JP2009198010A

JP2009198010A - 伝動ベルト

Info

Publication number: JP2009198010A
Application number: JP2009137246A
Authority: JP
Inventors: Paulus Maria Smeets; マリアスメーツパウルス; Johannes Hendrikus Van Lith; ヘンドリクスファンリスヨハネス
Original assignee: Van Doornes Transmissie BV
Current assignee: Bosch Transmission Technology BV
Priority date: 1997-08-15
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2009-09-03
Also published as: JPH11125313A; NL1006776C2; KR100563332B1; US6045474A; KR19990023586A

Abstract

【課題】ベルト・ディスクを有し、これが前記ディスクの対間に伝動ベルトを封入するため、少なくとも部分的に円錐形の接触表面を有する、連続可変トランスミッションの伝動ベルトを提供する。
【解決手段】伝動ベルト３が、ベルト・ディスク１、２の接触表面４、５と接触するよう意図された収束側面８を設けた１つ以上の横要素６を備え、１つ以上の側面８は突起を有する表面を有して、ベルト・ディスク１、２の接触表面４、５と接触するため、表面が接触面１８を有し、突起によって規定された輪郭を提供し、問題の側面８に平行に断面を設けた時、または輪郭が初期の輪郭高さ（ｈ）より３０％から７０％下の輪郭高さ（ｈ）に位置するレベルまで輪郭が磨耗した後に、ベルト・ディスク１、２の接触表面４、５と有効に接触する表面積が、接触面１８の存在する側面８の寸法の４０から６０％の範囲になるよう、輪郭が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は特に、ベルト・ディスクを有し、これが前記ディスクの対間に伝動ベルトを封入するため、少なくとも部分的に円錐形の接触表面を有する、連続可変トランスミッションの伝動ベルトに関し、伝動ベルトは、このため、ベルト・ディスクの接触表面と接触するよう意図された収束側面を設けた１つ以上の横要素を備え、１つ以上の側面は突起を有する表面を有して、ベルト・ディスクの接触表面と接触するため、表面が接触面を有し、突起によって規定された輪郭を提供する。

このタイプの伝動ベルトはベルトとも呼ばれ、特許文献１で開示されている。このベルトでは、要素は、隆起によって形成された突起を有し、溝によって形成された窪みを有する、予め決定した輪郭の接触表面を有する。既知の構造では、隆起の接触面の幅は、「輪郭で」測定され、最大で１００μｍであり、溝の幅は３００μｍ以下で、溝は、これが存在する表面全体の少なくとも５％を占める。伝動ベルトは、特に熱を除去する働きをする供給油と共同で、１組のベルト・ディスクとともに作動する。既知の構造では、伝動ベルトとベルト・ディスク間の滑動を防止するため、突起と溝との表面寸法の比率が、溝への油の放出および前記溝での油の収集に関して最適化される。既知の構造は、トランスミッションを初めて使用すると、プーリおよびベルトの損傷、またはベルトの破損が最初に生じることがあるという欠点を有する。

欧州特許出願第０３８１２５８号日本特許出願第５８−１８９５８７号日本特許出願第３−１８５６８６号（特開平５−１０４０５号）

本発明の目的は、少なくとも有利にこの現象を克服するか、ほぼ防止し、改良された輪郭、好ましくは上記の問題を防止するために、慣らし運転時に伝動ベルトとベルト・ディスク間に生じる物理的現象を最大に考慮に入れるような形状の輪郭を少なくとも獲得することである。

