JP6257524B2 - Drive belt for use in a continuously variable transmission comprising two types of transverse members having different widths - Google Patents
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Description
本発明は、連続可変トランスミッション、つまり、無段変速機に用いられる駆動ベルトであって、該駆動ベルトが、特に変速機の2つのプーリに巻き掛かけられて配置されるように規定されていて、変速機プーリに接触する複数の個々の横方向エレメントまたは横方向部材と、これらの横方向部材を両プーリの間で支えてガイドする目的で横方向部材を支持する1つ以上の無端支持体とを有している、無段変速機に用いられる駆動ベルトに関する。このようなタイプの駆動ベルトは、プッシュベルトとしても公知である。 The present invention relates to a continuously variable transmission, that is, a drive belt used in a continuously variable transmission, and the drive belt is defined so as to be wound around two pulleys of the transmission. A plurality of individual transverse elements or transverse members contacting the transmission pulley and one or more endless supports for supporting the transverse members for the purpose of supporting and guiding these transverse members between the pulleys And a drive belt used in a continuously variable transmission. This type of drive belt is also known as a push belt.
駆動ベルトの各無端支持体は、典型的には、互いに積み重ねられた連続的でフレキシブルな複数の金属バンドから成っていて、リングセットとしても公知である。各無端支持体は、横方向部材に設けられた溝内に少なくとも部分的に挿入されている。駆動ベルトがただ1つの無端支持体しか有していない例では、このような支持体は、典型的には、横方向部材の、駆動ベルトの半径方向外側に向かって開放した中央の溝内に組み付けられている。しかしながら、通常、駆動ベルトは、少なくとも2つの無端支持体を備えている。これらの無端支持体は、それぞれ横方向部材の2つの溝のそれぞれ一方に組み付けられている。この場合、溝は、横方向部材、すなわち、駆動ベルトの側方のまたは軸方向の各側に向かって開放している。 Each endless support of the drive belt typically consists of a plurality of continuous and flexible metal bands stacked on top of each other, also known as a ring set. Each endless support is at least partially inserted into a groove provided in the transverse member. In examples where the drive belt has only one endless support, such support is typically in a central groove of the transverse member that opens radially outward of the drive belt. It is assembled. However, the drive belt usually comprises at least two endless supports. These endless supports are each assembled in one of the two grooves of the transverse member. In this case, the groove is open towards the transverse member, i.e. to the side of the drive belt or to each side in the axial direction.
駆動ベルトの横方向部材は、ほぼ連続的な1つの列を成して1つ以上の無端支持体の周方向に沿って滑動するように配置されており、これによって、横方向部材は、駆動ベルトの運動に関連した力を伝達することができる。横方向部材は2つのメインボディ表面を有している。両メインボディ表面は、少なくとも部分的に互いにほぼ平行に延びていて、横方向部材の(局所的な)厚さを介して互いに分離されている。横方向部材は比較的肉薄であり、これによって、数百個の横方向部材が駆動ベルトに存在しているので、後続の横方向部材の相互の相対的な転動によって、周方向に沿ったベルトの湾曲が可能となる。横方向部材は、変速機プーリの2つの円錐形のシーブの間で幅方向において挟圧されていることによって、このようなプーリに意図的に摩擦接触させられている。横方向部材は、主に軸方向、すなわち、幅方向に向けられた側面を通じて摩擦接触させられる。この側面は、摩擦接触箇所を潤滑するために変速機に提供された変速機オイルを収容するために、波形に形成されている。 The transverse members of the drive belt are arranged to slide along the circumferential direction of one or more endless supports in a substantially continuous row, whereby the transverse members are driven Forces related to belt movement can be transmitted. The transverse member has two main body surfaces. Both main body surfaces extend at least partially substantially parallel to each other and are separated from each other via the (local) thickness of the transverse member. The transverse member is relatively thin, so that several hundred transverse members are present in the drive belt, so that the subsequent rolling of the subsequent transverse members along the circumferential direction results from the relative rolling of the subsequent transverse members. The belt can be bent. The transverse member is intentionally brought into frictional contact with such a pulley by being clamped in the width direction between the two conical sheaves of the transmission pulley. The transverse member is brought into frictional contact mainly through the side face oriented in the axial direction, i.e. the width direction. This side is formed in a corrugated shape to accommodate transmission oil provided to the transmission to lubricate the frictional contact points.
