JP2012077866A - Transmission belt - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リングとそのリングによって結束された複数のエレメントとで構成され、一対のプーリに巻き掛けられて動力を伝達する伝動ベルトに関し、特にリングとエレメントとの摩擦もしくはエレメント同士の摩擦あるいはエレメントとプーリとの摩擦を低減させるオイルを用いた伝動ベルトに関するものである。 The present invention relates to a transmission belt that is composed of a ring and a plurality of elements bound by the ring and is wound around a pair of pulleys to transmit power, and in particular, friction between the ring and element or friction between elements or element. The present invention relates to a transmission belt using oil that reduces friction between the pulley and the pulley.
従来、リングとそのリングに嵌合するエレメントとで構成された伝動ベルトが知られており、自動車や高出力トルクを要求される機械で使用される伝動ベルトは、リングおよびエレメントに大きな引っ張り荷重や圧縮荷重が作用するので、いずれの部材も引っ張りや圧縮の強度が大きい金属材料を利用している。また、リング部材は、プーリに巻き掛けられる箇所では曲げられ、それぞれのプーリの間では引っ張られて使用されることから、曲げおよび引っ張りの変形に適応するために、薄いリングを複数積層して構成されている。 Conventionally, a transmission belt composed of a ring and an element fitted to the ring is known. A transmission belt used in an automobile or a machine that requires high output torque has a large tensile load on the ring and the element. Since a compressive load acts, any member uses a metal material having high tensile and compressive strength. In addition, since the ring member is bent at the place where it is wound around the pulley and is pulled between the pulleys, it is used by laminating a plurality of thin rings to adapt to bending and pulling deformation. Has been.
したがって、各部材が金属材料で構成されているので、それぞれの部材の引っ張りや圧縮強度が大きくなる反面、動力を伝達する際に、不可避的に金属材料の部材同士が接触することになるので、その接触による摩擦熱が生じたり、摩耗が生じて耐久性が低下したりする可能性がある。 Therefore, since each member is made of a metal material, the tensile and compressive strength of each member increases, but when transmitting power, the members of the metal material inevitably come into contact with each other. There is a possibility that frictional heat is generated by the contact, or wear is caused and durability is lowered.
そのため、特許文献1に記載された発明は、積層されたリングとそのリングによって結束された複数のエレメントとで構成された伝動ベルトの耐久性および動力伝達効率を向上させるために、エレメントのピッチング(リングの長手方向に沿う軸線を中心にしてエレメントが回転して傾くこと)によるエレメントとリングとの接触を防止するように構成されている。つまり、積層されたリングの外周面とエレメントとに隙間を大きく形成することにより、エレメントがピッチングなどにより傾いた場合に、リングの外周面とエレメントとが接触する以前に、それぞれのエレメントが互いに結合するために形成された凸部と凹部とが接触するように構成されている。 Therefore, in the invention described in Patent Document 1, in order to improve durability and power transmission efficiency of a transmission belt composed of a stacked ring and a plurality of elements bound by the ring, the pitching of elements ( The element is configured to prevent contact between the element and the ring due to the element rotating and tilting about an axis along the longitudinal direction of the ring. In other words, by forming a large gap between the outer peripheral surface of the stacked ring and the element, when the element is tilted due to pitching or the like, the elements are connected to each other before the outer peripheral surface of the ring contacts the element. For this purpose, the convex portion and the concave portion that are formed are in contact with each other.
