CN110337552B - 传动带的单体的设计方法以及传动带 - Google Patents

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Abstract

在卷绕于无级变速器的主带轮以及从带轮来传递扭矩的传动带的单体中，根据由微滑动引起的滑动量和在传动带卷绕于从带轮的范围内的单体的角速度以及环的角速度，来确定从单体的相比摇摆边缘部更靠传动带的外周侧的面与该摇摆边缘部之间的边界线到鞍形面为止的距离，所述微滑动是在主带轮将传动带向从带轮侧推出时所产生的单体与主带轮的相对滑动。

Description

传动带的单体的设计方法以及传动带
技术领域
本发明涉及一种通过卷绕于复合无级变速器的主带轮以及从带轮来传递扭矩的传动带的环环状地捆束的单体的设计方法以及传动带。
背景技术
以往，作为无级变速器的传动带，已知一种包括多个具有凸曲面状的摇摆边缘部(接触区域)的单体的传动带(例如，参照专利文献1)。在该传动带中，与环接触的各单体的鞍形面配置在该传动带的外周侧上的摇摆边缘部的端部与传动带的内周侧上的摇摆边缘部的端部之间，更详细地说，配置在卷绕半径为最大时的单体彼此的接触线与卷绕半径为最小时的该接触线之间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/102073号
发明内容
在上述专利文献1中记载的传动带通过缩短鞍形面与包括于摇摆边缘部的单体彼此的接触线之间的距离，并使单体与环之间的角速度差变小，来试图降低因单体与环之间的相对滑动而引起的摩擦损失。然而，根据本发明人等的解析可知，仅缩短鞍形面与单体彼此的接触线之间的距离，在实现动力的传递效率、耐久性的改善方面仍有改善的余地。
因此，本发明的主要目的在于，使通过卷绕于无级变速器的主带轮以及从带轮的传动带的动力的传递效率、耐久性更加提高。
本发明的传动带的单体的设计方法，所述传动带卷绕于无级变速器的主带轮以及从带轮来传递扭矩，所述单体具有：鞍形面，与使多个所述单体环状地捆束的环接触；以及摇摆边缘部，形成于所述单体的正面以及背面中的一方，包括使相邻的单体彼此接触并成为两者转动的支点的接触线，其中，根据由微滑动引起的滑动量和在所述传动带卷绕于所述从带轮的范围内的所述单体的角速度以及所述环的角速度，来确定从所述单体的相比所述摇摆边缘部更靠所述传动带的外周侧的面与该摇摆边缘部之间的边界线到所述鞍形面为止的距离，所述微滑动是在所述主带轮将所述传动带向所述从带轮侧推出时所产生的所述单体与所述主带轮的相对滑动。
在包括多个单体和环的传动带的单体中，在主带轮的活动弧中，当将一个单体从该主带轮向从带轮侧推出时，由于一个单体的按压力消失，因此，在单体与主带轮之间产生相对滑动，从而产生活动弧的单体不能与主带轮一起移动的微滑动的现象。基于此，在本发明的方法中，根据由微滑动引起的滑动量和在传动带卷绕于从带轮的范围内的单体的角速度以及环的角速度，来确定从相比包括接触线的摇摆边缘部更靠传动带的外周侧的面与该摇摆边缘部之间的边界线到鞍形面为止的距离。由此，即使产生微滑动，也能够使单体与环之间的角速度差更加变小，从而能够使因单体与环之间的相对滑动而引起的摩擦损失更加降低。其结果，能够使通过传动带的动力的传递效率更加提高。而且，通过降低因单体与环之间的相对滑动而引起的摩擦，也能够提高传动带的耐久性。
附图说明
图1是表示包括本发明的传动带的无级变速器的概略结构图。
图2是表示本发明的传动带的概略结构图。
图3是表示本发明的传动带的示意图。
图4是表示本发明的传动带的单体的放大图。
图5是表示本发明的其他传动带的概略结构图。
具体实施方式
接下来，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
图1是表示包括本发明的传动带10的无级变速器(CVT(Continuously VariableTransmission))1的概略结构图。该图所示的无级变速器1搭载于车辆，该无级变速器1包括：作为驱动侧旋转轴的主动轴2；主带轮(驱动侧带轮)3，设置于该主动轴2；从动轴4，作为与主动轴2平行地配置的从动侧旋转轴；以及从带轮(从动侧带轮)5，设置于该从动轴4。如图所示，传动带10卷绕于主带轮3的带轮槽(V字状槽)以及从带轮5的带轮槽(V 字状槽)。
主动轴2经由未图示的前进后退切换机构与连结于称为车辆的发动机 (内燃机)的动力产生源的输入轴(Input shaft)(省略图示)连结。主带轮 3包括：固定槽轮3a，与主动轴2一体地形成；以及可动槽轮3b，经由滚珠花键(Ball spline)等被主动轴2支撑为能够在轴向上自由滑动。另外，从带轮5包括：固定槽轮5a，与从动轴4一体地形成；以及可动槽轮5b，经由滚珠花键等被从动轴4支撑为能够在轴向上自由滑动，并且被回位弹簧(Returnspring)8沿轴向施力。
