JP6122838B2 - 高負荷伝動用ｖベルト - Google Patents

Description

本発明は高負荷伝動用Ｖベルトに関し、特にベルト式無段変速機に用いられるのに好適なものに関する。

従来、この種の高負荷伝動用Ｖベルトはよく知られており、例えばベルト式無段変速機の変速プーリ間に巻き掛けられて用いられている。この高負荷伝動用Ｖベルトは、ベルト背面側の上面及び底面側の下面にそれぞれベルト長さ方向に一定間隔で並ぶ多数の例えば凹条からなる上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、この張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、嵌合部の上面に張力帯の上側被噛合部と噛合する例えば凸条からなる上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する例えば凸条からなる下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、ブロックベルトとも呼ばれている。

張力帯はベルトの伸びを抑えて動力伝達を可能とする心線、保形ゴム層、ブロックとの間の摩耗を抑制するための帆布等からなる。

各ブロックは例えばフェノール樹脂等の樹脂からなるもので、ベルト背面側に配置される上側ビーム部と、ベルト底面側に配置された下側ビーム部とを有し、これら上下ビーム部間に、上記張力帯の嵌合部が形成されている。

そして、各ブロックの嵌合部に張力帯を圧入して嵌合することにより、各ブロックと張力帯とがベルト長さ方向に一定間隔の凹凸形状の噛合部及び被噛合部によって噛合した状態で係合され、このブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって両者間が一体化されて動力授受が行われる。

このような高負荷伝動用Ｖベルトとして、特許文献１に示されるように、ブロックの上側噛合部の下端及び下側噛合部の上端の間の隙間の高さであるブロック噛み合い厚さを、張力帯の上側被噛合部の下端及び下側被噛合部の上端の間の厚さである張力帯噛み合い厚さよりも小さくして、両者の差である締め代を設定するとともに、張力帯の外側端面をブロックのプーリ接触面よりも突出させる出代を設定し、これら締め代及び出代を最適化することが提案されている。

また、特許文献２には、ブロックの保持力や張力帯の幅方向の規制をすることが、また特許文献３や特許文献４には、張力帯のゴムや帆布の摩耗を低減して締め代の変化を抑えることがそれぞれ示されている。

この高負荷伝動用Ｖベルトの各要素の寸法を例示すると、各ブロックのベルト幅方向の幅であるブロック幅は例えば２５ｍｍに設定されている。また、ブロック噛み合い厚さが例えば３ｍｍ、張力帯噛み合い厚さは例えば３．０３〜３．１５ｍｍであり、締め代は０．０３〜０．１５ｍｍとされている。さらに、張力帯において上側及び下側被噛合部を除く部分（コグ部）の厚さである張力帯総厚さは例えば４．６〜４．７ｍｍであり、張力帯の外側端面をブロックのプーリ接触面よりも突出させる出代が例えば０．０５〜０．１５ｍｍに設定されている。

特許第４２５６４９８号公報 特許第４６２４７５９号公報 特開２００２−１３５９４号公報 特開２００３−１５６１０３号公報

ところで、このような高負荷伝動用Ｖベルトでは、上記張力帯の成分であるゴムとブロックの樹脂との間に熱膨張率の差がある。そのため、ベルトを変速機に使用して走行させると、その特に走行初期状態（使用開始状態）に、上記熱膨張率の差によって張力帯の熱膨張が生じ、ベルトの曲げ剛性が大きくなり、伝動効率の低下やベルトのさらなる発熱を招き、張力帯の劣化が生じる。

そして、上記張力帯の熱膨張により、ブロックの下側ビーム部は張力帯に拘束されているので、押し上げられない。しかし、ベルト背面側の上側ビーム部は押し上げられて、両ビーム部が拡がるようになり、プーリ溝面に対しては主に下側ビーム部の側面が接触する下当たりが支配的な状態となる。このことで、変速プーリのプーリ溝面からベルトの幅方向側面が押圧される推力によりベルト張力が生じる推力・張力変換比率が低下してベルト張力が下がる。

