JPH0671940U - ベルト式動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベルトの走行中に切断などの故障が発生するこ
とがなくスリップ率も小さいベルト式動力伝達機構を提
供する。 【構成】センターベルト１１に内、外ブロックを配置し
たベルトを用いたベルト式動力伝達機構において、ベル
ト１がプーリ２に巻きかかっている状態の時、プーリ２
のベルト１と接触する面の外周ライン６が、センターベ
ルト１１中の心線１５の外周ライン２０よりも内側に位
置するようプーリ２の溝幅と内ブロック１２の幅を設定
している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はセンターベルトにブロックを設けてなる高負荷伝動の可能なベルトに よる動力伝達機構に関わり、ベルトとプーリとの相対位置を規定したものである 。

【０００２】

【従来の技術】

エラストマー中に心線を埋設したセンターベルトの内外両面に内外ブロックを 配置し、止着材で固定したブロック付きベルトはゴムなどのエラストマーからな るブロックを設けていないベルトと比べ側圧に対する強度や耐磨耗性、耐変形性 に優れているので高負荷の伝動にむいており、極めて高負荷の伝動が要求される ベルト式の無段変速装置用のベルトとして使用されることが多く考えられていた 。

【０００３】 しかし、高負荷の伝動が可能であることから、変速プーリに適用する以外にも 従来ゴムベルトを複数本並列に掛架し、用いていたところにブロック付きベルト を使用すれば、一本で充分に負荷に耐えうるということになり、機械類のコンパ クト化に大いに寄与することとなる。 通常ゴムベルトが掛架されるプーリというのはプーリの溝幅は規格で決められ ているので、そのサイズに合うベルトももちろん規格のサイズであり、どの会社 のベルトを使用してもサイズが合うベルトが手に入るという便利さがあった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、センターベルトに内外ブロックを止着したベルトは、従来プーリ溝幅 が可変となっている変速プーリに使用する目的で作られるとき、上記のようなゴ ムベルトの規格よりもベルトの耐側圧性を向上させるという理由とセンターベル トに内外ブロックを固定する止着材がセンターベルトを貫通している関係上ベル ト長手方向の張力のかかる心線が止着材の貫通している部分では切断されたり、 耐張力性が低くなる要因があったので、かなり幅広のベルトとなっており、規格 サイズのプーリに巻き掛けることはできなかった。

【０００５】 そして、図９に示すように単純にセンターベルト３１、内ブロック３２、外ブ ロック３３の幅を狭くし、規格サイズのプーリ３４に巻き掛けられるベルト３０ を作製し走行させることも行われたが、ベルト３０の幅を規格サイズのプーリ３ ４に巻き掛けることができるように細くすることは、センターベルト３１の断面 に現れる心線３５の本数が少なくなるのでベルト長さ方向の強度が落ちてしまう という致命的な問題が生じる。ベルト長手方向の強度が落ちることによって、ベ ルト走行中の切断などの問題を発生させている。

【０００６】 さらに、センターベルトの断面に現れる心線の本数が少ないということは、ベ ルトにかかる張力の心線１本当たりの負担が大きくなるので、その分ベルトは負 荷に対する伸びが大きくなりベルトのスリップ率も大きくなってしまうという問 題があった。 そこで本考案は伝動能力の高いセンターベルトにブロックを止着したブロック 付きベルトで、従来のゴムベルト用の規格サイズのプーリにでも巻き掛けること ができ、なお且つベルトの走行中に切断などの故障が発生することがなくスリッ プ率も小さいベルト式動力伝達機構の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、このような目的を達成するためにエラストマー中に低伸度高強力の 心線をスパイラル状に埋設し少なくとも内面に所定ピッチで凸条部を有するセン ターベルトの該凸状部にに凹条部を嵌合配置し、センターベルトの外面には前記 内ブロックを配置した位置と相対する位置に外ブロックを配置したベルトを複数 のプーリに掛架して動力を伝達するベルト式動力伝達機構において、ベルトがプ ーリに巻きかかっている状態の時、プーリのベルトと接触する面の外周ラインが 、外ブロックの最もセンタベルトよりに位置する内周ラインよりも内側に位置す るようプーリの溝幅と内ブロックの幅を設定してなることを特徴とする。

