CN108474449A - 无级变速器的传动带 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种传动带，其具备：层叠环(12)、具有一对支柱部(151)和从该支柱部(151)的自由端部朝座面(152s)的宽度方向突出并相互对置的一对钩部(153)的多个单体(15)、在层叠环(12)的最外层环部件(11o)的径向外侧且在多个单体(15)的钩部(153)的径向内侧配置并具有比一对钩部(153)的宽度方向的间隔长的宽度的保持环(17)，保持环(17)的内周长与最外层环部件(11o)的外周长的周长差比相互重合的两个环部件(11)的内侧的环部件(11)的外周长与外侧的环部件(11)的内周长的周长差更长。
Description
技术领域
本发明涉及无级变速器的传动带。
背景技术
以往，作为这种传动带，公知有具有无端状的金属制的条带(层叠环)、金属制的多个单体、宽度比条带稍宽的金属制的防脱落体(保持环)的传动带(例如参照专利文献1)。该传动带的各单体具有从形成水平部分的主体部的两侧上端部向上方延伸突出的一对支柱部，该一对支柱部之间形成有用于收纳条带和防脱落体的凹部。另外，各支柱部的前端形成向内侧折弯的卡合突起，一对卡合突起间形成有稍宽比条带稍宽并且宽度比防脱落体稍窄的开放部。而且，在条带收纳于多个单体的凹部之后，防脱落体经由开放部嵌入凹部内。由此，利用防脱落体，能够防止多个单体从条带脱落。
专利文献1：日本特开2001-193796号公报。
如上述那样，防脱落体必须能够通过宽度比其窄的开放部，鉴于相对于多个单体的组装性，该防脱落体的刚性优选为较低。然而，若降低防脱落体的刚性，则担心耐久性降低。另外，在耐久性方面，大张力作用于防脱落体也非优选。
发明内容
因此，本公开的发明的主要目的是在具有层叠环、多个单体以及保持环的传动带中确保保持环相对于多个单体的组装性并且提高保持环的耐久性。
本发明的传动带卷绕于无级变速器的初级带轮和次级带轮，该传动带具备：层叠环，其具有在厚度方向层叠的多个环部件；多个单体(エレメント)，它们具有与上述层叠环的内周面接触的座面(サドル面)、从上述座面的宽度方向的两侧朝上述层叠环的径向延伸突出的一对支柱部、分别从上述支柱部的自由端部朝上述座面的宽度方向突出并相互对置的一对钩部，上述多个单体沿上述层叠环排列为环状；以及保持环，其在上述层叠环的最外层环部件的径向外侧且在上述多个单体的上述钩部的径向内侧配置，具有比上述一对钩部的上述宽度方向的间隔长的宽度，上述保持环的内周长与上述最外层环部件的外周长的周长差比相互重合的两个上述环部件的内侧的上述环部件的外周长与外侧的上述环部件的内周长的周长差更长。
在这样的传动带中，在无级变速器的动作中张力作用于层叠环而产生该层叠环的伸长时，能够在层叠环与保持环之间确保间隙，使张力实际上不作用于保持环。因此，能够不过度提高保持环的刚性，使保持环不产生伸长。其结果，能够确保保持环相对于多个单体的组装性并且提高保持环的耐久性。
本发明的其它传动带卷绕于无级变速器的初级带轮和次级带轮，该传动带具备：层叠环，其具有在厚度方向层叠的多个环部件；多个单体，它们具有与上述层叠环的内周面接触的座面、从上述座面的宽度方向的两侧朝上述层叠环的径向延伸突出的一对支柱部、分别从上述支柱部的自由端部朝上述座面的宽度方向突出并相互对置的一对钩部，上述多个单体沿上述层叠环排列为环状；以及保持环，其在上述层叠环的最外层环部件的径向外侧且在上述多个单体的上述钩部的径向内侧配置，具有比上述一对钩部的上述宽度方向的间隔长的宽度，上述保持环的内周长设定为比在上述无级变速器的动作中张力作用于上述层叠环时的上述最外层环部件的外周长更长。
在这样的传动带中，在无级变速器的动作中张力作用于层叠环而产生该层叠环的伸长时，在层叠环与保持环之间形成间隙。由此，无级变速器的动作中，能够在层叠环与保持环之间的该层叠环的周向的至少一部分确保间隙，使张力实际上不作用于保持环。因此，能够不过度提高保持环的刚性，使保持环不产生伸长。其结果，能够确保保持环相对于多个单体的组装性并且提高保持环的耐久性。
