JP2009058132A - 連続無段変速装置用ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、運転を開始した初期の段階での滑りを防止でき、シーブにトルクを効率良く伝達できる連続無段変速装置用ベルトを得ることにある。
【解決手段】連続無段変速装置用ベルト(31)は、金属製のプライマリシーブ(29)および金属製のセカンダリシーブ(30)で挟み込まれる接触面(58a, 58b)を有する複数の樹脂ブロック(56)と、樹脂ブロック(56)を無端状に連結する連結体(57)とを備えている。樹脂ブロック(56)の接触面(58a, 58b)に不融性の粉(64)を含む摩擦層(63)が積層されている。摩擦層(63)は、樹脂ブロック(56)と両方のシーブ(29, 30)との接触部分に介在されて、この接触部分の摩擦を高める物質として用いられる。
【選択図】 図１７

Description

本発明は、プライマリシーブのトルクをセカンダリシーブに伝える連続無段変速装置用のベルトに係り、特に運転初期のベルトの滑りを防止するための構造に関する。

従来、変速比を走行状況に応じて無段階的に調整し得る自動二輪車用のベルト式連続無段変速装置が知られている。このベルト式連続無段変速装置は、プライマリシーブ、セカンダリシーブおよびベルトを備えている。

プライマリシーブは、エンジンからの動力伝達によって駆動されるものであり、互いに向かい合う一対の挾持面と、これら挾持面の間に形成されたベルト溝とを有している。セカンダリシーブは、減速機構を介して自動二輪車の後輪に連動している。このセカンダリシーブは、互いに向かい合う一対の挾持面と、これら挾持面の間に形成されたベルト溝とを備えている。

ベルトは、プライマリシーブのベルト溝とセカンダリシーブのベルト溝との間に無端状に巻き掛けられている。ベルトは、各シーブの挾持面に接する接触面を有している。このベルトの接触面と各シーブの挾持面との間に生じる摩擦力により、プライマリシーブのトルクがベルトを介してセカンダリシーブに伝わるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１４７５５３号公報

この種のベルト式連続無段変速装置は、図１８に示すように、各シーブの挾持面がベルトを挾持する推力を大きくする程、シーブとベルトとの間で伝達可能なトルクが大きくなるといった特性を有している。ベルトに加わる推力が増えると、シーブの挾持面とベルトの接触面との間に大きな摩擦抵抗が生じ、ベルトの発熱量が増加する。ベルトの発熱は、運動エネルギが熱エネルギに変化していることを示しており、その分、トルクの伝達効率が低下する。

図１９は、ベルトに加わる推力を変化させた時のベルトの発熱量および伝達効率の移り変わりを示している。この図１９から明らかなように、推力が増加すると、それに比例してベルトの発熱量が増えるとともに、トルクの伝達効率が低下している。このことから、シーブとベルトとの間でのトルクの伝達効率を高めるためには、推力を必要最小限に設定する必要がある。

ところで、従来のベルト式連続無段変速装置によると、組み立て完了後の新品の状態で運転を開始した時、特にその運転初期の段階でベルトに滑りが生じる傾向にある。図２０は、運転初期におけるベルトに伝達可能なトルクの推移を示している。この図２０から明らかなように、運転開始直後ではベルトに伝達可能なトルクが予め決められた設定値Ｃを大幅に下回っている。このトルクの値は、運転時間の経過とともに次第に上昇する傾向にあり、ある一定の時間を経過した時点で設定値に到達する。

したがって、新品のベルト式連続無段変速装置を運転するに当たっては、ベルトに伝達可能なトルクが設定値に達するまで慣らし運転を遂行することが必要となる。

しかしながら、従来のベルト式連続無段変速装置では、ベルトの滑りが皆無となるまで慣らし運転を継続しなくてはならない。このため、走行が可能な状態となるまで時間を要するとともに、製品の出荷に要する手間が膨大なものとなり、コスト高を招く要因となる。

運転初期のベルトの滑りを抑制する手段としては、ベルトに加わる推力を大きくすることが考えられる。ところが、推力を大きくすると、先にも述べたようにベルトの発熱量が増大するのを避けられない。したがって、慣らし運転完了後においてはベルトに加わる推力が過大となり、トルクの伝達効率が悪化するといった問題が生じてくる。

