JP2006144857A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機において積層されたベルトの各ベルト間の摺動抵抗を低減する。
【解決手段】
本発明は、無段変速機においてエンジン側に連結される第１のプーリ（１）と、駆動輪側に連結される第２のプーリ（２）と、複数の穴（９、１０）を有するリング状のベルト（５）を複数積層して、周方向に複数個設けられるエレメント（７）によって嵌合保持した、第１のプーリ（１）及び第２のプーリ（２）に掛け回される積層ベルト（６）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ベルト式無段変速機のベルトに関するものである。

ベルト式無段変速機では、プライマリプーリとセカンダリプーリとに掛け回されたベルトの接触半径を変化させることで、車両の運転状況に応じてエンジンの回転速度を変速して駆動輪へと伝達する。ベルトにはエンジンからの入力トルクに応じた応力が発生するので、十分な強度を確保する必要がある。

そこで、リング状のベルトを半径方向に積層した積層ベルトをベルトの周方向に複数配置されるエレメントによって嵌合保持することで、ベルトの強度を向上させる技術が特許文献１に記載されている。
特開２００２−２３５８１０

しかし、上記従来の技術では積層されたベルトの各ベルト間に摺動抵抗を生じるので、ベルト全体としてのフリクショントルクによって駆動力の伝達効率が低下する。

また、無段変速機ユニットの軸方向のサイズを小形化して搭載性を向上させるためには積層ベルトの幅を小さくすればよいが、入力トルクに対する強度を保持するためにはその分ベルトの積層数を増加させる必要があり、これによりフリクショントルクがさらに増大する。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、積層されたベルトの各ベルト間の摺動抵抗を低減してベルト全体としてのフリクショントルクを低減することができるベルト式無段変速機を提供することを目的としている。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、エンジン側に連結される第１のプーリ（１）と、駆動輪側に連結される第２のプーリ（２）と、複数の穴（９、１０）を有するリング状のベルト（５）を複数積層して、周方向に複数個設けられるエレメント（７）によって嵌合保持した、第１のプーリ（１）及び第２のプーリ（２）に掛け回される積層ベルト（６）とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ベルトに設けられた穴によってベルトにおける潤滑油の保油性が向上するので、積層されたベルトの各ベルト間の摺動抵抗を低減してベルト全体としてのフリクショントルクを低減させることができる。よって、駆動力の伝達効率を向上させて燃費を向上させることができる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。

図１は、本実施形態におけるベルト式無段変速機の全体構成図である。プライマリプーリ１はエンジンと機械的に連結され、エンジンの駆動力によって回転する。セカンダリプーリ２は駆動輪側に連結され駆動輪へ駆動力を伝達する。スチールベルト３はプライマリプーリ１とセカンダリプーリ２との間に掛け回され、プライマリプーリ１からセカンダリプーリ２へ駆動力を伝達する。オイルポンプ４から油圧シリンダ１２、１３に供給する油圧を調整してプライマリプーリ１及びセカンダリプーリ２の溝幅を変化させ、ベルト３の接触半径を変化させることで変速比を無段階に切り替えることができる。

次に図２を参照しながらスチールベルト３の構造について説明する。図２はスチールベルト３の概略構成を示した構成図である。図２（ａ）は積層ベルトの全体構成図、図２（ｂ）は図２（ａ）の積層ベルトをエレメントに嵌合した状態におけるエレメント及び積層ベルトの断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）に示す積層ベルト６の拡大図である。

スチールベルト３は、リング状の肉厚の薄いベルト５を径方向に多数積層した二束の積層ベルト６を、ベルト５の周方向に多数配設される各エレメント７の両側に形成された凹部８にそれぞれ嵌合して構成される。すなわち、一本のスチールベルト３は二束の積層ベルト６をエレメント７で一体化して構成される。

