(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心体をエラストマー中に埋設してなるとともに幅方向の凹条部および凸条部を有する一対のセンターベルトと、前記センターベルトを嵌合する嵌合溝を両側面に有する複数のブロックとからなり、前記嵌合溝内の溝上面および溝下面には前記センターベルト表面の凹条部に噛み合う突起を有する高負荷伝動ベルトに用いるベルト組立装置において、
前記ブロックを内外から挟持する内外固定手段と、
挟持固定した前記ブロックに一方のセンターベルトを押し込み装着させる一方の押込手段と、
他方のセンターベルトを前記ブロックに嵌合させる他方の押込手段と、
前記センターベルトを前記ブロック側面の嵌合溝に押し込む際に前記センターベルトに当接するガイド部を有し、
前記ガイド部には、センターベルトの長手方向の位置ズレを防止するために前記センターベルトの凹条部に嵌る第１嵌合部を少なくとも１箇所、設け、
前記固定手段には、ブロックを所定の位置に配置するための隣り合う前記ブロック同士の隙間と略同じサイズの第２嵌合部を少なくとも１箇所、有し、
前記第１嵌合部は、前記センターベルトの凹条部に嵌ることによって前記センターベルトを位置決めする位置決めピンであり、
前記第２嵌合部は、隣り合うブロック同士の間隔と略同じサイズの位置決めピンを、ベルトの幅方向に沿って複数本前記固定手段上に立てたものである
ことを特徴とするベルト組立装置。
【請求項２】
前記固定手段と前記押込手段とをベルト周方向に固定してなる請求項１記載のベルト組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センターベルトの長手方向に沿って所定ピッチでブロックを固定した高負荷伝動ベルトにおけるブロックにセンターベルトを装着する部分を行うベルト組立装置に関するものである。
【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溝幅を変化させることによってベルトがプーリに巻きかかる有効径を変えて変速比を調節するものである。ベルトはプーリに巻きかかって高いトルクがかかった状態でプーリの溝内をベルトが上下動するのでベルトの側面には大きな側圧がかかり、それを支えることができるものでなければならない。また、無段変速用途以外の用途であっても通常のゴムベルトでは寿命が短くなりすぎるような場合には、特別に高負荷に耐え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として、センターベルト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に固定したものなどがある。
【０００４】
ブロックとしては、アルミニウムなど金属製の心材の表面に樹脂を被覆したものが提案されている（特許文献１）。しかしながらニーズの多様化により、負荷は多少低めであるものの回転数が高く、かつプーリ径が小さいといったものがある。金属製の心材を有するブロックは心材の分が重量増となることを避けられず、ベルトを高速で走行させると、遠心力が上がってベルトが早期に破損するといった問題があった。
【０００５】
そこで心材を用いない樹脂材のみからなるブロックを用いたベルトが提案されている。特許文献２には４，６−ナイロンなどの熱可塑性樹脂に対してＰＡＮ系炭素繊維とウィスカを配合することによって補強し、心材を埋設してなくとも側圧に対抗でき、しかも軽量であることからベルト走行中の遠心張力が小さくベルトの破損も防止できるといったことが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２に各種のウィスカを樹脂中に配合してブロックと材料として使用することが記載されている。
【０００７】
以上のようなベルトを製造する際に、ブロックにセンターベルトを装着する工程がある。ブロックにセンターベルトを装着する方法として、特許文献３のような方法が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−７３１４９号公報
【特許文献２】特開２００１−３１１４５３号公報
【特許文献３】特開平１０−１０９３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ブロックの両側面に嵌合溝を有しており、一対のセンターベルトを装着するようなベルトの場合、ブロックにセンターベルトを装着する作業は、第１センターベルトにブロックを１つずつ押し込んでいく手段と上側に位置する第２センターベルトをブロックの嵌合溝に押し込む上押圧手段からなる組み立て装置を用いて、まず第１センターベルトにブロックを途中まで押し込み、次に他側面の嵌合溝に残りの第２センターベルトをあてがって、第１センターベルトを最後まで押し込むとともに第２センターベルトを押し込み装着するという手順で行っていた。
