JP2008038973A

JP2008038973A - 耐摩耗性ｖプーリー

Info

Publication number: JP2008038973A
Application number: JP2006211638A
Authority: JP
Inventors: Takemi Fukuda; 剛巳福田
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】本発明は、Ｖベルトの張力の低下を防止し、ＶベルトとＶプーリーとの接触部でのすべりの発生を防止し、より安価な製造によって、長期間の使用が可能となるＶベルトを用いた伝動装置を提供する。
【解決手段】ゴム製ＶプーリーのＶベルト接触面に耐摩耗性のコーティング材料を溶射し、被膜を形成し、かつ溶射によって形成される被膜表面に凹凸を持たせ、摩擦係数を高めたことを特徴とする耐摩耗性Ｖプーリー。また、上記Ｖベルト接触面に形成した溶射被膜を１００〜２００μｍとすること、硬度Ｈｖ１１００〜１２００とする耐摩耗性Ｖプーリー。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｖベルトを用いた伝動装置に関するものである。

従来、ゴム製ＶベルトとＶプーリーとの間の摩擦力により動力の伝動が行われる装置は、例えば鋼材の表面疵を除去するグラインダーの砥石の回転を伝える伝動装置として用いられている。これら伝動が行われる装置はＶベルトとＶプーリーとの接触部ですべりが発生するため、Ｖプーリー側が摩耗しＶベルトの張力が低下し、伝動する動力が不足する。また、すべりによる発熱によりゴム製のＶベルトが焼損する等の問題がある。

これらのＶプーリーの耐摩耗性を向上させる方法として、ＶプーリーのＶベルト接触面に高周波焼入れを行い硬度を上げる方法があるが、その硬度はＨｖ４５８〜５１３（Ｈｓ６２〜６７）であり、その効果は十分でなかった。そのために、例えば鋼材の表面疵を除去するグラインダーの砥石では、２ケ月毎にＶベルトおよびＶプーリーを取替えなければならなかった。

一方、自動車等の無段変速機などに使用されるＶベルトを用いた伝動装置として、例えば特開昭６２−３７５３６号公報（特許文献１）に開示されているように、無端帯状の積層バンドと、このバンドの長さ方向に多数個重ねて設けられるブロックとによりＶベルトを構成し、このＶベルトを一対のプーリ間に張り渡すとともに、このＶベルトの両側部に形成される傾斜面とプーリの溝の傾斜面との間の摩擦により動力の伝達を行なう伝動装置において、上記ブロックの傾斜面およびプーリの傾斜面に、耐摩耗性があり、かつ摩擦係数を高めるためのコーティング材料を溶射したＶベルトを用いた伝動装置が提案されている。
特開昭６２−３７５３６号公報

上述した特許文献１においては、ＶベルトおよびＶプーリーの両方に溶射されており、しかも、ブロック本体は、金属、ＦＲＰ、セラミック、サーメットなどからなり、ゴム製からなるものではない。上記構成の伝動装置は、従来のものと同様にＶベルトとプーリーとの間の摩擦により動力の伝達が行われるが、確かにプーリーとベルトの接触面に耐摩耗性のコーティング材料が溶射されているため粗面となり摩擦係数が高められる。

従って、従来のＶベルトに比較して、所望のトルクを伝えるのに必要なベルトの張力を下げることが可能となる。しかしながら、ブロック本体が、金属、ＦＲＰ、セラミック、サーメットなどからなるために、弾力性に乏しく、一旦、所望のトルクを伝えるのに必要なベルトの張力が下がると、ＶベルトとＶプーリーとの接触部とのすべりが発生し、長期間の使用が不可能となるし、ＶベルトおよびＶプーリーの両方に溶射されているので、その溶射によるコスト高となるという問題がある。

上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、本発明は、Ｖベルトの張力の低下を防止し、ＶベルトとＶプーリーとの接触部でのすべりの発生を防止し、より安価な製造によって、長期間の使用が可能となるＶベルトを用いた伝動装置を提供するものである。

