(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動リングと、
第２駆動リングと、
前記第１駆動リングの外周面に掛け回される第１スリーブと、
前記第２駆動リングの外周面に掛け回される第２スリーブと、
前記第１駆動リングと前記第２駆動リングとの間において、前記第１スリーブが前記第２駆動リングに接触し、前記第２スリーブが前記第１駆動リングに接触するように、前記第１駆動リングの外周面と前記第２駆動リングの外周面に掛け回される無端可撓性伝動部材とを備え、
前記第１駆動リングは第１可変径プーリと協働可能であり、前記第１可変径プーリのシーブは、それぞれに対して軸方向に移動可能であり、
前記第２駆動リングは第２可変径プーリと協働可能であり、前記第２可変径プーリのシーブは、それぞれに対して軸方向に移動可能である
ことを特徴とする駆動リングＣＶＴ。
【請求項２】
前記第１スリーブが前記第１駆動リングと摺動自在に係合し、かつ前記第２駆動リングとは非摺動的に接触し、前記第２スリーブが前記第２駆動リングと摺動自在に係合し、かつ前記第１駆動リングとは非摺動的に接触する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項３】
前記駆動リングＣＶＴが、
更に前記第１スリーブと前記第１駆動リングとの間に第１ブッシングを備え、前記第１スリーブが前記第１ブッシングと摺動自在に係合し、
また更に前記第２スリーブと前記第２駆動リングとの間に第２ブッシングを備え、前記第２スリーブが前記第２ブッシングと摺動自在に係合する
ことを特徴とする請求項２に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項４】
前記無端可撓性伝動部材が引長荷重を担っていることを特徴とする請求項３に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項５】
前記第１スリーブと前記第２スリーブの各々が、それぞれ前記第２および第１駆動リングに非摺動的に接触するのに十分な摩擦係数を有する摩擦材料を含むことを特徴とする請求項３に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項６】
前記第１及び第２ブッシングの各々が、それぞれ前記第１および第２スリーブに摺動自在に係合するのに十分な摩擦係数を有する摩擦材料を含むことを特徴とする請求項５に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項７】
前記無端可撓性伝動部材の輪郭形状がマルチリブド形状であり、
前記第１駆動リングの前記外周面がマルチリブド形状を呈し、
前記第２駆動リングの前記外周面がマルチリブド形状を呈する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項８】
前記無端可撓性伝動部材の輪郭形状が歯付形状であり、
前記第１駆動リングの前記外周面が歯付形状を呈し、
前記第２駆動リングの前記外周面が歯付形状を呈する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項９】
前記無端可撓性伝動部材の輪郭形状がＶベルト形状であり、
前記第１駆動リングの前記外周面がＶベルト形状を呈し、
前記第２駆動リングの前記外周面がＶベルト形状を呈する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項１０】
前記第１駆動リングと前記第２駆動リングの各々において、高さＸと幅Ｙの比Ｙ／Ｘが略１から３の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項１１】
前記無端可撓性伝動部材の内側面が第１形状を呈し、
前記第１駆動リングの外周面が前記第１形状と協働する相補的な形状を呈し、
前記第２駆動リングの外周面が前記第１形状と協働する相補的な形状を呈する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動リングＣＶＴ。
