JP2006132725A - Ｖベルト - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトとプーリーとの間に発生するスリップ、ノイズを防止し、伝動効率を向上できるＶベルトを提供する。
【解決手段】平板状で環状のベルト本体２と、その内周面側においてベルト長さ方向に等ピッチで形成されたコグ３と、これらのコグ３のコグ山及びコグ溝に沿って装着された帆布４と、ベルト本体２にその幅方向に並列して埋設された複数本の補強コード５とを備え、Ｖ角度をベルト周方向に複数変化させる。すなわち、３０°のＶ角度を有する第１角度部７と、第１角度部７のＶ角度よりも小さい２８°の第２角度部８とを凹凸ピッチごとに周方向に交互に配置させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スリップ及びノイズを防止でき、効率良く動力を伝達することのできるＶベルトに関するものである。

Ｖベルトは、二輪車や四輪車等の無段変速機等に用いられ、ベルトの両側壁面をプーリーのＶ字形溝の内側壁面に圧接させることにより、摩擦力を利用して動力伝達をするものである。例えば、特許文献１にＶベルトが開示されている。

特開平８−３０３５２９号公報（請求項１参照）

従来のＶベルトのベルト両側面間のなす角度（以下、Ｖ角度と称す）は、ベルトの一周中で一定の角度に設定されている。ベルトとプーリーとの間のスリップ及びノイズを防止し、効率的な動力伝達を可能とするためには、このＶ角度をプーリーのＶ字形溝の角度と一致するように設計しなければならない。

しかしながら、ベルトのＶ角度は、ベルトの曲げ半径により変化してしまう。図３はＶベルトをプーリーに巻き付ける前と、巻きつけた後とのＶ角度の関係を示す図であるが、この図３に示すように、Ｖ角度がαであるＶベルトをプーリーに巻きつけると、ベルト幅方向に大きくなる方向に弾性変形するので、ベルトのＶ角度は小さくなってβとなってしまう（α＞β）。また、プーリーの半径が小さくなるほど、ベルトの弾性変形が大きくなるため、Ｖ角度もさらに小さくなる。

したがって、設計時においては、Ｖ角度を大きめに設定していた。すなわち、ＣＶＴプーリーが２８°の場合、３０°のＶ角度でベルトを形成する。このようにすると、ベルトがプーリに巻きついた時、Ｖ角度が２８°になり、プーリー角度と一致すると考えられている。

しかしながら、実際は、ＶベルトのＶ角度をプーリー角度と一致させるのは困難であった。特に、無段変速機の場合、その機構上、ベルト曲げ半径は常に変化し、ＶベルトのＶ角度が一定しないので、Ｖ角度をプーリー角度と一致させることができなかった。

以上のように、ベルトのＶ角度は、設計時と実際の使用時とでは差があり、さらに無段変速機の場合は使用時でも常に変化しているため、ベルトのＶ角度とプーリー角度とを一致させることができなかった。ベルトとプーリーとの接触面が最適な角度になっていないと、スリップ、ノイズの原因になり、また、伝動効率が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、ベルトとプーリーとの間に発生するスリップ、ノイズを防止し、伝動効率を向上できるＶベルトを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ベルト両側面間のなすＶ角度をベルト周方向において変化させたことを特徴とするＶベルトである。ベルト一周中において複数のＶ角度を有するので、いずれかのＶ角度の位置において、プーリーのＶ字形溝の角度と合致させることができる。

Ｖ角度の変化は、スロープ状に変化させてもよいし、段階的に段差状に変化させてもよい。段差状に変化させる場合のＶ角度の変化は、２種類であってもよいし、それ以上であってもよい。例えば、２種類に変化させる場合には、ベルト両側面間のなすＶ角度を設定した第１角度部と、第１角度部よりもＶ角度の小さい第２角度部とを設ければよい。その場合、第１角度部と第２角度部とをベルト周方向に交互に設ければ、両者をベルト周中に均一に位置させることができるのが好ましい。

Ｖ角度の変化は、１０〜３０ｍｍピッチごとに変化させた態様としてもよいし、ベルト内周面にコグやノッチ等の凹凸が形成されている場合には、凹凸ピッチごとに変化させた態様としてもよいが、これに限定されるものではない。