而且，无级变速器1包括：主动缸(Primary cylinder)6，其是用于改变主带轮3的槽宽的油压式促动器；以及从动缸(Secondary cylinder)7，其是用于改变从带轮5的槽宽的油压式促动器。主动缸6形成在主带轮3的可动槽轮3b的背后，从动缸7形成在从带轮5的可动槽轮5b的背后。从应该使主带轮3和从带轮5的槽宽变化的未图示的油压控制装置向主动缸6和从动缸7供给，由此，能够将从发动机等经由输入轴或前进后退切换机构传递至主动轴2的扭矩无级地变速并输出至从动轴4。输出至从动轴4的扭矩经由齿轮机构、差速齿轮(Differential gear)以及驱动轴(Drive shaft)向车辆的驱动轮(均省略图示)传递。
图2是表示本发明的传动带10的概略结构图。该图所示的传动带10包括：一个层叠环12，通过将能够弹性变形的多个(在本实施方式中，例如为 9个)环部件11沿厚度方向(环径向)层叠而构成；一个挡环15；以及多个 (例如，几百个)单体20，沿层叠环12的内周面环状地排列(捆束)。
构成层叠环12的多个环部件11是分别从钢板制的鼓(Drum)中切取出的能够弹性变形的部件，被加工为具有大致相同的厚度以及针对每一个预定的不同的周长。挡环15是例如从钢板制的鼓中切取出的能够弹性变形的环，具有与环部件11大致相同或者比其更薄的厚度。另外，挡环15具有比层叠环12的最外层的环部件11的外周长更长的内周长。由此，如图2所示，在层叠环12与挡环15呈同心圆状配置的状态下(张力不作用的无负载状态)，在最外层的环部件11的外周面与挡环15的内周面之间形成有环状的间隔。
各单体20是例如通过冲压加工从钢板冲切而成的构件，如图2所示，各单体20具有：主体部21，在图中水平地延伸；一对支柱部22，从该主体部 21的两端部向相同方向延伸；以及单一的环容纳部(凹部)23，以向各支柱部22的自由端侧开口的方式划分形成在一对支柱部22之间。一对支柱部22 从环容纳部23的底面即鞍形面23a的宽度方向上的两侧向传动带10的径向上的外侧(从传动带10的内周侧向外周侧的方向，即图中上方)延伸，在各支柱部22的自由端部设置有沿鞍形面23a的宽度方向突出的钩部22f。一对钩部22f以隔着比层叠环12(环部件11)的宽度稍长且比挡环15的宽度短的间隔彼此相向。
如图2所示，在环容纳部23内配置有层叠环12，该环容纳部23的鞍形面23a与构成层叠环12的最内层环部件11i的内周面接触。鞍形面23a具有将宽度方向上的中央部作为顶部T并随着朝向宽度方向外侧而向图中下方缓缓地倾斜的左右对称的凸曲面形状(凸起形状)。由此，通过与鞍形面23a 的摩擦对层叠环12施加朝向顶部T的向心力，从而能够对该层叠环12居中。但是，鞍形面23a也可以包括向层叠环12的径向上的外侧弯曲的多个凸曲面。另外，使挡环15弹性变形而经由各单体20的一对钩部22f之间嵌入到环容纳部23中。然后，挡环15配置在层叠环12的最外层的环部件11的外周面与各单体20的钩部22f之间而包围层叠环12，来限制各单体20从层叠环12脱落。由此，多个单体20沿着层叠环12的内周面环状地捆束(排列)。
而且，单体20的正面(一侧的表面)包括：摇摆边缘部(接触区域)25，包括使相邻的单体20彼此接触并作为两者转动的支点的接触线。在本实施方式中，摇摆边缘部25是设置于主体部21的带外周侧(图2中的上侧)的部分的带状的凸曲面，接触线的位置根据无级变速器1的变速比γ在摇摆边缘部25的范围内变动。在本实施方式中，摇摆边缘部25是具有预定的曲率半径rRE的圆柱面。另外，在本实施方式中，位于比摇摆边缘部25更靠带外周侧的单体20的正面(主要是支柱部22的正面)与单体20的背面(另一侧的表面)分别平坦地形成，单体20的支柱部22具有恒定的厚度te。而且，位于比摇摆边缘部25更靠带内周侧(图2中的下侧)的单体20的正面(主要是主体部21的正面)形成为随着朝向带内周侧而接近背面。此外，摇摆边缘部25也可以形成在单体20的背面(另一侧的表面)。
另外，在主体部21的正面的宽度方向上的中央部形成有一个突起(凹坑)21p，在主体部21的背面以位于突起21p的里侧的方式形成有凹陷21r。而且，单体20的主体部21具有一对侧面21f，其形成为随着从传动带10等的内周侧朝向外周侧(传动带10等的径向上的外侧)而彼此分离，并且作为侧面(扭矩传递面)发挥功能。在各侧面21f的表面形成有未图示的凹凸(多个槽)，所述凹凸用于保持用于润滑/冷却各单体20与主带轮3或从带轮5 的接触部的工作油。
接下来，对上述的单体20的设计步骤进行说明。
如图3所示，在包括多个单体20的传动带10(在图3中，仅示出最内层环部件11i)中，在比从带轮5的出口(解除与从带轮5卷绕的位置，在图中，参照白色空心箭头)更靠主带轮3侧，在相邻的单体20之间形成有微小的间隙。因此，在主带轮3的周围形成有称为空转弧Ai的区域以及称为活动弧Aa的区域，该称为空转弧Ai的区域是由于间隙的存在而在单体20之间不产生按压力而不传递扭矩的区域，该称为活动弧Aa的区域是通过单体 20之间的间隙缩小而在该单体20之间产生按压力而传递扭矩的区域。
