CN101896739A - 带式无级变速器及其滑轮 - Google Patents

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Abstract

本发明的带式无级变速器及其滑轮中，固定侧滑轮(66)包括形成有固定侧滑轮面(66a)的夹压滑轮部(68)和在中心部固定有旋转轴(15)的支承滑轮部(70)。支承滑轮部(70)在旋转轴(15)的轴线方向上隔着夹压滑轮部(68)与可动侧滑轮面(14a)对置配置，并支承夹压滑轮部(68)的外周部(68b)，以约束夹压滑轮部(68)的外周部(68b)的轴线方向位移。夹压滑轮部的内周部(68c)能够相对于旋转轴(15)沿轴线方向位移，并且能够对旋转轴(15)进行扭矩传递。

Description

带式无级变速器及其滑轮
技术领域
本发明涉及在滑轮上卷绕有皮带的带式无级变速器及其滑轮。
背景技术
这种带式无级变速器的相关技术已公开在下述专利文献1中。根据专利文献1的带式无级变速器具有设置于驱动侧的旋转轴上的第一滑轮和设置于从动侧的旋转轴上的第二滑轮，且在两个滑轮上跨设有皮带。旋转轴由第一轴部和第二轴部形成，其中，上述第一轴部与具有圆锥面的第一凸缘部成为一体，上述第二轴部与第二凸缘部成为一体且具有中空孔，该第二凸缘部与第一凸缘部成为一体且形成固定侧滑轮。在第一轴部形成有第一轴接合端面，在第二轴部形成有第二轴接合端面，在第一凸缘部形成有环状接合面，在第二凸缘部形成有环状接合面，且分别通过摩擦焊接而接合。由此，确保足够的刚性并且降低具有滑轮的轴的重量。
专利文献1：日本特开2002-106659号公报
在专利文献1中，固定侧滑轮的内周部固定于旋转轴上，因此，夹压皮带时的固定侧滑轮的变形状态成为与中心部被固定的圆板的弯曲相当的变形状态。因此，夹压皮带时的固定侧滑轮的轴向位移在半径小的内周部易变小，而在半径大的外周部易变大。其结果，皮带与滑轮的接触状态易成为径向内侧比径向外侧强力地接触的状态(下接触)。若皮带与滑轮的接触成为下接触，则会导致噪音、振动的增大、皮带磨损、动力传递效率的降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够抑制皮带与滑轮的接触成为下接触的带式无级变速器及其滑轮。
本发明涉及的带式无级变速器的滑轮的要点在于，具备固定侧滑轮和可动侧滑轮，该固定侧滑轮形成有固定侧圆锥面、且在其中心部固定有旋转轴，该可动侧滑轮能够沿旋转轴的轴线方向移动、且形成有在该轴线方向上与固定侧圆锥面对置的可动侧圆锥面，上述带式无级变速器的滑轮在固定侧圆锥面与可动侧圆锥面之间夹压皮带，其中，固定侧滑轮包括夹压滑轮部和支承滑轮部，该夹压滑轮部形成有固定侧圆锥面，该支承滑轮部在上述轴线方向上隔着夹压滑轮部与可动侧圆锥面对置配置来支承夹压滑轮部，且在其中心部固定有旋转轴；支承滑轮部支承夹压滑轮部的外周部，以约束夹压滑轮部的外周部的轴线方向位移；夹压滑轮部的内周部能够相对于旋转轴沿上述轴线方向位移，并且该夹压滑轮部能够对旋转轴及支承滑轮部的任意一个以上进行扭矩传递。
本发明的一个方式中，优选设置有第一扭矩传递机构，该第一扭矩传递机构通过允许夹压滑轮部的内周部相对于旋转轴的轴线方向位移，且约束夹压滑轮部的内周部相对于旋转轴的旋转方向位移，来在夹压滑轮部与旋转轴之间进行扭矩传递。
在本发明的一个方式中，优选在夹压滑轮部的内周部与旋转轴之间形成有空隙。
在本发明的一个方式中，优选设置有第二扭矩传递机构，该第二扭矩传递机构通过约束夹压滑轮部的外周部相对于支承滑轮部的旋转方向位移，来在夹压滑轮部与支承滑轮部之间进行扭矩传递。
在本发明的一个方式中，优选夹压滑轮部的外周部与支承滑轮部接合。
在本发明的一个方式中，优选在夹压滑轮部的内周部与支承滑轮部之间形成有空隙。
