JP2010513794A - 駆動ベルト用横断要素およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は連続可変変速機用の駆動ベルトの横断要素であって、前記横断要素の正面と裏面との間に伸長する１つの開口部を有し、前記開口部を前記駆動ベルトの引張要素が通過されることが可能であり、前記開口部の下方に位置する前記横断要素のウェブ部は、前記開口部の位置において上方に向いたベアリング面を有し、ここに前記ベアリング部は前記開口部の下方側面を形成し、また前記ベアリング部は、前記引張要素の少なくとも周囲方向に非対称の表面輪郭を有し、ここに前記表面輪郭の最も高い位置または部分（Ｂ）は、前記横断要素の前記裏面よりは正面に近く位置し、前記横断要素の前記裏面には突出する突起部分を有し、前記正面には前記突起部分と実質的に同心のへこんだ窪み部分を有する、ことを特徴とする横断要素に関する。
【選択図】図６

Description

本発明は、連続可変変速機の駆動ベルト用の横断要素に関し、請求項１の前文に記載された内容に関する。

このような横断要素と駆動ベルトは、時にファンドーンズ駆動ベルトと呼ばれるが、公知であり、例えば特許文献１にも記載されている。その公知の駆動ベルトは、其々互いに巣のように繋がった幾つかの比較的薄い金属バンドまたはベルトからなる２つの所謂ベルト組立品と、それより多いか少ない数の金属製の横断要素とからなる。横断要素はどちらか１方にベルト組立品を収容する開口部と、変速機のプーリと摩擦接触をするように意図された実質的に軸方向に向いた接触面と、を有する。横断要素の主要面あるいは正面は、軸方向に伸びる傾斜線を有し、その半径方向下方で横断要素は厚みが薄くなっている。傾斜線は互いに接触する横断要素が相互に廻動することを可能にする。横断要素は開口部に、実質的に半径方向外側に向いたベアリング面を有し、少なくとも駆動ベルトの稼動中は其々のベルト組立品の半径方向内側と摩擦接触する。

上記特許文献１により、少なくとも軸方向側面から見て、ベアリング面の最高位置は、または、ベアリング面の内半径方向外側に最も離れた位置は、ベアリング面の中心の外側に位置し、特に横断要素の正面の近傍に位置するように設定されることが知られている。運転中に横断要素とベルト組立品との間に加わる垂直な力はその最高位置において集中する。ベアリング面がこのような駆動ベルトの長手方向における表面輪郭、即ち長手方向輪郭を有する横断要素は、プーリの位置において、他の形状に比べ後方への傾斜が少ないと考えられている。

実際に使用されている現行タイプの全ての駆動ベルトの横断要素は、板材からの打ち抜きにより製造されている。従来の打ち抜き工程では、ベアリング面は横断要素の主要面に対して垂直に切断されていて、ベアリング面は２次工程で上記長手方向輪郭を有するように仕上げ加工されなければならない。このような仕上げ加工の例として所謂スタンプ工程、ミンチ工程があり、特許文献２に記載されている。しかし、このような公知の仕上げ工程の使用は、横断要素の製造コストを増加させる。

本発明の目的は、ベアリング面が単純で信頼性の高い方法で上記長手方向輪郭を有する、横断要素を提供することであり、特に表面輪郭を有するために仕上げ工程を経ることなくベアリング面が上記の長手方向輪郭を有する、横断要素を提供することである。この目的のため、本発明は下記請求項１に記載の横断要素を提供する。

本発明は特に特許文献３に基づいており、そこには従来型の打ち抜き工程の横断要素のプーリ接触面に関する改善が記載されており、そこではその接触面は、横断要素の最も高く、最も外側で、正面に近く位置するベアリング面に望まれる形状に非常に類似した表面輪郭を有している。特許文献３で開示された方法が特にベアリング面またはその位置に適用された場合、この断面はまた原則的に所望の長手方向輪郭を有することができる。

既存技術はさらに、破断される点を越えて（ドイツ語で‘Ａｂｒｉｓｓ’破断点と呼ばれる）材料からの引き裂きが行われる。この工程ではベアリング面の正面側だけが材料から滑らかに、主たる側面に垂直に切り離され、一方切断面、この場合はベアリング面、の後ろ側は、徐々に内側に引き裂かれ、それにより傾斜した粗い表面となる。この後段の特性により、特に公知の技術はベアリング面の加工に不向きとなる。ベアリング面の後ろ側の粗い面はベルト組立品を傷つけ、組立品のひいては駆動ベルト全体の疲労強度を低下させ、稼動寿命を短くする。