また、特許文献2に記載された発明では、エレメントとリングとの接触摩擦を低減するためにリングの表面にPTFE(ポリテトラフルオロエチレン樹脂)のコーティングを施している。
Moreover, in the invention described in
上述した特許文献1に記載された発明によれば、エレメントとリングとの隙間を大きくすることにより、エレメントがピッチングなどによって傾いた場合にも、各エレメントに形成されて結合された凸部と凹部とが接触することにより、エレメントとリングとの接触を防止することができるので、リングの耐久性を向上させることができる。しかしながら、エレメントやリングあるいはそのエレメントと接触して動力を伝達するプーリは、金属材料で形成されているので、リングの外周面とエレメントとの接触を防止したとしても、他の部分やプーリとの接触部では潤滑が必要となる。そのため、伝動ベルトの一部をオイルに浸したり、その伝動ベルトにオイルを垂らしたりして潤滑オイルが供給されることとなる。その結果、リングの外周面とエレメントとの隙間に潤滑オイルが滞留している状態で、リングの外周面とエレメントとで滑りが生じた場合には、その隙間に滞留しているオイルの粘性抵抗により伝達効率が低下する可能性がある。 According to the invention described in Patent Document 1 described above, by increasing the gap between the element and the ring, even when the element is tilted by pitching or the like, the convex portion and the concave portion formed and coupled to each element are combined. Since the contact between the element and the ring can be prevented, the durability of the ring can be improved. However, since the pulley that contacts the element or ring or the element and transmits power is made of a metal material, even if the contact between the outer peripheral surface of the ring and the element is prevented, contact with other parts or the pulley Lubrication is required at the contact area. Therefore, the lubricating oil is supplied by immersing a part of the transmission belt in the oil or dropping the oil on the transmission belt. As a result, when slipping occurs between the outer peripheral surface of the ring and the element in a state where the lubricating oil stays in the clearance between the outer peripheral surface of the ring and the element, the viscous resistance of the oil remaining in the clearance As a result, the transmission efficiency may be reduced.
また、特許文献2に記載された発明によれば、リングの表面全体にPTFEのコーティングを施すことによりコーティングが施されたリングの表面とエレメントとの接触抵抗を低減することができる。また、コーティングが施されている面は、撥油性があってオイルの付着を抑制できるので、オイルの粘性抵抗を低減させることができる。しかしながら、リングとエレメントとの隙間にはオイルが滞留する可能性があるので、オイルの引きずり損失が少なからず発生する可能性がある。
Moreover, according to the invention described in
この発明は、上述した技術的な課題に着目したものであり、リングとエレメントとの隙間にオイルが流入したり滞留したりすることを低減して引きずり損失を抑制あるいは防止することができる伝動ベルトを提供することを目的とするものである。 The present invention pays attention to the above-described technical problem, and can reduce or prevent drag loss by reducing or preventing oil from flowing into or remaining in the gap between the ring and the element. Is intended to provide.
上記の目的を達成するために請求項1の発明は、姿勢を揃えて環状に配列された複数のエレメントがリングによって結束され、前記各エレメントには、無端状のリングの内周面と接触するサドル面と、前記サドル面の一部と対向して前記リングの外周側に設けられて前記リングの厚みより広い幅でかつ前記リングの幅より深さの浅いスリットを形成するフック部とが形成されている伝動ベルトにおいて、前記リングの外周面と前記フック部との隙間のオイルを、該隙間から除去する構成を備えていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of elements arranged in an annular shape with the same posture are bound by a ring, and each element is in contact with an inner peripheral surface of an endless ring. A saddle surface and a hook portion which is provided on the outer peripheral side of the ring so as to face a part of the saddle surface and form a slit wider than the thickness of the ring and shallower than the width of the ring are formed. In the transmission belt, the oil in the gap between the outer peripheral surface of the ring and the hook portion is removed from the gap.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、前記リングの外周面のうち前記フック部の内部に挿入されて前記フック部と対向する箇所の撥油性が、前記リングの外周面のうち前記フック部から突き出ている箇所の撥油性より高く形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the oil repellency of a portion of the outer peripheral surface of the ring that is inserted into the hook portion and faces the hook portion is the outer peripheral surface of the ring. It is a transmission belt characterized by being formed higher than the oil repellency of the part which protrudes from the hook part.
請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、前記リングの外周面のうち前記フック部の内部に挿入されて前記フック部と対向する箇所に撥油処理が施され、かつ前記リングの外周面のうち前記フック部から突き出ている箇所には前記撥油処理が施されていないことを特徴とする伝動ベルトである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, an oil repellent treatment is applied to a portion of the outer peripheral surface of the ring that is inserted into the hook portion and faces the hook portion, and the ring The transmission belt is characterized in that the oil-repellent treatment is not applied to a portion protruding from the hook portion of the outer peripheral surface of the belt.
請求項4の発明は、請求項3の構成において、前記撥油処理は、フッ素系表面処理剤による表面処理およびフッ素系樹脂によるコーティング層の形成のいずれかを含むことを特徴とする伝動ベルトである。 According to a fourth aspect of the invention, there is provided the transmission belt according to the third aspect, wherein the oil-repellent treatment includes any one of a surface treatment with a fluorine-based surface treatment agent and a formation of a coating layer with a fluorine-based resin. is there.