本発明の目的は、運転を開始した初期の段階での滑りを防止でき、シーブにトルクを効率良く伝達できる連続無段変速装置用ベルトを得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る連続無段変速装置用ベルトは、
金属製のプライマリシーブおよび金属製のセカンダリシーブで挟み込まれる接触面を有する複数の樹脂ブロックと、これら樹脂ブロックを無端状に連結する連結体とを具備し、上記プライマリシーブと上記セカンダリシーブとの間に無端状に巻き掛けることで、上記プライマリシーブのトルクを上記セカンダリシーブに伝える連続無段変速装置用ベルトであって、
上記接触面に不融性の粉を含む摩擦層を積層し、この摩擦層は、上記樹脂ブロックと上記両方のシーブとの接触部分に介在されて、この接触部分の摩擦を高める物質として用いられることを特徴としている。

本発明によれば、不融性の粉が運転初期の段階でのベルトの滑りを防止する。このため、ベルトを挟み込む推力を大きくすることなく、プライマリシーブとベルトおよびセカンダリシーブとベルトとの間でのトルクの伝達効率を高めることができる。よって、運転初期から所望の伝達トルクを得ることができ、慣らし運転が不要となる。

本発明の実施の形態を説明するに先立ち、まず本発明と密接な関連性を有する参考例１について、図１ないし図１２を参照して説明する。

図１は、車両の一例である自動二輪車１を開示している。自動二輪車１は、フレーム２を備えている。フレーム２は、ステアリングヘッドパイプ３、一対のメインパイプ４（一つのみを図示）および一対のシートレール５（一つのみを図示）を有している。ステアリングヘッドパイプ３は、フレーム２の前端に位置するとともに、フロントフォーク６を介して前輪７を支持している。

各メインパイプ４は、ステアリングヘッドパイプ３から後方に向けて延びている。メインパイプ４は、ステアリングヘッドパイプ３から斜め下向きに延びる前半部４ａと、この前半部４ａの下端から斜め上向きに延びる後半部４ｂと、前半部４ａと後半部４ｂとの間に位置する中間部４ｃとを有している。

シートレール５は、メインパイプ４の前半部４ａと後半部４ｂとの間に架け渡されている。シートレール５は、乗員が跨いで座るシート８を支持している。フレーム２は、車体カバー９で覆われている。車体カバー９は、シート８の下端に連続している。

各メインパイプ４の中間部４ｃにリヤアームブラケット１０が固定されている。リヤアームブラケット１０は、メインパイプ４の中間部４ｃから下向きに突出している。リヤアームブラケット１０は、後方に延びるリヤアーム１１を支持している。リヤアーム１１はフレーム２に対し上下方向に揺動可能であり、その後端に後輪１２を支持している。

フレーム２は、後輪１２を駆動するパワーユニット１３を支持している。図１および図２に示すように、パワーユニット１３は、駆動源としての４サイクル単気筒エンジン１４とベルト式連続無段変速装置１５とを備えている。パワーユニット１３は、車体カバー９の下部で覆い隠されている。

エンジン１４は、メインパイプ４の前半部４ａに懸架されている。エンジン１４は、クランクケース１６と、このクランクケース１６に連結されたシリンダ１７とを備えている。

クランクケース１６は、クランク軸１８および図示しない歯車減速機を収容している。図３に示すように、クランク軸１８は、クランクケース１６に軸受１９ａ，１９ｂを介して支持されているとともに、自動二輪車１の車幅方向に沿って水平に配置されている。

歯車減速機は、その出力端にドライブスプロケット２０（図１に示す）を有している。ドライブスプロケット２０は、クランク軸１８の後方に位置している。ドライブスプロケット２０と後輪１２のドリブンスプロケット２１との間には、チェーン２２が巻き掛けられている。

エンジン１４のシリンダ１７は、クランクケース１６からメインパイプ４の前半部４ａに沿うように上向きに突出している。シリンダ１７はピストン２３を収容している。ピストン２３は、コネクティングロッド２４を介してクランク軸１８のクランクウエブ２５ａ，２５ｂに連結されている。

図２および図３に示すように、ベルト式連続無段変速装置（以下ＣＶＴと称する）１５は、クランクケース１６の右側に位置している。ＣＶＴ１５は、伝動ケース２８に収容されている。伝動ケース２８は、クランクケース１６の右側面に固定されている。

ＣＶＴ１５は、プライマリシーブ２９、セカンダリシーブ３０およびベルト３１を備えている。プライマリシーブ２９は、伝動ケース２８の前端部に位置するとともに、入力軸３２に支持されている。入力軸３２は、クランク軸１８と一体化されている。言い換えると、クランク軸１８の右端に位置するジャーナル部１８ａが伝動ケース２８の前端部に向けて延長されており、この延長部分が入力軸３２を兼ねている。