本発明によると、問題の側面に平行に断面を設けた時、または輪郭が初期の輪郭高さより３０％から７０％下の輪郭高さに位置するレベルまで輪郭が磨耗した後に、ベルト・ディスクの接触表面と有効に接触する表面積が、接触面の存在する側面の寸法の４０から６０％の範囲になるよう、輪郭を形成すると、この目的が達成される。本発明のベースとなる洞察によると、このタイプの構造は、伝動ベルト内で作動する可能性を提供するので有利であり、溝への油の放出および前記溝内での油の収集に関して有利な比率を維持しながら、正確かつ有利な慣らし運転の磨耗を最適化し、損傷を防止して、ベルトに負荷をかけられる期間に関して有益な影響を与える、突起に有利な形状を与える。本発明による慣らし運転は、輪郭の最も外側の層の輪郭区間を例えば約１０μｍまで磨耗させることによって可能であり、この層で支持面として作用する輪郭の割合は小さく、したがって磨耗の可能性が高い。初期の磨耗に関するこのような最適な可能性は、ベルトとプーリの組合せの慣らし運転中に、伝動ベルトの要素がプーリの接触表面に食い込んだり、切り傷などの不規則が生じたりするのを防止する。このようなことが可能になるのは、例えばベルトの連続する要素の幅が変化するか、２つのプーリ・ディスク間の想像対称面に対して不均等になった結果か、あるいは要素の側面の角度変化の結果である。このような要素は、プーリの圧力で半径方向外側に押し出すことができ、したがって伝動ベルトの一体バンドの最も内側のバンドに不利なほど高い張力と不利なほど高い局所的負荷が発生する。したがって、本発明により発生した初期磨耗の可能性は、ベルト／プーリの組合せの最適な配置ももたらし、２枚のプーリ・ディスク間の比較的広い要素の慣らし運転で、ベルトが破損したり、プーリに損傷を与えたりすることも防止する。

本発明による構造は、接触表面が最初は最小限であるが、好ましいシヌソイドの形状の結果として、さらなる磨耗が無視できるほどになる平衡状態に到達するまで、制御された方法での磨耗によって比較的急速に減少する。本発明により提示される形状も、支持面として働く接触表面の部分が、ベルト／プーリの組合せの最適な方法で調節し、ディスクまたは要素の材料の硬度を変更することができるか、材料の組成を変更することができる。

特許文献２が、明らかに確率論的に分布した無数の数の微小な突起を有する接触表面を有する要素を開示していると指摘される。前記表面の初期接触は、滑動および磨耗を防止するため、少なくとも２０％である。前記特許文献２で開示されたものとは対照的に、本発明の目的は、わずかであるが制御された程度の初期磨耗をめざすものである。文書は、突起の形状の可能な寸法または公差に関する情報を提供していない。

特許文献３のＤｅｒｗｅｎｔの要約書は、いわゆるショット・ブラスティングで獲得した微小な凹凸を有する接触表面を開示する。耐磨耗性を高めるため、このようにして獲得した粗い表面を、支持面として働く突起の特定の割合に到達するまで、滑らかにする。この既知の構造とは対照的に、本発明は、公差内で変動するベルトの連続する要素および要素の好ましくない順序の結果として生じることがある衝撃荷重を防止するため、ベルトの慣らし運転中に要素の初期磨耗を獲得しなければならないことを教示する。

本発明に関連し、それ自体で知られているトランスミッションの線図である。伝動ベルトの横要素の可能な実施形態の横断図である。伝動ベルトの横要素の別の実施形態の横断面図である。（ａ）は、先行技術による直線の溝を備えた図３の横要素の縦断面図である。（ｂ）は、先行技術による斜めの溝を備えた図３の横要素の縦断面図である。先行技術による溝パターンの線断面図である。先行技術による混合伝動ベルトの一部の一方側の垂直投影図である。本発明による輪郭の図６に対応する図である。本発明による代替輪郭の図６に対応する図である。伝動ベルトの回転速度について、輪郭の磨耗の過程を示す例証的プロットである。