【０００８】 さらにプーリのベルトと接触する面の外周ラインが、センターベルト中の心線 の外周ラインよりも内側に位置するようプーリの溝幅と内ブロックの幅を設定し てなることおよび、プーリのベルトと接触する面の外周ラインが、内ブロックの 最もセンターベルトよりの位置から内ブロックの全高の２０％だけ内ブロックの 内面側によったラインよりも外側に位置するようプーリの溝幅と内ブロックの幅 を設定してなることが充分な動力伝達を行うのには好ましい。 また、後から述べる理由によりベルトの内ブロックと外ブロックの厚みの比率 が２：１以上であることが望ましい。

【０００９】

【作用】

本考案のベルト式動力伝達機構はベルトがプーリに巻きかかるとき、プーリの ベルトと接触する面の外周ラインが、ベルトのセンターベルトに埋設した心線の 外周ラインより、内側に位置するように設定しており、ベルトの側面のうち心線 に近い比較的伝動効率の高い部分をプーリに当てることができるのでベルトの伝 達能力は充分なものが得られる。また、プーリのベルトと接触する面の外周ライ ンが、内ブロックの最もセンターベルトよりの位置から内ブロックの全高の２０ ％だけ内ブロックの内面側によったラインよりも外側に位置するように設定して いることから、ベルトの幅を広めに取ることができるのでセンターベルトの幅も 広くなり、センターベルトの断面に現れる心線の本数も増やすことができる。

【００１０】 以下、添付図面に従って本考案の詳細を説明する。 本考案のベルト式動力伝達機構は図２に示すように駆動、従動プーリ２、３に Ｖ形のベルト１を掛架し動力を伝えるものである。 図１は本考案のベルト式動力伝達機構のプーリにベルトが巻きかかった状態を 示す断面図である。 本考案のベルト式動力伝動機構はプーリに用いられるベルト１はセンターベル ト１１の内外面に内外ブロック１２、１３で固定したベルト１であり、本考案は そのベルト１とプーリ２とのあいだの関係を規定したものである。 図１ではベルト１がプーリ２に巻きかかっており、プーリ２に対してベルト１ は内ブロック１２のみが接触した状態となっている。

【００１１】 本考案で用いられるベルト１は図１、図３に示すようなものであり、エラスト マー１４内に心線１５をスパイラル状に埋設してなるセンターベルト１１の内面 に所定ピッチでベルト幅方向の凸条部１６を有し、その凸条部１６にそれぞれ嵌 合する凹溝１７を具備する内ブロック１２を前記センターベルト１１の凸条部１ ６に嵌合しており、センターベルト１１の外面には内ブロック１２と対応する位 置に外ブロック１３が配置されている。

【００１２】 センターベルト１１と内、外ブロック１２、１３との固定方法は、内、外ブロ ック１２、１３とセンターベルト１１に設けた貫通孔１８にボルトやリベットな どの止着材１９を通してナットを閉めるかまたは端部をかしめることによって固 定している。内、外ブロック１２、１３の固定方法は貫通孔１８にボルトやリベ ットなどの止着材１９を通すタイプのものに限らず、図示はしないが内、外ブロ ックとセンターベルトを巻き締めるようなタイプの止着材を使ったものでもよく 、また、図１では一組の内、外ブロック１２、１３に付き１本の止着材１９をベ ルト１の中央に貫通しているものを示しているが、一組の内、外ブロック１２、 １３に付き２本の止着材を用いて固定することも可能である。

【００１３】 前記エラストマー１４として使用されるものとしては、ＮＲ（天然ゴム）、Ｓ ＢＲ（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（クロロスルホン化ポリエチレン）、ＨＮＢＲ（水素化 ニトリルゴム）等のゴムの単一材またはこれらのブレンド材からなるゴム配合物 またはポリウレタン樹脂等である。

