JP5921713B2 - 接触領域を備えた横方向部材を有する、無段変速機用の駆動ベルト - Google Patents

Description

本発明は、２つのプーリを備えた無段変速機用の駆動ベルトに関する。各プーリは、２つのプーリシーブを備え、該プーリシーブは、駆動ベルトの挟み込むための、少なくとも部分的に円錐形の面を有している。公知の駆動ベルトは、無端の坦持体を有している。無端の坦持体は、重ねられたフレキシブルな金属製のリング対と、複数の横方向部材とから成っている。これらの横方向部材は、無端の坦持体の円周に沿った実質的に連続的な列を形成し、各横方向部材は、駆動ベルトの軸方向側部または側面に向かって開く凹設部を画定している。該凹設部内に無端の坦持体が配置されている。概してＣ字形の横方向部材を有するこのような駆動ベルトは、たとえば欧州特許出願公開第００１４０１３号明細書の、特に図１から公知である。

公知の横方向部材は、凹設部の半径方向内方または下方に位置するベース部分と、凹設部の閉じられた軸方向の側に位置する接続部分と、凹設部の半径方向外方または上方に位置するトップ部分とを有している。横方向部材の前方の主要面には、ベース部分において、いわゆる傾倒エッジが設けられている。該傾倒エッジは、横方向部材の半径方向外方の区分またはヘッド区分と、テーパ状の、つまり先細りした半径方向内方の区分またはボトム区分との間の移行部を形成する。このようなテーパ状のボトム区分および傾倒エッジは、駆動ベルトにおいて隣接し合う横方向部材が、変速機の駆動ベルトの湾曲した軌道部分において互いに傾倒することを可能にする。

さらに、横方向部材の主要面には、突起が設けられている。この突起は、駆動ベルトにおいて隣接する横方向部材の向かい合った主要面に設けられた穴に挿入されている。したがって、このような突起および穴は、横方向部材の列において複数の横方向部材を互いに整列させるために役立つ。

さらに、ベース部分の両軸方向側部で、横方向部材には、プーリとの摩擦接触を形成するためのプーリシーブ面との接触用のプーリ接触面が設けられている。

変速機内における駆動ベルトの運転中に、横方向部材は、無端の坦持体の円周に沿って変速機の被駆動プーリから駆動プーリに向かって互いに押圧し合う。これによって、各後続の横方向部材の前方の主要面は、先行する各横方向部材の後方の主要面に接触し、このような先行する横方向部材に進行中に押圧力を作用させる。公知の横方向部材では、ヘッド区分全体がこのような押圧接触に関与している。このような運転中に、駆動ベルトにおいて、つまり駆動ベルトの、駆動プーリから被駆動プーリに架かる軌道部分において振動が発生する。この振動は、これによって騒音および／または機械応力が形成されるので不都合である。

本発明によれば、駆動ベルトの前記軌道部分において横方向部材間の正確に規定された接触を提供することにより、振動が有利に減じられ得る。特に本発明によれば、横方向部材間の上記接触は、少なくとも２つの接触領域によって実現されている。これらの接触領域は、横方向部材の主要面の一部である。さらに、このような接触領域の１つは、各横方向部材のベース部分に、傾倒エッジから半径方向外方に配置されており、第２の接触領域は、各横方向部材のトップ部分に、該横方向部材の上側部の近傍に配置されている。本発明によれば択一的には、上記２つの接触領域の半径方向の分離は、少なくとも横方向部材の幾何学形状および製造プロセスにより決定される制約の範囲内で、最大化すべきである。

本発明による接触領域は、関連する主要面の別の部分（つまり接触領域を取り囲んでいる部分）対して相対的に突出している。したがって、これらの接触領域において、横方向部材の厚さは、関連する主要面の別の部分の箇所におけるよりも大きい。しかし、このような大きな厚さは、絶対値では小さく、典型的には最小で５〜１０〜最大で約１００マイクロメートルの程度の大きさである。さらに、特に欧州特許出願公開第１０６１２８５号明細書に記載のようなよく知られている駆動ベルト設計の理由から、横方向部材のトップ部分における接触領域における厚さは、好適には横方向部材のベース部分に配置された接触領域における厚さよりも幾分か大きい。

本発明の詳細な態様では、横方向部材のトップ部分における接触領域の表面積は、横方向部材のベース部分における接触領域の表面積と同一であるか、または横方向部材のベース部分における接触領域の表面積よりも大きい。

