(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ベルト（３）であって、
無端の担持体（３１）と、複数の連続的な横断エレメント（３２）とを備え、
前記横断エレメント（３２）は、前記無端の担持体（３１）上にスライド可能に配列されており、各々の横断エレメント（３２）に、１つの正面（３８）、１つの背面（３９）および複数の接触面（３７）が設けられており、該正面（３８）と該背面（３９）との間で前記横断エレメント（３２）が厚さ方向に延在しており、前記接触面（３７）の間で、前記横断エレメント（３２）が幅方向に延在しており、前記横断エレメント（３２）は、前記駆動ベルト（３）を適用できる変速機のプーリ（１，２）のプーリ滑車（４，５）に接触するように設定されている、駆動ベルト（３）において、
前記駆動ベルト（３）は、前記横断エレメント（３２）の前記接触面（３７）が全体的に傾斜していることにより、横断エレメントのそれぞれの正面（３８）の近傍で横断エレメントのそれぞれの背面（３９）の近傍よりも幅が広い横断エレメント（３２−Ｉ）と、横断エレメントのそれぞれの背面（３９）の近傍で横断エレメントのそれぞれの正面（３８）の近傍よりも幅が広い横断エレメント（３２−ＩＩ）との両方を含むことを特徴とする、駆動ベルト。
【請求項２】
前記横断エレメント（３２−Ｉ，３２−ＩＩ）は、ランダムな順序で前記駆動ベルト（３）に含まれている、請求項１記載の駆動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無段変速機用の駆動ベルトに関する。駆動ベルトは、特に、変速機の２つのプーリの周りに配置されるように設定されていて、プーリに接触するための複数の個別の横断エレメント、ならびに変速機において横断エレメントを支持しかつ案内するための１つまたは複数の無端の、つまりリング形状の担持体を含む。この種の駆動ベルトは、プッシュベルトとしても既に知られている。
【背景技術】
【０００２】
駆動ベルトの無端の担持体は、互いに入れ子状に設けられた、連続的で柔軟な複数の金属ベルトから構成されていて、リングセットとしても知られている。無端の担持体は、少なくとも部分的に、横断エレメントに設けられた凹部に挿入されている。駆動ベルトが１つだけの無端の担持体を含んでいる場合、そのような担持体は、典型的には、横断エレメントの中央の凹部に取り付けられている。中央の凹部は、駆動ベルトの半径方向外方に向いて開放している。しかし、通常、駆動ベルトは、少なくとも２つの無端の担持体を有して設けられており、これらの無端の担持体は、横断エレメントの２つの凹部のうちのそれぞれ１つに取り付けられている。その凹部は、横断エレメント、つまり駆動ベルトのそれぞれの軸方向側または側方に向いて開放している。
【０００３】
駆動ベルトの横断エレメントは、ほぼ連続的な列を成して無端の１つまたは複数の担持体の周に沿ってスライド可能に配置されていて、これにより、これらのエレメントは、駆動ベルトの動きに関する力を伝達することができる。横断エレメントは、２つの主体面を有し、これらの主体面は、少なくとも部分的に、互いに対してほぼ平行に延在しており、これらの主体面は、横断エレメントの周方向の側面によって、横断エレメントの（局所的な）厚さにわたって互いに分けられている。これにより、第１の面または主体正面（これは以下では正面といわれる）は、駆動ベルトの第１の長手方向に面しており、これに対して、第２の面または主体背面（これは以下では背面といわれる）は、前述の第１の長手方向とは反対向きの、駆動ベルトの第２の長手方向に面している。
【０００４】
担持体の周に沿って観察すると、横断エレメントは、わりあい小さな寸法、つまり厚さを有しており、数百の横断エレメントが駆動ベルトに存在する。隣接している横断エレメントは、ベルトが湾曲された軌道（部分）に追随するように、互いに対して傾倒できなければならない。そのような相対的な傾倒に適応し、かつ傾倒を制御するために、横断エレメントの正面には、軸方向に延びる凸状に丸み付けられた断面形状のいわゆるロッキングエッジが設けられている。
【０００５】
主に軸方向、つまり幅方向に方向付けられた、横断エレメントの側面の部分は、波形にされていて、特に幅方向でプーリの２つの円錐形の滑車の間に締め付けられることによって、プーリに摩擦結合するものである。横断エレメントの側面の、プーリ滑車に係合する部分は、接触面といわれる。これらの接触面は、互いに対してほぼ平行に延在していて、かつ横断エレメントの（局所的な）幅にわたって互いに分けられている。
