JP2003004102A6 - 駆動ベルト及び駆動ベルト用のクロスメンバ - Google Patents

Abstract

【課題】 必要とされる強度を満たし、かつコンパクトなクロスメンバを有する駆動ベルトを提供する。
【解決手段】 クロスメンバ４が装着された場所で互いに隣接する２組の駆動ベルトユニット５，６からなるキャリアを装備し、各クロスメンバ４は、対向する２つの切欠き７，８を持っている。クロスメンバ４の第１区分１１は駆動ベルトユニット５，６の下側に、クロスメンバ４の第２区分１２はその中間に、クロスメンバ４の第３区分１３は上側に位置する。各切欠き７，８は、駆動ベルトユニット側に向いた内面を持っている。第１区分１１は、下部が上部よりも厚さにおいて少なくとも０．１ｍｍ薄くなった突出縁部２６をもっている。下縁部２４の中央部分は突出縁部２６と同じ高さかもしくは高くなっている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２個のＶ型プーリを使用した無段変速機における駆動用ベルト及び該駆動ベルト用のクロスメンバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２個のＶ型プーリを使用した無段変速機における駆動ベルトには、クロスメンバ（ｄｗａｒｓｅｌｅｍｅｎｔ／ｃｒｏｓｓ ｍｅｍｂｅｒ横材）が装着された隣接する２組の駆動ベルトユニットからなるキャリア（ｄｒａｇｇｅｒ／ｃａｒｒｉｅｒ）が装備されている。各クロスメンバには、対向する切欠きが２箇所ずつ駆動ベルトユニットを収容するように入っており、クロスメンバの第１区分が駆動ベルトユニットの下側にあり、第２区分は、２つの駆動ベルトユニットの間に挟まれている。第３区分は駆動ベルトユニットの上側に飛び出している。各切欠きは、その内側の面が駆動ベルトユニット側に向いている。このような駆動ベルトは、ＥＰ−Ａ−００１４０１３として知られているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
実際には、駆動ベルトにおける力が作動中に制限されるように、クロスメンバの横断面はできる限り小さくするべきである。それによって、駆動ベルトの質量は比較的小さくできる。特に、クロスメンバがそのクロス方向の水平線まわりに−すなわち駆動ベルトの幅方向の線のまわりに−回転する時のクロスメンバの慣性力は、最小限に保たれるはずであることは明白である。
【０００４】
作動中には姿勢が時々刻々変化するクロスメンバについての方向を述べる場合は、図２における前面図で示されているように、便宜上、クロスメンバは常に直立している状態が想定されている。この図では、駆動ベルトの長手方向（ｌａｎｇｓｒｉｃｈｔｉｎｇ／ｌｅｎｇｔｈｗｉｓｅ）は図面に直交する。
【０００５】
この発明のねらいは、必要とされる強度を満たし、かつコンパクトに製造されたクロスメンバ及び該クロスメンバをもつ駆動ベルトを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
これを達成するために、本発明では、部材の第１区分が水平方向の突出縁部をもち、その下方でクロスメンバの厚さが少なくとも上方よりも０．１ｍｍ薄くなり、クロスメンバの下縁部中央を、当該突出縁部と同じかもしくは高い位置即ち突出縁部よりも低くない位置となるようにすることで、薄い方の第１区分が２つの部分からなるようにしている。
【０００７】
クロスメンバを下側に向かって、当該突出縁部を薄くすることによって、クロスメンバの質量を小さくすることができる。とはいっても、厚みを減らすことは、部材表面積の大部分を薄くしなければならない場合は、特に難しいプロセスとなる。クロスメンバの下縁部中央部分を、当該突出縁部と同じかもしくは高くする、つまり当該突出縁部よりも低くない位置にすることによって、厚みを減らしたクロスメンバの第１区分は、明らかに薄くなった比較的小さな２要素で構成される。