その後、ベルトの走行に伴って張力帯がへたると、上側ビーム部の開きが治まり、プーリ溝面に対しては上側ビーム部の側面も接触するように変化するので、上記推力・張力変換比率が上昇してベルト張力が上昇し元に戻る。

このようにベルトの走行初期から走行時間が経過するのに連れて、ブロックの側面においてプーリとの接触部分が変化することで推力・張力変換比率が変化し、そのことによりベルトに発生する張力も変化するという問題がある。

上記推力・張力変換比率は、ブロックが変速プーリのプーリ溝内に収まる半径方向の位置、ベルトとプーリ溝面との間の摩擦係数等の要因でも変化するので、変速プーリを開閉させる駆動ユニット側では、ある程度の安全率を設けて推力を大きく設定する過推力設定となっている。このことは、ベルトに加わる負荷条件が大きくなることとなり、耐久性や騒音性を悪化させる要因となる。そこで、ブロックの上下ビーム部とプーリ溝面との接触状態が経時変化しない高負荷伝動用Ｖベルトの開発が望まれている。

しかし、上記特許文献１のものでは、ゴムの熱膨張や永久歪みの影響等により上記推力・張力変換比率の変化を確実に抑制することはできず、また、特許文献３及び特許文献４のものでも、締め代の変化を確実に抑えることが困難である。

上記ブロックの上側ビーム部を押し上げる要因となる張力帯の熱膨張を抑えるには、上記張力帯噛み合い厚さ（張力帯の上側被噛合部の下端及び下側被噛合部の上端の間の厚さ）を小さくすることが有効である。しかし、張力帯噛み合い厚さを小さくすると、上下ビーム部がベルト長さ方向に互いに逆方向に移動するようにブロックが揺動する際の作用点と支点との距離が短くなるので、そのブロックが揺動し易くなり、その揺動によってブロックが破損する虞れがある。

本発明の目的は、高負荷伝動用Ｖベルトにおける所定部位の寸法比を特定することにより、ベルトの走行初期からの推力・張力変換比率の変化に伴うベルト張力の経時変化を抑制し、駆動ユニットの推力を低くしてベルトの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、硬質ゴムからなる保形ゴム層の内部に心線が埋設され、ベルト背面側の上面及び底面側の下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、該張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、該嵌合部の上面に張力帯の上記上側被噛合部と噛合する上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、各ブロックの嵌合部に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に対し係合固定され、ブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって動力授受が行われる高負荷伝動用Ｖベルトが前提である。

そして、上記各ブロックにおける少なくとも嵌合部の周囲部分が硬質樹脂により形成され、上記張力帯の保形ゴム層における硬質ゴムの熱膨張率はブロックの硬質樹脂よりも大きく、上記張力帯の心線の位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅ａと、張力帯において上側被噛合部の下端及び下側被噛合部の上端の間の厚さである張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０８（張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの８％以下）の関係にあり、かつ、上記張力帯噛み合い厚さｂと、張力帯において上側及び下側被噛合部を除くコグ部の厚さである張力帯総厚さｃとがｃ／ｂ≧２．０（張力帯総厚さｃが張力帯噛み合い厚さｂの２倍以上）の関係にあることを特徴とする。

この構成により、ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０８であるので、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａに対して十分に小さくなり、張力帯の保形ゴム層における硬質ゴムの熱膨張率がブロックの硬質樹脂よりも大きくても、張力帯が熱膨張してブロックの上側ビーム部が押し上げられることはなく、ベルトの走行時間の経過に伴い推力・張力変換比率が変化してベルト張力の変化が生じることはない。そのことで、駆動ユニットの推力を低く設定でき、ベルトの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。

また、ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとをｂ／ａ≦０．０８とすることで、張力帯が薄くなり、そのブロックの保持力が小さくなる。しかし、張力帯総厚さｃが噛み合い厚さｂとｃ／ｂ≧２．０の関係にあって、そのコグ部での張力帯総厚さｃが大きくなるので、ブロックは張力帯に対し厚さの大きいコグ部によっても支持されるようになり、張力帯のブロックに対する保持力が低下することはなく、その揺動を確実に抑制することができる。

