JP2014504701A - 横方向エレメント及び引張りリングを有する組み立てられた駆動ベルト用の横方向エレメント、及び組み立てられた駆動ベルト - Google Patents

Abstract

横方向エレメント及び引張りリングを備える、組み立てられた駆動ベルト用の横方向エレメントであって、引張りリングは、横方向エレメントにおける切り欠き部に配置され、駆動ベルトにおける少なくとも複数の横方向エレメントの首部の側面と、横方向で接触可能であり、横方向エレメントは、当該横方向エレメントの基部の両側面に、変速機プーリと接触するための接触面を備えており、横方向エレメントの首部の側面、横方向エレメントの接触面よりも高い耐摩耗性を有する横方向エレメント。

Description

本発明は、下述の請求項１の前文に記載の、組み立てられた駆動ベルト用の横方向エレメントに関する。このような駆動ベルトは、駆動ラインにおける２軸間で駆動力を伝達するために使用され得る。駆動ベルトは、回転する２つのプーリの周りを通過し、円錐プーリ滑車間においてプーリによって規定されたＶ字溝で緊締される。このような変速機を、例えばスクーターなどの二輪自動車用の無段変速機に使用することは、一般的に公知である。駆動ベルト及び変速機は、それ自体は公知であり、例えば、１９８６年当時の米国登録特許４６１２００５号明細書に記載されている。

公知の変速機のこの公知の利用における１つの特有の特徴は、一般的には、オイルなどの潤滑剤及び／又は冷却媒体が、プーリと駆動ベルトとの摩擦接触部に供給されない、ということにある。この乾式型変速機では、特に積極的に潤滑された型式の変速機又は湿式型変速機と比較して、有利には高い摩擦係数が実現され、さらに変速機の単純な構成が達成される。しかしながら、この乾式型変速機によって伝達され得る力の総量は、特にプーリ及び駆動ベルトに適切に使用され得る材料に応じて、厳しく制限される。

実際、プーリ滑車は、一般的に、十分な強度と剛性を保証するために金属で製造されているので、これらのプーリ滑車と摩擦接触する、駆動ベルトの少なくともその部分は、通常は金属で製造されることはあり得ない。なぜなら、そうでなければ、冷却剤若しくは潤滑剤の欠如により、過度の摩耗が生じることが必至だからである。場合によっては、適切なコーティング剤がプーリ滑車に対して用いられ得るが、駆動ベルト、即ちプーリ滑車と接触するための、いわゆる横方向エレメントの少なくとも接触面は、ゴム或はプラスチックで製造されることが通常である。一般的に、各々の横方向エレメント全体は、ゴム又はガラス繊維強化ナイロンなどのプラスチックから、成型又は（金型）鋳造される。しかしながら、横方向エレメントを形成するために、適切なゴム、プラスチック又はその他のコーティング剤を用いてコーティングすること、又は適切なゴム、プラスチック又はその他のコーティング剤内に金属（例えばアルミニウム）芯体を組み込むこともまた公知である。

駆動ベルトの力伝達容量を最大化するため、リボン状の無端の引張りリング、即ちその周方向長さ寸法及び幅方向寸法に対して薄い引張りリングを使用することが、技術的に公知である。所望の駆動ベルト使用のための最適な特性を実現するため、引張りリングは、有利には金属、特にステンレス鋼から製造される。

上述したような、駆動ベルトの特定の型式は、例えば、欧州特許出願公開第２１１５３１８号明細書によって公知にされている。公知のベルトは、１つ又は複数の引張りリングと複数の横方向エレメントとを備えている。横方向エレメントは、引張りリング上に、引張りリングに対して摺動するように配置されている。各々の横方向エレメントは、１つ又は複数の切り欠き部を備える。横方向エレメントの第１部分又は基部が引張りリングの下方に又は半径方向内方に延在し、横方向エレメントの第２部分又は首部が切り欠き部と同じ（半径方向）高さに配置され、横方向エレメントの第３部分又は頭部が引張りリングの上方に又は半径方向外方に延在することによって、各々の切り欠き部は各々の引張りリングを収容している。

実際には、この特定の型式の駆動ベルトは、極めて良好に機能する。しかしながら、この駆動ベルトは、最終的には時間とともに、引張りリングが横方向エレメントの首部に摩擦接触し、その結果、引張りリングが、横から即ち横方向若しくは軸方向に、首部に食い込むという欠点に悩まされ得る。最後に、２つの別々の部分が、横方向エレメントにより一層食い込み、結果として、この場合、駆動ベルトはおそらく機能しなくなる。

