(57)【要約】【課題】エレメントとリング間での摩擦、摩耗などの特性をプーリとエレメント間の特性とは独立に、且つ、実機に近い状態で評価することのできる金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法及び試験装置を提供する。【解決手段】複数のエレメント２と無端ベルト状のリング３とを備えた金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法であり、少なくとも１枚のエレメント２を動作状態と同様に配置し、実質的に移動しないように保持し、保持されたエレメント２と、エレメント２に動作時同様に接触させたリング３との間に張力を掛け、その状態でリング３をベルトの運動方向に沿ってエレメント２に対して前後に運動させる。【選択図】        図１
2004340336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエレメントと無端ベルト状のリングとを備えた金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法において、
少なくとも１枚のエレメントを動作状態と同様に配置し、実質的に移動しないように保持し、
前記保持されたエレメントと、前記エレメントに動作時同様に接触させたリングとの間に張力を掛け、その状態で前記リングをベルトの運動方向に沿って前記エレメントに対して前後に運動させる、
ことを特徴とする金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法。
【請求項２】
複数のエレメントと無端ベルト状のリングとを備えた金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置において、
少なくとも１枚のエレメントを保持するエレメント保持機構と、
前記保持されたエレメントと、前記エレメントに動作時同様に接触させたリングとの間に張力を掛ける張力付与機構と、
前記リングをベルトの運動方向に沿って前記エレメントに対して前後に運動させる駆動機構と、
を有することを特徴とする金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置。
【請求項３】
前記エレメント保持機構にかかるトルクを測定するトルク計測器を有することを特徴とする請求項２の金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置。
【請求項４】
前記エレメントと前記リングを潤滑する潤滑油を供給する潤滑機構を有することを特徴とする請求項２又は３の金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用ベルト式無段変速機等にて動力伝達用として用いられる金属ベルトを試験するための試験方法及び試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）用の金属ベルトとしては、バン・ドーンズ（Ｖａｎ  Ｄｏｏｒｎｅ’ｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｅ  Ｂ．Ｖ．）製の金属ベルトが知られている。バン・ドーンズ製の金属ベルトは、伝達トルクの一部がベルトエレメントの圧縮力によって伝達されることを特徴としており、プッシュベルトとも呼ばれている。この金属ベルトを使用したベルト式無段変速機は、駆動側及び被駆動側（従動側）のＶ溝を備えたプーリと、この両プーリに張設された金属ベルトにて構成される。その一例を図７〜図９に示す。
【０００３】
簡単に説明すると、金属ベルト１は、３００個から４００個の金属エレメント２と、約１０枚の積層ベルトとされる無端ベルト状のフープ（リング）３と、にて構成される。通常、エレメント２は、図示するように、両側面４ａが、プーリ１００のＶ溝面１００ａと当接するＶ形状の傾斜面とされたボディ部４と、このボディ部４の上方に位置したイヤー部５とを有する。ボディ部４とイヤー部５とは中央部に形成された接続部、即ち、首部６にて連結されており、従って、ボディ部４とイヤー部５との間には、首部６を中心として対称に配置された対をなすスロット７が形成される。スロット７内にはリング３が挿入設置され、スロット７を形成するボディ部４の上面は、リング３が接触、押圧するサドル面８とされる。
【０００４】
また、駆動側及び従動側の両プーリ１００間にはリング３に張力が掛かるように互いに離間する方向に荷重が付加される。リング３に張力が付与されることによって、駆動側プーリからの伝達トルクは、エレメント２を介してリング３に伝達され、そして、このリング３の伝達力は、エレメント２を介して従動側プーリに伝達される。
【０００５】
斯かる金属ベルト１は、両プーリ１００の溝幅を制御することにより、両プーリ１００における金属ベルト１の巻き掛け半径を変えて変速比を無段階に変化させる。
【０００６】