此外，本发明涉及的带式无级变速器在滑轮上卷绕有传送带，其要点在于，上述滑轮为本发明涉及的带式无级变速器的滑轮。
根据本发明，支承滑轮部对夹压滑轮部的外周部进行支承以约束夹压滑轮部的外周部的轴线方向位移，并且夹压滑轮部的内周部能够相对于旋转轴沿其轴线方向位移，从而能够抑制传送带与滑轮的接触成为下接触(径向内侧比径向外侧强力地接触的状态)。
附图说明
图1是表示具备滑轮的带式无级变速器的简要基本构成的图。
图2是表示具备滑轮的带式无级变速器的简要基本构成的图。
图3是表示具备滑轮的带式无级变速器的简要基本构成的图。
图4是表示具备滑轮的带式无级变速器的简要基本构成的图。
图5是表示本发明的实施方式涉及的带式无级变速器的滑轮的简要构成的图。
图6是表示本发明的实施方式涉及的带式无级变速器的滑轮的简要构成的图。
图7是表示在基本构成中，在来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面16a的外周部上的情况下，固定侧滑轮16的变形状态的图。
图8是表示在基本构成中，在来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面16a的中央部上的情况下，固定侧滑轮16的变形状态的图。
图9是表示在基本构成中，通过计算来对来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面16a的外周部时的固定侧滑轮面16a的轴线方向位移进行检查的结果。
图10是表示在基本构成中，通过计算来对来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面16a的中央部时的固定侧滑轮面16a的轴线方向位移进行检查的结果。
图11是说明基本构成中，部件26与滑轮面14a、16a的接触成为下接触的状态的图。
图12是说明基本构成中，作用于部件26上的后倾方向的力矩的图。
图13是表示本发明的实施方式中，来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面66a的外周部时的固定侧滑轮66的变形状态的图。
图14是表示本发明的实施方式中，来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面66a的中央部时的固定侧滑轮66的变形状态的图。
图15是表示本发明的实施方式中，通过计算来对来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面66a的外周部时的固定侧滑轮面66a的轴线方向位移进行检查的结果。
图16是表示本发明的实施方式中，通过计算来对来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面66a的中央部时的固定侧滑轮面66a的轴线方向位移进行检查的结果。
图17是说明本发明的实施方式中，部件26与滑轮面14a、66a的接触成为下接触的状态的图。
图18是表示本发明的实施方式涉及的带式无级变速器的滑轮的其他简要构成的图。
图19是表示本发明的实施方式涉及的带式无级变速器的滑轮的其他简要构成的图。
其中附图标记说明如下：
1...带式无级变速器；10...驱动滑轮；11...从动滑轮；12...环形带；14...可动侧滑轮；14a...可动侧滑轮面；15...旋转轴；16、66...固定侧滑轮；16a、66a...固定侧滑轮面；24...环形窄带；26...部件；26a...侧面；68...夹压滑轮部；68a...背面；68b、70b...外周部；68c、70c...内周部；70...支承滑轮部；72、74...空隙；78、80...齿；88、90...花键。
具体实施方式
下面，结合附图来说明本发明的优选实施方式。
[基本构成]
