JP3743902B2

JP3743902B2 - ベルト駆動システム

Info

Publication number: JP3743902B2
Application number: JP2000200008A
Authority: JP
Inventors: 孝彦邨瀬; 英彦相原; 隆司宮崎
Original assignee: Aichi Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Aichi Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: JP2002021956A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、一対のプーリ間に高負荷伝動用のブロックベルトを掛け渡してなるベルト駆動システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来より、ＣＶＴと呼ばれる自動車等用の無段変速機に使用されるベルトは、極めて高いトルクの伝動能力を必要とするため、各種の高負荷ベルトが知られている（例えば特開昭５５−２７５９５号、特開昭５６−７６７４５号、特開昭５９−７７１４７号の各公報参照）。
また、エンドレスの一対の張力帯と、多数のブロックとで構成され、ブロックを張力帯に対しベルト長手方向に係止固定してなるブロックベルトと呼ばれる高負荷伝動用ベルトについても提案がなされている（特開昭６０−４９１５１号、特開昭６１−２０６８４７号、特開昭６２−５４３４８号の各公報参照）。
【０００３】
この種のブロックベルトにおいては、伝動可能な負荷に関連するプーリ推力を各ブロックで受ける構造であり、各ブロック左右両側の当接部とプーリのベルト溝面との間の動摩擦係数（以下、単に摩擦係数μという）は、摩擦伝動能力を高める観点から、通常０．３以上の値に設定されている。
すなわち、自動車用のＣＶＴシステムでは、エンジンルーム内に配置される関係からコンパクト化及び軽量化が要求されるが、同じ変速比を得るためにベルトの軸方向の移動量が小さく、従ってシステム全体の軸方向に沿った大きさが小さくて済むことから、プーリの楔角は小さく設定され、望ましくは３０°以下とされている。そして、一般的に、上記摩擦係数μには、この楔角により決まる最適範囲があるが、これまでのＣＶＴシステムでは、高馬力のトルク伝動を優先する観点から、摩擦係数μが０．３以上の領域で使用しているのが現状である。
【０００４】
しかし、このように摩擦係数μを高く設定すると、ベルト走行時の騒音レベルが高くなるとともに、プーリからのベルトの抜け性が悪くなり、ブロックに異常な力が発生してその早期破壊や張力帯の切断等を招くという不具合がある。
そのため、プーリとベルトとの間の摩擦係数μを、伝動能力からと騒音レベルからの中間点に設定するため、騒音レベルが十分低い点に摩擦係数μを設定できないという問題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、請求項１の発明では、多数のブロックが張力帯に対しベルト長手方向に係止固定されてなる高負荷伝動用ブロックベルトを、駆動プーリ及び従動プーリの各ベルト溝面に当接状に巻きかけてなるベルト駆動システムにおいて、上記ブロックベルトのブロックのベルト溝面に対する当接面は樹脂材で構成され、上記プーリのうち、少なくとも一方のプーリのベルト溝面の面粗度を、円周方向の面粗度がＲａ０．２５以下になるように設定し、半径方向の面粗度がＲａ０．３５以上になるように設定した構成としている。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の一実施例に係る高負荷伝動用のベルト駆動システムＡを模式的に示し、このベルト駆動システムは例えば自動車の変速機（ＣＶＴ）として使用される。１，２はそれぞれ互いに並行に配置支持された駆動軸及び従動軸であって、上記駆動軸１には可変プーリからなる駆動プーリ３が、また従動軸２には同様の従動プーリ７がそれぞれ設けられている。
上記駆動プーリ３は、駆動軸１に回転一体にかつ摺動不能に固定されたフランジ状の固定シーブ４と、該固定シーブ４に対向するように駆動軸１に摺動可能にかつ回転一体にスプライン等により結合されたフランジ状の可動シーブ５とからなり、これら両シーブ４，５間には所定の楔角（例えば２６°）を有する断面Ｖ字状のベルト溝面６が形成されている。
【０００７】
一方、従動プーリ７は、上記駆動プーリ３と同様の構成であり、従動軸２に回転一体にかつ摺動不能に固定された固定シーブ８と、該固定シーブ８に、上記駆動プーリ３における固定シーブ４に対する可動シーブ５の対向方向と逆方向でもって対向するように従動軸２に摺動可能にかつ回転一体に結合された可動シーブ９とからなり、これらの両シーブ８，９間には、上記駆動プーリ３と同じ楔角を有するベルト溝面１０が形成されている。
【０００８】
そして、上記駆動プーリ３及び従動プーリ７のベルト溝面６，１０間には、図２および図３に示すようなブロックベルトＢが巻き掛けられている。
ブロックベルトＢは、上下面にそれぞれ長手方向に並んで形成された多数の契合部を有し、かつ内部に心線が埋設されたエンドレスの平ベルトからなる一対の張力帯１１，１１と、左右側面に上記張力帯１１，１１を嵌合する切欠状の嵌合溝と、左右側面にプーリのベルト溝面６，１０に当接する当接面１２ｂ，１２ｂとを有する多数のブロック１２，１２で構成されている。尚、各ブロック１２の当接面１２ｂ，１２ｂは樹脂材１２ａで構成されている。
【０００９】
