JP2003532840A - ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１セットの隣接配置された金属リングを有した、特に自動車用の連続可変変速装置において使用するベルトにおいて、前記セットは該セットに沿って摺動可能に配設された横断エレメントと相互に作用を及ぼし、前記セット内のリングは隣接する個々のリング対間に小さな遊びを有し、前記隣接リング対の少なくとも大部分に関して、前記遊びの公称値がゼロであることを特徴とするベルトに関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は請求項１の前提部分に記載の連続可変変速装置に使用するベルトに関
する。

【０００２】 （背景技術） このようなベルトは公知であり、例えば米国特許第3720113号に記載されてい
る。この文献に記載された特性を満たすベルトは実際に公知であり、その十分な
動作に問題はない。そのようなベルトに見られるリングの組み合わせは隣接リン
グ、言い換えれば、フープまたはストリップと呼ぶ。ここで隣接とは直接隣接し
ていること、すなわち隣同士のリングが互いに接していることを意味する。

【０００３】 （発明の開示） この公知のベルトはすでに１０年以上前から市販されており、技術的にはさら
に数年以上前から知られているが、ベルトの耐用年数においてはさらに顕著に改
善する余地がある。そのため、本発明の課題は公知のベルトの耐久性を向上する
と共に、公知ベルトの動力伝達能力を維持ないしはむしろ改善することである。
本発明によればこの課題は請求項１の特徴部分に記載の特徴を適用することによ
り驚くほど簡素な様式で達成可能である。

【０００４】 本発明の根元的な問題点として、いかにベルトの耐性に関するより特別な特徴
の１つを決定するかという問題がある。そのような特徴の１つとしては米国特許
第4579549号に提案され、該公報では、最も内側のリング、言い換えれば、フー
プに全てのフープ中最大の引張応力がかかることが示されている。この最内奥フ
ープの引張応力を低減することは、該フープ並びに隣接するベルトの寿命を伸ば
すことができると記載されている。そのようなことを実現するために、該文献は
さらに、フープの組を「隣接するフープ間に隙間を開けずに配設する」ことを開
示している。

【０００５】 この開示では、その文献記載内で個々のフープの外周直径が、隣接する外側の
フープの内周直径より大きく、または両者が等しく適合される。このような手段
の技術的効果は、大きいフープ径程大きな引張応力を有することを示している。
この手段では、「隣接するフープ間に３０μｍの隙間を有する」公知のベルトと
は逆の技術的効果を見いだせることがさらに説明されている。すなわち公知のベ
ルトでは、それぞれのリングの直径が大きくなるに従って引張応力が減少する特
色があった。この後者の公知の技術事項は、前記米国特許第3720113号の開示内
容に適合する。すなわち、実際上の遊びがゼロということは、通常の自動車用の
範囲の寸法のベルトに関する限り、３０μｍの遊びを含む。

【０００６】 前記米国特許第4579549号の開示内容は、最近発行された。特許出願第0183321
87号の日本国特許抄録第10169719号に記載された技術内容によっても肯定されて
いる。すなわちこの特許抄録記載のリングは、いわゆるマイナスクリアランス、
または負の遊びを必要とすることを示している。

【０００７】 該抄録と米国特許第4579549号は、いずれもリング間の遊びがベルトの寿命に
大きな影響を与えることを示している。しかしながら、これら２つの文献はリン
グの組におけるベルト張力の配分に関して逆の効果を与える手段を開示している
。

【０００８】 米国特許第3720113号に関しては、リング間の遊びを指摘している米国特許第4
579549号を参照して解釈すれば、第１の公知ベルトのリングは「実際上全く遊び
無しで重ね」られている。実際の手段として、または改良の出発地点としての使
用としては、このような示唆はあまりにも不明瞭である。この開示内容は従って
、逆の表現に解釈する、すなわち、リングは実際上はゼロであるとしても幾分か
の遊びを有して重ねられる、ということを示している。このような現実のベルト
は米国特許第4579549号記載の公知技術に示される分配に従う張力応力を示す、
すなわち最内奥のリングに対して最大の引張応力が加えられるものと考えられる
。米国特許第4579549号文献の解決方法は、リングセットの一番外側に位置する
リングが最も弱くなるという結果になるため問題が残る。

【０００９】 本発明は全て公知技術の問題点を、公称値ゼロの遊びを規定することにより解
決する。これにより、少なくとも１セットのリングの大部分上のリング応力が均
一に配分され、互いに関連したリング間で引張応力のバランス良い伝送が実現さ
れる。さらに、そのようにして得られた引張応力のレベルは該セットのいずれの
リングにおいても、前記の公知方法における最大の引張応力よりも大幅に小さい
のである。