本発明について、図面および幾つかの実施形態を以下でさらに詳述する。

図１の伝動装置は、間に伝動ベルト３を備えた１対のわずかに円錐形の伝動ディスク１、２を備える。この実施形態では、伝動ベルトには支持体７を設け、その上に横要素６を可動式に取り付ける。このような横要素の一つの実施形態を図２に示す。問題の横要素６’には支持体を収容する窪み１３が設けられ、支持体は、例えば金属帯の束で構成することができる。前記窪み１３は、ロッキング・ピン１０によって頂部で閉じることができ、ロッキング・ピンは横要素６’のボア１１および１２内に填め込むことができる。横要素の別の実施形態を図３に示す。この場合、問題の横要素６は支持体７を収容することができる１対の窪み４を有する。支持体７は通常、重ねた平坦な可撓金属帯などの連続的要素の束によって形成される。両方の実施形態で、横要素６および６’にはそれぞれ、ベルト・ディスク１および２の個々の円錐形の接触表面４および５と嵌合できる収束側面８を設け、これは通常、約１１°の角度に配置される。この配置構成では、一方側の接触表面４および５と他方側の側面８との間に油膜が形成されることがあり、その結果、伝動ベルトがベルト・ディスク１および２に対して滑ることがあり、その結果、伝達トルクが減少する。トランスミッションの効率がその結果減少し、過度の磨耗が生じることがある。これを防止するため、側面８および／または接触表面４、５は不連続にするか、粗くしなければならない。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、輪郭を形成した表面を設けた側面８を有する横要素６を示す。ここで、輪郭は溝１５の形態の窪みによって規定され、これは隆起１６の形態の突起の間で、支持体７の縦方向に対して平行または斜めになり、隆起も同様に支持体７に対して平行または斜めである。

図５は、それ自体で知られる溝の輪郭の断面図で、接触表面８に対して直角で、その長手または深さ方向の断面図である。輪郭は、有効幅Ｌｄを有する隆起１６と、前記隆起間に配置された溝とを備え、前記溝は有効幅Ｌｇを有する。溝は油を受け、これを除去する便宜を図るよう作用する。横要素とベルト・ディスクの接触表面間に油膜が形成されないよう、または既に油膜が形成された場合は、これを分散させて可能な限り素早く減少させるよう、油は即座に除去することが望ましい。これを達成するため、油が溝に収集される前に、限られた距離しか移動せずにすむよう、本発明によると、隆起の有効幅Ｌｄを十分小さくする。

溝１５の有効幅Ｌｇおよび隆起１６の有効幅Ｌｄとは別に、溝の表面全体、つまり溝深さｈも重要であることも判明した。本発明によると、慣らし運転時または初期の磨耗の可能性があるよう、他方でベルトの慣らし運転以降でも、あるいは要素の側面８が磨耗した後も、適切な溝の容積が獲得され、したがって十分な油を収集でき、他方で溝深さまたは突起の高さまたは窪みの深さが、突起の不具合を生じるほど高くないよう、前記溝深さは、１５〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。

図７および図８は、側面８について、本発明の洞察のベースにしたがい形成した代替の新規の輪郭を示す。隆起１６から溝１５への油の適切な流れは、これらの設計で保持され、したがって望ましくない圧力の蓄積とともに不均一な流れが、比較的高い程度の確実性で防止される。本発明によると、シヌソイドの輪郭を使用することが好ましい。この輪郭は、一方では、初期磨耗が迅速かつ容易に進行するよう輪郭が最初は最小の接触面を有するので、側面輪郭の多少の程度の磨耗は望ましいという、本発明のベースとなる概念に適合し、他方で、支持面として作用する割合が約５０％である少なくとも準平衡状態に、比較的急速に到達する。支持面として作用する割合とは、突起または窪みが収容されている全表面積、例えば側面８の高さおよび幅によって規定された表面積に対する、ベルト・ディスク１および２上に効果的に支持することができる突起の表面積または側面８の全突起の表面積の比率である。シヌソイドの輪郭は、窪みに、慣らし運転中にディスクを破損するような鋭い角がまったくなく、不具合に対する抵抗力が比較的高いという利点も有する。にもかかわらず、断面で見た本発明による隆起１６は、完全に三角形でもよいが、先端の鋭さに関連して、突起を部分的に平滑にしてもよい。隆起１６が慣らし運転でわずかに磨耗した後、接触面が側面８と平行に延びる隆起１６の接触面１８は非常に大きくなるので、ベルト・ディスクとの接触応力がかかると、隆起１６は弾性変形のみ受け、磨耗は最小限になる。これに関連して、図９は突起の平均高さｈの変化を示し、これは、磨耗の結果として、図１による駆動ベルトおよびベルト・ディスクの駆動ベルトの回転速度（「Ｘ」）の関数としてＹ軸（「Ｙ」）に描かれている。本発明による輪郭は、要素の初期磨耗を有利に利用するよう最適化され、その位相は点Ｚ、つまりベルトが完全に数万回から数十万回回転した後に、輪郭の磨耗程度がゼロに向かう準安定状態に変化する。

