JPH01153839A

JPH01153839A - 高負荷伝動用ｖベルト

Info

Publication number: JPH01153839A
Application number: JP31287587A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Kido; 隆一城戸; Mitsuhiko Takahashi; 光彦高橋
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1989-06-16
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0670453B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車等の無段変速装置に使用される高負荷
伝動用のＶベルトの改良技術に関するものである。

（従来の技術）従来より、自動車あるいはコンバインやトラクタ等の農
業用機械等における変速装置は、歯車式または流体式の
ものが一般に広く使用されているが、近年、変速時の操
作性の向上、燃費の向上等を目的としてベルト式無段変
速装置の開発が進められている。

しかし、このベルト式無段変速装置に使用されるベルト
は極めて高いトルクの伝動能力を必要とし、従来の一般
的なゴム製のＶベルトでは高い側圧に耐えきれず、座屈
変形を生じて使用することができない。

そこで、従来、斯かる要求を満足させるべく、各種の高
負荷伝動用ベルトが知られている（例えば特開昭４６−
４８６１号、特開昭５５−２７５９５号、特開昭５６−
７６７４５号、特開昭５９−７７１４７号の各公報参照
）。

また、本出願人にあっては、基本的に、エンドレスの１
対の張力帯と、左右側面に該各張力帯を嵌合する嵌合溝
およびプーリのベルト溝面に当接する当接部を有する多
数のブロックとで構成され、上記張力帯の上下面および
各ブロックの嵌合部の上下面にそれぞれ互いに対応する
嵌合可能な凹凸部を形成し、この張力帯および各ブロッ
クの凹凸部を係合させて、ブロックを張力帯に対しベル
ト長手方向に係止固定してなるブロックベルトと呼ばれ
る高負荷伝動用Ｖベルトを提案している（特開昭６０−
４９１５１号公報、特開昭６１−２０６８４７号公報、
特開昭６２−５４３４８号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、この種のブロックベルトにおいては、伝動可
能な負荷に関連するブーり推力を各ブロックで受ける構
造であるので、該ブロックの強度を高めておかないと、
ブロック破壊に至る虞れがある。このため、各ブロック
の内部に補強部材を埋設することが行われているが、特
に極めて高いトルクを連続的に作用させた場合に対して
、未だブロック強度が不足気味であり、改良の余地があ
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、上記のブーり推力により各ブロックの補強部材
に加えられる応力集中点を分散させる手段を講じること
により、同荷重条件下における補強部材の応力値のピー
クを低減して、ブロックの破壊に至るまでの時間を大幅
に延長し、ブロックベルトの高寿命化を図ることにある
。

（問題点を解決するための手段）この目的の達成のため、本発明の解決手段は、各ブロッ
クにおいてその本体内に埋設される補強部材を、ベルト
幅方向に延びる上側および下側ビーム部と、該両ビーム
部の中央部同士を上下に接続するセンターピラー部とで
構成し、その補強部材における上側ビーム部に段部を形
成して、その段部により補強部材の応力集中部に作用す
る応力を分散させるものである。

すなわち、具体的には、本発明のＶベルトは以下の構成
要件を具備している。

（１）上下面に長手方向に並んで形成された上下に対応
する係合部を有し、内部に心線が埋設されたエンドレス
の平ベルトからなる１対の張力帯を備える。

（２）本体内に、ベルト幅方向に延びる上側および下側
ビーム部と、該両ビーム部の中央部同士を上下に接続す
るセンターピラー部とからなる補強部材を埋設してなる
多数のブロックを備える。

（３）上記各ブロックは、その外側面に上記張力帯を着
脱可能に嵌合する切欠き状の嵌合溝と、該嵌合溝の上下
面にそれぞれ形成され、上記張力帯上下面の係合部にそ
れぞれ係合する係止部と、外側面にプーリのベルト溝面
に当接する当接部とを有する。

（４）そして、上記張力帯の係合部と各ブロックの係止
部との係合により、ブロックが張力帯に対しベルト長手
方向に係止固定されてなる。

（５）さらに、本発明の特徴として、上記各ブロックに
おける補強部材の上側ビーム部両端にはビーム部の上下
幅が変化する段部が形成されている。

（作用）この構成により、本発明では、Ｖベルトがプーリのベル
ト溝面に係合して負荷を伝動している状態では、各ブロ
ックは、張力帯によりブロック上面から下面に向かう方
向（ブーり中心に向かう方向）に押付は力を、またベル
ト長さ方向に剪断力をそれぞれ受け、上記剪断力により
ブロックおよびその内部の補強部材が曲げられる。その
際、ベルト回行方向の前側ではブロックおよび補強部材
表面は引張応力面となり、後側面は圧縮応力面となる。

