JPWO2013140784A1 - 高負荷伝動用ｖベルト - Google Patents

Abstract

高負荷伝動用ＶベルトＢにおいて、その走行初期からの推力・張力変換比率の変化に伴うベルト張力の経時変化を抑制することができるようにする。そのために、張力帯１及びブロック１０のベルト幅方向の側面は、プーリ溝面と接触する摺動面を構成している。この張力帯１の摺動面１ｃの面積Ｓ１と、ブロック１０の摺動面１２の面積Ｓ２とがＳ１／Ｓ２≰０．２（張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１がブロック摺動面１２の面積Ｓ２の２０％以下）の関係になるように設定する。

Description

本発明は高負荷伝動用Ｖベルトに関し、特にベルト式無段変速機に用いられるのに好適なものに関する。

従来、この種の高負荷伝動用Ｖベルトはよく知られており、例えばベルト式無段変速機の変速プーリ間に巻き掛けられて用いられている。この高負荷伝動用Ｖベルトは、ベルト背面側の上面及び底面側の下面にそれぞれベルト長さ方向に一定間隔で並ぶ多数の例えば凹条からなる上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、該張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、嵌合部の上面に張力帯の上側被噛合部と噛合する例えば凸条からなる上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する例えば凸条からなる下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、ブロックベルトとも呼ばれている。

張力帯はベルトの伸びを抑えて動力伝達を可能とする心線、保形ゴム層、ブロックとの間の摩耗を抑制するための帆布等からなる。

各ブロックは例えばフェノール樹脂等の樹脂からなるもので、ベルト背面側に配置される上側ビーム部と、ベルト底面側に配置された下側ビーム部とを有し、これら上下ビーム部間に、上記張力帯の嵌合部が形成されている。

そして、各ブロックの嵌合部に張力帯を圧入して嵌合することにより、各ブロックと張力帯とがベルト長さ方向に一定間隔の凹凸形状の噛合部及び被噛合部によって噛合した状態で係合され、このブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって両者間が一体化されて動力授受が行われるようになっている。

このような高負荷伝動用Ｖベルトにおいては、張力帯の幅方向外側端面をブロックのプーリ接触面よりも突出させる出代を設定することが行われている（例えば特許文献１参照）。こうすることで、ベルトをプーリに巻き掛けたときに、張力帯の出代部分がベルト幅方向内方に押し込まれて嵌合部内で張力帯が上下に拡がるようになり、それによってブロックが張力帯に強固に保持される。こうした高負荷伝動用Ｖベルトでは、ブロック及び張力帯のベルト幅方向の側面がプーリ溝面と接触することになる。

特許第４２５６４９８号公報

ところで、本発明者は、上記のような高負荷伝動用Ｖベルトにおいては、ベルトを変速プーリに巻き掛けて走行させると、ベルトの走行初期から走行時間が経過するのに連れて、プーリの溝面からベルトのプーリ接触面が受ける推力によりベルト張力が生じる推力・張力変換比率が変化する現象を見出した。この推力・張力変換比率が変化すると、所期のベルト張力を得ることができなくなる虞れがある。

そこで、ベルトの走行中の長期間に亘って所期のベルト張力が確保されるように、変速プーリを開閉させる駆動ユニット側で、ある程度の安全率を設けて推力を大きくする過推力設定とすることを検討した。しかし、そうすると、ベルトに加わる負荷が大きくなり、耐久性や騒音性が悪化してしまうのは避けられない。

本発明の目的は、過推力設定を不要とできるようにするために、ベルトの走行初期からの推力・張力変換比率の変化に伴うベルト張力の経時変化を抑制することができる高負荷伝動用Ｖベルトを提供することにある。