横方向部材とプーリシーブとの間の摩擦接触によって、両者の間で力を伝達することが可能となり、これによって、駆動ベルトが駆動トルクと回転運動とを一方の変速機プーリから他方の変速機プーリに伝達することができる。摩擦による機械的な力のこのような伝達は、摩擦接触箇所での部材の弾性変形および/または摩擦接触箇所での発熱のため、必然的にエネルギ損失に繋がる。後者に関して、未だ公開されていないオランダ国特許出願第1038910号明細書には、広幅の、すなわち、プーリシーブに接触する横方向部材と、狭幅の、すなわち、プーリシーブに接触しない横方向部材とを共に1つの駆動ベルトに適用することが提案されている。結果として、この駆動ベルトの複数の横方向部材の一部だけが、実際に両プーリシーブの間で挟圧されることになり、前述したエネルギ損失が低減されている。したがって、この駆動ベルト設計によるトルク伝達の効率は、等しい幅の横方向部材を備えた公知の駆動ベルトに対して改善されている。 The frictional contact between the transverse member and the pulley sheave allows a force to be transmitted between them, which causes the drive belt to transmit drive torque and rotational movement from one transmission pulley to the other transmission pulley. Can be communicated to. Such transmission of mechanical force due to friction inevitably leads to energy loss due to elastic deformation of the member at the frictional contact point and / or heat generation at the frictional contact point. With regard to the latter, the unpublished Dutch patent application No. 1038910 includes both a transverse member that contacts the pulley sheave and a narrow member that does not contact the pulley sheave. It has been proposed to apply to one drive belt. As a result, only a part of the plurality of transverse members of the drive belt is actually pinched between the pulley sheaves, and the energy loss described above is reduced. Thus, the efficiency of torque transmission with this drive belt design is improved over known drive belts with equal width transverse members.
上述した駆動ベルト設計に関連して、主として、駆動ベルト全体の製造コストを削減することを目的として、互いに異なる軸方向の寸法または幅の横方向部材の有利な設計変更に対する多数の可能性を切り開くことが認識されている。 In connection with the drive belt design described above, it opens up numerous possibilities for advantageous design changes of transverse members of different axial dimensions or widths, mainly for the purpose of reducing the manufacturing costs of the entire drive belt. It is recognized that.
本発明に係る駆動ベルトの第1の態様では、より広幅の横方向部材だけが、波形の側面を備えている。したがって、より狭幅の横方向部材は、このような波形部なしに成形されている。このような波形に形成されていない、すなわち、平滑な表面は、波形の表面と比較して、製造において容易にかつ典型的には廉価にも形成することができる。 In the first aspect of the drive belt according to the present invention, only the wider transverse member has a corrugated side. Accordingly, the narrower transverse member is formed without such a corrugated portion. Such a corrugated surface, i.e., a smooth surface, can be easily and typically inexpensively formed in manufacturing compared to a corrugated surface.
本発明に係る駆動ベルトの第2の態様では、狭幅の横方向部材が、広幅の横方向部材よりも低く形成されている、すなわち、小さな半径方向の寸法を有している。特に狭幅の横方向部材はその溝から、広幅の横方向部材に比べて少なく半径方向内向きに延びている。こうして、好適には、製造において、より少ない材料が使用されており、好適には、より少ない重量が駆動ベルトに実現されている。 In the second aspect of the drive belt according to the present invention, the narrow transverse member is formed lower than the wide transverse member, i.e. has a small radial dimension. In particular, the narrow lateral member extends radially inwardly from the groove compared to the wide lateral member. Thus, preferably, less material is used in manufacturing, and preferably less weight is realized in the drive belt.
