JP2009115209A - 湿式ベルト伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製ブロック２０，２０，…を持つ高負荷伝動用Ｖベルト１１をオイル中で使用してベルト１１の冷却効果や騒音低減を図りながら、ベルト１１及びプーリ５，８間に乾式ベルト伝動装置程度の摩擦係数が得られるようにする。
【解決手段】プーリ５，８におけるプーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａに意図的にブラスト処理により凹凸部２８を形成する一方、オイルとして、高圧下で結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）を用い、そのオイルを溝側面６ａ，９ａにおける凹凸部２８の凹部２８ａ，２８ａ，…内にブロック２０の樹脂製の接触部２２弾性変形により封じ込めて局部的に高圧化し、低い荷重でもオイルを結晶化できるようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、樹脂製のブロックを有する高負荷伝動用Ｖベルトをオイル中で使用するようにした湿式ベルト伝動装置に関するものである。

従来より、この種のベルト式高負荷伝動装置として、金属製Ｖベルトを使用する湿式ベルト伝動装置や、樹脂製のブロックを有する高負荷伝動用Ｖベルトを用いた乾式ベルト伝動装置が一般に知られている。

前者の金属製Ｖベルトを使用する湿式ベルト伝動装置は、ベルト長さ方向に配置された多数の略錨形状の金属製ブロックと、これらブロックの左右の嵌合溝に挿入された左右１対のエンドレスの金属製フープとからなる金属製Ｖベルトを金属製プーリに組み合わせたものであり、オイル中で使用される。その金属製Ｖベルトのブロックはフープに対してベルト長さ方向に移動不能に係止されず、伝動時にブロックが互いにベルト長さ方向に圧接して伝動されるようになっている。

この湿式ベルト伝動装置の一例として、例えば特許文献１に示されるものでは、ブロックにおいてプーリ溝部の溝側面に当接する左右側部をガラス繊維やアルミナ・シリカ繊維を含む樹脂部で被覆することで、プーリ溝部の溝側面に対する摩擦係数を大きくすることが提案されている。

また、特許文献２には、ブロックにおいてプーリ溝部の溝側面に当接する左右側部と、プーリ溝部の溝側面とに、多数の気孔を有する溶射膜を形成することで、この気孔により油膜を切って摩擦係数の低下を防止することが提案されている。

一方、後者の乾式ベルト伝動装置は、多数の樹脂製ブロックをエンドレスの張力帯にブロック及び張力帯の凹凸噛合構造を利用して係止固定した高負荷伝動用Ｖベルトを金属製プーリと組み合わせたものであり、オイルレスの条件下で使用される。このＶベルトでは、その曲易さを確保するために、各ブロックの張力帯への固定を接着ではなく、物理的な係合状態（噛合状態）により行うようになされている。このベルトは、例えばベルト幅方向に並んだ左右１対の張力帯を備えており、この各張力帯の上下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の被噛合部（例えば凹部）が上下に対応して設けられている。一方、各ブロックのベルト幅方向側部にはそれぞれ張力帯を嵌合するための切欠き溝状の左右１対の嵌合部が形成され、この各嵌合部の上面に上側噛合部（例えば凸部）が、また下面に下側噛合部（例えば凸部）がそれぞれ設けられている。そして、上記各ブロックの左右の嵌合部にそれぞれ張力帯を圧入して嵌合することにより、各ブロックが両張力帯に係止固定されている。
特開２００６−２０９２号公報（特に段落００４８〜００５２） 特開２００５−２７３７２０号公報（特に段落００２６，００３９）

ところで、上記後者の乾式ベルト伝動装置においては、冷却を空気によって行うようになっているので、その冷却効果が低くてベルト温度が高くなりがちとなり、ベルトの熱膨張により張力帯とブロックとの間のガタが生じてベルト寿命に悪影響を受けるという問題があり、その解決が望まれている。

また、装置のケーシングは、その内部に外気を取り込んで冷却に使うために開放されており、騒音が外に漏れ出るばかりでなく、ケーシング内に外部から外気と共にダストが侵入してベルトにダメージを与えることとなり、密閉型のものに比べて、ベルト環境が不安定で信頼性が低い難があるのは否定できない。