本発明の詳細な態様では、上記２つの接触領域は、それぞれ横方向部材の軸方向側部にまで延びている。

本発明のさらに詳細な態様では、横方向部材のベース部分に配置された接触領域は、２つの部分から構成されている。このようなそれぞれの接触領域部分は、横方向部材の各軸方向側部に対して配置されている。特に、ベース部分のこれら２つの接触領域部分は、凹部の閉じられた側の軸方向位置に一致する軸方向位置において互いに分離されている。特に、突起および穴は、これら２つの接触領域部分の間でベース部分に設けられている。好適には、突起の半径方向の位置は、少なくとも部分的に、傾倒エッジの半径方向の位置にオーバラップしている。したがって、傾倒エッジは部分的に突起により中断されている。

好適には、ベース部分に設けられた接触領域部分の１つは、凹設部の下方に配置されていて、凹設部の軸方向の延在長さの大部分にわたって、若しくは全体にわたって延びている。

本発明のさらに詳細な態様では、横方向部材のトップ部分に配置されている接触領域も、２つの部分から構成されている。このようなそれぞれの接触領域部分も、横方向部材の各軸方向側部に対して配置されている。

本発明に関連する技術的な手段の詳細な上述の全ての説明は、駆動ベルトを該駆動ベルトの軌道部分における安定性を向上させるために直接的にまたは間接的に寄与する。

本発明は、上述の規定された接触領域なしでは、それぞれ高い箇所に位置する、つまり突出した領域が駆動ベルトの各横方向部材において不規則に生じるという技術的な洞察に基づいている。結果として、横方向部材同士の（初期）接触点は、駆動ベルトの円周に沿って不規則に変化し、上述の、有害な振動が生じやすくなる。しかし、本発明による手段を用いることによって、比較的簡単かつ確実な形式で、横方向部材間の接触が、駆動ベルトにわたって原則的に均一であることが保障される。

本発明を以下の実施の形態につき、添付の図面を参照して詳しく説明する。

プーリおよび駆動ベルトを有する変速機を部分的に切り取って示す斜視図である。 駆動ベルトの概してＣ字形の横方向部材の正面図であり、該横方向部材の正面の輪郭を示す図である。 図２に示した横方向部材の側面図である。 駆動ベルトに組み付けられた、図２に示す公知の横方向部材を示す図である。 本発明に係る、概してＣ字形の横方向部材の第１の実施の形態を示す図である。 本発明に係る、概してＣ字形の横方向部材の第２の実施の形態を示す図である。 本発明に係る、概してＣ字形の横方向部材の第３の実施の形態を示す図である。

図１は、たとえば乗用車の駆動部に用いられる無段変速機の中心部分を概略的に示している。この変速機は自体公知であり、少なくとも第１および第２の駆動ホイールもしくはプーリ１，２と、駆動ベルト３とを有している。駆動ベルト３は、プーリ１，２の円錐形のシーブ４，５の間に収容されている。各プーリ１，２の少なくとも１つのシーブ４は、各プーリシャフト６，７に沿って軸方向に可動である。この目的のためには、電子的に制御可能かつ液圧式に作用する運動手段が概して変速機内に収容されている。運動手段は、図示されていない。この運動手段の作動は、可動のシーブ４の軸方向の運動をもたらし、したがってプーリ１，２のシーブ４，５の間の駆動ベルト３の半径方向位置Ｒの調整をもたらす。プーリ１，２の駆動力は、プーリシーブ４，５と駆動ベルト３との間の接触において摩擦によって伝達される。

公知の駆動ベルト３は、無端の坦持体３１と、複数の横方向部材３２とから構成されている。複数の横方向部材３２は、坦持体３１の円周に沿って実質的に連続的な列で該坦持体３１に組み付けられている。横方向部材３２は、駆動ベルト３の円周に沿って自由に運動可能であるように、駆動ベルト３に支持されている。

図２は、駆動ベルト３の周方向Ｌで見た横方向部材３２の拡大図であり、図３は、図２において右側から左側に向かって見た横方向部材３２の側面図である。

公知の横方向部材３２は、ローマ字の「Ｃ」に類似した形に形成されている、つまり概してＣ字形である。公知の横方向部材３２は、中心に配置された凹設部３３を有している。この凹設部３３は、横方向部材３２の一方の軸方向側部に向かって開放している。したがって、公知の横方向部材３２は、３つの主要部分３４，３５，３６を有している。これらの主要部分のうちの第１の部分またはベース部分３４は、半径方向Ｒで見て凹設部３３の下側または内方に位置している。主要部分のうちの第２の部分または接続部分３５は、軸方向Ａで見て凹設部３３と並んで位置している。主要部分のうちの第３の部分またはトップ部分３６は、凹設部３３の半径方向外方に位置している。駆動ベルト３において、無端の坦持体３１は、上記凹設部３３内に配置されている。

ベース部分３４の軸方向の両端部には、プーリシーブ４，５との摩擦接触を形成するためのプーリ接触面３７が設けられている。横方向部材３２のこれらのプーリ接触面３７は、互いに対して所定の角度φで方向付けられていて、この角度φは、プーリ１，２の円錐形のシーブ４，５の間で規定されている角度φに一致する（図１）。

