JPH0710116Y2

JPH0710116Y2 - 高負荷伝動用ｖベルト

Info

Publication number: JPH0710116Y2
Application number: JP9304289U
Authority: JP
Inventors: 宏松岡; 兼輝長谷部
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2004-08-08
Also published as: JPH0332236U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、自動車、農業機械、一般産業機械などに用い
られる高負荷伝動用Ｖベルト、特にエンドレスの１対の
張力帯と、該張力帯がベルト長手方向において係止され
る複数のブロックとからなるＶベルトに関するものであ
る。

（従来の技術）現在、自動車、コンバイン、トラクタ等の変速装置は歯
車式または油圧式変速装置が使用されているが、近年、
操作性の向上、燃費の向上等を目的としてベルト式無段
変速装置の開発が進められている。

このベルト式無段変速装置に使用されるベルトは極めて
高トルクの伝動能力を必要とし、従来のゴムＶベルトで
は高側圧に耐えきれず、座屈変形を起こし使用すること
ができない。

そこで、従来より、各種の高負荷伝動用ベルトが提案さ
れている（例えば特開昭46−4861号公報、特開昭55−27
595号公報、特開昭56−76745号公報、特開昭59−77147
号公報公報参照）。

また、出願人も、第６図に示すように、エンドレスの一
対の張力帯101,102に複数のブロック103を、凹部と凸部
との係合により係止して構成されるＶベルト104を提案
している（特開昭60−49151号公報、特開昭62−151646
号公報参照）。

（考案が解決しようとする課題）このようなＶベルト104では、張力体101,102のコグ谷部
にブロック103の係合凸部が形成され、張力体101,102を
構成するエランストマーの弾性によってブロック103が
保持されるようになっているが、第７図に示すように、
Ｖベルト100に発生する張力によってプーリ105に入る際
及びプーリ105に係合している際には、ブロック103をプ
ーリ105に押し込む力P₁が生じ、プーリ105から出る側で
はプーリ105からブロックを引き抜く力P₂が生じる。こ
れらの力P₁，P₂はいずれもエラストマーを圧縮する力と
なり、特に高負荷伝動においては、エラストマーに圧縮
永久変形を生じさせることとなる。エラストマーが永久
変形を起こすと、ブロック103と張力体101,102のコグ谷
部101a,102aとの間に隙間が生じ、この界面のすべり発
熱が大きくなり、エラストマーが早期に劣化して亀裂を
生じ、ベルト寿命の低下の原因となる。

また、第８図に示すように、ブロック103には動力伝達
のために、ベルト長手方向に剪断力Ｆが生じる。この剪
断力Ｆは張力体101,102の上下のコグ山部101b,102b,101
c,102cに歪を生じさせ、亀裂A,Bを発生させる原因とな
る。

その歪の大きさは、張力体101,102の剪断バネ定数によ
って決まる。

すなわち、従来のブロック103を有するベルト100では、
張力体101,102のブロック103との係合部分は、心体では
なく、エラストマーに接しており、そのエラストマーは
ヤング率が低く張力帯101,102に生じる歪が大きくなっ
ているので、歪が大きくなれば、発熱を起こすほか、亀
裂を発生させ、エラストマーに永久歪が生じ、ベルト10
0がプーリ105に巻き付いた際のブロック103の固定力が
低下し、ブロック103と張力帯101,102の界面にすべり発
熱を生じてベルト寿命の低下の原因となる。

そこで、張力体101,102の上下面に、ウーリ加工したナ
イロン、ポリエステルの帆布を装設して亀裂を防止する
ことが考えられるが、このようなウーリ加工帆布は製造
過程で加熱し、配向を乱して造られることから強度が低
下してしまい、特に高負荷高回転における伝動において
は歯元に繰返の圧縮伸長の高荷重が作用し、歯元に剪断
力による亀裂が生じて破損する。

本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、変速プーリ
の係合したときにおけるブロックの揺動を防止した高負
荷伝動用Ｖベルトを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）請求項（１）の考案は、上下面にコグ山部とコグ谷部と
が交互に配設されてなるコグがそれぞれ形成され、エラ
ストマー内に心体が螺旋状に埋設されてなるエンドレス
の１対の張力帯と、両側部にプーリのプーリ溝面と摩擦係合する傾斜面を有
し、該傾斜面に開口し上記張力帯に嵌合される嵌合溝が
形成され、該嵌合溝の上下面に上記張力帯の上下面のコ
グ谷部に係合する係止凸部が形成されている複数のブロ
ックとを備え、上記張力帯のコグ谷部と各ブロックの係止凸部との係合
によりブロックが張力帯に対しベルト長手方向に係止さ
れかつベルト幅方向に着脱可能である高負荷伝動用Ｖベ
ルトであって、上記張力帯の上下面のコグ谷部においては心体に対して
直接帆布層が重積されていることを特徴とするものであ
る。

