(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト本体として機能するリングにこれを包み込むようにして多数の板状のエレメントを相互接触状態となるように整列して組み付けることにより構成された無段変速機用Ｖベルトであって、
上記エレメントの両側端面に形成されて相手側プーリと接触することになるテーパ状のフランク部と上記エレメントの幅寸法を二分する中心線とのなす接触角のばらつきについて、一本のベルトで使用されるエレメント総数分の標準偏差を０．０５°〜０．１０°の範囲に設定したことを特徴とする無段変速機用Ｖベルト。
【請求項２】
上記エレメントは、
両側端面に相手側プーリと接触することになるテーパ状のフランク部が形成されて上記リングの内周側となるボディ部と、
同じく上記リングの外周側となるヘッド部と、
上記ボディ部とヘッド部とを幅方向中央部にて相互に連結しつつそれらボディ部およびヘッド部とともに上記リングを受容するためのリング受容溝を形成するネック部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用Ｖベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機用Ｖベルトに関し、特にベルト式無段変速機（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）用ベルトとして無端状の金属製リングと多数の駒状のエレメントとを組み合わせてなる無段変速機用Ｖベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ベルト式無段変速機の巻き掛け伝達要素として用いられるベルト（ＣＶＴ用Ｖベルト）は、略駒状をなす数百個の金属製のエレメントをベルト本体として機能する無端状の金属製リングにて連結したものが主流を占めている。そして、実際の運転時のベルト騒音を低減する技術として、例えば特開昭６１−２７０５３５号公報に記載にされているように、ベルト本体として機能することになる帯体に装着される多数のブロックについてそのブロック相互間ピッチを不均等にしたものや、あるいは特開昭６４−５５４４７号公報に記載されているように、同じくベルト本体として機能することになるリングに厚さが異なる二種類以上のエレメントをランダムに配列したものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前者の公報に記載のものでは、板状ではなく略矩形状のブロックを相互に接触しないように不等ピッチにて配列したものであるから、個々のブロックの重量が大きいために慣性力もまた大きく、エネルギーロスならびにベルト音が大きいという欠点がある。
【０００４】
また、後者の公報に記載のものでは、厚みの異なる二種類以上のエレメントを混在させるものであるから、多種類のエレメントの製造および管理が必要なためにコストアップが余儀なくされるほか、特に厚みの大きなエレメントは騒音振動レベルを助長することになる一方で、厚みの小さなエレメントは強度上不利になりやすく、したがってエレメントの最小厚み寸法をある程度大きくせざるを得ず、結果として上記と同様に個々のエレメントの重量とともに慣性力も大きくなり、エネルギーロスならびにベルト音が大きいという欠点がある。
【０００５】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、とりわけエネルギーロスおよびベルト騒音を改善した無段変速機用Ｖベルトを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ベルト本体として機能するリングにこれを包み込むようにして多数の板状のエレメントを相互接触状態となるように整列して組み付けることにより構成された無段変速機用Ｖベルトであって、上記エレメントの両側端面に形成されて相手側プーリと接触することになるテーパ状のフランク部と上記エレメントの幅寸法を二分する中心線とのなす接触角のばらつきについて、一本のベルトで使用されるエレメント総数分の標準偏差を０．０５°〜０．１０°の範囲に設定したことを特徴としている。
【０００７】
すなわち、テーパ状のフランク部とエレメントの幅寸法を二分する中心線とのなす接触角のばらつきの標準偏差を統計的にみた場合、従来ではおおよそ０．０１°〜０．０３°であったものをこれを積極的に拡大化するべく０．０５°〜０．１０°としたものである。
【０００８】
この場合、上記エレメントは、請求項２に記載の発明のように、両側端面に相手側プーリと接触することになるテーパ状のフランク部が形成されて上記リングの内周側となるボディ部と、同じく上記リングの外周側となるヘッド部と、上記ボディ部とヘッド部とを幅方向中央部にて相互に連結しつつそれらボディ部およびヘッド部とともに上記リングを受容するためのリング受容溝を形成するネック部と、を備えている形状とするのが望ましい。
