JP2003232408A - Vベルト - Google Patents

Vベルト

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JP2003232408A
JP2003232408A JP2002031019A JP2002031019A JP2003232408A JP 2003232408 A JP2003232408 A JP 2003232408A JP 2002031019 A JP2002031019 A JP 2002031019A JP 2002031019 A JP2002031019 A JP 2002031019A JP 2003232408 A JP2003232408 A JP 2003232408A
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Kenji Asano
憲治 浅野
Tsutomu Tadane
勉 唯根
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑性が低下したときでも、エレメント部材
と金属リング部材との接触部に焼付きなどが発生するの
を抑えることができるVベルトを提供する。また、金属
リング部材の疲労破損の発生を抑制することができ、よ
って長寿命化を図ることができるVベルトを提供する。 【解決手段】 ドライブプーリとドリブンプーリとの間
に掛け渡されて動力伝達を行うVベルト1において、無
端ベルト状の金属リング部材2に支持される複数のエレ
メント部材3を、セラミックスにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の無段変速
機(CVT)などに用いられ、動力を伝達するVベルト
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車のベルト式無段変速機で
は、エンジン側に設けられたドライブプーリと、駆動輪
側に設けられたドリブンプーリとの間に、Vベルトを介
在させてエンジンの回転を駆動輪に伝えている。このよ
うな従来のVベルトは、例えば特開2000−1833
7号公報に開示されているように、無端ベルト状の金属
リング部材と、この金属リング部材に沿って支持された
複数のエレメント部材とで構成されており、エレメント
部材が上記各プーリに形成されたV溝に挟み込まれた状
態で、Vベルトは両プーリ間に巻き掛けられ、各V溝を
構成するプーリ表面との摩擦力によってプーリ間の動力
(トルク)伝達を行う。ところで、ベルト式無段変速機
では、トラクション特性を高め、あるいは極圧添加剤等
を添加することで耐摩耗性を高めたCVTフルードと呼
ばれる潤滑油が用いられており、各プーリとベルト・エ
レメント部材との間、ベルト内の金属リング部材とエレ
メント部材との間などの接触部での摩擦による発熱や摩
耗を抑えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来のVベルトでは、金属リング部材及びエレメント
部材は共にスチール、例えばマルエージング鋼及び機械
構造用炭素鋼でそれぞれ形成されており、高温環境で潤
滑油粘度が低下したり、低速回転時に油膜が安定しない
などで金属リング部材とエレメント部材との接触部の潤
滑性が低下したときに当該接触部に凝着や焼付きなどが
発生することがあった。また、金属リング部材には、ト
ルク伝達(回転)時に、伝達動力による張力に加えて、
上記エレメント部材の遠心力が作用しており、このリン
グ部材に生じるベルト張力が増加したり、エレメント部
材との接触部を起点とする局所曲げ等が発生したりし
て、当該リング部材に疲労破損が生じやすく、ひいては
Vベルトに早期不具合を発生しやすいという問題があっ
た。
【0004】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、潤滑性が低下したときでも、エレメント部材と金属
リング部材との接触部に焼付きなどが発生するのを抑え
ることができるVベルトを提供することを目的とする。
また、本発明は、金属リング部材の疲労破損の発生を抑
制することができ、よって長寿命化を図ることができる
Vベルトを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のVベルトは、無
端ベルト状の金属リング部材と、この金属リング部材に
沿って支持された複数のエレメント部材とを備え、ドラ
イブプーリとドリブンプーリとの間に掛け渡されて動力
伝達を行うVベルトであって、前記エレメント部材の少
なくとも前記金属リング部材との接触面を、セラミック
