JP4338238B2 - 変速機の高負荷伝達体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝動用のベルト伝達体であって、例えばプーリ車からの耐側圧性に優れた高負荷伝動用の無端伝達体に関する。特に、工作機械などの産業機械、車両、モータ等に設置される無段変速機で定馬力の動力伝達に最適な伝達体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無端伝達体として、無端ストラップに多数のリンクまたはブロックを配列支持する構造の先行技術は、既に数多く考案されている。日本特許出願の特開昭２−２７５１４５号（本田技研工業）は無端ストラップに形状記憶合金を用いて多数の金属ブロックの組付方法を改良した思想である。また日本特許出願の特開昭６−１０９０７７号（リケン）は隣接する各ブロック間の動きを抑制してスチールのストラップとブロックとの干渉を抑制したものである。更に日本特許出願の特開昭４−２１９５４８号（仏国カウチユ社）は、無端コアの合成ゴム・ベルトに多数のＵ字型リンクを組込んだ無端伝達体が開示されている。
【０００３】
これ等のベルト伝達体は、その幅（Ｘ）方向にプーリ挾持圧を受ける位置として左右端のそれぞれに受圧部が施されている点で共通するが、この受圧部で受ける幅（Ｘ）方向のプーリ挾持圧に対する圧力吸収方法がいずれも不完全かつ不充分である。特に無段変速機に適用する場合には外部からプーリ車を経てベルト伝達体に印加され、プーリ挾持圧は、負荷動力の大きさ、変速信号の有無および速度など各種の外的要因でその大きさおよび速度が大きく変動する。このため或る時には挾持圧は緩やかに印加されるが、他の或る時には、瞬時にしかも極度に大きな力で印加される。この場合に、いかなる大きさおよびいかなる速度のプーリ挾持圧が印加されても、ベルト伝達体がこれを瞬時に吸収しかつプーリ車の摩擦面およびベルト伝達体の双方に損傷を与えることがなく、安定な動力伝達状態に復帰させる必要がある。
【０００４】
従来技術のうち初めの二つの先行技術では、ブロック自体が金属等の剛体であってプーリ挾持圧が印加される幅（Ｘ）方向の荷重に対して全く弾性が存在しない。従ってその荷重に対する弾性吸収能力も全く存在しない。カウチユ社の開示思想は、Ｕ字型リンクの開放端部分が僅かに幅（Ｘ）方向に可撓性を有し、多少の弾性吸収力の存在が認められる。しかし無端コアに合成ゴム・ベルトが使われているため、充分な大きさのプーリ挾持圧に耐えられない。しかもその印加時に各リンクの位置決め状態が不安定になり、各リンクの配列状態の抑制力が働かないため、瞬時に過大圧力に対して伝動動作が不安定である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の変速機の高負荷伝達体は、如何なる大きさでかつ如何なる速度のプーリ挾持圧がプーリ車を介してベルト伝達体に印加される場合であっても、ベルト伝達体自体が、その幅（Ｘ）方向に充分な弾性力による荷重吸収能力を保証するため、単に各ブロック自体が個別に充分な弾性吸収能力を持つ構造にすることである。更にまた幅（Ｘ）方向の荷重を長手（Ｙ）方向の荷重に変換する機能を持たせることによって、長手（Ｙ）方向に隣接する他の複数のブロックに順次その荷重の分散吸収機能を達成させることである。
【０００６】
即ち、本発明の第一解決課題は、各ブロックが、プーリ挾持圧の非印加時には隣接ブロックと面接触しながら動力伝達するが、プーリ挾持圧の印加時には幅（Ｘ）方向の荷重を長手（Ｙ）方向の荷重に変換させるため隣接ブロックと共働してクサビ効果を達成するような弾性突出部を保持する高負荷伝達体を提供する。更にまた、各ブロックが、プーリ挾持圧の非印加時にも、また印加時にも長手（Ｙ）方向に突出成形した弾性突出部のクサビ効果によって動力伝動中に過大荷重を受圧しながら安定支持状態を保証する高負荷伝達体を提供することである。
【０００７】
本発明の第二解決課題は、各ブロックの弾性突出部が単に長手（Ｙ）方向のクサビ効果による弾性吸収性だけでなく、合成樹脂製のベルトがもつ弾性屈曲性と同等の特性を持たせるため、プーリ回転中心Ｃ０を中心とした正転時とＣ０を中心としない逆転時の屈曲方向の屈曲性に対しても充分な弾性吸収性を保証する高負荷伝達体の思想を提供している。
【０００８】
本発明の第三解決課題は、特にプーリ挾持圧の印加時には、各ブロックが隣接ブロックとの間でクサビ効果を働かせながら、二つの受圧部Ａ１，Ａ２と弾性突出部の先端当接部Ｃとの間で実質的な三点支持構造を維持するので、安定伝動状態を維持したまま更に大きなプーリ挾持圧にも充分に耐性をもつ高負荷伝達体を提供する。
【０００９】
本発明の第四解決課題は、各ブロックが弾性突出部で挾持圧を幅方向の伸縮変位を長手方向に伸縮変位に応力変換すると共に長手方向に印加される直進押込荷重を後方から弾性突出部に供給する事で両受圧部への充分な摩擦圧力の供給を保証する事である。
【０００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一解決手段の高負荷伝達体は、長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、上記ブロックは、該プーリ挾持圧の大きさに応じて幅（Ｘ）方向に伸縮自在に配置された上記両受圧部と、この受圧部に連なり幅（Ｘ）方向に該狭持圧を伝えかつ長手（Ｙ）直進方向に垂直の平面に配置され隣接ブロックと互に密接当接し該直進押込荷重を受けて動力伝達するための上記平面部と、さらに上記両受圧部の間に配置され該両受圧部間を結ぶ幅方向と垂直の長手（Ｙ）方向に向け断面形状がクサビ状または舌状に突出成形されて上記両受圧部間が幅方向の弾性力をもって撓むことを保証する為の弾性屈曲性を持つ弾性突出部とを有すると共に、直進押込伝動時には前後の隣接ブロックと上記平面部および上記弾性突出部で夫々面接触および上記ブロックの位置決めをして動力伝達しプーリ加圧摩擦伝動時には該プーリ挟持圧を上記弾性突出部の長手方向の弾性傾斜部の弾性応力に変換して弾性吸収したものである。
【００１１】
本発明の第二解決手段の高負荷伝達体は、長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、上記ブロックは、該プーリ挾持圧の大きさに応じて幅（Ｘ）方向に伸縮自在に配置された上記両受圧部と、この受圧部に連なり幅（Ｘ）方向に該狭持圧を伝えかつ長手（Ｙ）直進方向に垂直の平面に配置され隣接ブロックと互に密接当接し該直進押込荷重を受けて動力伝達するための上記平面部と、さらに上記両受圧部の間に配置され該両受圧部間を結ぶ幅方向と垂直の長手（Ｙ）方向およびラジアル（Ｚ）方向に向け突出成形されて上記両受圧部間に幅方向の弾性屈曲性を保証する弾性突出部とを有すると共に、上記弾性突出部はＸＹおよびＸＺ平面の各断面形状がクサビ状または舌状で長手方向およびラジアル方向に立体的な弾性傾斜部を形成してプーリ挾持圧を長手方向およびラジアル方向の弾性応力に変換して弾性吸収したものである。
【００１２】
本発明の第三解決手段の高負荷伝達体は、長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、上記各ブロックは、該挾持圧により幅方向に伸縮変位可能な上記両受圧部と、該挾持圧を上記両受圧部から弾性突出部に伝える二つの上記平面部と、更に上記両受圧部間に配される上記平面部から幅方向と垂直の長手方向に断面形状がクサビ状又は舌状に突出成形された単一または複数の上記弾性突出部とを有すると共に、該挾持圧による上記両受圧部の幅方向の伸縮変位を長手方向の伸縮変位に応力変換して後方の隣接ブロックに当接加圧される上記弾性突出部の先端当接部と上記両受圧部との間の三点支持構造で安定保持する事で上記各ブロックの上記平面部がプーリ回転軸芯を中心に速比に応じてラジアル方向に等角度で常時正規の配列を維持して安定伝動させたものである。
【００１３】
本発明の第四解決手段の高負荷伝達体は、長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、上記各ブロックは、該挾持圧により幅方向に伸縮変位可能な上記両受圧部と、該挟持圧を上記両受圧部から弾性突出部に伝える二つの上記平面部と、更に上記両受圧部間に配される上記平面部から幅方向と垂直の長手方向に断面形状がクサビ状又は舌状に突出成形され且つ上記弾性突出部の突出成形の方向を上記伝達体の長手進行方向の後方に向って突出成形された単一または複数の上記弾性突出部とを有すると共に、該挟持圧による上記両受圧部の幅方向の伸縮変位を長手方向の伸縮変位に応力変換された上記弾性突出部の先端当接部を更に後方で当接する隣接ブロックからの長手方向の直進押込荷重によって逆方向から押込加圧する事で動力伝動したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
変速機では、ベルト伝達体の動作は、図１に示す通り定速比運転時にはプーリ車とベルト伝達体との摩擦接触面の全体に分布してプーリ挾持圧を受け接触点Ａで離れているが、変速動作の開始時にはベルト伝達体の接触半径ｒが一端から変動し始めるため、その時の終点で最短接触半径r ｍｉｎの接触点Ａ′がＡ″に瞬時に移動しプーリ挾持圧の全圧がそこに集中しベルトとプーリに機械的損傷を招来する。その瞬間だけベルトの屈曲状態は図１の破線の軌道Ｍ″の様に正転から逆転状態に変わりこの現象はプーリ車に変速指令が供給される度ごとに招来する。
