JP2000009188A - 高負荷伝動ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮伝動タイプの高負荷伝動ベルトにおい
て、ブロック間摩耗を低減し長寿命化する。 【解決手段】 無端キャリア２上にブロック３の係合溝
を係合した圧縮伝動タイプの高負荷伝動ベルト１におい
て、ブロック３にはベルトが屈曲できるよう傾斜面を有
するとともに傾斜開始位置において前後のブロック同士
３，３を面接触させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や農機の主
駆動や補機駆動のベルト無段変速などに用いられるベル
トであり、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用に供するベルトに関するものであ
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
要求される用途に適用されるベルトとして、ゴム製Ｖベ
ルトが用いられてきたが、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ベルトが高側圧に耐えられず座屈変形してしまう。

【０００３】そこで、特開昭５５−１００４４３号公報
のようなブロックが金属バンド上を摺動する圧縮伝動タ
イプの金属ベルトが提案されている。金属ベルトは耐側
圧性に優れており、かなりの高側圧に耐えることができ
るので座屈変形しにくく、しかも圧縮伝動であることか
らブロックを金属バンドに噛み合わせるなどして係止す
る必要がないので、ブロックの厚みを薄くしてピッチを
小さくすることができるので、ベルト走行時の耳障りな
騒音を少なくすることができるベルトであるということ
ができる。

【０００４】また、このようなブロックを多数重ね合わ
せるように金属バンド上に配置し、ブロックがブロック
を押すことによって動力を伝動するタイプのベルトで
は、ベルトがプーリに巻きかかった状態の時に屈曲可能
にならしめるため、ブロックの前面の内周側に傾斜面を
設けている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなベルトは大
きな負荷を受けながら高速で走行する。もちろん直線走
行部分とプーリ内の屈曲走行部分を何度も通過し、曲げ
伸ばしを無数に繰り返すことになる。

【０００６】前記のベルトのうち特開昭５５−１００４
４３号公報に示すようなベルトは、ブロック内周側の傾
斜面の開始線において、屈曲を繰り返す度に前後のブロ
ック同士が前記開始線のみが接触した状態でそこを中心
に旋回することになる。

【０００７】先述もしたように、ベルトは大きな負荷が
かかった状態で高速で走行する。そして、傾斜面の開始
線を中心とした旋回も無数に行われることになるので、
その旋回の中心となる開始線部分というのは、特に摩耗
が早い部分であるということができる。

【０００８】また、開始線部分での前後ブロック同士の
接触はプーリ中では線接触となっており、より摩耗が起
こりやすくまた圧縮変形しやすい形状となっているのが
普通である。その部分で摩耗圧縮変形が発生すると、前
後隣り合うブロックの間でがたつきが発生し、動力伝達
効率の低下や騒音の増加につながってしまう。

【０００９】また、本発明者らは特願平９−１５８０２
８号などでブロックのプーリと接触する部分、無端キャ
リアと接触する部分、ブロック同士の接触する部分、無
端キャリアのブロックと接触する部分に摺動性を有する
樹脂を配置することによってオイルなどの供給を必要と
しない、乾式の圧縮伝動ベルトを提案している。

【００１０】樹脂素材は金属よりも摩擦や衝撃による摩
耗が顕著で、傾斜面の開始部分においてより大きな摩耗
が発生することになり、ベルトの早期寿命となってしま
う。

【００１１】そこで、本発明は圧縮伝動方式のベルトに
おいて、高負荷で高速回転を長時間続けてもブロック同
士の接触による摩耗が少なく、もちろん樹脂素材を用い
た乾式の圧縮伝動ベルトにおいても傾斜面の開始部分に
おける摩耗を大幅に軽減でき、ベルトのがたつきや騒音
の発生の少なくすることができる高負荷伝動ベルトの提
供を目的とする。

【００１２】

【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複数のブロックの係合溝を無端キャ
リア上に長手方向摺動可能に係合しており、ブロックの
前面にはベルトがプーリに巻きかかった際に屈曲可能な
ように内周側に傾斜面を有する高負荷伝動ベルトにおい
て、ブロック前面の傾斜開始位置およびその後面にブロ
ック同士の当接部を設けており、ベルトが屈曲した際に
前後ブロックが前記当接部で面接触することを特徴とす
る。