そして、上記ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ＞０．０８（張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの８％よりも大きい）であるか、又は張力帯総厚さｃと噛み合い厚さｂとがｃ／ｂ＜２．０（張力帯総厚さｃが張力帯噛み合い厚さｂの２倍未満）であると、上記の作用効果は得られない。

上記ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ＝０．０４〜０．０８（張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの４％以上８％以下）の関係にあってもよい。

また、上記ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０５（張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの５％以下）の関係にあってもよい。

さらに、上記張力帯噛み合い厚さｂと張力帯総厚さｃとがｃ／ｂ＝２．０〜４．６の関係にあってもよい。

また、張力帯噛み合い厚さｂがｂ＝１．０〜２．０ｍｍであってもよく、張力帯総厚さｃがｃ＝２．２〜５．５ｍｍであってもよい。

この構成により、ベルト走行時の経時変化によって推力・張力変換比率の変化をさらに有効に抑制することができる。

上記高負荷伝動用Ｖベルトは、ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられるものとしてもよい。

この構成により、上記発明の効果が有効に発揮される最適な高負荷伝動用Ｖベルトが得られる。

本発明によると、硬質ゴムからなる保形ゴム層を有する張力帯と、この張力帯が嵌合される嵌合部の周囲部分が硬質樹脂により形成されたブロックとを備え、張力帯の保形ゴム層における硬質ゴムの熱膨張率がブロックの硬質樹脂よりも大きい高負荷伝動用Ｖベルトのベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとをｂ／ａ≦０．０８とし、かつ張力帯噛み合い厚さｂと総厚さｃとをｃ／ｂ≧２．０としたことにより、ベルトの走行初期からの推力・張力変換比率の変化に伴うベルト張力の経時変化を抑制し、ユニットの推力を低くしてベルトの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る高負荷伝動用Ｖベルトの斜視図である。 図２は、高負荷伝動用Ｖベルトの側面図である。 図３は、図２のIII−III線断面図である。 図４は、張力帯の拡大側面図である。 図５は、ブロックの拡大側面図である。 図６は、ベルト張力測定試験装置を示す図である。 図７は、高速耐久試験装置を示す図である。 図８は、伝動能力試験装置を示す図である。 図９は、実施例及び比較例の試験結果の一半部を示す図である。 図１０は、実施例及び比較例の試験結果の他半部を示す図である。 図１１は、実施例及び比較例について、ベルトピッチ幅及び張力帯噛み合い厚さの比とベルト張力（軸間力）の変化との関係を示す図である。 図１２は、実施例及び比較例について、ベルトピッチ幅及び張力帯噛み合い厚さの比と高速耐久性との関係を示す図である。 図１３は、実施例及び比較例について、ベルトピッチ幅及び張力帯噛み合い厚さの比と初期発熱温度との関係を示す図である。 図１４は、実施例及び比較例について、ベルトピッチ幅及び張力帯噛み合い厚さの比と締め代変化との関係を示す図である。 図１５は、実施例及び比較例について、ベルトピッチ幅及び張力帯噛み合い厚さの比と２％スリップ時の伝動トルクとの関係を示す図である。 図１６は、実施例及び比較例について、ベルトピッチ幅及び張力帯噛み合い厚さの比とベルト効率との関係を示す図である。 図１７は、ベルト張力（軸間力）の変化に関してベルトピッチ幅及び張力帯噛み合い厚さの比と、張力帯噛み合い厚さ及び総厚さとの関係を示す図である。 図１８は、締め代の変化に関してベルトピッチ幅及び張力帯噛み合い厚さの比と、張力帯噛み合い厚さ及び総厚さとの関係を示す図である。