このように、積層ベルト６はリング状のベルト５を多数積層してさらにエレメント７によって嵌合保持されるので隣接するベルト５の面同士が密着する。また、隣接するベルト間の間隙１１に潤滑油を保持してフリクションを低減しようとしても、ベルト５の回転による遠心力やベルト間の摺動によって間隙１１から潤滑油が外部へ流出して潤滑油が不足する。これにより、スチールベルト３の回転による各ベルト間のフリクショントルクの増大やベルト５の磨耗などが問題となる。

そこで本実施形態では隣接するベルト間の間隙１１に保持する潤滑油の保油性を向上させる構造とした。図３は本実施形態における積層ベルトの構成図である。図３（ａ）は積層ベルトの構成図、図３（ｂ）は真円の穴を設けたベルトの積層状態を示す構成図、図３（ｃ）は楕円の穴を設けたベルトの構成図を示している。図３（ｂ）に示すように積層ベルト６を構成する各ベルト５にはそれぞれ複数の真円の穴９が設けられており、これによりベルト５の回転によって隣接するベルト同士が互いに摺接しても、潤滑油が穴９に保持されベルト間のフリクションを低減することができる。

また、穴９は円形状であるのでベルト５の各部に作用する応力に対してベルト６の強度を保持することができ、またその分ベルト６の幅（軸方向長さ）を小さくでき無段変速機の小形化が可能となる。なお、穴９は円形状に限らず図３（ｃ）に示すような楕円形状の穴１０であってもよく、この場合長径がベルト６の周方向と平行になるように配設することでベルト６の強度を保持することができる。

図４は図３（ａ）の積層ベルトのＢ−Ｂ断面図である。図４に示すように穴９、１０の軸方向位置はベルト５の層ごとに異なる位置とする。これにより、ベルト５の穴９、１０が隣接する穴９、１０と互いに連通することがないので、ベルト間の間隙１１に保持される潤滑油が各ベルト５の穴９、１０を通流して積層ベルト６の内周端または外周端から外部へ流出することを防止して、潤滑油の保油性をさらに向上させることができる。

また、穴９、１０の周方向位置をベルト５の層ごとに異なる位置としてもよい。この場合、積層ベルト６の軸方向断面図が図４に示す図と同様になる。すなわち、穴９、１０の位置は軸方向位置または周方向位置の少なくとも一方をベルト５の層ごとに異なる位置となるようにする。

一方、図５は積層ベルトを構成する各ベルトの一部を示した構成図である。図５（ａ）はベルトの一部の構成図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図５に示すように各ベルト５の穴９、１０は周方向に対して不等ピッチに配設されるので、ベルト５に設けられた各穴９、１０の間の周方向長さ（Ｌ１、Ｌ２）が不均一となる。ここで、ベルト５の各部は回転によって振動を生じ各振動の周期が一致するとベルト全体に共振が発生する。このとき、ベルト５の各部に生じる振動の波長は各穴９、１０の間の周方向長さ（Ｌ１、Ｌ２）となるので、各穴９、１０の間の周方向長さを不均一とすることによりそれぞれの振動の周期を不均一にして共振の発生を防止できる。

また、穴９、１０の数は積層される各ベルト５ごとに異なる数に設定される。これにより、積層ベルト６を構成する各ベルト５の固有振動数が不均一となり、２つ以上のベルト５の固有振動数が一致して共振が発生することを防止できる。

以下、本実施形態におけるベルト式無段変速機の作用について説明する。本実施形態では、無段変速機のプーリ１、２の回転によってスチールベルト３が回転して積層ベルト６を構成する各ベルト５は隣接するベルト５と摺接する。この摺接によって隣接するベルト間にはフリクションが生じるが、潤滑油がベルト間の間隙１１から外部へ流出しないように、積層ベルト６を構成する各ベルト５に設けられた複数の穴９、１０に潤滑油が保持される。

また、各ベルト５に設けられた穴９、１０はベルト５の層ごとにプーリ１、２の軸方向または周方向に対して異なる位置に設けられるので、ベルト間の間隙１１に保持される潤滑油が各ベルト５の穴９、１０を通流して積層ベルト６の内周端または外周端から外部へ流出することを防止する。

