JP3731574B2 - 無段変速機用の伝動ベルト - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溝幅が可変の一対の可変プーリ間に伝動ベルトが巻き掛けられ動力が伝達される形式のベルト式無段変速機に関し、特にその伝動ベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溝幅が可変の一対の可変プーリ間に伝動ベルトが巻き掛けられ動力が伝達される形式のベルト式無段変速機は、車両用駆動装置などに使用される。このベルト式無段変速機は、可変プーリに巻き掛けられた伝動ベルトのエレメントの接触面とそのエレメントに接触させられている可変プーリのシーブ面との摩擦力により、入力側可変プーリに与えられたトルクを出力側可変プーリに伝えている。このため、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの間のスリップ防止、伝達効率の向上、摩擦面の耐久性の向上などが望まれている。
【０００３】
これに対して、伝動ベルトのエレメントの接触面および可変プーリのシーブ面を、ショットピーニング処理を用いて３〜１０μｍＲｚの表面粗さにすることで、伝動ベルトのエレメントおよび可変プーリの相互接触面における摩耗量が少なくなるので、ベルト式無段変速機の耐久性が高められ、また伝動ベルトのエレメントおよび可変プーリの相互接触面における摩擦係数が高くなるので、許容伝達トルクが高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりも小型に構成され得る技術が提案されている。たとえば、特許文献１に記載されたものがそれである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１５７１４６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９３７９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両用のベルト式無段変速機としては、エンジンの高出力高トルク化に伴う高伝達トルク容量、環境やスペース効率を改善するための小型、軽量化が近年ますます要求されてきている。このためには、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの摩擦係数をさらに高くする必要があるが、現状では、伝動ベルトのエレメントと可変プーリは潤滑油で潤滑されている場合、潤滑油に含まれる添加剤が接触面に反応膜を生成し摩耗、錆などを抑制するので接触面の摩擦係数を充分に向上することができず摩擦係数μは、μ＝０．１強にとどまっている。
【０００６】
また、可変プーリが伝動ベルトを挟む圧力を高くすることで高トルクを伝達することが考えられるが、この場合接触面の摩耗量が大きくなり、ベルト式無段変速機の耐久性が充分得られない可能性があり、また摩耗によって摩擦係数が低下する可能性がある。
【０００７】
また、車両用のベルト式無段変速機としては、乗員の乗り心地や騒音問題に対して、静粛性も近年ますます要求されてきている。特に、伝動ベルトが引張式伝動ベルトの場合圧縮式伝動ベルトと比較すると、ベルトを構成するエレメントのピッチが比較的大きく、エレメントが可変プーリと接触する入り口では、エレメントが可変プーリに対して間欠的に衝突することになるので、その衝突に起因する騒音が大きくなってしまう。
【０００８】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、伝動ベルトと可変プーリとの接触面において、高い摩擦係数が得られしかも摩耗量が少なくさらに静粛性も向上するベルト式無段変速機用の伝動ベルトを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、基材としての５０重量％以上の熱硬化性樹脂材料に５〜３０重量％の短繊維材および５〜３０重量％の粉末材が充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を、備えたことにある。
【００１０】
【発明の効果】
このようにすれば、可変プーリとの接触面は樹脂製被膜となり、樹脂製被膜の基材である熱硬化性樹脂材料が５０重量％以上含まれてその熱硬化性樹脂自身の特性により樹脂製被膜の強度が確保されることに加え、短繊維材が５〜３０重量％混合されることでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材が５〜３０重量％混合されることでさらに摩擦係数が高められるので、樹脂製被膜の摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。
【００１１】
この結果、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力に対して十分な強度を確保し例えば可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力によって樹脂製被膜が破壊されることがなく、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。
【００１２】
また、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いることで、伝動ベルトのエレメントに樹脂製被膜を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。
【００１５】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記樹脂製被膜は、前記充填剤としての硬質粒子材および自己潤滑剤の少なくとも一つがさらに含まれる材料で構成されたものである。このようにすれば、その硬質粒子材によって摩擦係数、耐摩耗性が一層高められ、またその自己潤滑剤によって摩擦係数の速度に対する安定性を確保できる。
【００１６】
また、好適には、前記エレメントは金属製であり、前記可変プーリと接触する接触面に固着される前記樹脂製被膜の基材を構成する前記熱硬化性樹脂材料はフェノール樹脂或いはエポキシ樹脂のいずれかである。このようにすれば、そのエレメントとその可変プーリとの接触面に作用する摩擦力によって生じるその樹脂製被膜を引き剥がす力に対して、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂は、金属との接着力が強いのでベルト式無段変速機の使用下においてエレメントよりその樹脂製被膜が剥離することがない十分な接着力を確保できる。また、エレメントに樹脂製被膜を固着する製造工程において接着力を強くするための前処理等、たとえばプレコート等が不要になり、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂自身が熱硬化性樹脂の中で比較的低コストであることを含めて製造コストの低減が図れる。さらに、上記基材自身の耐摩耗性が優れているので、充填剤による補強が容易になる。
【００１７】
また、好適には、前記短繊維材は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、銅繊維のうち少なくとも一つを含むものである。このようにすれば、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維では強度、耐摩耗性を一層向上させることができる。特にアラミド繊維は少量でもその効果が大きい。また、銅繊維では耐摩耗性だけでなく摩擦係数をも一層向上させることができる。
【００１８】
また、好適には、前記粉末材は、カシューダスト、鉄粉、銅粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートのうち少なくとも一つを含むものである。このようにすれば、摩擦係数を一層向上させることができる。また、これらは研磨材としてではなく凝着によって摩擦係数を向上させるものであり、樹脂製被膜は、エレメントと接触する可変プーリのシーブ面の摩耗を増大させてしまうということがない。
【００１９】
また、好適には、前記充填剤は、前記硬質粒子材としての、アルミナ（Ａl2Ｏ3）、シリカ（ＳiＯ2）、超硬合金（ＷＣ）、炭化クロム（Ｃr3Ｃ2）、炭化珪素（ＳiＣ）、炭化クロム鉄（ＦeＣrＣ）、前記自己潤滑剤としての、黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンのうちの少なくとも一つを含むものである。このようにすれば、アルミナ、シリカ、ＷＣ、Ｃr3Ｃ2、ＳiＣ、ＦeＣrＣは、摩擦係数、耐摩耗性を一層向上させることができる。また、黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンは、摩擦係数の速度に対する安定性を一層確保できる。
【００２０】
また、好適には、前記樹脂製被膜の厚みは、０．１ｍｍ乃至１ｍｍである。このようにすれば、０．１ｍｍ以上とすることで摩耗量に対して十分な厚みを確保して伝動ベルトの性能が維持され、１ｍｍ以下とすることで厚すぎるために伝動ベルトの機能が損なわれたり、また過剰品質とならず製造コストを低く抑えることができる。
【００２１】
また、好適には、前記ベルト式無段変速機用の伝動ベルトは、（ａ）無端環状のフープと前記エレメントとして該フープに沿って厚さ方向に多数連ねられた厚肉板片状のブロックとを有する無端環状の圧縮式伝動ベルトであるか、或いは（ｂ）リンクプレートと前記エレメントとしての連結ピンを有し、交互に重ねられたリンクプレートの端部がその連結ピンによって相互に連結されることにより無端環状のリンクチェーンを構成する引張式伝動ベルトである。このようにすれば、そのエレメントの可変プーリとの接触面に樹脂製被膜が固着されているので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、エレメントの可変プーリとの接触面が金属製の場合と比較して、樹脂製被膜は、弾性率が小さいため可変プーリとの接触時の衝撃を小さく抑えるので、騒音を小さくすることができる。特に、引張式伝動ベルトの場合は、エレメントが可変プーリと接触する入り口での間欠衝突に対して衝撃力が小さくなるのでより効果がある。また、ベルト式無段変速機の製造工程の中で伝動ベルトのエレメント部分に樹脂製被膜を固着する工程が追加されるだけなので、エレメントの接触面と可変プーリのシーブ面の両方を表面処理等の加工をして性能を向上させることに比べて、製造コストを低く抑えることができる。
【００２２】
また、好適には、動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、基材としての熱硬化性樹脂材料に短繊維材および粉末材を充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を備え、前記エレメントは、金属製であって、前記可変プーリと接触する前記接触面に、突起、窪み或いは凹凸が形成されたものであり、前記樹脂製被膜は、その突起、窪み或いは凹凸の上に固着させられたものであることにある。このようにすれば、可変プーリとの接触面は樹脂製被膜となり、樹脂製被膜の基材である熱硬化性樹脂自身の特性に加え短繊維材を混合することでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材を混合することでさらに摩擦係数が高められので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いることで、伝動ベルトのエレメントに樹脂製被膜を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。また、その接触面とその樹脂製被膜との接着面積がより大きくなり、上記エレメントとプーリとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機の使用下において樹脂製被膜が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００２３】
また、好適には、動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、基材としての熱硬化性樹脂材料に短繊維材および粉末材を充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を備え、前記エレメントは、金属製であり、前記可変プーリと接触する前記接触面は孔部が形成されるとともに、その孔部が形成された接触面とそれに略垂直に隣接する面にはその孔部に通じる第二孔部が形成されており、前記樹脂製被膜は、その材料が射出成形によりその孔部とその第二孔部の内部を満たすように流入させられることにより、その接触面とそれに略垂直に隣接する面に固着させられると同時に、上記孔部および第二孔部内に流入させられた材料と一体とさせられたものであることにある。このようにすれば、可変プーリとの接触面は樹脂製被膜となり、樹脂製被膜の基材である熱硬化性樹脂自身の特性に加え短繊維材を混合することでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材を混合することでさらに摩擦係数が高められので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いることで、伝動ベルトのエレメントに樹脂製被膜を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。また、接触面とそれに略垂直に隣接する面に固着させられた樹脂製被膜は、そのエレメントの内部を通じて固着させられた樹脂と一体となり抜き取れない様な構造となるので、エレメントと可変プーリとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機の使用下において樹脂製被膜が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００２４】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一例である伝動ベルトとして圧縮式伝動ベルト１６を用いたベルト式無段変速機１０の構成を示す断面図である。このベルト式無段変速機１０は、互いに平行な軸心まわりに回転させられる溝幅が可変の入力側可変プーリ１２および出力側可変プーリ１４と、動力を伝達するためにそれら入力側可変プーリ１２および出力側可変プーリ１４との間に巻き掛けられた圧縮式伝動ベルト１６とを備えている。
