(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ベルト（３）であって、該駆動ベルト（３）が、無端支持体（３１）と、該無端支持体（３１）に滑動可能に組み付けられた複数の横方向部材（３０）とを備えており、該横方向部材（３０）の各々が、２つのメインボディ表面と、溝とを備えており、両メインボディ表面の間には、横方向部材（３０）が厚さ方向で延びており、溝内には、無端支持体（３１）が挿入されており、駆動ベルト（３）に、互いに異なる形状を有する少なくとも２つのタイプ（Ｉ，ＩＩ）の横方向部材（３０）が設けられている、駆動ベルトにおいて、第１のタイプ（３０−Ｉ）の横方向部材（３０）の軸方向の寸法または最大の幅（ＷＩ）が、第２のタイプ（３０−ＩＩ）の横方向部材（３０）の最大の幅（ＷＩＩ）よりも大きく設定されており、第２のタイプ（３０−ＩＩ）の横方向部材（３０）が、第１のタイプ（３０−Ｉ）の横方向部材（３０）の半径方向の寸法よりも小さい半径方向の寸法を有していることを特徴とする、駆動ベルト。
【請求項２】
第２のタイプ（３０−ＩＩ）の横方向部材（３０）が、その溝から、第１のタイプ（３０−Ｉ）の横方向部材（３０）に比べて少なく半径方向内向きに延びている、請求項１記載の駆動ベルト。
【請求項３】
第１のタイプ（３０−Ｉ）の横方向部材（３０）が、そのメインボディ表面から成る表面全体に沿って、厚さ方向に一定の寸法を有している、請求項２記載の駆動ベルト。
【請求項４】
第２のタイプ（３０−ＩＩ）の横方向部材（３０）の、半径方向で最も内側の底部分が、その各側に、６ｍｍ以上の曲率半径を有する湾曲縁部（３８）を備えている、請求項３記載の駆動ベルト。
【請求項５】
第２のタイプ（３０−ＩＩ）の横方向部材（３０）が、溝よりも下側において、当該横方向部材（３０）の両メインボディ表面に凸状の湾曲部分（３４）または傾倒縁部（３４）を備えつつ、半径方向内側に向かって先細りにされている、請求項３記載の駆動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続可変トランスミッション、つまり、無段変速機に用いられる駆動ベルトであって、該駆動ベルトが、特に変速機の２つのプーリに巻き掛かけられて配置されるように規定されていて、変速機プーリに接触する複数の個々の横方向エレメントまたは横方向部材と、これらの横方向部材を両プーリの間で支えてガイドする目的で横方向部材を支持する１つ以上の無端支持体とを有している、無段変速機に用いられる駆動ベルトに関する。このようなタイプの駆動ベルトは、プッシュベルトとしても公知である。
【０００２】
駆動ベルトの各無端支持体は、典型的には、互いに積み重ねられた連続的でフレキシブルな複数の金属バンドから成っていて、リングセットとしても公知である。各無端支持体は、横方向部材に設けられた溝内に少なくとも部分的に挿入されている。駆動ベルトがただ１つの無端支持体しか有していない例では、このような支持体は、典型的には、横方向部材の、駆動ベルトの半径方向外側に向かって開放した中央の溝内に組み付けられている。しかしながら、通常、駆動ベルトは、少なくとも２つの無端支持体を備えている。これらの無端支持体は、それぞれ横方向部材の２つの溝のそれぞれ一方に組み付けられている。この場合、溝は、横方向部材、すなわち、駆動ベルトの側方のまたは軸方向の各側に向かって開放している。
【０００３】
駆動ベルトの横方向部材は、ほぼ連続的な１つの列を成して１つ以上の無端支持体の周方向に沿って滑動するように配置されており、これによって、横方向部材は、駆動ベルトの運動に関連した力を伝達することができる。横方向部材は２つのメインボディ表面を有している。両メインボディ表面は、少なくとも部分的に互いにほぼ平行に延びていて、横方向部材の（局所的な）厚さを介して互いに分離されている。横方向部材は比較的肉薄であり、これによって、数百個の横方向部材が駆動ベルトに存在しているので、後続の横方向部材の相互の相対的な転動によって、周方向に沿ったベルトの湾曲が可能となる。横方向部材は、変速機プーリの２つの円錐形のシーブの間で幅方向において挟圧されていることによって、このようなプーリに意図的に摩擦接触させられている。横方向部材は、主に軸方向、すなわち、幅方向に向けられた側面を通じて摩擦接触させられる。この側面は、摩擦接触箇所を潤滑するために変速機に提供された変速機オイルを収容するために、波形に形成されている。
