を設けた背面テンションプーリ、及びこの背面テンションプーリを備えたベルト伝動装置に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のベルト伝動装置に用いられるＶベルトとして、上下面に多数のコグを有する平ベルトからなる左右１対の張力帯と、左右側部に嵌合溝を有する多数のブロックとからなり、各ブロックの左右の嵌合溝にそれぞれ張力帯を圧入して、各ブロックを各張力帯に対しそのコグによる凹凸関係を利用して噛合状態により係合固定してなる高負荷伝動用Ｖベルトは知られている（例えば特開２００１―３９９４号、特開２０００―１２０７９６号、実開平５―３６９２号の各公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の高負荷伝動用Ｖベルトにおいては、その張力帯と各ブロックとが物理的な噛合いによって固定されているので、ベルト走行過程でブロックから受ける応力や発熱により張力帯のコグが永久変形してしまうことがある。こうなると、ブロックの張力帯に対する固定度が低下してベルト走行中の騒音の増大を招くばかりでなく、このブロックの固定度の低下に伴ってベルト走行中のブロックの揺動が大きくなり、ブロックに過大な応力がかかって、ブロックが上下ビームの根元部分やピラーの上下中央部で折れてしまい、短時間でベルト破損に至るという問題がある。
【０００４】
そして、この従来の高負荷伝動用Ｖベルトを用いたベルト伝動装置において、ベルトに背面から巻き付いてベルト張力を付与するための背面テンションプーリがあると、上記ブロックの固定度の低下や破損は、背面テンションプーリにベルトが巻き付く瞬間にプーリから受ける衝撃力や振動によりさらに加速される。
【０００５】
しかも、ブロック表面の樹脂が上記背面テンションプーリとの接触部で欠けるという不具合が発生する。
【０００６】
さらに、各ブロックにおけるベルト背面側の上端面（背面）が背面テンションプーリの軸線と非平行になって、背面テンションプーリのプーリ面に対する各ブロック上端面の平行度が例えば１〜２°だけずれると、ブロックの左右のベルト走行軌道長さが不均一になるため、ブロックに捩り力が働いてブロックが破損したり、ベルト進行方向に対するブロックの角度が９０°からずれるという斜行現象（図９参照）から高負荷を伝動できなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記の如き高負荷伝動用Ｖベルトが背面にて巻き掛けられる背面テンションプーリの構造に改良を加えることで、その背面テンションプーリに起因するベルトのブロックの固定度の低下や破損、ブロック表面の樹脂の欠けを抑制し、さらにはブロックの斜行現象の発生をも低減しようとすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、背面テンションプーリにおいて高負荷伝動用Ｖベルトの背面に接触する接触層をエラストマーで形成するようにした。
【０００９】
具体的には、請求項１の発明では、上下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、ベルト幅方向の側面に、上壁面に上記張力帯の上側被噛合部に噛合する上側噛合部を有する一方、下壁面に張力帯の下側被噛合部に噛合する下側噛合部を有する嵌合溝、並びに、該嵌合溝の上下両側に位置し、Ｖプーリの溝面に接触する上側及び下側接触部がそれぞれ設けられた多数のブロックとを備え、この各ブロックの嵌合溝に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に噛合状態により係合固定され、各ブロックは、樹脂層内に少なくとも上記上下の噛合部及び接触部が樹脂層で構成されるように埋設された補強部材を備えてなる高負荷伝動用Ｖベルト
が背面にて巻き掛けられ、該Ｖベルトに張力を付与する背面テンションプーリとして、少なくとも、上記Ｖベルトが上記ブロックで接触する外周面に、エラストマー組成物からなる接触層が形成されている。
【００１０】
上記の構成によると、背面テンションプーリの少なくとも外周面の接触層がエラストマー組成物であるので、ベルトがブロックで背面テンションプーリに巻き付く瞬間にプーリから受ける衝撃力や振動が低減され、ベルトの発熱やブロックの揺動も抑制され、張力帯の永久変形が小さくなり、ブロックの固定度が維持される。これらの諸効果により、ブロックの折れやブロック背面の樹脂欠けが防止でき、ベルトの耐久寿命が向上するとともに、ブロックの固定度の維持によりベルト走行中の騒音も低減できる。さらに、背面テンションプーリのプーリ面とブロック背面の平行度のずれがプーリ表面のエラストマー組成物の変形により吸収されることによってブロックの斜行現象が防止され、ブロックの破損防止のみならず、ベルトの高負荷伝動性能が維持される。
