(57)【要約】  前後に配列した複数の金属エレメントを積層リング体で環状に支持してなり、駆動用シーブと従動用シーブとに巻き掛けられて、両シーブ間で駆動力を伝達する無段変速機用ベルトである。金属エレメントの前端及び後端が、進行方向の前後いずれか一方の方向に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されている。
2014080517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に配列した複数の金属エレメントを積層リング体で環状に支持してなり、駆動用シーブと従動用シーブとに巻き掛けられて、両シーブ間で駆動力を伝達する無段変速機用ベルトであって、
前記金属エレメントの前端及び後端が、進行方向の前後いずれか一方の方向に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されていることを特徴とする無段変速機用ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載された無段変速機用ベルトであって、
前記湾曲形状は、ベルト芯に対して左右対称であることを特徴とする無段変速機用ベルト。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された無段変速機用ベルトにおいて、
前記金属エレメントにおける頭部の前端及び後端の内、一方側に凸部が形成され、他方側に前記凸部と係合する凹部が形成され、前記凹部は左右方向に長い長穴であることを特徴とする無段変速機用ベルト。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載された無段変速機用ベルトにおいて、
前記金属エレメントにおける頭部の前端及び後端には第1の貫通孔が穿設され、前記第1の貫通孔に圧入された軸体が前記頭部の前端及び後端から所定長さ突出された第１のエレメントと、前記金属エレメントにおける頭部の前端及び後端には前記軸体と係合する第２の貫通孔が穿設され、前記第２の貫通孔は左右方向に長い長穴状の貫通孔である第２のエレメントとを備え、
前記第1のエレメントと前記第２のエレメントとが交互に配列されたことを特徴とする無段変速機用ベルト。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか1項に記載された無段変速機用ベルトにおいて、
前記湾曲形状は、単一の円弧形状であることを特徴とする無段変速機用ベルト。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された無段変速機用ベルトの製造方法であって、
前記金属エレメントの前端及び後端の内、一方側をベルト芯に対して左右方向へ所定長さ離間した位置で支持する一対の受け部と、他方側を前記ベルト芯上で押圧する押圧部を有する矯正治具を備え、前記矯正治具で前記金属エレメントを挟圧した状態で、前記金属エレメントを熱処理する熱処理工程を有することを特徴とする無段変速機用ベルトの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された無段変速機用ベルトの製造方法であって、
円柱状の外周面を有する上型ロールと、円柱状の外周面に前記湾曲形状を形成できる凹溝を有する下型ロールとを備え、前記金属エレメントを前記凹溝内に挿入して前記上型ロールと前記下型ロールとで挟圧して前記湾曲形状を形成するそり加工工程を有することを特徴とする無段変速機用ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後に配列した複数の金属エレメントを積層リング体で環状に支持してなり、駆動用シーブと従動用シーブとに巻き掛けられ、両シーブ間で駆動力を伝達する無段変速機用ベルト及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図１７に示すように、無段変速機２００では、無段変速機用ベルト１００が駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳに巻き掛けられている。駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳは、それぞれ円錐板状の固定シーブＫＳ１、ＪＳ１と可動シーブＫＳ２、ＪＳ２とでＶ溝を形成するように構成されている。無段変速機２００は、可動シーブＫＳ２、ＪＳ２が軸方向Ｓ１、Ｓ２に移動して、巻き掛けられた無段変速機用ベルト１００の回転半径を変更することによって、変速している。そのため、駆動用シーブＫＳの巻き掛かり部ＫＤに巻き掛けられているベルトのベルト芯ＫＣＬは、従動用シーブＪＳの巻き掛かり部ＪＤに巻き掛けられているベルトのベルト芯ＪＣＬに対して、軸方向で位置ズレＱが発生する（このベルト芯の位置ズレを「ミスアライメント」とも言う）。このミスアライメントが生じる無段変速機用ベルト１００は、駆動用シーブＫＳと従動用シーブＪＳとの間の直線部ＴＤにおける進行方向Ｔが、巻き掛かり部ＪＤにおける進行方向に対して傾斜することになる。【０００３】