【請求項１２】
各駆動リングが更に非金属材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動リングＣＶＴ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、伝動ベルトに関し、より詳細には、入出力プーリと協動する駆動リングに掛け回されたベルトを含むＣＶＴベルトに関する。
【０００２】
（発明の背景）
自動車や二輪自動車等を駆動するために用いられるギア型の変速機はこの分野においてよく知られている。燃料効率を向上する目的のためには、無段変速機、すなわちＣＶＴ、が好ましい。多種多様な形式のベルトが無段変速機の用途のために開発されている。
【０００３】
一般に、ＣＶＴベルトは従来のＶベルトに似た輪郭を備える。特に、それらは上面において幅広で下面において幅が狭く、角張った溝が形成されたプーリのシーブ間にフィットするようにデザインされている。ベルトが掛け回されたプーリは移動可能なシーブと固定されたシーブとを備え、両者は切頭円錐形をしている。通常一方のシーブが、他方が固定された状態で移動する。
【０００４】
一方のシーブを他方に対し相対的に移動することは、ベルトが駆動される範囲において、プーリの有効径φを効果的に変化させる。したがって、ベルト速度はプーリの有効径の関数であり、同様にシーブ相互の相対的な軸方向の位置の関数である。通常ＣＶＴ変速機は、入力及び出力用の２つのプーリを備える。
【０００５】
従来のＣＶＴベルトも各々可撓性を有するが、他の伝動ベルトにはない特性も備える。例えば、ＣＶＴベルトは横方向の剛性を持つ必要がある。これによって、ベルトは特定の有効径においてプーリシーブの間で押しつぶされることなく走行することできる。したがって、何れのＣＶＴベルト機構も可変径プーリに掛け回されたベルトを備える。
【０００６】
プーリとベルトの間の従来の関係に関しては、ドノウスキ(Donowski)による米国特許５，７０９，６２４号が可変径プーリについて開示する。単一の駆動リングがプーリのシーブの間で走行する。可撓性ベルトは、プーリを介して駆動リングの上を走行する。シーブがそれぞれ対して相対的に移動すると、プーリの有効径が変化する。駆動リングがシーブ間の横方向の力、すなわち圧縮力を受けるので、ベルトはこれらの力を受けるように設計される必要はない。しかしながら、ドノウスキの装置は、内燃機関の補機駆動機構の一部として用いられる単一の駆動リングのみを備える。駆動リングの回転軸をシーブ部材の回転軸に対して少なくとも実質的に平行に維持するために安定部材も必要とされる。ドノウスキの装置はＣＶＴ変速機に用いるのには適していない。
【０００７】
また、プーリの伝動面の間に保持された伝動リングを備えた可変径プーリについて開示する従来技術の代表は、ヤスハラ(Yasuhara)の米国特許６，０１７，２８５号である。ベルトは伝動リングの外周に係合される。プーリ本体はバイアス手段、すなわちベレビーユスプリング(belleville spring)によって相互に各々に向かってバイアスされている。ベレビーユスプリングは、動力伝達のためにプーリ本体各々を連結する。この装置はプーリから駆動リングへの動力伝達を実現するためのバイアス手段を必要とする。
【０００８】
また、無段変速機について開示する従来技術の代表は、クラーク(Clark)の米国特許４，８７５，８９４号である。変速機は入力及び出力シャフトを備え、各シャフトは組立て品としての回転円盤を有する。回転円盤は各々、連続的に可変な径を持つ円形に形成された接触パッドを備える。２つの回転円盤は連結部材、例えば剛性を有する連結リングにより接続されている。動力の伝達はこのリングの回転を通してプーリ各々の間で行われる。この装置は、２つの回転円盤に剛性を有するリングが接触することを必要とする代わりに、動力伝達に可撓性ベルトを用いる選択肢を与えない。これは装置が扱える空間を、概ねプーリの最大外寸法により規定される四角形あるいは円形の空間に制限する。
【０００９】