【００１０】
第１センターベルトを最初に途中まで押し込んだ状態で止めるのは、（１）第１センターベルトを押し込む手段と第２センターベルトを押し込む手段との工程間移動の際にブロックがばらばらにならないようにすること、（２）ブロックを押し込む際にセンターベルトの溝とブロックの溝の位置を正確に合わすためのセンターベルトの位置決め部分が必要であること、（３）第１センターベルトを全て押し込んだ後に第二センターベルトを押し込むと第１センターベルトを押し込んだ時のブロックの変形により第２センターベルトの押し込みに必要以上の力が要ると共に第２センターベルトの押し込み量が不十分になりやすいことの理由からそのようにするものであり、必然的にそのような工程を採らざるを得ない。
【００１１】
ところが、下側に位置する第１センターベルトを途中までしか押し込んでいないことから、次の第２センターベルトの押し込みの際にブロックとそれを固定するブロック固定手段が浮いてしまいブロックの位置が不安定な状態であることもあって第２センターベルトがブロックに対して位置ズレを起こしやすかった。
【００１２】
センターベルトとブロックが位置ズレしたまま押し込まれると、押込み不良となってベルトとして使用することができなくなってしまう。
【００１３】
そこで本発明は、ブロックにセンターベルトを押し込み装着するベルト組立装置においてブロックとセンターベルトの間の位置ズレを発生させない組み立て装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような目的を達成するために本発明の請求項１では、心体をエラストマー中に埋設してなるとともに幅方向の凹条部および凸条部を有する一対のセンターベルトと、前記センターベルトを嵌合する嵌合溝を両側面に有する複数のブロックとからなり、前記嵌合溝内の溝上面および溝下面には前記センターベルト表面の凹条部に噛み合う突起を有する高負荷伝動ベルトに用いるベルト組立装置において、前記ブロックを内外から挟持する内外固定手段１０１、１０２と、挟持固定した前記ブロックに一方のセンターベルトを押し込み装着させる一方の押込手段１０３と、他方のセンターベルトを前記ブロックに嵌合させる他方の押込手段１０４と、前記センターベルトを前記ブロック側面の嵌合溝に押し込む際に前記センターベルトに当接するガイド部１０５を有し、
前記ガイド部１０５には、センターベルトの長手方向の位置ズレを防止するために前記センターベルトの凹条部に嵌る第１嵌合部１０６を少なくとも１箇所、設け、
前記固定手段には、ブロックを所定の位置に配置するための隣り合う前記ブロック同士の隙間と略同じサイズの第２嵌合部１０７を少なくとも１箇所、有し、
前記第１嵌合部１０６は、前記センターベルトの凹条部に嵌ることによって前記センターベルトを位置決めする位置決めピンであり、
前記第２嵌合部１０７は、隣り合うブロック同士の間隔と略同じサイズの位置決めピンを、ベルトの幅方向に沿って複数本前記固定手段上に立てたものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項２では、前記固定手段と前記押込手段とをベルト周方向に固定してなる請求項１記載のベルト組立装置としている。
【発明の効果】
【００１８】
センターベルトの位置ズレを防止する第１嵌合部を有するガイド部を設けてなることでセンターベルトのブロックに対する位置ズレを防止することができ、位置ズレのためにベルトとして使用することができない不良品の発生を抑えることができる。
【００１９】
固定手段と押込手段をベルト周方向に固定することによって、センターベルトの位置ズレの問題を更に防止しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明で組み立てる高負荷伝動ベルトの一例を示す斜視図であり、図２は側面図である。本発明の高負荷伝動ベルト１は、エラストマー４内に心線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３（３ａ、３ｂ）と、このセンターベルト３（３ａ、３ｂ）に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２ａ、２ｂ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３（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。