【００２６】
上記入力側可変プーリ１２は、入力軸１８に固定された金属製、たとえば炭素鋼等の鋼製の入力側固定プーリ１２ａと、入力軸１８の軸方向に移動可能に取り付けられた金属製、たとえば炭素鋼等の鋼製の入力側可動プーリ１２ｂとで構成されていて、入力側油圧アクチュエータ２０により入力側可動プーリ１２ｂが入力軸１８の軸方向に移動させられることによって入力側固定プーリ１２ａと入力側可動プーリ１２ｂとの間の溝幅１２ｗ、すなわち入力側可変プーリ１２の有効径が変化させられる。同様に、上記出力側可変プーリ１４は、出力軸２２に固定された金属製、たとえば炭素鋼等の鋼製の出力側固定プーリ１４ａと、出力軸２２の軸方向に移動可能に取り付けられた金属製、たとえば炭素鋼等の鋼製の出力側可動プーリ１４ｂとで構成されていて、出力側油圧アクチュエータ２４により出力側可動プーリ１４ｂが出力軸２２の軸方向に移動させられることによって出力側固定プーリ１４ａと出力側可動プーリ１４ｂとの間の溝幅１４ｗ、すなわち出力側可変プーリ１４の有効径が変化させられる。
【００２７】
上記入力側可変プーリ１２を構成する入力側固定プーリ１２ａと入力側可動プーリ１２ｂとの対向面には中心側ほど互いに接近する円錐状の一対の入力側シーブ面１２ｃが形成されることにより、それら入力側固定プーリ１２ａと入力側可動プーリ１２ｂとの間に入力側Ｖ溝２６が形成されている。同様に、上記出力側可変プーリ１４を構成する出力側固定プーリ１４ａと出力側可動プーリ１４ｂとの対向面には中心側ほど互いに接近する円錐状の一対の出力側シーブ面１４ｃが形成されることによりそれら出力側固定プーリ１４ａと出力側可動プーリ１４ｂとの間に出力側Ｖ溝２８が形成されている。入力側可変プーリ１２および出力側可変プーリ１４の外径は種々のものが用いられ得るが、車両用駆動装置に用いる場合には、たとえば２０〜３０ｃｍ程度とされる。
【００２８】
図２は、図１の入力側可変プーリ１２、出力側可変プーリ１４および圧縮式伝動ベルト１６を示す斜視図である。圧縮式伝動ベルト１６は、図１および図２に示すように無端環状のテープ状の一対のフープ３０と、その一対のフープ３０に沿って厚さ方向に互いに密着するように多数連ねられたエレメントとしての厚肉板片状のブロック３２とを有し、そのブロック３２の板厚方向に対して垂直方向すなわち側面側に開いている一対のフープ嵌合溝３２ａに一対のフープ３０がそれぞれ嵌め入れられた、全体として無端環状の構成になっている。フープ３０はたとえば均一な幅を有する鋼製の無端環状の薄板が複数枚積層されることによって可撓性を有するように構成されている。
【００２９】
前記入力側油圧アクチュエータ２０によって、入力側可変プーリ１２の溝幅１２ｗが変化させられると、入力側可変プーリ１２に巻き掛けられた圧縮式伝動ベルト１６は入力側シーブ面１２ｃの径方向に沿って移動させられ、入力側可変プーリ１２の有効径が変化させられることになる。同時に、圧縮式伝動ベルト１６の張力を維持するために出力側油圧アクチュエータ２４によって、出力側可変プーリ１４の溝幅１４ｗが変化させられると、出力側可変プーリ１４に巻き掛けられた圧縮式伝動ベルト１６は出力側シーブ面１４ｃに沿って移動させられ、出力側可変プーリ１４の有効径が変化させられることになる。これにより、ベルト式無段変速機１０の変速比γ（＝入力側可変プーリ１２の回転速度／出力側可変プーリ１４の回転速度）が変化させられる。
【００３０】
図３は、上記圧縮式伝動ベルト１６の部分拡大図である。圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２は、金属製たとえば炭素鋼等の鋼製で、動力を伝達するために前記入力側シーブ面１２ｃおよび前記出力側シーブ面１４ｃと接触している接触面３４が、前記入力側Ｖ溝２６を構成する入力側シーブ面１２ｃおよび前記出力側Ｖ溝２８を構成する出力側シーブ面１４ｃに沿うように同様の角度で形成されている。さらに、接触面３４に樹脂製被膜３６が固着させられている。これによりブロック３２の接触面３４は樹脂製被膜３６を介して入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃと接触することとなる。
【００３１】
図４（ａ）は上記ブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図４（ｂ）はその図４（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように接触面３４には略長方形で深さ約０．１ｍｍ程度の窪み３８ａが形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０すなわち図４（ａ）において接触面３４の左右の面もしくは図４（ｂ）の上部の左右の面には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、図４（ｂ）の点線に示すように接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が窪み３８ａの底部から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着される。この結果接触面３４は樹脂製被膜３６による接触面３４ｂとなる。
【００３２】
図５は、上記樹脂製被膜３６を上記ブロック３２の接触面３４に固着するための製造工程１００の手順を示した図である。調合工程１０２では、樹脂製被膜３６の基材となる熱硬化性樹脂と強度を高めるための短繊維材および耐久性を高めるための粉末材を含む種々の充填剤とが混合されることにより流動性の塗布材料が調合される。塗布工程１０４では、その塗布材料が上記接触面３４に、たとえばディピング、スプレーコーティング、射出成形等により塗布される。硬化工程１０６では、塗布された材料が、たとえば１５０〜１８０℃程度で熱硬化される。仕上工程１０８では、必要に応じばり取りなどの機械加工によって規定の寸法通りとする仕上げ加工を行ってもよい。
【００３３】
表１は、上記樹脂製被膜３６に用いた種々の材料で構成された各試料の成分組成および性能試験の結果とを示している。この試験では、図４（ａ）、（ｂ）に示した形状のブロック３２を用いて、上記製造工程１００に従い、ブロック３２に樹脂製被膜３６を表１に示す種々の基材および充填剤を混合した材料で構成して固着させた試料No.１乃至試料No.２０が作成され、それ等をベルト式無段変速機１０が実際に使用された場合の実寿命（絶対寿命）を把握できる加速試験、すなわち負荷を実車走行状態に比較し大きく設定した試験で実施された。ただし、試料No.１９および試料No.２０は、基材となる樹脂が熱可塑性樹脂であるので樹脂製被膜３６の固着方法は、製造工程１００ではなく、簡単に示すと、熱可塑性樹脂を加熱させた後充填剤を混合した材料をブロック３２に塗布等してその後冷却して固着させる手順となる。また、各試料とは別に従来品すなわちブロック３２に樹脂製被膜３６が固着させられてなく接触面３４が鋼であるものの試験結果も表１に記載した。表１中の性能試験結果のうち摩擦係数μは、従来品と比較するために、従来品を１．００として相対的に数値化したものである。ここでは、１．００以上となれば摩擦係数が向上したこととなる。また、摩耗量は、実際に摩耗した絶対値であり、耐久試験等で得られたデータに基づき導き出された経験的な数値である５０μｍ以下であれば使用可と判定する。また、強度特性は、破壊、クラック等のひび割れが発生すれば×、発生しなければ○とした。各成分組成の数値は、全体重量に対する混合率（重量％）である。また、総合評価は、性能が充分に改善されたものを○、されないものを×として記載した。表１の見方の一例は、試料No.１は、基材樹脂材料のフェノール樹脂を重量比５０％として充填剤である短繊維材のガラス繊維を重量比３０％および粒子の炭酸カルシウムを重量比２０％混合した材料で樹製脂被膜３６をブロック３２の接触面３４に固着させて試験をした結果、摩擦係数は現行比１．２２、摩耗量は１０μｍおよび強度特性は○となり摩耗量を充分に抑えつつ、強度を確保して従来より高い摩擦係数を得る結果となるので、総合評価は○となる。
【００３４】
【表１】
【００３５】
本実施例では、上記短繊維材は、繊維材の中で平均繊維径が０．３〜３０．０μｍ程度で、繊維長が０．０１〜６ｍｍ程度のものを使用する。特に、表１に示した短繊維材の形状を表２に示す。また、表１中の粉末材のカシューダストは、カシューナッツの殻から抽出した殻液（カシューオイル）を主成分として精製したものに架橋剤（ホルムアルデヒド、ヘキサミン、フルフラール等）を加え重合して硬化させ、固形化した物を粉砕して得られた物である。また、銅粉はＣuＳn、ＣuＰ等を用いている。
【００３６】
（表２）
短繊維材 平均繊維径 ( μｍ ) ×繊維長 ( ｍｍ )
ガラス繊維 １２ × ３
PAN 系高弾性 カーボン 繊維 ４ × ０．２
アラミド短繊維 ６ × １
銅繊維 ３０ × ６
【００３７】
表１において、上記樹脂製被膜３６の基材となる樹脂は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂に分けられる。熱可塑性樹脂のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂を基材とした試料No.１９は、摩擦係数、摩耗量および強度特性のすべてにおいて、同じくポリアミドイミド樹脂を基材とした試料No.２０は、摩擦係数および摩耗量において良好な結果を得ることができなかった。なお、表１には示していないがＰＥＥＫ樹脂およびポリアミドイミド樹脂は、短繊維材および粒子等の充填剤を種々組み合わせた材料においても試料No.１９および試料No.２０と同様の結果となった。これは、基材となる樹脂材自身、すなわち熱可塑性樹脂の特性によるものであると考えられる。この結果より、基材となる樹脂には、熱可塑性樹脂は適さないと考えられる。
【００３８】
これに対し、熱硬化性樹脂のフェノール樹脂またはエポキシ樹脂が重量比で５０％以上含まれる試料No.１乃至１５では、摩擦係数、摩耗量および強度特性のすべてにおいて良好な結果が得られた。また、試料No.１６乃至１８では摩耗量および強度特性において、良好な結果が得られなかった。これは、基材であるフェノール樹脂の重量比が５０％に満たないためにフェノール樹脂、すなわち熱硬化性樹脂が充填剤と混合することで強靱な成形物が得られるという特徴を生かせてないと考えられる。この結果より、基材となる樹脂は、熱硬化性樹脂が適していて、その混合率は重量比で少なくとも５０％以上必要であると考えられる。
【００３９】
また、試料No.１４において摩耗量が５０μｍとなって使用可の判断の限度の数値となっているのは、充填剤である短繊維材および粉末材の重量比がそれぞれ５％と少ないためであると考えられる。この結果より、充填剤である短繊維材および粉末材は、それぞれ重量比で少なくとも５％以上必要であると考えられる。また、試料No.１は、短繊維材が３０％混合されていて、試料No.１１は、粉末材が３０％混合されている。この結果より、基材となる樹脂が５０％以上混合されている場合において、短繊維材または粉末材は、混合率が３０％以内であれば良好な結果が得られると考えられる。
【００４０】
また、試料No.１と試料No.２を比較すると、試料No.１の摩耗量が半分以下に抑えられているのは、充填剤である短繊維材がより多く混合されているためであると考えられる。この結果より、短繊維材は、耐摩耗性の向上に効果があると考えられる。
【００４１】
また、試料No.１６および試料No.１８は、試料No.１７、試料No.１９および試料No.２０と比べて摩擦係数が向上しているのは、粉末材が混合されているためであると考えられる。この結果より、粉末材は摩擦係数の向上に効果があると考えられる。また、粉末材は、表１には示してないが鉄粉であるＦeＣ、ＳＵＳ等やケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートでも同様の効果を得る結果となっている。
【００４２】
また、試料No.９と試料No.１０を比較すると、試料No.１０は、摩擦係数が向上して、さらに摩耗量は半分以下に抑えられており、これは、充填剤である硬質粒子材がより多く混合されていることと短繊維材のアラミド繊維が混合されているためであると考えられる。この結果より、硬質粒子材は、摩擦係数および耐摩耗性を一層向上させる効果があり、また短繊維材のアラミド繊維は少量でも耐摩耗性を向上させる効果が大きいと考えられる。また、硬質粒子材は、表１には示してないがＣr3Ｃ2、ＳiＣでも同様の効果を得る結果となっている。
【００４３】
また、試料No.３と試料No.６を比較すると、試料No.６は、摩擦係数の向上に効果がある粉末材および硬質粒子を合わせた重量比が少なくなっているにも拘わらず摩擦係数が同等であるのは、銅繊維が混合されているためであると考えられる。この結果、短繊維材の銅繊維は、耐摩耗性だけではなく摩擦係数の向上にも効果があると考えられる。
【００４４】
また、試料No.４と試料No.７を比較すると、試料No.４は、摩擦係数の向上が抑えられて、摩耗量が半分以下になっているのは、充填剤である自己潤滑剤の黒鉛が混合されたためであると考えられる。この結果より、自己潤滑剤は、接触面を潤滑することで摩擦係数の速度に対する安定性を確保する効果があると考えられる。また、自己潤滑剤は、表１には示してないが二硫化モリブデン、四フッ化エチレンでも同様の効果を得る結果となっている。
【００４５】