そこで、上記樹脂製ブロックを持つ高負荷伝動用Ｖベルトとプーリとを密閉型ケーシング内に収容して、金属ベルトと同様にオイル中で使用する湿式ベルト伝動装置が考えられる。そうすれば、ベルトをオイルによって効率よく冷却して、その熱劣化を抑制することができるだけでなく、騒音を低減し、ダストによるベルトのダメージを抑えることができる。

しかしながら、その反面、ベルトの樹脂製ブロックとプーリ溝部の溝側面との摩擦係数がオイルによって低下して、それまでの乾式ベルト伝動装置と同程度の摩擦係数が得られず、伝動特性が低くなって実用性が得られないという問題が生じる。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プーリ溝部の溝側面及びオイルに工夫を凝らすことにより、樹脂製ブロックを持つ高負荷伝動用Ｖベルトをオイル中で使用しながら、乾式ベルト伝動装置と同程度の摩擦係数が得られるようにして伝動性を確保することにある。

上記目的の達成のため、この発明では、ベルトブロックにおける樹脂部が弾性変形によってオイルを凹部内に密閉して高圧化できることを見出し、プーリ溝部の溝側面に意図的に凹凸部を形成する一方、オイルは、高面圧化により結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイルとし、そのオイルを溝側面の凹部内にベルトブロックの樹脂部の弾性変形により封じ込めて、低い荷重でもオイルを結晶化できるようにした。

具体的には、第１の発明では、エンドレスの張力帯に多数の樹脂製ブロックがベルト長さ方向に並んで係止固定された高負荷用伝動用Ｖベルトと、このＶベルトが巻き掛けられるプーリ溝部を有するプーリとを備え、オイル中で使用される湿式ベルト伝動装置として、上記Ｖベルトのブロックには、上記プーリ溝部の溝側面と接触する樹脂からなるベルト側接触部が設けられている。一方、上記プーリ溝部の溝側面には微細な凹凸部が形成されている。さらに、上記オイルは、圧力上昇により結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイルからなるものとし、上記ブロックのベルト側接触部がプーリ溝部の溝側面に押し付けられたときに、そのベルト側接触部の弾性変形により溝側面の凹凸部における凹部内に上記オイルが封じ込められて局部的に圧力上昇により結晶化することで、ベルト側接触部と溝側面との摩擦係数が増大するように構成されていることを特徴とする。

この第１の発明では、ベルト及びプーリ間の伝動時、ベルトがプーリに巻き付いてブロックのベルト側接触部がプーリ溝部の溝側面に押し付けられて接触する。そのとき、ブロックのベルト側接触部は樹脂からなり、その弾性率は金属よりも低いので、その弾性変形により溝側面の凹凸部における凹部内にオイルが封じ込められて局部的に圧力上昇する。このオイルは、圧力上昇により結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイルであるので、上記凹部内に閉じ込められて局部的に圧力上昇したときに容易に結晶化し、このことでベルト側接触部と溝側面との摩擦係数が増大する。すなわち、トラクションドライブ用オイルが通常は金属同士の高荷重の接触によって結晶化が発現するのに比べ、凹部内へ樹脂の弾性変形によってオイルを封じ込めることで、その結晶化を低荷重の接触によって発現できることとなり、その結果、樹脂製ブロックを持つＶベルトをオイル中で使用しつつ、乾式ベルト伝動装置程度の摩擦係数が得られることとなる。

また、Ｖベルトをオイル中で使用するので、その発熱による温度上昇を効率よく抑えることができ、その熱劣化を抑制できるとともに、ベルト及びプーリをオイルと共に密閉型ケーシングに封入することで、騒音を低減でき、外部から侵入するダストによるベルトのダメージを抑えて、ベルトの高寿命化を図ることができる。

第２の発明では、上記プーリ溝部の溝側面の凹凸部は、サンドブラスト処理又はショットブラスト処理により形成されたものとする。このことで、上記オイルを封じ込めて結晶化するのに好ましい微細な凹凸部が得られる。