附图说明
图1是表示具有本发明的传动带的无级变速器的一个例子的结构简图。
图2是表示本发明的传动带的局部剖视图。
图3是表示本发明的传动带所含的单体的主视图。
图4是表示本发明的传动带所含的保持环的俯视图。
图5是表示层叠环与保持环的间隙、保持环与钩部的间隙的说明图。
具体实施方式
接下来，参照附图来说明用于实施本公开的发明的方式。
图1是表示具有本发明的传动带10的无级变速器1的结构简图。该图所示的无级变速器1具有作为驱动侧旋转轴的初级轴2、设置于该初级轴2的初级带轮3、平行于初级轴2配置的作为从动侧旋转轴的次级轴4、设置于该次级轴4的次级带轮5。如图所示，传动带10卷绕于初级带轮3的带轮槽(V形槽)和次级带轮5的带轮槽(V形槽)。
初级轴2经由未图示的前进后退切换机构，与连结在发动机(内燃机)这样的动力产生源上的输入轴(图示省略)连结。初级带轮3具有与初级轴2一体形成的固定滑轮3a、和在初级轴2上经由球形花键等被支承为能够沿轴向滑动的可动滑轮3b。另外，次级带轮5具有与次级轴4一体形成的固定滑轮5a、和在次级轴4上经由球形花键等被支承为能够沿轴向滑动并且被复位弹簧8沿轴向施力的可动滑轮5b。
而且，无级变速器1具有用于改变初级带轮3的槽宽的液压式促动器即初级缸6、和用于改变次级带轮5的槽宽的液压式促动器即次级缸7。初级缸6形成于初级带轮3的可动滑轮3b的背后，次级缸7形成于次级带轮5的可动滑轮5b的背后。为了使初级带轮3和次级带轮5的槽宽变化，从未图示的液压控制装置向初级缸6和次级缸7供给动作油，由此能够将从发动机等经由输入轴、前进后退切换机构传递到初级轴2的扭矩无级变速并输出至次级轴4。输出到次级轴4的扭矩经由齿轮机构、差速器齿轮以及驱动轴传递至车辆的驱动轮(图示皆省略)。
图2是表示传动带10的局部剖视图。如该图所示，传动带10具有将能够弹性变形的多个(在本实施方式中为9个)环部件11沿厚度方向(环径向)层叠而构成的一个层叠环12、沿层叠环12的内周面排列(捆束)为环状的多个(例如数百个)单体15、以及保持环17。构成层叠环12的多个环部件11分别是由钢板制的鼓切出且能够弹性变形，被加工为大致相同的厚度(例如180～190μm左右)和分别具有预定的不同周长。
各单体15例如通过冲压加工从钢板冲裁而成，如图3所示，具有图中水平延伸的基部150、从该基部150的两端部朝相同方向延伸突出的一对支柱部151、以在各支柱部151的自由端侧开口的方式形成于一对支柱部151之间的凹部152。另外，单体15的两侧的侧面(基部150的侧面)是与初级带轮3的带轮槽、次级带轮5的带轮槽的表面抵接的作为扭矩传递面的侧表面15f。而且，在基部150的一方的表面的宽度方向的中央部形成有一个突起(dimple：凹窝)150p，在该突起150p的里面侧形成有供相邻的单体15的突起150p松动嵌插的未图示的凹部。
一对支柱部151从凹部152的底面即座面152s的宽度方向的两侧朝层叠环12的径向的外侧(图中的上方)延伸突出，在各支柱部151的自由端部形成有在座面152s的宽度方向突出的钩部153。一对钩部153在该宽度方向上空开比层叠环12(环部件11)的宽度稍长的间隔而相互对置。如图2所示，向凹部152内配置层叠环12，该凹部152的座面152s与层叠环12即最内层的环部件11的内周面接触。座面152s具有以宽度方向的中央部为顶部随着趋向于宽度方向外侧而向图中下方缓慢倾斜的所谓隆起形状。
保持环17例如是由钢板制的鼓切出且能够弹性变形，具有与环部件11大体相同或者比其薄的厚度和比一对钩部153彼此的上述宽度方向的间隔长的宽度。上述保持环17被弹性变形后经由各单体15的一对钩部153之间嵌入凹部152。而且，保持环17配置于层叠环12的最外层环部件11o(参照图2)的外周面与各单体15的钩部153之间并包围层叠环12，限制各单体15从层叠环12脱落。由此，多个单体15沿层叠环12的内周面捆束(排列)为环状。本实施方式中，如图4所示，保持环17形成有一个长孔状的开口17o。由此，能够使保持环17容易弹性变形，确保相对于单体15的组装性。此外，也可以在保持环17上沿周向空开间隔地形成多个开口17o。