欧州特許公報 ＥＰ−Ａ−０５６２６５４ 国際出願 ＷＯ ０３／０６９１８５ 国際出願 ＷＯ−Ａ−０４／１１１４９０

請求項１の特徴的部分の方法を使用することにより、本発明によれば、驚くほど単純で実務的に有効な方法で上記の損害を発生させる接触が防止できるか、いずれにせよ上記の損害を与える影響が許容できる程度まで最小化される。幾つかの実務的実験により、本発明による横断要素を有する駆動ベルトは従来技術の駆動ベルトに匹敵する稼動寿命を有することが確認されている。本発明に基づく方法は、裏面に設けられた突起部と、正面に設けられたくぼみとからなり、横断要素のベアリング面の最も高い場所が、その裏面ではなく、正面に近くあることを特徴とする。

本発明に基づく横断要素に対しては、ベアリング面の仕上げ、特にその引き裂かれた後ろ側の仕上げは全く不要である。ベアリング面の裏面に突起部を置くことにより、駆動ベルトの運動方向にたいし横断要素が前に傾斜することを、非常に効果的にかつ他の方法と比べて単純に防止することができ、損害を与える、例えば磨耗する、ベアリング面の粗い面とベルト組立品との接触を防止することが出来ると考えられている。
本発明は後述する各実施形態により図を参照しながら、詳細に説明される。

本発明に基づく駆動ベルトが使用された連続可変変速機の側面図である。 公知の駆動ベルトの断面図である。 公知の駆動ベルトの横断要素の側面図である。 打ち抜き機の断面図である。 本発明に基づく横断要素のベアリング面の長手方向輪郭である。 本発明に基づく横断要素の側面図である。

図１は２つのプーリ１と２の周りをまわる駆動ベルト３を有する連続可変変速機を示す。図示の状態では、頂部プーリ１は底部プーリ２より速く回転している。駆動ベルト３のプーリ１と２での所謂走行半径Ｒは、プーリ１と２を構成する２つの部品、ここでは円錐滑車４，５の距離を変化させることにより可変であり、その結果２つのプーリ１と２の間の速度差は所望により変えられる。これは変速機の２つのシャフト６と７の回転速度の差を変化させる公知の方法である。公知の駆動ベルト３は金属製で２つの自梱の引張要素３１を有し、横断要素３２はその引張要素３１の周囲に配置される。横断要素３２は引張要素３１の周囲またはその長手方向に自由に動くことができる。

図２は公知の駆動ベルトの断面図である。図２は２つの引張要素３１の断面図と横断要素３２の正面図を示す。引張要素３１はそれぞれ幾つかの相互に入れ子になった、比較的薄い金属板またはベルトで構成されており（この特殊な事例では５枚である）、そのため時にベルト組立品３１と呼ばれる。ベルト組立品３１は横断要素３２のどちらかに配置される窪み３３に収容される。

其々の横断要素３２は、図３で側面図が示されるが、ベルト組立品３１の下方に位置する第１の部分又はウェブ部３４と、ベルト組立品３１の間に位置する第２の部分または首部３５と、ベルト組立品３１の上方に位置する第３の部分または頭部３６から構成される。駆動ベルト３の長手方向に向いた、横断要素３２の１つの主要側面３７は、横断的に配置された傾斜線１８を有する。傾斜線１８の上方または半径方向外側では、横断要素３２は側面から見て実質的に一定の厚さを有し、傾斜線１８の下方では横断要素の上記のウェブ部３４は半径方向内側に向かって先細る。このことは２つの隣り合う横断要素３２が駆動ベルト３内で相手に対して回転し、傾斜線１８は回転の軸として機能することを可能にする。

