JP3093766B2

JP3093766B2 - 歯付きベルト及び歯付きプーリ並びに変速機

Info

Publication number: JP3093766B2
Application number: JP01293767A
Authority: JP
Inventors: ビンセンツォ・マッチアルロ; トマソ・ディ・ギアコモ
Original assignee: ピレリ・トラスミッシオーニ・インデュストリアリ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: CA2002789C; BR8905950A; EP0368099A1; JPH02186154A; AR244407A1; US5046993A; DE68901026D1; ATE73912T1; US5102374A; CA2002789A1; ES2031673T3; EP0368099B1; IT1229809B; IT8822584A0

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は歯付きベルト及びこれに関係する変速機に関
し、より具体的には、ベルトの歯の斜面と各歯に隣接す
る溝との間の谷底を形成する領域に新しい特性を有する
エラストマー的又は同様の材料を使用する歯付きベルト
に関する。

（従来の技術及びその課題）歯付きベルトは、ループ状に閉じると共に、少なくと
も２つの面（その一方は、例えば内面とする）は複数の
溝と交互に配設されて伸長する複数の歯を支承してい
る）によりその境界が画定される本体から成ることは公
知である。

さらに、ベルトの該本体は長手方向に向けかつ歯に近
接して設けられた、複数の引っ張り抵抗部材（例えば、
ベルトの長手方向に大きい非延伸性を提供する目的の従
来の材料に匹敵することが確認されているガラス繊維ス
トランド又は繊維材料ストランド等）を有している。

歯は通常、繊維材料（例えば特にポリアミド）から成
る少なくとも１つの被覆層により被覆されている。

延伸したベルト形状の場合、各歯及び溝はストラン
ド、従って面の長手方向に対して直角に方向決めされた
それぞれの中心軸を中心として対称状となる。

特に、各歯は頭部と、該頭部から開始する２つの谷底
と及び２つの伸長する斜面とから成っている。

各溝は歯が伸長する箇所と同一のベルト面上に位置決
めされた底部によりその境界が画定され、該溝の全ての
底部は以下、「溝基線」と称する線上に位置決めされ
る。

各歯は、又、円弧状の２つの部分により隣接する溝に
肉付けされており、この円弧の両端（第１及び第２端
部）はそれぞれ歯の斜面の下端及び隣接する溝基線に対
して正接している。

公知のベルトにおいて、歯の斜面がその隣接する溝に
接続する領域にて被覆布地がそのエラストマー的材料か
ら剥離する場合がある。このような欠点が生じる主たる
理由はいまだ十分に解明されていない。しかし、本出願
人はそれを解明するため、何等かの推測を試みる必要が
あると考える。

上述の欠点は、現在使用されているベルトには過酷で
ある運転状況下にて連続的に高水準の性能が要求される
ことに起因すると考えられる。その結果、歯及びその被
覆材がベルトの幾何学的寸法により許容されるよりも大
きい機械的応力を受けることになる。

要するに、運転の伝達中、プーリ歯のスラストカを受
けるベルトの歯の斜面には応力が加わり、このことは、
伝達される力が大きければ大きい程、特に、斜面と隣接
する溝間の領域内にて布地に作用する応力が大きくなる
ことを意味する。この領域内にて円弧状の形状をした谷
底が極めて狭いスペース内にて、ベルトの面に沿って溝
の底部に接続し、１つの側面は該面に対して感知し得る
程度の角度を形成する。その結果、斜面方向に加えられ
る引っ張り応力は大きくなる傾向となり、布地が被覆す
るエラストマー的材料から剥離されることになる。

さらに、溝の底部付近の接続開始部分における歯の被
覆部分と長手方向ストランドとの間のエラストマーの量
はこれら２つの部材を化学的に固着させるのに十分でな
い場合が多い。その結果、極めて大きい接線力が使用し
たとき布地がストランドから剥離する虞れが増大する。

従来、上述の問題点に対する好適な解決手段は提供さ
れていなかったが、その理由は、次のようである。即
ち、現在の技術及び歯付きベルトに対して行われている
研究開発は主として、歯の斜面の新たな形状を選択し、
又は歯の高さ及び底部と圧力角との比を決定し、又は適
当なエラストマー的材料又は被覆材を使用することに重
点が置かれ、その結果、歯の斜面と溝が接続する領域を
含む、ベルトの上記以外の部分に対する研究は行われて
いなかったことによる。

よって、本発明の主たる目的は歯の斜面とその隣接す
る溝を接続する領域における上記の欠点を解決し得る歯
付きベルト及びそれに関係する変速機を提供することで
ある。

以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなる上記
及びその他の目的は次のような可撓性ベルトにより実質
上、実現される。

この可撓性ベルトは本体を備えており、該本体は２つ
の面、上記面の少なくとも一方から伸長する複数の歯
と、上記歯と交互に配設された複数の溝と、ベルトの長
手方向でかつ歯に近接して上記本体に組み込まれた引っ
張り力抵抗部材と、歯を被覆する少なくとも１つの被覆
層とによりその境界が画定され、上記溝の各々は、そこ
から歯が伸長しかつ中心線に対して対称状である面上に
位置決めされた溝基線により延伸されるとき、その境界
が画定され、各歯は中心軸を中心として対称状となり、
頭部と、該頭部から開始する２つの谷底と及び２つの伸
長する斜面とから形成されている。各谷底は曲線状部分
を有し、その曲線状部分の両端（第１及び第２端）はそ
れぞれ斜面の端部及び溝基線上に位置きめされ、各歯
は、谷底と斜面との交点から溝基線に対して所定の角度
「ｂ」を形成して伸びかつ斜面に所定の接点にて接する
接線を有する。このベルトは、曲線状の谷底部分の第１
端が斜面及び溝基線に正接する円弧の第１端末点と一致
し、曲率中心は上記所定の角度の二等分線上に位置する
一方、上記曲線状部分の第２端は溝の中心線と溝の底部
との交点と上記円弧の第２端末点との間に位置決めさ
れ、最大限、溝の底部上における上記交点上に位置決め
される。更に、上記曲線状部分が放物線状曲線であり、
上記接線をｘ軸としかつ上記接点を通って該接線に直交
する直線をｙ軸とするｘ−ｙ座標において、上記放物線
状曲線の頂点が前記ｘ−ｙ座標の原点に一致すると共に
上記放物線状曲線が前記溝基線に正接する。