【００１５】
この時に伝達体が、プーリ挾持圧を完全に吸収するだけの充分な弾性力による荷重吸収機能を持つためには、単一ないし数個のブロックだけでは充分な荷重吸収能力に欠けるため、弾性突出部が幅（Ｘ）方向の伸縮変位を長手（Ｙ）方向の伸縮変位に変換して、それ等のブロックに隣接する近隣ブロックに順次集中荷重を長手（Ｙ）方向にも分散させたものである。従って、この事は、変速比を急速に短時間で変化させる時にプーリ車および伝達体に集中荷重が一箇所に集中することが無く、瞬時に多数ブロックに分散することになるので、変形、外傷、その他の伝達不良を招くことなく、高速応答性、制御性の変速比の移行が可能になる。
【００１６】
本明細書では、主に油層内で使う湿式変速機用として記述したが、空気中で使う乾式の場合にも適用できる。従って本実施例では無端ストラップおよびブロックも主に金属剛体を前提としているが、これに限られず、ブロックを金属製と樹脂製とで交互配列しても良く、或いは金属材の表面に樹脂コーティング又は金属材の積層に成形しても良く、更には全てを樹脂材のみで加工しても良い。
【００１７】
また更に本明細書に示した各ブロックに施している弾性突出部の突出成形の方向は、いずれもベルト伝達体の進行方向（回転方向）の後方に向って突出成形し変換した分散吸収荷重が直進押込荷重と互に逆方向に向った例を開示したが、逆に進行方向の前方に向って突出させても良い。また、クサビ状突出部の突出形状に関しても、本実施例では、Ｖ形、台形ないし三角形或いは円弧状又は楕円錐状のものを示したが、クサビ効果により幅（Ｘ）方向荷重が長手（Ｙ）方向荷重に変換し、隣接ブロックの内外壁が弾性力を保持しながら互に食込み侵入してかつ押圧するならば、立体形の錐状、平板を成形したＵ形や舌状等の如何なる形状でも良い。
【００１８】
【第１実施例】
図１は本発明の第１実施例の変速機用の無端高負荷伝達体の一部分の装着状態を示す部分側面図である。同図中では伝達体の左側がプーリ挾持圧の非印加時に後方から直進押込荷重を受ける直進押込伝動状態Ｐを、また右側が伝達車１からプーリ挾持圧が印加され回転中心Ｃ０を中心に半径Ｒ０の角度(θ)の正転方向に折曲したプーリ加圧摩擦伝動状態Ｑをそれぞれ示し、両者は連なったまま単一の無端伝達体１０を形成する。なお作図の便宜上、無端伝達体１０の全体は省略し、一部分のみを描写する。
【００１９】
伝達体１０は、帯状をした無端保持体１１と、この保持体１１上を長手（Ｙ）方向に摺動可能に懸垂状態に吊下げられた多数のブロック１２とを無端の円環状に配列して構成される。伝達体１０は、伝達車１の矢印Ｓで示す回転方向に回動する。このとき、各ブロック１２は、伝達体１により伝達体１０の幅（Ｘ）方向すなわち回転軸芯方向にプーリ挾持圧を受ける受圧部１３，１４と、長手（Ｙ）直進方向Ｐと垂直の平面を前後に配置され隣接ブロックと互いに密接当接して連結状態を維持して動力伝達する平面部１３ａ，１３ｃ；１４ａ，１４ｃ；２０ｆ，２０ｄと、更に後面側にも同じく各ブロック相互間の連結状態により確実な位置決めを施すと同時に幅（Ｘ）方向の弾性力を長手（Ｙ）方向の応力に変換する弾性突出部２０と、で構成される。この時各ブロック１２は弾性突出部２０の上端腕曲切欠部を無端保持体１１で包囲された状態で、ラジアル（Ｚ）方向の遠心力に抗しながら伝動に寄与する。
【００２０】
伝達体１０がプーリ車１の軌道Ｍで等速比伝達中は、摩擦点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの半径ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ，ＲＥは全てＲ０でプーリ車１から伝達体１０に印加されるプーリ挾持圧は接触面の全周で略均等に分散加圧されている。しかし変速指令或いは変速機の外部より外乱が侵入したときには、この挾持圧の均等分散状態は次の等速状態に至るまでの一瞬間の間だけ乱れる。伝達体１０が、速比ε０の等速軌道Ｍから次の速比ε１の変速軌道Ｍ′に変更する変速指令が外部から供給された瞬間の伝動状態を分析してみる。この時伝達体１０は引張側の接触点Ａから順にＢないしＥに向って移動し始める。従って移行時の一瞬間の間の接触径ｒは同図の様にｒＡ＜ｒＢ＜ｒＣ…ｒＥの関係に到る。
【００２１】
この事は一瞬間だけ接触点Ａ′の１点に伝動に必要なプーリ挾持圧の全荷重が集中することを意味する。本発明はこの集中荷重を受けても、各ブロック１２は、幅（Ｘ）方向に充分な弾性屈曲性を付与することによって、この瞬時に印加される極度に大きな集中荷重を、これまた瞬時にＡ′点のブロック１２のみが引き受けることなく、順次他の隣接ブロック１２で構成されるＢ′点、Ｃ′点、Ｄ′点、Ｅ′点に荷重分散させて弾性吸収する構造の剛体製伝達体１０を実現したものである。望ましくは、Ａ′点を始点として終点Ｅまでの角度θ０が約４５度乃至１７０度程度まで分散すべきである。
【００２２】
図２は図１に示す第１実施例の高負荷伝達体１０に用いたブロック単体の構成を示し、図２Ａは左側係止具付ブロック１２Ｌの背面図、図２Ｂは同ブロック１２Ｌの上面図さらに図２Ｃは同ブロック１２Ｌの側面図をそれぞれ示す。更に図２Ｄは無端保持体１１に保持された右側係止具付ブロック１２Ｒの背面図を示す。図２Ａにおいて、左側係止具付ブロック１２Ｌは、左側平面部１３ａの上方に無端保持体１１からの脱落を阻止する係止具１７Ｌを施されかつその近傍には平面部１３ａの長手（Ｙ）方向に厚味ｌｍの貫通孔１５が施される。また図２Ｂに示す通り、右側平面部１４ａは平面部１４ａの同じ高さの位置に長手（Ｙ）方向の厚味ｌｍと略同等の長さｌｍの係合突起１６が施される。一方、図２Ｄに示す通り、ブロック１２Ｌとは逆に、係止具１７Ｒおよび貫通孔１５が平面部１４ａに、また係合突起１６が平面部１３ａにそれぞれ施された右側係止具付ブロック１２Ｒも、予め用意される。なお、図２Ｄでは、二つの車１ａ，１ｂからなるプーリ車１と無端保持体１１を同時に示してある。
【００２３】
本実施例では、各ブロック１２Ｌ，１２Ｒは、いずれも二つの受圧部１３，１４の間に平面部１３ａ，１４ａを経て弾性突出部２０が配置され、かつ全体が単一の金属弾性材をもって一体加工されて単一のブロック１２を形成する。また、この例では、弾性突出部２０は、図２Ｂのように弾性材の平板傾斜部２０ａ，２０ａがほぼ直角θ＝９０度に交互するように、伝達体１０の長手（Ｙ）方向に突出し、先端当接部２０ｂを台形に成形される。しかも、図２Ｅに示す通り、受圧部１３，１４の長手（Ｙ）方向の厚味ｌｍは、弾性傾斜部２０ａの厚味ｌｍとの間で傾斜角θの大きさに応じてｌｎ＝ｌｍ×ｓｉｎθ１で決る厚味に選定される。これによって図１で示した直進押込伝動時には、前後に隣接するブロック１２の相互間で受圧部１３，１４の正面および背面の各平面部１３ａ，１３ｃおよび１４ａ，１４ｃが互に密接当接し後方からの直進押込荷重を受けて動力伝動するだけでなく、弾性突出部２０の傾斜部２０ａ，台形部２０ｂの各傾斜平面部２０ｉ，２０ｃおよび台形平面部２０ｆ，２０ｄもこの時、同時に各ブロック間で密接当接状態を確保し、特に台形部２０ｂはもう一つ別の平面部として平面部１３ａ，１３ｃ；１４ａ，１４ｃと同様の直進押込荷重を受けている。
【００２４】
図２Ｃの様に、平面部１３ｃ，１４ｃおよび弾性突出部２０の傾斜部２０ａ並びに台形部２０ｂの正面側は、すべて平面状態だが、背面側は、図２Ａに示したＵ−Ｕ線より上方側を平面部１３ａ，１４ａ，台形平面部２０ｆ，傾斜平面部２０ｉに対して下方側は折曲部１３ｂ，１４ｂ，台形折曲部２０ｇ，傾斜折曲部２０ｈが施されている。これによって、図１で示した伝達体１０が接触半径Ｒ０の加圧摩擦位置に入ったとき、各ブロック１２が伝達車１の回転中心Ｃ０ に対して変速比εに応じて決るラジアル（Ｚ）方向に略等角度θ１で位置決め配列できるように構成してある。折曲部は、直線状の傾斜平面としても、また円弧状の腕曲面即ち腕曲部にしてもよく、前者は図４Ｃに示す通り速比εが変化しても同じ折曲点Ｆで当接するが、後者では当接点の位置が速比に応じて変化する。本実施例では折曲部１３ｂ，１４ｂを直線状に、折曲部２０ａ，２０ｂを腕曲状または腕曲部にしてある。この加圧摩擦伝動状態Ｑでは、各ブロック１２の弾性突出部２０が傾斜状態のまま無端ストラップ１１によって安定状態に位置決めされ、速比εに応じて当接させるための腕曲切欠部２０e が弾性突出部２０の上端に施される。
【００２５】
図３は、上述した二種類の左側係止具付ブロック１２Ｌと右側係止具付ブロック１２Ｒとを無端ストラップ保持体１１に組立てる様子を示すブロック組立図である。二つの受圧部１３，１４にそれぞれ貫通穴１５および係合突起１６とが交互に施されているため、隣接ブロックの間では互に係合突起１６が貫通穴１５に挿入された状態で組立てられる。同時に係止具１７Ｌ，１７Ｒも同様に各受圧部１３，１４より交互に突出され、両者の間には挿入空間１９が残される。この挿入空間１９を介して保持隙間１８はストラップ１１の組付空間として使用される。この時、無端保持体１１の全周にブロック１２Ｌ，１２Ｒが配列され、各ブロック１２が保持体１１上を押圧移動できるように、ブロック１２Ｌと１２Ｒとの間に僅かな隙間が残される程度に設置される。
【００２６】
図４Ａおよび４Ｂは、本実施例の高負荷伝達体の図２Ｂの上面図によりその動作を説明するためのブロックの動作説明図であり、同図４Ａはプーリ挾持圧の弾性吸収力の変換原理図であり、同図４Ｂは同挾持圧を受ける前後の弾性突出部２０の変形状態を示す動作図である。説明の便合上、図４Ａに示す様に、二つの受圧部１３，１４を結ぶ、伝達体１０の幅Ｗの方向をＸ軸と、また伝達体１０の長手方向をＹ軸と、さらに図１に示すラジアル方向をＺ軸と、仮定する。
