(57)【要約】【課題】１本の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトを構成するエレメントの数を増加させないで、ノイズを低減できる車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトとその製造方法を提供する。【解決手段】車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルト４８を構成する複数のエレメント６６が、そのエレメント６６の一対の側面が成すフランク角θf が相互に相違する２種以上のエレメントから構成されているので、厚みの異なるエレメントを用いる場合に比較して、１本の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルト４８を構成するエレメントの６６の数を増加させることなく、ノイズを抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端環状の帯状部材から成るフープと、そのフープに支持されるとともにそのフープに沿って厚さ方向に環状に複数連ねられた板状の複数のエレメントとを備え、溝幅が可変である一対のプーリ間に掛け渡される車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトであって、
前記複数のエレメントは、該エレメントの一対の側面が成すフランク角が相互に相違する複数種類のエレメントから構成されていることを特徴とする車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルト。
【請求項２】
可撓性を有する無端環状の帯状部材から成るフープと、そのフープに支持されるとともにそのフープに沿って厚さ方向に環状に複数連ねられ板状の複数のエレメントであって一対の側面が成すフランク角が相互に相違する所定数のエレメントを少なくとも含むエレメントとを備え、溝幅が可変である一対のプーリ間に掛け渡される車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトの製造方法であって、
１枚の板材において相互に離隔した複数位置から同時に打ち抜くことにより、前記所定数のエレメントを作成することを特徴とする車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトの製造方法。
【請求項３】
前記所定数のエレメントは、前記１枚の板材の両端縁に沿って該エレメントの本体の幅方向に所定間隔を隔てて位置し、且つ該板材の長手方向において交互に位置した打ち抜き位置において、該１枚の板材から同時に打ち抜かれることを特徴とする請求項２の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝幅が可変である一対のプーリ間に巻き掛けられて動力を伝達する車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可撓性を有する無端環状の帯状部材が複数積層されて成るフープと、そのフープに支持されるとともにそのフープに沿って厚さ方向に環状に複数連ねられた板状の金属から成る複数のエレメントとを備え、溝幅が可変である一対のプーリ間に掛け渡される車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトが知られている。たとえば、特許文献１および特許文献２に記載されたものがそれである。これによれば、騒音低減のために、厚さの異なる複数種類のエレメントをランダムに配列して車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトを構成することが提案されている。これによれば、発生するノイズを構成する周波数が複数種類に分散し、搭乗者が感じるノイズが全体として低減されるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１２４８５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８９１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトでは、それを構成するエレメントは、複数種類の厚さを備えるものであるので、厚みの異なる板材から打ち抜きした複数種類のエレメントを用いるだけでなく、有効にノイズを低減しようとすると１本の伝動ベルトを構成するエレメントの数が増大し、部品点数が増加するとともに組み立て工程数が多くなって製造コストが高くなるという欠点があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