【０００４】
横方向部材とプーリシーブとの間の摩擦接触によって、両者の間で力を伝達することが可能となり、これによって、駆動ベルトが駆動トルクと回転運動とを一方の変速機プーリから他方の変速機プーリに伝達することができる。摩擦による機械的な力のこのような伝達は、摩擦接触箇所での部材の弾性変形および／または摩擦接触箇所での発熱のため、必然的にエネルギ損失に繋がる。後者に関して、未だ公開されていないオランダ国特許出願第１０３８９１０号明細書には、広幅の、すなわち、プーリシーブに接触する横方向部材と、狭幅の、すなわち、プーリシーブに接触しない横方向部材とを共に１つの駆動ベルトに適用することが提案されている。結果として、この駆動ベルトの複数の横方向部材の一部だけが、実際に両プーリシーブの間で挟圧されることになり、前述したエネルギ損失が低減されている。したがって、この駆動ベルト設計によるトルク伝達の効率は、等しい幅の横方向部材を備えた公知の駆動ベルトに対して改善されている。
【０００５】
上述した駆動ベルト設計に関連して、主として、駆動ベルト全体の製造コストを削減することを目的として、互いに異なる軸方向の寸法または幅の横方向部材の有利な設計変更に対する多数の可能性を切り開くことが認識されている。
【０００６】
本発明に係る駆動ベルトの第１の態様では、より広幅の横方向部材だけが、波形の側面を備えている。したがって、より狭幅の横方向部材は、このような波形部なしに成形されている。このような波形に形成されていない、すなわち、平滑な表面は、波形の表面と比較して、製造において容易にかつ典型的には廉価にも形成することができる。
【０００７】
本発明に係る駆動ベルトの第２の態様では、狭幅の横方向部材が、広幅の横方向部材よりも低く形成されている、すなわち、小さな半径方向の寸法を有している。特に狭幅の横方向部材はその溝から、広幅の横方向部材に比べて少なく半径方向内向きに延びている。こうして、好適には、製造において、より少ない材料が使用されており、好適には、より少ない重量が駆動ベルトに実現されている。
【０００８】
本発明に係る駆動ベルトの第２の態様の第１の詳細では、広幅の横方向部材が、実質的にその半径方向の寸法全体に沿って主に一定の厚さを有している。このような一定の厚さの横方向部材は、製造において比較的容易にかつ廉価に形成することができる。
【０００９】
これに関して付言しておくと、従来の横方向部材は、典型的には、その溝よりも下側から厚さ減少しながら半径方向内向きに延びる先細りにされた底部分を有している。これにより形成された、少なくとも比較的一定の厚さの横方向部材の上側の部分と、横方向部材の先細りにされた底部分との間の移行部は、通常、横方向部材のメインボディ表面の凸状に湾曲させられた部分として成形されていて、しばしば、横方向部材の傾倒縁部と呼ばれている。この傾倒縁部によって、駆動ベルトにおける隣接し合った横方向部材が互いに相対的に傾倒することが可能となり、これによって、確実にかつ明確に規定されて互いに接触し続けているにもかかわらず、駆動ベルトが、湾曲させられた軌道に追従することができる。その上、傾倒縁部は半径方向で無端支持体の近くに位置しており、これによって、無端支持体と横方向部材との間の摩擦に起因した効率損失が最小限に抑えられるようになっている。
【００１０】
