JP3886579B2

JP3886579B2 - 高負荷伝動ベルト

Info

Publication number: JP3886579B2
Application number: JP32757396A
Authority: JP
Inventors: 勝爾辻; 晋一高木; 謙次菅原; 与四和駒井
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: JPH10159910A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー製のセンターベルトと耐側圧を補強するブロックからなる高負荷伝動用に供するベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から無段変速装置等の高負荷伝動を要求される用途としてに適用されるベルトとして、ゴム製Ｖベルト、また、特開昭５５−１００４４３号公報のような金属ベルトが提案されている。
しかしゴム製Ｖベルトでは高負荷用のものであっても最大面圧が１０ｋｇ／ｃｍ²程度であり、それ以上のトルクのかかる用途であるとゴム製Ｖベルトが高側圧に耐えられず座屈変形してしまう。
【０００３】
金属ベルトは耐側圧性に優れており、かなりの高側圧に耐えることができるので座屈変形することはないが、一般的に変速プーリは鉄やアルミニウム合金などの金属材料で構成されているために、金属ベルトはプーリとの当接面の焼きつきや摩耗を防止するために、断えずオイルを供給しながら走行させなければならない。そうなるとオイルを供給するための装置を設けなければならないので、ベルトの伝動装置としては大型のものにならざるを得ない。
【０００４】
そこで、オイルによる潤滑の不要な乾式のベルトであるとともに高負荷にも耐えうるベルトとして心体を埋設したゴムベルトに硬質の樹脂等からなるブロックを固定してベルト幅方向の強度を高め耐久性を向上させたベルトも多数提案されている。
【０００５】
そのようなブロックを用いた例として、特公昭６２−７４１８号公報に開示されるようなブロックの両側面にそれぞれスロット部を設け、そのスロット部にゴム製の張力体を挿入したベルトがある。
【０００６】
このベルトは特に固定のためにブロックに張力体を差し込んで嵌合固定する構造であるために、例えば止着材を用いてブロックと張力体を固定するようなベルトと比べると、ブロックの厚みを薄くすることができる。よって、ベルトを走行させた際のピッチノイズを低レベルに抑えることができるという利点を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特公昭６２−７４１８号公報に開示されるベルトは、図６にその断面を示すように、上ビーム部３１と下ビーム部３２をセンターピラー３３で連結し、両側面にセンターベルトの嵌合溝３４、３４を有するブロック３０の前記嵌合溝３４、３４にセンターベルト３５を嵌合したタイプのベルトである。また、センターピラー３３の中央部に前後のブロックを整列されるガイド凸部３６を有している。
【０００８】
このタイプのベルトの場合、センターベルトを側面から挿入する構造のために、最も効率的な伝達力が得られるセンターベルトの側方にセンターベルトを挿入する溝が開口しているために、その部分で動力の受渡しができないという欠点がある。また、センターベルトが２本であることから、変速ベルトでは避けられないミスアライメント走行する場合、ベルトが捩じれた状態になって１本のベルトでしか張力を受け持てず、動力伝達効率の低下につながったり、切断してしまうという問題もある。
【０００９】
そこで、図７に示すようなブロック４０の上ビーム部４１と下ビーム部４２を端部においてサイドピラー４３で連結した略コ字形状とし、１本のセンターベルト４４に前記のような略コ字形状のブロックを左右交互に嵌め込んでゆくベルトとすると、センターベルトは１本なので上述のようなベルトが捩れてしまうという問題がなくなり、センターベルト４４を嵌合する溝も片側しか開口していないので、センターベルトの側方の面積が狭くなるという問題もある程度カバーすることができる。
【００１０】
しかし、この略コ字形状のブロック４０はプーリのＶ溝と接触するプーリ接触面の面積が左右で異なるため、Ｖ溝との間で発生する左右の摩擦力のバランスが崩れて、同じベルト内において摩擦力の大きい側の速度が速くなり、走行方向に対してブロック４０が斜行する。
【００１１】
また、側面のセンターベルト４４を挿入するための開口部にかかるモーメント力によって上、下ビーム部４１、４２が開いてブロックが破損したり、センターベルト４４からブロックが外れてしまうという問題がある。