一方、上記構成の金属ベルト式無段変速機では、プーリとエレメント間、エレメントとリング間で、それぞれ、摩擦、摩耗などが生じる。
【０００７】
従来、プーリとエレメント間、エレメントとリング間で生じる摩擦、摩耗などを解析する試験方法としては、プーリ、エレメント、リングの材料を用いて作製されたテストピースを用いて、従来の摩擦係数測定装置にて、摩擦、摩耗などを測定することが行われている。その一例を図５に示す。
【０００８】
本例では、リング材料で円板状のテストピース１０１を作製し、テストピース１０１は、トルク計１０２を介して電動モータ１０３に接続される。一方、エレメントの材料で形成されたテストピース１０４を、電動モータ１０３により所定方向に回転駆動されている円板１０１に押圧力Ｐで押し付け、両テストピース１０１、１０４の摩擦、摩耗が計測される。
【０００９】
しかしながら、このような測定方法及び測定装置では、実運転時の作動状態とは異なる結果しか得られない。
【００１０】
又、特許文献１及び特許文献２に記載するように、組み上げた金属ベルトを実際の変速機、又は、擬似的なプーリをもつ試験機で試験することも提案されている。このような試験機の基本的構成を図６を参照して簡単に説明する。
【００１１】
つまり、本例の試験機は、軸受装置１０５にて支持された駆動軸１０６を備え、その一端に、駆動プーリ１００Ａが取り付けられ、他端には駆動モータ１０７が取り付けられる。また、駆動軸１０６と平行に被駆動軸１０８が軸受装置１０９にて支持されて設置される。被駆動軸１０８の一端には、被駆動プーリ１００Ｂが取り付けられており、被駆動軸１０８の他端は、トルク負荷用のモータ１１０が接続されている。両プーリ１００Ａ、１００Ｂ間に金属ベルト１が、所定の張力にて巻回される。
【００１２】
斯かる構成にて、駆動モータ１０７及びトルク負荷モータ１１０を駆動することにより、所定の負荷状態で両プーリ１００Ａ、１００Ｂ間に張設された金属ベルト１が所定方向に運転される。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭６２−８８９３５号公報
【特許文献２】
特開平９−１１３４２９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の試験機を使用した試験方法では、エレメントとリング間での摩擦、摩耗などの特性をプーリとエレメント間の特性とは独立に、且つ、実機に近い状態で評価することができず、金属ベルト全体としての評価しかできないという問題がある。
【００１５】
又、金属ベルトを使用したベルト式無段変速機では、エレメントとリング間などの各構成要素間に生じる摩擦、摩耗を制御することなどを目的として潤滑油による潤滑が行われており、この潤滑条件により変速機の動作が大きく影響される。
【００１６】
従って、本発明の目的は、エレメントとリング間での摩擦、摩耗などの特性をプーリとエレメント間の特性とは独立に、且つ、実機に近い状態で評価することのできる金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法及び試験装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、実車部品を用いて、その摩擦係数及び疲労耐久試験を行うことのできる金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法及び試験装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法及び試験装置にて達成される。要約すれば、本発明は、複数のエレメントと無端ベルト状のリングとを備えた金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法において、
少なくとも１枚のエレメントを動作状態と同様に配置し、実質的に移動しないように保持し、
前記保持されたエレメントと、前記エレメントに動作時同様に接触させたリングとの間に張力を掛け、その状態で前記リングをベルトの運動方向に沿って前記エレメントに対して前後に運動させる、
ことを特徴とする金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法である。
【００１９】
上記試験方法は、本発明に係る、複数のエレメントと無端ベルト状のリングとを備えた金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置において、
少なくとも１枚のエレメントを保持するエレメント保持機構と、
前記保持されたエレメントと、前記エレメントに動作時同様に接触させたリングとの間に張力を掛ける張力付与機構と、
前記リングをベルトの運動方向に沿って前記エレメントに対して前後に運動させる駆動機構と、
を有することを特徴とする金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置にて好適に実施される。
【００２０】