【００１１】
請求項２の発明では、上記背面テンションプーリにおけるエラストマー組成物の貯蔵弾性率（静荷重０．２９ＭＰａ、動歪１％、温度２５℃、周波数１０Ｈｚ）は３０ＭＰａ〜３００ＭＰａ、つまり３０ＭＰａ以上でかつ３００ＭＰａ以下とする。この場合も、上記請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１２】
上記エラストマー組成物の貯蔵弾性率が３０ＭＰａ未満であると、その貯蔵弾性率は低くなり過ぎ、ブロックの接触圧力による接触層のエラストマー組成物の変形が大きくなる。そのため、発熱が大きくなるとともに、ブロックにより繰り返し受ける圧力により大きな繰返し歪みを発生し、エラストマー組成物表面に早期に微小亀裂や摩耗を生じる結果となり、エラストマー組成物からなる接触層（背面テンションプーリ自体）の早期破壊を招くことになる。一方、貯蔵弾性率が３００ＭＰａよりも大きいと、その貯蔵弾性率は高くなり過ぎ、ブロックが背面テンションプーリに衝突した際に、接触層のエラストマー組成物による衝撃吸収性能が乏しくなるため、ブロックに衝撃力が加わって振動やブロックの早期破損を生じる虞れがある。これらにより、エラストマー組成物の貯蔵弾性率は３０ＭＰａ〜３００ＭＰａとされている。
【００１３】
請求項３の発明では、上記背面テンションプーリにおけるエラストマー組成物のＪＩＳ−Ｃ規格によるゴム硬度は５０〜９０、つまり５０以上で９０以下とする。この場合も、上記請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１４】
そして、上記エラストマー組成物のゴム硬度が５０未満であると、背面テンションプーリの摩耗量が多くなって該プーリそのものの耐久性が低下する一方、９０を越えると、背面テンションプーリの振動が大きく、ベルトのブロックの固定度の低下も大きくなるので、ゴム硬度は５０〜９０とされている。
【００１５】
請求項４の発明では、上記背面テンションプーリにおけるエラストマー組成物は、ジアクリル酸亜鉛又はジメタクリル酸亜鉛を含む重合可能なカルボン酸金属塩モノマーで補強されたパーオキサイド架橋系ゴム組成物からなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によっても上記請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。特に、ジメタクリル酸亜鉛やジアクリル酸亜鉛のようなカルボン酸金属塩モノマーで補強されているパーオキサイド架橋系ゴム組成物により、背面テンションプーリの接触層の耐摩耗性を高めてプーリの耐久性を向上することができる。
【００１７】
請求項５の発明では、上記請求項１〜４のいずれか１つの発明の背面テンションプーリを備えたベルト伝動装置を設ける。このことで、上記請求項１の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００１８】
請求項６〜８の発明は、張力帯と、この張力帯に噛合状態により係合固定された多数のブロックとからなる高負荷伝動用Ｖベルトが背面にて巻き掛けられて該Ｖベルトに張力を付与する背面テンションプーリに対し、少なくとも上記Ｖベルトが上記ブロックで接触する外周面の接触層に形成される背面テンションプーリ用エラストマー組成物の発明であり、上記高負荷伝動用Ｖベルトは、上下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、ベルト幅方向の側面に、上壁面に上記張力帯の上側被噛合部に噛合する上側噛合部を有する一方、下壁面に張力帯の下側被噛合部に噛合する下側噛合部を有する嵌合溝、並びに、この嵌合溝の上下両側に位置し、Ｖプーリの溝面に接触する上側及び下側接触部がそれぞれ設けられた多数のブロックとを備え、この各ブロックの嵌合溝に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に噛合状態により係合固定され、上記各ブロックは、樹脂層内に少なくとも上記上下の噛合部及び接触部が樹脂層で構成されるように埋設された補強部材を備えてなる。
【００１９】
そして、請求項６の発明では、そのエラストマー組成物の貯蔵弾性率が３０ＭＰａ〜３００ＭＰａであることを特徴とする。この場合、上記請求項２の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２０】
請求項７の発明では、上記背面テンションプーリ用のエラストマー組成物として、そのＪＩＳ−Ｃ規格によるゴム硬度は５０〜９０であることを特徴とする。この場合も、上記請求項３の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２１】