そして、補強部材の上側ビーム部両端に段部が形成され
ているので、該段部に上記圧縮応力が集中することとな
り、この圧縮応力の集中により、上側ビーム部の根元に
位置する引張応力の集中部に対する応力が分散されて、
その集中が低減される。その結果、補強部材ひいてはブ
ロックの強度が高まり、よって極めて高いトルクを連続
的に作用させた場合であっても、ブロック破壊を回避で
きるのである。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図〜第６図は本発明の実施例に係るＶベルトＡを示
す。このベルトＡは、保形層１ｂの内部に複数の心線１
ａ、ｌａ、・・・（６体）が平行に配置されて埋設され
たゴム等からなる左右１対のエンドレスの張力帯１．１
と、左右外側部に上記各張力帯１を幅方向から着脱可能
に嵌装せしめる嵌合部としての切欠き状の嵌合溝２，２
を有するとともに、左右側面に図外のプーリのベルト溝
面に当接する当接部３，３を有する多数のブロック４゜
４、・・・とからなり、各ブロック４の嵌合溝２，２に
それぞれ張力帯１．１を嵌合せしめて該ブロック４，４
．・・・をベルト長手方向に連続的に固定したものであ
る。

すなわち、このＶベルトＡにおいて、各張力帯１の上面
には各ブロック４に対応してその幅方向に延びる一定ピ
ッチの係合部としての凹溝５，５゜・・・が、下面には
上記凹溝５，５．・・・に対応してその幅方向に延びる
一定ピッチの係合部としての凹溝６，６．・・・がそれ
ぞれ形成されている。一方、各ブロック４の嵌合溝２土
壁面には上記張力帯１上面の各凹溝５に嵌合する係止部
としての凸条７が、嵌合溝２の下壁面には張力帯１下面
の各凹溝６に嵌合する係止部としての凸条８がそれぞれ
形成されており、この各ブロック４の凸条７，８をそれ
ぞれ張力帯１の凹溝５，６に係合せしめて該ブロック４
，４．・・・をベルト長手方向に係止固定するようにな
されている。

上記各ブロック４は、第２図および第３図に示すように
、ブロック本体１３と、該ブロック本体１３内にその略
中央に位置するように埋設された補強部材９とからなる
。そして、上記補強部材９は、第１図にも示すように、
ベルト幅方向（左右方向）に延びる上側および下側ビー
ム部１０．１１と、該両ビーム部１０．１１の左右中央
部同士を上下に接続するセンターピラー部１２とからな
っていて、略Ｈ字状に形成されている。

さらに、本発明の特徴として、上記補強部材９における
上側ビーム部１０は、そのセンターピラー部１２に対し
左右対称な路光端寄り部分においてセンターピラー部１
２に向かって上下幅寸法が急激に増大しており、この上
下幅寸法の変化部分により上側ビーム部１０両端に１対
の段部１４゜１４が形成されている。

したがって、上記実施例においては、■ベルトＡがブー
りのベルト溝面に係合して負荷を伝動している状態では
、第３図に示すように、各ブロック４は、張力帯１，１
によりブロック４上面から下面に向かう方向（ブーり中
心に向かう方向）に押付は力Ｆ「を、またベルト長さ方
向に剪断力Ｆｔをそれぞれ受けることになり、上記剪断
力Ｆｉによりブロック４およびその内部の補強部材９が
曲げられる。その際、ベルト回行方向の前側（図で下側
）ではブロック４および補強部材９表面は引張応力面と
なり、後側面（同ｒ側面）は圧縮応力面となる。

そして、上記補強部材９の上側ビーム部１０両端には段
部１４．１４が形成されているので、該各段部１４に上
記圧縮応力が集中し、その分、ブロック４の破壊の際の
起点となる上側ビーム部１０の根元部分たる引張応力集
中部１５に対する応力が分散されて、その部分への応力
集中が低減される。その結果、補強部材９ひいてはブロ
ック４の強度が高まることとなり、よって極めて高いト
ルクが連続的に作用した場合であっても、ブロック４の
破壊を回避することができ、ブロック４の耐久性を高め
てベルトＡの寿命を延ばすことができる。

すなわち、第７図および第８図は上記の補強部材９につ
いて有限要素法により応力分布を解析した場合の応力分
布を示し、第７図は圧縮応力面側の応力分布を、第８図
は引張応力面側の応力分布をそれぞれ示している。そし
て、第７図に示すように、上側ビーム部１０の段部１４
に圧縮応力が集中しており、この応力集中に伴い、第８
図に示すように応力分布パターンが段部１４に引き摺ら
れて、引張応力集中部１５への応力集中が分散され、第
１４図に示す段部１４のない従来例（尚、第８図と同じ
部分については「′」を付けた同じ符号を付して示す）
と比べ、応力集中部１５に対する応力集中を低減するこ
とができる。

尚、上記した上側ビーム部１０における段部１４の最適
位置を設定するための応力解析の経緯について第９図〜
第１３図により説明する。本解析に当たり、具体的に、
補強部材９の厚さを１．８ｍｍとし、ブロック４の重心
位置はベルトＡのニュートラルラインに一致するような
形状としている。

また、補強部材９の下側ビーム部１１の形状は全解析モ
デルに対し一定とする。

第９図は段部１４が上側ビーム部１０の先端に近い位置
に形成された場合を示し、この場合、同ビーム部１０根
元の応力集中部１５に発生する最大引張応力の値は１９
．　０ｋｇ／ｉｎ２であった。