本発明に係る駆動ベルトの第2の態様の第1の詳細では、広幅の横方向部材が、実質的にその半径方向の寸法全体に沿って主に一定の厚さを有している。このような一定の厚さの横方向部材は、製造において比較的容易にかつ廉価に形成することができる。 In a first detail of the second aspect of the drive belt according to the present invention, the wide transverse member has a mainly constant thickness along substantially its entire radial dimension. Such a transverse member of constant thickness can be formed relatively easily and inexpensively in manufacturing.
これに関して付言しておくと、従来の横方向部材は、典型的には、その溝よりも下側から厚さ減少しながら半径方向内向きに延びる先細りにされた底部分を有している。これにより形成された、少なくとも比較的一定の厚さの横方向部材の上側の部分と、横方向部材の先細りにされた底部分との間の移行部は、通常、横方向部材のメインボディ表面の凸状に湾曲させられた部分として成形されていて、しばしば、横方向部材の傾倒縁部と呼ばれている。この傾倒縁部によって、駆動ベルトにおける隣接し合った横方向部材が互いに相対的に傾倒することが可能となり、これによって、確実にかつ明確に規定されて互いに接触し続けているにもかかわらず、駆動ベルトが、湾曲させられた軌道に追従することができる。その上、傾倒縁部は半径方向で無端支持体の近くに位置しており、これによって、無端支持体と横方向部材との間の摩擦に起因した効率損失が最小限に抑えられるようになっている。 In this regard, conventional transverse members typically have a tapered bottom portion that extends radially inward while decreasing in thickness from below the groove. The transition formed between the upper part of the transverse member of at least a relatively constant thickness and the tapered bottom part of the transverse member thus formed is usually the main body surface of the transverse member And is often referred to as the tilted edge of the transverse member. This tilting edge allows adjacent lateral members of the drive belt to tilt relative to each other, thereby ensuring that they are reliably and clearly defined and remain in contact with each other. The drive belt can follow a curved track. In addition, the tilting edge is located in the radial direction and near the endless support, thereby minimizing efficiency loss due to friction between the endless support and the transverse member. ing.
本発明における第2の態様のこの第1の詳細では、広幅の横方向部材が、狭幅の横方向部材のメインボディ表面と、半径方向内側に向けられた底表面との間に設けられた狭幅の横方向部材の底縁部に転がり接触する。駆動ベルトのこのような設計を促進する、特に摩耗を最小限に抑えるためには、狭幅の横方向部材の底縁部が、好適には、たとえば6mm以上の曲率半径により、なだらかに凸状に丸み付けられている。 In this first detail of the second aspect of the invention, a wide transverse member is provided between the main body surface of the narrow transverse member and the bottom surface directed radially inward. Rolling contact with the bottom edge of the narrow transverse member. In order to facilitate such a design of the drive belt, in particular to minimize wear, the bottom edge of the narrow transverse member is preferably gently convex with a radius of curvature of, for example, 6 mm or more. It is rounded.
また、本発明に係る駆動ベルトの第3の態様でも、広幅の横方向部材が、実質的にその半径方向の寸法全体に沿って主に一定の厚さを有している。しかし、この態様では、相対的な傾倒を可能にするために、狭幅の横方向部材がその両側、すなわち、その両メインボディ表面に傾倒縁部を備えている。この第3の態様では、広幅の横方向部材の設計および製造を、好ましくは、変速機プーリとの摩擦接触に集中させることができ、この摩擦接触に対して最適化することができる。これに対して、狭幅の横方向部材の設計および製造は、好ましくは、駆動ベルトに設けられた広幅の横方向部材との傾倒接触に集中させることができ、この傾倒接触に対して最適化することができる。 Also in the third aspect of the drive belt according to the present invention, the wide transverse member has a mainly constant thickness substantially along its entire radial dimension. However, in this aspect, in order to enable relative tilting, the narrow transverse member is provided with tilting edges on both sides thereof, i.e. on both main body surfaces. In this third aspect, the design and manufacture of the wide transverse member can preferably be focused on and optimized for frictional contact with the transmission pulley. In contrast, the design and manufacture of narrow transverse members can preferably be concentrated on tilting contact with a wide transverse member provided on the drive belt and optimized for this tilting contact. can do.