本発明者が上記推力・張力変換比率が変化する現象について検討したところ、その変化は、次に述べる２つのメカニズムにより発生することが判明した。

すなわち、高負荷伝動用Ｖベルトでは、ブロックの成分である樹脂よりも張力帯の成分であるゴムのほうが熱膨張率が大きい。そのため、ベルトを変速プーリに巻き掛けて走行させると、張力帯の熱膨張により、下側ビーム部は張力帯に拘束されているので、押し上げられない。しかし、上側ビーム部が押し上げられて、両ビーム部が拡がるようになり、プーリ溝面に対しては主に下側ビーム部の側面が接触する下当たりが支配的な状態となる。このことにより、推力・張力変換比率が低下してベルト張力が下がる。

その後、ベルトの走行に伴って張力帯がへたると、上側ビーム部の開きが収まり、プーリ溝面に対して上側ビーム部の側面が接触するため、推力・張力変換比率が上昇してベルト張力も上昇する。こうして、ベルトの走行初期から走行時間が経過するのに連れて、推力・張力変換比率が変化する。

もう１つのメカニズムは、推力・張力変換比率がベルトの摩擦係数に依存することに起因する。具体的には、ベルトを変速プーリに巻き掛けて走行させると、張力帯の熱膨張により、ベルトのプーリ接触面における張力帯が占める割合が大きくなる。ここで、張力帯（ゴム）の摩擦係数がブロック（樹脂）の摩擦係数よりも大きいため、張力帯が占める割合が大きくなると、ベルト全体としての摩擦係数が上昇する。そのため、推力・張力変換比率が上昇してベルト張力も上昇する。

その後、ベルトの走行に伴って張力帯が摩耗してくると、ベルトのプーリ接触面における張力帯が占める割合が小さくなり、ベルト全体としての摩擦係数も小さくなる。その結果、推力・張力変換比率が低下して、ベルト張力も低下する。

これら２つのメカニズムにより、ベルトの走行初期から走行時間が経過するのに連れて、推力・張力変換比率が変化する。そこで、本発明者は、これら２つのメカニズムに共通している張力帯の熱膨張による影響を抑制することに着目して、本発明を完成するに到った。

具体的に、本発明では、保形ゴム層の内部に心線が埋設され、ベルト背面側の上面及び底面側の下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、上記張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、該嵌合部の上面に張力帯の上記上側被噛合部と噛合する上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、上記各ブロックの嵌合部に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に対し係止固定され、ブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって動力授受が行われる高負荷伝動用Ｖベルトを対象とする。

そして、上記ブロック及び張力帯のベルト幅方向の側面は、何れもプーリ溝面と接触する摺動面を構成している。

また、上記張力帯の摺動面の面積Ｓ１と、上記ブロックの摺動面の面積Ｓ２とがＳ１／Ｓ２≦０．２（張力帯の側面の面積がブロックの側面の面積の２０％以下）の関係にあることを特徴とする。

上記張力帯の摺動面の面積Ｓ１と、ブロックの摺動面の面積Ｓ２とがＳ１／Ｓ２＝０．１３〜０．２の関係にあってもよい。

また、張力帯の摺動面の面積Ｓ１がＳ１＝４．３〜８．５ｍｍ^２であってもよく、ブロックの摺動面の面積Ｓ２がＳ２＝３３〜４３ｍｍ^２であってもよい。

この構成により、以下の作用効果が得られる。仮に張力帯の摺動面の面積Ｓ１と、ブロックの摺動面の面積Ｓ２とがＳ１／Ｓ２＞０．２である場合、ベルトのプーリ接触面に対する張力帯の占める割合が大きく、張力帯が熱膨張してブロックの上側ビーム部が押し上げられたり、ベルトの摩擦係数が上昇したりする。しかし、本発明では、張力帯の摺動面の面積Ｓ１と、ブロックの摺動面の面積Ｓ２とがＳ１／Ｓ２≦０．２であるので、ベルトのプーリ接触面に対する張力帯の占める割合が十分に小さくなり、張力帯が熱膨張してブロックの上側ビーム部が押し上げられたり、ベルトの摩擦係数が上昇したりすることが抑制される。このことで、ベルトの走行時間の経過に伴い推力・張力変換比率が変化してベルト張力が変化することが抑制される。その結果、駆動ユニットの推力を低く設定することができ、ベルトの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。

