JP4864782B2 - 伝動用無端ベルト製造装置及び伝動用無端ベルト製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、伝動用無端ベルト製造装置及び伝動用無端ベルト製造方法に関するものである。

従来、自動変速機を搭載した車両においては、エンジンを駆動することによって発生させられた回転を、変速機構に伝達し、該変速機構において変速を行い、変速が行われた後の回転を駆動輪に伝達して車両を走行させるようにしている。

前記自動変速機には、有段変速機及び無段変速機が有り、該無段変速機においては、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に伝動用無端ベルトを構成するベルトが張設され、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの半径方向におけるベルトの位置、すなわち、有効径を変化させることによって、変速機構の変速比を無段で変化させるようにしている。そのために、プライマリプーリ及びセカンダリプーリはそれぞれ固定シーブ及び可動シーブを備え、該各可動シーブを油圧サーボ、電動機等の駆動手段によって移動させることにより、前記有効径を変化させるようになっている。

前記ベルトとしては、種々の形式のものが提供されているが、それらのうちの一形式として、多層に重ねられたリンクプレートをジョイントピンによってチェーン状に連結し、ジョイントピンの両端面と固定シーブ及び可動シーブの壁面とを係合させることによってトルクを伝達する形式のものがある。

ところで、前記ベルトを製造するための製造装置、すなわち、伝動用無端ベルト製造装置は二つのプーリを備え、前記ベルトを二つのプーリ間に張設し、各プーリの軸間の距離を長くすることによって、前記ベルトに過大な張力を加えるようになっている。この場合、張力が加わるのに伴って、各リンクプレートの表面は塑性変形をするのに対して、内部は弾性変形をする。したがって、その後、加えた張力をなくすと、リンクプレートの表面が圧縮された状態で内部に残留応力が発生するので、強度をその分大きくすることができる。その結果、ベルトの耐久性を向上させることができる（特許文献１参照。）。
特開２００６−１０２７８４号公報

しかしながら、前記従来の伝動用無端ベルト製造装置においては、前記ベルトに張力を加えると、両端がプーリに当接しているジョイントピンにプーリからの反力が加わり、ジョイントピンが大きく撓（たわ）み、湾曲してしまう。

これにより、ジョイントピンの中央部に位置するリンクプレートはそれほど変形せず、張力による荷重の分担が少ないのに対して、ジョイントピンの両端の近傍に位置するリンクプレートは大きく変形し、張力による荷重の分担が大きくなってしまう。したがって、各リンクプレート間における残留応力にばらつきが生じ、ベルトの品質が低下してしまうだけでなく、所望の残留応力を発生させることができないので、ベルトの耐久性がその分低下してしまう。

本発明は、前記従来の伝動用無端ベルト製造装置の問題点を解決して、ベルトの品質及び耐久性を向上させることができる伝動用無端ベルト製造装置及び伝動用無端ベルト製造方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の伝動用無端ベルト製造装置においては、変速機構を構成するプライマリプーリとセカンダリプーリとの間に張設され、リンクプレート、及び該リンクプレートを連結するピンを備えたベルトを製造するようになっている。

そして、所定の距離を置いて回転自在に配設された第１、第２のプーリと、前記ベルトの、第１、第２のプーリに対する巻き掛け位置を変更するための駆動部とを有する。

また、前記第１、第２のプーリのＶ溝の開き角度が、前記変速機構におけるプライマリプーリ及びセカンダリプーリの開き角度より大きく設定される。

本発明によれば、伝動用無端ベルト製造装置においては、変速機構を構成するプライマリプーリとセカンダリプーリとの間に張設され、リンクプレート、及び該リンクプレートを連結するピンを備えたベルトを製造するようになっている。

そして、所定の距離を置いて回転自在に配設された第１、第２のプーリと、前記ベルトの、第１、第２のプーリに対する巻き掛け位置を変更するための駆動部とを有する。

また、前記第１、第２のプーリのＶ溝の開き角度が、前記変速機構におけるプライマリプーリ及びセカンダリプーリの開き角度より大きく設定される。

この場合、前記第１、第２のプーリのＶ溝の開き角度が、前記変速機構におけるプライマリプーリ及びセカンダリプーリの開き角度より大きく設定されるので、前記開き角度が大きくなる分だけ、第１、第２のプーリの軸方向における反力の分力が小さくなる。したがって、ピンの撓み量が少なくなり、各リンクプレート間における残留応力にばらつきが生じるのを防止することができる。その結果、ベルトの品質を向上させることができるだけでなく、所望の残留応力を発生させることができるので、ベルトの耐久性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における無段変速機の概念図である。

図に示されるように、無段変速機１０は、ベルト式の変速機構１０２、前後進切換装置１０３、ロックアップクラッチ１０５を内蔵した流体伝動装置としてトルクコンバータ１０６、中間伝動軸としてのカウンタシャフト１０７及び差動装置としてのディファレンシャル装置１０９を備える。

前記トルクコンバータ１０６は、図示されないエンジンの出力軸１１０にフロントカバー１１７を介して連結されたポンプインペラ１１１、入力軸１１２にロックアップクラッチプレート１０４及びダンパスプリング１２０を介して連結されたタービンランナ１１３、並びにワンウェイクラッチ１１５を介して支持されたステータ１１６を備える。そして、前記ロックアップクラッチ１０５は、入力軸１１２とフロントカバー１１７との間に配設される。なお、１２１はポンプインペラ１１１に連結されて駆動されるオイルポンプである。