本発明の試験装置にて、一実施態様によれば、前記エレメント保持機構にかかるトルクを測定するトルク計測器を有することができる。
【００２１】
本発明の試験装置にて、一実施態様によれば、前記エレメントと前記リングを潤滑する潤滑油を供給する潤滑機構を有することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法及び試験装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２３】
実施例１
図１〜図３に、本発明に係る金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置１０の一実施例を示す。
【００２４】
本実施例にて、金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置１０は、少なくとも１枚のエレメント２を保持するエレメント保持機構１１と、エレメント２とリング３との間に張力を掛ける張力付与機構１２と、リング３をベルトの運動方向に沿ってエレメント２に対して前後に運動させる駆動機構１３と、を有する。
【００２５】
更に説明すると、本実施例にて、金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置１０は、基台１４を有し、駆動機構１３を構成する駆動軸１５が軸受装置１６を介して基台１４に設置される。駆動軸１５の一端には、駆動プーリ１７が取り付けられ、他端には駆動モータ１８が取り付けられる。
【００２６】
一方、基台１４には、張力付与機構１２を構成する、基台１４に設けられたレール１９（１９ａ、１９ｂ）に沿って移動自在とされる移動台２０が配置される。移動台２０には、基台１４に取り付けられたシリンダ装置２１のピストン２２が接続され、シリンダ装置２１を駆動することにより、移動台２０は、基台１４上を駆動軸１５に対して離接して可動とされる。
【００２７】
移動台２０には、エレメント保持機構１１を構成する被駆動軸２３が駆動軸１５に対し平行に配置して軸受装置２４を介して設置される。被駆動軸２３の一端には、エレメント２を保持する治具としてのプーリ状とされるエレメント保持具２５が取り付けられており、また、被駆動軸２３の他端には、トルク計測器２６が接続されている。
【００２８】
エレメント保持具、即ち、保持プーリ２５には、実際に使用される金属ベルト１（図７）のエレメント２が少なくとも１枚以上取り付けられる。エレメント２をエレメント保持プーリ２５に取り付ける方法は、任意の方法を採用し得るが、本実施例では、保持プーリ２５の外周面に、エレメント２のボディ部４が嵌合する溝２５ａを形成し、この溝２５ａに、エレメント２を嵌め込むことによって取り付けた。
【００２９】
従って、エレメント２は、図２及び図３に示すように、保持プーリ２５の外周に、円周方向に互いに隣接した状態で整列して取り付けられている。本実施例では、エレメント２は、エレメント保持プーリ２５の駆動プーリ１７とは反対側の略半周に渡り取り付けられ、残りの半周には治具２５ｂを取り付け、エレメント２が周方向に移動しないようにした。
【００３０】
上記構成にて、これも実際に使用される金属ベルト１のリング３が、駆動プーリ１７と、エレメント保持プーリ２５に取り付けられているエレメント２との間に張設される。
【００３１】
詳しくは、リング３は、保持プーリ２５側においては、エレメント２のスロット７、即ち、エレメントのボディ部４とイヤー部５との間に形成されている対をなすスロット７に挿入設置される。本実施例では、図３に示すように、一方側のスロットにのみリング３が挿入設置されているが、必要に応じて、両スロット７にリング３を挿入設置して試験することも可能である。
【００３２】
次いで、シリンダ装置２１を駆動して、移動台２０を、即ち、被駆動軸側を水平方向に移動させ、駆動軸１５と被駆動軸２３との軸間距離（Ｌ）及びリング３の引張り荷重（Ｆ）を所定値に設定する。これにより、リング３は、所定の半径（Ｒ）を形成するボディ部４の上面、即ち、サドル面８に押圧、接触される。
【００３３】
この状態で、駆動モータ１８が正方向に所定の角度だけ回転し、次いで、逆方向に所定の角度だけ回転する。これにより、駆動プーリ１７は、所定角度範囲で正逆回転運動を行い、リング３をエレメント２に対してベルト運動方向に前後に移動させる。
【００３４】
通常、駆動モータ１８は、揺動角度が０〜±４５°、揺動速度が０〜１０Ｈｚの範囲で運転条件を任意に設定できる。変速機の実際の使用状態では、通常、リングとエレメント間には、滑りなどは発生せず同一回転方向に運動していると考える。しかし、マクロ的に見るとエンジンの微細振動や動力伝達に伴う摩擦力や振動などの要因によりリングとエレメント間に滑りが発生していると考えられる。それらの状態を試験機で再現し、任意に設定可能にするため、リング３をエレメント２に対してベルト運転方向に前後に移動できる構造とした。
【００３５】