プライマリシーブ２９は、固定プレート３４ａとスライディングプレート３４ｂとを備えている。固定プレート３４ａは、入力軸３２の軸端に固定されて、この入力軸３２と一体に回転するようになっている。スライディングプレート３４ｂは、円筒状のボス部３５を有している。ボス部３５は、入力軸３２の上にカラー３６を介して支持されている。このため、スライディングプレート３４ｂは、固定プレート３４ａに近づいたり遠ざかる方向にスライド可能であるとともに、入力軸３２の周方向に回転可能となっている。

プライマリシーブ２９は、一対の第１の挾持面３７ａ，３７ｂを有している。一方の第１の挾持面３７ａは、固定プレート３４ａに形成されている。他方の第１の挾持面３７ｂは、スライディングプレート３４ｂに形成されている。第１の挾持面３７ａ，３７ｂは、夫々円錐状をなすとともに、互いに向かい合っている。第１の挾持面３７ａ，３７ｂは、固定プレート３４ａとスライディングプレート３４ｂとの間にＶ形の断面形状を有する第１のベルト溝３８を規定している。第１のベルト溝３８の幅L1は、スライディングプレート３４ｂのスライドによって調整可能となっている。

入力軸３２の外周にカムプレート３９が固定されている。カムプレート３９は、入力軸３２と一体に回転するとともに、スライディングプレート３４ｂと向かい合っている。スライディングプレート３４ｂは、入力軸３２の軸方向にスライド可能にカムプレート３９に引っ掛かっている。そのため、カムプレート３９とスライディングプレート３４ｂとは、一体に回転しつつ互いに近づいたり遠ざかる方向に移動可能となっている。

スライディングプレート３４ｂは、カムプレート３９と向かい合うカム面４０を有している。カム面４０とカムプレート３９との間に複数のローラウエイト４１（一つのみを図示）が介在されている。ローラウエイト４１は、クランク軸１８の回転時に発生する遠心力によりカム面４０に沿って移動する。この移動により、スライディングプレート３４ｂが入力軸３２の軸方向にスライドし、第１のベルト溝３８の幅L1が変化するようになっている。

セカンダリシーブ３０は、伝動ケース２８の後端部に位置するとともに、出力軸４２に支持されている。出力軸４２は、入力軸３２と平行に配置されているとともに、上記歯車減速機の入力端に図示しない自動遠心クラッチを介して連結されている。

セカンダリシーブ３０は、固定プレート４５ａとスライディングプレート４５ｂとを備えている。固定プレート４５ａは、その回転中心部に円筒状のカラー４６を有している。カラー４６は、出力軸４２の外周面に噛み合っている。この噛み合いにより、固定プレート４５ａと出力軸４２とが一体に回転するようになっている。

スライディングプレート４５ｂは、その回転中心部にスリーブ４７を有している。スリーブ４７は、カラー４６の外周面上に軸方向にスライド可能に装着されている。スリーブ４７に複数の係合溝４８が形成されている。係合溝４８は、スリーブ４７の軸方向に延びるとともに、スリーブ４７の周方向に間隔を存して並んでいる。

カラー４６は、複数の係合ピン４９を有している。係合ピン４９は、カラー４６の外側に突出するとともに、スリーブ４７の係合溝４８に摺動可能に嵌まり込んでいる。このことにより、固定プレート４５ａとスライディングプレート４５ｂとは、一体に回転しつつ互いに近づいたり遠ざかる方向に移動可能となっている。

セカンダリシーブ３０は、一対の第２の挾持面５１ａ，５１ｂを有している。一方の第２の挾持面５１ａは、固定プレート４５ａに形成されている。他方の第２の挾持面５１ｂは、スライディングプレート４５ｂに形成されている。第２の挾持面５１ａ，５１ｂは、夫々円錐状をなすとともに、互いに向かい合っている。第２の挾持面５１ａ，５１ｂは、固定プレート４５ａとスライディングプレート４５ｂとの間にＶ形の断面形状を有する第２のベルト溝５２を規定している。第２のベルト溝５２の幅L2は、スライディングプレート４５ｂのスライドによって調整可能となっている。

カラー４６の端部にばね受け５３が固定されている。ばね受け５３は、スライディングプレート４５ｂと向かい合っている。ばね受け５３とスライディングプレート４５ｂとの間に圧縮コイルスプリング５４が介在されている。スプリング５４は、スライディングプレート４５ｂを固定プレート４５ａに向けて付勢している。