【００１３】このような、構成を採ることによって隣り
合うブロック同士の接触が面による接触となり、ベルト
が高負荷で高速回転を続けたとしても、ブロック前面の
傾斜面の開始位置における摩耗が発生しにくく、ブロッ
クのがたつきやそれによる騒音の発生を防止することが
できる。

【００１４】請求項２では、ブロック同士の当接部とし
て、ブロック前面の傾斜開始位置にブロックの幅方向に
延びる凸条部、後面には前記凸条部に嵌合する溝条部が
設けられ、前後隣接するブロック同士は前記凸条部およ
び溝条部が面接触状態で嵌合させている。

【００１５】凸条部と溝条部を嵌合させていることによ
って、請求項１で得られる効果に付け加えてブロックの
がたつきやそれによる騒音の発生をより一層低減するこ
とができる。

【００１６】また請求項３では、ブロックのプーリとの
接触面、ブロック同士の接触面、ブロックと無端キャリ
アの接触面が樹脂で形成された高負荷伝動ベルトとして
おり、金属製のブロックや無端キャリアを金属面同士で
接触させオイルなどで潤滑した状態で走行させるベルト
よりも、常にオイルを供給しつづける必要はなく装置の
コンパクト化やメンテナンスの軽減につながる一方で、
金属よりも摩耗しやすいという問題があり、請求項１に
示すような構成による摩耗防止の効果が顕著である。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の高負荷伝動ベルト
の要部断面図であり、図２は隣り合うブロックが屈曲し
ているところの側面図である。

【００１８】本発明の高負荷伝動ベルト１は、無端キャ
リア２上を多数のブロック３の係合溝に少なくともベル
ト長手方向に摺動可能に係止したベルトであり、プーリ
間に巻きかけて走行させると、駆動プーリによってブロ
ックが動かされ、動かされたブロックのベルト進行方向
の前にあるブロックが押されて次のブロックを押してゆ
き、ベルト全周に渡るブロックが動くことによって従動
プーリが回転し動力を伝える圧縮伝動方式のベルトであ
る。

【００１９】本発明の高負荷伝動ベルト１で用いられる
ブロック３は、基本形状的には圧縮伝動に使用すること
のできる形状であれば特に限定するものではなく、形状
の一例としては図１に示す例では二本の幅方向部材４、
５とそれらを一方の端で連結する連結部材６からなり、
幅方向部材４の片方の端部に無端キャリア２を挿入する
溝が開孔しているものとなっている。そして、無端キャ
リア２を左右交互に挿入するようブロックを配置してい
る。

【００２０】基本形状以外の部分では、ブロック３はベ
ルトがプーリ上で屈曲できるように下方には傾斜面７が
設けられており、プーリ間でベルトが屈曲していないと
きには、前後のブロック２は上方のみが接触した状態に
なっている。そして、前記傾斜面７が始まる傾斜開始位
置においてベルト進行方向の前面に部分円筒形状の凸条
部８を設けるとともに背面には前記凸条部８と面接触状
態にて嵌まり合う形状の溝条部９を設けており、ベルト
が屈曲した状態の時にも前後のブロックは面で接触して
いることになる。

【００２１】本発明の特徴部分は、この凸条部８と溝条
部９を設ける位置とその形状であるが、本発明では、図
２に示すように凸条部８はブロックの傾斜面７の開始位
置に設けられているとともに、ブロック３のベルト幅方
向に延びる部分円筒形状となっている。

【００２２】従来のブロックではベルトでは図４に示す
ようにベルトが屈曲する際に前後隣り合ったブロック２
０，２０同士の接触は傾斜開始線２１での接触となり、
しかも、その接触は線接触でしかない。ベルトが高速で
しかも高負荷を受けた状態で走行しつづけると、傾斜開
始線において摩耗が発生し、徐々にブロック同士の間に
隙間ができてくるのでブロックのがたつきが発生し、騒
音の増大や、動力伝達能力の低下にもつながる。