【００２７】
無段変速機では、二つの円錐車１ａ，１ｂの相対距離を変化させ、摩擦圧力を変えて所定の伝達動力を確保するため、伝達体１０には大きさおよび速さが自在に変動するプーリ挾持圧が加えられる。図４Ａのようにこれに応じて各ブロック１２には、受圧部１３，１４の摩擦面ａ１，ａ２にプーリ挾持圧が矢印Ａ，Ａ′の両側面から印加され、平面部１３ａ，１４ａを経て伝達され台形クサビ状又錐形クサビ状に成形された弾性突出部２０の端部ａ′１，ａ′２より所定距離Ｌの位置に板バネ傾斜部Ｂ，Ｂ′を介して先端当接部Ｃの仮想連結点ａ０に向って加圧される。本実施例のブロック１２は、或る程度の移動性を確保するため先端当接部Ｃは台形部２０ｂを施してあるがＶ字形でもよく、実質的な原理動作は同図に示す通り、三つの端部ａ０,ａ１,ａ３によってＸＹ平面上で安定支持状態に維持可能であることを示す。しかもＺ軸方向には無端ストラップ１１で位置決めされているため、実体的にはＸ，ＹおよびＺ軸のいずれの方向に対しても、個々のブロック１２は円錐車１ａ，１ｂ間で傾斜状態のまま伝動することもなく伝動中ほぼ完全な安定位置状態が確保される。
【００２８】
特に本発明の最大の特徴は、二つ存在する。第１の特徴は、伝達車１から加わるプーリ挾持圧が、小さな荷重でかつ緩やかに印加される場合でも、また逆に著しく過大な荷重でかつ瞬時に印加される場合であっても、これを速やかに弾性吸収するだけの充分な弾性吸収力を伝達体１０自体が内在しているため、最高速比εｍａｘから最小速比εｍｉｎに至るまでの変速時間を著しく短期制御できることである。第２の特徴は、仮に少数のブロック１２のみに極度に大きな瞬間荷重が加わっても、この荷重を隣接の他の複数のブロック郡に瞬時に順次分散されることによって、伝達車１及び伝達体１０への機械的損傷を皆無にできることである。
【００２９】
次に図４Ｂによって、本発明によるこれ等の集中荷重を分散する特徴の根拠を説明する。同図において右図（ｉ）は、図４Ａの受圧点ａ１，ａ２からプーリ挾持圧を受けてない状態を示し、左図（ｉｉ）はプーリ挾持圧を受けて、受圧部ａ１,ａ２がｂ１，ｂ２に幅（Ｘ）方向に距離βだけ弾性収縮した状態をそれぞれ示す。
【００３０】
図４Ｂ−（ｉ）では、この時弾性突出部２０の板バネ傾斜部２０ａ，２０ｂの角度θは図２Ｂに示す通り略９０°のままの状態である。しかし一担、伝達車１のプーリ挾持圧を受け始めると、受圧部１３，１４は移動し始め、図４Ｂ−(ｉｉ)に示すように弾性傾斜部２０ａ，２０ｂの双方が応力変形しながら、先端当接点もａ０からｂ０に前進し始め、その移動距離αはｌ０（＝ｌ０２−ｌ０１）になる。本実施例の先端は実際には台形部２０ｂを形成しているため、本ブロック１２の折曲点ａ０１,ａ０２ の部分が隣接後方の後ブロック１２に対し、錐状の弾性傾斜部２０ａ，２０ｂのクサビ効果とともに強固な圧力で当接する結果、本ブロック１２はその受圧部１３，１４の受圧点ｂ１，ｂ２と先端当接部ｂ０１,ｂ０２の実質的な先端当接部ｂ０との三点支持効果によって応力変形し強固に支持され弾性吸収されることになる。後ブロック１２も本ブロック１２の先端当接部の圧力とプーリ挟持圧を受け本ブロック１２の圧力分散と略同等の動作を順次行い更に後ブロックに分散する。
【００３１】
更に、図４Ｃは、複数ブロック１２の弾性突出部２０が、挟持圧をベルト内で順次に圧力分散ないし変換機能を達成していることを図示している。即ち、本ブロック１２−１の弾性突出部２０の受圧部１３，１４を経て加わったＸ軸方向のプーリ挾持圧は、クサビ状傾斜部２０ａ,２０ｂの応力変形によって前後に隣接する他のブロック１２-０，１２−１への圧力を変化させるので、ブロック１２−２は折曲点Ｆ２を中心に傾き始めて当接点Ｅを介してＹ軸方向の弾性応力に変換されていることになる。本実施例の伝達体１０が全て金属剛体で製造された場合であっても、合成ゴムなどの樹脂材で製造した可撓性のベルト伝達体とほぼ同等の圧力分散機能を提供していることを意味する。このことは、幅（Ｘ）方向のプーリ挾持圧の大きさが小さく緩やかである場合は、変換後の長手（Ｙ）方向の複数のブロック１２だけでその弾性応力として弾性吸収する。しかし急瞬でかつ過大圧の場合にも、幅（Ｘ）方向の収縮が大きい分だけ瞬時に長手（Ｙ）方向の多数のブロック１２に分散されるので、一部のブロックやプーリ摩擦面が損傷することはない。結果的に最低から最高速比に至る変速時間を短縮しても安定伝動が可能となる。
【００３２】
なお、本実施例の傾斜部２０a の傾斜角度θおよびθ２は必要に応じて変更可能であり、また台形部２０b の形状も実質的に三点支持機能を果たす限り任意に変更可能である。更に上述した本発明の弾性突出部の積層による急峻衝撃荷重による荷重分散に関する技術思想は、次に記述している第２実施例で示す通り、弾性突出部が単一に限らず複数の弾性突出部を有しても良い。
【００３３】
【第２実施例】
図５は本発明の第２実施例の変速機の無端高負荷伝達体を示す。図５Ａは同伝達体のブロック１２を示す正面断面図、図５Ｂは保持体１１とブロック１２を示す側面断面図、図５Ｃは図５Ｂの上面図、さらに図５Ｄはブロック１２に施した保持体１１の挿入用の切開部を示す部分構成図である。本例でも、上述した第１実施例の「幅（Ｘ）方向のプーリ挾持圧を長手（Ｙ）方向の弾性力に変換する」ことで弾性吸収する基本思想を複数でかつ立体的に利用している。しかし更に幾つかの新たな技術思想を開示しているので、その新たな技術思想のみを、第１実施例と比較して項目ごとに説明する。
【００３４】
（１）第一に無端保持体は、帯状ストラップではなく、単線の繊維・鋼線等を円環状にたばねたワイヤロープ状の無端保持体１１で構成した思想である。断面形状は円形でブロック１２の中心に施した貫通孔１８を通じて各ブロック１２が個別に保持体１１上を摺動可能に支持される。（２）第二にブロック１２に施した弾性突出部２０の断面形状が、単なる弾性の平板材による折曲成形体ではなく、包囲部２０ｊ，２０ｋを施すことにより三次元の立体構造として円形またはほぼ半楕円形状に突出している円錐ないし錐状構造の思想である。即ち、図５Ａ，５Ｃの様にＸ―Ｘ線の断面形は、第１実施例の図２Ｂと略同等のＶ字またはＵ字状のクサビ形状を保持し、受圧部Ａ１，Ａ２と仮想連結点ａ０に向う当接部Ｃとの三点支持構およびクサビ効果による挾持圧分散機構は同一構成である。しかし本例では更にＺ軸方向にも仮想の先端当接点Ｄを想定し、二つの弾性傾斜部２０ａ，２０ａはＺ軸の下方（伝達体内周側）に向って傾斜角度θ３のＶ字またはＵ字状の第二のクサビ形状又は舌状突出部を第二のクサビ状突出部として有する。これによって図１に示すように各ブロックは、長手（Ｙ）方向だけでなく、プーリ回転軸芯Ｃ０を中心とした屈曲角度（θ０）方向の屈曲性についても第二のクサビ効果による所定の弾性吸収力を付与したものである。即ち伝達体１０の曲率半径Ｒが小さくなるのに応じて内部弾性力を増大させ、結果的には変速機の外部からプーリ車を介して印加される突発的な外乱衝撃力による伝達体１０の変則的な動きを長手（Ｙ）方向だけでなく、ラジアル（Ｚ）方向にも複数の隣接ブロックにて抑制させることを目的としたものである。
【００３５】
（３）弾性突出部２０はその先端貫通孔１８にワイヤロープ１１を挿入するため、立体包囲構造の一部に切開部２１が施される。図５Ｃに示す通りブロック１２は、Ｙ−Ｙ線を境に右側切開部２１Ｒを施した第一ブロック１２Ｒ′と、左側切開部２１Ｌを施した第二ブロック１２Ｌ′とが予め個別に用意される。貫通孔１５と係合突起１６の付設と同様に、保持体１１には第一および第二ブロック１２Ｒ′，１２Ｌ′が交互に配列され、これによって貫通孔１８からのブロックの脱落を阻止している。図５Ｄは、切開部２１の状態を示し、各接合片２２，２３には、それぞれ凸部２２ａ，２３ａと凹部２２ｂ，２３ｂとを互に連結し、互の係止部２２ｃおよび２３ｃによって図中の矢印ＶおよびＷ方向の加圧に対しても連結状態を維持する。しかし無端保持体１１の組込時は切開部２１を点線で示す接合片２３′に開放して、空間１９より挿入する。
（４）更に、切開部２１による弾性突出部２０の幅（Ｘ）方向の弾性力の強度が低下するのを補償強化するため、Ｖ字型に突出した弾性材２６を二つの平面部１３ａ，１４ａの上方部の間に介在させ二枚の弾性強化板材２５ａ，２５ｂを設置し平面部１３ａ，１４ａにスポット溶接２７で保持させ弾性力を強化させたものである。
【００３６】
（５）また図５Ａ，５Ｂに示すように仮想当接点Ｄとは対称の位置にもう１つ別の仮想の先端当接点Ｄ′を新たに設定し、点線２４で示す新たな弾性傾斜部２０ａ′，２０ａ′を角度θ４のＶ字型にして第三のクサビ状突出部又は閉環状傾斜部を成形してもよい。これによって無端伝達体１０が回転中心Ｃ０を中心とした伝達体内周側の弾性屈曲部２４ａだけでなく、その反対の側に屈曲する場合の伝達体外周側の弾性逆屈曲部２４ｂを確保するためのものである。特に図１で述べた通り、変速指令を受けた瞬間の最小接触点Ａ′にプーリ荷重が集中し、次の回動に伴ってプーリ車１が伝達体１０をＡ′点を挟み込んだままＡ″点で移動する。更にその次の瞬間に、Ｍ″方向に引張られるためＡ″点では、伝達体１０は正規の屈曲性とは逆にθ０が１８０°以上に逆転する。この時に少数ブロック１２のみに逆屈曲衝撃力がＡ″点に集中するのを阻止し、この仮想当接点Ｄ′による弾性吸収力で集中荷重を吸収する逆クサビ効果をもたせたのである。この構成により伝達体１０は、弾性突出部２０を立体的な舌状円錐形に成形Ｌ、長手（Ｙ）方向、正転屈曲角度（θ０）方向、更に逆転屈曲角度（θ０′）方向の三方向に夫々クサビ効果を働かせて、合成ゴム・ベルトと略同等の弾性屈曲性ならびに挟持圧分散機能を保持出来る。