图1～图4是表示具备滑轮的带式无级变速器1的简要基本构成的图。图1表示从与滑轮的旋转轴15的轴线方向平行的方向看到的带式无级变速器1的简要构成，图2表示从与滑轮的旋转轴15的轴线方向垂直的方向看到的带式无级变速器1的局部构成，图3表示从与滑轮的旋转轴15的轴线方向平行的方向看到的环形带12的局部构成，图4表示固定侧滑轮16的构成的立体图。在图4中，示出了将旋转轴15及固定侧滑轮16切成一半的状态。在带式无级变速器1中，动力传递用环形带12卷绕在驱动滑轮(第一滑轮)10及从动滑轮(第二滑轮)11上，驱动滑轮10的旋转经由环形带12传递到驱动滑轮11。
驱动滑轮10构成为，包括在中心部固定有旋转轴15的固定侧滑轮16和能够沿着旋转轴15的轴线方向(以下简称为轴线方向)移动的可动侧滑轮14。形成于固定侧滑轮16的固定侧滑轮面16a与形成于可动侧滑轮14的可动侧滑轮面14a在轴线方向上对置配置，为了经由环形带12来传递扭矩，而在固定侧滑轮面16a与可动侧滑轮面14a之间夹压有环形带12。这里的固定侧滑轮面16a及可动侧滑轮面14a是相对于滑轮径向倾斜的圆锥面(锥形面)，滑轮面14a、16a彼此的间隔越靠滑轮径向内侧越窄(越靠滑轮经向外侧越宽)。另外，从动滑轮11的构成与驱动滑轮10相同，构成为包括固定侧滑轮16和可动侧滑轮14。
环形带12具备一对环形窄带(层压窄带)24和在该一对环形窄带24上沿其周向并列地被支承的多个部件26。随着驱动滑轮10进行旋转来驱动环形带12，各部件26在其侧面26a与可动侧滑轮面14a及固定侧滑轮面16a接触，而被夹压在固定侧滑轮面16a与可动侧滑轮面14a之间。如图3所示，通过各部件26的下侧(滑轮径向内侧)的厚度逐渐变薄，在各部件26上与在带驱动方向前方(带驱动方向的一个方向)相邻的部件26对置地形成有摆动边缘35。各部件26的摆动边缘35沿着部件26的宽度方向延伸。各部件26能够以在带驱动方向后方(带驱动方向的另一个方向)相邻的部件26的摆动边缘35为支点进行摇动(倾斜)。
因所供给的油压力而在可动侧滑轮14上作用有轴线方向的推力。在该推力的作用下，可动侧滑轮14向轴线方向移动，从而可动侧滑轮面14a与固定侧滑轮面16a的间隔发生变化。与此同时，环形带12相对于滑轮面14a、16a沿滑轮径向滑动。由于该环形带12的滑轮径向滑动，环形带12对驱动滑轮10及从动滑轮11的跨设直径连续地变化，从而带式无级变速器1的变速比将连续变化。
[实施方式]
图5、图6是表示本发明的实施方式涉及的带式无级变速器的滑轮的简要构成的图，表示固定侧滑轮66的简要构成。图5是表示从与轴线方向垂直的方向看到的固定侧滑轮66的简要构成的图，图6是表示固定侧滑轮66的局部构成的立体图。在图6中，示出了将旋转轴15及固定侧滑轮66切成一半的状态。通过将图1～图4所示的基本构成的固定侧滑轮16替换为如下所述构成的固定侧滑轮66，能够获得具备本实施方式涉及的滑轮的带式无级变速器。在这种情况下，可以将驱动滑轮10的固定侧滑轮16替换为固定侧滑轮66，可以将从动滑轮11的固定侧滑轮16替换为固定侧滑轮66，也可以将驱动滑轮10及从动滑轮11双方的固定侧滑轮16替换为固定侧滑轮66。在以下的实施方式的说明中，对与图1～图4所示的基本构成相同的构成或相对应的构成标注同一符号，并省略重复说明。
固定侧滑轮66构成为，包括形成有固定侧滑轮面66a的夹压滑轮部68和支承该夹压滑轮部68的支承滑轮部70。这里的固定侧滑轮面66a与固定侧滑轮面16a相同，在轴线方向上与可动侧滑轮面14a对置配置，并且是可动侧滑轮面14a的间隔越向滑轮径向内侧越窄的方式相对于滑轮径向倾斜的圆锥面(锥形面)。环形带12(部件26)被夹压在固定侧滑轮面66a与可动侧滑轮面14a之间。支承滑轮部70在轴线方向上隔着夹压滑轮部68与可动侧滑轮面14a对置配置，通过与夹压滑轮部68的背面68a(与固定侧滑轮面66a相反侧的面)抵接，来支承夹压滑轮部68。在支承滑轮部70的中心部固定有旋转轴15。在这里，可以使支承滑轮部70和旋转轴15形成为一体的部件，也可以使支承滑轮部70和旋转轴15形成为独立的部件，并通过压入等之后进行一体化。
