JPS61116145A - 無端金属ベルト - Google Patents

無端金属ベルト

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JPS61116145A
JPS61116145A JP60248179A JP24817985A JPS61116145A JP S61116145 A JPS61116145 A JP S61116145A JP 60248179 A JP60248179 A JP 60248179A JP 24817985 A JP24817985 A JP 24817985A JP S61116145 A JPS61116145 A JP S61116145A
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endless
tensile
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00Driving-belts
    • F16G1/20Driving-belts made of a single metal strip
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/16V-belts, i.e. belts of tapered cross-section consisting of several parts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Tires In General (AREA)
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Discharging, Photosensitive Material Shape In Electrophotography (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

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、変化する曲げおよび引張応力を作動中に受け
る形式の無端(endls’ss)金属ベルトに関する
ものである。
〈従来の技術〉 無端金属ベルトは、例えば、米国特許第3949621
号明細書に記載の形式の連続可変変速機、または米国特
許第2920494号明細書に記載の形式の変速機にお
けるコンベヤベルトまたはコンベヤベルト組の一つとし
て用いられ得る。
第2図に略図的に示す連続可変変速機(CVT)には薄
い無端金属ベルト1で構成されたコンベヤベルト2が設
けられており、このコンベヤベルト上に継目なしに連続
的に連結された一連の多数の横方向素子3が摺動自在に
取付けられている。
ベルト1および横方向素子は可変直径を有するプ−り−
4および5間に移動する。このような連続可変変速機は
従来既知である。
〈発明が解決しようとしている問題点〉本発明の目的は
、従来既知のベルトよりも大きい歪みに耐えることがで
き、また、通常の応力下では、かなり長い寿命を有する
無端金属ベルトを提供しようとするものである。
あらゆる場合において、ベルトは極めて大きな曲げおよ
び引張応力の変化を作業中にしばしば受け、これは、ベ
ルトが極めて大きな機械的歪み下にあることを意味し、
したがって、ベルトの破損が生じることは普通である。
このようなベルトの破損は変速機全体が直ちに作動を停
止することを意味し、その影響は極めて重大である。
第3および4図を参照して作動中にベルトに生じる応力
(引張および圧縮応力)につき説明する。
薄いベルト1は、使用前の状態において無張力状態にあ
って、自由に支持されたベルトは自然に円形となるよう
造られている。第3図は、このようなベルト1を示して
おり、その幅すおよび厚さδを明瞭に図示するため誇張
して示している。無張力状態でのベルトの半径r0=L
/2πであり、ここにLはベルトの長さである。
このようなベルトが変速機に取付けられて第4図に示す
形状になった場合、全ての断面において種々に異なる曲
げ応力が生じ、これらの曲げ応力は引張応力と圧縮応力
とからなり得る。対称形断面では、引張応力は圧縮応力
に等しい。
無張力状態下での半径をroとすると、一般的に、曲げ
半径rで生じる曲げ応力は、 b=δ/ 2E  El/ r−1/ r’oコとなる
この基本式に基づき、ベルト1の最も変曲したIで示す
曲率半径r1の部分においては、引張応力が外側で生じ
、内側に等しい大きさの圧縮応力が生じ、両塔力は σtI=+ydl=δ/2E  [1/ r’、−1/
 r’、コに等しい。
直線部分■においては、ベルトが第4図に示す形状に変
形するため、圧縮応力が外側に生じ、引張応力が内側に
生じ、圧縮応力は引張応力に等しく、すなわち。
σtII=+ydII=δ/ 2 E C1/ col
 / r o ]=δ/ 2 E (1/ r o ) で表される。
最後に、変曲度の小さい曲率半径r2の部分■において
は、引張応力δtmは再び外側に生じ、圧縮応力σdm
は内側に生じ、この応力は次式で表される。
σtm−cdm=δ/ 2E  [:1/ r’、−1
/ r、コ予期し得るように、引張および圧縮応力はベ
ルトの最も湾曲した部分において最大であると思われる
が、しかし、作動中、すなわち、ベルトが回動している
際°、曲げ応力は大きく変動して生じる。
例えば、部分■の外側に生じている圧縮応力は、曲率半
径r1の部分Iに移動する際に、反対方向の遥かに大き
な引張応力になり、例えば、部分■の外側に生じている
引張応力は直線部分における圧縮応力に変わる。
さらに、作動中、曲げによって引張および圧縮応力が交
互に生じるばかりでなく、引張応力もまた常にベルトに
生じ、この応力は、使用される系に依存して、実際上一
定の相対的に高い値または伝達される瞬間とともに変化
する値をもつ。
したがって、作動中に生じる応力は高く、かつ変動し、
これがため、ベルトは極めて大きな歪みを生じ、実際上
、切断が生じ、この結果、変速機は短期間で完全に作動
しなくなる。プーリーおよびベルトは閉止した外匣内に
取付けられており、また、新しいベルトを取付けるため
には多数の部品を取り外すことが必要であるから、ベル