本発明により開発された突起の形状は、ベルト・ディスクと駆動ベルトとの組合せの非常に素早い配置を促進し、これはベルトに負荷がかかり得る期間については有利である。他方で、輪郭高さが３０から７０％初期磨耗した後、支持面として使用できる割合が４０から６０％、好ましくは約５０％で安定した結果、本発明による形状は、溝での油の除去から油の収集が悪影響を受けたり、駆動ベルト軸と要素の間またはベルト・ディスク４、５とバンド７との間の距離のマージンに関して問題が生じる程度に要素の幅が減少したりすることを防止する。特定の実施形態では、磨耗の準安定が生じると考えられる高さ、またはこれが生じる高さで、突起は、図７および図８により「輪郭で」見てほぼ、つまり±１０％で１３μｍ、好ましくはほぼ８μｍの幅を有する。突起の相互間隔、つまり中心間距離は、このケースでは約３倍大きくなければならない。

１ベルト・ディスク
２ベルト・ディスク
３駆動ベルト
４接触表面
５接触表面
６横要素
７支持体
８側面
１１ボア
１２ボア
１３窪み
１４窪み
１５溝
１６隆起
１８接触面

Claims

一対のベルト・ディスク（１、２）を有する連続可変トランスミッションの伝動ベルト（３）であって、前記ベルト・ディスク（１、２）が該伝動ベルトを収容するため、少なくとも部分的に円錐形の接触表面（４、５）を有し、
前記伝動ベルト（３）は、複数の収束側面（８）を設けた１つ以上の横要素（６）を備え、１つ以上の側面（８）は輪郭を提供する突起（１６）を有する表面を有して、
該収束側面（８）は、前記接触表面（４、５）と接触するための突起（１６）によって画定された接触面（１８）を有する伝動ベルト（３）であって、
前記側面（８）に平行に断面を設けた時、または輪郭が初期の輪郭高さ（ｈ）より３０％から７０％下の輪郭高さに位置するレベルまで輪郭が磨耗した後に、ベルト・ディスク（１、２）の接触表面（４、５）と有効に接触する表面積が、接触面（１８）の存在する側面（８）の寸法の４０から６０％の範囲になるよう、輪郭が形成されることと、前記磨耗の前に、前記突起（１６）の前記接触面（１８）の初期接触面積が前記側面（８）の寸法の４０から６０％の範囲との関係で、最小となることを特徴とする伝動ベルト（３）。
一対のベルト・ディスク（１、２）を有する連続可変トランスミッションの伝動ベルト（３）であって、前記ベルト・ディスク（１、２）が該伝動ベルトを収容するため、少なくとも部分的に円錐形の接触表面（４、５）を有し、
前記伝動ベルト（３）は、複数の収束側面（８）を設けた１つ以上の横要素（６）を備え、１つ以上の側面（８）は輪郭を提供する突起（１６）を有する表面を有して、
該収束側面（８）は、前記接触表面（４、５）と接触するための突起（１６）によって画定された接触面（１８）を有する伝動ベルト（３）であって、
前記側面（８）に平行に断面を設けた時、または輪郭が初期の輪郭高さ（ｈ）より３０％から７０％下の輪郭高さに位置するレベルまで輪郭が磨耗した後に、ベルト・ディスク（１、２）の接触表面（４、５）と有効に接触する表面積が、接触面（１８）の存在する側面（８）の寸法の４０から６０％の範囲になるよう、輪郭が形成されることと、前記磨耗の前に、前記突起（１６）の前記接触面（１８）の初期接触面積が接触面（１８）の存在する側面（８）の寸法の１０％以下となることを特徴とする伝動ベルト（３）。