以下、本発明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〜図３は本発明の実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢを示す。このベルトＢは、図示しないが、例えばベルト式無段変速装置の複数の変速プーリ間に巻き掛けられて用いられる。ベルトＢは、左右１対のエンドレスの張力帯１，１と、この張力帯１，１にベルト長さ方向に連続的に係止固定された多数のブロック１０，１０，…とからなる。

上記各張力帯１は、図４にも示すように、硬質ゴムからなる保形ゴム層１ａの内部にアラミド繊維等の高強度高弾性率の複数の心線１ｂ，１ｂ，…（心体）がスパイラル状に配置されて埋設されたものである。この各張力帯１の上面には各ブロック１０に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの上側被噛合部としての溝状の上側凹部２，２，…が、また下面には上記上側凹部２，２，…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３，３，…がそれぞれ形成されている。そして、各張力帯１の上面において上側凹部２，２，…間の部分は上側コグ部４に、また張力帯１下面において下側凹部３，３，…間の部分は下側コグ部５にそれぞれ構成されている。

上記保形ゴム層１ａをなす硬質ゴムは、例えばメタクリル酸亜鉛により強化されたＨ−ＮＢＲゴムに、さらにアラミド繊維、ナイロン繊維等の短繊維により強化することで、耐熱性に優れかつ永久変形し難い硬質ゴムが用いられる。この硬質ゴムの硬さは、ＪＩＳ−Ｃ硬度計で測定したときに７５°以上のゴム硬度が必要である。

上記張力帯１の上下表面にはそれぞれ糊ゴム処理された帆布を一体接着することで上側及び下側帆布層６，７が形成されている。

一方、図１、図３及び図５に示す如く、各ブロック１０は、ベルト幅方向左右側部に上記各張力帯１を幅方向から着脱可能に嵌装させる切欠きスリット状の嵌合部１１，１１を有する。この嵌合部１１を除いた左右側面は変速プーリ等のプーリ溝面（図示せず）に接触する接触部１２，１２に構成されている。このブロック１０の左右の接触部１２，１２同士がなすベルト角度αは、プーリ溝面の角度と同じとされている。そして、ブロック１０は、ベルト幅方向（左右方向）に延びる上側及び下側ビーム部１０ａ，１０ｂと、該両ビーム部１０ａ，１０ｂの左右中央部同士を上下に接続するピラー部１０ｃとからなる略Ｈ字状に形成されている。各ブロック１０の上下ビーム部１０ａ，１０ｂ間の嵌合部１１，１１にそれぞれ張力帯１，１を圧入して嵌合することで、ブロック１０，１０，…が張力帯１，１にベルト長さ方向に連続的に固定されている。

すなわち、図５に示すように、上記各ブロック１０における各嵌合部１１の上壁面には上記張力帯１上面の各上側凹部２に噛合する上側噛合部としての凸条からなる上側凸部１５が、また嵌合部１１の下壁面には張力帯１下面の各下側凹部３に噛合する下側噛合部としての凸条からなる下側凸部１６がそれぞれ互いに平行に配置されて形成されている。この各ブロック１０の上下の凸部１５，１６をそれぞれ張力帯１の上下の凹部２，３に噛合させることで、ブロック１０，１０，…を張力帯１，１にベルト長さ方向に圧入により係止固定する。この係止固定状態で各ブロック１０の側面である接触部１２（各張力帯１の外側側面も接触させてもよい）がプーリ溝面に接触するとともに、ブロック１０の上下の凸部１５，１６（噛合部）と各張力帯１の上下の凹部２，３（被噛合部）とが噛合することにより、プーリとの間で動力授受が行われる。

図３に示すように、上記各ブロック１０は、カーボン短繊維で補強されたフェノール樹脂等の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等の補強材１８がブロック１０の略中央に位置するように埋め込まれたものとされている。このことで、ブロック１０は、嵌合部１１の周囲部分及び接触部１２，１２を形成する硬質樹脂部と、残りの部分を形成する補強材１８とで構成されている。尚、補強材１８は、嵌合部１１の周囲部分と左右側面の接触部１２，１２（プーリ溝面との摺動接触部）とにおいてブロック１０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１０表面に露出していてもよい。