【０００８】
また、特にクロスメンバの高さは、クロスメンバとプーリとが接触する面の高さによって決定される。それにかかる力に十分対処できるほどの高さが必要とされる。
【０００９】
クロスメンバの質量を小さくするためには、ＥＰ−Ａ−０１５１３９６で見られるとおり、前述の接触面の区間でクロスメンバ下部を完全に凹型とすることはすでに示唆した。
【００１０】
基本モデル（ｖｏｏｒｋｅｕｒｓｕｉｔｖｏｅｒｉｎｇ／ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｄｅｌ）では、凹型内面の湾曲は、クロスメンバの第１区分から第２区分への移行点において、クロスメンバの第１区分によって形成される内面とクロスメンバの第３区分によって形成される内面との最小距離の３分の１より長い半径をもつ。また、クロスメンバの下縁部と前述の凹型内面との最小距離は、Ｖ型プーリに接触するクロスメンバ側面の高さの７５％未満である。
【００１１】
クロスメンバの強度において局部的にマイナスの影響がなく、上述の半径が十分に大きければ、クロスメンバの第１区分の高さはかなり低くすることが可能であることがわかっている。このことによって、より大きな半径のためのスペースを十分持てるように、駆動ベルトの幅が広くなったとしても、それは欠点ではなくて、下側のクロスメンバの大きさを制限して、作動中クロスメンバ同士が近接した状態の曲線部をつくることはむしろ大きな長所となる。
【００１２】
上述の凹型内面の窪みは、クロスメンバの第１区分から第２区分への移行点でクロスメンバ第１区分によって形成される内面部と第３区分によって形成される内面部との間の最小距離の半分よりも大きな半径をもつことが望ましい。
【００１３】
基本モデルとしては、半径は０．７ｍｍより大きくするべきであり、さらに０．９ｍｍより大きければなお望ましい。それに加えて／あるいは、当該距離はＶ型プーリに接触して配置されるクロスメンバの側面高さの６５％未満、できれば６０％未満とするべきである。基本モデルでは、クロスメンバ下縁部は、ほぼその全長を通して窪んでいる。
【００１４】
クロスメンバの下縁部は、完全に凹型となるように、横断方向では凸型を持たない方がよく、できればは真直ぐな部分を有していてもよい。下縁部は、全体にわたって半径が４０ｍｍ未満、もしくは３０ｍｍ未満が望ましい。
【００１５】
クロスメンバは、プレス加工金属の一体型であって、クロスメンバの縁部は滑らかにされているか旋盤で丸面取りされるか、またはその両方が施されるべきである。半径が大きければ、プレス加工、部材成形や旋盤での形削りにおいて製造しやすくなる。
【００１６】
さらに本発明は、無段変速機用の駆動ベルトで用いられるためのＶプーリ２個の付いたクロスメンバに関するものである。クロスメンバには、キャリアを形成する駆動ベルトを収容するように、対向する切欠きが２箇所ずつ入れられており、クロスメンバの第１区分が駆動ベルトユニット下側に延出し、第２区分は、２つの駆動ベルトユニットに挟まれ、第３区分が、駆動ベルトユニットの上に突出する。各切欠きは、内面が駆動ベルトユニットに向けられていて、第１区分は水平方向の延出する突出縁部をもち、その下側は、クロスメンバの厚さは上側よりも少なくとも０．１ｍｍ薄くなっているべきであり、クロスメンバの下縁部の中央が当該突出縁部と同じか、もしくはそれより高い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明を説明するために、図を参照しながら、駆動ベルトの基本モデルに係る実施の形態について述べる。
【００１８】