請求項８の発明では、上記背面テンションプーリ用のエラストマー組成物として、ジアクリル酸亜鉛又はジメタクリル酸亜鉛を含む重合可能なカルボン酸金属塩モノマーで補強されたパーオキサイド架橋系ゴム組成物からなることを特徴とする。このことで、上記請求項４の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の実施形態に係るベルト式無段変速機Ｔを示し、この無段変速機Ｔの基本構造は、例えば特開平３―７９８４５号公報や特開２００１―２６３４４１号公報等に示されるように公知の構造のもので、このベルト式無段変速機Ｔは本発明でいうベルト伝動装置を構成している。
【００２３】
すなわち、上記ベルト式無段変速機Ｔの概略構造を説明すると、無段変速機Ｔは駆動軸１と、この駆動軸１に平行に配置された従動軸２とを備え、駆動軸１上には駆動プーリ３が、また従動軸２上には従動プーリ４がそれぞれ設けられている。これら駆動及び従動プーリ３，４は、いずれも各軸１，２上に回転一体にかつ摺動不能に固定された固定シーブ５と、各軸１，２上に摺動可能に支持され、固定シーブ５との間に断面Ｖ字状のベルト溝７を形成する可動シーブ６とを有する変速プーリ（Ｖプーリ）からなる。そして、図示しないが、各プーリ３，４にはその可動シーブ６を軸方向に駆動するためのカム機構が設けられており、この各カム機構により各プーリ３，４の可動シーブ６を固定シーブ５に対し接離させることで、プーリ３，４でのベルト巻付け径を可変とするようにしている。
【００２４】
さらに、上記駆動及び従動プーリ３，４のベルト溝７，７間にはブロックタイプの高負荷伝動用Ｖベルト１０が巻き掛けられている。また、上記各プーリ３，４のカム機構同士はリンク機構により連結されていて互いに連動するようになっており、駆動プーリ３の回転をＶベルト１０を介して従動プーリ４に伝達するとともに、上記両カム機構の連動により、両プーリ３，４のベルト巻付け径を互いに逆方向に変えて変速し、図１（ａ）に示すように、駆動プーリ３の巻付け径を従動プーリ４よりも大きくしたときには増速状態とし、逆に、図１（ｂ）に示す如く、駆動プーリ３の巻付け径を従動プーリ４よりも小さくしたときには減速状態とする。
【００２５】
また、上記駆動及び従動プーリ３，４間には、両プーリ３，４間に位置する上記Ｖベルト１０の一方のスパンを上面（背面）から押圧してベルト１０に張力を付与する平プーリからなる背面テンションプーリ２６（背面アイドラプーリ）が配置されている。このテンションプーリ２６はテンションアーム３１の先端部に駆動軸１及び従動軸２と平行に延びる支持軸３０により支持され、テンションアーム３１の基端部は例えば駆動軸１回りに揺動可能に支持されている。また、テンションアーム３１の先端部近傍と図外の固定体との間には引張ばねからなるテンションスプリング３３が伸装されており、このテンションスプリング３３によりテンションアーム３１を図１で時計回り方向に回動付勢して背面テンションプーリ２６をベルト１０背面側から押圧することで、そのベルト１０に張力を付与するようにしている。
【００２６】
そして、上記Ｖベルト１０は、駆動及び従動プーリ３，４に対し、ベルト１０の厚さ方向上下面のうち下面（内面）の曲げ径が上面よりも小さくなるように正曲げ状態で巻き付けられるのに対し、テンションプーリ２６には、ベルト１０の上面で当接して該上面の曲げ径が下面よりも小さくなるように逆曲げ状態（図１参照）により巻き付けられる。
【００２７】
上記Ｖベルト１０は、図４及び図５に拡大して示すように、左右１対のエンドレスの張力帯１１，１１と、この張力帯１１，１１にベルト長さ方向に連続的に一定のピッチで係合固定された多数のブロック１７，１７，…とからなる。図７にも示すように、上記各張力帯１１は、硬質ゴムからなる保形層１１ａの内部に、ベルト１０の伸びを抑えるためにアラミド繊維等の高強度高弾性率の複数の心線１１ｂ，１１ｂ，…（心体）がスパイラル状に配置されて埋設されたもので、この各張力帯１１の上面には各ブロック１７に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの上側被噛合部としての溝状の上側凹部１２，１２，…が、また下面には上記上側凹部１２，１２，…に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの下側被噛合部としての溝状の下側凹部１３，１３，…がそれぞれ形成されている。また、張力帯１１の上下表面には、その耐摩耗性を向上させる等の目的で帆布１４，１４が接着されている。
【００２８】
上記保形層１１ａをなす硬質ゴムは、例えばメタクリル酸亜鉛を強化されたＨ−ＮＢＲゴムに、さらにアラミド繊維、ナイロン繊維等の短繊維を強化することで、耐熱性に優れかつ永久変形し難い硬質ゴムが用いられる。この硬質ゴムの硬さは、ＪＩＳ−Ｃ硬度計で測定したときに７５°以上のゴム硬度が必要である。
