(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に突出する下向き係合凸部を下面に有するとともに、上方に突出する上向き係合凸部を上面に有する多数のブロックと、
上記各ブロックの下向き係合凸部が係合する上向き係止凹溝を上面に有するとともに、上記各ブロックの上向き係合凸部が係合する下向き係止凹溝を下面に有するエンドレスの張力帯とを備え、
上記各ブロックの下向き係合凸部を上記張力帯の上向き係止凹溝に係合させるとともに、各ブロックの上向き係合凸部を張力帯の下向き係止凹溝に係合させることにより、各ブロックを張力帯に係止してベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設し、ベルト走行時、上記各ブロックのベルト幅方向両側部がプーリのベルト溝側部と摺接する高負荷伝動用Ｖベルトであって、
上記各ブロックを張力帯に係止した状態で、各ブロックの下向き係合凸部と張力帯の上向き係止凹溝、及び各ブロックの上向き係合凸部と張力帯の下向き係止凹溝は共に、隙間なく圧接し、かつ下向き係合凸部周りのブロック下面と上向き係止凹溝周りの張力帯上面との間には、隙間が形成されていることを特徴とする高負荷伝動用Ｖベルト。
【請求項２】
請求項１記載の高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
下向き係合凸部周りのブロック下面と上向き係止凹溝周りの張力帯上面との間の隙間は、下記の式
ｃ＝ｈ−ｄ
ｈ／３≧ｃ＞０
ｃ：ブロック下面と張力帯上面との間の隙間の寸法
ｈ：下向き係合凸部の突出寸法
ｄ：上向き係止凹溝の深さ寸法
の関係に設定されていることを特徴とする高負荷伝動用Ｖベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ブロックＶベルトと呼ばれる高負荷伝動用Ｖベルトの改良に関し、特にブロックと張力帯との係合部周りの発熱対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンバインやトラクタ等の農業用機械及び自動車等の変速装置として、変速時の操作性の向上や燃費の改善等を図る観点から、ベルト式無段変速装置の開発が進められている。このベルト式無段変速装置は、駆動軸及び従動軸の各々に溝間隔が可変なプーリを取り付けるとともに、この２個のプーリ間にＶベルトを巻き掛け、上記各プーリの溝間隔を調整して回転ピッチを変化させることで無段階に変速するように構成されている。
【０００３】
このようなＶベルトとして、例えばエンドレスの一対のゴム製張力帯と、ベルト幅方向両側部に上記各張力帯を嵌合する嵌合溝及びプーリのベルト溝側部と摺接する摺接部を有する多数のブロックとで構成され、上記各張力帯の上下面に形成された凹溝と各ブロックの嵌合溝の上下面に形成された凸部とを互いに係合させることにより、各ブロックが両張力帯に係止されてベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設されたいわゆるブロックＶベルトと呼ばれる高負荷伝動用Ｖベルトが知られている（例えば特開平９―２５９９９号公報参照）。
【０００４】
このブロックＶベルトは、プーリの側圧を各ブロックで受けるとともに、動力伝達を張力帯で行うようになされており、従来のゴムＶベルトに比べて屈曲性が良く、高側圧に耐え得るようにすることが可能であり、また、金属Ｖベルトに比べて軽量化が図れて潤滑が不要になるとともに、騒音が少ない等の多くの利点を有している。
【０００５】
そして、一般には、張力帯と各ブロックとの係合関係は、図５に示すように、各ブロック１０１の下向き係合凸部１０２を張力帯１０３の上向き係止凹溝１０４に係合させるとともに、上記各ブロック１０１の上向き係合凸部１０５を上記張力帯１０３の下向き係止凹溝１０６に係合させており、これにより各ブロック１０１を張力帯１０３に係止するようになっている。