JP2002349638A - Ｃｖｔ用圧縮ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＶＴ用圧縮ベルトにおいて、プーリとの接
触点を一定に維持する。 【解決手段】 多数のプーリシーブ２０，２１を有する
ＣＶＴのための圧縮ベルトであって、各々が一体構造を
有しかつ相互に連結された複数のストラット（負荷ブロ
ック）１を設ける。ストラット１は、ＣＶＴのシーブ２
０，２１と接触してこれに機械的に係合するクラウニン
グされた縁部１０を有し、クラウニング部分がプーリシ
ーブ２０，２１に対して一定位置に維持されている。ク
ラウニング部分の半径１４は、ストラット１が製作され
る材料の最大許容接触応力によって決定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＴ(Continuou
sly Variable Transmission)のための圧縮式またはプッ
シュ式のベルトまたはチェーンの分野に関する。より詳
細には、本発明は、ＣＶＴに使用される、クラウニング
されたストラット縁部を有する圧縮式ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】近年、自動車用のアプリ
ケーションにおいて、重要な研究開発が、自動車用のア
プリケーションのための実用的なＣＶＴ(Continuously
Variable Transmission)に対して行われてきた。ＣＶＴ
は、自動車エンジンとエンジンの出力トルクを制御する
ように用いられる駆動輪との間の機械的な結合の一部を
提供している。

【０００３】一般に、ＣＶＴの運転は、典型的には金属
またはエラストマー材料から構成された無端状のチェー
ンベルトによって連結されるとともに平行軸に取り付け
られた多数の可変プーリの使用によって、行われる。

【０００４】第１の可変プーリは、入力軸に配置され、
自動車エンジンによって機械的に運転される。第２の可
変プーリは、出力軸に配置され、チェーンベルトを介し
て第１のプーリにより運転される。第２のプーリは、自
動車の駆動輪にトルクを伝達するために、他の駆動部分
を通じて作動する。

【０００５】各プーリは、独立した軸の回りを回転する
とともに、二つのプーリシーブの協働によって構成され
ており、一方のプーリは、他方のプーリから離れる方向
において軸方向に移動可能になっている。プーリ軸に取
り付けられたシーブ対は、プーリの内側面を構成してい
る。

【０００６】内側面の形状は、二つのシーブ内側面がプ
ーリ軸に向かって収束するように、全体的に傾斜してい
る。シーブの少なくとも一方が他方に対して軸方向に移
動するとき、対向する内側面を隔てている距離が変化す
る。

【０００７】動力伝達部材として作用するチェーンまた
はベルトの接触面は、プーリシーブの内側面と係合し
て、摩擦によりトルクを伝達する。最も一般的な負荷ブ
ロックの形態は、接触面が平面である負荷ブロックを含
んでいる。

【０００８】このような形態においては、従来の円錐状
のシーブとの接触は、線接触であり（つまり、接触領域
が帯状であり）、点接触ではない。チェーンベルトがプ
ーリ上を走行するとき、負荷ブロックまたはリンクが関
節運動する点は、ピッチラインと定義される。ピッチＰ
は、連続する関節運動点間の距離である。

【０００９】ＣＶＴの運転時には、シーブ内側面間の距
離を増加または減少させるように、第１のプーリ上の可
動プーリがプーリ軸に沿って軸方向に移動する。する
と、第２のプーリ上の可動プーリが、シーブ内側面間の
距離を減少または増加させる。このように、第１のプー
リの内側面間の距離が増加すると、機械的かつ液圧的な
均衡状態を提供するように、第２のプーリの内側面間の
距離が減少させられる。

【００１０】シーブ部材がプーリ軸に沿って移動する
と、シーブの傾斜した内側面により、有効プーリ径が増
加または減少する。プーリ内側面の中間位置の円周回り
におけるチェーンベルトの関節運動点または中立軸の位
置（つまりピッチライン）は、プーリの有効径を限定す
る。

【００１１】第１のプーリにおいてシーブ内側面間の距
離が減少すると、チェーンベルトは、傾斜したシーブ内
側面に沿って上方に移動し、ピッチラインが変化するに
つれて、チェーンベルトは大きな半径方向距離で接触す
るようになる。同時に、第２のプーリの有効径は、プー
リシーブ間の距離の増加に比例して減少する。