また、図１７、図１８に示すように金属エレメント１１０同士が当接する前端１１１と後端１１２は、通常、平坦面に形成されているため、金属エレメント１１０が駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳと接触するとき、隣接する金属エレメント１１０同士の間で、片当りが生じ、進行方向に対して傾斜した隙間Ｙが発生する（この進行方向に対する金属エレメントの傾斜を「ヨーイング」とも言う）。この傾斜した隙間Ｙを埋めるために、金属エレメント１１０には、駆動用シーブＫＳ又は従動用シーブＪＳと接触又は離間する箇所（図１７に示すＨ１、Ｈ２の範囲）で滑りが発生する。金属エレメント１１０と駆動用シーブＫＳ又は従動用シーブＪＳとの間で滑りが発生すると、無段変速機２００における駆動力の伝達効率やトルク容量が低下する。また、傾斜した隙間Ｙが生じた隣接する金属エレメント１１０同士は、接触状態が片側接触（片当り）となるため、曲げモーメントが増加して、高負荷時には金属エレメント１１０が変形等する虞も生じ得る。【０００４】
上記問題に対応するため、金属エレメントが両シーブ間を移動中に横滑りしながらミスアライメントを吸収し、金属エレメントが両シーブに接触するときには、金属エレメントのヨーイングを低減する発明が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１の発明の特徴は、金属エレメントにおける進行方向前側の表面（前端）又は進行方向後側の裏面（後端）の内、一方の主面のロッキングエッジ付近の領域の左右両端部に、進行方向に突出する突出部を形成すると共に、他方の主面のロッキングエッジ付近の領域の少なくとも左右両端部に、前記突出部が接触する平坦面を進行方向に対して直交する方向に形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の発明は、金属エレメントにおける一方の主面の左右両端部に、進行方向に突出する突出部を形成すると共に、他方の主面に、突出部が接触する平坦面を進行方向に対して直交する方向に形成するものであるので、金属エレメント間に所定トルク未満の押し力が作用するときには、突出部が潰れずに隣接する金属エレメント間に隙間ができ、金属エレメントの横滑りを可能とするが、所定トルク以上の押し力が作用すると突出部が潰れて金属エレメント同士は密着して横滑りは困難となる。したがって、所定トルク以上の押し力が金属エレメントに繰り返し作用した場合には、突出部が塑性変形して完全に潰れてしまい、その後、所定トルク未満の押し力が作用した場合にも横滑りが困難となる虞がある。横滑りが困難となれば、金属エレメントが駆動用シーブ及び従動用シーブに接触するときに、金属エレメントのヨーイングを低減することができず、無段変速機における駆動力の伝達効率やトルク容量が低下することになる。また、金属エレメント同士は、接触状態が片側接触（片当り）となるため、曲げモーメントが増加して、高負荷時には金属エレメントが変形等する虞も生じ得る。つまり、特許文献１の発明においては、高負荷トルクに対する金属エレメントの耐久性が不十分であるという問題があった。【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、無段変速機における駆動力の伝達効率やトルク容量を所定の値に維持しつつ、高負荷トルクに対しても金属エレメントに過大な負荷が掛からず、金属エレメントの耐久性を向上できる無段変速機用ベルト及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記課題を解決するための本発明の一態様である無段変速機用ベルトは、前後に配列した複数の金属エレメントを積層リング体で環状に支持してなり、駆動用シーブと従動用シーブとに巻き掛けられて、両シーブ間で駆動力を伝達する無段変速機用ベルトであって、前記金属エレメントの前端及び後端が、進行方向の前後いずれか一方の方向に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されていることを特徴とする。ここで、「単一の湾曲形状」とは、湾曲する山が１つであって、金属エレメントの前端の湾曲形状と後端の湾曲形状とが同一であることを意味する（以下、同じ）。【０００９】