上記発明の別の目的は次のような歯付きプーリを提供
することである。複数の歯と交互に配設された複数の溝
を備え、その溝の各々が第１の半径方向中心線に対して
対称状であり、底部と、該底部かに開始する２つの接続
部分と及び２つの伸長する斜面とから成っている。各歯
は第２の半径方向中心線に対して対称状であり、プーリ
の半径方向の最外周によりその境界が画定される頭部を
備えている。この頭部は上記接続部分により斜面と一体
化される。各接続部分は両端（即ち、それぞれ第１及び
第２端）間に曲線状部分を備えている。上記プーリは各
曲線状部分がプーリの上記外周及び斜面に対する円弧状
接線の第１端末点に一致する上記第１端を備え、その曲
率中心は外周よりも小さい半径である円周上にて歯の内
側にあり、曲線状部分の上記第２端は歯の半径方向に対
する上記第２の中心線と外周との交点と上記円弧の第２
端末点との間に位置決めされ、最大限、上記交点上に位
置決めされる。上記曲線状の接続部分が放物線状曲線で
あり、上記放物線状曲線の頂点が前記第１端に一致する
と共に、該放物線状曲線が歯の斜面と歯の頭部との間の
連続的な接続部分を提供する。

（実施例）本発明は、添付図面を参照しながら単に一例として掲
げた以下の詳細な説明を読むことにより容易に理解する
ことが出来よう。

第１図には、同期式変速機手段の２つの歯付きプーリ
にかみ合うエラストマー的又は同様の材料でかつ略粘弾
性エラストマー的材料から成る歯付きベルト（１）が図
示されている。

該ベルト（１）は全体として２つの面（５、６）及び
該面（５）から伸長する複数の歯（７）を有する環状本
体（４）を備えている。

該歯（７）は溝（８）と交互に配設されており、その
底部は面（５）と一致する、以下、溝基線と称する線に
よりその境界が画定されている。この溝基線はベルトに
より異なるであろう各溝内の線形部分を識別する。

ベルトの本体内には、ベルトの長手方向と平行に配設
されかつ面（５）に近接する複数の引っ張り力抵抗部材
（９）が内蔵されている。

かかる長手方向に伸長する引っ張り力抵抗部材はベル
トに非延伸性を付与し、ベルトが変速機プーリと正確に
係合し得るようにするガラス繊維、又は繊維ファイバ、
その他の抵抗性材料から成るストランドの形態をとるこ
とが望ましい。

ベルト（１）は２つのプーリ間における線形の形態に
おいては、中心軸（ｌ−ｌ）に対して及び面（５及び
６）、従って、引っ張り力抵抗部材が位置する面に垂直
である中心線（Ｌ−Ｌ）に対して対称状である歯及び溝
により識別される。

各歯の頭部は面（５）の最高の高さＨに位置決めされ
た点（15、15′）により識別され、任意の外形をとるこ
とが出来る（例えば、第１図に示した実施例の場合のよ
うに凹状とし、又は扁平、凸状とし、あるいは、歯の斜
面が軸（ｌ−ｌ）に沿って交差する場合にはある一点に
収斂させることも出来る）。

歯の斜面（13、14）は任意の外形をとることが出来る
（例えば、第２図に示すような凸状、又は頭部付近に適
当な接続部分のある不平行四辺形の歯形とする略線形の
外形とすることも可能である）。

凸状の外形とした場合、斜面（13、14）は放物線状、
円形、楕円形又は双曲線状の円弧により、又は同様の曲
線によりその境界が画定されよう。

その外形如何に関係なく、ベルトの歯は谷底が開始す
る最下方の箇所におけるベルトの斜面に対する接線ｔに
よりさらに識別される。

この接線ｔは中心線（ｌ−ｌ）に対して平行な方向に
向けて所定の値による圧力角として公知の鋭角度ａ、従
って、面（５）と一致する溝基線に対して90゜＋ａの角
度ｂを形成する。

歯は、さらに、接線ｔと溝基線との交点の間にて測定
した底部Ａを有している。歯の溝（８）はその底部の境
が溝基線（５）により画定されており、谷底（11、12）
により歯の斜面に接続されている。

さらに、第２図から明らかであるように、歯は被覆部
分（例えば、ナイロン布地16、又は変速機ベルトに通常
使用されているその他の被覆材料）にて被覆されてい
る。

本発明の基本的な特徴は歯の斜面と各歯に隣接する溝
との間の谷底領域により提供される。

本発明の解決手段の場合、各谷底はその最下方点（1
8）にて斜面に正接しかつ点（19）にて溝基線に交差す
る曲線状部分（17）により識別される。

さらに、本発明の別の基本的特徴は曲線状部分の第１
端（18）及び第２端（19）が次のように位置決めされる
ことにある。

第１端（18）がその最下方点にて斜面に対して正接状
態に引かれ、その中心点Ｃが角度ｂの二等分線Ｔ上にあ
る円（第２図に斜線で図示）の円弧の第１端末点に一致
するようにする。

