JP2008116013A - Ｃｖｔエレメント - Google Patents

Abstract

【課題】高強度かつＣＶＴのプーリの摩耗を低減可能なＣＶＴエレメントを提供する。
【解決手段】サドル部１１、ネック部１２およびヘッド部１３からなり、リング５と係合する本体部と、プーリ２・３に当接する当接部１５と、を具備し、当接部１５の硬度を本体部の硬度よりも低く設定したＣＶＴエレメント１０・１０・・・を用いてＣＶＴベルト４を構成することにより、本体部を高強度化してエンジンの高トルク化に対応するとともに、プーリ２・３におけるＣＶＴエレメント１０・１０・・・との当接部分（溝の表面）の摩耗を低減する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）のうち、ベルト式のＣＶＴに用いられるＣＶＴエレメントの技術に関する。
より詳細には、ＣＶＴエレメントの高強度化を図りつつＣＶＴエレメントに当接するプーリの摩耗を低減する技術に関する。

従来、自動車の燃費向上やショックのないスムーズな変速を行う技術の一つとしてＣＶＴ、特にベルト式のＣＶＴが検討されている。
ベルト式のＣＶＴは、多数のＣＶＴエレメントを隙間無く無端状のリング（ＣＶＴベルト用リング）に係合して形成するＣＶＴベルトを入力側および出力側の二つのプーリに巻回し、該二つのプーリの一方または両方を割りプーリとし、ＣＶＴベルトが当接する当該プーリにおける溝の間隔を変更することにより、該二つのプーリの実質的な直径比を変化させ、変速を行うものである。

ベルト式のＣＶＴは比較的エンジンの排気量が小さい（エンジンのトルクが比較的小さい）自動車に適用されていたが、近年は徐々にエンジンの排気量が大きい（エンジンのトルクが大きい）自動車への適用も検討されており、これに伴ってＣＶＴベルトを構成する部品であるＣＶＴエレメントの高強度化を図る必要が生じている。
ＣＶＴエレメントの高強度化を図る方法としては、ＣＶＴエレメントの形状を工夫することの他、鉄鋼材料からなるＣＶＴエレメントに焼き入れや浸炭等を施すことによりＣＶＴエレメントの硬度を向上する方法が知られている。例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
図５に示す如く、一般に、ＣＶＴエレメントの硬度が上昇するとＣＶＴエレメントの疲労限強度も向上することから、ＣＶＴエレメントの高硬度化はＣＶＴエレメントの高強度化を図る上で有効である。

しかし、ＣＶＴエレメントの高強度化を行うと、ＣＶＴのプーリ（シーブ）におけるＣＶＴエレメントとの当接面の摩耗が顕著になるという問題がある。
特開平１０−１６９７１８号公報 特開２００４−１３６３６１号公報

本発明は以上の如き状況に鑑み、高強度かつＣＶＴのプーリの摩耗を低減可能なＣＶＴエレメントを提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
リングと係合する本体部と、
プーリに当接する当接部と、
を具備し、
前記当接部の硬度を前記本体部の硬度よりも低く設定したものである。

請求項２においては、
前記当接部の硬度を前記本体部の硬度よりもビッカース硬度で２０以上低く設定したものである。

請求項３においては、
前記本体部および当接部は鉄鋼材料からなり、
前記当接部に焼戻し温度よりも高い温度で所定時間保持する追加焼戻し処理を施すものである。

請求項４においては、
前記追加焼戻し処理は、
前記本体部を冷却しながら行うものである。

請求項５においては、
前記追加焼戻し処理は、
複数の前記ＣＶＴエレメントを整列した状態で行うものである。

請求項６においては、
前記本体部は、
両端に前記当接部が設けられるサドル部と、
前記サドル部に延設されるネック部と、
前記ネック部に延設されるとともに、前記リングに係合する係合溝を前記サドルとの間に形成するヘッド部と、
を具備し、
前記当接部の硬度を前記ネック部と前記サドル部との境界部分の硬度よりも低く設定したものである。