前記変速機構１０２は、回転自在に配設された駆動側のプーリとしてのプライマリプーリ１２６、該プライマリプーリ１２６と所定の距離を置いて、回転自在に配設された従動側のプーリとしてのセカンダリプーリ１３１、及び前記プライマリプーリ１２６とセカンダリプーリ１３１との間に張設された伝動部材としての金属製のベルト１３２を有する。そして、前記プライマリプーリ１２６は、駆動軸としてのプライマリシャフト１２２に固定された第１のシーブとしての固定シーブ１２３、及び前記プライマリシャフト１２２に対して軸方向に摺（しゅう）動自在に支持された第２のシーブとしての可動シーブ１２５から成り、セカンダリプーリ１３１は、従動軸としてのセカンダリシャフト１２７に固定された第１のシーブとしての固定シーブ１２９、及び前記セカンダリシャフト１２７に対して軸方向に摺動自在に支持された第２のシーブとしての可動シーブ１３０から成る。

また、可動シーブ１２５の背面にはダブルピストンから成る第１のシーブ駆動部としての油圧サーボ１３３が、可動シーブ１３０の背面にはシングルピストンから成る第２のシーブ駆動部としての油圧サーボ１３５が配設される。なお、該油圧サーボ１３５によって挟持圧発生部が構成される。

前記油圧サーボ１３３は、プライマリシャフト１２２に固定されたシリンダ部材１３６及び反力支持部材１３７、並びに可動シーブ１２５の背面に固定された筒状部材１３９及びピストン部材１４０を備え、前記筒状部材１３９、反力支持部材１３７、及び可動シーブ１２５の背面によって第１の油室１４１が、シリンダ部材１３６及びピストン部材１４０によって第２の油室１４２が形成される。

そして、前記第１、第２の油室１４１、１４２が連通孔１３７ａによって互いに連通させられ、油圧サーボ１３３に油圧サーボ１３５と同じ油圧を供給することによって、油圧サーボ１３３に発生させられる軸力は、油圧サーボ１３５に発生させられる軸力のほぼ２倍になる。

一方、前記油圧サーボ１３５は、セカンダリシャフト１２７に固定された反力支持部材１４３、及び可動シーブ１３０の背面に固定された筒状部材１４５を備え、前記反力支持部材１４３、筒状部材１４５、及び可動シーブ１３０の背面によって１個の油室１４６が形成されるとともに、可動シーブ１３０と反力支持部材１４３との間にプリロード用のスプリング１４７が配設される。

前記前後進切換装置１０３は、差動回転装置としてのダブルピニオンプラネタリギヤ１５０、第１の係脱要素としてのリバースブレーキＢ、及び第２の係脱要素としてのダイレクトクラッチＣを有する。前記ダブルピニオンプラネタリギヤ１５０において、第１の回転要素としてのサンギヤＳと入力軸１１２とが連結され、第１、第２のピニオンＰ１、Ｐ２を支持する第２の回転要素としてのキャリヤＣＲと固定シーブ１２３とが連結され、第３の回転要素としてのリングギヤＲと前記リバースブレーキＢとが連結され、キャリヤＣＲとリングギヤＲとが前記ダイレクトクラッチＣを介して連結される。

そして、前記カウンタシャフト１０７には、大ギヤ１５１及び小ギヤ１５２が固定され、前記大ギヤ１５１は、セカンダリシャフト１２７に固定されたギヤ１５３と噛（し）合し、また、小ギヤ１５２は、ディファレンシャル装置１０９のデフケース１６６に固定されたギヤ１５５と噛合する。前記ディファレンシャル装置１０９においては、前記デフケース１６６に支持されたデフギヤ１５６の回転が、左右の差動要素としてのサイドギヤ１５７、１５９を介して左右の車軸１６０、１６１に伝達される。なお、大ギヤ１５１、小ギヤ１５２及びギヤ１５３、１５５によって回転伝達系が構成される。

また、固定シーブ１２３の外周縁には、第１の回転検出要素としての多数の凹凸部１２３ａが歯切りによって等間隔に形成され、前記凹凸部１２３ａに臨ませて、図示されないケースに固定された電磁ピックアップから成る第１の回転検出部としてのプライマリプーリ回転速度センサ１６２が配設され、該プライマリプーリ回転速度センサ１６２によって入力側の回転速度であるプライマリプーリ回転速度が検出される。前記固定シーブ１２９の外周縁には、第２の回転検出要素としての多数の凹凸部１２９ａが歯切りによって等間隔に形成され、前記凹凸部１２９ａに臨ませて、前記ケースに固定された電磁ピックアップから成る第２の回転検出部としてのセカンダリプーリ回転速度センサ４４が配設され、該セカンダリプーリ回転速度センサ４４によって出力側の回転速度であるセカンダリプーリ回転速度が検出される。なお、セカンダリプーリ回転速度センサ４４は、車速センサとしても機能し、車両の走行条件を表す車速Ｖを検出することができる。

