專利名稱：帶式無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)由環(huán)狀帶將轉(zhuǎn)矩傳遞到從動帶輪的帶式無級變速器以及用于所述無級變速器的一種帶輪和帶，更具體地，涉及一種防止在運行初期階段帶滑動(打滑)的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明還涉及一種安裝有這種帶式無級變速器的車輛，如摩托車。
背景技術(shù)：
例如，JP-A-2002-147553公開了一種用于摩托車的帶式無級變速器，其能夠根據(jù)行駛工況無級地調(diào)整變速器傳動比。該帶式無級變速器包括主動帶輪、從動帶輪以及帶。
主動帶輪由來自發(fā)動機的動力傳輸驅(qū)動。該主動帶輪具有一對彼此相對的夾持面以及形成在所述夾持面之間的帶槽。從動帶輪經(jīng)由減速機構(gòu)與摩托車的后輪聯(lián)動。該從動帶輪具有一對彼此相對的夾持面以及形成在所述夾持面之間的帶槽。
帶環(huán)狀地卷繞在主動帶輪的帶槽與從動帶輪的帶槽之間。該帶具有與各帶輪的夾持面接觸的接觸面。主動帶輪的轉(zhuǎn)矩通過在帶的接觸面與各帶輪的夾持面之間產(chǎn)生的摩擦力經(jīng)由帶傳遞到從動帶輪。
如圖18所示，這種帶式無級變速器具有這樣的特性隨著使各帶輪的夾持面夾緊帶的推力的增加，在帶輪與帶之間可傳遞的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)地增加。當(dāng)作用在帶上的推力增加時，在帶輪的夾持面與帶的接觸面之間產(chǎn)生大的摩擦阻力，從而帶的發(fā)熱量增加。帶的發(fā)熱表明動能轉(zhuǎn)化為熱能。轉(zhuǎn)矩傳遞效率以對應(yīng)于從動能到熱能的轉(zhuǎn)化的程度降低。
圖19示出當(dāng)作用在帶上的推力變化時，帶的發(fā)熱量和傳動效率的變化。從圖19很明顯，如果推力增加，帶的發(fā)熱量與推力的增加成比例地增加，而轉(zhuǎn)矩傳遞效率降低。因此，為了增加帶輪與帶之間的轉(zhuǎn)矩傳遞效率，有必要將推力設(shè)定在必要最小限度。
另一方面，在帶式無級變速器中，對各帶輪的夾持面進(jìn)行如切削和研磨的機加工。在帶輪轉(zhuǎn)動的同時進(jìn)行這種機加工。因此，在帶輪的夾持面上會沿周向形成大量環(huán)狀槽。所述槽非常細(xì)小，寬度和深度具為約幾μm。
此外，根據(jù)常規(guī)的帶式無級變速器，當(dāng)以剛組裝的狀態(tài)開始運行時，特別是在運行初期階段，帶易于發(fā)生滑動。圖20示出在運行初期階段傳遞到帶的轉(zhuǎn)矩的變化。從圖20很明顯地看出，在運行開始即刻之后，傳遞到帶的轉(zhuǎn)矩大大低于預(yù)先確定的設(shè)定值C。隨著運行時間的流逝，該轉(zhuǎn)矩的值傾向于逐漸增加。在經(jīng)過一定的時間后，轉(zhuǎn)矩達(dá)到設(shè)定值。
假設(shè)這種現(xiàn)象是由于處于全新狀態(tài)的帶輪的夾持面上存在槽而出現(xiàn)的。簡而言之，存在槽可能造成帶輪和帶之間的接觸狀態(tài)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致帶的滑動。
因此，在新的帶式無級變速器運行時，需要進(jìn)行無級變速器的試運行，直到傳遞到帶的轉(zhuǎn)矩達(dá)到設(shè)定值。通過進(jìn)行試運行，帶的接觸面被帶輪的槽的邊緣磨光，所述槽的邊緣磨損。因此，帶輪的槽由磨掉的廢料填充，夾持面變平。因此，使帶輪和帶之間的接觸面變的穩(wěn)定并使帶的滑動受到控制。如圖20所示，當(dāng)試運行完成時就獲得了希望傳遞的扭矩。
但是，在常規(guī)的帶式無級變速器中，試運行需要繼續(xù)直到帶的滑動完全消失。因此，到無級變速器設(shè)定在可運行狀態(tài)之前需要很長的時間，并且需要大量的勞動用于產(chǎn)品的裝運，從而導(dǎo)致成本增加。
作為控制在運行初期帶的滑動的方法，可以設(shè)想增加作用在帶上的推力。然而，如上所述，如果推力增加，則帶的發(fā)熱量不可避免地增加。因此，在試運行完成之后，作用在帶上的推力變得過大，轉(zhuǎn)矩傳遞效率惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶式無級變速器，所述帶式無級變速器能夠防止帶的滑動，同時將作用在帶上的推力控制至必要的最低限度。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于無級變速器的帶輪，所述帶式無級變速器能夠防止帶的滑動，同時將作用在帶上的推力控制至必要的最低限度。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于無級變速器的帶，所述帶式無級變速器能夠防止帶輪上的滑動，并能夠高效率地傳遞轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種安裝有帶式無級變速器的車輛，所述帶式無級變速器能夠防止帶的滑動，同時將作用在帶上的推力控制至必要的最低限度。