JP3692909B2

JP3692909B2 - 無段変速機用ベルト

Info

Publication number: JP3692909B2
Application number: JP2000180189A
Authority: JP
Inventors: 宮一浩水
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: JP2001355682A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト式の無段変速機において入力側と出力側のプーリを連結するのに用いる無段変速機用ベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無段変速機用ベルトとしては、例えば図４に示すものがあった。図示のベルト１００は、金属製の帯を複数枚積層して成る２本の無端リング１０１，１０１に添って多数のエレメント１０２を備えた構成になっている。各エレメント１０２は、図４（ａ）に示す正面において、逆さ台形状の本体部１０３と、本体部１０３の上部中央に連続する概略Ｔ形状の突片１０４を有し、突片１０４の両側に各リング１０１，１０１を通すようになっている。突片１０４の中央には、図４（ｂ）に示すように、一方の面に、凸部１０５が設けてあると共に、他方の面に、隣接するエレメント１０２の凸部１０５が係合する凹部１０６が設けてある。また、各エレメント１０２は、本体部１０３が、図４（ｂ）に示す如く上端部寄りの位置からベルト内周側の端部に至る範囲で板厚が漸次減少するテーパ状を成していて、垂直面とテーパ面との角が、隣接するエレメント１０２に対してベルト周方向の傾動中心となるロッキングエッジ１０７になっている。さらに、本体部１０３の両側には、ロッキングエッジ１０７の高さに突出部１０８，１０８を有している。
【０００３】
上記ベルト１００は、無段変速機において入力側および出力側の回転軸に設けたプーリを連結する。このとき、両プーリは、図４（ａ）に一方のプーリＰを示すように、いずれも固定フランジＰａと軸線方向に往復動する可動フランジＰｂを備えると共に、両フランジＰａ，Ｐｂの対向面がテーパ状の滑動面になっている。これに対して、ベルト１００は、エレメント１０２の両側の突出部１０８，１０８を両フランジＰａ，Ｐｂの滑動面に接触させた状態にして両プーリＰを連結し、入力側回転軸の回転を出力側回転軸に伝達する。また、無段変速機は、各プーリＰの可動フランジＰｂを往復動させて両フランジＰａ，Ｐｂの間隔を変化させ、これによりベルト１００をプーリＰの半径方向にスライドさせて変速比を無段階的に変化させる。
【０００４】
このような無段変速機用ベルトは、例えば、１９９２年６月１５日に社団法人・自動車技術会が発行した『自動車技術ハンドブック〈第４分冊〉生産・品質・整備編』の第２３２頁および第２３３頁に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような無段変速機用ベルト１００では、エレメント１０２の高さ方向において、傾動中心となるロッキングエッジ１０７の位置とプーリＰに接触する突出部１０８の位置とを合わせることにより、回転伝達時におけるエレメント１０２の姿勢を安定させ、これによりトルク容量の向上を実現し得るものとなっている。
【０００６】
ところが、従来のベルト１００にあっては、突出部１０８を本体部１０３の上端部寄りの位置に設けていたため、突出部１０８よりも上側ではプーリＰとの接触が無く、突出部１０８の位置ではプーリＰと強く接触して大きな摩擦力が発生し、突出部１０８よりも下側の位置ではプーリＰと弱く接触して小さい摩擦力が発生することから、ロッキングエッジ１０７を中心とするモーメントを小さくすることはできても、そのモーメントを無くすことはできず、モーメントの発生によりトルク容量のさらなる向上を図ることが困難であるという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、無端リングに添って多数のエレメントを備え、入力側と出力側のプーリを連結する無段変速機用のベルトにおいて、エレメントの傾動中心となるロッキングエッジ回りのモーメントの発生を抑制することができ、トルク容量のさらなる向上を実現することができる無段変速機用ベルトを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる無段変速機用ベルトは、請求項１として、無端リングに添って多数のエレメントを備え、入力側と出力側のプーリを連結する無段変速機用のベルトにおいて、エレメントの幅方向の中央に無端リングを通し、エレメントの高さ方向の中央に、隣接するエレメントに対してベルト周方向の傾動中心となるロッキングエッジを設けると共に、プーリとの接触面であるエレメントの幅方向両側の面に、ロッキングエッジの高さでプーリに接触する突出部を設けることにより、エレメントの幅方向両側の面における高さ方向の中央のみに突出部を備えた構成とし、請求項２として、ベルト外周側に開放した切欠部を有する複数のエレメントと、ベルト内周側に開放した切欠部を有する複数の押え板を備え、エレメントが、ベルト周方向の一方の面に、凸部を有すると共に、ベルト周方向の他方の面に、隣接するエレメントの凸部が係合する凹部を有し、押え板が、エレメントの間に介装した状態でエレメントの凸部を貫通させる貫通孔を有すると共に、当該押え板の切欠部とエレメントの切欠部との間で無端リングの通し部を形成する構成とし、請求項３として、エレメントの凸部および凹部と押え板の貫通孔をベルト周方向に対して左右対称位置に設けた構成とし、請求項４として、エレメントの凸部の高さおよび凹部の深さが、少なくとも押え板の板厚の２倍以上であり且つ隣接するエレメント同士がベルト周方向に傾斜している状態で互いの係合を維持する寸法である構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００９】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる無段変速機用ベルトでは、エレメントの幅方向の中央に無端リングを通している。つまり、１本の無端リングに添って多数のエレメントを備えたものとなっている。ここで、無段変速機用ベルトは、入力側および出力側のプーリを連結した状態において、プーリに巻き付く円弧部分とプーリ間の直線部分とがあり、所定の範囲について考えると、回転伝達時には円弧状態と直線状態とを繰り返す動作をする。これに対して、当該無段変速機用ベルトは、隣接するエレメント同士がロッキングエッジを中心とする傾動を行うことで円弧状態と直線状態とに自在に変化する。
【００１０】
このとき、当該無段変速機用ベルトでは、エレメントの高さ方向の中央に、エレメントの傾動中心となるロッキングエッジを設けると共に、プーリとの接触面であるエレメントの幅方向両側の面に、ロッキングエッジの高さでプーリに接触する突出部を設けているので、エレメントの高さ方向において、ロッキングエッジの位置と突出部の位置とが一致したものとなって、プーリ間での回転伝達時においてエレメントが安定し、とくに、突出部がエレメントの幅方向両側の面における高さ方向の中央のみに位置しているので、突出部よりも上側ではプーリと弱く接触して小さい摩擦力が発生し、突出部の位置ではプーリと強く接触して大きい摩擦力が発生し、突出部よりも下側では上側と同様にプーリと弱く接触して小さい摩擦力が発生する。つまり、突出部の上下においてプーリとの摩擦力が対称的に発生することとなり、これによりロッキングエッジ回りのモーメントが抑制される。
【００１１】
本発明の請求項２に係わる無段変速機用ベルトでは、複数のエレメントの間に押え板を介装して、エレメントの切欠部とこれに対向する押え板の切欠部との間に通し部を形成し、この通し部に無端リングを通すことにより、エレメントの幅方向の中央に無端リングを通した状態にする。このとき、無段変速機用ベルトでは、ベルト全周にわたって隣接するエレメントの凸部と凹部とを互いに係合し、押え板を介装した部分では凸部を押え板の貫通孔に通して隣接するエレメントの凹部に係合する。これにより、当該無段変速機用ベルトでは、切欠部を有するエレメントおよび押え板、エレメントの凸部および凹部、押え板の貫通孔といった簡単な構成でありながら、エレメントと押え板と無端リングの組付け状態を確実に維持し、プーリ間で円弧状態と直線状態とを繰り返す動作に追従する。
【００１２】
本発明の請求項３に係わる無段変速機用ベルトでは、エレメントの凸部および凹部と押え板の貫通孔をベルト周方向に対して左右対称位置に設けたので、とくに、エレメント同士の係合状態やエレメントと押え板の係合状態がより安定したものとなり、これにより、エレメントと押え板と無端リングの組付け状態もより確実に維持される。
【００１３】