その発明の要旨とするところは、
（１）ゴム製ＶプーリーのＶベルト接触面に耐摩耗性のコーティング材料を溶射し、被膜を形成し、かつ溶射によって形成される被膜表面に凹凸を持たせ、摩擦係数を高めたことを特徴とする耐摩耗性Ｖプーリー。
（２）前記（１）記載のＶベルト接触面に形成した溶射被膜を１００〜２００μｍとすることを特徴とする耐摩耗性Ｖプーリー。
（３）前記（１）または（２）記載のＶベルト接触面に溶射被膜を形成させることにより、硬度Ｈｖ１１００〜１２００とすることを特徴とする耐摩耗性Ｖプーリーにある。

以上述べたように、本発明による耐摩耗性Ｖプーリーにより、Ｖベルトの張力の低下を防止し、かつＶベルトとＶプーリーとの接触部でのすべりの発生を防止し、より安価に製造することが可能となり、しかも、長期間の使用が可能となる極めて優れた効果を奏するものである。

以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係るゴム製Ｖプーリーを用いた砥石の回転を伝える伝動装置の概略図である。この図１（ａ）は概略正面断面図であり、図１（ｂ）は概略上面断面図である。この図に示すように、Ｖベルト１は軸間距離の固定された一対のゴム製Ｖプーリー２、３間に張り渡され、エンドプレート６を介して動力の伝達が行われる。一方のＶプーリー２は、互いに軸方向に対向する一対の円錐板からなり、また他方のＶプーリー３も互いに軸方向に対向する一対の円錐板からなる。各円錐板を油圧制御などによって回転軸４、５の軸方向に相対移動させて、円錐板間の距離を変えることにより、Ｖプーリー２、３の半径方向に変化させる。こうして回転比、すなわち、変速比を無段階的に変化させるとともに、Ｖベルト１を弛みなく張り渡すようにしている。

Ｖベルト１は所定の張力でＶプーリー２、３との接触面の摩擦により荷重の伝達が行われている。従って、Ｖベルト１はＶプーリー２、３との間の摩擦係数が低いと滑り易くなるため、所望のトルクを伝達させるためには、より大きな張力でＶベルト１を張り渡す必要がある。一方、Ｖベルト１の張力が高くなれば接触面の面圧が高くなる。この場合に、本発明ではゴム製Ｖプーリー２、３を採用することにより、弾力性を持ち易い条件下にあるから、張力を高めることにより面圧が大きくなっても弾力的に作用する。なお、符号７は砥石であり、８はカバーであり、９はモーターベースであり、１０はＶベルトカバーであり、１１はモーターを示す。

図２は、本発明に係るＶプーリーに耐摩耗性のコーティング材料を溶射した状態を示す概略図である。図２（ａ）はＶプーリーの断面図であり、図２（ｂ）はＶプーリーのＶ部に耐摩耗性のコーティング材料を溶射した状態を示す。この図に示すように、ゴム製Ｖプーリー２、３のＶ部１２に耐摩耗性のコーティング材料１３を溶射したものである。この耐摩耗性のコーティング材料としては、例えばタングステンとカーバイトの混合物、コバルトとタングステンとカーバイトの混合物等からなり、このコーティング材料１３を溶射し、被膜を形成する。

溶射によって形成された被膜の表面は適度な凹凸を持つため、摩擦係数を高めることができる。この摩擦係数としては、０．４の高い値を示す。一方、この溶射によって形成された被膜は耐摩耗性を有するため、コーティング材料自体がもつ大きな摩擦係数に加えて、溶射によって表面に微細な凹凸が形成されることから、プーリーの母材に比べて摩擦係数を高めることができる。また、耐摩耗性も向上する。すなわち、これにより、従来のＶベルトと比較して、所望のトルクを伝えるのに必要なベルトの張力を下げることが可能となる。そして、張力が下がる結果、ＶベルトとＶプーリーとの間の面圧も下がる。

本発明において、Ｖベルト接触面にコーティング材料を形成した、その溶射被膜を１００〜２００μｍとする。溶射被膜が１００μｍ未満では耐摩耗性の効果が十分でなく、また２００μｍを超えるとその効果は飽和することから、その範囲を１００〜２００μｍとした。好ましくは１００〜１５０μｍとする。
また、Ｖベルト接触面に溶射被膜を形成させることにより、その硬度Ｈｖ１１００〜１２００とする。Ｈｖ１１００未満では、耐摩耗性の効果が十分でなく、また、１２００を超えると耐摩耗性は高くなるものの、ゴム製のＶベルトとのなじみ性が悪くなることから、その範囲を１１００〜１２００とした。

