(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側ビームと下側ビームとをセンタピラーで一体に連結して略「Ｈ」形に構成されたブロック本体の少なくとも上記上側ビーム及び下側ビームの各々のベルト幅方向両端面が樹脂によって被覆された多数のブロックがエンドレスの張力帯にベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設され、ベルト走行時、上記各ブロック本体の上側ビーム及び下側ビームの各々のベルト幅方向両端面に対応するブロック部分がプーリのベルト溝側部と摺接する高負荷伝動用Ｖベルトの上記各ブロックを製造する方法であって、
上型と下型とからなり、下型のキャビティ容量が上型のキャビティ容量よりも大きくなるようにパーティングラインが、横向きにセットされたブロック本体の上記上側ビーム及び下側ビームの各々のベルト幅方向両端面におけるベルト長手方向中央から上型寄りに偏って設けられたブロック製造用金型を用意し、
上記下型に上記ブロック本体をベルト進行方向となる側が下に向くように横向きにセットし、型締め状態で金型のキャビティに樹脂を充填してブロック本体の少なくとも上記上側ビーム及び下側ビームの各々のベルト幅方向両端面が樹脂によって被覆されたブロックを得ることを特徴とする高負荷伝動用Ｖベルトに用いられるブロックの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の高負荷伝動用Ｖベルトに用いられるブロックの製造方法において、
金型のパーティングラインは、ブロック本体のセンタピラーに対応する箇所ではベルト長手方向中央に位置し、当該箇所から上記上側ビーム及び下側ビームに対応する箇所に近づくに従って上型寄りに変位していることを特徴とする高負荷伝動用Ｖベルトに用いられるブロックの製造方法。
【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ベルトに用いられるブロックの製造方法に関し、特にプーリと摺接するブロック部分の段差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、上記各ブロックとして、アルミニウム又はアルミニウム合金製のブロック本体の少なくともベルト幅方向両側部（プーリのベルト溝側部と摺接する箇所である摺接部）がフェノール系複合材料等の樹脂で被覆されたタイプのものも採用されている。一般に、このタイプのブロックを製造する要領は、図９に示すように、上型１０１と下型１０２とからなるブロック製造用金型１０３を用意し、この金型１０３のキャビティ１０４にブロック本体（図示せず）を横向きにセットし、このキャビティ１０４に樹脂を射出又は圧入して充填することで行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如き上型１０１と下型１０２とからなる金型１０３においては、当然、型締め状態で上型１０１の型合わせ面と下型１０２の型合わせ面との境目にパーティングライン１０５が形成される。一般に、このパーティングライン１０５は、金型１０３のキャビティ１０４を上下にほぼ等しい容量になるように二分する位置に設けられているため、成形されたブロックの摺接部におけるベルト長手方向中央を横切る位置に対応している。このような分割タイプの金型１０３においては、型締めに際し、図９に仮想線にて示すように、上型１０１の型合わせ面と下型１０２の型合わせ面とにズレが生ずることがある。このように両型合わせ面にズレが生ずると、成形されたブロックの摺接部に段差ができる。この段差のあるブロックを用いたブロックＶベルトを無段変速装置に採用すると、ブロックの摺接部とプーリのベルト溝側部との摺接がスムーズに行われず、しかも、ブロックの摺接部とプーリのベルト溝側部とは繰り返し激しく接触するため、ブロックの摺接部の樹脂層が衝撃によって欠けたり異音が発生するおそれがある。また、ブロックの摺接部に作用する摺接力が変動してブロックが斜めに傾き、ブロックが張力帯の進行方向に対し直角でなくなるいわゆる斜行が発生するおそれがある。この斜行はブロックの摩耗増大の原因となり、ベルト伝動に大きな影響を及ぼすため、由々しき問題である。
【０００７】
また、上述の如く金型１０３のパーティングライン１０５がキャビティ１０４を上下にほぼ等しい容量になるように二分する位置に設けられていると、成形されたブロックを脱型した際、ブロックが上型１０１にくっつくか、下型１０２にくっつくか定かではなく、ブロックが下型１０２にくっついている場合には脱型作業がし易いが、上型１０１にくっついている場合に脱型作業がし辛いという問題がある。
【０００８】
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、ブロックの摺接部に対する段差影響を少なくして樹脂欠けや斜行をなくしベルト性能を高めるとともに、成形されたブロックの脱型作業をし易くすることにある。
【０００９】