図５中、１０７は張力帯１０３の本体を構成する保形ゴム層、１０８は保形ゴム層１０７に埋設されている心線、１０９は保形ゴム層１０７の上下両面に被着されている帆布である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の場合において、各ブロック１０１を張力帯１０３に係止した状態で、各ブロック１０１の下向き係合凸部１０２と張力帯１０３の上向き係止凹溝１０４、及び各ブロック１０１の上向き係合凸部１０５と張力帯１０３の下向き係止凹溝１０６は共に、隙間なく圧接していることから、ベルト走行時、各ブロック１０１が揺動すると、特にベルト上側の係合箇所で下向き係合凸部１０２周りのブロック１０１下面と上向き係止凹溝１０４周りの張力帯１０３上面とが擦り合って両者間に摩擦による発熱が生じ、ベルト寿命が短くなるという問題がある。また、ブロックＶベルトがプーリに巻き付いたり、あるいは逆にプーリから離れる際に張力帯１０３が弾性変形し、これに伴い、ベルト上側の係合箇所で上向き係止凹溝１０４周りの張力帯１０３上面が下向き係合凸部１０２周りのブロック１０１下面に強く押し付けられて両者間に圧縮による発熱が生じ、ベルト寿命が短くなるという問題もある。
【０００７】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブロックと張力帯の上下２箇所の係合箇所のうち上側の係合関係を工夫することにより、互いの干渉による発熱をなくしてベルト寿命を長くすることにある。
【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、この発明は、ブロックと張力帯とを上側の係合部周りで接触しないようにしたことを特徴とする。
【０００９】
具体的には、この発明は、下方に突出する下向き係合凸部を下面に有するとともに、上方に突出する上向き係合凸部を上面に有する多数のブロックと、上記各ブロックの下向き係合凸部が係合する上向き係止凹溝を上面に有するとともに、上記各ブロックの上向き係合凸部が係合する下向き係止凹溝を下面に有するエンドレスの張力帯とを備え、上記各ブロックの下向き係合凸部を上記張力帯の上向き係止凹溝に係合させるとともに、各ブロックの上向き係合凸部を張力帯の下向き係止凹溝に係合させることにより、各ブロックを張力帯に係止してベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設し、ベルト走行時、上記各ブロックのベルト幅方向両側部がプーリのベルト溝側部と摺接する高負荷伝動用Ｖベルトを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記各ブロックを張力帯に係止した状態で、各ブロックの下向き係合凸部と張力帯の上向き係止凹溝、及び各ブロックの上向き係合凸部と張力帯の下向き係止凹溝は共に、隙間なく圧接し、かつ下向き係合凸部周りのブロック下面と上向き係止凹溝周りの張力帯上面との間には、隙間が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成により、請求項１に記載の発明では、ベルト走行時、各ブロックが揺動しても、ベルト上側の係合箇所で下向き係合凸部周りのブロック下面と上向き係止凹溝周りの張力帯上面とは隙間がある分だけ互いに離れていて干渉せず、両者間で摩擦による発熱がなくベルト寿命が長くなる。また、ベルトがプーリに巻き付いたり、あるいは逆にプーリから離れる際に張力帯は弾性変形するが、上述の如きブロック下面と張力帯上面との間にある隙間によって互いに干渉しないので、両者間で圧縮による発熱がなくベルト寿命が長くなる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、下向き係合凸部周りのブロック下面と上向き係止凹溝周りの張力帯上面との間の隙間を、下記の式
ｃ＝ｈ−ｄ
ｈ／３≧ｃ＞０
ｃ：ブロック下面と張力帯上面との間の隙間の寸法
ｈ：下向き係合凸部の突出寸法
ｄ：上向き係止凹溝の深さ寸法
の関係に設定したことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成により、請求項２に記載の発明では、請求項１の効果が確実に実現する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜４はこの発明の実施の形態に係る高負荷伝動用ＶベルトであるブロックＶベルトＡを示す。図１〜４において、１はエンドレスの左右一対の張力帯であって、この各張力帯１は保形ゴム層２を備えてなり、この保形ゴム層２の内部には、心線３がベルト長手方向にスパイラル状にかつ平行に埋設されている。
