(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心線をエラストマ−中に埋設した無端のセンターベルトと上ビーム部と下ビーム部を有するブロックからなり、前記センターベルトを前記ブロックの上・下ビーム部間の嵌合溝に嵌合しセンターベルトの上・下面に所定ピッチで設けたベルト幅方向の溝条部にブロックの嵌合溝の上・下面にそれぞれ設けた凸条部を噛み合わせて係止してなる高負荷伝動ベルトにおいて、嵌合溝の上・下面の凸条部以外の基部で圧縮嵌合し、凸条部の先端には圧縮力がかからないように構成し、嵌合溝にセンターベルトを嵌合したときのブロックの嵌合溝上・下面の基部における圧縮比がセンターベルトの最大厚みに対して６〜２７％の間になるようにしたことを特徴とする高負荷伝動ベルト。
【請求項２】
ブロックの嵌合溝にセンターベルトを嵌合する前の状態において、ブロックの上・下ビーム部に設けた凸条部先端の間の距離をｌ１とし、センターベルトの溝条部の底部における厚みをｍ１としたときｌ１≧ｍ１が成り立ち、且つブロックの上・下ビーム部の嵌合溝上・下面の基部間の距離をｌ２とし、センターベルトの溝条部以外の部分での厚みをｍ２としたときｌ２＜ｍ２が成り立つよう構成した請求項１記載の高負荷伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー製のセンターベルトと耐側圧を補強するブロックからなる高負荷伝動用に供するベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速装置等の高負荷伝動を要求される用途としてに適用されるベルトとして、押し伝動タイプの金属製ベルト（例えば特開昭５５−１００４４３号公報）や引張伝動タイプの金属製ベルト（例えば特公平１−５６３００号公報）や、ゴムベルトに樹脂等からなる複数のブロックを固着したベルト（例えば特公平６２−７４１８号）が、従来提案されている。
【０００３】
伝動のタイプが押し伝動と引張伝動にかかわらず、金属ベルトは耐側圧性に優れており、かなりの高側圧に耐えることができるので座屈変形することはないが、一般的に変速プーリは鉄やアルミニウム合金などの金属材料で構成されているために、金属ベルトはプーリとの当接面の焼きつきや摩耗を防止するために、断えずオイルを供給しながら走行させなければならない。そうなるとオイルを供給するための装置を設けなければならないので、ベルトの伝動装置としては大型のものにならざるを得ない。
【０００４】
一方、ゴムベルトに樹脂製のブロックを固着したタイプのベルトは、金属ベルトのようなオイルによる潤滑を必要とせず、装置としては乾式で簡単かつ小型のものとなるという利点を有している。
【０００５】
そのようなブロックを用いた例として、特公昭６２−７４１８号公報に開示されるようなブロックの両側面にそれぞれスロット部を設け、そのスロット部にゴムベルト挿入したものがある。
【０００６】
また、特開平１−５７４４６号公報に開示されるようにブロックを上ブロック、下ブロックの２部材からなるものとし、ゴムベルトとはボルトやリベットを用いて締付固定するというベルトも提案されている。
【０００７】
これらのゴム製のベルトにブロックを固定したタイプのベルトの場合、ゴム製のベルトとブロックがベルト長手方向に相対移動しないに固定しておかなければならず、ブロックとゴムベルトとの接触面において、ブロックに凸条部を設け、一方ゴムベルトには凹溝を設けて、その両者を嵌合することによって、ブロックをゴムベルトに対してベルト長手方向に移動しないよう固定していた。
【０００８】
このようなベルトで問題となるのは、ベルトがプーリに進入する際にゴムベルトに対してブロックの上下で速度差を生じてブロックが傾くように揺動し、その結果ゴムベルトとブロックの間で摩擦を起こし発熱していしまうので、その熱によりゴムベルトを老化させ、早期に切断してしまうという問題があった。
【０００９】
その問題を解消するためにブロック上下凸部の距離をゴムベルトの上下凹部における厚みよりも小さくし圧縮的に嵌合することによって、ブロックの揺動を防止し、摩擦・発熱の問題を解決しようとした提案がなされている。（実公平７−２９３３２号公報）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このベルトではブロックの凸部がゴムベルトに圧力をもって接した状態なので、ベルトがプーリに進入して屈曲したときブロックの凸条部がゴムベルト内に埋設した心線を屈曲させてしまい、心線の疲労につながる問題や、心線のみならずゴムを疲労させるという問題もあり、ベルトの寿命を短くする原因となっていた。
【００１１】
また、逆にブロックの凸部がゴムベルトの心線を疲労させないように、ブロックとゴムベルトの嵌合部においてブロックの凸部の先端に間隙を設けることを提案したものもある（実公平１−４１９６７号公報）。しかし、このベルトではブロックがゴムベルトに対して揺動するという問題が残ってしまう。