本発明のＶベルトは、特に、ベルト本体の内周面側にコグやノッチ等の凹凸を形成した無段変速機用Ｖベルトに好適であるが、これに限定されるものではなく、伝動ベルト、搬送ベルトを問わず適用可能であり、さらに、有端ベルト、無端ベルトを問わず適用可能である。また、凹凸の形成の有無を問わず適用可能である。

本発明によると、ベルト周方向において複数のＶ角度を有するので、いずれかのＶ角度の位置において、プーリーのＶ字形溝の角度と合致させることができる。したがって、スリップやノイズを防止でき、効率良く動力を伝動させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のＶベルトの要部断面図、図２は本実施形態のＶベルトをプーリに掛けた状態を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態のＶベルト１は、無段変速機用Ｖベルトであって、平板状で環状のベルト本体２と、その内周面側においてベルト長さ方向に等ピッチで形成された凹凸（例えば、コグ）３と、これらのコグ３のコグ山及びコグ溝に沿って装着された帆布４と、ベルト本体２にその幅方向に並列して埋設された複数本の補強コード５とを備えてなるものである。凹凸ピッチは、これに限定されるものではないが、約１０〜約３０ｍｍに設定される。また、本実施形態では、凹凸としてコグを例示したが、ベルトを曲げやすくする凹凸として、ノッチ形状であってもよい。

ベルト本体２及びコグ３を構成する素材は、これに限定されるものではないが、例えば、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、ＥＰＤＭゴム又はこれらに適宜添加剤を加えたゴムなどのゴム材料や、あるいは弾性合成樹脂などのゴム状弾性材からなる。

帆布４は、ベルト本体２及びコグ３がプーリー６などと接触して摩耗するのを防ぐと共に、これらの強度を保持するために、コグ山及びコグ溝に接着されるものである。帆布４には、バイアス等の伸縮性を有するものが好適であって、これに限定されるものではないが、６―６ナイロンなどの合成繊維布が使用される。

補強コード５は、ポリエステル心線、アラミド心線、ガラス心線などからなり、Ｖベルトに作用する引張力を受け持つようになっている。

プーリ角度γが２８°に設定されている場合に、Ｖベルトの側壁面間のなすＶ角度を設計時において約２６〜約３３°の範囲で複数変化させ、これらを所定のピッチで配列させる。すなわち、ベルト両側面間のなすＶ角度を設定した第１角度部７と、第１角度部７よりもＶ角度が小である第２角度部８とをベルト周方向に交互に配置させる。本実施形態においては、第１角度部７のＶ角度は３０°に設定され、第２角度部８のＶ角度は第１角度部よりも小さい２８°に設定されるが、約２６〜約３３°の範囲であればこれに限定されるものではない。このようにＶ角度を変化させることにより、ベルト本体２及びコグ３の側壁面には、第１角度部７と第２角度部８との間には段差が形成される。第１角度部７及び第２角度部８は、１つの凹凸ピッチごとに設けられるが、これに限定されるものではなく、１０〜３０ｍｍピッチごとに設けてもよい。なお、凹凸ピッチごととは、本実施形態においては、コグ山位置の最頂点を基準としているが、コグ溝位置を基準としてもよい。

以上の構成によると、本Ｖベルトは、第１角度部７及び第２角度部８の２つのＶ角度を有するので、第１角度部７又は第２角度部８のいずれかの位置において、図２に示すように、プーリー６のＶ字形溝の角度γと合致させることができる。

Ｖベルト１をプーリーに巻きつけた場合、ベルト曲げ半径によりベルトＶ角度が変化してしまう。例えば、Ｖベルト１をプーリー６に巻き付けた場合、Ｖベルト１の曲げ半径が小さくなり、Ｖベルト１がベルト幅方向に大きくなる方向に弾性変形するので、ベルトのＶ角度は小さくなる。また、小半径のプーリー６に巻きつけた場合、Ｖベルト１の曲げ半径がさらに小さくなり、さらにベルトのＶ角度が小さくなる。

しかしながら、本Ｖベルト１によると、このような場合でも、第１角度部７又は第２角度部８のいずれかで対応させることができる。特に、無段変速機の場合、その機構上、ベルト曲げ半径は常に変化するので、Ｖベルト１のＶ角度が一定しないが、本発明のＶベルト１は、複数のＶ角度を有するので対応させることができ、スリップ及びノイズを防止でき、効率良く動力を伝動することができる。

