JP3224499U - 無段変速機用の駆動ベルトのための横断セグメント - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機用の駆動ベルトを提供する。【解決手段】駆動ベルトであって、リングスタックを備え、リングスタックは、複数の積層された無端リングから成りかつ駆動ベルトの周囲の直線部分において幅方向に凸面状に湾曲させられており、リングスタックの周囲に沿って配置された複数の横断セグメントを備え、横断セグメントは、少なくとも、ベース部分と、２つのピラー部分とを有し、ピラー部分は、ベース部分から横断セグメントのそれぞれの側において高さ方向に延びており、ピラー部分の間において、ベース部分の上側は、リングスタックを支持するための支持面を提供しており、ピラー部分のうちの少なくとも一方は、それぞれ他方のピラー部分の方向へ幅方向に延びるフック部分を有する、駆動ベルトにおいて、ベース部分の支持面に面したフック部分の底面は、支持面の平面に対して、２〜１０度の角度αで向けられていること。【選択図】図４

Description

本開示は、２つのプーリおよび駆動ベルトを備える無段変速機用の駆動ベルトの一部であることを用途とする横断セグメントに関する。このような駆動ベルトは一般的に公知であり、主に、２つのトランスミッションプーリの周囲および間を走行するように適用され、各プーリは、可変幅のＶ字溝を規定しており、Ｖ字溝に駆動ベルトのそれぞれの周囲部分が保持されている。

公知のタイプの駆動ベルトは、半径方向に互いに積層された複数の無端バンドまたはリングの周囲上にかつ周囲に沿って取り付けられた、横断セグメントのほぼ隣接した列を有する。このような各横断セグメントは、中央開口を規定している。中央開口は、駆動ベルトの半径方向外側に向かって開放しており、横断セグメントがその周囲に沿って移動することを可能にしながら、このようなリングスタックのそれぞれの周囲セクションを収容しかつ閉じ込めている。この特定のタイプの駆動ベルトは、例えば、欧州特許出願公開第１２１９８６０号明細書より公知である。

上記および下記の説明において、軸方向、半径方向および周方向は、円形の姿勢で配置されたときの駆動ベルトに関して規定される。さらに、横断セグメントの厚さ寸法は、プッシュベルトの周方向において規定されており、横断セグメントの高さ寸法は、前記半径方向において規定されており、横断セグメントの幅寸法は、前記軸方向において規定されている。

公知の横断セグメントは、ベース部分と、２つのピラー部分とを有する。ピラー部分は、ベース部分から、ベース部分のそれぞれの軸方向側部において、半径方向外方へ、すなわち高さ方向において上方へ延びている。リングスタックを収容する前記中央開口は、ベース部分と２つのピラー部分とによってこれらの間に規定されている。ピラー部分の間において、前記開口は、ベース部分の、半径方向外方に面した支持面によって区切られている。支持面は、リングスタックを、リングスタックの半径方向内側から支持する。公知のベルトの両ピラー部分には、フック部分が設けられている。フック部分は、中央開口上に軸方向に延びている。これにより、中央開口は、半径方向外方においても部分的に閉鎖されている。これにより、各フック部分の底部、すなわち半径方向内面は、リングスタックの半径方向外側からリングスタックに係合し、これにより、リングスタックは、横断セグメントの中央開口内に閉じ込められる。例えば、特開昭５８−１０９７４８号公報に記載されているように、ピラー部分のうちの一方のみにフック部分を提供することも、技術分野において公知である。

本開示によれば、横断セグメントの公知の設計は、驚くべきことにリングスタックの耐用寿命において、特にその観点から、さらに改良することができる。作動中、リングスタックは、テンションおよび曲げ力によって応力を生じるだけでなく、横断セグメントとの接触によっても応力を生じる。リングスタックにおけるこのような接触応力は、横断セグメントの支持面との接触によってリングスタックの半径方向内側において生じるだけでなく、横断セグメントのフック部分との接触によってその半径方向外側においても生じる。この後者の接触に関連する力レベルは、特にリングスタックに支持面によって／支持面を介して加えられる力と比較して、重要でないと以前は考えられていた。しかしながら、本開示によれば、このような比較的低い力レベルにおいてさえも、リングスタックの外面の小さな損傷、例えば引っ掻き傷が生じる。結果として生じる表面欠陥が、リングスタックの最も外側のリングの引張強さに大きく影響することはないとしても、これは、リングスタックの最終的な疲労強度を妥協する可能性がある。