本発明の請求項４に係わる無段変速機用ベルトでは、エレメントの凸部の高さおよび凹部の深さが、少なくとも押え板の板厚の２倍以上であり且つ隣接するエレメント同士がベルト周方向に傾斜している状態で互いの係合を維持する寸法であるから、隣接するエレメントの間に押え板を介装しなくても、両エレメントの凸部と凹部との係合が維持され、隣接するエレメントの間に少なくとも２枚の押え板を介装しても、両エレメントの凸部と凹部との係合が維持される。
【００１４】
ここで、無段変速機用ベルトでは、エレメント１枚あるいは押え板１枚あたりの板厚の寸法誤差が無視できるものであるとしても、複数のエレメントおよび押え板を用いることからベルト周方向の全体的な寸法誤差が大きくなり、その寸法誤差が製品毎に異なることが充分に考えられる。これに対して、当該無段変速機用ベルトでは、隣接するエレメントの間に介装する押え板の有無あるいは押え板の枚数を自在に選択することが可能であり、ベルト周方向の全体的な寸法誤差を調整し得るものとなっている。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる無段変速機用ベルトによれば、無端リングに添って多数のエレメントを備え、入力側と出力側のプーリを連結する無段変速機用ベルトにおいて、中央に無端リングを通したエレメントの高さ方向の中央に、傾動中心となるロッキングエッジとプーリに接触する突出部を設けたことから、ロッキングエッジと突出部の位置が一致することで、プーリ間での回転伝達時においてエレメントを安定させることができるうえに、エレメントとプーリとの間において、プーリと接触する突出部の上下に、突出部で発生する摩擦力よりも弱い摩擦力を対称的に発生させることで、ロッキングエッジ回りのモーメントの発生を抑制することができ、これによりトルク容量のさらなる向上を実現することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に係わる無段変速機用ベルトによれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、切欠部、凸部および凹部を有するエレメントと、切欠部および貫通孔を有する押え板を採用したことにより、エレメントと押え板と無端リングの組立てを簡単に行うことができ、また、きわめて簡単な構成でありながら、エレメントと押え板と無端リングの組付け状態を確実に維持することができると共に、この組付け状態を維持しつつプーリ間で円弧状態と直線状態とを繰り返すベルトの動作に対応して自在に変化することができる。
【００１７】
本発明の請求項３に係わる無段変速機用ベルトによれば、請求項２と同様の効果を得ることができるうえに、エレメントの凸部および凹部と押え板の貫通孔をベルト周方向に対して左右対称位置に設けたことから、エレメント同士の係合状態やエレメントと押え板の係合状態をより安定させることができると共に、エレメントと押え板と無端リングの組付け状態をより確実に維持することができ、動作の信頼性の向上やトルク容量の向上にも貢献することができる。
【００１８】
本発明の請求項４に係わる無段変速機用ベルトによれば、請求項２および３と同様の効果を得ることができるうえに、エレメントの凸部の高さおよび凹部の深さを少なくとも押え板の板厚の２倍以上とし且つ隣接するエレメント同士がベルト周方向に傾斜している状態で互いの係合を維持する寸法としたことにより、隣接するエレメントの間に介装する押え板の有無あるいは押え板の枚数を自在に選択することでき、これにより各々１種類のエレメントおよび押え板を用いてベルト周方向の全体的な寸法誤差を調整することができ、また、エレメントおよび押え板の種類の単一化によりコストの大幅な削減等を実現することもできる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる無段変速機用ベルトの一実施例を説明する。
【００２０】
図１に示す無段変速機用のベルト１は、金属製の帯を複数枚積層して成る１本の無端リング２に添って、多数のエレメント３を設けると共に、隣接するエレメント３，３の間に押え板４を介装した構成になっている。無端リング２は可撓性を有するものである。エレメント３および押え板４は、例えば金属製であるが、材料がとくに限定されるものではない。
【００２１】
各エレメント３は、図１（ａ）に正面を示すように、概略逆さ台形状の板材であって、中央に、ベルト外周側（図１で上側）に開放した矩形状の切欠部５が形成してある。各エレメント３は、図１（ｂ）に側面を示すように、ベルト周方向の一方の面において、上側半分が垂直面６Ａであると共に、下側半分がベルト内周側に向けて板厚を漸次減少させるテーパ面６Ｂであって、高さ方向の中央部すなわち垂直面６Ａとテーパ面６Ｂとの角に、隣接するエレメント３に対してベルト周方向の傾動中心となるロッキングエッジ７を形成している。