公知の横断要素３２の正面３７には実質的に円柱状の突起部分４０が設けられ、横断要素３２の反対側の主要面３８、即ち裏面３８には同様に実質的に円柱上の窪み部分４１が設けられている。駆動ベルト３の中では、連続して配置される横断要素３２の突起部分４０は、１つ前の横断要素３２の窪み部分４１にすくなくとも一部が収容されている。これは、隣り合う横断要素３２の、駆動ベルト３の長手方向に垂直な方向の相互の運動の自由は、突起部分４０と窪み部分４１との当該方向の隙間に制限されることを意味する。

其々の横断要素３２の窪み３３は、ウェブ部３４の表面の実質的に半径方向外側に向いた部分４２により、その下方境界を規定される。その部分４２は以下ではベアリング面４２と呼ばれ、それぞれのベルト組立品３１とその半径方向内側面で摩擦接触するように意図されている。ベアリング面４２はここでは長手方向に直線ではなく、横断要素３２の正面３７の近傍に位置し、最も高いまたは半径方向外側に最も遠い位置の直線部分Ｂと、直線部分Ｂから横断要素３２の裏面３８の方向への下方傾斜部分とからなる。

本発明によれば、上述のベアリング面４２は、即ちベアリング面の駆動ベルの長手方向における特定の表面輪郭は、特許文献３で開示され、図４に示す抜き打ち機を使用して製造するのに大変良く適合している。既知の工程で、板状の基盤材料５２は打ち抜き機５３−５６の金型５４とガイド板５３に挟み込まれる。ここに金型５４とガイド板５３はどちらも、打ち抜き機のカッター５５が横断要素３２を基盤材料５２から切り抜くことが出来るように、溝を有している。その溝およびカッター５５の周囲形状は共に、打ち抜かれる横断要素３２の周囲の形状と一致している。

打ち抜き機５３−５６はさらに、カッター５５の反対側で基盤材料５２の反対側に位置する所謂支持要素５６を有するが、本発明の記述上は必要としない。
隙間またはクリアランスがカッター５５の周囲と金型５４の上記の溝の周囲との間に設定される、その隙間はブレードクリアランスと呼ばれ、カッターが金型５４の溝の中央に置かれた場合の上記周囲の間の垂直線の長さにより定義される。このブレードクリアランスの寸法はここでは、横断要素３２の、ベアリング面４２を含む切り抜き面または周囲の表面の様子により決定される。

図５に詳細を示すベアリング面の長手方向輪郭は、基盤材料５２のベアリング面での厚さの１２．５％という比較的大きなブレードクリアランスを使用したときに得られる。ベアリング面４２の長手方向輪郭は、本質的にＡ，ＢおよびＣの３つの部分からなる。長手方向輪郭の第１の部分Ａは、横断要素３２の正面３７と上記のベアリング面の最も高い部分Ｂとの間で幾分凸面に曲がった遷移をしており、滑らかに切り抜かれている。その最も高い部分Ｂにつながり、少なくとも実質的に斜面となっている第３の部分Ｃがあり、それは最終的に横断要素３２の裏面３８につながり、著しく不規則に、即ち粗い面に形成されている。最も高い部分Ｂはこの実施例ではベアリング面４２の全体寸法の４分の１から６分の１の間の長さを占めている。

本発明の中で、ブレードクリアランスは好適にはこの実施例では１２．５％ ＋／−５．０％の範囲で選択され、最良値は種々のパラメータ、例えば基盤材料５２の伸長断裂に依存することが判った。

このようなベアリング面４２の長手方向輪郭は従って、何が所望かによるが、ベアリング面の第３の部分Ｃは特に横断要素３２が前方に傾いた場合にベルト組立品を損傷する恐れがある。しかし、本発明によれば、もし図６に示されるように横断要素３２の突起部分４０が横断要素の裏面３８に設けられ、窪み４１が横断要素の正面３７に設けられているならば、ベルト組立品の損傷は起こらず、あるいはどのような場合でも許容不可能な程度には損傷は起こらない。
これに関連して、横断要素の正面３７と裏面３８は従ってまず第１に、ベアリング面４２の長手方向輪郭の最も高い部分Ｂにより定義され、ここに正面３７は裏面３８より部分Ｂに近い。さらに、本発明のさらなる展開によれば、傾斜線１８は実際には同様に定義される正面３７に配置されることが好ましい。またさらなる本発明の発展によれば、変速機の駆動ベルト３の優先的回転方向は、上記で定義された横断要素３２の正面３７が回転の方向を示すように選択される。