本発明の効果は、ＣＶＴエレメントの高強度化とＣＶＴのプーリの摩耗の低減とを両立することが可能である。

以下では、図１を用いて本発明に係るＣＶＴエレメントの第一実施例であるＣＶＴエレメント１０が適用されるＣＶＴ１について説明する。
ＣＶＴ１はベルト式のＣＶＴであり、入力側プーリ２、出力側プーリ３、ＣＶＴベルト４等を具備する。
入力側プーリ２および出力側プーリ３は回転可能に軸支され、これらにＣＶＴベルト４が巻回される。エンジン（不図示）等からＣＶＴ１に入力された駆動力は、入力側プーリ２からＣＶＴベルト４を経て出力側プーリ３に伝達され、出力される。
入力側プーリ２および出力側プーリ３はいわゆる割りプーリであり、ＣＶＴベルト４が係合する外周面の溝の幅を調整することにより、入力側プーリ２および出力側プーリ３に係合するＣＶＴベルト４の曲率半径を変更し、ひいてはＣＶＴ１の入力側の回転速度と出力側の回転速度の比（変速比）を変更することが可能である。

ＣＶＴベルト４はリング５・５およびＣＶＴエレメント１０・１０・・・を具備する。
リング５・５は鋼鉄等の金属材料からなる無端状のリングである。ＣＶＴベルト４を構成するＣＶＴエレメント１０は、それぞれ隣接するＣＶＴエレメント１０・１０と表面または裏面で当接した状態で積層され、リング５・５に係合される。

以下では、図１乃至図４を用いてＣＶＴエレメント１０の詳細について説明する。

ＣＶＴエレメント１０はＣＶＴベルト４を構成する部材の一つであり、通常、耐摩耗性に優れた硬質鋼等からなる板材等の出発材に打ち抜き加工等を施すことにより製造される。なお、ＣＶＴエレメント１０を構成する材料については鉄鋼材料に限定されず、ＣＶＴエレメントとしての機能を果たすことが可能な程度の耐摩耗性や寸法精度を有するものであれば別の材料でも良い。

図２および図３に示す如く、ＣＶＴエレメント１０は主にサドル部１１、ネック部１２、ヘッド部１３、当接部１５等を具備する。

サドル部１１はＣＶＴエレメント１０の主たる構造体を成す部分であり、その左右両端には入力側プーリ２および出力側プーリ３に形成された溝との当接面１５ａ・１５ａを成す部分である当接部１５が設けられる。

ネック部１２はサドル部１１に延設される部分であり、後述するヘッド部１３とサドル部１１とを繋ぐ部分である。ネック部１２は通常、サドル部１１の上端部の左右略中央から上方に延設される。

ヘッド部１３はネック部１２に延設される部分であり、ヘッド部１３は左右に延びた形状を成す。
ヘッド部１３の表面の略中央部には係合突起１３ａが形成されるとともに、ヘッド部１３の裏面の略中央部には係合孔１３ｂが形成される。
係合突起１３ａが隣接するＣＶＴエレメント１０の係合孔１３ｂに係合することにより、ＣＶＴエレメント１０・１０・・・を積層する際に略一直線に並ぶことを容易としている。

サドル部１１、ネック部１２およびヘッド部１３にて囲んだ位置（サドル部１１とヘッド部１３との間）には係合溝１４・１４が形成される。係合溝１４・１４はそれぞれリング５・５に係合する。

サドル部１１、ネック部１２およびヘッド部１３を合わせた部分は、ＣＶＴエレメント１０における本体部を成す。「本体部」はＣＶＴエレメントにおいてＣＶＴベルトを構成する部品の一つであるリングと係合する部分である。

図４はＣＶＴエレメント１０のＸ−Ｘ断面（図３参照）におけるエレメント幅方向の硬度（ビッカース硬度）の分布を示すものである。
図４に示す如く、ＣＶＴエレメント１０の当接部１５の硬度は、ＣＶＴエレメント１０の本体部（本実施例のＸ−Ｘ断面の場合、サドル部１１）の硬度よりも低くなるようにその硬度が設定される。
このように構成することにより、ＣＶＴエレメント１０の本体部についてはエンジンの高トルク化に合わせてより高強度化を図ることが可能である。また、ＣＶＴエレメント１０の当接部１５については、ＣＶＴ１のプーリ（入力側プーリ２および出力側プーリ３）に対する硬度が相対的に小さくなるため、ＣＶＴエレメント１０との当接部（溝の表面）の摩耗を低減することが可能である。

本実施例のＣＶＴエレメント１０はサドル部１１、ネック部１２、ヘッド部１３からなる本体部を有する構成としたが、本発明に係るＣＶＴエレメントはこれに限定されず、本体部の形状はリングと係合する機能を有していれば他の形状でも良い。