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的帶式無級變速器包括包括一對彼此相對的第一夾持面和形成在所述第一夾持面之間的第一帶槽的主動帶輪，所述主動帶輪能夠調(diào)整所述第一帶槽的寬度；包括一對彼此相對的第二夾持面和形成在所述第二夾持面之間的第二帶槽的從動帶輪，所述從動帶輪能夠調(diào)整所述第二帶槽的寬度；以及環(huán)狀地卷繞在所述主動帶輪的所述第一帶槽與所述從動帶輪的所述第二帶槽之間的帶，所述帶具有夾持在所述第一夾持面之間以及夾持在所述第二夾持面之間的接觸面，其特征在于，在所述主動帶輪的第一夾持面、所述從動帶輪的第二夾持面和所述帶的接觸面中的至少一個上保持有具有不熔性的粉末作為摩擦增強材料。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于無級變速器的帶輪的特征在于包括不熔性粉末的摩擦層層疊在一對夾持帶的夾持面上。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于無級變速器的帶的特征在于包括不熔性粉末的摩擦層層疊在由主動帶輪和從動帶輪夾持的接觸面上。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的車輛安裝有帶式無級變速器，其特征在于，該帶式無級變速器包括包括一對彼此相對的第一夾持面和形成在該第一夾持面之間的第一帶槽的主動帶輪，所述主動帶輪能夠調(diào)整所述第一帶槽的寬度；
包括一對彼此相對的第二夾持面和形成在該第二夾持面之間的第二帶槽的從動帶輪，所述從動帶輪能夠調(diào)整所述第二帶槽的寬度；以及環(huán)狀地卷繞在所述主動帶輪的第一帶槽與所述從動帶輪的第二帶槽之間的帶，所述帶具有夾持在所述第一夾持面之間以及夾持在所述第二夾持面之間的接觸面，并將所述主動帶輪的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述從動帶輪，并且在所述主動帶輪的第一夾持面、所述從動帶輪的第二夾持面以及所述帶的接觸面中的至少一個上保持有具有不熔性的粉末作為摩擦增強材料。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例安裝有帶式無級變速器的摩托車的側(cè)視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的包括四沖程發(fā)動機和帶式無級變速器的動力裝置總成的側(cè)視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的帶式無級變速器的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的帶式無級變速器中使用的帶的側(cè)視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的帶式無級變速器中使用的帶的剖視圖；圖6是沿圖5中的線F6-F6的剖視圖；圖7是示意性地示出本發(fā)明的第一實施例中摩擦層層疊在主動帶輪的夾持面上的狀態(tài)的剖視圖；圖8是示意性地示出不熔性粉末保持在主動帶輪的夾持面上的狀態(tài)的剖視圖；圖9是示意性地示出不熔性粉末介于主動帶輪的夾持面與帶的接觸面之間的狀態(tài)的剖視圖；圖10是以放大比例示出圖8中的A部分的剖視圖；圖11是示意性地示出本發(fā)明的第一實施例中不熔性粉末保持在帶的接觸面上的狀態(tài)的剖視圖；
圖12是示出本發(fā)明的第一實施例中傳遞到帶的轉(zhuǎn)矩關(guān)于運行時間的轉(zhuǎn)變的特性圖；圖13是示出變速器傳動比最大時帶輪的高摩擦部分與帶之間的位置關(guān)系的根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的帶式無級變速器的側(cè)視圖；圖14是示出變速器傳動比最小時帶輪的高摩擦部分與帶之間的位置關(guān)系的根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的帶式無級變速器的側(cè)視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的主動帶輪的側(cè)視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的主動帶輪的剖視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的帶的剖視圖；圖18是示出常規(guī)帶式無級變速器中作用在帶上的推力與傳遞的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的特性圖；圖19是示出常規(guī)帶式無級變速器中作用在帶上的推力與帶的發(fā)熱量和傳動效率之間的關(guān)系的特性圖；以及圖20是示出常規(guī)帶式無級變速器中傳遞到帶上的轉(zhuǎn)矩關(guān)于運行時間的轉(zhuǎn)變的特性圖。
具體實施例方式
下面將參照圖1至圖12說明本發(fā)明的第一實施例。
圖1示出作為根據(jù)本發(fā)明的車輛的示例的摩托車1。該摩托車1具有車架2。該車架2包括轉(zhuǎn)向前管3、一對主管4(僅示出一個主管4)以及一對座椅導(dǎo)軌5(僅示出一個座椅導(dǎo)軌5)。轉(zhuǎn)向前管3位于車架2的前端并經(jīng)由前叉6支承前輪7。