【００２９】
一方、図６にも示すように、各ブロック１７は、ベルト幅方向左右側部に上記各張力帯１１を幅方向から着脱可能に嵌装せしめる切欠き溝状の嵌合溝１８，１８を有する。この各嵌合溝１８を除いた左右側面は上記駆動及び従動プーリ３，４のベルト溝７側面に接触する接触部２１，２１に構成され、このブロック１７の左右の接触部２１，２１同士がなすベルト角度は、プーリ３，４のベルト溝７側面間の角度と同じとされている。そして、各ブロック１７は、ベルト幅方向（左右方向）に延びる上側及び下側ビーム１７ａ，１７ｂと、該両ビーム１７ａ，１７ｂの左右中央部同士を上下に接続するピラー１７ｃとからなる略Ｈ字状のものに形成されており、各ブロック１７の嵌合溝１８，１８にそれぞれ張力帯１１，１１を圧入して嵌合することで、ブロック１７，１７，…が張力帯１１，１１にベルト長さ方向に連続的に一定のピッチ（ブロックピッチ）で固定されている。
【００３０】
すなわち、上記各ブロック１７における各嵌合溝１８の上壁面には上記張力帯１１上面の各上側凹部１２に噛合する上側噛合部としての凸条からなる上側凸部１９が、また嵌合溝１８の下壁面には張力帯１１下面の各下側凹部１３に噛合する下側噛合部としての凸条からなる下側凸部２０がそれぞれ互いに平行に配置されて形成されており、この各ブロック１７の上下の凸部１９，２０をそれぞれ張力帯１１の上下の凹部１２，１３に噛合せしめることで、ブロック１７，１７，…を張力帯１１，１１にベルト長さ方向に圧入により係合固定し、この係合状態で各張力帯１１の外側側面と各ブロック１７の側面である接触部２１との双方が駆動又は従動プーリ３，４のベルト溝７側面に接触するとともに、ブロック１７の上下の凸部１９，２０（噛合部）と各張力帯１１の上下の凹部１２，１３（被噛合部）との噛合によって動力授受が行われるようになされている。
【００３１】
上記各ブロック１７は、フェノール樹脂等の硬質樹脂層２２中にそれよりも高い弾性率材料である軽量アルミニウム合金等の補強材２３をブロック１７の略中央部に位置するように埋め込んでなり、この補強材２３は、各ブロック１７と同様に略Ｈ字状のものに形成されている。このことで、ブロック１７は、嵌合溝１８の周囲部分（張力帯１１との噛合い面）及び接触部２１，２１（駆動及び従動プーリ３，４のベルト溝７側面との摺動接触部分）を形成する硬質樹脂層２２と、残りの部分を形成する補強材２３とで構成されている。補強材２３は、嵌合溝１８の周囲部分と左右側面の接触部２１，２１とにおいてブロック１７表面に顕れないようにしておけばよく、その他の部分ではブロック１７表面に露出していてもよい。
【００３２】
さらに、予め、上記硬質ゴムからなる張力帯１の上下の凹部１２，１３間の噛合厚さｔ２、つまり図７に示す如く上側凹部１２の底面（詳しくは上側帆布１４の上表面）と該上側凹部１２に対応する下側凹部１３の底面（同下側帆布１４の下表面）との間の距離が、ブロック１７の噛合隙間ｔ１、つまり図６に示すように各ブロック１７の上側凸部１９下端と下側凸部２０上端との間の距離よりも例えば０．０３〜０．１５ｍｍ程度だけ若干大きく（ｔ２＞ｔ１）設定されており、各ブロック１７の張力帯１１への組付時に張力帯１１がブロック１７により厚さ方向に圧縮されて組み付けられ、このことで初期締め代ｔ２−ｔ１（ブロック１７に対する張力帯１１の初期圧入代）が設けられている。
【００３３】
また、上記各ブロック１７の略下半部、つまりブロック１７の上下中央部から下端部までの部分は、ベルト長さ方向（図６で左右方向）に沿った寸法である厚さが下端に向かって次第に小さくなるように所定のテーパ角で傾斜した先細りテーパ状に形成されており、駆動及び従動プーリ３，４にＶベルト１０が正曲げ状態で巻き付けられたときに、隣接するブロック１７，１７の下端部同士が互いに接触により干渉しないようにしている。
【００３４】
一方、各ブロック１７の略上半部、つまりブロック１７の上下中央部から上端部までの部分についても、厚さが上端に向かって次第に小さくなるように所定のテーパ角で傾斜した先細りテーパ状に形成されており、背面テンションプーリ２６にＶベルト１０が逆曲げ状態で巻き付けられたときに、隣接するブロック１７，１７の上端部同士が互いに接触により干渉しないようにしている。
【００３５】
本発明の特徴は上記背面テンションプーリ２６にある。すなわち、上記高負荷伝動用Ｖベルト１０を高性能で長寿命なベルトとするために、図３に示すように、この背面テンションプーリ２６は、剛体としてのアルミニウム等の金属からなる円柱状のプーリ本体２７と、このプーリ本体２７の外周面に一体的に接着固定されたエラストマー組成物からなる接触層２８とを備えてなる。よって、背面テンションプーリ２６において、Ｖベルト１０が接触する外周面の接触層２８がエラストマー組成物で形成されている。
