CN101061330A

CN101061330A - 无级变速器用轮带及其制造方法

Info

Publication number: CN101061330A
Application number: CNA2005800309832A
Authority: CN
Inventors: 服部雅士; 藤井克守; 中村亮; 牧野秀树; 伊藤洋平
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; CVTEC Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; CVTEC Co Ltd
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2025-12-02
Also published as: DE112005002222T5; WO2006064673A1; JP4557704B2; US8104159B2; CN101061330B; US20090182446A1; US20060135306A1; JP2006170393A

Abstract

通过以不同的调配比混合了第1V形部件3₁和第2V形部件3₂的第1V形部件组A和第2V形部件组B，来组装轮带1。与随机混合了V形部件的轮带相比，噪声等级降低并且分散。例如，用上述调配比，在计算机上指定V形部件3₁、3₂的排列，根据模拟的结果，决定最佳的V形部件的排列。

Description

无级变速器用轮带及其制造方法

技术领域

本发明涉及缠绕在由一对带轮(sheave)构成的主动轮(primary pulley)以及从动轮(secondary pulley)上而使用的无级变速器用轮带，详细来说，涉及使用厚度不同的与上述带轮抵接的多个V形部件(block)来实现噪声的降低的无级变速器用轮带。

背景技术

通常，在汽车等的动力传动装置中使用轮带式的无级变速器(CVT)，作为该无级变速器用的轮带，使用在无终端体上连续安装有V形部件的轮带。进而，作为上述无终端体，有推式(push type)产品和拉式(pull type)产品，该推式产品是使用层压有多张金属板的环，并对V形部件施加压缩力来进行动力传动的；该拉式产品是使用通过销而交替连接链接板的链条(chain)，并利用作用于该链条的拉力来进行动力传动的。本发明主要是开发推式才的，但是也能够应用于拉式产品。

上述无级变速器用轮带在V状的部件(元件)抵接在带轮时，发出抵接音，但是如果V形部件的厚度相同，则会产生在规定频率下具有峰值的对人类来说刺耳的噪音。

以往提出了如下方案：通过不规则地配置由厚度不同的多个种类构成的部件，来分散上述频率的峰值，实现低噪音化(例如，参照日本特公平6-21605号公报，日本特开2000-274492号公报)。

发明内容

将上述板厚不同的部件不规则排列的轮带(以下称随机混合轮带)，虽然噪声被分散，峰值被降低，但是其效果不充分，会产生对人类来说刺耳的噪音。

具体地说，仅由板厚为1.5mm的部件(元件)3(400张)组成的轮带1₁如图6所示，产生噪音的次数为部件向带轮啮合的次数以上，该噪音是具有宽度非常窄的峰值的噪音。

将板厚为1.4mm的部件(元件)和板厚为1.5mm的部件(元件)分别混合相同数量(200张)并不规则地进行排列而形成的随机混合轮带1₂如图7所示，虽然以与作为1.4mm和1.5mm的平均值的1.45mm相当的次数为中心进行白噪声化，峰值降低，但还是会产生对人类来说刺耳的噪声。

因此，本发明的目的在于提供一种无级变速器用轮带，制造板厚不同的部件的张数比不相同的多个部件组，利用这些部件组来组装轮带，从而进一步分散噪声，实现峰值进一步的降低。

本发明提供一种在无终端体(2)上安装有多个V形部件(3)的无级变速器用轮带(1，1₁)，其特征在于，所述V形部件具有板厚不同的多个种类(3₁，3₂)，所述多个V形部件构成安装在所述无终端体(2)上的一连串的V形部件，该一连串的V形部件按照所述种类不同的V形部件的调配比例不相同的多个V形部件组(A，B)(A’，B’)来划分。

即，在无终端体(2)上安装有多个V形部件(3)的无级变速器用轮带(1，1₁)中，其特征在于，所述V形部件具有板厚不同的多个种类(3₁，3₂)，并且划分成多个V形部件组(A，B)(A’，B’)，在该多个V形部件组(A，B)(A’，B’)之间，这些种类不同的V形部件的调配比例不相同，以所述V形部件组为单位，通过多个V形部件组(A，B)(A’，B’)来构成在所述无终端体上安装的一连串的所述V形部件。

