JP4216214B2 - 組み立て式ｖベルト - Google Patents

Description

本発明は、Ｖベルト式無段変速機などに用いるのに有用な組み立て式Ｖベルトの改良提案に関するものである。

組み立て式Ｖベルトとしては通常、特許文献１に記載のように、プーリＶ溝の対向円錐面にそれぞれ摩擦接触する傾斜側面を有した略Ｖ形の平板エレメントを多数個、無終端形状に連続配置し、これら平板エレメントのサドル面に無終端バンドを掛けて構成するのが普通である。

そして図４（ａ）にも示すように、無終端バンドａの一側縁ｂに応力集中が起きるのを緩和するため、これをサドル面ｃから逃がす逃げ溝ｄを平板エレメントｅに形成し、平板エレメントｅには更に、これらサドル面ｃおよび逃げ溝ｄ間を所定の曲率（曲率半径ｒ）で連続させる円弧部ｆを形成する技術が特許文献１に示唆されている。

ところで図４（ａ）の構成では、無終端バンドａの一側縁ｂがサドル面ｃと円弧部ｆとの間における境界部ｇから円弧部ｆを越えて逃げ溝ｄの上方まで大きく張り出していたため、以下の問題を生ずる。

つまり、サドル面ｃ（長さをL1で示す）と接する無終端バンドａの領域は、サドル面ｃがバンド自動調心用に中高のクラウニング形状に形成されているため、これからの法線力を受けてサドル面ｃのクラウニング形状に沿うようバンド幅方向に大きく湾曲されるのに対し、上記の大きな張り出し部ｈはサドル面ｃから外れていてこれからの法線力を受けないため、さほどバンド幅方向に湾曲されない。

このため無終端バンドａが、サドル面ｃと接してバンド幅方向に大きく湾曲される領域と、バンド幅方向にさほど湾曲されることのない張り出し部ｈとの境界部において、サドル面ｃから局部的に大きな面圧を受け、ここでの摩耗の進行が他の部分よりも速くなるため、無終端バンドａに摩耗しにくい高価な材料を用いざるを得ないという問題があった。

そこで特許文献１には、サドル面ｃを構成するクラウニングの頂点から境界部ｇまでの曲率半径を、境界部ｇに向かうにつれ小さくなるよう変化させて、サドル面ｃから無終端バンドａへの法線力がクラウニング頂点位置から境界部ｇに向かうにつれ徐々に小さくなるようにした技術が提案されている。
この技術によれば、無終端バンドａがサドル面ｃと接する領域と、張り出し部ｈとの境界部において、バンド幅方向の湾曲量を急変されることがなく、この境界部がサドル面ｃから局部的に大きな面圧を受けて局部摩耗するという問題がないため、無終端バンドａに高価な材料を用いる必要がない。
特開２００３−２６９５４７号公報

しかし、従来のようにサドル面ｃを構成するクラウニングの頂点から境界部ｇまでの曲率半径を、境界部ｇに向かうにつれ小さくなるよう変化させるのでは、実質的なサドル面ｃと無終端バンドａとの接触面積が減少し、無終端バンドａの面圧が増大しても強度が低下しないようにする必要があるため平板エレメントｅの大型化を免れない。

本発明は、図４（ａ）にｈで示す無終端バンドの張り出し部を極く小さくすれば、サドル面と接する無終端バンドのバンド幅領域と、張り出し部との境界部において、無終端バンドのバンド幅方向変形量の急変を生ずることがなく、この境界部がサドル面から局部的に大きな面圧を受けて局部摩耗するという前記の問題を解消し得るとの事実認識にもとづき、
この着想を具体化して、この問題解決に加え、サドル面と無終端バンドとの接触面積の増大により、無終端バンドの面圧の増大に関する上記の問題をも解消し得るようにした組み立て式Ｖベルトを提案することを目的とする。

