JP4678307B2 - Cvtエレメントおよびcvtエレメントの製造方法 - Google Patents
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Description
ベルト式のCVTは、多数のCVTエレメントを隙間無く無端状のリングに係合して形成するCVTベルトを入力側および出力側の二つのプーリに巻回し、該二つのプーリの一方または両方を割りプーリとし、CVTベルトが当接する当該プーリにおける溝の間隔を変更することにより、該二つのプーリの実質的な直径比を変動させ、変速を行うものである。
従来のベルト式のCVTに用いられるCVTエレメントおよびその製造方法については特許文献1乃至特許文献3に記載のものが知られている。
すなわち、CVTベルトの回転時においてはCVTベルトを構成するCVTエレメント間の当接箇所が時々刻々と変化する。
このような条件下でCVTエレメントの耐久性を向上させるために、直線部および曲線部におけるCVTエレメント間の当接姿勢をそれぞれ安定させることが求められている。
また、特許文献2および特許文献3に記載のCVTエレメントは、略一直線状に並んだサドル部の上半部左右の厚肉部、およびネック部の根元の厚肉部の計三箇所で隣のCVTエレメントに当接するため、CVTエレメントがネック部の根元の厚肉部を支点として左または右に傾いて当接する場合があり、CVTエレメントの姿勢が安定しないという問題がある。
CVTのプーリに当接する面が側部に形成されるサドル部と、
該サドル部に延設されるネック部と、
該ネック部に延設されるヘッド部と、
前記サドル部、ネック部およびヘッド部にて囲んだ位置に形成した係合溝と、
を具備し、
表面または裏面で当接した状態で複数積層して前記係合溝を無端状のリングに係合することによりCVTベルトを形成するCVTエレメントにおいて、
前記表面または前記裏面の少なくとも一方における前記ヘッド部の左右略中央部から前記ネック部を経て前記サドル部の左右略中央部に至る部分まで、前記ヘッド部における幅が前記サドル部における幅よりも小さい凹み部を連続して形成し、
前記CVTエレメントを前記複数積層した状態では、
隣接するCVTエレメントのヘッド部においては、一方のCVTエレメントの裏面または表面における凹み部を除くヘッド部の左右端部と、他方のCVTエレメントの表面または裏面におけるヘッド部の左右端部とがそれぞれ当接し、
隣接するCVTエレメントのサドル部においては、一方のCVTエレメントの裏面または表面における凹み部を除くサドル部の左右端部と、他方のCVTエレメントの表面または裏面におけるサドル部の左右端部とがそれぞれ当接するものである。
前記凹み部の形状を、前記ヘッド部から前記サドル部に向かって拡がるテーパー状とするものである。
CVTのプーリに当接する面が側部に形成されるサドル部と、
該サドル部に延設されるネック部と、
該ネック部に延設されるヘッド部と、
前記サドル部、ネック部およびヘッド部にて囲んだ位置に形成した係合溝と、
を具備し、
表面または裏面で当接した状態で複数積層して前記係合溝を無端状のリングに係合することによりCVTベルトを形成するCVTエレメントの製造方法において、
前記表面または前記裏面の少なくとも一方における前記ヘッド部の左右略中央部から前記ネック部を経て前記サドル部の左右略中央部に至る部分に、前記ヘッド部における幅が前記サドル部における幅よりも小さい凹み部を連続して形成する工程を含み、
前記CVTエレメントを前記複数積層した状態では、
隣接するCVTエレメントのヘッド部においては、一方のCVTエレメントの裏面または表面における凹み部を除くヘッド部の左右端部と、他方のCVTエレメントの表面または裏面におけるヘッド部の左右端部とがそれぞれ当接し、
隣接するCVTエレメントのサドル部においては、一方のCVTエレメントの裏面または表面における凹み部を除くサドル部の左右端部と、他方のCVTエレメントの表面または裏面におけるサドル部の左右端部とがそれぞれ当接するものである。
前記凹み部の形状を、前記ヘッド部から前記サドル部に向かって拡がるテーパー状とするものである。