必要とされているのは、互いに協働する駆動リングを有する駆動リングＣＶＴベルトである。必要とされているのは、プーリ駆動リングに掛け回され可撓性部材を有する駆動リングＣＶＴベルトである。必要とされているのは、駆動リングアライメントスリーブを有する駆動リングＣＶＴベルトである。本発明はこれらの要求に合致する。
【００１０】
（発明の概要）
本発明の第１の観点は、協働する駆動リングを有する駆動リングＣＶＴベルトを提供することにある。
【００１１】
本発明の別の観点は、駆動リングに掛け回された可撓性部材を有する駆動リングＣＶＴベルトを提供することにある。
【００１２】
本発明の別の観点は、一定のベルト装着半径(belt loading radius)を有する駆動リングＣＶＴベルトを提供することにある。
【００１３】
本発明の別の観点は、駆動リングアライメントスリーブを有する駆動リングＣＶＴベルトを提供することにある。
【００１４】
本発明のその他の特徴は、本発明の以下の説明と図面とに基づいて、指摘あるいは明確にされる。
【００１５】
本発明は駆動リングベルトを備える。ＣＶＴ変速機において、可変径プーリの各々はシーブに掛け回された駆動リングを有する。各駆動リングはプラスチックや金属のように高弾性部材からなる。無端可撓性抗張部材、すなわちベルトは、駆動リングの間に掛け回される。駆動リングは、各々更に各駆動リングの互い違いの外周面に掛け回されたスリーブを備える。そして各スリーブはそれぞれの駆動リングに設けられたブッシングの中で摺動する。ベルトはスリーブ上で各駆動リングを互いに押圧する張力を有する。各駆動リングの回転軸の相対的な配置は、スリーブと駆動リングとの間の接触により維持される。各プーリの有効直径、すなわちプーリの半径はプーリシーブの動きにより調整される。プーリシーブの動きは各駆動リングの回転軸をプーリの回転軸に対して偏心的に移動する。リングが動くと、ベルトに一定の曲げ半径を与えながら駆動リングとともにベルトが移動して駆動リングに掛け回された状態を維持する。駆動リングは、同期ベルト、歯付ベルト、マルチリブドベルトあるいはＶ型ベルトのそれぞれとともに用いられる表面形状を有する。
【００１６】
（発明の好ましい実施形態の説明）
図１は本発明の斜視図である。無端可撓性抗張部材１０、すなわちベルトは第１駆動リング２６と第２駆動リング３６の周囲に掛け回される。第１駆動リング２６はシーブ部２３、２２（図示せず）の間を回転する。第２駆動リング３６はシーブ部３２、３３の間を回転する。平、マルチリブド、あるいはＶベルトの形状を含むいかなる形状も同様にうまく作用するが、好ましい実施形態としてベルト１０は歯付の形状として示される。各駆動リングはベルトの形状と協働する相補的な形状を有してもよい。
【００１７】
各駆動リングはそれぞれのプーリの中で偏心的に回転する。各駆動リングの位置は個々のプーリにおける各シーブ間の距離によって決定される。例えば、シーブ部２２、２３が互いに接近するに従って、駆動リング２６の回転軸Ａ1はプーリＣ1の回転軸に向かって横方向に移動し、シーブ部３２、３３が離れるに従って、駆動リング３６の回転軸Ａ2はプーリＣ2の回転軸から離れるように横方向に移動する。図２参照。各駆動リングの半径はそれぞれのプーリの半径に等しい値に限定されるものではないが、好ましい実施形態では、駆動リングの半径はそれぞれのプーリの半径よりも僅かに大きい。
【００１８】
各駆動リングは、金属やフェノール類すなわちプラスチック材料等の非金属を含むこの分野で知られている十分な圧縮強度を有する如何なる材料から構成されてもよい。駆動リングの材料は、プーリシーブの表面に適合する摩擦係数及び雑音特性を有することが好まし。図３の部品２４、２５と３４、３５参照。
【００１９】
本発明はベルト１０の曲げ半径が各駆動リングをベルトが走行する間一定であることを可能にする。ベルトの曲げ半径は駆動リングの半径よりも僅かに大きい。小さな隣接するベルトブロック同士の間に弦状の部分(chordal)を生じる他のＣＶＴのデザインに対して、本発明は、ベルトが駆動リング／プーリを組み合わせたものの回りを走行するにしたがって、ベルトが比較的大きな一定の半径を維持することを可能にする。これは弦状の部分(chordal)により発生するベルトの不具合、すなわち曲げ疲労により発生するベルトの不具合を低減しベルトの寿命を増大させる。