請求項1の発明によれば、リングの外周面とそのリングによって結束された複数のエレメントのフック部との隙間に滞留したオイルを、その隙間から除去するように構成されているので、リングの外周面とエレメントのフック部との隙間にオイルを滞留させることがなく、その結果、リングとエレメントとの滑り速度に起因する粘性抵抗あるいは引きずり損失を抑制あるいは防止することができ、ひいては伝動ベルトの伝達性能の低減を抑制あるいは防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the oil staying in the gap between the outer peripheral surface of the ring and the hook portions of the plurality of elements bound by the ring is configured to be removed from the gap. Oil does not stay in the gap between the outer peripheral surface and the hook portion of the element, and as a result, viscous resistance or drag loss due to the sliding speed between the ring and the element can be suppressed or prevented. Reduction in transmission performance can be suppressed or prevented.
また、請求項2ないし4の発明によれば、リングの外周面のうちフック部の内部に挿入されてフック部と対向する箇所には、フッ素系表面処理剤による表面処理およびフッ素系樹脂によるコーティング層のいずれかの撥油処理が施され、リングの外周面のうちフック部から突き出ている箇所には、撥油処理が施されていないので、リングの外周面とフック部との隙間に滞留したあるいは流入したオイルを、撥油性の差によってフック部から突き出ているリングの外周面側に除去することができる。したがって、請求項1の発明の効果と同様に、リングとエレメントとの滑り速度に起因する粘性抵抗あるいは引きずり損失を抑制あるいは防止することができ、ひいては伝動ベルトの伝達性能の低減を抑制あるいは防止することができる。
Further, according to the inventions of
つぎにこの発明に係る伝動ベルトを説明するために、その伝動ベルトを利用することのできるベルト式無段変速機の構成について図2を参照しつつ簡単に説明する。図2に示すベルト式無段変速機1の基本的な構成は従来知られたものであって、入力軸2に連結されたプライマリプーリ3と、入力軸2と平行に配置された出力軸4に連結されたセカンダリプーリ5と、それらプーリ3,5に巻き掛けられたベルト6とで構成されている。また、それぞれのプーリ3,5は、入力軸2あるいは出力軸4と一体に形成された固定シーブ3a,5aと、その固定シーブ3a,5aに対向して配置され、入力軸2あるいは出力軸4の軸線に沿って移動可能な可動シーブ3b,5bとで構成されている。したがって、一方のプーリ3(5)の可動シーブ3b(5b)を移動させることによりプーリ3(5)の溝幅を変化させて、ベルト6の巻き掛け半径を変更し、他方のプーリ5(3)の可動シーブ5b(3b)によって固定シーブ5a(3a)側に荷重を作用させることによりベルト6に張力を生じさせることができる。
Next, in order to describe the transmission belt according to the present invention, the configuration of a belt-type continuously variable transmission that can use the transmission belt will be briefly described with reference to FIG. The basic configuration of the belt-type continuously variable transmission 1 shown in FIG. 2 is conventionally known, and includes a
一方、ベルト6は、図3に示すように、金属リング7aが厚み方向に積層されて構成された積層リング7と、その積層リング7の長手方向に姿勢を揃えて環状に配列され、積層リング7によって結束される金属製の複数のエレメント8,8とで構成されている。そして、エレメント8は、プーリ3,5に挟まれてプーリ3,5とエレメント8との摩擦力により動力が伝達されるように構成されている。したがって、エレメント8の側壁面(以下、フランク面9aと記す。)は、シーブ同士3a,3b(5a,5b)が向かい合っているプーリ面の角度と同じ角度に形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
そのため、プライマリプーリ3が回転することにより、そのプライマリプーリ3のトルクがエレメント8に伝達され、そのエレメント8が他のエレメント8に接触して押すことによりあるいは圧縮することにより動力が伝達され、そして、エレメント8からセカンダリプーリ5にトルクが伝達される。
Therefore, when the
さらに、積層リング7は、プライマリプーリ3の入り口、すなわちプライマリプーリ3に巻き掛け始める箇所の張力と、プライマリプーリ3の出口、すなわちプライマリプーリ3に巻き掛けられている状態が終了する箇所の張力との張力差により動力を伝達するように構成されている。