各主管4從轉(zhuǎn)向前管3向后延伸。主管4包括從轉(zhuǎn)向前管3傾斜地向下延伸的前半部4a、從前半部4a的下端傾斜地向上延伸的后半部4b以及位于前半部4a與后半部4b之間的中間部4c。
座椅導(dǎo)軌5懸置在主管4的前半部4a與后半部4b之間。座椅導(dǎo)軌5支承座椅8，摩托車手跨乘在該座椅上。車架2被車身罩蓋9覆蓋。車身罩蓋9延續(xù)到座椅8的下端。
后臂支架10固定在各主管4的中間部4c上。該后臂支架10從主管4的中間部4c向下突出。后臂支架10支承向后延伸的后臂11。該后臂11可相對于車架2垂直地擺動。后臂11的后端支承作為行駛體的后輪12。
車架2支承驅(qū)動后輪12的動力單元13。如圖1和圖2所示，動力單元13包括作為驅(qū)動源的四沖程單缸發(fā)動機14以及帶式無級變速器15。動力單元13被車身罩蓋9的下部覆蓋。
發(fā)動機14懸置在主管4的前半部4a上。發(fā)動機14包括曲軸箱16和連接到該曲軸箱16上的氣缸17。
曲軸箱16容納曲軸18和未示出的齒輪減速機構(gòu)。如圖3所示，曲軸箱16經(jīng)由軸承19a和19b支承曲軸18。曲軸18沿摩托車1的寬度方向水平地設(shè)置。
齒輪減速機構(gòu)在其輸出端具有主動鏈輪20(圖1中示出)。該主動鏈輪20位于曲軸18的后面。鏈22卷繞在主動鏈輪20與后輪12的從動鏈輪21之間。
發(fā)動機14的氣缸17從曲軸箱16沿主管4的前半部4a向上突出。氣缸17容納活塞23?；钊?3經(jīng)由連桿24連接到曲軸18的曲柄臂25a和25b。
如圖2和圖3所示，帶式無級變速器(下文稱為“CVT”)15位于曲軸箱16的右側(cè)。CVT 15容納在變速器殼28內(nèi)。變速器殼28固定在曲軸箱16的右側(cè)表面。
CVT 15包括主動帶輪29、從動帶輪30以及帶31。主動帶輪29位于變速器殼28的前端并由輸入軸32支承。輸入軸32與曲軸18成一體。換言之，位于曲軸18的右端的軸頸部18a朝變速器殼28的前端延伸且該延伸的部分也用作輸入軸32。
主動帶輪29包括固定盤34a和滑動盤34b。固定盤34a固定到輸入軸32的軸端并與輸入軸32一起轉(zhuǎn)動?；瑒颖P34b具有柱狀突起部35。該突起部35經(jīng)由軸環(huán)36支承在輸入軸32上。從而，滑動盤34b可沿滑動盤34b接近和遠(yuǎn)離固定盤34a的方向滑動?；瑒颖P34b可沿輸入軸32的周向轉(zhuǎn)動。
主動帶輪29具有一對第一夾持面37a和37b。一個第一夾持面37a形成在固定盤34a上。另一個第一夾持面37b形成在滑動盤34b上。第一夾持面37a和37b為圓錐形并彼此相對。第一夾持面37a和37b在固定盤34a與滑動盤34b之間限定具有V形截面形狀的第一帶槽38。第一帶槽38的寬度L1通過滑動盤34b的滑動調(diào)整。
凸輪盤39固定在輸入軸32的外周向。凸輪盤39與輸入軸32一起轉(zhuǎn)動并與滑動盤34b相對。滑動盤34b鉤裝在凸輪盤39上從而可沿輸入軸32的軸向滑動。因此，凸輪盤39和滑動盤34b可在一起轉(zhuǎn)動的同時沿凸輪盤39和滑動盤34b彼此接近或遠(yuǎn)離的方向移動。
滑動盤34b具有與凸輪盤39相對的凸輪面40。在凸輪面40與凸輪盤39之間插置有多個輥重(roller weight)41(僅示出一個輥重)。輥重41由于曲軸18轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的離心力而沿凸輪面40運動。由于該運動，滑動盤34b沿輸入軸32的軸向滑動，第一帶槽38的寬度L1改變。
從動帶輪30位于變速器殼28的后端并支承在輸出軸42上。輸出軸42平行于輸入軸32設(shè)置并經(jīng)由一未示出的自動離心式離合器連接到齒輪減速機構(gòu)的輸入端。
從動帶輪30包括固定盤45a和滑動盤45b。固定盤45a在其轉(zhuǎn)動中心具有柱狀軸環(huán)46。軸環(huán)46與輸出軸42的外周向面接合。由于這種接合，固定盤45a與輸出軸42一起轉(zhuǎn)動。
滑動盤45b在其轉(zhuǎn)動中心具有套筒47。該套筒47設(shè)置在軸環(huán)46的外周向面以便可沿軸向滑動。在套筒47內(nèi)形成多個接合槽48。接合槽48沿套筒47的軸向延伸并沿套筒47的周向間隔地設(shè)置。
軸環(huán)46具有多個接合銷49。接合銷49向軸環(huán)46的外側(cè)突出并可滑動地配合在套筒47的接合槽48內(nèi)。因此，固定盤45a和滑動盤45b可在一起轉(zhuǎn)動的同時沿固定盤45a和滑動盤45b彼此接近和遠(yuǎn)離的方向移動。
從動帶輪30具有一對第二夾持面51a和51b。一個第二夾持面51a形成在固定盤45a上。另一個第二夾持面51b形成在滑動盤45b上。第二夾持面51a和51b形成為圓錐形并彼此相對。第二夾持面51a和51b在固定盤45a與滑動盤45b之間限定具有V形截面形狀的第二帶槽52。第二帶槽52的寬度L2可根據(jù)滑動盤45b的滑動調(diào)整。
一彈簧座53固定在軸環(huán)46的一端。該彈簧座53與滑動盤45b相對。一壓縮螺旋彈簧54插置在彈簧座53與滑動盤45b之間。彈簧54朝固定盤45a偏壓滑動盤45b。
如圖3所示，帶31環(huán)狀地卷繞在主動帶輪29的第一帶槽38與從動帶輪30的第二帶槽52之間。如圖4至6所示，帶31包括多個樹脂塊56以及一對連接件57。