この目的のため、本発明による組み立て式Ｖベルトは、請求項１に記載のごとく、
プーリＶ溝の対向円錐面にそれぞれ摩擦接触する傾斜側面を有して略Ｖ形を成す平板状のＶ形本体部と、該Ｖ形本体部の幅広側外側面の中程に突設した首部と、該首部の先端に設けられた平板状頭部との一体結合により成る平板エレメントを多数個、無終端形状に連続配置して具え、これら平板エレメントの首部を挟んでその両側における前記Ｖ形本体部の幅広側外側面に設定したサドル面に無終端バンドを掛けて構成され、これらサドル面と前記首部との間に、該無終端バンドの一側縁を前記サドル面から逃がす逃げ溝と、これらサドル面および逃げ溝間を所定の曲率で連続させる円弧部とを前記平板エレメントに形成した組み立て式Ｖベルトにおいて、
前記逃げ溝の底部を前記首部から遠ざかるように前記バンド幅方向に屈曲させて、前記円弧部を越えて前記サドル面と重なる位置まで延在させ、少なくとも前記円弧部が無終端バンドの一側縁と重なる位置となるよう前記サドル面を無終端バンドの幅方向に延長したことを特徴とするものである。

かかる本発明の構成になる組み立て式Ｖベルトによれば、サドル面の上記延長の結果、
サドル面と円弧部との境界部から円弧部上に張り出す無終端バンドの張り出し部が極く小さくなり、サドル面と接する無終端バンドのバンド幅領域と、張り出し部との境界部において、サドル面と無終端バンドとの接触面積がサドル面の上記延長分だけ増大され、これにより無終端バンドの面圧が低下される結果、無終端バンドの摩耗を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一実施例になる組み立て式Ｖベルト１を用いたＶベルト式無段変速機の概略を示し、このＶベルト式無段変速機はプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３を両者のＶ溝が整列するよう配して具え、これらプーリ２，３のＶ溝間に本実施例になる組み立て式Ｖベルト１を掛け渡す。

プライマリプーリ２には図１に矢印により示すごとく、図示せざる前後進切り替え機構を経てエンジン回転を入力し、プライマリプーリ２からＶベルト１を経てセカンダリプーリ３に達した回転は図１に矢印で示すごとく、図示せざるファイナルドライブギヤ組およびディファレンシャルギヤ装置を経て車輪に至るものとする。

上記の動力伝達中にプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３間における回転伝動比（変速比）を変更可能にするために、プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３のＶ溝を形成するフランジのうち一方を固定フランジ２ａ，３ａとし、他方のフランジ２ｂ，３ｂを軸線方向へ変位可能な可動フランジとする。
これら可動フランジ２ｂ，３ｂはそれぞれ、ライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧をプライマリプーリ室２ｃおよびセカンダリプーリ室３ｃに供給することにより固定フランジ２ａ，３ａに向け附勢し、これによりＶベルト１をプーリフランジに摩擦係合させてプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３間での前記動力伝達を可能にする。

なお変速に際しては、目標変速比に対応させて発生させたプライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧間の差圧により両プーリ２，３のＶ溝幅を変更して、これらプーリ２，３に対するＶベルト１の巻き掛け円弧径を連続的に変化させることで目標変速比を実現することができる。

組み立て式Ｖベルト１は図２に示すように、多数の平板エレメント１１と、これら平板エレメント１１に掛けた無終端積層バンド１２とで以下のごとくに構成する。
各平板エレメント１１は図３に明示するように、
プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３のプーリＶ溝を形成する対向円錐面２ｄ，３ｄ（図１および図２参照）にそれぞれ摩擦接触する傾斜側面１３ａ，１３ｂを有して図３（ｂ）に示すごとく略Ｖ形を成す平板状のＶ形本体部１３と、
該Ｖ形本体部１３のプーリ径方向外方における幅広側外側面１３ｃの中程に突設した首部１４と、
ベルト走行方向に見て図３（ｂ）に示すごとく略三角形を成すよう首部１４の先端に設けられた平板状の三角頭部１５との一体結合により構成する。