【００３７】
【他の実施例】
上述の第１、第２実施例は、各ブロック１２として受圧部１３，１４と平面部１３ａ，１４ｂと弾性突出部２０が所定の弾性材から成る単一金属材で屈曲成形した湿式変速機用の伝達体の例を開示したが、単一金属材に限定されず、強化繊維を混合した樹脂材で全体を成形しても良く、また金属弾性材にこの樹脂材や金属材をラミネートした積層材の構成にしても良い。また、更に弾性突出部２０の形状は、受圧部から加わるプーリ挾持圧を幅（Ｘ）方向又は、半径Ｒの折曲（θ０、θ０′）方向の方向に充分な弾性が確保されるならば、第二ないし第三の突出部等複数突出部を成形しまた如何なる形状でも良い。更に、本発明の思想は、乾式変速機用の伝達体にも適用でき、例えば受圧部１３，１４をオイルレス・メタルのような含油金属を用い弾性突出部を弾性金属で構成しても良い。以上のように、本発明は、記述の実施態様だけに限定されず、特許請求の範囲内に於いて如何なる形態に変更しても、本権利範囲に含まれる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明の高負荷伝達体は、主には金属材だけ、或いは金属と樹脂・繊維との複合材などの剛性素材を用いながら、従来樹脂製伝達体のもつ弾性可撓性、弾性吸収性および屈曲性と同様の原理にもとづき、高負荷用に適用できる充分な弾性可撓性と充分な耐久性と共に弾性吸収性及び屈曲性を実現したものである。この剛性素材を用いながらプーリ車又はベルト伝達体の一箇所に集中荷重が集中する事無く瞬時に多数ブロックに応力変換して分散ししかも充分な弾性可撓性を保証することによって従来の樹脂製伝達体では数十馬力〔ＨＰ〕以下の動力しか伝動能力を持ちえなかったのに対し、数十馬力乃至数百馬力〔ＨＰ〕以上の動力を小型にしてかつ高速の変速応答ができる伝達体を実現した。
【００３９】
本発明の伝達体は、プーリ挾持圧を受けて各ブロックの受圧部が幅（Ｘ）方向に受圧収縮した時に、長手（Ｙ）方向に突出成形した弾性材からなる弾性突出部の先端当接点の位置が長手（Ｙ）方向の伸縮動作に変換している。これにより隣接ブロック相互間で長手（Ｙ）方向に強固に連結しながら、プーリ挾持圧のもつ幅（Ｘ）方向荷重を瞬時に伝達体の長手（Ｙ）方向に分散すると同時に各ブロックが二つの受圧部Ａ１、Ａ２と弾性突出部の先端当接部Ｃとの間で三点支持構造を維持するので傾斜状態のまま伝動することなく位置決めの安定化を図る作用効果を、伝動中に常に機能させたものである。弾性突出部の突出成形方向がベルト伝達体の進行方向の後方に向くので先端当接部が後方から前方に向って長手方向の直進押込荷重を受け、結果的に各受圧部に摩擦圧力を与えて所定の伝達動力を確保する効果がある。
【００４０】
特に高負荷伝達体の受圧分散機能は、無段変速機に適用すると二つの大きな効果を生む。その一つは、伝達体が充分な弾性力による荷重吸収機能をもち安定伝動状態を維持するので最低速Ｖｍｉｎから最高速Ｖｍａｘに至る変速時間を短縮できる。即ち変速制御の速度を急峻に行っても伝達体がそのプーリ挾持圧の急激な変化に応答する高速応答能力を持つことである。もう一つは、変速機の外部の入出力機器から内部に向って変則的又は衝撃的なプーリ挾持圧が印加されることがあっても、ベルト伝達体自体が各ブロックのもつ多軸方向の充分な弾性可撓性によって、この衝撃を少数のブロックに集中させず、瞬時に長手（Ｙ）方向またはラジアル（Ｚ）方向の多数のブロックに分散させることによる衝撃吸収能力をもつことである。この二つの能力によって剛性素材でありながらゴム・ベルトと同等の弾性吸収機能を保持し、しかも樹脂ベルトとは比較にならない程の高負荷動力を小型かつ高速度の変速制御で伝動できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例変速機の高負荷伝達体の一部分を示す部分構成図である。
【図２】 同上実施例の高負荷伝達体に使われるブロック単体の構成を示し、図２Ａは左側係止具付ブロックの背面図で、図２Ｂは同ブロックの上面図で、図２Ｃは同ブロックの側面図で、図２Ｄは右側係止具付ブロックの背面状態図で、さらに図２Ｅは同ブロック部材の厚さを示す部分断面図である。
【図３】 同上実施例の高負荷伝達体のブロックの組立手順を示す部分組立図である。
【図４】 同上実施例の高負荷伝達体のブロックの動作説明図であり、図４Ａは受圧変換機能を示す動作説明図で、図４Ｂは同ブロックの分散変形状態を示す動作説明図で、さらに図４Ｃは同上各ブロックの連鎖状態を示す動作説明図である。さらに
【図５】 本発明の第２実施例変速機の高負荷伝達体のブロックを示し、図５Ａは同ブロックの正面断面図で、図５Ｂは同ブロックの側面断面組立図で、図５Ｃは同ブロックの側面組立図で、さらに図５Ｄは同ブロックに施した切開部の部分構成図である。
【符号の説明】
１，１ａおよび１ｂ 伝達車またはプーリ車
２ 回転軸
１０ 高負荷伝達体、ベルト伝達体または伝達体
１１ 無端保持体、ストラップまたはワイヤロープ
１２ ブロックまたはリンク
１２Ｌ 左側（係止具付）ブロックまたは第二ブロック
１２Ｒ 右側（係止具付）ブロックまたは第一ブロック
１３，１４ 受圧部
１３ａ，１４ａ 平面部
１３ｂ，１４ｂ 折曲部または腕曲部
１３ｃ，１４ｃ 平面部
１５ 貫通孔
１６ 係合突起
１６ａ 凹部
１７ 係止具
１８ 保持隙間または貫通孔
１９ 挿入空間
２０ 弾性突出部
２０ａ 傾斜部、板バネ傾斜部またはクサビ状部
２０ｂ 台形部または当接部
２０ｃ 傾斜平面部または内壁
２０ｄ 台形平面部、内壁または別の平面部
２０ｅ 腕曲切欠部または切欠部
２０ｆ，２０ｉ 平面部
２０ｇ，２０ｈ 腕曲部または折曲部
２０ｊ，２０ｋ 包囲部
２１，２１Ｒ，２１Ｌ 切開部
２２，２３ 接合片
２２ａ，２３ａ 凸部
２２ｂ，２３ｂ 凹部
２２ｃ，２３ｃ 係止部
２４ａ 弾性屈曲部
２４ｂ 弾性逆屈曲部
２５ 弾性板材
２６ 弾性材
２７ 溶接部
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝動用のベルト伝達体であって、例えばプーリ車からの耐側圧性に優れた高負荷伝動用の無端伝達体に関する。特に、工作機械などの産業機械、車両、モータ等に設置される無段変速機で定馬力の動力伝達に最適な伝達体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無端伝達体として、無端ストラップに多数のリンクまたはブロックを配列支持する構造の先行技術は、既に数多く考案されている。日本特許出願の特開昭２−２７５１４５号（本田技研工業）は無端ストラップに形状記憶合金を用いて多数の金属ブロックの組付方法を改良した思想である。また日本特許出願の特開昭６−１０９０７７号（リケン）は隣接する各ブロック間の動きを抑制してスチールのストラップとブロックとの干渉を抑制したものである。更に日本特許出願の特開昭４−２１９５４８号（仏国カウチユ社）は、無端コアの合成ゴム・ベルトに多数のＵ字型リンクを組込んだ無端伝達体が開示されている。
【０００３】
これ等のベルト伝達体は、その幅（Ｘ）方向にプーリ挾持圧を受ける位置として左右端のそれぞれに受圧部が施されている点で共通するが、この受圧部で受ける幅（Ｘ）方向のプーリ挾持圧に対する圧力吸収方法がいずれも不完全かつ不充分である。特に無段変速機に適用する場合には外部からプーリ車を経てベルト伝達体に印加され、プーリ挾持圧は、負荷動力の大きさ、変速信号の有無および速度など各種の外的要因でその大きさおよび速度が大きく変動する。このため或る時には挾持圧は緩やかに印加されるが、他の或る時には、瞬時にしかも極度に大きな力で印加される。この場合に、いかなる大きさおよびいかなる速度のプーリ挾持圧が印加されても、ベルト伝達体がこれを瞬時に吸収しかつプーリ車の摩擦面およびベルト伝達体の双方に損傷を与えることがなく、安定な動力伝達状態に復帰させる必要がある。
【０００４】
従来技術のうち初めの二つの先行技術では、ブロック自体が金属等の剛体であってプーリ挾持圧が印加される幅（Ｘ）方向の荷重に対して全く弾性が存在しない。従ってその荷重に対する弾性吸収能力も全く存在しない。カウチユ社の開示思想は、Ｕ字型リンクの開放端部分が僅かに幅（Ｘ）方向に可撓性を有し、多少の弾性吸収力の存在が認められる。しかし無端コアに合成ゴム・ベルトが使われているため、充分な大きさのプーリ挾持圧に耐えられない。しかもその印加時に各リンクの位置決め状態が不安定になり、各リンクの配列状態の抑制力が働かないため、瞬時に過大圧力に対して伝動動作が不安定である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の変速機の高負荷伝達体は、如何なる大きさでかつ如何なる速度のプーリ挾持圧がプーリ車を介してベルト伝達体に印加される場合であっても、ベルト伝達体自体が、その幅（Ｘ）方向に充分な弾性力による荷重吸収能力を保証するため、単に各ブロック自体が個別に充分な弾性吸収能力を持つ構造にすることである。更にまた幅（Ｘ）方向の荷重を長手（Ｙ）方向の荷重に変換する機能を持たせることによって、長手（Ｙ）方向に隣接する他の複数のブロックに順次その荷重の分散吸収機能を達成させることである。
【０００６】
即ち、本発明の第一解決課題は、各ブロックが、プーリ挾持圧の非印加時には隣接ブロックと面接触しながら動力伝達するが、プーリ挾持圧の印加時には幅（Ｘ）方向の荷重を長手（Ｙ）方向の荷重に変換させるため隣接ブロックと共働してクサビ効果を達成するような弾性突出部を保持する高負荷伝達体を提供する。更にまた、各ブロックが、プーリ挾持圧の非印加時にも、また印加時にも長手（Ｙ）方向に突出成形した弾性突出部のクサビ効果によって動力伝動中に過大荷重を受圧しながら安定支持状態を保証する高負荷伝達体を提供することである。
【０００７】
本発明の第二解決課題は、各ブロックの弾性突出部が単に長手（Ｙ）方向のクサビ効果による弾性吸収性だけでなく、合成樹脂製のベルトがもつ弾性屈曲性と同等の特性を持たせるため、プーリ回転中心Ｃ０を中心とした正転時とＣ０を中心としない逆転時の屈曲方向の屈曲性に対しても充分な弾性吸収性を保証する高負荷伝達体の思想を提供している。
【０００８】
本発明の第三解決課題は、特にプーリ挾持圧の印加時には、各ブロックが隣接ブロックとの間でクサビ効果を働かせながら、二つの受圧部Ａ１，Ａ２と弾性突出部の先端当接部Ｃとの間で実質的な三点支持構造を維持するので、安定伝動状態を維持したまま更に大きなプーリ挾持圧にも充分に耐性をもつ高負荷伝達体を提供する。
【０００９】
本発明の第四解決課題は、各ブロックが弾性突出部で挾持圧を幅方向の伸縮変位を長手方向に伸縮変位に応力変換すると共に長手方向に印加される直進押込荷重を後方から弾性突出部に供給する事で両受圧部への充分な摩擦圧力の供給を保証する事である。
【０００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一解決手段の高負荷伝達体は、長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、上記ブロックは、該プーリ挾持圧の大きさに応じて幅（Ｘ）方向に伸縮自在に配置された上記両受圧部と、この受圧部に連なり幅（Ｘ）方向に該狭持圧を伝えかつ長手（Ｙ）直進方向に垂直の平面に配置され隣接ブロックと互に密接当接し該直進押込荷重を受けて動力伝達するための上記平面部と、さらに上記両受圧部の間に配置され該両受圧部間を結ぶ幅方向と垂直の長手（Ｙ）方向に向け断面形状がクサビ状または舌状に突出成形されて上記両受圧部間が幅方向の弾性力をもって撓むことを保証する為の弾性屈曲性を持つ弾性突出部とを有すると共に、直進押込伝動時には前後の隣接ブロックと上記平面部および上記弾性突出部で夫々面接触および上記ブロックの位置決めをして動力伝達しプーリ加圧摩擦伝動時には該プーリ挟持圧を上記弾性突出部の長手方向の弾性傾斜部の弾性応力に変換して弾性吸収したものである。
【００１１】
本発明の第二解決手段の高負荷伝達体は、長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、上記ブロックは、該プーリ挾持圧の大きさに応じて幅（Ｘ）方向に伸縮自在に配置された上記両受圧部と、この受圧部に連なり幅（Ｘ）方向に該狭持圧を伝えかつ長手（Ｙ）直進方向に垂直の平面に配置され隣接ブロックと互に密接当接し該直進押込荷重を受けて動力伝達するための上記平面部と、さらに上記両受圧部の間に配置され該両受圧部間を結ぶ幅方向と垂直の長手（Ｙ）方向およびラジアル（Ｚ）方向に向け突出成形されて上記両受圧部間に幅方向の弾性屈曲性を保証する弾性突出部とを有すると共に、上記弾性突出部はＸＹおよびＸＺ平面の各断面形状がクサビ状または舌状で長手方向およびラジアル方向に立体的な弾性傾斜部を形成してプーリ挾持圧を長手方向およびラジアル方向の弾性応力に変換して弾性吸収したものである。
【００１２】
本発明の第三解決手段の高負荷伝達体は、長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、上記各ブロックは、該挾持圧により幅方向に伸縮変位可能な上記両受圧部と、該挾持圧を上記両受圧部から弾性突出部に伝える二つの上記平面部と、更に上記両受圧部間に配される上記平面部から幅方向と垂直の長手方向に断面形状がクサビ状又は舌状に突出成形された単一または複数の上記弾性突出部とを有すると共に、該挾持圧による上記両受圧部の幅方向の伸縮変位を長手方向の伸縮変位に応力変換して後方の隣接ブロックに当接加圧される上記弾性突出部の先端当接部と上記両受圧部との間の三点支持構造で安定保持する事で上記各ブロックの上記平面部がプーリ回転軸芯を中心に速比に応じてラジアル方向に等角度で常時正規の配列を維持して安定伝動させたものである。
【００１３】
本発明の第四解決手段の高負荷伝達体は、長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、上記各ブロックは、該挾持圧により幅方向に伸縮変位可能な上記両受圧部と、該挟持圧を上記両受圧部から弾性突出部に伝える二つの上記平面部と、更に上記両受圧部間に配される上記平面部から幅方向と垂直の長手方向に断面形状がクサビ状又は舌状に突出成形され且つ上記弾性突出部の突出成形の方向を上記伝達体の長手進行方向の後方に向って突出成形された単一または複数の上記弾性突出部とを有すると共に、該挟持圧による上記両受圧部の幅方向の伸縮変位を長手方向の伸縮変位に応力変換された上記弾性突出部の先端当接部を更に後方で当接する隣接ブロックからの長手方向の直進押込荷重によって逆方向から押込加圧する事で動力伝動したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
変速機では、ベルト伝達体の動作は、図１に示す通り定速比運転時にはプーリ車とベルト伝達体との摩擦接触面の全体に分布してプーリ挾持圧を受け接触点Ａで離れているが、変速動作の開始時にはベルト伝達体の接触半径ｒが一端から変動し始めるため、その時の終点で最短接触半径r ｍｉｎの接触点Ａ′がＡ″に瞬時に移動しプーリ挾持圧の全圧がそこに集中しベルトとプーリに機械的損傷を招来する。その瞬間だけベルトの屈曲状態は図１の破線の軌道Ｍ″の様に正転から逆転状態に変わりこの現象はプーリ車に変速指令が供給される度ごとに招来する。
【００１５】
この時に伝達体が、プーリ挾持圧を完全に吸収するだけの充分な弾性力による荷重吸収機能を持つためには、単一ないし数個のブロックだけでは充分な荷重吸収能力に欠けるため、弾性突出部が幅（Ｘ）方向の伸縮変位を長手（Ｙ）方向の伸縮変位に変換して、それ等のブロックに隣接する近隣ブロックに順次集中荷重を長手（Ｙ）方向にも分散させたものである。従って、この事は、変速比を急速に短時間で変化させる時にプーリ車および伝達体に集中荷重が一箇所に集中することが無く、瞬時に多数ブロックに分散することになるので、変形、外傷、その他の伝達不良を招くことなく、高速応答性、制御性の変速比の移行が可能になる。
【００１６】
本明細書では、主に油層内で使う湿式変速機用として記述したが、空気中で使う乾式の場合にも適用できる。従って本実施例では無端ストラップおよびブロックも主に金属剛体を前提としているが、これに限られず、ブロックを金属製と樹脂製とで交互配列しても良く、或いは金属材の表面に樹脂コーティング又は金属材の積層に成形しても良く、更には全てを樹脂材のみで加工しても良い。
【００１７】
また更に本明細書に示した各ブロックに施している弾性突出部の突出成形の方向は、いずれもベルト伝達体の進行方向（回転方向）の後方に向って突出成形し変換した分散吸収荷重が直進押込荷重と互に逆方向に向った例を開示したが、逆に進行方向の前方に向って突出させても良い。また、クサビ状突出部の突出形状に関しても、本実施例では、Ｖ形、台形ないし三角形或いは円弧状又は楕円錐状のものを示したが、クサビ効果により幅（Ｘ）方向荷重が長手（Ｙ）方向荷重に変換し、隣接ブロックの内外壁が弾性力を保持しながら互に食込み侵入してかつ押圧するならば、立体形の錐状、平板を成形したＵ形や舌状等の如何なる形状でも良い。
【００１８】
【第１実施例】
図１は本発明の第１実施例の変速機用の無端高負荷伝達体の一部分の装着状態を示す部分側面図である。同図中では伝達体の左側がプーリ挾持圧の非印加時に後方から直進押込荷重を受ける直進押込伝動状態Ｐを、また右側が伝達車１からプーリ挾持圧が印加され回転中心Ｃ０を中心に半径Ｒ０の角度(θ)の正転方向に折曲したプーリ加圧摩擦伝動状態Ｑをそれぞれ示し、両者は連なったまま単一の無端伝達体１０を形成する。なお作図の便宜上、無端伝達体１０の全体は省略し、一部分のみを描写する。
【００１９】
伝達体１０は、帯状をした無端保持体１１と、この保持体１１上を長手（Ｙ）方向に摺動可能に懸垂状態に吊下げられた多数のブロック１２とを無端の円環状に配列して構成される。伝達体１０は、伝達車１の矢印Ｓで示す回転方向に回動する。このとき、各ブロック１２は、伝達体１により伝達体１０の幅（Ｘ）方向すなわち回転軸芯方向にプーリ挾持圧を受ける受圧部１３，１４と、長手（Ｙ）直進方向Ｐと垂直の平面を前後に配置され隣接ブロックと互いに密接当接して連結状態を維持して動力伝達する平面部１３ａ，１３ｃ；１４ａ，１４ｃ；２０ｆ，２０ｄと、更に後面側にも同じく各ブロック相互間の連結状態により確実な位置決めを施すと同時に幅（Ｘ）方向の弾性力を長手（Ｙ）方向の応力に変換する弾性突出部２０と、で構成される。この時各ブロック１２は弾性突出部２０の上端腕曲切欠部を無端保持体１１で包囲された状態で、ラジアル（Ｚ）方向の遠心力に抗しながら伝動に寄与する。