そして、上記硬質ゴムからなる張力帯１の上下の凹部２，３間の張力帯噛み合い厚さｂ、つまり図４に示す如く上側凹部２の底面（詳しくはその上側帆布層６の上表面）と該上側凹部２に対応する下側凹部３の底面（同下側帆布層７の下表面）との間の距離が、ブロック１０の噛合隙間であるブロック噛み合い厚さｄ、つまり図５に示すように各ブロック１０の上側凸部１５下端と下側凸部１６上端との間の距離よりも若干大きく（ｂ＞ｄ）設定されている。このことで、各ブロック１０の張力帯１への組付時に張力帯１がブロック１０により厚さ方向に圧縮されて組み付けられ、よって締め代ｂ−ｄ（＞０）が設けられている。

さらに、本発明の特徴として、図３に示すように、各ブロック１０において、上記張力帯１の心線１ｂの位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅をａとするとき、この実施形態では、このベルトピッチ幅ａと上記張力帯噛み合い厚さｂ（上側凹部２の底面と下側凹部３の底面との間の厚さ。図４参照）とが、
ｂ／ａ≦０．０８ …（1）
の関係にある。つまり、張力帯噛み合い厚さｂはベルトピッチ幅ａの８％以下の関係にある。具体的には、ｂ／ａ＝０．０４〜０．０８とするのが好ましい。例えば、ベルトピッチ幅ａがａ＝２５ｍｍであるときに、張力帯噛み合い厚さｂはｂ＝１．０〜２．０ｍｍとするのがよい。

より望ましくは、
ｂ／ａ≦０．０５ …（2）
の関係（張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの５％以下の関係）にある。

また、同時に、図４に示すように、上記張力帯１において上側凹部２及び下側凹部３（上側及び下側被噛合部）を除く上下両側コグ部４，５の厚さである張力帯総厚さをｃとするとき、その張力帯総厚さｃと、上記張力帯噛み合い厚さｂとが、
ｃ／ｂ≧２．０ …（3）
の関係にある。つまり、張力帯総厚さｃは張力帯噛み合い厚さｂの２倍以上の関係にある。具体的には、ｃ／ｂ＝２．０〜４．６とするのが好ましい。例えば、張力帯噛み合い厚さｂがｂ＝１．０〜２．０ｍｍのときに張力帯総厚さｃはｃ＝２．２〜５．５ｍｍとするのがよい。

上記ベルトピッチ幅ａは、その長さによって張力帯１がブロック１０を保持する保持面積に関与する。そのため、単に張力帯噛み合い厚さｂを小さくするだけでなく、その張力帯噛み合い厚さｂとベルトピッチ幅ａとを上記式（1）又は（2）のように関連付けることが必須である。

尚、図１〜図５においては、上記ベルトピッチ幅ａ、張力帯噛み合い厚さｂ、張力帯総厚さｃ及びブロック噛み合い厚さｄの関係を正確に記載していないものもある。

したがって、この実施形態においては、高負荷伝動用ＶベルトＢの上記ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０８（張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの８％以下）であるので、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａに対して十分に小さくなり、張力帯１が薄くなる。そのため、このベルトＢを無段変速機の変速プーリ間に巻き掛けて走行させたとき、張力帯１の熱膨張によってブロック１０の上側ビーム部１０ａが押し上げられて上下ビーム部１０ａ，１０ｂが拡開することはなく、ベルトＢの走行時間が経過しても、推力・張力変換比率の変化、及びそのことに伴うベルト張力の変化が抑制される。よって、変速機の変速プーリを開閉駆動して変速比を変えるための駆動ユニットの推力（変速プーリの可動シーブを軸方向に推す力）を低く設定でき、ベルトＢの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。

そして、上記ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０５（張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの５％以下）の関係にあると、ベルトＢの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化をさらに有効に抑制することができる。

