(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側にスリットを有する板状のエレメントを積層して環状に配置し、前記エレメントの各々を前記スリットを挿通させた環状リングで結束して構成された無段変速機用のベルトにおいて、
前記エレメントは、前記積層方向における一方の面に、前記スリットから離れるにつれて前記積層方向の厚みが減少する傾斜面を備え、
前記ベルトが前記無段変速機の入力側または出力側のプーリに沿って弧状に湾曲する際に、前記傾斜面の開始位置であるロッキングエッジを支点として揺動するように構成され、
前記エレメントの一方の面では、前記スリットと前記ロッキングエッジとの間が、前記積層方向で隣接するエレメントとの当接部となっており、
前記当接部には、前記隣接するエレメント側に開口する凹部が形成されており、
前記凹部内には、弾性部材により前記凹部から突出する方向に付勢されて、前記ベルトが伝達するトルクが所定値未満であるときに前記凹部から突出する突出部材が設けられていることを特徴とする無段変速機用のベルト。
【請求項２】
前記凹部は、前記エレメントの幅方向に沿って形成され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のベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機用のベルトを構成するエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のベルト式無段変速機では、金属製のベルトが、エンジンの回転駆動力が入力される入力側プーリと、出力軸に連結された出力側プーリとの間に巻き掛けられている。
このベルト式無段変速機では、入力側プーリと出力側プーリの溝幅を変えて両プーリにおけるベルトの巻き付け径を変化させることで、エンジンの回転駆動力を、所望の変速比で変速して出力側に伝達するようになっている。
【０００３】
ベルト式無段変速機のベルトは、多数のエレメントを環状に積層したものを、２組のリングによって挟み込んで構成される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６０−８５４５号公報
【０００５】
図５は、従来のベルト１００を説明する図である。（ａ）は、ベルト１００の斜視図であり、（ｂ）は、エレメント１０２の正面図であり、（ｃ）は、プーリに巻き掛けられたベルトにおいてエレメント１０２が直線状に配置された部分を示す図であり、（ｄ）は、エレメント１０２がプーリに巻き掛けられて湾曲状に配置された部分を示す図である。
図６は、入力側プーリと出力側プーリにベルト１００が巻き掛けられた状態を示す図であり、ベルト１００における圧縮側と非圧縮側を説明する図である。ここで、圧縮側とは、入力側プーリから伝達される回転駆動力により、エレメントが、ベルトの長手方向に圧縮されている部分をいう。
【０００６】
図５の（ａ）に示すように、ベルト１００は、高張力鋼板からなる薄板のリング１０１ａを層状に重ねて形成した環状のリング１０１と、リング１０１の長手方向に多数重ねて配置された板状のエレメント１０２と、を備える。
【０００７】
図５の（ｂ）に示すように、エレメント１０２は、上面にリング１０１が摺動するサドル面１０３ａを有する楔部１０３と、頭部１０４と、楔部１０３と頭部１０４とを接続する接続部１０５とを備えており、ベルト１００においてエレメント１０２は、接続部１０５の両側に位置する一対のリング１０１、１０１により拘束されている。
【０００８】
図６に示すように、ベルト式の無段変速機用のベルト１００は、エンジンのトルクが入力される入力側プーリ１１１と、トルクを出力する出力側プーリ１１２とに巻き掛けて設けられる。
【０００９】
入力側プーリ１１１と出力側プーリ１１２は、それぞれ一組の固定シーブおよび可動シーブによって構成され、可動シーブがプーリ（入力側プーリ１１１と出力側プーリ１１２）の軸方向に移動することで、入力側プーリ１１１および出力側プーリ１１２とベルト１００との接触半径が変化して変速比が変化する。
【００１０】
なお、この図６では、ベルト１００とプーリ（入力側プーリ１１１と出力側プーリ１１２）との関係を見やすくするために、紙面上手前のシーブを省略して示している。
【００１１】
