JP2010249313A - ベルト式変速装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ベルト式変速装置1は、それぞれ外周部に溝幅が可変のV溝4c、5cが形成された駆動側変速プーリ4及び従動側変速プーリ5と、V溝4c、5cの両面で挟持された状態で両変速プーリ4、5に巻き掛けられるベルト10とから構成される。ベルト10は、センターベルト30とこのセンターベルト30の長手方向に沿って設けられる複数のブロック20とを有し、ブロック20は、熱可塑性樹脂に少なくとも繊維補強材が配合された樹脂組成物で形成されている。V溝表面4d、5dには、ポリアミドイミド樹脂と、グラファイト、ポリ四フッ化エチレン、及び二硫化モリブデンのうちの少なくとも1つの固体潤滑材とを含む樹脂層6b、7bが設けられている。
【選択図】図1
Description
上述した特許文献1のように、繊維補強材が配合された樹脂組成物からなるブロックを用いた場合、ブロックの硬度が高くなるため、ブロックが変速プーリに接触した際に生じる衝突音と、ブロックが変速プーリから抜け出す際に生じる摩擦音の両方が大きくなるという問題が生じる。
また、樹脂層によって、ベルトとV溝表面との間の摩擦係数が低減するため、ベルトの摩耗が抑制されるとともに、ベルトとV溝表面との間の摩擦係数が安定化する。
また、V溝表面の全域に樹脂層を設けた場合、V溝の内周側領域にベルトが接触する際、ベルトとV溝表面との接触面積が小さいため、ベルトがスリップして動力伝達性能が低下したり、燃費が悪くなる虞がある。
本発明では、変速プーリのV溝表面のうち、V溝の溝幅が最小のときにベルトが当接する領域を含む外周側領域にのみ、樹脂層が設けられているため、高い動力伝達性能の維持しつつ、V溝幅が小さいときのベルト走行時の大きい騒音を確実に抑制することができる。
また、駆動側変速プーリは、ベルトを走行させるためのものであるため、駆動側変速プーリとベルトとの間には、ある程度高い摩擦抵抗が生じていることが必要となる。
本発明では、従動側変速プーリにのみ樹脂層が設けられているため、駆動側変速プーリの高い動力伝達性能を維持しつつ、従動側変速プーリで発生する大きな騒音を抑制することができる。
図1及び図2に示すように、本実施形態のベルト式変速装置1は、入力軸2に取り付けられた駆動側変速プーリ4と、出力軸3に取り付けられた従動側変速プーリ5と、両変速プーリ4、5に巻き掛けられたベルト10とから構成されている。このベルト式変速装置1では、入力軸2の回転が、駆動側変速プーリ4とベルト10と従動側変速プーリ5とを介して、出力軸3に伝達されるようになっている。
また、希釈剤は、上記液状物質の粘度を適正に保つことで、滑り抑制材6cの密度と厚みを調整しやすくすると共に、塗布する際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、例えば酢酸ブチル等のエステル系溶剤や、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤や、ヘキサン等の石油系溶剤や、メチルアルコール等のアルコール系溶剤を用いることができる。また、上記液状物質中の滑り抑制材6c、バインダ及び希釈剤の配合割合は、滑り抑制材6cを2〜80重量%とし、残りの20〜98重量%をバインダ及び希釈剤とすることが好ましい。
入力軸2の回転は、駆動側変速プーリ4とベルト10と従動側変速プーリ5とを介して出力軸3に伝達される。両変速プーリ4、5のV溝4c、5cの溝幅を変化させて、両変速プーリ4、5のベルト巻き掛け径r1、r2を変化させることにより、駆動側変速プーリ4の回転軸(入力軸)2と従動側変速プーリ5の回転軸(出力軸)3との回転速度比(変速比)を変化させるようになっている。
そのため、ブロック20がV溝表面4d、5dに接触する際に生じる際に生じる衝突音と、ブロック20がV溝表面4d、5dから抜け出す際に生じる摩擦音の発生を抑制することができる。さらに、生じた騒音を樹脂層6b、7bによって緩和することができる。
また、V溝表面4d(5d)の全域に樹脂層6b(7b)を設けた場合、V溝4c(5c)の内周側領域にベルト10が接触する際、ベルト10とV溝表面4d(5d)との接触面積が小さいため、ベルト10がスリップして動力伝達性能が低下したり、燃費が悪くなる虞がある。
このベルト式変速装置1では、V溝表面4d、5dのうち、V溝4c、5cの溝幅が最小のときにベルト10が接触する領域を含む外周側領域にのみ、樹脂層6b、7bが設けられているため、高い動力伝達性能の維持しつつ、V溝4c、5cの溝幅が小さいときのベルト走行時の大きい騒音を確実に抑制することができる。
ここで、ベルト走行時の騒音は、主にベルト10の張り側で生じている。つまり、ブロック20が変速プーリに接触する際に生じる衝突音は、主に、駆動側変速プーリ4で発生し、ブロック20が変速プーリから抜け出す際に生じる摩擦音は、主に、従動側変速プーリ5で発生している。従動側変速プーリ5で生じる摩擦音は、駆動側変速プーリ4で生じる衝突音よりも大きい。
また、駆動側変速プーリ4は、ベルト10を走行させるためのものであるため、駆動側変速プーリ4とベルト10との間には、ある程度高い摩擦抵抗が生じていることが必要となる。本変更形態では、従動側変速プーリ5にのみ樹脂層7bが設けられていることにより、駆動側変速プーリ4の高い動力伝達性能を維持しつつ、従動側変速プーリ5で発生する大きな騒音を抑制することができる。また、駆動側変速プーリ4に樹脂層6bを設けないため、コストを抑制することができる。