図３に示すように、ベルト３１は、プライマリシーブ２９の第１のベルト溝３８とセカンダリシーブ３０の第２のベルト溝５２との間に無端状に巻き掛けられている。図４ないし図６に示すように、ベルト３１は、複数の樹脂ブロック５６と、一対の連結体５７とを備えている。

樹脂ブロック５６は、母材としてポリアミド樹脂を用いている。この母材に補強材としてのカーボン繊維又はアラミド繊維が混入されている。ポリアミド樹脂は、高い耐熱性を有するとともに、繰り返し衝撃荷重にも強く、長期に亘って安定した性質を維持できる。カーボン繊維やアラミド繊維は、高強度と耐熱性を兼ね備えている。したがって、樹脂ブロック５６は、耐熱性、耐摩耗性および耐疲労性に優れている。

図５に示すように、各樹脂ブロック５６は、一対の接触面５８ａ，５８ｂを有している。接触面５８ａ，５８ｂは、ベルト３１の幅方向に互いに離れており、夫々プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂに沿うように傾斜している。各樹脂ブロック５６の接触面５８ａ，５８ｂの中央部に夫々凹部５９が形成されている。

連結体５７は、例えば超耐熱ゴムで作られており、その内部に補強用の複数の芯線６０が埋め込まれている。連結体５７は、環状をなすとともに樹脂ブロック５６の凹部５９に嵌め込まれている。この嵌合により、複数の樹脂ブロック５６が互いに連結されて無端状のベルト３１を構成している。

凹部５９に嵌め込まれた連結体５７は、樹脂ブロック５６の接触面５８ａ，５８ｂよりも引っ込んでいる。このため、ベルト３１を第１および第２のベルト溝３８，５２に巻き掛けた時に、樹脂ブロック５６の接触面５８ａ，５８ｂのみがプライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂに接触する。

言い換えると、プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂは、ベルト３１の樹脂ブロック５６を予め決められた推力で挟み込んでいる。このことにより、プライマリシーブ２９とベルト３１との間およびセカンダリシーブ３０とベルト３１との間において伝達可能なトルクが所望の値となる。

エンジン１４がアイドリング運転をしている時のようにクランク軸１８の回転数が低い状態では、ローラウエイト４１はプライマリシーブ２９の回転中心部に片寄っている。このため、スライディングプレート３４ｂが固定プレート３４ａから最も遠ざかった位置にあり、第１のベルト溝３８の幅L1が最大となっている。このことから、第１のベルト溝３８に巻き掛けられたベルト３１は、プライマリシーブ２９の回転中心部に位置し、プライマリシーブ２９に対するベルト３１の巻き掛け径が最小となっている。

これに対し、セカンダリシーブ３０では、スライディングプレート４５ｂがスプリング５４によって固定プレート４５ａに向けて押圧されており、第２のベルト溝５２の幅L2が最小となっている。そのため、第２のベルト溝５２に巻き掛けられたベルト３１は、セカンダリシーブ３０の外周部に押し出されており、セカンダリシーブ３０に対するベルト３１の巻き掛け径が最大となっている。よって、ＣＶＴ１５の変速比が最大となる。

クランク軸１８の回転数が上昇するに従い、ローラウエイト４１が遠心力によりスライディングプレート３４ｂの径方向外側に向けて移動する。この移動により、スライディングプレート３４ｂが固定プレート３４ａに向けてスライドし、第１のベルト溝３８の幅L1が徐々に狭くなる。このため、第１の挾持面３７ａ，３７ｂの間で挾持されたベルト３１がプライマリシーブ２９の径方向外側に向けて押し出され、プライマリシーブ２９に対するベルト３１の巻き掛け径が大きくなる。

逆にセカンダリシーブ３０にあっては、ベルト３１がセカンダシーブ３０の回転中心部に向けて引張られる。これにより、スプリング５４の付勢力に抗してスライディングプレート４５ｂが固定プレート４５ａから遠ざかる方向にスライドし、第２のベルト溝３８の幅L2が徐々に大きくなる。このため、セカンダリシーブ３０に対するベルト３１の巻き掛け径が小さくなる。よって、ＣＶＴ１５の変速比が小さくなる。このＣＶＴ１５の変速比は、プライマリシーブ２９に対するベルト３１の巻き掛け径が最大となった時点で最小となる。