本発明は、上述の問題点を、克服し又は少なくとも緩和し、よって現型式の駆動ベルトの耐用年数を延ばすことを目的にしている。本発明によれば、上記目的は、下述の請求項１の特徴部に規定された技術的手段を用いることで達成される。よって、本発明によれば、１つ又は複数の横方向エレメントの首部の側面は、これらの横方向エレメントにおける他の部分、例えば特に（プーリ）接触面などの部分よりも、及び／又は駆動ベルトの他の横方向エレメントと比較して、摩擦に対する耐摩耗性が高い。

本発明の第１の詳細な実施形態において、当該横方向エレメントは、横方向エレメントの主要部とは別個に、即ちモジュール式構成要素として被覆防護体又は保護体を備える。この被覆防護体は、首部の側面を形成する。本発明において、被覆防護体は、適用性の広い材料から製造され得て、これにより、特定の駆動ベルト及び／又は特定の駆動ベルト使用のために最も適した材料が、容易に選択され得る。特に適切な材料は、例えば一般的にはゴム、テフロン、熱硬化性プラスチック、若しくは（ガラス）繊維含有量の多い熱可塑性プラスチックなどの弾性プラスチック及び／又は硬質プラスチック、又は例えばステンレス鋼若しくはアルミニウムなどの金属である。

本発明の第２の詳細な実施形態において、当該横方向エレメントは、完全に、１つの特定の耐摩耗性材料で製造されている。この後者の新型横方向エレメントは、そうでなければ、加速的に劣化し、及び／又はプーリ滑車面に損傷を与えることができる。よって、この新型横方向エレメントは、有利には、変速機プーリと摩擦接触しないように、即ち駆動ベルトの他の横方向エレメントと一緒にプーリ滑車間で緊締されないように、設計されている。他の横方向エレメントは、プーリ滑車に対する、ゴム又はプラスチックの接触面を有している。このことは、当該横方向エレメントが、有利には、駆動ベルトの他の横方向エレメントよりも幅狭であるということを示唆している。さらに、引張りリングと他の横方向エレメントとの物理的な接触を最も有利に緩和するため、当該横方向エレメントの首部は、有利には、他の横方向エレメントの首部よりも幅広である。

本発明の第３且つ最後の詳細な実施形態において、当該横方向エレメントは、軟質の被覆層内に組み込まれた硬質の芯体を備える。この芯体は、横方向エレメントの首部の少なくとも側面において、剥き出しにされている、即ち被覆されていない。本発明のこの第１実施形態による横方向エレメントは、被覆層が横方向エレメント上に若しくは横方向エレメントに適用される工程段階において、その関係する表面部分の防護体を取り去ることによって、比較的容易に、安く、単純に製造することができる。有利な被覆材料及び／又は芯体材料は、技術的によく知られている。芯体材料として、熱硬化性プラスチックなどの比較的硬質の材料、及び鋼やアルミニウムなどの金属が、一般的に実際に使用されている。

有利には、駆動ベルトの全ての横方向エレメントは、本発明に関連する上述の１つ又は複数の保護手段を備えている。さらに、本発明によれば、既に改良された幾つかの横方向エレメントは、特にこれらの横方向エレメントが駆動ベルトの周方向におおよそ均等に分配されているとき、引張りリングが他の横方向エレメント内に食い込むことを、かなりの程度まで妨げる。しかしながら、有利には、駆動ベルトで使用される改良された横方向エレメントの数は、少なくとも１つの改良された横方向エレメントが、常に、各々の変速機プーリの滑車間に、緊締され又は少なくとも存在していれば、実現するためには十分である。実際の変速機構造において、この後者の設計基準では、最低でも５個から１０個の改良された横方向エレメントが駆動ベルト内に包含されることを必要とする。よって、必要とされる改良された横方向エレメントの数は、横方向エレメントの全数に比較して非常に小さいままである。一般的に、新型駆動ベルトの（付加的な）コストを有利に抑制するために、現型式の単一の駆動ベルト内には、１５０個から５００個の横方向エレメントが包含されている。換言すれば、有利には横方向エレメント全数の１％から７．５％、より有利には横方向エレメント全数の約５％が、本発明に関連して改良されている。さらに、このように改良された横方向エレメントは、駆動ベルトに亘っておおよそ均等に分配されており、即ち、駆動ベルトの周に沿って、実質的に等しい相互間隔で設けられている。