本発明に係る駆動ベルトの第4の態様では、狭幅の横方向部材と広幅の横方向部材とが、少なくとも部分的に、互いに異なる材料から成っている。こうして、材料を、好ましくは、横方向部材の間でその各々の摩擦またはコストに関して最適化することができる。 In a fourth aspect of the drive belt according to the present invention, the narrow transverse member and the wide transverse member are at least partially made of different materials. Thus, the material can preferably be optimized with respect to its respective friction or cost between the transverse members.
本発明に係る駆動ベルトの第4の態様の第1の詳細では、広幅の横方向部材が、少なくとも部分的に、たとえば窒化された表面層を有しているかまたは耐摩耗性の材料のコーティングを有していることによって、狭幅の横方向部材と比較して耐摩耗性の材料から成っている。 In a first detail of the fourth aspect of the drive belt according to the present invention, the wide transverse member is at least partly provided with a nitrided surface layer or with a coating of wear-resistant material. By having it, it is made of a wear-resistant material compared to a narrow transverse member.
本発明に係る駆動ベルトの第4の態様の第2の詳細では、たとえば狭幅の横方向部材が低摩擦コーティングを有していることによって、広幅の横方向部材が、狭幅の横方向部材と比較して高い摩擦係数を付与する材料から成っている。 In a second detail of the fourth aspect of the drive belt according to the present invention, for example, the narrow transverse member has a low friction coating so that the wide transverse member becomes a narrow transverse member. It is made of a material that gives a higher coefficient of friction than
本発明に係る駆動ベルトの第4の態様の第3の詳細では、狭幅の横方向部材が、駆動ベルトの運転の間の摩耗および/または塑性変形を補償するために、広幅の横方向部材と比較して高い熱膨張率を付与する材料から成っている。 In a third detail of the fourth aspect of the drive belt according to the present invention, the narrow transverse member is a wide transverse member to compensate for wear and / or plastic deformation during operation of the drive belt. It is made of a material that imparts a higher coefficient of thermal expansion than
本発明に係る駆動ベルトの第4の態様の第4の詳細では、狭幅の横方向部材が、広幅の横方向部材と比較して軽量の材料から成っている。狭幅の部材は幅方向において両シーブの間で挟圧されないので、狭幅の横方向部材には、広幅の横方向部材ほど負荷はかけられない。結果として、狭幅の横方向部材に対して、広幅の横方向部材に使用される材料と比較して典型的に軽量でもある弱い材料が使用されてよい。 In a fourth detail of the fourth aspect of the drive belt according to the present invention, the narrow transverse member is made of a lighter material compared to the wide transverse member. Since the narrow member is not clamped between the sheaves in the width direction, the narrow lateral member is not loaded as much as the wide lateral member. As a result, weak materials, which are typically also lighter compared to the materials used for wide transverse members, may be used for narrow transverse members.
本発明に係る駆動ベルトの第5の態様では、狭幅の横方向部材が、広幅の横方向部材よりも肉厚にまたは肉薄に形成されている。こうして、広幅の、すなわち、プーリシーブに接触する横方向部材と、狭幅の、すなわち、プーリシーブに接触しない横方向部材との個数および分配を最適化することができる。たとえば、コストを削減するために、広幅の横方向部材よりも肉厚に形成された狭幅の横方向部材を適用することが選択されてよい。択一的には、駆動ベルトの狭幅の横方向部材が、駆動ベルトの広幅の横方向部材よりも肉薄に形成されていると、最も頑丈な駆動ベルト設計を実現することができる。さらに、それぞれ厚さを変えた狭幅の横方向部材を駆動ベルトに設けることによって、この駆動ベルトの運転の間に発生させられる騒音を好適に減少させることができる。 In the fifth aspect of the drive belt according to the present invention, the narrow lateral member is formed to be thicker or thinner than the wide lateral member. In this way, it is possible to optimize the number and distribution of wide, ie transverse members that contact the pulley sheave, and narrow, ie transverse members that do not contact the pulley sheave. For example, to reduce costs, it may be selected to apply a narrower transverse member formed thicker than a wider transverse member. Alternatively, the most robust drive belt design can be achieved if the narrow transverse member of the drive belt is made thinner than the wide transverse member of the drive belt. Further, by providing the drive belt with a narrow lateral member having a different thickness, noise generated during operation of the drive belt can be suitably reduced.