第２端（19）が中心軸Ｌ−Ｌと溝基線との交点（22）
と上記円弧の第２端末点との間に位置決めされるように
する。

このように、本発明により提供される解決手段の広義
の概念は曲線状の接続部分（17）を備え、この接続部分
（17）が接線ｔ及び溝基線５に関係して、円弧20より内
方、即ち従来例に比してベルトの溝底部からより離れた
位置にある。換言すれば、従来のベルトの円弧状の接続
部分に対してハッチングで示した分の多量のエラストマ
ー的材料がそれだけ多く設けられた形状となる。従っ
て、それだけ溝の底部付近のエラストマー材料が増すた
め、ベルト歯の斜面と溝底部との接続部分がより緩やか
な曲線状になって斜面方向に加わる引っ張り応力をより
小さくし得これによりエラストマー的材料を被覆する布
地が該エラストマー的材料から剥離されることがないと
共に、その被覆部分と長手方向ストランドとを互いに強
固に固着し得、極めて大きい接線力が作用したときも布
地がストランドから剥離されることがない。上記の多量
のエラストマー的材料は従来技術と比較した面積の差を
明らかにするためにハッチングで示してある。

底部ｍ（即ち、底部の溝基線方向長さｍ）と曲線状部
分（17）の最大高さｈとの比は1.7乃至５の範囲内にあ
ることが望ましい。

曲線状部分の底部は溝基線上の第１端部分18と第２端
19間にて測定する。

曲線状部分の最大高さは溝基線からの第１端18までの
距離である。

又、曲線状部分は第２端（19）の位置において、溝基
線に対して正接するようにすることが望ましい。

この曲線状部分は位置（19）において溝基線に対して
略正接することが出来る。

以下、略正接という表現は曲線状部分が溝基線と交差
し、１゜又は２゜の角度を形成することを示すために使
用するものとする。

本発明の範囲に属するさらに別の実施例は曲線状接続
部分（17）がそれぞれ接線ｔ及び溝基線５上に位置決め
された端部（18、19）を備え、これらの間に形成される
角度が95゜乃至115゜の範囲内にあるようにするもので
ある。上述の実施例は曲線状部分の最大高さｈと歯の高
さＨ間の比が0.15乃至0.5の範囲内にあることを特徴と
する。

さらに、歯の底部における曲線状部分の第１端18どう
しの距離Ｄと底部Ａとの間の比は0.75乃至0.98の範囲内
にある。

接続部分（17）の曲線状の形状の一実施例が第３図に
図示されている。

第３図に図示した曲線状部分は放物線状の曲線であ
り、その頂点は、上記接線（ｔ）が歯の斜面に接する接
点に一致するデカルト座標軸ｘ、ｙの原点であり、軸ｘ
は接線と一致し、かつ軸ｙは上記接点を通って上記接線
に直交する直線である。

第１の放物線状曲線はそれぞれ歯の斜面及び溝基線に
対して正接する。

上述のように、放物線状曲線は溝基線に対して略正接
する。

特に、本発明を構成する第１の放物線状曲線には次式
によりその外形が描かれる。

ｙ＝ax² ここでａは0.15乃至20の範囲とし、特に0.5乃至８の
範囲とすることが望ましい。

パラメータａは圧力角の正弦に追加された単位に正比
例し、圧力角の正弦を掛けた放物線の頂点に一致する第
１端を有する円の半径の４倍に反比例する。

全体の歯（７）は上述のように谷底が第１の放物線状
の曲線により形成され、その斜面は第２の放物線状曲線
により形成される。

この斜面の第２の放物線状曲線は軸ｘ、ｙに関係させ
て引く。これらの軸の原点は歯（７）の頭部（10）の端
部点15′にあり、その原点と端部点（18）間を伸長して
いる。

この解決手段において、斜面の境界を画定する式は次
の通りである。

ｙ＝ZX² ここで、Ｚは0.1乃至20の範囲内にて変えることが出
来、特に、２乃至20mmの範囲のピッチに対して0.35乃至
10の範囲内であることが望ましい。

第１の放物線状の谷底の曲線に代えて、部分（17）は
楕円形の曲線とし、その長径の一端が上記接点と一致す
る軸系の原点に一致する形状とすることが出来る。

より一般的な表現にては、接続部分（17）の曲線は次
式による外形にて描くことが出来る。

ｙ＝axⁿ ここで、ｎはある場合には、1.9乃至６の範囲内にて
変え、又0.1乃至20の範囲内の値とし、特に0.9乃至1.1
の範囲内の値とすることが望ましい。

第５図は曲線状部分（17）の拡大略図であり、ｎの値
は3.68とした。中心点Ｃを有する公知の円弧も又第５図
に点線で図示されている。

本発明による接続円弧を有するベルトの例は次の比に
よるものを含む（第３図）。

W/Dは、0.7乃至2.5。ただし、１乃至1.7であることが
望ましい。

W/Pは、0.41乃至0.71。ただし、0.5乃至0.63であるこ
とが望ましい。

H/Aは、0.30乃至0.75。

ここで第３図の記号を説明すると、Ｗ＝溝基線に対して平行に測定した２つの隣接する歯
の谷底の２つの第１端部18間の距離を示す。

Ａ＝歯の底部、即ち前記接線（ｔ）と前記溝基線との
交点間の距離Ｈ＝歯の高さＰ＝ベルトの歯ピッチＤ＝同一歯の２つの谷底の第１端部（18）間の距離第２図及び第３図示した曲線状部分（17）を有するベ
ルトの寸法は単に一例として以下の表に掲げてある。