一方、エレメント保持プーリ２５は、トルク計測器２６を介して設置されており、従って、駆動軸１５の作動によりリング３及びエレメント２を介してエレメント保持プーリ２５に発生するトルクＴが計測される。
【００３６】
上記説明にて理解されるように、本発明の試験装置１０を使用するに際しては、先ず、金属ベルト１を分解し、リング３を平行する二つの異なる軸、即ち、駆動軸１５と被駆動軸２３に間に張設し、エレメント２は被駆動軸側に取り付ける。
【００３７】
そして、リング−エレメント間に滑りを発生させるために駆動軸側を揺動運動、即ち、所定角度範囲にて往復回転運動させ、もう一方の被駆動軸側は固定軸とし、被駆動軸側に発生するトルクＴを検出するために、被駆動軸側にトルク計測器２６を設置する。
【００３８】
このように、本発明の試験装置１０によれば、少なくとも１枚のエレメント２を被駆動側プーリ２５に、動作状態と同様に配置し、実質的に移動しないように保持される。そして、エレメント２と、このエレメント２に動作時同様に接触させたリング３との間に張力を掛け、その状態でリング３をベルトの運動方向に沿ってエレメント２に対して前後に運動させ、そのときのエレメント２を保持した被駆動側プーリ２５に生じるトルクを検出する。
【００３９】
また、本発明の試験装置１０によれば、リング３とエレメント２は、実車のものを使用することができ、又、駆動プーリ１７及びエレメント保持プーリ２５は、各々任意のプーリ径を設定することができ、その径により変化する軸間距離（Ｌ）を自由に変更できる。又、リング３に掛かる引張り荷重（Ｆ）も制御することができる。
【００４０】
さらに、本発明の重要な特徴は、本発明の試験装置１０によれば、上述のように、リング３に所定の張力を付与し、しかも、リング３を往復移動させる構成とすることにより、リング３とエレメント２間に強制的に相対移動を生じさせ、それによって、実際の自動車用金属ベルト式無段変速機１０にて生じる、エンジンの振動、脈動、或いは変速時の衝撃による、リング３とエレメント２との間の相対移動を再現した上での試験を行うことができることである。
【００４１】
つまり、本発明では、エレメント２を実機のプーリに対応する負荷側の治具、即ち、保持プーリ２５に固定し、実機の駆動側プーリに対応する駆動プーリ１７との間にリング３を配置する構成とされるので、負荷側のプーリとエレメント２の間、及び、駆動側は、評価に影響しないので、エレメント２とリング３との間の特性のみが評価される。また、上述したように、エレメント２とリング３との間の相互運動は、実運転時のエンジンの出力変動、運転負荷変動などから生じる。従って、本発明では、リング３は、一方向にのみ運動させるのではなく、往復運動させる構成とされるので、実動作と同様の評価が可能となる。
【００４２】
このように、本発明の試験装置１０は、極めて実際に近い状況にて試験することができる。つまり、本発明の試験装置１０によると、実車部品の金属ベルト１のリング３及びエレメント２を使用して、エレメント２とリング３間での摩擦、摩耗などの特性をプーリとエレメント間の特性とは独立に、且つ、実機に近い状態で評価することができる。
【００４３】
これに対し、従来の試験装置では、例え実車部品を使用したとしても、リング３とエレメント２の間には相対移動が生じていない定常状態での試験が再現されているに過ぎず、実働中の無段変速機の疲労耐久性などの評価は困難である。
【００４４】
本発明の試験装置にて、摩擦係数μは、上記により得られた計測値より次の式によって求めることができる。
μ＝Ｔ／Ｆ・Ｒ
【００４５】
また、本発明の試験装置によると、任意の時間にて装置を停止することができると共に、リングが破損した場合には直ちに停止して、その時間も記録しておくことが可能であり、リングの疲労による耐久性をも評価することができる。
【００４６】
以上の実施例では、エレメント２が保持プーリ２５の略半周に渡り取り付けられているが、エレメント２を１枚又は数枚取り付けて試験することもできる。従って、本試験装置１０によれば、均一に円周方向に整列されたエレメントの一部がプーリとエレメント間に異物などの噛み込みにより飛び出した状態を再現することができる。エレメントが飛び出している状態では、リングの耐久性などが著しく損なわれると考えられ、この状態を任意に作り出すことによりエレメントとリングの耐久性などを検証することができる。
【００４７】
本発明の試験装置１０においては、図２に示すように、エレメント２とリング３には潤滑機構５０により潤滑油Ｌが供給される。本実施例にて、潤滑機構５０は、潤滑油タンク５１と、このタンク５１の潤滑油Ｌの温度を制御する温度制御機構５４と、エレメント２とリング３に潤滑油タンク５１から潤滑油Ｌを供給する潤滑油供給配管５２と、潤滑に用いられた潤滑油Ｌを潤滑油タンク５１に戻す潤滑油回収配管５３とを有しており、潤滑油供給配管５２に設けたポンプＰにより潤滑油Ｌがエレメント２とリング３に供給される。
【００４８】
この潤滑機構により、潤滑油の温度、供給量などを任意に設定可能であり、エレメント２とリング３に発生する摩擦係数μや両者間の疲労による耐久性を評価することができる。また、潤滑油の評価を行うこともできる。