【００２３】また、前記の凸条部８と溝条部９以外にも
ブロック３をベルト幅方向に整列させるための凹凸嵌合
をする手段として、ブロックでベルトのピッチラインに
近い箇所には凸部１０、そして背面にはそれと嵌合する
凹部１１を設けている。

【００２４】本発明のような構成を採ることによって、
前後のブロック３同士の接触は面での接触となり、ベル
ト１が高負荷で高速走行を続け屈曲と伸張を繰り返した
としても従来のような傾斜開始線における摩耗は発生せ
ず、ブロック３のがたつきを生じないのでベルトの長寿
命化にもつながるといえる。

【００２５】また、ブロック３の形状は図１に示すもの
に限られるものではなく、図３に示すように二本の幅方
向部材４、５とそれらを中央で連結する連結部材３から
なるＩ形状のブロック３でもよく、その場合はブロック
３の両側の側面に無端キャリア２を挿入する溝が開孔し
ている。そして、一対の無端キャリア２、２上にブロッ
ク３が摺動可能に係止したベルトとなる。

【００２６】次にブロック３を構成する素材としてはジ
ュラルミン、鉄、チタンなどの金属からなるブロック
や、金属や繊維強化樹脂などからなる高い剛性を有する
芯材の表面に樹脂層を被覆したようなブロックなどを挙
げることができる。

【００２７】高負荷伝動ベルト１の中で大きな摩擦が発
生する部位に樹脂層を配置介在することによって、無端
キャリア２に樹脂を用いることと相まって、従来のよう
なオイルを供給する潤滑を必要とせずメンテナンスフリ
ーのベルトを実現するものである。

【００２８】芯材に樹脂層を被覆したタイプのブロック
の場合、樹脂層に用いられる樹脂として挙げられるもの
は、比較的摩擦係数の大きく耐摩耗性に優れ、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（ＰＥＥ
Ｋ）樹脂等の合成樹脂が用いられるが、中でも低摩擦係
数の樹脂を用いることが好ましい。

【００２９】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短繊維、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とすることも可能である。ま
た、繊維分を部分的に露出させたりして摺動面を補強し
たり、表面の摩擦係数を調整することも可能である。

【００３０】そして、ブロック３はブロックの耐側圧性
や曲げ剛性を持たせる部分である芯材に用いる素材とし
てはアルミ合金や鉄などの金属が挙げられるが、他に樹
脂層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
を用いてもよい。

【００３１】金属製の芯材表面に樹脂層を被覆する場
合、隣り合うブロック同士など接触する面において、片
面のみに樹脂を被覆するという構成を採ることも可能で
ある。

【００３２】無端キャリア２として用いることができる
のは、マルエージング鋼などからなる金属バンドの積層
体や、金属バンドと樹脂バンドを交互に積層したもの、
金属バンドに樹脂をコーティングしたもの、樹脂バンド
を積層したものなどをあげることができる。なお、前記
のような無端キャリア２の内樹脂を用いたものは無端キ
ャリア２上をブロック３が摺動して駆動する圧縮伝動方
式のベルトにおいても、潤滑のための絶え間ないオイル
の供給をなくすことができるので、よりメンテナンスフ
リーに近づいたベルト駆動装置を提供することができ
る。

【００３３】樹脂素材を用いたような無端キャリア２の
場合、その素材として用いることができる樹脂として
は、芳香族ポリアミド樹脂、芳香族ポリイミド樹脂、芳
香族ポリアミドイミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、
ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフ
ァイド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂などが挙げられる。

【００３４】樹脂バンドを積層したものを用いる場合は
上記に挙げたような樹脂からなる薄いベルトを多数枚積
層したものを用いる。一枚のベルトの厚みは５０〜３０
０μｍの範囲で用いられ、５０μｍ未満であると強度が
十分に得られず特に最下層、最上層においてブロックと
の摩耗により簡単に切断してしまうなどの問題が発生
し、３００μｍを越えるとベルトの屈曲性が悪くなり動
力の伝達効率が悪くなるので好ましくない。