本発明を、図面および好適な実施の形態に関連した以下の説明に基づき、より詳細に説明する。図面中、同じ参照符号は、同一のまたは類似の構造および/または部材を表している。 The invention will be explained in more detail on the basis of the following description in conjunction with the drawings and preferred embodiments. In the drawings, like reference numbers indicate identical or similar structures and / or members.
図1に示した連続可変トランスミッション、つまり、無段変速機(CVT)の概略図には、駆動ベルト3が示してある。この駆動ベルト3は、2つのプーリ1,2に巻き掛けられていて、2つの別個の無端支持体31と、複数の横方向部材30とを有している。これらの横方向部材30は、無端支持体31の周方向に実質的に隣接した状態に並べて組み付けられていて、この周方向に沿って配置されている。駆動ベルト3が、両プーリ1,2のそれぞれ2つの円錐形のプーリシーブ4,5の間で挟圧されると、駆動ベルト3は、両プーリ1,2の間でトルク「T」と、これに付随した回転運動「ω」とを他方のプーリ2,1に伝達することができる。同時に、各プーリ1,2の両シーブ4,5の間の駆動ベルト3の走行半径Rが、CVTの(変速)比「i」、すなわち、各プーリ1,2の回転速度の間の比を規定する。CVTと、その原理的な運転形態とは、自体公知である。
A
図2には、駆動ベルト3が、3つの横方向部材30の区分に沿った平面図でより詳細に示してある。図2に示したように、無端支持体31は、それぞれ互いに積み重ねられた平らでフレキシブルなリング32のセットから形成されている。駆動ベルト3の横方向部材30は、支持体31に対して相対的にかつ支持体31の周方向に滑動することができるように、支持体31の周方向に沿って互いに連続的に配置されている。横方向部材30は、その軸方向の両側に設けられたプーリ接触面33を介して、各プーリ1,2の両シーブ4,5の間で加えられる挟圧力を受け止める。プーリ接触面33は互いに半径方向外向きに拡がっていて、これによって、各プーリ1,2の2つのシーブ4,5の間に規定されたV字角に実質的に適合されている。横方向部材30の、一定の厚さの半径方向外側の部分と、先細りにされた半径方向内側の部分との間の移行部は、いわゆる「傾倒縁部34」を成している。横方向部材30のこの形状と傾倒縁部34とによって、駆動ベルト3が、なだらかに湾曲させられた軌道に追従することが可能となる。
In FIG. 2, the
これ以降、「幅W」という術語は、横方向部材30に関連して使用してあり、その両プーリ接触面33の間の軸方向の最大の間隔を表している。公知の駆動ベルト3では、その全ての横方向部材30が、ほぼ同一の寸法の幅Wを有している。実際、このような幅Wは、駆動ベルト3の横方向部材30同士の間の極めて狭い公差に応じて調整されており、これによって、運転の間に横方向部材30にかけられる機械的な負荷が均されるようになっている。
Hereinafter, the term “width W” is used in connection with the
図3に示したように、駆動ベルト3の概略的な平面図または半径方向内側に向かって見た図では、駆動ベルト3が、より広幅の横方向部材30−Iと、より狭幅の横方向部材30−IIとを有していてよい。広幅の横方向部材30−Iは、各プーリ1,2の両シーブ4,5の間でプーリ接触面33を通して加えられる挟圧力を受け止める幅WIを有しており、狭幅の横方向部材30−IIは、プーリシーブ4,5に係合しない、少なくとも駆動係合しないかまたは摩擦係合しない幅IIを有している。比較的狭幅の横方向部材30−IIの軸方向の両側は、単に側面35と呼ばれる。駆動ベルト3のこの後者の特殊な設計によって、CVTによる力伝達の効率を、ほぼ同一の幅の横方向部材30しか有していない図2の従来の横方向部材30の設計に対して改善することができる。
As shown in FIG. 3, in the schematic plan view of the
図3の駆動ベルト設計は、特に駆動ベルト3全体の製造コストの削減に関して、更なる最適化のための多数の可能性を切り開いている。
The drive belt design of FIG. 3 opens up numerous possibilities for further optimization, especially with regard to reducing the manufacturing costs of the