上記の平板エレメント１１は多数個を、図１および図２のごとく無終端形状に連続配置する。
そして、これら平板エレメント１１の首部１４を挟んでその両側に図３（ａ），（ｂ）に示すごとく三角頭部１５およびＶ形本体部１３により形成されたスリット部１６にそれぞれ、図１および図２のごとく上記の無終端積層バンド１２を挿入し、無終端積層バンド１２の内周面を、首部１４の両側におけるＶ形本体部１３の幅広側外側面１３ｃに設定したバンド幅方向中高のクラウニング形状としたサドル面１７に掛けて組み立て式Ｖベルト１を組み立てる。

ところで本実施例においては特に、首部１４の両側におけるサドル面１７と、首部１４との間においてＶ形本体部１３に、図４（ｂ）に明示するごとく、首部１４に近い無終端積層バンド１２の一側縁１２ａをサドル面１７から逃がす逃げ溝１８を形成し、この逃げ溝１８により無終端積層バンド１２の一側縁１２ａに応力集中が起きるのを緩和する。
Ｖ形本体部１３には更に、サドル面１７および逃げ溝１８間を所定の曲率（曲率半径ｒ）で連続させる円弧部１９を形成する。

そしてサドル面１７のバンド幅方向における長さL2は、従来の図４（ａ）に示す長さL1よりも首部１４に向け延長して長くし、その延長量ΔＷ（＝L2−L1）を、前記のクラウニングによりバンド幅方向の位置を自動調心される無終端積層バンド１２の上記一側縁１２ａに円弧部１９が重なる位置となるよう決定する。
かかるサドル面１７の延長により、サドル面１７と円弧部１９との境界部ｇから首部１４までの距離は、従来図４（ａ）にW1で示すごときものであったのに対し、本実施例では図４（ｂ）にW2で示すごとき小さなものとなる。

なお逃げ溝１８は、その底部１８ａを首部１４から遠ざかるバンド幅方向に屈曲させ、円弧部１９を越えてサドル面１７とプーリ径方向（図４の上下方向）に重なる位置まで延在させ、
これにより、プーリ径方向（図４の上下方向）においてＶ形本体部１３の他の部分よりも低剛性の舌片２０を設定し、この舌片２０上に円弧部１９およびこれに連なるサドル面１７端部が形成されているものとする。

上記した本実施例の組み立て式Ｖベルト１によれば、サドル面１７のバンド幅方向への上記延長ΔＷの結果、サドル面１７と無終端積層バンド１２との接触面積がサドル面１７の上記延長（ΔＷ）分だけ増大され、これにより無終端積層バンド１２の面圧が低下される結果、無終端積層バンド１２の摩耗を防止することができる。

なお、サドル面１７のバンド幅方向への延長量ΔＷは、これを大きくするほど図５に示すごとく、無終端積層バンド１２の面圧低下率ΔＰが大きくなって上記後者の作用効果を顕著に奏し得るが、サドル面延長量ΔＷを或る値ΔW1以上にしても無終端積層バンド１２の面圧低下率ΔＰが固定され、それ以上の効果は得られないことを確かめた。

図４（ｃ）は、無終端積層バンド１２が前記した通りクラウニングによりバンド幅方向に自動調心されるといえども、変速時などにおいて二点鎖線で示すごとく逃げ溝１８に向かうバンド幅方向へ位置ずれすることから、無終端積層バンド１２が二点鎖線で示すように最大限位置ずれした時にも円弧部１９が無終端積層バンド１２の一側縁１２ａと重なる位置となるようサドル面１７を首部１４に向け延長させた本発明の他の実施例を示す。

本実施例によれば、サドル面１７のバンド幅方向における長さL3が、図４（ｂ）の実施例におけるサドル面長さL2よりも更に長くなり、従来のサドル面長さL1に対する延長量ΔＷ（＝L3−L1）が図５にΔW1で示したものとなる。
かかるサドル面１７の更なる延長により、サドル面１７と円弧部１９との境界部ｇから首部１４までの距離は、図４（ｂ）におけるW2よりも更に小さなW3で示すごときものとなる。
そして本実施例の構成によれば、無終端積層バンド１２が二点鎖線で示すように最大限位置ずれした時にも、円弧部１９が無終端積層バンド１２の一側縁１２ａと重なっていて図４（ｂ）につき前述した作用効果を同様に奏することができる。