本発明は、添付図に図示された典型的な実施形態を参照して、より詳細に説明される。

駆動ベルトを備える公知の無段変速機の実施例を概略的に表した図である。 ベルトの周方向に向けられた公知の駆動ベルトの横断面図であり、公知の横方向エレメントの正面図を提供している。 本発明の第１実施例を、横方向エレメントの斜視図で表す。 本発明の第２実施例を、横方向エレメントの列の平面図で表す。 本発明の第３実施例を、横方向エレメントの正面図を提供する、駆動ベルトの横断面図で表す。

図１は、公知の無段変速機又はＣＶＴの主要な部品を示している。この無段変速機又はＣＶＴは、一般的に、特に二輪自動車用の駆動ライン内において、エンジンと被駆動ホイールとの間で利用される。変速機は２つのプーリ１１，１２を備える。各々のプーリ１１，１２は、２つの円錐プーリ滑車１５を備える。両円錐プーリ滑車１５の間には、略Ｖ字形状のプーリ溝が画定されており、その一方の滑車１５は、各プーリ１１，１２の他方の滑車１５に対して軸方向に移動可能である。駆動ベルト１０は、回転運動及び付随するトルクを、一方のプーリ１１，１２から他方のプーリ１２，１１に伝達するために、プーリ１１，１２に巻き掛けられている。変速機は、一般的に駆動手段も備えており、この駆動手段は、少なくとも一方の滑車１５に、軸方向に向けられるとともに他方のプーリ滑車１５に向かって方向付けられた緊締力Ｆ_ａｘを加える。これによって、ベルト１０は、その間で緊締される。また、それによって、被駆動プーリ１２の回転速度と駆動プーリ１１の回転速度との（速度）比が決定される。

公知の駆動ベルト１０の実施例は、図２の周方向を向いた横断面図により詳細に示されている。公知のベルト１０は、２つの引張りリング１４を包含するように示されている。公知のベルト１０は、さらに、複数の横方向セグメント又はエレメント１３を備える（図１も参照）。この横方向エレメント１３は、引張りリング１４によってまとめて保持されている。引張りリング１４の各々は、横方向エレメント１３に設けられた各凹部又は各切り欠き部内に配置されている。

横方向エレメント１３は、プーリ滑車１５間に加えられた緊締力を、その各接触面２３を介して受け止める。それによって、入力トルクがいわゆる駆動プーリ１１に加えられたとき、滑車１５と、駆動ベルト１０即ち横方向エレメント１３との摩擦によって、駆動プーリ１１の回転が、同様に回転する駆動ベルト１０を介していわゆる被駆動プーリ１２に伝達される。駆動ベルト１０がプーリ１１，１２上の湾曲した軌道に追随できるようにするため、横方向エレメント１３は、幅方向を向いた（揺動）縁部１７を備えている。この縁部１７の下方、即ちこの縁部１７から半径方向内方に向かって、横方向エレメント１３は先細りにされている。

駆動ベルトの作動中、一般的に十分な強度のために硬質材料から製造される引張りリング１４が、略横方向又は略幅方向で、横方向エレメント１３の首部１３ｂ内に食い込むことで、公知の駆動ベルト１０の耐久性が制限されることが発見された。この場合、横方向エレメント１３は、引張りリング１４との相対運動の影響を考慮して、一般的に、公知のベルト１０の重量を抑制するために軟質材料から製造されている。図２において、この相対運動と首部１３ｂ内への食い込みとは、水平破線矢印によって示されている。横方向エレメント１３の首部１３ｂは、基部１３ａ及び頭部１３ｃの間に設けられて、引張りリング１４の下方に配置された横方向エレメント１３の基部１３ａと、引張りリング１４の上方に配置された横方向エレメント１３の頭部１３ｃとを相互に連結する。

本発明によれば、公知の駆動ベルト１０の適用範囲は、横方向エレメント１３の首部１３ｂの側面１８が、横方向エレメント１３自体の材料とは異なる（耐摩耗性）材料、特に、挿入保護体又は防護保護体などの保護防護体又は被覆防護体１９，２０を用いることによって製造されている場合に、拡大され得る。本発明のこの第１実施例は図３に図示されている。