采用聚酰胺樹脂用于作為樹脂塊56的基質(zhì)。碳纖維或芳族聚酰胺纖維作為加強材料混入所述基質(zhì)中。聚酰胺樹脂具有高的耐熱性并可抵抗重復(fù)的沖擊負(fù)荷。聚酰胺樹脂能夠長期保持穩(wěn)定的性質(zhì)。碳纖維和芳族聚酰胺纖維都具有高的強度和耐熱性。因此，樹脂塊56在耐熱性、耐磨損性和耐疲勞上很出色。
如圖5所示，各樹脂塊56都具有一對接觸面58a和58b。接觸面58a和58b沿帶31的寬度方向彼此分開。接觸面58a和58b是傾斜的，從而分別沿主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的第二夾持面51a和51b延伸。在各樹脂塊56的接觸面58a和58b的中部分別形成有凹部59。
連接件57例如由耐火橡膠形成。多個加強用芯線60埋入連接件57內(nèi)。連接件57為環(huán)形并配合入樹脂塊56的凹部59內(nèi)。通過這種配合，樹脂塊56相互連接以構(gòu)成環(huán)形的帶31。
配合入凹部59的連接件57從樹脂塊56的接觸面58a和58b縮進(jìn)。因此，當(dāng)帶31環(huán)繞第一和第二帶槽38和52卷繞時，僅樹脂塊56的接觸面58a和58b與主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的第二夾持面51a和51b接觸。
換言之，主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的第二夾持面51a和51b以預(yù)定的推力夾持帶31的樹脂塊56。從而，在主動帶輪29與帶31之間和從動帶輪30與帶31之間獲得傳遞轉(zhuǎn)矩的期望值。
在曲軸18的轉(zhuǎn)速很低的狀態(tài)下，例如當(dāng)發(fā)動機14怠速時，輥重41移動至主動帶輪29的轉(zhuǎn)動中心。從而，滑動盤34b位于距固定盤34a最遠(yuǎn)的位置，第一帶槽38的寬度L1最大。因此，繞第一帶槽38卷繞的帶31位于主動帶輪29的轉(zhuǎn)動中心。繞主動帶輪29卷繞的帶31的直徑最小。
另一方面，在從動帶輪30中，滑動盤45b由彈簧54朝固定盤45a偏壓。第二帶槽52的寬度L2最小。因此，繞第二帶槽52卷繞的帶31被推動到外向從動帶輪30的外周向。繞從動帶輪30卷繞的帶31的直徑最大。因此，CVT 15具有最大的變速器傳動比。
隨著曲軸18的轉(zhuǎn)數(shù)的增加，輥重41利用離心力沿滑動盤34b的徑向朝外移動。由于這種移動，滑動盤34b朝固定盤34a滑動，從而第一帶槽38的寬度L1逐漸減小。因此，夾持在第一夾持面37a和37b之間的帶31被沿主動帶輪29的徑向朝外推動。繞主動帶輪29卷繞的帶31的直徑增加。
相反地，在從動帶輪30中，帶31被朝從動帶輪30的轉(zhuǎn)動中心拉動。因此，滑動盤45b抵抗彈簧54的偏壓力沿滑動盤45b遠(yuǎn)離固定盤45a的方向滑動。第二帶槽52的寬度L2逐漸增加。因此，繞從動帶輪30卷繞的帶31的直徑減小。從而，CVT 15的變速器傳動比減小。當(dāng)繞主動帶輪29卷繞的帶31的直徑最大時，CVT 15的變速器傳動比最小。
主動帶輪29的固定盤34a和從動帶輪30的固定盤45a例如由經(jīng)過滲碳、淬火和回火處理的鉻鉬鋼(SCM420)制成。固定盤34a和45a具有顯示為80±2HRA的表面硬度。主動帶輪29的滑動盤34b由經(jīng)過例如鍍鉻等表面處理的壓鑄鋁合金(YDC11)制成。滑動盤34b具有顯示為800HV或更高的表面硬度。從動帶輪30的滑動盤45b由機械結(jié)構(gòu)碳鋼(S35C)形成并具有顯示為63HB的表面硬度。
主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的第二夾持面51a和51b通過例如切削或研磨等機加工精加工成預(yù)定的形狀。因此，如圖7中主動帶輪29的第一夾持面37a所示，第一夾持面37a具有很多通過機加工形成的槽62。槽62非常細(xì)小，寬度和深度約為幾μm。槽62為一種凹部。
主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的各第二夾持面51a和51b分別整體覆蓋有摩擦層63。通過在已經(jīng)完成機加工的第一夾持面37a和37b以及第二夾持面51a和51b上涂覆例如作為摩擦增強材料的碳粉64而獲得摩擦層63。如圖7中主動帶輪29的第一夾持面37a所示，摩擦層63層疊在第一夾持面37a上從而具有足以充分地掩埋槽62的厚度。
摩擦層63不必總是覆蓋整個第一和第二夾持面37a、37b、51a和51b。例如，在第一和第二夾持面37a、37b、51a和51b中，可只有與帶31接觸的區(qū)域覆蓋有摩擦層63。此外，在第一和第二夾持面37a、37b、51a和51b中，可只有當(dāng)CVT 15具有最大變速器傳動比時夾持帶31的區(qū)域覆蓋有摩擦層63。
碳粉64具有不熔性。碳粉64具有能夠承受CVT 15的變速操作期間產(chǎn)生的熱和壓力的特性。更具體地，當(dāng)帶31夾持在主動帶輪29的第一夾持面37a和37b和夾持在從動帶輪30的第二夾持面51a和51b之間時，在帶31的接觸面58a和58b與第一和第二夾持面37a、37b、51a和51b之間的接觸部分內(nèi)由于摩擦而產(chǎn)生熱。因此，由于在接觸部分內(nèi)碳粉64具有不會被熱所熔化的特性，所以碳粉64能夠保持粉末狀態(tài)。