在本实施方式中，通过支承滑轮部70的外周部70b与夹压滑轮部68(背面68a)的外周部68b抵接，支承滑轮部70在其外周部70b对夹压滑轮部68的外周部68b进行支承，以约束夹压滑轮部68(固定侧滑轮面66a)的外周部68b的轴线方向位移。而且，在支承滑轮部70的内周部70c与夹压滑轮部68(背面68a)的内周部68c之间形成有空隙72，支承滑轮部70不对夹压滑轮部68的内周部68c进行支承(不对内周部68c的轴线方向位移进行约束)。在图5、6所示的例子中，在夹压滑轮部68与支承滑轮部70之间，除了外周部68b、70b之间以外形成有空隙72。而且，在夹压滑轮部68的内周部68c上，朝向旋转轴15突出地设置有齿宽方向与轴线方向一致(或大致一致)的花键(齿)88，在旋转轴15的外周部上，朝向夹压滑轮部68的内周部68c突出地设置有齿宽方向与轴线方向一致(或大致一致)的花键(齿)90。通过夹压滑轮部68的花键88与旋转轴15的花键90相互啮合，夹压滑轮部68的内周部68c与旋转轴15在旋转方向上相互卡合，约束了夹压滑轮部68的内周部68c相对于旋转轴15的旋转方向位移(相对位移)。因此，能够在夹压滑轮部68与旋转轴15之间进行转矩传递，使夹压滑轮部68与旋转轴15及支承滑轮部70成为一体来进行旋转。另外，由于允许花键88相对于花键90的轴线方向位移(相对位移)，因此旋转轴15未约束夹压滑轮部68的内周部68c的轴线方向位移，并允许夹压滑轮部68的内周部68c相对于旋转轴15的轴线方向位移(相对位移)。这样，相互啮合(卡合)的花键88、90作为转矩传递机构(卡合机构)发挥作用，夹压滑轮部68的内周部68c相对于旋转轴15的旋转方向的相对位移受到约束，而且能够相对于旋转轴15沿轴线方向相对位移。
在固定侧滑轮面66a与可动侧滑轮面14a之间夹压环形带12(部件26)时，夹压滑轮部68从部件26受到朝向支承滑轮部70一侧的推力，从而欲向轴线方向(向支承滑轮部70一侧)位移。支承滑轮部70由外周部70b受到来自夹压滑轮部68的推力，从而对夹压滑轮部68的外周部68b进行支承，并将夹压滑轮部68的轴线方向的位移抑制成有限的量(或者范围)。
在图1～4所示的基本构成中，固定侧滑轮16的内周部固定于旋转轴15，因此，如图7、8所示，夹压环形带12(部件26)时的固定侧滑轮16的变形状态成为与中心部被固定的圆板的弯曲相当的变形状态。在这里，图7表示部件26与固定侧滑轮面16a的外周部接触且来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面16a的外周部时的固定侧滑轮16的变形状态，图8表示部件26与固定侧滑轮面16a的中央部接触且来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面16a的中央部时的固定侧滑轮16的变形状态。此时，如图9、10所示，固定侧滑轮16(固定侧滑轮面16a)的轴线方向位移倾向于在半径小的内周部较小，而在半径大的外周部较大。在这里，图9表示通过计算检查到的来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面16a的外周部时的固定侧滑轮面16a的轴线方向位移的结果，图10表示通过计算检查到的来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面16a的中央部时的固定侧滑轮面16a的轴线方向位移的结果。