JP4626103B2 - Power transmission belt - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つのプーリ間で、これらに巻き渡されたベルトにより動力伝達を行う動力伝達装置に関し、特に、そのベルトに関する。
【0002】
【従来の技術】
周方向に略V字形の溝を有する二つのプーリ間に、前記の溝に嵌まるベルトを巻き渡し、このベルトを介し、前記プーリ間で動力伝達を行う動力伝達装置が知られている。例えば、近年、車両用として採用されているベルト式CVT(連続可変比変速機)が前述の動力伝達装置として知られている。
【0003】
このベルト式CVTは、前記プーリを略円錐面を有する二つのシーブより構成し、それらの円錐面を向かい合わせて前記V字形の溝を形成する。ベルトは、複数個のブロックをベルト長手方向に配列して構成され、これらのブロックはベルト長手方向に延びるフープによって束ねられている。このブロックの側面が、前記プーリのV字形の溝の側面に接触する。また、フープは、これが巻き渡されるプーリの回転軸線に直交する平面内で屈曲可能なように、薄板帯形状を有している。シーブの間隔を変更することにより、ベルトの、プーリに対する巻き掛かり径が変化し、これにより入出力の変速比を可変することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述の動力伝達装置のベルトは、プーリ間では直線状に延ばされているが、プーリに巻き付いている部分では湾曲されている。フープも同様に直線部分と湾曲部分が形成されるが、フープの帯形状長手方向に直交する断面形状は、前記の湾曲の影響を受け、部分ごとに異なっている。フープ断面形状が不適切であると、他の部品との干渉などにより、摩耗等が発生し、耐久性を低下させる場合がある。
【0005】
本発明は、ベルトの耐久性を向上することができるフープの断面形状を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明にかかる動力伝達装置のベルトは、そのフープの形状を、フープ長手方向に直交する断面において、ベルトの外側に凸となる湾曲形状とし、その湾曲形状を1.7〜2.2次関数で表される形状としている。これにより、ベルトがプーリに巻き掛かって湾曲されている部分における断面形状の変形を抑え、ベルトの耐久性を向上させている。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。図1は、ベルト式動力伝達装置であるベルト式CVTの一例を示す概略構成図である。CVT10の入力軸12および出力軸14には、軸と共に回転する入力プーリ16および出力プーリ18が設けられている。入力プーリ16は、入力固定シーブ20と入力可動シーブ22を含み、これらシーブ20,22は、向かい合う面が入力軸12の中心軸線を軸とする円錐面の一部である略円錐台形状を有している。固定シーブ20は、入力軸12に対し、回転方向のみならず軸方向にも固定されている。可動シーブ22は、入力軸12に対して回転方向には規制され、軸方向に移動を許容されている。可動シーブ22の背後、すなわち軸方向において固定シーブ20と反対側に、流体圧シリンダ24が配置されている。そして、可動シーブ22自体がピストンとして機能し、流体圧シリンダ24と共にアクチュエータを形成する。流体圧シリンダ24およびピストンとしての可動シーブ22により形成される流体圧室26に、作動流体が流体圧ライン(不図示)より供給され、また流体圧室26より排出されることにより、可動シーブ22は、入力軸12に沿って移動する。
【0008】
出力プーリ18に関しても、入力プーリ16とほぼ同様の構成を採る。すなわち、出力プーリ18は、回転方向、軸方向に動きを規制された出力固定シーブ28、その動きが回転方向には規制され、軸方向には許容される出力可動シーブ30を含んでいる。可動シーブ30の背後には、流体圧シリンダ32が配置され、これとピストンとしての可動シーブ30により流体圧室34を含むアクチュエータが構成される。このアクチュエータにより可動シーブ30の移動が制御される。
【0009】
入力プーリの二つのシーブ20,22、出力プーリの二つのシーブ28,30はそれぞれ、二つのシーブの向き合う面によりベルト36を挟持し、プーリ16,18はベルト36と係合する。
【0010】