【００３６】
上記接触層２８をなすエラストマー組成物は、ジアクリル酸亜鉛やジメタクリル酸亜鉛からなる重合可能なカルボン酸金属塩モノマーで補強されたパーオキサイド架橋系ゴム組成物からなるものとするのが好ましい。
【００３７】
また、上記エラストマー組成物は、貯蔵弾性率が３０ＭＰａ〜３００ＭＰａ（３０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下）の範囲のものであるか、又はＪＩＳ−Ｃ規格によるゴム硬度が５０〜９０（５０以上９０以下）の範囲のものである。このエラストマー組成物の貯蔵弾性率が３０ＭＰａ未満であると、その貯蔵弾性率は低くなり過ぎ、ブロック１７の接触圧力による接触層２８のエラストマー組成物の変形が大きくなるため、発熱が大きくなるとともに、ブロック１７により繰り返し受ける圧力により大きな繰返し歪みを発生して、エラストマー組成物表面に早期に微小亀裂や摩耗を生じ、エラストマー組成物からなる接触層２８（背面テンションプーリ２６自体）の早期破壊を招く。一方、貯蔵弾性率が３００ＭＰａよりも大きいと、その貯蔵弾性率は高くなり過ぎ、ブロック１７が背面テンションプーリ２６に衝突した際に、接触層２８のエラストマー組成物による衝撃吸収性能が乏しくなるため、ブロック１７に衝撃力が加わって振動やブロック１７の早期破損を生じる虞れがある。よって、エラストマー組成物の貯蔵弾性率は３０ＭＰａ〜３００ＭＰａとされている。
【００３８】
これに対し、ゴム硬度については、エラストマー組成物のゴム硬度が５０未満であると、背面テンションプーリ２６の摩耗量が多くなって該プーリ２６そのものの耐久性が低下する一方、９０を越えると、背面テンションプーリ２６の振動が大きく、ベルト１０のブロック１７の固定度の低下も大きくなるので、ゴム硬度は５０〜９０とされている。
【００３９】
したがって、上記実施形態においては、無段変速機Ｔの運転中、駆動及び従動プーリ３，４間でＶベルト１０が走行し、このＶベルト１０を介して駆動プーリ３の回転が従動プーリ４に伝達されるとともに、両プーリ３，４のベルト巻付け径を変えて駆動軸１及び従動軸２の間の速比が切り換えられる。また、上記両プーリ３，４間のＶベルト１０は上面（背面）にてテンションプーリ２６により押圧され、このことでベルト１０に張力が付与される。
【００４０】
そのとき、上記背面テンションプーリ２６の最外層の接触層２８がエラストマー組成物であるので、Ｖベルト１０の走行中にベルト１０が背面テンションプーリ２６に巻き付く瞬間にプーリ２６から受ける衝撃力や振動が低減され、ベルト１０の発熱やブロック１７の揺動も抑制され、張力帯１１の永久変形が小さくなり、ブロック１７の固定度が維持される。これらの効果により、ブロック１７の折れやブロック１７背面の樹脂欠けが防止でき、ベルト１０の耐久寿命が向上するとともに、ブロック１７の固定度の維持によりベルト１０の走行中の騒音も低減される。
【００４１】
さらに、背面テンションプーリ２６のプーリ面とベルト１０のブロック１７背面の平行度のずれがプーリ２６外層のエラストマー組成物からなる接触層２８の変形により吸収されるので、ブロック１７の斜行現象が防止され、ブロック１７の破損防止のみならず、ベルト１０の高負荷伝動性能が維持される。
【００４２】
また、上記背面テンションプーリ２６表面における接触層２８のエラストマー組成物の貯蔵弾性率が３０ＭＰａ以上でかつ３００ＭＰａ以下の範囲にあり、又はゴム硬度（ＪＩＳＣ）が５０以上でかつ９０以下の範囲にあるので、高負荷伝動用Ｖベルト１０の高性能化及び長寿命化と、背面テンションプーリ２６自身の耐摩耗性確保による耐久性とをバランスさせることができる。
【００４３】
さらに、上記背面テンションプーリ２６表面における接触層２８のエラストマー組成物が、ジアクリル酸亜鉛やジメタクリル酸亜鉛よりなる重合可能なカルボン酸金属塩モノマーで補強されたパーオキサイド架橋系ゴム組成物からなるので、上記弾性率と耐摩耗性とを両立させることができる。
【００４４】