プライマリシーブ２９の固定プレート３４ａおよびセカンダリシーブ３０の固定プレート４５ａは、例えば浸炭焼き入れ・焼戻し処理が施されたクロムモリブデン鋼(SCM420)にて構成されている。これら固定プレート３４ａ，４５ａは、８０±２HRAで示される表面硬さを有している。プライマリシーブ２９のスライディングプレート３４ｂは、例えば硬質クロムメッキの表面処理が施されたダイカスト用アルミニウム合金(ADC11)にて構成されている。スライディングプレート３４ｂは、８００HV以上で示される表面硬さを有している。セカンダリシーブ３０のスライディングプレート４５ｂは、機械構造用炭素鋼(S35C)にて構成されており、６３HBで示される表面硬さを有している。

プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂは、切削あるいは研摩等の機械加工を施すことで予め決められた形状に仕上げられている。このため、図７にプライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａを代表して示すように、第１の挾持面３７ａには、機械加工により形成された数多くの溝６２が存在する。溝６２は、その幅、深さが概ね数μｍ程度の微細なものであリ、凹部の一種となる。

プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂは、夫々その全面が摩擦層６３で覆われている。摩擦層６３は、機械加工が完了した第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂに例えば摩擦を高める物質としてのカーボン粉末６４を塗布することで得られる。図７にプライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａを代表して示すように、摩擦層６３は溝６２を充分に埋める厚みとなるように第１の挾持面３７ａに積層されている。

摩擦層６３は必ずしも第１および第２の挾持面３７ａ，３７ｂ，５１ａ，５１ｂの全面を覆わなくてもよい。例えば第１および第２の挾持面３７ａ，３７ｂ，５１ａ，５１ｂのうち、ベルト３１と接触する領域のみを摩擦層６３で覆うようにしてもよい。さらに、第１および第２の挾持面３７ａ，３７ｂ，５１ａ，５１ｂのうち、ＣＶＴ１５の変速比が最大の時にベルト３１を挟み込む領域のみを摩擦層６３で覆うようにしてもよい。

カーボン粉末６４は、不融性を有している。すなわち、カーボン粉末６４は、ＣＶＴ１５の変速動作中に発生する熱や圧力に耐え得るような特性を有している。具体的に述べると、ベルト３１がプライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂの間およびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂの間で挾持された時、ベルト３１の接触面５８ａ，５８ｂと第１および第２の挾持面３７ａ，３７ｂ，５１ａ，５１ｂとの接触部分には摩擦に伴う熱が発生する。このため、カーボン粉末３１は、上記接触部分の熱で溶融することがないような特性を有し、粉の状態をそのまま維持するようになっている。

さらに、カーボン粉末６４は、プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂよりも低い硬度を有している。

組み立てが完了した後の新品のＣＶＴ１５では、プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂが摩擦層６３で覆われている。このため、カーボン粉末６４は、第１および第２の挾持面３７ａ，３７ｂ，５１ａ，５１ｂの上に保持された状態にある。

新品のＣＶＴ１５の運転を開始すると、図９にプライマリシーブ２９を代表して示すように、運転初期にプライマリシーブ２９とベルト３１との間に生じる僅かな隙間gにカーボン粉末６４が入り込む。これにより、プライマリシーブ２９とベルト３１およびセカンダリシーブ３０とベルト３１との接触面積が増大する。カーボン粉末６４は、変速動作中に生じる熱が加わっても粉状を維持する不融性を有している。よって、カーボン粉末６４がベルト３１の滑り止めとして機能する。

図８および図１０は、ＣＶＴ１５の運転を継続した時の第１の挾持面３７ａの状態を開示している。他の第１の挾持面３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂについても同様の状態となるため、ここでは第１の挾持面３７ａを代表して説明する。

第１の挾持面３７ａを覆う摩擦層６３の一部は、運転時間が経過するに従いベルト３１との接触によって第１の挾持面３７ａから除去され、伝動ケース２８内に飛散する。これにより、溝６２の内部に入り込んだカーボン粉末６４が第１の挾持面３７ａの上に残る。それとともに、溝６２の縁がベルト３１との接触により削り取られ、溝６２の深さが減少する。

一方、ベルト３１にあっては、樹脂ブロック５６の接触面５８ａ，５８ｂが第１の挾持面３７ａとの接触により削られる。これにより、ベルト３１に初期摩耗が発生する。図１０に示すように、削り取られたベルト３１の樹脂成分６５は溝６２に乗り移り、カーボン粉末６４と協働して溝６２を埋める。よって、第１の挾持面３７ａが平滑となる。

さらに、図１１に示すように、樹脂ブロック５６の接触面５８ａにカーボン粉末６４が付着する。カーボン粉末６４は、接触面５８ａ上の凹凸を埋めており、これにより接触面５８ａが平滑となる。よって、ベルト３１の接触面５８ａとプライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａの接触状態が安定する。