【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、金型のパーティングラインの位置を工夫したことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、この発明は、上側ビームと下側ビームとをセンタピラーで一体に連結して略「Ｈ」形に構成されたブロック本体の少なくとも上記上側ビーム及び下側ビームの各々のベルト幅方向両端面が樹脂によって被覆された多数のブロックがエンドレスの張力帯にベルト長手方向全長に亘って所定ピッチで並設され、ベルト走行時、上記各ブロック本体の上側ビーム及び下側ビームの各々のベルト幅方向両端面に対応するブロック部分がプーリのベルト溝側部と摺接する高負荷伝動用Ｖベルトの上記各ブロックを製造する方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上型と下型とからなり、下型のキャビティ容量が上型のキャビティ容量よりも大きくなるようにパーティングラインが、横向きにセットされたブロック本体の上記上側ビーム及び下側ビームの各々のベルト幅方向両端面におけるベルト長手方向中央から上型寄りに偏って設けられたブロック製造用金型を用意する。そして、上記下型に上記ブロック本体をベルト進行方向となる側が下に向くように横向きにセットし、型締め状態で金型のキャビティに樹脂を充填してブロック本体の少なくとも上記上側ビーム及び下側ビームの各々のベルト幅方向両端面が樹脂によって被覆されたブロックを得ることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成により、請求項１に記載の発明では、成形されたブロックのベルト幅方向両側部（摺接部）に対する上型と下型とのズレによる段差は、ブロックのベルト長手方向中央からベルト進行方向と反対側寄りに偏って形成されるため、このブロックを用いたブロックＶベルトを無段変速装置に採用しても、段差部分とプーリのベルト溝側部との激しい衝突を回避できてブロックの摺接がスムーズに行われ、衝撃によるブロックの摺接部の樹脂欠けが防止されるとともに異音が発生しない。
【００１３】
また、上述の如く段差部分とプーリのベルト溝側部とが激しく衝突しないことから、ブロックの摺接部に作用する摺接力が大きく変動せず、摩耗増大の原因となるブロックの斜行がなくなってベルト性能が良くなる。
【００１４】
さらに、下型のキャビティ容量が上型のキャビティ容量よりも大きいことから、型開きした際、成形されたブロックが常に下型にくっつき、ブロックの脱型作業が楽に行われる。
【００１５】
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、金型のパーティングラインを、ブロック本体のセンタピラーに対応する箇所ではベルト長手方向中央に位置させ、当該箇所から上記上側ビーム及び下側ビームに対応する箇所に近づくに従って上型寄りに変位させたことを特徴とする。
【００１６】
上記の構成により、請求項２に記載の発明では、型締め状態で、上型と下型とがパーティングラインの上下方向への変位部分により位置決めされ、上型と下型とのズレがきわめて少なくなってブロックの摺接部に形成される段差が非常に小さくなり、段差に起因する樹脂欠けや斜行がほとんどなくなってベルト性能が一層向上する。
【００１７】
【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。
【００１８】
まず、この発明の実施の形態に係る製造方法を説明する前に、この製造方法により製造されたブロックを用いた高負荷伝動用ＶベルトであるブロックＶベルトＡの構造を図６〜８に基づいて説明する。
【００１９】
図６〜８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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。図４及び図５に示すように、上記各ブロック７のセンタピラー７ｃの一方側中央には係合突起７ｄが突設されているとともに、他方側中央には係合凹部７ｅが形成され、多数のブロック７を並設した状態で隣り合う一方のブロック７の係合突起７ｄを他方のブロック７の係合凹部７ｅに係合させ、使用に際しては係合突起７ｄがベルト進行方向となる側に向くようにして各ブロック７がベルト幅方向にずれないようにしている。
【００２２】
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８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。
【００２３】
