(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ベルト（３）と、一次プーリ（１）および二次プーリ（２）とを備え、
前記一次プーリ（１）および二次プーリ（２）は、それぞれのプーリ軸（６，７）に設置されたそれぞれ２個の円錐形状のプーリ滑車（４，５）からなり、
前記一次プーリ（１）および二次プーリ（２）の間には、前記駆動ベルト（３）が可変半径位置（Ｒ；Ｒｍｉｎ；Ｒｍａｘ）に保持され、
前記駆動ベルト（３）は、前記駆動ベルト（３）の巡回する張力要素（３１）に沿って可動な横断要素（３２）を備え、
前記横断要素（３２）は、前記プーリ滑車（４，５）の凸曲面の外側滑車面（１０）と摩擦接触する、同様に凸曲面のプーリ接触面（４０）を備える、
車両用無段変速機において、
少なくとも一方の前記プーリ（１、２）の前記プーリ滑車（４，５）の外側滑車面（１０）の環状の半径方向内側部分（１０ｆ）が、接線方向断面で見て凹輪郭を備え、
前記外側滑車面（１０）の前記半径方向内側部分（１０ｆ）が、前記横断要素（３２）の前記プーリ接触面（４０）の曲率半径（Ｒｒ４０）に本質的に適合する曲率半径（Ｒｒ１０ｂ）の凹の曲面を有する、
ことを特徴とする変速機。
【請求項２】
半径方向において、前記外側滑車面（１０）の凹曲面の部分（ＣＺ２）は、それぞれのプーリ軸（６，７）と、駆動ベルト（３）の最小半径位置（Ｒｍｉｎ）において、それぞれの前記プーリ滑車（４，５）と前記横断要素（３２）との間で幾何学的に決定される接触点（ＣＰ２）との間で画定される、ことを特徴とする請求項１記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１前文に記載する、本質的に円錐形の滑車を持つ２個のプーリと駆動ベルトとを備える無段変速機に関する。この種の変速機の設計および動作は、例えば特許文献１から周知とされ、これはまた、駆動ベルトおよびチェーン等の周知タイプの駆動要素の１つを示す。特許文献１に示す駆動ベルトは一般にファン・ドーン・プッシュベルトとして知られ、例えば、特許文献２により詳細に述べられる。
【背景技術】
【０００２】
このプッシュベルトは、特に下部体、中間体、上部体からそれぞれなる一連の横断要素に特徴付けられる。下部体の横側面またはプーリ接触面はこの場合、変速機の駆動または一次プーリの滑車、および従動または二次プーリの滑車と接触するようにされる。上部体に面する下部体の上部側の一部、すなわち、その半径方向外向きの縁は、無端張力要素の支持面を形成するが、これは一般に、金属製の、入れ子で、平坦で、比較的薄い多数のリングの１以上の群によって形成される。横断要素の上部体は張力要素の半径方向外側に位置するが、中間体は下部体と上部体を張力要素の高さで互いに接続する。横断要素は、張力要素の周方向に対して移動可能に駆動ベルトに収納される。
一般に、横断要素の下部体は、傾斜縁、すなわち、実質的に一定の厚みの横断要素の上側と、プーリ接触面の間の前面または後面に延びる先細の下側との間に全体としてやや丸みを帯びた過渡部として知られるものを備える。傾斜縁によって、隣接する横断要素間の傾斜または回転運動が可能になり、駆動ベルトがその周方向上の、プーリの位置で必要な曲線経路を通る。
ファン・ドーン・プッシュベルトは、張力要素の全周が実質的に連続する一連の横断要素に実質的に満たされ、摩擦力がその間に伝達されるようプーリの滑車間にクランプされる多数の前記横断要素を含む。その結果もあり、互いに前進する横断要素によって、張力要素の支持と案内により駆動力は変速機のプーリの間で伝達される。
【特許文献１】国際ＰＣＴ公開第ＷＯ−Ａ−２００４／１１１５００号
【特許文献２】特許公開第ＥＰ−Ａ−１２２１５６３号
【発明の開示】
【０００３】
本発明は特に、横断要素のプーリ接触面と、動作中に相互接触するプーリの滑車外面の両方が、半径方向に凸の曲線を描くタイプの変速機に関する。幾何学的に、すなわち、何の力も付加されていない場合、点接触は、より従来型の変速機設計で適用される非連続の可能性のある線接触ではなく、この変速機タイプで実現される。この点接触の結果、滑車と横断要素の間の接触圧が、中に通常の力が加わっている時、特にベルトが一次プーリの滑車の間の最小半径を走行する場合（「ロー比」）に比較的高くなる。かかる接触圧およびそれに関連する応力は、本変速機タイプの設計および／または応用の限定要因となる場合がある。