CVT1はベルト式のCVTであり、入力側プーリ2、出力側プーリ3、CVTベルト4等を具備する。
入力側プーリ2および出力側プーリ3は回転可能に軸支され、これらにCVTベルト4が巻回される。エンジン(不図示)等からCVT1に入力された駆動力は、入力側プーリ2からCVTベルト4を経て出力側プーリ3に伝達され、出力される。
入力側プーリ2および出力側プーリ3はいわゆる割りプーリであり、CVTベルト4が係合する外周面の溝の幅を調整することにより、CVTベルト4における入力側プーリ2および出力側プーリ3に係合する部分の曲率半径を変更し、ひいてはCVT1の入力側の回転速度と出力側の回転速度の比(変速比)を変更することが可能である。
リング5・5は鋼鉄等の金属材料からなる無端状のリングである。CVTベルト4を構成するCVTエレメント10は、それぞれ隣接するCVTエレメント10・10と表面または裏面で当接した状態で積層され、リング5・5に係合される。
なお、以下では説明の便宜上、図2、図3および図6中の矢印Aの方向を「前方」と定義するとともに、CVTエレメント10の前方側の面を「表(オモテ)面」、CVTエレメント10の後方側の面を「裏面」と定義する。
当接支持面11bは、CVTエレメント10・10・・・を積層したときに隣接するCVTエレメント10の裏面に当接し得る面であり、特に、CVTエレメント10が曲線部に位置するとき(入力側プーリ2および出力側プーリ3のいずれか一方の溝に当接しているとき)に隣接するCVTエレメント10の裏面に強く当接する面である。
テーパー面11cが形成されるCVTエレメント10の最下部はCVTベルト4の内周部となる部分であり、テーパー面11cと隣接するCVTエレメント10の裏面との間には隙間が形成される(図1参照)。従って、CVTベルト4が入力側プーリ2および出力側プーリ3に巻回されたときに、CVTベルト4が入力側プーリ2および出力側プーリ3に沿って容易に湾曲することが可能である。
ヘッド部13の表面の略中央部には係合突起13aが形成されるとともに、ヘッド部13の裏面の略中央部には係合孔13bが形成される。
係合突起13aが隣接するCVTエレメント10の係合孔13bに係合することにより、CVTエレメント10・10・・・を積層する際に略一直線に並ぶことを容易としている。
これは、ヘッド部13の左右端部が入力側プーリ2や出力側プーリ3、あるいはその他の部材に干渉することを防止するためである。また、CVTベルト4の外周側に位置するヘッド部13の重量をヘッド部13に求められる強度を確保した上で極力小さくすることにより、CVTベルト4が回転している時にCVTベルト4に作用する遠心力を極力小さくし、CVTベルト4の回転を滑らかにするためである。
凹み部15はCVTエレメント10の裏面における凹み部15以外の部分よりも数10μm程度凹んで(低くなって)おり、CVTエレメント10・10・・・を積層した場合には隣接するCVTエレメント10の表面に当接しない。
また、ヘッド部13における凹み部15の幅W1は、サドル部11における凹み部15の幅W2よりも小さい(W1<W2)。
CVT1の入力側プーリ2および出力側プーリ3に当接するプーリ当接面11a・11aが左右側部に形成されるサドル部11と、
サドル部11に延設されるネック部12と、
ネック部12に延設されるヘッド部13と、
サドル部11、ネック部12およびヘッド部13にて囲んだ位置に形成した係合溝14・14と、
を具備し、
表面または裏面で当接した状態で複数積層して係合溝14・14を無端状のリング5・5に係合することによりCVTベルト4を形成するCVTエレメントにおいて、
前記裏面におけるヘッド部13の左右略中央部からネック部12を経てサドル部11の左右略中央部に至る部分に、ヘッド部13における幅W1がサドル部11における幅W2よりも小さい凹み部15を形成するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