因此，部件26的侧面26a与滑轮面14a、16a之间的表面压力在径向内侧易变高，而在经向外侧易变低。即，如图11所示，部件26与滑轮面14a、16a之间的接触状态易成为滑轮径向内侧比滑轮径向外侧强力地接触的下接触状态。尤其是，部件26与滑轮面14a、16a之间的接触位置越靠滑轮径向外侧，部件26的下侧与滑轮面14a、16a越强力地接触。部件26的下侧(滑轮径向内侧)与上侧(滑轮径向外侧)相比，板厚薄且刚性低，因此若部件26与滑轮面14a、16a之间的接触成为下接触，则部件26的变形量增大。进而，若部件26与滑轮面14a、16a之间的接触成为下接触，则例如如图12所示，在从滑轮面14a、16a向部件26的下侧作用的摩擦力F的作用下，部件26上作用有力矩M而发生摆动，从而部件26的姿势恶化。其结果，导致噪音、振动增大、部件26的磨损增大、动力传递效率降低。另外，在图12中，对部件26上作用后倾方向的力矩M而发生后倾摆动的情况进行了说明，但是，在从滑轮面14a、16a向部件26的下侧作用的摩擦力F的朝向与图12相反的情况下，部件26上作用前倾方向的力矩M而发生前倾摆动。
与此相对，在本实施方式中，夹压滑轮部68的内周部68c的轴线方向位移得到允许，因此夹压环形带12(部件26)时的夹压滑轮部68的变形状态如图13、14所示，成为与外周部68b被固定的圆板的弯曲相当的变形状态。在这里，图13表示部件26与固定侧滑轮面66a的外周部接触且来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面66a的外周部的情况，图14表示部件26与固定侧滑轮面66a的中央部接触且来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面66a的中央部的情况。因此，如图15、16所示，夹压滑轮部68(固定侧滑轮面66a)的轴线方向位移倾向于在半径小的内周部较大而在半径大的外周部较小。在这里，图15表示通过计算检查到的来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面66a的外周部时的固定侧滑轮面66a的轴线方向位移的结果，图16表示通过计算检查到的来自部件26的负荷作用于固定侧滑轮面66a的中央部时的固定侧滑轮面66a的轴线方向位移的结果。因此，部件26的侧面26a与滑轮面14a、66a之间的表面压力在径向内侧较低而在径向外侧较高。即，如图17所示，部件26与滑轮面14a、66a之间的接触状态，成为滑轮径向外侧比滑轮径向内侧强力地接触的上接触状态，能够抑制部件26与滑轮面14a、66a之间的接触成为下接触。部件26的上侧(滑轮径向外侧)与下侧(滑轮径向内侧)相比，板厚较厚且刚性较高，因此通过使部件26与滑轮面14a、66a之间的接触成为上接触，能够使部件26的变形量减少。进而，通过从滑轮面14a、16a向部件26的上侧作用摩擦力，能够抑制对部件26作用的后倾或前倾方向的力矩，能够抑制部件26的姿势恶化。其结果，能够实现噪音、震动的降低、部件26的损耗降低、以及动力传递效率的提高。
接下来，对本实施方式中的固定侧滑轮66的其他构成例进行说明。
在图18所示的构成中，在支承滑轮部70的内周部70c与夹压滑轮部68(背面68a)的内周部68c之间形成有空隙72，且在支承滑轮部70的内周部70c与旋转轴15之间形成有空隙74。因此，旋转轴15及支承滑轮部70不对夹压滑轮部68的内周部68c的轴线方向位移进行约束，夹压滑轮部68的内周部68c能够相对于旋转轴15沿着轴线方向相对位移。在图18所示的例子中，在夹压滑轮部68与支承滑轮部70之间，除了外周部68b、70b之间以外形成有空隙72。