【００１６】
上記保形ゴム層２の上面には、ベルト幅方向に延びる多数の上向き係止凹溝４がベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設されているとともに、下面にもベルト幅方向に延びる多数の下向き係止凹溝５が上記上向き係止凹溝４に対応してベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設されている。上記各上向き係止凹溝４は矩形の断面形状であり、上記各下向き係止凹溝５は緩やかに凹状に湾曲した断面形状であり、上記保形ゴム層２の上下両面には帆布６が一体に被着されている。
【００１７】
上記両張力帯１には、略「Ｈ」形に形成された多数のブロック７がベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設されている。この各ブロック７は上側ビーム７ａと下側ビーム７ｂとをセンタピラー７ｃで一体に連結して構成され、上記上側ビーム７ａと下側ビーム７ｂとの間に嵌合溝８が「コ」の字形に形成され、この両嵌合溝８に上記各張力帯１を嵌合するようになっている。そして、各ブロック７のベルト幅方向両側部、つまり上側ビーム７ａ及び下側ビーム７ｂの各々の端面をプーリＢのベルト溝側部ｂ１に摺接する摺接部９としている。なお、この各ブロック７は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製の略「Ｈ」形に形成されたブロック本体を補強材として、このブロック本体の少なくとも上記摺接部９をフェノール系複合材料等からなる樹脂層で被覆して構成されているが、この発明では樹脂層を省略して単一物として現している。
【００１８】
上記各嵌合溝８上面である上側ビーム７ａ下面には、張力帯１の各上向き係止凹溝４に係合するベルト幅方向に延びる下向き係合凸部１０が下向きに突出して形成されているとともに、各嵌合溝８下面である下側ビーム７ｂ上面にも張力帯１の各下向き係止凹溝５に係合するベルト幅方向に延びる上向き係合凸部１１が上記下向き係合凸部１０に対応して上向きに突出して形成されている。上記下向き係合凸部１０は上記張力帯１の各上向き係止凹溝４に対応して矩形の断面形状であり、上記上向き係合凸部１１は上記張力帯１の各下向き係止凹溝５に対応して緩やかに凸状に湾曲した断面形状になっている。そして、上記各ブロック７の嵌合溝８に張力帯１を嵌合させて各ブロック７の下向き係合凸部１０を各張力帯１の上向き係止凹溝４に係合させるとともに、各ブロック７の上向き係合凸部１１を各張力帯１の下向き係止凹溝５に係合させることにより、各ブロック７を張力帯１に係止してベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設するようになっている。この係止並設状態で、上記各張力帯１は各ブロック７の摺接部９から所定寸法だけ側方に突出しており、図４に示すように、この突出部はベルト走行時にプーリＢのベルト溝側部ｂ１に圧接して実質的に両側の摺接部９と面一になされる。
【００１９】
そして、上述の如く構成されたブロック７と張力帯１との組合わせからなるブロックＶベルトＡは、駆動側及び従動側の２つの変速プーリＢ間に巻き掛けられてベルト式無段変速装置を構成し、ベルト走行時、各ブロック７の摺接部９がプーリＢのベルト溝側部ｂ１と摺接するようになっている。
【００２０】
この発明の特徴として、図１に拡大詳示するように、上記各ブロック７を張力帯１に係止した状態で、各ブロック７の下向き係合凸部１０と各張力帯１の上向き係止凹溝４、及び各ブロック７の上向き係合凸部１１と各張力帯１の下向き係止凹溝５は共に、隙間なく圧接し、かつ下向き係合凸部１０周りのブロック７下面（嵌合溝８上面）と上向き係止凹溝４周りの張力帯１上面との間には、隙間１２が形成されている。
【００２１】