【００２１】
ブロック２は、図１、図２に示すように、上ビーム１１および下ビーム１２と、上下ビーム１１、１２の中央部同士を連結したピラー１３からなっており、ブロック２の両側面２ａ、２ｂには一対のセンターベルト３（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３（３ａ、３ｂ）の上面に設けた凹条部１８と下面に設けた凹条部１９に係合する凸条部２０、２１に係合するようになっている。
【００２２】
このようなベルトを製造する際に、ブロック側面の溝１４、１５にセンターベルト３（３ａ、３ｂ）を嵌め込む組立工程があり、本発明のベルト組立装置は、該組立工程において使用される装置である。
【００２３】
図３は、本発明のベルト組立装置１００の概要断面図であり、左半分はセンターベルト３（３ａ、３ｂ）をブロックに押し込もうとしている様子を示しており、右半分はセンターベルトを押し込んだあとの様子を示している。
【００２４】
このベルト組立装置１００は図３に示すように、シャフトＳに対して少なくとも軸方向移動可能に挿入されており、ベルトの周長程度の外周長を有する円筒状の部材で外周面にブロックのベルト内周面を所定ピッチで装着して位置決め固定する内固定手段１０１と、ブロックのベルト外周面側に当接してブロック２が前記内固定手段１０１から脱落しないようにする外固定手段１０２を有する。また、これらの内固定手段１０１と外固定手段１０２との間に横向けたブロック２を装着した状態で、ブロック側面にある溝にセンターベルト３（３ａ、３ｂ）を押し込むことができる押込手段を具備してなる。ブロックの両側面に溝１４、１５を有しており、それぞれの側のセンターベルト３（３ａ、３ｂ）を押し込むことができるように下押込手段１０３と上押込手段１０４と押込手段をベルトの本数に合わせて備えている。
【００２５】
ブロック２の内周面を装着して固定する内固定手段の上にセンターベルト３ｂを、ブロック２の上方に開口した溝１５に導くガイド部１０５を有しており、このガイド部には第１嵌合部１０６を有しており、該第１嵌合部１０６がセンターベルト３ｂの下面に設けた凹条部１９と嵌りあうことでセンターベルト３ｂの周方向の位置決めを行うことができるようになっている。この第１嵌合部１０６は、センターベルトのすべての凹条部１９の数だけ設ける必要はなく、全周の中で少なくとも１箇所、好ましくは４箇所以上設けていれば良い。
【００２６】
ここでセンターベルト３ｂの周方向の位置決めを行うことでブロック２の溝１５にセンターベルトを押し込む際のズレを防止することができて、センターベルトの押し込み工程における不良の発生を抑制することができる。
【００２７】
第１嵌合部１０６の具体的な例としては、図４のようにガイド部１０５の表面にセンターベルトの凹条部と凸条部に噛み合う形状の凹凸形状を設ける方法や、図５のように位置決めピン立ててセンターベルトの凹条部に嵌める方法等を挙げることができる。位置決めピン１０６は円筒形のものをベルトの幅方向に沿って複数本配置してもよいし、ある程度の長さを有する例えば断面が楕円や長円形状のピンの長手方向をベルト幅方向に沿わせて配置してもよい。
【００２８】
ブロック２を位置決め固定する内固定手段１０１や外固定手段１０２についても、隣り合うブロック同士の間に、その隙間と略同等の径を有する第２嵌合部となる凸条１０７を内固定手段１０１に形成したり（図６）、位置決めピン１０７を内固定手段１０１に立てておいたりする（図７）ことでブロックの位置決めをすることができる。位置決めピン１０７を立てる場合、その本数はブロックに傾きを生じないようにベルトの幅方向に沿って複数本立てることが好ましい。
【００２９】
このようなベルト組立装置１００を用いて、ベルトを組み立てる工程を説明する。まず、ブロック２を内固定手段１０１に装着して外固定手段との間で位置決め固定し、次にセンターベルト３（３ａ、３ｂ）をブロック２の溝１４、１５にあてがって下押込手段１０３と上押込手段１０４とでセンターベルト３（３ａ、３ｂ）を押し込む予備位置に配置する。その時、センターベルト３ｂはガイド手段１０５に立てた位置決めピン１０６に、センターベルト３ｂの凹条部１９を嵌め合わせるように配置する。そうすることでセンターベルト３ｂとブロック２とのベルト周長方向の位置決めができて、ブロック２の溝１４、１５にセンターベルト３（３ａ、３ｂ）を装着する際にセンターベルト３（３ａ、３ｂ）の凹条部１８、１９の位置をブロック２の位置と正確に一致させることができるので、位置ズレによる不良の発生を防止することができる。