請求項（２）の考案は、帆布層の帆布は薄いエラストマ
ー層が被覆されている。

請求項（３）の考案は、張力帯の心体には、薄いエラス
トマー層が被覆されている。

請求項（４）の考案は、帆布は、芳香族ポリアミド繊維
のコアヤーン帆布である。

（作用）請求項（１）の考案によれば、プーリに係合している際
に，張力体に生じる前述の圧縮力P₁，P₂はヤング率の高
い帆布層を介して直接心体で受け止められる。このた
め、高負荷伝動において、張力体のコグのコグ谷部に永
久変形が生じることなく、ブロックと張力体のコグ谷部
との界面でのすべり発熱は大きくならない。また、前述
の剪断力Ｆによる張力体の歪は、ブロックとの係合部分
にエラストマーが存在しないので、コグ山部がヤング率
の高い心体に隣接し心体からコグ山部までの距離を短く
できることから、歪が極めて小さくなる。このため、ブ
ロックの固定力が増し、しかも高負荷伝動において張力
体のコグ山部は永久変形を起こさないので、ブロックの
固定力は低下しない。

請求項（２）及び請求項（３）の考案によれば、各張力
帯において、エラストマー層によって、心体と帆布層の
繊維とが、コグのコグ谷部において、直接接触して擦れ
合うことが回避される。

請求項（４）の考案によれば、コア糸を構成する繊維の
特性により張力体の高弾性率化が図られ、かつ上記カバ
リング糸を構成する繊維によりコア糸の欠点である耐熱
性及び耐摩耗性の低下が防止される。

（実施例）以下、本考案の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

第１図ないし第３図に示すように、１はＶベルトで、エ
ンドレスの１対の張力帯2,3と、この張力帯2,3にそれら
の長手方向に係止されかつベルト幅方向において着脱可
能である複数のブロック4,4,……とにより構成されてい
る。

上記張力帯2,3は、エラストマー9,9中に心体10,10が螺
旋状に埋設されてなる。張力帯２の上下面にはコグ11,1
2が、張力帯３の上下面にはコグ13,14がそれぞれ形成さ
れ、該コグ11,12,13,14はコグ山部11a,12a,13a,14aとコ
グ谷部11b,12b,13b,14bが交互に配設されてなる。

一方、上記ブロック４は、両側部にプーリのプーリ溝面
に摩擦係合する傾斜面としての側面4a,4bを有し、側面4
a,4bに開口する嵌合溝5,6がそれぞれ形成され、各嵌合
溝5,6の溝上面では前後部分に係止凸部（嵌合溝６につ
いての係止凸部7a,7bのみ図示）がそれぞれ設けられ、
溝下面では中央部分に係止凸部（嵌合溝６についての係
止凸部８のみ図示）が設けられている。

しかして、張力帯2,3のコグ11,13のコグ谷部11b,13bの
前後部位にブロック４の嵌合溝5,6の溝上面における係
止凸部が噛み合う一方、張力帯2,3のコグ12,14のコグ谷
部12b,14bにブロック４の嵌合溝5,6の溝下面における係
止凸部が噛み合うようになっている。これによって、張
力帯2,3に対し各ブロック４がベルト長手方向に凹凸の
係合関係で係止固定され、かつベルト幅方向で着脱可能
となっている。

また、上記張力帯2,3は、コグ11,12,13,14のコグ谷部11
b,12b,13b,14bの部位ではエラストマーが存在せず、心
体10,10の上下に直接帆布層15,15,16,16が重積される構
造となっている。

また、ブロック４の嵌合溝5,6の溝下面の上記係止凸部
の両側に張力体2,3のコグ12,14のコグ山部12a,14aを支
持する支持部（嵌合溝６についての支持部17,18のみ図
示）が形成されている。

上記ブロック４の溝下面の係止凸部の上面は、心体10の
屈曲疲労を防止するために、使用される変速プーリの最
小プーリ半径に近い曲率半径の湾曲凸面となっている。

一方、支持部17,18は、張力体2,3のコグ12,14のコグ山
部12a,14aを突上げる方向に所定の曲率半径を有する湾
曲面形状となるように形成されている。この曲率半径の
中心はブロック4,4間の中心線上に位置しており、この
ように湾曲面形状とするのは、Ｖベルト１がプーリに巻
き付いたときに多角形に巻き付き、心体10が多角形にな
るのを防止するためである。