尚、上記実施形態では、張力帯１１の上面に被噛合部としての上側凹部１２を、また各ブロック１７の嵌合溝１８の上面に上記張力帯１１の上側凹部１２に噛合する噛合部としての上側凸部１９をそれぞれ形成しているが、その他、例えば張力帯１１の上面に被噛合部としての上側凸部を、また各ブロック１７の嵌合溝１８の上面に張力帯１１上面の上側凸部に噛合する噛合部としての上側凹部をそれぞれ設けてもよい。さらに、張力帯１１の下面に被噛合部としての下側凸部を、また各ブロック１７の嵌合溝１８の下面に張力帯１１下面の下側凸部に噛合する噛合部としての下側凹部をそれぞれ設けることもできる。また、本発明は、このような構成の高負荷伝動用Ｖベルト１０に限らず、張力帯と、該張力帯に噛合状態により係合固定された多数のブロックとからなる高負荷伝動用Ｖベルトであれば適用することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、背面テンションプーリ２６の外周面に接触層２８を設けてそれをエラストマー組成物で形成しているが、背面テンションプーリ２６の全体をエラストマー組成物で形成することもできる。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、ベルト伝動装置としてベルト式無段変速機Ｔを説明しているが、本発明は、上記の如き無段変速機Ｔ以外の他のベルト伝動装置にも適用できるのはいうまでもない。
【００４７】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００４８】
（ベルト）
ベルトは、上記実施形態に示す構造の高負荷伝動用Ｖベルト（図４〜図７参照）を用いた。各ブロックの左右の接触部同士がなすベルト角度は２６°、ベルトピッチは３０ｍｍ、ベルト長さ方向のブロックピッチは３ｍｍ、ブロックの上下中央部での厚さは２．９５ｍｍ、ベルト長さは７５０ｍｍ、ブロックと張力帯との間の初期締め代は０．０７ｍｍとした。
【００４９】
このＶベルトに使用されるブロックは、２０２４合金（アルミニウム合金）からなる補強材と、カーボンファイバー及びアラミド繊維を複合したフェノール樹脂とからなる。張力帯は、アラミド短繊維（帝人株式会社製の商品名「テクノーラ」）及びナイロン短繊維を複合したメタクリル酸亜鉛強化Ｈ−ＮＢＲからなる保形ゴム（保形層）と、心線（テクノーラ製の撚り糸）と、帆布とで構成した。この帆布としては、伸長した状態でウレタン糸にテクノーラを巻き付けて伸縮性を与えたカバーリング糸をベルト長さ方向に用いる一方、ベルト幅方向はナイロン糸を用いた構造を有するテクノーラ／ナイロン帆布原反に対し、エポキシ樹脂とレゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）とによる接着処理を施した後、パーオキサイド架橋メタクリル酸亜鉛強化Ｈ−ＮＢＲを主体としたゴム組成物を溶剤に溶解させて作成した糊ゴムの含浸させ乾燥したものを使用した。
【００５０】
（背面テンションプーリ）
背面テンションプーリとして、２１の実施例と２つの比較例とを作製した。実施例１〜２１に用いたプーリは、直径５８ｍｍのアルミニウム製平プーリ（プーリ本体）の最外層に、エラストマー組成物をロールミルで１ｍｍ厚シートに加工したものを２層巻き付け、１７０℃、２０分の条件でプレス成形により一体化することで、最終的に最外層にエラストマー組成物を有する直径６２ｍｍの平プーリを作製した。尚、その際、エラストマーの圧延方向がプーリの幅方向に平行となるように成形した。
【００５１】
上記実施例１〜２１で用いたエラストマー組成物の配合を表１に、またこの表１における配合材料の詳細を表２にそれぞれ示す。実施例１〜１９は、ジメタクリル酸亜鉛で補強されたゴム組成物であり、弾性率及びゴム硬度を変化させるためにシリカや短繊維での補強が必要に応じてなされている。実施例２０は、ジアクリル酸亜鉛で補強されたゴム組成物である。実施例２１はジメタクリル酸亜鉛やジアクリル酸亜鉛等では補強されていないゴム組成物である。
【００５２】
これに対し、比較例１，２の背面テンションプーリは直径６２ｍｍのアルミニウム製平プーリとし、その外周面（ベルトとの接触面）はアルミニウムそのものである。
【００５３】
【表１】
0004180822.tif 000002
【００５４】
【表２】
0004180822.tif 000003
【００５５】
（ゴム硬度）
上記実施例１〜２１で用いた各エラストマー組成物の１ｍｍ厚シートを１７０℃、２０分の条件でゴム板をプレス成形し、このゴム板を用いてゴム硬度（ＪＩＳ−Ｃ）を測定した。その測定結果を上記表１に付記している。
【００５６】
（弾性率）
さらに、実施例１〜２１に係る各エラストマー組成物のゴム板について、その圧延方向と直角をなす角度の引張弾性率（貯蔵弾性率）を所定の条件（装置：Rheometrics社製ＲＳＡII、引張モード、静荷重０．２９ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｃｍ２）、動歪１％、温度２５℃、周波数１０Ｈｚ）で測定した。その測定結果も表１に付記する。
【００５７】
（ベルト走行試験）
上記実施例１〜２１及び比較例１，２の各背面テンションプーリを図８に示すベルト走行試験装置に組み込み、高負荷伝動用Ｖベルトを走行させた。すなわち、この試験装置は、
