JP2002235808A - 無段変速機用ベルト - Google Patents
無段変速機用ベルトInfo
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Abstract
接によらずに金属エレメントのローリングを抑制するこ
とで、金属リング集合体の耐久性を高める。 【解決手段】 金属エレメント32の左右一方のプーリ
当接面39の下端aから左右他方のイヤー部下面45の
外端bに引いた直線L1と、前記b点から下向きに引い
た直線L5が金属リング集合体31の外周面に交わる点
cから前記a点に引いた直線L2との成す角度をθYと
し、前記a点から金属エレメント32の凸部43fに引
いた接線L3と金属エレメント32の凹部43rに引い
た接線L4との成す角度をθNHとしたとき、θNH<
θYが成立するように設定する。これにより、金属エレ
メント32がプーリに噛み込む直前にローリングしたと
き、金属リング集合体31の外周面がイヤー部下面45
に当接する前に、相互に嵌合する凸部43fが凹部43
rに当接して金属エレメント32のローリングを抑制す
る。
Description
ントに形成した左右のリングスロットをそれぞれ左右の
金属リング集合体に支持し、隣接する金属エレメントど
うしを凸部および凹部の嵌合により位置決めした状態
で、ドライブプーリおよびドリブンプーリに巻き掛けら
れて駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトに関する。
た無段変速機用ベルトは、金属リング集合体の外周面と
イヤー部下面との間のクリアランスを規定することによ
り、金属エレメントが金属ベルトの弦部からプーリに噛
み込む手前位置でのローリングを規制し、金属エレメン
トとプーリとの不正な噛み合いによる摩耗の発生や伝達
効率の低下を図っている。
れた無段変速機用ベルトは、金属エレメントがプーリの
V溝に当接するプーリ当接面の長さと、前記プーリ当接
面の半径方向内端の形状とを、プーリのV溝の傾斜角度
と金属エレメントのピッチ幅(ピッチライン上のおける
左右方向の幅)との関係に基づいて規定することによ
り、金属エレメントがローリングした状態でプーリに噛
み込んだ場合でも、金属エレメントのサドル面が基準高
さを越えないようにして金属リング集合体に過大な荷重
が加わらないようにしている。
開平7−12177号公報に記載されたものは、金属リ
ング集合体の外周面と金属エレメントのイヤー部下面と
の当接により金属エレメントのローリングを規制してい
るため、長時間の運転を行った際に、イヤー部下面に強
く当たる金属リング集合体の外周面の特定位置が疲労に
より損傷し、金属ベルト全体の耐久性を低下させる問題
がある。
載されたものは、金属リング集合体の内周面と金属エレ
メントのサドル面との当接により金属エレメントのロー
リングを規制しているため、長時間の運転を行った際
に、サドル面に強く当たる金属リング集合体の内周面の
特定位置が疲労により損傷し、金属ベルト全体の耐久性
を低下させる問題がある。
で、金属リング集合体およびリングスロットの当接によ
らずに金属エレメントのローリングを抑制することで、
金属リング集合体の耐久性を高めることを目的とする。
に、請求項1に記載された発明によれば、多数の金属エ
レメントに、相互に接触可能な前部主面および後部主面
と、前部主面および後部主面を接続するサドル面および
イヤー部下面に挟まれた左右一対のリングスロットと、
前部主面および後部主面の一方に突設された凸部と、前
部主面および後部主面の他方に形成されて前記凸部が緩
く嵌合可能な凹部とを設け、多数の金属エレメントが左
右の金属リング集合体に左右一対のリングスロットをそ
れぞれ支持された状態でドライブプーリおよびドリブン
プーリに巻き掛けられて両プーリ間で駆動力の伝達を行
う無段変速機用ベルトにおいて、金属エレメントが左右
一対の金属リング集合体に対してローリングしたとき、
左右一方の金属リング集合体の内周面が左右一方のサド