また、第３の発明では、このプーリ溝部の溝側面の凹凸部は、表面粗さがＲａ０．４以上のものとする。このことで、上記オイルを封じ込めて結晶化するのに好ましい凹凸部が得られる。

さらに、第４の発明では、上記ブロックにおけるベルト側接触部は、曲げ弾性率２００００ＭＰａ以下の樹脂からなるものとする。このことで、上記凹凸部の凹部内にオイルを封じ込めて結晶化するのに好ましいベルト側接触部の樹脂弾性率が得られる。

以上説明したように、第１の発明に係る湿式ベルト伝動装置によると、樹脂製のブロックを有する高負荷伝動用Ｖベルトとプーリとを組み合わせ、プーリ溝部の溝側面に微細な凹凸部を形成する一方、高面圧化により結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイルを用い、そのオイルを溝側面の凹部内にベルトブロックの樹脂部の弾性変形により封じ込めて局部的に高圧化させ、低い荷重でも結晶化して、摩擦係数を増大させるようにしたことにより、騒音の低減効果やベルトの冷却効果による高寿命化を達成しながら、樹脂製のブロックを有する高負荷伝動用Ｖベルトについて、湿式であっても乾式と同程度の摩擦係数が得られ、その伝動能力を確保しすることができる。

第２の発明によると、プーリ溝部の溝側面の凹凸部をサンドブラスト処理又はショットブラスト処理により形成したことにより、オイルを封じ込めて結晶化するのに好ましい凹凸部が得られる。

第３の発明によると、プーリ溝部の溝側面における凹凸部の表面粗さをＲａ０．４以上としたことにより、オイルを封じ込めて結晶化するのに好ましい凹凸部が得られる。

第４の発明によると、ブロックにおけるベルト側接触部を、曲げ弾性率２００００ＭＰａ以下の樹脂としたことにより、凹凸部の凹部内にオイルを封じ込めて結晶化するのに好ましいベルト側接触部の樹脂弾性率が得られる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

図１は本発明の実施形態に係る湿式ベルト伝動装置としての無断変速装置Ａを概略的に示す。この変速装置Ａは、アルミニウム等の金属製のＶプーリからなる駆動及び従動プーリ５，８と、これらプーリ５，８間に巻き掛けられるブロックベルトと呼ばれる高負荷用伝動用Ｖベルト１１とを備え、このＶベルト１１はオイル中で使用される。

すなわち、図１において、１は無断変速装置Ａのケーシングで、このケーシング１は密閉状のものであり、その内部には冷却用や潤滑用のオイル（図示せず）が充填されている。ケーシング１には、互いに平行に配置した駆動回転軸２と従動回転軸３とが液密状に挿通されて支持され、ケーシング１内の駆動回転軸２上には変速プーリからなる駆動プーリ５が配設されている。この駆動プーリ５は、駆動回転軸２上に回転一体にかつ摺動不能に結合されたフランジ状の金属製（例えばアルミニウム）の固定シーブ５ａと、駆動回転軸２上に固定シーブ５ａに対向するように軸方向に摺動可能にかつ回転一体に支持されたフランジ状の金属製（例えばアルミニウム）の可動シーブ５ｂとからなり、これら両シーブ５ａ，５ｂ間に断面Ｖ字状のプーリ溝部６が形成されている。

一方、ケーシング１内の従動回転軸３には、例えば上記駆動プーリ５と同径の変速プーリからなる従動プーリ８が設けられている。この従動プーリ８は、駆動プーリ５と同様の構成であり、従動回転軸３上に回転一体にかつ摺動不能に支持されたフランジ状の金属製（例えばアルミニウム）の固定シーブ８ａと、従動回転軸３上に、固定シーブ８ａに対し上記駆動プーリ５における固定シーブ５ａに対する可動シーブ５ｂの対向方向と反対方向でもって対向するように軸方向に摺動可能にかつ回転一体に支持されたフランジ状の金属製（例えばアルミニウム）の可動シーブ８ｂとからなり、これら両シーブ８ａ，８ｂ間にプーリ溝部９が形成されている。