、１本の伝動ベルトを構成するエレメントの数を増加させないで、ノイズを低減できる車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、可撓性を有する無端環状の帯状部材から成るフープと、そのフープに支持されるとともにそのフープに沿って厚さ方向に環状に複数連ねられた板状の複数のエレメントとを備え、溝幅が可変である一対のプーリ間に掛け渡される車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトであって、前記複数のエレメントは、該エレメントの一対の側面が成すフランク角が相互に相違する２種以上のエレメントから構成されていることにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトによれば、それに備えられる複数のエレメントが、そのエレメントの一対の側面が成すフランク角が相互に相違する２種以上のエレメントから構成されているので、厚みの異なるエレメントを用いる場合に比較して、１本の伝動ベルトを構成するエレメントの数を増加させることなく、ノイズを抑制することができる。
【０００８】
また、上記車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトを好適に製造する方法発明の要旨とするところは、可撓性を有する無端環状の帯状部材から成るフープと、そのフープに支持されるとともにそのフープに沿って厚さ方向に環状に複数連ねられた板状の複数のエレメントとを備え、溝幅が可変である一対のプーリ間に掛け渡される車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトの製造方法であって、前記複数のエレメントのうちの所定数のエレメントを、１枚の板材から同時に打ち抜くことにある。この方法によれば、フランク角が異なる所定数のエレメントを一回のプレス加工により一挙に得ることができる。
【０００９】
ここで、好適には、前記所定数のエレメントは、前記１枚の板材の両端縁に沿って該所定数のエレメントの基部の幅方向に所定間隔となり、且つ該板材の長手方向において交互となるように配列した状態で、該１枚の板材から同時に打ち抜かれる。このようにすれば、上記所定数のエレメントのフランク角が相互に異なる角度とされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が好適に適用された車両用動力伝達装置の骨子図である。
【図２】図１の車両用ベルト式無段変速機に備えられた一対の可変プーリに捲き掛けられた車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトを説明する斜視図である。
【図３】図２の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトを構成するエレメントの形状を説明するための図である。
【図４】図２の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトの製造工程を説明する工程図である。
【図５】図４の打抜き工程におけるエレメントの打ち抜き方法を説明する図である。
【図６】図２の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトが発生するノイズを説明する図である。
【図７】従来の車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトが発生するノイズを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明が好適に適用された車両用動力伝達装置１０の骨子図である。図１において、車両用動力伝達装置１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）形式の車両に好適に採用されるものであり、駆動力源としてガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関により構成されるエンジン１２を備えている。このエンジン１２の出力は、トルクコンバータ１４、前後進切換装置１６、車両用ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）１８、および減速歯車装置２０を介して差動歯車装置２２に伝達され、左右の駆動輪２４Ｌ、２４Ｒに分配される。
【００１３】