そこで、本発明はブロックのゴムベルトに対する揺動を防止するとともに、ベルトがプーリに進入した際にもゴムベルトの心線やゴムが疲労しないような高負荷伝動ベルトの提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、
請求項１においては、心線をエラストマ−中に埋設した無端のセンターベルトと上ビーム部と下ビーム部を有するブロックからなり、前記センターベルトを前記ブロックの上・下ビーム部間の嵌合溝に嵌合しセンターベルトの上・下面に所定ピッチで設けたベルト幅方向の溝条部にブロックの嵌合溝の上・下面にそれぞれ設けた凸条部を噛み合わせて係止してなる高負荷伝動ベルトにおいて、嵌合溝の上・下面の凸条部以外の基部で圧縮嵌合し、凸条部の先端には圧縮力がかからないように構成し、嵌合溝にセンターベルトを嵌合したときのブロックの嵌合溝上・下面の基部における圧縮比がセンターベルトの最大厚みに対して６〜２７％の間になるようにしたことを特徴としており、センターベルトとブロックの間の嵌合は十分な圧縮を持って嵌合しているので、ブロックとセンターベルトとのあいだの摩擦が起こりにくく、かつ凸条部の先端に圧縮力がかかっていないのでセンターベルトの溝条部におけるクラックが生じにくく、またベルトが屈曲したときにも心線を疲労させない。
【００１３】
請求項２ではブロックの嵌合溝にセンターベルトを嵌合する前の状態において、ブロックの上・下ビーム部に設けた凸条部先端の間の距離をｌ1 とし、センターベルトの溝条部の底部における厚みをｍ1 としたときｌ1 ≧ｍ1 が成り立ち、且つブロックの上・下ビーム部の嵌合溝上・下面の基部間の距離をｌ2 とし、センターベルトの溝条部以外の部分での厚みをｍ2 としたときｌ2 ＜ｍ2 が成り立つよう構成しており、請求項１と同様ブロックとセンターベルトとは十分な圧縮力を持って嵌合しており、凸条部の先端に圧縮力をかけない構成となっている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の高負荷伝動ベルトの斜視図、図２はブロックの正面図、図３は高負荷伝動ベルトの側断面図である。
【００１６】
本発明の高負荷伝動ベルト１は、エラストマー２内に心体３をスパイラル状に埋設してなるセンターベルト４とセンターベルト４の長手方向に複数嵌合配置するブロック５からなる。ブロック５は、上ビーム部６と下ビーム部７をサイドピラ８で連結した構造からなり、該ブロックの両側の側面であるＶプーリのＶ溝対向面５ａ、５ｂの一方に開口部９を持つセンターベルト嵌合溝１０を有する略コ字形状であり、Ｖ溝対向面の５ａ、５ｂは傾斜しておりＶプーリの溝角度に合わせた角度を持っている。
【００１７】
また、ブロック５の前面１１においてサイドピラー８の上下方向中央付近から下半分は下ビーム部７を含めて傾斜面となっており、ベルトがプーリに進入して屈曲したときに前後のブロック同志が前面１１と背面１２とで接触しないようになっている。
【００１８】
また、センターベルト４には上面および下面に一定ピッチで溝条部１３を設け、一方ブロック５の嵌合溝１０内においても上ビーム部６および下ビーム部７に凸条部１４を設けており、センターベルト４の溝条部１３とブロック５の凸条部１４が噛み合うことによってブロック５とセンターベルト４がベルト長さ方向には固定されベルト幅方向には脱着可能となっている。
【００１９】
ここで、図４及び図５に示すように、ブロックの嵌合溝にセンターベルトを嵌合する前の状態において、ブロックの上・下ビーム部に設けた凸条部先端の間の距離をｌ1 とし、センターベルトの溝条部の底部における厚みをｍ1 としたときｌ1 ＞ｍ1 が成り立ち、且つブロックの上・下ビーム部の嵌合溝上・下面の基部間の距離をｌ2 とし、センターベルトの溝条部以外の部分での厚みをｍ2 としたときｌ2 ＜ｍ2 が成り立つよう構成しており、センターベルトはブロックに圧縮状態で挿入されている。
【００２０】
このような構成とすることによって、センターベルトはブロックの嵌合溝に圧縮力を以て嵌合しているので、ベルトがプーリに進入した際にもブロックがセンターベルトに対して揺動することがない。また、圧縮はブロックの上・下ビーム部の基部の間であり、上ビーム部と下ビーム部の凸条部先端の間には圧縮力がかかっていないので、センターベルトを形成するゴムや心線にかかる負担が少なく、クラックの発生や屈曲疲労による切断を防止することができる。
【００２１】
前記ブロックとセンターベルトを嵌合させた状態での圧縮量のセンターベルト４の最大厚みに対する割合であり［（ｍ２−ｌ２）／ｍ２］で表される圧縮比は、センターベルト４の最大厚みに対して６〜２７％の範囲とする。ここでいうセンターベルトの最大厚みとは、センターベルト４に設けた溝条部以外の位置でのセンターベルトの上面と下面との距離である。