また、上記駆動プーリ５のプーリ溝部６と従動プーリ８のプーリ溝部９との間には高負荷伝動用Ｖベルト１１が掛け渡されている。このＶベルト１１は、図２に示すように、例えば左右１対のエンドレスの張力帯１２，１２と、この張力帯１２，１２にベルト長さ方向に連続的に並んで係止固定された多数の樹脂製のブロック２０，２０，…とからなる。

上記各張力帯１２は、硬質ゴムからなる保形ゴム層１３の内部に、例えばアラミド繊維（組紐）等の高強度高弾性率の心線１４（心体）がスパイラル状に配置されて埋設されたもので、この各張力帯１２の上面には、ベルト幅方向に延びる一定ピッチの溝状の上側被噛合部としての上側凹部１５，１５，…が、また下面には、上記上側凹部１５，１５，…に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの下側被噛合部としての下側凹部１６，１６，…がそれぞれ形成されている。また、張力帯１２の上下表面には、そのクラックの発生を防止し或いは耐摩耗性を向上させる等の目的で帆布１７，１７が一体的に接着されている。

一方、図３にも示す如く、各ブロック２０は樹脂製のもので、ベルト幅方向左右側部に上記各張力帯１２を幅方向から着脱可能に嵌装せしめる切欠き溝状の嵌合部２１，２１を有する。そして、この嵌合部２１，２１を除いたブロック２０の左右側面は、上記各プーリ５，８のプーリ溝部６，９における溝側面６ａ，９ａに接触するベルト側接触部２２，２２に構成され、この左右のベルト側接触部２２，２２同士がなすベルト角度は、プーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａ間がなす角度と同じとされている。

上記ベルト側接触部２２，２２を含む各ブロック２０は、例えばフェノール樹脂からなり、その曲げ弾性率は２００００ＭＰａ以下とされている。この樹脂の曲げ弾性率が２００００ＭＰａを越えると、オイルの封じ込めによる結晶化の効果が得難くなるからである。

そして、各ブロック２０は、ベルト幅方向（左右方向）に延びる上側及び下側ビーム２０ａ，２０ｂと、該両ビーム２０ａ，２０ｂの左右中央部同士を上下に接続するピラー２０ｃとからなる略Ｈ字状のものに形成されており、各ブロック２０の嵌合部２１，２１にそれぞれ張力帯１２，１２を圧入して嵌合することで、ブロック２０，２０，…が張力帯１２，１２にベルト長手方向に連続的に係止固定されている。

すなわち、上記各ブロック２０における各嵌合部２１の上壁面には上記張力帯１２上面の各上側凹部１５に噛合する上側噛合部としての凸条からなる上側凸部２３が、また各嵌合部２１の下壁面には張力帯１２下面の各下側凹部１６に噛合する下側噛合部としての凸条からなる下側凸部２４がそれぞれ互いに平行に配置されて形成されており、この各ブロック２０の上下の凸部２３，２４をそれぞれ張力帯１２の上下の凹部１５，１６に噛合せしめることで、ブロック２０を張力帯１２，１２にベルト長さ方向に圧入により係止固定し、この係止状態で各ブロック２０の側面であるベルト側接触部２２，２２がプーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａに接触するとともに、ブロック２０の上下の凸部２３，２４（噛合部）と各張力帯１２の上下の凹部１５，１６（被噛合部）との噛合によって動力授受が行われるようになっている。

図３に示すように、上記各ブロック２０は、上記硬質樹脂中にそれよりも高い弾性率材料である軽量アルミニウム合金や鋼材等からなる補強材２５をブロック２０の略中央に位置するように埋め込んでなる。このことで、ブロック２０は、少なくとも嵌合部２１，２１の周囲部分及びベルト側接触部２２，２２を形成する硬質樹脂部と、残りの部分を形成する補強材２５とで構成され、補強材２５は、ブロック２０に加わる荷重を支える目的に用いられる一方、樹脂部はブロック２０のプーリ５，８への接触部分や張力帯１２との嵌合部分を形成するために用いられる。上記補強材２５は、ブロック２０と同様に略Ｈ字状のものに形成されている。尚、補強材２５は、各嵌合部２１の周囲部分と左右側面のベルト側接触部２２，２２とにおいてブロック２０表面に顕れないようにしておけばよく、その他の部分ではブロック２０表面に露出していてもよい。