此外，碳粉64具有比主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的第二夾持面51a和51b的硬度低的硬度。
在剛組裝好的新的CVT 15中，主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的第二夾持面51a和51b覆蓋有摩擦層63。因此，碳粉64處于這樣的狀態(tài)，即碳粉64被保持在第一和第二夾持面37a、37b、51a和51b上。
如果新的CVT 15的運行開始，如圖9中的主動帶輪29所示，在運行的初期階段，碳粉64進(jìn)入主動帶輪29與帶31之間的微小的間隙g。從而，主動帶輪29與帶31的接觸面積以及從動帶輪30與帶31的接觸面積增大。碳粉64具有不熔性，即使在變速操作期間產(chǎn)生熱，碳粉64仍保持粉末狀態(tài)。因此，碳粉64起到阻止帶31滑動的作用。
圖8和圖10示出CVT 15繼續(xù)運行時第一夾持面37a的狀態(tài)。由于另一第一夾持面37b以及第二夾持面51a和51b的狀態(tài)與第一夾持面37a相同，因此此處作為代表說明第一夾持面37a。
隨著運行時間的流逝，覆蓋第一夾持面37a的摩擦層63的一部分由于與帶31接觸而被從第一夾持面37a上去除并散入變速器殼28。從而，進(jìn)入槽62的碳粉64殘留在第一夾持面37a上。同時，槽62的邊緣由于與帶31接觸而被刮掉，導(dǎo)致槽62的深度減小。
另一方面，在帶31中，樹脂塊56的接觸面58a和58b由于與第一夾持面37a接觸而刮掉。從而，發(fā)生帶31的初期磨損。如圖10所示，帶31的被刮掉的樹脂成分65轉(zhuǎn)移到槽62并與碳粉64一起填充槽62。第一夾持面37a變得平滑。
如圖11所示，碳粉64附著在樹脂塊56的接觸面58a上。碳粉64填充接觸面58a上的不平坦部分，從而使接觸面58a平滑。因此，使得帶31的接觸面58a與主動帶輪29的第一夾持面37a之間的接觸狀態(tài)穩(wěn)定。
根據(jù)這種本發(fā)明的第一實施例，在CVT 15運行的初期階段，碳粉64防止帶31的滑動。從而，在運行開始時，不用增加夾持帶31的推力就能夠提高主動帶輪29與帶31之間以及從動帶輪30與帶31之間的轉(zhuǎn)矩傳遞效率。這使得不需要試運行。
從運行開始經(jīng)過一定時間之后，摩擦層63被去除且殘留的碳粉64填充第一夾持面37a的槽62。因此，傳遞的轉(zhuǎn)矩變?yōu)榕c在主動帶輪29與帶31之間以及從動帶輪30與帶31之間的推力相對應(yīng)的值。
圖12示出在該實施例的CVT 15內(nèi)在運行初期階段傳遞的轉(zhuǎn)矩隨運行時間的變化。如圖12所示，由于存在碳粉64，在運行初期階段傳遞的轉(zhuǎn)矩A的值稍大于傳遞的轉(zhuǎn)矩的預(yù)先確定的初始值B。隨著時間的流逝，該傳遞轉(zhuǎn)矩A的值逐漸減小并最終與正常傳遞轉(zhuǎn)矩的值B一致。原因可能是摩擦層63由于與帶31的接觸被除去，并且失去了碳粉64在運行初期階段的防止滑動功能。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，碳粉64具有比主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的第二夾持面51a和51b的硬度低的硬度。從而，碳粉64不會損害第一夾持面37a和37b或第二夾持面51a和51b。因此，通過該結(jié)構(gòu)能夠控制第一夾持面37a和37b或第二夾持面51a和51b的磨損，這能夠防止帶31的滑動。
此外，根據(jù)該實施例，構(gòu)成帶31的多個樹脂塊56由聚酰胺樹脂形成。從而，帶31的耐熱性和耐用性提高，并且能夠長期保持帶31的穩(wěn)定的性能。
圖13和圖14示出本發(fā)明的第二實施例。第二實施例與第一實施例的不同之處在于主動帶輪29的第一夾持面37a和37b以及從動帶輪30的第二夾持面51a和51b。第二實施例中CVT 15的其余部件與第一實施例中的相同。因此，在第二實施例中，與第一實施例中相同的部件標(biāo)以相同的參照標(biāo)號并省略這些部件的說明。
主動帶輪29的第一夾持面37a和37b具有高摩擦部71。同樣，從動帶輪30的第二夾持面51a和51b具有高摩擦部72。通過分別對第一夾持面37a和37b以及第二夾持面51a和51b進(jìn)行噴丸硬化或噴砂清理處理，而獲得高摩擦部71和72。高摩擦部71和72包括許多細(xì)小的不平坦部。這些不平坦部形成無方向性的網(wǎng)狀圖案。
主動帶輪29的高摩擦部71環(huán)狀地形成在第一夾持面37a和37b的轉(zhuǎn)動中心處。從而，當(dāng)繞主動帶輪29卷繞的帶31的直徑最小時，帶31夾持在高摩擦部71之間。第一夾持面37a和37b的高摩擦部71之外的部分是經(jīng)過如切削或研磨的機加工的加工面部73。高摩擦部71的摩擦系數(shù)高于加工面部73的摩擦系數(shù)。
從動帶輪30的高摩擦部72環(huán)狀地形成在第二夾持面51a和51b的外周。從而，當(dāng)繞從動帶輪30卷繞的帶31的直徑最大時，帶31夾持在高摩擦部72之間。第二夾持面51a和51b的高摩擦部72之外的部分是經(jīng)過如切削或研磨的機加工的加工面部74。高摩擦部72的摩擦系數(shù)高于加工面部74的摩擦系數(shù)。