这样，因为通过V形部件的调配比例不相同的多个V形部件组构成轮带，所以与随机混合轮带相比，能够进一步分散噪声，从而能够降低刺耳的噪音。

作为一实施方式，所述V形部件组(A，B)是随机排列所述种类不同的V形部件而成的(例如参照图4、图8)。

这样，当随机排列V形部件组的V形部件时，能容易地进行轮带的组装。

作为其它的方式，所述V形部件组(A’，B’)是以指定的规定顺序排列所述种类不同的V形部件而成的(例如参照图5)。

这样，当以噪声等级小的规定顺序排列V形部件组的V形部件时，就能够实现噪声进一步降低。

另外，所述种类不同的各个V形部件(3₁，3₂)的数量在所述一连串的V形部件中大致相同。

优选所述V形部件是由板厚不同的第1V形部件(3₁)和第2V形部件(3₂)这两种构成的，所述多个V形部件组是由所述第1V形部件以及第2V形部件的调配比例不相同的第1V形部件组(A)(A’)以及第2V形部件组(B)(B’)构成的。

这样，由板厚不同的两种V形部件构成V形部件组，并且由两个V形部件组构成一连串的轮带，则能够通过种类少的V形部件容易地组装轮带，性价比好。

更优选的是，在所述第1V形部件组(A)(A’)和所述第2V形部件组(B)(B’)之间，所述第1V形部件和第2V形部件的调配比例的比率为相反的关系。

这样，如果使种类不同的各V形部件的数量在一连串的V形部件中能够为相同数量，或者使两个V形部件组的调配比例为相反关系，则能够使种类不同的V形部件的使用数量大致相同，而能够提高组装效率以及成品率。

作为一例，所述无终端体是层叠了多个金属板的环(2)。

这样，当应用于将金属环做为无终端体的轮带时，能连续地安装V形部件，适于本发明的噪音降低。

本发明的无级变速器用轮带的制造方法(参照例如图9、图10)，包括：构成多个V形部件组(A，B)的工序，在该多个V形部件组(A，B)之中，所述种类不同的V形部件的调配比例不相同；以及将由所述多个V形部件组构成的多个V形部件安装在无终端体上，从而构成一连串的部件的工序。

即，无级变速器用轮带的制造方法，包括：将种类不同的V形部件划分成调配比例不相同的多个V形部件组的工序(S2)；指定多个该V形部件组中的所述多个V形部件的排列，并在计算机上以该V形部件组为单位，通过多个部件组来组装一连串的轮带的工序(S3)；模拟将上述组装好的轮带缠绕在滑轮上驱动的状态，在计算机上计算噪声等级的工序(S4)；以及对基于上述计算而得到的各轮带的噪声等级进行分析，并从中决定最佳轮带(E)的工序(S5，S6)。

构成所述V形部件组的工序具有：将所述V形部件分成所述种类不同的V形部件的调配比例不同的多个V形部件组的工序(S2)；以及指定多个该V形部件组中所述多个V形部件的排列的工序(S3)，

指定所述排列的工序具有：在计算机上通过该V形部件组来组装一串轮带的工序；模拟将上述组装好的轮带缠绕在滑轮上驱动的状态，计算噪声等级的工序(S3)；以及对基于上述计算而得到的各轮带的噪声等级进行分析，决定最佳轮带的工序(S5、S6)。

这样，例如通过计算机模拟，决定噪声等级小的最佳的V形部件的组合，能够制造噪声产生小的无级变速器用轮带。

另外，上述括号内的附图标记是参考附图时用的，其不对权利要求的限定产生任何影响。

附图说明

图1是表示应用了本发明的无级变速器用轮带的局部立体图。

图2是表示V形部件的图，(a)是正视图，(b)是侧视图。

图3是随机混合(原始)轮带的说明图。

图4调配指定轮带的说明图。

图5是调配排列指定轮带的说明图。

图6是说明使用了相同V形部件的轮带的噪音等级的图。

图7是说明随机混合(原始)轮带的噪音等级的图。

图8是说明调配指定轮带的噪音等级的图。

图9是表示原始轮带和调配指定轮带基于模拟而产生的单体振动的峰值出现的频率的图。

图10是表示本发明的制造方法的流程图。

图11是表示实际测量各个轮带的结果的图。

图12是表示原始(仅混合)轮带的具体例的图。

图13是表示调配指定轮带的具体例的图。

图14是表示调配排列指定轮带的具体例的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。图1是表示无级变速器用轮带的一部分的立体图，图2是表示其V形部件(元件)的图。无级变速器用轮带1由层叠了多个无终端金属板的环2和连接于该环2而安装的多个V形部件(元件)3构成，这些V形部件呈无终端状而一连串地构成。V形部件3如图2详细示出那样，由钢制的并具有规定板厚的金属板构成，并且由主体5和头部7构成，该主体5具有与带轮抵接的V字形状的左右的侧面a，该头部7通过柱6连接于主体，在柱6左右的主体与头部7之间的部分为收容上述环2的鞍型部9。进而，在左右侧面a形成有用于流过润滑油的槽b，而且为了保持各个部件的姿势而在头部7的一个面上形成有突起d，而在头7的另一个面形成有孔洞e。

并且，上述V形部件3具有板厚t不同的多个种类，具体地说，包括由板厚t为1.4mm而构成的第1V形部件(元件)3₁和由板厚t为1.5mm而构成的第2V形部件(元件)3₂，这两个部件3₁、3₂的外部形状为相同形状。

并且，上述的以往技术涉及的随机混合轮带1₂如图3所示，将200张的第1部件3₁和200张的第2部件3₂混合起来并进行不规则(随机)地排列，共由400张部件进行组装。

相对于此，本发明中的调配指定轮带1如图4所示，由混合了50张第1V形部件3₁和150张第2V形部件3₂的第1V形部件组A组装轮带的一半，由混合了150张第1V形部件3₁和50张第2V形部件3₂的第2V形部件组B组装轮带的另一半。即，调配指定轮带1的一半由以1比3的比例将第1V形部件3₁和第2V形部件3₂混合在一起并进行不规则地排列的第1V形部件组A构成，且剩下的一半由使第1部件3₁和第2V形部件3₂以3比1的比例进行了不规则地排列的第2V形部件组B构成。另外，第1和第2部件的比例不限于上述1比3，可以是1比2、2比3、1比4、3比7等其它比例，或者也可以在第1和第2部件组中改变比例，并且部件组不限于两组，可以是3组、4组等更多组，而且板厚不同的部件不限于2种，可以是3种、4种等多种。另外，在第1V形部件组A和第2V形部件组B中使第1以及第2部件的比例例如为3比7、7比3等这样的相反关系，从而在轮带整体上，第1V形部件和第2V形部件为相同数量，能提高安装效率以及成品率。

进而，如图5所示，在上述调配指定轮带中，有适当地指定第1部件3₁和第2部件3₂的顺序(排列)的排列指定轮带1₁。该排列指定轮带1₁通过由60张第1部件3₁和140张第2部件3₂构成的第1部件组A’组装轮带的一半，并通过由140张第1部件3₁和60张第2部件3₂构成的第2部件组B’组装轮带的另一半。进而，在第1部件组A’以及第2部件组B’中，第1部件3₁和第2部件3₂的排列顺序被指定为噪音下降的顺序。由此，即使是上述调配指定，也能够消除由各个部件组内的第1以及第2部件的顺序带来的、后述的峰值出现频率的不均衡。另外，上述轮带1₁在第1部件组A’和第2部件组B’中，分别使第1部件3₁和第2部件为1比2(2比1)这样相同的比率，但是可以在两个部件组中使用不同的比率，例如第1部件组为1比3，第2部件组为2比1。

如现有技术所示那样，仅由1个种类的部件3₁构成的轮带1₁，例如仅由板厚为1.5mm的第2部件3₂构成的轮带1₁如图6所示，会发出刺耳的噪音，该刺耳的噪音在每当部件啮合于带轮时产生的宽度非常窄的频带中具有尖锐的峰值。如图7所示，使第1部件3₁和第2部件3₂分别以相同数量混合并不规则地排列的随机混合轮带1₂发出如下的噪音，即上述峰值被白噪声化，并且由以与平均值1.45mm相当的次数为中心的分散了的宽度1₁中下降了的峰值构成。

并且，如图8所示，通过将50张第1部件3₁和150张第2部件3₂混合而进行了不规则(随机)排列的第1部件组A(例如调配比例为1比3)，来组装一半轮带，通过将150张第1部件3₁和50张第2部件3₂混合而进行了不规则(随机)排列的第2部件组B(例如调配比例为3比1)，来组装一半轮带，这样组装而成的调配指定轮带1，在第1部件组A部分产生以平均板厚1.475mm为中心的随机振动，并且在第2部件组B部分产生以平均板厚1.425mm为中心的随机振动，由此与上述随机混合轮带相比，使噪声进一步分散，从而峰值进一步降低。即，峰值频率宽度1₂比虚线表示的上述随机混合轮带的频率的宽度1₁更加扩大，噪音等级[dB]与上述随机混合轮带相比，低x[dB]，这就是该调配指定轮带1产生的效果。