また、前記フロントカバー１１７に近接させて前記ケースに固定された電磁ピックアップから成る第３の回転検出部としてのエンジン回転速度センサ１６５が配設され、該エンジン回転速度センサ１６５によってエンジン負荷を表すエンジン回転速度Ｎｅを検出することができる。

前記構成の無段変速機１０において、前記エンジンを駆動することによって発生させられた回転は、トルクコンバータ１０６及び前後進切換装置１０３を介して変速機構１０２に伝達され、該変速機構１０２において変速が行われた後、ギヤ１５３、大ギヤ１５１、小ギヤ１５２及びギヤ１５５を介してディファレンシャル装置１０９に伝達される。そして、前記前後進切換装置１０３において、リバースブレーキＢを解放した状態でダイレクトクラッチＣを係合させると、ダブルピニオンプラネタリギヤ１５０は直結状態になり、入力軸１１２に伝達された回転はそのままプライマリプーリ１２６に伝達され、車両が前進させられる。また、リバースブレーキＢを係合させた状態でダイレクトクラッチＣを解放すると、入力軸１１２に伝達された回転は、逆転させられた状態でプライマリプーリ１２６に伝達され、車両が後退させられる。

そして、前記油圧サーボ１３３は、プライマリプーリ１２６及びセカンダリプーリ１３１の有効径を変更するために使用される。すなわち、シフトアップの変速を行う場合、油圧サーボ１３３に油圧が供給され、前記プライマリプーリ１２６の有効径が大きくされ、セカンダリプーリ１３１の有効径が小さくされる。その結果、変速比が小さくされる。また、シフトダウンの変速を行う場合、油圧サーボ１３３の油圧がドレーンされ、前記プライマリプーリ１２６の有効径が小さくされ、セカンダリプーリ１３１の有効径が大きくされる。その結果、変速比が大きくされる。

また、前記油圧サーボ１３５は、ベルト１３２の挟持圧を発生させ、かつ、変更するために使用される。すなわち、油圧サーボ１３５に油圧が供給されると、該油圧に対応する挟持圧が発生させられ、セカンダリプーリ１３１は、固定シーブ１２９及び可動シーブ１３０によって前記挟持圧でベルト１３２を挟持する。

そして、油圧回路に図示されない第１、第２の油圧調整弁が配設され、該第１、第２の油圧調整弁によって発生させられた油圧がそれぞれ油圧サーボ１３３、１３５に供給される。そのために、図示されない自動変速機制御部において発生させられたソレノイド信号が前記第１、第２の油圧調整弁のソレノイドに送られる。

なお、本実施の形態において、油圧サーボ１３３は、プライマリプーリ１２６及びセカンダリプーリ１３１の有効径を変更するために使用され、油圧サーボ１３５は、ベルト１３２の挟持圧を発生させ、かつ、変更するために使用されるようになっているが、油圧サーボ１３５をプライマリプーリ１２６及びセカンダリプーリ１３１の有効径を変更するために使用し、油圧サーボ１３５をベルト１３２の挟持圧を発生させ、かつ、変更するために使用することもできる。

また、本実施の形態においては、前記第１、第２のシーブ駆動部として油圧サーボ１３３、１３５が使用されるが、該油圧サーボ１３３、１３５のうちの少なくとも一方を電動機に代えることもできる。その場合、電動機を駆動することによって可動シーブ１２５、１３０のうちの少なくとも一方が軸方向に移動させられ、可動シーブ１２５の位置を調整することによってプライマリプーリ１２６及びセカンダリプーリ１３１の有効径を変更したり、可動シーブ１３０の位置を調整することによってベルト１３２の挟持圧を変更したりすることができる。

次に、前記ベルト１３２について説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態におけるベルトの要部を示す側面図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるベルトの要部を示す平面図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるベルトの断面図である。

前記ベルト１３２は、多数の平板状のリンクプレート５１（５１ａ、５１’ａ、５１ｂ、５１’ｂ、…）、該リンクプレート５１を相互に連結する第１、第２のピンとしてのジョイントピン５２、５３、及び規制部材としてのリテーナ５４を備える。本実施の形態において、前記ジョイントピン５２、５３は、互いに当接させて配設され、長いピンと短いピンとから成り、分割ピン構造を有するが、一つのピンによって形成することができる。

なお、図において、説明の便宜上、一部の部品の図示が省略される。例えば、リンクプレート５１ａの部位における一方のジョイントピン５３及びリテーナ５４、リンクプレート５１ｂの部位における両リテーナ５４の図示は省略され、リンクプレート５１ｅの部位における一方のジョイントピン５２及びリテーナ５４の図示が省略されている。

各リンクプレート５１は、同じ形状を有し、薄鋼板を打抜き加工等を行うことによって形成され、４隅が丸められたほぼ矩（く）形の形状を有する板材を構成する。また、ベルト１３２の長手方向において隣接する各リンクプレート５１は、一対のジョイントピン５２、５３によって互いに揺動可能になるように連結され、したがって、前記ベルト１３２は、所定の回転半径で湾曲し、プライマリプーリ１２６（図２）及びセカンダリプーリ１３１に巻き掛けられる。なお、一点鎖線Ｐは、ピッチ線であり、各ジョイントピン５２の固定シーブ１２３及び可動シーブ１２５と当接する部分を結んだ線、及びその線をベルト１３２が直線状に延在する部分に延長した線から成る。

