JPH06307510A - Vベルト式無段変速機 - Google Patents

Vベルト式無段変速機

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JPH06307510A
JPH06307510A JP5090982A JP9098293A JPH06307510A JP H06307510 A JPH06307510 A JP H06307510A JP 5090982 A JP5090982 A JP 5090982A JP 9098293 A JP9098293 A JP 9098293A JP H06307510 A JPH06307510 A JP H06307510A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Vベルト式無段変速機において、滑らかな無
段変速を確保しながら芯ずれを低減し、片当りによるV
ベルトの破損や騒音の発生を防止すること。 【構成】 入出力プーリ9a,9bのシーブ角10a,
10bとVベルト1の側面角7a,7bが、外径側のシ
ーブ角10aと内径側のベルト側面角7aが内径側のシ
ーブ角10bと外径側のベルト側面角7bより大きくな
るように2段階に形成され、その境界部は連続して滑ら
かな凸曲面状Rに形成されている構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は、Vベルト式無段変速機
に関する。

【0002】

【従来の技術】従来、Vベルト式無段変速機としては、
例えば、特開昭55ー100443号公報に記載のもの
が知られている。

【0003】上記従来公報には、図7〜図9に示される
ように、Vベルト式無段変速機に使用されるVベルト1
01として、多層構造の無端リング102と、この無端
リング102に動けるように取付けられ、主面103を
相互に接触させている多数のエレメント104とで構成
したものが示されている。なお、105は隣接するエレ
メント104の窪み106に係合する突起、107はベ
ルト接触面、108はプーリシーブ面である。

【0004】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、Vベルト101の側面角110及
び入(出)力プーリ109a(109b)のシーブ角1
11が一定となっていたため、変速に伴ってVベルト1
01に芯ずれが生じ、その結果Vベルト101が片当た
りして破損したり、大きな騒音を発生するという問題点
があった。

【0005】つまり、図5に示すように、Vベルト10
1が入(出)力プーリ109a(109b)の最小径の
部分に配置される最大減速比あるいは最大増速比の時に
は、片側のプーリにより回転ピッチ半径が規定されるこ
とで芯ずれがほぼゼロとなるものの、Vベルト101が
入(出)力プーリ109a(109b)の中間径の部分
に配置される変速比がほぼ1の時、回転ピッチ半径の安
定が最も低く、最大の芯ずれが生じる。

【0006】本発明は、上記問題点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、Vベルト式無段変速
機において、滑らかな無段変速を確保しながら芯ずれを
低減し、片当りによるVベルトの破損や騒音の発生を防
止することにある。

【0007】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のVベルト式無段変速機では、入出力プーリのシ
ーブ角とVベルトの側面角が、外径側のシーブ角と内径
側のベルト側面角が内径側のシーブ角と外径側のベルト
側面角より大きくなるように2段階に形成され、その境
界部は連続して滑らかな凸曲面状に形成されている手段
とした。

【0008】すなわち、サーボ機構により実効径が可変
となる入出力プーリと、前記入出力プーリ間に巻掛けら
れて動力を伝達するVベルトと、を備えたVベルト式無
段変速機において、前記入出力プーリのシーブ角と前記
Vベルトの側面角が、外径側のシーブ角と内径側のベル
ト側面角が内径側のシーブ角と外径側のベルト側面角よ
り大きくなるように2段階に形成され、かつ、その境界
部は連続して滑らかな凸曲面状に形成されていることを
特徴とする。

【0009】そして、好ましくは、入出力プーリのシー
ブ角を、変速比が1となるときのVベルトの回転ピッチ
半径を境にして2段階に形成する。さらに、2段階に形
成される入出力プーリのシーブ角とVベルトの側面角
は、外径側のシーブ角と内径側のベルト側面角をαとお
き、内径側のシーブ角と外径側のベルト側面角をβとお
くと、その比が1<α/β<1.4の範囲とする。

【0010】

【作用】軸間距離が一定のVベルト式無段変速機では、
増速比の場合、変速比の変化に対する出力側回転ピッチ
半径(R2)の変化量(dR2)は、入力側回転ピッチ
半径(R1)の変化量(dR1)に比べて大きい特性を
示す。