上記各張力帯2,3において、心体10,10と帆布層15,15,1
6,16の繊維とが、コグ11,12,13,14のコグ谷部11b,12b,1
3b,14bにおいて、直接接触して擦れ合うことを回避する
目的で、心体10,10と帆布層15,15,16,16との間に薄いエ
ラストマー層（図示せず）を設けるようにしてもよい。
このエラストマー層は、例えば帆布層15,15,16,16に使
用する帆布表面にエラストマーをコーティングするか又
は心体10に薄いエラストマーを被膜することにより形成
することができる。このエラストマー層のエラストマー
（例えばゴム）は、張力帯2,3を構成するエラストマー
よりもモジュラスが小さく柔らかいものが使用されてお
り、変形の問題は生じない。なお、エラストマー層の厚
さは0.2mm程度である。

また、上記帆布層15,16を構成する帆布には、耐久性を
高めるために、縦糸及び横糸が芳香族ポリアミド繊維か
らなるコアヤーン帆布を用いている。なお、コアヤーン
帆布とは、第５図に示すように、帆布の縦糸20を、未延
伸合成繊維からなるコア糸21と、該コア糸21に巻き付け
られたカバリング糸22とでもって形成したものである。

特に、コアヤーン帆布を用いているので、通常の芳香族
ポリアミド繊維からなる帆布では、張力帯2,3のコグに
沿って成形する際、伸びが少ないので、コグ形状が正確
に成形されず、また作業性が悪いからであり、コアヤー
ン帆布を用いることで屈曲性を良くし、コグ谷部での剪
断力による亀裂の発生を防止するためである。また、コ
ア糸21を弾性糸、カバリング糸22を芳香族ポリアミド繊
維とすることで帆布の伸縮性を向上させ、強度低下を少
なくし、亀裂を防止するためである。コア糸21には弾性
糸として例えば伸びの大きなウレタン糸を使用するが、
ウレタンは耐熱性、耐摩耗性は良くないので、耐熱性、
耐摩耗性の良い芳香族ポリアミド繊維をカバリング糸22
として用い、芳香族ポリアミド繊維は伸びは大きくない
ので、スパイラル状に巻くことで伸びを出している。

また、ブロック４の嵌合溝5,6の溝上面において前後の
係止凸部7a,7b間に位置する中央の係止凹部7cに係合す
る張力帯2,3のコグ山部11a,13aは断面半円形状に形成さ
れ、その曲率半径の中心はブロック４の厚さ方向の中心
線上に位置している。

なお、上記ブロック４は、ブロック４の上ビーム部4c
と、下ビーム部4dと、それらをそれらの中央部分におい
て連結するセンタピラー部4eとからなり、必要に応じて
内部に補強部材が埋設される。

上記のように構成すれば、プーリに係合している際に，
張力体2,3に生じる前述の圧縮力P₁，P₂はヤング率の高
い帆布層15,16を介して直接心体10,10で受け止められ
る。このため、高負荷伝動において、張力体2,3のコグ1
1,12,13,14のコグ谷部11b,12b,13b,14bに永久変形が生
じることなく、ブロック４と張力体2,3のコグ谷部11b,1
2b,13b,14bとの界面でのすべり発熱は大きくならない。
また、前述の剪断力Ｆによる張力体2,3の歪は、ブロッ
ク４との係合部分にエラストマーが存在しないので、コ
グ山部11a,12a,13a,14aがヤング率の高い心体10,10に隣
接し、心体10,10からコグ山部11a,12a,13a,14aまでの距
離を短くできることから、剪断バネ定数が増大し、歪が
極めて小さくなる。このため、ブロック４の固定力が増
し、しかも高負荷伝動において張力体2,3のコグ山部11
a,12a,13a,14aは永久変形を起こさないので、ブロック
４の固定力は低下しない。

ここで、心体10,10からコグ山部11a,12a,13a,14aまでの
距離を短くできることから、歪が極めて小さくなる理由
は次の通りである。

エラストマーに比べて心体10はヤング率が極端に大きい
ので、心体部は略剛体と考えられる。そこで、心体10か
らコグ山部11a,12a,13a,14aの先端までの距離がl₁，l₂
（＜l₁）のものを考えると、剪断力Ｆが作用した場合、
心体10付近の点P₁，P₂のモーメントは、M₁＝Fl₁、M₂＝F
l₂で、 M₁＞M₂ である。

したがって、同一の剪断力Ｆが作用する場合、心体10か
らコグ山部11a,12a,13a,14aの先端までの距離が短いほ
ど、作用するモーメントが小さく変形量が少なくなるの
で、これによって、ブロック４の固定力が増し、変形も
防止できるのである。