Further, the laminated ring 7 has a tension at the entrance of the
ここで、この発明に係る伝動ベルトの構成の一例について図1を参照しつつ具体的に説明する。図に示すエレメント8は、プーリ3,5と接触して動力が伝達されるフランク面9aを備えた本体部9(図に示す下方部)と、その本体部9の幅方向の中央から上方に形成された首部10と、その首部10の上方に形成された略三角形状の頭部11とで構成されている。また、その頭部11の幅は、本体部9の幅より狭く形成されている。つまり、プーリ3,5にエレメント8が挟まれた状態で、本体部9のフランク面9a以外にはプーリ3,5と接触しないように構成されている。さらに、本体部9における下方部の板厚は、上方部の板厚よりも薄く形成されている。これは、エレメント8がプーリ3,5から動力を伝達されているときやエレメント8がプーリ3,5に巻き掛けられているときなどに、エレメント8がピッチングすることを許容するためである。つまり、エレメント8のピッチングを許容しないとエレメント8と積層リング7との摩擦抵抗が大きくなり、エレメント8や積層リング7の耐久性が低下するためである。そして、本体部9の上方部と下方部との境界線であるロッキングエッジ12が、そのエレメント8の前方に位置するエレメント8と接触して押すことにより動力が伝達されるように構成されている。
Here, an example of the configuration of the transmission belt according to the present invention will be specifically described with reference to FIG. The
また、頭部11の幅方向における中央には厚み方向に突出した凸部11aと、その凸部11aが形成されている位置の板厚方向における反対側の面に、板厚方向に窪んだ凹部11bとが形成されている。この凸部11aと凹部11bとは、エレメント8,8同士を拘束するため、あるいはエレメント8の動きを抑制もしくは規制するために嵌合するように構成されている。つまり、凸部11aの外形より凹部11bの内径が若干大きく形成されている。
Moreover, the
上述したように構成されたエレメント8の本体部9の上面(以下、サドル面9bと記す。)と積層リング7とは、動力伝達性能や耐久性を向上させるために接触面積が大きくなるように図に示すようにサドル面9b全体に積層リング7が接触して配置されている。また、頭部11の幅方向における首部10から突出したフック部13は、エレメント8から積層リング7が外れるもしくは脱落することを防止するために設けられたものであり、積層リング7の幅よりも狭く、かつサドル面9bとフック部13との隙間を積層リング7の厚みよりも広く形成されている。
The upper surface (hereinafter referred to as
そして、エレメント8はプーリ3,5の溝幅に基づいてプーリ3,5の径方向の位置が決まり、かつ積層リング7には張力が作用しているために、ベルト式無段変速機1に動力が伝達される際には、積層リング7の内周面がサドル面9bと接触している。さらに、その積層リング7とフック部13との接触による摩擦抵抗の増加を防止するために、積層リング7の外周面7bとフック部13とに所定の隙間が形成されている。なお、所定の隙間とは、エレメント8がピッチングした場合でも、エレメント8のフック部13と積層リング7の外周面7bとが接触しない程度の隙間である。
Since the
一方、上述したように構成されたベルト式無段変速機1には、エレメント8,8同士やエレメント8とプーリ3,5との摩擦抵抗を低減するために潤滑オイルが供給される。したがって、エレメント8のフック部13と積層リング7の外周面7bとの隙間には潤滑オイルが流入する。その結果、金属ベルト6がプーリ3,5に巻き掛けられている箇所では、エレメント8のフック部13と積層リング7の外周面7bとの速度差(滑り速度V)により、オイルの引きずり損失が生じる。
On the other hand, the belt-type continuously variable transmission 1 configured as described above is supplied with lubricating oil in order to reduce the frictional resistance between the
なお、エレメント8のフック部13と積層リング7の外周面7bとの滑り速度Vは、以下の式1により求めることができる。
(式1)
V=2πω・h・|(1/i)−1|・(1/60)
式1に示すωは回転数、hはフック部13と積層リング7の外周面7bとの隙間、iは変速比である。
The sliding speed V between the
(Formula 1)
V = 2πω · h · | (1 / i) −1 | · (1/60)
In Equation 1, ω is the rotational speed, h is the gap between the
また、オイルの引きずり損失τ(あるいはオイルのせん断力)は、以下の式2により求めることができる。
(式2)
τ=μ・(V/h)
なお、式2におけるμはオイルの粘性係数である。したがって、オイルの引きずり損失τはオイルの粘性係数に比例するので、オイルが低温である場合には、ベルト6の伝達性能が特に低減する。図4に、オイルの温度が室温である場合と、約80℃である場合との引きずり損失の違いを示す。なお、菱形で示すのがオイル温度が室温と同一の場合であり、三角形で示すのがオイル温度が80℃の場合である。