また、ベルト式無段変速機１０において伝動ベルトに従来品の圧縮式伝動ベルトと本実施例の圧縮式伝動ベルト１６をそれぞれ取り付け、無響音室での暗騒音に対する騒音レベルを比較した結果、従来品を用いた場合を１００とすれば本実施例の試料No.１乃至１５を用いた圧縮式伝動ベルト１６は、８０程度となり騒音レベルが低下する。
【００４６】
上述のように、本実施例によれば、ベルト式無段変速機１０に用いられる無端環状のフープ３０とエレメントとしてそのフープ３０に沿って厚さ方向に多数連ねられた厚肉板片状のブロック３２で構成された圧縮式伝動ベルト１６は、それを構成するブロック３２の入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの接触面３４に、基材としての熱硬化性樹脂に短繊維材および粉末材を充填剤として混合された材料で構成された樹脂製被膜３６を固着させられる構成とし、その熱硬化性樹脂が材料全体の重量比で５０％以上含まれ、さらにその短繊維材および粉末材がそれぞれ材料全体の重量比で５〜３０％含まれるように混合されるので、熱硬化性樹脂自身の特性に加え短繊維材を混合することでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材を混合することでさらに摩擦係数が高められので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２と可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２を挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて圧縮式伝動ベルト１６のスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機１０が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、ブロック３２の接触面３４が金属製の場合と比較して、樹脂製被膜３６は弾性率が小さいため可変プーリとの接触時の衝撃を小さく抑えるので、騒音を小さくすることができる。また、ベルト式無段変速機１０の製造工程の中で圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２部分に樹脂製被膜３６を固着する工程が追加されるだけなので、ブロック３２の接触面３４と可変プーリのシーブ面の両方を表面処理等の加工をして性能を向上させることに比べて、製造コストを低く抑えることができる。さらに、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いるので、圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２に樹脂製被膜３６を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。
【００４７】
また、本実施例によれば、樹脂製被膜３６は、充填剤としてさらに硬質粒子材であるアルミナ、シリカ、ＷＣ、Ｃr3Ｃ2、ＳiＣ、ＦeＣrＣ、自己潤滑剤である黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンのうちの少なくとも一つが含まれる材料で構成されたものなので、その硬質粒子材によって摩擦係数、耐摩耗性が一層高められ、またその自己潤滑剤によって摩擦係数の速度に対する安定性を確保できる。
【００４８】
また、本実施例によれば、ブロック３２は金属製であり、可変プーリと接触する接触面３４に固着される樹脂製被膜３６の基材を構成する熱硬化性樹脂材料はフェノール樹脂或いはエポキシ樹脂のいずれかにすることで、そのブロック３２の可変プーリとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂は、金属との接着力が強いのでベルト式無段変速機１０の使用下においてブロック３２よりその樹脂製被膜３６が剥離することがない十分な接着力を確保できる。また、ブロック３２に樹脂製被膜３６を固着する製造工程において接着力を強くするための前処理等、たとえばプレコート等が不要になり、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂自身が熱硬化性樹脂の中で比較的低コストであり、また手に入りやすいことを含めて製造コストの低減が図れる。さらに、基材自身の耐摩耗性が優れているので、充填剤による補強が容易になる。
【００４９】
また、本実施例によれば、短繊維材は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、銅繊維のうち少なくとも一つを含むものであるので、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維では強度、耐摩耗性を一層向上させることができる。特にアラミド繊維は少量でもその効果が大きい。また、銅繊維では耐摩耗性だけでなく摩擦係数をも一層向上させることができる。
【００５０】
また、本実施例によれば、粉末材は、カシューダスト、鉄粉、銅粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートのうち少なくとも一つを含むものであるので、摩擦係数を一層向上させることができる。また、これらは研磨材としてではなく凝着によって摩擦係数を向上させるものであり、樹脂製被膜３６は、ブロック３２と接触する可変プーリのシーブ面の摩耗を増大させてしまうということがない。
【００５１】
また、本実施例によれば、樹脂製被膜３６の厚みは、０．５ｍｍ程度としたので、耐久試験等で得られたデータに基づき導き出された経験的な数値である摩耗量５０μｍに対して十分な厚みを確保して圧縮式伝動ベルト１６の性能が維持され、厚すぎるために圧縮式伝動ベルト１６の機能が損なわれたり、また過剰品質とならず製造コストを低く抑えることができる。
【００５２】
また、本実施例によれば、ブロック３２の接触面３４には略長方形で深さ約０．１ｍｍ程度の窪み３８ａが形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が窪み３８ａの底部から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着されるので、その接触面３４とその樹脂製被膜３６との接着面積がより大きくなり、さらに隣接する面４０にも樹脂製被膜３６が一体となって固着されるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５３】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図６（ａ）は、本発明の図４に示したブロック３２の接触面３４に関する他の実施例におけるブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図６（ｂ）はその図６（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように接触面３４には略正方形で深さ約０．１ｍｍ程度の窪み３８ｃが複数個形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０すなわち図６（ａ）において接触面３４の左右の面もしくは図６（ｂ）の上部の左右の面には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、図６（ｂ）の点線に示すように接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が窪み３８ｃの底部から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着される。この結果接触面３４は樹脂製被膜３６による接触面３４ｂとなる。このようにすれば、その接触面３４とその樹脂製被膜３６との接着面積がより大きくなり、さらに隣接する面４０にも樹脂製被膜３６が一体となって固着されるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５５】
また、図７（ａ）は、本発明の図４に示したブロック３２の接触面３４に関する他の実施例におけるブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図７（ｂ）はその図７（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように接触面３４には略円形で高さ約０．１ｍｍ程度の突起４２が複数個形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０すなわち図７（ａ）において接触面３４の左右の面もしくは図７（ｂ）の上部の左右の面には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、図７（ｂ）の点線に示すように接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が接触面３４から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着される。この結果接触面３４は樹脂製被膜３６による接触面３４ｂとなる。このようにすれば、その接触面３４とその樹脂製被膜３６との接着面積がより大きくなり、さらに隣接する面４０にも樹脂製被膜３６が一体となって固着されるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５６】
また、図８（ａ）は、本発明の図４に示したブロック３２の接触面３４に関する他の実施例におけるブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図８（ｂ）はその図８（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように接触面３４にはブロック３２の板厚の幅方向に垂直に細長の深さ約０．１ｍｍ程度の窪み３８ｄが複数本形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０すなわち図８（ａ）において接触面３４の左右の面もしくは図８（ｂ）の上部の左右の面には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、図８（ｂ）の点線に示すように接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が窪み３８ｄの底部から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着される。この結果接触面３４は樹脂製被膜３６による接触面３４ｂとなる。このようにすれば、その接触面３４とその樹脂製被膜３６との接着面積がより大きくなり、さらに隣接する面４０にも樹脂製被膜３６が一体となって固着されるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５７】
また、図９（ａ）は、本発明の図４に示したブロック３２の接触面３４に関する他の実施例におけるブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図９（ｂ）はその図９（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように接触面３４には孔部４４がブロック３２の板厚の幅程度の深さで形成されるとともに、接触面３４に略垂直に隣接する面４０の一方の面すなわち図９（ａ）において接触面３４の左右の面の一方の面もしくは図９（ｂ）の上部の左右の面の一方の面にはその孔部４４に通じる第二孔部４６が形成されており、さらにその面にはその第二孔部４６の入り口に続くように接触面３４より略垂直に深さ約０．３ｍｍ程度の溝４８が形成されている。ここで、上記樹脂製被膜３６は、その材料が射出成形によりその孔部４４とその第二孔部４６の内部およびその溝４８を満たすように流入させられ、その接触面３４に固着させられると同時に、上記孔部４４と第二孔部４６の内部および溝４８を満たすように流入させられた材料と一体とさせられたものである。このようにすれば、接触面に固着させられた樹脂製被膜３６は、溝４８およびそのブロック３２の内部を通じて固着させられた樹脂と一体となり抜き取れない様な構造となるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５８】