図示しないモーター等からなる変速機構により駆動及び従動プーリ３，７の各可動シーブ５，９をそれぞれ固定シーブ４，８に対して接離させて各プーリ３，７のプーリ径（ベルトＢに対する有効半径）を変更する。例えば駆動プーリ３の可動シーブ５を固定シーブ４に接近させ、かつ従動プーリ７の可動シーブ９を固定シーブ８から離隔させた時には、駆動プーリ３のプーリ径を従動プーリ７よりも大きくすることにより、駆動軸１の回転を従動軸２に増速して伝動することができる。一方、逆に、図示のように、駆動プーリ３の可動シーブ５を固定シーブ４から離隔させ、かつ従動プーリ７の可動シーブ９を固定シーブ８に接近させたときには、駆動プーリ３のプーリ径を小にし、従動プーリ７のプーリ径を大きくすることにより、駆動軸１の回転を減速して従動軸２に伝えることができるものである。
【００１０】
なお、発明者らは、ベルト溝面６，１０の面粗度Ｒａを変えたプーリを作成して、摩擦係数μを測定したところ、図４のような結果が得られ、この結果から、面粗度Ｒａが粗くなると摩擦係数μが低くなることが判明した。
【００１１】
次に、発明者らは、駆動プーリ３と従動プーリ７とを図１に示すようなレイアウトに配置し、これらプーリ間にブロックベルトＢを巻き掛けてベルト走行させ、騒音テストを行った。
【００１２】
騒音テストにおいて、例１では、駆動プーリ３及び従動プーリ７とも、ベルト溝面６，１０の、半径方向の面粗度Ｒａを３．０、円周方向の面粗度Ｒａを０．２に設定したところ、ベルト騒音は６７ｄＢであった。また、この条件でのブロックベルトＢの伝達能力は十分であった。（図５のスリップテストのａ線で示す。）
【００１３】
次に、例２では、駆動プーリ３及び従動プーリ７とも、ベルト溝面６，１０の、半径方向の面粗度Ｒａを１．０、円周方向の面粗度Ｒａを０．２に設定したところ、ベルト騒音は７３ｄＢであった。また、この条件でのブロックベルトＢの伝達能力は十分であった。（図５のスリップテストのａ線で示す。）
【００１４】
また、例３では、駆動プーリ３のベルト溝面６の半径方向の面粗度Ｒａを１．０、従動プーリ７のベルト溝面１０の半径方向の面粗度Ｒａを０．２とし、駆動プーリ３及び従動プーリ７ともベルト溝面６，１０の円周方向の面粗度Ｒａは０．４に設定したところ、ベルト騒音は７５ｄＢであった。また、この条件でのブロックベルトＢの伝達能力は十分であった。（図５のスリップテストのａ線で示す。）
【００１５】
また、例４では、駆動プーリ３及び従動プーリ７とも、ベルト溝面６，１０の、半径方向の面粗度Ｒａを０．２、円周方向の面粗度Ｒａを０．２に設定したところ、ベルト騒音は８０ｄＢであった。また、この条件でのブロックベルトＢの伝達能力は十分であった。（図５のスリップテストのａ線で示す。）
即ち例４では、半径方向の面粗度Ｒａと円周方向の面粗度Ｒａを同じにした従来例の設定であり、騒音レベルが高いことがわかる。
【００１６】
また、例５では、駆動プーリ３及び従動プーリ７とも、ベルト溝面６，１０の、半径方向の面粗度Ｒａを１．０、円周方向の面粗度Ｒａを１．０に設定したところ、ベルト騒音は７３ｄＢであった。また、この条件でのブロックベルトＢの伝達能力は不十分であった。（図５のスリップテストのｂ線で示す。）
即ち例５では、騒音レベルは低いが、スリップが発生することが確認された。
【００１７】
上記の結果を参考にして、伝動能力を高く維持でき、かつ騒音レベルを十分低くするため、発明者らは、駆動プーリ３と従動プーリ７のうち、少なくとも一方のプーリのベルト溝面６，１０の面粗度Ｒａを、円周方向はＲａ０．２５以下となるように設定し、半径方向はＲａ０．３５以上となるように設定した。
なお、上記駆動プーリ３と従動プーリ７のベルト溝面６，１０には、摩擦係数安定化のため、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ等のコーティングを施すことが望ましい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、多数のブロックが張力帯に対しベルト長手方向に係止固定されてなる高負荷伝動用ブロックベルトを、駆動プーリ及び従動プーリの各ベルト溝面に当接状に巻きかけてなるベルト駆動システムにおいて、ブロックベルトのブロックのベルト溝面に対する当接面は樹脂材で構成され、プーリのうち、少なくとも一方のプーリのベルト溝面の面粗度を、円周方向の面粗度がＲａ０．２５以下になるように設定し、半径方向の面粗度がＲａ０．３５以上になるように設定したことにより、プーリのベルト溝面の面粗度を円周方向と半径方向で設定を変えて、ベルト走行時の騒音レベルを低くすることができ、また、スリップの発生を低減させて満足いく伝動能力を確保することができ、自動車用の無段変速機におけるベルト駆動システムにおいて有効に用いることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルト駆動システムを模式的に示す概略図である。
【図２】ブロックベルトの斜視図である。
【図３】ブロックの断面図である。
【図４】摩擦係数とプーリの面粗度との関係を示す特性図である。
【図５】スリップテストの結果を示す特性図である。
【符号の説明】
Ａ無段変速システム
Ｂブロックベルト
３駆動プーリ
６，１０ベルト溝面
７従動プーリ
１２ブロック
１２ｂ当接面

Claims

多数のブロックが張力帯に対しベルト長手方向に係止固定されてなる高負荷伝動用ブロックベルトを、駆動プーリ及び従動プーリの各ベルト溝面に当接状に巻きかけてなるベルト駆動システムにおいて、上記ブロックベルトのブロックのベルト溝面に対する当接面は樹脂材で構成され、上記プーリのうち、少なくとも一方のプーリのベルト溝面の面粗度を、円周方向の面粗度がＲａ０．２５以下になるように設定し、半径方向の面粗度がＲａ０．３５以上になるように設定したことを特徴とするベルト駆動システム。