このような参考例１によれば、ＣＶＴ１５の運転初期の段階では、カーボン粉末６４がベルト３１の滑りを防止する。このため、ベルト３１を挟み込む推力を大きくすることなく、運転開始時のプライマリシーブ２９とベルト３１およびセカンダリシーブ３０とベルト３１との間でのトルクの伝達効率を高めることができる。したがって、慣らし運転が不要となる。

さらに、運転開始から一定時間を経過すると、摩擦層６３が除去され、残ったカーボン粉末６４が第１の挾持面３７ａの溝６２を埋める。この結果、プライマリシーブ２９とベルト３１およびセカンダリシーブ３０とベルト３１との間において伝達可能なトルクが推力に応じた値に移行する。

図１２は、参考例１に開示されたＣＶＴ１５において、運転初期の段階での運転時間の経過に伴う伝達可能なトルクの推移を開示している。図１２に示すように、運転初期での伝達可能なトルクＡの値は、カーボン粉末６４の存在により、予め決められた本来の伝達可能なトルクＢの値よりも若干高くなっている。このトルクＡの値は、運転時間の経過とともに減少し、本来のトルクＢの値に移行している。

さらに、上記構成によると、カーボン粉末６４は、プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂよりも低い硬度を有している。このため、カーボン粉末６４が第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂを傷付けることはない。よって、ベルト３１の滑りを防止した構成でありながら、第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂの摩耗を抑制できる。

加えて、上記参考例１によると、ベルト３１を構成する複数の樹脂ブロック５６は、ポリアミド樹脂で作られている。そのため、ベルト３１の耐熱性および耐久性が向上し、長期に亘って安定した性能を維持できる。

図１３および図１４は、本発明と密接な関連性を有する参考例２を開示している。この参考例２は、プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよびセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂに関する事項が上記参考例１と相違している。それ以外のＣＶＴ１５の構成は、参考例１と同様である。このため、参考例２において、参考例１と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

プライマリシーブ２９の第１の挾持面３７ａ，３７ｂは、高摩擦部７１を有している。同様にセカンダリシーブ３０の第２の挾持面５１ａ，５１ｂは、高摩擦部７２を有している。高摩擦部７１，７２は、第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂに夫々ショットピーニング又はホーニング加工を施すことにより得られる。高摩擦部７１，７２は、数多くの微細な凹凸を含んでいる。これら凹凸は、方向性を有しない網状の模様を形成している。

プライマリシーブ２９の高摩擦部７１は、第１の挾持面３７ａ，３７ｂの回転中心部に環状に形成されている。このため、プライマリシーブ２９に対するベルト３１の巻き掛け径が最小となる時点では、ベルト３１が高摩擦部７１によって挟み込まれることになる。第１の挾持面３７ａ，３７ｂのうち、高摩擦部７１を外れた部分は、切削あるいは研摩等の機械加工が施された加工面７３となっている。高摩擦部７０は、加工面７３よりも摩擦係数が高くなっている。

セカンダリシーブ３０の高摩擦部７２は、第２の挾持面５１ａ，５１ｂの外周部に環状に形成されている。このため、セカンダリシーブ３０に対するベルト３１の巻き掛け径が最大となる時点では、ベルト３１が高摩擦部７２によって挟み込まれることになる。第２の挾持面５１ａ，５１ｂのうち、高摩擦部７２を外れた部分は、切削あるいは研摩等の機械加工が施された加工面７４となっている。高摩擦部７２は、加工面７４よりも摩擦係数が高くなっている。

第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂは、夫々図示を省略するが参考例１と同様の摩擦層で覆われている。摩擦層は、機械加工により形成された溝および高摩擦部７１，７２の凹凸を充分に埋める厚みとなるように第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂに積層されている。

このような構成によると、プライマリシーブ２９に対するベルト３１の巻き掛け径が最小となり、セカンダリシーブ３０に対するベルト３１の巻き掛け径が最大となるような運転状態の時に、ベルト３１がプライマリシーブ２９の高摩擦部７１およびセカンダリシーブ３０の高摩擦部７２で挟み込まれる。言い換えると、ＣＶＴ１５の変速比が最大となる運転状態の時に、第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂのうち摩擦係数の高い部分がベルト３１を挟み込む。

このため、運転初期の段階でカーボン粉末６４がプライマリシーブ２９とベルト３１およびセカンダリシーブ３０とベルト３１との間に止まり易くなる。このため、ＣＶＴ１５の変速比が最大となってベルト３１に加わる張力が最も大きくなる運転状態の時に、ベルト３１の滑りを確実に防止できる。

