JPH102381A - Ｖベルト及びプーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト両側面部１ａ，１ｂの各々の傾斜角度
θ１，θ２が互いに異なる非対称形のＶベルト１におい
て、Ｖプーリ上でベルト両側面部１ａ，１ｂに作用する
応力Ｆ１，Ｆ２のアンバランスを、対称形ベルトのもの
とは異なる心線を用いるようにする従来の場合よりも容
易に解消してベルトの長寿命化が図れるようにする。 【解決手段】 傾斜角度の大きい方のベルト側面部１ａ
とプーリ溝との間の摩擦係数μ１が、傾斜角度の小さい
方のベルト側面部１ｂとプーリ溝との間の摩擦係数μ２
よりも小さくなるように両摩擦係数μ１，μ２間に差異
を設けることで、両応力Ｆ１，Ｆ２を均等化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト両側面部の
傾斜角度が互いに異なる非対称形のＶベルト及びそのＶ
ベルトが巻き掛けられるプーリに関し、特にプーリ上で
Ｖベルトの左右両側面部に作用する応力のアンバランス
を解消させる対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ベルト式変速装置に用いられる
ラップドＶベルトやローエッジベルト等のＶベルトで
は、そのベルト両側面部は、ベルト背面側に向かってベ
ルト幅方向の寸法が拡大する方向に傾斜しているが、そ
の際に、ベルト両側面部の各傾斜角度が互いに同じであ
る対称形のものと、ベルト両側面部間で各々の傾斜角度
を故意に異ならせた非対称形のものとがあることは知ら
れている。そして、非対称形のベルトには、変速比を大
きくとれるという利点があることから、変速用ベルトと
して広く利用されている。

【０００３】ところで、傾斜角度の異なりが故意にされ
たものであれ、又は非故意でなったものであれ、上記の
非対称形ベルトの場合には、プーリ上においてプーリ溝
から各側面部に加わる面圧の作用に差異が生じ、ベルト
自身に不均一な応力が働くことになる。例えば、図３に
模式的にかつ誇張して示すように、同図右側のベルト側
面部ａの傾斜角度θがθ＝θ１である一方、同図左側の
ベルト側面部ｂの傾斜角度θがθ＝θ２（＜θ１）であ
り、各側面部ａ，ｂに加わる面圧をＮとすると、プーリ
上でベルト右側面部ａにプーリの半径方向外方（同図の
上方）に向かって発生する応力Ｆ１は、 Ｆ１＝Ｎ（ｓｉｎθ１＋μ・ｃｏｓθ１） と表わされ、また左側面部ｂに同方向に発生する応力Ｆ
２は、Ｆ２＝Ｎ（ｓｉｎθ２＋μ・ｃｏｓθ２）と表わ
されるが、このとき、θ１＞θ２であることから、 Ｆ１＞Ｆ２ となる。

【０００４】そして、この左右の応力Ｆ１，Ｆ２のアン
バランスに起因して、ベルトのプーリ上での早期横転、
プーリからの飛出し、ベルト本体に埋設されている心線
ｃのポップアウト、ベルトを構成しているゴム層の間で
のセパレーション、切断等の故障が発生し易い。また、
ある程度までは走行できたとしても、上記アンバランス
に起因する偏摩耗が加わって前述の故障が誘発され易く
なることから、ベルト寿命は短くなる。このように、非
対称形ベルトには、非対称形であることに起因する特有
の難点がある。

【０００５】そこで、従来では、上記非対称形ベルトの
難点に対処するために、種々の提案がなされている。例
えば、特開昭６２−２０４０３２号公報に記載されてい
るものでは、ベルト両側面部の傾斜角度の違いに応じて
心線の撚りに変化を持たせることで応力のアンバランス
を解消できるようにする工夫がなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非対称
形ベルトといっても、そのベルト側面部の傾斜角度はベ
ルト毎に異なっていることから、上記従来の解決手段で
は、非対称形ベルトの個々の傾斜角度に対して心線の撚
りを設計する必要がある。