【００１２】第１のプーリと同様に、チェーンベルト
は、小さな半径方向距離で接触するようになり、ピッチ
ラインが変化する。このようにして、車両の特定の運転
条件のための所望の最終駆動比が得られるように、プー
リ半径の比が連続的に変化する。

【００１３】典型的には、傾斜したプーリシーブ内側面
（円錐面）の母線は、全体的に直線状になっている。そ
の一方、ＣＶＴプーリの全体の外形を減少させるのに、
湾曲形状のプーリシーブ内側面もまた用いられている。

【００１４】従来において、プーリ間を機械的に連結す
るチェーンベルトの周知の形態は、相互に連結された複
数の負荷ブロックを有する一般的なチェーンベルトであ
って、たとえばピン・ロッカーチェーンやリンクベルト
などのように、種々のリンクおよびブロックの形態を有
している。

【００１５】このようなチェーンは、チェーンのリンク
およびピンを通じて引張力を伝えることにより、一般的
な方法で動力を伝達する。このタイプのチェーンは、シ
ーブから伝達ベルトに動力を伝達するのに非常に大きな
圧縮力を要求されるために、ＣＶＴへの適用においては
欠点を有している。一般的な引張型リンクチェーンがＣ
ＶＴに使用されるとき、この圧縮力がチェーンのピンお
よびリンクを変形させることになる。

【００１６】一方、圧縮ベルトは、引張よりも圧縮によ
り動力を伝達する動力伝達部材の一種であるが、ＣＶＴ
へのアプリケーションにおいて重要なものになった。圧
縮ベルトは、「負荷ブロック」、「ストラット」または
「動力部材」と呼ばれる比較的薄い非常に多数の部材か
ら構成されており、これらの部材は、その幅方向に沿っ
て概略中実であり、連続して積層された鋼製バンドによ
って所定位置に保持されている。各々の負荷ブロックは
それぞれ次の負荷ブロックを押圧しており、このように
して、負荷ブロックの列によって動力が伝達される。

【００１７】引張型チェーンとの接触面を弧状または
「クラウニング(crowned) された形状」にするのは、た
とえば「可変プーリシーブの形状を生成するための装置
および方法」という名称の米国特許第 5,328,412号に見
られるように、珍しいことではない。

【００１８】フォスターによる「金属製Ｖベルト駆動装
置」という名称の米国特許第 5,318,484号や、ヤガサキ
による「金属製Ｖベルト」という名称の米国特許第 6,1
10,065号に示すような、分割された負荷ブロックを使用
する圧縮ベルトは、半分の負荷ブロック体である半ブロ
ック体に対して、クラウニングされた側面を使用してい
る。

【００１９】ベルトがシーブを離れるときのベルト離れ
を容易にするように、半ブロック体は、ベルト軸の回り
に揺動して半ブロック体の頂上部および底部間の隙間を
開閉するように設計されている。このような設計におけ
る半ブロック体の両側面のクラウニングは、隙間が開閉
するとき、半ブロック体の必要な揺動運動を許容する。

【００２０】また、従来の中実の負荷ブロックは、その
上面をクラウニングしており、該負荷ブロックは、鋼製
ベルトを自動的に芯出しする力を作用させるように、負
荷ブロック上面で鋼製ベルトに当接している。

【００２１】しかしながら、圧縮式のＣＶＴベルトにつ
いて発行された多くの特許の存在にも拘らず、クラウニ
ングされた接触面を有する負荷ブロック形状は、圧縮式
のＣＶＴベルトとともにこれまで使用されていなかっ
た。

【００２２】中実の負荷ブロックを使用する従来のすべ
ての圧縮式ＣＶＴベルトは、“ＣＶＴ(Continuously Va
riable Transmission)”という名称のバンドーネの米国
特許第 6,086,499号に示されたＣＶＴベルトのように、
シーブと接触するように真っ直ぐな側面を有する負荷ブ
ロックまたはストラットを使用している。

【００２３】このような真っ直ぐな側面を有するストラ
ットにおいては、シーブおよびストラットの変形によ
り、接触点がストラットの頂上部または底部のいずれか
の位置に配置される。典型的には、真っ直ぐな側面を有
するストラット上の接触点は、変形量が小さな場合であ
っても、ストラットの底部に荷重を作用させる。