【００３０】
次いで、押込手段１０３、１０４によってセンターベルト３（３ａ、３ｂ）をブロック２の方向に押圧し溝１４、１５にセンターベルト３ａ、３ｂを押し込んで装着が完了する。
【００３１】
センターベルト３（３ａ、３ｂ）を押し込むために力を加えるが、上下それぞれの押込手段１０３、１０４に独立して力を加える必要はなく、例えば図３のように下押込手段１０３を基台Ｇに当てた状態で上押込手段１０４の上から油圧プレスなどを用いて加圧し、油圧プレスと基台Ｇとの間で挟み込むことでセンターベルト３の押し込み作業を行うことができる。
【００３２】
また、ブロック２の内固定手段１０１と上下押込手段１０４、１０３との間にスプリング１０８を配置しておくことによって、通常は両者の間に間隔を保持することができてブロック２やセンターベルト３、３の配置を行いやすくしておき、また、加圧してセンターベルト３の押し込み作業が完了した後に、圧を緩めることによってスプリングの反発力で固定手段１０１と押込手段１０３との間に間隔を確保することができるので、組み上がった高負荷伝動ベルト１を取り出す作業も容易にすることができる。
【００３３】
更に、固定手段１０１と上下押込手段１０３をベルト周方向に固定することによって、ベルト周方向へのズレの発生をより発生しにくくすることができるので、ベルト組立作業も更に容易なものとなり、不良の発生の抑制につながる。
【００３４】
以上の説明では、一対のセンターベルト３（３ａ、３ｂ）をブロック２の溝１４、１５に同時に押し込み装着する手順を説明しているが、片方ずつ順番に行ってもよく、また、片方ずつ順番に行うような場合は、位置決めピンも一対のセンターベルト３（３ａ、３ｂ）の片方のみに配置した装置としてもよく、そのようなベルト組立装置も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００３５】
以下、本発明のベルト組立装置で組み立てる高負荷伝動ベルトの各構成の詳細について説明する。
【００３６】
ブロック２として用いられる素材として、熱可塑性樹脂に少なくとも繊維補強材を配合した樹脂組成物からなり、樹脂組成物の全量に対して熱可塑性樹脂は４０〜９０質量％、繊維補強材は１０〜６０質量％の割合で配合してなる。
【００３７】
熱可塑性樹脂としては、ナイロン系で例えば４，６−ナイロン、６−ナイロン、６，６−ナイロン、９，Ｔ−ナイロンや、液晶ポリマー、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド等を挙げることができる。これらの中でもＴｇが１００℃以上もしくはＪＩＳ  Ｋ７１９１に準拠した荷重１．８２ＭＰａでの熱変形温度が１２０℃以上のものを使用することが好ましい。これらの樹脂は熱可塑性樹脂の中でも曲げ剛性及び耐疲労強度に優れ、繊維補強材を添加することでその特性が一層向上するものである。また、射出成形が可能になることから、ブロックの成形を行うのがより簡単であるというメリットもある。特に、摩耗面が１００℃付近まで発熱した時にも樹脂は剛性が維持されるため、ブロックの摩耗が少なくなる。
【００３８】
９，Ｔ−ナイロンは、芳香環と長鎖ジアミンを有するポリアミド樹脂で、ノナンジアミンとテレフタル酸の重縮合により製造され、芳香環と高級脂肪族鎖を有していることから、耐熱性、低吸水性を有している。また、ホモポリマーで結晶化度が高いため、結晶化度の低いポリアミドと比較すると４，６−ナイロンと同様に耐摩耗性、耐衝撃性、耐疲労性に優れている。従って、本材料を使用することにより、耐摩耗性、耐衝撃性、耐疲労性、熱時の曲げ剛性などの物性に優れているとともに吸水性の問題も少ないブロックを得ることができる。９，Ｔ−ナイロンの商品の例としては株式会社クラレの「ジェネスタ」を挙げることができる。
【００３９】
また、その他の樹脂の具体例として、以下のものが挙げられる。６，６−ナイロン：旭化成ケミカルズ株式会社「レオナ」、６−ナイロン：宇部興産株式会社「ＵＢＥナイロン」、液晶ポリマー：新日本石油化学株式会社「ザイダー」、ポリアリレート：ユニチカ株式会社「Ｕ−ポリマー」、ポリフェニレンサルファイド：出光興産株式会社「出光ＰＰＳ」、大日本インキ化学工業株式会社「ＤＩＣ・ＰＰＳ」、ポリフェニレンエーテル：旭化成ケミカルズ株式会社「ザイロン」、日本ＧＥプラスチック株式会社「ノリル」、ポリエーテルサルフォン：住友化学株式会社「スミカエクセル」、ポリエーテルエーテルケトン：ビクトレックス・エムシー株式会社「ＰＥＥＫ  ４５０Ｇ」、ポリエーテルイミド：日本ＧＥプラスチック株式会社「ウルテム」、ポリアミドイミド：ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社「トーロン」、三菱ガス化学株式会社「ＡＩポリマー」、ポリイミド：三井化学株式会社「オーラム」。