【０００７】また、そのような心線は、対称形のベルト
に用いた場合には不均一な応力分布をもたらすことにな
るため、非対称形ベルトの、しかも特定の傾斜角度のベ
ルトにしか使用できないという問題もある。

【０００８】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、あらゆる非対称形のＶベルトにお
いて、結果的に左右の応力が均等化されるようにするこ
とで、対称形ベルトのものとは異なる心線を使用しなく
ても、左右両側面部間での応力のバランスを保つことが
できるようにし、もって、比較的容易にベルトの総合的
寿命を延ばせるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、一方のベルト側面部に作用する応力
Ｆ１（＝Ｎ〔ｓｉｎθ１＋μ１・ｃｏｓθ１〕）と、他
方のベルト側面部に作用する応力Ｆ２（＝Ｎ〔ｓｉｎθ
２＋μ２・ｃｏｓθ２〕）との均等化を図るべく、ベル
ト両側面部間で摩擦係数μ１，μ２を故意に異ならせる
ようにした。

【００１０】具体的には、請求項１の発明では、ベルト
幅方向と直交する平面に対し両側面部のなす各々の傾斜
角度が互いに異なる非対称形をなしていて、断面Ｖ字状
のプーリ溝を有するプーリに巻き掛けられて該プーリと
の間で動力を伝達するようにしたＶベルトが前提であ
る。

【００１１】そして、上記傾斜角度の大きい方のベルト
側面部とプーリ溝との間の摩擦係数が上記傾斜角度の小
さい方のベルト側面部とプーリ溝との間の摩擦係数より
も小さくなるように、それら両摩擦係数間に差異を設け
ることとする。

【００１２】上記の構成において、傾斜角度の大きい方
のベルト側面部とプーリ溝との間の摩擦係数は、傾斜角
度の小さい方のベルト側面部とプーリ溝との間の摩擦係
数よりも小さいので、その分だけ、傾斜角度の大きいベ
ルト側面部に作用する応力と、傾斜角度の小さいベルト
側面部に作用する応力とは均等化する。よって、対称形
ベルトの場合とは異なる心線を用いなくても、例えばベ
ルト両側面部間で摩擦特性を異ならせることにより各摩
擦係数を上記のように設定することで、非対称形ベルト
に作用する左右の応力は均等化し、よって、ベルト寿命
を比較的容易に向上させることができる。

【００１３】尚、傾斜角度の大きいベルト側面部におけ
る摩擦係数が、傾斜角度の小さいベルト側面部における
摩擦係数よりも小さいということの意味は、結果的にそ
のような差異があるということであるので、上記傾斜角
度の大きいベルト側面部における摩擦係数を下げるよう
に調整する場合だけでなく、傾斜角度の小さいベルト側
面部における摩擦係数を上げるように調整する場合や、
両方の摩擦係数を共に調整する場合も含む。

【００１４】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、ベルト両側面部における各摩擦係数は、該ベ
ルト両側面部間で摩擦特性を異ならせることにより設定
されているものとする。

【００１５】上記の構成において、一方のベルト側面部
の摩擦特性と、他方のベルト側面部の摩擦特性とは互い
に異なっており、このことで、両摩擦係数間の差異が設
けられている。よって、上記請求項１の発明における作
用は具体的にかつ適正に営まれる。

【００１６】請求項３の発明では、上記請求項１の発明
において、一方のベルト側面部の傾斜角度がθ１であ
り、該ベルト側面部とプーリ溝との間の摩擦係数がμ１
である一方、他方のベルト側面部の傾斜角度がθ２であ
り、該ベルト側面部とプーリ溝との間の摩擦係数がμ２
であり、かつ上記プーリ溝から各々のベルト側面部に加
わる面圧がＮであるときに、 Ｎ（ｓｉｎθ１＋μ１・ｃｏｓθ１）＝Ｎ（ｓｉｎθ２
＋μ２・ｃｏｓθ２） となるように上記各摩擦係数μ１，μ２を設定すること
とする。