上記トルクコンバータ１４は、エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車１４ｐと、タービン軸３４を介して前後進切換装置１６に連結されたタービン翼車１４ｔと、一方向クラッチを介して非回転部材としての例えばトランスミッションケース２６に固定されたステータ翼車１４ｓとを備えており、上記ポンプ翼車１４ｐとタービン翼車１４ｔとの間で流体を介して動力伝達を行う流体式伝動装置である。上記ポンプ翼車１４ｐには、車両用ベルト式無段変速機１８を変速制御したりベルト狭圧力を発生させたり、或いは各部に潤滑油を供給したりするための油圧を発生させる機械式のオイルポンプ２８が設けられている。
【００１４】
前記前後進切換装置１６は、トルクコンバータ１４のタービン軸３４に動力伝達可能に連結されたサンギヤ１６ｓと、車両用ベルト式無段変速機１８の入力軸としての後述の固定シーブ５６に動力伝達可能に連結され且つタービン軸３４に前進用クラッチＣ１を介して選択的に動力伝達可能に連結されるキャリヤ１６ｃと、トランスミッションケース２６に後進用ブレーキＢ１を介して選択的に動力伝達可能に連結されるリングギヤ１６ｒとを備えるダブルピニオン型の遊星歯車装置を主体として構成されている。上記前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１は、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置である。この前後進切換装置１６では、前進用クラッチＣ１が係合されると共に後進用ブレーキＢ１が解放されることにより上記遊星歯車装置が一体回転状態とされて前進用動力伝達経路が成立して、前進方向の駆動力が車両用ベルト式無段変速機１８へ伝達される一方、後進用ブレーキＢ１が係合させられると共に前進用クラッチＣ１が解放されることにより、車両用ベルト式無段変速機１８の固定シーブ５６がタービン軸３４に対して逆方向に回転させられる後進用動力伝達経路が成立して、後進方向の駆動力が車両用ベルト式無段変速機１８へ伝達される。また、前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１が共に解放されることにより、動力伝達を遮断するニュートラル（遮断状態）状態になる。
【００１５】
車両用ベルト式無段変速機１８は、第１軸心ＣＡまわりに回転可能に設けられた溝幅が可変であるプライマリプーリ（溝幅可変プーリ）４２と、上記第１軸心ＣＡと平行な第２軸心ＣＢまわりに回転可能に設けられた溝幅が可変であるセカンダリプーリ（溝幅可変プーリ）４６と、それらプライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６に巻き掛けられてそれら両プーリとの間の摩擦力により動力伝達を行う車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルト４８とを備えている。上記プライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６は、互いに平行な第１軸心ＣＡおよび第２軸心ＣＢまわりに回転可能に設けられた固定シーブ５６および５７と、それら固定シーブ５６および５７に対して相対回転不能且つ軸心方向の相対移動可能に設けられた可動シーブ５８および５９と、固定シーブ５６と可動シーブ５８との間および固定シーブ５７と可動シーブ５９との間に形成されるＶ字状のＶ溝の溝幅を変更するために可動シーブ５８および５９に推力を付与する油圧アクチュエータ６０および６１とを備えて構成されている。上記固定シーブ５６は車両用ベルト式無段変速機１８の入力軸として機能するものであり、また、固定シーブ５７は車両用ベルト式無段変速機１８の出力軸として機能するものである。
【００１６】
車両用ベルト式無段変速機１８では、それらプライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６の溝幅をそれぞれ変化させて伝動ベルト４８の掛かり径（有効径）を変化させることにより、プライマリプーリ４２とセカンダリプーリ４６との回転速度比を連続的に変化させるようになっている。具体的には、油圧アクチュエータ６０へ供給されるプライマリ油圧Ｐ１が油圧制御装置６２によって調圧制御されることによって、プライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６のＶ溝の溝幅がそれぞれ連続的に変化させられて変速比が連続的に変化させられるようになっている。また、油圧アクチュエータ６１に供給されるセカンダリ油圧Ｐ２が油圧制御装置６２によって調圧制御されることにより、伝動ベルト４８が滑りを生じないようにベルト挟圧力が制御されるようになっている。
【００１７】
図２に示すように、上記伝動ベルト４８は、可撓性を有する無端環状の帯鋼が複数枚積層されて成る一対のフープ６４と、それら一対のフープ６４によって挟持されるとともにそれら一対のフープ６４に沿って厚さ方向に環状に複数個厚み方向に連ねられた板状の金属から成る複数のエレメント（こま）６６とを備えている。上記フープ６４は、例えば厚さ０．２ｍｍ程度の高張力鋼板が輪状にされて内から外へ層状に重ねられたものである。本実施例では、例えば９層程度に重ねられている。