另外，保持环17具有比层叠环12的最外层环部件11o的外周长更长的内周长。由此，在层叠环12与保持环17配置为同心圆状的状态(没有张力作用的无负荷状态)下，如图2所示，最外层环部件11o的外周面与保持环17的内周面之间形成环状的间隙。本实施方式中，保持环17的内周长设定为使最外层环部件11o的外周面与保持环17的内周面的间隙在上述无负荷状态下例如比环部件11的厚度稍大。而且，在本实施方式中，保持环17的外周长设定为在层叠环12与保持环17配置为同心圆状的状态下，如图2所示，使该保持环17的外周面与各单体15的钩部153的内周面抵接。
在上述传动带10的单体15中，利用座面152s使作为扭矩传递部的摇摆边缘(图示省略)接近从而能够提高扭矩的传递效率。另外，单体15中，与对应于2根(2列)层叠环的单体相比，通过材料的减少能够实现低成本化。另一方面，在具有单体15的传动带10中，需要确保在具有2根层叠环的传动带中没有的保持环17的组装性并且提高其耐久性。因此，本发明者们从提高保持环17的耐久性的观点考虑，进行了深入研究、解析。其结果是，明确了在以使保持环17与层叠环12接触的方式构成传动带10的情况下(参照上述专利文献1的图3、图4等)，保持环17的耐久性显著降低，在无级变速器1的动作中存在该保持环17破损、折断之虞。
即在无级变速器1中，如图5所示，随着向初级带轮3传递的扭矩变大，作用于层叠环12的张力Fr变大，由此层叠环12的伸长量变大(此外，图5的“R”表示从传动带10的中心到环部件11和保持环15的内周面、外周面的距离。)。另外，在无级变速器1的动作中，如图5所示，在该无级变速器1的最大变速比状态(变速比γ设定为最低侧的变速比γmax的状态)下从发动机等向初级带轮3传递的扭矩Tin最大(Tin＝Tmax)时，作用于层叠环12的张力Fr和层叠环12的伸长量分别成为最大。而且，若层叠环12的伸长量变大，则伴随着层叠环12即最外层环部件11o的扩径，作用于保持环17的张力Fr变大，若该张力Fr超过允许拉伸应力，则保持环17会折断。另外，若层叠环12的外周面与钩部153的内周面的间隙过大，则存在单体15相对于层叠环12的举动恶化(变得不稳定)之虞。
基于这些情况，本实施方式的传动带10中，保持环17的内周长(未产生伸长时的内周长)设定为比在无级变速器1的动作中张力Fr作用于层叠环12时的最外层环部件11o的外周长更长。具体而言，保持环17的内周长设定为比在无级变速器1的最大变速比状态下从发动机等向初级带轮3传递的扭矩(输入扭矩Tin)最大(Tin＝Tmax)时的最外层环部件11o的外周长更长。即，在传动带10设计时，根据无级变速器1的最大变速比γmax、最大输入扭矩Tmax、初级带轮3、次级带轮5以及层叠环12各要素等，求出在最大变速比状态下输入扭矩Tin最大时的最外层环部件11o的外周长之后，使保持环17的内周长比求出的最外层环部件11o的外周长更长。由此，保持环17与最外层环部件11o的周长差比相互重合的环部件11彼此的周长差，即相互重合的环部件11彼此的周长差的最大值更长。保持环17的内周长与最外层环部件111o的外周长的周长差比相互重合的两个环部件11的内侧的环部件11的外周长与外侧的环部件11的内周长的周长差的最大值更长。即保持环17的内周长与最外层环部件111o的外周长的周长差比第n层(内侧)的环部件11的外周长与第n+1层(外侧)的环部件的11的内周长的周长差(其中，“n”为1～N(＝层叠环的总数-1)的整数。)更长。