图9表示在计算机上对构成有第1部件组A和第2部件组B的多个调配指定轮带啮合于带轮时的单体振动进行分析的模拟结果。图9的实线表示上述调配指定的轮带1，虚线表示图7所示的随机混合(原始)轮带1₂，表示它们分别进行1000次试验的结果。图中，横轴的单体振动[dB]表示在N＝K次时的模拟的单体振动峰值，纵轴的出现频率[％]表示各模拟的单体振动[dB]的峰值出现率。另外，原始轮带1₂是对板厚为1.4mm的第1V形部件和板厚为1.5mm的第2V形部件以50比50进行调配指定，并进行各个不同的排列(顺序)指定，图中是对这时的单体振动的模拟结果，调配指定轮带1是使用板厚同样为1.4mm的第1V形部件和板厚为1.5mm的第2V组件，前半部分是第1和第2部件的数量的比为3比7的部件组，后半部分是上述比为7比3的部件组，在各个部件组中指定了各个不同的排列，图中是这时的单体振动模拟结果。

如图9所示，原始轮带1₂，在单体振动b[dB]中，具有出现频率最大的中央值(约30％)，并在比较宽的范围内分散。相对于此，上述调配指定轮带1，在单体振动a[dB]中具有出现频率最大的中央值(57％)，并在比较窄的范围内分散。相对于上述原始轮带的中央值b，上述调配指定轮带的中央值a大约低3.2[dB]，并且，其高度约为1.9倍，而且，其分布范围与原始轮带相比，窄到约6成左右。所以，大部分的调配指定轮带1与原始(随机混合)轮带1₂相比，轮带啮合于带轮时产生的噪音小，并且从统计来看，噪音约小3.2[dB]。

接着，上述调配指定轮带1₁中，对选择单体振动低的组合、并指定了其排列顺序的调配/排列指定轮带进行说明。

如图10所示，首先进行步骤S1～S5的调配指定的模拟。即，将与V型轮带形状、轮带的长度、环数等轮带的构成要素相关的条件、带轮(槽轮(sheave))旋转速度等装载在无级变速器(CVT)上旋转时的旋转条件等，设定为用于进行模拟的边界条件(S1)。

此外，将轮带分割成多个部位，设定在该分割的部位安装的V形部件组的厚度的调配比(S2)。具体地说，将轮带分为两部分，对于在轮带的前半部分安装的第1V形部件组，将第1V形部件(t＝1.4mm)和第2V形部件(t＝1.5mm)的数量设定为3比7，对于在轮带的后半部分安装的第2V形部件组，将第1V形部件和第2V形部件的数量设定为7比3。

在上述第1以及第2V形部件组中，在上述比例(比)的范围内，随机地改换排列第1V形部件和第2V形部件的排列(顺序)，在计算机上生成指定了调配/排列的多个轮带(S3)。具体地说，生成1000个排列模式。并且，对该生成的多个轮带在被装载于CVT上旋转时的情况进行模拟，在计算机上计算噪声等级(S4)。

分析对上述每个轮带计算出的噪声等级，决定最佳的经过了调配/排列指定的轮带(S5、S6)。具体地说，如图9所示，通过声压(dB)和该声压等级中的轮带的个数、即出现频率[％]进行分析(S5)，指定在该分析的噪声等级中最佳的经过了调配/排列指定的轮带、即指定图9中的E的轮带。由此，相对于噪声等级，决定计算机模拟上最佳的经过了调配/排列指定的轮带。

具体地说，图12表示随机地调配(随机混合)了第1V形部件和第2V形部件的轮带的一例，图13表示用以3比7来调配第1以及第2V形部件的第1V形部件组、和以7比3调配第1以及第2V形部件的第2V形部件组来组装的调配指定轮带的一例。并且，图14表示计算机模拟的结果中相对噪声等级为最好的结果的、经过了调配/排列指定的轮带。

接着，通过附图11说明使用上述轮带进行实际地测定的结果。将以图12、图13、图14所示的组合生成的调配(随机混合)轮带1₂、调配指定轮带1、调配排列指定轮带1₁，分别实际制作多条。各个轮带因公差、误差等而各稍有不同，将这些轮带实际地缠绕在滑轮上进行运转，测定其实际产生的单体振动(声压、噪声等级)[dB]。在图11中，横轴表示实测到的单体振动，纵轴表示各轮带的具有单体振动峰值的轮带出现频率[％]，点线是原始(随机混合)轮带1₂，点划线是调配指定轮带1，实线为调配排列指定轮带1₁。从图中可知，在出现频率最大值中，相对于原始轮带，调配指定轮带低1.5[dB](＝d-c)，调配排列轮带低3.0[dB](＝d-e)。