そして、図外の連係駆動機構により、両プーリ５，８の可動シーブ５ｂ，８ｂをそれぞれ固定シーブ５ａ，８ａに対して接離させて各プーリ５，８のベルト巻き付け径を変更し、例えばＨｉレシオの場合は、図１で実線にて示すように、駆動プーリ５のベルト巻き付け径を従動プーリ８よりも大きくすることにより、駆動回転軸２の回転を従動回転軸３に増速して伝達する高速状態とする。一方、逆にＬｏレシオの場合は、図１で仮想線にて示すように、駆動プーリ５のベルト巻き付け径を小さくして、従動プーリ８のベルト巻き付け径を大きくし、駆動回転軸２の回転を減速して従動回転軸３に伝える低速状態とする。また、Ｍｉｄレシオでは、上記Ｈｉレシオ及びＬｏレシオの中間の状態で駆動及び従動プーリ５，８のベルト巻き付け径が略同じとなるようにしている。

本発明の特徴として、図４や図５に示すように、上記駆動及び従動プーリ５，８の各々におけるプーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａには、多数の凹部２８ａ，２８ａ，…を有するように微細な凹凸部２８が形成されている。この溝側面６ａ，９ａの凹凸部２８は、サンドブラスト処理又はショットブラスト処理により形成されたもので、表面粗さ（面粗度）がＲａ０．４以上であることが好ましい。この表面粗さがＲａ０．４未満であると、オイルの封じ込めによる結晶化の効果が得難くなるからである。

また、ケーシング１内に充填されている上記オイルは、圧力上昇（高面圧化）により結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）からなる。このトラクションドライブ用オイルは、通常、ベルトを用いない金属湿式ＣＶＴ（例えばトロコイダルタイプ）に用いられている。

そして、上記Ｖベルト１１が駆動又は従動プーリ５，８に巻き付いて伝動する際に該Ｖベルト１１の各ブロック２０のベルト側接触部２２，２２がそれぞれプーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａに押し付けられたときに、図５（ｂ）に拡大して示すように、そのベルト側接触部２２の弾性変形により溝側面６ａ，９ａの凹凸部２８における凹部２８ａ，２８ａ，…内にオイルが封じ込められて局部的な圧力上昇により結晶化することで、ベルト側接触部２２，２２と溝側面６ａ，９ａとの摩擦係数が増大するように構成されている。

したがって、この実施形態においては、駆動及び従動プーリ５，８の可動シーブ５ｂ，８ｂがそれぞれ固定シーブ５ａ，８ａに対し接離することで、各プーリ５，８のベルト巻き付け径が変化して変速が行われ、それと同時に両プーリ５，８間で動力伝達が行われる。例えばＨｉレシオの場合は、駆動プーリ５のベルト巻き付け径が従動プーリ８よりも大きくなることにより、駆動回転軸２の回転が従動回転軸３に増速して伝達される高速状態となる一方、逆にＬｏレシオの場合は、駆動プーリ５のベルト巻き付け径が従動プーリ８のベルト巻き付け径よりも小さくなることにより、駆動回転軸２の回転が減速して従動回転軸３に伝達される低速状態となり、Ｍｉｄレシオでは、上記Ｈｉレシオ及びＬｏレシオの中間の状態で駆動及び従動プーリ５，８のベルト巻き付け径が略同じとなる。