在这样构成的传动带10中，在无级变速器1的最大变速比状态下向初级带轮3传递的扭矩最大，通过张力Fr的作用而使层叠环12的伸长量(和张力Fr)变为最大时，如图5所示，也能在层叠环12与保持环17之间的周向的至少一部分形成间隙CL。由此，在无级变速器1的动作中，能够在层叠环与保持环之间的该层叠环的周向的至少一部分(被初级带轮3等夹着的单体15的周边)确保间隙，使张力Fr实际上不作用于保持环17。因此，能够不过度提高保持环17的刚性，不使保持环17产生伸长。其结果，能够确保保持环17相对于多个单体15的组装性并且提高保持环17的耐久性。
另外，由图5可知，保持环17的外周面与钩部153的内周面的间隙在扭矩未传递到初级带轮3时最小，随着向初级带轮3传递的扭矩的增加，被该初级带轮3保持(夹持)的单体15和层叠环12朝径向外侧移动，保持环17的外周面与钩部153的内周面的间隙随之变大。基于这些情况，在本实施方式的传动带10中，保持环17的外周长设定为在层叠环12与保持环17配置为同心圆状的状态(张力Fr不作用的无负荷状态)下使该保持环17的外周面与各单体15的钩部153的内周面抵接。即在扭矩不向初级带轮3传递时，保持环17的外周面与多个单体15的钩部153的内周面抵接，该保持环17的外周面与钩部153的内周面的间隙实际为零。
由此，伴随着向初级带轮3传递的扭矩增加，各单体15朝径向外侧移动时，能够进一步减小保持环17的外周面与钩部153的内周面的间隙。其结果，能够抑制层叠环12的外周面与各单体15的钩部153的内周面的间隙变大，所以能够抑制单体15举动的恶化(变得不稳定)。
而且，本实施方式的传动带10中，钩部153的内周面(与保持环17抵接的部分)、和单体15的与钩部153的内周面对置的部分(在本实施方式中为支柱部151的内表面)的距离d1，比钩部153的内周面与最外层环部件11o的外周面的径向(单体15的高度方向)的最短距离d2长(参照图2)。由此，在无级变速器1的动作中保持环17不与各单体15接触，在从初级带轮3的固定滑轮3a和可动滑轮3b、次级带轮5的固定滑轮5a和可动滑轮5b对单体15作用有夹压力时能够抑制从该单体15对保持环17施加应力。其结果，能够进一步提高保持环17的耐久性。
如以上说明那样，本发明的传动带卷绕于无级变速器1的初级带轮3和次级带轮5，该传动带10具备：层叠环12，其具有在厚度方向层叠的多个环部件11、11o；多个单体15，它们具有与上述层叠环12的内周面接触的座面152s、从上述座面152s的宽度方向的两侧朝层叠环12的径向延伸突出的一对支柱部151、分别从上述支柱部151的自由端部朝上述座面152s的宽度方向突出并相互对置的一对钩部153，上述多个单体沿上述层叠环12排列为环状；以及保持环17，其在上述层叠环12的最外层环部件11o的径向外侧且在上述多个单体15的上述钩部153的径向内侧配置，具有比上述一对钩部153的上述宽度方向的间隔长的宽度，上述保持环17的内周长与上述最外层环部件11o的外周长的周长差,比相互重合的两个上述环部件11的内侧的上述环部件11的外周长与外侧的上述环部件11的内周长的周长差长。
在这样的传动带中，在无级变速器的动作中张力作用于层叠环而产生该层叠环的伸长时，能够在层叠环与保持环之间确保间隙，使张力实际上不作用于保持环。因此，能够不过度提高保持环的刚性，不使保持环产生伸长。其结果，能够确保保持环相对于多个单体的组装性并且提高保持环的耐久性。
本发明的其它传动带在卷绕于无级变速器1的初级带轮3和次级带轮5，该传动带10具备：层叠环12，其具有在厚度方向层叠的多个环部件11、11o；多个单体15，它们具有与上述层叠环12的内周面接触的座面152s、从上述座面152s的宽度方向的两侧朝层叠环12的径向延伸突出的一对支柱部151、分别从上述支柱部151的自由端部朝上述座面152s的宽度方向突出并相互对置的一对钩部153，上述多个单体沿上述层叠环12排列为环状；以及保持环17，其在上述层叠环12的最外层环部件11o的径向外侧且在上述多个单体15的上述钩部153的径向内侧配置，具有比上述一对钩部153的上述宽度方向的间隔长的宽度，上述保持环17的内周长设定为比在上述无级变速器1的动作中张力作用于上述层叠环12时的上述最外层环部件11o的外周长更长。