本発明における第２の態様のこの第１の詳細では、広幅の横方向部材が、狭幅の横方向部材のメインボディ表面と、半径方向内側に向けられた底表面との間に設けられた狭幅の横方向部材の底縁部に転がり接触する。駆動ベルトのこのような設計を促進する、特に摩耗を最小限に抑えるためには、狭幅の横方向部材の底縁部が、好適には、たとえば６ｍｍ以上の曲率半径により、なだらかに凸状に丸み付けられている。
【００１１】
また、本発明に係る駆動ベルトの第３の態様でも、広幅の横方向部材が、実質的にその半径方向の寸法全体に沿って主に一定の厚さを有している。しかし、この態様では、相対的な傾倒を可能にするために、狭幅の横方向部材がその両側、すなわち、その両メインボディ表面に傾倒縁部を備えている。この第３の態様では、広幅の横方向部材の設計および製造を、好ましくは、変速機プーリとの摩擦接触に集中させることができ、この摩擦接触に対して最適化することができる。これに対して、狭幅の横方向部材の設計および製造は、好ましくは、駆動ベルトに設けられた広幅の横方向部材との傾倒接触に集中させることができ、この傾倒接触に対して最適化することができる。
【００１２】
本発明に係る駆動ベルトの第４の態様では、狭幅の横方向部材と広幅の横方向部材とが、少なくとも部分的に、互いに異なる材料から成っている。こうして、材料を、好ましくは、横方向部材の間でその各々の摩擦またはコストに関して最適化することができる。
【００１３】
本発明に係る駆動ベルトの第４の態様の第１の詳細では、広幅の横方向部材が、少なくとも部分的に、たとえば窒化された表面層を有しているかまたは耐摩耗性の材料のコーティングを有していることによって、狭幅の横方向部材と比較して耐摩耗性の材料から成っている。
【００１４】
本発明に係る駆動ベルトの第４の態様の第２の詳細では、たとえば狭幅の横方向部材が低摩擦コーティングを有していることによって、広幅の横方向部材が、狭幅の横方向部材と比較して高い摩擦係数を付与する材料から成っている。
【００１５】
本発明に係る駆動ベルトの第４の態様の第３の詳細では、狭幅の横方向部材が、駆動ベルトの運転の間の摩耗および／または塑性変形を補償するために、広幅の横方向部材と比較して高い熱膨張率を付与する材料から成っている。
【００１６】
本発明に係る駆動ベルトの第４の態様の第４の詳細では、狭幅の横方向部材が、広幅の横方向部材と比較して軽量の材料から成っている。狭幅の部材は幅方向において両シーブの間で挟圧されないので、狭幅の横方向部材には、広幅の横方向部材ほど負荷はかけられない。結果として、狭幅の横方向部材に対して、広幅の横方向部材に使用される材料と比較して典型的に軽量でもある弱い材料が使用されてよい。
【００１７】
本発明に係る駆動ベルトの第５の態様では、狭幅の横方向部材が、広幅の横方向部材よりも肉厚にまたは肉薄に形成されている。こうして、広幅の、すなわち、プーリシーブに接触する横方向部材と、狭幅の、すなわち、プーリシーブに接触しない横方向部材との個数および分配を最適化することができる。たとえば、コストを削減するために、広幅の横方向部材よりも肉厚に形成された狭幅の横方向部材を適用することが選択されてよい。択一的には、駆動ベルトの狭幅の横方向部材が、駆動ベルトの広幅の横方向部材よりも肉薄に形成されていると、最も頑丈な駆動ベルト設計を実現することができる。さらに、それぞれ厚さを変えた狭幅の横方向部材を駆動ベルトに設けることによって、この駆動ベルトの運転の間に発生させられる騒音を好適に減少させることができる。
【００１８】
本発明を、図面および好適な実施の形態に関連した以下の説明に基づき、より詳細に説明する。図面中、同じ参照符号は、同一のまたは類似の構造および／または部材を表している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】２つのプーリにわたって走行する駆動ベルトを備えた無段変速機の概略的な斜視図である。
【図２】複数のフレキシブルなリングのセット２つと、複数の横方向部材とを有する公知の駆動ベルトの一部の概略図である。
【図３】駆動ベルトの特殊な設計の一部の概略的な平面図である。