【0011】これに対し、増速比の場合、入力側では、
Vベルトとプーリは共に角度αで摩擦係合し、出力側で
は、Vベルトとプーリは共に角度βで摩擦係合して動力
を伝達する。

【0012】この時の芯ずれ(δ)は、 δ={dR1×tan(α)+dR2×tan(β)} で発生し、半径変化量の小さい入力プーリでシーブ角が
大きく、半径変化量の大きい出力プーリでシーブ角が小
さいため、トータルで芯ずれを小さくすることができ
る。

【0013】軸間距離が一定のVベルト式無段変速機で
は、減速比の場合、変速比の変化に対する入力側回転ピ
ッチ半径(R1)の変化量(dR1)は、出力側回転ピ
ッチ半径(R2)の変化量(dR2)に比べて大きい特
性を示す。

【0014】これに対し、減速比の場合、入力側では、
Vベルトとプーリは共に角度βで摩擦係合し、出力側で
は、Vベルトとプーリは共に角度αで摩擦係合して動力
を伝達する。

【0015】この時の芯ずれ(δ)は、 δ={dR1×tan(β)+dR2×tan(α)} で発生し、半径変化量の大きい入力プーリでシーブ角が
小さく、半径変化量の小さい出力プーリでシーブ角が大
きいため、トータルで芯ずれを小さくすることができ
る。

【0016】また、角度の異なる2段階に形成された面
の境界部は連続して滑らかな凸曲面状に形成されている
ため、この境界部を移行するような変速域で急激な変速
比の変化や芯ずれが発生するのが防止され、無段変速機
としての滑らかな変速比変化が確保される。

【0017】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【0018】まず、構成を説明する。

【0019】図1は本発明実施例のVベルト式無段変速
機に用いられるVベルトの要部拡大図、図2は本発明実
施例のVベルト式無段変速機のプーリ及びVベルトを示
す図である。

【0020】Vベルト1は、図7〜図9に示される従来
例と同様に、多層構造の無端リング2と、この無端リン
グ2に動けるように取付けられ、主面3を相互に接触さ
せている多数のエレメント4とで構成されている。な
お、5は隣接するエレメント4の窪み6に係合する突起
である。

【0021】前記エレメント4の側面は、その内径側の
ベルト側面角7aとその外径側のベルト側面角7bとの
2段階に形成されており、ベルト側面角7aの角度αと
ベルト側面角7bの角度βとでは、α>βの関係が成立
するように構成されている。そして、ベルト側面角7
a,7bにより2段階に形成されたベルト接触面8a,
8bの境界部は、所定の凸曲面状Rで滑らかに連続的に
つながれている。

【0022】一方、入(出)力プーリ9a(9b)は、
その外径側のシーブ角10aとその内径側のシーブ角1
0bとの2段階に形成されており、外径側のシーブ角1
0aの角度は内径側のベルト側面角7aの角度αと、内
径側のシーブ角10bの角度は外径側のベルト側面角7
bの角度βとそれぞれ同一に形成されている。

【0023】そして、シーブ角10a,10bにより2
段階に形成されたプーリシーブ面11a,11bの境界
部は、上記したベルト接触面8a,8bの境界部同様、
所定の凸曲面状Rで滑らかに連続的につながれている。
また、ベルト接触面8a,8b及びプーリシーブ11
a,11bの境界は、変速比が1のときのエレメント4
の回転ピッチ半径にとってある。

【0024】Vベルト1は従来のものと同様に、入出力
プーリ9a,9b間に巻掛けられて動力を伝達し、そし
て、サーボ機構(図示せず)により入力プーリ9a及び
出力プーリ9bの実効径が可変となるように構成されて
いる。

【0025】ここで、Vベルト1,入力プーリ9a,出
力プーリ9bは本発明のVベルト式無段変速機を構成し
ている。

【0026】次に、作用を説明する。

【0027】[変速比が増速比(<1)の場合]一般
に、軸間距離一定のVベルト式無段変速機では、増速比
の場合、変速比の変化に対する出力側回転ピッチ半径R
2の変化量dR2は、図3に示されるように、入力側回
転ピッチ半径R1の変化量dR1に比べて大きい特性を
有する(計算条件として軸間距離160mm、ベルト周
長700mm)。