【００１７】上記の構成において、プーリ上におけるＶ
ベルトの一方の側面部に該プーリの半径方向外方に向か
って作用する応力Ｆ１は、 Ｆ１＝Ｎ（ｓｉｎθ１＋μ１・ｃｏｓθ１） であり、他方のベルト側面部に同方向に作用する応力Ｆ
２は、 Ｆ２＝Ｎ（ｓｉｎθ２＋μ２・ｃｏｓθ２） である。そして、 Ｆ１＝Ｆ２ となるように各摩擦係数μ１，μ２が設定されているの
で、傾斜角度θ１，θ２間に差異があるにも拘らず、Ｖ
ベルトの左右両側面部に作用する応力は均等になる。よ
って、上記請求項１及び２の発明での応力均等化作用
は、最も顕著に営まれる。

【００１８】請求項４の発明では、上記請求項１の発明
に係るＶベルトが巻き掛けられるプーリとして、各側面
部がＶベルトの各々の側面部に接触する断面Ｖ字状のプ
ーリ溝を有するものとする。そして、上記両摩擦係数間
の差異は、上記プーリ溝の両側面部間で摩擦特性を異な
らせることにより設けられているものとする。

【００１９】上記の構成において、Ｖベルトがプーリに
巻き掛けられると、Ｖベルトの各側面部にはプーリ溝の
各々の側面部が接触する。このとき、プーリ溝の両側面
部のうち、一方の側面部の摩擦特性と、他方の側面部の
摩擦特性とは互いに異なっており、このことで、Ｖベル
ト及びプーリ間の各側面部同士における摩擦係数間の差
異が設けられている。よって、この発明においても、上
記請求項１の発明の場合と同じ作用が営まれる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づいて説明する。図２は、本発明の実施形態に係る
Ｖベルト１の構造を示しており、このＶベルト１は、図
外のベルト伝動装置において、そのプーリ間に巻き掛け
られて使用される。

【００２１】上記Ｖベルト１は、ベルト両側面に帆布の
設けられていないローエッジタイプのものであって、ベ
ルト内面側（図２の下面側）からベルト背面側（同図の
上面側）に向かって順に積層された下ゴム層２、接着ゴ
ム層３及び上ゴム層４よりなるベルト本体を備えてい
る。上記接着ゴム層３内には、心線５が、略ベルト長さ
方向に延びかつベルト幅方向に所定ピッチ間隔をおいて
スパイラル状に埋設されている。また、上記上ゴム層４
のベルト背面側には上布層６が積層されている。尚、下
ゴム層２のベルト内面側には、必要に応じて下布層が積
層される。そして、上記各ゴム層２〜４には、主に、Ｎ
Ｒ、ＣＲ、ＢＲ、ＮＢＲ等の単一ゴム材、又はこれらの
単一材がブレンドされてなる複合ゴム材、又はそれらゴ
ム材中に繊維を配合せしめた部材等が用いられている。
上記心線５には、ポリエステル、ケブラー（登録商
標）、グラス、ナイロン等が用いられている。

【００２２】上記Ｖベルト１のベルト幅方向の両側面部
１ａ，１ｂは、各々、ベルト幅方向と直交する平面に対
し所定角度ずつ傾斜している。その傾斜角度θ１，θ２
は、図１に模式的にかつ誇張して示すように、両側面部
１ａ，１ｂ間で互いに異なっていて（θ１≠θ２）、左
右非対称形をなしている。ここでは、同図の右側の側面
部１ａの傾斜角度θ１が、左側の側面部１ｂの傾斜角度
θ２よりも大きく（θ１＞θ２）なっている。

【００２３】そして、本実施形態では、上記傾斜角度の
大きい方の右側面部１ａとプーリ溝との間の摩擦係数μ
１が上記傾斜角度の小さい方の左側面部１ｂとプーリ溝
との間の摩擦係数μ２よりも小さくなるように該両摩擦
係数μ１，μ２間に差異が設けられている。

【００２４】すなわち、上記のように傾斜角度θ１，θ
２が互いに異なる場合に、Ｖベルト１がベルト伝動装置
のプーリ間に巻き掛けられて走行すると、各プーリ上に
おいてＶベルト１の左右両側面部１ａ，１ｂに該プーリ
の半径方向外方に向かって作用する応力Ｆ１、Ｆ２は、
そのままでは、従来の技術の項で説明したようにＦ１＞
Ｆ２の関係となっていて均等ではない。