【００１４】 内ブロック１２は側面にプーリのＶ壁面５と衝合する傾斜した側面１２ａを持 つブロックであり、外ブロック１３はセンターベルト１１と同じ幅を持った直方 体のブロックである。そして、これらの内ブロック１２はセンターベルト１１と 較べ剛性の大きい、具体的には硬度９０°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、メタアクリル樹脂等の樹脂、またはこれらの樹脂在中に綿 糸、化学繊維、ガラス繊維、金属繊維などからなる短繊維群を混入した強化樹脂 あるいは綿糸、化学繊維、ガラス繊維、金属繊維等の繊維からなる織布に樹脂、 ゴム材をコーティングした材料（プレープリグ）を積層してなる強化樹脂からな る。 一方、外ブロック１３はプーリからの側圧がかからないので、内ブロック１２ よりも強度の低いものでも使用でき、上記のような強化樹脂のほかに短繊維や織 布を含まない非強化樹脂あるいはアルミなどの金属を使用することも可能である 。

【００１５】 次に、センターベルト１１の両面に内ブロック１２と外ブロック１３を配置す るに当たり、センターベルト１１の内ブロック１２との接触面には、すなわちセ ンターベルト１１の内面にはそれぞれベルト幅方向に延びる凸条部１６が設けて あり、一方内ブロック１２のセンターベルト１１との接触面には、前記凸条部１ ６と緊密に嵌合する凹溝１７がそれぞれ形成され、内ブロック１２とセンターベ ルト１１とのベルト長手方向の位置がずれないようにしている。この構造につい ては凸条部と凹溝が逆になってもよく、ブロック側に凸条部を設けセンターベル ト側に凹溝を設けて嵌合しても内ブロック１２とセンターベルト１１の位置ずれ は規制できる。

【００１６】 ベルト１は傾斜を有する側面１２ａを有しており、その側面１２ａがプーリ２ のＶ溝４に係合して、プーリのＶ壁面５とベルトの側面１２ａとの間で動力が伝 達されるからであるが、プーリ２のＶ溝４はＶ字形状をしていることから当然な がら内周側ほど幅が狭くなる。プーリの内周側に巻きかかるベルトほどベルトの 幅も狭いものであるということができる。

【００１７】 本願はベルト１の巻きかかる位置をプーリ２に対して規定することによって、 できるだけベルトの幅を大きくとり、なおかつベルトの伝達力も充分に得られる ようにしようとするものであり、ベルト１がプーリ２に巻きかかっている状態の 時、プーリ２のベルト１と接触するＶ壁面５の外周ライン６が、センターベルト １１中の心線１５の外周ライン２０と、図４に示すように内ブロック１２の最も センターベルト１１よりの位置から内ブロック１２の全高Ｈの２０％だけ内ブロ ック１２の内面側によった２０％ライン２１との間に位置するようプーリ２の溝 幅と内ブロック１４の幅を設定している。 ベルト１が走行中に転覆してしまわないために内ブロック１２が内ブロック１ ２の全高Ｈの半分はプーリ２のＶ溝４内に係合していることが最低必要であるが 、さらに動力伝達性能を充分に取るためには、上記のような範囲内にあることが 望ましい。

【００１８】 このような範囲内に設定することによってセンターベルトの幅を広めに取るこ とができるとともに、ベルトの伝達能力も充分なものが得られる。 プーリ２のＶ壁面５の外周ライン６に対して内ブロック１２の最もセンターベ ルトよりに位置する内周ライン７が内周側に来るとベルト１がプーリ２のＶ溝４ の内周側に入りすぎてセンターベルトの幅が狭くなりベルト１の長手方向の張力 に対する強度が落ちてしまう。また、ベルト１を走行させて内ブロック１２の側 面１２ａが摩耗してくるとベルト１のプーリ２に対する位置がプーリ２のＶ溝４ 内に落ち込むように内周側に移動してくるが、その時外ブロック１３がプーリ２ の外面に接触してしまいベルト１をＶ溝４内に沈めようとする力を遮断してしま い、内ブロック１２がプーリのＶ壁面５に圧接しなくなることから動力を伝達し なくなるのを防止するためにある程度のうちブロック１２の摩耗を許容するよう 外ブロック１３とプーリ２との距離を取っておくことが好ましく、プーリ２のＶ 壁面５の外周ライン６に対してベルト１の心線１５の外周ライン２０が外周側に 位置するのがより好ましい範囲である。