【００２２】
圧縮比が６％未満であると圧縮不足でブロックのセンターベルトに対する揺動が発生し、センターベルトとのあいだの摩擦による摩耗および摩擦熱によりゴムを老化させるなどの不具合を生じる。また、２７％を越えるとブロック５のセンターベルトへの組み込みが困難になる。また、組み立てることができても屈曲性が著しく悪くなり屈曲による発熱で、ゴムを老化させることにもなるので好ましくない。
また、図６、図７に示すように、センターベルト４の下側の溝条部およびブロックの嵌合溝下面の全面に断面がなだらかな円弧の凸条部を設け、心線の疲労を少なくしようとしたベルトの場合にも本発明は適用することができ、その場合は、凸条部の両端部を基部として圧縮比を設定すればよい。
【００２３】
次に、ブロック５のセンターベルト嵌合溝１０はセンターベルト４の厚みと略同等に設定しており、開口部９において嵌合溝の幅を狭くしたセンターベルト抜け防止部１５、１６を形成している。抜け防止部１５、１６としては他に、溝内側は略垂直に立つ壁面を有し溝外側に下るテーパを有する突起、矩形の突起や溝内側に下るテーパを有する突起でもよい。
【００２４】
また、図２にも示すようにブロック５は左右非対象形状であることからベルト１全体でバランスをとるために、ブロック５はセンターベルト嵌合溝の開口部９が右側面にあるものと左側面に２種類のブロックを用意し、センターベルト４にブロック５を組み込む際にセンターベルト４の右側から組み込むブロックと左側から組み込むブロックを交互に配置することによって、ベルト全体で重量のバランスがとれるので安定した走行が可能である。
【００２５】
前記のセンターベルト４を構成するエラストマー２として使用されるものは、ＮＲ（天然ゴム）、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ハイパロン（クロロスルフォン化ポリエチレン）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、不飽和カルボン酸金属塩を含有したＨＮＢＲ等のゴムの単一材またはこれらのブレンド物からなるゴム配合物やポリウレタン樹脂等でが挙げられる。
【００２６】
そして、エラストマー２内にスパイラル状に埋設する心体３としては、ポリアミド、ポリエステル、アラミド等の合成繊維、あるいはスチールコード、ガラス繊維コード、カーボン繊維コード等の無機繊維の単体からなるコードやこれらの混紡からなる撚りコード、織物などが用いられる。
【００２７】
また、ブロック５は、金属製の補強材１７の全面を樹脂１８で被覆して構成したものとなっているが、樹脂１８は少なくとも、プーリと接触するブロック５のＶ溝対向面５ａ、５ｂに相当する部分に設ける必要があるものであって、前記のような補強材１７の全面に被覆するものに限られず、該補強材１７のＶプーリと当接するＶ溝対向面のみに樹脂１８を被覆した構成したものでも使用可能である。
【００２８】
補強材１７の少なくともＶ溝対向面５ａ、５ｂを被覆する樹脂１８としては、比較的摩擦係数の大きく耐摩耗製に優れ、センターベルト４を構成するエラストマー２と比べると剛性の高い、具体的には硬度９０°ＪＩＳ  Ａ以上の硬質ゴム、硬質ポリウレタン樹脂、液晶樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等の合成樹脂または、これらの樹脂中に、綿糸、ポリアミド繊維やアラミド繊維等の化学繊維、ガラス繊維、金属繊維、カーボン繊維等からなる織布、フィラー、ウィスカー、シリカ、炭酸カルシウムなどの無機材料等を混入した強化樹脂からなる。
【００２９】
更に、ブロック５の前面１１に設けたガイド凸部１９と背面１２に設けたガイド穴２０は、ブロック５をセンターベルト４に組み込んだ状態で嵌まるようになっており、ベルト１をプーリに掛架して走行させているときに、ブロック５がセンターベルト４上で整列し、プーリに進入する際の騒音を抑えることができる。
【００３０】
また、本発明が適用できるのは、上述したような一本のセンターベルトに略コ字形状のブロックを嵌合固定したタイプのベルトだけでなく、図８に示すような二本のセンターベルト３０、３０をブロック３１両側面の嵌合溝に嵌合するようなタイプのベルト３２や図９に示すようなセンターベルト４０に上・下ブロック４１、４２をボルトやリベットなどの止着材４３で固定したベルト４４にも適用することができる。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明のベルトを実際に走行させて寿命を測定する試験を行った。
ベルトはセンターベルトに略コ字形状のブロックを取付けたベルトを用いて行った。
【００３２】