【００１０】 本発明のベルトによれば、ベルトの寿命が伸び、その結果、耐久性の延長分だ
け伝達トルクのレベルに対して無難に交換される。例えば、その効果は伝達され
るより高いトルクの環境で本質的に同じベルトを適用することにより利用される
。全てのリング対に公称値ゼロの遊びを適応させれば、上述の公知技術によるい
ずれのベルトに関しても寿命を伸ばすことができる。これは、少なからずベルト
は実際上最内奥リングの破損または最も外側のリングの破損により切れるという
理由による。

【００１１】 上記の効果を十分堅実に高い信頼性において再現するために、本発明の好適な
実施例では、公称値ゼロの遊びが、リング対の内側リングの外周直径のプラスま
たはマイナス方向において、該外周直径の0.00005倍の公差を有する。本発明に
よるこの手段の技術的効果により、技術的に同等のベルトに関して寿命効果の差
が許容幅内に収まる。またさらにこの効果により、この手段の結果として寿命に
大幅な差が現れることは無い。というのも、該効果によりこの手段の結果として
の寿命の広がりは金属疲労により生ずる自然寿命拡大の範囲内に通常は留まるか
らである。

【００１２】 本発明の別の実施例では、最内奥隣接リング対間の相互遊びが負の値を有する
。米国特許第4579549号に記載のように、セット内の最内奥リングは「引張力と
摩擦力の両方にさらされる」ことが該発明によって認知されている。しかし、請
求項１に記載の手段により示される如く、前記米国特許文献に記載の手段はその
後否定される。

【００１３】 本発明の好適な実施例では、本発明の基本となる観念を第１リングの問題に解
決、すなわち個々のリングがさらされる張力を考慮するために用いる。この観念
を本発明の基本となる知見、すなわち最内奥のリングには該リングに特有の確定
した力にさらされるという知見と組み合わせることにより、本発明の特有の側面
において、最内奥リングの応力の合計レベルを該セットの残りのリング内のレベ
ルに合わせるためには、引張応力を比較的低くしなければならないということが
分かった。

【００１４】 また、この点においては、米国特許第4579549号記載のような最内奥リングと
横断エレメント間の相互作用から生ずる摩擦力は、リング同士の相互作用から生
ずる摩擦力に比較して高いため、最内奥リングに対しては付加的摩擦力を計算に
入れる必要があることが認められた。最内奥リングでは、エレメント・リング間
の接触から生ずるいわゆるヘルツ張力をさらに計算に入れる必要がある。本発明
によれば、最内奥リング内の張力レベルをセット内の中間リングと同等のレベル
に維持するために、最内奥リングだけにある程度の負の遊びを加えることにより
引張応力を低減する。

【００１５】 最内奥リングのあそびに対する前記手段の発展形として、本発明によればさら
に、最内奥リングの外周直径が、隣接リングの内周直径の（１−Ｚ）倍の値（Ｚ
は0.0008より小さい値）を有する。その同一範囲の技術的結果としては、最内奥
ベルトに関する手段の効果の信頼性と堅実性が向上し、同時に最内奥ベルトに特
有の張力源、例えばエレメント・リング間の接触から生ずるいわゆるヘルツ張力
を含めた張力源が考慮される。この点において、0.0001より大きい値を用いれば
さらに効果的である。パラメータＺはベルト関連の応用分野に応じていくらか拡
張して変化するが、ベルトは中間リングに従って応力が加えられるため、パラメ
ータＺを上記の範囲に収める限り、対応する寿命を有する。

【００１６】 本発明のさらに特有の側面は、隣接リングの一番外側の対の相互の遊びが正の
値を有するベルトに関する。その技術的効果は引張応力以外の、外側リングに特
有の張力源に対して補償がなされ、その結果として外側リングの合計張力がセッ
ト内の別のリング内の張力を超えることが無くなる。本発明のこの側面は、外側
リングに特有の張力源は横断エレメントとの激しい接触、すなわちベルトがプー
リから送出される時点における、いわゆるサドル部分の反対の境界部分との接触
により引き起こされるという知見に基づいている。エレメントはプーリの溝車間
に締めつけられているため、エレメントは溝車と共に回転する傾向を有する。