【０００６】
横断エレメントの接触面とプーリ滑車との間の摩擦接触は、力がそれらの間に伝達されることを可能にし、これにより、駆動ベルトは、一方のプーリから他方へ駆動トルクおよび回転運動を伝達することができる。駆動ベルトがプーリ滑車とそのような摩擦式の力伝達接触がなされるように、同時に、これらの滑車に対して半径方向で変位されるように、駆動ベルトの横断エレメントの前述の接触面は、互いに半径方向内方へ向かって角度を成している。横断エレメントの接触面の間に形成されるこの角度は、ベルトの接触角といわれ、その接触角は、プーリの滑車の円錐面の間に形成される角度に正確に一致する。後者の角度は、プーリ角度といわれる。
【０００７】
無段変速機の作動中に、駆動ベルトおよびプーリが回転すると、横断エレメントが連続的にかつ規則的にプーリ滑車に衝突することにより、音が発生する現象が広く知られている。そのような音は、変速機の正しい作動に干渉しないが、特に車両エンジン、（噛み合っている）ギヤまたは（回転している）車輪などの他の源のノイズレベルが低いとき、（車両）運転手によって不快であると感じられることがある。したがって、無段変速機、特に無段変速機に利用されている駆動ベルトの設計における総合的な開発目的は、作動中に衝突により発生するノイズを、少なくとも人間の聴力に関して最小限に抑えることである。
【０００８】
変速機の作動中の上述の衝撃音を低減する明確な手段は、横断エレメントの質量を低減することによって、横断エレメントのプーリ滑車との衝突の力を低減することである。代替的な手段として、欧州特許公開第３０５０２３号明細書によって、ベルトの周に沿って互いの中で混合された互いに異なる厚さの２つまたは３つ以上のタイプの横断エレメントを有する駆動ベルトを提供することが提案されている。これにより、横断エレメントは、変速機作動中に様々な間隔で連続的にプーリに衝突する。これにより、衝突音は、２つ（またはそれ以上）の周波数にわたって分散されることにより弱められている。しかし、この後者の手段の効果および／またはこの後者の手段によって達成可能な効果は、限定されている。というのも、様々なタイプの横断エレメントの間の厚さの差が、機能上および製造上の両方の理由のために制限されているからである。たとえば、変速機の作動の滑らかさは、最も薄い横断エレメントにとって最良であり、さらに、横断エレメントによってリングセットに導入される接触応力は、最も薄い横断エレメントにとって最小である。しかし、より厚い横断エレメントは、製造コストを削減することができ、一般的に、より薄い横断エレメントよりも強く、摩耗しにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許公開第３０５０２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本開示は、作動中に発生する衝撃音を低減する新規な手段を提供することを目的としており、その手段は、横断エレメントの厚さの上述の変更に基づくものではなく、この上述の変更は少なくとも必然的ではない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
特に本開示によれば、２つのタイプの横断エレメントが駆動ベルトに設けられており、そのうちの第１のタイプの横断エレメントは、そのそれぞれの正面または正面の近傍の幅が、そのそれぞれの背面または背面の近傍の幅よりも広く、その第２のタイプの横断エレメントは、そのそれぞれの背面または背面の近傍の幅が、そのそれぞれの正面または正面の近傍の幅よりも広い。しかし、２つのタイプの横断エレメントの全体幅または公称幅は、それぞれ異なるように意図されたものではなく、つまり、第１のタイプの横断エレメントの正面の幅と、第２のタイプの横断エレメントの背面の幅とは、互いにほぼ同一である、すなわちその製造方法の変動または公差内で同一である。
【００１２】
上述の記載において定義された駆動ベルトが変速機内で回転しているとき、第１のタイプの横断エレメントが、回転方向で見たとき、その正面の付近でプーリディスクに衝突し、つまり最初に接触し、これに対して、第２のタイプの横断エレメントは、その背面の付近でプーリディスクに衝突する。その結果、作動中に３つの状況が起こる：