図１の線図は、駆動ベルト１及びＶ型プーリ２，３を表しており、この駆動ベルト１は、２個のプーリ２とプーリ３に巻き掛けられて動く。この状況では、左側のプーリ２は、右側のプーリ３よりも回転速度が速くなっている。プーリ２とプーリ３によって形成される、２パーツ間の距離を変えることによって、プーリ２とプーリ３における駆動ベルト１の半径を変えることが可能となり、２個のＶ型プーリ２，３における速度の差が変わる。これは、２本のシャフトの間での回転速度の差を変える方式としてよく知られている。
【００１９】
駆動ベルト１は、図１において側面が示されているが、いくつかのクロスメンバ４（図１では、その中の４個が表されている）と２組の駆動ベルトユニット５と６―そのうちの１組は斜線で陰をつけてある−からなる。駆動ベルト１のベルトユニット５，６及びクロスメンバ４は、金属製である。クロスメンバ４は、駆動ベルトユニット５と６の長手方向に遊動が可能であり、プーリ２，３間の伝動時には、クロスメンバ４が互いに圧接することで動力が伝わる。そこでは駆動ベルトユニット５と６がクロスメンバ４を保持している。
【００２０】
基本モデルでは、駆動ベルトユニット５，６のどちらも図２に示されているが、それぞれ５枚のベルトからなっている。実際には、駆動ベルトユニット５，６は、より多くのベルト、例えば１０枚からなっている。図２では、ベルトユニット５，６の厚さはＴで表されており、幅をＷで示している。例を挙げれば、１枚のベルトの厚さは０．２ｍｍで、幅は７ｍｍである。
【００２１】
駆動ベルトユニット５，６は、プーリ２，３のパーツが駆動ベルト１の両端に位置しているので、横にずれることがないことは明らかであろう。図から分かるように、クロスメンバ４は、駆動ベルトユニット５，６によって所定の位置に保持できるように成形されている。この構造で、２つの切欠き７，８が含まれ、駆動ベルトユニット５，６が配置されている。
【００２２】
クロスメンバ４は、駆動ベルトユニット５，６の下側に突出している第１区分１１と、２組の駆動ベルトユニット５，６に挟まれる第２区分１２と、駆動ベルトユニット５，６の上側にある第３区分１３とからなっている。
【００２３】
クロスメンバ４の背面（図４参照）は、第２区分１２以外が全体として平らであり、前面（図２参照）では、クロスメンバ４は曲線部１８が装備されている。側面図（図３）において、曲線部１８の上部では、クロスメンバは概して同一の厚さであり、曲線部１８の下部では、第１区分１１は下に向かって細くなっている。曲線部１８は、実際には、クロスメンバ４の前面において若干カーブを描いて成形されている。例えば、曲線部１８は半径６ｍｍの丸面縁部となる。曲線部１８は、駆動ベルト１の直線部分及び湾曲部分のいずれにおいても隣接するクロスメンバ４の平らな背面と接触する。この接触は、駆動ベルト１が曲げられプーリに掛けられている状態中、及び一方のプーリから他方のプーリへ移動するベルト１の真直部分のいずれにおいても、生じる。
【００２４】
曲線部１８の下方で、第１区分１１が水平方向に薄くなって延出する突出縁部２６となる。突出縁部２６の下の第１区分１１が突出縁部２６より上のクロスメンバ４の面における厚さよりも０．１ｍｍほど薄い一定の厚みをもっている。
【００２５】
図３では、クロスメンバ４の第２区分１２が左側に移動しており（図３）、クロスメンバ４の前面に凸部１４があり、背面に凹部１５が表れている。図２と図４に示されるように、凸部１４と凹部１５はクロスメンバ４の第２区分１２全体に水平方向（駆動ベルト１の幅方向または横断方向）に広がっている。凸部１４と凹部１５は互いに駆動ベルト１の直線部分で互いにかみ合っている。これによって、２つの隣接するクロスメンバ４の垂直方向（駆動ベルト１の厚さ方向）への移動を防止するのである。
【００２６】
図２では、窪み部分１６は凸部１４の中央にあり、図４では突出部分１７が凹部１５の中央に位置していることを示している。これにより、凸部１４と凹部１５の区域に、駆動ベルトユニット５と６の配置される面が水平線を基準とした角度をなし、さらに駆動ベルト１の方向に対して垂直となる部分が形成される。