【００１７】 しかし、他方のプーリに力を伝達するためには、ベルトとエレメントが他方の
プーリに組み合わされるべきである。従って、エレメントはプーリから送出され
るのを契機に溝車から引き出され、横断エレメントとのいわゆる耳部と一番外側
のリング間に激しい接触をもたらす。この本発明の側面のさらなる発展形におい
ては、一番外側のリングの内周直径は隣接するリングの外周直径の（１＋Ｙ）倍
の値（Ｙは0.0004より小さく、好適には0.00005より大きな値）を有する。この
特定の範囲の値に従えば、最内奥リングに対して示された範囲による技術的効果
がさらに向上する。

【００１８】 本発明の特別の側面では、セットの最内奥リングと一番外側のリングの一方ま
たは両方の厚さが該セットの中間リングの公称厚さより大幅に小さい値を有する
。従って本発明は、少なくとも１セットの隣接配置された金属リングを含む、特
に自動車用の連続可変変速装置において使用するベルトにおいて、前記セットは
該セットに沿って摺動可能に配設された横断エレメントと相互に作用を及ぼし、
前記セット内のリングは隣接する個々のリング対間に小さな相互遊びが適応され
、前記セットの最内奥及び一番外側のリングのいずれか一方または両方が、該セ
ット中の中間のリングの公称厚さに較べて大幅に小さい厚さを有するよう構成さ
れた装置に関する。

【００１９】 従って、本発明によれば、リングセットに関する張力レベルを均一配分実現の
ための別の手段が提供される。この発明は、厚さの小さい方が関連するリング内
において曲げ応力を低減することができ、従って前記最内奥及び／または一番外
側のリング内の張力レベルを低減でき、さらに関連するリングがそれに特有の張
力源から張力を、寿命に影響を与えることなく受け取るようにすることができる
という知見に基づいている。

【００２０】 本発明のもう１つの側面は、前記セットの最内奥及び一番外側のリングのうち
少なくとも一方が、該セット中の中間リングとは組成の材料が重大に異なり、従
って該最内奥または一番外側のリングは中間リングよりも大幅に小さい弾性率を
有するよう構成された手段に関する。

【００２１】 従って、本発明は、少なくとも１セットの隣接配置された金属リングを含む、
特に自動車用の連続可変変速装置において使用し、特に上述の特許申請のいずれ
かに従うベルトにおいて、前記セットは該セットに沿って摺動可能に配設された
横断エレメントと相互に作用を及ぼし、前記セット内のリングは隣接する個々の
リング対間に小さな相互の遊びが適応され、該セットの最内奥または一番外側の
リングの一方または両方は中間リング公称厚さよりも大幅に小さい弾性率を有す
るよう構成されたベルトにもまた関する。この手段により、セット内の全てのリ
ングに対して張力を均一分配実現のためのもう１つの代替方法が実現される。技
術的効果は、先行して説明された例の効果と同等である。

【００２２】 後者の側面の更なる詳述として、最内奥と一番外側のリングの厚さと弾性率が
、中間リングの同パラメータの平均値に比較して少なくとも２０％小さい値を有
する。この特定の範囲の値に従う時、耐久性とトルク伝達における技術的効果、
すなわち、最内奥リングの範囲で示された値はさらに向上する。

【００２３】 （発明を実施するための最良の形態） 以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 図１には、とりわけ自動車に適合可能な連続可変変速装置（ＣＶＴ）が示され
ており、この変速装置は、エンドレス薄バンド２ないしリング２の隣接配置セッ
トの形態のキャリアと、複数の個別の横断エレメント３ないしブロック３から構
成されるコンベアベルト１を有する。エレメント３はキャリア７に沿って摺動自
由に配置され、エンドレスで実質的に連続の列を構成する。キャリア７は支持及
びリングセットとも呼ばれ、多数のエンドレスバンド、すなわちループないしリ
ングにより構成される。実際の運転において、ベルト３は、無段階可変直径を有
するプーリ１と２のＶ型溝内で作動する。エレメント６は、傾斜接触面を有し、
前記プーリの溝車４，５と接触するよう備えられている。

【００２４】 プーリ１、２はそれぞれシャフトＰ，Ｓ上に備えられている。プーリ１、２の
溝車間に十分強く挿まれることにより、ベルト３は一方の回転プーリから他方の
プーリヘカを伝達することができる。エレメント６の下側部分は好適には断面図
で示されたように、少なくともその主要側面が、同じ側面の上部に対して傾斜を
有している。従って、エレメント６はベルトの内部に向かうに従って厚さが薄く
なっている。このような連続可変伝達装置は、それ自体公知である。エレメント
６はさらに概してわずかに凸面に形成された接触面ないしサドルを備え、この接
触面は支持（キャリア）７の特に最内奥のバンドと接触する。