このようにして、ブロック４と張力体2,3のコグ谷部11
b,12b,13b,14bとの界面において、すべり発熱は大きく
ならず、しかもコグ山部11a,12a,13a,14aの歪が小さく
なることで、剪断力による亀裂も防止できることから耐
久性が大幅に向上する。

特に、張力体2,3の上下面に装設した帆布層15,15,16,16
の帆布は、ベルト長手方向に配列された縦糸20は未延伸
合成繊維からなるコア糸21と、該コア糸21に巻き付けら
れたカバーリング糸21とでもって形成されているので、
上記コア糸21を構成する繊維の特性により、張力体2,3
の高弾性率化を図り得て、かつ上記カバリング糸22を構
成する繊維によりコア糸21の欠点である耐熱性及び耐摩
耗性の低下を防止し得る。

よって、Ｖベルト１を長期間に亘って使用しても、コグ
谷部に剪断亀裂が生じたり、強度が低下するのをなくし
て耐久性の向上が図られる。しかも、コア糸21はカバリ
ング糸22を巻き付けることによりカバーされていること
から、ベルト成形時におけるコア糸延伸動作が阻害され
ることなく、その延伸効果（張力体2,3の高弾性率化）
が十分に発揮される。

（考案の効果）請求項（１）の考案は、プーリに係合している際に，張
力体に生じる圧縮力がヤング率の高い帆布層を介して直
接心体で受け止められるため、高負荷伝動において、張
力体のコグのコグ谷部に永久変形が生じることなく、ブ
ロックと張力体のコグ谷部との界面でのすべり発熱は大
きくならず、また、剪断力による張力体の歪は、ブロッ
クとの係合部分にエラストマーが存在しないので、コグ
山部がヤング率の高い心体に隣接し心体からコグ山部ま
での距離を短くできることから、歪が極めて小さくな
る。したがって、ブロックの固定力が増し、しかも高負
荷伝動において張力体のコグ山部は永久変形を起こさな
いので、ブロックの固定力は低下しない。

請求項（２）及び請求項（３）の考案は、各張力帯にお
いて、エラストマー層によって、心体と帆布層の繊維と
が、コグのコグ谷部において直接接触して擦れ合うこと
が回避される。

請求項（４）の考案は、コア糸を構成する繊維の特性に
より張力体の高弾性率化が図られ、上記カバリング糸を
構成する繊維によりコア糸の欠点である耐熱性及び耐摩
耗性の低下が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本考案の実施例を示し、第１図は本
考案の高負荷伝動用Ｖベルトの斜視図、第２図は同縦断
面図、第３図は同側面図、第４図はコアヤーン帆布の縦
糸の斜視図、第５図は作用説明図である。第６図乃至第８図は従来例を示し、第６図は従来のＶベ
ルトの斜視図、第７図及び第８図は作用の説明図であ
る。１……Ｖベルト 2,3……張力帯４……ブロック 4a,4b……側面（傾斜面） 5,6……嵌合溝８……係止凸部 11,12,13,14……コグ 11a,12a,13a,14a……コグ山部 11b,12b,13b,14b……コグ谷部 15,16……帆布層

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】上下面にコグ山部とコグ谷部とが交互に配
設されてなるコグがそれぞれ形成され、エラストマー内
に心体が螺旋状に埋設されてなるエンドレスの１対の張
力帯と、両側部にプーリのプーリ溝面と摩擦係合する傾斜面を有
し、該傾斜面に開口し上記張力帯に嵌合される嵌合溝が
形成され、該嵌合溝の上下面に上記張力帯の上下面のコ
グ谷部に係合する係止凸部が形成されている複数のブロ
ックとを備え、上記張力帯のコグ谷部と各ブロックの係止凸部との係合
によりブロックが張力帯に対しベルト長手方向に係止さ
れかつベルト幅方向に着脱可能である高負荷伝動用Ｖベ
ルトであって、上記張力帯の上下面のコグ谷部においては心体に対して
直接帆布層が重積されていることを特徴とする高負荷伝
動用Ｖベルト。
【請求項２】帆布層の帆布は薄いエラストマー層が被覆
されているところの請求項（１）記載の高負荷伝動用Ｖ
ベルト。
【請求項３】張力帯の心体には、薄いエラストマー層が
被覆されているところの請求項（１）記載の高負荷伝動
用Ｖベルト。
【請求項４】帆布は、芳香族ポリアミド繊維のコアヤー
ン帆布であるところの請求項（１）記載の高負荷伝動用
Ｖベルト。