また、図１０（ａ）は、本発明の他の実施例における図１および図２に示したベルト式無段変速機１０の圧縮式伝動ベルト１６に代えて用いる引張式伝動ベルト５０の部分拡大図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の上面から見た図であり、図１０（ｃ）は、引張式伝動ベルト５０のエレメントとして機能するピン５２の図１０（ｂ）に示したＡ−Ａ断面図である。その引張式伝動ベルト５０は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、金属製薄板状で二つのピン孔５６が開けられた前記リンクプレート５４と、交互に重ねられたリンクプレート５４のピン孔５６を相互に連結する連結されたピン５２とを有し、全体として無端環状のリンクチェーンを構成している。そのピン５２は、図１０（ｃ）に示すように金属製たとえば炭素鋼等の鋼製で、動力を伝達するために前記入力側シーブ面１２ｃおよび前記出力側シーブ面１４ｃと接触している接触面６０が、前記入力側Ｖ溝２６を構成するシーブ面１２ｃおよび前記出力側Ｖ溝２８を構成するシーブ面１４ｃに沿うように同様の角度で形成されている。さらに、接触面６０を覆うように、樹脂製被膜５８がその膜厚を約０．５ｍｍ程度となるように固着させられている。これによりピン５２の接触面６０は樹脂製被膜５８による接触面６０ｂを介して入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃと接触することとなる。この樹脂製被膜５８は、前述と同様に図５に示す製造工程１００において、調合工程１０２では、樹脂製被膜５８の基材となる熱硬化性樹脂と強度を高めるための短繊維材および耐久性を高めるための粉末材を含むの充填剤とが混合されることにより流動性の塗布材料が調合され、塗布工程１０４では、その塗布材料が接触面６０に、たとえばディピング、スプレーコーティング、射出成形等により塗布され、硬化工程１０６では、塗布された材料が、たとえば２００℃程度で熱硬化され、仕上工程１０８では、たとえばばり取りなどの機械加工によって規定の寸法通りとする仕上げ加工が施される。その樹脂製被膜５８の材料は、基材となる熱硬化性樹脂が材料全体の重量比で５０％以上含まれ、充填剤として短繊維材および粉末材がそれぞれ材料全体の重量比で５〜３０％含まれるように混合されている。このようにすれば、熱硬化性樹脂自身の特性に加え短繊維材を混合することでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材を混合することでさらに摩擦係数が高められので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、引張式伝動ベルト５０のピン５２と可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが引張式伝動ベルト５０のピン５２を挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて引張式伝動ベルト５０のスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機１０が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、ピン５２の接触面６０が金属製の場合と比較して、樹脂製被膜５８は弾性率が小さいため可変プーリとの接触時の衝撃を小さく抑えるので、騒音を小さくすることができる。特に、本実施例の引張式伝動ベルト５０の場合は、ピン５２が可変プーリと接触する入り口での間欠衝突に対して衝撃力が小さくなるのでより効果がある。また、ベルト式無段変速機１０の製造工程の中で引張式伝動ベルト５０のピン５２部分に樹脂製被膜５８を固着する工程が追加されるだけなので、ピン５２の接触面６０と可変プーリのシーブ面の両方を表面処理等の加工をして性能を向上させることに比べて、製造コストを低く抑えることができる。さらに、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いるので、引張式伝動ベルト５０のピン５２に樹脂製被膜５８を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。
【００５９】
また、本実施例によれば、樹脂製被膜５８は、充填剤としてさらに硬質粒子材であるアルミナ、シリカ、ＷＣ、Ｃr3Ｃ2、ＳiＣ、ＦeＣrＣ、自己潤滑剤である黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンのうちの少なくとも一つが含まれる材料で構成されたものなので、その硬質粒子材によって摩擦係数、耐摩耗性が一層高められ、またその自己潤滑剤によって摩擦係数の速度に対する安定性を確保できる。
【００６０】
また、本実施例によれば、ピン５２は金属製であり、可変プーリと接触する接触面６０に固着される樹脂製被膜５８の基材を構成する熱硬化性樹脂材料はフェノール樹脂或いはエポキシ樹脂のいずれかにすることで、そのピン５２の可変プーリとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜５８を引き剥がす力に対して、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂は、金属との接着力が強いのでベルト式無段変速機１０の使用下においてピン５２よりその樹脂製被膜５８が剥離することがない十分な接着力を確保できる。また、ピン５２に樹脂製被膜５８を固着する製造工程において接着力を強くするための前処理等、たとえばプレコート等が不要になり、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂自身が熱硬化性樹脂の中で比較的低コストであるとことを含めて製造コストの低減が図れる。さらに、基材自身の耐摩耗性が優れているので、充填剤による補強が容易になる。
【００６１】
また、本実施例によれば、短繊維材は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、銅繊維のうち少なくとも一つを含むものであるので、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維では強度、耐摩耗性を一層向上させることができる。特にアラミド繊維は少量でもその効果が大きい。また、銅繊維では耐摩耗性だけでなく摩擦係数をも一層向上させることができる。
【００６２】
また、本実施例によれば、粉末材は、カシューダスト、鉄粉、銅粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートのうち少なくとも一つを含むものであるので、摩擦係数を一層向上させることができる。また、これらは研磨材としてではなく凝着によって摩擦係数を向上させるものであり、樹脂製被膜５８は、ピン５２と接触する可変プーリのシーブ面の摩耗を増大させてしまうということがない。
【００６３】
また、本実施例によれば、樹脂製被膜５８の厚みは、約０．５ｍｍ程度としたので、耐久試験等で得られたデータに基づき導き出された経験的な数値である摩耗量５０μｍに対して十分な厚みを確保して引張式伝動ベルト５０の性能が維持され、厚すぎるために引張式伝動ベルト５０の機能が損なわれたり、また過剰品質とならず製造コストを低く抑えることができる。
【００６４】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６５】
たとえば、前述の圧縮式伝動ベルト１６のエレメントとしての厚肉板片状のブロック３２に固着させられた樹脂製被膜３６は、接触面３４に略垂直に隣接する面４０の部分の四つの面のどこに設けてもよいし設けなくてもよい。また、接触面３４および接触面３４に略垂直に隣接する面４０に形成された窪み３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、突起４２，孔部４４、第二孔部４６および溝４８は、窪みや突起を組み合わせて凹凸状としてもよく、また必ずしも設けられなくてもよい。
【００６６】
また、前述の図１０に示した引張式伝動ベルト５０の実施例では、接触面６０は平面のままであったが圧縮式伝動ベルト１６の場合と同様に、突起、窪みおよび凹凸を形成して樹脂製被膜５８を固着させてもよい。さらに接触面６０に略垂直に隣接する面に窪みを形成して接触面６０に固着させた樹脂製被膜５８と一体になるように樹脂製被膜を固着させてもよい。
【００６７】
また、前述の図１０に示した引張式伝動ベルト５０の実施例では、接触面６０は平面のままであったが圧縮式伝動ベルト１６の場合と同様に接触面６０には孔部がピン５２の外径の幅程度の深さで形成されるとともに、接触面６０に略垂直に隣接する面にはその孔部に通じる第二孔部が形成され、さらにその面にはその第二孔部の入り口に続くように接触面６０より略垂直に深さ約０．３ｍｍ程度の溝が形成され、樹脂製被膜５８は、その材料が射出成形によりその孔部とその第二孔部の内部およびその溝を満たすように流入させられ、その接触面５８に固着させられると同時に、孔部と第二孔部の内部および溝を満たすように流入させられた材料と一体とさせられるように固着させてもよい。
【００６８】
また、上記引張式伝動ベルト５０の実施例では、エレメントとしてのピン５０とリンクプレート５４を有し、全体として無端環状のリンクチェーンで構成されていたが、そのリンクチェーンの円周方向に対して略垂直に位置しそのリンクチェーンを貫通させる孔が形成された厚肉板状片のブロックを有するように引張式伝動ベルト５０を構成してもよい。この場合、引張式伝動ベルト５０が可変プーリのシーブ面と接触する面は、ピン５２がブロックより突出させられていればピン５２の接触面６０となり、ピン５２がブロックより突出させられてなければピン５２とブロックまたはブロックのみとなる。ブロックが可変プーリのシーブ面と接触する場合は、ブロックのその接触する面に樹脂製被膜５８を固着させてもよい。
【００６９】
また、前述の接触面３４或いは接触面６０に形成した突起、窪み或いは凹凸は、平面と比較して接触面積が大きくなればよく、たとえば引っ掻き傷のようなものであってもよい。
【００７０】
また、前述の樹脂製被膜３６或いは樹脂製被膜５８の厚みは、約０．５ｍｍ程度としたが、０．１ｍｍ以上であれば耐久試験等で得られたデータに基づき導き出された経験的な数値である摩耗量５０μｍに対して充分な厚みを確保して圧縮式伝動ベルト１６或いは引張式伝動ベルト５０の性能が維持され、また１ｍｍ以下であれば厚すぎるために圧縮式伝動ベルト１６或いは引張式伝動ベルト５０の機能が損なわれたり、また過剰品質とならず製造コストを低く抑えることができる。
【００７１】
また、前述の樹脂製被膜３６或いは樹脂製被膜５８の基材となる熱硬化性樹脂は、尿素樹脂やメラミン樹脂等の樹脂であってもよい。
【００７２】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例である圧縮式伝動ベルトを用いたベルト式無段変速機の構成を示す断面図である。
【図２】図１の入力側可変プーリ、出力側可変プーリおよび圧縮式伝動ベルトを示す斜視図である。
【図３】圧縮式伝動ベルトの部分拡大図である。
【図４】（ａ）は、ブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図４（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図５】樹脂製被膜をブロックの接触面に固着するための製造工程の手順を示した図である。
【図６】（ａ）は、本発明の他の実施例におけるブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図６（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の他の実施例におけるブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図７（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の他の実施例におけるブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図８（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の他の実施例におけるブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図９（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図１０】（ａ）は、本発明の他の実施例における引張式伝動ベルトの部分拡大図である。（ｂ）は、図１０（ａ）の上面から見た図である。（ｃ）は、ピンの図１０（ｂ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１０：ベルト式無段変速機
１２：入力側可変プーリ
１２ｗ：入力側可変プーリ１２の溝幅
１４：出力側可変プーリ
１４ｗ：出力側可変プーリ１４の溝幅
１６：圧縮式伝動ベルト
３０：フープ
３２：ブロック（エレメント）
３４：接触面
３６：樹脂製被膜
３８ａ：接触面３４の窪み
３８ｂ：隣接する面４０の窪み
３８ｃ：接触面３４の窪み
３８ｄ：接触面３４の窪み
４０：接触面３４に略垂直に隣接する面
４２：接触面３４の突起
４４：孔部
４６：第二孔部
５０：引張式伝動ベルト
５２：ピン（エレメント）
５４：リンクプレート
５８：樹脂製被膜
６０：接触面
【発明の属する技術分野】
本発明は、溝幅が可変の一対の可変プーリ間に伝動ベルトが巻き掛けられ動力が伝達される形式のベルト式無段変速機に関し、特にその伝動ベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溝幅が可変の一対の可変プーリ間に伝動ベルトが巻き掛けられ動力が伝達される形式のベルト式無段変速機は、車両用駆動装置などに使用される。このベルト式無段変速機は、可変プーリに巻き掛けられた伝動ベルトのエレメントの接触面とそのエレメントに接触させられている可変プーリのシーブ面との摩擦力により、入力側可変プーリに与えられたトルクを出力側可変プーリに伝えている。このため、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの間のスリップ防止、伝達効率の向上、摩擦面の耐久性の向上などが望まれている。
【０００３】
これに対して、伝動ベルトのエレメントの接触面および可変プーリのシーブ面を、ショットピーニング処理を用いて３〜１０μｍＲｚの表面粗さにすることで、伝動ベルトのエレメントおよび可変プーリの相互接触面における摩耗量が少なくなるので、ベルト式無段変速機の耐久性が高められ、また伝動ベルトのエレメントおよび可変プーリの相互接触面における摩擦係数が高くなるので、許容伝達トルクが高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりも小型に構成され得る技術が提案されている。たとえば、特許文献１に記載されたものがそれである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１５７１４６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９３７９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両用のベルト式無段変速機としては、エンジンの高出力高トルク化に伴う高伝達トルク容量、環境やスペース効率を改善するための小型、軽量化が近年ますます要求されてきている。このためには、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの摩擦係数をさらに高くする必要があるが、現状では、伝動ベルトのエレメントと可変プーリは潤滑油で潤滑されている場合、潤滑油に含まれる添加剤が接触面に反応膜を生成し摩耗、錆などを抑制するので接触面の摩擦係数を充分に向上することができず摩擦係数μは、μ＝０．１強にとどまっている。
