JPH11190400A - 高負荷伝動ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行中のディッシングを考慮に入れ、センタ
ーベルトとロック部の均等に当接させ、伝達性能の低下
やブロックやセンターベルトの破損を防止する。 【解決手段】 上方に開口部のある嵌合溝を有するブロ
ック５をセンターベルト４に係止したベルトにおいて、
静的状態でロック部１１、１２のセンターベルトとの接
触面Ｓがセンターベルト４の上面４ａから徐々に離れて
いく傾斜面で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
負荷伝動ベルトを用いたベルト駆動装置に関するもので
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。

【０００３】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
高い側圧に耐えられず座屈変形してしまう。

【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】そのようなベルトの中で、ブロックの形状
が一対のプーリ当接部とそのプーリ当接部を連結するビ
ーム部で三方を囲んだセンターベルト嵌合溝を形成し、
プーリ当接部のビーム部で連結されている反対側にセン
ターベルトが抜けないようにロック部を形成していると
共に、ビーム部およびロック部に設けた凸部とセンター
ベルトに設けた溝部とを嵌合し、その嵌合によって動力
を伝達するような高負荷伝動ベルトを本発明者らが提案
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのブロック
はセンターベルトの嵌合溝が上方向に開放部を有してお
り、そのようなベルトをプーリに掛架して走行させた場
合、ブロックは上方向にのみ開放部を有していることか
ら、センターベルトの張力を受けてプーリ中に沈み込も
うとする力とプーリから受ける側圧によって、ビーム部
が撓む（ディッシング）と共にサイドピラーがブロック
の内方向に押されて嵌合溝の開口部が閉じる方向に撓む
という現象が起こる。

【０００７】その時にブロックのロック部は、他の部分
と共に動いて水平方向に対して下向きに方向を変えるこ
とになる。そうすると、センターベルトに対してロック
部が食い込んだような状態となるために、不必要な応力
を生じてロック部とセンターベルトの嵌合による動力伝
達性能を低下させたり、場合によってはブロックの破損
やセンターベルトの破損につながることがある。

【０００８】そこで、本発明ではこのような構成の高負
荷伝動ベルトにおいて、センターベルトから受ける力と
プーリからの側圧によってブロックが撓んだ状態になっ
ても、ロック部がセンターベルトに対して適度で均等な
応力をもって当接し、動力伝達性能を良好に保つと共
に、ブロックやセンターベルトの破損を防止した高負荷
伝動ベルトの提供を目的とする。

【０００９】

【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、エラストマー中に心
線を埋設した無端のセンターベルトと、該センターベル
トの長手方向に複数嵌合配置したブロックからなり、該
ブロックは、ビーム部および該ビーム部の両端から上方
に伸びるサイドピラーによって三方を囲んだ嵌合溝が形
成され、該嵌合溝にセンターベルトを嵌合するととも
に、サイドピラーにはセンターベルトが抜けるのを防止
するロック部が形成され、前記ビーム部及びロック部と
センターベルトが係合して動力伝達する高負荷伝動ベル
トにおいて、ロック部のセンターベルトとの接触面を、
静的状態においてセンターベルトの上面から徐々に離れ
ていく傾斜面としていることを特徴とする。

【００１０】このような構成を採ることによって、ベル
トの走行中にブロックがプーリに進入して、センターベ
ルトの張力とプーリからの側圧によって撓んだような状
態（ディッシング）になっても、センターベルトが抜け
ないように設けているロック部がセンターベルトに食い
込んでしまうことがなく、ブロックの破損やセンターベ
ルトの破損を防止することができ、長寿命のベルトを提
供することができる。

【００１１】また請求項２においては、ロック部がセン
ターベルト上面に対して１／５〜１／３°の範囲で上斜
め方向を向いている。ロック部の向きを所定の角度の範
囲内とすることによって、ロック部がセンターベルトか
ら離れ過ぎてしまうこともなく、かつ走行状態において
ロック部とセンターベルトに過大な応力がかかることも
なく、ベルトの走行中に発生するブロックが撓みでロッ
ク部がセンターベルトにより均等な応力をもって当接す
るよう構成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明高負荷伝動ベルトの
要部斜視図、図２はブロックの正面図である。本発明の
高負荷伝動ベルト１は、図１に示すようにエラストマー
２内に心線３をスパイラル状に埋設してなる同じ幅の二
本のセンターベルト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５ａ、５ｂは、プーリのＶ溝と係合する傾斜のつい
た面となっており、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。