【0028】したがって、従来のVベルト式無段変速機
での芯ずれδは、 δ=(dR1+dR2)×tan(シーブ角) で発生するので、芯ずれ特性は、変速比=0.4で芯ず
れ0となるように入出力プーリをセットし、シーブ角を
11°とした場合、図4に示されるように、変速比=
1.0近傍で芯ずれδは最大となる。なお、ここでdR
1とdR2とは異符号である。

【0029】しかしながら、本発明実施例では、 (入力側回転ピッチ半径R1)>(変速比=1での回転
ピッチ半径)>(出力側回転ピッチ半径R2) なので、図2に示されるように、入力側ではエレメント
4と入力プーリ9aはベルト接触面7aとプーリシーブ
面11a(ともに角度はα)で摩擦結合し、動力が伝達
され、一方出力側ではエレメント4と出力プーリ9bは
ベルト接触面7bとプーリシーブ面11b(ともに角度
はβ)で摩擦結合し、動力が伝達される。このときの芯
ずれδは、 δ={dR1×tan(α)+dR2×tan(β)} で発生するので、半径変化量の小さい入力プーリ9aで
シーブ角αが大きく、半径変化量の大きい出力プーリ9
bでシーブ角βが小さいため、トータルで芯ずれを小さ
くことができる(図5参照)。

【0030】なお、図5では図4と同様、変速比=0.
4で芯ずれ0となるように入出プーリ9a,9bをセッ
トした場合であって、計算条件としては、同じである。

【0031】[変速比が減速比(>1)の場合] (入力側回転ピッチ半径R1)<(変速比=1での回転
ピッチ半径)<(出力側回転ピッチ半径R2) となり、上記(1)で述べた増速比の場合とは逆に、入
力側ではエレメント4と入力プーリ9aはベルト接触面
7bとプーリシーブ面11b(ともに角度はβ)で摩擦
結合し、動力が伝達され、一方出力側ではエレメント4
と出力プーリ9bはベルト接触面7aとプーリシーブ面
11a(ともに角度はα)で摩擦結合し、動力が伝達さ
れる。

【0032】このときの芯ずれδは、 δ={dR1×tan(β)+dR2×tan(α)} で発生するので、半径変化量の大きい入力プーリ9aで
シーブ角βが小さく、半径変化量の小さい出力プーリ9
bでシーブ角αが大きいため、上記した増速時同様、ト
ータルで芯ずれを小さくすることができる。

【0033】[無段変速作用]角度の異なる2段階に形
成された面8a,8b並びに11a,11bの境界部は
連続して滑らかな凸曲面状Rに形成されているため、こ
の境界部を移行するような変速比1の領域で急激な変速
比の変化や芯ずれが発生するのが防止され、無段変速機
としての滑らかな変速比変化が確保される。

【0034】[シーブ角α,βの関係]図5に従来例と
同様な計算条件にて、シーブ角α,βをそれぞれ(α=
13°;β=11°),(α=12°;β=10°),
(α=14°;β=11°)とした場合の芯ずれ特性を
示す。

【0035】この特性により明らかなように、芯ずれ幅
は、シーブ角α,βの大きさ設定により、大きくなった
り小さくなったりする。

【0036】そこで、軸間距離160mm、ベルト周長
700mmの計算条件で、シーブ角α,βの測定点を増
やして、シーブ角比α/βに対する芯ずれ幅を特性図に
よりあらわしたのが図6である。

【0037】この図6の特性により、最も芯ずれ幅を小
さくできるシーブ角α,βの関係は、およそα/β=
1.2であることが分かった。そして、およそ1.0<
α/β<1.4の範囲において、従来例より芯ずれ幅を
小さく抑えることができることが明らかとなった。な
お、計算条件が変わっても、およそ1.0<α/β<
1.4の範囲に芯ずれ幅を効果的に小さくするα/βが
存在する。