在空转弧Ai中，单体20以及层叠环12与主带轮3成为一体而旋转，单体20的角速度与层叠环12的角速度一致。与此相对，在活动弧Aa中，当将一个单体20从主带轮3向从带轮5侧推出时(当解除与主带轮之间的卷绕时)，由于一个单体的按压力消失，因此，在单体20与主带轮3之间产生相对滑动，从而会产生称为微滑动的现象，该微滑动现象是活动弧Aa的单体 20不能与主带轮3一起移动(相对于主带轮3较慢)。然后，活动弧Aa中的单体20的角速度相对于空转弧Ai中的单体20以及层叠环12的角速度减小了与由微滑动引起的滑动量相对应的量。
即，如果将空转弧Ai(主带轮3)中的层叠环12的最内层环部件11i 的角速度设为“ωrp”，将空转弧Ai中的单体20的角速度设为“ωei”，则在空转弧Ai中，ωrp＝ωei这样的关系成立。而且，如果将由微滑动引起的滑动量设为“Δx”，将单体20的厚度设为上述的“te”，并将活动弧Aa中的单体20的角速度设为“ωea”，则角速度ωea能够由下式(1)表示。
【式1】
Figure GDA0002729977490000061
另外，作为式(1)中的由微滑动引起的滑动量Δx，能够使用将相邻的单体20彼此的间隙的合计值(端隙)除以位于从上述的从带轮5的出口至空转弧Ai的终端之间(在图3中由点划线所示的范围)的单体20的数量而得到的值(Δx＞0)。因此，从式(1)可知，在主带轮3中，单体20的角速度ωea小于层叠环12(最内层环部件11i)的角速度ωrp。此外，当主带轮3 以及从带轮5的转速较高时、或无级变速器1的变速比γ(主带轮3以及从带轮5之间的卷绕半径比)较小时，在从从带轮5的出口至主带轮3的入口为止的松弛区域，相邻的单体20彼此的间隙有时缩小。因此，滑动量Δx可以是通过将相邻的单体20彼此的间隙的合计值除以位于从从带轮5的出口至空转弧Ai的终端之间的单体20的数量而获得的值进一步地乘以与转速或变速比γ相对应的系数而得到的值。
另一方面，如图4所示，如果将从带轮5中的层叠环12的最内层环部件 11i的角速度设为“ωrs”，将主带轮3的卷绕半径设为“Rpri”，将从带轮5 的卷绕半径设为“Rsec”，将从卷绕于主带轮3的单体20的摇摆边缘部25 内的接触线25c到鞍形面23a为止的距离设为“REpri”，将从卷绕于从带轮 5的单体20的摇摆边缘部25内的接触线25c到鞍形面23a为止的距离设为“REsec”，将从单体20的相比摇摆边缘部25更靠带外周侧的面(主要是支柱部22的正面)与该摇摆边缘部25之间的边界线25bl(参照图2以及图4) 到鞍形面23a为止的距离设为“RE0”，将卷绕于主带轮3的相互相邻的单体20彼此所形成的角度设为“αpri”，将卷绕于从带轮5的相互相邻的单体 20彼此所形成的角度设为“αsec”，则从带轮5中的最内层环部件11i的角速度ωrs能够由以下式(2)表示。
【式2】
Figure GDA0002729977490000062
在式(2)中，(Rpri+REpri)/(Rsec+REsec)是最内层环部件11i 的主带轮3以及从带轮5之间的卷绕半径比的倒数。另外，主带轮3的卷绕半径Rpri是从主带轮3的中心(轴心)到卷绕于该主带轮3的单体20 的上述边界线25bl为止的距离，以及是从基于无级变速器1的变速比γ计算出的主带轮3中的中心到接触线25c为止的距离。而且，从带轮5的卷绕半径Rsec是从从带轮5的中心(轴心)到卷绕于该从带轮5的单体20 的上述边界线25bl为止的距离，以及是从基于无级变速器1的变速比γ计算出的从带轮5中的中心到接触线25c为止的距离。另外，如图4所示，作为距离REpri、REsec以及RE0，能够使用单体20的平坦的背面或支柱部 22的正面的延伸方向上的距离。而且，作为角度αpri、αsec，能够使用卷绕于主带轮3或者从带轮5的相互相邻的单体20的背面彼此所形成的角度。
另外，如果将卷绕于从带轮5的单体20的角速度设为“ωes”，则角速度ωes能够以下式(3)来表示。从该式(3)以及上述的式(2)可知，即使在从带轮5中，根据从边界线25bl到鞍形面23a为止的距离RE0的值，单体 20的角速度ωes也有可能小于最内层环部件11i(层叠环12)的角速度ωrs。另外，式(3)中的“Rpri/Rsec”是与无级变速器1的变速比γ一致的主带轮 3的卷绕半径Rpri与从带轮5的卷绕半径Rsec的卷绕比(＝Rsec/Rpri)的倒数，当无级变速器1的变速比γ小于值1时(Rsec＜Rpri)，有可能导致因活动弧Aa中的微滑动而引起的单体20与最内层环部件11i之间的角速度差在从带轮5侧放大。
【式3】
Figure GDA0002729977490000071
如上所述，活动弧Aa中的微滑动是使单体20与最内层环部件11i(层叠环12)之间产生角速度差的主要原因，妨碍因单体20与最内层环部件11i (层叠环12)之间的相对滑动而引起的摩擦损失的进一步降低。另外，在形成层叠环12的环部件11中，在径向外侧与最内层环部件11i接触的环部件 11的角速度(周速)小于该最内层环部件11i的角速度(周速)。而且，如果因微滑动而活动弧Aa中的单体20的角速度ωea小于最内层环部件11i的角速度ωrp，则在从活动弧Aa(主带轮3)的出口到空转弧Ai(主带轮3) 的入口为止的范围内，单体20的角速度(周速)小于最内层环部件11i的角速度(周速)。因此，在没考虑由微滑动引起的滑动量Δx而设计了单体20 的情况下，有可能导致在层叠环12的最内层环部件11i与单体20之间产生的摩擦力的方向、与在最内层环部件11i和与其在径向外侧接触的环部件11 之间产生的摩擦力的方向相同。基于这些，在传动带10中，考虑因上述微滑动而引起的滑动量Δx，来确定从比包括接触线的摇摆边缘部25更靠带外周侧的面与该摇摆边缘部25之间的边界线25bl到鞍形面23a(顶部T)为止的距离RE0。