上記例における歯の斜面及び頭部は線形又は凸状を問
わず、任意の形状とすることが出来る。

より具体的には、ベルトの歯は以下に説明するように
その境界を画定することが出来る。

歯頭部の両端15、15′間の距離＝2.15mm 歯斜面の外形に対応する式ｙ＝1.095x² 同様の方法によりかつ第５図に示した実施例を形成す
るための補助的手段として、次式により斜面−溝底部の
谷底の境界を画定し、ベルト歯のピッチが11、13及び14
mmである歯付きベルトに対するデータを以下に掲げる。

ｙ＝axⁿ ここで、ｎ及びａは対応する欄に示すように変化す
る。

このようにして、上述のベルトは同期式変速機手段
（第１図）の歯付きプーリ（２、３）と係合する。

一般にいって、及び公知のように、各プーリ（第６
図）は第１中央半径方向の第ｌ′−ｌ′を中心として対
称状である溝（23）と、及び第２中央半径方向の線Ｌ′
−Ｌ′を中心として対称状である歯（24）とを備えてい
る。

両端（28、29）が溝を接続する歯に達する接続部分
（30、31）の開始点である限り、溝（23）は底部（25）
及び該底部から伸長する斜面（26、27）から形成されて
いる。

曲線状とすることの出来る溝の斜面は、例えば、その
正接端ｔ′を有し、軸ｌ′−ｌ′に対して、ベルトの圧
力角の値に略等しい所定の圧力角を形成する。

歯（24）はプーリの最外側の円周線により識別される
頭部（32）を備えている。

この頭部（32）は公知の円弧状の形状においては斜面
及び円周線30に対して正接する上記の接続部分により斜
面に一体化されている。上記円弧はその曲率中心が外周
により小さい半径を有する内周上にある。

一実施例において、プーリは軸ｘ、ｙに対して物線状
円弧の形状を有し、その頂点が溝の底部（25）の両端に
ある斜面（26、27）を備えて形成することが出来る。

プーリの斜面は又、本出願人に付与された米国特許第
4,696,665号に記載されたように形成することも出来る
（この米国特許は上述の部品をより明確にしかつ変速機
の一部を形成するプーリに関する寸法を明瞭にするため
に引用して本明細書の一部にしてある。）本発明によるプーリは溝の斜面とその隣接する歯の頭
部間の曲線状の接続部分を備え、該接続部分はベルトの
斜面とその隣接する溝間の曲線状の接続部分について上
述したものと同一の原理により構成したものである。

かかる理由のため、本発明のプーリの曲線状の接続部
（30又は31）はベルトに関して上述した各種の形態に従
って構成することが出来る。

簡単にするため、歯の底部接続部分に関して既に説明
したことは改めて詳細に説明しない。本発明のプーリの
基本的な特徴は第７図に簡単に図示してある。

第７図から明らかであるように、公知のプーリは軸
ｘ、ｙに対して描いた放物線状曲線であり、歯の半径方
向最外側部分にその中心０がある円弧に接続された斜面
（34）を備えている。

中心０を有する円弧状接続部分は斜面（34）の端部に
端末点（35）があり、プーリの外周上の点（36）が歯の
頭部を画定する。

本発明による曲線状の接続部分（37）は中心０を有す
る円弧の第１端末点（35）に一致する第１端と、及び線
Ｌ′−Ｌ′と歯の頭部の交点と円弧の第２端末点（36）
間の第２端（38）とを備えている。

この到達可能な最高位置において、第２端（38）は第
２中心線Ｌ′−Ｌ′と歯の頭部の交点に一致することが
出来る。

ベルトに関して上述したことと同様に、曲線状の接続
部分（37）は軸に対して互いに直角に描いた放物線状曲
線であり、その原点（35）が斜面の底端にあり、Ｘ軸が
接線ｔ′に沿った形状に形成することが望ましい。

本発明によるプーリは第６図に示したものとは異なる
形状に形成することも出来る。プーリの溝が単一の曲率
中心を有する円弧状の形状の外形にて画成される場合、
底部（25）は一点まで収斂させることも出来よう。

溝及び歯の形状と共に、上述のプーリの寸法は変速機
の一部を形成するベルトの寸法及び形状に関連して選択
されたものである。

本発明のプーリはプーリ溝の形状に適合する歯外形を
有するベルト、及び非適合のベルトにさえ組み合わせる
ことが出来る。

さらに、本発明のプーリは歯と溝間に円弧状の形状の
底部接続部分を有する歯付きベルトと組み合わせること
が出来る。

より具体的には、本発明によるプーリは上述の歯付き
プーリと共に採用し、よって、２つの変速機プーリの少
なくとも一方を構成するようにすることが望ましい。

さらに、ベルトはそれが係合するプーリ溝の深さに等
しいか又はその深さを上廻り或は下廻る高さ寸法を有す
る歯を備えることが出来る。

本発明の所期の全ての目的を達成し得るものである。

その提案した目的を達成するための一例として、第４
図にはベルトの歯の斜面と隣接する溝の部分との間の接
続面積が図示されている。公知の接続部分は破線で示す
一方、本発明による接続部分は連続線で示されている。