図６に示すように、入力側プーリ１１１と出力側プーリ１１２に巻き掛けられたベルト１００には、エレメントの圧縮側と非圧縮側とが存在する。
ベルト１００の圧縮側におけるエレメント１０２が直線状に並んだ部分（例えば、図６の領域Ａ）では、図５の（ｃ）に示すように、各エレメント１０２が、頭部１０４と楔部１０３の当接部１０６の平面１０４ａ、１０６ａを、ベルト１００の移動方向で隣接するエレメント１０２の頭部１０４と楔部１０３の後面１０４ｂ、１０３ｂに接触させた状態で圧縮されており、エレメント１０２の接触面を介してトルクが伝達される。
【００１２】
また、ベルトが円弧状に湾曲した部分（例えば、図６の領域Ｂ）では、エレメント１０２が、当該エレメント１０２の積層方向の片面に設けたロッキングエッジ１０７を支点にして揺動し、ロッキングエッジ１０７、そしてエレメント１０２のフランク部１０８（図５の（ｂ）参照）とプーリとの間の摩擦力により、トルクが伝達される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
入力側プーリ１１１と出力側プーリ１１２に巻き掛けられたベルト１００では、図５の（ｄ）に示すように、ベルト１００の最内周のリング１０１ａと、エレメント１０２のロッキングエッジ１０７との間に周長差がある。
ここで、大径側のプーリ（図６において左側のプーリ）では、周長差があるにもかかわらず、ピッチラインＰ（隣接するロッキングエッジ１０７を繋ぐ線分）と最内周のリング１０１ａが同じ角速度で動くため、ベルト１００の直線部や小径側の入力側プーリ１１１に巻き掛けられた部分で、エレメント１０２とリング１０１との間でスベリ（相対スベリ）が発生する。そうすると、この相対スベリがフリクションの要因となり、トルクの伝達効率が低下してしまう。
【００１４】
ここで、当接部１０６の高さｈ（サドル面１０３ａからロッキングエッジ１０７までの高さ）を小さくして周長差を小さくすると、相対的スベリが少なくなるので、伝達効率が改善される。
しかし、リング１０１とエレメント１０２の相対的なスベリを完全になくすことはできないので、当接部１０６の平面１０６ａの高さｈが小さくなった分だけ、当接部１０６が摩耗しやすくなり、摩耗が発生すると、伝達効率やエレメント１０２の耐久性に影響が生じてしまう。
【００１５】
そこで、伝達効率の低下と、エレメントの摩耗を抑えることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、両側にスリットを有する板状のエレメントを積層して環状に配置し、エレメントの各々をスリットを挿通させた環状リングで結束して構成された無段変速機用のベルトにおいて、
エレメントは、積層方向における一方の面に、スリットから離れるにつれて積層方向の厚みが減少する傾斜面を備え、ベルトが無段変速機の入力側または出力側のプーリに沿って弧状に湾曲する際に、傾斜面の開始位置であるロッキングエッジを支点として揺動するように構成され、
エレメントの一方の面では、スリットとロッキングエッジとの間が、積層方向で隣接するエレメントとの当接部となっており、
当接部には、隣接するエレメント側に開口する凹部が形成されており、
凹部内には、弾性部材により凹部から突出する方向に付勢されて、ベルトが伝達するトルクが所定値未満であるときに凹部から突出する突出部材が設けられていることを特徴とする無段変速機用のベルト。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ベルトが伝達するトルクが所定値未満であるときには、突出部材が凹部から突出して、エレメントが突出部材を支点として揺動するので、最内周リングとエレメントが揺動するときの支点との間の周長差を小さくして、ベルトの相対スベリを抑えることができる。これにより、伝達効率を向上させることができる。
また、伝達トルクが所定値以上である場合には、エレメントの当接部の全面を介してトルクが伝達されるので、当接部の摩耗を抑えることができる。
これにより、エレメントの摩耗を抑えることでエレメントの破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態におけるエレメントを説明する図である。
【図２】実施の形態におけるエレメントの要部を説明する図である。
【図３】実施の形態におけるエレメントの動作を説明する図である。