【図４】本発明に係る駆動ベルトの第１の実施の形態の概略的な正面図である。
【図５】本発明に係る駆動ベルトの第２の実施の形態の概略的な正面図である。
【図６】本発明に係る駆動ベルトの第２の実施の形態の概略的な側面図である。
【図７】本発明に係る駆動ベルトの第３の実施の形態の概略的な側面図である。
【図８】本発明に係る駆動ベルトの第４の実施の形態の概略的な側面図である。
【図９】本発明に係る駆動ベルトの第５の実施の形態の概略的な側面図である。
【００２０】
図１に示した連続可変トランスミッション、つまり、無段変速機（ＣＶＴ）の概略図には、駆動ベルト３が示してある。この駆動ベルト３は、２つのプーリ１，２に巻き掛けられていて、２つの別個の無端支持体３１と、複数の横方向部材３０とを有している。これらの横方向部材３０は、無端支持体３１の周方向に実質的に隣接した状態に並べて組み付けられていて、この周方向に沿って配置されている。駆動ベルト３が、両プーリ１，２のそれぞれ２つの円錐形のプーリシーブ４，５の間で挟圧されると、駆動ベルト３は、両プーリ１，２の間でトルク「Ｔ」と、これに付随した回転運動「ω」とを他方のプーリ２，１に伝達することができる。同時に、各プーリ１，２の両シーブ４，５の間の駆動ベルト３の走行半径Ｒが、ＣＶＴの（変速）比「ｉ」、すなわち、各プーリ１，２の回転速度の間の比を規定する。ＣＶＴと、その原理的な運転形態とは、自体公知である。
【００２１】
図２には、駆動ベルト３が、３つの横方向部材３０の区分に沿った平面図でより詳細に示してある。図２に示したように、無端支持体３１は、それぞれ互いに積み重ねられた平らでフレキシブルなリング３２のセットから形成されている。駆動ベルト３の横方向部材３０は、支持体３１に対して相対的にかつ支持体３１の周方向に滑動することができるように、支持体３１の周方向に沿って互いに連続的に配置されている。横方向部材３０は、その軸方向の両側に設けられたプーリ接触面３３を介して、各プーリ１，２の両シーブ４，５の間で加えられる挟圧力を受け止める。プーリ接触面３３は互いに半径方向外向きに拡がっていて、これによって、各プーリ１，２の２つのシーブ４，５の間に規定されたＶ字角に実質的に適合されている。横方向部材３０の、一定の厚さの半径方向外側の部分と、先細りにされた半径方向内側の部分との間の移行部は、いわゆる「傾倒縁部３４」を成している。横方向部材３０のこの形状と傾倒縁部３４とによって、駆動ベルト３が、なだらかに湾曲させられた軌道に追従することが可能となる。
【００２２】
これ以降、「幅Ｗ」という術語は、横方向部材３０に関連して使用してあり、その両プーリ接触面３３の間の軸方向の最大の間隔を表している。公知の駆動ベルト３では、その全ての横方向部材３０が、ほぼ同一の寸法の幅Ｗを有している。実際、このような幅Ｗは、駆動ベルト３の横方向部材３０同士の間の極めて狭い公差に応じて調整されており、これによって、運転の間に横方向部材３０にかけられる機械的な負荷が均されるようになっている。
【００２３】
図３に示したように、駆動ベルト３の概略的な平面図または半径方向内側に向かって見た図では、駆動ベルト３が、より広幅の横方向部材３０−Ｉと、より狭幅の横方向部材３０−ＩＩとを有していてよい。広幅の横方向部材３０−Ｉは、各プーリ１，２の両シーブ４，５の間でプーリ接触面３３を通して加えられる挟圧力を受け止める幅ＷＩを有しており、狭幅の横方向部材３０−ＩＩは、プーリシーブ４，５に係合しない、少なくとも駆動係合しないかまたは摩擦係合しない幅ＩＩを有している。比較的狭幅の横方向部材３０−ＩＩの軸方向の両側は、単に側面３５と呼ばれる。駆動ベルト３のこの後者の特殊な設計によって、ＣＶＴによる力伝達の効率を、ほぼ同一の幅の横方向部材３０しか有していない図２の従来の横方向部材３０の設計に対して改善することができる。
【００２４】
図３の駆動ベルト設計は、特に駆動ベルト３全体の製造コストの削減に関して、更なる最適化のための多数の可能性を切り開いている。
【００２５】