ＣＶＴエレメント１０の当接部１５の硬度を本体部の硬度に比べてどの程度低く設定するかは、ＣＶＴ１のプーリ（入力側プーリ２および出力側プーリ３）の材質、ＣＶＴ１が適用される自動車のエンジンの排気量やトルクの大きさ、重量、用途等の種々の条件を考慮した上で適宜選択することが望ましいが、目安としてはビッカース硬度で２０以上、より好ましくは３０以上低く設定することが望ましい。

本実施例のＣＶＴエレメント１０の場合、ネック部１２とサドル部１１との境界部分が最も応力（圧縮応力およびねじり応力）の集中する部分であるため、当該部位の硬度を最も高くすることが望ましい。
従って、ＣＶＴエレメント１０の当接部１５の硬度をネック部１２とサドル部１１との境界部分の硬度よりも低く設定することが望ましい。

ＣＶＴエレメント１０の当接部１５の硬度を本体部の硬度よりも低く設定する具体的な方法としては、ＣＶＴエレメント１０の材質が鉄鋼材料である場合において、ＣＶＴエレメント１０に焼き入れや浸炭処理等の高強度化を目的とする熱処理を施し、さらにＣＶＴエレメント１０の硬度を所望の値に調整するためにＣＶＴエレメント１０の全体に所定の焼戻し温度で焼戻し処理を施した後、別途当接部１５に焼戻し温度よりも高い温度で所定時間保持する追加焼戻し処理を施す方法が挙げられる。
また、ＣＶＴエレメント１０の本体部を冷却しながら上記追加焼戻し処理を施すことにより、ＣＶＴエレメント１０の本体部と当接部１５との間で急激な硬度の変化を与えることが可能であり、当接部１５の体積を必要最小限とし、よりＣＶＴエレメント１０の全体としての高強度化を図ることが可能である。

ＣＶＴベルトを製造する工程ではその途中において必ずＣＶＴエレメントを積層して整列する工程が存在することから、ＣＶＴエレメント１０・１０・・・を整列したときにまとめて当接部１５・１５・・・に上記追加焼戻し処理を施すことにより、当接部１５・１５・・・の硬度を均一に揃えることが容易であるとともに生産性の向上が可能である。

本発明に係るＣＶＴエレメントの実施の一形態が適用されるＣＶＴの模式図。 本発明に係るＣＶＴエレメントの実施の一形態の斜視図。 本発明に係るＣＶＴエレメントの実施の一形態の正面図。 本発明に係るＣＶＴエレメントの実施の一形態のＸ−Ｘ断面における硬度分布を示す図。 ＣＶＴエレメントの硬度と疲労限強度との関係を示す図。

符号の説明

２ 入力側プーリ（プーリ）
３ 出力側プーリ（プーリ）
５ リング
１０ ＣＶＴエレメント
１１ サドル部（本体部）
１２ ネック部（本体部）
１３ ヘッド部（本体部）
１５ 当接部

Claims (6)

1. リングと係合する本体部と、
   プーリに当接する当接部と、
   を具備し、
   前記当接部の硬度を前記本体部の硬度よりも低く設定したＣＶＴエレメント。
2. 前記当接部の硬度を前記本体部の硬度よりもビッカース硬度で２０以上低く設定した請求項１に記載のＣＶＴエレメント。
3. 前記本体部および当接部は鉄鋼材料からなり、
   前記当接部に焼戻し温度よりも高い温度で所定時間保持する追加焼戻し処理を施す請求項１または請求項２に記載のＣＶＴエレメント。
4. 前記追加焼戻し処理は、
   前記本体部を冷却しながら行う請求項３に記載のＣＶＴエレメント。
5. 前記追加焼戻し処理は、
   複数の前記ＣＶＴエレメントを整列した状態で行う請求項３または請求項４に記載のＣＶＴエレメント。
6. 前記本体部は、
   両端に前記当接部が設けられるサドル部と、
   前記サドル部に延設されるネック部と、
   前記ネック部に延設されるとともに、前記リングに係合する係合溝を前記サドルとの間に形成するヘッド部と、
   を具備し、
   前記当接部の硬度を前記ネック部と前記サドル部との境界部分の硬度よりも低く設定した請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のＣＶＴエレメント。

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