CVTベルト4を構成するCVTエレメント10・10・・・のうち、直線部、すなわち入力側プーリ2および出力側プーリ3の間に位置するもの(図1参照)については、隣接するCVTエレメント10・10のヘッド部13同士が強く当接する。一方、CVTベルト4を構成するCVTエレメント10・10・・・のうち、曲線部、すなわち入力側プーリ2および出力側プーリ3のいずれか一方の溝に当接しているもの(図1参照)については、隣接するCVTエレメント10・10のサドル部11同士が強く当接する。
従って、CVTエレメント10・10のヘッド部13同士が強く当接している状態、およびサドル部11同士が強く当接している状態のいずれの状態においても、CVTエレメント10・10・・・の姿勢が安定していることが求められる。
このとき、サドル部11・11間の二箇所の当接部位が左右に大きく離れているため、隣接するCVTエレメント10・10間の傾斜量(上下方向の軸を中心とする相対的な回転量)を小さく抑えることが可能であり、CVTベルト4を構成するCVTエレメント10・10・・・の姿勢、すなわちCVTエレメント10・10・・・が互いに当接したときの姿勢が安定する。
そして、CVTエレメント10・10・・・が互いに当接したときの姿勢が安定すると、左右の当接部位にかかる圧力(面圧)が略均等となり、一方のみ摩耗が進行することによりCVTエレメント10・10・・・の姿勢が不安定化し、更なる摩耗を誘発するという悪循環を防止することが可能である。特にCVT1のトルク容量が大きくなった場合に効果が大きい。
このとき、ヘッド部13・13間の二箇所の当接部位が左右に大きく離れているため、隣接するCVTエレメント10・10間の傾斜量(上下方向の軸を中心とする相対的な回転量)を小さく抑えることが可能であり、CVTベルト4を構成するCVTエレメント10・10・・・の姿勢、すなわちCVTエレメント10・10・・・が互いに当接したときの姿勢が安定する。
そして、CVTエレメント10・10・・・が互いに当接したときの姿勢が安定すると、左右の当接部位にかかる圧力(面圧)が略均等となり、一方のみ摩耗が進行することによりCVTエレメント10・10・・・の姿勢が不安定化し、更なる摩耗を誘発するという悪循環を防止することが可能である。特にCVT1のトルク容量が大きくなった場合に効果が大きい。
特に、CVTエレメント10を打ち抜き加工で製造する場合、ヘッド部13の裏面における当接部位の面積が過小となると、打ち抜きにより発生する表面の「だれ」や裏面の「ひけ」の影響が顕著となり、当接部位を平滑な面に形成することが困難となる。
本実施例のCVTエレメント10の如く、凹み部15のヘッド部13における幅W1をサドル部11における幅W2よりも小さくすることにより、CVTエレメント10・10・・・が積層された場合に、隣接するCVTエレメント10・10のヘッド部13同士またはサドル部11同士のいずれが当接する場合でも、当接部位の面積を所定の面積以上に確保することが可能であり、当接部位に平滑な面を形成してCVTベルト4を構成するCVTエレメント10・10・・・の姿勢、すなわちCVTエレメント10・10・・・が互いに当接したときの姿勢が安定する。
なお、当接部位に必要な所定の面積はCVTエレメントの材質、大きさ、厚さ、形状、CVTベルトの使用時の張力の大きさ、CVTが適用される自動車のエンジンの出力の大きさ等により決定されるものであるため、適宜選択する必要がある。
また、サドル部21の表面の上半部に当接支持面21b、サドル部21の表面の下半部にテーパー面21cがそれぞれ形成される点、ヘッド部23の表面の略中央部に係合突起13a、ヘッド部13の裏面の略中央部に係合孔13bがそれぞれ形成される点についても、CVTエレメント10と略同じである。
すなわち、図10に示す如く、CVTエレメント20の裏面において、ヘッド部23における凹み部25とそれ以外の部分との境界25a・25aと、サドル部21における凹み部25とそれ以外の部分との境界25b・25bとは、それぞれ直線26a・26b上に位置しており、直線26a・26bの間隔は、ヘッド部23からサドル部21に向かうに従って拡がっている。