横方向部材３２の前方の主要面３９において、横方向部材３２のベース部分３４には、いわゆる傾倒エッジ１８が設けられている。該傾倒エッジ１８は、横方向部材３２の半径方向外側区分またはヘッド区分と、テーパ状の半径方向内側区分またはボトム区分との間の移行部を形成する。このような傾倒エッジ１８と、テーパ状のボトム区分とは、駆動ベルト３の横方向部材３２が、変速機の駆動ベルト３の湾曲した軌道部分において互いに対して傾倒することを可能にする。

さらに、横方向部材３２の前方の主要面３９には、該横方向部材３２のトップ部分３６において、突起４０が設けられている。駆動ベルト３において、突起４０は、隣接する横方向部材３２の向かい合った面、つまり後方の主要面３８に設けられた穴４１に挿入されている。このような突起４０および穴４１は、横方向部材３２の上述の列において、横方向部材３２を互いに整列させるために役立つ。

最終的に、図４には、公知の変速機の断面が示されている。駆動ベルト３は、（僅かに示された）プーリシーブ４，５の間に挟まれて示されている。駆動ベルト３の連続する横方向部材３２’，３２”は、（軸方向で）反転されている。つまり、このような連続的した横方向部材３２’，３２”の凹設部３３は、駆動ベルト３の互いに反対の側の軸方向側部に向かって開放している。図４では、後ろ側に位置する横方向部材３２”が、破線で示されており、正面に位置する横方向部材３２’の背後に位置している。横方向部材３２，３２’，３２”をこのように配置したことにより、横方向部材３２，３２’，３２”の無端の坦持体３１は図４の平面において、つまり駆動ベルト３の軸方向Ａおよび半径方向Ｒで完全に取り囲まれている。

図４には、無端の坦持体３１の典型的な構造が示されている。担持体３１は、半径方向で重ねられたリングを含んでいる。

図５には、本発明の第１の実施の形態が概略的に示されている。本発明の第１の実施の形態では、横方向部材３２の前方の主要面３９が、２つのいわゆる接触領域５０，６０を有するように設計されている。これらの接触領域５０，６０は、ハッチング線で示されており、前方の主要面３９の残りの別の部分に対して相対的に***している。換言すると、接触領域５０，６０の箇所では、横方向部材３２の厚さ、つまり横方向部材３２の前方の主要面３９と後方の主要面３８との間の距離または間隔が、当該領域５０，６０外に比べて大きく形成されている。

本発明によれば、下側の接触領域５０は、横方向部材３２のベース部分３４に、つまり横方向部材により規定される凹設部３３の下方に設けられているが、横方向部材３２の傾倒エッジ１８よりも上方に位置している。別の、つまり上側の接触領域６０は、横方向部材３２のトップ部分３６に、該横方向部材３２の半径方向の上側部の近傍に設けられている。２つの接触領域５０，６０は、横方向部材３２の軸方向の全寸法にわたって延びている。さらに、本発明によれば、上側の接触領域６０の表面積は、下側の接触領域５０の表面積と少なくとも同一である。

駆動ベルト３において、横方向部材３２は、少なくとも最初は、該横方向部材３２の接触領域５０，６０の箇所において、先行する横方向部材に接触する。本発明によれば、このように正確に規定されかつ明確に位置決めされた接触領域５０，６０は、駆動ベルト３の連続する横方向部材３２，３２’，３２”間の安定的な接触を提供し、振動は有利には抑制される。

実際には、接触領域５０，６０における大きな厚さは、数十マイクロメートルに制限されていてよい。この厚さは、約１．５ｍｍである横方向部材３２の公称厚さに比べて小さい。さらに実際には、接触領域５０，６０の境界線は、はっきりと形成されている必要はなく、段階的な傾斜面として形成され得る。提案された定義によれば、関連する接触領域５０，６０の最も高い領域よりも低く、１０マイクロメートルに満たない位置にある前方の主要面３９のこれらの部分は、各接触領域５０，６０の一部であると考えられる。

図７には、本発明の第３の実施の形態が概略的に示されている。本発明のこの第３の実施の形態でも、上側の接触領域６０は分離した２つの部分６０ａ，６０ｂから成っており、かつ下側の接触領域５０は、分離した２つの部分５０ａ，５０ｂから成っている。このような接触領域部分５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂはそれぞれ、横方向部材３２の各軸方向側部に対して配置されている。ベース部分３４の接触領域部分５０ａ，５０ｂは、凹設部３３の閉じた側の軸方向位置に一致する軸方向位置において互いに分離している。さらに、突起４０および穴（図示せず）は、横方向部材３２のトップ部分３６に設けられているのではなく、ベース部分３４に、前記両接触領域部分５０ａ，５０ｂの間に設けられている。本発明によれば、ベース部分３４に設けられた突起４０は、主に長方形の形状を有しており、かつ少なくとも半径方向でかつ少なくとも部分的に傾倒エッジ１８にオーバラップしている。当然ながら、穴（図示せず）は、ベース部分３４のこのような長方形の突起を収容することができる形状を有しており、傾倒エッジ１８にオーバラップする。