【００１９】 また、ベルト１を構成する内ブロック１２の側面とプーリのＶ壁面５との間の 動力を伝達する能力の分布は図５のようにセンターベルト１１に近いところほど 大きく、プーリ２のＶ壁面５の外周ライン２１に対してベルト１の内ブロック１ ２の最もセンターベルト１１よりの位置から内ブロック１２の全高Ｈの２０％だ け内ブロック１２の内面側によった２０％ライン２１よりもさらに内面側に位置 しているとベルト１の最も良く動力を伝達する部分がプーリ２のＶ壁面５と接触 しなくなり動力の伝達能力が少なくなり好ましくない。

【００２０】 さらに、ベルト１の内ブロック１２と外ブロック１３の厚みの比は２：１以上 であることが望ましい。本考案のベルト式動力伝達装置の場合、外ブロック１３ はプーリ２からの側圧に耐える役目はなく内ブロック１２を止着材１９にて固定 するのに十分な強度を有していればよく、従来のベルトに比べると厚みを薄くす ることができる。厚みを薄くすることによってベルト全体の重量の軽減を図るこ とも可能である。

【００２１】 また、センターベルト１１と内、外ブロック１２、１３とのあいだの凸状部と 凹溝の嵌合は内ブロック１２のみだけでなく、図６に示すように外ブロックにつ いても適用できる。

【００２２】

【実施例】

本考案のベルトの性能を評価するために試験を行った。 本考案の内ブロックのみプーリのＶ溝に入っているベルトと外ブロックまでプ ーリのＶ溝に入っているベルトをＡ型（実施例１、比較例１）とＢ型（実施例２ 、比較例２）の両方のタイプについて走行させ、寿命となるまでの時間を比較し た。各ベルトの構成を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】 走行条件は、駆動軸に径が７０ｍｍ、従動軸に径が１１６ｍｍのプーリを設け 、駆動軸の回転数が３２００ｒｐｍ、負荷は駆動軸にＡ型が２ｋｇｍでＢ型が３ ｋｇｍとした。試験結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】 表２から判るように、従来のベルトは本考案のベルトより早くセンターベルト の切断故障が起こっている。本考案のベルトは従来のベルトと比べセンターベル トの幅が広くなっていてセンターベルト断面に現れる心線の本数も多くなるので ベルト長手方向の強度に優れ切断故障が起こりにくくなっている。 また、負荷をいろいろな値に変化させた以外は上記の走行条件と同じ条件にて 各ベルトを走行させ夫々のベルトのスリップ率も測定した。その結果を図７に示 す。

【００２７】 図７から判るように、Ａ型の本考案のベルト（実施例１）はＡ型の従来のベル ト（比較例１）と比べるとスリップ率が各負荷において小さく、Ｂ型のベルトに おいても実施例２と比較例２とでは同じことが言える。それは、本考案のベルト が比較例のベルトに対してセンターベルトの断面に現れる心線の本数が多くなり 、その１本の心線にかかる張力が小さくなるので負荷がかかったときのベルトの 伸びも小さくスリップも少なくなるという結果がでたといえる。

【００２８】 次に、プーリのベルトと接触する面の外周ラインが、内ブロックの最もセンタ ーベルトよりの位置から内ブロックの全高の２０％だけ内ブロックの内面側によ った２０％ラインよりも外側に位置するように設定することの妥当性を確かめる 試験を行った。 実施例３としてプーリのベルトと接触する面の外周ラインが、内ブロックの最 もセンターベルトよりの位置から内ブロックの全高の１０％だけ内ブロックの内 面側によったラインよりも外側に位置するように設定したベルトとプーリの組合 せを用い、比較例３としてプーリは実施例３と同じ物を使用し、プーリのベルト と接触する面の外周ラインが、内ブロックの最もセンターベルトよりの位置から 内ブロックの全高の２５％だけ内ブロックの内面側によったラインよりも外側に 位置するように設定したベルトとプーリの組合せを用いて走行させ、スリップ率 を測定し伝達性の比較を行った。その結果を図８に示す。なお実施例３と比較例 ３として用いたベルトの構成は表１に示す。