上記各ブロック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」形に形成された補強材としてのブロック本体１２を備えてなり、このブロック本体１２の表面全体には、フェノール系複合材料等の樹脂で被覆されて樹脂層１３が積層されている。したがって、ブロック７のほぼ全体はブロック本体１２で占められており、当然、ブロック本体１２はブロック７と同様に上側ビーム１２ａ、下側ビーム１２ｂ及びセンタピラー１２ｃを備えているが、上側ビーム１２ａ及び下側ビーム１２ｂには、ブロック７の下向き係合凸部１０及び上向き係合凸部１１に相当するものはない（図２及び図３参照）。また、このブロック本体１２のセンタピラー１２ｃには、ブロック７のセンタピラー７ｃに設けた係合突起７ｄ及び係合凹部７ｅに相当するものはなくフラット面になっている。これら下向き係合凸部１０、上向き係合凸部１１、係合突起７ｄ及び係合凹部７ｅは上記樹脂層１３を積層する際に成形されるものである。また、この樹脂層１３は必ずしもブロック本体１２全体に設ける必要はなく、少なくともブロック７の摺接部９となる上側ビーム１２ａ及び下側ビーム１２ｂの各々の端面に設けられていればよい。
【００２４】
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。
【００２５】
上記ブロック７は射出成形又は圧入成形により製造されるものであり、この製造に用いられるブロック製造用金型１４は、図１に示すような構造をしている。すなわち、この金型１４は上型１５と下型１６とからなり、この金型１４を型締めした状態で上型１５と下型１６との間にブロック形状に対応して略「Ｈ」形のキャビティ１７が形成されるようになっている。このキャビティ１７は上型１５と下型１６とで上下に分割され、下型１６のキャビティ部分１７ａのキャビティ容量が上型１５のキャビティ部分１７ｂのキャビティ容量よりも大きくなるようにパーティングラインＬが、横向きにセットされたブロック本体１２の上記上側ビーム１２ａ及び下側ビーム１２ｂの各々のベルト幅方向両端面におけるベルト長手方向中央から上型１５寄りに偏って設けられている。本例では、金型１４のパーティングラインＬは、ブロック本体１２のセンタピラー１２ｃに対応する箇所ではベルト長手方向中央に位置し、当該箇所から上記上側ビーム１２ａ及び下側ビーム１２ｂに対応する箇所に近づくに従って上型１５寄りに変位している。つまり、金型１４のパーティングラインＬは、ブロック７の下向き係合凸部１０及び上向き係合凸部１１に対応する箇所では、ブロック本体１２の摺接部９におけるベルト長手方向中央であるが、それから離れるに従って上型１５寄りに変位している。なお、図示しないが、下型１６にはブロック７に係合突起７ｄを成形するための凹部が、上型１５にはブロック７に係合凹部７ｅを成形するための凸部がそれぞれ形成されている。
【００２６】
このような金型１４を用意してブロック７を製造する訳であるが、その製造要領は、まず、金型１４を型開きし、下型１６のキャビティ部分１７ａに図２及び図３に示すようなアルミニウム又はアルミニウム合金製のブロック本体１２を横向きにセットする。この際、センタピラー１２ｃのベルト進行方向となる側を下に向けてセットする。次いで、上記金型１４を型締めし、キャビティ１７にフェノール系複合材料等の樹脂を射出又は圧入して充填し、図４及び図５に示すように、ブロック本体１２の表面全体に樹脂層１３が積層され、これにより、上側ビーム１２ａに下向き係合凸部１０が成形されるとともに、下側ビーム１２ｂに上向き係合凸部１１が成形され、かつセンタピラー７ｃに係合突起７ｄ及び係合凹部７ｅが成形されたブロック７を得る。このブロック７の摺接部９には、金型１４のパーティングラインＬに相当して段差が形成されている。図４にその段差部分を破線にて示す。
【００２７】
このようにして成形されたブロック７の摺接部９の段差は、ベルト長手方向中央からベルト進行方向と反対側寄りに偏って形成されるため、このブロック７を用いたブロックＶベルトＡを無段変速装置に採用しても、段差部分をプーリＢのベルト溝側部ｂ１に激しく衝突させることなくスムーズに摺接させ、これにより衝撃によるブロック７の摺接部９の樹脂欠けを防止することができるとともに異音の発生をなくすことができる。
【００２８】
また、上述の如く段差部分をプーリＢのベルト溝側部ｂ１に激しく衝突させることなくスムーズに摺接させるので、ブロック７の摺接部９に作用する摺接力をあまり変動しないようにすることができ、摩耗増大の原因となるブロック７の斜行をなくしてベルト性能を優れたものにすることができる。
【００２９】
さらに、下型１６のキャビティ容量を上型１５のキャビティ容量よりも大きくしているので、型開きした際、成形されたブロック７を常に下型１６にくっつけてブロック７の脱型作業を楽に行うことができる。
【００３０】
加えて、金型１４のパーティングラインＬを、横向きにセットされたブロック本体１２の上側ビーム１２ａ及び下側ビーム１２ｂの各々のベルト幅方向両端面におけるベルト長手方向中央から上型１５寄りに変位させているので、型締め状態で、上型１５と下型１６とをパーティングラインＬの上下方向への変位部分で位置決めすることができ、これにより上型１５と下型１６とのズレをきわめて少なくしてブロック７の摺接部９にできる段差を非常に小さくすることができ、段差に起因する樹脂欠けや斜行をほとんどなくしてベルト性能を一層向上させることができる。