【００４０】
繊維補強材を配合することでブロックの剛性や耐摩耗性を向上させることができるが、本発明で用いられる繊維補強材としては、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維等からなる短繊維を挙げることができる。ブロックの剛性をより高めるとともに耐摩耗性を向上させるという面から前記の繊維の中では炭素繊維を用いることが最も好ましく、更に好ましくはＰＡＮ系炭素繊維を用いることである。
【００４１】
ＰＡＮ系炭素繊維はそもそも弾性率が高くて補強効果の高い繊維であるが、そのなかでも特に弾性率が２８０〜７００ＧＰａと高いものを用いることによって、本発明のような高負荷伝動ベルトのブロックとして用いる場合にも十分に耐えうる素材を提供することができる。弾性率が２８０ＧＰａ未満であるとブロックの耐側圧性はある程度得られるものの耐摩耗性に関しては不足気味になり、７００ＧＰａを超えると弾性率の高いものにしても耐側圧性や耐摩耗性の向上はあまり見られずコスト的に高いものとなるので好ましくない。
【００４２】
繊維補強材の長さは通常０．１〜１０ｍｍ程度のものを用いる。繊維補強材の配合量は１０〜６０質量％としており、１０質量％未満であると十分な補強効果を得ることができず、６０質量％を超えるとブロックの射出成形が困難になるので好ましくない。
【００４３】
また、熱可塑性樹脂と繊維補強材に加えて摩擦低減材を配合してもよく、摩擦低減材としては炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、超高分子量ポリエチレン、フッ素樹脂、チタン酸カリウム、グラファイト、ホウ酸アルミニウム、アルミナ、鉄粉、酸化亜鉛、二硫化モリブデン、マイカ、タルク（含水ケイ酸マグネシウム）、パイロフィライト（ろう石クレー）等を挙げることができる。
【００４４】
センターベルト３ａ、３ｂ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又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、上記の繊維からなる織布、編布や金属薄板等を使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
ベルトに装着したブロックの複数方向の撓みを抑えて割れを防止することができ、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を組み立てる装置として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明装置で組み立て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】高負荷伝動ベルトの側面図である。
【図３】本発明ベルト組立装置の仕組みを説明する概要断面図である。
【図４】本発明ベルト組立装置における第１嵌合部の例を示す拡大図である。
【図５】本発明ベルト組立装置における第１嵌合部の別の例を示す拡大図である。
【図６】本発明ベルト組立装置における第２嵌合部の例を示す拡大図である。
【図７】本発明ベルト組立装置における第２嵌合部の別の例を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００４７】
１      高負荷伝動ベルト
２      ブロック
３      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    凹条部
１９    凹条部
２０    凸条部
２１    凸条部
１００  ベルト組立装置
１０１  内固定手段
１０２  外固定手段
１０３  下押込手段
１０４  上押込手段
１０５  ガイド手段
１０６  第１嵌合部
１０７  第２嵌合部
１０８  スプリング
【図１】
0005079651.tif 000002
【図２】
0005079651.tif 000003
【図３】
0005079651.tif 000004
【図４】
0005079651.tif 000005
【図５】
0005079651.tif 000006
【図６】
0005079651.tif 000007
【図７】
0005079651.tif 000008