本開示によれば、横断セグメントの１つまたは複数のフック部分の底面と、リングスタックの外面との前記接触は、好ましくは、フック部分の前記軸方向に延びる底面を、それぞれのピラー部分から凹所の軸方向中央に向かう、すなわち、それぞれの他方のピラー部分に向かう方向で見て半径方向外方にも部分的に向けることによって緩和させることができる。この特徴によって、実際には、リングスタックが、その幅において、すなわちその軸方向において、少なくとも、フック部分との前記接触が生じるトランスミッションにおける駆動ベルトの直線的な軌道部分において、凸状の湾曲を示すことが考慮される。好ましくは、前記底面は、軸方向に対しておよび／または支持面の平面に対して所定の角度で向けられており、この角度は、２〜１０度の範囲、より好ましくは４〜８度の範囲の値を有する。

本開示によれば、前記底面は、例えば、式：
α≒ａｒｃｓｉｎｅ（１／２Ｗ／Ｒａｒｓ） （１）
に従って軸方向に対して角度αで向けることができ、ここで、Ｗは、リングスタックの幅、すなわち軸方向寸法を表し、Ｒａｒｓは、トランスミッションにおける駆動ベルトの直線的な軌道部分におけるリングスタックの軸方向における曲率半径を表す。

しかしながら、駆動ベルトの組立てを容易にするために、すなわち、リングスタックへの横断セグメントの取付けを容易にするために、前記角度αは、好ましくは、式（１）によって計算される値よりも僅かに大きく、例えば、２のファクタだけ大きく選択されることに留意されたい。さらに、前記底面は必ずしも平坦な平面である必要がないことに留意されたい。上記で言及した関連する判定基準のうちの１つまたは複数を満足するかぎり、底面を凹面状または凸面状に湾曲させることもできる。好ましくは、この後者の点において、前記底面は、上記半径Ｒａｒｓに対応する半径を有する凹面状の円弧を有する。

ここで、本開示による上記の新規の横断セグメント設計を、図面を参照しながらさらに説明する。

２つのプーリおよび駆動ベルトを備えたトランスミッションの単純化された概略的な側面図である。 概してＶ字形の横断セグメントを備える公知の駆動ベルトを、その周方向に面したその断面図で示しており、その横断セグメントのみの別個の側面図も含む。 公知の駆動ベルトを、２つのプーリの間のその直線的な軌道部分における断面図で概略的に示している。 本開示による新規の駆動ベルトの断面図を、２つのプーリの間のその直線的な軌道部分における断面図で概略的に示している。 図４の新規の駆動ベルトの横断セグメントの詳細を提供している。

図１は、例えば乗用車の動力伝達経路において使用するための無段変速機１００の中心部分を概略的に示している。この変速機１００は、それ自体公知であり、少なくとも第１の可変プーリ１０１と第２の可変プーリ１０２とを含む。動力伝達経路において、第１のプーリ１０１は、駆動モータ、すなわちエンジンに接続されており、第２のプーリ１０２は、通常は、複数の歯車を介して自動車の被動輪に接続されている。

両変速機プーリ１０１，１０２は、それぞれのプーリ１０１，１０２のプーリ軸１０３，１０４に固定された第１の円錐形のプーリシーブと、それぞれのプーリ軸１０３，１０４に対して軸方向に可動であり、回転方向でのみプーリ軸１０３，１０４に固定されている第２の円錐形のプーリシーブとを含む。変速機１００の駆動ベルト５０は、プーリのプーリシーブの間に受け入れられながら、プーリ１０１，１０２の周囲に巻き掛けられている。図１から明らかなように、変速機１００における駆動ベルト５０の軌道は、２つの直線的な部分ＳＴと、２つの湾曲した部分ＣＴとを有し、この湾曲した部分ＣＴにおいて、駆動ベルト５０は、２つの変速機プーリ１０１，１０２のそれぞれ１つの周囲に沿って湾曲させられている。

公知の駆動ベルト５０は、リングスタック８と、少なくともほぼ接触した列においてリングスタック８の周囲に沿ってリングスタック８に取り付けられた複数の横断セグメント１とから成る。単純にするために、幾つかのこれらの横断セグメント１のみが図１に示されている。