更详细地说，在传动带10中，在计算出在无级变速器1的变速比γ是例如小于值1的目标变速比时的由微滑动引起的滑动量Δx、卷绕半径Rpri、 Rsec的基础上，来确定从边界线25bl到鞍形面23a为止的距离RE0，以满足下式(4)。即，在传动带10中，在从包括传动带10卷绕于从带轮5的范围的活动弧Aa(主带轮3)的出口到空转弧Ai(主带轮3)的入口为止的范围内，以考虑了无级变速器1的变速比γ小于值1时的由微滑动引起的滑动量Δx的单体20的角速度ωes(参照式(3))不小于层叠环12的最内层环部件11i的角速度ωrs(参照式(2))的方式进行确定，更优选地，以角速度ωes与角速度ωrs一致或稍稍大于角速度ωrs的方式进行确定。由此，即使在活动弧Aa产生微滑动，也能够使单体20与最内层环部件11i之间的角速度差变得更小，从而能够使因单体20与层叠环12之间的相对滑动而引起的摩擦损失更降低。而且，通过确定为单体20的角速度ωes(参照式(3))与最内层环部件11i的角速度ωrs(参照式(2))一致或稍大于角速度ωrs，从而能够使在层叠环12的最内层环部件11i与单体20之间产生的摩擦力实质上变为零，或者使在最内层环部件11i与单体20之间产生的摩擦力与在最内层环部件11i和与其在径向外侧接触的环部件11之间产生的摩擦力变为反向。由此，既能够良好地确保通过传动带10的动力的传递效率，又能够使该传动带10的耐久性更加提高。此外，在专利文献1中记载的传动带中，由于对于单体20的角速度未考虑活动弧中的微滑动，因此，若使距离RE0变小(例如，若使RE＝0)，则有时会导致卷绕于从带轮的范围内的单体的角速度小于层叠环的最内层环状部件的角速度。因此，在专利文献1中记载的传动带中，不能够获得既确保动力的传递效率，又更加提高传动带的耐久性这样的本发明中的作用効果。
【式4】
Figure GDA0002729977490000091
其中，以满足上述的式(4)和下式(5)的方式，来计算满足REpri＝RE0 +rRE·sinαpri或者REsec＝RE0+rRE·sinαsec的上述的式(2)中的距离REpri、 REsec。式(5)是表示最内层环部件11i的周长L与通过所有单体20的鞍形面23a的顶部的圆弧以及弦的周长一致的关系式。并且，在式(4)的左边的值与右边的值相等并且满足式(5)的情况下，优化了通过传动带10的动力的传递效率。另外，如果将主带轮3的中心(轴心)与从带轮5的中心(轴心)之间的距离设为“D”(参照图3)，则式(5)中的角度θpri表示为θ＝2·cos-1(Rsec-Rpri)/D)＝2·cos-1(Rpri·(γ-1))/D)，角度θsec表示为θ＝2π-2·cos-1(Rsec-Rpri)/D)＝2π-2·cos-1(Rpri·(γ-1))/D)。而且，式(4)中的“sinαpri”也可以与sinαpri＝te/Rpri近似，“sinαsec”也可以与sinαsec＝te/Rsec＝te/(γ·Rpri)近似。
【式5】
Figure GDA0002729977490000092
并且，小于上述的值1的目标变速比也可以是无级变速器1的最小变速比。由此，能够使搭载了无级变速器1的车辆的燃料经济性更加提高。而且，该目标变速比也可以是搭载了无级变速器1的车辆的车速为最高车速时的变速比。由此，能够使搭载了无级变速器1的车辆高速行驶时的效率或耐久性更加提高。这样，通过考虑无级变速器1的变速比γ小于值1时的由微滑动引起的滑动量，来确定从边界线25bl到鞍形面23a为止的距离RE0，从而能够使通过传动带10的动力的传递效率或耐久性更进一步地提高。但是，不用说，上述目标变速比能在无级变速器1中能够设定的范围内任意确定。即，也可以考虑无级变速器1的变速比γ为值1以上的目标变速比时的由微滑动引起的滑动量，来确定从边界线25bl到鞍形面23a为止的距离RE0。
另外，这里，虽然以包含一对支柱部22从主体部21延伸的单体20的传动带10作为例子对本发明进行了说明，但本发明也可以应用于图5所示的传动带10B。
图5所示的传动带10B包括：两个层叠环12B，通过将能够弹性变形的多个(例如9个)环部件11B沿厚度方向(环径向)层叠而构成；以及多个 (例如，几百个)单体20B，沿着层叠环12B的内周面环状地排列(捆束)。构成层叠环12B的多个环部件11B是分别从钢板制的鼓中切取出的能够弹性变形的部件，被加工为具有大致相同的厚度以及针对每一个预定的不同的周长。另外，各环部件11B以轴向的中央部向径向外侧稍微突出的方式缓缓地弯曲。