ル面に当接し、かつ左右他方の金属リング集合体の外周
面が左右他方のイヤー部下面に当接する前に、相互に嵌
合する凸部の外周面が凹部の内周面に当接することを特
徴とする無段変速機用ベルトが提案される。
んだ瞬間に正しく位置決めされた下流側の金属エレメン
トに対して、その直上流側の金属エレメントが相対的に
ローリングしている場合に、下流側の金属エレメントの
上流側の金属エレメントに対する最大ローリング角を凸
部および凹部の嵌合により規制することにより、下流側
の金属エレメントのイヤー部下面が金属リング集合体の
外周面に当接するのを防止して金属リング集合体の耐久
性を高めることができる。また下流側の金属エレメント
がローリングした状態で、その左右のプーリ当接面が左
右のV溝に不正に噛み込んだ場合に、凸部および凹部の
当接により発生する荷重で下流側の金属エレメントを正
しい姿勢に復帰させることができ、このとき下流側の金
属エレメントのイヤー部下面が金属リング集合体の外周
面に当接しないので、金属リング集合体の耐久性の低下
を防止することができる。
請求項1の構成に加えて、金属エレメントの左右一方の
プーリ当接面の下端から左右他方のイヤー部下面の左右
方向外端に引いた直線と、前記左右他方のイヤー部下面
の左右方向外端から半径方向内向きに下ろした直線が金
属リング集合体の外周面に交わる点から前記左右一方の
プーリ当接面の下端に引いた直線との成す角度をθYと
し、金属エレメントの左右一方のプーリ当接面の下端か
ら前記凸部の外周面に引いた接線と前記凹部の内周面に
引いた接線との成す角度をθNHとしたとき、θNH<
θYが成立することを特徴とする無段変速機用ベルトが
提案される。
一方のプーリ当接面の下端から左右他方のイヤー部下面
の左右方向外端に引いた直線と、前記左右他方のイヤー
部下面の左右方向外端から半径方向内向きに下ろした直
線が金属リング集合体の外周面に交わる点から前記左右
一方のプーリ当接面の下端に引いた直線との成す角度θ
Yを、金属エレメントの左右一方のプーリ当接面の下端
から前記凸部の外周面に引いた接線と前記凹部の内周面
に引いた接線との成す角度θNHよりも大きく設定した
ので、左右一方の金属リング集合体の内周面が左右一方
のサドル面に当接し、かつ左右他方の金属リング集合体
の外周面が左右他方のイヤー部下面に当接する前に、相
互に嵌合する凸部の外周面を凹部の内周面に確実に当接
させることができる。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
で、図1は無段変速機を搭載した車両の動力伝達系のス
ケルトン図、図2は金属ベルトの部分斜視図、図3は金
属エレメントの正面図、図4は図3の4部拡大図、図5
は図3の5方向矢視図、図6はドライブプーリおよびド
リブンプーリに巻き掛けた金属ベルトの模式図、図7は
金属リング集合体の挙動を示す作用説明図、図8はθY
>θNHが成立する領域を示すグラフ、図9はCLY>
(LY2 /LNH×LYH)×CLNHが成立する領域
を示すグラフである。
後方向、左右方向、半径方向外方、半径方向内方の定義
は図2に示されている。
段変速機Tの概略構造を示すもので、エンジンEのクラ
ンクシャフト1にダンパー2を介して接続されたインプ
ットシャフト3は発進用クラッチ4を介して金属ベルト
式無段変速機Tのドライブシャフト5に接続される。ド
ライブシャフト5に設けられたドライブプーリ6は、ド
ライブシャフト5に固着された固定側プーリ半体7と、
この固定側プーリ半体7に対して接離可能な可動側プー
リ半体8とを備えており、可動側プーリ半体8は油室9
に作用する油圧で固定側プーリ半体7に向けて付勢され
る。
リブンシャフト10に設けられたドリブンプーリ11
は、ドリブンシャフト10に固着された固定側プーリ半
体12と、この固定側プーリ半体12に対して接離可能
な可動側プーリ半体13とを備えており、可動側プーリ
半体13は油室14に作用する油圧で固定側プーリ半体
12に向けて付勢される。ドライブプーリ6およびドリ