【０００６】
また、可変プーリが伝動ベルトを挟む圧力を高くすることで高トルクを伝達することが考えられるが、この場合接触面の摩耗量が大きくなり、ベルト式無段変速機の耐久性が充分得られない可能性があり、また摩耗によって摩擦係数が低下する可能性がある。
【０００７】
また、車両用のベルト式無段変速機としては、乗員の乗り心地や騒音問題に対して、静粛性も近年ますます要求されてきている。特に、伝動ベルトが引張式伝動ベルトの場合圧縮式伝動ベルトと比較すると、ベルトを構成するエレメントのピッチが比較的大きく、エレメントが可変プーリと接触する入り口では、エレメントが可変プーリに対して間欠的に衝突することになるので、その衝突に起因する騒音が大きくなってしまう。
【０００８】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、伝動ベルトと可変プーリとの接触面において、高い摩擦係数が得られしかも摩耗量が少なくさらに静粛性も向上するベルト式無段変速機用の伝動ベルトを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、基材としての５０重量％以上の熱硬化性樹脂材料に５〜３０重量％の短繊維材および５〜３０重量％の粉末材が充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を、備えたことにある。
【００１０】
【発明の効果】
このようにすれば、可変プーリとの接触面は樹脂製被膜となり、樹脂製被膜の基材である熱硬化性樹脂材料が５０重量％以上含まれてその熱硬化性樹脂自身の特性により樹脂製被膜の強度が確保されることに加え、短繊維材が５〜３０重量％混合されることでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材が５〜３０重量％混合されることでさらに摩擦係数が高められるので、樹脂製被膜の摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。
【００１１】
この結果、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力に対して十分な強度を確保し例えば可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力によって樹脂製被膜が破壊されることがなく、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。
【００１２】
また、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いることで、伝動ベルトのエレメントに樹脂製被膜を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。
【００１５】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記樹脂製被膜は、前記充填剤としての硬質粒子材および自己潤滑剤の少なくとも一つがさらに含まれる材料で構成されたものである。このようにすれば、その硬質粒子材によって摩擦係数、耐摩耗性が一層高められ、またその自己潤滑剤によって摩擦係数の速度に対する安定性を確保できる。
【００１６】
また、好適には、前記エレメントは金属製であり、前記可変プーリと接触する接触面に固着される前記樹脂製被膜の基材を構成する前記熱硬化性樹脂材料はフェノール樹脂或いはエポキシ樹脂のいずれかである。このようにすれば、そのエレメントとその可変プーリとの接触面に作用する摩擦力によって生じるその樹脂製被膜を引き剥がす力に対して、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂は、金属との接着力が強いのでベルト式無段変速機の使用下においてエレメントよりその樹脂製被膜が剥離することがない十分な接着力を確保できる。また、エレメントに樹脂製被膜を固着する製造工程において接着力を強くするための前処理等、たとえばプレコート等が不要になり、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂自身が熱硬化性樹脂の中で比較的低コストであることを含めて製造コストの低減が図れる。さらに、上記基材自身の耐摩耗性が優れているので、充填剤による補強が容易になる。
【００１７】
また、好適には、前記短繊維材は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、銅繊維のうち少なくとも一つを含むものである。このようにすれば、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維では強度、耐摩耗性を一層向上させることができる。特にアラミド繊維は少量でもその効果が大きい。また、銅繊維では耐摩耗性だけでなく摩擦係数をも一層向上させることができる。
【００１８】
また、好適には、前記粉末材は、カシューダスト、鉄粉、銅粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートのうち少なくとも一つを含むものである。このようにすれば、摩擦係数を一層向上させることができる。また、これらは研磨材としてではなく凝着によって摩擦係数を向上させるものであり、樹脂製被膜は、エレメントと接触する可変プーリのシーブ面の摩耗を増大させてしまうということがない。
【００１９】
また、好適には、前記充填剤は、前記硬質粒子材としての、アルミナ（Ａl2Ｏ3）、シリカ（ＳiＯ2）、超硬合金（ＷＣ）、炭化クロム（Ｃr3Ｃ2）、炭化珪素（ＳiＣ）、炭化クロム鉄（ＦeＣrＣ）、前記自己潤滑剤としての、黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンのうちの少なくとも一つを含むものである。このようにすれば、アルミナ、シリカ、ＷＣ、Ｃr3Ｃ2、ＳiＣ、ＦeＣrＣは、摩擦係数、耐摩耗性を一層向上させることができる。また、黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンは、摩擦係数の速度に対する安定性を一層確保できる。
【００２０】
また、好適には、前記樹脂製被膜の厚みは、０．１ｍｍ乃至１ｍｍである。このようにすれば、０．１ｍｍ以上とすることで摩耗量に対して十分な厚みを確保して伝動ベルトの性能が維持され、１ｍｍ以下とすることで厚すぎるために伝動ベルトの機能が損なわれたり、また過剰品質とならず製造コストを低く抑えることができる。
【００２１】
また、好適には、前記ベルト式無段変速機用の伝動ベルトは、（ａ）無端環状のフープと前記エレメントとして該フープに沿って厚さ方向に多数連ねられた厚肉板片状のブロックとを有する無端環状の圧縮式伝動ベルトであるか、或いは（ｂ）リンクプレートと前記エレメントとしての連結ピンを有し、交互に重ねられたリンクプレートの端部がその連結ピンによって相互に連結されることにより無端環状のリンクチェーンを構成する引張式伝動ベルトである。このようにすれば、そのエレメントの可変プーリとの接触面に樹脂製被膜が固着されているので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、エレメントの可変プーリとの接触面が金属製の場合と比較して、樹脂製被膜は、弾性率が小さいため可変プーリとの接触時の衝撃を小さく抑えるので、騒音を小さくすることができる。特に、引張式伝動ベルトの場合は、エレメントが可変プーリと接触する入り口での間欠衝突に対して衝撃力が小さくなるのでより効果がある。また、ベルト式無段変速機の製造工程の中で伝動ベルトのエレメント部分に樹脂製被膜を固着する工程が追加されるだけなので、エレメントの接触面と可変プーリのシーブ面の両方を表面処理等の加工をして性能を向上させることに比べて、製造コストを低く抑えることができる。
【００２２】
また、好適には、動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、基材としての熱硬化性樹脂材料に短繊維材および粉末材を充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を備え、前記エレメントは、金属製であって、前記可変プーリと接触する前記接触面に、突起、窪み或いは凹凸が形成されたものであり、前記樹脂製被膜は、その突起、窪み或いは凹凸の上に固着させられたものであることにある。このようにすれば、可変プーリとの接触面は樹脂製被膜となり、樹脂製被膜の基材である熱硬化性樹脂自身の特性に加え短繊維材を混合することでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材を混合することでさらに摩擦係数が高められので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いることで、伝動ベルトのエレメントに樹脂製被膜を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。また、その接触面とその樹脂製被膜との接着面積がより大きくなり、上記エレメントとプーリとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機の使用下において樹脂製被膜が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００２３】
また、好適には、動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、基材としての熱硬化性樹脂材料に短繊維材および粉末材を充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を備え、前記エレメントは、金属製であり、前記可変プーリと接触する前記接触面は孔部が形成されるとともに、その孔部が形成された接触面とそれに略垂直に隣接する面にはその孔部に通じる第二孔部が形成されており、前記樹脂製被膜は、その材料が射出成形によりその孔部とその第二孔部の内部を満たすように流入させられることにより、その接触面とそれに略垂直に隣接する面に固着させられると同時に、上記孔部および第二孔部内に流入させられた材料と一体とさせられたものであることにある。このようにすれば、可変プーリとの接触面は樹脂製被膜となり、樹脂製被膜の基材である熱硬化性樹脂自身の特性に加え短繊維材を混合することでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材を混合することでさらに摩擦係数が高められので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、伝動ベルトのエレメントと可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが伝動ベルトのエレメントを挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて伝動ベルトのスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いることで、伝動ベルトのエレメントに樹脂製被膜を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。また、接触面とそれに略垂直に隣接する面に固着させられた樹脂製被膜は、そのエレメントの内部を通じて固着させられた樹脂と一体となり抜き取れない様な構造となるので、エレメントと可変プーリとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機の使用下において樹脂製被膜が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００２４】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一例である伝動ベルトとして圧縮式伝動ベルト１６を用いたベルト式無段変速機１０の構成を示す断面図である。このベルト式無段変速機１０は、互いに平行な軸心まわりに回転させられる溝幅が可変の入力側可変プーリ１２および出力側可変プーリ１４と、動力を伝達するためにそれら入力側可変プーリ１２および出力側可変プーリ１４との間に巻き掛けられた圧縮式伝動ベルト１６とを備えている。
【００２６】
上記入力側可変プーリ１２は、入力軸１８に固定された金属製、たとえば炭素鋼等の鋼製の入力側固定プーリ１２ａと、入力軸１８の軸方向に移動可能に取り付けられた金属製、たとえば炭素鋼等の鋼製の入力側可動プーリ１２ｂとで構成されていて、入力側油圧アクチュエータ２０により入力側可動プーリ１２ｂが入力軸１８の軸方向に移動させられることによって入力側固定プーリ１２ａと入力側可動プーリ１２ｂとの間の溝幅１２ｗ、すなわち入力側可変プーリ１２の有効径が変化させられる。同様に、上記出力側可変プーリ１４は、出力軸２２に固定された金属製、たとえば炭素鋼等の鋼製の出力側固定プーリ１４ａと、出力軸２２の軸方向に移動可能に取り付けられた金属製、たとえば炭素鋼等の鋼製の出力側可動プーリ１４ｂとで構成されていて、出力側油圧アクチュエータ２４により出力側可動プーリ１４ｂが出力軸２２の軸方向に移動させられることによって出力側固定プーリ１４ａと出力側可動プーリ１４ｂとの間の溝幅１４ｗ、すなわち出力側可変プーリ１４の有効径が変化させられる。
【００２７】