スにより形成したことを特徴とするものである(請求項
1)。
【0006】また、本発明のVベルトは、無端ベルト状
の金属リング部材と、この金属リング部材に沿って支持
された複数のエレメント部材とを備え、ドライブプーリ
とドリブンプーリとの間に掛け渡されて動力伝達を行う
Vベルトであって、前記エレメント部材を、軽金属合金
により形成するとともに、少なくとも当該エレメント部
材の前記金属リング部材との接触面に、セラミックス被
膜を形成したことを特徴とするものである(請求項
2)。
【0007】上記のように構成されたVベルトにおける
エレメント部材では、その金属リング部材との接触面を
セラミックスで構成することにより、潤滑性が低下した
ときでも、上記従来例でのスチール(金属)同士が接触
する場合に比べて、当該接触面に焼付きなどが発生する
のを抑えることができる。また、請求項1のVベルトで
は、上記スチールに比べ密度が小さいセラミックスを多
用すればするほど、従来例に比べて当該エレメント部材
を軽量化することができる。また、請求項2のVベルト
では、そのエレメント部材に用いられる軽金属合金が上
記スチールに比べ密度が小さいことから、従来例に比べ
て当該エレメント部材を軽量化することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明のVベルトの好まし
い実施形態について、図面を参照しながら説明する。
尚、以下の説明では、自動車のベルト式無段変速機に適
用した場合を例示して説明する。図1は本発明の一実施
形態に係るVベルトを示す斜視図であり、図2は図1に
示したVベルトを用いたベルト式無段変速機の要部構成
を示す概略構成図である。図1及び図2において、本実
施形態のVベルト1は、無端ベルト状の2つの金属リン
グ部材2と、各金属リング部材2に支持された複数のエ
レメント部材3とを備えており、自動車のエンジンと駆
動輪との間に設けられた無段変速機のドライブプーリ1
0とドリブンプーリ20との間に掛け渡されて、ドライ
ブプーリ10からドリブンプーリ20への動力(トル
ク)伝達を行う。
【0009】図3も参照して、上記ドライブプーリ10
は、エンジン側に接続された入力軸11に一体回転可能
に取付けられたものであり、円錐状の傾斜面10a1を
有する固定シーブ10aと、上記傾斜面10a1に対向
して配置される円錐状の傾斜面10b1を有する可動シ
ーブ11bとを備えており、各シーブの傾斜面10a
1,10b1によりV溝を形成し、このV溝によって上
記エレメント部材3を挟み込んだ状態でVベルト1を保
持するようになっている。また、可動シーブ10bに
は、上記V溝の幅を変更するための油圧アクチュエータ
(図示せず)が接続されており、変速時に、図3の左右
方向に可動シーブ10bを移動させることにより、V溝
の幅を変更し、さらには上記入力軸11に対するVベル
ト1の巻掛け半径も変更するようになっている。これに
より、ドライブプーリ10とドリブンプーリ20との回
転比を増減することができる。
【0010】上記ドリブンプーリ20は、駆動輪側に接
続された出力軸21に一体回転可能に取り付けられてお
り、ドライブプーリ10と同様に、エレメント部材3が
挟み込まれるV溝を形成するための傾斜面を有する固定
シーブ20a及び可動シーブ20bを備えており、その
V溝でVベルト1を保持するようになっている。また、
このプーリ20の可動シーブ20bには、上記可動シー
ブ10bと同様に、油圧アクチュエータ(図示せず)が
接続されており、変速時に、当該可動シーブ20bを移
動させることにより、V溝の幅を変更し、さらには上記
出力軸21に対するVベルト1の巻掛け半径も変更する
ようになっている。これにより、ドリブンプーリ20を
変速し、Vベルト1からドリブンプーリ20に伝えられ
るトルクを増減することができる。
【0011】上記のようにVベルト1が掛け渡された無
段変速機では、例えば出力軸回転を増速する場合、上記
可動シーブ10bの移動によってドライブプーリ10側
のV溝の幅を縮小させ、かつ上記可動シーブ20bの移
動によってドリブンプーリ20のV溝の幅を拡大させる
ことで行われる。逆に、減速する場合、可動シーブ10
bの移動によってドライブプーリ10側のV溝の幅を拡
大させ、かつ可動シーブ20bの移動によってドリブン
プーリ20のV溝の幅を縮小させることで行われる。
尚、変速時において、Vベルト1にねじれが発生するの
を抑制するために、これらの可動シーブ10b及び可動
シーブ20bは、図1に示すように、Vベルト1を挟む
ように、Vベルト1の両側に配置されている。また、こ
の無段変速機では、トラクション特性や耐摩耗性に優れ
たCVTフルードが潤滑油として用いられており、Vベ