図３には、被覆防護体１９，２０の２つの実施例が図示されている。図３に図示された横方向エレメント１３ｘの首部１３ｂの左側側面１８ａを防護している第１の被覆防護体１９は、横断面において、略三日月形状又は略Ｃ字形状である。第２の円筒形の被覆防護体２０は、図３の右側に図示されている。この第２の被覆防護体２０は、この特定の実施例においては円筒形に形成されており、首部１８ｂの（右側）側面１８ｂに直接隣接する切り欠き部を満たす又は切り欠き部に嵌合するような大きさとされている。

本発明によれば、被覆防護体１９，２０は、駆動ベルト１０における別個の構成要素として、横方向エレメント１３ｘに嵌合することができ、この場合、例えば接着によって固定してもよい。特に、（図示されていない）有利な実施形態において、単一の帯状の防護体が巻き付けられている、即ち横方向エレメント１３ｘの首部１３ｂの全４面に巻き付けられている。

さらに本発明によれば、公知の駆動ベルト１０の適用範囲は、駆動ベルト１０内の若しくは駆動ベルト１０の全横方向エレメント１３のうち一部が、完全に耐摩耗性材料から製造されている場合にも拡大され得る。この場合、特に金属が耐摩耗性材料として使用される場合、改良された横方向エレメント１３ｙは、有利には他の横方向エレメント１３に対して横方向寸法、即ち幅方向寸法を減らして設計される。これによって、改良された横方向エレメント１３ｙは、横方向エレメント１３，１３ｙの列の平面図で図４に示されるように、プーリ１１，１２の滑車１５の間で緊締されない。さらに、この場合、改良された横方向エレメント１３ｙの首部１３ｂは、別の横方向エレメント１３の首部１３ｂよりも、有利に幅広に設計される。

図５では、本発明の第３実施例が、本発明に関連する横方向エレメント１３ｚの正面図で図示されている。この第３実施例は、被覆層２２内に組み込まれた金属芯体２１を有する公知の横方向エレメント構造から出発する。実際に、剥き出しにされていないことを示すために、破線Ｌによって示された金属芯体２１は、むしろ被覆層２２内に組み込まれている。

本発明によれば、この公知の構造は、横方向エレメント１３ｚの首部１３ｂの側面１８において被覆層を取り除くことによって、又はこれらの側面１８をそもそも被覆しないことによって改良されている。いずれにせよ、駆動ベルト１０において、横方向エレメントの金属芯体２１が横方向エレメント１３ｚの首部１３ｂで剥き出しにされ、従って引張りリング１４の（相対的な）横移動に対する突出部を形成するという効果を奏する。

１０ 駆動ベルト
１１，１２ プーリ
１３，１３ｘ，１３ｙ，１３ｚ 横方向エレメント
１３ａ 基部
１３ｂ 首部
１３ｃ 頭部
１４ 引張りリング
１５ 円錐プーリ滑車
１７ （揺動）端部
１８ 側面
１９，２０ 被覆防護体
２１ 金属芯体
２２ 被覆層
２３ 接触面

Claims (13)