さらに、段部１４をブロック４の左右中央側（センター
ピラー部１２）に近付けると、最大応力は小さくなるが
、所定位置を過ぎると増大する。

そして、第１０図に示す位置に段部１４を形成した場合
が最小となり、その値は１７．　７ｋｇ／ｍｍ２であっ
た。

第１１図〜第１３図は上側ビーム部１０に段部１４のみ
ならずその左右中央側（上側）にビーム部１０外側に向
かって下方に傾斜する傾斜部１６を形成した形状とした
場合である。この場合にも、応力集中部１５に対する引
張最大応力を最小にする段部１４の最適位置が存在し、
第１１図に示すようにビーム部１０の先端に近い位置で
は最大応力は１８　、　１　ｋｇ／　ｍｍ２であり、第
１３図ニ示ス如くブロック４の中央に近い位置でも同じ
１８．１ｋｇ　／　ｍｍ　２であるが、第１２図に示す
ように上記の肩位置の中間位置で最大応力が最小となり
、その値は１６．２ｋｇ／鰭２であった。

このように、補強部材９に形成すべき段部１４の最適位
置が存在するものの、その位置はブロック４の形状や寸
法に応じて変わることが判る。要は、上側ビーム部１０
の両端に段部１４を設け、その部分に圧縮応力を集中さ
せることにより、引張応力を分散させて、その集中を抑
制すればよいのである。

因みに、補強部材９の上側ビーム部１０に段部１４を設
け、さらにその最適位置を設定するとともに、傾斜部１
６によって段部１４の形状を変えることにより、上側ビ
ーム部１０に発生する最大応力の値を約１５％低減する
ことができた。

また、その結果、こうした補強部材９を用いたＶベルト
Ａ（ブロックベルト）の高負荷ベルト耐久試験を行った
ところ、２００時間を経過しても破壊に至らず、ベルト
Ａの寿命を大幅に延長できるという本発明の有効な効果
が判明した。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によると、上下面にそれぞ
れ上下に対応する係合部が長手方向に並んで形成された
１対の張力帯と、該張力帯を嵌合する嵌合溝を有し、か
つ該嵌合溝の上下面にそれぞれ上記張力帯上下面の係合
部に係合する係止部が形成された多数のブロックとから
なり、張力帯の係合部と各ブロックの係止部との係合に
より、ブロックを張力帯に対しベルト長手方向に係止固
定してなるＶベルトに対し、各ブロックにおける補強部
材の上側ビーム部両端に段部を形成したものであるので
、その段部によりブロックの応力集中部に作用する応力
を分散させて同荷重条件下でのブロックの強度を高める
ことができ、高トルクを連続的に作用させた場合であっ
ても、ブロック破壊を回避でき、ひいてはブロックベル
トの大幅な寿命延長化を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１２図は本発明の実施例を示し、第１図はブ
ロックにおける補強部材の正面図、第２図はブロックの
正面図、第３図は同斜視図、第４図はＶベルトの側面図
、第５図は同斜視図、第６図は第４図のＶｌ−Ｖｌ線断
面図、第７図は補強部材における圧縮応力面側の応力分
布を示す図、第８図は同引張応力面側の応力分布を示す
図、第９図〜第１３図は段部の最適位置を設定するため
の応力分布を示す図である。第１４図は段部のない従来
例における第８図相当図である。Ａ・・・Ｖベルト、１・・・張力帯、１ａ・・・心線、
２・・・嵌合溝、３・・・当接部、４・・・ブロック、
５，６・・・凹溝、７，８・・・凸条、９・・・補強部
材、１０・・・上側ビーム部、１１・・・下側ビーム部
、１２・・・センターピラー部、１３・・・ブロック本
体、１４・・・段部。特許出願人　　バンド−化学株式会社′−代理人　弁理
士前１）弘′、゛　　・第４図第６図第３図第１図第２図第９図イ′３７　［四ゴｎ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上下面に長手方向に並んで形成された上下に対応
する係合部を有し、内部に心線が埋設されたエンドレス
の平ベルトからなる１対の張力帯を備えるとともに、本体内に、ベルト幅方向に延びる上側および下側ビーム部と、該両ビーム部の中央部同士を上下に
接続するセンターピラー部とからなる補強部材を埋設し
てなる多数のブロックを備え、上記各ブロックは、その
外側面に上記張力帯を着脱可能に嵌合する切欠き状の嵌合溝と、該嵌合溝
の上下面にそれぞれ形成され、上記張力帯上下面の係合
部にそれぞれ係合する係止部と、外側面にプーリのベル
ト溝面に当接する当接部とを有し、張力帯の係合部と各ブロックの係止部との係合により、ブロックが張力帯に対しベルト長手方向に
係止固定されてなるＶベルトであって、上記各ブロック
における補強部材の上側ビーム部両端にはビーム部上下幅が変化する段部が形成さ
れていることを特徴とする高負荷伝動用Ｖベルト。