JP3663969B2 - 組立式伝動vベルト - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、Vベルト式無段変速機などで一対のV溝プーリ間に掛け渡して用いる組立式伝動Vベルトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
かかる用途の組立式伝動Vベルトは図1に1で示すように、軸線Oi 周りに回転駆動される入力プーリ11のプーリV溝と、軸線Oi に平行な軸線Oo 周りに回転される出力プーリ12のプーリV溝との間に掛け渡して実用に供する。
かかる巻き掛け伝動系において、入力プーリ11の回転は組立式伝動Vベルト1を介し出力プーリ12に伝達される。
そしてこの伝動中、両プーリ11,12のプーリV溝を形成する対向フランジのうち、可動フランジを軸線方向同方向に変位させれば、入出力プーリ11,12に対する組立式伝動Vベルト1の巻き掛け円弧径が連続的に変化し、無段変速を行わせることができる。
【0003】
ここで組立式伝動Vベルト1を、図2も参照しつつ以下に説明すると、これは従来、例えば特開平2−14634号公報に記載されている通り、プーリV溝を形成する対向フランジにそれぞれ摩擦接触する傾斜端面2aを有したV型ブロック2を多数個具え、これらV型ブロック2を、図1に示すごとくVベルトが形造られるよう無終端状に連続配置する。
そして、これらV型ブロック2の両端における肩部2bに夫々、一対の無終端バンド3を巻き掛けして設け、各無終端バンド3は無終端バンドエレメント3aの積層体で構成する。
V型ブロック2には更に、両側の肩部2b間に配して首部2cを設けると共に、この首部2cから上記肩部2bに対向するよう延在する腕部2dを設け、これら腕部2dによりV型ブロック2が無終端バンド3から外れるのを防止する。
【0004】
ところで従来は上記文献にも記載されているが、無終端バンド3を巻き掛けするV型ブロック2の肩部2bを夫々、図2に明示するごとくベルト走行方向に見て曲率半径がR1 の中高となるよう湾曲させたクラウニング面とし、これにより無終端バンド3が伝動作用中に肩部2bに対しバンド幅方向に自動調芯されるようにするのが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、当該自動調芯のために肩部2bを中高となるよう湾曲させたクラウニング面に構成する場合、これに巻き掛けた無終端バンド3がプーリ11,12に対する巻き掛け領域にある時、特に無終端バンド3の幅方向中程部が応力的に不利になるのを免れないことを確かめた。
図3は、組立式伝動Vベルト1がプーリ11,12に対して図1の巻き掛け状態にある時の、つまり入力プーリ11が小径プーリであり、出力プーリ12が大径プーリである時の、走行領域ごとの無終端バンド(3)外周表面における引っ張り応力をバンド幅方向各部において計測したもので、この図から明らかなように無終端バンド3はプーリ11,12に対する巻き掛け領域にある時、幅方向中程部に大きな引っ張り応力を受けて強度上不利になる。
この傾向は、無終端バンド3が小径プーリ11に対する巻き掛け領域にある時特に顕著となる。
【0006】
請求項1に記載の第1発明は、上記無終端バンドの外周表面における引っ張り応力が、ベルト走行方向に見た上記クラウニング面の曲率半径に対する無終端バンドの幅方向における曲率半径の比によって大きく変化する事実をつきとめ、この比を適切に定めることにより無終端バンドの外周表面における引っ張り応力が従来よりも緩和されるようにし、もって上述の問題解決を実現した組立式伝動Vベルトを提案することを目的とする。
【0007】
請求項2に記載の第2発明は、上記両曲率半径に製造誤差に起因したバラツキがある場合においても第1発明の作用効果が確実に達成されるよう上記の比を決定した組立式伝動Vベルトを提案することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