上記で記述された事項以外にも、本発明は図の詳細および当業者が直ちに明白に推論できる全ての詳細に関連し、また請求項に記載の全てに関連する。

１、２：プーリ
３：駆動ベルト
４、５：円錐滑車
６、７：シャフト
１８：傾斜線
３１：引張要素、ベルト組立品
３２：横断要素
３３：窪み
３４：ウェブ部
３５：首部
３６：頭部
３７：正面
３８：裏面
４０：円柱状の突起部分、突起部分
４１：円柱状の窪み部分、窪み部分
４２：ベアリング面
５２：基盤材料
５３：ガイド板
５４：金型
５５：カッター
５６：支持要素

Claims (7)

1. 連続可変変速機用の駆動ベルト（３）の横断要素（３２）であって、
   前記横断要素（３）の正面（３７）と裏面（３８）との間に伸長する開口部（３３）を有し、
   前記開口部を前記駆動ベルト（３）の引張要素（３１）が通過可能であり、
   前記開口部（３３）の下方に位置する前記横断要素（３２）のウェブ部（３４）は、前記開口部（３３）の位置において上方に向いたベアリング面（４２）を有し、
   ここに前記ベアリング部（４２）は前記開口部（３３）の下方面を定義し、また前記ベアリング部（４２）は、前記引張要素（３１）の少なくとも周囲方向に非対称の表面輪郭を有し、
   ここに前記表面輪郭の最も高い位置または部分（Ｂ）は、前記横断要素（３２）の前記裏面（３８）よりは正面（３７）に近く位置し、
   前記横断要素（３２）の前記裏面（３８）には突出する突起部分（４０）を有し、前記正面（３７）には前記突起部分（４０）と実質的に同心で関連する、へこんだ窪み部分（４１）を有する、
   ことを特徴とする横断要素。
2. 前記横断要素（３２）は前記正面（３７）に横断的に配置された傾斜線（１８）を有し、前記傾斜線（１８）の下方で前記横断要素（３２）はとにかく実質的に先細りとなることを特徴とする請求項１に記載の横断要素。
3. 前記ベアリング面（４２）の前記表面輪郭は実質的に３つの部分（Ａ，ＢおよびＣ）からなり、第１の部分（Ａ）は前記横断要素（３２）の前記正面（３７）と前記横断要素（３２）の前記最も高い部分（Ｂ）との間で多少凸面に曲がった遷移を形成し、第３の部分（Ｃ）はとにかく実質的に、前記最も高い部分（Ｂ）から下方に傾斜し、前記横断要素（３２）の前記裏面（３８）に接続することを特徴とする請求項１または２に記載の横断要素。
4. 前記最も高い部分（Ｂ）は実質的に前記横断要素（３２）の前記正面および前記裏面（３７、３８）に垂直に伸長し、それにより前記ベアリング面（４２）の前記輪郭の全長の４分の１から６分の１の間の長さを占めることを特徴とする請求項３に記載の横断要素。
5. 前記横断要素（３２）の前記正面（３７）が前記変速機の稼働中は前記駆動ベルト（３）の優勢的回転方向に向いていることを特徴とする、請求項１−４のいずれか１項に記載の横断要素（３２）を含む駆動ベルト（３）を有する連続可変変速機。
6. 板状の基盤材料（５２）が打ち抜き装置（５３−５６）の金型（５４）とガイドプレート（５３）の間に挟まれ、
   前記金型（５４）とガイドプレート（５３）が共に、前記横断要素（３２）を前記基盤材料（５２）から打ち抜くために溝を有し、
   ここに前記打ち抜き装置のカッター（５５）は前記溝を通って供給される、
   請求項１−４のいずれか１項に記載の横断要素（３２）の製造方法であって、
   前記カッター（５５）の周囲と前記金型（５４）の前記溝の周囲との間に垂直方向のクリアランスを設け、前記クリアランスは形成される前記横断要素（３２）の前記ベアリング面（４２）の位置において、前記基盤材料（５２）の厚さの少なくとも７．５％、好適には約１０％であることを特徴とする方法。
7. 前記クリアランスは前記基盤材料（５２）の前記厚さの１２．５％ ＋／−５．０％の範囲から選択されることを特徴とする請求項６に記載の方法。

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