トの切断は使用者にとって極めて不具合であるばかりで
なく、高い修理費を要することになる。したがって、で
きるかぎり歪みの少ないベルトを提供することは重大な
問題である。
第5図は、[b、厚さδのベルトの断面を略図的に示し
ており、その隅角点をA、B、C,Dで示す。このよう
なベルトに、作動中に、上述したような、一定または変
化する引張力Fが作用する場合この引張力Fの結果とし
て引張応力σt′=F/bがベルトに生じる。この応力
は上述した曲げ応力に付加される。この引張応力σt′
は断面全体にわたり同じであるが、他方1曲げ応力は同
じでなく、すなわち、曲げ応力は中立線からの距離によ
って変化し、外側または内側が最高である。
小径のプーリー上のベルトの外側表面1a上では曲げ応
力は引張応力(σt工)であり、この応力は引張応力σ
t′と同じ方向にあり、他方、内側表面1cでは、2つ
の応力は互いに反作用する。これは断面の4つの隅角点
A、B、C,Dにおける応力が最も高く、また、外側表
面の両端に位置する隅角点AおよびBにおける応力が変
化し、この結果、疲労によるヘヤークラックが発生して
最終的にベルトの切断が生じる第1場所であることを意
味している。多くの実験がこれを確かめている。
く問題点を解決するための手段〉 本発明は、永久的圧縮応力を少なくともベルトの側縁部
分に作用させることを骨子としている。
く作用〉 ベルトの側縁部分に永久的圧縮応力を作用させることに
よってベルト側゛縁部分に生じる応力、特に曲げ応力に
よって生じる引張応力を減少させることにより、ベルト
の歪みが非常に大きくなることがなく、その結果、ベル
トの側縁からヘヤークラックが生じ、付随して起こる応
力集中によってベルトが切断することを大いに避けるこ
とが出来るという考えに基づく。
少なくともベルト側縁部分に永久的圧縮応力を作用させ
るには、ベルト材料を塑性変形させることによって可能
である。この変形はベルト側縁部分をロールによって塑
性加工するか、または、ショットピーニング加工するこ
とによって行なわせることができる。特に、ベルト材料
を塑性変形する際に、ベルト側縁部分の厚さを側縁端に
向けて減少させることによって良好な結果を得ることが
でき、これは、圧縮応力を作用されることがベルト側縁
部の厚さを減少されることと組合さって有利な作用効果
を生じることを意味している。
本発明によれば、ベルトに永久的圧縮応力を導入するこ
とによって引張応力を低減する。これらの圧縮応力はベ
ルトに局部的に加えることができ、すなわち、圧縮応力
が側縁端部分に存在する場合、その結果として側縁端部
に生じる引張応力のレベルが低減される。しかしながら
、中心部分における引張応力を低減させるために、圧縮
応力を中心部分に加えることもできる。
〈実施例〉 第1図は、適当な保持器20で把持したベルト21を略
図的に示しており、このベルトの斜線をつけて図示する
側縁端部分22.23は粒子24および矢印25で略図
的に示すようにショットピーニング処理を受けている。
このショットピーニング処理は、従来既知のものであり
、この処理によってベルト表面には永久的圧縮応力が導
入され、第1図に点線26で示すような外形にベルトが
変形される程にまで処理することができる。当然のこと
として、この方法で、他の形状に変形させることもでき
る。
また、圧延処理によって永久的圧縮応力を加えることも
可能であり、圧延処理に際しては、例えば、最初に、ま
たは最初でなく適当な段階で、横方向からアップセット
圧延し、次に、第6および7図に略図的に示すように長
さ方向に圧延することができる。第6図においては、ベ
ルトを30で示し、案内ローラーを31および32で示
し、横方向圧延ローラーを33および34で示しており
、第7図は長さ方向に圧延する状態を示しており。
この図では、ベルトを35でしめし、ローラーを36お
よび37で示している。当業者であれば、圧延パラメー
ターを容易に決定することができる。
最終的にはベルトを第1図に示す形状(または、両側縁
端部が対称的にテーパーを有しない形状)になるように
圧延することができる。
この結果、曲げ応力σbは、当然のこととしてベルトの
厚みに比例して、ベルト側縁部分において漸減し、ベル
ト側縁端においてその値を零にすることもでき、実際上
、ベルト側縁端近くでは、引張力Fによって生じる引張
力σtだけが生じることになる。この引張応力によって
材料に生じる歪みは極めて小さい。
第8−1.8−2および8−3図は、測定の結果、本発
明によりベルトの断面全体にわたって応力が変化する状
態を示す、これらの図において、Y方向における圧縮応
力を正応力とし、Y方向における引張応力を負応力とし
1幅bteX軸に沿って図示している。
第8−1図は、外力が作用していない状態で、ベルトの
側縁端部分b′において、圧縮応力が側縁端における最
大値σd工から幅b′だけ内側部分における実際上零の
値にまで減少している状態を示している。同じ断面が圧
縮応力σd1より大きな引張応力σt1を受ける場合、
この引張応力は、第8−2図に示すように、ベルトの中
央におけるよりも側縁端部分b′においてかなり小さく
、側縁端における合成引張応力は値σ1tにすぎない6
例えば、大きさがσd2の圧縮応力がベルトに生じる場
合、側縁端に生じる圧縮応力σd3はベルト中央におけ
る圧縮応力に比べてかなり大であるが、しかし、引張応
力に比べて遥かに容易にベルトによって大きく変動する
圧縮応力が生じ、したがって、このような圧縮応力はベ
ルトの寿命に悪い影響を殆ど与えない。
〈発明の効果〉 本発明によれば、従来のものに較べてより大きい歪みに
耐え、また通常の応力下ではより長い寿命を有する無端
金属ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例である無端ベルトの側縁部分
の塑性変形の過程を示す略図、第2図は。 本発明の対象となる無端ベルトが用いられる連続可変変
速機の略図、第3図は、無端ベルトの無張力状態を示す
略図、第4図は、作動中の無端ベルトの外形および応力
の状態を示す略図、第5図は、無端ベルトの断面図、第
6図及び第7図は、無端ベルトに対するロール加工処理
方法を示す略図。 第8−1図、第8−2図および第8−3図は、無端ベル
トにおいて生じ得る応力状態を示す路線図である。 主な符号の説明