樹脂層を設けた場合と設けない場合での、ベルト走行時の騒音レベルの違いを検討する試験を行った。この試験では、図7に示すようなベルト走行試験機50を用いた。
実施例1では、V溝51aの表面に樹脂層が設けられた駆動プーリ51(ベルト巻き掛け径53mm)と、V溝52aの表面に樹脂層が設けられた従動プーリ52(ベルト巻き掛け径109mm)とを用いた。
樹脂層は、PAI樹脂100重量部に対して60重量部の固体潤滑材(グラファイト及びPTFE)が配合された樹脂組成物(住鉱潤滑剤株式会社のドライコーティング4710)で構成されている。この樹脂層は、液状の上記樹脂組成物を有機溶媒で希釈してから、エアスプレーでV溝の表面に塗布して、有機溶媒を乾燥除去した後、250℃で60分間加熱してPAIを焼成することによって形成した。樹脂層の厚さは15μmとした。
次に、JIS K7218に準じたスラスト摩擦摩耗試験を行った。試験装置としては、株式会社オリエンテックのスラスト摩擦摩耗試験機を用いた。
なお、表4中の摩擦係数の安定性の欄には、摩擦係数の平均値に対して、摩擦係数の下限値及び上限値が、±0.05の範囲内の場合には丸印を表示し、±0.08の範囲内の場合には三角の記号を表示した。
2 入力軸
3 出力軸
4 駆動側変速プーリ
4a 固定プーリ片
4b 可動プーリ片
4c V溝
4d V溝表面
5 従動側変速プーリ
5a 固定プーリ片
5b 可動プーリ片
5c V溝
5d V溝表面
6a、7a 基材
6b、7b 樹脂層
6c、7c 滑り抑制材
10 ベルト
20 ブロック
20a、20b 側面
21 上ビーム
22 下ビーム
23 ピラー
24 溝部
24a、24b 凸部
30 センターベルト
30a、30b 凹部
31 エラストマー
32 心線
Claims (12)
- それぞれ外周部に溝幅が可変のV溝が形成された、駆動側変速プーリと従動側変速プーリとを含む複数の変速プーリと、
センターベルトとこのセンターベルトの長手方向に沿って設けられる複数のブロックとを有し、前記ブロックが前記変速プーリのV溝の両面で挟持された状態で、前記複数の変速プーリに巻き掛けられるベルトとから構成されるベルト式変速装置であって、
前記ブロックが、熱可塑性樹脂に少なくとも繊維補強材が配合された樹脂組成物で形成されており、
前記複数の変速プーリのうち少なくとも1つの変速プーリの、前記V溝の表面に、ポリアミドイミド樹脂と、グラファイト、ポリ四フッ化エチレン、及び二硫化モリブデンのうちの少なくとも1つの固体潤滑材とを含む樹脂層が設けられていることを特徴とするベルト式変速装置。 - 前記樹脂層が、前記変速プーリの前記V溝の表面のうち、前記V溝の溝幅が最小のときに前記ベルトが接触する領域を含む外周側領域にのみ設けられていることを特徴とする請求項1に記載のベルト式変速装置。
- 前記樹脂層が、前記駆動側変速プーリ及び前記従動側変速プーリのうち、前記従動側変速プーリの前記V溝の表面にのみ設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のベルト式変速装置。
- 前記樹脂層を設けていない前記変速プーリの前記V溝の表面、又は、前記樹脂層を設けた前記変速プーリの前記V溝の表面の前記樹脂層以外の領域のうち、少なくとも一方の領域に、パウダー状の滑り抑制材が付着していることを特徴とする請求項2又は3に記載のベルト式変速装置。
- 前記滑り抑制材が、前記変速プーリの前記V溝の表面のうち、前記V溝の溝幅が最大のときに前記ベルトが接触する領域を含む内周側領域にのみ設けられていることを特徴とする請求項4に記載のベルト式変速装置。
- 前記滑り抑制材が、カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、クレー、及びシリカのうちの少なくとも1つからなることを特徴とする請求項4又は5に記載のベルト式変速装置。
- 前記樹脂層の厚さが、1〜100μmであることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のベルト式変速装置。
- 前記固体潤滑材が、100重量部のポリアミドイミド樹脂に対して、30〜80重量部の割合で配合されていることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のベルト式変速装置。
- 前記樹脂組成物を構成する前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド46、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、及びフッ素樹脂のうちの少なくとも1つからなることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載のベルト式変速装置。
- 前記繊維補強材が、カーボン繊維であることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載のベルト式変速装置。
- 前記樹脂組成物が、摩擦低減材を含有することを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載のベルト式変速装置。
- 前記摩擦低減材が、モース硬度が4以下の無機物、又はフッ素樹脂であることを特徴とする請求項1〜11の何れかに記載のベルト式変速装置。
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