【００２９】 図８の結果より、プーリのベルトと接触する面の外周ラインが、内ブロックの 最もセンターベルトよりの位置から内ブロックの全高の２０％を越えて内ブロッ クの内面側によったところに位置させると、同じ負荷に対してスリップ率が高く なることがわかり、２０％以内であるという限定の妥当性を示している。

【００３０】

【考案の効果】

以上のように本考案のベルト式動力伝達機構によるとセンターベルトの幅を広 く取ることができ、切断故障が起きにくくベルト寿命を長くすることができると ともに、スリップ率が小さく、また、ベルト全体の重量も軽減することのできる ベルト式動力伝達機構を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のベルト式動力伝達機構の駆動軸側プー
リの一部を示す断面図である。

【図２】本考案のベルト式動力伝達機構を示す側面図で
ある。

【図３】本考案のベルト式動力伝達機構に用いるベルト
の要部側面図である。

【図４】プーリの外周ラインがベルトの最も内側にくる
時のベルト側の位置を示す断面図である。

【図５】本考案のベルト式動力伝達機構においてベルト
の内ブロックの側面の伝達能力の分布を示す図である。

【図６】本考案のベルト式動力伝達機構に使用される別
のベルトの例を示す要部側面図である。

【図７】実施例１、２及び比較例１、２のベルトの負荷
の変化に対するスリップ率の変化を示すグラフである。

【図８】実施例３及び比較例３のベルトの負荷の変化に
対するスリップ率の変化を示すグラフである。

【図９】従来のベルト式動力伝達機構を示す駆動プーリ
側のみの図１に相当する断面図である。

【符号の説明】

１ ベルト ２ プーリ ４ Ｖ溝 ５ Ｖ壁面 ６ 外周ライン ７ 内周ライン １１ センターベルト １２ 内ブロック １２ａ 側面 １３ 外ブロック １４ エラストマー １５ 心線 １６ 凸条部 １７ 凹溝 １８ 貫通孔 １９ 止着材 ２０ 外周ライン ２１ ２０％ライン Ｈ 全高

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エラストマー中に低伸度高強力の心線を
   スパイラル状に埋設し少なくとも内面に所定ピッチで凸
   条部を有するセンターベルトの該凸状部にに凹条部を嵌
   合配置し、センターベルトの外面には前記内ブロックを
   配置した位置と相対する位置に外ブロックを配置したベ
   ルトを複数のプーリに掛架して動力を伝達するベルト式
   動力伝達機構において、ベルトがプーリに巻きかかって
   いる状態の時、プーリのベルトと接触する面の外周ライ
   ンが、外ブロックの最もセンターベルトよりに位置する
   内周ラインよりも内側に位置するようプーリの溝幅と内
   ブロックの幅を設定してなることを特徴とするベルト式
   動力伝達機構。
2. 【請求項２】 プーリのベルトと接触する面の外周ライ
   ンが、センターベルト中の心線の外周ラインよりも内側
   に位置するようプーリの溝幅と内ブロックの幅を設定し
   てなる請求項１記載のベルト式動力伝達機構。
3. 【請求項３】 プーリのベルトと接触する面の外周ライ
   ンが、内ブロックの最もセンターベルトよりの位置から
   内ブロックの全高の２０％だけ内ブロックの内面側によ
   ったラインよりも外側に位置するようプーリの溝幅と内
   ブロックの幅を設定してなる請求項１または２記載のベ
   ルト式動力伝達機構。
4. 【請求項４】 ベルトの内ブロックと外ブロックの厚み
   の比率が２：１以上である請求項１から３までのいずれ
   かに記載のベルト式動力伝達機構。