盡管未示出，但是第一夾持面37a和37b以及第二夾持面51a和51b覆蓋有與第一實施例中相同的摩擦層。摩擦層層疊在第一夾持面37a和37b以及第二夾持面51a和51b的厚度足以填充通過機加工形成的槽以及高摩擦部71和72的不平坦部。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，帶31以繞主動帶輪29卷繞的帶31的直徑最小且繞從動帶輪30卷繞的帶31的直徑最大的運行狀態(tài)夾持在主動帶輪29的高摩擦部71與從動帶輪30的高摩擦部72之間。換言之，帶31以CVT 15的變速器傳動比最大的運行狀態(tài)夾持在第一夾持面37a和37b以及第二夾持面51a和51b的具有高摩擦系數(shù)的部分之間。
因此，在運行的初期階段，碳粉64易于停留在主動帶輪29與帶31之間以及停留在從動帶輪30與帶31之間。從而，在CVT 15的變速器傳動比最大且作用在帶31上的張力最大的運行狀態(tài)下，能夠確保防止帶31的滑動。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)CVT 15的變速器傳動比逐漸減小時，帶31從高摩擦部71和72移出。從而，能夠在作用在帶31上的張力減小的運行狀態(tài)防止帶31的磨損。
高摩擦部71和72僅需在第一夾持面37a和37b以及第二夾持面51a和51b的一部分上形成。為獲得高摩擦部71和72而進(jìn)行機加工的范圍很小。因此，能夠降低主動帶輪29和從動帶輪30的制造成本。
圖15和16示出本發(fā)明的第三實施例。
在第三實施例中，作為例子說明主動帶輪29的固定盤34a。如圖15所示，在固定盤34a的第一夾持面37a上形成有多個肋狀突起81。突起81從固定盤34a的轉(zhuǎn)動中心在整個第一夾持面37a上放射狀地延伸。突起81在第一夾持面37a上限定多個徑向槽82。突起81和徑向槽82交替設(shè)置在第一夾持面37a上。因此，整個第一夾持面37a用作具有高摩擦系數(shù)的高摩擦部83。
盡管未示出，但是第一夾持面37a覆蓋有與第一實施例中相同的摩擦層。摩擦層在第一夾持面37a上層疊至足以填充突起81和槽82的厚度。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于高摩擦部83位于整個第一夾持面37a上，因此碳粉必然保持在第一夾持面37a上。即使帶31卷繞的位置改變，仍能夠防止帶31的滑動。
圖17示出本發(fā)明的第四實施例。
在第四實施例中，帶31的接觸面58a和58b覆蓋有提高摩擦的摩擦層63。帶31的結(jié)構(gòu)與第一實施例中相同。此外，如第一實施例中一樣，摩擦層63包含不熔性碳粉。
根據(jù)第四實施例，摩擦層63在帶31的接觸面58a和58b上層疊至足以填充帶31的接觸面58a和58b的不平坦部的厚度。
當(dāng)新的帶31卷繞在主動帶輪與從動帶輪之間時，摩擦層63插置在帶31與兩個帶輪之間。在運行的初期階段，包含在摩擦層63內(nèi)的碳粉進(jìn)入帶31與兩個帶輪之間的小的間隙中。從而，帶31與各帶輪之間的接觸面積增加。因此，如第一實施例中一樣，碳粉用作帶31的止滑器。
在第一實施例中，碳粉64用作帶31的止滑器。然而，本發(fā)明并不限于這種實施例?？梢允褂闷渌N類的粉末例如炭黑。
具體地，可使用石墨粉末，其是一種炭黑。優(yōu)選使用顆粒尺寸為5μm～150μm的石墨粉末。當(dāng)使用石墨粉末形成摩擦層時，首先制備通過將石墨粉末與粘合劑和稀釋劑混合而獲得的液相材料。將該液相材料涂覆到主動帶輪、從動帶輪以及帶中的至少一個上。
粘合劑是用于將石墨粉末固定到主動帶輪、從動帶輪或帶上的樹脂?？紤]到該液相材料的干燥時間和添加量，適于采用丙烯酸樹脂和烯烴樹脂作為這種樹脂。稀釋劑適當(dāng)?shù)乇３忠合嗖牧系恼承?，使得易于調(diào)整摩擦層的密度和厚度并提高涂覆液相材料時的工作效率。稀釋劑的例子包括以乙酸丁酯為代表的酯類溶劑，以甲乙酮為代表的類溶劑，以己烷為代表的石油類溶劑，以及以甲醇為代表的醇類溶劑。
對于石墨粉末、粘合劑以及稀釋劑的混合比，將石墨粉末設(shè)定為2～80％重量百分比，剩余的20～98％重量百分比為粘合劑和稀釋劑。
還可以使用粉狀的氧化鋅或微粒狀的二氧化硅粉末來阻止帶31的滑動。然而，與氧化鋅相比，碳粉便宜，在成本方面有利。此外，與二氧化硅相比，碳粉硬度較低并不易造成帶輪的損壞?？紤]到成本和對帶輪的影響，希望使用碳粉。
在第一實施例中，在主動帶輪和從動帶輪上都形成有摩擦層。然而，本發(fā)明并不限于此。摩擦層可形成在主動帶輪和從動帶輪中的一個上。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，包含在摩擦層內(nèi)的粉末經(jīng)由帶供給到不具有摩擦層的另一個的帶輪上。因此，能夠防止兩個帶輪與帶之間的滑動。
實施本發(fā)明時，可在主動帶輪、從動帶輪以及帶上都形成摩擦層。
根據(jù)本發(fā)明的車輛不限于摩托車。例如，本發(fā)明同樣可用于在不平整路面上行駛的三輪或四輪ATV(高通過性車輛)或雪地機動車。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，在運行的初期階段，不熔性粉末防止帶的滑動。因此，不用增大夾持帶的推力，就能夠提高主動帶輪與帶之間以及從動帶輪與帶之間的轉(zhuǎn)矩傳遞效率并不需要進(jìn)行試運行。