ブンプーリ11間に、左右の一対の金属リング集合体3
1,31に多数の金属エレメント32を支持してなる金
属ベルト15が巻き掛けられる(図2参照)。それぞれ
の金属リング集合体31は、12枚の金属リング33…
を積層してなる。
ギヤ16および後進用ドライブギヤ17が相対回転自在
に支持されており、これら前進用ドライブギヤ16およ
び後進用ドライブギヤ17はセレクタ18により選択的
にドリブンシャフト10に結合可能である。ドリブンシ
ャフト10と平行に配置されたアウトプットシャフト1
9には、前記前進用ドライブギヤ16に噛合する前進用
ドリブンギヤ20と、前記後進用ドライブギヤ17に後
進用アイドルギヤ21を介して噛合する後進用ドリブン
ギヤ22とが固着される。
ナルドライブギヤ23およびファイナルドリブンギヤ2
4を介してディファレンシャル25に入力され、そこか
ら左右のアクスル26,26を介して駆動輪W,Wに伝
達される。
ャフト1、ダンパー2、インプットシャフト3、発進用
クラッチ4、ドライブシャフト5、ドライブプーリ6、
金属ベルト15およびドリブンプーリ11を介してドリ
ブンシャフト10に伝達される。前進走行レンジが選択
されているとき、ドリブンシャフト10の駆動力は前進
用ドライブギヤ16および前進用ドリブンギヤ20を介
してアウトプットシャフト19に伝達され、車両を前進
走行させる。また後進走行レンジが選択されていると
き、ドリブンシャフト10の駆動力は後進用ドライブギ
ヤ17、後進用アイドルギヤ21および後進用ドリブン
ギヤ22を介してアウトプットシャフト19に伝達さ
れ、車両を後進走行させる。
ライブプーリ6の油室9およびドリブンプーリ11の油
室14に作用する油圧を、電子制御ユニットU1からの
指令で作動する油圧制御ユニットU2で制御することに
より、その変速比が無段階に調整される。即ち、ドライ
ブプーリ6の油室9に作用する油圧に対してドリブンプ
ーリ11の油室14に作用する油圧を相対的に増加させ
れば、ドリブンプーリ11の溝幅が減少して有効半径が
増加し、これに伴ってドライブプーリ6の溝幅が増加し
て有効半径が減少するため、金属ベルト式無段変速機T
の変速比はLOWに向かって無段階に変化する。逆にド
リブンプーリ11の油室14に作用する油圧に対してド
ライブプーリ6の油室9に作用する油圧を相対的に増加
させれば、ドライブプーリ6の溝幅が減少して有効半径
が増加し、これに伴ってドリブンプーリ11の溝幅が増
加して有効半径が減少するため、金属ベルト式無段変速
機Tの変速比はODに向かって無段階に変化する。
ち抜いて成形した金属エレメント32は、概略台形状の
エレメント本体部34と、金属リング集合体31,31
が嵌合する左右一対のリングスロット35,35間に位
置するネック部36と、ネック部36を介して前記エレ
メント本体部34の上部に接続される概略三角形のイヤ
ー部37とを備える。エレメント本体部34の左右方向
両端部には、ドライブプーリ6およびドリブンプーリ1
1のV溝38,38(図3参照)に当接可能な一対のプ
ーリ当接面39,39が形成される。また金属エレメン
ト32の進行方向前側および後側には、該進行方向に直
交するとともに相互に平行な前後一対の主面40f,4
0rが形成され、また進行方向前側の前部主面40fの
下部には左右方向に延びるロッキングエッジ41を介し
て傾斜面42が形成される。更に、前後に隣接する金属
エレメント32,32を結合すべく、イヤー部37の前
面(前部主面43f)および後面(後部主面43r)に
相互に緩く嵌合可能な円形断面の凸部43fおよび凹部
43rがそれぞれ形成される。リングスロット35,3
5の半径方向内縁および半径方向外縁はそれぞれサドル
面44,44およびイヤー部下面45,45と呼ばれ、
金属リング集合体31,31の内周面はサドル面44,
44に当接する。
エレメント32の左側のプーリ当接面39の下端aから
右側のイヤー部下面45の左右方向外端bに引いた直線
をL1とし、またb点から半径方向内向きに下ろした直