在这样的传动带中，在无级变速器的动作中张力作用于层叠环而产生该层叠环的伸长时，层叠环与保持环之间形成间隙。由此，在无级变速器的动作中，能够在层叠环与保持环之间的该层叠环的周向的至少一部分确保间隙，使张力实际上不作用于保持环。因此，能够不过度提高保持环的刚性，使保持环不产生伸长。其结果，能够确保保持环相对于多个单体的组装性并且提高保持环的耐久性。
另外，上述保持环17的内周长也可以设定为比在上述无级变速器1的最大变速比状态下向上述初级带轮3传递的扭矩最大时的上述最外层环部件11o的外周长更长。
而且，上述保持环17的外周长也可以设定为使该保持环17的外周面与上述多个单体15的上述钩部153的内周面抵接。由此，在伴随着向初级带轮传递的扭矩增加而各单体朝径向外侧移动时，能够进一步减小保持环的外周面与钩部的内周面的间隙。其结果，能够抑制层叠环的外周面与各单体的钩部的内周面的间隙变大，所以能够抑制单体举动的恶化变得不稳定。
另外，上述钩部153的内周面、和上述单体15的与上述钩部153的上述内周面对置的部分的距离也可以比上述钩部153的内周面与上述最外层环部件11o的外周面的距离长。由此，在无级变速器的动作中保持环不与单体接触，在从初级带轮、次级带轮对单体作用有夹压力时能够抑制从该单体对保持环施加应力。其结果，能够进一步提高保持环17的耐久性。
而且，本公开的发明不受上述实施方式的任何限定，在本发明延伸的范围内可以进行各种改变。而且，上述实施方式只是在发明内容一栏中记载的发明一个具体方式，并非用于限定在发明内容一栏中记载的发明要素。
工业上利用的可能性
本公开的发明能够应用于传动带、无级变速器的制造工业等。
Claims (5)
1.一种传动带，卷绕于无级变速器的初级带轮和次级带轮，其特征在于，具备：
层叠环，其具有在厚度方向层叠的多个环部件；
多个单体，它们具有与上述层叠环的内周面接触的座面、从上述座面的宽度方向的两侧朝上述层叠环的径向延伸突出的一对支柱部、分别从上述支柱部的自由端部朝上述座面的宽度方向突出并相互对置的一对钩部，上述多个单体沿上述层叠环排列为环状；以及
保持环，其在上述层叠环的最外层环部件的径向外侧且在上述多个单体的上述钩部的径向内侧配置，具有比上述一对钩部的上述宽度方向的间隔长的宽度，
上述保持环的内周长与上述最外层环部件的外周长的周长差比相互重合的两个上述环部件的内侧的上述环部件的外周长与外侧的上述环部件的内周长的周长差更长。
2.一种传动带，卷绕于无级变速器的初级带轮和次级带轮，其特征在于，具备：
层叠环，其具有在厚度方向层叠的多个环部件；
多个单体，它们具有与上述层叠环的内周面接触的座面、从上述座面的宽度方向的两侧朝上述层叠环的径向延伸突出的一对支柱部、分别从上述支柱部的自由端部朝上述座面的宽度方向突出并相互对置的一对钩部，上述多个单体沿上述层叠环排列为环状；以及
保持环，其在上述层叠环的最外层环部件的径向外侧且在上述多个单体的上述钩部的径向内侧配置，具有比上述一对钩部的上述宽度方向的间隔长的宽度，
上述保持环的内周长设定为比在上述无级变速器的动作中张力作用于上述层叠环时的上述最外层环部件的外周长更长。
3.根据权利要求2所述的传动带，其特征在于，
上述保持环的内周长设定为比在上述无级变速器的最大变速比状态下向上述初级带轮传递的扭矩最大时的上述最外层环部件的外周长更长。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的传动带，其特征在于，
上述保持环的外周长设定为使该保持环的外周面与上述多个单体的上述钩部的内周面抵接。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的传动带，其特征在于，
上述钩部的内周面、和上述单体的与上述钩部的上述内周面对置的部分的距离比上述钩部的内周面与上述最外层环部件的外周面的径向的最短距离长。
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