各单体20B是例如通过冲压加工而从钢板冲切而成的构件，如图5所示，该各单体20B包括：主体部21B，在图中水平地延伸，并且具有作为侧面发挥功能的一对侧面21f；颈部26，从该主体部21B的宽度方向上的中央部向传动带10B的外周侧延伸；以及头部27，具有一对耳部27a，所述一对耳部27a以从主体部21B分离的方式从颈部26向该主体部21B的宽度方向上的两侧延伸。如图所示，主体部21B的宽度与头部27的宽度相同或者比其大，通过主体部21B、颈部26以及头部27的各耳部27a划分形成两个环容纳部(凹部)23B。另外，在头部27的正面的宽度方向上的中央部形成有一个突起(凹坑)27p，在头部27的背面以位于突起27p的里侧的方式形成有凹部27r。
在各单体20B的环容纳部23B中，以从两侧夹住该单体20B(颈部26) 的方式嵌入有层叠环12B，各单体20B的突起27p与相邻的单体20B的凹部 23r松嵌合。由此，通过两个层叠环12B将多个单体20B以环状地排列的状态捆束。另外，划分形成环容纳部23B的主体部21B的表面(图2中的上面) 是与层叠环12B(最内层环部件11i)的内周面接触的鞍形面23a。即，鞍形面23a配置于颈部26的宽度方向上的两侧。
各鞍形面23a具有将宽度方向上的中央部附近作为顶部T，随着从该顶部T向宽度方向上的外侧以及颈部26侧而向图中下方缓缓地倾斜的左右对称的凸曲面形状(凸起形状)。由此，通过与鞍形面23a的摩擦对层叠环12B 施加朝向顶部T的向心力，从而能够将该层叠环12B居中。但是，鞍形面 23a也可以包括向传动带10等的径向上的外侧弯曲的多个凸曲面。另外，在图5的例子中，鞍形面23a(凸曲面)的曲率半径确定为小于沿着最内层环部件11i(层叠环12B)的轴向的弯曲的曲率半径。
而且，在单体20B的正面(一侧的表面)形成有摇摆边缘部25B，所述摇摆边缘部25B包括使相邻的单体20B彼此接触并作为两者转动的支点的接触线。摇摆边缘部25B是设置于主体部21B的带外周侧(图5中上侧)的部分的带状的凸曲面。另外，相比摇摆边缘部25B更靠带外周侧的单体20B的正面(主体部21B的一部分、颈部26以及头部27的正面)和单体20B的背面(另一侧的表面)分别平坦地形成，单体20B的颈部26、头部27等具有恒定的厚度te。而且，相比摇摆边缘部25B更靠带内周侧(图5中的下侧) 的主体部21B的正面形成为随着朝向带内周侧而接近背面。
在这样的单体20B中，与上述单体20同样地，也考虑无级变速器的变速比γ是预定的目标值时的由微滑动引起的滑动量Δx，来确定从相比包括接触线的摇摆边缘部25B更靠带外周侧的面与该摇摆边缘部25B之间的边界线 25bl到鞍形面23a(顶部T)为止的距离RE0。由此，即使在包括单体20B 的传动带10B中，也能够获得与上述传动带10同样的作用效果。
如上所述，本发明的单体的设计方法，所述单体是卷绕于无级变速器1的主带轮3以及从带轮5来传递扭矩的传动带10、10B的单体20、 20B，所述单体具有：鞍形面23a，与使多个所述单体20、20B环状地捆束的环12、12B接触；以及摇摆边缘部25，形成于所述单体20、20B的正面以及背面中的一方，包括使相邻的单体20、20B彼此接触并成为两者转动的支点的接触线25c，其中，根据由微滑动引起的滑动量(Δx)和在所述传动带10、10B绕于所述从带轮5的范围内的所述单体20、20B的角速度(ωes)以及所述环12、12B的角速度(ωrs)，来确定从所述单体的相比所述摇摆边缘部25更靠所述传动带10、10B的外周侧的面与该摇摆边缘部25之间的边界线25bl到所述鞍形面23a为止的距离(RE0)，所述微滑动是在所述主带轮3将所述传动带10、 10B向所述从带轮5侧推出时所产生的所述单体20、20B与所述主带轮3的相对滑动。
在包括多个单体的传动带中，在比从带轮的出口更靠主带轮侧，在相邻的单体之间形成有微小的间隙。因此，在主带轮的周围形成有称为空转弧的区域和称为活动弧的区域，该空转弧的区域是由于间隙的存在而在单体之间不产生按压力而不传递扭矩的区域，该活动弧的区域是通过单体间的间隙缩小而在该单体之间产生按压力而传递扭矩的区域。在空转弧中，单体以及环与主带轮成为一体而旋转，单体的角速度与环的角速度一致。与此相对，在活动弧中，当将一个单体从主带轮向从带轮侧推出时，由于一个单体的按压力消失，因此，在单体与主带轮之间产生相对滑动，从而会产生称为活动弧的单体不能与主带轮一起移动的微滑动的现象。
并且，活动弧中的单体的角速度相对于空转弧中的单体以及环的角速度减小了与由微滑动引起的滑动量相对应的量。因此，活动弧中的微滑动是使单体与环之间产生角速度差的主要原因，妨碍因单体与环之间的相对移动而引起的摩擦损失的进一步降低。基于此，在本发明的方法中，根据由微滑动引起的滑动量和在传动带卷绕于从带轮的范围内的单体的角速度以及环的角速度，来确定从单体的相比包括接触线的摇摆边缘部更靠传动带的外周侧的面与该摇摆边缘部之间的边界线到鞍形面为止的距离。由此，即使产生微滑动，也能够使单体与环之间的角速度差更加变小，从而能够使因单体与环之间的相对滑动而引起的摩擦损失更加降低。其结果，在该传动带中，能够使通过该传动带的动力的传递效率更加提高。而且，通过降低因单体与环之间的相对滑动而引起的摩擦，也能够提高传动带的耐久性。