【０００４】
本発明の目的は、前記点接触のこのような不利な結果を緩和することである。本発明によると、この目的は、請求項１の特徴部分の手段によって達成される。この手段により、接触圧が最高となるようなベルトの最小走行半径において、クランプ力が付加された時、横断要素とプーリ滑車との間に集中度のより小さい接触が実現され、それにより関連する接触圧と応力が有利に低下するため、前記接触圧は有利に減少される。  望ましくは、本発明のより詳細な実施例では、プーリ滑車の半径方向輪郭の半径方向内部の凹輪郭は、横断要素のプーリ接触面の凸輪郭と本質的に一致する。
【０００５】
本発明を、添付の図面を例として参照し、以下により詳細に説明する。
（図面の簡単な説明）
斜視図として示す図１は、従来技術による２個のプーリと駆動ベルトとを持つ無断変速機の概略図である。
図２は、変速機の一部の断面において、プーリのベルトの走行半径に対するプーリ滑車とベルトの間の相互作用を略図として示す。
図３は、変速機の一部の断面において、プーリのベルトの走行半径に対するプーリ滑車とベルトの間の相互作用を略図として示す。
図４は、ベルトが最小限の走行半径でプーリ滑車と相互作用する位置における図３の断面の詳細の拡大である。
図５は、図４の変速機詳細であるが、プーリ滑車は本発明に従って設計される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、従来技術による無段変速機の中央部を略図として示す。周知の変速機は、一次トルクＴｐでエンジン（図示せず）によって駆動可能な変速機の入力軸６の一次プーリ１と、二次トルクＴｓで負荷（図示せず）を駆動可能な変速機の出力軸７の二次プーリ２とからなる。両プーリ１，２は、それぞれのプーリ軸６、７に固定される実質的に円錐形のプーリ滑車５と、前記軸６，７に対して軸方向に変位可能な同様に実質的に円錐形のプーリ滑車４とを備える。駆動ベルト３は、それぞれの付勢手段（図示せず）によってそれぞれの固定滑車５に向かって付勢されるそれぞれの可動滑車４により、２個のプーリ１、２のそれぞれのプーリ滑車４、５の間にクランプされる。各プーリの滑車４、５の間で駆動ベルト３は曲線経路を描き、すなわち、いわゆる走行半径Ｒに位置する。駆動ベルト３とプーリ１、２の間の摩擦の助けで２個のプーリ軸６、７の間に機械的力を伝達することができる。ここで、変速比は駆動ベルト３の一次プーリおよび二次プーリの走行半径Ｒの商で定義される。
駆動ベルト３を、図１の変速機の接線向き断面でより詳しく示すが、これはいわゆるプッシュベルトタイプで、一連の横断要素３２からなり、それぞれが下部体３３と、上部体３５と、下部体３３および上部体３５を互いに接続する中間体３４とからなる。上部体３５を向く、下部体３３の上側の一部、すなわち、中間体３４のいずれかの側でその半径方向外側を向く縁３６は、無端張力要素３１の２個の支持面３６を形成し、これは、入れ子で、平坦で比較的薄い多数の金属製リングのうち、２個以上の群３１ａ、３１ｂによって形成される。横断要素３２の実質的にやじり形の上部体３５は、張力要素３１の半径方向外に位置し、高さ方向に後者を取り囲む一方、中間体３４は、張力要素３１のリング群３１ａ、３１ｂの間に位置する。この場合、中間体の軸方向横向きの縁３７はそれぞれ、リング群３１ａ、３１ｂの軸方向に停止面３７を形成する。
横断要素３２は、張力要素３１の周方向に対して移動可能にプッシュベルト３に保持される。この配置において、各横断要素の１つの主要面、例えば後面４２は凹部（図示せず）を備え、それぞれの他方の主要面、例えば前面４３は突起４４を備え、それぞれの横断要素３２の突起４４は、隣接する横断要素３２の凹部に収容される。横断要素３２の下部体３３は、傾斜縁４５として知られるものを備えるが、これはすなわち、実質的に一定の厚みの横断要素３２の上側と、その有効に先細にされた下側との間の全体としてやや丸みを帯びた過渡部で、この傾斜縁４５は横断要素３２の前面４３で横断方向に延びる。この傾斜縁４５により、隣接する横断要素３２間の傾斜または回転運動が可能になる結果、周方向に見た場合、プッシュベルト３が、プーリ１、２の滑車４，５の間の曲線経路を辿ることができる。
【０００７】