本発明に係る駆動ベルト３の第１の可能な実施の形態が図４に示してある。この図４には、比較的広幅の横方向部材３０−Ｉの手前に配置された比較的狭幅の横方向部材３０−ＩＩの左半分の正面図が示してある。この第１の実施の形態では、軸方向の側面３３，すなわち、広幅の横方向部材３０−Ｉのプーリ接触面３３しか、波形部３６を備えていない。狭幅の横方向部材３０−ＩＩの相応の側面３５は、少なくとも比較的平滑な表面として成形されている。
【００２６】
本発明に係る駆動ベルト３の第２の可能な実施の形態が図５に示してある。この図５には、比較的広幅の横方向部材３０−Ｉの手前に配置された比較的狭幅の横方向部材３０−ＩＩの左半分の正面図が示してある。この第２の実施の形態では、狭幅の横方向部材３０−ＩＩが、図５の鉛直方向で見て、広幅の横方向部材３０−Ｉよりも低く形成されている、すなわち、広幅の横方向部材３０−Ｉよりも小さな半径方向の寸法を有しており、これによって、狭幅の横方向部材３０−ＩＩが、支持体３１から、すなわち、狭幅の横方向部材３０−ＩＩの、支持体３１を収容する溝３７から、広幅の横方向部材３０−Ｉの半径方向の延在長さに比べて少なく半径方向内向きに延びている。この第２の可能な実施の形態は、さらに、５列の横方向部材３０，３０−Ｉ，３０−ＩＩの側面図で図６に示してある。
【００２７】
本発明に係る駆動ベルト３の第３の可能な実施の形態が図７に示してある。この図７には、５列の横方向部材３０，３０−Ｉ，３０−ＩＩの側面図が示してある。この第３の実施の形態では、第２の可能な実施の形態に合致して、広幅の横方向部材３０−Ｉよりも低く形成された狭幅の横方向部材３０−ＩＩに加えて、広幅の横方向部材３０−Ｉが付加的にその半径方向の延在長さ全体に沿って主に一定の厚さを有している。したがって、広幅の横方向部材３０−Ｉが、上述した傾倒縁部３４を有しておらず、その代わりに、狭幅の横方向部材３０−ＩＩが、それぞれ２つの傾倒縁部３４を有している。この傾倒縁部３４は、狭幅の横方向部材３０−ＩＩのメインボディ表面にそれぞれ１つずつ設けられている。
【００２８】
本発明に係る駆動ベルト３の第４の可能な実施の形態が図８に示してある。この図８には、５列の横方向部材３０，３０−Ｉ，３０−ＩＩの側面図が示してある。この第４の実施の形態では、第２の可能な実施の形態に合致して、広幅の横方向部材３０−Ｉよりも低く形成された狭幅の横方向部材３０−ＩＩに加えて、広幅の横方向部材３０−Ｉおよび狭幅の横方向部材３０−ＩＩが両方とも付加的にその延在長さ全体に沿って主に一定の厚さを有している。この実施の形態では、横方向部材３０−ＩＩの底縁部３８によって、隣接した横方向部材３０との間での転がり接触が駆動ベルト３内で可能となる。
【００２９】
本発明に係る駆動ベルト３の第５の可能な実施の形態が図９に示してある。この図９には、５列の横方向部材３０−Ｉ，３０−ＩＩの側面図が示してある。この第５の実施の形態では、第２の可能な実施の形態に合致して、広幅の横方向部材３０−Ｉよりも低く形成された狭幅の横方向部材３０−ＩＩに加えて、より肉厚の狭幅の横方向部材３０−ＩＩと、より肉薄の狭幅の横方向部材３０−ＩＩとが、駆動ベルト３に設けられている。
【００３０】
当業者に明らかであるように、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に定義したような本発明の範囲から逸脱することなしに、上述した実施の形態の種々異なる修正および変更が可能である。
【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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【図８】
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【図９】
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