上記張力帯の心線の位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅ａと、上記張力帯において上側被噛合部の下端及び下側被噛合部の上端の間の厚さである張力帯の噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０８の関係にあってもよい。

この構成により、ベルトの曲げロスが向上し、ベルトの走行時間の経過に伴って推力・張力変換比率が変化することがさらに抑制される。

さらに、上記ベルトピッチ幅ａと張力帯の噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０５の関係にあってもよい。

この構成により、ベルトの曲げロスが格段に向上し、ベルトの走行時間の経過に伴って推力・張力変換比率が変化することがさらに有効に抑制される。

上記高負荷伝動用Ｖベルトは、ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられるものとしてもよい。

この構成により、上記発明の効果が有効に発揮される最適な高負荷伝動用Ｖベルトが得られる。

本発明によると、高負荷伝動用Ｖベルトの張力帯の摺動面の面積Ｓ１とブロックの摺動面の面積Ｓ２とをＳ１／Ｓ２≦０．２としたことにより、ベルトの走行初期からの推力・張力変換比率の変化に伴うベルト張力の経時変化を抑制し、駆動ユニット側の推力を低くしてベルトの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る高負荷伝動用Ｖベルトの斜視図である。 図２は、高負荷伝動用Ｖベルトの側面図である。 図３は、図２のIII−III線断面図である。 図４は、張力帯の拡大側面図である。 図５は、ブロックの拡大側面図である。 図６は、本発明の特徴を説明するための高負荷伝動用Ｖベルトの側面図である。 図７は、ベルト張力測定試験装置を示す図である。 図８は、高速耐久試験装置を示す図である。 図９は、ベルト効率を測定するための試験装置を示す図である。 図１０は、実施例及び比較例の試験結果の一半部を示す図である。 図１１は、実施例及び比較例の試験結果の他半部を示す図である。 図１２は、実施例及び比較例について、ブロック摺動面の面積に対する張力帯摺動面の面積の比とベルト張力（軸間力）の変化との関係を示す図である。 図１３は、実施例及び比較例について、ブロック摺動面の面積に対する張力帯摺動面の面積の比と高速耐久性との関係を示す図である。 図１４は、実施例及び比較例について、ブロック摺動面の面積に対する張力帯摺動面の面積の比と初期発熱温度との関係を示す図である。 図１５は、実施例及び比較例について、ブロック摺動面の面積に対する張力帯摺動面の面積の比と締め代変化との関係を示す図である。 図１６は、実施例及び比較例について、ブロック摺動面の面積に対する張力帯摺動面の面積の比とベルト効率との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

図１〜図３は本発明の実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢを示す。このベルトＢは、図示しないが、例えばベルト式無段変速装置の複数の変速プーリ間に巻き掛けられて用いられるもので、一対のエンドレスの張力帯１，１と、この張力帯１，１にベルト長さ方向に一定のピッチＰで係止固定された多数のブロック１０，１０，…とからなる。

上記各張力帯１は、図４にも示すように、硬質ゴムからなる保形ゴム層１ａの内部にアラミド繊維等の高強度高弾性率の複数の心線１ｂ，１ｂ，…（心体）がスパイラル状に配置されて埋設されたものである。この各張力帯１の上面には各ブロック１０に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの上側被噛合部としての溝状の上側凹部２，２，…が、また下面には上記上側凹部２，２，…に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの下側被噛合部としての下側凹部３，３，…がそれぞれ形成されている。そして、各張力帯１の上面において上側凹部２，２，…間の部分は上側コグ部４に、また張力帯１下面において下側凹部３，３，…間の部分は下側コグ部５にそれぞれ構成されている。