【0038】次に、効果を説明する。

【0039】(1)実施例のVベルト式無段変速機にあ
っては、入出力プーリ9a,9bのシーブ角10a,1
0bとVベルト1の側面角7a,7bが、外径側のシー
ブ角10aと内径側のベルト側面角7aが内径側のシー
ブ角10bと外径側のベルト側面角7bより大きくなる
ように2段階に形成され、その境界部は連続して滑らか
な凸曲面状Rに形成されているため、滑らかな無段変速
を確保しながら全変速比域で芯ずれ幅が小さくなり、片
当たりによるVベルト1の破損や騒音の発生を防止する
ことができる。

【0040】(2)ベルト接触面8a,8b及びプーリ
シーブ11a,11bの境界は、変速比が1のときのエ
レメント4の回転ピッチ半径にとってあるため、従来、
変速比=1.0近傍で最大を示していた芯ずれδを大幅
に小さくでき、しかも、この変速比1での芯ずれ点を境
にして芯ずれ特性が増速比側特性と減速比側特性の2つ
の特性に分割されることで、トータルでの芯ずれδを効
果的に小さくすることができる。

【0041】(3)1.0<α/β<1.4の範囲に含
まれ最も芯ずれ幅を小さくできるシーブ角比であるおよ
そα/β=1.2に設定したため、芯ずれ幅を効果的に
小さくすることができる。

【0042】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではない。

【0043】例えば、実施例では、Vベルト1として無
端リング2とエレメント4による構成のものを示した
が、チェーンと荷重ブロックによる構成のVベルトにも
適用することができる。

【0044】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、Vベルト式無段変速機において、入出力プーリのシ
ーブ角とVベルトの側面角が、外径側のシーブ角と内径
側のベルト側面角が内径側のシーブ角と外径側のベルト
側面角より大きくなるように2段階に形成され、その境
界部は連続して滑らかな凸曲面状に形成されている手段
としたため、滑らかな無段変速を確保しながら芯ずれを
低減し、片当りによるVベルトの破損や騒音の発生を防
止することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明実施例のVベルト式無段変速機に用いら
れるVベルトの要部拡大図である。

【図2】本発明実施例のVベルト式無段変速機のVベル
ト及びプーリの要部拡大図である。

【図3】軸間距離一定のVベルト式無段変速機における
変速比に対する回転ピッチ半径特性図である。

【図4】従来のVベルト式無段変速機における変速比に
対する芯ずれ及び回転ピッチ半径特性図である。

【図5】本発明実施例と従来のVベルト式無段変速機に
おける変速比に対する芯ずれ特性比較図である。

【図6】実施例のVベルト式無段変速機におけるシーブ
角度比α/βに対する芯ずれ幅特性図である。

【図7】従来のVベルト式無段変速機に用いられるVベ
ルトの側面図である。

【図8】従来のVベルト式無段変速機に用いられるVベ
ルトの正面図である。

【図9】従来のVベルト式無段変速機におけるVベルト
のプーリ接触状態を示す図である。

【符号の説明】

1 Vベルト 2 無端リング 3 主面 4 エレメント 5 突起 6 窪み 7a,7b ベルト側面角 8a,8b ベルト接触面 9a 入力プーリ 9b 出力プーリ 10a,10b シーブ角 11a,11b プーリシーブ面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーボ機構により実効径が可変となる入
    出力プーリと、 前記入出力プーリ間に巻掛けられて動力を伝達するVベ
    ルトと、 を備えたVベルト式無段変速機において、 前記入出力プーリのシーブ角と前記Vベルトの側面角
    が、外径側のシーブ角と内径側のベルト側面角が内径側
    のシーブ角と外径側のベルト側面角より大きくなるよう
    に2段階に形成され、 かつ、その境界部は連続して滑らかな凸曲面状に形成さ
    れていることを特徴とするVベルト式無段変速機。
  2. 【請求項2】 前記入出力プーリのシーブ角は、変速比
    が1となるときのVベルトの回転ピッチ半径を境にして
    2段階に形成されていることを特徴とする請求項1記載
    のVベルト式無段変速機。
  3. 【請求項3】 前記2段階に形成される入出力プーリの
    シーブ角とVベルトの側面角は、外径側のシーブ角と内
    径側のベルト側面角をαとおき、内径側のシーブ角と外
    径側のベルト側面角をβとおくと、その比が1<α/β
    <1.4の範囲にあることを特徴とする請求項2記載の
    Vベルト式無段変速機。
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