【００２０】
伝達体１０がプーリ車１の軌道Ｍで等速比伝達中は、摩擦点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの半径ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ，ＲＥは全てＲ０でプーリ車１から伝達体１０に印加されるプーリ挾持圧は接触面の全周で略均等に分散加圧されている。しかし変速指令或いは変速機の外部より外乱が侵入したときには、この挾持圧の均等分散状態は次の等速状態に至るまでの一瞬間の間だけ乱れる。伝達体１０が、速比ε０の等速軌道Ｍから次の速比ε１の変速軌道Ｍ′に変更する変速指令が外部から供給された瞬間の伝動状態を分析してみる。この時伝達体１０は引張側の接触点Ａから順にＢないしＥに向って移動し始める。従って移行時の一瞬間の間の接触径ｒは同図の様にｒＡ＜ｒＢ＜ｒＣ…ｒＥの関係に到る。
【００２１】
この事は一瞬間だけ接触点Ａ′の１点に伝動に必要なプーリ挾持圧の全荷重が集中することを意味する。本発明はこの集中荷重を受けても、各ブロック１２は、幅（Ｘ）方向に充分な弾性屈曲性を付与することによって、この瞬時に印加される極度に大きな集中荷重を、これまた瞬時にＡ′点のブロック１２のみが引き受けることなく、順次他の隣接ブロック１２で構成されるＢ′点、Ｃ′点、Ｄ′点、Ｅ′点に荷重分散させて弾性吸収する構造の剛体製伝達体１０を実現したものである。望ましくは、Ａ′点を始点として終点Ｅまでの角度θ０が約４５度乃至１７０度程度まで分散すべきである。
【００２２】
図２は図１に示す第１実施例の高負荷伝達体１０に用いたブロック単体の構成を示し、図２Ａは左側係止具付ブロック１２Ｌの背面図、図２Ｂは同ブロック１２Ｌの上面図さらに図２Ｃは同ブロック１２Ｌの側面図をそれぞれ示す。更に図２Ｄは無端保持体１１に保持された右側係止具付ブロック１２Ｒの背面図を示す。図２Ａにおいて、左側係止具付ブロック１２Ｌは、左側平面部１３ａの上方に無端保持体１１からの脱落を阻止する係止具１７Ｌを施されかつその近傍には平面部１３ａの長手（Ｙ）方向に厚味ｌｍの貫通孔１５が施される。また図２Ｂに示す通り、右側平面部１４ａは平面部１４ａの同じ高さの位置に長手（Ｙ）方向の厚味ｌｍと略同等の長さｌｍの係合突起１６が施される。一方、図２Ｄに示す通り、ブロック１２Ｌとは逆に、係止具１７Ｒおよび貫通孔１５が平面部１４ａに、また係合突起１６が平面部１３ａにそれぞれ施された右側係止具付ブロック１２Ｒも、予め用意される。なお、図２Ｄでは、二つの車１ａ，１ｂからなるプーリ車１と無端保持体１１を同時に示してある。
【００２３】
本実施例では、各ブロック１２Ｌ，１２Ｒは、いずれも二つの受圧部１３，１４の間に平面部１３ａ，１４ａを経て弾性突出部２０が配置され、かつ全体が単一の金属弾性材をもって一体加工されて単一のブロック１２を形成する。また、この例では、弾性突出部２０は、図２Ｂのように弾性材の平板傾斜部２０ａ，２０ａがほぼ直角θ＝９０度に交互するように、伝達体１０の長手（Ｙ）方向に突出し、先端当接部２０ｂを台形に成形される。しかも、図２Ｅに示す通り、受圧部１３，１４の長手（Ｙ）方向の厚味ｌｍは、弾性傾斜部２０ａの厚味ｌｍとの間で傾斜角θの大きさに応じてｌｎ＝ｌｍ×ｓｉｎθ１で決る厚味に選定される。これによって図１で示した直進押込伝動時には、前後に隣接するブロック１２の相互間で受圧部１３，１４の正面および背面の各平面部１３ａ，１３ｃおよび１４ａ，１４ｃが互に密接当接し後方からの直進押込荷重を受けて動力伝動するだけでなく、弾性突出部２０の傾斜部２０ａ，台形部２０ｂの各傾斜平面部２０ｉ，２０ｃおよび台形平面部２０ｆ，２０ｄもこの時、同時に各ブロック間で密接当接状態を確保し、特に台形部２０ｂはもう一つ別の平面部として平面部１３ａ，１３ｃ；１４ａ，１４ｃと同様の直進押込荷重を受けている。
【００２４】
図２Ｃの様に、平面部１３ｃ，１４ｃおよび弾性突出部２０の傾斜部２０ａ並びに台形部２０ｂの正面側は、すべて平面状態だが、背面側は、図２Ａに示したＵ−Ｕ線より上方側を平面部１３ａ，１４ａ，台形平面部２０ｆ，傾斜平面部２０ｉに対して下方側は折曲部１３ｂ，１４ｂ，台形折曲部２０ｇ，傾斜折曲部２０ｈが施されている。これによって、図１で示した伝達体１０が接触半径Ｒ０の加圧摩擦位置に入ったとき、各ブロック１２が伝達車１の回転中心Ｃ０ に対して変速比εに応じて決るラジアル（Ｚ）方向に略等角度θ１で位置決め配列できるように構成してある。折曲部は、直線状の傾斜平面としても、また円弧状の腕曲面即ち腕曲部にしてもよく、前者は図４Ｃに示す通り速比εが変化しても同じ折曲点Ｆで当接するが、後者では当接点の位置が速比に応じて変化する。本実施例では折曲部１３ｂ，１４ｂを直線状に、折曲部２０ａ，２０ｂを腕曲状または腕曲部にしてある。この加圧摩擦伝動状態Ｑでは、各ブロック１２の弾性突出部２０が傾斜状態のまま無端ストラップ１１によって安定状態に位置決めされ、速比εに応じて当接させるための腕曲切欠部２０e が弾性突出部２０の上端に施される。
【００２５】
図３は、上述した二種類の左側係止具付ブロック１２Ｌと右側係止具付ブロック１２Ｒとを無端ストラップ保持体１１に組立てる様子を示すブロック組立図である。二つの受圧部１３，１４にそれぞれ貫通穴１５および係合突起１６とが交互に施されているため、隣接ブロックの間では互に係合突起１６が貫通穴１５に挿入された状態で組立てられる。同時に係止具１７Ｌ，１７Ｒも同様に各受圧部１３，１４より交互に突出され、両者の間には挿入空間１９が残される。この挿入空間１９を介して保持隙間１８はストラップ１１の組付空間として使用される。この時、無端保持体１１の全周にブロック１２Ｌ，１２Ｒが配列され、各ブロック１２が保持体１１上を押圧移動できるように、ブロック１２Ｌと１２Ｒとの間に僅かな隙間が残される程度に設置される。
【００２６】
図４Ａおよび４Ｂは、本実施例の高負荷伝達体の図２Ｂの上面図によりその動作を説明するためのブロックの動作説明図であり、同図４Ａはプーリ挾持圧の弾性吸収力の変換原理図であり、同図４Ｂは同挾持圧を受ける前後の弾性突出部２０の変形状態を示す動作図である。説明の便合上、図４Ａに示す様に、二つの受圧部１３，１４を結ぶ、伝達体１０の幅Ｗの方向をＸ軸と、また伝達体１０の長手方向をＹ軸と、さらに図１に示すラジアル方向をＺ軸と、仮定する。
【００２７】
無段変速機では、二つの円錐車１ａ，１ｂの相対距離を変化させ、摩擦圧力を変えて所定の伝達動力を確保するため、伝達体１０には大きさおよび速さが自在に変動するプーリ挾持圧が加えられる。図４Ａのようにこれに応じて各ブロック１２には、受圧部１３，１４の摩擦面ａ１，ａ２にプーリ挾持圧が矢印Ａ，Ａ′の両側面から印加され、平面部１３ａ，１４ａを経て伝達され台形クサビ状又錐形クサビ状に成形された弾性突出部２０の端部ａ′１，ａ′２より所定距離Ｌの位置に板バネ傾斜部Ｂ，Ｂ′を介して先端当接部Ｃの仮想連結点ａ０に向って加圧される。本実施例のブロック１２は、或る程度の移動性を確保するため先端当接部Ｃは台形部２０ｂを施してあるがＶ字形でもよく、実質的な原理動作は同図に示す通り、三つの端部ａ０,ａ１,ａ３によってＸＹ平面上で安定支持状態に維持可能であることを示す。しかもＺ軸方向には無端ストラップ１１で位置決めされているため、実体的にはＸ，ＹおよびＺ軸のいずれの方向に対しても、個々のブロック１２は円錐車１ａ，１ｂ間で傾斜状態のまま伝動することもなく伝動中ほぼ完全な安定位置状態が確保される。
【００２８】
特に本発明の最大の特徴は、二つ存在する。第１の特徴は、伝達車１から加わるプーリ挾持圧が、小さな荷重でかつ緩やかに印加される場合でも、また逆に著しく過大な荷重でかつ瞬時に印加される場合であっても、これを速やかに弾性吸収するだけの充分な弾性吸収力を伝達体１０自体が内在しているため、最高速比εｍａｘから最小速比εｍｉｎに至るまでの変速時間を著しく短期制御できることである。第２の特徴は、仮に少数のブロック１２のみに極度に大きな瞬間荷重が加わっても、この荷重を隣接の他の複数のブロック郡に瞬時に順次分散されることによって、伝達車１及び伝達体１０への機械的損傷を皆無にできることである。
【００２９】
次に図４Ｂによって、本発明によるこれ等の集中荷重を分散する特徴の根拠を説明する。同図において右図（ｉ）は、図４Ａの受圧点ａ１，ａ２からプーリ挾持圧を受けてない状態を示し、左図（ｉｉ）はプーリ挾持圧を受けて、受圧部ａ１,ａ２がｂ１，ｂ２に幅（Ｘ）方向に距離βだけ弾性収縮した状態をそれぞれ示す。
【００３０】
図４Ｂ−（ｉ）では、この時弾性突出部２０の板バネ傾斜部２０ａ，２０ｂの角度θは図２Ｂに示す通り略９０°のままの状態である。しかし一担、伝達車１のプーリ挾持圧を受け始めると、受圧部１３，１４は移動し始め、図４Ｂ−(ｉｉ)に示すように弾性傾斜部２０ａ，２０ｂの双方が応力変形しながら、先端当接点もａ０からｂ０に前進し始め、その移動距離αはｌ０（＝ｌ０２−ｌ０１）になる。本実施例の先端は実際には台形部２０ｂを形成しているため、本ブロック１２の折曲点ａ０１,ａ０２ の部分が隣接後方の後ブロック１２に対し、錐状の弾性傾斜部２０ａ，２０ｂのクサビ効果とともに強固な圧力で当接する結果、本ブロック１２はその受圧部１３，１４の受圧点ｂ１，ｂ２と先端当接部ｂ０１,ｂ０２の実質的な先端当接部ｂ０との三点支持効果によって応力変形し強固に支持され弾性吸収されることになる。後ブロック１２も本ブロック１２の先端当接部の圧力とプーリ挟持圧を受け本ブロック１２の圧力分散と略同等の動作を順次行い更に後ブロックに分散する。