駆動ベルト５０において、横断セグメント１はリングスタック８の周囲に沿って可動であり、このリングスタック８は、一般的に複数のフレキシブルな金属バンドから成り、これらの金属バンドは、一方が他方を取り囲むように積層されている、すなわち互いに重ね合わされている。変速機１００の作動中、被駆動プーリ１０１における駆動ベルト５０の横断セグメント１は、摩擦によって、被駆動プーリ１０１の回転方向に駆動される。これらの駆動される横断セグメント１は、駆動ベルト５０のリングスタック８の周囲に沿って、先行する横断セグメント１を押し付け、最終的に、駆動プーリ１０２を、やはり摩擦によって回転駆動する。横断セグメント１と変速機プーリ１０１，１０２との間でこのような摩擦（力）を発生させるために、各プーリ１０１，１０２の前記プーリシーブは軸方向で互いに向かって押し付けられ、これにより、これらは、横断セグメント１の軸方向で横断セグメント１に締付力を加える。このために、各プーリ１０１，１０２のそれぞれの可動なプーリシーブに作用する、電子制御可能でかつ液圧式に機能する移動手段が、変速機１００に設けられている（図示せず）。駆動ベルト５０に締付力を加えることに加えて、これらの移動手段は、プーリ１０１，１０２における駆動ベルト５０のそれぞれの半径方向位置Ｒ１およびＲ２、ひいてはプーリ１０１，１０２のプーリ軸１０３，１０４の間で変速機１００によって提供される速度比をも制御する。

図２には、公知の駆動ベルト５０が概略的に示されている。図２の左側には、駆動ベルト５０が断面図で示されており、図２の右側には、駆動ベルト５０の横断セグメント１のみの側面図が含まれている。図２から、駆動ベルト５０の横断セグメント１は、概して、“Ｖ”の文字に似た形状である、すなわち、概してＶ字形であることが分かる。言い換えれば、変速機プーリ１０１，１０２と（摩擦）接触する、横断セグメント１の側面１２は、互いに、変速機プーリ１０１，１０２の円錐形のプーリシーブの間に存在する角度とほぼ一致する角度で向けられている。これらのプーリ接触面１２は、微視的なプロフィルによって波形にされているか粗い表面構造が設けられているかのいずれか一方によって、波形プロフィルおよび表面粗さのいずれか一方におけるより高い位置の頂点のみが、変速機プーリ１０１，１０２と接触する。横断セグメント設計のこの特定の特徴は、駆動ベルト５０と変速機プーリ１０１，１０２との間の摩擦が、公知の変速機１００に提供される冷却油が、波形プロフィルまたは表面粗さのより低い位置の部分に収容されることを可能にすることによって最適化されることを提供する。

各横断セグメント１は、ベース部分１０および２つのピラー部分１１を規定しており、そのうちベース部分１０は、主に駆動ベルト５０の軸方向に延びており、そのうちピラー部分１１は、それぞれベース部分１０のそれぞれの軸方向側部から、主に駆動ベルト５０の半径方向に延びている。その厚さ方向において、各横断セグメント１は、横断セグメント１の前面３と後面２との間に延びており、これらは両方とも、少なくともほぼ駆動ベルト５０の周方向に向けられている。開口５は、各横断セグメントのピラー部分１１とベース部分１０との間に規定されており、この開口５に、リングスタック８の周囲セクションが収容されている。開口の半径方向内側境界部を形成する、ベース部分の周面の半径方向外方に面した部分１３は、半径方向内側からリングスタック８を支持しており、この面部分は、以下では支持面１３と呼ぶ。

駆動ベルト５０の横断セグメント１の列において、横断セグメント１の前側本体面３の少なくとも一部は、前記列においてそれぞれ先行する横断セグメント１の後側本体面２の少なくとも一部に対して当接するのに対し、横断セグメント１の後側本体面２の少なくとも一部は、それぞれ後続する横断セグメント１の前側本体面３の少なくとも一部に対して当接する。当接する横断セグメント１は、その前面３の、軸方向に延びかつ半径方向に凸面状に湾曲した面部分４において、かつこの面部分４を介して互いに接触したまま、互いに対して傾斜することができる。この面部分４は、以下では傾斜エッジ４と呼ばれる。図２において、傾斜エッジ４は、横断セグメント１のベース部分１０に配置されている。傾斜エッジ４を、ピラー部分１１、すなわち、２つの別個の、ただし互いに軸方向で整列したセクション（図示せず）に配置することも公知である。