第４図から明らかであるように、公知の接続部分は歯
斜面の下端に対応する点Ｅと溝基線間の円弧である。

点Ｅは圧力角が０である場合、最大限、点Ｄまでしか
達することが出来ない。

かくて、公知の接続部分の特徴は斜面と溝間の円弧の
半径に等しい側辺BCを有する四角内に略収容されること
である。

第４図には、本発明による接続部分は点ＢとＮ間のス
ペース内における点Ｂ′の位置いかんにより分かる程度
の半径よりも長いことを特徴とする長辺を有する矩形内
に収容された曲線状部分であることが同様に図示されて
いる。

故に、第１端Ｅの高さが等しい場合、本発明による接
続部分は外側被覆部分が長手方向ストランド（第４図に
図示せず）から剥離する可能性のあった領域内にてエラ
ストマー的材料の量が増大するのを許容する。

実際上、点Ｂの付近にて、公知のベルトにおいて、肉
厚の薄いエラストマーにより被覆布地に接着剤で接着さ
れた長手方向ストランドは、本発明によると、接着剤に
より、布地に接着され、部分BFにより明瞭であるよう
に、エラストマー的材料の肉厚は感知し得る程度に厚く
なる。

故に、非常な引っ張り応力が存在する場合、点Ｂの付
近において、布地とストランド間の確実な接着が実現さ
れる。

さらに、接着部の下端部を点Ｂから点Ｂ′に移動させ
ることにより、従来技術の場合と比べ、エラストマー的
材料の相当の肉厚部分に接触する布地の長さが増大し、
その結果、布地、特に、点Ｂ′に作用する単位当たりの
引っ張り応力が小さくなり、これに伴って、重荷重がベ
ルト歯に作用したとき、布地がストランドから剥離しな
いという利点が得られる。

さらに、接続部分部の下端を点Ｂから点Ｂ′まで移動
させること、換言すれば、接続曲線部を四角形内でな
く、矩形内にて取り付けることにより、円弧状の曲線部
により課せられる制約が解消され、その他の曲線を作用
して、斜面と溝間の領域内の布地に対して引っ張り応力
が徐々に加えられるようにすることが可能となる。

要するに、公知の装置の場合、ABに対応する狭いスペ
ース内にてベルトの外形は溝の扁平部分から斜面の点Ｅ
（その最初の方向は溝の底部に対して感知可能な角度で
ある）まで急激に変化する。これに対して、本発明によ
ると、部分BB′内において、ベルトの外形が扁平な領域
から感知し得る程度に傾斜した領域まで変化するスペー
スが増大し、さらに該スペース内において、接続部分は
従来技術と比べ、より緩慢な傾斜となり、例えば、点Ｅ
及びＢ′にて接続端部に対する放物線円弧状の接線とな
る。

本発明の接続部分の特徴の結果、対応するプーリの歯
により伝達される荷重に関連する歯の強度が増大する。

実際上、歯の寸法が同一であるならば、公知の接続部
分と異なり、接続部EB′が存在するため、斜線部分によ
り識別される領域EB′Ｂにより明らかにされるように、
エラストマー的材料の量が増大する。

故に、底部付近の領域の面積が増大する結果、重荷重
下、荷重を伝達しかつ過荷重に耐えるベルトの性能が増
大し、しかもこれを理由として、従来技術と比べてベル
トの寿命が短くなることはない。

又、この好適な結果は、現在の技術に基づく原理と反
対の原理に基づく解決方法に起因するものであることに
も注目する必要がある。

実際上、公知の歯付きベルト技術において、斜面に対
する接線ｔと溝基線間の角度ｂにより画定されるスペー
スは角度ｂの二等分線Ｔを中心として対称状である円弧
の形態による接続部を特徴としていた。

要するに、１つの理由は別の理由により上記の対称状
の形態の考えは、変えるべきではないと考えられてい
た。その理由は改良の目的上、接続部分は僅んど改変す
ることが出来ないであろうからである。

本出願人は接続部分はベルトの寿命に関する限り重要
な部品の１つであると考え、寿命を短くする原因を緩和
するための解決手段の開発に努力を傾注してきた。従来
技術の欠点を解決するための手段は従来技術とは異なる
原理に見い出すことが出来た。

第４図に示すように、実際上、本発明の接続部分は二
等分線Ｔの右側に接続する曲線状部分が左側の曲線状部
分より大きい限り、角度ｂの二等分線Ｔを中心として接
続部曲線は対称状となるという考えを基にしている。

その結果、従来のベルト技術において、一般的であっ
た原理とは反対の原理に基づいて従来技術の欠点を解決
するため、本発明は新規であるのみならず革新的なもの
である。

さらに第５図を参照すると、本発明による接続の結
果、距離BFから明らかであるように、最も重要な部分に
おいて、円弧状の場合と比べ、より多量のエラストマー
的材料の量を維持し得る曲線状部分（17）が提供され
る。

上方領域において、曲線状部分（17）は第５図に示す
ように円弧と交差し、かかる円弧と比べて、斜面に対す
る接線ｔにより接近した位置にされる。

この解決手段は、ベルト歯がプーリ溝に入り、非常な
荷重状態になろうとするとき、ベルト歯の斜面とプーリ
歯の斜面との間の滑りを軽減するという利点を提供す
る。

上述のことに加えて、さらに、本発明は第２図及び第
３図に示す曲線状部分（17）に伴う特徴と歯の底部に対
して感知し得る程度に伸長させた溝に伴う特徴とを組み
合わせることにより提供される好適な実施例をも包含す
ることが出来る点にも注目すべきである。