【００２７】
上述の角度で、部材が互いに接触するので、駆動ベルト１の直線部分では、２つの隣接するクロスメンバ４の交差方向への動きを制限したり回避させたりできるように、突出部分１７が窪み部分１６に挟まれる（または嵌入される）ようになっている。
【００２８】
以上の図で明らかなように、凸部１４と凹部１５は、クロスメンバ４の第２区分１２の中に完全に配置されている。このことによって、クロスメンバ４は横断方向（水平方向）には限られた大きさの動きしか持てない。
【００２９】
各切欠き７，８は、クロスメンバ４の第１区分１１、第２区分１２及び第３区分１３の部分で形成される内面から構成される。これらのセクションは、図５において、２１，２２及び２３で表されている。
【００３０】
図５は、切欠き７の形状を詳細に示したものである。クロスメンバ４の第１区分１１の内面２１は、駆動ベルトユニット５に接触するようになる平面かもしくは若干カーブした部分を持っている。この部分は、半径Ｒ２にあたる凸部分に進入しており、半径Ｒ１のある凹内面にかかり、そこで内面２１のセクションが内面２２のセクションと重なる。
【００３１】
基本モデルの図解では、半径Ｒ１は距離Ｂの半分の長さとほぼ同じであり、距離Ｂはクロスメンバ４の第２区分１２に近接する切欠き７の凹部分の最長縦寸法である。第２区分１２上の内面２２は、縦方向には真直ぐにできるが、基本モデルでは、内面２２は完全に湾曲していて、半径Ｒ１をもつ全円に近い円弧に沿っている。
【００３２】
図５では、切欠き７のスペースの最小縦寸法がＡで表されている。この寸法Ａは、できればクロスメンバ４の第２区分１２に近接する切欠き７の最大縦寸法Ｂの８０％より大きくなくてはならない。
【００３３】
図５は、角度ａを示している。この角度ａは、駆動ベルトユニット５と６が接触する面に対する、クロスメンバ４の第２区分１２によって形成される内面２２における駆動ベルトユニット５の底面の高さとの角となる。この角度ａは、より具体的に例を挙げて説明すると、図５において、内面２１と駆動ベルトユニット５，６の下面との接触面に沿って延びる延長面と内面２２との交差部での湾曲内面２２の接線が、前記接触面に平行であるＬによって表される一点鎖線を含む平面に対して成す角度である。図５で示されるとおり、これは鋭角であり、できれば８５°よりも小さくするべきである。
【００３４】
実際には、凸部分の半径Ｒ２の湾曲は十分に大きくせねばならず、例えば０．４ｍｍ以上にするべきだと分かった。もし半径Ｒ２が小さすぎると、これは駆動ベルトユニット５，６のベルト内部の損傷を引き起こす可能性がある。接合する凹部分の湾曲の半径Ｒ１もまた十分に大きくする必要がある。Ｒ１を０．７ｍｍより大きくすることによって、クロスメンバ４の破損の危険性を少なくし、クロスメンバ４の第１区分が小さくできるようにし、ひいては軽量化を可能にする。さらに、クロスメンバ４の下縁部２４と内面２１，２２の間の距離は、当該湾曲の部位でかなり縮小でき、プーリ２，３と接触するクロスメンバ４の側面２５の高さＨよりも更に小さくできる。このような縮小によってクロスメンバの動特性は向上する。できれば、下縁部２４は、その全体にわたって湾曲しているべきである。下縁部２４とプーリ２，３に接触する側面２５との間には、凸型移行ゾーンが存在するが、これはここでの下縁部の一部ではない。
【００３５】
図６は本発明の他の実施の形態に係るクロスメンバの詳細図であり、切欠き８は切欠き７と対称的に表れて実質的に同じ形状なので切欠き７のみを示している。この実施の形態に係るクロスメンバの切欠き７の湾曲内面２２は、最小距離Ａの半分よりも小さく最小距離Ａの１／３よりも大きい半径Ｒ１の円弧に沿った凹内面が上下にあって、これらを繋ぐ中間部分が最小距離Ａの半分よりも大きい半径Ｒ３の凹内面からなっている。内面２２から内面２１，２３への移行領域には、半径Ｒ２の凸部分がある。このように、最小距離Ａの１／２よりも小さな半径Ｒ１の湾曲部分は、打ち抜きやパンチングによる製造を容易にするために、また例えば小量生産が可能になる設計の自由度を確保するためにも、好ましい。