1. 横方向エレメント（１３）及び引張りリング（１４）を備える、組み立てられた駆動ベルト（１０）用の横方向エレメント（１３）であって、
   前記引張りリング（１４）は、前記横方向エレメント（１３）における切り欠き部に配置され、前記駆動ベルト（１０）における少なくとも複数の横方向エレメント（１３）の首部（１３ｂ）の側面（１８）と、横方向で接触可能であり、
   前記横方向エレメント（１３）は、当該横方向エレメント（１３）の基部（１３ａ）の両側面に、変速機プーリと接触するための接触面（２３）を備えている、横方向エレメント（１３）において、
   前記横方向エレメント（１３）の首部（１３ｂ）の側面（１８）は、前記横方向エレメント（１３）の接触面（２３）よりも高い耐摩耗性を有することを特徴とする、横方向エレメント（１３）。
2. 前記横方向エレメント（１３）の首部（１３ｂ）の位置に、別個の構成要素として、即ち前記首部（１３ｂ）と別体に形成された、被覆防護体（１９，２０）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の横方向エレメント（１３）。
3. 前記被覆防護体（１９，２０）は、弾性プラスチック及び／又は硬質のプラスチック、又は金属、特にステンレス鋼若しくはアルミニウムで製造されていることを特徴とする、請求項２記載の横方向エレメント（１３）。
4. 前記横方向エレメント（１３）は、被覆層（２２）内に組み込まれた芯体（２１）を備え、前記被覆層（２２）は、前記首部（１３ｂ）の位置には存在しない、即ち、適用されていない又は適用後に取り除かれていることを特徴とする、請求項１記載の横方向エレメント（１３）。
5. 前記芯体（２１）は、熱硬化性プラスチック又は金属、特にステンレス鋼又はアルミニウムで製造されていることを特徴とする、請求項１記載の横方向エレメント（１３）。
6. 横方向エレメント（１３）及び引張りリング（１４）を備える、組み立てられた駆動ベルト（１０）であって、
   前記引張りリング（１４）は、前記横方向エレメント（１３）における切り欠き部に配置され、前記駆動ベルト（１０）における少なくとも複数の横方向エレメント（１３）の首部（１３ｂ）の側面（１８）と、横方向で接触可能であり、
   前記横方向エレメント（１３）は、当該横方向エレメント（１３）の基部（１３ａ）の両側面に、変速機プーリと接触するための接触面（２３）を備えている、組み立てられた駆動ベルト（１０）において、
   少なくとも幾つかの請求項１から５までのいずれか１項記載の横方向エレメント（１３）、有利には請求項１から５までのいずれか１項記載の横方向エレメント（１３）だけを有していることを特徴とする、組み立てられた駆動ベルト（１０）。
7. 請求項１から５までのいずれか１項記載の横方向エレメント（１３）の首部（１３ｂ）は、前記駆動ベルト（１０）の他の横方向エレメント（１３）の首部（１３ｂ）よりも幅広であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の幾つかの横方向エレメント（１３）だけを備える請求項６記載の組み立てられた駆動ベルト（１０）。
8. 請求項１から５までのいずれか１項記載の横方向エレメント（１３）の基部（１３ａ）は、前記駆動ベルト（１０）の他の横方向エレメント（１３）の基部（１３ａ）よりも幅狭であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の幾つかの横方向エレメント（１３）だけを備える請求項６又は７記載の組み立てられた駆動ベルト（１０）。
9. 請求項１から５までのいずれか１項記載の横方向エレメント（１３）は、前記駆動ベルト（１０）における横方向エレメント（１３）全体の１％から５％を占めていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の幾つかの横方向エレメント（１３）だけを備える請求項６又は７記載の組み立てられた駆動ベルト（１０）。
10. 横方向エレメント（１３）及び引張りリング（１４）を備える、組み立てられた駆動ベルト（１０）であって、
    前記引張りリング（１４）は、前記横方向エレメント（１３）における切り欠き部に配置され、前記駆動ベルト（１０）における少なくとも複数の横方向エレメント（１３）の首部（１３ｂ）の側面（１８）と、横方向で接触可能であり、
    前記横方向エレメント（１３）は、当該横方向エレメント（１３）の基部（１３ａ）の両側面に、変速機プーリと接触するための接触面（２３）を備えている、組み立てられた駆動ベルト（１０）において、
    前記駆動ベルト（１０）の横方向エレメント（１３）の一部は、前記駆動ベルト（１０）の他の横方向エレメント（１３）よりも高い耐摩耗性を有する材料から製造されていることを特徴とする、組み立てられた駆動ベルト（１０）。
11. 前記駆動ベルト（１０）の横方向エレメント（１３）の前記一部の首部（１３ｂ）は、前記駆動ベルト（１０）の他の横方向エレメント（１３）の首部（１３ｂ）よりも幅広であることを特徴とする、請求項１０記載の組み立てられた駆動ベルト（１０）。
12. 前記駆動ベルト（１０）の横方向エレメント（１３）の前記一部の基部（１３ａ）は、前記駆動ベルト（１０）の他の横方向エレメント（１３）の基部（１３ａ）よりも幅狭であることを特徴とする、請求項１０又は１１記載の組み立てられた駆動ベルト（１０）。
13. 前記横方向エレメント（１３）の前記一部は、前記駆動ベルト（１０）における横方向エレメント（１３）全体の１％から５％を占めていることを特徴とする、請求項１０、１１、又は１２記載の組み立てられた駆動ベルト（１０）。

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