【００２２】
また、各エレメント３は、ベルト幅方向の両側の面（側面）に、ロッキングエッジ７の高さでプーリＰに接触する突出部８，８が形成してある。さらに、各エレメント３は、ベルト周方向の一方の面において、ベルト周方向に対して左右対称位置となる上部両側に凸部９，９を有すると共に、ベルト周方向の他方の面において、凸部９，９の裏側となる位置に、隣接するエレメント３の凸部９，９が係合する凹部１０，１０を有している。
【００２３】
各押え板４は、エレメント３よりも高さ寸法が小さく且つ板厚も充分に小さい概略逆さ台形状の板材であって、中央に、ベルト内周側（図１で下側）に開放した矩形状の切欠部１１が形成してある。また、各押え板４は、その上部両側に、エレメント３の凸部９，９に対応する貫通孔１２，１２を有している。
【００２４】
上記の無端リング２、エレメント３および押え板４を備えたベルト１は、エレメント３の上端面と押え板４の上端面とを一致させた状態にして、隣接するエレメント３，３の間に押え板４を介装し、エレメント３の凸部９を押え板４の貫通孔１２に通して隣接するエレメント３の凹部１０に係合すると共に、エレメント３の切欠部５とこれに対向する押え板４の切欠部１１との間に矩形状の通し部１３を形成し、この通し部１３に無端リング２が通してある。これにより、エレメント３の幅方向の中央に無端リング２を通した構成になっている。
【００２５】
次に、上記無段変速機用ベルト１の作用を説明する。
【００２６】
ベルト１は、無段変速機において入力側および出力側の回転軸に設けたプーリを連結する。両プーリは、図１（ａ）に一方のプーリＰの一部を示すように、いずれも固定フランジＰａと軸線方向に往復動する可動フランジＰｂを備えると共に、両フランジＰａ，Ｐｂの対向面がテーパ状の滑動面になっている。これに対して、ベルト１は、エレメント３の両側の突出部８，８を両フランジＰａ，Ｐｂの滑動面に接触させた状態にして両プーリＰを連結し、入力側回転軸の回転を出力側回転軸に伝達する。
【００２７】
このとき、ベルト１は、プーリＰに巻き付く円弧部分とプーリＰ間の直線部分とがあり、所定の範囲について考えると、回転伝達時には円弧状態と直線状態とを繰り返す動作を行うことになるが、隣接するエレメント３同士がロッキングエッジ７を中心とする傾動を行うことで円弧状態と直線状態とに自在に変化することができる。なお、無段変速機は、各プーリＰの可動フランジＰｂを往復動させて両フランジＰａ，Ｐｂの間隔を変化させ、これによりベルト１をプーリＰの半径方向にスライドさせて変速比を無段階的に変化させる。
【００２８】
また、ベルト１は、全周にわたって各エレメント３の凸部９と凹部１０とが互いに係合しており、しかも、無端リング２が中央に位置し且つ凸部９、凹部１０および押え板４の貫通孔１２が左右対称位置に設けてあるので、円弧状態と直線状態とに自在に変化しても、無端リング２とエレメント３と押え板４の組付け状態が確実に維持される。
【００２９】
そしてさらに、当該無段変速機用ベルト１は、エレメント３の高さ方向の中央に、傾動中心となるロッキングエッジ７およびプーリＰに接触する突出部８を設けているので、ロッキングエッジの位置と突出部の位置との一致によってプーリＰ間での回転伝達時においてエレメント３が安定し、とくに、突出部８をエレメント３の高さ方向の中央に設けたことから、突出部８よりも上側ではプーリＰと弱く接触して小さい摩擦力が発生し、突出部８の位置ではプーリＰと強く接触して大きい摩擦力が発生し、突出部８よりも下側では上側と同様にプーリＰと弱く接触して小さい摩擦力が発生する。なお、図１には、エレメント３の突出部８のみがプーリＰに接触している状態を示したが、実際の突出部８は図示のものよりも小さい場合があり、また、エレメント３にはベルト周方向の軸線回りの回動が発生することがあるので、突出部８以外の側面もプーリＰに接触する。
【００３０】
このようにして、ベルト１は、プーリＰ間での回転伝達時において、突出部８の上下においてプーリＰとの摩擦力が対称的に発生する。これにより、当該ベルト１は、ロッキングエッジ７回りのモーメントの発生を抑制し、トルク容量のさらなる向上を実現し得るものとなる。
【００３１】
ここで、上記ベルト１における各エレメント３および各押え板４は、それぞれ同一形状で且つ同一寸法に形成されたものである。そして、図１（ｂ）に示すように、エレメント３の凸部９の高さＨおよび凹部１０の深さＤが、少なくとも押え板４の板厚Ｔの２倍以上であり且つ隣接するエレメント３同士がベルト周方向に傾斜している状態で互いの係合を維持する寸法になっている。