上記保形ゴム層１ａをなす硬質ゴムは、例えばメタクリル酸亜鉛により強化されたＨ−ＮＢＲゴムに、さらにアラミド繊維、ナイロン繊維等の短繊維により強化することで、耐熱性に優れかつ永久変形し難い硬質ゴムが用いられる。この硬質ゴムの硬さは、ＪＩＳ−Ｃ硬度計で測定したときに７５°以上のゴム硬度が必要である。

上記張力帯１の上下表面にはそれぞれ糊ゴム処理された帆布を一体接着することで上側及び下側帆布層６，７が形成されている。

一方、各ブロック１０は、図１、図３及び図５に示すように、例えばカーボン短繊維で補強されたフェノール樹脂等の硬質樹脂中にそれよりも高い弾性率材料である軽量アルミニウム合金等の補強材１８がブロック１０の略中央に位置するように埋め込まれたものとされている。この各ブロック１０は、ベルト幅方向（左右方向）に延びる上側及び下側ビーム部１０ａ，１０ｂと、該両ビーム部１０ａ，１０ｂの左右中央部同士を上下に接続するピラー部１０ｃとからなる略Ｈ字状に形成されている。各ブロック１０の上下ビーム部１０ａ，１０ｂ間に各張力帯１を幅方向から着脱可能に嵌装させる切欠きスリット状の嵌合部１１，１１が形成されている。この嵌合部１１を除いた左右側面は変速プーリ等のプーリ溝面（図示せず）に接触する摺動面１２，１２に構成され、このブロック１０の左右の摺動面１２，１２同士がなすベルト角度αは、プーリ溝面の角度と同じとされている。こうして各ブロック１０は、嵌合部１１の周囲部分及び摺動面１２，１２を形成する硬質樹脂部と、残りの部分を形成する補強材１８とで構成されている。尚、補強材１８は、嵌合部１１の周囲部分と左右側面の摺動面１２，１２とにおいてブロック１０表面に表れないようにしておけばよく、その他の部分ではブロック１０表面に露出していてもよい。

また、各ブロック１０は、嵌合部１１，１１にそれぞれ張力帯１，１を圧入して嵌合することで、張力帯１，１に固定されている。すなわち、図５に示すように、上記各ブロック１０における各嵌合部１１の上壁面には上記張力帯１上面の各上側凹部２に噛合する上側噛合部としての凸条からなる上側凸部１５が、また嵌合部１１の下壁面には張力帯１下面の各下側凹部３に噛合する下側噛合部としての凸条からなる下側凸部１６がそれぞれ互いに平行に配置されて形成されており、この各ブロック１０の上下の凸部１５，１６をそれぞれ張力帯１の上下の凹部２，３に噛合させることで、ブロック１０，１０，…を張力帯１，１にベルト長さ方向に圧入により係止固定している。

ここで、上記硬質ゴムからなる張力帯１の上下の凹部２，３間の張力帯噛み合い厚さｂ、つまり図４に示す如く上側凹部２の底面（詳しくはその上側帆布層６の上表面）と該上側凹部２に対応する下側凹部３の底面（同下側帆布層７の下表面）との間の距離が、ブロック１０の噛合隙間であるブロック噛み合い厚さｄ、つまり図５に示すように各ブロック１０の上側凸部１５下端と下側凸部１６上端との間の距離よりも若干大きく（ｂ＞ｄ）設定されている。このことで、締め代ｂ−ｄ（＞０）が設けられており、各ブロック１０の張力帯１への組付時に張力帯１がブロック１０により厚さ方向に圧縮されて組み付けられるようになっている。