【００１３】ブロック５は、図２に示すようにビーム部
６の両端から上方に向かって一対のサイドピラー７、８
が延びており、ビーム部６およびサイドピラー７、８で
三方を囲まれた嵌合溝９を形成している。嵌合溝９は上
方に開口部１０が開いており、一対のサイドピラー７、
８の上端から嵌合溝９の内面側に向かって延びるロック
部１１、１２が対向するように設けられている。嵌合溝
９には、上方に開口した開口部１０からセンターベルト
４が装着されるが、装着後は前記ロック部１１、１２に
よって抜けないようになっている。また、後にも図５に
おいて詳しく説明するが、ブロック５とセンターベルト
４はビーム部６およびロック部１１、１２に設けた凸部
とセンターベルト４にもうけた溝部によって凹凸係合し
ており、その部分の剪断力によってブロック５がセンタ
ーベルト４に対してベルト長手方向に移動しないよう構
成し動力の伝達を行っている。

【００１４】ここで、本発明の高負荷伝動ベルト１では
ブロック５のロック部１１、１２が、ベルトが走行して
いないで、且つブロック５にプーリ等から力がかかって
いない静的状態においてセンターベルト４の上面の方向
に対して角度θをもって上斜め方向を向いており、ロッ
ク部１１、１２のセンターベルト４との接触面Ｓはセン
ターベルト上面４ａに対してロック部１１、１２の先へ
いくほどセンターベルトから離れていく傾斜面となって
いる。

【００１５】そうすることによって、ロック部１１、１
２はセンターベルト４から少し浮いたような状態になっ
ており、ベルトを走行させた時には図３のようにプーリ
から側圧を受けてブロック５のビーム部６やサイドピラ
ー７、８が撓んだ状態になり、ロック部１１、１２のセ
ンターベルトとの接触面Ｓがちょうどセンターベルトの
上面４ａと平行な状態に近づく。そうなることによって
センターベルト４に対して適当な圧力で、また、ロック
部１１、１２とセンターベルト４の接触面の全体で均等
に圧力を与えることになる。

【００１６】ここで、ロック部１１、１２のセンターベ
ルトとの接触面Ｓは傾斜していることによってセンター
ベルト４から浮いた状態になっていると記載している
が、厳密にはロック部１１、１２の接触面Ｓとセンター
ベルト４が接触していない状態のみを指すものではな
く、接触していてもロック部１１、１２の先へ行くほ
ど、センターベルト４を押さえつける応力が減少してい
るという程度の状態も含まれている

【００１７】また、ロック部１１、１２の接触面Ｓとセ
ンターベルトとの接触面の傾斜の角度はセンターベルト
４の上面４ａに対して１／５〜１／３°の範囲としてい
る。これは、言い換えればサイドピラー７、８とロック
部１１、１２とのなす角度が大きくなっていることであ
って、従来のブロックでは、センターベルトの断面が長
方形であれば、嵌合溝内においてビーム部とサイドピラ
ー部のなす角度が例えば９０°で、サイドピラーとロッ
ク部のなす角度も９０°となっていたが、本願ではサイ
ドピラー７、８とロック部１１、１２のなす角度を（９
０＋１／５〜１／３）°としている。もちろんロック部
１１、１２全体が傾斜していなくてもセンターベルト４
との接触面のみが傾斜していれば十分に効果を期待する
ことができる。

【００１８】ロック部１１、１２の向きを上記のような
所定の角度の範囲内とすることによって、ブロック５が
撓んでもロック部１１、１２がセンターベルト４に対し
て十分な応力をもって当接することができなくなること
もなく、かつロック部１１、１２がセンターベルト４に
食い込み過ぎて動力伝達性能を低下させるという問題を
防止し、均等な応力をもって当接するよう構成すること
ができる。

【００１９】センターベルト上面４ａとロック部１１、
１２の接触面Ｓなす角度が１／５°未満になると、ブロ
ック５が最も撓んだ状態の時に、ロック部１１、１２が
センターベルト４に対して過剰に食い込んだ状態とな
り、伝達性能の低下やロック部１１、１２を破損した
り、センターベルト４を傷つけてしまうことになる。ま
た、１／３°より大きくなると、今度はブロック５の撓
みが少ないもしくは全く撓んでいない時に、ロック部１
１、１２がセンターベルト４に対して十分な応力をもっ
て当接することができず、やはり伝達性能の低下につな
がったり、騒音の発生原因ともなるので好ましくない。