前記各リンクプレート５１は、長円形の環状体から成り、厚さ方向に貫通する長穴状の貫通部５５を備え、該貫通部５５は、両端に形成され、ジョイントピン５２、５３を貫通させるための一対のピン挿通部６１、及び各ピン挿通部６１を連結する連結部６２を備える。該連結部６２が形成される分だけリンクプレート５１を軽量化することができる。なお、前記ピン挿通部６１を、ジョイントピン５２、５３ごとに独立させた二つの穴によって形成することができる。

前記貫通部５５の内周面は、各ピン挿通部６１と連結部６２との境界部分ｐ１、ｐ２において、内径が、ジョイントピン５２、５３を組み合わせたときの外径よりわずかに小さくされ、ジョイントピン５２、５３は、境界部分ｐ１、ｐ２において回り止めされ、係止させられる。前記構成の各リンクプレート５１は、ジョイントピン５２、５３の長さ方向（以下「板厚方向」という。）において隣接するもの同士（リンクプレート５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…と、リンクプレート５１’ａ、５１’ｂ、５１’ｃ、…と）が、ジョイントピン５２、５３の配設されたピッチ分だけ長手方向にずらして積層される。このとき、リンクプレート５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…のピン挿通部６１と、リンクプレート５１’ａ、５１’ｂ、５１’ｃ、…のピン挿通部６１とによって、ほぼ円形の形状の穴が形成される。

そして、ジョイントピン５２、５３は、リンクプレート５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…の一方のピン挿通部６１とリンクプレート５１’ａ、５１’ｂ、５１’ｃ、…の他方のピン挿通部６１を交互に貫通して延在させられ、リンクプレート５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…とリンクプレート５１’ａ、５１’ｂ、５１’ｃ、…とを無端状に連結する。

前記各ジョイントピン５２、５３は、リンクプレート５１に対して相対的に摺動することがないように、前述されたように分割構造を有する。そして、板厚方向において隣接する各リンクプレート５１のうちの一方のリンクプレート５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…に、ジョイントピン５２、５３のうちの一方が係止させられ、固定され、他方のリンクプレート５１’ａ、５１’ｂ、５１’ｃ、…に、ジョイントピン５２、５３のうちの他方が係止させられ、固定される。

したがって、リンクプレート５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…とリンクプレート５１’ａ、５１’ｂ、５１’ｃ、…とが互いに回動させられると、ジョイントピン５２、５３が相互に転がり回転する。その結果、各ジョイントピン５２、５３同士が摺動することがない。そのために、ジョイントピン５２、５３は、前記ピン挿通部６１と当接する側に弧状の係止面を、互いに対向する側に弧状の転がり面を有する。

このように、リンクプレート５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…とリンクプレート５１’ａ、５１’ｂ、５１’ｃ、…とが互いに回動させられる際に、各ジョイントピン５２、５３がリンクプレート５１に対して相対的に摺動することがなく、各ジョイントピン５２、５３同士も相対的に摺動することがないので、摩擦によるエネルギーの損失を抑制することができる。

また、前記リテーナ５４は、楕（だ）円形の形状を有する環状の板状部材によって形成され、ジョイントピン５２の断面の形状とほぼ一致する扁（へん）平な形状の穴６４を備え、該穴６４の周囲の環状部６５の幅（内周面と外周面との間の距離）は、ジョイントピン５３の短径とほぼ等しくされる。そして、前記リテーナ５４は、各ジョイントピン５２の両端の近傍に、圧入によって固定され、これに伴って、ジョイントピン５３の端面がリテーナ５４の環状部６５とわずかな隙（すき）間を置いて対向させられる。したがって、ジョイントピン５３が、軸方向に移動したときに、リンクプレート５１から抜け落ちることはない。なお、前記ジョイントピン５３とリテーナ５４との間にわずかな隙間が形成されるので、前記ジョイントピン５３とリテーナ５４とが摺動するのを防止することができる。

本実施の形態において、リテーナ５４は、ジョイントピン５３の端面の全体を被うように形成されるが、ジョイントピン５３の端面の一部を被うように形成することができる。

前記構成のベルト１３２を、プライマリプーリ１２６とセカンダリプーリ１３１との間に張設すると、プライマリプーリ１２６及びセカンダリプーリ１３１への巻掛け位置において、ジョイントピン５２の両端が固定シーブ１２３及び可動シーブ１２５と接触し、伝動状態では、ジョイントピン５２だけが駆動力を伝達することになる。すなわち、プライマリプーリ１２６側において、固定シーブ１２３及び可動シーブ１２５からジョイントピン５２に伝達された動力がジョイントピン５３及びリンクプレート５１に伝達され、次のジョイントピン５２、５３及びリンクプレート５１に伝達され、セカンダリプーリ１３１側において、ジョイントピン５２から固定シーブ１２３及び可動シーブ１２５に伝達される。

ところで、前記ベルト１３２を製造するための伝動用無端ベルト製造装置においては、各リンクプレート５１内に残留応力を発生させてベルト１３２の強度が大きくなるようにしている。