Further, the oil drag loss τ (or the shearing force of the oil) can be obtained by the
(Formula 2)
τ = μ · (V / h)
Note that μ in
上述した式1および式2からも分かるように、滑り速度Vはプーリ3,5の回転数に比例して増加して、その滑り速度Vに比例してオイルの引きずり損失τが増加する。なお、変速比iと滑り速度Vとの関係を示すグラフを図5に示す。
As can be seen from the
上述したようにフック部13と積層リング7の外周面7bとの隙間にオイルが流入して滞留することにより、ベルト6の伝達性能が低下するので、この発明は、フック部13と積層リング7の外周面7bとの隙間にオイルが滞留しないように、図6に示すように積層リング7の外周面7bに撥油性の高いフルオロアルキルシランやフッ素系樹脂であるポリテトラフルオロチレンなどのフッ素系表面処理による撥油処理を施している。つまり、積層リング7の外周面のうちフック部13の内部に挿入されてフック部13と対向する面7bには撥油処理を施し、フック部13から突き出ている積層リング7の外周面7cには撥油処理を施さないように構成されている。
Since the oil flows into and stays in the gap between the
このように積層リング7の外周面7bに撥油処理を施すことにより、積層リング7の外周面7bとフック部13との隙間に流れ込んだオイルの引きずり損失を抑制あるいは防止することができる。また、積層リング7におけるフック部13の内部に挿入されていない外周面7cに撥油処理を施さないことにより、図7に示すように積層リング7の外周面7bとエレメント8のフック部13との隙間に流入したオイルは、撥油性の差によって撥油処理を施していない側の外周面7cに吸引あるいは流れ出して除去される。したがって、隙間に流れ込んだオイルを強制的に撥油処理を施していない外周面7cに引き出すあるいは除去することができるので、積層リング7の外周面7bとエレメント8のフック部13との隙間にオイルが滞留することを抑制あるいは防止することができる。
As described above, the oil repellent treatment is performed on the outer
上述したように積層リング7の外周面におけるフック部13の内部に挿入されてフック部13と対向する面7bにに撥油処理を施し、フック部13から突き出ている外周面7cに撥油処理を施さないことにより、積層リング7とフック部13との隙間にオイルが滞留することによるオイルの引きずり損失を効率的に低減することができる。
As described above, the oil repellent treatment is applied to the
この発明は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば、エレメント8の構成が異なった形状であっても、そのエレメント8と積層リング7との隙間にオイルが滞留することによるオイルの引きずり損失が生じる箇所には適応することができる。また、エレメント8のフック部13における積層リング7と対面する面にも撥油処理を施しても良い。
The present invention is not limited to the above-described configuration. For example, even when the configuration of the
6…ベルト、 7…積層リング、 7b,7c…積層リングの外周面、 8…エレメント、 13…フック部。 6 ... belt, 7 ... laminated ring, 7b, 7c ... outer peripheral surface of laminated ring, 8 ... element, 13 ... hook part.
Claims (4)
前記リングの外周面と前記フック部との隙間のオイルを、該隙間から除去する構成を備えていることを特徴とする伝動ベルト。 A plurality of elements arranged in an annular shape with the same posture are bundled by a ring, and each element has a saddle surface that contacts an inner peripheral surface of an endless ring, and a portion of the saddle surface facing the saddle surface. In the transmission belt formed on the outer peripheral side of the ring and formed with a hook portion that forms a slit wider than the thickness of the ring and shallower than the width of the ring,
A power transmission belt comprising a configuration for removing oil in a gap between an outer peripheral surface of the ring and the hook portion from the gap.
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Applications Claiming Priority (1)
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