なお本実施例においても図４（ｂ）の場合と同じく、逃げ溝１８は、その底部１８ａを首部１４から遠ざかるバンド幅方向に屈曲させ、円弧部１９を越えてサドル面１７とプーリ径方向（図４の上下方向）に重なる位置まで延在させて舌片２０を設定し、この舌片２０上に円弧部１９およびこれに連なるサドル面１７端部が形成されているものとする。

かように、舌片２０上に円弧部１９およびこれに連なるサドル面１７端部を形成した図４（ｂ）および図４（ｃ）の構成によれば、無終端積層バンド１２の摩耗を一層防止することができる。

本発明の一実施例になる組み立て式Ｖベルトを具えたＶベルト式無段変速機の要部を示す縦断側面図である。 図１に示すＶベルト式無段変速機のプーリに対する組み立て式Ｖベルトの巻き掛け状態を示す側面図である。 同組み立て式Ｖベルトの詳細を示し、 （ａ）は、その一部側面図、 （ｂ）は、その平板エレメントと、これに掛けた無終端積層バンドとの関係を示す断面図である。 従来の組み立て式Ｖベルトと、本発明による組み立て式Ｖベルトとを比較して示すもので、 （ａ）は、従来の組み立て式Ｖベルトを成す平板エレメントの要部を、これに掛けた無終端積層バンドと共に拡大して示す詳細説明図、 （ｂ）は、図３に示す組み立て式Ｖベルトを成す平板エレメントの要部を、これに掛けた無終端積層バンドと共に拡大して示す詳細説明図、 （ｃ）は、本発明の他の実施例を示す、図４（ｂ）と同様な拡大詳細説明図である。 本発明によるサドル面延長量と、無終端積層バンドの面圧低下率との関係を示した線図である。

符号の説明

１ 組み立て式Ｖベルト
２ プライマリプーリ
３ セカンダリプーリ
2a,3a 固定フランジ
2b,3b 可動フランジ
11 平板エレメント
12 無終端積層バンド
12a 無終端積層バンドの一側縁
13 平板状Ｖ形本体部、
13c 幅広側外側面
14 首部
15 平板状三角頭部
16 スリット部
17 サドル面
18 逃げ溝
18a 逃げ溝底部
19 円弧部
ｇ サドル面と円弧部との境界部
20 舌片
ｈ 無終端積層バンドの張り出し部

Claims (2)

1. プーリＶ溝の対向円錐面にそれぞれ摩擦接触する傾斜側面を有して略Ｖ形を成す平板状のＶ形本体部と、該Ｖ形本体部の幅広側外側面の中程に突設した首部と、該首部の先端に設けられた平板状頭部との一体結合により成る平板エレメントを多数個、無終端形状に連続配置して具え、これら平板エレメントの首部を挟んでその両側における前記Ｖ形本体部の幅広側外側面に設定したサドル面に無終端バンドを掛けて構成され、これらサドル面と前記首部との間に、該無終端バンドの一側縁を前記サドル面から逃がす逃げ溝と、これらサドル面および逃げ溝間を所定の曲率で連続させる円弧部とを前記平板エレメントに形成した組み立て式Ｖベルトにおいて、
   前記逃げ溝の底部を前記首部から遠ざかるように前記バンド幅方向に屈曲させて、前記円弧部を越えて前記サドル面と重なる位置まで延在させ、
   少なくとも前記円弧部が無終端バンドの一側縁と重なる位置となるよう前記サドル面を無終端バンドの幅方向に延長したことを特徴とする組み立て式Ｖベルト。
2. 請求項１に記載の組み立て式Ｖベルトにおいて、
   前記無終端バンドが前記逃げ溝に向かうバンド幅方向へ最大限位置ずれした時に前記円弧部が無終端バンドの一側縁と重なる位置となるよう前記サドル面を無終端バンドの幅方向に延長したことを特徴とする組み立て式Ｖベルト。

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