そして、ブロック１０，１０，…が張力帯１，１に組み付けられた状態において、ベルトＢの左右両側の側面では、図３に示すように、張力帯１の外側端面が各ブロック１０の摺動面１２，１２の面よりも若干突出しており、このことで出代Δｅが設けられている。この出代Δｅが設定されていることにより、ベルトＢをプーリに巻き掛けたときに、張力帯１，１の出代Δｅの部分がベルト幅方向内方に押し込まれて張力帯１，１が嵌合部１１内で上下に拡がり、それによってブロック１０，１０，…が張力帯１，１により強固に保持されるようになっている。従って、両張力帯１，１の外側端面は変速プーリ等のプーリ溝面に接触する摺動面１ｃ，１ｃとなっている。

本高負荷伝動用ＶベルトＢでは、プーリに巻き掛けて走行させたときに、ブロック１０の上下の凸部１５，１６（噛合部）と各張力帯１の上下の凹部２，３（被噛合部）との噛合によって動力授受が行われるようになっている。

また、本高負荷伝動用ＶベルトＢでは、ベルトの走行時間の経過に伴って推力・張力変換比率が変化することを抑制すべく、図６に示すように、張力帯１の摺動面１ｃの面積Ｓ１（図６中、１点鎖線のハッチングで示す）と、ブロック１０の摺動面１２の面積とＳ２（図６中、実線のハッチングで示す）とが、
Ｓ１／Ｓ２≦０．２ …（1）
の関係にある。すなわち、張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１がブロック摺動面１２の面積Ｓ２の２０％以下の関係にある。具体的には、Ｓ１／Ｓ２＝０．１３〜０．２とするのが好ましい。例えば、張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１をＳ１＝４．３〜８．５ｍｍ^２とし、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２をＳ２＝３３〜４３ｍｍ^２とするのがよい。

また、本実施形態では、図３に示すように、各ブロック１０において、上記張力帯１の心線１ｂの位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅をａとするとき、ベルトピッチ幅ａと上記張力帯噛み合い厚さｂ（上側凹部２の底面と下側凹部３の底面との間の厚さ。図４参照）とが、
ｂ／ａ≦０．０８ …（2）
の関係りある。つまり、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの８％以下の関係にある。より望ましくは、
ｂ／ａ≦０．０５ …（3）
の関係（張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの５％以下の関係）にある。

ベルトピッチ幅ａは、その長さによって張力帯１がブロック１０を保持する保持面積に関与する。そのため、単に張力帯噛み合い厚さｂを小さくするだけでなく、その張力帯噛み合い厚さｂとベルトピッチ幅ａとを上記式（2）又は（3）のように関連付けることが望ましい。

本高負荷伝動用ＶベルトＢは、以上のように構成されている。

次に、本高負荷伝動用ＶベルトＢの作用効果を説明する。本高負荷伝動用ＶベルトＢにおいては、張力帯の摺動面の面積Ｓ１と、ブロックの摺動面の面積Ｓ２とがＳ１／Ｓ２≦０．２の関係にあるので、ベルトＢのプーリ接触面に対する張力帯１の占める割合が十分に小さくなる。そのため、このベルトＢを例えば無段変速機の変速プーリ間に巻き掛けて走行させたときに、張力帯１が熱膨張してブロック１０の上側ビーム部１０ａが押し上げられたり、ベルトＢの摩擦係数が上昇したりすることが抑制される。そのため、ベルトＢの走行時間が経過しても、推力・張力変換比率が変化、及び、そのことに伴うベルト張力の変化が抑制される。よって、変速機の変速プーリを開閉駆動して変速比を変えるための駆動ユニットの推力（変速プーリの可動シーブを軸方向に推す力）を低く設定でき、ベルトＢの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。

また、ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０８であるため、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａに対して十分に小さくなり、ベルトＢの曲げロスが向上し、ベルトＢの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化をさらに抑制することができる。ここで、ベルトピッチ幅ａと張力帯噛み合い厚さｂとがｂ／ａ≦０．０５の関係にあると、ベルトＢの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化をさらに有効に抑制することができる。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、各ブロック内１０に補強材１８をインサートしているが、本発明では、補強材１８を使用せずに全てが樹脂からなるブロックであってもよく、上記と同様の作用効果が得られる。