【００２０】
図２はＣＶＴプーリ内のベルトの側立面図である。シーブ部３２、３３は原動プーリに設けられる。シーブ部２２、２３は従動プーリに設けられる。この図では、シーブ部２２、２３は互いに比較的接近しており、シーブ部３２、３３は幾分離れている。シーブ部２３の半径はＳ1である。シーブ部３３の半径はＳ2である。有効半径Ｅ1は回転中心Ｃ1からの距離であり、駆動リング２６がシーブ部２２、２３に接触する位置である。有効半径Ｅ2は回転中心Ｃ2からの距離であり、駆動リング３６がシーブ部３２、３３と接触する位置である。したがって、有効半径Ｅ1は有効半径Ｅ2よりも大きい。Ｅ2に対するＥ1の比が変速機のギア比を決定することは、この分野において知られている。またＣＶＴ原動プーリと従動プーリのシーブ部の位置によりＥ1とＥ2が変化することも知られている。
【００２１】
図３は駆動装置の断面図である。ベルト１０はプーリ１１とプーリ１２との間に掛け回される。特に、駆動リング２６はプーリ１１の中に掛けられ、駆動リング３６はプーリ１２の中に掛けられる。駆動リング２６と駆動リング３６は平ベルトの輪郭として描かれている。図１で言及したように、駆動リングはユーザの要求に応じて多様な形状のうちの如何なる形状をしていてもよい。ベルト１０は駆動リング２６と駆動リング３６の上に掛け回される。駆動リング２６の傾斜した側面はシーブ面２４、２５によって支持される。駆動リング３６の傾斜した側面はシーブ面３４、３５によって支持される。この図では、駆動リング２６の回転軸Ａ1は、実質的にプーリ１１の回転軸Ｃ1と同軸である。駆動リング３６の回転軸Ａ2は、実質的にプーリ１２の回転軸Ｃ2と同軸である。しかしながら、所与の駆動リングの回転軸と所与のプーリの回転軸との間の関係は、前述したように変化させることができる。
【００２２】
運転時、駆動リング２６は、実質的に放射状の線を描く接触領域に沿って個々のプーリのシーブ面のみに接触する。駆動リング３６とシーブ部３２、３３の面との間の接触についても同様である。これは駆動リング軸とプーリ軸との間の幾何学上の偏心関係に起因する。駆動リングとプーリとの間の接触領域、すなわち線は相対的に小さいため、熱が発生しやすい状態は低減される。更に、動力伝達のための接触は可撓性ベルトとシーブの間ではなく、駆動リングとシーブとの間で行われるので、過度の加熱や摩擦により発生するベルトの故障が著しく低減される。
【００２３】
駆動リング２６、３６の横断面は、高さＸ、幅Ｙを持つ輪郭形状を呈する。この輪郭形状において、幅の高さに対する比（Ｙ／Ｘ）は１から３の範囲にある。しかしながら、プーリ内で駆動リング軸の歪みを防止できるのであれば、如何なる比であってもよい。また図３において、各駆動リングは２０°から７０°の範囲の夾角αを描く。駆動リングの形状と上述された比は、自ら軌道を制し、自ら整列する特徴をもたらし、プーリに対する駆動リングの位置は高さの関数である。それによって、その回転軸がプーリの回転軸と平行になるように駆動リングが配置されるとともに、駆動リングが最小有効半径まで移動させられる。これは駆動リングとシーブの側面との間の楔効果によってもたらされる。
【００２４】
図４は、リングとガイドブッシングの部分的な横断面図である。好ましい実施形態では、運転中における駆動リングの適正なアライメントはブッシングとスリーブとの組み合わせにより維持される。ブッシングとスリーブは摺動自在に係合し駆動リングの適正な軸アライメントを維持する。ブッシング１は駆動リング２６の外周において溝８の中に固着される。ブッシング７は駆動リング３６の外周において、ブッシング１とは重ならない位置にある溝９の中に固着される。溝８、９は、図１に示されるように、またユーザの必要に応じて、ブッシングが駆動リングの外周に直接取付けられるように除かれていてもよい。スリーブ２はブッシング１に摺動自在に係合し、駆動リング３６の外周面に接触している。