上記態様によれば、金属エレメントの前端及び後端が、進行方向の前後いずれか一方の方向に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されているので、金属エレメントは、駆動用シーブ又は従動用シーブと接触する箇所において、湾曲形状に沿って少しずつスライドしながら連続的に傾斜することができる。そのため、隣接する金属エレメント同士は、当接面となる湾曲形状全体で押し力を作用した状態を保持することができる。その結果、隣接する金属エレメント同士の間で、進行方向に対して傾斜した隙間が発生することを低減できる。よって、金属エレメントと駆動用シーブ又は従動用シーブとが接触する箇所における滑りを減少することができ、無段変速機における変速比が変化しても、駆動力の伝達効率やトルク容量を所定の値に維持することができる。また、隣接する金属エレメント同士は、片当りを低減できるので、高負荷トルクに対しても金属エレメントに過大な負荷が掛からず、金属エレメントの耐久性を向上できる。【００１０】
（２）（１）に記載された無段変速機用ベルトであって、前記湾曲形状は、ベルト芯に対して左右対称であることが好ましい。【００１１】
上記態様によれば、湾曲形状は、ベルト芯に対して左右対称であるので、金属エレメントは、隣接する金属エレメントからベルト芯に対して左右均等の押し力を受ける。そのため、金属エレメントは、互いにベルト芯が一致する方向に、湾曲形状に沿ってスライドする。したがって、隣接する金属エレメント同士は、湾曲形状全体で押し力が作用した状態をより一層容易に保持することができる。よって、金属エレメントと駆動用シーブ又は従動用シーブとが接触する箇所における滑りを一層減少することができ、無段変速機における駆動力の伝達効率やトルク容量をより一層維持し易くなる。また、隣接する金属エレメント同士は、片当りをより一層低減できるので、高負荷トルクに対しても金属エレメントに過大な負荷が掛からず、金属エレメントの耐久性をより一層向上できる。【００１２】
（３）（１）又は（２）に記載された無段変速機用ベルトにおいて、前記金属エレメントにおける頭部の前端及び後端の内、一方側に凸部が形成され、他方側に前記凸部と係合する凹部が形成され、前記凹部は左右方向に長い長穴であることが好ましい。ここで、長穴には、長円穴及び楕円穴が含まれる。以下、特に断らない限り同じ意味に使用する。【００１３】
上記態様によれば、金属エレメントにおける頭部の前端及び後端の内、一方側に凸部が形成され、他方側に前記凸部と係合する凹部が形成され、前記凹部は左右方向に長い長穴であるので、隣接する金属エレメント間で、凸部は凹部の長穴内を係合しつつ左右方向に移動することができる。そのため、隣接する金属エレメント同士は、湾曲形状全体で接触した状態をより一層容易に保持することができる。【００１４】
（４）（１）又は（２）に記載された無段変速機用ベルトにおいて、前記金属エレメントにおける頭部の前端及び後端には第1の貫通孔が穿設され、前記第1の貫通孔に圧入された軸体が前記頭部の前端及び後端から所定長さ突出された第１のエレメントと、前記金属エレメントにおける頭部の前端及び後端には前記軸体と係合する第２の貫通孔が穿設され、前記第２の貫通孔は左右方向に長い長穴状の貫通孔である第２のエレメントとを備え、前記第1のエレメントと前記第２のエレメントとが交互に配列されたことが好ましい。【００１５】
上記態様によれば、金属エレメントにおける頭部の前端及び後端には第1の貫通孔が穿設され、第1の貫通孔に圧入された軸体が頭部の前端及び後端から所定長さ突出された第１のエレメントと、金属エレメントにおける頭部の前端及び後端には軸体と係合する第２の貫通孔が穿設され、第２の貫通孔は左右方向に長い長穴状の貫通孔である第２のエレメントとを備え、第1のエレメントと第２のエレメントとが交互に配列されたので、第1のエレメント及び第２のエレメントに湾曲形状を形成した後に、第１のエレメントに軸体を圧入し、その後に、第1のエレメントの軸体と第２のエレメントの第２の貫通孔とを係合して交互に配列することができる。そのため、第1のエレメント及び第２のエレメントにおける湾曲形状を軸体等の突出部がない状態で形成することができ、湾曲形状の加工精度が向上する。その結果、隣接する金属エレメント同士が、湾曲形状において均一に当接することができる。よって、金属エレメントは、高負荷トルクに対しても荷重を均等に分散させることができ、局部的に過大な荷重を受けることがない。その結果、金属エレメントは、高負荷トルクに対して変形等することがなく耐久性が向上する。また、第１の貫通孔に軸体を圧入する構造は、金属エレメントを押出し成形して凸部と凹部の連結部が薄肉化される構造に比べて、金属エレメントの高強度化を図ることができる。【００１６】