線L5が金属リング集合体31の外周面と交わる交点を
c点とし、a点およびc点を結ぶ直線L2が前記直線L
1と成す角度をθYとする。そしてa点から凸部43f
の外周面に引いた接線をL3とa点から凹部43rの内
周面に引いた接線L4との成す角度をθNHとしたと
き、 θNH<θY …(1) が成立するように設定されている。このことは、隣接す
る2個の金属エレメント32が相対的にローリングした
とき、右側の金属リング集合体31の外周面のc点が右
側のイヤー部下面45のb点に当接する前に、一方の金
属エレメント32の凸部43fが他方の金属エレメント
32の凹部43rに当接して前記相対的なローリングを
規制し、右側の金属リング集合体31の外周面のc点が
右側のイヤー部下面45のb点に当接するのを防止する
ことを意味している。
と前記a点との距離をLNHとし、凸部43fの外周面
および凹部43rの内周面間のクリアランスをCLNH
とすると、前記θNHは、 θNH=CLNH/LNH …(2) で与えられる。また金属リング集合体31の外周面とイ
ヤー部下面45,45とのクリアランスをCLYとし、
a点およびb点を結ぶ直線L1の長さをLYとし、a点
から右側に延ばした直線L6とb点から下側に下ろした
直線L5との交点をe点としたときの、a点およびe点
間の距離をLYHとし、直線L1およびL6の成す角度
をθFYとすると、θYは、 θY=CLY×cosθFY/LY …(3) で与えられ、cosθFYはLYH/LYであるから、 θY=CLY×LYH/LY2 …(4) が得られ、これを(2)式を用いてCLYについて解く
と、 CLY=(LY2 /LNH×LYH)×CLNH …(5) が得られる。
ーリ11に巻きついた金属ベルト15を模試的に示すも
ので、ドリブンプーリ11からドライブプーリ6に向け
て移動する弦部の下流部にA〜Dの4個の金属エレメン
ト32が表示されている。Dはドライブプーリ6に噛み
込んだ瞬間の金属エレメント32を示しており、C,B
およびAの金属エレメント32はその一つずつ上流側の
ものを示している。ドリブンプーリ11からドライブプ
ーリ6に向けて移動する弦部、つまり駆動力の伝達を行
わない緩み側の弦部では隣接する金属エレメント32が
相互に押し力が作用しないため、駆動力の伝達を行う張
り側の弦部に比べて金属エレメント32の姿勢が安定せ
ずにローリングを起こし易い状態にある。
LY,LYHを固定した条件で、CLYをパラメータと
してθYおよびθNHを計算した結果を示すものであ
る。θNHはCLYに関わらず一定値であるが、θYは
CLYの増加に伴って0からリニアに増加する。そして
CLY>xの斜線を引いた領域において前記(1)式の
θNH<θYが成立し、隣接する2個の金属エレメント
32が相対的にローリングしたとき、金属リング集合体
31の外周面のc点がイヤー部下面45のb点に当接す
る前に、金属エレメント32の凸部43fが凹部43r
に当接する。
固定した条件で、LYおよびCLYをパラメータとして
前記(5)式のCLY=(LY2 /LNH×LYH)×
CLNHの関係を示すものである。CLYはLYの二次
関数であり、斜線を引いた領域において前記(1)式の
θNH<θYが成立し、金属リング集合体31のc点が
イヤー部下面45のb点に当接する前に、金属エレメン
ト32の凸部43fが凹部43rに当接する。
エレメントA〜Dを、その進行方向上流側から見た状態
をそれぞれ示す模式図である。図7(A)の状態では、
その金属エレメントAは、プーリに噛み込んだ瞬間の金
属エレメントDよりも3個分だけ上流側に位置している
ため、プーリに噛み込んで位置を規制された金属エレメ
ントDを基準として、凸部43fおよび凹部43r間の
クリアランスCNHの3倍の広い範囲で自由に移動する
ことができる。また前述したように金属エレメントA〜
Dには押し力が作用しないため、図示したように金属エ
レメントAが重力で下方に移動してイヤー部下面45,
45が金属リング集合体31,31の外周面に当接する