【００２４】これにより、プーリ間のスパンにおけるチ
ェーンベルトの中心線が、プーリの中心線の平面に関し
て傾斜する。このような傾斜つまりチェーンベルトのミ
スアライメント（取付不良）は、チェーンベルト上にお
いて摩耗および疲労の影響をともなう不均等な荷重配分
を生じさせるとともに、不快なノイズ発生の一因にな
る。

【００２５】その一方、本願発明に係る発明者は、スト
ラット上でクラウニングされた面を利用することによ
り、妥当なシーブ変形量の範囲内で接触点が一定に保た
れるということを見出した。

【００２６】このように本発明は、ＣＶＴ用圧縮ベルト
において、プーリとの接触点を一定に維持できるように
することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、多数
の可変プーリを有するＣＶＴのための圧縮ベルトであっ
て、各々が一体構造を有しかつ相互に連結された複数の
負荷ブロックを備えている。負荷ブロックは、ＣＶＴの
プーリと接触してこれに機械的に結合する、クラウニン
グされた縁部を有し、クラウニング部分がプーリに対し
て一定位置に維持されている。クラウニング部分の半径
は、負荷ブロックが製作される材料の最大許容接触応力
によって決定されている。

【００２８】請求項２の発明は、多数の可変プーリと、
一体構造の複数の負荷ブロックを有する圧縮ベルトとを
備えたＣＶＴにおいて、圧縮ベルト中心線のプーリ中心
線平面に対する傾きまたはミスアラインメントを減少さ
せるための方法である。まず、クラウニング部分がプー
リに対して一定位置に維持されるように、ＣＶＴのプー
リと接触してこれに機械的に結合する、クラウニングさ
れた縁部を有する負荷ブロックを提供する。クラウニン
グ部分の半径は、負荷ブロックが製作される材料の最大
許容接触応力によって決定される。半径は、負荷ブロッ
クのプーリとの接触点が負荷ブロックの揺動半径に接近
した状態が維持されるように、配置される。

【００２９】簡単に述べると、多数の可変プーリを有す
るＣＶＴのための圧縮ベルトは、相互に連結された複数
の負荷ブロック（ストラット）を有している。各負荷ブ
ロックは、一体の構造を有するとともに、ＣＶＴのプー
リと接触してこれに機械的に結合される、クラウニング
されたストラット縁部を有している。

【００３０】クラウニング部の半径は、ストラットを構
成する材料の最大許容接触応力によって決定される。ス
トラットのプーリとの接触点がストラットの揺動半径に
接近した状態が維持されるように、半径が配置される。

【００３１】本発明によれば、負荷ブロックのクラウニ
ング部分がプーリに対して一定位置に維持されるので、
プーリとの接触点を一定位置に維持できるようになる。

【００３２】本発明のこれらおよびその他の特徴・目的
をよく理解するためには、添付図面に関連して以下の詳
細な記述が参照されるべきである。

【００３３】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の一実施態様によ
るＣＶＴ(Continuously Variable Transmission)を示し
ている。相互に連結された複数のストラットまたは負荷
ブロック１を有する圧縮式またはプッシュ式のチェーン
ベルトであって、各ストラット１が、ＣＶＴ(Continuou
sly Variable Transmission)のプーリと接触してこれに
機械的に結合するためのクラウニングされた縁部（接触
面）１０を有している。

【００３４】ストラットのクラウニングされた縁部は、
図２で見ることは少々難しいが、以下に説明されるよう
に、図１に誇張されて示されている。ストラット１は、
各々独立したストラット１をベルトに構成するための積
層された可撓性鋼製ベルト２２により、外方への移動に
対して互いに保持されている。

【００３５】ストラット１のＴ字状上部はベルトを保持
しており、これにより、ストラット１がプーリ間に配置
されているときに、内方への移動を防止している。スト
ラット１におけるクラウニングされた接触面１０は、ク
ラウニング部分がプーリに対して一定位置に維持される
ように、プーリシーブ２０および２１の内面に係合して
おり、摩擦によってトルクを伝達する。

【００３６】図１は、単一の負荷ブロックまたはストラ
ット１の詳細を示している。角度１３は、ＣＶＴ内で本
発明のベルトを駆動する可変プーリのシーブ２０，２１
について、シーブ２０，２１の回転軸と直交する線に対
してなすテーパ角度を示している。

【００３７】ストラット１の縁部１０は、クラウニング
されている（"crowned")、つまり、点１５を枢支点とし
線１４で示される半径を有するとともに角度１２でピッ
チライン１１と交差する円弧に沿って弧状に形成されて
いる。