この場合、上記ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０８となることで、張力帯１が薄くなり、その上側凹部２とブロック１０の上側凸部１５との噛合、及び下側凹部３とブロック１０の下側凸部１６との噛合によるブロック１０の保持力が小さくなる。しかし、張力帯１の上下面のコグ部４，５間の張力帯総厚さｃが噛み合い厚さｂとｃ／ｂ≧２．０の関係にあって、そのコグ部４，５での張力帯総厚さｃが大きくなるので、ブロック１０は張力帯１に対し厚さの大きいコグ部４，５でも支持されるようになる。その結果、張力帯１のブロック１０に対する保持力が低下することはなく、その揺動を確実に抑制することができる。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、各ブロック内１０に補強材１８をインサートしているが、本発明では、補強材１８を使用せずに全てが樹脂からなるブロックであってもよく、上記と同様の作用効果が得られる。

また、この実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢは、ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられて使用されるだけでなく、定速プーリ（Ｖプーリ）を備えたベルト式伝動装置にも使用することができる。

次に、具体的に実施した実施例について説明する。実施例１〜６及び比較例１〜３として、上記実施形態の構成を有する高負荷伝動用Ｖベルトを作製した。そのベルトのベルト角度α（ブロック両側面の接触部間の角度）はα＝２６°、ベルトピッチ幅ａはａ＝２５ｍｍ、ブロックのベルト長さ方向のピッチは３ｍｍ、各ブロックの厚さ（ベルト長さ方向の厚さ）は２．９５ｍｍ、ベルト長さ６１２ｍｍであった。

各ブロックは、フェノール樹脂中に、厚さ２ｍｍの軽量高強度アルミニウム合金からなる補強材がインサートされて成形されたものを使用した。尚、上記アルミニウム合金からなる補強材を使用せずに全てが樹脂からなるブロックであっても同等の効果が得られる。

そして、張力帯噛み合い厚さｂ及び総厚さｃを種々に変えて、実施例１〜６及び比較例１〜３のベルトとした（図９参照）。

（実施例１）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．６ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝３．２ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝２．０となり、ｂ／ａ＝０．０６４（６．４％）となる。

（実施例２）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．５ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝３．３ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝２．２となり、ｂ／ａ＝０．０６０（６．０％）となる。

（実施例３）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．２ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝５．５ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝４．６となり、ｂ／ａ＝０．０４８（４．８％）となる。

（実施例４）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．０ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝２．２ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝２．２となり、ｂ／ａ＝０．０４（４．０％）となる。

（実施例５）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．０ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝２．４ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝２．４となり、ｂ／ａ＝０．０４（４．０％）となる。

（実施例６）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝２．０ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝４．３ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝２．２となり、ｂ／ａ＝０．０８（８．０％）となる。

（比較例１）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．０ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝１．５ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝１．５となり、ｂ／ａ＝０．０４（４．０％）となる。

（比較例２）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝３．０ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝４．７ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝１．６となり、ｂ／ａ＝０．１２（１２．０％）となる。

（比較例３）
張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝４．０ｍｍ、張力帯総厚さｃをｃ＝５．０ｍｍとした。従って、ｃ／ｂ＝１．３となり、ｂ／ａ＝０．１６（１６．０％）となる。