１：第１のタイプの横断エレメントに、前述の回転方向で、第２のタイプの横断エレメントが続いており、これにより、それぞれのプーリのプーリディスクとのこれらの横断エレメントの連続的な衝突の間に比較的長い（時間）間隔が生じる；
２：第２のタイプの横断エレメントに、第１のタイプの横断エレメントが続いており、これにより、それぞれのプーリのプーリディスクとの横断エレメントの連続的な衝突の間に比較的短い間隔が生じる；
３：２つのタイプのどちらか１つの横断エレメントに、同一のタイプの横断エレメントが続いており、これにより、それぞれのプーリのプーリディスクとの横断エレメントの連続的な衝突の間に中間の時間の間隔が生じる。
【００１３】
２つのタイプの横断エレメントの連続的な衝突の間隔における上述の変動によって、この連続的な衝突によって発生させられたノイズは、幾つかの周波数の中で分散され、これにより、全体的な衝撃音が、少なくとも変速機が利用されている車両の乗員により認識されるとき、有利に減衰される。２つのタイプだけの横断エレメントが利用されているにもかかわらず、作動中のプーリディスクとの横断エレメントの連続的な衝突の間に、３つの異なる時間間隔が得られることが留意される。その結果、これにより達成される衝撃音の減衰は、概して、互いに異なる厚さの２つのタイプの横断エレメントが含まれる公知の駆動ベルトに関して得られるよりもより効果的である。
【００１４】
ここで以下の説明において、新規な駆動ベルト設計を、１つまたは複数の例示的な実施の形態に沿って、添付の図面を参照して、より詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】無端の担持体と複数の横断エレメントとを含む駆動ベルトが２つのプーリにわたって延在している、無段変速機の概略斜視図を示す。
【図２】周方向に方向付けられた公知の駆動ベルトの断面図を示す。
【図３】公知の駆動ベルトの横断エレメントの幅方向に向けられた図を示す。
【図４】公知の駆動ベルトの横断エレメントの下側部分の幅方向に向けられた断面図を示す。
【図５】本開示による１つの実施の形態における第１のタイプの横断エレメントの下側部分の幅方向に向けられた断面図を示す。
【図６】本開示による１つの実施の形態における第２のタイプの横断エレメントの下側部分の幅方向に向けられた断面図を示す。
【図７】本開示による前述の第１および第２のタイプの横断エレメントを含む横断エレメントの列を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面において、同一の参照符号は、同一または同等の構造および／または部品を示している。
【００１７】
図１における無段変速機の概略図は、駆動ベルト３を示している。駆動ベルト３は、２つのプーリ１，２にわたって延在している。駆動ベルト３は、柔軟な無端の担持体３１と、主に隣接する横断エレメント３２の列とを含む。横断エレメント３２は、無端の担持体３１の周に取り付けられていて、かつ周に沿って配置されている。例示された変速機の構成では、上側のプーリ１は、下側のプーリ２よりも迅速に回転する。プーリ１，２の２つの円錐形の滑車４，５の間の距離が変化することにより、各々のプーリ１，２における駆動ベルト３のいわゆる走行半径Ｒを、互いに調和された形で変化させることができ、結果として、２つのプーリ１，２の回転速度の間の（伝達）比を変更することができる。
【００１８】
図２には、ベルト３の周または長さ方向Ｌに面している、つまりベルト３の軸または幅方向Ｗおよび半径または高さ方向Ｈに対して垂直方向に面している駆動ベルト３の断面図が示されている。この図２は、２つの無端の担持体３１の存在を示している。この２つの無端の担持体３１は、この図２では横断面で示されていて、駆動ベルト３の複数の横断エレメント３２を支持し、かつ案内する。そのうちの１つの横断エレメント３２が、この図２において正面図で示されている。
【００１９】
駆動ベルト３の横断エレメント３２および無端の担持体３１は、典型的には、通常は合金鋼である金属から成っている。横断エレメント３２は、その接触面３７を介して、各プーリ１，２の滑車４，５の間に加えられる締付力を吸収する。１つのそのような接触面３７が、横断エレメント３２の各々の軸方向側に設けられている。これらの接触面３７は、互いに半径方向外方へ拡がって延在しており、これにより、接触面の間に鋭角が形成されており、その鋭角は、駆動ベルト３の接触角ΦCを表している。接触角は、各々のプーリ１，２の滑車４，５の間に形成されたＶ角度にほぼ適応し、後者の角度は、プーリ角度ΦPを表している。