実施例１、２、３としては図面における〔（ｍ2 −ｌ2 ）／ｍ2 〕で表される圧縮比をそれぞれ１０、１７、２４としたベルトを用いた。
比較例１と２はそれぞれ実施例と他の条件は同じで圧縮比が前記の範囲から外れたものを用いた。
【００３３】
また、比較例３としては、ブロックの上・下凸条部の間ではｍ1 ＞ｌ1 として圧縮し、上・下基部の間ではｍ2 ＜ｌ2 として緩みをもたせたベルトを用い、比較例４としては、ブロックの上・下基部の間ではｍ2 ＝ｌ2 として圧縮も緩みもない状態にし、凸条部の先端ではｍ1 ＜ｌ1 としてブロックにセンターベルトを嵌合した状態でも空隙を有しているベルトを用いた。
【００３４】
走行条件は駆動側プーリのピッチ径が６５ｍｍで回転数が３２００ｒｐｍ、従動側プーリのピッチ径が１３０ｍｍで回転数が１６００ｒｐｍ、そして雰囲気温度は１００℃、負荷は２５ｋｗである。
それぞれのベルトの寿命に至るまでの時間を測定した。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0003806193.tif 000002
【００３６】
表１からわかるように、実施例では比較例に比べて寿命が長くなっている。そして、ブロックの上・下ビーム部の凸条部間で圧縮している比較例３では、心線の屈曲疲労による故障が発生しており、凸条部先端に空隙をとり、圧縮していない比較例４ではブロックの揺動でセンターベルトのゴムの熱老化によるクラックの発生が故障現象となっている。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明の高負荷伝動ベルトは、請求項１においては、心線をエラストマ−中に埋設した無端のセンターベルトと上ビーム部と下ビーム部を有するブロックからなり、前記センターベルトを前記ブロックの上・下ビーム部間の嵌合溝に嵌合しセンターベルトの上・下面に所定ピッチで設けたベルト幅方向の溝条部にブロックの嵌合溝の上・下面にそれぞれ設けた凸条部を噛み合わせて係止してなる高負荷伝動ベルトにおいて、嵌合溝の上・下面の凸条部以外の基部で圧縮嵌合し、凸条部の先端には圧縮力がかからないように構成し、嵌合溝にセンターベルトを嵌合したときのブロックの嵌合溝上・下面の基部における圧縮比がセンターベルトの最大厚みに対して６〜２７％の間になるようにしたことを特徴としており、センターベルトとブロックの間の嵌合は十分な圧縮を持って嵌合しているので、ブロックとセンターベルトとのあいだの摩擦が起こりにくく、かつ凸条部の先端に圧縮力がかかっていないのでセンターベルトの溝条部におけるクラックが生じにくく、またベルトが屈曲したときにも凸条部先端からかかる圧縮力によってプーリ内で心線が多角形となって疲労するのを防止することができる。
【００３８】
請求項２ではブロックの嵌合溝にセンターベルトを嵌合する前の状態において、ブロックの上・下ビーム部に設けた凸条部先端の間の距離をｌ1 とし、センターベルトの溝条部の底部における厚みをｍ1 としたときｌ1 ≧ｍ1 が成り立ち、且つブロックの上・下ビーム部の嵌合溝上・下面の基部間の距離をｌ2 とし、センターベルトの溝条部以外の部分での厚みをｍ2 としたときｌ2 ＜ｍ2 が成り立つよう構成しており、請求項１と同様ブロックとセンターベルトとは十分な圧縮力を持って嵌合しており、凸条部の先端に圧縮力をかけない構成となっている。
【００３９】
以上のような構成を採ることによって、センターベルトのゴムクラック、心線の疲労を防止することができ、より寿命の長い高負荷伝動ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高負荷伝動ベルトの斜視図である。
【図２】ブロックの正面図である。
【図３】高負荷伝動ベルトの側断面図である。
【図４】センターベルトの側断面図である。
【図５】ブロックの側断面図である。
【図６】別の実施例に係わるセンターベルトの側断面図である。
【図７】別の実施例に係わるブロックの側断面図である。
【図８】別の実施例に係わる高負荷伝動ベルトの断面図である。
【図９】更に別の実施例に係わる高負荷伝動ベルトの断面図である。
【符号の説明】
１    高負荷伝動ベルト
２    エラストマー
３    心体
４    センターベルト
５    ブロック
６    上ビーム部
７    下ビーム部
８    サイドピラー
９    開口部
１０  センターベルト嵌合溝
１１  前面
１２  背面
１３  凸条部
１４  溝条部
１５  センターベルト抜け防止部
１６  センターベルト抜け防止部
１７  補強材
１８  樹脂
１９  ガイド凸部
２０  ガイド孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003806193.tif 000009
【図８】
0003806193.tif 000010
【図９】
0003806193.tif 000011