【００１２】
更にブロック４０をベルト長手方向で整列させるために例えばブロックの前面の凸部４５、背面の凹部からなるガイド嵌合部を設けて前後に位置するをブロック同志を凹凸嵌合させているが、センターベルト４４の横方向に開口部が存在するため、凸部４５と凹部を設ける位置はブロックの上ビーム部４１、もしくは下ビーム部４２にしなければならない。そうすると凹凸嵌合の位置がセンターベルトの存在するピッチラインから大きく外れるため凸部と凹部との間で相対的な動きが大きく、摩耗の度合いも大きくなるという問題があった。
このため、かえって両側面にセンターベルトを挿入する溝が開口しているベルトよりも伝達力や耐久性の低下を招くことがある。
【００１３】
そこで、本発明はセンターベルトは１本でベルトの捩れが発生することがなく、また、センターベルトの側方でプーリからの側圧を受けることができ、ピッチライン付近にガイド嵌合部を設けることによって前後のブロックを嵌合しているので、凹凸の摩耗も少なく、更にセンターベルトとブロックとの固定が容易でありかつ外れにくい高負荷伝動ベルトの提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために請求項１では、心線をエラストマー中に埋設した無端のセンターベルトと、該センターベルトにプーリのＶ溝と係合する傾斜したプーリ接触面を有する複数のブロックを、嵌合係止した構成からなる高負荷伝動ベルトにおいて、前記ブロックは、プーリ接触面を含む一対のプーリ当接部を一対の連結部材で一体に接続して、前記一対のプーリ当接部と一対の連結部材で囲まれた嵌合溝を形成し、該嵌合溝は一方のプーリ当接部にセンターベルトを嵌入するための開口部を有しているとともに、開口部は嵌合溝のベルト幅方向から外れた位置に設けられ、嵌合溝と開口部との間はベルト幅方向に対して斜め方向の切込みで接続されており、嵌合溝内においてセンターベルトは一対の連結部材にて挟持されるとともに一対の連結部材にはベルト幅方向の凸条部、一方、センターベルトにはベルト幅方向の溝条部を有し、該凸条部と溝条部が噛み合ってなることを特徴とする。
【００１５】
このような構成を採ることによって、センターベルトを一本であるとともに、ブロックの厚みを薄くできるという効果を有する上に、センターベルトのブロックへの装着は比較的簡単で、一度装着したセンターベルトが容易に外れることがない。
【００１６】
請求項２では、プーリ当接部の嵌合溝に装着したセンターベルトの心線の高さであるピッチライン上にブロックを整列させるガイド部を配置したことによって、ガイド部の動きが少なく摩耗も起こりにくいことから長期にわたってブロックの整列機能を果たすことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の高負荷伝動ベルトの斜視図、図２は本発明高負荷伝動ベルトのブロック本体の斜視図である。
【００１８】
本発明の高負荷伝動ベルト１は、エラストマー２内に心体３をスパイラル状に埋設してなるセンターベルト４とセンターベルト４の長手方向に複数嵌合配置するブロック５からなる。ブロック５の両側面は、プーリのＶ溝と係合する傾斜のついたプーリ接触面５ａ、５ｂとなっており、駆動されたプーリから動力を受け取ってブロック５に係止固定したセンターベルトを介して従動側のプーリに動力を伝えるものである。
【００１９】
ブロック５は、図２に示すような一対のプーリ当接部６、７の下端および上端を一体的に接続する一対の連結部材８、９を有し、一対のプーリ当接部６、７と一対の連結部材８、９に囲まれた嵌合溝１０を設けている。この嵌合溝１０は、一対のプーリ当接部６、７のいずれか一方に開口しており、開口部１１はセンターベルト４の位置からずれた位置に開いている。図２の例では、嵌合溝１０の端から上側の連結部材８に斜め上方向の切り込み１２が入り、嵌合溝１０からずれた位置まできたところで、そのまま横方向に開口部１１に至るまで延びている。そして、嵌合溝１０内のセンターベルト４と比べてほぼセンターベルト４の厚み分だけ上方にずれた位置に、開口部１１が位置している。
【００２０】
開口部１１の位置をこのようにセンターベルト４の位置からずらすことによって、一端装着したセンターベルト４が容易に抜けないようになっている。
【００２１】
また、プーリ接触面５ａは、ブロック５の下から開口部１１までとしており、連結部材８の側面にあたる部分は、プーリに接触しないようにしているが、それは、連結部材８にプーリからの力がかかることによって開口部１１が開いてしまうのを防止するためである。また、開口部１１のない反対側のプーリ接触面５ｂもそれにあわせて上方では、傾斜角度を立ち上げてプーリと接触しないようにし、左右のバランスをとっている。