【００２０】
横断エレメント３２は、可動である、すなわち周方向Ｌで無端の担持体３１に沿ってスライド可能であるので、横断エレメント３２が、駆動ベルト３およびプーリ１，２の回転方向で無端の担持体３１に沿って互いに対して押圧し、前向きに互いを押すことにより、トルクを変速機プーリ１，２の間で伝達することができる。図２に示された例示的な実施の形態では、無端の担持体３１は、５つの個々の無端のベルトのそれぞれから構成されている。これらの無端のベルトは、互いに同心的に入れ子状に設けられて、無端の担持体３１を形成している。実際に、無端の担持体３１は、多くの場合、５つより多い、たとえば９個または１２個または実施可能なそれ以上の無端のベルトを含む。
【００２１】
図３においても側面図で示された、駆動ベルト３の横断エレメント３２に、互いに反対側に位置する２つの切欠き３３が設けられている。切欠き３３の各々は、横断エレメント３２のそれぞれの軸方向側に向いて開口していて、それぞれの無端の担持体３１の（小さなセクション）を収容している。したがって、横断エレメント３２の第１の部分または基部３４は、無端の担持体３１から半径方向内方へ延在していて、横断エレメント３２の第２の部分または中央部分３５は、これらの無端の担持体３１の間に位置していて、横断エレメント３２の第３の部分または上部３６は、無端の担持体３１から半径方向外方へ延在している。各々の切欠き３３の半径方向内側は、横断エレメント３２の基部３４のいわゆる支え面４２によって画定されている。支え面４２は、半径方向外方へ、通常、横断エレメント３２の上部３６の方向に面していて、無端の担持体３１の内側に接触している。
【００２２】
互いに反対側の周方向Ｌに面する、横断エレメント３２の２つの本体面３８，３９のうちの１つは、ほぼ平坦である。その本体面は、以下に背面３９と表示される。横断エレメント３２の反対側の本体面３８または正面３８に、いわゆるロッキングエッジ１８が設けられている。ロッキングエッジ１８は、半径方向Ｈで、背面３９とほぼ平行に延在している正面３８の上部と、背面３９に向かって延在するように傾斜付けられている正面３８の下部との間の移行部を形成している。図２では、ロッキングエッジ１８は、単に１本の線によって概略的に示されているが、しかし、実際には、ロッキングエッジ１８は、たいてい凸状に湾曲された移行面の形状で設けられている。したがって、横断エレメント３２の前述の上部は、横断エレメント３２の正面３８と背面３９との間でほぼ一定の寸法をもって設けられている。つまり、周方向Ｌで見るとき、その寸法は、典型的には、横断エレメント３２の厚みといわれる。
【００２３】
図４には、図２に示された横断エレメント３２の基部３４のＡ−Ａ線に沿った断面で、公知の横断エレメント３２が示されている。正面３８と背面３９とは、横断エレメント３２の２つの接触面３７のように、ほぼ平行に方向付けられている。接触面３７は、正面３８および背面３９の両方に対してほぼ垂直に方向付けられている。しかし、典型的には、これらの面３７〜３９は、鋭い角度で交差せず、その代わりにこれらの面の間に移行面４３が形成されている。移行面４３は、それぞれ横断エレメント３２の接触面と、正面３８および背面３９との間により緩やかに丸み付けられた移行部を形成している。
【００２４】
これらの図１〜図４に基づいて、変速機１の作動中、つまり変速機のプーリ１，２および駆動ベルト３の回転中、駆動ベルト３の横断エレメント３２は、そのようなプーリ１，２と摩擦接触するとき、プーリ１，２の滑車４，５と次々に衝突することが明らかである。そのような連続的な衝突は、駆動ベルト３の所定の回転速度で一定の間隔で起こり、ひいては特定の波長または周波数の音を発生させる。その音は、衝撃音を表している。そのような衝撃音の振幅を低減するために、当技術分野では、駆動ベルト３に２つの異なる厚さの横断エレメント３２をランダムに組み込み、連続的な衝突が異なる間隔で起きるようにすることが提案されている。この設計手段により、衝撃音は、２つの別個の周波数の間で分散され、これにより、衝撃音の振幅が好ましくは低減される。
【００２５】