【００１８】
上記エレメント６６は、例えば厚さ１．８ｍｍ程度の鋼板が打ち抜かれて成形された厚肉板状片である。本実施例では、１つの伝動ベルト４８に対して例えば４００個程度備えられている。エレメント６６は、プライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６のＶ溝の一対のシーブ面にそれぞれ対向する一対の側面である一対の接触面６８を有している。
【００１９】
エレメント６６は、その正面視図である図３に示すように、上記一対の接触面６８を両側部の備える本体７０と、その本体７０の外周側端面であるサドル面７０ａに所定間隔を隔てて位置する長手状の扁平頭部７２と、その本体７０の幅方向の中央部から外周側へ突き出して扁平頭部７２を連結する首部７４と、首部７４の中央から厚み方向に突き出して隣接するエレメント６６の裏面に形成された位置決め穴に嵌め入れられる突出部７６とを備え、それら本体７０のサドル面７０ａとそれに対向する扁平頭部７２の内周側端面７２ａとの間に一対のフープ６４の一方および他方がそれぞれ収容されている。伝動ベルト４８にはプライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６のＶ溝内で挟圧されることによって張力が発生し、その張力は専ら一対のフープ６４に付与されるので、上記本体７０のサドル面７０ａには、一対のフープ６４の内周面が押圧される。
【００２０】
図３に示すように、エレメント６６において、その両側部の接触面６８は、プライマリプーリ４２或いはセカンダリプーリ４６の内周側へ向かうほど相互に接近するように傾斜しており、その接触面６８の傾斜は、プライマリプーリ４２或いはセカンダリプーリ４６の回転軸心に直交する面に対する傾斜角であるフランク角θf により示される。このフランク角θf は、一対の接触面６８の交差角である挟み角θb の１／２である。図３において、Ｌc は、上記回転軸心に直交するエレメント６６の中心線であり、Ｌs1およびＬs2は、一対の接触面６８に面接触する線である。
【００２１】
本実施例の伝動ベルト４８では、複数種類のフランク角θf をそれぞれ有するエレメント６６が、周期的に或いはランダムに配列されることにより構成されている。上記複数種類のフランク角θf は、たとえば、１０．８°、１０．９°、１１．０°、１１．１°などの、( １１．０°−０．２°) 〜( １１．０°＋０．１°) の角度範囲内に設定されている。１つのエレメント６６において、その一対の接触面６８の傾斜をそれぞれ示すフランク角θf は、相互に同じ角度であってもよいし、相互に異なる角度であってもよい。
【００２２】
図４は、上記伝動ベルト４８の製造工程の要部を説明する工程図である。図４において、打抜き工程Ｐ１では、例えば厚さ１．８ｍｍ程度の帯板状の鋼板８０から、複数本の打抜ポンチを有する上型と、打抜ポンチを受け入れる複数個の打抜穴を有する下型とから成る精密打抜加工( ファインブランキング) 用の打抜金型を用いて、たとえば図５に示すように、複数個のエレメント６６が同時に打ち抜かれる。この打抜き工程Ｐ１では、鋼板８０は、エレメント６６の高さ寸法Ｈの２倍程度の幅寸法Ｂを有しており、その鋼板８０の両側縁に沿ってエレメント６６の本体７０の幅Ｗ方向に本体７０の幅寸法Ｗの２倍程度の所定間隔Ｄを隔てて位置し、且つその鋼板８０の長手方向において交互に位置した打ち抜き位置において、同時に打ち抜かれる。この打抜き工程Ｐ１において、鋼板８０の各打ち抜き位置は、他の打ち抜き位置からの引っ張りなどの影響を受けて形状変化を受けるので、打ち抜かれたエレメント６６のフランク角θf は所定範囲のばらつきを有する。本実施例のエレメント６６のフランク角θf は、その同時打ち抜き時のばらつきを利用して相互に異なる角度に設定される。なお、鋼板８０の両側縁のうちの一方の側縁における所定間隔Ｄと他方の側縁における所定間隔Ｄとは、必ずしも同じ値ではなく、また、鋼板８０の両側縁のうちの一方の側縁における打ち抜き位置は他方の側縁における一対の打ち抜き位置の中間に位置するものではなく、鋼板８０の長手方向における打ち抜き位置は必ずしも同じピッチではない。それらは、鋼板８０の幅寸法Ｂと共に、エレメント６６のフランク角θf に設定するばらつきを適切とするために、調整される。
【００２３】