また、ブロック５は、金属からなる補強部材１３の少なくともプーリと当接するプーリ接触面５ａ、５ｂに樹脂部１４を被覆した構成からなっている。
【００２２】
そして、高負荷伝動ベルトを組み立てるときには、図３に示すようにセンターベルト４を開口部１１に挿入して行うことができるので、比較的簡単にベルトの組み立てを行うことができる。また、ベルトの左右の重量バランスを取るために、右側に開口部１１を持つブロック５と左側に開口部１１’を持つブロック５’を交互のセンターベルト４に装着する。
【００２３】
また、図５のようにブロック５にはプーリ当接部６、７のブロック前面のほぼセンターベルト４の心線２と略同じ高さの位置に、凸部１５と、背面の凹部１６からなるガイド部を設け、その凸部１５と凹部１６が嵌合し、隣り合うブロック同志の動きが規制しブロックを整列させるガイドを役目を果たしている。また、凸部１５および凹部１６は曲面となっておりベルトの屈曲で隣り合うブロックとの間の角度が変わる際にも、摩耗しないようになっている。
【００２４】
上記のように凸部１５と凹部１６からなるガイド部を嵌合することによって、ベルト長手方向でブロックを整列することができ、ベルトのプーリへの進入の際にブロックがプーリに衝突することに寄って発生する衝突音を防止することができる。また、ガイド部をプーリ当接部６、７の中央に設けることによって、センターベルト４側方のほぼセンターベルト４の心線３と同じ高さであるピッチライン上に配置することができるので、隣り合うブロック同志の相対的な動きが最も少ない場所であり、凸部と凹部の摩耗も他の場所に設けたときと比べて少ないと言える。
【００２５】
ブロック５の前面においてプーリ当接部６、７の上下方向中央付近から下半分は連結部材８、９を含めて傾斜面となっており、ベルトがプーリに進入して屈曲したときに前後のブロック同志が前面と背面とで接触しないようになっている。更に、図４に断面を示すように嵌合溝１０内の連結部材８の下面、連結部材９の上面は、凸条部８ａ、９ａを形成しており、センターベルト４の上面及び下面の溝条部４ａ、４ｂと噛み合うようになっている。
【００２６】
前記のセンターベルト４を構成するエラストマー２として使用されるものは、ＮＲ（天然ゴム）、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ハイパロン（クロロスルフォン化ポリエチレン）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、不飽和カルボン酸金属塩を含有したＨＮＢＲ等のゴムの単一材またはこれらのブレンド物からなるゴム配合物やポリウレタン樹脂等でが挙げられる。
【００２７】
そして、エラストマー２内にスパイラル状に埋設する心体３としては、ポリアミド、ポリエステル、アラミド等の合成繊維、あるいはスチールコード、ガラス繊維コード、カーボン繊維コード等の無機繊維の単体からなるコードやこれらの混紡からなる撚りコード、織物などが用いられる。
【００２８】
また、図２で示すようにブロック５は、金属製の補強材１３の全面を樹脂部１４で被覆して構成したものとなっているが、樹脂部１４は少なくとも、プーリと接触するプーリ接触面５ａ、５ｂに相当する部分に設ける必要があるものであり、例えば補強材１３のプーリ当接部６、７のみを樹脂部１４で被覆したものでも使用可能である。
【００２９】
補強材１３の少なくともプーリ接触面５ａ、５ｂを被覆する樹脂部１４としては、比較的摩擦係数の大きく耐摩耗性に優れ、センターベルト４を構成するエラストマー２と比べると剛性の高い、具体的には硬度９０°ＪＩＳＡ以上の硬質ゴム、硬質ポリウレタン樹脂、液晶樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等の合成樹脂が用いられる。
【００３０】
また、これらの樹脂中に、綿糸、ポリアミド繊維やアラミド繊維等の化学繊維、ガラス繊維、金属繊維、カーボン繊維等からなる織布、フィラー、ウィスカー、シリカ、炭酸カルシウムなどの無機材料等を混入した強化樹脂からなる。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明のベルトを実際に走行させて伝達性と騒音を測定する試験を行った。
実施例としては、図１に示す構造からなる本発明の高負荷伝動ベルトであり、側部部分の略中央であってセンターベルトの側方のほぼピッチライン位置にガイド嵌合部を設けたベルトを使った。
【００３２】