図６は本発明の第１の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の概念図、図７は本発明の第１の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の動作を示す図である。

図において、７１は所定の位置に配設された軸ｓｈ１を中心として回転自在に配設された第１の張力発生部材としての第１のプーリ、７２は、該第１のプーリ７１と所定の距離を置いた所定の位置において、軸ｓｈ２を中心として回転自在に、かつ、移動自在に配設された第２の張力発生部材としての第２のプーリであり、第１、第２のプーリ７１、７２間にベルト１３２が張設される。前記第１、第２のプーリ７１、７２は張力発生用の、かつ、慣らし運転用のプーリである。また、５１はリンクプレート、５２はジョイントピンである。

前記第１のプーリ７１は、前記軸ｓｈ１、及び該軸ｓｈ１の両端に、径方向外方に突出させて形成された円形の形状を有する第１のシーブとしての固定シーブｋ１及び第２のシーブとしての可動シーブｋ２を備え、前記第２のプーリ７２は、前記軸ｓｈ２、及び該軸ｓｈ２の両端に、径方向外方に突出させてて形成された円形の形状を有する第１のシーブとしての固定シーブｋ３及び第２のシーブとしての可動シーブｋ４を備える。前記固定シーブｋ１、ｋ３にシーブ面ｓ１、ｓ３が、可動シーブｋ２、ｋ４にシーブ面ｓ２、ｓ４が形成される。本実施の形態において、前記第１、第２のプーリ７１、７２はいずれもプライマリプーリ１２６（図２）、セカンダリプーリ１３１等と同様の構造を有し、固定シーブｋ１、ｋ３と可動シーブｋ２、ｋ４とは別体に形成されるが、一体に形成することができる。

前記第１のプーリ７１は、回転用の駆動部としての図示されない入力用モータを駆動することによって、矢印Ａ方向に回転させられ、それに伴って、ベルト１３２が矢印Ｂ方向に走行させられ、前記第２のプーリ７２を同じ方向に回転させる。そして、張力発生用の駆動部としての図示されない張力発生シリンダを駆動することによって、前記第２のプーリ７２を矢印Ｇ方向に移動させ、軸ｓｈ１、ｓｈ２間の距離を変更し、長くすると、第１、第２のプーリ７１、７２に対するベルト１３２の各巻き掛け位置間の距離を変更し、長くすることができる。その結果、ベルト１３２に張力を加えることができる。本実施の形態において、張力発生シリンダは、油圧シリンダによって構成され、図示されない油圧回路の開閉弁を開閉することによって駆動される。

なお、張力発生シリンダに代えて、入力用モータを使用することができる。その場合、モータを駆動することによって発生させられた回転の回転運動を、運動方向変換部としてのボールねじ等に基づいて直進運動に変換し、第２のプーリ７２を移動させることができる。また、本実施の形態においては、第１のプーリ７１に対して第２のプーリ７２を移動させることによってベルト１３２に張力を加えるようになっているが、第２のプーリ７２に対して第１のプーリ７１を移動させ、軸ｓｈ１、ｓｈ２間の距離を長くすることによってベルト１３２に張力を加えたり、第１、第２のプーリ７１、７２をいずれも互いに移動させ、軸ｓｈ１、ｓｈ２間の距離を長くすることによってベルト１３２に張力を加えたりすることができる。

前記構成の伝動用無端ベルト製造装置において、まず、ベルト１３２を組み立て、続いて、慣らし運転工程で、ベルト１３２に対して慣らし運転を行う。

そのために、ベルト１３２を第１、第２のプーリ７１、７２間に張設するとともに、第１のプーリ７１を図示されない入力軸に連結し、第２のプーリ７２を図示されない出力軸に連結する。このとき、第１のプーリ７１側において、前記ジョイントピン５２の両端がシーブ面ｓ１、ｓ２に、第２のプーリ７２側において、前記ジョイントピン５２の両端がシーブ面ｓ３、ｓ４に当接させられる。なお、前記出力軸は、図示されないブレーキ装置等の負荷発生源に連結される。

次に、前記入力用モータを駆動して入力軸を回転させ、第１のプーリ７１を回転させる。これにより、ベルト１３２が走行させられ、第２のプーリ７２が回転させられ、第２のプーリ７２の回転が前記負荷発生源に伝達される。すなわち、動力は、第１のプーリ７１のシーブ面ｓ１、ｓ２から、ジョイントピン５２に伝達され、各ジョイントピン５２、５３（図３）及びリンクプレート５１を介して第２のプーリ７２のシーブ面ｓ３、ｓ４に伝達される。

前記慣らし運転において、第１、第２のプーリ７１、７２の各軸ｓｈ１、ｓｈ２間の距離Ｍ、入力用モータによって発生させられる駆動力を表すモータトルクＴＭ、負荷発生源に発生させられる負荷等を適宜設定することによって、ベルト１３２に所定の張力Ｆ１を加えることができる。この場合、張力Ｆ１は、ベルト１３２の最大許容張力Ｆｍａｘより大きい所定の値にされ、各リンクプレート５１の表面に、塑性変形をさせ、リンクプレート５１の内部に弾性変形をさせる。すなわち、各リンクプレート５１の各ピン挿通部６１の内周面が、対応するジョイントピン５２、５３によって押圧力を受け、塑性変形をする。