図２にも誇張した描き方で示すように、プーリ滑車４、５の外側滑車面１０と横断要素３２の下部体３３の横方向プーリ接触面４０とはいずれも半径方向に凸の曲線形状で、各曲線をそれぞれの半径、すなわち、Ｒｒ１０とＲｒ４０として記載する。しかしながら、実際にはこれら２つの半径Ｒｒ１０とＲｒ４０は、図２（およびそれ以降の図）に示すものよりはるかに大きく、わかりやすさのために図では誇張している。さらに、実際は、上述の一定の曲率半径Ｒｒ１０、Ｒｒ４０に反して、円滑な曲面が画定される限り、半径または高さ方向に変化する曲率半径も採用される。
上述の変速機において、それぞれのプーリ１、２のそれぞれの滑車４，５の外側滑車面１０と、駆動ベルト３の横断要素３２のそれぞれのプーリ接触面４０との間の摩擦接触は、ヘルツ楕円点状接触として知られるものが発生し、ここでは、それぞれの摩擦面１０、４０の磨耗および／または損傷をできる限り制限するため液体潤滑材も使用される。図３にも示すように、要素３２のプーリ接触面４０上のかかる摩擦接触の幾何学的に決定される半径方向位置は、ベルト３の走行半径Ｒとともに変化することは明白であろう。走行半径Ｒが最大の時、すなわち、Ｒｍａｘでは、それぞれの接触点ＣＰ１は、プーリ接触面４０の底側に近い位置にあり（すなわち、半径方向内側）、それぞれの接触点ＣＰ２は、走行半径Ｒが最小の時、すなわち、Ｒｍｉｎでは、プーリ接触面４０は、その頂点（すなわち、半径方向外側）近くに位置する。
【０００８】
後者の状況を、図３のＳ部を拡大した図４に略図として示すが、ここにおいてベルト３は、最小限走行半径Ｒｍｉｎにある。プーリ滑車４，５の間にクランプされるベルト部分の長さ（ひいては要素３２の数）が小さい走行半径によって制限されるため、個々の横断要素３２が最大の負荷にさらされるのがこの状況である。また、一般的に、場合によりトルクコンバータと組み合わされて、エンジンによって生成される一次トルクＴｐは、変速機がロー比である時、すなわち、ベルト３がその最小走行半径Ｒｍｉｎにおいて一次プーリ１上を回転する時に最大となる。
本発明は、滑車面１０の環状の半径方向内側部分１０ｆ、すなわち、点状ヘルツ接触ＣＰ２より下の部分を利用して、前記最高負荷を有利に低下させることを提案する。上記従来の変速機においては、滑車面１０のかかる表面内側部分１０ｆは横断要素３２と接触しない。しかしながら、本発明によると、この表面内側部分１０ｆの形状は、接線断面で見て、半径方向に凸の曲線から、直線やさらには凹の曲線に変化することで、前記ヘルツ接触の表面積を増加させ、関連する接触圧および応力を有利に低下させる。
【０００９】
図５に示す本発明の好適な実施例では、滑車面１０の半径方向内側部分１０ｆは、プーリ接触面４０の局所的曲率半径Ｒｒ４０よりわずかに大きい曲率半径Ｒｒ１０ｂで凹の曲線である。ここで、滑車４，５と横断要素３２との間に認識可能な接触領域ＣＺ２が実現され、接触圧と関連するヘルツ接触応力を有利かつ有意に低減する。
変速機の適切な動作を確保するため、前記半径方向内側部分１０ｆを含む外側滑車面１０は、連続した平滑な面として形成することが望ましい。これは、滑車面の前記半径方向内側部分１０ｆとその凸曲線の半径方向外側部分が角度を持って交差してはならず、同一の方向係数で平滑に合流しなければならないことを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術による２個のプーリと駆動ベルトとを持つ無断変速機の概略斜視図である。
【図２】変速機の一部の断面において、プーリのベルトの走行半径に対するプーリ滑車飛ベルトの間の相互作用を示す略図である。
【図３】変速機の一部の断面において、プーリのベルトの走行半径に対するプーリ滑車飛ベルトの間の相互作用を示す略図である。
【図４】ベルトが最小限の走行半径でプーリ滑車と相互作用する位置における、図３の断面図の詳細拡大図である。
【図５】プーリ滑車が本発明に従って設計される、図４の変速機詳細図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  一次プーリ、２  二次プーリ、３  駆動ベルト、４，５  プーリ滑車、６，７  プーリ軸、１０  滑車面、３１  張力要素、３２  横断要素
【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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