CN1821613A - 金属带 - Google Patents

Abstract

抑制金属带式无级变速器的金属环的侧面磨损以达到延长其寿命。在由复数个(#1到#12共12个)无缝金属环层叠而成的金属环集合体支撑多个金属部件形成的，套在滑轮上传送驱动力的金属带中，因为将相邻的金属环之间的间距的范围设为，最内层(#1)到中间层(#5)为正值到负值的范围，中间层(#5)到最外层(#12)仅为正值，在润滑容易不充分的中间层(#6)到最外层(#12)的金属环之间的间隙时常为正值而使滑动面的润滑状态保持良好，实现举动的稳定化，防止金属环的侧面与金属部件的颈状部的金属接触面产生动态接触，而且由于使最内层的金属环维持低的张力，达到抑制摩擦而延长其寿命。

Description

金属带

技术领域

本发明涉及一种由无缝金属环束支撑多个金属片而形成的套在带轮上传送驱动力的金属带。

背景技术

在下述专利文献1中已知在构成金属带式无级变速器的金属环束的多个金属环中，因为将相邻两个金属环之间的游隙的额定值设为最内层一侧为负值，最外层一侧为正值，中间部分为零，使各金属环的张力保持一定而缩小其寿命偏差。

(专利文献1：2003-532840号公报)。

发明内容

但在上述现有的发明中，并没有注意到如下情况，即由于最内层的金属环与金属部件的鞍型(saddle)面接触而承受比其它金属环更高的负荷，以及在润滑油少的情况下，由于距供给润滑油的滑轮轴较远的中间层外侧的金属环的润滑效果减少，因此承受高摩擦力的金属环的侧面与金属部件的颈状部的金属环接触面产生动态接触而过早磨损，使其耐久性降低。

鉴于上述情况，本发明的目的在于，抑制金属带式无级变速器的金属环的侧面磨损以达到延长其寿命。

为了达到上述目的，根据第一项的发明，提供一种金属带，其在无缝的金属环集合体上支撑多个金属部件而形成，套在滑轮上传送驱动力，其特征在于，将相邻金属环的间隙设定为，从最内层到中间层为负值到正值的范围，从中间层到最外层仅为正值。

根据第二项的发明，提供一种金属带，在第一项发明的构成之上，其特征在于，将相邻的金属环的间隙的累积值设定为，从最内层到中间层为负值到正值的范围，从中间层到最外层仅为正值。

另根据第三项的发明所示，提供一种金属带，在第二项发明的构成之上，其特征在于，将相邻的金属环的间隙累积值设定为，从中间层到最外层的范围内，越朝向外层一侧越将其容许值的上限和下限向正值一侧移动。

而且，实施例中的驱动滑轮和从动滑轮与本发明的滑轮相对应。

根据第一项发明的构成，将相邻金属环的间隙设定为，从最内层到中间层为负值到正值的范围，从中间层到最外层仅为正值，因此在润滑油少的情况下，使容易产生不充分润滑的中间层到最外层为止的金属环之间的滑动面的润滑状态，因为间隙常时为正值而保持良好，达到运动的稳定化。达到防止金属环的侧面和金属部件的颈状部的金属环接触面产生动态接触，抑制金属环的侧面磨损而延长其寿命。另外因为最内层到中间层的金属环受到充分的润滑，以及相邻的金属环的间隙设定为负值到正值的范围，所以不会增高最内层的金属环的负荷。

根据第二项发明的构成，将相邻的金属环的间隙累积值设定为，从最内层到中间层为负值到正值的范围，从中间层到最外层仅为正值，因此在润滑油少的情况下也能使润滑状态变差的外侧金属环拥有大的间隙而保持多的润滑油，达到进一步延长金属环的寿命。

根据第三项发明的构成，将相邻金属环的间隙累积值设定为，在从中间层到最外层的范围内，越向外侧容许值的上限和下限越偏向正值一侧。因此在润滑油少的情况下，也能使润滑状态变差的外侧金属环拥有大的间隙而保持多的润滑油，并且能够使最内层的金属环维持低的张力，达到进一步延长金属环的寿命。