したがって、その後、加えた張力Ｆ１をなくすと、リンクプレート５１の表面が圧縮された状態で内部に残留応力が発生するので、ベルト１３２の強度をその分大きくすることができる。その結果、ベルト１３２の耐久性を向上させることができる。

ところが、前記ベルト１３２に張力を加えると、ジョイントピン５２に第１、第２のプーリ７１、７２からの反力が加わるが、このとき、ジョイントピン５２が大きく撓み、湾曲すると、板厚方向に積層された各リンクプレート５１間における残留応力にばらつきが生じてしまう。

図８は伝動用無端ベルト製造装置の要部を示す比較図、図９はジョイントピンに加わる反力の説明図である。なお、この場合、第１のプーリ７１側及び第２のプーリ７２側の構造は同じであるので、第１のプーリ７１側についてだけ説明する。

図において、１３２はベルト、７１は第１のプーリ、２３は、開き角度αで形成された「Ｖ」字状の形状を有する溝（以下「Ｖ溝」という。）であり、該Ｖ溝２３は、傾斜角度α／２で傾斜するシーブ面ｓ１、ｓ２、及び底壁ｓ５（軸ｓｈ１の外周面）によって形成される。また、５１はリンクプレート、５２はジョイントピンであり、該ジョイントピン５２は、両端が丸くされ、所定の部位でシーブ面ｓ１、ｓ２と当接させられる。なお、開き角度αは、実機のプライマリプーリ１２６（図２）の開き角度と等しくされる。本実施の形態においては、ジョイントピン５２の両端が丸くされるが、シーブ面ｓ１、ｓ２と対応させて平坦（たん）にすることができる。また、ｋ１は固定シーブ、ｋ２は可動シーブである。

ここで、ベルト１３２に加わる張力をＦ１とし、ジョイントピン５２の両端に加わる反力をｆ１としたとき、反力ｆ１はシーブ面ｓ１、ｓ２に対して直角の方向に加わるので、反力ｆ１が軸ｓｈ１に対して成す角度は前記シーブ面ｓ１、ｓ２の傾斜角度α／２と等しくなる。したがって、第１のプーリ７１における反力ｆ１の軸方向の分力をｆｘ１とし、径方向の分力をｆｙ１とすると、分力ｆｘ１、ｆｙ１は、
ｆｘ１＝ｆ１・ｃｏｓ（α／２）
ｆｙ１＝ｆ１・ｓｉｎ（α／２）
になり、
２ｆｙ１＝Ｆ１
になる。

そして、ジョイントピン５２に張力Ｆ１が加わるとともに、軸方向の分力ｆｘ１が加わるので、ジョイントピン５２は図８の破線で示されるように撓み、湾曲させられる。

このとき、ジョイントピン５２は、中央部において、軸ｓｈ１と平行なまま底壁ｓ５に近づくのに対して、中央部から離れるのに従って、軸ｓｈ１に対して傾斜させられ、軸ｓｈ１とジョイントピン５２との成す角度が大きくなる。したがって、ジョイントピン５２の中央部に位置するリンクプレート５１はそれほど変形せず、張力Ｆ１による荷重の分担が少ないのに対して、ジョイントピン５２の両端の近傍に位置するリンクプレート５１は大きく変形し、張力による荷重の分担が大きくなってしまう。したがって、各リンクプレート５１間における残留応力にばらつきが生じ、ベルト１３２の品質が低下してしまうだけでなく、所望の残留応力を発生させることができないので、ベルト１３２の耐久性がその分低下してしまう。

そこで、本実施の形態においては、Ｖ溝２３の開き角度を、実機の変速機構１０２のプライマリプーリ１２６及びセカンダリプーリ１３１の開き角度より大きく設定するようにしている。

図１は本発明の第１の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の要部を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるジョイントピンに加わる反力の説明図である。なお、この場合、第１のプーリ７１側及び第２のプーリ７２側の構造は同じであるので、第１のプーリ７１側についてだけ説明する。

図において、１３２はベルト、７１は第１のプーリ、２３は、開き角度βで形成されたＶ溝であり、該Ｖ溝２３は、傾斜角度β／２で傾斜するシーブ面ｓ１、ｓ２、及び底壁ｓ５（軸ｓｈ１の外周面）によって形成される。また、５１はリンクプレート、５２はジョイントピンであり、該ジョイントピン５２は、両端面が丸くされ（湾曲させて、かつ、シーブ面ｓ１、ｓ２に対して突出させて形成され）、所定の部位で局所的にシーブ面ｓ１、ｓ２と当接させられる。なお、開き角度βは、実機のプライマリプーリ１２６（図２）及びセカンダリプーリ１３１の開き角度より大きく設定される。また、ｋ１は固定シーブ、ｋ２は可動シーブである。