【００２５】 動作中のベルトは駆動プーリの回転により、プーリ間の上側及び下側の直線部
分が支配的な軌道と、プーリの溝車により挿まれる部分の第１と第２の円形部分
が支配的な軌道を通る。プーリにより挿まれたベルトの円形軌道間の直線部分の
一方において、キャリア７は最大の張力にさらされる。実際にベルトは一方の直
線一部分でエレメント相互の押し合いにより幾分締めつけられた状態になり、そ
の結果、前記プーリ間には事実上金属のロッドが形成されることとなり、バラバ
ラとなる傾向がある。しかし、この傾向はキャリア７により打ち消される。すな
わち、本発明によれば、キャリア７は押状態において比較的高い引張応力にさら
される。しかし、ベルトの状態によっては、反対側の直線部分、すなわちベルト
ないしキャリア７が高い引張力にさらされる部分にも高い引張応力が発生する可
能性もある。

【００２６】 図２と図３には、横断エレメント６の実施例が示されている。図２にはいわゆ
るシングルパッケージエレメントが描かれ、シングルパッケージエレメントはリ
ングパッケージ、すなわちリング７のセットを受容するための中央開口部１３を
有する。この開口は、上部が取り外し可能の閉鎖エレメント１０、例えばピンに
より構成され、境界となる。ピン１０は、開口部１３が顕著な特徴であるエレメ
ントの上部に設けられた開口１１、１２内にそれぞれ嵌合される。エレメントの
下部には側面８が形成され、対応する面内においてプーリのそれぞれの溝車の側
面と接触するように構成される。

【００２７】 図３には、２つのリングセット７を受容するための実施例が描写され、この実
施例は２つのリングを受容する目的のスロット１４を有する。各スロット１４は
、それぞれ下側サドル部分と上部の境界線を通って備えられた丁型エレメント部
を有する。

【００２８】 図４には、実施例に描かれた溝１５、溝１６により粗面化された接触面８が示
されている。これらの溝は、トランスミッションオイル等の冷却媒体を通過させ
るために設けられる。図４から分かるようにエレメント６は比較的薄く、下側に
向かうに従って薄く形成されている。これは、プーリ軌道を通過する時のベルト
の曲がりを計算に入れたものである。リングセット内の張力により、最内奥のリ
ング、少なくともそのプーリ内の軌道にある部分はエレメントのいわゆるサドル
部分、すなわち図２と図３のリングセットの空間１３、１４の下部エレメント部
分と密に接触する。

【００２９】 図５には、ベルトの動作中の上記いずれかの部分または軌道で生ずる最大張力
Ｓの説明図である。この最大張力Ｓはリングセットを構成する個々のリングＮ、
図示の場合は１０本のリングそれぞれに対してプロットされている。番号１はセ
ットの最内奥のリングのプロットであり、それに対して番号１０は一番外側のリ
ングのプロットである。同様のプロットは、セットの何本のリングに対しても描
くことができる。図４の破線は一般に市販されている実質上遊びの無いベルト、
すなわちリング間に少なくともいくらかの遊びを有するベルトに供給される。実
線は、本発明によるベルトの個々のリング内の張力を示し、本発明のベルトにお
いては、リング間には公称値ゼロの遊びを存する。

【００３０】 これは一般的な言葉で言えば、リングセットのうちどの対をとって見ても内側
のリングが外側のリングに対していくらかの遊びを有する、ないしは外側リング
の内側直径より幾分長い直径を有するということである。専門用語で言えば、こ
れらの状態はそれぞれ正の遊び、負の遊びと呼ばれる。公称と言う言葉にはさら
に、所与の数のリング対の遊びの平均値がゼロであることを含む。専門用語では
、このゼロ値はある程度のマージンを含む。好適な実施例の構成では、このマー
ジンはリングセットの対のうちで内側のリングの外周直径のプラスまたはマイナ
スの方向において、該内側リングの外周直径の0.00005倍である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るベルトと、それと共に使用する変速装置の概略図で
ある。