このような伝動時、Ｖベルト１１が各プーリ５，８に巻き付いて各ブロック２０のベルト側接触部２２，２２がそれぞれ各プーリ５，８におけるプーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａに押し付けられて接触する。そのとき、各プーリ５，８におけるプーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａには、多数の凹部２８ａ，２８ａ，…を有する微細な凹凸部２８が形成されている一方、各ブロック２０のベルト側接触部２２，２２は樹脂からなり、その弾性率が金属製のプーリ５，８よりも低いので、図５（ｂ）に示すように、そのベルト側接触部２２の弾性変形により溝側面６ａ，９ａの凹凸部２８における凹部２８ａ，２８ａ，…がベルト側接触部２２により封閉されて、その凹部２８ａ，２８ａ，…内にオイルが封じ込められ、その封じ込められたオイルは、ベルト側接触部２２のさらなる弾性変形により加圧されて局部的に圧力上昇することとなる（尚、図５（ａ）は、各ブロック２０のベルト側接触部２２，２２がそれぞれ各プーリ５，８におけるプーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａに接触する前の状態を示す）。そして、このオイルは、圧力上昇により結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）であるので、このトラクションドライブ用オイルが上記凹部２８ａ，２８ａ，…内に閉じ込められて局部的に圧力上昇することで容易に結晶化し、このことにより、ベルト側接触部２２，２２と溝側面６ａ，９ａとの摩擦係数が増大する。すなわち、トラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）が通常金属同士の高荷重の接触によって結晶化が発現するのに比べ、凹部２８ａ，２８ａ，…内へ樹脂の弾性変形によってオイルを封じ込めることで、その結晶化が低荷重の接触によって発現されることになる。その結果、樹脂製ブロック２０を持つＶベルト１１をオイル中で使用しつつ、乾式ベルト伝動装置と同程度の摩擦係数が得られることとなる。

また、この実施形態では、Ｖベルト１１をオイル中で使用するので、その発熱による温度上昇を効率よく抑えることができ、その熱劣化を抑制できるとともに、ベルト１１及びプーリ５，８をオイルと共に密閉型ケーシング１に封入することで、騒音を低減でき、外部から侵入するダストによるベルト１１のダメージを抑えて、その高寿命化を図ることができる。

さらに、上記プーリ５，８におけるプーリ溝部６，９の溝側面６ａ，９ａの凹凸部２８は、サンドブラスト処理又はショットブラスト処理により形成されているので、上記オイルを封じ込めて結晶化するのに好ましい凹凸部２８が容易に得られる。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態は、ベルト式無断変速装置Ａの例であるが、本発明は、定速プーリと高負荷用伝動用Ｖベルトとを組み合わせたベルト伝動装置に対しても適用することができるのは勿論である。

次に、具体的に実施した例について説明する。

（実施例１）
図６又は図７に示すように、金属製の定速Ｖプーリからなる駆動プーリ３０及び従動プーリ３１と、上記実施形態で説明した樹脂製ブロックを有する高負荷伝動用Ｖベルト１１とを組み合わせた湿式ベルト伝動装置として、プーリ溝部の溝側面にマイクロブラスト処理によって表面粗さ（面粗度）がＲａ０．５の微細な凹凸部を形成した。また、ベルト１１の樹脂ブロックの曲げ弾性率は２００００ＭＰａである。さらに、オイルはトラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）（例えば新日本石油の商品名「ＴＤオイル１０」）である。

（実施例２）
プーリ溝部の溝側面にサンドブラスト処理によって表面粗さがＲａ０．８の微細な凹凸部を形成した。その他は実施例１と同じである。

（比較例１）
実施例１と同様に、プーリ溝部の溝側面にマイクロブラスト処理によって表面粗さＲａ０．５の凹凸部を形成し、ベルト１１の樹脂ブロックの曲げ弾性率は２００００ＭＰａとした。但し、オイルは実施例１と異なり、金属製ベルトを備えた伝動装置に用いられるベルト式ＣＶＴ用オイル（ＡＴＦ）である。

（比較例２）
実施例２と同様に、プーリ溝部の溝側面にサンドブラスト処理によって表面粗さＲａ０．８の凹凸部を形成した。また、ベルト１１の樹脂ブロックの曲げ弾性率は２００００ＭＰａである。但し、オイルは実施例２と異なり、ベルト式ＣＶＴ用オイル（ＡＴＦ）である。

（比較例３）
プーリ溝部の溝側面には凹凸部は形成せず（その表面粗さはＲａ０．３）、ベルト１１の樹脂ブロックの曲げ弾性率は２００００ＭＰａである。オイルは実施例１と同様にトラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）である。