【００３１】
更に、図４Ｃは、複数ブロック１２の弾性突出部２０が、挟持圧をベルト内で順次に圧力分散ないし変換機能を達成していることを図示している。即ち、本ブロック１２−１の弾性突出部２０の受圧部１３，１４を経て加わったＸ軸方向のプーリ挾持圧は、クサビ状傾斜部２０ａ,２０ｂの応力変形によって前後に隣接する他のブロック１２-０，１２−１への圧力を変化させるので、ブロック１２−２は折曲点Ｆ２を中心に傾き始めて当接点Ｅを介してＹ軸方向の弾性応力に変換されていることになる。本実施例の伝達体１０が全て金属剛体で製造された場合であっても、合成ゴムなどの樹脂材で製造した可撓性のベルト伝達体とほぼ同等の圧力分散機能を提供していることを意味する。このことは、幅（Ｘ）方向のプーリ挾持圧の大きさが小さく緩やかである場合は、変換後の長手（Ｙ）方向の複数のブロック１２だけでその弾性応力として弾性吸収する。しかし急瞬でかつ過大圧の場合にも、幅（Ｘ）方向の収縮が大きい分だけ瞬時に長手（Ｙ）方向の多数のブロック１２に分散されるので、一部のブロックやプーリ摩擦面が損傷することはない。結果的に最低から最高速比に至る変速時間を短縮しても安定伝動が可能となる。
【００３２】
なお、本実施例の傾斜部２０a の傾斜角度θおよびθ２は必要に応じて変更可能であり、また台形部２０b の形状も実質的に三点支持機能を果たす限り任意に変更可能である。更に上述した本発明の弾性突出部の積層による急峻衝撃荷重による荷重分散に関する技術思想は、次に記述している第２実施例で示す通り、弾性突出部が単一に限らず複数の弾性突出部を有しても良い。
【００３３】
【第２実施例】
図５は本発明の第２実施例の変速機の無端高負荷伝達体を示す。図５Ａは同伝達体のブロック１２を示す正面断面図、図５Ｂは保持体１１とブロック１２を示す側面断面図、図５Ｃは図５Ｂの上面図、さらに図５Ｄはブロック１２に施した保持体１１の挿入用の切開部を示す部分構成図である。本例でも、上述した第１実施例の「幅（Ｘ）方向のプーリ挾持圧を長手（Ｙ）方向の弾性力に変換する」ことで弾性吸収する基本思想を複数でかつ立体的に利用している。しかし更に幾つかの新たな技術思想を開示しているので、その新たな技術思想のみを、第１実施例と比較して項目ごとに説明する。
【００３４】
（１）第一に無端保持体は、帯状ストラップではなく、単線の繊維・鋼線等を円環状にたばねたワイヤロープ状の無端保持体１１で構成した思想である。断面形状は円形でブロック１２の中心に施した貫通孔１８を通じて各ブロック１２が個別に保持体１１上を摺動可能に支持される。（２）第二にブロック１２に施した弾性突出部２０の断面形状が、単なる弾性の平板材による折曲成形体ではなく、包囲部２０ｊ，２０ｋを施すことにより三次元の立体構造として円形またはほぼ半楕円形状に突出している円錐ないし錐状構造の思想である。即ち、図５Ａ，５Ｃの様にＸ―Ｘ線の断面形は、第１実施例の図２Ｂと略同等のＶ字またはＵ字状のクサビ形状を保持し、受圧部Ａ１，Ａ２と仮想連結点ａ０に向う当接部Ｃとの三点支持構およびクサビ効果による挾持圧分散機構は同一構成である。しかし本例では更にＺ軸方向にも仮想の先端当接点Ｄを想定し、二つの弾性傾斜部２０ａ，２０ａはＺ軸の下方（伝達体内周側）に向って傾斜角度θ３のＶ字またはＵ字状の第二のクサビ形状又は舌状突出部を第二のクサビ状突出部として有する。これによって図１に示すように各ブロックは、長手（Ｙ）方向だけでなく、プーリ回転軸芯Ｃ０を中心とした屈曲角度（θ０）方向の屈曲性についても第二のクサビ効果による所定の弾性吸収力を付与したものである。即ち伝達体１０の曲率半径Ｒが小さくなるのに応じて内部弾性力を増大させ、結果的には変速機の外部からプーリ車を介して印加される突発的な外乱衝撃力による伝達体１０の変則的な動きを長手（Ｙ）方向だけでなく、ラジアル（Ｚ）方向にも複数の隣接ブロックにて抑制させることを目的としたものである。
【００３５】
（３）弾性突出部２０はその先端貫通孔１８にワイヤロープ１１を挿入するため、立体包囲構造の一部に切開部２１が施される。図５Ｃに示す通りブロック１２は、Ｙ−Ｙ線を境に右側切開部２１Ｒを施した第一ブロック１２Ｒ′と、左側切開部２１Ｌを施した第二ブロック１２Ｌ′とが予め個別に用意される。貫通孔１５と係合突起１６の付設と同様に、保持体１１には第一および第二ブロック１２Ｒ′，１２Ｌ′が交互に配列され、これによって貫通孔１８からのブロックの脱落を阻止している。図５Ｄは、切開部２１の状態を示し、各接合片２２，２３には、それぞれ凸部２２ａ，２３ａと凹部２２ｂ，２３ｂとを互に連結し、互の係止部２２ｃおよび２３ｃによって図中の矢印ＶおよびＷ方向の加圧に対しても連結状態を維持する。しかし無端保持体１１の組込時は切開部２１を点線で示す接合片２３′に開放して、空間１９より挿入する。
（４）更に、切開部２１による弾性突出部２０の幅（Ｘ）方向の弾性力の強度が低下するのを補償強化するため、Ｖ字型に突出した弾性材２６を二つの平面部１３ａ，１４ａの上方部の間に介在させ二枚の弾性強化板材２５ａ，２５ｂを設置し平面部１３ａ，１４ａにスポット溶接２７で保持させ弾性力を強化させたものである。
【００３６】
（５）また図５Ａ，５Ｂに示すように仮想当接点Ｄとは対称の位置にもう１つ別の仮想の先端当接点Ｄ′を新たに設定し、点線２４で示す新たな弾性傾斜部２０ａ′，２０ａ′を角度θ４のＶ字型にして第三のクサビ状突出部又は閉環状傾斜部を成形してもよい。これによって無端伝達体１０が回転中心Ｃ０を中心とした伝達体内周側の弾性屈曲部２４ａだけでなく、その反対の側に屈曲する場合の伝達体外周側の弾性逆屈曲部２４ｂを確保するためのものである。特に図１で述べた通り、変速指令を受けた瞬間の最小接触点Ａ′にプーリ荷重が集中し、次の回動に伴ってプーリ車１が伝達体１０をＡ′点を挟み込んだままＡ″点で移動する。更にその次の瞬間に、Ｍ″方向に引張られるためＡ″点では、伝達体１０は正規の屈曲性とは逆にθ０が１８０°以上に逆転する。この時に少数ブロック１２のみに逆屈曲衝撃力がＡ″点に集中するのを阻止し、この仮想当接点Ｄ′による弾性吸収力で集中荷重を吸収する逆クサビ効果をもたせたのである。この構成により伝達体１０は、弾性突出部２０を立体的な舌状円錐形に成形Ｌ、長手（Ｙ）方向、正転屈曲角度（θ０）方向、更に逆転屈曲角度（θ０′）方向の三方向に夫々クサビ効果を働かせて、合成ゴム・ベルトと略同等の弾性屈曲性ならびに挟持圧分散機能を保持出来る。
【００３７】
【他の実施例】
上述の第１、第２実施例は、各ブロック１２として受圧部１３，１４と平面部１３ａ，１４ｂと弾性突出部２０が所定の弾性材から成る単一金属材で屈曲成形した湿式変速機用の伝達体の例を開示したが、単一金属材に限定されず、強化繊維を混合した樹脂材で全体を成形しても良く、また金属弾性材にこの樹脂材や金属材をラミネートした積層材の構成にしても良い。また、更に弾性突出部２０の形状は、受圧部から加わるプーリ挾持圧を幅（Ｘ）方向又は、半径Ｒの折曲（θ０、θ０′）方向の方向に充分な弾性が確保されるならば、第二ないし第三の突出部等複数突出部を成形しまた如何なる形状でも良い。更に、本発明の思想は、乾式変速機用の伝達体にも適用でき、例えば受圧部１３，１４をオイルレス・メタルのような含油金属を用い弾性突出部を弾性金属で構成しても良い。以上のように、本発明は、記述の実施態様だけに限定されず、特許請求の範囲内に於いて如何なる形態に変更しても、本権利範囲に含まれる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明の高負荷伝達体は、主には金属材だけ、或いは金属と樹脂・繊維との複合材などの剛性素材を用いながら、従来樹脂製伝達体のもつ弾性可撓性、弾性吸収性および屈曲性と同様の原理にもとづき、高負荷用に適用できる充分な弾性可撓性と充分な耐久性と共に弾性吸収性及び屈曲性を実現したものである。この剛性素材を用いながらプーリ車又はベルト伝達体の一箇所に集中荷重が集中する事無く瞬時に多数ブロックに応力変換して分散ししかも充分な弾性可撓性を保証することによって従来の樹脂製伝達体では数十馬力〔ＨＰ〕以下の動力しか伝動能力を持ちえなかったのに対し、数十馬力乃至数百馬力〔ＨＰ〕以上の動力を小型にしてかつ高速の変速応答ができる伝達体を実現した。
【００３９】
本発明の伝達体は、プーリ挾持圧を受けて各ブロックの受圧部が幅（Ｘ）方向に受圧収縮した時に、長手（Ｙ）方向に突出成形した弾性材からなる弾性突出部の先端当接点の位置が長手（Ｙ）方向の伸縮動作に変換している。これにより隣接ブロック相互間で長手（Ｙ）方向に強固に連結しながら、プーリ挾持圧のもつ幅（Ｘ）方向荷重を瞬時に伝達体の長手（Ｙ）方向に分散すると同時に各ブロックが二つの受圧部Ａ１、Ａ２と弾性突出部の先端当接部Ｃとの間で三点支持構造を維持するので傾斜状態のまま伝動することなく位置決めの安定化を図る作用効果を、伝動中に常に機能させたものである。弾性突出部の突出成形方向がベルト伝達体の進行方向の後方に向くので先端当接部が後方から前方に向って長手方向の直進押込荷重を受け、結果的に各受圧部に摩擦圧力を与えて所定の伝達動力を確保する効果がある。
【００４０】