【００２５】そこで、本実施形態では、両応力Ｆ１、Ｆ
２を均等化するために、各側面部１ａ，１ｂにおける摩
擦係数μ１，μ２を調整し、ベルト全体の応力バランス
を保つようにすることで、ベルトの長寿命化を図るもの
である。

【００２６】具体的には、右側面部１ａに作用する応力
Ｆ１を、 Ｆ１＝Ｎ（ｓｉｎθ１＋μ１・ｃｏｓθ１） と表わし、一方、左側面部１ｂに作用する応力Ｆ２を、 Ｆ２＝Ｎ（ｓｉｎθ２＋μ２・ｃｏｓθ２） と表わしたときに、両応力Ｆ１，Ｆ２が均等となる、 Ｎ（ｓｉｎθ１＋μ１・ｃｏｓθ１）＝Ｎ（ｓｉｎθ２
＋μ２・ｃｏｓθ２） の関係式を成立せしめる摩擦係数μ１、μ２を設定す
る。

【００２７】また、そのような摩擦係数μ１、μ２を実
現する方法としては、ベルト１の側では、ベルトカット
方法により各側面部１ａ，１ｂの摩擦特性に変化を与え
ること、ベルトカット後に砥石で各側面部１ａ，１ｂの
仕上げをすること、各側面部１ａ，１ｂへの粘着剤の塗
布等が挙げられる。

【００２８】したがって、本実施形態によれば、ベルト
幅方向と直交する平面に対し左右の両側面部１ａ，１ｂ
が互いに異なる角度θ１，θ２で傾斜している左右非対
称形のＶベルト１において、その右側面部１ａに作用す
る応力Ｆ１と、左側面部１ｂに作用する応力Ｆ２とが均
等化されるように、各側面部１ａ，１ｂにおける摩擦係
数μ１，μ２を設定することとしたので、左右の応力Ｆ
１，Ｆ２のアンバランスに起因するＶベルト１の短命化
を未然に防止してベルト寿命を延ばすことができる。そ
の際に、両摩擦係数μ１，μ２間に差異を設けるだけで
済むので、対称形ベルトの場合と異なる心線を、しかも
ベルト両側面部の傾斜角度毎に設計した心線を用いて上
記アンバランスが解消されるようにする従来の場合に比
べて容易に対処することができる。

【００２９】尚、上記実施形態では、ベルト右側面部１
ａに作用する応力Ｆ１と、ベルト左側面部１ｂに作用す
る応力Ｆ２とが均等になるように摩擦係数μ１，μ２を
設定しているが、均等化の程度は必要に応じて異なるの
で、実際には、使用条件に応じて摩擦係数μ１，μ２を
設定すればよい。

【００３０】また、上記実施形態では、Ｖベルト１の各
側面部１ａ，１ｂの摩擦特性を異ならせることで、Ｖプ
ーリとの間の摩擦係数μ１，μ２間に差異を設けるよう
にしているが、これとは逆に、Ｖプーリのプーリ溝の各
側面部の摩擦特性を異ならせることで、又は両者を併用
することで、両摩擦係数μ１，μ２間に差異を設けるよ
うにしてもよい。

【００３１】さらに、上記実施形態では、ローエッジタ
イプのＶベルト１について説明しているが、ベルト本体
の外側が帆布で全面的に被覆されたラップドタイプのも
の等、種々のタイプの非対称形Ｖベルトに本発明を適用
することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、ベルト幅方向と直交する平面に対し両側面部の
なす各々の傾斜角度が互いに異なる非対称形をなし、断
面Ｖ字状のプーリ溝を有するプーリに巻き掛けられて該
プーリとの間で動力を伝達するようにしたＶベルトにお
いて、上記傾斜角度の大きい方のベルト側面部とプーリ
溝との間の摩擦係数が上記傾斜角度の小さい方のベルト
側面部とプーリ溝との間の摩擦係数よりも小さくなるよ
うに該両摩擦係数間に差異を設けることとしたので、摩
擦係数を小さくなるようにした分だけ、プーリ上でベル
ト両側面部に該プーリの半径方向外方に向かって作用す
る各々の応力を均等化させることができ、よって、対称
形ベルトのものとは異なる心線を用いるようにする従来
の場合よりも容易にベルト寿命を向上させることができ
る。