すなわち、例えば、Ｖベルト１をプーリー６に巻き付ける前において、第１角度部７を３０°、第２角度部８を２８°に設定したＶベルト１を、原動軸（エンジンのクランク軸）に軸装されたドライブプーリーと、従動軸に軸装されたドリブンプーリーとに巻装したとする。巻装された時点で、第１角度部７が２８°、第２角度部８が２６°となったと仮定すると、第１角度部７のＶ角度とプーリー角度γとが一致するため、第１角度部７で効率的に動力伝達することができる。このとき、第２角度部８は、従来のベルト同様、ベルト角度とプーリＶ角度が一致せずに接触するだけであり、特に影響はない。

また、Ｖベルト１をプーリー６に巻き付ける前において、第１角度部７を３２°、第２角度部８を３０°に設定したＶベルト１を、プーリーに巻き付けた結果、例えば、巻装された時点で、第１角度部７が３０°、第２角度部８が２８°となったと仮定すると、プーリー６の角度γは第２角度部８のＶ角度と一致するため、第２角度部８で効率的に動力伝達することができる。このとき、第１角度部７のＶ角度がプーリー６の角度よりも大きいが、従来ベルト同様、ベルト角度とプーリＶ角度が一致せずに、接触するだけであり、大きな影響はなくてすむ。さらに、無段変速機の機構上、プーリー６の半径が小半径になって、第１角度部７が２８°、第２角度部が２６°になった場合には、第１角度部７のＶ角度がプーリー角度γと一致するため、第１角度部７で効率的に動力伝達することができる。

このように、プーリー６に巻き付けたり、プーリー６の半径が変化することによりＶベルト１の曲げ半径が変化し、Ｖ角度が変化してしまったとしても、第１角度部７又は第２角度部８のいずれかでプーリー６の角度γに一致させることができ、スリップ及びノイズを防止でき、効率良く動力を伝動することができる。特に、無段変速機の場合、その機構上、ベルト曲げ半径は常に変化するので、Ｖベルト１のＶ角度も一定しないが、本Ｖベルト１によると、第１角度部７又は第２角度部８のいずれかでプーリー６の角度γに一致させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正又は変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では、第１角度部７と第２角度部８とを設けることにより、Ｖ角度を２種類に変化させたが、それに加えて第３角度部、第４角度部等を設けることにより、３種以上に変化させてもよい。その場合、第１角度部、第２角度部、第３角度部等のそれぞれの順番は問わないが、それらを１セットとし、ベルトの周方向に交互に設けると、それぞれの角度の部分をベルト１周中において均一に設けることができるので好ましい。

また、上記実施形態においては伝動ベルトについて説明したが、これに限らず搬送ベルトに本発明を適用してもよい。また、ベルトは無端・有端、ベルト内周面の凹凸の有無を問わず適用できることは勿論である。

本実施形態のＶベルトの要部断面図 本実施形態のＶベルトをプーリに掛けた状態を示す断面図 Ｖベルトをプーリーに巻き付ける前と、巻きつけた後とのＶ角度の関係を示す図

符号の説明

１ Ｖベルト
２ ベルト本体
３ コグ
４ 帆布
５ 補強コード
６ プーリー
７ 第１角度部
８ 第２角度部
α Ｖベルトをプーリーに巻き付ける前のＶ角度
β Ｖベルトをプーリーに巻き付けた後のＶ角度
γ プーリ角度

Claims (5)

1. ベルト両側面間のなすＶ角度をベルト周方向において変化させたことを特徴とするＶベルト。
2. ベルト両側面間のなすＶ角度を複数に設定し、これら複数のＶ角度をベルト周方向に所定ピッチで配列したことを特徴とするＶベルト。
3. ベルト両側面間のなすＶ角度を設定した第１角度部と、該第１角度部よりもＶ角度の小さい第２角度部とを設け、これら第１角度部と第２角度部とをベルト周方向に交互に配列したことを特徴とする請求項１記載のＶベルト。
4. Ｖ角度を１０〜３０ｍｍピッチごとに変化させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＶベルト。
5. ベルト内周面に凹凸が形成され、Ｖ角度を前記凹凸ピッチごとに変化させたことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のＶベルト。
   

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