また、この実施形態に係る高負荷伝動用ＶベルトＢは、ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられて使用されるだけでなく、定速プーリ（Ｖプーリ）を備えたベルト式伝動装置にも使用することができる。

次に、具体的に実施した実施例について説明する。実施例１〜６及び比較例１〜３として、上記実施形態の構成を有する高負荷伝動用Ｖベルトを作製した。そのベルトのベルト角度α（ブロック両側面の摺動面間の角度）はα＝２６°、ベルトピッチ幅ａはａ＝２５ｍｍ、ブロックのベルト長さ方向のピッチＰはＰ＝３ｍｍ、各ブロックの厚さ（ベルト長さ方向の厚さ）は２．９５ｍｍ、出代ΔｅはΔｅ＝０．０５〜０．１５ｍｍ、ベルト長さ６１２ｍｍであった。

各ブロックは、フェノール樹脂中に、厚さ２ｍｍの軽量高強度アルミニウム合金からなる補強材がインサートされて成形されたものを使用した。尚、上記アルミニウム合金からなる補強材を使用せずに全てが樹脂からなるブロックであっても同等の効果が得られる。

そして、張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２、張力帯噛み合い厚さｂを種々に変えて、実施例１〜６及び比較例１〜３のベルトとした（図１０参照）。

（実施例１）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝６．７ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝３３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．６ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．２０（２０％）となり、ｂ／ａ＝０．０６４（６．４％）となる。

（実施例２）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝６．４ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝３３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．５ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．１９（１９％）となり、ｂ／ａ＝０．０６０（６．０％）となる。

（実施例３）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝５．５ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝３３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１．２ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．１７（１７％）となり、ｂ／ａ＝０．０４８（４．８％）となる。

（実施例４）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝４．９ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝３３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝１ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．１５（１５％）となり、ｂ／ａ＝０．０４０（４．０％）となる。

（実施例５）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝４．３ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝３３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝０．８ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．１３（１３％）となり、ｂ／ａ＝０．０３２（３．２％）となる。

（実施例６）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝８．５ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝４３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝２．２ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．２０（２０％）となり、ｂ／ａ＝０．０８８（８．８％）となる。

（比較例１）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝８．５ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝３３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝２．２ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．２６（２６％）となり、ｂ／ａ＝０．０８８（８．８％）となる。

（比較例２）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝１１．４ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝３３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝３ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．３５（３５％）となり、ｂ／ａ＝０．１２（１２％）となる。

（比較例３）
張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１＝１３．９ｍｍ^２、ブロック摺動面１２の面積Ｓ２＝３３ｍｍ^２、張力帯噛み合い厚さｂをｂ＝４ｍｍとした。従って、Ｓ１／Ｓ２＝０．４２（４２％）となり、ｂ／ａ＝０．１６（１６％）となる。