一方、ベルト５の回転によって各ベルト５には振動が発生し、この振動による共振が生じるおそれがあるが、各ベルト５に設けられた穴９、１０はベルト５の周方向に対して不等ピッチに設けられるので、隣接する穴９、１０の間の周方向の長さ（Ｌ１、Ｌ２）がベルト５の周方向位置によって異なる。これにより、ベルト５の各部で発生する振動の波長を不均一にして回転によって発生する振動による共振を防止する。

また、ベルトの振動による共振は各ベルト間の固有振動数が一致することによっても発生するが、各ベルト５に設けられる穴９、１０の数はそれぞれ異なるので各ベルト５の固有振動数は不均一となり共振の発生が防止される。

以上のように本実施形態では、積層ベルト６を構成する各ベルト５に複数の穴９、１０を設けているので、この穴９、１０に潤滑油が保持されて潤滑油がベルト間の間隙１１から外部へ流出することを抑制できる。よって、ベルト間の間隙１１におけるフリクションを抑制して燃費を向上させることができるとともに、摺接するベルト５の磨耗を抑制することができる。

また、各ベルト５に設けられた穴９、１０はベルト５の層ごとにプーリ１、２の軸方向または周方向に対して異なる位置に設けられるので、各ベルト５の穴９、１０が互いに連通することがなく潤滑油を各ベルト５の穴９、１０によりよく保持することができる。よって、ベルト間の間隙１１におけるフリクションをさらに低減して燃費を向上させることができるとともにベルト５の磨耗をさらに抑制することができる。

さらに、各ベルト５に設けられた穴９、１０は真円または楕円形状であるので、ベルト５に作用する応力に対する強度を保持しながらベルト５の幅を縮小させることで無段変速機を小形化することができる。

さらにまた、各ベルト５に設けられた穴９、１０はベルト５の周方向に対して不等ピッチに設けられるので、ベルト５の周方向各部で発生する振動の波長を不均一にすることができる。よって、ベルト５の回転によって発生する振動による共振を防止することができる。

さらにまた、積層されたベルト５に設けられる穴９、１０の数はベルト５ごとにそれぞれ異なるので各ベルト５の固有振動数が不均一となり、複数のベルト５の固有振動数が一致して共振が発生することを防止できる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

本実施形態におけるベルト式無段変速機を示す構成図である。 本実施形態におけるスチールベルトを示す構成図である。 本実施形態における積層ベルトを示す構成図である。 本実施形態における積層ベルトの断面を示す断面図である。 本実施形態におけるベルトの一部を示す構成図である。

符号の説明

１ プライマリプーリ
２ セカンダリプーリ
３ スチールベルト
４ オイルポンプ
５ ベルト
６ 積層ベルト
７ エレメント
８ 凹部
９ 真円形状の穴
１０ 楕円形状の穴
１１ 間隙
１２ 油圧シリンダ
１３ 油圧シリンダ

Claims (5)

1. エンジン側に連結される第１のプーリと、
   駆動輪側に連結される第２のプーリと、
   複数の穴を有するリング状のベルトを複数積層して、周方向に複数個設けられるエレメントによって嵌合保持した、前記第１のプーリ及び前記第２のプーリに掛け回される積層ベルトと、
   を備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
2. 前記ベルトの穴は前記ベルトを積層したときに隣接するベルトの穴と重ならないように、隣接するベルトの穴とは異なる位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機。
3. 前記ベルトの穴は真円、または長径が前記ベルトの周方向と略平行な楕円であることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト式無段変速機。
4. 前記ベルトの穴は各ベルトごとに周方向に対して不等ピッチに設けられることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のベルト式無段変速機。
5. 前記ベルトの穴は前記積層ベルトを構成する他のベルトの穴と互いに異なる数だけ設けられることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のベルト式無段変速機。

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