また、CVTエレメント20は、CVTエレメント10と同様に、サドル部21よりも左右の幅が小さいヘッド部25において、隣接するCVTエレメント20との当接部位の面積を平滑な面を形成可能な程度に確保することが可能であり、CVTベルト4を構成するCVTエレメント20・20・・・の姿勢(特に、図1に示す直線部においてCVTエレメント20・20・・・が互いに当接したときの姿勢)が安定する。
すなわち、切削加工によりCVTエレメント20に凹み部25を形成する場合、凹み部25の形状をヘッド部23からサドル部21に向かって拡がるテーパー状としていれば、境界25a・25aと境界25b・25bとは略一直線上(直線26a・26b上)にあるため、切削が容易である。また、出発材からCVTエレメント20を打ち抜くためのパンチ等に凸部を設けることにより打ち抜き加工時に凹み部25を合わせて形成する場合でも、当該パンチ等の形状を簡素化することが可能であり、当該パンチ等の製造コストの削減に寄与する。
すなわち、表面および裏面のうち、少なくともいずれか一方の面に凹み部を形成すれば良い。
2 入力側プーリ
3 出力側プーリ
4 CVTベルト
5 リング
10 CVTエレメント
11 サドル部
11a プーリ当接面
12 ネック部
13 ヘッド部
14 係合溝
15 凹み部
Claims (4)
- CVTのプーリに当接する面が側部に形成されるサドル部と、
該サドル部に延設されるネック部と、
該ネック部に延設されるヘッド部と、
前記サドル部、ネック部およびヘッド部にて囲んだ位置に形成した係合溝と、
を具備し、
表面または裏面で当接した状態で複数積層して前記係合溝を無端状のリングに係合することによりCVTベルトを形成するCVTエレメントにおいて、
前記表面または前記裏面の少なくとも一方における前記ヘッド部の左右略中央部から前記ネック部を経て前記サドル部の左右略中央部に至る部分まで、前記ヘッド部における幅が前記サドル部における幅よりも小さい凹み部を連続して形成し、
前記CVTエレメントを前記複数積層した状態では、
隣接するCVTエレメントのヘッド部においては、一方のCVTエレメントの裏面または表面における凹み部を除くヘッド部の左右端部と、他方のCVTエレメントの表面または裏面におけるヘッド部の左右端部とがそれぞれ当接し、
隣接するCVTエレメントのサドル部においては、一方のCVTエレメントの裏面または表面における凹み部を除くサドル部の左右端部と、他方のCVTエレメントの表面または裏面におけるサドル部の左右端部とがそれぞれ当接する、
ことを特徴とするCVTエレメント。 - 前記凹み部の形状を、前記ヘッド部から前記サドル部に向かって拡がるテーパー状とすることを特徴とする請求項1に記載のCVTエレメント。
- CVTのプーリに当接する面が側部に形成されるサドル部と、
該サドル部に延設されるネック部と、
該ネック部に延設されるヘッド部と、
前記サドル部、ネック部およびヘッド部にて囲んだ位置に形成した係合溝と、
を具備し、
表面または裏面で当接した状態で複数積層して前記係合溝を無端状のリングに係合することによりCVTベルトを形成するCVTエレメントの製造方法において、
前記表面または前記裏面の少なくとも一方における前記ヘッド部の左右略中央部から前記ネック部を経て前記サドル部の左右略中央部に至る部分に、前記ヘッド部における幅が前記サドル部における幅よりも小さい凹み部を連続して形成する工程を含み、
前記CVTエレメントを前記複数積層した状態では、
隣接するCVTエレメントのヘッド部においては、一方のCVTエレメントの裏面または表面における凹み部を除くヘッド部の左右端部と、他方のCVTエレメントの表面または裏面におけるヘッド部の左右端部とがそれぞれ当接し、
隣接するCVTエレメントのサドル部においては、一方のCVTエレメントの裏面または表面における凹み部を除くサドル部の左右端部と、他方のCVTエレメントの表面または裏面におけるサドル部の左右端部とがそれぞれ当接する、
ことを特徴とするCVTエレメントの製造方法。 - 前記凹み部の形状を、前記ヘッド部から前記サドル部に向かって拡がるテーパー状とすることを特徴とする請求項3に記載のCVTエレメントの製造方法。
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