この実施例はさらに別の目的の達成、即ち、引っ張り
応力の増大に起因して、溝の底部領域内にて布地がその
下方のストランドから剥離するのに抵抗する力を増大さ
せることを可能にする。

上述の好適な実施例により提供される効果は予測し得
ないものである。

提案した目的を達するための手段は第４図の略図を参
照することにより明らかとなる。ここで、歯の基本的寸
法、即ち、底部Ａ、高さＨ、圧力角ａ及び曲線状斜面の
外形が等しい場合、２つのベルトは次のようにして識別
することが出来る。即ち、その一方のベルトは歯の斜面
と円弧状の溝間の接続部分及び2BNに等しい溝底部を有
するのが第１のベルトであり、曲線状の接続部分EB′及
び2B′Ｎ′に等しい溝底部を有するのが第２のベルトで
ある。実際上、第１のベルトはピッチＰを有し、第２の
ベルトはより長いＰ′を有するようにし、これらのピッ
チ寸法はそれぞれ9.525mm及び14mmとする。

容易に理解し得るように、第２のベルトは第１のベル
トより長いピッチを有するため、第２ベルトはベルトの
長さが同一であるならば歯の数は少なくなる。

故に、等しい荷重を伝達しようとする場合、第２のベ
ルトの各歯にはより大きい荷重が作用し、従って、溝底
部の被覆手段として取り付けられた布地に大きい応力が
加わり、その結果、溝底部付近にて布地がストランドか
ら剥離する虞れが大きくなる。しかし、実際上、本発明
により、かかる虞れを解消する顕著な改良が実現され
た。

その達成可能な優れた結果は、例えば、米国特許第3,
756,091号に開示されたように、歯に加えられる応力を
明らかにするために実施された歯付きベルトの光弾性の
分析結果を検討することにより明らかになる。

実際上、歯付きベルトにおいて、プーリ歯とかみ合う
第１歯は後続のかみ合い歯と比べて感知し得る程度によ
り大きい応力を受けることが知られている。

かくて、ピッチＰを有するベルトからより長いピッチ
Ｐ′を有するベルト（例えば、9.525mmのピッチから14m
mのピッチ）まで変化しても、かみ合う歯の変形には実
質上何らの影響がないという、光弾性の分析結果を確信
することが出来、その結果、溝底部がBNからＢ′Ｎ′ま
で伸長した場合でも、実際上、布地とエラストマー間の
化学的な接着面積が増大するだけの効果しかなく、よっ
て、布地がその下方のストランドから剥離するのを防止
出来る。

さらに、別の実施例及び再び第４図を参照すると、ピ
ッチが9.525mmで円弧状の底部接続部分を有するベルト
からピッチが11mmで本発明による曲線状の底部接続部分
を有するベルトに変えることにより、部分Ｂ′Ｎ′＝BN
であるベルトを提供することが可能である。

かかる実施例の場合にも、歯数がより少ないベルトの
場合と異なり、ベルトの伝達可能な荷重は同一であろう
が、上述のように部分Ｅ′Ｂが存在するために、ストラ
ンドと布地との間はより強力に接着する。

本発明の特定の実施例について説明したが、当業者に
明らかなその他の全ての変形例が本発明の範囲に包含さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は歯付きベルトを有する変速機の側面図及びプー
リ溝内にあるベルト歯の拡大図、第２図、第３図及び第４図は本発明によるベルト歯及び
その隣接する溝の一実施例に係る長手方向断面図、第５図は本発明によるベルトの歯と溝間の接続部分の変
形例の図、第６図は歯付きプーリの長手方向断面図、及び、第７図
は本発明によるプーリの斜面と隣接する歯間の接続部分
の図である。 1:歯付きベルト、２、3:歯付きプーリ 4:環状本体、５、6:面 7:歯、8:溝 9:引っ張り力抵抗部材 11、12:谷底、13、14:斜面 16:ナイロン布地、17:曲線状部分（接続部分） 18、19:端、20:円弧 21:端末点、22:交点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−279135（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−10168（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−56376（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−180749（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16G 1/28 F16H 7/00 - 7/02 F16H 55/32 - 55/56