【００３１】
以上のことを実証するために行った実験結果を下記の表１に示す。
【００３２】
表１中、パーティングラインの位置Ｌ１とは図１で上型１５寄りに変位している領域にあって摺接部９のベルト進行方向と反対側からの距離であり、パーティングラインの位置Ｌ２とは図１で上型１５と下型１６との中程に位置している領域にあって摺接部９のベルト進行方向中央部分である。この実験に用いたブロック７の最も広い箇所の厚みＴ１は２．９５ｍｍであり、下向き係合凸部１０の厚みＴ２は１．０ｍｍである。このデータは、ブロックＶベルトＡとしてブロック７の数が２０４個のものを用い、このブロックＶベルトＡを５００ｈｒ高速走行させて得たものである。
【００３３】
【表１】
0004152018.tif 000002
【００３４】
このデータから明らかなように、実験例１〜３では、樹脂欠け及び斜行は共になく、摺接部９の摩耗量及び段差も少なかったが、実験例４では、パーティングラインの位置Ｌ１がベルト長手方向中央で、パーティングラインの位置Ｌ２もベルト長手方向中央であるため、つまりパーティングラインＬが金型１４のキャビティ１７を上下方向に二等分しているため、段差が摺接部９のベルト長手方向中央に形成され、その結果、樹脂欠けはなかったものの、摺接部９の段差が２０μｍと大きいため斜行があり、また摺接部９の摩耗量も多くなっていた。実験例５では、パーティングラインの位置Ｌ１が実験例１〜３とは逆にベルト進行方向寄りにあるため、樹脂欠けが激しかった。実験例６では、樹脂欠けは実験例５ほどではないにしてもその半分ほど発生していた。これは摺接部９のコーナーの曲率半径が０．１ｍｍと他の例に比べて小さいためであるものと考えられる。このことから、摺接部９のコーナーの曲率半径は少なくとも０．２ｍｍは必要であるものと推察される。つまり、摺接部９はプーリＢのベルト溝側部ｂ１との摺接により摩耗して尖るが、摺接部９のコーナーの曲率半径が小さいと直ぐに摩耗してコーナーが欠けるのである。このためには、予め摩耗量を予想して摺接部９のコーナーの曲率半径を大きくすることで摩耗による尖りを防ぎ、欠けることをなくす必要があり、それには上述の如く摺接部９のコーナーの曲率半径が少なくとも０．２ｍｍは必要となるのである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明方法によれば、金型のパーティングラインを下型のキャビティ容量が上型のキャビティ容量よりも大きくなるように偏った金型でブロックを成形するので、成形されたブロックを常に下型にくっつけてブロックを楽に脱型することができる。また、成形に際してブロック本体をベルト進行方向となる側が下に向くように下型にセットするので、上型と下型とのズレに起因する段差を激しい衝撃が作用しないブロックの摺接部のベルト進行方向と反対側寄りに偏って形成してブロックをスムーズに摺接させることができ、樹脂欠けや異音発生を防止することができるとともに、ブロックの摺接力の安定化を図って斜行をなくし、優れたベルト性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態に係る製造方法で使用するブロック製造用金型の断面図である。
【図２】  ブロック本体の側面図である。
【図３】  ブロック本体の斜視図である。
【図４】  この発明の実施の形態に係る製造方法により製造されたブロックの側面図である。
【図５】  この発明の実施の形態に係る製造方法により製造されたブロックの斜視図である。
【図６】  この発明の実施の形態に係る製造方法により製造されたブロックを用いたブロックＶベルトの斜視図である。
【図７】  この発明の実施の形態に係る製造方法により製造されたブロックを用いたブロックＶベルトの側面図である。
【図８】  図７のVIII−VIII線における断面図である。
【図９】  従来例のブロック製造用金型の図１相当図である。
【符号の説明】
１              張力帯
７              ブロック
９              摺接部（ベルト幅方向両側部）
１２              ブロック本体
１３              樹脂層
１４              ブロック製造用金型
１５              上型
１６              下型
１７              キャビティ
Ａ                ブロックＶベルト（高負荷伝動用Ｖベルト）
Ｂ              プーリ
ｂ１            ベルト溝側部
Ｌ              パーティングライン
【図１】
0004152018.tif 000003
【図２】
0004152018.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004152018.tif 000008
【図７】
0004152018.tif 000009
【図８】
0004152018.tif 000010
【図９】
0004152018.tif 000011