続く、熱処理工程Ｐ２では、エレメント６６の耐久性を高めるためによく知られた熱処理が行われる。この熱処理では、たとえば表面硬化のための焼き入れ処理、表面に硬質被膜を形成するための硬質被膜形成処理などが行われる。次いで、仕分け工程Ｐ３では、熱処理後のエレメント６６を、１本の伝動ベルト４８を構成する個数毎に仕分ける。また、混合工程Ｐ４では、１本の伝動ベルト４８を構成する個数のエレメント６６を均等に混合し、配列順に位置するエレメント６６のフランク角θf がランダムにばらつくようにする。そして、組付工程Ｐ５では、一対のフープ６４に沿って上記１本の伝動ベルト４８を構成する個数のエレメント６６を厚み方向に重なった状態で連なるように装着する。これにより、前述の伝動ベルト４８が製造される。
【００２４】
図６は、上記のようにして製造された伝動ベルト４８が車両用ベルト式無段変速機１８に捲き掛けられて回転駆動された場合に発生するノイズを示している。図６は、ベルトノイズ( ｄＢ）を示す縦軸と噛み込み次数或いは周波数成分( Ｈｚ）を示す横軸とから成る二次元座標において、伝動ベルト４８を構成するエレメント６６が４種類のフランク角θf を有する場合に発生するノイズの周波数解析特性を示している。これに対して、図７は、図６と同様の二次元座標において伝動ベルト４８を構成するエレメント６６が２種類の板厚を有する場合に発生するノイズの周波数解析特性を示している。
【００２５】
伝動ベルト４８を構成するエレメント６６が４種類のフランク角θf を有する場合は、図６に示すように、ピーク数が４つでノイズレベルが全体として低い。しかし、伝動ベルト４８を構成するエレメント６６が２種類の板厚を有する場合は、図７に示すように、ピーク数が２つと少なく、ノイズレベルが全体として高い。
【００２６】
上述のように、本実施例の車両用ベルト式無段変速機１８の伝動ベルト４８によれば、それに備えられる複数のエレメント６６が、そのエレメント６６の一対の側面が成すフランク角θf が相互に相違する２種以上のエレメントから構成されているので、厚みの異なるエレメントを用いる場合に比較して、１本の伝動ベルト４８を構成するエレメントの６６の数を増加させることなく、ノイズを抑制することができる。
【００２７】
また、本実施例において、可撓性を有する無端環状の帯状部材から成るフープ６４と、そのフープ６４に支持されるとともにそのフープ６４に沿って厚さ方向に環状に複数連ねられた板状の複数のエレメント６６とを備え、溝幅が可変である一対のプライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６間に掛け渡される車両用ベルト式無段変速機１８の伝動ベルト４８の製造方法では、複数のエレメント６６のうちの所定数のエレメント６６を、１枚の鋼板( 板材) ８０から同時に打ち抜くことから、フランク角θf が異なる所定数のエレメント６６を一回のプレス加工により一挙に得ることができる。
【００２８】
また、本実施例の車両用ベルト式無段変速機１８の伝動ベルト４８の製造方法では、所定数のエレメント６６は、１枚の鋼板( 板材) ８０の両端縁に沿って所定数のエレメント６６の基部の幅方向に所定間隔となり、且つその鋼板８０の長手方向において交互となるように配列した状態で、その１枚の鋼板８０から同時に打ち抜かれるので、上記所定数のエレメント６６のフランク角θf が適度に相互に異なる角度とされる。
【００２９】
また、本実施例の車両用ベルト式無段変速機１８の伝動ベルト４８の製造方法では、鋼板８０の板厚の種類に比較して、複数種類のフランク角θf の間隔を細かく且つ自由に設定できるので、ノイズを一層低減できる利点がある。
【００３０】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【００３１】
たとえば、前述の実施例の車両用ベルト式無段変速機１８の伝動ベルト４８を構成するエレメント６６は、一対のフープ６４に沿って厚み方向に連ねられる形式のものであったが、１本のフープに沿って厚み方向に連ねられる形式のものであってもよい。この場合のエレメントは、本体の両端部から外周側に１対の突部が形成されてそれら突部の間に１つのサドル面が形成され、その一対の突部の先端部間にピンが掛け渡され、それらサドル面、一対の突部、その先端部間に掛け渡されたピンにより形成される貫通穴に１本のフープが通される。
【００３２】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１８：車両用ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）
４２：プライマリプーリ
４６：セカンダリプーリ
４８：伝動ベルト
６４：フープ
６６：エレメント
６８：接触面( 側面) 
８０：鋼板（板材) 
θf ：フランク角
【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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