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの面によりその境界が画定された本体
と、前記面の少なくとも１つから伸張する複数の歯
（７）と、前記歯と交互に配設された複数の溝（８）
と、ベルトの長手方向に向けかつ歯に近接させて前記本
体に内蔵された引っ張り力抵抗部材（９）と、歯を被覆
する少なくとも１つの層と、を備え、ベルトが延伸されたとき、歯がそこから伸長する面上に
位置決められた溝基線により各溝の境界が画定されかつ
各溝が中心線（Ｌ−Ｌ）を中心として対称状である一
方、各歯が中心軸（ｌ−ｌ）を中心として対称状であ
り、かつ頭部、２つの谷底（12）及び頭部から開始する
２つの伸長した斜面（13、14）にて形成され、各谷底が
曲線状部分（17）を備え、該曲線状部分の第１端及び第
２端（18、19）が斜面の端部及び溝基線上にそれぞれ位
置し、各歯が谷底と斜面との交点にて、溝基線に対して所定の
角度（ｂ）を形成して伸びかつ斜面（13、14）に所定の
接点にて接する接線（ｔ）を有する可撓性ベルトにおい
て、曲線状の谷底の前記第１端部（18）が、斜面及び溝基線
に正接する円弧（20）の第１の端末点に一致し、該円弧
（20）の曲率中心（Ｃ）が前記所定の角度（ｂ）の二等
分線（Ｔ）上にあり、前記曲線状部分の前記第２端部
（19）が、溝の中心線（Ｌ−Ｌ）及び溝底部の交点と前
記円弧の第２の端末点（21）との間に位置決めされ、最
大限、溝の底部上の前記交点上に位置決めされ、前記曲線状部分（17）が放物線状曲線であり、前記接線
（ｔ）をｘ軸としかつ前記接点を通って前記接線（ｔ）
に直交する直線をｙ軸とするｘ−ｙ座標において、前記
放物線状曲線の頂点が前記ｘ−ｙ座標の原点に一致する
と共に前記放物線状曲線が前記溝基線に正接することを
特徴とする可撓性ベルト。
【請求項２】曲線状部分（17）の底部の前記溝基線方向
長さ（ｍ）と最大高さ（ｈ）の比が1.7乃至５の範囲内
にあることを特徴とする請求項１記載のベルト。ここで、曲線状部分の底部の前記溝基線方向長さ（ｍ）
は、前記曲線状部分（17）の第１端部（18）と第２端部
（19）との間の前記溝基線方向距離として測定し、曲線状部分の最大高さ（ｈ）は第１端部（18）の前記溝
基線からの距離として測定する。
【請求項３】前記曲線状部分がその第２端部にて溝基線
に正接することを特徴とする請求項１又は２に記載のベ
ルト。
【請求項４】前記曲線状部分がそれぞれ斜面に対する接
線上及び溝基線上にそれぞれ位置決めされた両端部を備
え、前記接線及び溝基線がその間に95゜乃至115゜の範
囲の所定の角度を形成することを特徴とする請求項１乃
至３の何れかに記載のベルト。
【請求項５】曲線状部分の最大高さ（ｈ）と歯の高さ
（Ｈ）の比が0.15乃至0.5の範囲内にあることを特徴と
する請求項１乃至４の何れかに記載のベルト。ここで、歯の高さ（Ｈ）は歯頭部の最伸長点と溝基線に
一致する歯の底部との間の距離を測定する。
【請求項６】曲線状部分（17）の第１端部（18）どうし
間の距離（Ｄ）と、歯の前記接線（ｔ）と前記溝基線と
の交点どうし間の距離（Ａ）との比が0.75乃至0.98の範
囲内にあることを特徴とする請求項１乃至５の何れかの
項に記載のベルト。
【請求項７】２つの面によりその境界が画定された本体
と、前記面の少なくとも１つから伸張する複数の歯
（７）と、前記歯と交互に配設された複数の溝（８）
と、ベルトの長手方向に向けかつ歯に近接させて前記本
体に内蔵された引っ張り力抵抗部材（９）と、歯を被覆
する少なくとも１つの層と、を備え、ベルトが延伸されたとき、歯がそこから伸長する面上に
位置決められた溝基線により各溝の境界が画定されかつ
各溝が中心線（Ｌ−Ｌ）を中心として対称状である一
方、各歯が中心軸（ｌ−ｌ）を中心として対称状であ
り、かつ頭部、２つの谷底（12）及び頭部から開始する
２つの伸長した斜面（13、14）にて形成され、各谷底が
曲線状部分（17）を備え、該曲線状部分の第１端及び第
２端（18、19）が斜面の端部及び溝基線上にそれぞれ位
置し、各歯が谷底と斜面との交点にて、溝基線に対して所定の
角度（ｂ）を形成して伸びかつ斜面（13、14）に所定の
接点にて接する接線（ｔ）を有する可撓性ベルトにおい
て、曲線状の谷底の前記第１端部（18）が、斜面及び溝基線
に正接する円弧（20）の第１の端末点に一致し、該円弧
（20）の曲率中心（Ｃ）が前記所定の角度（ｂ）の二等
分線（Ｔ）上にあり、前記曲線状部分の前記第２端部
（19）が、溝の中心線（Ｌ−Ｌ）及び溝底部の交点と前
記円弧の第２の端末点（21）との間に位置決めされ、最
大限、溝の底部上の前記交点上に位置決めされ、前記曲線状部分（17）が楕円形曲線であり、前記接線
（ｔ）をｘ軸としかつ前記接点を通って前記接線（ｔ）
に直交する直線をｙ軸とするｘ−ｙ座標において、前記
楕円形曲線の長半径の一端が前記ｘ−ｙ座標の原点に一
致すると共に前記楕円形曲線が前記溝基線に正接するよ
うにしたことを特徴とする可撓性ベルト。
【請求項８】前記曲線状部分が凸状の外形により境界が
確定された斜面を有する歯の谷底を形成することを特徴
とする請求項１乃至７の何れかに記載のベルト。
【請求項９】斜面と曲線状の谷底部分の交点における接
線が歯の中心軸に対して５゜乃至25゜の範囲の角度を形
成することを特徴とする請求項８記載のベルト。
【請求項１０】斜面と曲線状の谷底部分の交点が溝の境