前記側面（８）の輪郭は、平行な溝（１５）の間に位置する平行な隆起（１６）により成る突起（１６）により構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の伝動ベルト。
一対のベルト・ディスク（１、２）を有する連続可変トランスミッションの伝動ベルト（３）であって、前記ベルト・ディスク（１、２）が該伝動ベルトを収容するため、少なくとも部分的に円錐形の接触表面（４、５）を有し、
前記伝動ベルト（３）は、複数の収束側面（８）を設けた１つ以上の横要素（６）を備え、１つ以上の側面（８）は輪郭を提供する、平行な溝（１５）の間の隆起の形態の突起（１６）を有する表面を有して、
該収束側面（８）は、前記接触表面（４、５）と接触するための突起（１６）によって画定された接触面（１８）を有する伝動ベルト（３）であって、
前記側面（８）に平行に断面を設けた時、または輪郭が、前記側面（８）に対して垂直な溝（１５）の底部から前記突起（１６）の頂部までの高さにとして規定される初期の輪郭高さ（ｈ）より３０％から７０％下の輪郭高さに位置するレベルまで輪郭が磨耗した後に、ベルト・ディスク（１、２）の接触表面（４、５）と有効に接触する表面積が、接触面（１８）の存在する側面（８）の寸法の４０から６０％の範囲になるよう、輪郭が形成されることと、前記磨耗の前に、輪郭深さ（ｈ）が少なくとも２０μｍ、大きくても３０μｍであることを特徴とする伝動ベルト（３）。
一対のベルト・ディスク（１、２）を有する連続可変トランスミッションの伝動ベルト（３）であって、前記ベルト・ディスク（１、２）が該伝動ベルトを収容するため、少なくとも部分的に円錐形の接触表面（４、５）を有し、
前記伝動ベルト（３）は、複数の収束側面（８）を設けた１つ以上の横要素（６）を備え、１つ以上の側面（８）は輪郭を提供する、平行な溝（１５）の間の隆起の形態の突起（１６）を有する表面を有して、
該収束側面（８）は、前記接触表面（４、５）と接触するための突起（１６）によって画定された接触面（１８）を有する伝動ベルト（３）であって、
前記側面（８）に平行に断面を設けた時、または輪郭が初期の輪郭高さ（ｈ）より３０％から７０％下の輪郭高さに位置するレベルまで輪郭が磨耗した後に、ベルト・ディスク（１、２）の接触表面（４、５）と有効に接触する表面積が、接触面（１８）の存在する側面（８）の寸法の４０から６０％の範囲になるよう、輪郭が形成されることと、前記突起（１６）は、前記磨耗の前に、前記ディスク（１、２）の接触面（４、５）と凸面の形状部分を介して接触するように設計されていることを特徴とする伝動ベルト（３）。
突起（１６）に外向きに収束する側面（１７）を設けることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の伝動ベルト（３）。
輪郭が基本的にシヌソイド形状を有することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の伝動ベルト（３）。
輪郭深さ（ｈ）が少なくとも２０μｍ、大きくても３０μｍであることを特徴とする、請求項１〜３、５〜７のいずれか１項に記載の伝動ベルト（３）。