可能性がある。しかしながら、金属エレメントAには基
本的に重量以外の荷重が加わっていないため、金属リン
グ集合体31,31の外周面がイヤー部下面45,45
との当接により損傷する虞はない。
方向にローリングしてプーリに接近し、左側のプーリ当
接面39の下端のa点がプーリのV溝38に当接し、か
つ左側のサドル面44の左端のf点が左側の金属リング
集合体31の内周面に当接した状態を示している。この
とき金属エレメントBは、プーリに噛み込んだ瞬間の金
属エレメントDよりも2個分だけ上流側に位置している
ため、プーリに噛み込んで位置を規制された金属エレメ
ントDを基準として、凸部43fおよび凹部43r間の
クリアランスCNHの2倍の範囲で比較的に自由に移動
することができ、右側のイヤー部下面45のb点が右側
の金属リング集合体31の外周面に当接する可能性があ
る。しかしながら、この状態では金属エレメントBは左
側のプーリのV溝38に当接しているだけで比較的に自
由に移動できるため、仮にイヤー部下面45のb点が金
属リング集合体31に当接しても、その当接部に大きな
荷重が加わって金属リング集合体31の耐久性に悪影響
を及ぼす虞はない。
ーリに噛み込んだ瞬間の金属エレメントD(図7(D)
参照)の直上流に位置しているものであり、左右のプー
リのV溝38,38にプーリ当接面39,39が当接し
て位置決めされた正しい姿勢の金属エレメントDの凹部
43rに、その凸部43fが嵌合して位置を規制された
金属エレメントCは、金属エレメントDに対する最大ロ
ーリング角を前記θNHに規制される。その結果、右側
のイヤー部下面45のb点が右側の金属リング集合体3
1の外周面に当接することが確実に防止される。プーリ
のV溝38,38に位置を拘束された金属エレメントD
に隣接する金属エレメントCは、移動の自由度が大きく
制限されるため、仮にイヤー部下面45のb点が金属リ
ング集合体31の外周面に当接すると、該金属リング集
合体31の耐久性に大きな影響を及ぼすことになるが、
前記当接が回避されることで金属リング集合体31の耐
久性が向上する。
て、図7(C′)に示すように、左側のプーリ当接面3
9の下端のa点が左側のプーリのV溝38に当接し、右
側のプーリ当接面39の上端のg点が右側プーリのV溝
38に当接し、かつ左側のサドル面44の左端が左側の
金属リング集合体31の内周面に当接した状態が発生す
ることがある。この場合、金属エレメントC′は左右の
プーリ当接面39,39が左右のV溝38,38に強く
挟まれて拘束されるが、やがて金属エレメントDの位置
に達するときには正しい姿勢に復帰する。その間、金属
エレメントC′はプーリ当接面39,39およびV溝3
8,38間の強い摩擦力に抗して姿勢を回復しなければ
ならないが、その姿勢回復のための荷重Fを、金属エレ
メントDの凹部43rと金属エレメントC′の凸部43
fとの当接により発生させることができる。このとき、
仮にイヤー部下面45のb点が金属リング集合体31の
外周面に当接していると、前記荷重Fを金属リング集合
体31からイヤー部下面45に伝達する必要があり、金
属リング集合体31に大きな荷重が作用して耐久性に極
めて悪い影響を与える可能性がある。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
43fを形成し、後部主面40rに凹部43rを形成し
ているが、その位置関係を逆にしても良い。
によれば、プーリのV溝に噛み込んだ瞬間に正しく位置
決めされた下流側の金属エレメントに対して、その直上
流側の金属エレメントが相対的にローリングしている場
合に、下流側の金属エレメントの上流側の金属エレメン
トに対する最大ローリング角を凸部および凹部の嵌合に
より規制することにより、下流側の金属エレメントのイ
ヤー部下面が金属リング集合体の外周面に当接するのを
防止して金属リング集合体の耐久性を高めることができ
る。また下流側の金属エレメントがローリングした状態
で、その左右のプーリ当接面が左右のV溝に不正に噛み