【００２０】ブロック５を構成する補強材１３は、ブロ
ックの耐側圧性や曲げ剛性を持たせる部分となるインサ
ートであり、素材としてはアルミ合金や鉄などの金属が
挙げられる。アルミ合金の弾性率が７０００ｋｇｆ／ｍ
ｍ２で比重が２．８であるのに対し、鉄は弾性率が２２
０００ｋｇｆ／ｍｍ２で比重が７．８であり、軽量化の
面では鉄よりのもアルミ合金を用いるほうが有利である
が、強度的には鉄のほうが高い。他に樹脂１４と同じも
のもしくはカーボン繊維やアラミド繊維の織布やスダレ
等で補強した樹脂で十分な強度を持つものでも構わな
い。

【００２１】ただし、耐側圧性や曲げ剛性を持たせると
いう面では金属材料が優れており、金属製の補強材の所
定箇所に樹脂１４を被覆したブロックを用いることが好
ましい。

【００２２】樹脂１４を所定の箇所に配置する場合、ブ
ロックの大きさよりもひと回り小さい金属材料からなる
補強材１３を用いてそのほぼ全面を樹脂１４で被覆した
ものを用いると、部分的に樹脂１４を被覆配置したもの
に比べて、樹脂の剥離などの問題が発生しにくいので好
ましい形態ということができる。ただし、全面といって
も製造工程の上で樹脂１４を被覆する際に補強材１３を
固定する部材が接触しているところは、補強材１３が露
出する箇所が発生することになるが、その程度の補強材
１３の露出は、実質的に全面を樹脂で被覆している形態
に含まれるといってよいものである。

【００２３】補強材１３を被覆する樹脂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°ＪＩＳ Ａ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。

【００２４】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。

【００２５】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。図面で
はセンターベルトを２本用いる例を説明しているが、１
本を用いるものでも構わない。

【００２６】エラストマー２内にスパイラル状に埋設す
る心線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もしくは織
布が用いられる。

【００２７】図４のようにブロック５にはサイドピラー
７、８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
整列させるガイドの役目を果たしている。また、凸部１
５および凹部１６は曲面として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
にしてもよい。

【００２８】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よって発生す
る衝突音を防止することができる。また、ガイド部をサ
イドピラー７、８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より好ましい形態である。

【００２９】ブロック５の前面においてサイドピラー
７、８の上下方向中央付近から下半分はビーム部６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。

【００３０】更に、図５に断面を示すように嵌合溝９内
のビーム部６の上面には、凸条部９ａ、を形成してお
り、センターベルト４の下面の溝条部４ｂと噛み合うよ
うになっている。また、樹脂１４でロック部１１、１２
の下面に凸条部９ｂを形成するとともに、センターベル
ト４の上面に設けた溝条部４ｃと嵌合させてもおり、ロ
ック部１１、１２においても動力伝達の役目を果たして
いる。

【００３１】補強材１３をサイドピラー７、８とロック
部１１、１２にも配置する形態であれば、樹脂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、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１４で被覆したものとなっているが、例えば金属製の
補強材１３のプーリ当接部に相当する部分とビーム部に
相当する部分を樹脂１４で被覆して構成したものでも使
用可能である。

【００３２】

【実施例】次に、本発明のベルトを実際に走行させて寿
命に至る時間を比較する試験を行った。実施例１として
は図１に示すような高負荷伝動ベルトであり、センター
ベルトには水素化ニトリルゴム中にアラミド繊維からな
る心線をスパイラル状に埋設した上下に凸部を有するベ
ルトを用い、ブロックの補強材の素材としてはアルミニ
ウム合金、樹脂はフェノール樹脂を用いた。そして、ロ
ック部の接触面とセンターベルト上面とのなす角度が
０．２°とした。

【００３３】実施例２としては、ロック部の接触面とセ
ンターベルトの上面のなす角度を０．３°とした以外は
実施例１と同じベルトを用いた。比較例１としては、ロ
ック部の接触面とセンターベルトの上面のなす角度を０
°とした以外は実施例１と同じベルトを用いた。

