无级变速器的金属带用元件制造技术

本发明专利技术提供一种无级变速器的金属带用元件，其在金属带驱动时能够恰到好处地减少在元件的颈根部产生的应力而提升重复疲劳强度，由此能够提升无级变速器的扭矩传递容量，并且能够提升超速比区域附近的无级变速器的动力传递效率。使用含碳量在0.61％以上且0.71％以下的钢材作为元件的钢材来制作元件。此时，通过彼此平滑地连接并且满足R1＜R2＜R3且D/R2≤0.3的关系的3个曲面而构成连接鞍型面和颈侧面的颈根部的形状，所述3个曲面分别为朝下呈凸状的曲面(PA-PB(R1))、朝下呈凸状的曲面(PB-PD(R2))以及朝上呈凸状的曲面(PD-PE(R3))。另外，在各连接部处平滑地连接以共有同一切平面(切线)的方式相邻的曲面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无级变速器的金属带用元件，更具体而言涉及这样的无级变速器的金属带用元件：在金属带驱动时能够恰到好处地减少在元件的颈根部产生的应力而提升重复疲劳强度，由此能够提升无级变速器的扭矩传递容量，并且能够提升超速比区域附近的无级变速器的动力传递效率。
技术介绍
作为无级变速器的金属带用元件，如图8所示，具有：大致梯形状的元件的元件主体；在中间具有供金属环集合体嵌合的左右一对环缝的颈部；以及隔着颈部而形成于主体上部的大致三角形状的耳部。元件主体的左右方向两端部形成有能够与驱动带轮(未图示)和从动带轮(未图示)的V面抵接的一对抵接面。另外，在元件的行进方向前侧和后侧分别形成有与相邻的元件抵接的主面，此外，在行进方向前侧的主面的下部隔着在左右方向上延伸的锁定边沿而形成有倾斜面。进一步地，为了结合前后相邻的元件，在耳部的前后面上分别形成有能够彼此嵌合的凸头部和孔部(图9的(b))。而且，在左右的环缝的下缘形成有支承金属环集合体的内周面(最内周的金属环的内周面)的鞍型面。而且，由上述金属环集合体和上述元件构成的金属带被卷绕于一对带轮(驱动带轮、从动带轮)之间，元件的两个抵接面被按压在带轮的V面上，通过该抵接面与带轮的V面之间的摩擦力而将来自发动机的旋转动力从驱动带轮传递至从动带轮。这样，元件在金属带的旋转时其鞍型面被金属环集合体向下方按压，且两个抵接面被带轮的V面按压。进而，在元件对驱动带轮和从动带轮转达传递扭矩时，根据扭矩的传递方向而使得在前后方向上的弯曲力矩作用于元件主体上。因此，应力集中于元件的颈部、尤其是集中于作为与鞍型面的交叉部的颈根部(图中的虚线圆部)。在上述颈根部形成有从颈侧面起到鞍型面平滑地凹陷的圆弧凹部。已知如下的元件，其特征在于，该圆弧凹部的截面形状由与颈侧面连续的曲率半径R1的第1圆弧、
以及与第1圆弧连续并形成底部的曲率半径R2的第2圆弧构成，曲率半径R1大于曲率半径R2(例如，参照专利文献1)。此外，还已知如下的元件，其特征在于，圆弧凹部由曲率半径为R1、R2、R3、R4的4个圆弧构成，这些曲率半径之中形成底部的第2圆弧的曲率半径R2是最大值(例如，参照专利文献2)。此外，还已知如下的元件，其特征在于，从鞍型面起的圆弧深度D与曲率半径R之比D/R处于0.3至0.75的范围内(例如，参照专利文献3)。另一方面，已知元件材料的含碳量(含有C％)对颈根部的应力集中具有较大的影响。已知在通过含碳量(含有C％)为0.50～0.70％的钢材制作元件的情况下，能够提升元件的耐磨损性和耐疲劳性(例如，参照专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4766064号专利文献2：日本专利第3975791号专利文献3：日本专利第4321119号专利文献4：日本专利第5594521号上述专利文献1和2是用于通过用平滑的圆弧(曲面)连接鞍型面和颈侧面而减少在颈根部产生的应力的手法。亦即，是用于在不变更元件整体的形状的情况下，通过增大圆弧的曲率半径R而减少在颈根部产生的应力的手法。然而，根据强度解析可知，对于在颈根部产生的应力，相比曲率半径R而言，从鞍型面到圆弧最下部为止的距离(深度)D的影响更大。上述专利文献1和2中并未考虑从鞍型面到圆弧最下部为止的距离(D)。图10表示通过强度解析求出如图9的(a)所示在元件被限制住的状态下对元件的鞍型面上施加了朝下的荷重时在颈根部产生的应力时的解析结果。此外，图11表示通过强度解析而求出如图9的(b)所示在元件被限制住的状态下对处于鞍型面和锁定边沿之间的中间位置的背面从孔部侧起向凸头部侧施加了荷重时在颈根部产生的应力时的解析结果。根据图10的(a)、(b)和图11的(a)、(b)可知，即使处于R1＜R2(R1/R2＜1)且R3＜R2(R3/R2＜1)的关系时，所产生的应力仍为高值且大幅离散。因此，上述专利文献1和2关于减少颈根部的应力而言未必具有较大的效
果。另外，在上述专利文献3中，考虑了从鞍型面到圆弧最下部为止的距离(D)。然而，根据图10的(c)和图11的(c)可知，在0.3≤D/R≤0.75时会在颈根部产生很高的应力。因此，上述专利文献3关于减少颈根部的应力而言也未必具有很大的效果。