この後者の点で、典型的な変速機および駆動ベルト設計では、ベルトの全（周）長は、５００ｍｍ〜７５０ｍｍの範囲の値を有することが留意される。そのような典型的な駆動ベルト設計の横断エレメントは、全てが、ロッキングエッジで測定されるとき、２４ｍｍ〜３０ｍｍの間の範囲のほぼ同一の幅を有して、かつ同様にロッキングエッジで測定されるとき、１．４ｍｍ〜２．０ｍｍの間の範囲のほぼ同一の厚さを有して設けられている。そのような典型的な駆動ベルト設計では、０．１４ｍｍ〜０．２０ｍｍを超えない厚さの差を、現実に、衝撃音を弱めるために駆動ベルトに組み込まれる様々なタイプの横断エレメントの間で達成することができる。駆動ベルトの横断エレメントの間のそのような約１０％の厚さの差では、プーリ滑車との横断エレメントの衝突の周波数が、理論的に、せいぜい約２００Ｈｚの範囲にわたって分散されると計算することができる。
【００２６】
現在、代替的な設計手段が、衝撃音の振幅を低減するために提案されている。特に、駆動ベルト３に２つのタイプの横断エレメント３２を組み込むことが提案されている。第１のタイプＩの横断エレメント３２−Ｉは、図５において、横断エレメントの基部３４の断面で概略的に示されており、それぞれの正面３８または正面３８の近傍の幅が、それぞれの背面３９または背面３９の近傍の幅よりも広い。第２のタイプＩＩの横断エレメント３２は、図６に示されていて、それぞれの背面３９または背面３９の近傍の幅が、それぞれの正面３８または正面３８の近傍の幅よりも広い。
【００２７】
第１のタイプＩの横断エレメント３２−Ｉと第２のタイプＩＩの横断エレメント３２−ＩＩとの両方を組み込んでいる新規な駆動ベルト３が、図７に概略的に示されている。図７は、第１および第２のタイプの幾つかの連続的な横断エレメント３２−Ｉ，３２−ＩＩの基部３４の部分断面図を示している。この図７には、駆動ベルト３の回転方向ＲＤも示されている。
【００２８】
図７において、前述の第２のタイプＩＩの横断エレメントである最も右側の横断エレメント３２−ＩＩは、最初に、背面３９の付近で（図７の位置Ｘ１）プーリディスク４，５に衝突し、これに対して、次に続く、前述の第１のタイプＩの横断エレメントである横断エレメント３２−Ｉは、最初に、正面３８の付近で（図７の位置Ｘ２）プーリディスク４，５に衝突する。これらの連続的な衝突位置Ｘ１，Ｘ２は、前述の移行面４３の範囲の２倍にほぼ相当する距離Ｓでそれぞれ互いに近くに位置する。その一方で、第１のタイプＩの横断エレメント３２に、第２のタイプＩＩの横断エレメント３２−ＩＩが駆動ベルト３の回転方向ＲＤで続くかまたは追随すると、プーリディスク４，５との横断エレメントのそれぞれの衝突の位置Ｘ２，Ｘ３は、２つの横断エレメント３２の組み合わされた厚さにほぼ相当する距離Ｌで、比較的遠く離れて位置する。最後に、駆動ベルトにおいて２つの連続する横断エレメント３２−Ｉ，３２−ＩＩがそれぞれ同一のタイプＩ，ＩＩの横断エレメントであってもよく、この場合、プーリディスク４，５との横断エレメントの連続する衝突のそれぞれの位置Ｘ４，Ｘ５もしくはＸ６，Ｘ７は、少なくとも他の２つの距離ＬおよびＳに対して中間の距離Ｍで位置する。
【００２９】
２つのタイプＩ，ＩＩの、駆動ベルト３の連続する横断エレメント３２の衝突の位置Ｘの間の距離Ｓ，Ｍ，Ｌのそのような変動の結果、駆動ベルト３の作動中、プーリディスク４，５との２つのタイプＩ，ＩＩの横断エレメント３２の各々の連続的な衝突の間に３つの異なる時間間隔が生じる。これにより、これらの連続的な衝突によって発生するノイズが、３つの別個の周波数の間で分散され、これにより、全体の衝突音の振幅は、好ましくは小さくなる。
【００３０】
前述の明細書および添付図面の全詳細の全体に加え、本発明は、付随する特許請求の範囲の全特徴に関し、かつこれを含んでいる。特許請求の範囲において括弧書きされた参照符号は、特許請求の範囲を限定するものではなく、単に、各々の特徴において拘束力のない例として設けられているにすぎない。特許請求の範囲に記載された特徴は、所定の製品または所定の工程に別々に適用され得るが、場合によっては、特許請求の範囲における上述の特徴の２つまたは３つ以上のいずれかを組み合わせて適用することも可能である。
【００３１】
本開示によって記載された発明は、ここで明確に記載された実施の態様および／または事例に限定されることはなく、本開示の修正、変更および実際の適用、特に関連技術に置いて当業者が想到する範囲内にあるものを包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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