【００３６】
しかし、最小距離Ａの１／３よりも大きい半径Ｒ１が要求されのは、作動中の応力ピークを予防するため、クロスメンバ４による駆動ベルトユニット５，６の損傷を予防するため、並びに図５に示す角度ａがクロスメンバ４の好ましい設計のための応用において限定される好ましい範囲内になることを実現するためである。図６に示すように、半径Ｒ１が、０．３３Ａ＜Ｒ１＜０．５０Ａの範囲にある場合も、駆動ベルト１の良好な機能を確保するために、実際にはほとんど常に半径Ｒ２の凸部分が存在している。図６において、湾曲内面２２の距離Ｂが距離Ａよりも僅かに大きくこれとほぼ等しい場合もあるが、その場合にも半径Ｒ２の凸部分が存在している。
【００３７】
ここで述べられている実施形態に係るモデルは、基本モデルである。他にも多くのタイプが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は次のような効果を奏する。クロスメンバの厚さが、上部よりも下部が少なくとも０．１ｍｍ薄い第１区分の突出縁部と、クロスメンバの下縁部の中央部分が当該突出縁部と同じ高さか、もしくは高くなっていることにより、必要とされる強度を満たし、かつコンパクトなクロスメンバを有する駆動ベルトを提供することができる。また、クロスメンバの第１区分によって形成される内面とクロスメンバの第３区分によって形成される内面の間の最小距離Ａの１／３よりも大きな半径Ｒ１を持ち、クロスメンバの下縁部と当該切欠きの湾曲した内面との距離は、Ｖ型プーリに対して位置するクロスメンバの側面の高さの７５％よりも小さいことにより、作動中の応力ピークと、クロスメンバによる駆動ベルトユニットの損傷とを予防することができ、設計の自由度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 駆動ベルト及びＶ型プーリの側面線図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係るクロスメンバの前面図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係るクロスメンバの側面図である。
【図４】 本発明の実施の形態に係るクロスメンバの背面図である。
【図５】 図４の詳細図である。
【図６】 本発明の他の実施の形態に係るクロスメンバの詳細図である。
【符号の説明】
１：駆動ベルト、２，３：Ｖ型プーリ、４：クロスメンバ、５，６：駆動ベルトユニット、７，８：切欠き、１１：第１区分、１２：第２区分、１３：第３区分、１４：凸部、１５：凹部、１６：窪み部分、１７：突出部分、１８：曲線部、２１，２２，２３：切欠きの内面、２４：下縁部、２５：クロスメンバの側面、２６：突出縁部。

Claims (11)

1. Ｖ型プーリ（２，３）を使用した無段変速機用であって、クロスメンバ（４）が装着されている箇所に並設される２組の駆動ベルトユニット（５，６）からなるキャリアが装備されており、前記クロスメンバには各々、２つの対向する切欠き（７，８）が前記駆動ベルトユニットを収容し、クロスメンバ（４）の第１区分（１１）が前記駆動ベルトユニットの下に延出し、前記クロスメンバの第２区分（１２）が前記駆動ベルトユニットの間に挟まれ、前記クロスメンバの第３区分（１３）が前記駆動ベルトユニットの上側に突出するようになっていて、各々の前記切欠き（７，８）は、前記駆動ベルトユニット側に向いた内面（２１，２２，２３）を持っている駆動ベルト（１）において、