このように、下向き係合凸部１０周りのブロック７下面（嵌合溝８上面）と上向き係止凹溝４周りの張力帯１上面が隙間１２だけ距離を隔てていることから、ベルト走行時、各ブロック７が揺動しても、ブロック７下面（嵌合溝８上面）と張力帯１上面との干渉を回避することができ、両者間の摩擦による発熱を防止してベルト寿命を長くすることができる。また、ブロックＶベルトＡがプーリＢに巻き付いたり、あるいは逆にプーリＢから離れる際に張力帯１は弾性変形するが、上述の如きブロック７下面（嵌合溝８上面）と張力帯１上面との間にある隙間１２によって互いの干渉を回避することができ、両者間の圧縮による発熱を防止してベルト寿命を長くすることができる。
【００２２】
この際、上記下向き係合凸部１０周りのブロック７下面（嵌合溝８上面）と上向き係止凹溝４周りの張力帯１上面との間の隙間１２を、下記の式
ｃ＝ｈ−ｄ
ｈ／３≧ｃ＞０
ｃ：ブロック下面と張力帯上面との間の隙間の寸法
ｈ：下向き係合凸部の突出寸法
ｄ：上向き係止凹溝の深さ寸法
の関係に設定することが好ましいということが、次の実験結果から明らかになった。その実験結果を表１にまとめて下記に挙げる。
【００２３】
【表１】
0004067195.tif 000002
【００２４】
この実験結果によると、上記の式（ｈ／３≧ｃ＞０）を満たす実験例３〜５  では、ベルト発熱が１１８℃、１１４℃、１１３℃と他の実験例よりも低く、また、騒音レベルはいずれも７８ｄＢと低く、耐久性においても５００ｈｒ走行しても切断に至らず優れており、全ての評価項目において好ましい結果が得られていることが判る。しかし、実験例１では、ブロック７下面（嵌合溝８上面）と張力帯１上面との間に圧縮力が作用しているため、ベルト発熱が１５４℃と高く、耐久性は３００ｈｒ走行で切断して乏しく、また、実験例２では、ブロック７下面（嵌合溝８上面）と張力帯１上面との間に隙間１２がないため、ベルト発熱が１４２℃と高く、耐久性は４６０ｈｒ走行で切断して乏しく、共にベルト発熱及び耐久性の評価項目において悪い結果が得られていることが判る。なお、実験例６では、ブロック７下面（嵌合溝８上面）と張力帯１上面との間に隙間１２があるものの隙間１２の寸法が大きく、上記の式（ｈ／３≧ｃ＞０）満たしていないため、ベルト発熱が１３１℃と高く、また、騒音レベルも９１ｄＢと高く、耐久性においても４２０ｈｒ走行で切断して乏しく、実験例３〜５のようには好ましい結果を得ることができなかった。これは、各ブロック７がベルト走行中に大きく揺動することによるものと思われる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、各ブロックの下向き係合凸部と張力帯の上向き係止凹溝、及び各ブロックの上向き係合凸部と張力帯の下向き係止凹溝を共に、隙間なく圧接させ、かつ下向き係合凸部周りのブロック下面と上向き係止凹溝周りの張力帯上面との間に隙間を形成したので、ベルト走行時、ブロックの揺動やベルトがプーリに巻き付いたりプーリから離れる際の張力帯の弾性変形によっても、ブロック下面と張力帯上面とが干渉せず、摩擦発熱や圧縮発熱を防止してベルト寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態に係るブロックＶベルトの要部を示す側面図である。
【図２】  この発明の実施の形態に係るブロックＶベルトの斜視図である。
【図３】  この発明の実施の形態に係るブロックＶベルトの側面図である。
【図４】  図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】  従来例の図１相当図である。
【符号の説明】
１              張力帯
４              上向き係止凹溝
７              ブロック
９              摺接部（ベルト幅方向両側部）
１０              下向き係合凸部
１２              隙間
Ａ              ブロックＶベルト（高負荷伝動用Ｖベルト）
Ｂ              プーリ
ｂ１            ベルト溝側面
【図１】
0004067195.tif 000003
【図２】
0004067195.tif 000004
【図３】
0004067195.tif 000005
【図４】
0004067195.tif 000006
【図５】
0004067195.tif 000007