（比較例４）
オイルをベルト式ＣＶＴ用オイル（ＡＴＦ）に変えた以外は比較例３と同じである。

（比較例５）
比較例３，４と同様に、プーリ溝部の溝側面には凹凸部は形成せず（表面粗さＲａ０．３）、ベルト１１の樹脂ブロックの曲げ弾性率は２００００ＭＰａである。この比較例５ではオイルを使用しなかった。つまり、比較例５は従来の乾式ベルト伝動装置と同じものである。

（比較例６）
比較例３，４と同様に、プーリ溝部の溝側面には凹凸部は形成せず（表面粗さＲａ０．２〜０．３）、ベルト１１として金属製ブロックと、これらブロックの左右の嵌合溝に挿入された左右１対のエンドレスの金属製フープとからなる金属製Ｖベルトを組み合わせたものとした。オイルはベルト式ＣＶＴ用オイル（ＡＴＦ）である。つまり、比較例６は従来の湿式ベルト伝動装置である。

以上の実施例及び比較例について、ベルトとプーリ溝部の溝側面との間の摩擦係数、ベルト及びプーリ間の伝動特性、駆動プーリ側の推力、騒音及び発熱特性を測定した。

そのうち、ベルト及びプーリ間の伝動特性試験の条件として、図６に示すように、上記駆動プーリ３０をプーリ径６５．２ｍｍのものとし、従動プーリ３１をプーリ径１３０．４ｍｍのものとした。そして、従動プーリ３１に対し駆動プーリ３０との軸間距離が離れる方向に３０００Ｎの静荷重を加え、その状態で駆動プーリ３０を２６００ｒｐｍで回転させて測定した。雰囲気温度は室温である。

また、騒音及び発熱特性試験の条件として、図７に示すように、駆動プーリ３０をプーリ径１３０．４ｍｍのものとし、従動プーリ３１をプーリ径６５．２ｍｍのものとした。従動プーリ３１に対し駆動プーリ３０との軸間距離が離れる方向に３０００Ｎの静荷重を加え、その状態で駆動プーリ３０を３０００ｒｐｍで回転させて測定した。雰囲気温度は室温である。

これらの試験の結果を図８に示す。この図８の結果について考察するに、実施例１と比較例１とを、また実施例２と比較例２とをそれぞれ対比したとき、プーリ溝部の溝側面の凹凸部が同じ表面粗さであっても、トラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）を用いることで、ベルト式ＣＶＴ用オイル（ＡＴＦ）を用いるのに比べ、摩擦係数、伝動特性及び駆動側推力が高くなり、乾式ベルト伝動装置である比較例５と同程度になっている。

また、実施例１及び実施例２と比較例３とを対比すると、プーリ溝部の溝側面にブラスト処理により凹凸部を形成することで、その凹凸部のない場合よりも摩擦係数、伝動特性及び駆動側推力が高くなっている。

また、比較例３，４のように、プーリ溝部の溝側面に凹凸部が形成されていないとき、ベルト式ＣＶＴ用オイル（ＡＴＦ）のみならずトラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）であっても、摩擦係数、伝動特性及び駆動側推力が低くなっている。

さらに、湿式である実施例１，２及び比較例１〜４はいずれも、乾式である比較例６に比べ、騒音レベル及び発熱特性が低くなっている。

尚、金属製Ｖベルト及びベルト式ＣＶＴ用オイル（ＡＴＦ）を組み合わせた従来の湿式ベルト伝動装置である比較例６は、ブロックとプーリとの摩擦係数が低いものの、駆動側推力が樹脂製ブロックを用いた他に比べて高く、この高い駆動側推力で伝動特性を維持するようにしている。

これらのことで、プーリ溝部の溝側面にブラスト処理によって表面粗さＲａ０．４以上の微細な凹凸部を形成し、オイルとして、圧力上昇により結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイル（ＴＤＦ）を用いることで、Ｖベルトの樹脂製ブロックのベルト側接触部がプーリ溝部の溝側面に押し付けられたときに、ベルト側接触部の弾性変形により溝側面の凹凸部における凹部内に上記オイルが封じ込められて局部的に圧力上昇により結晶化することで、ベルト側接触部と溝側面との摩擦係数が増大するようになっており、本発明が有効であることが裏付けられた。