Claims (9)

1. ２つの駆動ホイール（１，２）を備えた無段変速機において使用する駆動ベルト（３）用の横方向部材（３２）であって、前記２つの駆動ホイール（１，２）の間に前記駆動ベルト（３）が収容されており、前記横方向部材（３２）は、概してＣ字形であり、かつ中心配置された凹設部（３３）を規定し、該凹設部（３３）は、前記横方向部材（３２）の一方の軸方向側部に向かって開放しており、前記横方向部材（３２）は、前記凹設部（３３）の下方に配置されたベース部分（３４）と、前記凹設部（３３）に並んで配置された接続部分（３５）と、前記凹設部（３３）の上方に配置されたトップ部分（３６）とを有しており、前記横方向部材（３２）には、前記横方向部材（３２）のトップ区分と、テーパ状のボトム区分との間の移行部を形成する傾倒エッジ（１８）が設けられている、無段変速機において使用する駆動ベルト用の横方向部材（３２）において、
   前記横方向部材（３２）の主要面（３９）には、少なくとも２つの接触領域（５０，６０）が設けられており、該接触領域（５０，６０）は、前記主要面（３９）の別の部分に対して相対的に***されており、該少なくとも２つの接触領域のうちの下側の接触領域（５０）は、前記傾倒エッジ（１８）の上方で前記ベース部分（３４）に配置されており、前記少なくとも２つの接触領域のうちの上側の接触領域（６０）は、前記横方向部材（３２）の上側部の近傍で前記トップ部分（３６）に配置されており、
   前記下側の接触領域（５０）は、２つの部分（５０ａ，５０ｂ）から構成されており、各部分（５０ａ，５０ｂ）はそれぞれ、前記横方向部材（３２）の各軸方向側部に配置されており、
   前記下側の接触領域（５０）の前記２つの部分（５０ａ，５０ｂ）は、前記凹設部（３３）の軸方向で閉じた側に一致する軸方向位置において互いに分離されている、
   ことを特徴とする、無段変速機で使用される駆動ベルト用の横方向部材。
2. 前記上側の接触領域（６０）の表面積は、前記下側の接触領域（５０）の表面積と同一であるか、または前記下側の接触領域（５０）の表面積よりも大きく形成されている、請求項１記載の横方向部材。
3. 前記下側の接触領域（５０）および前記上側の接触領域（６０）は、前記横方向部材（３２）の軸方向側部にまで延びている、請求項１または２記載の横方向部材。
4. 前記上側の接触領域（６０）は、２つの部分（６０ａ，６０ｂ）から構成されており、各部分（６０ａ，６０ｂ）はそれぞれ、前記横方向部材（３２）の各軸方向側部に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の横方向部材。
5. 前記下側の接触領域（５０）の前記２つの部分（５０ａ，５０ｂ）の間には、突起（４０）が設けられており、該突起（４０）は、前記駆動ベルト（３）において先行する横方向部材（３２）の向かい合う主要面（３８）に設けられた凹所（４１）内に収容されるようになっている、請求項１から４までのいずれか１項記載の横方向部材。
6. 前記突起（４０）は、主に長方形であり、部分的に、傾倒エッジ（１８）と並んで位置決めされており、該傾倒エッジ（１８）は、部分的に前記突起（４０）により中断されている、請求項５記載の横方向部材。
7. 前記下側の接触領域（５０）の一方の部分（５０ｂ）は、前記凹設部（３３）の下方に配置されていて、前記凹設部（３３）の軸方向の延在長さの大部分、若しくは全体にわたって延びている、請求項１から６までのいずれか１項記載の横方向部材。
8. 前記接触領域（５０，６０）および／または接触領域部分（５０ｂ，６０，６０ａ、６０ｂ）は、関連する前記主要面（３９）の別の部分に対して相対的に５〜１００マイクロメートルだけ突出している、請求項１から７までのいずれか１項記載の横方向部材。
9. 無端の坦持体（３１）および請求項１から８までのいずれか１項記載の複数の横方向部材（３２）を含む駆動ベルト（３）であって、前記無端の坦持体（３１）は、前記横方向部材（３２）の凹設部（３３）内に収容されていて、前記横方向部材（３２）のベース部分（３４）は、前記無端の坦持体（３１）の半径方向内側に配置されていることを特徴とする、駆動ベルト。

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