另外，所述环12、12B也可以包括沿厚度方向层叠的多个环部件11、 11B、11i，也可以以在所述传动带10、10B卷绕于所述从带轮5的范围内，考虑了由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)的所述单体20、20B的角速度(ωes)不小于所述环12、12B的最内层环部件11i的角速度 (ωrs)的方式，确定从所述边界线25bl到所述鞍形面23a为止的距离。由此，即使产生微滑动，也能够使单体与环之间的角速度差更加变小，从而能够使因单体与环之间的相对滑动而引起的摩擦损失更加降低。
而且，当将所述主带轮3的卷绕半径设为“Rpri”，将所述从带轮5的卷绕半径设为“Rsec”，将所述单体20、20B的厚度设为“te”，将由所述微滑动引起的所述滑动量设为“Δx”，将从所述边界线25bl到所述鞍形面23s为止的距离设为“RE0”，将形成所述摇摆边缘部25的曲面的曲率半径设为“rRE”，将卷绕于所述主带轮3的相互相邻的单体20、 20B彼此所形成的角度设为“αpri”，将卷绕于所述从带轮5的相互相邻的单体20、20B彼此所形成的角度设为“αsec”时，也可以以满足上述的式(4)的方式设计所述单体20、20B。由此，能够一边使由微滑动引起的滑动量适当地反映在传动带卷绕于从带轮的范围内的单体的角速度上，一边确定从上述边界线到鞍形面为止的距离。
另外，由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)也可以是所述无级变速器1的变速比(γ)小于值1时的滑动量。即，当无级变速器的变速比小于值1时，有可能会导致因活动弧中的微滑动而引起的单体与环之间的角速度差在从带轮侧放大。因此，通过考虑无级变速器的变速比小于值1时的由微滑动引起的滑动量，来确定从边界线到鞍形面为止的距离，能够更进一步地提高通过传动带的动力的传递效率、耐久性。
而且，由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)也可以是所述无级变速器1的变速比(γ)为最小时的滑动量。由此，能够使搭载了无级变速器的车辆的燃料经济性更加提高。
另外，由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)也可以是搭载了所述无级变速器1的车辆的车速为最高车速时的所述滑动量。由此，能够使搭载了无级变速器的车辆高速行驶时的效率更加提高。
而且，也可以基于相邻的所述单体20、20B彼此之间的间隙的合计值和位于所述从带轮5的出口至空转弧(Ai)的终端之间的所述单体20、 20B的数量，来确定由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)。
另外，所述单体20也可以包括：主体部21，具有所述鞍形面23a；以及一对支柱部22，以位于所述鞍形面23a的宽度方向上的两侧的方式从所述主体部21向所述传动带(10)的外周侧延伸。
而且，所述单体20B也可以包括：主体部21B；颈部26，从所述主体部21B的宽度方向上的中央部向所述传动带10B的外周侧延伸；以及头部27，以从所述主体部21B分离的方式从所述颈部26向所述宽度方向上的两侧延伸，所述鞍形面23a也可以以位于所述颈部26的所述宽度方向上的两侧的方式形成于所述主体部21B。
本发明的传动带10、10B，包括：多个单体20、20B；以及环12，使所述多个单体20、20B环状地捆束，所述传动带10、10B卷绕于无级变速器1的主带轮3以及从带轮5来传递扭矩，其中，所述单体20、20B具有：鞍形面23a，与所述环12接触；以及摇摆边缘部25、25B，形成于所述单体20、20B的正面以及侧面中的一方，包括使相邻的单体20、20B彼此接触并成为两者转动的支点的接触线25c，根据由微滑动引起的滑动量(Δx)和在所述传动带10、10B卷绕于所述从带轮5的范围内的所述单体的角速度ωes以及所述环12、12B的角速度ωrs，来确定从所述单体的相比所述摇摆边缘部(25、25B)更靠所述传动带10、10B的外周侧的面与该摇摆边缘部25、25B之间的边界线 25bl到所述鞍形面23a为止的距离RE0，所述微滑动是在所述主带轮3将所述传动带10、10B向所述从带轮5侧推出时所产生的所述单体20、 20B与所述主带轮3的相对滑动。
在本发明的传动带中，根据由微滑动引起的滑动量和传动带卷绕于从带轮的范围内的单体的角速度以及环的角速度，来确定从相比包括接触线的摇摆边缘部更靠传动带的外周侧的面与该摇摆边缘部之间的边界线到鞍形面为止的距离。由此，即使产生微滑动，也能够使单体与环之间的角速度差更加变小，从而能够使因单体与环之间的相对滑动而引起的摩擦损失更加降低。其结果，能够使通过传动带的动力的传递效率更加提高。而且，通过降低因单体与环之间的相对移动而引起的摩擦，也能够提高传动带的耐久性。