（樹脂弾性率による効果）
また、ベルトにおける樹脂製ブロックの曲げ弾性率、プーリ溝部の処理、その表面粗さ（面粗度）、オイルの種類について組み合わせて、上記と同様にベルトとプーリ溝部の溝側面との間の摩擦係数、ベルト及びプーリ間の伝動特性を測定すると、図９に示す結果が得られた。この図９の結果について考察するに、樹脂製ブロックの曲げ弾性率が２００００ＭＰａ以下であること、プーリ溝部にブラスト処理により凹凸部が形成されていることで、トラクションドライブ用オイルを用いたとき、摩擦係数及び伝動特性が高くなり、乾式ベルト伝動装置と同程度になっていることが判る。

本発明は、樹脂製ブロックを持つ高負荷伝動用Ｖベルトをオイル中で使用して湿式仕様としながら、乾式ベルト伝動装置と同程度の伝動特性が得られる点で極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

図１は、本発明の実施形態に係る湿式ベルト伝動装置としての無段変速装置を概略的に示す図である。 図２は、高負荷伝動用Ｖベルトを示す斜視図である。 図３は、図２のIII−III線拡大断面図である。 図４は、プーリにおけるプーリ溝部の溝側面に、ブラスト処理により微細な凹凸部を形成した状態を拡大して示す拡大斜視図である。 図５は、ベルト側接触部の弾性変形により溝側面の凹凸部における凹部内にオイルが封じ込められて局部的な圧力上昇により結晶化する状態を示す拡大断面図である。 図６は、実施例及び比較例についての伝動特性試験の状態を示す図である。 図７は、実施例及び比較例についての騒音及び発熱特性試験の状態を示す図である。 図８は、実施例及び比較例について、摩擦係数、伝動特性、駆動プーリ側の推力、騒音及び発熱特性を測定した結果を示す図である。 図９は、ベルトにおける樹脂製ブロックの曲げ弾性率、プーリ溝部の処理、その表面粗さ、オイルの種類について組み合わせて、摩擦係数、伝動特性を測定した結果を示す図である。

符号の説明

Ａ 無段変速装置（湿式ベルト伝動装置）
１ ケーシング
５ 駆動プーリ
６ プーリ溝部
６ａ 溝側面
８ 従動プーリ
９ プーリ溝部
９ａ 溝側面
１１ 高負荷伝動用Ｖベルト
１２ 張力帯
２０ ブロック
２２ ベルト側接触部
２８ 凹凸部
２８ａ 凹部

Claims (4)

1. エンドレスの張力帯に多数の樹脂製ブロックがベルト長さ方向に並んで係止固定された高負荷用伝動用Ｖベルトと、該Ｖベルトが巻き掛けられるプーリ溝部を有するプーリとを備え、オイル中で使用される湿式ベルト伝動装置であって、
   上記Ｖベルトのブロックには、上記プーリ溝部の溝側面と接触する樹脂からなるベルト側接触部が設けられている一方、
   上記プーリ溝部の溝側面には微細な凹凸部が形成されており、
   上記オイルは、圧力上昇により結晶化して摩擦係数を増大させるトラクションドライブ用オイルからなり、
   上記ブロックのベルト側接触部がプーリ溝部の溝側面に押し付けられたときに、該ベルト側接触部の弾性変形により溝側面の凹凸部における凹部内に上記オイルが封じ込められて局部的に圧力上昇により結晶化することで、ベルト側接触部と溝側面との摩擦係数が増大するように構成されていることを特徴とする湿式ベルト伝動装置。
2. 請求項１の湿式ベルト伝動装置において、
   プーリ溝部の溝側面の凹凸部は、サンドブラスト処理又はショットブラスト処理により形成されたものであることを特徴とする湿式ベルト伝動装置。
3. 請求項１又は２の湿式ベルト伝動装置において、
   プーリ溝部の溝側面の凹凸部は、表面粗さがＲａ０．４以上のものであることを特徴とする湿式ベルト伝動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つの湿式ベルト伝動装置において、
   ブロックのベルト側接触部は、曲げ弾性率２００００ＭＰａ以下の樹脂からなることを特徴とする湿式ベルト伝動装置。