以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
図１に示すように、一対のＶプーリー２、３間に張り渡された鋼材の表面疵を除去するグラインダーの砥石の回転を伝える伝動装置であって、Ｖプーリー２、３がモーター等によって回転するとＶベルト１がＶプーリー２、３と共に一体的に走行し、動力の伝達が行われる。このＶプーリーのＶベルト接触面にタングステンカーバイト（ＷＣ）とニッケルの混合物を溶射し、表１に示すような膜厚での被膜を形成させたときの溶射皮膜の硬度および表面状態並びにそのときの寿命を示す。

この表１に示す、Ｎｏ．１〜６は本発明例であり、Ｎｏ．７〜１２は比較例である。比較例Ｎｏ．７、８はいずれも表面状態として凹凸がないために、寿命が３ケ月以下と短い。また、Ｎｏ．９は溶射皮膜の厚さが薄いために、寿命が３ケ月以下と短い。また、Ｎｏ．１０は溶射皮膜の厚さが逆に厚過ぎるために、寿命が３ケ月以下と短い。また、Ｎｏ．１１は溶射皮膜の硬度が低いために、表面状態として凹凸が有るにもかかわらず、寿命が３ケ月以下と短い。さらに、Ｎｏ．１２は溶射皮膜の硬度が硬すぎて表面状態として凹凸が有るにもかかわらず、Ｎｏ．１１と同様に短いことが分かる。

これに対し、本発明例であるＮｏ．１〜６はいずれも本発明の条件を満たしていることから、使用寿命が１年間以上延長することができた。このことは、表面に微細な凹凸を形成させて摩擦係数が高められ滑りにくくなっているのでＶベルトの張力は従来品に比べて小さくてすむ。そして張力が下がることに伴いＶベルトとＶプーリーとの面圧も下げることが出来る。もともと摩耗と伸びを生じやすい厳しい条件下にあることから、面圧を下げられることは、摩耗と伸びを低減させる上で極めて有利である。その結果、その伝動装置を実施後１年間使用するも摩耗もなく継続して使用するこが可能となった。

上述したように、Ｖプーリーをゴム製とすることにより、弾力性を持ち易い条件下にあって、張力を高めることによりＶプーリーとＶベルトとの面圧が大きくなってもゴムによる弾性体による作用が働き、円滑にＶプーリーとＶベルトとの接触部ですべりを起こすことなく伝動することができ、ＶプーリーおよびＶベルトの長期使用が可能となる。また、ＶプーリーとＶベルトとの接触部に当たるＶプーリー部のみでの小部分へのコーティング材料の溶射で十分効果を達成することができるため、従来でのＶプーリーとＶベルトとの両方への溶射をすることに比べて、溶射部も少なく、極めて安価に製造することが出来る等優れた効果を奏するものである。

本発明に係るゴム製Ｖプーリーを用いた砥石の回転を伝える伝動装置の概略図である。本発明に係るＶプーリーに耐摩耗性のコーティング材料を溶射した状態を示す概略図である。

符号の説明

１Ｖベルト
２、３Ｖプーリー
４、５回転軸
６エンドプレート
７砥石
８カバー
９モーターベース
１０Ｖベルトカバー
１１モーター
１２Ｖ部
１３コーティング材料

特許出願人山陽特殊製鋼株式会社
代理人弁理士椎名彊

Claims

ゴム製ＶプーリーのＶベルト接触面に耐摩耗性のコーティング材料を溶射し、被膜を形成し、かつ溶射によって形成される被膜表面に凹凸を持たせ、摩擦係数を高めたことを特徴とする耐摩耗性Ｖプーリー。
請求項１記載のＶベルト接触面に形成した溶射被膜を１００〜２００μｍとすることを特徴とする耐摩耗性Ｖプーリー。
請求項１または２記載のＶベルト接触面に溶射被膜を形成させることにより、硬度Ｈｖ１１００〜１２００とすることを特徴とする耐摩耗性Ｖプーリー。