【図２】 本発明の特徴を提供するベルトの多くの可能なタイプのうちの２
つの横断エレメントの断面図を示す。

【図３】 本発明の特徴を提供するベルトの多くの可能なタイプのうちの２
つの横断エレメントの断面図を示す。

【図４】 図２と図３の横断エレメントの側面図である。

【図５】 公知技術と本発明によるベルトのリングセット内の各リングの張
力レベルを示す図であり、公知技術に従うベルトと本発明に従うベルトに対する
プロットが示されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファン リス ヨハンネス ヘンドリクス オランダ国、エンエル−5258 ペーエル ベルリクム、ニィエステイェン 29 (72)発明者 ファン デル メール コーネリス ヨハ ンネス マリア オランダ国、エンエル−5042 ツェーヴェ ー ティルブルク、モンフォルタネンラー ン 101

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１セットの隣接配置された金属リングを含み、特
   に自動車用の連続可変変速装置において使用するベルトにおいて、前記セットは
   該セットに沿って摺動可能に配設された横断エレメントと相互に作用を及ぼし、
   前記セット内のリングは隣接する個々のリング対間に小さな相互遊びを適応され
   、前記隣接リング対の少なくとも大部分に関して、前記遊びの公称値がゼロであ
   ることを特徴とするベルト。
2. 【請求項２】 前記公称値ゼロは、リング対に関連する内側リングの外周直
   径のプラスまたはマイナスの該外周直径の0.00005倍の許容差によって実現され
   ることを特徴とする請求項１記載のベルト。
3. 【請求項３】 最内奥の隣接リング対間の前記相互遊びがマイナス値である
   ことを特徴とする請求項１または２記載のベルト。
4. 【請求項４】 最内奥リングの外周直径が、隣接リングの内周直径の（１−
   Ｚ）倍の値であり、Ｚは0.0008より小さい値であることを特徴とする請求項３記
   載のベルト。
5. 【請求項５】 Ｚが0.0001より大きい値であることを特徴とする請求項４記
   載のベルト。
6. 【請求項６】 一番外側の隣接リング対の相互遊びがプラスの値であること
   を特徴とする請求項１〜５記載のベルト。
7. 【請求項７】 一番外側のリングの内周直径が、隣接するリングの外周直径
   の（１＋Ｙ）倍の値であり、Ｙは0.0004より小さい値であることを特徴とする請
   求項６記載のベルト。
8. 【請求項８】 Ｙが0.00005より大きい値であることを特徴とする請求項７
   記載のベルト。
9. 【請求項９】 少なくとも１セットの隣接配置された金属リングを含み、特
   に自動車用の連続可変変速装置において使用するベルトにおいて、前記セットは
   該セットに沿って摺動可能に配設された横断エレメントと相互に作用を及ぼし、
   前記セット内のリングは隣接する個々のリング対間に小さな相互遊びを適応され
   、一番外側の隣接リング対間の前記相互遊びが正の値であることを特徴とする請
   求項１〜８記載のベルト。
10. 【請求項１０】 少なくとも１セットの隣接配置された金属リングを含み、
    特に自動車用の連続可変変速装置において使用するベルトにおいて、前記セット
    は該セットに沿って摺動可能に配設された横断エレメントと相互に作用を及ぼし
    、前記セット内のリングは隣接する個々のリング対間に小さな相互遊びを適応さ
    れ、前記セットの最内奥及び一番外側のリングのいずれか一方または両方が、該
    セット中の中間リングの公称厚さに較べて大幅に小さい厚さを有することを特徴
    とする請求項１〜９記載のベルト。
11. 【請求項１１】 前記最内奥または一番外側のリングの厚さが、少なくとも
    中間リングの厚さの平均値の２０％より小さいことを特徴とする請求項１０記載
    のベルト。
12. 【請求項１２】 少なくとも１セットの隣接配置された金属リングを含み、
    特に自動車用の連続可変変速装置において使用するベルトにおいて、前記セット
    は該セットに沿って摺動可能に配設された横断エレメントと相互に作用を及ぼし
    、前記セット内のリングは隣接する個々のリング対間に小さな相互遊びを適応さ
    れ、前記セットの最内奥及び一番外側のリングのうち少なくとも一方が、該セッ
    ト中の中間リングとは異なる組成の材料で形成され、従って該最内奥又は一番外
    側のリングは中間リングよりも大幅に小さい弾性率を有することを特徴とする請
    求項１〜１１記載のベルト。
13. 【請求項１３】 前記最内奥及び一番外側のリングの弾性率が中間リングの
    弾性率の平均値よりも少なくとも２０％小さいことを特徴とする請求項１２記載
    のベルト。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項記載のベルトを具備した連
    続可変変速装置。