【００３２】
つまり、ベルト１は、直線状態では、エレメント３の垂直面６Ａが押え板４に接触した状態となるが、円弧状態では、図１（ｂ）に示す如くロッキングエッジ７を中心とするエレメント３の傾動によって垂直面６Ａと押え板４との間が離間し、エレメント３の上部に設けた凸部９と凹部１０とが離間する方向に移動するので、離間動作をしたときでも互いの係合が維持されるように凸部９の高さＨおよび凹部１０の深さＤを設定している。
【００３３】
上記の如くエレメント３の凸部９の高さＨおよび凹部１０の深さＤを設定したのは、ベルト周方向の全体的な寸法誤差に対して、隣接するエレメント３の間に介装する押え板４の有無あるいは押え板４の枚数を自在に選択可能にするためである。すなわち、この種のベルト１では、エレメント３および押え板４の１枚あたりの板厚の寸法誤差が無視できるものであるとしても、これらを複数枚用いることからベルト周方向の全体的な寸法誤差が大きくなり、その寸法誤差が製品毎に異なることが充分に考えられる。
【００３４】
そこで、当該ベルト１では、エレメント３の凸部９の高さＨおよび凹部１０の深さＤを上述したように設定することで、図２に示すように部分的に押え板４を介装したり、あるいは図３に示すように部分的に２枚の押え板４を介装したりすることができ、これにより各々１種類のエレメント３および押え板４を用いてベルト周方向の全体的な寸法誤差を調整することができるようになり、しかも、押え板４が無い場合、押え板４を１枚介装した場合、押え板４を２枚介装した場合のいずれにおいても、円弧状態と直線状態とに自在に変化しつつエレメント３の凸部９と凹部１０との係合を確実に維持し、また、無端リング２とエレメント３と押え板４の組付け状態を確実に維持し、プーリＰ間で良好な回転伝達を行い得るものとなっている。
【００３５】
なお、凸部９の高さＨ、凹部１０の深さＤおよび押え板４の板厚Ｔの寸法関係によっては、２枚以上の押え板４を介装することも当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる無段変速機用ベルトの一実施例を説明するベルトの正面断面図（ａ）および一部を断面にした側面図（ｂ）である。
【図２】部分的に押え板を介装しない状態を説明するベルトの側面図である。
【図３】部分的に押え板を２枚介装した状態を説明するベルトの側面図である。
【図４】従来の無段変速機用ベルトを説明するベルトの正面断面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１無段変速機用ベルト
２無端リング
３エレメント
４押え板
５エレメントの切欠部
７ロッキングエッジ
８突出部
９凸部
１０凹部
１１押え板の切欠部
１２貫通孔
１３通し部
Ｐプーリ

Claims

無端リングに添って多数のエレメントを備え、入力側と出力側のプーリを連結する無段変速機用のベルトにおいて、エレメントの幅方向の中央に無端リングを通し、エレメントの高さ方向の中央に、隣接するエレメントに対してベルト周方向の傾動中心となるロッキングエッジを設けると共に、プーリとの接触面であるエレメントの幅方向両側の面に、ロッキングエッジの高さでプーリに接触する突出部を設けることにより、エレメントの幅方向両側の面における高さ方向の中央のみに突出部を備えたことを特徴とする無段変速機用ベルト。
ベルト外周側に開放した切欠部を有する複数のエレメントと、ベルト内周側に開放した切欠部を有する複数の押え板を備え、エレメントが、ベルト周方向の一方の面に、凸部を有すると共に、ベルト周方向の他方の面に、隣接するエレメントの凸部が係合する凹部を有し、押え板が、エレメントの間に介装した状態でエレメントの凸部を貫通させる貫通孔を有すると共に、当該押え板の切欠部とエレメントの切欠部との間で無端リングの通し部を形成することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用ベルト。
エレメントの凸部および凹部と押え板の貫通孔をベルト周方向に対して左右対称位置に設けたことを特徴とする請求項２に記載の無段変速機用ベルト。
エレメントの凸部の高さおよび凹部の深さが、少なくとも押え板の板厚の２倍以上であり且つ隣接するエレメント同士がベルト周方向に傾斜している状態で互いの係合を維持する寸法であることを特徴とする請求項２または３に記載の無段変速機用ベルト。