界を確定する溝基線に対して平行な線上に位置決めさ
れ、かつ歯の高さの15％乃至20％を占める量だけ前記溝
基線から離れた位置にあることを特徴とする請求項８又
は９に記載のベルト。
【請求項１１】前記ベルトが延伸したとき、溝基線に隣
接する２つの歯の曲線状の谷底部分の第１端間の距離が
単一の歯の第１端間の距離に対して0.7乃至2.5の比の範
囲内にあることを特徴とする請求項１記載のベルト。
【請求項１２】２つの隣接する歯の曲線状の谷底部分の
第１端間の距離とピッチとの比が0.41乃至0.71の範囲内
にあることを特徴とする請求項１記載のベルト。
【請求項１３】２つの面によりその境界が画定された本
体と、前記面の少なくとも１つから伸張する複数の歯
（７）と、前記歯と交互に配設された複数の溝（８）
と、ベルトの長手方向に向けかつ歯に近接させて前記本
体に内蔵された引っ張り力抵抗部材（９）と、歯を被覆
する少なくとも１つの層と、を備え、ベルトが延伸されたとき、歯がそこから伸長する面上に
位置決められた溝基線により各溝の境界が画定されかつ
各溝が中心線（Ｌ−Ｌ）を中心として対称状である一
方、各歯が中心軸（ｌ−ｌ）を中心として対称状であ
り、かつ頭部、２つの谷底（12）及び頭部から開始する
２つの伸長した斜面（13、14）にて形成され、各谷底が
曲線状部分（17）を備え、該曲線状部分の第１端及び第
２端（18、19）が斜面の端部及び溝基線上にそれぞれ位
置し、各歯が谷底と斜面との交点にて、溝基線に対して所定の
角度（ｂ）を形成して伸びかつ斜面（13、14）に所定の
接点にて接する接線（ｔ）を有する可撓性ベルトにおい
て、曲線状の谷底の前記第１端部（18）が、斜面及び溝基線
に正接する円弧（20）の第１の端末点に一致し、該円弧
（20）の曲率中心（Ｃ）が前記所定の角度（ｂ）の二等
分線（Ｔ）上にあり、前記曲線状部分の前記第２端部
（19）が、溝の中心線（Ｌ−Ｌ）及び溝底部の交点と前
記円弧の第２の端末点（21）との間に位置決めされ、最
大限、溝の底部上の前記交点上に位置決めされ、歯の斜面と隣接する溝との間における前記曲線状の谷底
部分が次式によりその境界が確定されることを特徴とす
る可撓性ベルト。ｙ＝axⁿ ここで、ｘ−ｙ座標は、前記接線（ｔ）をｘ軸としか
つ前記接点を通って前記接線（ｔ）に直交する直線をｙ
軸とし、かつｎは1.9乃至６とし、ａは0.1乃至20とす
る。
【請求項１４】ベルトが延伸したとき、２つの隣接する
歯の前記曲線状の谷底部分が、溝基線に一致する中間の
線形部分に正接し、ベルト歯ピッチ（Ｐ）が13乃至14mm
であり、２つの隣接する歯の曲線状部分の第１端（18）
どうし間の距離（Ｗ）とピッチ（Ｐ）との比が0.62乃至
0.50の範囲にあり、及び歯の高さ（Ｈ）と、歯の前記接
線（ｔ）と前記溝基線との交点どうし間の距離（Ａ）と
の比が0.61であることを特徴とする請求項１記載のベル
ト。
【請求項１５】前記曲線状部分が次式による曲線を有す
る放物線状曲線であることを特徴とする請求項13記載の
ベルト。ｙ＝ax² ここで、ａは、0.15乃至20とし、かつｘ−ｙ座標は、前記接線（ｔ）をｘ軸としかつ前記接点
を通って前記接線（ｔ）に直交する直線をｙ軸とし、か
つ前記放物線状曲線の頂点が前記ｘ−ｙ座標の原点に一
致する。
【請求項１６】複数の歯（24）と交互に配設された複数
の溝（23）であって、各々が第１の半径方向の中心線
（ｌ′−ｌ′）を中心として対称状でありかつ、底部
（25）と、前記底部から開始する２つの接続部分（30、
31）と、及び２つの伸長した斜面（26、27）とから成る
前記溝と、前記歯の各々が第２の半径方向の中心線
（Ｌ′−Ｌ′）を中心として対称状であり、プーリの半
径方向の最外周により境界が画定された頭部（32）を備
え、前記頭部（32）が２つの接続部分により斜面に一体
化され、各々の接続部分が第１端（35）及び第２端（3
8）という２つの端部間にそれぞれ曲線状部分（37）を
備える歯付きプーリであって、各曲線状部分（37）がプーリの前記外周及び斜面に正接
する円弧の第１の端末点（35）に一致する前記第１端
（35）を備え、かつ該円弧の曲率中心が前記外周より小
さい半径の円周上にて歯の内側にあり、曲線状部分の前記第２端が、歯の半径方向の前記第２中
心線（Ｌ′−Ｌ′）及び外周の交点（39）と前記円弧の
第２端末点（36）との間に位置決めされ、最大限、前記
交点（39）上に位置決めされ、前記曲線状の接続部分が放物線状曲線（37）であり、前
記放物線状曲線の頂点が前記第１端（35）に一致すると
共に、前記放物線状曲線（37）が歯の斜面（26、27）と
歯の頭部（32）との間の連続的な接続部分を提供するこ
とを特徴とする歯付きプーリ。
【請求項１７】溝の斜面（26、27）が放物線状の外形に
よりその境界が確定されることを特徴とする請求項16記
載のプーリ。
【請求項１８】請求項１乃至15の何れかに記載のベルト
を備えることを特徴とする、歯付きベルトと少なくとも
２つの歯付きプーリ間に運動を伝達する変速機。
【請求項１９】請求項16記載の歯付きプーリの一つを備
えることを特徴とする、歯付きベルトと少なくとも２つ
の歯付きプーリ間に運動を伝達する変速機。
【請求項２０】請求項16記載の少なくとも２つのプーリ
に係合する請求項１記載の歯付きベルトを備えることを
特徴とする、歯付きベルトと少なくとも２つの歯付きプ
ーリ間に運動を伝達する変速機。