（ベルトの評価）
以上の各実施例及び各比較例に対し、ベルト張力の経時変化、高速耐久性、初期発熱性、締め代の変化、ベルト伝動能力及びベルト効率の評価を行った。

（1）ベルト張力の経時変化
図６に示すベルト張力（軸間力）測定試験装置を用いて、各実施例及び各比較例のベルト張力の経時変化を測定した。すなわち、互いに接離可能な駆動台２１及び従動台２２上に、各々固定及び可動シーブ２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂを有する変速プーリからなる駆動及び従動プーリ２４，２５を軸支した。駆動台２１及び従動台２２をロードセル２３を介して連結することで、駆動及び従動プーリ２４，２５の軸間距離を１４８．５ｍｍに固定した。駆動プーリ２４を駆動モータ２６に駆動連結するとともに、従動プーリ２５にも負荷用のＤＣモータ（図示せず）を駆動連結して６０Ｎ・ｍの一定の負荷トルクがかかるようにした。そして、駆動及び従動プーリ２４，２５間に各実施例及び各比較例の高負荷伝動用ＶベルトＢを巻き掛け、その速比を１．８に固定し、かつ従動プーリ２５の可動シーブ２５ｂに対しトルクカム２７及びばね２８により固定シーブ２５ａ側に向かう軸方向の推力をかけた。その状態で、駆動モータ２６により駆動プーリ２４を３０００ｒｐｍの一定回転数で回転させてベルトＢを走行させた。その走行中にロードセル２３で検出される軸間力をベルト張力として測定し、ベルトＢの走行初期（走行開始から０〜２４ｈｒ後）、途中（走行開始から２４〜４８ｈｒ後）、及び測定値が安定する中期以降（走行開始から４８ｈｒ以降）の各測定値からベルト張力の経時変化を確認した。尚、ベルトＢの温度は１２０℃あった。その結果を図９〜図１１及び図１７に示す。

（2）高速耐久性
図７に示す高速耐久試験装置を用いて、各実施例及び各比較例の高速耐熱高負荷耐久性を測定した。すなわち、１２０℃の雰囲気が熱量として投入される試験ボックス３１内に、ピッチ径が１３３．６ｍｍの定速プーリからなる駆動プーリ３２と、ピッチ径が６１．４ｍｍの定速プーリからなる従動プーリ３３とを配設し、両プーリ３２，３３に各実施例及び各比較例のベルトＢを巻き掛けた。駆動プーリ３２を軸トルク６３．７Ｎ・ｍ及び回転数５０１６±６０ｒｐｍで高速回転させ、３００ｈｒ迄の時間を測定した。その結果を図１０及び図１２に示す。

（3）初期発熱性
上記高速耐熱高負荷耐久性の試験において、その走行初期（走行開始から２ｈｒ後）のベルトＢの発熱温度を測定した。その結果を図１０及び図１３に示す。

（4）締め代の変化
上記高速耐熱高負荷耐久性の試験において、その走行開始から３００時間経過後の締め代の変化を測定した。この締め代は、張力帯噛み合い厚さｂ−ブロック噛み合い厚さｄで求めた。その結果を図１０、図１４及び図１８に示す。

（5）ベルト伝動能力
図８に示す伝動能力試験装置を用い、各実施例及び各比較例のベルト伝動能力を測定した。すなわち、９０℃の雰囲気が熱量として投入される試験ボックス４１内に、ピッチ径が６５．０ｍｍの定速プーリからなる駆動プーリ４２と、ピッチ径が１３０．０ｍｍの定速プーリからなる従動プーリ４３とを接離可能に配設した。両プーリ４２，４３に各実施例及び各比較例のベルトＢを巻き掛けるとともに、従動プーリ４３に駆動プーリ４２から離れる方向に４０００Ｎのデッドウェイト４４を作用させた。その状態で、駆動プーリ４２を回転数２６００±６０ｒｐｍで回転させ、駆動プーリ４２の軸トルクをゆっくり上げていって、ベルトＢのスリップ率が２％のときの軸トルクを測定した。その結果を図１０及び図１５に示す。

（6）ベルト効率
上記図８に示すベルト伝動能力の試験装置を用いて、ベルト効率を測定した。その測定方法は、ベルト伝動能力と同じレイアウト、同じ条件で行った。そのときの駆動プーリ４２の回転数、従動プーリ４３の回転数、駆動プーリ４２のトルク、従動プーリ４３のトルクを計測し、下記の式にて効率を求めた。すなわち、ベルト効率ηは、
効率η（％）＝｛（従動プーリ回転数×従動プーリトルク）／（駆動プーリ回転数×駆動プーリトルク）｝×１００
である。その結果を図１０及び図１６に示す。