【０００９】
したがって、請求項１に記載の発明では、エレメントのフランク面のなす接触角のばらつきの標準偏差を大きくすることは、微視的に見た場合にはそのエレメントと相手側プーリの傾斜面との接触を時間的，空間的に積極的にばらつかせたことにほかならず、その結果としてベルト全体での振動周波数がばらつき、ピーク値が低減されることになる。
【００１０】
その一方、過度のばらつきは回転やトルクを伝達するベルト本来の性能に悪影響を与えるため、各種の実験の結果から上記のように０．０５°〜０．１０°とした。
【００１１】
そして、請求項２に記載の発明のようにエレメントそのものの形状を必要最小限の大きさのものとすると、ベルトの慣性力ひいてはエネルギーロスやベルト騒音の低減により一層貢献できるようになる。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、エレメントのフランク部のなす接触角のばらつきの標準偏差を大きくすることでベルトとして機能させた時の振動のピーク値を低減させることができ、従来のものと比べてエネルギーロスおよびベルト騒音を低減できる効果がある。
【００１３】
特に請求項２に記載の発明のように、エレメントそのものの大きさを必要最小限のものとすると、上記エネルギーロスおよびベルト騒音の低減効果が一段と顕著となる効果がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１以下の図面は本発明に係る無段変速機用Ｖベルトの好ましい実施の形態を示す図である。
【００１５】
周知のように、ベルト式ＣＶＴでは、駆動側プーリのトルクをＣＶＴ用Ｖベルトの構成要素である各エレメント間の圧縮力とベルト本体として機能する無端状のリングの張力とによって従動側プーリに伝達することを基本としている。そして、図１，２に示すように、ＣＶＴ用Ｖベルト１の主要素であるエレメント２は、相手側プーリとの接触面となる左右一対のテーパ状のフランク部３が形成されたボディ部４と、その上方のイヤー部５を含むヘッド部６と、上記ボディ部４とヘッド部６とを幅方向中央部にて相互に接続する幅狭のネック部７とを備えていて、そのネック部７の両側に上記三者によって取り囲まれるようにしてリング受容溝８が形成されている。なお、上記エレメント２は、多くの場合に精密せん断工法の一つであるファインブランキング加工法によって打ち抜き形成され、その後に材料硬化を目的とした熱処理およびばり取りを目的としたバレル研摩加工等が施されることになる。
【００１６】
上記リング受容溝８には薄板状のリング素片９ａを幾重にも積層してなるベルト本体としてのリング９がはめ合わされ、これにより数百個のエレメント２，２…が相互につながれてＣＶＴ用Ｖベルト１として機能する。なお、同図から明らかなように各エレメント２，２…のうちボディ部４がリング９の内周側となり、ヘッド部６がリング９の外周側となる。また、ボディ部４における稜線１０をロッキングエッジという。
【００１７】
本実施の形態では、エレメント２の幅寸法、より詳しくは相手側プーリとの接触部となるボディ部４のうち両側のフランク部３，３同士のなす基準幅寸法をＷ、その基準幅寸法Ｗを二分する垂直な中心線をＬ、上記中心線Ｌとフランク部３の延長線とのなす角度を接触角αとしたとき、一本のＣＶＴ用Ｖベルト１を構成するべく共通のリング９，９に組み付けられる全てのエレメント２，２…の接触角αを個別に測定して、そのばらつきの標準偏差σが０．０５°〜０．１０°の範囲内のものとなるように設定してある。
【００１８】
すなわち、共通のリング９，９に組み付けられて一本のＣＶＴ用Ｖベルト１を形成することになるエレメント２，２…の総数をｎとしたとき、上記接触角αのばらつきの標準偏差σは次式のように表され、本実施の形態ではその標準偏差σを０．０５°≦σ≦０．１０°となるように設定してある。
【００１９】
【数１】
0003707393.tif 000002
【００２０】
なお、上記の標準偏差σは、従来では一般に０．０１°〜０．０３°程度とされている。
【００２１】
したがって、本実施の形態によれば、上記のように各エレメント２，２…における接触角αのばらつきの標準偏差σが０．０５°〜０．１０°の範囲内のものとなるように設定して、実質的にその標準偏差σを従来の一般的な値よりも大きくすることは、微視的に見た場合には各エレメント２，２…と相手側プーリとの接触状態を時間的，空間的に積極的にばらつかせることにほかならない。その結果、実際の使用状態におけるベルト１全体での振動周波数がばらつき、その振動のピーク値が低減することになる。
【００２２】
図３には、上記各エレメント２，２…における接触角αのばらつきの標準偏差σと振動レベルとの関係を示す。同図から明らかなように、振動レベルの許容限界レベルすなわち良否判定レベルを−２０ｄＢとすると、上記標準偏差σが０．０５°未満では振動レベルが良否判定レベルを逸脱してしまって所期の目的を達成することができなくなる。また、標準偏差σが０．１０°を越えても振動レベルに変化がなく、しかもばらつきが大きいためにトルク伝達容量が小さくなるばかりでなく、ベルト１の耐久性も低下することになるので、上記標準偏差σは最大でも０．１°とした。
【００２３】
より詳しくは、図４に示すようにＣＶＴ用Ｖベルト１と相手側プーリ１１との噛み合い状態において、上記接触角αの大小に応じてプーリ１１側の傾斜面に対する各エレメント２，２…の噛み込み位置が半径方向にも回転方向にも変化することになる。例えば図５の（Ａ）に示すように、エレメント２，２…側の接触角αが大きい場合にはそのエレメント２のうちフランク部３の上端部Ａ１側がプーリ１１の傾斜面に噛み込むようになる一方、逆にエレメント２，２…側の接触角αが小さい場合にはそのエレメント２のうちフランク部３の下端部Ｂ１側がプーリ１１の傾斜面に噛み込むようになる。そして、このような噛み込み状態が異なるエレメント２，２…が一本のＣＶＴ用Ｖベルト１のなかに混在することで、実際の使用状態におけるベルト１全体での振動周波数が適当にばらつくことになり、その結果としてベルト回転に伴う振動のピーク値が低減することになる。
【００２４】
ここで、図６に示すように所定幅寸法のフープ材１３を母材として同じ基準加工寸法の二つのエレメント２Ａ，２Ｂを順送り型を使っていわゆる２個取り方式にてファインブランキング加工する場合、それら二つのエレメント２Ａ，２Ｂは基準加工寸法がたとえ同じであったとしても、実際の加工を司る図示外のポンチとダイとの組み合わせが互いに異なるために、双方のエレメント２Ａ，２Ｂがともに許容加工寸法内におさまっていたとしてもエレメント２Ａ（ロットＡのエレメントとする）とエレメント２Ｂ（ロットＢのエレメントとする）とではその寸法ばらつきの傾向が異なったものとなる。
【００２５】
そして、上記のようにロットＡのエレメント２ＡであるかロットＢのエレメント２Ｂであるかを区別せずに、一本のＣＶＴ用Ｖベルト１を形成するべく共通のリング９，９に組み付けられるエレメント２，２…総数分の接触角αを測定した場合、その接触角αのばらつきの分布はほぼ正規分布のかたちとなる。これは、先に述べたようなファインブランキング時の寸法ばらつきや熱処理の際の収縮が原因と考えられている。その一方、上記のようにロットＡのエレメント２ＡとロットＢのエレメント２Ｂとを区分けして同様に接触角αを測定してみると、図７の（Ａ）に示すようにどちらのロットのエレメント２Ａ，２Ｂも正規分布のかたちとなるものの、各ロットＡ，Ｂごとの正規分布の中央値は互いに異なったものとなる。これは、先に述べたように各ロットＡ，Ｂごとに実際のファインブランキング加工を司っているポンチとダイとの組み合わせが異なっていることが原因と考えられる。ただし、いずれのエレメント２Ａ，２Ｂも許容限界管理寸法を満たしており、本発明が意図している振動，騒音性能以外の各種性能は実用上何ら問題のないレベルにある。
【００２６】
しかしながら、ロットＡもしくはロットＢの単一のロットのエレメント２Ａまたは２Ｂのみで一本のＣＶＴ用Ｖベルト１を形成した場合、同図に示すようにその各エレメント２Ａまたは２Ｂの接触角αのばらつきの標準偏差σがσ＜０．０５°となる可能性が高くなる。そこで、ロットＡのエレメント２ＡとロットＢのエレメント２Ｂとを含むように少なくとも２種類以上のロットのエレメント２Ａ，２Ｂを混在させて一本のＣＶＴ用Ｖベルト１を形成すると、図７の（Ｂ）に示すように狙いとする標準偏差σとして先に述べた０．０５°≦σ≦０．１０°を満たすことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＣＶＴ用Ｖベルトの好ましい実施の形態を示す断面図。
【図２】図１の右側面図。
【図３】ＣＶＴ用Ｖベルトの接触角αのばらつきの標準偏差σと振動レベルとの関係を示す特性図。
【図４】ＣＶＴ用Ｖベルトと相手側プーリとの接触状態を示す断面説明図。
【図５】図４の要部拡大図で、（Ａ）は接触角αが大きい場合の説明図、（Ｂ）は接触角αが小さい場合の説明図。
【図６】フープ材からエレメントを２個取り方式にてファインブランキング加工する場合の要部説明図。
【図７】上記２個取り方式にて取得したエレメントにおける接触角αのばらつきの標準偏差を示す説明図。
【符号の説明】
１…無段変速機用Ｖベルト（ＣＶＴ用Ｖベルト）
２…エレメント
２Ａ，２Ｂ…エレメント
３…フランク部
４…ボディ部
６…ヘッド部
７…ネック部
８…リング受容溝
９…リング（ベルト本体）
１１…相手側プーリ
【図１】
0003707393.tif 000003
【図２】
0003707393.tif 000004
【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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