ルト1と各プーリ10,20との接触部、金属リング部
材2とエレメント部材3との接触部、及び隣り合う2つ
のエレメント部材3の接触部等の各接触部での摩擦によ
る発熱や摩耗を抑えるようになっている。
【0012】上記金属リング部材2は、マルエージング
鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、あるいはチタン合
金などの金属により形成されたものであり、上記エレメ
ント部材3をプーリ側に押し付けることにより、トルク
伝達に必要な摩擦力をエレメント部材3と各プーリ1
0,20との間に発生させる。また、この金属リング部
材2は、例えば図1に示すように、上記金属からなる同
一厚さ及び同一幅のフープ材を積層したものであり、複
数、例えば10層のリング2a〜2jにより構成されて
いる。
【0013】上記エレメント部材3は、全体が例えば窒
化珪素系、ジルコニア系、あるいは炭化珪素系のセラミ
ックスにより形成されており、上記金属リング部材2と
係合する係合溝3aと、上記プーリ10,20の各V溝
に係合する係合面3bとを備えている。上記係合溝3a
は、図3に示すように、例えば断面コ字状に形成された
ものであり、金属リング部材2の最内層のリング2aと
接触する接触面3a1、同リング部材2の最外層のリン
グ2jと接触する接触面3a2、及び同リング部材2の
側面と接触する接触面3a3を有している。
【0014】以上のように、本実施形態のVベルト1
は、エレメント部材3をセラミックスにより形成してい
るので、金属リング部材2との接触部の潤滑性が低下し
たときでも、上記従来例でのスチール(金属)同士が接
触する場合に比べて、上記各接触面3a1〜3a3に焼
付きなどが発生するのを抑えることができる。また、こ
のエレメント部材3を構成するセラミックスは、従来例
でのスチールに比べ、密度が1/2程度であり、エレメ
ント部材3の重量を半分程度に軽減することができる。
この結果、回転時に、エレメント部材3に作用する遠心
力を小さくして、金属リング部材2に作用する力も小さ
くなることから当該リング部材2のベルト張力の増加を
抑制することができるとともに、局所曲げ等が当該リン
グ部材2に発生するのを抑えることができる。また、こ
のようにベルト張力の増加及び局所曲げ等の発生を抑え
ることができるので、金属リング部材2の負荷を軽減す
ることができ、疲労破損が当該リング部材2に発生する
のを抑制することができる。従って、Vベルト1の長寿
命化を図ることができる。また、上記のように金属リン
グ部材2の負荷を軽減することから、ドライブプーリ1
0のプーリ推力、すなわち出力トルクの大きいエンジン
用の無段変速機にVベルト1を容易に適用することがで
きる。具体的には、2L以上のエンジンにおいて、20
0N・mを超える出力トルクを伝達し、かつ変速する無
段変速機にVベルト1を用いることができる。また、エ
レメント部材3が軽量ゆえ、入力軸あるいは出力軸が高
回転でも上記遠心力を小さくできることから高回転、高
出力での使用にも好適である。
【0015】尚、上記実施形態の説明では、エレメント
部材3全体をセラミックスにより形成した場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
エレメント部材3の少なくとも金属リング部材2との接
触面3a1〜3a3を、セラミックスにより形成したも
のであればよい。
【0016】また、他の実施形態のVベルト1として、
軽金属合金を用いてエレメント部材3を形成し、さらに
少なくとも金属リング部材2との接触面3a1〜3a3
にセラミックコーティングを施してもよい。具体的に
は、この実施形態のVベルト1では、エレメント部材3
がアルミ合金やチタン合金などの上記従来例でのスチー
ルよりも密度が小さい軽金属合金により形成されること
により、当該エレメント部材3を軽量化して金属リング
部材2に作用する遠心力を小さくしている。さらに、図
4に示すように、少なくとも金属リング部材2との各接
触面3a1〜3a3に、セラミックス被膜4a1〜4a
3を形成することにより、当該エレメント部材3が金属
リング部材2との間で金属接触するのを防いでいる。
尚、具体的なセラミックス被膜4a1〜4a3には、例
えばスパッタリング法等の物理蒸着法(PVD)または
化学蒸着法(CVD)によって各接触面3a1〜3a3
に形成された、膜厚3μm程度のDLC(ダイヤモンド
ライクカーボン)膜、または膜厚5μm程度のTiN
膜、TiCN膜、あるいはCRN(クロムナイトライ
ド)膜がある。また、例えばプラズマジェットを利用し
たプラズマ溶射などの溶射法を用いて、数十μm程度の