【００３５】また、積層枚数は所定の強度を得るために
は２〜１０枚の範囲で用いられ、３枚より少ないとブロ
ックをプーリ内径側へ押しつける十分な力が発生できな
いのでブロックとプーリとの間の摩擦力が小さくなり、
動力の伝達性能が悪くなる。また、２０枚より多層にす
ると内側の層と外側の層とで速度差が大きくなりすぎ滑
りが生じるので摩耗したり発熱が大きくなるという問題
があり好ましくない。

【００３６】無端キャリア２の別の形態として、樹脂中
にを編布を埋設したものを用いることもできる。編布を
埋設することによって、無端キャリア２の長手方向の寸
法安定性や屈曲疲労性、耐引裂性を向上させることがで
き、もちろんブロックを取り付けた高負荷伝動ベルトと
して前記のような性能の優れたものを得ることができ
る。また、ここで樹脂中に編布を埋設とするというの
は、編布が完全に樹脂中に隠れてしまったような状態は
もちろんのこと、編布の両端などが部分的に露出したよ
うな編布に樹脂をコーティングしたと表現する方が適し
ているものも含まれる。

【００３７】樹脂中に埋設する編布としては通常の編布
でも構わないがより好ましい例としては、インレイ編布
を挙げることができる。インレイ編布とは通常の編布中
に直線状の補強繊維を編み込んだ構成となっているもの
で、補強繊維と平行の方向には、伸縮性が少なく寸法安
定性、耐引裂性に優れた性質を示す。その補強繊維を無
端キャリア２の長手方向に合わせることによって無端キ
ャリア２の長手方向の強力を高めることができ、寸法安
定性、対引裂性を向上させることができる。

【００３８】インレイ編布の補強繊維としてはアラミド
繊維やガラス繊維、カーボン繊維を用いることによって
なおさら前記のような物性は向上させることができる。
編布の素材として用いるものは、ポリエステル繊維、ポ
リアミド繊維、液晶ポリマー、ポリイミド繊維などを用
いることができる。

【００３９】更に無端キャリア２として用いられる樹脂
には短繊維を充填することも可能であり、短繊維を充填
することによって無端キャリア表面の摩擦係数を低くす
ることができるとともに、耐摩耗性を上げることもでき
る。

【００４０】短繊維として用いられるものとしては、ポ
リアミド繊維やアラミド繊維等の化学繊維、金属繊維、
カーボン繊維等が挙げられ、それらを充填することによ
って強化樹脂とすることができる。また、繊維分を部分
的に露出させたりして摺動面を補強したり、表面の摩擦
係数を調整することも可能である。

【００４１】また、樹脂中に二硫化モリブデン、グラフ
ァイト、フッ素系樹脂から選ばれてなる少なくとも一つ
を混入することによっても無端キャリア２の表面の摩擦
係数を低くすることができる。

【００４２】フッ素系樹脂としては、ポリ四フッ化エチ
レン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化エチレンプロピレンエー
テル（ＰＦＰＥ）、４フッ化エチレン６フッ化プロピレ
ン共重合体（ＰＦＥＰ）、ポリフッ化アルコキシエチレ
ン（ＰＦＡ）等が挙げられる。

【００４３】

【実施例】次に、本発明の実施例と比較例を用いてベル
トを走行させ本発明における効果を確かめた。

【００４４】実施例としては、基本形状は図１に示すよ
うなブロックを用いたベルトであり、ブロックはジュラ
ルミン製の芯材を用い、フェノール樹脂１００重量部に
対して炭素繊維を２０重量部とガラス繊維を２０重量部
充填した繊維強化樹脂を被覆し、ブロック前面の傾斜開
始位置において部分円筒形状の凸条部を設け、後面には
それと嵌合する形状の溝条部を設けたブロックを用い
た。またベルト一本には３ｍｍピッチで厚みが３ｍｍの
ブロックを２３０個配列している。