【００４９】
実施例２
図４に、本発明の金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置の他の実施例を示す。
【００５０】
本実施例では、金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置１０は、駆動機構１３の両側にエレメント保持機構１１（１１ａ、１１ｂ）と張力付与機構１２（１２ａ、１２ｂ）と、を設けた構成とされる。
【００５１】
従って、駆動機構１３を構成する駆動軸１５の一端には、二つのリング３を互いに隣接して巻回することのできる駆動プーリ１７が取り付けられている。
【００５２】
各エレメント保持機構１１（１１ａ、１１ｂ）、張力付与機構１２（１２ａ、１２ｂ）、及び、駆動機構１３は、実施例１と同じ構成とされるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、ここでの詳しい説明は省略する。
【００５３】
本実施例によると、同時に二組の試験が可能とされる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、
（Ａ）本発明の金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験方法によれば、少なくとも１枚のエレメントを動作状態と同様に配置し、実質的に移動しないように保持し、保持されたエレメントと、エレメントに動作時同様に接触させたリングとの間に張力を掛け、その状態で前記リングをベルトの運動方向に沿って前記エレメントに対して前後に運動させる構成とし、また、
（Ｂ）本発明の金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの試験装置によれば、少なくとも１枚のエレメントを保持するエレメント保持機構と、保持されたエレメントと、エレメントに動作時同様に接触させたリングとの間に張力を掛ける張力付与機構と、リングをベルトの運動方向に沿ってエレメントに対して前後に運動させる駆動機構と、を有する構成とされるので、
（１）エレメントとリング間での摩擦、摩耗などの特性をプーリとエレメント間の特性とは独立に、且つ、実機に近い状態で評価することができる。
（２）実車部品を用いて、その摩擦係数及び疲労耐久試験を行うことができる。といった効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る金属ベルト式無段変速機用金属ベルト試験装置の概略構成平面図である。
【図２】駆動プーリと、エレメントが保持されたエレメント保持プーリとの間にリングが巻回された態様を示す正面図である。
【図３】駆動プーリと、エレメントが保持されたエレメント保持プーリとの間にリングが巻回された態様を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る金属ベルト式無段変速機用金属ベルト試験装置の概略構成平面図である。
【図５】従来の金属ベルト試験機の一例を示す斜視図である。
【図６】従来の金属ベルト試験機の他の例を示す平面図である。
【図７】金属ベルト式無段変速機用金属ベルトの一部を示す斜視図である。
【図８】金属ベルトのエレメントとリングとの関係を示す説明図である。
【図９】金属ベルトのエレメントと、リングと、プーリＶ溝面との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１        金属ベルト
２        金属エレメント
３        リング
４        ボディ部
５        イヤー部
６        接続部（首部）
７        スロット
８        サドル面
１０      金属ベルト式無段変速機用金属ベルト試験装置
１１      エレメント保持機構
１２      張力付与機構
１３      駆動機構
１４      基台
１５      駆動軸
１６      軸受装置
１７      駆動プーリ
１８      駆動モータ
１９      レール
２０      移動台
２１      シリンダ装置
２２      ピストン
２３      被駆動軸
２４      軸受装置
２５      エレメント保持プーリ
２６      トルク計測器
５０      潤滑機構
【図１】
2004340336.tif 000003
【図２】
2004340336.tif 000004
【図３】
2004340336.tif 000005
【図４】
2004340336.tif 000006
【図５】
2004340336.tif 000007
【図６】
2004340336.tif 000008
【図７】
2004340336.tif 000009
【図８】
2004340336.tif 000010
【図９】
2004340336.tif 000011