さらに、上記構成によると、図１４に示すように、ＣＶＴ１５の変速比が小さくなるに従い、ベルト３１が高摩擦部７１，７２から外れる。そのため、ベルト３１に加わる張力が小さくなる運転状態の時のベルト３１の摩耗を防止できる。

加えて、高摩擦部７１，７２は、第１の挾持面３７ａ，３７ｂおよび第２の挾持面５１ａ，５１ｂの一部に形成すればよく、高摩擦部７１，７２を得るための加工範囲が少なくなる。よって、プライマリシーブ２９およびセカンダリシーブ３０の製造コストを低減できる。

図１５および図１６は、本発明と密接な関連性を有する参考例３を開示している。

この参考例３では、プライマリシーブ２９の固定プレート３４ａを一例として説明する。図１５に示すように、固定プレート３４ａの第１の挾持面３７ａに複数のリブ状の突起８１が形成されている。突起８１は、第１の挾持面３７ａの全面に亘るように固定プレート３４ａの回転中心部から放射状に延びている。突起８１は、第１の挾持面３７ａの上に複数の放射状の溝８２を形成している。突起８１および溝８２は、第１の挾持面３７ａの上で交互に並んでいる。これにより、第１の挾持面３７ａの全面が摩擦係数の高い高摩擦部８３となっている。

第１の挾持面３７ａは、夫々図示を省略するが参考例１と同様の摩擦層で覆われている。摩擦層は、突起８１および溝８２を充分に埋める厚みとなるように第１の挾持面３７ａに積層されている。

この構成によれば、高摩擦部８３が第１の挾持面３７ａの全面に位置するので、この第１の挾持面３７ａにカーボン粉末が確実に保持される。このため、ベルト３１の巻き掛け位置が変化しても、このベルト３１の滑りを防止できる。

図１７は、本発明の実施の形態を開示している。

この実施の形態では、ベルト３１の接触面５８ａ，５８ｂが摩擦を高める摩擦層６３で覆われている。ベルト３１の構成および摩擦層６３が不融性のカーボン粉末を有する点は上記参考例１と同様である。

本実施の形態によると、摩擦層６３は、ベルト３１の接触面５８ａ，５８ｂに存在する凹凸を充分に埋める厚みとなるように接触面５８ａ，５８ｂに積層されている。

摩擦層６３は、新品のベルト３１をプライマリシーブとセカンダリシーブとの間に巻き掛けた時に、ベルト３１と両シーブとの間に介在される。運転初期の段階では、摩擦層６３に含まれるカーボン粉末がベルト３１と両シーブとの間の僅かな隙間に入り込む。これにより、ベルト３１と両シーブとの接触面積が増加する。よって、参考例１と同様に、カーボン粉末がベルト３１の滑り止めとして機能する。

上記実施の形態では、ベルト３１の滑り止めとしてカーボン粉末６４を使用している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えばカーボンブラックのような他の粉末を用いてもよい。

具体的には、カーボンブラックの一種であるグラファイト粉末を用いることができる。グラファイト粉末としては、粒径５μｍ〜１５０μｍのものを用いるのが好ましい。さらに、グラファイト粉末を用いて摩擦層を形成するに当っては、グラファイト粉末にバインダおよび希釈剤を混ぜ合わせた液状物質を準備し、この液状物質をプライマリシーブ、セカンダリシーブ又はベルトの少なくともいずれか一つに塗布するようにしてもよい。

バインダは、グラファイト粉末をプライマリシーブ、セカンダリシーブ又はベルトに固定するための樹脂である。この樹脂としては、液状物質の乾燥時間、添加量を考慮すると、アクリル系樹脂又はオレフィン系樹脂が適している。希釈剤は、液状物質の粘度を適正に保つことで摩擦層の密度および厚みを調整し易くするとともに、液状物質を塗布する時の作業性を向上させるためのものである。希釈剤としては、例えば酢酸ブチルに代表されるエステル系溶剤、メチルエチルケトンに代表されるケトン系溶剤、ヘキサンに代表される石油系溶剤、メチルアルコールに代表されるアルコール系溶剤を採用することができる。

グラファイト粉末、バインダおよび希釈剤の配合割合は、グラファイト粉末を２〜８０重量％、残りの２０〜９８重量％をバインダおよび希釈剤とするのが望ましい。

さらに、ベルト３１の滑りを止める粉としては、パウダー状の酸化亜鉛を用いることができる。しかし、カーボン粉末は酸化亜鉛に比べて安価であり、コスト的な面で有利となる。よって、コストおよびシーブに及ぼす影響を考慮すると、カーボン粉末を採用することが望ましいものとなる。