上記入力側可変プーリ１２を構成する入力側固定プーリ１２ａと入力側可動プーリ１２ｂとの対向面には中心側ほど互いに接近する円錐状の一対の入力側シーブ面１２ｃが形成されることにより、それら入力側固定プーリ１２ａと入力側可動プーリ１２ｂとの間に入力側Ｖ溝２６が形成されている。同様に、上記出力側可変プーリ１４を構成する出力側固定プーリ１４ａと出力側可動プーリ１４ｂとの対向面には中心側ほど互いに接近する円錐状の一対の出力側シーブ面１４ｃが形成されることによりそれら出力側固定プーリ１４ａと出力側可動プーリ１４ｂとの間に出力側Ｖ溝２８が形成されている。入力側可変プーリ１２および出力側可変プーリ１４の外径は種々のものが用いられ得るが、車両用駆動装置に用いる場合には、たとえば２０〜３０ｃｍ程度とされる。
【００２８】
図２は、図１の入力側可変プーリ１２、出力側可変プーリ１４および圧縮式伝動ベルト１６を示す斜視図である。圧縮式伝動ベルト１６は、図１および図２に示すように無端環状のテープ状の一対のフープ３０と、その一対のフープ３０に沿って厚さ方向に互いに密着するように多数連ねられたエレメントとしての厚肉板片状のブロック３２とを有し、そのブロック３２の板厚方向に対して垂直方向すなわち側面側に開いている一対のフープ嵌合溝３２ａに一対のフープ３０がそれぞれ嵌め入れられた、全体として無端環状の構成になっている。フープ３０はたとえば均一な幅を有する鋼製の無端環状の薄板が複数枚積層されることによって可撓性を有するように構成されている。
【００２９】
前記入力側油圧アクチュエータ２０によって、入力側可変プーリ１２の溝幅１２ｗが変化させられると、入力側可変プーリ１２に巻き掛けられた圧縮式伝動ベルト１６は入力側シーブ面１２ｃの径方向に沿って移動させられ、入力側可変プーリ１２の有効径が変化させられることになる。同時に、圧縮式伝動ベルト１６の張力を維持するために出力側油圧アクチュエータ２４によって、出力側可変プーリ１４の溝幅１４ｗが変化させられると、出力側可変プーリ１４に巻き掛けられた圧縮式伝動ベルト１６は出力側シーブ面１４ｃに沿って移動させられ、出力側可変プーリ１４の有効径が変化させられることになる。これにより、ベルト式無段変速機１０の変速比γ（＝入力側可変プーリ１２の回転速度／出力側可変プーリ１４の回転速度）が変化させられる。
【００３０】
図３は、上記圧縮式伝動ベルト１６の部分拡大図である。圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２は、金属製たとえば炭素鋼等の鋼製で、動力を伝達するために前記入力側シーブ面１２ｃおよび前記出力側シーブ面１４ｃと接触している接触面３４が、前記入力側Ｖ溝２６を構成する入力側シーブ面１２ｃおよび前記出力側Ｖ溝２８を構成する出力側シーブ面１４ｃに沿うように同様の角度で形成されている。さらに、接触面３４に樹脂製被膜３６が固着させられている。これによりブロック３２の接触面３４は樹脂製被膜３６を介して入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃと接触することとなる。
【００３１】
図４（ａ）は上記ブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図４（ｂ）はその図４（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように接触面３４には略長方形で深さ約０．１ｍｍ程度の窪み３８ａが形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０すなわち図４（ａ）において接触面３４の左右の面もしくは図４（ｂ）の上部の左右の面には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、図４（ｂ）の点線に示すように接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が窪み３８ａの底部から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着される。この結果接触面３４は樹脂製被膜３６による接触面３４ｂとなる。
【００３２】
図５は、上記樹脂製被膜３６を上記ブロック３２の接触面３４に固着するための製造工程１００の手順を示した図である。調合工程１０２では、樹脂製被膜３６の基材となる熱硬化性樹脂と強度を高めるための短繊維材および耐久性を高めるための粉末材を含む種々の充填剤とが混合されることにより流動性の塗布材料が調合される。塗布工程１０４では、その塗布材料が上記接触面３４に、たとえばディピング、スプレーコーティング、射出成形等により塗布される。硬化工程１０６では、塗布された材料が、たとえば１５０〜１８０℃程度で熱硬化される。仕上工程１０８では、必要に応じばり取りなどの機械加工によって規定の寸法通りとする仕上げ加工を行ってもよい。
【００３３】
表１は、上記樹脂製被膜３６に用いた種々の材料で構成された各試料の成分組成および性能試験の結果とを示している。この試験では、図４（ａ）、（ｂ）に示した形状のブロック３２を用いて、上記製造工程１００に従い、ブロック３２に樹脂製被膜３６を表１に示す種々の基材および充填剤を混合した材料で構成して固着させた試料No.１乃至試料No.２０が作成され、それ等をベルト式無段変速機１０が実際に使用された場合の実寿命（絶対寿命）を把握できる加速試験、すなわち負荷を実車走行状態に比較し大きく設定した試験で実施された。ただし、試料No.１９および試料No.２０は、基材となる樹脂が熱可塑性樹脂であるので樹脂製被膜３６の固着方法は、製造工程１００ではなく、簡単に示すと、熱可塑性樹脂を加熱させた後充填剤を混合した材料をブロック３２に塗布等してその後冷却して固着させる手順となる。また、各試料とは別に従来品すなわちブロック３２に樹脂製被膜３６が固着させられてなく接触面３４が鋼であるものの試験結果も表１に記載した。表１中の性能試験結果のうち摩擦係数μは、従来品と比較するために、従来品を１．００として相対的に数値化したものである。ここでは、１．００以上となれば摩擦係数が向上したこととなる。また、摩耗量は、実際に摩耗した絶対値であり、耐久試験等で得られたデータに基づき導き出された経験的な数値である５０μｍ以下であれば使用可と判定する。また、強度特性は、破壊、クラック等のひび割れが発生すれば×、発生しなければ○とした。各成分組成の数値は、全体重量に対する混合率（重量％）である。また、総合評価は、性能が充分に改善されたものを○、されないものを×として記載した。表１の見方の一例は、試料No.１は、基材樹脂材料のフェノール樹脂を重量比５０％として充填剤である短繊維材のガラス繊維を重量比３０％および粒子の炭酸カルシウムを重量比２０％混合した材料で樹製脂被膜３６をブロック３２の接触面３４に固着させて試験をした結果、摩擦係数は現行比１．２２、摩耗量は１０μｍおよび強度特性は○となり摩耗量を充分に抑えつつ、強度を確保して従来より高い摩擦係数を得る結果となるので、総合評価は○となる。
【００３４】
【表１】
本実施例では、上記短繊維材は、繊維材の中で平均繊維径が０．３〜３０．０μｍ程度で、繊維長が０．０１〜６ｍｍ程度のものを使用する。特に、表１に示した短繊維材の形状を表２に示す。また、表１中の粉末材のカシューダストは、カシューナッツの殻から抽出した殻液（カシューオイル）を主成分として精製したものに架橋剤（ホルムアルデヒド、ヘキサミン、フルフラール等）を加え重合して硬化させ、固形化した物を粉砕して得られた物である。また、銅粉はＣuＳn、ＣuＰ等を用いている。
【００３６】
（表２）
短繊維材 平均繊維径 ( μｍ ) ×繊維長 ( ｍｍ )
ガラス繊維 １２ × ３
PAN 系高弾性 カーボン 繊維 ４ × ０．２
アラミド短繊維 ６ × １
銅繊維 ３０ × ６
【００３７】
表１において、上記樹脂製被膜３６の基材となる樹脂は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂に分けられる。熱可塑性樹脂のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂を基材とした試料No.１９は、摩擦係数、摩耗量および強度特性のすべてにおいて、同じくポリアミドイミド樹脂を基材とした試料No.２０は、摩擦係数および摩耗量において良好な結果を得ることができなかった。なお、表１には示していないがＰＥＥＫ樹脂およびポリアミドイミド樹脂は、短繊維材および粒子等の充填剤を種々組み合わせた材料においても試料No.１９および試料No.２０と同様の結果となった。これは、基材となる樹脂材自身、すなわち熱可塑性樹脂の特性によるものであると考えられる。この結果より、基材となる樹脂には、熱可塑性樹脂は適さないと考えられる。
【００３８】
これに対し、熱硬化性樹脂のフェノール樹脂またはエポキシ樹脂が重量比で５０％以上含まれる試料No.１乃至１５では、摩擦係数、摩耗量および強度特性のすべてにおいて良好な結果が得られた。また、試料No.１６乃至１８では摩耗量および強度特性において、良好な結果が得られなかった。これは、基材であるフェノール樹脂の重量比が５０％に満たないためにフェノール樹脂、すなわち熱硬化性樹脂が充填剤と混合することで強靱な成形物が得られるという特徴を生かせてないと考えられる。この結果より、基材となる樹脂は、熱硬化性樹脂が適していて、その混合率は重量比で少なくとも５０％以上必要であると考えられる。
【００３９】
また、試料No.１４において摩耗量が５０μｍとなって使用可の判断の限度の数値となっているのは、充填剤である短繊維材および粉末材の重量比がそれぞれ５％と少ないためであると考えられる。この結果より、充填剤である短繊維材および粉末材は、それぞれ重量比で少なくとも５％以上必要であると考えられる。また、試料No.１は、短繊維材が３０％混合されていて、試料No.１１は、粉末材が３０％混合されている。この結果より、基材となる樹脂が５０％以上混合されている場合において、短繊維材または粉末材は、混合率が３０％以内であれば良好な結果が得られると考えられる。
【００４０】
また、試料No.１と試料No.２を比較すると、試料No.１の摩耗量が半分以下に抑えられているのは、充填剤である短繊維材がより多く混合されているためであると考えられる。この結果より、短繊維材は、耐摩耗性の向上に効果があると考えられる。
【００４１】
また、試料No.１６および試料No.１８は、試料No.１７、試料No.１９および試料No.２０と比べて摩擦係数が向上しているのは、粉末材が混合されているためであると考えられる。この結果より、粉末材は摩擦係数の向上に効果があると考えられる。また、粉末材は、表１には示してないが鉄粉であるＦeＣ、ＳＵＳ等やケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートでも同様の効果を得る結果となっている。
【００４２】
また、試料No.９と試料No.１０を比較すると、試料No.１０は、摩擦係数が向上して、さらに摩耗量は半分以下に抑えられており、これは、充填剤である硬質粒子材がより多く混合されていることと短繊維材のアラミド繊維が混合されているためであると考えられる。この結果より、硬質粒子材は、摩擦係数および耐摩耗性を一層向上させる効果があり、また短繊維材のアラミド繊維は少量でも耐摩耗性を向上させる効果が大きいと考えられる。また、硬質粒子材は、表１には示してないがＣr3Ｃ2、ＳiＣでも同様の効果を得る結果となっている。
【００４３】
また、試料No.３と試料No.６を比較すると、試料No.６は、摩擦係数の向上に効果がある粉末材および硬質粒子を合わせた重量比が少なくなっているにも拘わらず摩擦係数が同等であるのは、銅繊維が混合されているためであると考えられる。この結果、短繊維材の銅繊維は、耐摩耗性だけではなく摩擦係数の向上にも効果があると考えられる。
【００４４】
また、試料No.４と試料No.７を比較すると、試料No.４は、摩擦係数の向上が抑えられて、摩耗量が半分以下になっているのは、充填剤である自己潤滑剤の黒鉛が混合されたためであると考えられる。この結果より、自己潤滑剤は、接触面を潤滑することで摩擦係数の速度に対する安定性を確保する効果があると考えられる。また、自己潤滑剤は、表１には示してないが二硫化モリブデン、四フッ化エチレンでも同様の効果を得る結果となっている。
【００４５】
また、ベルト式無段変速機１０において伝動ベルトに従来品の圧縮式伝動ベルトと本実施例の圧縮式伝動ベルト１６をそれぞれ取り付け、無響音室での暗騒音に対する騒音レベルを比較した結果、従来品を用いた場合を１００とすれば本実施例の試料No.１乃至１５を用いた圧縮式伝動ベルト１６は、８０程度となり騒音レベルが低下する。
【００４６】
上述のように、本実施例によれば、ベルト式無段変速機１０に用いられる無端環状のフープ３０とエレメントとしてそのフープ３０に沿って厚さ方向に多数連ねられた厚肉板片状のブロック３２で構成された圧縮式伝動ベルト１６は、それを構成するブロック３２の入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの接触面３４に、基材としての熱硬化性樹脂に短繊維材および粉末材を充填剤として混合された材料で構成された樹脂製被膜３６を固着させられる構成とし、その熱硬化性樹脂が材料全体の重量比で５０％以上含まれ、さらにその短繊維材および粉末材がそれぞれ材料全体の重量比で５〜３０％含まれるように混合されるので、熱硬化性樹脂自身の特性に加え短繊維材を混合することでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材を混合することでさらに摩擦係数が高められので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２と可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２を挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて圧縮式伝動ベルト１６のスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機１０が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、ブロック３２の接触面３４が金属製の場合と比較して、樹脂製被膜３６は弾性率が小さいため可変プーリとの接触時の衝撃を小さく抑えるので、騒音を小さくすることができる。また、ベルト式無段変速機１０の製造工程の中で圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２部分に樹脂製被膜３６を固着する工程が追加されるだけなので、ブロック３２の接触面３４と可変プーリのシーブ面の両方を表面処理等の加工をして性能を向上させることに比べて、製造コストを低く抑えることができる。さらに、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いるので、圧縮式伝動ベルト１６のブロック３２に樹脂製被膜３６を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。