【００３８】図１中の点線に示されるように、好ましい
実施態様においては、線１４の実際上の長さは図示のも
のよりもかなり長くなり、クラウニング部ははっきり見
えなくなる。本発明にしたがったストラット１の実際的
な実施態様では、ストラットは約２４ｍｍ（０．９３４
インチ）幅であり、曲率半径（つまり線１４の長さ）は
約２０３ｍｍ（８インチ）である。

【００３９】この実施態様では、角度１２は約１１°で
ある。ストラットは左右対称であって、逆側の面１０も
また、その曲率半径に沿って同じようにクラウニングさ
れている。

【００４０】クラウニングされた縁部１０の半径１４
は、ストラットが製作される材料の最大許容接触応力に
よって決定されている。クラウニング部は、ストラット
およびプーリ間の接触点がストラットの揺動半径にでき
るだけ接近するように、配置されている。

【００４１】ストラットに荷重が作用すると、接触部分
が増加するが、当該接触部分の図心は実質的に同じ点に
留まる。同様に、シーブおよびストラットの変形を考慮
しても、接触部分の図心は、実質的に同じ点に留まる。

【００４２】真っ直ぐな側面のストラットを有する圧縮
ベルト上の接触点は、ほんの小さな変形量が発生した場
合でも、ストラットの底部に荷重を作用させる傾向があ
るので、本発明によるストラットを有する圧縮ベルト
は、従来技術に対する改良を提供する。したがって、プ
ーリ間のスパンにおけるチェーンの中心線が、プーリの
中心線平面に関して傾斜する。

【００４３】このような傾斜、つまりミスアラインメン
トは、チェーンに対して、摩耗および疲労の影響をとも
なう不均等な荷重分担を生じさせるとともに、不快なノ
イズの発生の一因になる。本発明による改良は、上述し
たように、負荷ブロックの望ましくない傾斜をなくし、
これにより、上述した悪影響を減少させる。

【００４４】ここに記述された本発明の実施態様は、本
発明の原理を採用するアプリケーションの単なる例示で
あることが理解されるべきである。例示された実施態様
の詳細についてのここでの言及は、本発明に本質的な特
徴部分について説明するクレームの範囲を限定すること
を意図するものではない。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ＣＶＴ用圧縮ベルトにおいて、負荷ブロックのプーリと
の接触部分にクラウニング部分を設けるようにしたの
で、プーリとの接触点を一定に維持できるようになる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＣＶＴベルトのストラットの正面
図であって、本発明によるクラウニングされたストラッ
ト縁部が誇張されて示されている。

【図２】本発明によるＣＶＴベルトのストラットが可変
プーリ内で使用されている状態を示している。

【符号の説明】

１： 負荷ブロック（ストラット） １０： 縁部 １４： 半径 ２０，２１： プーリシーブ ２２： 可撓性鋼製ベルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の可変プーリを有するＣＶＴのため
   の圧縮ベルトであって、 各々が一体構造を有しかつ相互に連結された複数の負荷
   ブロックを備え、 前記負荷ブロックが、前記ＣＶＴの前記プーリと接触し
   てこれに機械的に結合する、クラウニングされた縁部を
   有し、クラウニング部分が前記プーリ部材に対して一定
   位置に維持されており、 前記クラウニング部分の半径が、負荷ブロックが製作さ
   れる材料の最大許容接触応力によって決定されている、
   ことを特徴とするＣＶＴ用圧縮ベルト。
2. 【請求項２】 多数の可変プーリと、一体構造の複数の
   負荷ブロックを有する圧縮ベルトとを備えたＣＶＴにお
   いて、圧縮ベルト中心線のプーリ中心線平面に対する傾
   きまたはミスアラインメントを減少させるための方法で
   あって、 クラウニング部分が前記プーリ部材に対して一定位置に
   維持されるように、前記プーリと接触してこれに機械的
   に結合する、クラウニングされた縁部を有する前記負荷
   ブロックを提供するとともに、 前記クラウニング部分の半径を、負荷ブロックが製作さ
   れる材料の最大許容接触応力によって決定し、 前記負荷ブロックの前記プーリとの接触点が前記負荷ブ
   ロックの揺動半径に接近した状態が維持されるように、
   前記半径を配置するようにした、ことを特徴とするＣＶ
   Ｔ用圧縮ベルトにおける傾きを減少させるための方法。