上記参考例１では、プライマリシーブおよびセカンダリシーブの双方に摩擦層を形成しているが、プライマリシーブ又はセカンダリシーブのいずれか一方に摩擦層を形成してもよい。この構成によると、摩擦層に含まれる粉は、ベルトを介して摩擦層を有しない他方のシーブに供給される。したがって、両方のシーブとベルトとの間での滑りを防止できる。

さらに、本発明を実施するに当っては、プライマリシーブ、セカンダリシーブおよびベルトの全てに摩擦層を形成するようにしてもよい。

ベルト式連続無段変速装置を搭載した本発明と密接な関連性を有する参考例１に係る自動二輪車の側面図。 ４サイクルエンジンとベルト式連続無段変速装置とを備えた本発明の参考例１に係るパワーユニットの側面図。 本発明の参考例１に係るベルト式連続無段変速装置の断面図。 本発明の参考例１に係るベルト式連続無段変速装置に用いるベルトの側面図。 本発明の参考例１に係るベルト式連続無段変速装置に用いるベルトの断面図。 図５のF6−F6線に沿う断面図。 本発明の参考例１において、プライマリシーブの挾持面に摩擦層を積層した状態を模式的に示す断面図。 本発明の参考例１において、プライマリシーブの挾持面に不融性の粉が保持された状態を模式的に示す断面図。 本発明の参考例１において、プライマリシーブの挾持面とベルトの接触面との間に不融性の粉が介在された状態を模式的に示す断面図。 図８のＡ部を拡大して示す断面図。 本発明の参考例１において、ベルトの接触面に不融性の粉が保持された状態を模式的に示す断面図。 本発明の参考例１において、運転時間に対するベルトに伝達可能なトルクの推移を示す特性図。 変速比が最大の時のシーブの高摩擦部とベルトとの位置関係を示す本発明の参考例２に係るベルト式連続無段変速装置の側面図。 変速比が最小の時のシーブの高摩擦部とベルトとの位置関係を示す本発明の参考例２に係るベルト式連続無段変速装置の側面図。 本発明の参考例３に係るプライマリシーブの側面図。 本発明の参考例３に係るプライマリシーブの断面図。 本発明の実施の形態に係るベルトの断面図。 従来のベルト式連続無段変速装置において、ベルトに加わる推力と伝達可能なトルクとの関係を示す特性図。 従来のベルト式連続無段変速装置において、ベルトに加わる推力とベルトの発熱量および伝達効率との関係を示す特性図。 従来のベルト式連続無段変速装置において、運転時間に対するベルトに伝達可能なトルクの推移を示す特性図。

符号の説明

１５…ベルト式連続無段変速装置、２９…プライマリシーブ、３０…セカンダリシーブ、３１…ベルト、５６…樹脂ブロック、５７…連結体、５８ａ，５８ｂ…接触面、６３…摩擦層、６４…粉（カーボン粉末）。

Claims (5)

1. 金属製のプライマリシーブおよび金属製のセカンダリシーブで挟み込まれる接触面を有する複数の樹脂ブロックと、これら樹脂ブロックを無端状に連結する連結体とを具備し、上記プライマリシーブと上記セカンダリシーブとの間に無端状に巻き掛けることで、上記プライマリシーブのトルクを上記セカンダリシーブに伝える連続無段変速装置用ベルトであって、
   上記接触面に不融性の粉を含む摩擦層を積層し、この摩擦層は、上記樹脂ブロックと上記両方のシーブとの接触部分に介在されて、この接触部分の摩擦を高める物質として用いられることを特徴とする連続無段変速装置用ベルト。
2. 請求項１の記載において、上記粉は、上記プライマリシーブおよび上記セカンダリシーブよりも低い硬度を有することを特徴とする連続無段変速装置用ベルト。
3. 請求項２の記載において、上記粉は、上記接触面と上記プライマリシーブおよび上記接触面と上記セカンダリシーブとの摩擦により生じる熱で溶けることがない特性を有することを特徴とする連続無段変速装置用ベルト。
4. 請求項３の記載において、上記摩擦層は、カーボンブラック粉末にバインダを含有させた物質を上記接触面に塗布することで形成されることを特徴とする連続無段変速装置用ベルト。
5. 請求項１の記載において、上記接触面は、上記粉を保持する複数の凹部を有することを特徴とする連続無段変速装置用ベルト。

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