（５）（１）乃至（４）のいずれか1つに記載された無段変速機用ベルトにおいて、前記湾曲形状は、単一の円弧形状であることが好ましい。【００１７】
上記態様によれば、湾曲形状は、単一の円弧形状であるので、金属エレメント同士の当接面が単一の円弧形状全体となって、高負荷トルクに対しても押し力を円弧形状全体で均一に分散することができる。したがって、高負荷トルクに対しても金属エレメントに過大な負荷が掛からず、金属エレメントの耐久性を一層向上することができる。【００１８】
（６）上記課題を解決するための本発明の他の態様である無段変速機用ベルトの製造方法は、（１）乃至（５）のいずれか１つに記載された無段変速機用ベルトの製造方法であって、前記金属エレメントの前端及び後端の内、一方側をベルト芯に対して左右方向へ所定長さ離間した位置で支持する一対の受け部と、他方側を前記ベルト芯上で押圧する押圧部を有する矯正治具を備え、前記矯正治具で前記金属エレメントを挟圧した状態で、前記金属エレメントを熱処理する熱処理工程を有することを特徴とする。【００１９】
上記他の態様によれば、金属エレメントの前端及び後端の内、一方側をベルト芯に対して左右方向へ所定長さ離間した位置で支持する一対の受け部と、他方側をベルト芯上で押圧する押圧部を有する矯正治具を備え、矯正治具で金属エレメントを挟圧した状態で、金属エレメントを熱処理する熱処理工程を有するので、熱処理時の加熱により金属エレメントを軟化して矯正することができる。そのため、狙いの方向に湾曲形状を形成することができ、湾曲形状形成後のスプリングバックも生じにくい。したがって、金属エレメントの湾曲形状を高精度に形成できる。また、熱処理と湾曲形状の形成を同時に行うので、金属エレメントの生産性を向上することができる。【００２０】
なお、金属エレメントは、複数枚積層して矯正治具で挟圧した状態で、熱処理してもよい。この場合、積層した金属エレメントの左右方向から圧縮荷重を作用させることによって、湾曲形状をより一層効果的に形成することができる。また、圧縮荷重を金属エレメントのシーブ接触面（駆動伝達部）に対して鉛直方向から作用させることによって、金属エレメントの駆動伝達部が進行方向と平行となり、無段変速機における駆動力の伝達効率が向上する。【００２１】
（７）上記課題を解決するための本発明の更なる他の態様である無段変速機用ベルトの製造方法は、（１）乃至（５）のいずれか１つに記載された無段変速機用ベルトの製造方法であって、円柱状の外周面を有する上型ロールと、円柱状の外周面に前記湾曲形状を形成できる凹溝を有する下型ロールとを備え、前記金属エレメントを前記凹溝内に挿入した状態で前記上型ロールと前記下型ロールとで挟圧して前記湾曲形状を形成するそり加工工程を有することを特徴とする。【００２２】
上記更なる他の態様によれば、円柱状の外周面を有する上型ロールと、円柱状の外周面に湾曲形状を形成できる凹溝を有する下型ロールとを備え、金属エレメントを凹溝内に挿入した状態で上型ロールと下型ロールとで挟圧して湾曲形状を形成するそり加工工程を有するので、下型ロールの凹溝内に金属エレメントを簡単に挿入できて、金属エレメントにおける湾曲形状の形成を短時間で行うことができる。また、上型ロールと下型ロールとで挟圧して湾曲形状を転造加工により形成するので、プレス加工に比べて少ない成形荷重で加工できる。また、成形荷重が少ないので、上型ロールと下型ロールとのクリアランスが安定して金属エレメントの湾曲形状を高精度に形成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、無段変速機における駆動力の伝達効率やトルク容量を向上できるとともに、高負荷トルクに対しても金属エレメントに過大な負荷が掛からず、金属エレメントの耐久性を向上できる無段変速機用ベルト及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る無段変速機用ベルトにおける部分斜視図である。
【図２】図1に示す無段変速機用ベルトを駆動用シーブ及び従動用シーブに巻き掛けた状態の模式的縦断面図である。
【図３】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第1実施例における金属エレメントの上面図である。
【図４】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第1実施例における金属エレメントの正面図である。
【図５】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第1実施例における金属エレメントの背面図である。