スリーブ６はブッシング７に摺動自在に係合し、駆動リング２６の外周面に接触している。スリーブ２、６はゴム、弾性物質あるいは似通った摩擦特性を持つ他の如何なる周知の材料であってもよい。駆動リングは、ベルト１０に掛かる張力すなわち荷重に等しい力でスリーブ２、６に互いに押圧される。ブッシング１、７は、デルリン（商標(Delrin)）やブッシングとスリーブの間に低摩擦境界面を有する他の如何なる同様なブッシング材料であってもよく、これによりブッシング内のスリーブの滑りを促進する。ブッシングは各リング上での組立てを容易にするために分割されていても良い。
【００２５】
スリーブ２は、駆動リング３６に荷重された状態すなわち押圧された状態で接触しているため、駆動リング３６が回転するとき、スリーブ２の回転は駆動リング３６の回転方向と逆方向となる。その結果として、駆動リング２６が回転すると、スリーブ２はブッシング１内で摺動する。スリーブ６もまた駆動リング２６に荷重された状態すなわち押圧された状態で接触している。駆動リング２６が回転するとき、スリーブ６の回転は駆動リング２６の回転方向と逆方向となる。したがって、駆動リング３６が回転すると、スリーブ６はブッシング７内において摺動する。スリーブ２とブッシング１との間の摩擦が低いことから、スリーブ２は駆動リング２６とは反対方向に回転する。スリーブ６とブッシング７との間の摩擦が低いことから、スリーブ６は駆動リング３６とは反対方向に回転する。スリーブとリングとの間の接触は、運転中にリングの位置がずれることを防止する。
【００２６】
駆動リングＣＶＴベルトが作動するとき、駆動リング２６、３６の回転軸が協調して並進移動することから、リング間の相対的な間隔は変化せず、これは各ゴムスリーブがその対応するブッシングに対して適正な間隔を維持することによる。これは駆動リング２６、３６が、駆動リング軸の位置ズレを起こし得る横方向の運動を起こすことを防止する。
【００２７】
図５は、本発明の斜視横断面図である。ベルト１０は駆動リング２６と駆動リング３６の回りに掛けられた状態で示される。各駆動リングの外周面の反対側に置かれたスリーブ２、６の相対的な配置が示される。また更に、スリーブ２、６は駆動リングの反対側に配置される限り図１のように配置されてもよい。ベルト１０は各駆動リング２６、３６の間に掛け回されて示される。駆動リング２６、３６は、互いにベルト張力により、スリーブ２、６に押圧される。図５はシーブ部２２、２３の回転中心Ｃ1から偏心した駆動リング２６の回転中心Ａ1を示す。
【００２８】
シーブ部２２、２３とシーブ部３２、３３の間の相対的な間隔がオペレータにより変更されると、駆動リング２６、３６の回転中心Ａ１、Ａ２とベルト１０は協調して移動する。ＣＶＴ変速機とプーリシーブを動作するための制御装置はこの分野で周知である。駆動リング２６の回転軸Ａ1と駆動リング３６の回転軸Ａ2は、シーブ部の軸方向の動きの全範囲を通して一定の間隔Ｓを維持する。図２に示されるように、従動プーリに設けられた駆動リングのスピードは、従動プーリの回転軸に対する駆動リングの回転軸の位置の関数である。
【００２９】
ここでは、本発明の一形態についてのみ説明がなされたが、ここで説明された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その構造と部材相互の関係を様々に変形できることは当業者にとって明らかである。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の斜視図である。
【図２】  ＣＶＴプーリのベルトの側面図である。
【図３】  駆動システムの断面図である。
【図４】  リングとガイドブッシングの断面図である。
【図５】  本発明の斜視横断面図である。
【図１】
0003683532.tif 000002
【図２】
0003683532.tif 000003
【図３】
0003683532.tif 000004
【図４】
0003683532.tif 000005
【図５】
0003683532.tif 000006