尚、図１０において、判定の欄の「○」は良を、また「△」及び「×」はいずれも不良をそれぞれ表している。

以上の結果について考察すると、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの８％以下である実施例１〜６については、ベルト張力の変化幅が１００Ｎ以下であり、その経時変化が小さいことが判る。特に、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの５％以下である実施例３〜５については、ベルト張力の変化幅は０Ｎであり、その経時変化が全くない。これに対し、比較例２及び比較例３では、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの８％を越えているので、変化幅が大きくなっている。比較例１については、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの４％（８％以下）であるが、変化幅が９００Ｎと大きくなっている。これは、ｃ／ｂが小さい、すなわちコグ高さ（張力帯総厚さ）が十分でなく、ブロックの揺動が大きくなることで、ブロックが前後方向に傾きプーリに入ることとなり、推力を受けて張力帯に伝達する効率が悪くなるためである。

張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの８％以下でかつ張力帯総厚さｃが張力帯噛み合い厚さｂの２倍以上である実施例１〜６は、高速耐久性、初期発熱性、締め代の変化、伝動能力及びベルト効率についても飛躍的に向上していることが明らかであり、比較例１〜３に比べて顕著な差異が見られる。

本発明は、ゴムを含む張力帯に樹脂製ブロックを係止固定した高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、ベルト走行時の張力の経時変化が少なく、発熱性、走行耐久性、ベルト効率の各性能が従来と比べて飛躍的に高いので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

Ｂ 高負荷伝動用Ｖベルト
１ 張力帯
１ａ 保形ゴム層
１ｂ 心線
２ 上側凹部（上側被噛合部）
３ 下側凹部（下側被噛合部）
４ 上側コグ部
５ 下側コグ部
１０ ブロック
１０ａ 上側ビーム部
１０ｂ 下側ビーム部
１１ 嵌合部
１２ 接触部
１５ 上側凸部（上側噛合部）
１６ 下側凸部（下側噛合部）
ａ ベルトピッチ幅
ｂ 張力帯噛み合い厚さ
ｃ 張力帯総厚さ

Claims (7)

1. 硬質ゴムからなる保形ゴム層の内部に心線が埋設され、ベルト背面側の上面及び底面側の下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、
   上記張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、該嵌合部の上面に張力帯の上記上側被噛合部と噛合する上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、
   上記各ブロックの嵌合部に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に対し係合固定され、ブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって動力授受が行われる高負荷伝動用Ｖベルトにおいて、
   上記各ブロックにおける少なくとも嵌合部の周囲部分が硬質樹脂により形成され、
   上記張力帯の保形ゴム層における硬質ゴムの熱膨張率はブロックの硬質樹脂よりも大きく、
   上記張力帯の心線の位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅ａと、上記張力帯において上側被噛合部の下端及び下側被噛合部の上端の間の厚さである張力帯噛み合い厚さｂとが
   ｂ／ａ≦０．０８
   の関係にあり、
   かつ、上記張力帯噛み合い厚さｂと、張力帯において上側及び下側被噛合部を除くコグ部の厚さである張力帯総厚さｃとが
   ｃ／ｂ≧２．０
   の関係にある高負荷伝動用Ｖベルト。
2. 請求項１において、
   ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとが
   ｂ／ａ＝０．０４〜０．０８
   の関係にある高負荷伝動用Ｖベルト。
3. 請求項１又は２において、
   ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとが
   ｂ／ａ≦０．０５
   の関係にある高負荷伝動用Ｖベルト。
4. 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
   張力帯噛み合い厚さｂと張力帯総厚さｃとが
   ｃ／ｂ＝２．０〜４．６
   の関係にある高負荷伝動用Ｖベルト。
5. 請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
   張力帯噛み合い厚さｂがｂ＝１．０〜２．０ｍｍである高負荷伝動用Ｖベルト。
6. 請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
   張力帯総厚さｃがｃ＝２．２〜５．５ｍｍである高負荷伝動用Ｖベルト。
7. 請求項１〜６のいずれか１つにおいて、
   ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられる高負荷伝動用Ｖベルト。

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