另外，所述环12也可以包括沿厚度方向层叠的多个环部件11、11B、 11i，也可以以在所述传动带10、10B卷绕于所述从带轮5的范围内，考虑了由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)的所述单体20、20B的角速度(ωes)不小于所述环12的最内层环部件11i的角速度(ωrs)的方式，确定从所述边界线25bl到所述鞍形面23a为止的距离。由此，即使产生微滑动，也能够使单体与环之间的角速度差更加变小，从而能够使因单体与环之间的相对滑动而引起的摩擦损失更加降低。
而且，当将所述主带轮3的卷绕半径设为“Rpri”，将所述从带轮5的卷绕半径设为“Rsec”，将所述单体20、20B的厚度设为“te”，将由所述微滑动引起的所述滑动量设为“Δx”，将从所述边界线25bl到所述鞍形面23a为止的距离设为“RE0”，将形成所述摇摆边缘部25的曲面的曲率半径设为“rRE”，将卷绕于所述主带轮3的相互相邻的单体20、 20B彼此所形成的角度设为“αpri”，将卷绕于所述从带轮5的相互相邻的单体20、20B彼此所形成的角度设为“αsec”时，本发明的传动带10、 10B也可以满足上述的式(4)。由此，能够一边适当地反映由微滑动引起的滑动量，一边确定从上述的边界线到鞍形面为止的距离。
另外，由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)也可以是所述无级变速器1的变速比(γ)小于值1时的滑动量。即，当无级变速器的变速比小于值1时，有可能会导致因活动弧中的微滑动而引起的单体与环之间的角速度差在从带轮侧放大。因此，通过考虑无级变速器的变速比小于值1时的由微滑动引起的滑动量，来确定从边界线到鞍形面为止的距离，能够更进一步地提高通过传动带的动力的传递效率、耐久性。
而且，由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)也可以是所述无级变速器1的变速比(γ)为最小时的滑动量。由此，能够使搭载了无级变速器的车辆的燃料经济性更加提高。
另外，由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)也可以是搭载了所述无级变速器(1)的车辆的车速为最高车速时的所述滑动量。由此，能够使搭载了无级变速器的车辆高速行驶时的效率更加提高。
而且，也可以基于相邻的所述单体20、20B彼此之间的间隙的合计值和位于所述从带轮5的出口至空转弧(Ai)的终端之间的所述单体20、 20B的数量，来确定由所述微滑动引起的所述滑动量(Δx)。
另外，所述单体20也可以包括：主体部21，具有所述鞍形面23a；以及一对支柱部22，以位于所述鞍形面23a的宽度方向上的两侧的方式从所述主体部21向所述传动带10的外周侧延伸。
而且，所述单体20B也可以包括：主体部21B；颈部26，从所述主体部21B的宽度方向上的中央部向所述传动带10B的外周侧延伸；以及头部27，以从所述主体部21B分离的方式从所述颈部26向所述宽度方向上的两侧延伸，所述鞍形面23a也可以以位于所述颈部26的所述宽度方向上的两侧的方式形成于所述主体部21B。
并且，本发明并不局限于上述实施方式，显然在本发明的外延的范围内能够获得各种变更。而且，上述实施方式仅是记载于发明内容部分的发明的具体的一个方式，并不是用来限定发明内容部分记载的发明的构件。
产业上的可利用性
本发明能够使用于传动带、无级变速器的制造产业等。

Claims (19)

1.一种传动带的单体的设计方法，所述传动带卷绕于无级变速器的主带轮以及从带轮来传递扭矩，所述单体具有：鞍形面，与使多个所述单体环状地捆束的环接触；以及摇摆边缘部，形成于所述单体的正面以及背面中的一方，包括使相邻的单体彼此接触并成为两者转动的支点的接触线，其中，
根据由微滑动引起的滑动量和在所述传动带卷绕于所述从带轮的范围内的所述单体的角速度以及所述环的角速度，来确定从所述单体的相比所述摇摆边缘部更靠所述传动带的外周侧的面与该摇摆边缘部之间的边界线到所述鞍形面为止的距离，所述微滑动是在所述主带轮将所述传动带向所述从带轮侧推出时所产生的所述单体与所述主带轮的相对滑动。
2.根据权利要求1所述的传动带的单体的设计方法，其中，
所述环包括沿厚度方向层叠的多个环部件，
以在所述传动带卷绕于所述从带轮的范围内，考虑了由所述微滑动引起的所述滑动量的所述单体的角速度不小于所述环的最内层环部件的角速度的方式，确定从所述边界线到所述鞍形面为止的距离。
3.根据权利要求1所述的传动带的单体的设计方法，其中，
当将所述主带轮的卷绕半径设为“Rpri”，
将所述从带轮的卷绕半径设为“Rsec”，
将所述单体的厚度设为“te”，
将由所述微滑动引起的所述滑动量设为“Δx”，
将从所述边界线到所述鞍形面为止的距离设为“RE0”，
将形成所述摇摆边缘部的曲面的曲率半径设为“rRE”，
将卷绕于所述主带轮的相互相邻的单体彼此所形成的角度设为“αpri”，
将卷绕于所述从带轮的相互相邻的单体彼此所形成的角度设为“αsec”时，
以满足下式(1)的方式设计所述单体：
【式1】
Figure FDA0002729977480000011
4.根据权利要求2所述的传动带的单体的设计方法，其中，
当将所述主带轮的卷绕半径设为“Rpri”，