ここで、ベルト１３２に加わる張力をＦ１とし、ジョイントピン５２の両端に加わる反力をｆ２としたとき、傾斜角度β／２が大きくなるのに伴って、ジョイントピン５２のシーブ面ｓ１、ｓ２と当接する位置、すなわち、反力ｆ２が作用する位置をジョイントピン５２の中心より軸ｓｈ１側に移動させることができる。反力ｆ２がジョイントピン５２の中心より軸ｓｈ１側に作用することによって、ジョイントピン５２に軸ｓｈ１側と反対方向、すなわち、張力Ｆ１による撓み方向と反対方向にジョイントピン５２が凸になるように曲げモーメントＭが発生させられる。これにより、ジョイントピン５２の撓み量を図８の比較例より小さくすることができる。

しかも、前述されたように、ジョイントピン５２の両端面は丸くされているので、反力ｆ２が作用する位置をジョイントピン５２の中心より軸ｓｈ１側に移動させることができ、よりいっそうジョイントピン５２に生じる曲げモーメントＭを大きくすることができる。

また、反力ｆ２はシーブ面ｓ１、ｓ２に対して直角の方向に加わるので、反力ｆ２が軸ｓｈ１に対して成す角度は前記シーブ面ｓ１、ｓ２の傾斜角度β／２と等しくなる。したがって、第１のプーリ７１における反力ｆ２の軸方向の分力をｆｘ２とし、径方向の分力をｆｙ２とすると、分力ｆｘ２、ｆｙ２は、
ｆｘ２＝ｆ２・ｃｏｓ（β／２）
ｆｙ２＝ｆ２・ｓｉｎ（β／２）
になり、
２ｆｙ２＝Ｆ１
になる。

したがって、反力ｆ２は、
ｆ２＝Ｆ１／（２ｓｉｎ（β／２））
になり、同様に、図８の比較例において、反力ｆ１は、
ｆ１＝Ｆ１／（２ｓｉｎ（α／２））
になる。ここで、両者に同じ張力Ｆ１が加わると、前記開き角度βが前記開き角度αより大きくなる分、シーブ面ｓ１、ｓ２の傾斜角度β／２は通常の４５°より大きく設定されることはないので、
ｓｉｎ（β／２）＞ｓｉｎ（α／２）
になり、
ｆ２＜ｆ１
になる。したがって、ジョイントピン５２に作用する反力ｆ２を小さくすることができるので、慣らし運転中に固定シーブ１２３及び可動シーブ１２５に作用する軸力を小さくすることができる。

したがって、ジョイントピン５２の撓み量が図８の比較例より少なくなり、例えば、実機の変速機構１０２を稼働したときの撓み量とほぼ等しくすることができるので、ジョイントピン５２の中央部に位置するリンクプレート５１及びジョイントピン５２の両端の近傍に位置するリンクプレート５１は、いずれも、それほど変形せず、張力Ｆ１による荷重の分担が少なくなる。その結果、各リンクプレート５１間における残留応力にばらつきが生じるのを防止することができ、ベルト１３２の品質を向上させることができるだけでなく、所望の残留応力を発生させることができるので、ベルト１３２の耐久性を向上させることができる。

また、固定シーブ１２３及び可動シーブ１２５に作用する軸力を小さくすることができるので、張力発生シリンダに加える油圧を小さくすることができる。したがって、慣らし運転のコストを抑制することができる。

次に、このようにして製造されたベルト１３２を変速機構１０２に取り付けた状態について説明する。

図１１は本発明の第１の実施の形態における実機の変速機構の要部を示す図である。なお、この場合、プライマリプーリ１２６及びセカンダリプーリ１３１の構造は同じであるので、プライマリプーリ１２６についてだけ説明する。

図において、１３２はベルト、１２６はプライマリプーリ、１２３は固定シーブ、１２５は可動シーブ、８１は開き角度αで形成されたＶ溝、５１はリンクプレート、５２はジョイントピンである。

ここで、無段変速機を稼働するときのベルト１３２に加わる張力をＦ３とし、ジョイントピン５２の両端に加わる反力をｆ３としたとき、張力Ｆ３は、
Ｆ３＜Ｆ１
にされる。

したがって、反力ｆ３も、
ｆ３＜ｆ１
になる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図１２は本発明の第２の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の概念図、図１３は本発明の第２の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の動作を示す図である。

図において、７１は所定の位置において軸ｓｈ１を中心として回転自在に配設された第１の張力発生部材としての第１のプーリ、８２は、該第１のプーリ７１と所定の距離を置いた所定の位置において軸ｓｈ１２を中心として回転自在に配設された第２の張力発生部材としての第２のプーリであり、第１、第２のプーリ７１、８２間に伝動部材としてのベルト１３２が張設される。前記第１、第２のプーリ７１、８２は張力発生用の、かつ、慣し運転用のプーリである。また、５１はリンクプレート、５２は第１のピンとしてのジョイントピンである。

前記第１のプーリ７１は、前記軸ｓｈ１、及び該軸ｓｈ１の両端に、径方向外方に突出させて形成された円形の形状を有する第１のシーブとしての固定シーブｋ１及び第２のシーブとしての可動シーブｋ２を備え、前記第２のプーリ８２は、前記軸ｓｈ１２、及び該軸ｓｈ１２の両端に、軸ｓｈ１２に対して移動自在に配設された第１、第２のシーブとしての可動シーブｋ１３、ｋ１４を備える。前記固定シーブｋ１にシーブ面ｓ１が、可動シーブｋ２、ｋ１３、ｋ１４にシーブ面ｓ２、ｓ１３、ｓ１４が形成される。