进而，在夹压滑轮部68(背面68a)的外周部68b，朝向支承滑轮部70的外周部70b突出地设置有齿宽方向与滑轮径向一致(或大致一致)的齿78，在支承滑轮部70的外周部70b，朝向夹压滑轮部68的外周部68b突出地设置有齿宽方向与滑轮径向一致(或大致一致)的齿80。通过夹压滑轮部68的齿78与支承滑轮部70的齿80相互啮合，夹压滑轮部68的外周部68b与支承滑轮部70的外周部70b在旋转方向上相互卡合，以约束夹压滑轮部68的外周部68b相对于支承滑轮部70的旋转方向位移(相对位移)。因此，能够在夹压滑轮部68与支承滑轮部70之间进行扭矩传递，夹压滑轮部68与支承滑轮部70成为一体，并与旋转轴15一起旋转。这样，相互啮合(卡合)的齿78、80作为扭矩传递机构(卡合机构)发挥作用。
此外，在图19所示的例子中，与图18所示的构成例相比，夹压滑轮部68的外周部68b与支承滑轮部70的外周部70b接合。因此，能够在夹压滑轮部68与支承滑轮部70之间进行扭矩传递，夹压滑轮部68与支承滑轮部70成为一体，并与旋转轴15一起旋转。
图18、19所示的构成例中，均允许夹压滑轮部68的内周部68c的轴线方向位移，因此夹压环形带12(部件26)时的夹压滑轮部68(固定侧滑轮面66a)的轴线方向位移倾向于在半径小的内周部较大而在半径大的外周部较小。因此，部件26与滑轮面14a、66a的接触成为上接触，能够抑制部件26与滑轮面14a、66a之间的接触变成下接触。
另外，在图18、19所示的构成例中，均在夹压滑轮部68的内周部68c设置花键88，且在旋转轴15的外周部设置花键90，并且能够使这些花键88、90相互啮合。
以上，对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明不受上述实施方式的任何限制，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够以多种方式来实施。例如，环形窄带24的层压数量不限定于图中所示的3层，根据所需强度等，可以是6层或9层。

Claims (7)

1.一种带式无级变速器的滑轮，具备：固定侧滑轮，其形成有固定侧圆锥面，且在其中心部固定有旋转轴；可动侧滑轮，其能够沿旋转轴的轴线方向移动，且形成有在该轴线方向上与固定侧圆锥面对置的可动侧圆锥面，
上述带式无级变速器的滑轮在固定侧圆锥面与可动侧圆锥面之间夹压传送带，其中，
固定侧滑轮包括夹压滑轮部和支承滑轮部，上述夹压滑轮部形成有固定侧圆锥面，上述支承滑轮部在上述轴线方向上隔着夹压滑轮部与可动侧圆锥面对置配置来支承夹压滑轮部，且在其中心部固定有旋转轴，
支承滑轮部支承夹压滑轮部的外周部，以约束夹压滑轮部的外周部的轴线方向位移，
夹压滑轮部的内周部能够相对于旋转轴沿上述轴线方向位移，并且能够对旋转轴及支承滑轮部的任意一个以上进行扭矩传递。
2.根据权利要求1所述的带式无级变速器的滑轮，其中，设置有第一扭矩传递机构，该第一扭矩传递机构通过允许夹压滑轮部的内周部相对于旋转轴的轴线方向位移，且约束夹压滑轮部的内周部相对于旋转轴的旋转方向位移，来在夹压滑轮部与旋转轴之间进行扭矩传递。
3.根据权利要求1所述的带式无级变速器的滑轮，其中，在夹压滑轮部的内周部与旋转轴之间形成有空隙。
4.根据权利要求1所述的带式无级变速器的滑轮，其中，设置有第二扭矩传递机构，该第二扭矩传递机构通过约束夹压滑轮部的外周部相对于支承滑轮部的旋转方向位移，来在夹压滑轮部与支承滑轮部之间进行扭矩传递。
5.根据权利要求1所述的带式无级变速器的滑轮，其中，夹压滑轮部的外周部与支承滑轮部接合。
6.根据权利要求1所述的带式无级变速器的滑轮，其中，在夹压滑轮部的内周部与支承滑轮部之间形成有空隙。
7.一种在滑轮上卷绕有传送带的带式无级变速器，其中，上述滑轮是权利要求1～6中任意一项所述的滑轮。
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