セラミックス被膜4a1〜4a3を接触面3a1〜3a
3に形成してもよい。
【0017】以上の構成により、この実施形態のVベル
ト1では、上記の実施形態のものと同様に、接触部の潤
滑性が低下したときでも各接触面3a1〜3a3に焼付
きなどが発生するのを抑えることができるとともに、金
属リング部材2の負荷を軽減して当該リング部材2の疲
労破損の発生を抑制することができる。
【0018】尚、上記の説明では、ベルト式無段変速機
に適用した場合について説明したが、本発明のVベルト
はこれに限定されるものではなく、当該ベルトが掛け渡
される2つの回転体を備えた動力伝達装置に好適に適用
することができる。
【0019】
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項1及び請求項2のVベルトによれ
ば、金属リング部材と接触するエレメント部材の接触面
がセラミックスにより構成されているので、接触部の潤
滑性が低下したときでも、金属同士が接触する上記従来
例に比べて、焼付きなどが当該接触面に発生するのを抑
えることができる。従って、潤滑性が低下したときで
も、エレメント部材と金属リング部材との接触部に焼付
きなどが発生するのを抑えることができるVベルトを提
供することができる。また、請求項1のVベルトでは、
上記スチールに比べ密度が小さいセラミックスを多用す
ればするほど、従来例に比べてエレメント部材を軽量化
することができ、請求項2のVベルトでは、そのエレメ
ント部材に用いられる軽金属合金が上記スチールに比べ
密度が小さいことから、従来例に比べてエレメント部材
を軽量化することができるので、回転時に、エレメント
部材から金属リング部材に作用する遠心力を小さくする
ことができ、この遠心力による金属リング部材のベルト
張力の増加及び局所曲げ等の発生を抑制することができ
る。この結果、金属リング部材の疲労破損の発生を抑制
することができ、よって長寿命化を図ることができるV
ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るVベルトを示す斜視
図である。
【図2】図1に示したVベルトを用いたベルト式無段変
速機の要部構成を示す概略構成図である。
【図3】図2のIII−III線による拡大断面図である。
【図4】図2のIII−III線による断面に相当する、別の
実施形態のVベルトを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1 Vベルト 2 金属リング部材 3 エレメント部材 3a1、3a2、3a3 (金属リング部材との)接触
面 4a1、4a2、4a3 セラミックス被膜 10 ドライブプーリ 20 ドリブンプーリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無端ベルト状の金属リング部材と、この金
    属リング部材に支持された複数のエレメント部材とを備
    え、ドライブプーリとドリブンプーリとの間に掛け渡さ
    れて動力伝達を行うVベルトであって、 前記エレメント部材の少なくとも前記金属リング部材と
    の接触面を、セラミックスにより形成したことを特徴と
    するVベルト。
  2. 【請求項2】無端ベルト状の金属リング部材と、この金
    属リング部材に支持された複数のエレメント部材とを備
    え、ドライブプーリとドリブンプーリとの間に掛け渡さ
    れて動力伝達を行うVベルトであって、 前記エレメント部材を、軽金属合金により形成するとと
    もに、 少なくとも当該エレメント部材の前記金属リング部材と
    の接触面に、セラミックス被膜を形成したことを特徴と
    するVベルト。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068462A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Robert Bosch Gmbh Method for manufacturing push belts of distinguishable type and a composition of push belt types
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WO2009084231A1 (ja) * 2007-12-28 2009-07-09 Bando Chemical Industries, Ltd. ベルト伝動装置及びそれに用いる伝動ベルト

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