【００４５】比較例としては、凸条部と溝条部を設けな
かった以外はすべて実施例と同じ条件のベルトを用い
た。

【００４６】走行条件としては、次の表１に示すような
条件で行ない、所定時間走行させた時のベルトに発生し
たトータルブロック隙間を測定した。その結果を表２に
示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】表２の結果からわかるように、本発明に比
べると傾斜開始位置に部分円筒形状の凸条部を設けてい
ないブロックを用いた比較例のベルトでは走行時間に対
するブロック間隙間の増加が大きく、２４時間走行後に
は走行不能に陥っている。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明の高負荷伝動ベルト
は、 本発明は、このような目的を達成するために複数
のブロックの係合溝を無端キャリア上に長手方向摺動可
能に係合しており、ブロックの前面にはベルトがプーリ
に巻きかかった際に屈曲可能なように内周側に傾斜面を
有する高負荷伝動ベルトにおいて、ブロック前面の傾斜
開始位置およびその後面にブロック同士の当接部を設け
ており、ベルトが屈曲した際に前後ブロックが前記当接
部で面接触することを特徴とする。

【００５１】このような、構成を採ることによって隣り
合うブロック同士の接触が面による接触となり、ベルト
が高負荷で高速回転を続けたとしても、ブロック前面の
傾斜面の開始位置における摩耗が発生しにくく、ブロッ
クのがたつきやそれによる騒音の発生を防止することが
できる。

【００５２】請求項２では、ブロック同士の当接部とし
て、ブロック前面の傾斜開始位置にブロックの幅方向に
延びる凸条部、後面には前記凸条部に嵌合する溝条部が
設けられ、前後隣接するブロック同士は前記凸条部およ
び溝条部が面接触状態で嵌合させている。

【００５３】凸条部と溝条部を嵌合させていることによ
って、請求項１で得られる効果に付け加えてブロックの
がたつきやそれによる騒音の発生をより一層低減するこ
とができる。

【００５４】また請求項３では、ブロックのプーリとの
接触面、ブロック同士の接触面、ブロックと無端キャリ
アの接触面が樹脂で形成された高負荷伝動ベルトとして
おり、金属製のブロックや無端キャリアを金属面同士で
接触させオイルなどで潤滑した状態で走行させるベルト
よりも、常にオイルを供給しつづける必要はなく装置の
コンパクト化やメンテナンスの軽減につながる一方で、
金属よりも摩耗しやすいという問題があり、請求項１に
示すような構成による摩耗防止の効果が顕著である。

【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断面図であ
る。

【図２】隣り合うブロックが屈曲しているところの断面
図である。

【図３】別のブロックの例を示す正面図である。

【図４】従来のベルトの図２に相当する断面図である。

【符号の説明】

１ 高負荷伝動ベルト ２ 無端キャリア ３ ブロック ４ 幅方向部材 ５ 幅方向部材 ６ 連結部材 ７ 傾斜面 ８ 凸条部 ９ 溝条部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のブロックの係合溝を無端キャリア
   上に長手方向摺動可能に係合しており、ブロックの前面
   にはベルトがプーリに巻きかかった際に屈曲可能なよう
   に内周側に傾斜面を有する高負荷伝動ベルトにおいて、
   ブロック前面の傾斜開始位置およびその後面にブロック
   同士の当接部を設けており、ベルトが屈曲した際に前後
   ブロックが前記当接部で面接触することを特徴とする高
   負荷伝動ベルト。
2. 【請求項２】 ブロック同士の当接部として、ブロック
   前面の傾斜開始位置にブロックの幅方向に延びる凸条
   部、後面には前記凸条部に嵌合する溝条部が設けられ、
   前後隣接するブロック同士は前記凸条部および溝条部が
   面接触状態で嵌まり合う請求項１記載の高負荷伝動ベル
   ト。
3. 【請求項３】 ブロックのプーリとの接触面、ブロック
   同士の当接面、ブロックと無端キャリアの接触面が樹脂
   で形成された請求項１または２記載の高負荷伝動ベル
   ト。