【図６】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１金属エレメントの正面図である。
【図７】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１金属エレメントの側面図である。
【図８】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第２金属エレメントの正面図である。
【図９】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１金属エレメント及び第２金属エレメントを連結した時の側面図である。
【図１０】図1に示す無段変速機用ベルトを駆動用シーブ及び従動用シーブに巻き掛けた状態の模式的上面図である。
【図１１】図１０に示す無段変速機用ベルトにおけるＡ２部詳細図である。
【図１２】本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを矯正する方法を示す模式図である。
【図１３】本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを矯正しながら熱処理する方法を示す模式図である。
【図１４】本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを積層して矯正しながら熱処理する方法を示す模式図である。
【図１５】本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントにおける湾曲形状をロール加圧成形する方法を表す模式図である。
【図１６】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの変形例における金属エレメントの上面図である。図９に示す積層リング体の上面図である。
【図１７】従来の無段変速機用ベルトを駆動用シーブ及び従動用シーブに巻き掛けた状態の模式的縦断面図である。
【図１８】図１７に示す無段変速機用ベルトにおけるＢ部詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明に係る無段変速機用ベルト及びその製造方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
＜無段変速機用ベルトの構造＞
はじめに、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの構造について説明する。図１に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトにおける部分斜視図を示す。図２に、図1に示す無段変速機用ベルトを駆動用シーブ及び従動用シーブに巻き掛けた状態の模式的縦断面図を示す。
【００２７】
図１に示すように、無段変速機用ベルト１０は、周長の異なる複数枚の無端金属リング１２が板厚方向に密着して積層された２組の積層リング体１３と、両積層リング体１３の周方向に環状に支持された板状体からなる複数の金属エレメント１１とを備えている。なお、図１には、簡略化するため、積層リング体１３は無端金属リング１２を３枚積層したものを示しているが、無端金属リング１２の積層枚数は、これに限ることなく、例えば、９枚でも１２枚でもよい。無端金属リング１２の材質には、熱処理が可能で引張強度及び耐摩耗性に優れる鋼材、例えば、マルエージング鋼を用いることができる。無端金属リング１２の厚みは、１５０〜２００μｍ程度である。
【００２８】
金属エレメント１１は、略矩形状の胴体部１１ａと略三角形状の頭部１１ｂを有し、胴体部１１ａと頭部１１ｂとを略矩形状の首部１１ｃで連結して形成された板状体である。胴体部１１ａは、板厚が厚い厚肉部１１７と、厚肉部１１７の下方に形成されて板厚が下方に向けて徐々に薄くなる傾斜部１１８と、傾斜部１１８の下方に形成されて板厚が薄い薄肉部１１９とを備えている。胴体部１１ａの両側端には、下内方に傾斜する傾斜面が形成されている。傾斜面は、図２に示す駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳの円錐壁面と摩擦接触して駆動力を伝達する駆動伝達部１１３である。
【００２９】
首部１１ｃの左右両側には、積層リング体１３が挿入されるベルト保持溝１１４が形成されている。ベルト保持溝１１４の下端には、積層リング体１３の内周面が当接するサドル部１１２が形成されている。サドル部１１２は、胴体部１１ａの左右両方の肩（上端）に平行に形成されている。
【００３０】