并且，通过指定排列，能够减少由排列产生的不均衡。作为不均衡的指标，如果使用标准偏差σ来进行比较，则原始轮带的偏差σ₁＝1.6dB，调配排列轮带的偏差σ＝1.1dB，从而可知通过排列指定，偏差σ的值变小。进而，考虑到平均值降低3dB的情况，对在各轮带的平均值上加上上述3σ₁、3σ₂而得到的值(平均+3σ₁)和(平均+3σ₂)进行比较的结果，相对于原始轮带，调配排列指定轮带低4.5[dB]。即，表示通过调配排列指定，能大大降低原始轮带的大的噪声等级。

另外，上述无级变速器用轮带，作为无终端体使用了由层叠金属板构成的环，但是不限于此，本发明也能够应用到使用了链接链条的无级变速器用轮带中，该链接链条通过销将链接板连接在一起。

产业上的可利用性

本发明中的无级变速器用轮带适用于作为小汽车、大客车、卡车等的车辆用传动装置的轮带式无级变速器(CVT)中，但是不限于此，也能利用于作为拖拉机、联合收割机等车辆的动力传动装置的轮带式无级变速器中，进而也能同样利用于车辆以外的使用轮带式无级变速器的设备中。

Claims

1、一种无级变速器用轮带，在无终端体上安装有多个V形部件，其特征在于，

所述V形部件具有板厚不同的多个种类，

所述多个V形部件构成安装在所述无终端体上的一连串的V形部件，该一连串的V形部件按照所述种类不同的V形部件的调配比例不同的多个V形部件组来划分。

2、如权利要求1所述的无级变速器用轮带，其特征在于，

所述V形部件组是由所述种类不同的V形部件随机排列而成的。

3、如权利要求1所述的无级变速器用轮带，其特征在于，

所述V形部件组是按照指定的规定顺序排列所述种类不同的V形部件而成的。

4、如权利要求1至3中任一项所述的无级变速器用轮带，其特征在于，

所述种类不同的各V形部件的数量在所述一连串的V形部件中大致相同。

5、如权利要求1至4中任一项所述的无级变速器用轮带，其特征在于，

所述V形部件是由板厚不同的第1V形部件和第2V形部件这两种构成的，

所述多个V形部件组是由所述第1V形部件以及第2V形部件的调配比例不同的第1V形部件组以及第2V形部件组构成的。

6、如权利要求5所述的无级变速器用轮带，其特征在于，

在所述第1V形部件组和所述第2V形部件组之间，所述第1V形部件和第2V形部件的调配比例的比率为相反的关系。

7、如权利要求1至6中任一项所述的无级变速器用轮带，其特征在于，

所述无终端体是层叠多个金属板而成的环。

8、一种无级变速器用轮带，在无终端体上安装有多个V形部件，其特征在于，

所述V形部件具有板厚不同的多个种类，

并且划分成多个V形部件组，在该多个V形部件组之间，这些种类不同的V形部件的调配比例不相同，

以所述V形部件组为单位，由多个V形部件组构成了在所述无终端体上安装的一连串的所述V形部件。

9、一种无级变速器用轮带的制造方法，该无级变速器用轮带是在无终端体上安装有多个V形部件的无级变速器用轮带，所述多个V形部件具有板厚不同的多个种类，其特征在于，包括：

构成多个V形部件组的工序，在该多个V形部件组之间，所述种类不同的V形部件的调配比例不相同；以及

将由所述多个V形部件组构成的多个V形部件安装在无终端体上，从而构成一连串的部件的工序。

10、如权利要求9所述的无级变速器用轮带的制造方法，其特征在于，

构成所述V形部件组的工序具有：将所述V形部件划分成所述种类不同的V形部件的调配比例不相同的多个V形部件组的工序；以及对该V形部件组中的所述V形部件的排列进行指定的工序，

对所述排列进行指定的工序具有：在计算机上通过该V形部件组来组装一连串的轮带的工序；模拟将上述组装好的轮带缠绕在带轮上进行驱动的状态，计算噪声等级的工序；以及对基于上述计算而得到的各轮带的噪声等级进行分析，从而决定最佳轮带的工序。

11、一种无级变速器用轮带的制造方法，包括：

将种类不同的多个V形部件划分成调配比例不相同的多个V形部件组的工序；

指定多个该V形部件组中所述多个V形部件的排列，在计算机上以该V形部件组为单位，通过多个部件组来组装一连串的轮带的工序；

模拟将上述组装好的多个轮带缠绕在带轮上进行驱动的状态，在计算机上计算噪声等级的工序；以及

对基于上述计算而得到的各轮带的噪声等级进行分析，并从中决定最佳轮带的工序。