【図４】変形例にかかるエレメントを説明する図である。
【図５】従来例にかかるベルトおよびエレメントを説明する図である。
【図６】従来例にかかるベルトと自動変速機におけるプーリとの関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、実施の形態にかかるエレメントを説明する図であり、（ａ）は、エレメント３の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、エレメント３の側面図である。
【００２０】
ベルト式無段変速機の金属製のベルトにおけるエレメント３は、上面にリング２が摺動するサドル面４０を有する楔部４と、サドル面４０との間にスリット部７を形成する頭部５と、楔部４と頭部５とを接続する接続部６とを備えており、接続部６の両側のスリット部７にリング２を収納することでリング２、２に結束される。
【００２１】
エレメント３は、楔部４の左右の傾斜した側面であるフランク面４１においてプーリ（入力側プーリ、出力側プーリ）と接触し、プーリとの間の摩擦力によって入力側プーリおよび出力側プーリとの間でトルクを伝達するようになっている。
【００２２】
エレメント３の頭部５には一方の面に凸形状のディンプル５１が形成され、他方の面には隣接するエレメント３のディンプル５１が嵌合する凹形状のホール５２が形成されている。なお、以下の説明においてエレメント３のディンプル５１が設けられる側を前面とし、その反対側の面を後面とする。
【００２３】
エレメント３の楔部４の前面には、サドル面４０から下方に離れるにつれて、エレメント３の積層方向における厚みＷが減少するテーパ面４ａが設けられている。
エレメント３の積層方向における楔部４の厚みＷは、テーパ面４ａの開始位置であるロッキングエッジ４３よりも下方が、先端（下端）に向かうにつれて薄くなっており、断面視において楔部４は、先細り形状を成している。
楔部４においてロッキングエッジ４３よりも上方は、隣接するエレメント３との当接部４２となっており、断面視において、楔部４のテーパ面４ａは、この当接部４２の前面４２ａに対して所定角度で傾斜している。
ここで、ロッキングエッジ４３は、エレメント３（楔部４）の厚みが変化する境界線（当接部４２の前面４２ａとテーパ面４ａとの境界線）である。
【００２４】
図２の（ａ）は、エレメント３の要部を拡大して示す図であって、図１の（ａ）における領域Ｂの拡大図である。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図２の（ｃ）は、図２の（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面であって、楔部４の当接部４２とその近傍を拡大して示す図である。
【００２５】
図２に示すように、楔部４において、ロッキングエッジ４３よりも上方側の当接部４２は、サドル面４０から所定高さｈの範囲に形成されており、図１に示すように、この当接部４２の前面４２ａは、エレメント３の頭部５における前面５ａと面一となっている。
実施の形態では、エレメント３は、ベルトの圧縮側における直線状の部分において、当接部４２の前面４２ａを、隣接するエレメント３の背面４ｂに圧接させるようになっており、直線状の部分においてエレメント３は、当接部４２の前面４２ａを介して、隣接するエレメント３にトルクを伝達するようになっている。
【００２６】
図２に示すように、当接部４２の前面４２ａには、突出部材８５の収容部８０が設けられている。
収容部８０は、当接部４２の前面４２ａに、エレメント３の幅方向に沿って形成されており、断面視において矩形形状を有している。
収容部８０は、サドル面４０の幅Ｗ２よりも短い幅Ｗ１で形成されており、当接部４２（エレメント３）の前面４２ａ側にのみ開口している。
【００２７】
収容部８０内には、突出部材８５と弾性部材８１とが収容されている。当接部４２における収容部８０の位置は、突出部材８５の先端部８５ａを、サドル面４０から所定長さｈ１離間した位置に配置させる位置となっている。
【００２８】
実施の形態では、収容部８０は、エレメント３の幅方向において、当該エレメント３の中心線Ｘ（図１参照）を挟んで対象（接続部６の一方側と他方側）に設けられており、突出部材８５もまた、当接部４２の前面４２ａにおいて、中心線Ｘ（図１参照）を挟んで対称に設けられている。