比較例としては、図７に示すような嵌合溝の側方に開口部を有し、ガイド部を上部の連結部材に設けたベルトを用いた。
走行条件は、表１にまとめたように駆動側プーリのピッチ径が６５ｍｍで回転数が３２００ｒｐｍ、従動側プーリのピッチ径が１３０ｍｍで回転数が１６００ｒｐｍ、そして雰囲気温度は９０℃、負荷は駆動側が４ｋｇｆｍ、従動側が８ｋｇｆｍで行った。
それぞれのベルトのトルク４ｋｇｆｍでのスリップ率及び、走行中の音圧、寿命に至る時間を測定した。その結果を表２に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【表２】

【００３５】
表２の結果から分かるように、比較例に比べて実施例ではスリップ率は半分程度であり、音圧も小さくなっており、ガイド部をセンターベルトの心線の位置に配置したため、ブロックの整列がよくより効率的にベルトが走行していることがわかる。
また、寿命時間についても比較例が２６０時間で寿命となってしまっているのに対し、実施例は４００時間走行させても、まだ寿命となっていないが、このことから、ガイド部の摩耗が少なく長期に渡ってベルトの整列が行われていることが分かる。
【００３６】
【発明の効果】
以下のように本発明の高負荷伝動ベルトは、請求項１では、心線をエラストマー中に埋設した無端のセンターベルトと、該センターベルトにプーリのＶ溝と係合する傾斜したプーリ接触面を有する複数のブロックを、嵌合係止した構成からなる高負荷伝動ベルトにおいて、前記ブロックは、プーリ接触面を含む一対のプーリ当接部を一対の連結部材で一体に接続して、前記一対のプーリ当接部と一対の連結部材で囲まれた嵌合溝を形成し、該嵌合溝は一方のプーリ当接部にセンターベルトを嵌入するための開口部を有しているとともに、開口部は嵌合溝のベルト幅方向から外れた位置に設けられ、嵌合溝と開口部との間はベルト幅方向に対して斜め方向の切込みで接続されており、嵌合溝内においてセンターベルトは一対の連結部材にて挟持されるとともに一対の連結部材にはベルト幅方向の凸条部、一方、センターベルトにはベルト幅方向の溝条部を有し、該凸条部と溝条部が噛み合ってなることを特徴とする。
【００３７】
このような構成を採ることによって、センターベルトを一本にできるので、走行中のベルトの捩れがなく、ブロックの厚みを薄くできるので、走行中のピッチノイズを低減するという効果を有する上に、センターベルトのブロックへの装着は比較的簡単で、一度装着したセンターベルトが容易に外れることがない。
【００３８】
また、請求項２においては、プーリ当接部の嵌合溝に装着したセンターベルトの心線の高さであるピッチライン上にブロックを整列させるガイド部を配置したことによって、ガイド部の動きが少なく摩耗も起こりにくいことから長期にわたってブロックの整列機能を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高負荷伝動ベルトの斜視図である。
【図２】ブロックの斜視図である。
【図３】ブロック本体に係止部材を装着するところの要部断面図である。
【図４】高負荷伝動ベルトの嵌合溝位置での縦断面図である。
【図５】ガイド凸部位置での縦断面図である。
【図６】従来のベルトの断面図である。
【図７】従来のベルトの断面図である。
【符号の説明】
１高負荷伝動ベルト
２エラストマー
３心体
４センターベルト
５ブロック
６プーリ当接部
７プーリ当接部
８連結部材
９連結部材
１０嵌合溝
１１開口部
１２切り込み
１３補強部
１４樹脂部
１５凸部
１６凹部

Claims

心線をエラストマー中に埋設した無端のセンターベルトと、該センターベルトにプーリのＶ溝と係合する傾斜したプーリ接触面を有する複数のブロックを、嵌合係止した構成からなる高負荷伝動ベルトにおいて、前記ブロックは、プーリ接触面を含む一対のプーリ当接部を一対の連結部材で一体に接続して、前記一対のプーリ当接部と一対の連結部材で囲まれた嵌合溝を形成し、該嵌合溝は一方のプーリ当接部にセンターベルトを嵌入するための開口部を有しているとともに、開口部は嵌合溝のベルト幅方向から外れた位置に設けられ、嵌合溝と開口部との間はベルト幅方向に対して斜め方向の切込みで接続されており、嵌合溝内においてセンターベルトは一対の連結部材にて挟持されるとともに一対の連結部材にはベルト幅方向の凸条部、一方、センターベルトにはベルト幅方向の溝条部を有し、該凸条部と溝条部が噛み合ってなることを特徴とする高負荷伝動ベルト。
プーリ当接部の嵌合溝に装着したセンターベルトの心線の高さであるピッチライン上にブロックを整列させるガイド部を配置した請求項１記載の高負荷伝動ベルト。