ベルト36は、図示される形状を有する薄板のブロック38を多数配列し、これらを無端で可撓性のある2本のフープ40で、たがをかけたようにして形成されている。このベルト36が、入出力プーリ16,18に掛け渡され、ブロック38の側面がシーブと係合している。ベルト36の幅、すなわちブロック38の側面の幅は一定であるので、対をなすシーブの間隔が決定すれば、ベルト36のプーリ16,18に対する巻き掛かり位置、すなわち巻き掛かり半径Rin,Routが定まる。入出力の巻き掛かり半径比によって、変速比が決定される。さらに可動シーブ22,30を移動させることにより巻き掛かり半径を変更することができ、これによって変速比の変更が可能となる。具体的には、入力プーリ16に対する巻き掛かり半径Rinを大きくしようとする場合には、流体圧室26内に作動流体を供給し、可動シーブ22を進出させる方向にアクチュエータを作用させる。この押圧力により、プーリ16およびベルト36の回転に伴って、ベルト36は押し出されるようにして巻き掛かり半径Rinが増加する。巻き掛かり半径Rinを小さくする場合は、可動シーブ22が逆に動き、ベルト36は、シーブ間の谷間に落ち込むように移動して巻き掛かり半径Rinが縮小する。出力プーリ18側もほぼ同様にして巻き掛かり半径Routの変更が行われるが、入出力プーリ16,18において、シーブの動きは反対向きである。すなわち、一方の軸において、シーブの間隔を狭め、巻き掛かり半径を増加させようとしているときは、他方の軸においては、シーブの間隔を拡げ、巻き掛かり半径を増加するように同期して制御される。
【0011】
図2は、ベルト36の詳細な構造を示す図である。ブロック38は、ベルト長手方向に、フープ40で束ねられて配列されている。左右2本あるフープ40は、それぞれ薄い鋼製のバンド42を積層して形成されている。この鋼製バンド42の枚数は、主に当該CVTの最大伝達トルクにより決定され、十分な強度が達成されれば、1枚とすることももちろん可能である。
【0012】
図3は、フープ40の、ベルト長手方向に直交する断面形状である。図において、上方がプーリ16,18に巻き渡されたベルトの外側である。図示するように、フープ40は、ベルトの外側に凸となるように湾曲した、あるいは反った形状が与えられている。これは、フープ40を構成する個々の鋼製バンド42において、同様の形状が与えられていることによる。
【0013】
図4は、フープ40または鋼製バンド42(以下、単にフープと記す)を湾曲形状のいくつか例を示す図である。フープ40の湾曲形状を、幅方向をx、厚さ方向をyとしたとき、次式で表し、xの次数nにいくつかの値を代入して、それぞれの形状を示している。なお、原点はフープ40の幅方向の中心である。
【0014】
【数1】
y=xn
【0015】
図5は、図4に示す各断面形状のフープ40を実際にプーリに巻き渡したとき、プーリに巻き掛かり、湾曲している部分での、フープ40の断面形状の変形の様子を示す図である。次数nが、ある範囲でフープ40の変形が小さくなることが読み取れる。
【0016】
図6は、図5に示される厚さ方向の変位の幅、すなわち変位の最大値と最小値の差を、次数nに関してまとめたグラフである。このグラフに示されるとおり、次数n=2の近傍で、フープ変位が小さくなっていることが分かる。耐久性能上許容できる変位を図5にTHとして示す。これを満たす次数nの範囲は、1.7〜2.2の範囲となる。好ましくは、次数nの範囲が1.8〜2.1の範囲である。さらに好ましくは、次数nの範囲が1.9〜2.0の範囲である。
【0017】
以上のように、フープ40を直線状態にしたときに、その断面形状が1.7〜2.2次の関数で表されるように湾曲させておくことにより、フープ40が湾曲したときの断面形状の変形を小さくすることができる。そして、この変形が小さいことによって、ブロックなどフープに接触する周囲の部品に対し、特定部位のみ接触するなどの不具合を防止することができる。
【0018】
本実施形態は、ベルト式CVTのベルトに関して説明したが、これに限らず、連続的に変速比を変更するものではない、また変速機能を持たない動力伝達装置であっても、同様の構造を有するベルトについても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ベルト式CVTの概略構成図である。
【図2】 ベルトの詳細構造を示す図である。
【図3】 フープまたは鋼製バンドの長手方向直交断面を示す図である。
【図4】 図3の直交断面の形状を示す関数の例を示す図である。
【図5】 図4に示す直交断面のフープ等のベルト湾曲部分における変形状態を示す図である。
【図6】 フープの直交断面形状を表す関数の次数と、ベルト湾曲部分での変形量との関係を示す図である。
【符号の説明】
36 ベルト、38 ブロック、40 フープ、42 鋼製ベルト。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission device that transmits power between two pulleys by a belt wound around them, and more particularly to the belt.