權(quán)利要求
1.一種帶式無級變速器，其特征在于，包括包括一對彼此相對的第一夾持面和形成在所述第一夾持面之間的第一帶槽的主動帶輪，該主動帶輪能夠調(diào)整所述第一帶槽的寬度；包括一對彼此相對的第二夾持面和形成在所述第二夾持面之間的第二帶槽的從動帶輪，該從動帶輪能夠調(diào)整所述第二帶槽的寬度；以及環(huán)狀地卷繞在所述主動帶輪的第一帶槽與所述從動帶輪的第二帶槽之間的帶，所述帶具有夾持在所述第一夾持面之間以及夾持在所述第二夾持面之間的接觸面，所述主動帶輪的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由所述帶傳遞到所述從動帶輪，并且在所述主動帶輪的第一夾持面、所述從動帶輪的第二夾持面以及所述帶的接觸面中的至少一個上保持有用作摩擦增強材料的具有不熔性的粉末。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述主動帶輪的第一夾持面以及所述從動帶輪的第二夾持面具有多個保持所述粉末的凹部。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述帶的接觸面具有保持所述粉末的多個凹部。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述粉末為碳、氧化鋅與二氧化硅之一的粉末。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述粉末具有這樣的特征，即，當(dāng)所述帶夾持在所述第一夾持面之間以及夾持在所述第二夾持面之間時，所述粉末不會由于因所述帶的接觸面與所述第一和第二夾持面之間的摩擦產(chǎn)生的熱而熔化。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述粉末具有比所述主動帶輪的第一夾持面和所述從動帶輪的第二夾持面的硬度低的硬度。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述帶包括多個具有所述接觸面的樹脂塊以及環(huán)狀地連接所述樹脂塊的連接件。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶式無級變速器，其特征在于，采用聚酰胺樹脂作為所述樹脂塊的基質(zhì)，并且將碳纖維或芳族聚酰胺纖維的加強材料混入所述基質(zhì)中。
9.一種帶式無級變速器，其特征在于，包括包括一對彼此相對的第一夾持面和形成在所述第一夾持面之間的第一帶槽的主動帶輪，所述主動帶輪能夠調(diào)整所述第一帶槽的寬度；包括一對彼此相對的第二夾持面和形成在所述第二夾持面之間的第二帶槽的從動帶輪，所述從動帶輪能夠調(diào)整所述第二帶槽的寬度；以及環(huán)狀地卷繞在所述主動帶輪的第一帶槽與所述從動帶輪的第二帶槽之間的帶，所述帶具有夾持在所述第一夾持面之間以及夾持在所述第二夾持面之間的接觸面，所述主動帶輪的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由所述帶傳遞到所述從動帶輪，并且在所述主動帶輪的第一夾持面、所述從動帶輪的第二夾持面以及所述帶的接觸面中的至少一個上層疊有包括不熔性粉末的摩擦層。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述主動帶輪的第一夾持面和所述從動帶輪的第二夾持面具有多個保持所述粉末的凹部。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述帶的接觸面具有多個保持所述粉末的凹部。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述粉末具有這樣的特征，即，當(dāng)所述帶夾持在所述第一夾持面之間以及夾持在所述第二夾持面之間時，所述粉末不會由于因所述帶的接觸面與所述第一和第二夾持面之間的摩擦產(chǎn)生的熱而熔化。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的帶式無級變速器，其特征在于，通過向所述主動帶輪的第一夾持面、所述從動帶輪的第二夾持面和所述帶的接觸面中的至少一個涂覆碳、氧化鋅與二氧化硅中的一種而形成所述摩擦層。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的帶式無級變速器，其特征在于，通過向所述主動帶輪的第一夾持面、所述從動帶輪的第二夾持面和所述帶的接觸面中的至少一個涂覆通過向炭黑粉末內(nèi)混入粘合劑而獲得的材料而形成所述摩擦層。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶式無級變速器，其特征在于，當(dāng)經(jīng)過預(yù)定的運行時間時，所述摩擦層的至少一部分被除去，并且包括在所述摩擦層內(nèi)的殘留粉末部分被保持在所述主動帶輪的第一夾持面、所述從動帶輪的第二夾持面以及所述帶的接觸面中的至少一個上。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶式無級變速器，其特征在于，所述帶包括多個具有所述接觸面的樹脂塊以及環(huán)狀地連接所述樹脂塊的連接件，采用聚酰胺樹脂作為所述樹脂塊的基質(zhì)，并且將碳纖維或芳族聚酰胺纖維的加強材料混入所述基質(zhì)中。