特に高負荷伝達体の受圧分散機能は、無段変速機に適用すると二つの大きな効果を生む。その一つは、伝達体が充分な弾性力による荷重吸収機能をもち安定伝動状態を維持するので最低速Ｖｍｉｎから最高速Ｖｍａｘに至る変速時間を短縮できる。即ち変速制御の速度を急峻に行っても伝達体がそのプーリ挾持圧の急激な変化に応答する高速応答能力を持つことである。もう一つは、変速機の外部の入出力機器から内部に向って変則的又は衝撃的なプーリ挾持圧が印加されることがあっても、ベルト伝達体自体が各ブロックのもつ多軸方向の充分な弾性可撓性によって、この衝撃を少数のブロックに集中させず、瞬時に長手（Ｙ）方向またはラジアル（Ｚ）方向の多数のブロックに分散させることによる衝撃吸収能力をもつことである。この二つの能力によって剛性素材でありながらゴム・ベルトと同等の弾性吸収機能を保持し、しかも樹脂ベルトとは比較にならない程の高負荷動力を小型かつ高速度の変速制御で伝動できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例変速機の高負荷伝達体の一部分を示す部分構成図である。
【図２】 同上実施例の高負荷伝達体に使われるブロック単体の構成を示し、図２Ａは左側係止具付ブロックの背面図で、図２Ｂは同ブロックの上面図で、図２Ｃは同ブロックの側面図で、図２Ｄは右側係止具付ブロックの背面状態図で、さらに図２Ｅは同ブロック部材の厚さを示す部分断面図である。
【図３】 同上実施例の高負荷伝達体のブロックの組立手順を示す部分組立図である。
【図４】 同上実施例の高負荷伝達体のブロックの動作説明図であり、図４Ａは受圧変換機能を示す動作説明図で、図４Ｂは同ブロックの分散変形状態を示す動作説明図で、さらに図４Ｃは同上各ブロックの連鎖状態を示す動作説明図である。さらに
【図５】 本発明の第２実施例変速機の高負荷伝達体のブロックを示し、図５Ａは同ブロックの正面断面図で、図５Ｂは同ブロックの側面断面組立図で、図５Ｃは同ブロックの側面組立図で、さらに図５Ｄは同ブロックに施した切開部の部分構成図である。
【符号の説明】
１，１ａおよび１ｂ 伝達車またはプーリ車
２ 回転軸
１０ 高負荷伝達体、ベルト伝達体または伝達体
１１ 無端保持体、ストラップまたはワイヤロープ
１２ ブロックまたはリンク
１２Ｌ 左側（係止具付）ブロックまたは第二ブロック
１２Ｒ 右側（係止具付）ブロックまたは第一ブロック
１３，１４ 受圧部
１３ａ，１４ａ 平面部
１３ｂ，１４ｂ 折曲部または腕曲部
１３ｃ，１４ｃ 平面部
１５ 貫通孔
１６ 係合突起
１６ａ 凹部
１７ 係止具
１８ 保持隙間または貫通孔
１９ 挿入空間
２０ 弾性突出部
２０ａ 傾斜部、板バネ傾斜部またはクサビ状部
２０ｂ 台形部または当接部
２０ｃ 傾斜平面部または内壁
２０ｄ 台形平面部、内壁または別の平面部
２０ｅ 腕曲切欠部または切欠部
２０ｆ，２０ｉ 平面部
２０ｇ，２０ｈ 腕曲部または折曲部
２０ｊ，２０ｋ 包囲部
２１，２１Ｒ，２１Ｌ 切開部
２２，２３ 接合片
２２ａ，２３ａ 凸部
２２ｂ，２３ｂ 凹部
２２ｃ，２３ｃ 係止部
２４ａ 弾性屈曲部
２４ｂ 弾性逆屈曲部
２５ 弾性板材
２６ 弾性材
２７ 溶接部
Claims (10)
- 長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、
上記各ブロックは、該挾持圧の大きさに応じて幅（Ｘ）方向に伸縮自在に配置された上記受圧部と、この受圧部に連なり幅方向に該挾持圧を伝えかつ長手（Ｙ）直進方向に垂直の平面に配置され隣接ブロックと互に密接当接し該直進押込荷重を受けて動力伝達するための上記平面部と、さらに上記両受圧部の間に配置され該両受圧部間を結ぶ幅方向と垂直の長手（Ｙ）方向に向け断面形状がクサビ状または舌状に突出成形されて上記両受圧部間が幅方向の弾性力をもって撓むことを保証する為の弾性屈曲性を持つ弾性突出部とを有すると共に、直進押込伝動時には前後の隣接ブロックと上記平面部および上記弾性突出部で夫々面接触および上記各ブロックの位置決めをして動力伝達しプーリ加圧摩擦伝動時には該挾持圧を上記弾性突出部の長手方向の弾性傾斜部での弾性応力に変換して弾性吸収したことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。 - 長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、
上記各ブロックは、該挾持圧の大きさに応じて幅（Ｘ）方向に伸縮自在に配置された上記受圧部と、この受圧部に連なり幅方向に該挾持圧を伝えかつ長手（Ｙ）直進方向に垂直の平面に配置され隣接ブロックと互に密接当接し該直進押込荷重を受けて動力伝達するための上記平面部と、さらに上記両受圧部の間に配置され該両受圧部間を結ぶ幅方向と垂直の長手（Ｙ）方向およびラジアル（Ｚ）方向に向け突出成形されて上記両受圧部間に幅方向の弾性屈曲性を保証する弾性突出部とを有すると共に、上記弾性突出部はＸＹおよびＸＺ平面の各断面形状がクサビ状または舌状で長手方向およびラジアル方向に立体的な弾性傾斜部を形成して該挾持圧を長手方向およびラジアル方向の弾性応力に変換して弾性吸収したことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。 - 請求項１または２において、上記ブロックは、上記弾性突出部を、一端で上記平面部に連なる上記弾性傾斜部で形成しまたはこの弾性傾斜部に両側で連なり長手（Ｙ）直進方向に垂直の平面から該直進押込荷重を受けるもう一つの別の平面部と上記弾性傾斜部とで形成したことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。
- 請求項３において、上記ブロックは、上記平面部または上記弾性突出部の該弾性傾斜部には該傾斜部背面外壁の上方側または下方側に夫々腕曲切欠部或いは折曲部または腕曲部を施して上記ブロックの上記受圧部をラジアル方向に位置決め配列可能にしたことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。
- 長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、
上記各ブロックは、該挾持圧により幅方向に伸縮変位可能な上記両受圧部と、該挾持圧を上記両受圧部から弾性突出部に伝える二つの上記平面部と、更に上記両受圧部間に配される上記平面部から幅方向と垂直の長手方向に断面形状がクサビ状又は舌状に突出成形された単一または複数の上記弾性突出部とを有すると共に、該挾持圧による上記両受圧部の幅方向の伸縮変位を長手方向の伸縮変位に応力変換して後方の隣接ブロックに当接加圧される上記弾性突出部の先端当接部と上記両受圧部との間の三点支持構造で安定保持する事で上記各ブロックの上記平面部がプーリ回転軸芯を中心に速比に応じてラジアル方向に等角度で常時正規の配列を維持して安定伝動させたことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。 - 長手方向と垂直な平面で直進押込荷重を受けるため平板状に成形した平面部の左右端にプーリ挾持圧を受けるために二つの受圧部を構成したブロックの多数個を無端保持体に支持させて無端伝達体を形成してなる変速機の高負荷伝達体において、
上記各ブロックは、該挾持圧により幅方向に伸縮変位可能な上記両受圧部と、該挟持圧を上記両受圧部から弾性突出部に伝える二つの上記平面部と、更に上記両受圧部間に配される上記平面部から幅方向と垂直の長手方向に断面形状がクサビ状又は舌状に突出成形され且つ上記弾性突出部の突出成形の方向を上記伝達体の長手進行方向の後方に向って突出成形された単一または複数の上記弾性突出部とを有すると共に、該挟持圧による上記両受圧部の幅方向の伸縮変位を長手方向の伸縮変位に応力変換された上記弾性突出部の先端当接部を更に後方で当接する隣接ブロックからの長手方向の直進押込荷重によって逆方向から押込加圧する事で動力伝動したことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。 - 請求項１、２、５または６において、上記ブロックは、帯状またはワイヤロープ状の上記無端保持体が上記弾性突出部の上端に配した腕曲切欠部を包囲しまたは中心に配した貫通孔を通すことで上記無端保持体上を摺動可能に保持されたことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。
- 請求項７において、上記ブロックは、長手方向またはラジアル方向に複数の上記弾性突出部を有し上記両受圧部を共通させて複数の該三点支持構造を働かせたことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。
- 請求項１、２、５または６において、上記ブロックは、上記弾性突出部のＸＺ平面の断面形状がラジアル方向でかつ上記伝達体の内周側または外周側に向い第二または第三のクサビ状または舌状突出部を夫々突出形成され、上記伝達体の正転屈曲方向または逆転屈曲方向の弾性力を保持したことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。
- 請求項１、２、５または６において、上記ブロックは、上記弾性突出部および上記平面部を弾性材で成る金属材または樹脂と強化繊維との複合材の単一平板材から或いは該単一平板材に別の金属材または樹脂材をラミネートした積層平板材から成形したことを特徴とする変速機の高負荷伝達体。
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