   前記クロスメンバ（４）の厚さが、上部よりも下部が少なくとも０．１ｍｍ薄い前記第１区分（１１）の突出縁部（２６）と、前記クロスメンバ（４）の下縁部（２４）の中央部分が前記突出縁部（２６）よりも低くない位置にあることを特徴とする駆動ベルト。
2. 前記内面（２１，２２）の凹面湾曲が、前記クロスメンバ（４）の第１区分（１１）と第２区分（１２）間の移行区間において、前記クロスメンバの第１区分（１１）によって形成される内面（２１）と前記クロスメンバの第３区分（１３）によって形成される内面（２３）の間の最小距離（Ａ）の１／３よりも大きな半径（Ｒ１）を持ち、前記クロスメンバ（４）の下縁部（２４）と前記湾曲における内面（２１，２２）との隔たり距離は、前記Ｖ型プーリ（２，３）に対して位置する前記クロスメンバ（４）の前記Ｖ型プーリ（２，３）に接触する側面（２５）の高さ（Ｈ）の７５％よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の駆動ベルト。
3. 前記内面（２１，２２）の凹面湾曲が前記クロスメンバ（４）の第１区分（１１）から第２区分（１２）までの区間で、前記クロスメンバの第１区分（１１）によって形成される内面（２１）と前記クロスメンバの第３区分（１３）によって形成される内面（２３）との間の最小距離（Ａ）の半分よりも大きい半径（Ｒ１）を持っていることを特徴とする請求項２に記載の駆動ベルト。
4. 前記半径（Ｒ１）が０．７ｍｍより大、できれば０．９ｍｍより大きいことを特徴とする請求項２もしくは３に記載の駆動ベルト。
5. 前記隔たり距離がＶ型プーリ（２，３）に対向するクロスメンバ側面の高さ（Ｈ）の６５％未満、できれば６０％未満であることを特徴とする請求項２〜４のどれか１つに記載の駆動ベルト。
6. 前記クロスメンバ（４）の下縁部（２４）は横方向には湾曲しないことを特徴とする請求項１〜５のどれか１つに記載の駆動ベルト。
7. 前記下縁部（２４）が主として全長にわたり４０ｍｍ未満、できでば３０ｍｍ未満の半径で湾曲することを特徴とする請求項１〜６のどれか１つに記載の駆動ベルト。
8. 前記クロスメンバ（４）の第２区分（１２）によって形成される内面（２２）がその大部分において凹面となっていることを特徴とする請求項１〜７のどれか１つに記載の駆動ベルト。
9. 前記クロスメンバ（４）はプレス加工金属から一体的に製造されることを特徴とする請求項１〜８のどれか１つに記載の駆動ベルト。
10. 前記クロスメンバ（４）の縁端が滑らかにされるか、旋盤で丸面取りされているか、またはその両方が施されることを特徴とする請求項１〜８のどれか１つに記載の駆動ベルト。
11. ２つのＶ型プーリ（２，３）を使用した無段変速機用であって、請求項１〜１０のどれか１つに記載の駆動ベルト（１）に応用するためのクロスメンバにおいて、該クロスメンバ（４）には、キャリアを形成する駆動ベルトユニット（５，６）を収容するために、互いに対向する切欠き（７，８）があり、その結果、前記クロスメンバ（４）の第１区分（１１）が前記駆動ベルトユニット（５，６）の下に延出し、前記クロスメンバ（４）の第２区分（１２）が前記駆動ベルトユニット（５，６）の間に位置し、前記クロスメンバ（４）の第３区分（１３）が前記駆動ベルトユニット（５，６）の上側に突出するようになっており、各々の前記切欠き（７，８）は、前記駆動ベルトユニット側に向いた内面（２１，２２，２３）を持っており、前記クロスメンバ（４）の厚さが下部では上部よりも最低０．１ｍｍ薄くなった第１区分（１１）の突出縁部（２６）を有し、前記クロスメンバ（４）の下縁部（２４）の中央が該突出縁部よりも低くない位置にあることを特徴とする駆動ベルト（１）用クロスメンバ。

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