横断セグメント１のピラー部分１１にはそれぞれ突出部６が設けられており、この突出部６は、それぞれの前面３から、ほぼ前記周方向に突出している。駆動ベルト５０において、突出部６は、少なくとも半径方向において、しかしながら一般的には軸方向においても、隣接する横断セグメント１の間の相対移動を制限するために、隣接する横断セグメント１の、反対の、すなわち後面２に設けられた凹所７に挿入される。

横断セグメント１のピラー部分１１にはそれぞれさらに、開口５上に軸方向に延びるフック部分９が設けられており、開口５はこれにより、半径方向外方において、各フック部分９の底部、すなわち半径方向内面１４によって部分的に閉鎖されている。フック部分９は、横断セグメント１が、リングスタック８から半径方向の内方に分離することができることを防止する。

図２において、駆動ベルト５０は、そのリングスタック８が、その横断セグメント１の支持面１３と接触した状態で示されている。しかしながら、実際には、特に変速機における駆動ベルト５０の直線的な軌道部分ＳＴにおいて、横断セグメント１がリングスタック８に対して半径方向の内方へ移動することも生じる。この場合、リングスタック８は、前記直線的な軌道部分ＳＴにおける駆動ベルト５０の断面図において図３に示したように、リングスタック８の軸方向側部と係合するピラー部分１１のフック部分９の底面１４と接触する。

図３の公知の駆動ベルト５０の直線的な軌道部分ＳＴにおける断面図において、リングスタック８は、軸方向で湾曲させられるように示されており、これにより、その半径方向外側は凸面状に湾曲させられている。このような横方向湾曲またはクラウニング半径は、一般的に、その製造プロセスにおいてリングスタック８、すなわち、リングスタック８の各リングに提供される。このクラウニング半径により、特に、作動中にリングスタック８において生じる最大曲げ応力を、少なくとも、平坦なリングから組み立てられたリングスタック８に対して、減じることができる。リングスタック８のリングのこの設計特徴は、欧州特許第１１１１２７１号明細書に説明されている。

横方向湾曲の結果、リングスタック８は、その軸方向側部に向かって、特に、図３に示したように、フック部分９の最終的な軸方向エッジＣ１４の位置において、横断セグメント１のピラー部分１１のフック部分９の底面１４と接触する。本開示によれば、このような点接触は、それによってリングスタック８の外面を局所的に損傷させかつ／または摩耗させる可能性があるという点で、駆動ベルト５０の性能にとって不利である可能性がある。特に、図３に概略的に示されているように、横断セグメント１の設計によって許容される凸面湾曲の半径Ｒａｒｓは、駆動ベルト５０の外側のその直線的なセクションにおいて測定される、すなわち、前記凸面湾曲が、横断セグメント１との相互作用によって制限されることなく測定される、リングスタック８の自由状態におけるクラウニング半径Ｒｆｒｅｅより小さい。すなわち、リングスタック８は、この後者のケースでは、前記底面１４と点接触するだけでなく、例えば、図３における点Ｃ１３において、前記支持面１３ともさらに点接触し、半径方向でそれらの間に締め付けられる。

駆動ベルト５０の直線的な軌道部分ＳＴにおいてリングスタック８と横断セグメント１との間の接触を緩和するために、横断セグメントの１つまたは複数のフック部分９の軸方向に延びる底面１４は、図４に概略的に示されているように、半径方向外方へ角度付けられている。特に、前記底面１４は、軸方向に向けられているだけでなく、開口５の軸方向中央に向かって、すなわち、反対側のピラー部分１１に向かってそれぞれのピラー部分１１から離れる方向で見たとき、半径方向外方へも向けられている。図５において、新規の横断セグメント１は、前記軸方向と、ピラー部分１１のフック部分９の底面１４との間の角度αを示すために、幾分より詳細に示されている。本開示による横断セグメント１の実際の設計では、このような角度αは、例えば約６度である。前記底面１４のこのような設計によって、リングスタック８との接触は、フック部分９の比較的鋭く湾曲した軸方向エッジから、そのより中央に配置された平坦な部分へ移動させられる。これにより、横断セグメント１とリングスタック８との間の接触応力を、好ましくは減じることができる。