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、作動中に変化する曲げおよび引張応力を受ける形式
    の無端金属ベルトにおいて、少なくともベルト側縁部分
    が永久的に圧縮応力を有することを特徴とする無端金属
    ベルト。 2、特許請求の範囲第1項においてベルト側縁部分の厚
    みが側縁端に向かって減少していることを特徴とする無
    端金属ベルト。 3、ベルト材料の塑性変形によってベルト側縁部分に圧
    縮応力を生ぜしめることを特徴とする無端ベルトを形成
    する方法。 4、特許請求の範囲第3項において塑性変形を圧延によ
    って行なうことを特徴とする無端ベルトを形成する方法
    。 5、特許請求範囲第3項において塑性変形を所要の部分
    に対するショットピーニングによって行なうことを特徴
    とする無端ベルトを形成する方法。 6、特許請求の範囲第3項乃至第5項においてベルト材
    料の塑性変形によって側縁端に向かって厚みが減少する
    側縁部分が得られることを特徴とする無端ベルトを形成
    する方法。
JP60248179A 1984-11-07 1985-11-07 無端金属ベルト Expired - Lifetime JPH066970B2 (ja)

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NL8403388A NL8403388A (nl) 1984-11-07 1984-11-07 Eindloze metalen band.
NL8403388 1984-11-07

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JPS61116145A true JPS61116145A (ja) 1986-06-03
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US (1) US4661089A (ja)
EP (1) EP0181670B1 (ja)
JP (1) JPH066970B2 (ja)
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DE (1) DE3567259D1 (ja)
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