17.一種用于無級變速器的帶輪，其特征在于，包括一對夾持帶的夾持面，并且包括不熔性粉末的摩擦層層疊在所述夾持面上。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于無級變速器的帶輪，其特征在于，所述夾持面具有多個保持所述粉末的凹部。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的用于無級變速器的帶輪，其特征在于，通過向所述夾持面涂覆通過向炭黑粉末內(nèi)混入粘合劑而獲得的材料而形成所述摩擦層。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于無級變速器的帶輪，其特征在于，所述粉末具有這樣的特征，即，當(dāng)所述帶夾持在所述夾持面之間時，所述粉末不會由于因所述帶與所述夾持面之間的摩擦產(chǎn)生的熱而熔化。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求17或20所述的用于無級變速器的帶輪，其特征在于，所述粉末具有比所述夾持面的硬度低的硬度。
22.一種環(huán)狀地卷繞在主動帶輪與從動帶輪之間的用于無級變速器的帶，所述帶具有被所述各帶輪夾持的接觸面并將所述主動帶輪的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述從動帶輪，其特征在于包括不熔性粉末的摩擦層層疊在所述接觸面上。
23.一種用于無級變速器的帶，其特征在于，包括具有被由金屬制成的主動帶輪和由金屬制成的從動帶輪夾持的接觸面的多個樹脂塊；以及環(huán)狀地連接所述樹脂塊的連接件，所述帶環(huán)狀地卷繞在所述主動帶輪與所述從動帶輪之間而將所述主動帶輪的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述從動帶輪，并且包括不熔性粉末的摩擦層層疊在所述接觸面上。
24.一種根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的用于無級變速器的帶，其特征在于，通過向所述接觸面涂覆通過向炭黑粉末內(nèi)混入粘合劑而獲得的材料而形成所述摩擦層。
25.一種根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的用于無級變速器的帶，其特征在于，所述粉末具有這樣的特征，即，所述粉末不會由于因所述接觸面與所述主動帶輪和所述從動帶輪之間的摩擦產(chǎn)生的熱而熔化。
26.一種根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的用于無級變速器的帶，其特征在于，所述接觸面具有多個保持所述粉末的凹部。
27.一種安裝有帶式無級變速器的車輛，其特征在于，所述帶式無級變速器包括包括一對彼此相對的第一夾持面和形成在所述第一夾持面之間的第一帶槽的主動帶輪，所述主動帶輪能夠調(diào)整所述第一帶槽的寬度；包括一對彼此相對的第二夾持面和形成在所述第二夾持面之間的第二帶槽的從動帶輪，所述從動帶輪能夠調(diào)整所述第二帶槽的寬度；環(huán)狀地卷繞在所述主動帶輪的第一帶槽與所述從動帶輪的第二帶槽之間的帶，所述帶具有夾持在所述第一夾持面之間以及夾持在所述第二夾持面之間的接觸面，并將所述主動帶輪的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述從動帶輪，以及在所述主動帶輪的第一夾持面、所述從動帶輪的第二夾持面以及所述帶的接觸面中的至少一個上保持的作為摩擦增強材料的具有不熔性的粉末。
28.一種根據(jù)權(quán)利要求27所述的車輛，其特征在于，所述主動帶輪由來自驅(qū)動源的動力傳輸驅(qū)動，所述從動帶輪與用于行駛的行駛體聯(lián)動。
29.一種根據(jù)權(quán)利要求27所述的車輛，其特征在于，所述粉末具有這樣的特性，即，當(dāng)所述帶夾持在所述第一夾持面之間以及夾持在所述第二夾持面之間時，所述粉末不會由于因所述帶的接觸面與所述第一和第二夾持面之間的摩擦產(chǎn)生的熱而熔化。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶式無級變速器。帶式無級變速器(15)包括具有一對第一夾持面(37a、37b)的主動帶輪(29)、具有一對第二夾持面(51a、51b)的從動帶輪(30)以及環(huán)狀地卷繞在兩個帶輪(29、30)之間的帶(31)。帶(31)具有夾持在第一夾持面(37a、37b)之間以及第二夾持面(51a、51b)之間的接觸面(58a、58b)。在主動帶輪(29)的第一夾持面(37a、37b)、從動帶輪(30)的第二夾持面(51a、51b)以及帶(31)的接觸面(58a、58b)中的至少一個上保持有用作摩擦增強材料的具有不熔性的粉末(64)。
文檔編號F16H55/56GK1754052SQ200480005450
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者石田洋介, 大須賀勝 申請人:雅馬哈發(fā)動機株式會社