本発明に係る駆動ベルト3の第1の可能な実施の形態が図4に示してある。この図4には、比較的広幅の横方向部材30−Iの手前に配置された比較的狭幅の横方向部材30−IIの左半分の正面図が示してある。この第1の実施の形態では、軸方向の側面33,すなわち、広幅の横方向部材30−Iのプーリ接触面33しか、波形部36を備えていない。狭幅の横方向部材30−IIの相応の側面35は、少なくとも比較的平滑な表面として成形されている。
A first possible embodiment of the
本発明に係る駆動ベルト3の第2の可能な実施の形態が図5に示してある。この図5には、比較的広幅の横方向部材30−Iの手前に配置された比較的狭幅の横方向部材30−IIの左半分の正面図が示してある。この第2の実施の形態では、狭幅の横方向部材30−IIが、図5の鉛直方向で見て、広幅の横方向部材30−Iよりも低く形成されている、すなわち、広幅の横方向部材30−Iよりも小さな半径方向の寸法を有しており、これによって、狭幅の横方向部材30−IIが、支持体31から、すなわち、狭幅の横方向部材30−IIの、支持体31を収容する溝37から、広幅の横方向部材30−Iの半径方向の延在長さに比べて少なく半径方向内向きに延びている。この第2の可能な実施の形態は、さらに、5列の横方向部材30,30−I,30−IIの側面図で図6に示してある。
A second possible embodiment of the
本発明に係る駆動ベルト3の第3の可能な実施の形態が図7に示してある。この図7には、5列の横方向部材30,30−I,30−IIの側面図が示してある。この第3の実施の形態では、第2の可能な実施の形態に合致して、広幅の横方向部材30−Iよりも低く形成された狭幅の横方向部材30−IIに加えて、広幅の横方向部材30−Iが付加的にその半径方向の延在長さ全体に沿って主に一定の厚さを有している。したがって、広幅の横方向部材30−Iが、上述した傾倒縁部34を有しておらず、その代わりに、狭幅の横方向部材30−IIが、それぞれ2つの傾倒縁部34を有している。この傾倒縁部34は、狭幅の横方向部材30−IIのメインボディ表面にそれぞれ1つずつ設けられている。
A third possible embodiment of the
本発明に係る駆動ベルト3の第4の可能な実施の形態が図8に示してある。この図8には、5列の横方向部材30,30−I,30−IIの側面図が示してある。この第4の実施の形態では、第2の可能な実施の形態に合致して、広幅の横方向部材30−Iよりも低く形成された狭幅の横方向部材30−IIに加えて、広幅の横方向部材30−Iおよび狭幅の横方向部材30−IIが両方とも付加的にその延在長さ全体に沿って主に一定の厚さを有している。この実施の形態では、横方向部材30−IIの底縁部38によって、隣接した横方向部材30との間での転がり接触が駆動ベルト3内で可能となる。
A fourth possible embodiment of the
本発明に係る駆動ベルト3の第5の可能な実施の形態が図9に示してある。この図9には、5列の横方向部材30−I,30−IIの側面図が示してある。この第5の実施の形態では、第2の可能な実施の形態に合致して、広幅の横方向部材30−Iよりも低く形成された狭幅の横方向部材30−IIに加えて、より肉厚の狭幅の横方向部材30−IIと、より肉薄の狭幅の横方向部材30−IIとが、駆動ベルト3に設けられている。
A fifth possible embodiment of the
当業者に明らかであるように、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に定義したような本発明の範囲から逸脱することなしに、上述した実施の形態の種々異なる修正および変更が可能である。 As will be apparent to those skilled in the art, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, without departing from the scope of the present invention as defined in the following claims. Various modifications and changes of the above-described embodiment are possible.
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