また、前記軸ｓｈ１２は、両端に、径方向外方に突出させて形成された円形の形状を有するフランジ部ｍ１、ｍ２を備え、前記可動シーブｋ１３、ｋ１４は、フランジ部ｍ１、ｍ２より中央側に配設され、フランジ部ｍ１、ｍ２と可動シーブｋ１３、ｋ１４との間に、張力発生用の駆動部としての張力発生シリンダｃｙ１、ｃｙ２が形成される。

該張力発生シリンダｃｙ１、ｃｙ２を駆動することによって、第２のプーリ８２における有効径を大きくすると、第１、第２のプーリ７１、８２に対するベルト１３２の各巻き掛け位置間の距離を変更し、長くすることができる。その結果、ベルト１３２に張力を加えることができる。本実施の形態において、張力発生シリンダｃｙ１、ｃｙ２は、油圧シリンダによって構成され、油圧回路８５の図示されない開閉弁を開閉することによって駆動される。

この場合も、Ｖ溝２３の開き角度β（図１）は、実機の変速機構１０２（図２）の駆動側のプーリとしてのプライマリプーリ１２６及び従動側のプーリとしてのセカンダリプーリ１３１の開き角度より大きく設定される。

なお、張力発生シリンダｃｙ１、ｃｙ２に代えて、出力用モータを使用することができる。その場合、出力用モータを駆動することによって発生させられた回転の回転運動を、運動方向変換部としてのボールねじ等に基づいて直進運動に変換し、可動シーブｋ１３、ｋ１４を移動させることができる。また、本実施の形態においては、第２のプーリ８２において有効径を大きくし、ベルト１３２に張力を加えるようになっているが、第１のプーリ７１において有効径を大きくし、ベルト１３２に張力を加えたり、第１、第２のプーリ７１、８２において有効径を大きくし、ベルト１３２に張力を加えたりすることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の要部を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における無段変速機の概念図である。 本発明の第１の実施の形態におけるベルトの要部を示す側面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるベルトの要部を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるベルトの断面図である。 本発明の第１の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の概念図である。 本発明の第１の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の動作を示す図である。 伝動用無端ベルト製造装置の要部を示す比較図である。 ジョイントピンに加わる反力の説明図である。 本発明の第１の実施の形態におけるジョイントピンに加わる反力の説明図である。 本発明の第１の実施の形態における実機の変速機構の要部を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の概念図である。 本発明の第２の実施の形態における伝動用無端ベルト製造装置の動作を示す図である。

符号の説明

２３ Ｖ溝
５１、５１ａ、５１’ａ、５１ｂ、５１’ｂ、５１ｃ、５１’ｃ、５１ｅ リンクプレート
５２、５３ ジョイントピン
７１ 第１のプーリ
７２、８２ 第２のプーリ
１０２ 変速機構
１２６ プライマリプーリ
１３１ セカンダリプーリ
１３２ ベルト
ｃｙ１、ｃｙ２ 張力発生シリンダ
ｋ１、ｋ３ 固定シーブ
ｋ２、ｋ４、ｋ１３、ｋ１４ 可動シーブ
ｓ１〜ｓ４、ｓ１３、ｓ１４ シーブ面
ｓｈ１、ｓｈ２、ｓｈ１２ 軸

Claims (5)

1. 変速機構を構成するプライマリプーリとセカンダリプーリとの間に張設され、リンクプレート、及び該リンクプレートを連結するピンを備えたベルトを製造するための伝動用無端ベルト製造装置において、所定の距離を置いて回転自在に配設された第１、第２のプーリと、前記ベルトの、第１、第２のプーリに対する巻き掛け位置を変更するための駆動部とを有するとともに、前記第１、第２のプーリのＶ溝の開き角度が、前記変速機構におけるプライマリプーリ及びセカンダリプーリの開き角度より大きく設定されることを特徴とする伝動用無端ベルト製造装置。
2. 前記駆動部は、第１、第２のプーリのうちの少なくとも一方のプーリの軸を移動させ、第１、第２のプーリの軸間の距離を変更する請求項１に記載の伝動用無端ベルト製造装置。
3. 前記駆動部は、第１、第２のプーリのうちの少なくとも一方のプーリのシーブを移動させ、有効径を変更する請求項１に記載の伝動用無端ベルト製造装置。
4. 前記ベルトのピンの両端面は、第１、第２のプーリのシーブ面に向けて湾曲させて突出させられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝動用無端ベルト製造装置。
5. 変速機構を構成するプライマリプーリとセカンダリプーリとの間に張設され、リンクプレート、及び該リンクプレートを連結するピンを備えたベルトを製造するための伝動用無端ベルト製造方法において、所定の距離を置いて回転自在に配設された第１、第２のプーリ間に前記ベルトを張設し、駆動部を駆動して、前記ベルトの第１、第２のプーリに対する巻き掛け位置を変更し、ベルトに張力を加えるとともに、前記第１、第２のプーリのＶ溝の開き角度を、前記変速機構におけるプライマリプーリ及びセカンダリプーリの開き角度より大きく設定することを特徴とする伝動用無端ベルト製造方法。

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