【００３３】請求項２の発明によれば、上記両摩擦係数
間の差異を、ベルト両側面部間における摩擦特性を異な
らせることで設けるようにしたので、上記請求項１の発
明による効果を具体的にかつ適正に得ることができる。

【００３４】請求項３の発明によれば、上記Ｖベルトの
左右両側面部に作用する各々の応力が均等になるように
上記各摩擦係数を設定することとしたので、上記請求項
１の発明による効果を最も顕著に得ることができる。

【００３５】請求項４の発明によれば、上記Ｖベルトの
巻き掛けられるＶプーリとして、各側面部がＶベルトの
各々の側面部に接触する断面Ｖ字状のプーリ溝を有する
ものとし、上記両摩擦係数間の差異を、上記プーリ溝の
両側面部間で摩擦特性を異ならせることにより設けるよ
うにしたので、この発明によっても、上記請求項２の発
明の場合と同じ効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るＶベルトの左右両側面
部に応力が作用するＶプーリ上での状態を模式的にかつ
誇張して示す横断面図である。

【図２】Ｖベルトの構造を一部をベルト幅方向に切断し
て示す斜視図である。

【図３】一般の非対称形Ｖベルトの左右両側面部に応力
が作用するＶプーリ上での状態を模式的にかつ誇張して
示す図１相当図である。

【符号の説明】

１ Ｖベルト １ａ 右側面部（側面部） １ｂ 左側面部（側面部） θ１ 右側面部の傾斜角度 θ２ 左側面部の傾斜角度 μ１ 右側面部及びプーリ溝間の摩擦係数 μ２ 左側面部及びプーリ溝間の摩擦係数 Ｆ１ ベルト右側面部に作用する応力 Ｆ２ ベルト左側面部に作用する応力

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト幅方向と直交する平面に対し両側
   面部のなす各々の傾斜角度が互いに異なる非対称形をな
   し、断面Ｖ字状のプーリ溝を有するプーリに巻き掛けら
   れて該プーリとの間で動力を伝達するようにしたＶベル
   トにおいて、 上記傾斜角度の大きい方のベルト側面部とプーリ溝との
   間の摩擦係数が上記傾斜角度の小さい方のベルト側面部
   とプーリ溝との間の摩擦係数よりも小さくなるように該
   両摩擦係数間に差異が設けられていることを特徴とする
   Ｖベルト。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＶベルトにおいて、 両摩擦係数間の差異は、ベルト両側面部間で摩擦特性が
   異なっていることにより設けられていることを特徴とす
   るＶベルト。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のＶベルトにおい
   て、 一方のベルト側面部の傾斜角度がθ１であり、該ベルト
   側面部とプーリ溝との間の摩擦係数がμ１である一方、
   他方のベルト側面部の傾斜角度がθ２であり、該ベルト
   側面部とプーリ溝との間の摩擦係数がμ２であり、かつ
   上記プーリ溝から各々のベルト側面部に加わる面圧がＮ
   であるときに、 Ｎ（ｓｉｎθ１＋μ１・ｃｏｓθ１）＝Ｎ（ｓｉｎθ２
   ＋μ２・ｃｏｓθ２） となるように上記各摩擦係数は設定されていることを特
   徴とするＶベルト。
4. 【請求項４】 請求項１記載のＶベルトが巻き掛けられ
   るプーリであって、 各側面部がＶベルトの各々の側面部に接触する断面Ｖ字
   状のプーリ溝を有し、 両摩擦係数間の差異は、上記プーリ溝の両側面部間で摩
   擦特性が異なっていることにより設けられていることを
   特徴とするプーリ。