附图说明

图1是装备有带式无级变速器的车辆动力传送系统的概要图。

图2是金属带的部分立体图。

图3是说明相邻的金属环间的间隙的定义的说明图。

图4是表示相邻金属环间的间隙的设定的曲线图。

图5是表示相邻金属环间的间隙累计值的设定的曲线图。

图6是表示润滑油少的情况下相邻金属环间的间隙的最小值和摩擦系数的关系曲线图。

图7是表示润滑油少的情况下实施例和现有例的金属环的侧面磨损量的曲线图。

图8是表示和图7相对应的相邻金属环间的间隙的最小值的曲线图。

图9是表示金属环和金属部件的颈状部的金属环接触面的接触状态的图。

图中：5-驱动带轮(带轮)；7-从动带轮(带轮)；31-金属环束；32-金属片；33-金属环。

具体实施方式

以下，根据附图所示的本发明的实施例对本发明的实施方式进行说明。

图1～图9所示为本发明的一个实施例，图1为装备带式无级变速器的车辆动力传送系统的概要图，图2为金属带的部分立体图，图3为说明相邻金属环间的间隙的定义的说明图，图4所示为相邻金属环间的间隙的设定的曲线图，图5所示为相邻金属环间的间隙累积值的设定的曲线图，图6所示为润滑油少的情况下相邻金属环间的间隙的最小值和摩擦系数的关系的曲线图，图7所示为润滑油少的情况下实施例和现有例的金属环的侧面磨损量的曲线图，图8所示为和图7相对应的相邻金属环间隙的最小值的曲线图，图9所示为金属环和金属部件的颈状部的金属环接触面的接触状态的图。

另外，本实施例中使用的金属部件或者金属环的前后方向，宽度方向，径向的定义如图2所示。径向被定义为与金属部件抵接的滑轮的径向，接近滑轮轴的一侧为径向的内侧，远离滑轮轴的一侧为径向的外侧。另外宽度方向被定义为沿着与金属部件抵接的滑轮轴的方向，前后方向被定义为沿着车辆行驶前进时的金属部件的行进方向。

如图1所示，车辆用的带式无级变速器T具有平行配置的驱动轴1和从动轴2，发动机E的曲轴3的左端通过减震器4和驱动轴1的右端连接。

被驱动轴1支撑的驱动滑轮5，具有对于此驱动轴1相对转动自由的固定侧滑轮半体5a，和与此固定侧滑轮半体5a相对，在轴向滑动自由的可动侧滑轮半体5b。可动侧滑轮半体5b，因作用于液压油箱6的油压，与固定侧滑轮半体5a之间的沟宽为可变。被从动轴2支撑的从动滑轮7，具有和此驱动轴2形成一体的固定侧滑轮半体7a和相对于此固定侧滑轮半体7a，在轴方向上滑动自由的可动侧滑轮半体7b。可动侧滑轮半体7a，因作用于液压油箱8的油压，与固定侧滑轮半体7a之间的沟宽为可变。而在驱动滑轮5和从动滑轮7之间，套有2个金属环集合体上装有多个金属部件的金属带9。

在驱动轴1的左端，具有确定前进变速挡时接合的将驱动轴1的转动，同方向传向驱动滑轮5的正车离合器10，以及确定后退变速挡时接合的将驱动轴1的转动，向驱动滑轮5反向传递的反向制动器11，以及单个小齿轮式的行星齿轮装置构成的进退切换装置12。进退切换装置12的中心齿轮27固定于驱动轴1，行星齿轮架28在反向制动器11作用下能够约束在壳体上，环形齿轮29在正车离合器10的作用下能够和驱动滑轮5结合。

设于从动轴2的右端的启动离合器13，将在从动轴2支撑的相对转动自由的第1中间齿轮14与此从动轴2相结合。在和从动轴2平行配置的中间轴15上，设置有与上述第1中间齿轮14啮合的第2中间齿轮16。在设于差动齿轮17的齿轮盒18上的输入齿轮19上，设于上述中间轴15上的第3中间齿轮20进行啮合。齿轮盒18具有通过小齿轮轴21支撑的一对小齿轮22，小齿轮22与齿轮盒18支撑的相对转动自由的左车轴23和右车轴24的前端设置的侧齿轮25、26相互啮合。左车轴23和右车轴24的前端各自连接有驱动轮W、W。

其次，用变速杆选择前进区域时，在电子控制单元U1作用下运转的油压控制单元U2的指令下，首先前离合器10闭合，其结果，驱动轴1被和驱动滑轮5结合为一体。继而启动离合器13闭合，发动机E的扭矩通过驱动轴1、驱动滑轮5、金属带9、从动滑轮7、从动轴2以及差动齿轮17传递到驱动轮W、W，车辆启动前进。当用变速杆选择倒车区域时，在油压控制单元U2的指令下，反向制动器11闭合，因为驱动滑轮5被向驱动轴1的转动方向相反的方向驱动，启动离合器13闭合，使车辆启动后退。

这样当车辆启动时，在油压控制单元U2的指令下，供给到驱动滑轮5的液压油箱6的油压增加，驱动滑轮5的可动侧滑轮半体5b向固定侧滑轮半体5a接近，增加有效半径，并且供向从动滑轮7的液压油箱8的油压减少，从动滑轮7的可动侧滑轮半体7b背离固定侧滑轮半体7a而减少有效半径，因此，带式无级变速器T的传动比从LOW RATIO(最大比率)的状态向OD RATIO(最小比率)发生连续变化。

如图2所示，金属带9由左右一对金属环集合体31、31以及其支撑的多个金属部件32…而构成，每个金属环集合体31由复数个(实施例中为12个)金属环33…层叠而构成。将12个金属环33…中最内侧(第一层)的标记为#1，从其开始到最外层(第12层)的金属环33为止按顺序标记为#2，#3，#4...#12。

由金属板材冲制成形的金属部件32，具有金属部件主体34，和位于与金属环集合体31、31接合的左右一对环槽35、35之间的颈状部36，和通过颈状部36被连接在上述构件主体34的径向外侧的大致三角形的耳形部37。在金属部件主体34的左右方向两端部分，形成有可以与驱动滑轮5以及从动滑轮7的V型面接合的一对滑轮接合面39、39，另外在金属部件32的前进方向的前侧和后侧各自形成有金属部件相互接合的主面40，还有通过在前进方向前侧的主面40的下方形成有以左右方向延伸的锁定棱(locking edge)41而形成倾斜面42。并且为了使相邻的金属部件32、32结合，在耳形部37的前后面上形成有能够相互嵌合的凹凸部43。还有在左右的环槽35、35的下端，形成有支撑金属环集合体31、31的内周面的座板面44、44。

如图3所示，将相邻的金属环33、33间的间隙定义为外侧的金属环33的内周面的直径D1，和内侧金属环33的外周面的直径D2之差。所谓间隙D1-D2为负，意味着两个金属环33、33层叠时两者的接触面上产生表面压力。

图4(A)所示为现有例中的金属环集合体31的12个金属环33…的间隙的设定范围。#N～#N+1所标记为第N个金属环33与其相邻的第N+1个金属环33之间的间隙的设定范围。如该图中所明示，现有例的金属环集合体31，从最内层#1到最外层#12的所有金属环33…的全部中，间隙的范围被设定在下限规定值和上限规定值之间。

另一方面，图4(B)所示为实施例中的金属环集合体31的12个金属环33…的间隙的设定范围。如该图所明示，实施例的金属环集合体31从最内层#1到中间层#5为止的金属环33…的间隙被设定在从负值到正值的范围，且中间层#5到最外层#12为止的金属环33…的间隙被设定在正值的范围。

图5(A)所示为现有例中金属环集合体31的12个金属环33…的间隙累计值的设定范围。如该图所明示，现有例的金属环集合体31的最内层#1到中间层#5为止的金属环33…的间隙累计值被设定在从负值到正值的范围，且中间层#5到最外层#12为止的金属环33…的间隙累计值被设定在正值的范围。

与此对应，图5(B)所示为实施例中金属环集合体31的12个金属环33…的间隙累计值的设定范围。如该图所明示，实施例中的金属环集合体31的最内层#1到中间层#5为止的金属环33…的间隙累计值的范围也被设定为从负值到正值的范围，且中间层#5到最外层#12为止的金属环33…的间隙的累计值被设定在正值的范围。

然而，在现有例中，相对于中间层#5到最外层#12的金属环33……的间隙累计值设定范围被保持一致，在实施例中中间层#5到最外层#12的金属环33…的间隙累计值的设定范围，由下限值一侧的0μm向规定值逐渐增加。且在上限值一侧从最内层#1到最外层#12逐渐增加。

图6所示为相对于润滑油量少的情况下金属环33…间的间隙的最小值的金属环33…间的摩擦系数的关系。如该图所明示，金属环33…的间隙最小值为负值(摩擦系数a)时，与正值(摩擦系数b)的情况相比，可知摩擦系数一下子增加了大约3倍。其理由可以考虑为当金属环33的间隙为负值时，两个金属环的接触面上的润滑油变得难以保持。

另外由于向金属环集合体31供给润滑油是通过驱动轴1和从动轴2的内部进行，因此在润滑油少的情况下，最内层#1的金属环33最易被润滑，最外层#12的金属环33最难被润滑。因此，如图4(A)所示，如果将从最内层#1到最外层#12的金属环33的间隙范围设定为相同的话，在润滑油少的情况下，从中间层起外侧的难以被润滑的复数个金属环33之间的摩擦系数变大，变为一体不能产生相对移动，如图9所示，相对于从中间层起内侧的多个金属环33…集合，从中间层起外侧的复数个金属环33…集合会有形成一体向颈状部36滑动的情况。当润滑油少时，因为滑动而造成从中间层起外侧的复数个金属环33…的侧面和金属部件32的颈状部36的金属环接触面36a之间产生反复的动态接触，成为金属环33…的侧面磨损而降低其耐久性的原因。

然而在本实施例中，如图4(B)所示，因为将容易产生不充分润滑的中间层起外侧的复数个金属环33…间的间隙限定在正值的范围，使从中间层起到外侧的复数个金属环33…间的滑动面的润滑状态保持良好，达到运动的稳定化。即使在润滑油少的情况下，也能防止其与金属部件32的颈状部36的金属环接触面36a的动态接触，抑制磨损而达到延长其寿命。另外，由于最内层到中间层的金属环33…受到充分的润滑，层叠的金属环33…间的间隙的容许值处于负值和正值范围之间，所以不会升高最内层的金属环33的负荷。

而且如图5(B)所示，由于将相邻的金属环33的间隙累计值设定为，从中间层起到内侧为负值到正值的范围，中间层起到外侧仅设为正值，而且从中间层越向外侧，将上限一侧的容许值以及下限一侧的容许值向正值一侧偏移，使外侧的润滑状态越差的金属环33…，越能保持多的润滑油，且能使最内层的金属环33的张力维持得较低，因此即使在润滑油少的情况下，也能进一步延长其寿命。

图7和图8所示为金属环33的间隙的下限值和金属环33…的侧面的磨损量的对应关系图，对润滑油少的情况下现有例和实施例的效果进行了比较。在实施例的4个样品中，磨损量被减少到现有例的1/4～1/10。

以上就本发明的实施例进行了说明，本发明不仅仅限于上述的实施例，能够在不超出记载在权利要求范围内的本发明进行各种设计变更。

例如，实施例中的金属部件32支撑位于其宽度方向中央位置的颈状部36的两侧的一对金属环集合体31，但是，本发明中的金属部件也可以支撑在其宽度方向的两端设置的一对颈状部之间的单一的金属环集合体。

Claims (3)

1.一种金属带，由多枚环状金属环(33)层叠而成的金属环集合体(31)支撑多个金属部件(32)而形成，套在滑轮(5、7)上传递驱动力，其特征在于，

将相邻的金属环(33)间的间隙设定为，从最内层到中间层为从负到正的范围，从中间层到最外层仅为正。

2.根据权利要求1中记载的金属带，其特征在于，将相邻的金属环(33)间的间隙的累积值设定为，从最内层到中间层为从负到正的范围，从中间层到最外层仅为正。

3.根据权利要求2中记载的金属带，其特征在于，将相邻的金属环(33)间的间隙的累积值设定为，在从中间层到最外层的范围内，越向外层侧容许值的上限以及下限越偏向正侧。

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