（ベルトの評価）
以上の各実施例及び各比較例に対し、ベルト張力の経時変化、高速耐久性、初期発熱性、締め代の変化、ベルト効率の評価を行った。

（1）ベルト張力の経時変化
図７に示すベルト張力（軸間力）測定試験装置を用いて、各実施例及び各比較例のベルト張力の経時変化を測定した。すなわち、互いに接離可能な駆動台２１及び従動台２２上に、各々固定及び可動シーブ２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂを有する変速プーリからなる駆動及び従動プーリ２４，２５を軸支した。駆動台２１及び従動台２２をロードセル２３を介して連結することで、駆動及び従動プーリ２４，２５の軸間距離を１４８．５ｍｍに固定した。駆動プーリ２４を駆動モータ２６に駆動連結するとともに、従動プーリ２５にも負荷用のＤＣモータ（図示せず）を駆動連結して６０Ｎ・ｍの一定の負荷トルクがかかるようにした。そして、駆動及び従動プーリ２４，２５間に各実施例及び各比較例の高負荷伝動用ＶベルトＢを巻き掛け、その速比を１．８に固定し、かつ従動プーリ２５の可動シーブ２５ｂに対しトルクカム２７及びばね２８により固定シーブ２５ａ側に向かう軸方向の推力をかけた。その状態で、駆動モータ２６により駆動プーリ２４を３０００ｒｐｍの一定回転数で回転させてベルトＢを走行させた。その走行中にロードセル２３で検出される軸間力をベルト張力として測定し、ベルトＢの走行初期（走行開始から０〜２４ｈｒ後）、途中（走行開始から２４〜４８ｈｒ後）、及び測定値が安定する中期以降（走行開始から４８ｈｒ以降）の各測定値からベルト張力の経時変化を確認した。尚、ベルトＢの温度は１２０℃あった。その結果を図１０及び図１２に示す。

（2）高速耐久性
図８に示す高速耐久試験装置を用いて、各実施例及び各比較例の高速耐熱高負荷耐久性を測定した。すなわち、１２０℃の雰囲気が熱量として投入される試験ボックス３１内に、ピッチ径が１３３．６ｍｍの定速プーリからなる駆動プーリ３２と、ピッチ径が６１．４ｍｍの定速プーリからなる従動プーリ３３とを配設し、両プーリ３２，３３に各実施例及び各比較例のベルトＢを巻き掛けた。駆動プーリ３２を軸トルク６３．７Ｎ・ｍ及び回転数５０１６±６０ｒｐｍで高速回転させ、３００ｈｒ迄の時間を測定した。その結果を図１１及び図１３に示す。

（3）初期発熱性
上記高速耐熱高負荷耐久性の試験において、その走行初期（走行開始から２ｈｒ後）のベルトＢの発熱温度を測定した。その結果を図１１及び図１４に示す。

（4）締め代の変化
上記高速耐熱高負荷耐久性の試験において、その走行開始から２５０時間経過後の締め代の変化を測定した。この締め代は、張力帯噛み合い厚さｂ−ブロック噛み合い厚さｄで求めた。その結果を図１１及び図１５に示す。

（5）ベルト効率
図９に示す試験装置を用い、各実施例及び各比較例のベルト効率を測定した。すなわち、９０℃の雰囲気が熱量として投入される試験ボックス４１内に、ピッチ径が６５．０ｍｍの定速プーリからなる駆動プーリ４２と、ピッチ径が１３０．０ｍｍの定速プーリからなる従動プーリ４３とを接離可能に配設した。両プーリ４２，４３に各実施例及び各比較例のベルトＢを巻き掛けるとともに、従動プーリ４３に駆動プーリ４２から離れる方向に４０００Ｎのデッドウェイト４４を作用させた。その状態で、駆動プーリ４２を回転数２６００±６０ｒｐｍで回転させ、駆動プーリ４２の軸トルクをゆっくり上げていく。そして、駆動プーリ４２の回転数と従動プーリ４３の回転数とからスリップ率を連続して求め、ベルトＢのスリップ率が２％のときの駆動プーリ４２のトルクと従動プーリ４３のトルクを計測し、下記の式にてベルト効率を求めた。すなわち、ベルト効率ηは、
効率η（％）＝｛（従動プーリ回転数×従動プーリトルク）／（駆動プーリ回転数×駆動プーリトルク）｝×１００
である。その結果を図１１及び図１６に示す。

尚、図１１において、判定の欄の「○」は良を、また「△」及び「×」は不良を示している。

以上の結果について考察すると、張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１がブロック摺動面１２の面積Ｓ２の２０％以下である実施例１〜６については、ベルト張力の変化幅が２００Ｎ以下であり、その経時変化が小さい。これに対し、比較例１〜３では、張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１がブロック摺動面１２の面積Ｓ２の２０％を超えているので、ベルト張力の変化幅が９００Ｎ以上と大きくなっている。このことにより、張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１をブロック摺動面１２の面積Ｓ２の２０％以下に設定することで、ベルトの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化を抑制できることが判る。