[0002]
[Prior art]
A power transmission device is known in which a belt that fits into the groove is wound between two pulleys having a substantially V-shaped groove in the circumferential direction, and power is transmitted between the pulleys via the belt. For example, in recent years, a belt type CVT (continuous variable ratio transmission) that has been adopted for vehicles is known as the aforementioned power transmission device.
[0003]
In this belt type CVT, the pulley is constituted by two sheaves having substantially conical surfaces, and the conical surfaces are faced to form the V-shaped groove. The belt is configured by arranging a plurality of blocks in the belt longitudinal direction, and these blocks are bundled by a hoop extending in the belt longitudinal direction. The side surface of this block contacts the side surface of the V-shaped groove of the pulley. Further, the hoop has a thin strip shape so that it can be bent in a plane perpendicular to the rotation axis of the pulley around which the hoop is wound. By changing the sheave interval, the wrapping diameter of the belt with respect to the pulley changes, whereby the input / output speed ratio can be varied.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The belt of the above-described power transmission device extends linearly between the pulleys, but is curved at a portion wound around the pulley. Similarly, the hoop has a straight portion and a curved portion, but the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the hoop strip shape is affected by the above-described curvature and is different for each portion. If the hoop cross-sectional shape is inappropriate, wear or the like may occur due to interference with other parts, and durability may be reduced.
[0005]
An object of this invention is to provide the cross-sectional shape of the hoop which can improve the durability of a belt.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the belt of the power transmission device according to the present invention has a hoop shape that is a curved shape that protrudes outward from the belt in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the hoop. The shape is represented by a 1.7 to 2.2 degree function. Thereby, the deformation of the cross-sectional shape in the portion where the belt is wound around the pulley and curved is suppressed, and the durability of the belt is improved.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a belt-type CVT that is a belt-type power transmission device. An
[0008]
The
[0009]
The two
[0010]
The
[0011]
FIG. 2 is a diagram showing a detailed structure of the
[0012]
FIG. 3 shows a cross-sectional shape of the
[0013]
FIG. 4 is a diagram showing some examples of curved shapes of the
[0014]
[Expression 1]
y = x n
[0015]
FIG. 5 is a diagram showing a state of deformation of the cross-sectional shape of the
[0016]
FIG. 6 is a graph summarizing the width of the displacement in the thickness direction shown in FIG. 5, that is, the difference between the maximum value and the minimum value of the displacement with respect to the order n. As shown in this graph, it can be seen that the hoop displacement is small in the vicinity of the order n = 2. The allowable displacement in terms of durability performance is shown as TH in FIG. The range of the order n satisfying this is a range of 1.7 to 2.2. Preferably, the range of the order n is in the range of 1.8 to 2.1. More preferably, the range of the order n is in the range of 1.9 to 2.0.
[0017]
As described above, when the
[0018]
Although the present embodiment has been described with respect to the belt of the belt type CVT, the present invention is not limited to this, and the same structure is applied to a power transmission device that does not continuously change the gear ratio and does not have a gear shifting function. The present invention can also be applied to a belt having the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a belt type CVT.
FIG. 2 is a view showing a detailed structure of a belt.
FIG. 3 is a view showing a cross section in the longitudinal direction of a hoop or a steel band.
4 is a diagram illustrating an example of a function indicating a shape of an orthogonal cross section in FIG. 3. FIG.
5 is a diagram showing a deformed state in a belt bending portion such as a hoop having an orthogonal cross section shown in FIG. 4; FIG.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the order of a function representing the cross-sectional shape of the hoop and the amount of deformation at the belt curved portion.
[Explanation of symbols]
36 belts, 38 blocks, 40 hoops, 42 steel belts.
Claims (2)
ベルトの長手方向に配列される複数個のブロックと、
ベルトの長手方向に延びる帯形状を有し、前記ブロックをベルト状に束ねるフープと、
を有し、
ベルトが直線状となっているときに、前記フープは、そのベルト長手方向に直交する断面において、ベルト外周側に凸となるように湾曲しており、この湾曲形状が1.7〜2.2次関数となっている、
動力伝達装置のベルト。Between the two pulleys, the belt of the power transmission device that transmits power through the belt wound around them,
A plurality of blocks arranged in the longitudinal direction of the belt;
A hoop having a belt shape extending in the longitudinal direction of the belt, and bundling the blocks in a belt shape;
Have
When the belt is linear, the hoop is curved so as to be convex toward the outer periphery of the belt in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the belt, and the curved shape is 1.7 to 2.2. Is the following function,
Power transmission belt.
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