実施の形態では、弾性部材８１として板バネが採用されており、突出部材８５は、弾性部材８１により、収容部８０の軸方向（当接部４２の厚み方向）に進退移動可能とされている。
【００２９】
図２の（ｃ）に示すように、突出部材８５は、断面視において弾丸形状を有しており、突出部材８５は、その後端平面８５ｂが弾性部材８１により支持された状態で、その尖状の先端部８５ａを、当接部４２の前面４２ａから突出させた基準位置に設けられている。
【００３０】
ここで、基準位置において突出部材８５は、その先端部８５ａが、テーパ面４ａを通る仮想線Ｉｍよりも、前面４２ａから離れる方向に突出するように設けられている。
実施の形態では、ベルトが伝達するトルクが所定値未満であって、ベルトのエレメント３に作用する圧縮力が所定圧力未満である間は、ベルトのプーリに巻き掛けられた湾曲状の部分において、エレメント３が突出部材８５の先端部８５ａを支点として揺動するようになっている。
【００３１】
また、ベルトが伝達するトルクが所定値以上であって、エレメント３に作用する圧縮力が所定圧力以上になると、突出部材８５が収容部８０内に押し込まれて、ベルトのプーリに巻き掛けられた湾曲状の部分において、エレメント３が、ロッキングエッジ４３を支点として、揺動するようになっている。
すなわち、エレメント３に作用する圧縮力（ベルトを介して伝達されるトルクの大きさ）に応じて、ベルトのプーリに巻き掛けられた湾曲状の部分において、エレメント３が突出部材８５の先端部８５ａを支点として揺動する場合と、ロッキングエッジ４３を支点として揺動する場合が生ずるようになっている。
【００３２】
実施の形態にかかるエレメント３を備えるベルト１の動作を説明する。
図３は、エレメント３における突出部材８５の動作を説明する図である。
図３の（ａ）は、エレメント３がロッキングエッジ４３を支点として揺動する場合における、ベルト１のリング２における各エレメント３の並びを説明する図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるエレメント３の突出部材８５の部分を拡大して模式的に示した図である。
図３の（ｃ）は、エレメント３が突出部材８５を支点として揺動する場合における、ベルト１における各エレメント３の並びを説明する図であり、（ｄ）は、（ｃ）におけるエレメント３の突出部材８５の部分を拡大して模式的に示した図である。
図３の（ｅ）は、ベルト１における各エレメント３が直線状に並んだ部分を説明する図であり、（ｆ）は、（ｅ）におけるエレメント３の突出部材８５の部分を拡大して模式的に示した図である。
【００３３】
ベルト１が伝達するトルクが大きくて、エレメント３に作用する圧縮力が、弾性部材８１の付勢力よりも大きいときには、突出部材８５は、伝達するトルクの大きさに応じて、収容部８０側に押し込まれることになる。
【００３４】
かかる状態では、エレメント３が、ベルト１におけるプーリに巻き掛けられた湾曲状の部分に到達すると、エレメント３は、ロッキングエッジ４３を支点として揺動する。
よって、この場合には、エレメント３のピッチラインＰとベルト１の最内周のリング２ａとの周長差は、当接部４２の高さｈと同じになる。
【００３５】
一方、ベルト１が伝達するトルクが小さくて、エレメント３に作用する圧縮力が、弾性部材８１の付勢力よりも小さいときには、突出部材８５は、当接部４２の前面４２ａから前面側に突出した状態となる。
【００３６】
かかる状態では、エレメント３が、ベルト１におけるプーリに巻き掛けられた湾曲状の部分に到達すると、突出部材８５がエレメント３のテーパ面４ａの延長線（図２におけるＩｍ）よりも前側に突出しているので、エレメント３は、突出部材８５の先端部８５ａを支点として揺動する。
そうすると、エレメント３のピッチラインＰとベルト１の最内周のリング２ａとの周長差は、サドル面４０から突出部材８５の先端部８５ａまでの高さｈ１と同じになる。
かかる場合、エレメント３がロッキングエッジ４３を支点として揺動する場合よりも周長差が小さくなるので、ベルト１の直線部や小径側のプーリに巻き掛けられた部分における相対スベリが小さくなり、伝達効率が向上する。さらに、相対スベリが小さくなることにより、エレメント３の当接部４２の摩耗が抑えられるので、エレメント３の耐久性が向上することになる。