将所述从带轮的卷绕半径设为“Rsec”，
将所述单体的厚度设为“te”，
将由所述微滑动引起的所述滑动量设为“Δx”，
将从所述边界线到所述鞍形面为止的距离设为“RE0”，
将形成所述摇摆边缘部的曲面的曲率半径设为“rRE”，
将卷绕于所述主带轮的相互相邻的单体彼此所形成的角度设为“αpri”，
将卷绕于所述从带轮的相互相邻的单体彼此所形成的角度设为“αsec”时，
以满足下式(1)的方式设计所述单体：
【式1】
Figure FDA0002729977480000021
5.根据权利要求1～4中任一项所述的传动带的单体的设计方法，其中，
由所述微滑动引起的所述滑动量是所述无级变速器的变速比小于值1时的滑动量。
6.根据权利要求5所述的传动带的单体的设计方法，其中，
由所述微滑动引起的所述滑动量是所述无级变速器的变速比为最小时的滑动量。
7.根据权利要求5所述的传动带的单体的设计方法，其中，
由所述微滑动引起的所述滑动量是搭载了所述无级变速器的车辆的车速为最高车速时的所述滑动量。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的传动带的单体的设计方法，其中，
基于相邻的所述单体彼此之间的间隙的合计值和位于所述从带轮的出口至空转弧的终端之间的所述单体的数量，来确定由所述微滑动引起的所述滑动量。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的传动带的单体的设计方法，其中，
所述单体包括：主体部，具有所述鞍形面；以及一对支柱部，以位于所述鞍形面的宽度方向上的两侧的方式从所述主体部向所述传动带的外周侧延伸。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的传动带的单体的设计方法，其中，
所述单体包括：主体部；颈部，从所述主体部的宽度方向上的中央部向所述传动带的外周侧延伸；以及头部，以从所述主体部分离的方式从所述颈部向所述宽度方向上的两侧延伸，
所述鞍形面以位于所述颈部的所述宽度方向上的两侧的方式形成于所述主体部。
11.一种传动带，包括：多个单体；以及环，使所述多个单体环状地捆束，所述传动带卷绕于无级变速器的主带轮以及从带轮来传递扭矩，其中，
所述单体具有：
鞍形面，与所述环接触；以及
摇摆边缘部，形成于所述单体的正面以及侧面中的一方，包括使相邻的单体彼此接触并成为两者转动的支点的接触线，
根据由微滑动引起的滑动量和在所述传动带卷绕于所述从带轮的范围内的所述单体的角速度以及所述环的角速度，来确定从所述单体的相比所述摇摆边缘部更靠所述传动带的外周侧的面与该摇摆边缘部之间的边界线到所述鞍形面为止的距离，所述微滑动是在所述主带轮将所述传动带向所述从带轮侧推出时所产生的所述单体与所述主带轮的相对滑动。
12.根据权利要求11所述的传动带，其中，
所述环包括沿厚度方向层叠的多个环部件，
以在所述传动带卷绕于所述从带轮的范围内，考虑了由所述微滑动引起的所述滑动量的所述单体的角速度不小于所述环的最内层环部件的角速度的方式，确定从所述边界线到所述鞍形面为止的距离。
13.根据权利要求11所述的传动带，其中，
当将所述主带轮的卷绕半径设为“Rpri”，
将所述从带轮的卷绕半径设为“Rsec”，
将所述单体的厚度设为“te”，
将由所述微滑动引起的所述滑动量设为“Δx”，
将从所述边界线到所述鞍形面为止的距离设为“RE0”，
将形成所述摇摆边缘部的曲面的曲率半径设为“rRE”，
将卷绕于所述主带轮的相互相邻的单体彼此所形成的角度设为“αpri”，
将卷绕于所述从带轮的相互相邻的单体彼此所形成的角度设为“αsec”时，
所述传动带满足下式(2)：
【式2】
Figure FDA0002729977480000041
14.根据权利要求11～13中任一项所述的传动带，其中，
由所述微滑动引起的所述滑动量是所述无级变速器的变速比小于值1时的滑动量。
15.根据权利要求14所述的传动带，其中，
由所述微滑动引起的所述滑动量是所述无级变速器的变速比为最小时的滑动量。
16.根据权利要求14所述的传动带，其中，
由所述微滑动引起的所述滑动量是搭载了所述无级变速器的车辆的车速为最高车速时的所述滑动量。
17.根据权利要求11～13中任一项所述的传动带，其中，
基于相邻的所述单体彼此之间的间隙的合计值和位于所述从带轮的出口至空转弧的终端之间的所述单体的数量，来确定由所述微滑动引起的所述滑动量。
18.根据权利要求11～13中任一项所述的传动带，其中，
所述单体包括：主体部，具有所述鞍形面；以及一对支柱部，以位于所述鞍形面的宽度方向上的两侧的方式从所述主体部向所述传动带的外周侧延伸。
19.根据权利要求11～13中任一项所述的传动带，其中，
所述单体包括：主体部；颈部，从所述主体部的宽度方向上的中央部向所述传动带的外周侧延伸；以及头部，以从所述主体部分离的方式从所述颈部向所述宽度方向上的两侧延伸，
所述鞍形面以位于所述颈部的所述宽度方向上的两侧的方式形成于所述主体部。
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