これらの目的のため、先ず第1発明の組立式伝動Vベルトは、
プーリV溝の両側壁に摩擦接触する傾斜端面を個々に有した多数のV型ブロックを、Vベルトが形成されるよう無終端状に連続配置して具え、これらV型ブロックのクラウニング面に無終端バンドを巻き掛けして組み立てた組立式伝動Vベルトを前提とし、
ベルト走行方向に見た前記クラウニング面の曲率半径に対する前記無終端バンドの幅方向における曲率半径の比を0.21以上、0.35以下に設定したことを特徴とするものである。
【0009】
第2発明による組立式伝動Vベルトは、上記第1発明において、
前記の比を0.25以上、0.35以下に設定したことを特徴とするものである。
【0010】
【発明の効果】
第1発明の組立式伝動Vベルトは、無終端バンドを巻き掛けすべく各V型ブロックに設けたクラウニング面のベルト走行方向に見た曲率半径に対する無終端バンドの幅方向における曲率半径の比を0.21以上、0.35以下に設定したから、
無終端バンドを巻き掛けする各V型ブロックの面を、無終端バンドのバンド幅方向の自動調芯のためにクラウニング面にしても、プーリに対する巻き掛け領域において無終端バンドの外周表面が受ける引っ張り応力を従来のそれより小さくすることができ、無終端バンドの外周表面が応力的に不利になって前記強度上の問題を生ずるような弊害を回避することができる。
【0011】
第2発明の組立式伝動Vベルトは、上記両曲率半径の比を0.25以上、0.35以下に設定したから、以下の作用効果が得られる。
つまり、上記両曲率半径の比を0.25未満にする場合、上記両曲率半径の比の変化に対する無終端バンドの外周表面における引っ張り応力の変化が急峻になって、製造誤差による上記両曲率半径のバラツキでも無終端バンドの外周表面に作用する引っ張り応力が従来のそれより大きくなって上記第1発明の作用効果を奏し得なくなることがあるが、上記両曲率半径の比を0.25以上、0.35以下にする第2発明の場合、上記急峻な領域を使用しないことから、このような弊害を生ずることがなくて第1発明の作用効果を上記両曲率半径のバラツキにかかわらず確実なものにすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図4および図5は、本発明による一実施の形態になる組立式伝動Vベルトを構成するV型ブロック2および無終端バンド3を示し、
本実施の形態においては、無終端バンド3を掛け渡すV型ブロック2の肩部2bを図4のごとくバンド走行方向に見て中高に湾曲させたクラウニング面にするだけでなく、
無終端バンド3についてもこれを、肩部2bのクラウニング面に対応させて図5に示すごとく、バンド幅方向に中高となるよう湾曲させる。
【0013】
ここで、さまざまな仕様の組立式伝動Vベルトのもと、ベルト走行方向に見たクラウニング面2bの曲率半径R1 に対する無終端バンド3の曲率半径R2 の比(R2 /R1 )を種々に変化させて無終端バンド3の外周表面における最大引っ張り応力σmax を計測したところ、両者間には図6に示すような関係が存在し、無終端バンド3の外周表面における引っ張り応力の大きさは曲率半径R1 ,R2 の大きさではなくて両者間の比に左右されることを確かめた。
【0014】
参考までに、上記の曲率半径比(R2 /R1 )が図6のa点に対応したものである場合において無終端バンド3の外周表面に作用する引っ張り応力σを図7(a)に示し、同図(b),(c),(d)はそれぞれ、曲率半径比(R2 /R1 )が図6のb点(R2 /R1 =0.25の点)、c点、d点に対応したものである場合において無終端バンド3の外周表面に作用する引っ張り応力σを示す。
図7(a),(b),(c),(d)の何れにおいても、無終端バンド3の外周表面に作用する引っ張り応力σは、無終端バンド3の走行領域ごとに、そしてバンド幅方向各部において計測した結果である。