また、張力帯摺動面１ｃの面積Ｓ１がブロック摺動面１２の面積Ｓ２の２０％以下である実施例１〜６については、高速耐久性、初期発熱性、締め代の変化、ベルト効率についても飛躍的に向上していることが明らかであり、比較例１〜３に比べて顕著な差異が見られる。

さらに、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの８％以下である実施例１〜５については、ベルト張力の変化幅は１００Ｎ以下であり、特に、張力帯噛み合い厚さｂがベルトピッチ幅ａの５％以下である実施例３〜５については、ベルト張力の変化幅は０Ｎであり、その経時変化が全くない。このことにより、張力帯噛み合い厚さｂをベルトピッチ幅ａの８％以下に設定することで、ベルトの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化をさらに抑制できることが判る。

本発明は、ベルト走行時の張力の経時変化が少なく、発熱性、走行耐久性、ベルト効率の各性能が従来と比べて飛躍的に高い高負荷伝動用Ｖベルトを提供することができるから、例えば自動車や二輪スクータの無段変速機のベルトに利用したときに、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

１ 張力帯
１ａ 保形ゴム層
１ｂ 心線
１ｃ （張力帯の）摺動面
２ 上側凹部（上側被噛合部）
３ 下側凹部（下側被噛合部）
１０ ブロック
１２ （ブロックの）摺動面
１１ 嵌合部
１５ 上側凸部（上側噛合部）
１６ 下側凸部（下側噛合部）
ａ ベルトピッチ幅
ｂ 張力帯の噛み合い厚さ
Ｂ 高負荷伝動用Ｖベルト
Ｓ１ 張力帯の摺動面の面積
Ｓ２ ブロックの摺動面の面積

Claims (7)

1. 保形ゴム層の内部に心線が埋設され、ベルト背面側の上面及び底面側の下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、
   上記張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、該嵌合部の上面に張力帯の上記上側被噛合部と噛合する上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、
   上記各ブロックの嵌合部に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に対し係止固定され、ブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって動力授受が行われる高負荷伝動用Ｖベルトであって、
   上記張力帯及びブロックのベルト幅方向の側面は、何れもプーリ溝面と接触する摺動面を構成しており、
   上記張力帯の摺動面の面積Ｓ１と、上記ブロックの摺動面の面積Ｓ２とが
   Ｓ１／Ｓ２≦０．２
   の関係にある高負荷伝動用Ｖベルト。
2. 請求項１において、
   張力帯の摺動面の面積Ｓ１と、ブロックの摺動面の面積Ｓ２とが
   Ｓ１／Ｓ２＝０．１３〜０．２
   の関係にある高負荷伝動用Ｖベルト。
3. 請求項１又は２において、
   上記張力帯の心線の位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅ａと、上記張力帯において上側被噛合部の下端及び下側被噛合部の上端の間の厚さである張力帯の噛み合い厚さｂとが
   ｂ／ａ≦０．０８
   の関係にある高負荷伝動用Ｖベルト。
4. 請求項３において、
   ベルトピッチ幅ａと張力帯の噛み合い厚さｂとが
   ｂ／ａ≦０．０５
   の関係にある高負荷伝動用Ｖベルト。
5. 請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
   張力帯の摺動面の面積Ｓ１がＳ１＝４．３〜８．５ｍｍ^２である高負荷伝動用Ｖベルト。
6. 請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
   ブロックの摺動面の面積Ｓ２がＳ２＝３３〜４３ｍｍ^２である高負荷伝動用Ｖベルト。
7. 請求項１〜６のいずれか１つにおいて、
   ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられる高負荷伝動用Ｖベルト。
   

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