【００３４】比較例２としては、ロック部の接触面とセ
ンターベルトの上面のなす角度が０．１°とした以外は
実施例１と同じベルトを用いた。比較例３としては、ロ
ック部の接触面とセンターベルトの上面のなす角度が
０．４°とした以外は実施例１と同じベルトを用いた。

【００３５】三つのベルトの走行条件は、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１６００ｒ
ｐｍ、そして雰囲気温度は９０℃、負荷トルクを０〜９
ｋｇｆｍに変化させてベルトを走行させた。それぞれの
ベルトの各トルクにおけるスリップ率を測定した。その
結果を図１に示す。

【００３６】図１からわかるように、実施例１〜２は比
較例１〜３に比べてスリップ率が全トルク域に渡って低
くなっており、本発明のような構成を採ることによって
伝達性能が向上することがわかる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明の高負荷伝動ベルト
は、請求項１では、センターベルトの長手方向に配置し
たブロックからなり、該ブロックは、ビーム部および該
ビーム部の両端から上方に伸びるサイドピラーによって
三方を囲んだ嵌合溝が形成され、該嵌合溝にセンターベ
ルトを嵌合するとともに、サイドピラーにはセンターベ
ルトが抜けるのを防止するロック部が形成され、前記ビ
ーム部及びロック部とセンターベルトを係合して動力伝
達する高負荷伝動ベルトにおいて、ロック部のセンター
ベルトとの接触面が、静的状態においてセンターベルト
の上面に対して傾斜していることを特徴とする。

【００３８】このような構成を採ることによって、ベル
トの走行中にブロックがプーリに進入して、センターベ
ルトの張力とプーリからの側圧によって撓んだような状
態（ディッシング）になっても、ロック部がセンターベ
ルトに食い込んでしまうことがなく、動力伝達性能の低
下やブロックの破損やセンターベルトの破損を防止する
ことができ、長寿命のベルトを提供することができる。

【００３９】また請求項２においては、ロック部の接触
面がセンターベルト上面に対して１／５〜１／３°の範
囲で上斜め方向を向いている。ロック部の向きを所定の
角度の範囲内とすることによって、ロック部がセンター
ベルトから離れ過ぎてしまうこともなく、かつ走行状態
においてロック部とセンターベルトに過大な応力がかか
ることもなく、ベルトの走行中に発生するブロックが撓
みでロック部がセンターベルトにより均等な応力をもっ
て当接するよう構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高負荷伝動ベルトの要部斜視図であ
る。

【図２】本発明の高負荷伝動ベルトの断面図である。

【図３】高負荷伝動ベルトがプーリ中で撓んでいるとこ
ろの断面図である。

【図４】ガイド凸部位置での縦断面図である。

【図５】高負荷伝動ベルトの嵌合溝位置での縦断面図で
ある。

【図６】実施例と比較例のベルトの各トルクに対するス
リップ率を示したグラフである。

【符号の説明】

１ 高負荷伝動ベルト ２ エラストマー ３ 心線 ４ センターベルト ４ａ 上面 ５ ブロック ５ａ 側面 ５ｂ 側面 ６ ビーム部 ７ サイドピラー ８ サイドピラー ９ 嵌合溝 １０ 開口部 １１ ロック部 １２ ロック部 １３ 補強部 １４ 樹脂 １５ 凸部 １６ 凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エラストマー中に心線を埋設した無端の
   センターベルトと、該センターベルトの長手方向に複数
   嵌合配置したブロックからなり、該ブロックは、ビーム
   部および該ビーム部の両端から上方に伸びるサイドピラ
   ーによって三方を囲んだ嵌合溝と、サイドピラーにはセ
   ンターベルトが抜けるのを防止するロック部とを有し、
   該嵌合溝にセンターベルトを嵌合するとともに、前記ビ
   ーム部及びロック部とセンターベルトとが係合して動力
   伝達する高負荷伝動ベルトにおいて、ロック部のセンタ
   ーベルトとの接触面が、静的状態においてセンターベル
   ト上面から徐々に離れていく傾斜面で構成されているこ
   とを特徴とする高負荷伝動ベルト。
2. 【請求項２】 ロック部のセンターベルトとの接触面
   が、センターベルト上面に対して１／５〜１／３°の範
   囲で傾斜している請求項１記載の高負荷伝動ベルト。