さらに、図４において、本開示による好ましい特徴が示されており、すなわち、支持面１３と、フック部分９の底面１４との間の半径方向間隙は、リングスタック８を、その自然の、すなわち自由状態クラウニング半径Ｒｆｒｅｅで凸面状に湾曲させることができるように規定されている。これにより、それらの間の前記接触部においてリングスタック８と横断セグメント１のフック部分９との間で交換される半径方向の力は、好ましくは、最小限に減じられる。

本開示は、前記説明の全ておよび添付図面の全ての詳細に加えて、添付の実用新案登録請求の範囲の全ての特徴にも関しかつこれらの特徴を含む。請求項における括弧書きの符号は、請求項の範囲を限定するのではなく、単に、それぞれの特徴の拘束しない例として提供されている。請求項に記載された特徴は、場合によって、任意の製品または任意の方法において別々に適用することができるが、これらの特徴の２つ以上のあらゆる組合せを適用することも可能である。

本開示によって表された考案は、明細書に明示的に言及された実施の形態および／または実施例に限定されるのではなく、その補正、変更および実用的な適用、特に当業者の到達範囲にあるものをも包含する。

Claims (7)

1. 駆動ベルト（５０）用の横断セグメント（１）であって、リングスタック（８）と、該リングスタック（８）の周囲に沿って配置された複数のこのような横断セグメント（１）とを備え、該横断セグメント（１）は、少なくとも、ベース部分（１０）と、２つのピラー部分（１１）とを有し、該ピラー部分（１１）は、前記ベース部分（１０）から前記横断セグメント（１）のそれぞれの側において高さ方向に延びており、前記ピラー部分（１１）の間において、前記ベース部分（１０）の上側は、前記リングスタック（８）を支持するための支持面（１３）を提供しており、前記ピラー部分（１１）のうちの少なくとも一方は、それぞれ他方のピラー部分（１１）の方向へ幅方向に延びるフック部分（９）を有する、駆動ベルト（５０）用の横断セグメント（１）において、前記ベース部分（１０）の前記支持面（１３）に面した前記フック部分（９）の底面（１４）は、前記支持面（１３）の平面に対して角度αで向けられていることを特徴とする、駆動ベルト（５０）用の横断セグメント（１）。
2. 前記角度αは、２〜１０度、好ましくは、４〜８度であることを特徴とする、請求項１記載の横断セグメント（１）。
3. 前記フック部分（９）の前記底面（１４）は、少なくとも大部分は平坦な面であることを特徴とする、請求項１または２記載の横断セグメント（１）。
4. 前記フック部分（９）の前記底面（１４）は、凸面状に湾曲させられていることを特徴とする、請求項１または２記載の横断セグメント（１）。
5. 前記フック部分（９）の前記底面（１４）は、凹面状に湾曲させられていることを特徴とする、請求項１または２記載の横断セグメント（１）。
6. 駆動ベルト（５０）であって、リングスタック（８）と、請求項５記載の複数の横断セグメント（１）とを備え、該横断セグメント（１）は、前記リングスタック（８）の周囲に沿って配置されている、駆動ベルト（５０）において、該駆動ベルト（５０）の周囲の直線部分（ＳＴ）において、前記リングスタック（８）は、曲率半径Ｒａｒｓに従って幅方向で凸面状に湾曲させられており、フック部分（９）の底面（１４）が前記幅方向に関して向けられている前記角度αは、式
   α≧ａｒｃｓｉｎｅ（１／２Ｗ／Ｒａｒｓ）
   を満たし、Ｗは、前記リングスタック（８）の幅を表すことを特徴とする、駆動ベルト（５０）。
7. ベース部分の支持面（１３）と、その横断セグメント（１）のフック部分（９）の底面（１４）との間の高さ方向の距離は、リングスタック（８）の高さ方向の寸法より大きく、該寸法は、幅方向における前記リングスタックの前記湾曲と組み合わされた前記リングスタック（８）の通常厚さによって決定されることを特徴とする、請求項６記載の駆動ベルト（５０）。

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