技术实现思路
于是，本专利技术就是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其目的在于提供一种无级变速器的金属带用元件，其在金属带驱动时能够恰到好处地减少在元件的颈根部产生的应力而提升重复疲劳强度，由此能够提升无级变速器的扭矩传递容量，并且能够提升超速比区域附近的无级变速器的动力传递效率。关于用于达成上述目的的本专利技术的无级变速器的金属带用元件，多个该元件通过层叠多个带状的金属环而成的金属环集合体而对齐相位并沿着该金属环集合体呈环状地层叠，并且该元件具有支承该金属环集合体的鞍型面和从该鞍型面向上方延伸设置的颈部，该元件的特征在于，在所述鞍型面与所述颈部交叉的颈根部处形成有向该鞍型面侧凹陷的凹部，该凹部由以下部分构成：平滑地连接于所述颈部的侧面且形成在未到达所述凹部的底面部分的范围的朝下呈凸状的第1曲面(R1)；平滑地连接于该第1曲面(R1)且形成所述底面部分的朝下呈凸状的第2曲面(R2)；以及平滑地连接于该第2曲面和所述鞍型面双方的朝上呈凸状的第3曲面(R3)，所述第1曲面(R1)、所述第2曲面(R2)和所述第3曲面(R3)各自的曲率半径按照所述第1曲面(R1)、所述第2曲面(R2)和所述第3曲面(R3)的顺序而变大，并且所述第2曲面的深度(D)与所述第2曲面的曲率半径(R2)之比是小于等于0.3的值。在上述结构中，鞍型面与颈部交叉的颈根部(角部)构成为，其曲率半径从颈部到鞍型面依次变大且形成底面部分的曲率半径依赖于从鞍型面起的深度的3个上述各曲面(圆弧)平滑地连接。即，在设与颈侧面连接的第1曲面的曲率半径为R1，形成底面部分的第2曲面的曲率半径为R2，与鞍型面连接的第3曲面的曲率半径为R3，以鞍型面为基准的第2曲面的深度为D时，通过满足R1＜R2＜R3且D/R2≤0.3的3个上述各曲面(圆弧)而构成鞍型面与颈部交叉的颈根部(角部)。特别地，通
过使曲率半径依次增大，同时使形成底面部分的曲率半径R2依赖于从鞍型面起的深度D，从而能够恰到好处地减少在颈根部产生的应力。本专利技术的无级变速器的金属带用元件的第2特征在于，构成所述元件的钢材至少含有碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)和铬(Cr)来作为添加物，所述碳的含有量(％)是0.61％以上且0.71％以下。在上述结构中，通过使用上述含碳率的钢材，从而与上述圆弧凹部的形状的特征相互作用，既能够适当降低在颈根部产生的应力，又能够提升元件的重复疲劳强度。专利技术的效果根据本专利技术的元件，颈根部的上述形状方面的特征与构成元件的钢材的上述材料方面的特征相互作用，而能够恰到好处地减少在元件的颈根部产生的应力，并且能够提升元件的重复疲劳强度。此外，在本专利技术的元件中，从鞍型面起到底面部分的距离(D)较小、在颈根部产生的应力小，因此能够使锁定边沿向鞍型面侧移动。由此，在超速比区域附近，能够减少在环与鞍型面之间产生的打滑而造成的扭矩损失，能够有助于无级变速器的动力传递效率的提升。附图说明图1中(a)、(b)是表示本专利技术的元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无级变速器的金属带用元件，多个该元件通过层叠多个带状的金属环而成的金属环集合体而对齐相位并沿着该金属环集合体呈环状地层叠，并且该元件具有支承该金属环集合体的鞍型面和从该鞍型面起向上方延伸设置的颈部，该元件的特征在于，在所述鞍型面与所述颈部交叉的颈根部处形成有向该鞍型面侧凹陷的凹部，该凹部由以下部分构成：平滑地连接于所述颈部的侧面且形成在未到达所述凹部的底面部分的范围的朝下呈凸状的第1曲面；平滑地连接于该第1曲面且形成所述底面部分的朝下呈凸状的第2曲面；以及平滑地连接于该第2曲面和所述鞍型面双方的朝上呈凸状的第3曲面，所述第1曲面、所述第2曲面和所述第3曲面各自的曲率半径按照所述第1曲面、所述第2曲面和所述第3曲面的顺序而变大，并且所述第2曲面的深度与所述第2曲面的曲率半径之比是小于等于0.3的值。

【技术特征摘要】
2015.02.12 JP 2015-0258821.一种无级变速器的金属带用元件，多个该元件通过层叠多个带状的金属环而成的金属环集合体而对齐相位并沿着该金属环集合体呈环状地层叠，并且该元件具有支承该金属环集合体的鞍型面和从该鞍型面起向上方延伸设置的颈部，该元件的特征在于，在所述鞍型面与所述颈部交叉的颈根部处形成有向该鞍型面侧凹陷的凹部，该凹部由以下部分构成：平滑地连接于所述颈部的侧面且形成在未到达所述凹部的底面部分的范围的朝下呈凸状...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田雅道，高田健太郎，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP