(57)【要約】【課題】車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトを構成する複数のエレメントであって疲労強度の高いエレメントを提供する。【解決手段】凹部３８の両内側面４０の各々と底面４４とが交わる部分に設けられた逃げ部４６は、その両内側面４０の各々の底面４４側の基端部をエレメント２４の幅方向外側に窪ませたものである。従って、その逃げ部４６が底面４４をロッキングエッジ部２８側に窪ませたものである場合と比較して、逃げ部４６がロッキングエッジ部２８に掛かって設けられたりロッキングエッジ部２８に近付いて設けられたりしないので、そのロッキングエッジ部２８において圧縮力を受けたときの応力集中が緩和され、例えば、凹部３８の両内側面４０の各々と底面４４とが交わる部分付近での応力集中が緩和され、エレメント２４の疲労強度を高くすることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト式無段変速機の一対のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトにおいて無端環状のリングに沿って厚さ方向に複数連ねられ、前記プーリの外周方向に開口し前記リングを収容する凹部と、隣接するエレメントに対して相対的に揺動する際の揺動中心として機能し前記凹部の底面よりも前記プーリの内周側に設けられたロッキングエッジ部とを備えたエレメントであって、
前記凹部には、該凹部の両内側面の各々の前記底面側の基端部を前記エレメントの幅方向外側に窪ませた逃げ部が設けられている
ことを特徴とする車両用伝動ベルトのエレメント。
【請求項２】
前記逃げ部を構成し前記両内側面の各々と前記底面とをつなぐ湾曲面は、該底面の該内側面よりも前記エレメントの幅方向外側へ所定長さ入った位置に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用伝動ベルトのエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ベルト式無段変速機において溝幅が可変の一対のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトの構成部品であるエレメントの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
溝幅が可変の一対のプーリと、その一対のプーリに挟圧されるエレメントを無端環状のリングに沿って厚さ方向に複数連ね、その一対のプーリに巻き掛けられて動力伝達を行う伝動ベルトとを有して動力伝達経路に配設されるベルト式無段変速機が知られている。この伝動ベルトでは複数のエレメントが相互に厚さ方向に圧縮されつつ上記プーリの相互間で動力が伝達される。特許文献１には、そのベルト式無段変速機の伝動ベルトの構成部品である上記エレメントが開示されている。
【０００３】
特許文献１のエレメントは、前記プーリの外周方向に開口し前記リングを収容する凹部と、その凹部の開口端に設けられ凹部の幅方向両側の内側面から内側に向かって突き出て前記リングをその凹部内に係止するリング係止部と、隣接するエレメントに対して相対的に揺動する際の揺動中心として機能し前記凹部の底面よりも前記プーリの内周側に設けられたロッキングエッジ部とを備えた所謂凹型エレメントである。そして、前記凹部は、前記内側面の各々と前記底面とが交わる部分を前記ロッキングエッジ部側に窪ませた逃げ部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９２０２５号公報
【特許文献２】特開２００９−１５０４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５は、前記凹型エレメントの例を正面図と左側面図とで表した図である。図６は、図５においてVI部を拡大した詳細図である。図５および図６に示すように、凹型エレメント２００において、直線状に伸びるロッキングエッジ部２０４は、リング２０２を収容する凹部２０６の底面２０８よりも前記プーリの内周側に設けられてはいるものの、実際には、上記底面２０８に極めて近接した位置に設けられている。そのため、図６の破線内に示すように、凹部２０６の内側面２１０の各々と底面２０８とが交わる部分に設けられた逃げ部２１２は、それがロッキングエッジ部２０４側に窪ませたものである場合には、そのロッキングエッジ部２０４に掛かって形成されることになる。ここで、動力伝達の際には、凹型エレメント２００は図７の破線内に示すようにロッキングエッジ部２０４で集中的に厚さ方向に圧縮力を受けることとその圧縮力が解放されることとが交互に繰り返され、すなわち、上記圧縮力に起因してポアソン効果により例えば凹型エレメント２００の幅方向に歪が生じることとその幅方向に生じた歪が解消されることとが繰り返される。従って、図５および図６に示すように逃げ部２１２がロッキングエッジ部２０４に掛かって形成されていると、その逃げ部２１２で応力集中が繰り返されるので、凹型エレメント２００の疲労強度を低下させる可能性があった。なお、このような課題は未公知のことである。
【０００６】
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、車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトを構成する複数のエレメントであって疲労強度の高いエレメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、（ａ）ベルト式無段変速機の一対のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトにおいて無端環状のリングに沿って厚さ方向に複数連ねられ、前記プーリの外周方向に開口し前記リングを収容する凹部と、隣接するエレメントに対して相対的に揺動する際の揺動中心として機能し前記凹部の底面よりも前記プーリの内周側に設けられたロッキングエッジ部とを備えたエレメントであって、（ｂ）前記凹部には、その凹部の両内側面の各々の前記底面側の基端部を前記エレメントの幅方向外側に窪ませた逃げ部が設けられていることにある。
【発明の効果】
【０００８】
このようにすれば、前記逃げ部が前記凹部の底面を前記ロッキングエッジ部側に窪ませたものではないので、その逃げ部が上記底面をロッキングエッジ部側に窪ませたものである場合と比較して、そのロッキングエッジ部において圧縮力を受けたときの応力集中が緩和され、例えば、前記凹部の両内側面の各々と前記底面とが交わる部分付近での応力集中が緩和され、前記エレメントの疲労強度を高くすることができる。特に、前記ロッキングエッジ部が前記凹部の底面に極めて近接した位置に設けられている場合に、前記エレメントの疲労強度を高くすることができる。
【０００９】
ここで、好適には、前記逃げ部を構成し前記両内側面の各々と前記底面とをつなぐ湾曲面は、その底面のその内側面よりも前記エレメントの幅方向外側へ所定長さ入った位置に接続されている。このようにすれば、前記リングが上記湾曲面に乗り上げ不要な曲げ応力を生じさせる可能性を、十分な余裕をもって排除できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が好適に適用される車両用ベルト式無段変速機に伝動ベルトが装着された状態を示す斜視図である。
【図２】図１におけるII矢視部断面を示す伝動ベルトおよびその周辺部分の断面図である。
【図３】図２のエレメントをそれの厚さ方向に見たそのエレメントの正面図およびその左側面図である。
【図４】図３におけるIV部を拡大した詳細図である。
【図５】従来の凹型エレメントの例を正面図と左側面図とで表した図である。
【図６】図５においてVI部を拡大した詳細図である。
【図７】図５の凹型エレメントの左側面図であって、複数の凹型エレメントが相互に隣接して接触している状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明が好適に適用される車両用ベルト式無段変速機８（以下、「ベルト式無段変速機８」という）に伝動ベルト１０が装着された状態を示す斜視図である。図２は、図１におけるII矢視部断面を示す伝動ベルト１０およびその周辺部分の断面図である。図１および図２において、この伝動ベルト１０は、溝幅が可変であるＶ型の溝１２を外周部に有して互いに平行な軸心まわりに回転可能に設けられた入力側プーリ１４と出力側プーリ１６とに巻き掛けられるベルト式無段変速機８用の圧縮式伝動ベルト（金属ベルト）である。上記入力側プーリ１４および出力側プーリ１６は、回転軸１８に固定された固定プーリ１４ａおよび１６ａと、回転軸１８に対して軸心方向に相対移動可能に設けられた可動プーリ１４ｂおよび１６ｂとを備えている。これら固定プーリ１４ａと可動プーリ１４ｂとの相対向する面、および固定プーリ１６ａと可動プーリ１６ｂとの相対向する面には、径方向外側に向かうほど軸心方向の相対距離が大きくなる円錐状の一対のシーブ面２０がそれぞれ設けられている。上記溝１２は、これら一対のシーブ面２０により形成されている。なお、入力側プーリ１４および出力側プーリ１６は、本発明における一対のプーリに対応する。また、入力側プーリ１４および出力側プーリ１６を特に区別しない場合には単に「プーリ」と表現する。
【００１３】
上記伝動ベルト１０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リング２２と、そのリング２２によって支持されるとともにリング２２に沿って厚さ方向DRTH（図３参照）に環状に複数個連ねられた板状の金属から成る複数のエレメント（こま）２４とを備えている。
【００１４】
上記リング２２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。
【００１５】
図３は、エレメント２４をそれの厚さ方向DRTHに見たそのエレメント２４の正面図およびその左側面図である。図４は、図３におけるIV部を拡大した詳細図である。エレメント２４は、例えば厚さ１．８ｍｍ程度の鋼板がプレス加工により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１０に対して例えば４００個程度のエレメント２４が備えられている。
【００１６】
エレメント２４は、図２乃至図４に示すように、一対のシーブ面２０にそれぞれ対向しつつ接触する一対の接触面２６と、伝動ベルト１０の回曲状態においてエレメント２４同士が接触することにより、隣接するエレメント２４に対して相対的に揺動する際の揺動中心として機能する直線状に伸びるロッキングエッジ部２８と、エレメント２４の厚さ方向DRTHに一端面３０から突き出した突起部３２と、他端面３４に設けられてその他端面３４側に隣接するエレメント２４から突き出した突起部３２を受け入れる凹状の突起収容部３６とを備えている。更に、エレメント２４は、リング２２に係止されるために、プーリ１４，１６の外周方向に開口しリング２２を収容する凹部３８すなわちリング収容部３８と、その凹部３８の開口端に設けられ凹部３８の幅方向DRW両側の内側面４０から内側に向かって突き出てリング２２をその凹部３８内に係止するリング係止部４２とを備えている。そして、図３に示すように、ロッキングエッジ部２８は凹部３８の底面４４よりもプーリ１４，１６の内周側に設けられており、例えば、その底面４４に近接して設けられている。なお、伝動ベルト１０が動力伝達を行う際にはエレメント２４が相互に揺動しつつ押圧し合うことが生じるが、その場合、エレメント２４はロッキングエッジ部２８で集中的に押圧力すなわち圧縮力を受けることになる。また、上記凹部３８の内側面４０はリング２２の端部と当接するのでリング端部当接面と呼んでもよく、上記凹部３８の底面４４はリング２２の内周部と当接するのでリング内周部当接面と呼んでもよい。
【００１７】
図４に破線で囲んで示すように、前記凹部３８には、その凹部３８の両内側面４０の各々の底面４４側の基端部をエレメント２４の幅方向DRW外側に窪ませた逃げ部４６が設けられている。この逃げ部４６は、リング２２に不要な曲げ応力を生じさせないために必要なものである。逃げ部４６は、両方の内側面４０の各々と前記底面４４とをつなぐ湾曲面４８を有して構成されている。そして、その湾曲面４８は、底面４４の内側面４０よりもエレメント２４の幅方向DRW外側へ所定長さL1入った位置P1に接続されている。換言すれば、底面４４の上記位置P1から形成されている。上記所定長さL1は、例えば零ではない極めて短い長さであり、リング２２が上記湾曲面４８に乗り上げないことが確実に確保されるように実験的に設定された長さである。
【００１８】
本実施例によれば、凹部３８の両内側面４０の各々と底面４４とが交わる部分に設けられた逃げ部４６は、その両内側面４０の各々の底面４４側の基端部をエレメント２４の幅方向外側に窪ませたものである。すなわち、逃げ部４６は凹部３８の底面４４をロッキングエッジ部２８側に窪ませたものではない。従って、その逃げ部４６が底面４４をロッキングエッジ部２８側に窪ませたものである場合と比較して、逃げ部４６がロッキングエッジ部２８に掛かって設けられたりロッキングエッジ部２８に近付いて設けられたりしないので、そのロッキングエッジ部２８において圧縮力を受けたときの応力集中が緩和され、例えば、凹部３８の両内側面４０の各々と底面４４とが交わる部分付近での応力集中が緩和され、エレメント２４の疲労強度を高くすることができる。特に、ロッキングエッジ部２８が凹部３８の底面４４に極めて近接した位置に設けられている場合に、エレメント２４の疲労強度を顕著に高くすることができる。
【００１９】
また、本実施例によれば、逃げ部４６を構成し両方の内側面４０の各々と底面４４とをつなぐ湾曲面４８は、その底面４４の上記内側面４０よりもエレメント２４の幅方向DRW外側へ所定長さL1入った位置P1に接続されている。そのため、リング２２が上記湾曲面４８に乗り上げ不要な曲げ応力を生じさせる可能性を、十分な余裕をもって排除できる。
【００２０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【００２１】
例えば、前述の実施例においては、図２に示すように伝動ベルト１０は互いに平行な２本のリング２２を備えているが、そのリング２２の本数は１本であっても３本以上であっても差し支えない。
【００２２】
また、前述の実施例においては、エレメント２４は例えばプレス加工により成形されると説明されているが、他の製造方法たとえばダイキャストなどにより製造されても差し支えない。
【００２３】
また、前述の実施例においては、逃げ部４６を構成する湾曲面４８は、底面４４の内側面４０よりもエレメント２４の幅方向DRW外側へ所定長さL1入った位置P1に接続されているが、底面４４の内側面４０と交差する位置にその湾曲面４８が接続されている構成も考え得る。
【００２４】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００２５】
８：ベルト式無段変速機
１０：伝動ベルト
１４：入力側プーリ（一対のプーリ）
１６：出力側プーリ（一対のプーリ）
２２：リング
２４：エレメント
２８：ロッキングエッジ部
３８：凹部
４０：内側面
４４：底面
４６：逃げ部
４８：湾曲面
【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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