込んだ場合に、凸部および凹部の当接により発生する荷
重で下流側の金属エレメントを正しい姿勢に復帰させる
ことができ、このとき下流側の金属エレメントのイヤー
部下面が金属リング集合体の外周面に当接しないので、
金属リング集合体の耐久性の低下を防止することができ
る。
金属エレメントの左右一方のプーリ当接面の下端から左
右他方のイヤー部下面の左右方向外端に引いた直線と、
前記左右他方のイヤー部下面の左右方向外端から半径方
向内向きに下ろした直線が金属リング集合体の外周面に
交わる点から前記左右一方のプーリ当接面の下端に引い
た直線との成す角度θYを、金属エレメントの左右一方
のプーリ当接面の下端から前記凸部の外周面に引いた接
線と前記凹部の内周面に引いた接線との成す角度θNH
よりも大きく設定したので、左右一方の金属リング集合
体の内周面が左右一方のサドル面に当接し、かつ左右他
方の金属リング集合体の外周面が左右他方のイヤー部下
面に当接する前に、相互に嵌合する凸部の外周面を凹部
の内周面に確実に当接させることができる。
ルトン図
けた金属ベルトの模式図
Hが成立する領域を示すグラフ
Claims (2)
- 【請求項1】 多数の金属エレメント(32)に、相互
に接触可能な前部主面(40f)および後部主面(40
r)と、前部主面(40f)および後部主面(40r)
を接続するサドル面(44)およびイヤー部下面(4
5)に挟まれた左右一対のリングスロット(35)と、
前部主面(40f)および後部主面(40r)の一方に
突設された凸部(43f)と、前部主面(40f)およ
び後部主面(40r)の他方に形成されて前記凸部(4
3f)が緩く嵌合可能な凹部(43r)とを設け、多数
の金属エレメント(32)が左右の金属リング集合体
(31)に左右一対のリングスロット(35)をそれぞ
れ支持された状態でドライブプーリ(6)およびドリブ
ンプーリ(11)に巻き掛けられて両プーリ(6,1
1)間で駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトにおい
て、 金属エレメント(32)が左右一対の金属リング集合体
(31)に対してローリングしたとき、左右一方の金属
リング集合体(31)の内周面が左右一方のサドル面
(44)に当接し、かつ左右他方の金属リング集合体
(31)の外周面が左右他方のイヤー部下面(45)に
当接する前に、相互に嵌合する凸部(43f)の外周面
が凹部(43r)の内周面に当接することを特徴とする
無段変速機用ベルト。 - 【請求項2】 金属エレメント(32)の左右一方のプ
ーリ当接面(39)の下端(a)から左右他方のイヤー
部下面(45)の左右方向外端(b)に引いた直線(L
1)と、前記左右他方のイヤー部下面(45)の左右方
向外端(b)から半径方向内向きに下ろした直線(L
5)が金属リング集合体(31)の外周面に交わる点
(c)から前記左右一方のプーリ当接面(39)の下端
(a)に引いた直線(L2)との成す角度をθYとし、 金属エレメント(32)の左右一方のプーリ当接面(3
9)の下端(a)から前記凸部(43f)の外周面に引
いた接線(L3)と前記凹部(43r)の内周面に引い
た接線(L4)との成す角度をθNHとしたとき、θN
H<θYが成立することを特徴とする請求項1に記載の
無段変速機用ベルト。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001035881A JP3605570B2 (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 無段変速機用ベルト |
US10/073,049 US6672984B2 (en) | 2001-02-13 | 2002-02-12 | Belt for continuously variable transmission |
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