【0015】
図7(a),(b),(c),(d)における無終端バンド(3)外周表面の最大引っ張り応力はそれぞれσamax,σbmax,σcmax,σdmaxであり、これらを図6のa点、b点、c点、d点で示すようにプロットすると共に、他の曲率半径比(R2 /R1 )について計測した無終端バンド外周表面の最大引っ張り応力も同様に、同図上にプロットすることにより、図6の関係線図を得ることができる。
ところで、図6のb点(R2 /R1 =0.25の点)を境に、R2 /R1 ≧0.25の大きな曲率半径比の領域では、図7(b),(c),(d)から明らかなように無終端バンド3が小径プーリ巻き付き部において外周表面のバンド幅方向中央面に最大引っ張り応力σbmax,σcmax,σdmaxを受け、
R2 /R1 <0.25の小さな曲率半径比の領域では、図7(a)から明らかなように無終端バンド3が同じく小径プーリ巻き付き部ながら外周表面のバンド幅方向両側端面に最大引っ張り応力σamaxを受ける。
【0016】
しかして従来は、図2に示すように無終端バンド3をバンド幅方向に湾曲させるものでなかったため、使用状態でバンド張力により無終端バンド3がプーリ巻き掛け領域においてバンド幅方向に湾曲形状にされることがあっても、曲率半径比(R2 /R1 )が0.35以下になることはなく、図6のαで示す曲率半径比の領域で実用することとなっていた。
これがため従来は前記したように、無終端バンド3が特に小径プーリ11に対する巻き掛け領域にある時にバンド幅方向中程部に大きな引っ張り応力を受けて強度上不利になるのを免れなかった。
【0017】
そこで本実施の形態においては前記したように、無終端バンド3についてもこれを、肩部2bのクラウニング面に対応させて図5に示すごとく、バンド幅方向に中高となるよう湾曲させ、更に加えてその曲率半径R2 を、ベルト走行方向に見たクラウニング面2bの曲率半径R1 に対する無終端バンド3の曲率半径R2 の比(R2 /R1 )が無終端バンド(3)外周表面の最大引っ張り応力の低減を保証するような曲率半径にする。
当該保証を可能にする曲率半径比(R2 /R1 )を考察するに、従来はこの曲率半径比(R2 /R1 )が0.35以下になることがないために無終端バンド3がバンド幅方向中程部に大きな引っ張り応力を受けていたことから、曲率半径比(R2 /R1 )が0.35以下になるよう無終端バンド3の曲率半径R2 を決定すればよい。
【0018】
次いで曲率半径比(R2 /R1 )の許容下限値を考察するに、曲率半径比(R2 /R1 )が上記した許容上限値0.35である時の無終端バンド3の最大引っ張り応力が図6にσjmaxで示すごときものであることから、無終端バンド3の最大引っ張り応力を当該σjmax以下にする曲率半径比(R2 /R1 )の領域、つまり図6にβで示す領域を規定する曲率半径比(R2 /R1 )の下限値0.21が求めるべき曲率半径比(R2 /R1 )の許容下限値である。
従って、曲率半径比(R2 /R1 )が0.21以上になるよう無終端バンド3の曲率半径R2 を決定すればよい。
【0019】
本実施の形態においては上記の事実に鑑み、無終端バンド3をV型ブロック2のクラウニング面2bに対応させてバンド幅方向に中高となるよう湾曲させ、更に加えてその曲率半径R2 を、クラウニング面2bの曲率半径R1 に対する曲率半径比(R2 /R1 )が図6にβで示す範囲内の値、つまり0.21以上、0.35以下になるよう決定する。
これがため本実施の形態においては、無終端バンド3を巻き掛けするV型ブロックの面2bをバンドの自動調芯のためにクラウニング面にしても、無終端バンド3の外周表面が受ける最大引っ張り応力を図6から明らかなように従来のそれより小さくすることができ、無終端バンド3の外周表面が応力的に不利になって前記強度上の問題を生ずるような弊害を回避することができる。
【0020】