下壁の右端部に熱風入口４０ａが、また上壁の左端部に熱風出口４０ｂがそれぞれ開口した耐熱ボックス４０を有する。この耐熱ボックス４０内の左側部（熱風出口４０ｂ側）には駆動軸１に設けた定速Ｖプーリからなる駆動プーリ３′が、また右側部には従動軸２に設けた定速Ｖプーリからなる従動プーリ４′がそれぞれ配置され、これら両プーリ３′，４′間にベルト１０を巻き架ける。また、耐熱ボックス４０内の左端部において駆動軸１及び従動軸２を通る平面上に、略く字状に折れ曲がったテンションアーム３１の基端部を支持し、このテンションアーム３１の先端部に実施例及び比較例の各背面テンションプーリ２６を軸支し、テンションアーム３１の先端部近傍に引張ばねからなるテンションスプリング３３の一端部を引っ掛け、このテンションスプリング３３の他端部を両プーリ３′，４′下側の耐熱ボックス４０内壁に係止し、このテンションスプリング３３によりテンションアーム３１を図８で時計回り方向に回動付勢して背面テンションプーリ２６をベルト１０背面側から押圧し、ベルト１０に張力を付与するようにした。テンションスプリング３３のばね力は背面テンションプーリ２６がベルト１０を５００Ｎで押圧するように設定した。
【００５８】
そして、耐熱ボックス４０内に熱風入口４０ａから熱風を送ってそれを熱風出口４０ｂから排出させながら各ベルト１０を走行させ、この走行試験により、（1）ベルトの表面温度、（2）締め代、（3）背面テンションプーリの振動測定、（4）ベルト騒音測定、（5）ブロックの斜行測定、（6）ブロック樹脂背面の欠け、（7）背面テンションプーリの摩耗量、（8）ブロックの折れ寿命及び（9）ブロックの樹脂摩耗速度の各々の評価を行った。尚、以上の試験条件等を表３に示す。
【００５９】
【表３】
0004180822.tif 000004
【００６０】
（1）ベルト表面温度
走行開始後１００時間の時点でのベルト走行中の張力帯側面の温度を非接触温度計で測定した。
【００６１】
（2）締め代
走行開始後３００時間の時点で一度ベルト１０を取り外し、張力帯の噛合厚さとブロックの噛合隙間とを測定し、それらの差により締め代を求めた。
【００６２】
（3）テンションプーリの振動測定
テンションアーム３１の先端近傍に加速度計４１を取り付け（図８参照）、ベルト走行初期（走行開始から１時間後）と３００時間後との各走行中の振動を測定し、振動波形をフーリエ解析することにより、ブロックのピッチ周波数での振動を求めた。データは加速度で表現した。
【００６３】
（4）ベルト騒音測定
ベルト走行開始後３００時間の時点での走行中のベルト騒音を測定した。すなわち、ベルト１０が従動プーリ４′から出る位置に対し５０ｍｍ離れた位置にマイク４２を配置し、このマイク４２により騒音を測定した。測定結果は、比較例１での騒音値（ｄＢ）に対する各例での騒音値の割合を百分率で表した相対値として示す。
【００６４】
（5）ブロックの斜行測定
３００時間の走行後、試験装置より取り外したベルトの斜行度を測定した。この斜行度は、図９に示すように、ベルト走行前のブロック１７の挿入角度（ベルト走行方向に対して直角）より傾いた角度αとして求めた。
【００６５】
（6）ブロック樹脂背面の欠け
３００時間のベルト走行後、ブロック背面の樹脂欠けの有無を目視にて確認した。
【００６６】
（7）背面テンションプーリの摩耗量
３００時間のベルト走行後、試験装置よりテンションプーリを取り出して重量を測定し、その走行前の重量との差より摩耗量を求めた。
【００６７】
（8）ブロック折れ寿命
３００時間のベルト走行後に行う上記の各評価（2）、（5）、（6）、（7）が終了した後、再びベルトを試験装置に戻し、その後、ブロックが破損するまでベルト走行を続けた。ブロックが破損した時点の総走行時間をブロック折れ寿命とした。
【００６８】
（9）ブロック樹脂摩耗速度
全ての測定が終了した後、ベルトより破損していない部分のブロックを取り出し、走行後のブロックの幅及び高さを走行前と比較することにより、ブロックの樹脂摩耗量（長さ単位）を求めた。この摩耗量を総走行時間で除することにより、単位走行時間当たりの樹脂摩耗量とした。
【００６９】
以上の各実施例及び各比較例での結果を表４に示す。
【００７０】
【表４】
0004180822.tif 000005
【００７１】
この表４において、背面テンションプーリの最外層にエラストマー組成物を用いた実施例と、最外層がアルミニウムである比較例とを比較すると、実施例はいずれもベルト発熱が低く、締め代の低下も小さく、ブロックの固定度が良好であるといえる。さらにベルト走行中の騒音も低く、ブロックの背面樹脂の欠けもなく、ブロック折れ寿命が長く、樹脂摩耗速度も遅く、テンションプーリの振動も低くて良好であることが判る。
【００７２】
比較例１及び比較例２を比べると、背面テンションプーリとベルト背面の平行度を２度ずらした比較例２はブロックの斜行が起こっており、全ての評価項目で比較例１よりも悪くなっている。