【００３７】
なお、ベルト１の圧縮側における直線部では、エレメント３が積層方向で圧縮されるので、突出部材８５が収容部８０内に押し込まれて、当接部４２の前面４２ａが、隣接するエレメント３の背面４ｂに全体に亘って接触する。これにより、エレメント３の間でのトルクの伝達が、当接部４２の前面４２ａの全体を用いて行われることになる。
【００３８】
このように、ベルトが伝達するトルクの大きさに応じて、ベルトの湾曲した部分でエレメント３が揺動するときの支点が変化し、ベルトが伝達するトルクが所定値よりも小さいときには、突出部材８５の先端部８５ａを支点としてエレメントが揺動し、大きいときにはロッキングエッジ４３を支点としてエレメントが揺動するようにしたので、伝達するトルクが所定値よりも小さいときには、周長差を小さくすることができる。これにより、リング２ａ（ベルト１）とエレメント３の相対スベリを抑えることができるので、伝達効率を向上させることができる。
また、ベルトの圧縮側における直線状の部分では、突出部材８５が収容部８０内に収容されて、エレメント３の間でのトルクの伝達が当接部４２の前面４２ａの全体を用いて行われることになる。この際、当接部４２の接触面積を確保することができるので、当接部４２（エレメント３）の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
そのため、当接部４２の高さｈを、無段変速機の最大入力（最大トルク、最大化移転など）合わせて設定して、当接部４２のエレメントの耐久性を向上させたうえで、伝達するトルクが小さいときには周長差を小さくして伝達効率を向上させることができる。よって、伝達効率の向上による燃費の改善と、エレメント（ベルト）耐久性の向上を実現するベルトを提供できることになる。
【００４０】
また、突出部材８５が収容部８０から出没自在であるので、突出部材８５を収容部８０内に押し込んだ状態でエレメント３を積層してベルトを構成すると、ベルトにおいて各エレメント３を密に配置することができるので、ベルトにおけるエレメントの非圧縮側において、エレメント３同士の隙間（エンドプレー）が過度に増加することを防止できる。
【００４１】
以上の通り、実施の形態では、両側にスリット部７を有する板状のエレメント３を積層して環状に配置し、エレメント３の各々をスリット部７を挿通させた環状のリング２で結束して構成された無段変速機用のベルトにおいて、
エレメント３は、当該エレメント３の積層方向における一方の面に、サドル面４０から離れるにつれて厚みＷが減少するテーパ面４ａ（傾斜面）を備え、エレメント３は、ベルトが無段変速機の入力側または出力側のプーリに沿って弧状に湾曲する際に、テーパ面４ａの開始位置であるロッキングエッジ４３を支点として揺動するように構成され、エレメント３の一方の面では、スリット部７とロッキングエッジ４３との間の当接部４２の前面４２ａが、積層方向で隣接するエレメント３との当接部となっており、当接部４２には、隣接するエレメント側に開口する収容部８０が形成されており、収容部８０内には、ベルトが伝達するトルクが所定値未満であるときに収容部８０から突出する突出部材８５が設けられている構成の無段変速機用のベルトとした。
【００４２】
このように構成すると、ベルトが伝達するトルクが所定値未満であるときには、当接部４２の収容部８０から突出する突出部材８５を支点としてエレメント３が揺動する。
これにより、最内周のリング２ａとエレメント３が揺動するときの支点との間の周長差を小さくして、リング２ａ（ベルト１）とエレメント３の相対スベリを抑えることができるので、当接部４２の摩耗を抑えてエレメント３の耐久性を向上させつつ、伝達効率を向上させることができる。
また、伝達トルクが所定値以上である場合には、突出部材８５が収容部８０内に収容されて、エレメント３の当接部４２が、その全面に亘って隣接するエレメント３の背面に当接する。これにより、トルクの伝達が、エレメント３の当接部４２の前面４２ａを介して行われ、トルクの伝達に際し圧縮力を受ける当接部４２（前面４２ａ）の受圧面積を確保できる。よって、当接部４２の摩耗を抑えることができるので、エレメント３（当接部４２）の耐久性が向上する。
【００４３】
また、収容部８０は、エレメント３の当接部４２の前面４２ａにおいて、エレメント３の幅方向に沿って形成されている構成とした。