【００４７】
また、本実施例によれば、樹脂製被膜３６は、充填剤としてさらに硬質粒子材であるアルミナ、シリカ、ＷＣ、Ｃr3Ｃ2、ＳiＣ、ＦeＣrＣ、自己潤滑剤である黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンのうちの少なくとも一つが含まれる材料で構成されたものなので、その硬質粒子材によって摩擦係数、耐摩耗性が一層高められ、またその自己潤滑剤によって摩擦係数の速度に対する安定性を確保できる。
【００４８】
また、本実施例によれば、ブロック３２は金属製であり、可変プーリと接触する接触面３４に固着される樹脂製被膜３６の基材を構成する熱硬化性樹脂材料はフェノール樹脂或いはエポキシ樹脂のいずれかにすることで、そのブロック３２の可変プーリとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂は、金属との接着力が強いのでベルト式無段変速機１０の使用下においてブロック３２よりその樹脂製被膜３６が剥離することがない十分な接着力を確保できる。また、ブロック３２に樹脂製被膜３６を固着する製造工程において接着力を強くするための前処理等、たとえばプレコート等が不要になり、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂自身が熱硬化性樹脂の中で比較的低コストであり、また手に入りやすいことを含めて製造コストの低減が図れる。さらに、基材自身の耐摩耗性が優れているので、充填剤による補強が容易になる。
【００４９】
また、本実施例によれば、短繊維材は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、銅繊維のうち少なくとも一つを含むものであるので、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維では強度、耐摩耗性を一層向上させることができる。特にアラミド繊維は少量でもその効果が大きい。また、銅繊維では耐摩耗性だけでなく摩擦係数をも一層向上させることができる。
【００５０】
また、本実施例によれば、粉末材は、カシューダスト、鉄粉、銅粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートのうち少なくとも一つを含むものであるので、摩擦係数を一層向上させることができる。また、これらは研磨材としてではなく凝着によって摩擦係数を向上させるものであり、樹脂製被膜３６は、ブロック３２と接触する可変プーリのシーブ面の摩耗を増大させてしまうということがない。
【００５１】
また、本実施例によれば、樹脂製被膜３６の厚みは、０．５ｍｍ程度としたので、耐久試験等で得られたデータに基づき導き出された経験的な数値である摩耗量５０μｍに対して十分な厚みを確保して圧縮式伝動ベルト１６の性能が維持され、厚すぎるために圧縮式伝動ベルト１６の機能が損なわれたり、また過剰品質とならず製造コストを低く抑えることができる。
【００５２】
また、本実施例によれば、ブロック３２の接触面３４には略長方形で深さ約０．１ｍｍ程度の窪み３８ａが形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が窪み３８ａの底部から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着されるので、その接触面３４とその樹脂製被膜３６との接着面積がより大きくなり、さらに隣接する面４０にも樹脂製被膜３６が一体となって固着されるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５３】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図６（ａ）は、本発明の図４に示したブロック３２の接触面３４に関する他の実施例におけるブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図６（ｂ）はその図６（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように接触面３４には略正方形で深さ約０．１ｍｍ程度の窪み３８ｃが複数個形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０すなわち図６（ａ）において接触面３４の左右の面もしくは図６（ｂ）の上部の左右の面には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、図６（ｂ）の点線に示すように接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が窪み３８ｃの底部から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着される。この結果接触面３４は樹脂製被膜３６による接触面３４ｂとなる。このようにすれば、その接触面３４とその樹脂製被膜３６との接着面積がより大きくなり、さらに隣接する面４０にも樹脂製被膜３６が一体となって固着されるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５５】
また、図７（ａ）は、本発明の図４に示したブロック３２の接触面３４に関する他の実施例におけるブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図７（ｂ）はその図７（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように接触面３４には略円形で高さ約０．１ｍｍ程度の突起４２が複数個形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０すなわち図７（ａ）において接触面３４の左右の面もしくは図７（ｂ）の上部の左右の面には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、図７（ｂ）の点線に示すように接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が接触面３４から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着される。この結果接触面３４は樹脂製被膜３６による接触面３４ｂとなる。このようにすれば、その接触面３４とその樹脂製被膜３６との接着面積がより大きくなり、さらに隣接する面４０にも樹脂製被膜３６が一体となって固着されるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５６】
また、図８（ａ）は、本発明の図４に示したブロック３２の接触面３４に関する他の実施例におけるブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図８（ｂ）はその図８（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように接触面３４にはブロック３２の板厚の幅方向に垂直に細長の深さ約０．１ｍｍ程度の窪み３８ｄが複数本形成され、接触面３４に略垂直に隣接する面４０すなわち図８（ａ）において接触面３４の左右の面もしくは図８（ｂ）の上部の左右の面には、接触面３４からブロック３２の板厚の幅程度の長さで深さ約０．３ｍｍ程度の窪み３８ｂが形成され、図８（ｂ）の点線に示すように接触面３４と略垂直に隣接する面４０を覆うように樹脂製被膜３６が接触面３４における膜厚が窪み３８ｄの底部から約０．５ｍｍ程度となるように、また隣接する面４０における膜厚が約０．３ｍｍ程度となるように固着される。この結果接触面３４は樹脂製被膜３６による接触面３４ｂとなる。このようにすれば、その接触面３４とその樹脂製被膜３６との接着面積がより大きくなり、さらに隣接する面４０にも樹脂製被膜３６が一体となって固着されるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５７】
また、図９（ａ）は、本発明の図４に示したブロック３２の接触面３４に関する他の実施例におけるブロック３２の接触面３４に樹脂製被膜３６が固着される前の状態での接触面３４方向から見た正面図であり、図９（ｂ）はその図９（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように接触面３４には孔部４４がブロック３２の板厚の幅程度の深さで形成されるとともに、接触面３４に略垂直に隣接する面４０の一方の面すなわち図９（ａ）において接触面３４の左右の面の一方の面もしくは図９（ｂ）の上部の左右の面の一方の面にはその孔部４４に通じる第二孔部４６が形成されており、さらにその面にはその第二孔部４６の入り口に続くように接触面３４より略垂直に深さ約０．３ｍｍ程度の溝４８が形成されている。ここで、上記樹脂製被膜３６は、その材料が射出成形によりその孔部４４とその第二孔部４６の内部およびその溝４８を満たすように流入させられ、その接触面３４に固着させられると同時に、上記孔部４４と第二孔部４６の内部および溝４８を満たすように流入させられた材料と一体とさせられたものである。このようにすれば、接触面に固着させられた樹脂製被膜３６は、溝４８およびそのブロック３２の内部を通じて固着させられた樹脂と一体となり抜き取れない様な構造となるので、ブロック３２と入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜３６を引き剥がす力に対して、ベルト式無段変速機１０の使用下において樹脂製被膜３６が剥離することがない充分な接着力を確保できる。
【００５８】
また、図１０（ａ）は、本発明の他の実施例における図１および図２に示したベルト式無段変速機１０の圧縮式伝動ベルト１６に代えて用いる引張式伝動ベルト５０の部分拡大図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の上面から見た図であり、図１０（ｃ）は、引張式伝動ベルト５０のエレメントとして機能するピン５２の図１０（ｂ）に示したＡ−Ａ断面図である。その引張式伝動ベルト５０は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、金属製薄板状で二つのピン孔５６が開けられた前記リンクプレート５４と、交互に重ねられたリンクプレート５４のピン孔５６を相互に連結する連結されたピン５２とを有し、全体として無端環状のリンクチェーンを構成している。そのピン５２は、図１０（ｃ）に示すように金属製たとえば炭素鋼等の鋼製で、動力を伝達するために前記入力側シーブ面１２ｃおよび前記出力側シーブ面１４ｃと接触している接触面６０が、前記入力側Ｖ溝２６を構成するシーブ面１２ｃおよび前記出力側Ｖ溝２８を構成するシーブ面１４ｃに沿うように同様の角度で形成されている。さらに、接触面６０を覆うように、樹脂製被膜５８がその膜厚を約０．５ｍｍ程度となるように固着させられている。これによりピン５２の接触面６０は樹脂製被膜５８による接触面６０ｂを介して入力側シーブ面１２ｃおよび出力側シーブ面１４ｃと接触することとなる。この樹脂製被膜５８は、前述と同様に図５に示す製造工程１００において、調合工程１０２では、樹脂製被膜５８の基材となる熱硬化性樹脂と強度を高めるための短繊維材および耐久性を高めるための粉末材を含むの充填剤とが混合されることにより流動性の塗布材料が調合され、塗布工程１０４では、その塗布材料が接触面６０に、たとえばディピング、スプレーコーティング、射出成形等により塗布され、硬化工程１０６では、塗布された材料が、たとえば２００℃程度で熱硬化され、仕上工程１０８では、たとえばばり取りなどの機械加工によって規定の寸法通りとする仕上げ加工が施される。その樹脂製被膜５８の材料は、基材となる熱硬化性樹脂が材料全体の重量比で５０％以上含まれ、充填剤として短繊維材および粉末材がそれぞれ材料全体の重量比で５〜３０％含まれるように混合されている。このようにすれば、熱硬化性樹脂自身の特性に加え短繊維材を混合することでさらに強度、耐摩耗性、摩擦係数が高められ、粉末材を混合することでさらに摩擦係数が高められので、摩耗量を充分に抑えつつ、その強度を高め、高い摩擦係数を得ることができる。この結果、引張式伝動ベルト５０のピン５２と可変プーリとの相互接触面において、耐久性を確保しつつ、可変プーリが引張式伝動ベルト５０のピン５２を挟む圧力に対して十分な強度を確保し、摩擦係数が高められるので、許容伝達トルクがさらに高められ、トルクの急増時などにおいて引張式伝動ベルト５０のスリップが防止され、或いは、ベルト式無段変速機１０が従来よりもさらに小型、軽量に構成され得る。また、ピン５２の接触面６０が金属製の場合と比較して、樹脂製被膜５８は弾性率が小さいため可変プーリとの接触時の衝撃を小さく抑えるので、騒音を小さくすることができる。特に、本実施例の引張式伝動ベルト５０の場合は、ピン５２が可変プーリと接触する入り口での間欠衝突に対して衝撃力が小さくなるのでより効果がある。また、ベルト式無段変速機１０の製造工程の中で引張式伝動ベルト５０のピン５２部分に樹脂製被膜５８を固着する工程が追加されるだけなので、ピン５２の接触面６０と可変プーリのシーブ面の両方を表面処理等の加工をして性能を向上させることに比べて、製造コストを低く抑えることができる。さらに、充填剤となる繊維材に短繊維材を用いるので、引張式伝動ベルト５０のピン５２に樹脂製被膜５８を固着する製造工程において、大量生産に適したディッピング、スプレーコーティング等による固着方法を用いることができる。
【００５９】
また、本実施例によれば、樹脂製被膜５８は、充填剤としてさらに硬質粒子材であるアルミナ、シリカ、ＷＣ、Ｃr3Ｃ2、ＳiＣ、ＦeＣrＣ、自己潤滑剤である黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンのうちの少なくとも一つが含まれる材料で構成されたものなので、その硬質粒子材によって摩擦係数、耐摩耗性が一層高められ、またその自己潤滑剤によって摩擦係数の速度に対する安定性を確保できる。
【００６０】
また、本実施例によれば、ピン５２は金属製であり、可変プーリと接触する接触面６０に固着される樹脂製被膜５８の基材を構成する熱硬化性樹脂材料はフェノール樹脂或いはエポキシ樹脂のいずれかにすることで、そのピン５２の可変プーリとの相互接触面に作用する摩擦力によって生じる樹脂製被膜５８を引き剥がす力に対して、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂は、金属との接着力が強いのでベルト式無段変速機１０の使用下においてピン５２よりその樹脂製被膜５８が剥離することがない十分な接着力を確保できる。また、ピン５２に樹脂製被膜５８を固着する製造工程において接着力を強くするための前処理等、たとえばプレコート等が不要になり、フェノール樹脂或いはエポキシ樹脂自身が熱硬化性樹脂の中で比較的低コストであるとことを含めて製造コストの低減が図れる。さらに、基材自身の耐摩耗性が優れているので、充填剤による補強が容易になる。
【００６１】
また、本実施例によれば、短繊維材は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、銅繊維のうち少なくとも一つを含むものであるので、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維では強度、耐摩耗性を一層向上させることができる。特にアラミド繊維は少量でもその効果が大きい。また、銅繊維では耐摩耗性だけでなく摩擦係数をも一層向上させることができる。
【００６２】
また、本実施例によれば、粉末材は、カシューダスト、鉄粉、銅粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートのうち少なくとも一つを含むものであるので、摩擦係数を一層向上させることができる。また、これらは研磨材としてではなく凝着によって摩擦係数を向上させるものであり、樹脂製被膜５８は、ピン５２と接触する可変プーリのシーブ面の摩耗を増大させてしまうということがない。
【００６３】
また、本実施例によれば、樹脂製被膜５８の厚みは、約０．５ｍｍ程度としたので、耐久試験等で得られたデータに基づき導き出された経験的な数値である摩耗量５０μｍに対して十分な厚みを確保して引張式伝動ベルト５０の性能が維持され、厚すぎるために引張式伝動ベルト５０の機能が損なわれたり、また過剰品質とならず製造コストを低く抑えることができる。
【００６４】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６５】
たとえば、前述の圧縮式伝動ベルト１６のエレメントとしての厚肉板片状のブロック３２に固着させられた樹脂製被膜３６は、接触面３４に略垂直に隣接する面４０の部分の四つの面のどこに設けてもよいし設けなくてもよい。また、接触面３４および接触面３４に略垂直に隣接する面４０に形成された窪み３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、突起４２，孔部４４、第二孔部４６および溝４８は、窪みや突起を組み合わせて凹凸状としてもよく、また必ずしも設けられなくてもよい。
【００６６】
また、前述の図１０に示した引張式伝動ベルト５０の実施例では、接触面６０は平面のままであったが圧縮式伝動ベルト１６の場合と同様に、突起、窪みおよび凹凸を形成して樹脂製被膜５８を固着させてもよい。さらに接触面６０に略垂直に隣接する面に窪みを形成して接触面６０に固着させた樹脂製被膜５８と一体になるように樹脂製被膜を固着させてもよい。
【００６７】
また、前述の図１０に示した引張式伝動ベルト５０の実施例では、接触面６０は平面のままであったが圧縮式伝動ベルト１６の場合と同様に接触面６０には孔部がピン５２の外径の幅程度の深さで形成されるとともに、接触面６０に略垂直に隣接する面にはその孔部に通じる第二孔部が形成され、さらにその面にはその第二孔部の入り口に続くように接触面６０より略垂直に深さ約０．３ｍｍ程度の溝が形成され、樹脂製被膜５８は、その材料が射出成形によりその孔部とその第二孔部の内部およびその溝を満たすように流入させられ、その接触面５８に固着させられると同時に、孔部と第二孔部の内部および溝を満たすように流入させられた材料と一体とさせられるように固着させてもよい。
【００６８】
また、上記引張式伝動ベルト５０の実施例では、エレメントとしてのピン５０とリンクプレート５４を有し、全体として無端環状のリンクチェーンで構成されていたが、そのリンクチェーンの円周方向に対して略垂直に位置しそのリンクチェーンを貫通させる孔が形成された厚肉板状片のブロックを有するように引張式伝動ベルト５０を構成してもよい。この場合、引張式伝動ベルト５０が可変プーリのシーブ面と接触する面は、ピン５２がブロックより突出させられていればピン５２の接触面６０となり、ピン５２がブロックより突出させられてなければピン５２とブロックまたはブロックのみとなる。ブロックが可変プーリのシーブ面と接触する場合は、ブロックのその接触する面に樹脂製被膜５８を固着させてもよい。
【００６９】
また、前述の接触面３４或いは接触面６０に形成した突起、窪み或いは凹凸は、平面と比較して接触面積が大きくなればよく、たとえば引っ掻き傷のようなものであってもよい。
【００７０】
また、前述の樹脂製被膜３６或いは樹脂製被膜５８の厚みは、約０．５ｍｍ程度としたが、０．１ｍｍ以上であれば耐久試験等で得られたデータに基づき導き出された経験的な数値である摩耗量５０μｍに対して充分な厚みを確保して圧縮式伝動ベルト１６或いは引張式伝動ベルト５０の性能が維持され、また１ｍｍ以下であれば厚すぎるために圧縮式伝動ベルト１６或いは引張式伝動ベルト５０の機能が損なわれたり、また過剰品質とならず製造コストを低く抑えることができる。
【００７１】
また、前述の樹脂製被膜３６或いは樹脂製被膜５８の基材となる熱硬化性樹脂は、尿素樹脂やメラミン樹脂等の樹脂であってもよい。
【００７２】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例である圧縮式伝動ベルトを用いたベルト式無段変速機の構成を示す断面図である。
【図２】図１の入力側可変プーリ、出力側可変プーリおよび圧縮式伝動ベルトを示す斜視図である。
【図３】圧縮式伝動ベルトの部分拡大図である。
【図４】（ａ）は、ブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図４（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図５】樹脂製被膜をブロックの接触面に固着するための製造工程の手順を示した図である。
【図６】（ａ）は、本発明の他の実施例におけるブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図６（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の他の実施例におけるブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図７（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の他の実施例におけるブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図８（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の他の実施例におけるブロックの接触面に樹脂製被膜が固着される前の状態での接触面方向から見た正面図である。（ｂ）は、図９（ａ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【図１０】（ａ）は、本発明の他の実施例における引張式伝動ベルトの部分拡大図である。（ｂ）は、図１０（ａ）の上面から見た図である。（ｃ）は、ピンの図１０（ｂ）に示したＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１０：ベルト式無段変速機
１２：入力側可変プーリ
１２ｗ：入力側可変プーリ１２の溝幅
１４：出力側可変プーリ
１４ｗ：出力側可変プーリ１４の溝幅
１６：圧縮式伝動ベルト
３０：フープ
３２：ブロック（エレメント）
３４：接触面
３６：樹脂製被膜
３８ａ：接触面３４の窪み
３８ｂ：隣接する面４０の窪み
３８ｃ：接触面３４の窪み
３８ｄ：接触面３４の窪み
４０：接触面３４に略垂直に隣接する面
４２：接触面３４の突起
４４：孔部
４６：第二孔部
５０：引張式伝動ベルト
５２：ピン（エレメント）
５４：リンクプレート
５８：樹脂製被膜
６０：接触面
Claims (11)
- 動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、
基材としての５０重量％以上の熱硬化性樹脂材料に５〜３０重量％の短繊維材および５〜３０重量％の粉末材が充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を、備えたことを特徴とするベルト式無段変速機用の伝動ベルト。 - 前記樹脂製被膜は、前記充填剤としての硬質粒子材および自己潤滑剤の少なくとも一つがさらに含まれる材料で構成されたものである請求項１のベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
- 前記エレメントは金属製であり、前記可変プーリと接触する接触面に固着される前記樹脂製被膜の基材を構成する前記熱硬化性樹脂材料はフェノール樹脂或いはエポキシ樹脂のいずれかである請求項１または２のベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
- 前記短繊維材は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、銅繊維のうち少なくとも一つを含むものである請求項１乃至３のいずれかのベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
- 前記粉末材は、カシューダスト、鉄粉、銅粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム・ゴムコートのうち少なくとも一つを含むものである請求項１乃至４のいずれかのベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
- 前記充填剤は、前記硬質粒子材としての、アルミナ、シリカ、ＷＣ、Ｃr3Ｃ2、ＳiＣ、ＦeＣrＣ、前記自己潤滑剤としての、黒鉛、二硫化モリブデン、四フッ化エチレンのうちの少なくとも一つを含むものである請求項１乃至５のいずれかのベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
- 前記樹脂製被膜の厚みは、０．１ｍｍ乃至１ｍｍである請求項１乃至６のいずれかのベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
- 前記ベルト式無段変速機用の伝動ベルトは、無端環状のフープと、前記エレメントとして該フープに沿って厚さ方向に多数連ねられた厚肉板片状のブロックとを有する無端環状の圧縮式伝動ベルトである請求項１乃至７のいずれかのベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
- 前記ベルト式無段変速機用の伝動ベルトは、リンクプレートと、前記エレメントとしての連結ピンを有し、交互に重ねられた該リンクプレートの端部が該連結ピンによって相互に連結されることにより無端環状のリンクチェーンを構成する引張式伝動ベルトである請求項１乃至７のいずれかのベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
- 動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、
基材としての熱硬化性樹脂材料に短繊維材および粉末材を充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を備え、
前記エレメントは金属製であり、前記プーリと接触する前記接触面に、突起、窪み或いは凹凸が形成され、
前記樹脂製被膜は、該突起、窪み或いは凹凸の上に固着させられたものであることを特徴とするベルト式無段変速機用の伝動ベルト。 - 動力伝達のために溝幅が可変の一対の可変プーリ間に巻き掛けられるベルト式無段変速機用の伝動ベルトであって、
基材としての熱硬化性樹脂材料に短繊維材および粉末材を充填剤として混合された材料で構成され、前記伝動ベルトを構成するエレメントの前記可変プーリと接触する接触面に固着された樹脂製被膜を備え、
前記エレメントは金属製であり、前記プーリと接触する前記接触面には孔部が形成されるとともに、その孔部が形成された接触面とそれに略垂直に隣接する面には該孔部に通じる第二孔部が形成され、
前記樹脂製被膜は、その材料が射出成形により前記孔部と前記第二孔部の内部を満たすように流入させられることにより、その接触面とそれに略垂直に隣接する面に固着させられると同時に、上記孔部および第二孔部内に流入させられた材料と一体とさせられたものであることを特徴とするベルト式無段変速機用の伝動ベルト。
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