なお図6から明らかなように、曲率半径比(R2 /R1 )が0.25未満の領域では、図7(a)のごとく無終端バンド3が外周表面のバンド幅方向両側端面に最大引っ張り応力σamaxを受けることから、曲率半径比(R2 /R1 )の変化に対する無終端バンド(3)外周表面の最大引っ張り応力σmax の変化が急峻になって、製造誤差による上記両曲率半径R1 ,R2 のバラツキでも曲率半径比(R2 /R1 )が許容下限値0.21未満になってしまう虞れを払拭し切れない場合がある。
この場合、無終端バンド3の外周表面に作用する最大引っ張り応力が従来のそれより大きくなって前記の作用効果を奏し得ず、本来の目的を達し得ないこととなる。
【0021】
この懸念を回避するためには、曲率半径比(R2 /R1 )の下限値を上記の0.25とし、図6にγで示す範囲内の値、つまり0.25以上、0.35以下になるよう決定することがきる。
かかる実施の形態においては、曲率半径比(R2 /R1 )の変化に対する無終端バンド外周表面の最大引っ張り応力σmax の変化が急峻になる領域を使用しないために、製造誤差による両曲率半径R1 ,R2 のバラツキで曲率半径比(R2 /R1 )が許容下限値0.21未満になる虞れを払拭することができ、これが原因で無終端バンド外周表面の最大引っ張り応力が従来のそれより大きくなって本来の目的を達し得なくなる懸念をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の組立式伝動Vベルトを、一対のプーリ間に掛け渡した実用状態で示す側面図である。
【図2】従来の組立式伝動Vベルトを、ベルト走行方向を横切る面内で断面として示す横断面図である。
【図3】従来の組立式伝動Vベルトにおいて、その無終端バンドの外周表面に作用する引っ張り応力を、ベルト走行域ごとに示す3次元線図である。
【図4】本発明による一実施の形態になる組立式伝動VベルトのV型ブロックの正面図である。
【図5】同一実施の形態になる組立式伝動Vベルトの無終端バンドを示す断面図である。
【図6】組立式伝動Vベルトにおいて、無終端バンドを掛け渡すためにV型ブロックに設けたクラウニング面の曲率半径に対する無終端バンドの曲率半径の曲率半径比と、無終端バンド外周表面に作用する最大引っ張り応力との関係を示す線図である。
【図7】(a)は、図6のa点における曲率半径比とした時に無終端バンド外周表面に作用する引っ張り応力をベルト走行領域ごとに示す3次元線図、
(b)は、図6のb点における曲率半径比とした時に無終端バンド外周表面に作用する引っ張り応力をベルト走行領域ごとに示す3次元線図、
(c)は、図6のc点における曲率半径比とした時に無終端バンド外周表面に作用する引っ張り応力をベルト走行領域ごとに示す3次元線図、
(d)は、図6のd点における曲率半径比とした時に無終端バンド外周表面に作用する引っ張り応力をベルト走行領域ごとに示す3次元線図である。
【符号の説明】
1 組立式伝動Vベルト
2 V型ブロック
2a 傾斜端面
2b 肩部(クラウニング面)
3 無終端バンド
11 入力プーリ
12 出力プーリ
R1 クラウニング面の曲率半径
R2 無終端バンドの曲率半径
Claims (2)
- プーリV溝の両側壁に摩擦接触する傾斜端面を個々に有した多数のV型ブロックを、Vベルトが形成されるよう無終端状に連続配置して具え、これらV型ブロックのクラウニング面に無終端バンドを巻き掛けして組み立てた組立式伝動Vベルトにおいて、
ベルト走行方向に見た前記クラウニング面の曲率半径に対する前記無終端バンドの幅方向における曲率半径の比を0.21以上、0.35以下に設定したことを特徴とする組立式伝動Vベルト。 - 請求項1において、前記の比を0.25以上、0.35以下に設定したことを特徴とする組立式伝動Vベルト。
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