【００４４】
このように構成すると、エレメント３が無段変速機の入力側または出力側のプーリに沿って弧状に湾曲する際に、エレメント３に作用する圧縮力を幅広の突出部材８５で受けることになる。よって、突出部材８５における受圧面積が確保されるので、突出部材８５の耐久性を向上させることができる。
【００４５】
さらに、突出部材８５は、収容部８０内で、弾性部材８１により収容部８０から突出する方向に付勢されている構成とした。
【００４６】
このように構成すると、ベルト式無段変速機が伝達するトルクの大きさに応じて、弾性部材８１の弾性力を適宜設定することで、エレメント３が、ロッキングエッジ４３を支点として揺動する場合と、突出部材８５を支点として揺動する場合とを、適切に切り替えることができる。
これにより、伝達されるトルクの大きさが小さいときには、エレメント３が揺動するときの支点と最内周のベルト２ａとの周長差を小さくすることができるので、エレメント３とベルト２ａとの相対スベリを抑えて、伝達効率を向上させることができる。
さらに、相対スベリが抑えられると、エレメント３の当接部４２の摩耗が抑えられるので、エレメント３の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
前記した実施の形態では、収容部８０内に収容させた突出部材８５を、弾性部材８１により付勢して、収容部８０から突出させた場合を例示した。
例えば、突出部材自体を弾性変形可能に構成しても良い。
【００４８】
図４は、変形例にかかる突出部材９０を説明する図である。
変形例にかかる突出部材９０は、板状部材の中央部を膨出させた弧状に形成されている。
当接部４２における収容部８０Ａには、その両側部から径方向内側に突出する突出部４２１、４２１が形成されており、突出部材９０は、その高さ方向における両側９０ａ側が、突出部４２１、４２１により支持されている。
【００４９】
突出部材９０は、基準位置において、高さ方向における中央部９０ｂを、当接部４２の前面４２ａよりも突出させており、この状態で収容部８０Ａ内に保持されている。
突出部材９０の両側９０ａは、収容部８０Ａの側壁８１Ａとの間に間隔を空けて配置されている。
【００５０】
収容部８０Ａ内において突出部材９０は、弾性変形可能に設けられており、突出部材９０を備えるエレメントが、所定の圧縮力を受けて隣接するエレメントに当接すると、突出部材９０は、隣接するエレメントの背面４ｂ押されて変形させられながら、収容部８０内に押し込まれるようになっている。
【００５１】
実施の形態では、前記ベルトが伝達するトルクが所定値未満であって、エレメントに作用する圧縮力が所定圧力未満であるときには、突出部材９０が収容部８０Ａから突出するように設けられている。
かかる場合、ベルトのプーリに巻き掛けられた湾曲状の部分において、エレメント３が突出部材９０の中央部９０ｂを支点として揺動することになる。
よって、図４に示す突出部材９０のようにすることによっても、エレメントがロッキングエッジを支点として揺動する場合よりも周長差が小さくなるので、ベルトの直線部や小径側のプーリに巻き掛けられた部分における相対スベリが小さくなり、トルクの伝達効率が向上すると共に、当接部４２の摩耗を抑えることができるようになる。
【符号の説明】
【００５２】
１      ベルト
２      リング
２ａ    リング
３      エレメント
４      楔部
４ａ    テーパ面
４ｂ    背面
５      頭部
５ａ    前面
６      接続部
７      スリット部（スリット）
４０    サドル面
４１    フランク面
４２    当接部
４２ａ  前面
４３    ロッキングエッジ
５１    ディンプル
５２    ホール
８０、８０Ａ    収容部（凹部）
８１    弾性部材
８１Ａ  側壁
８５    ロッキングエッジ代用部材
８５ａ  先端部
８５ｂ  後端平面
９０    突出部材
【図１】
0005730180.tif 000002
【図２】
0005730180.tif 000003
【図３】
0005730180.tif 000004
【図４】
0005730180.tif 000005
【図５】
0005730180.tif 000006
【図６】
0005730180.tif 000007