【００７３】
これに対し、実施例１〜２１では上記平行度を２度ずらしているにも拘わらず斜行が起こっておらず、上述したように良好な結果が得られた。
【００７４】
図１０は、各実施例についてゴム硬度と背面テンションプーリの摩耗量との関係を示す。この結果によれば、ゴム硬度が５０を下回ると（実施例１参照）、プーリの摩耗量が多くなり、プーリそのものの耐久性に問題が生じると考えられる。また、表１からゴム硬度が９１の実施例１２は他の実施例に比べ、テンションプーリの振動が大きく、締め代の低下も大きいことが判る。従って、ゴム硬度は５０以上でかつ９０以下が望ましいことが裏付けられた。
【００７５】
図１１は、各実施例について弾性率と背面テンションプーリの摩耗量との関係を示しており、弾性率に関して同様の議論によると、この図１１及び表１のデータから弾性率の適切な範囲は３０ＭＰａ以上でかつ３００ＭＰａ以下であることが判る。
【００７６】
尚、実施例２１はジメタクリル酸亜鉛やジアクリル酸亜鉛で補強されていない。そして、図１０及び図１１によれば、この実施例２１に係る背面テンションプーリの摩耗は、同じレベルのゴム硬度及び弾性率を持つ他の実施例よりも多いことが明らかであり、プーリ自身の耐久性に若干の問題がある。従って、ジメタクリル酸亜鉛やジアクリル酸亜鉛のようなカルボン酸金属塩モノマーで補強されている組成物が良好な耐摩耗性を持っており、この組成物を用いることで背面テンションプーリの耐久性を高め得ることができて望ましい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜８の発明によると、張力帯に噛合状態により係合固定された多数のブロックを備えてなる高負荷伝動用Ｖベルトが背面にて巻き掛けられてＶベルトに張力を付与する背面テンションプーリに対し、その少なくとも、Ｖベルトがブロックにて接触する外周面の接触層をエラストマー組成物で形成したことにより、プーリに高負荷伝動用Ｖベルトが背面にて巻き付くときのプーリからベルトに作用する衝撃力や振動を小さくして、ベルトにおけるブロックの張力帯に対する固定度の低下や破損を抑制できるとともに、ブロック表面の樹脂がプーリとの接触により欠けるのを防止でき、さらにはブロックの斜行現象を抑制して、高負荷伝動用Ｖベルトの高性能化及び長寿命化を図ることができる。
【００７８】
特に、請求項４又は８の発明によると、上記エラストマー組成物は、ジアクリル酸亜鉛又はジメタクリル酸亜鉛を含む重合可能なカルボン酸金属塩モノマーで補強されたパーオキサイド架橋系ゴム組成物としたので、背面テンションプーリの接触層の耐摩耗性を高めてその耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係るベルト式無段変速機の模式正面図である。
【図２】  無段変速機の概略平面図である。
【図３】  背面テンションプーリの拡大正面図である。
【図４】  高負荷伝動用Ｖベルトの拡大斜視図である。
【図５】  図４のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】  ブロックの拡大側面図である。
【図７】  張力帯の拡大側面図である。
【図８】  ベルト走行試験装置の概略正面図である。
【図９】  ブロックの斜行を示す平面図である。
【図１０】  ゴム硬度とプーリ摩耗量との関係を示す特性図である。
【図１１】  弾性率とプーリ摩耗量との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
Ｔ  ベルト式無段変速機（ベルト伝動装置）
１  駆動軸
２  従動軸
３  駆動プーリ
４  従動プーリ
１０  高負荷伝動用Ｖベルト
１１  張力帯
１２  上側凹部（上側被噛合部）
１３  下側凹部（下側被噛合部）
１７  ブロック
１８  嵌合溝
１９  上側凸部（上側噛合部）
２０  下側凸部（下側噛合部）
２１  接触部
２２  硬質樹脂層
２３  補強材
２６  背面テンションプーリ
２７  プーリ本体
２８  接触層
【図１】
0004180822.tif 000006
【図２】
0004180822.tif 000007
【図３】
0004180822.tif 000008
【図４】
0004180822.tif 000009
【図５】
0004180822.tif 000010
【図６】
0004180822.tif 000011
【図７】
0004180822.tif 000012
【図８】
0004180822.tif 000013
【図９】
0004180822.tif 000014
【図１０】
0004180822.tif 000015
【図１１】
0004180822.tif 000016