頭部１１ｂの前端中央には、凸部１１５が形成され、その後端中央には、凹部１１６（図示しない）が形成されている。隣接する金属エレメント１１同士において、凸部１１５と凹部１１６が係合することによって、上下左右の位置ズレを防止している。金属エレメント１１の材質には、熱処理が可能で耐摩耗性に優れる鋼材、例えば、炭素工具鋼（ＳＫ材）を用いることができる。金属エレメント１１の厚みは、１〜２ｍｍ程度である。
【００３１】
図２に示すように、進行方向Ｔに対して前後に隣接する金属エレメント１１同士は、駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳ間の直線部ＴＤを移動するときには、互いの頭部１１ｂ同士及び厚肉部１１７同士が主に当接する。また、上記金属エレメント１１同士は、駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳに巻き掛けられた巻き掛かり部ＫＤ、ＪＤを移動するときには、互いの傾斜部１１８又は薄肉部１１９が主に当接する。金属エレメント１１は、進行方向前側の金属エレメント１１を進行方向後側の金属エレメント１１が直線部ＴＤ及び巻き掛かり部ＫＤ、ＪＤを移動するとき、それぞれの当接面で押し出すことで、駆動力を伝達している。駆動力は、駆動用シーブＫＳの入力軸Ｊ１から入力され、従動用シーブＪＳの出力軸Ｊ２から出力される。
【００３２】
（第１実施例の金属エレメント）
次に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第1実施例における金属エレメントを説明する。図３に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第1実施例における金属エレメントの上面図を示す。図４に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第1実施例における金属エレメントの正面図を示す。図５に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第1実施例における金属エレメントの背面図を示す。
【００３３】
図３に示すように、第1実施例における金属エレメント１１−１の前端及び後端は、進行方向Ｔの後方に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されている。すなわち、湾曲形状は、湾曲する山が１つで、山はベルト芯ＣＬに対して左右対称である。金属エレメント１１−１の前端の湾曲形状と後端の湾曲形状は同一であるので、金属エレメント１１−１を湾曲形状で前後に密着して重ね合わせることができる。湾曲形状は、滑らかに突出するので、金属エレメント１１−１を前後に重ね合わせた時、湾曲形状に沿ってスムーズにスライド可能である。湾曲形状の突出量は、金属エレメント１１−１の厚肉部における板厚の０．５〜２倍程度が好ましい。
【００３４】
具体的には、頭部１１ｂの前端１１ｂｆと胴体部１１ａの前端１１ａｆ、及び、頭部１１ｂの後端１１ｂｒと胴体部１１ａの後端１１ａｒが、それぞれ後方に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されている。湾曲形状は、円弧曲線又は放物曲線等の一の曲線を、ベルト芯を中心線として左右対称に配置し、上記一の曲線を中心線に沿って上下方向へ移動して形成した湾曲面である。金属エレメント１１−１の上面視では、前端と後端がそれぞれ一本の湾曲線ｗｆ、ｗｒに見える。また、前端側の湾曲線ｗｆと後端側の湾曲線ｗｒは、同一の湾曲線であって、両者は平行である。なお、金属エレメント１１−１の前端１１ｆは、頭部１１ｂの前端１１ｂｆと胴体部１１ａの前端１１ａｆを意味し、金属エレメント１１−１の後端１１ｒは、頭部１１ｂの後端１１ｂｒと胴体部１１ａの後端１１ａｒを意味する。
【００３５】
図４に示すように、胴体部１１ａの前端１１ａｆには、上方から下方に向かい厚肉部前端１１７ｆ、傾斜部前端１１８ｆ、薄肉部前端１１９ｆが順に形成されている。厚肉部前端１１７ｆ、傾斜部前端１１８ｆ、薄肉部前端１１９ｆは、それぞれ上述した一本の湾曲線ｗｆで形成された同一の湾曲面である。また、図３、図４に示すように、頭部前端１１ｂｆには、ベルト芯ＣＬにおいて、凸部１１５−１が略円柱状に前方へ突出して一体的に形成されている。凸部１１５−１の基端径は、先端径に比べて僅かに大きい。
【００３６】
図５に示すように、胴体部１１ａの後端１１ａｒには、上述した一本の湾曲線ｗｒで形成された同一の湾曲面が形成されている。金属エレメント１１が駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳ間の直線部ＴＤから巻き掛かり部ＫＤ、ＪＤに移動するとき、姿勢が前方又は後方に傾斜しても、隣接する金属エレメント１１同士の間では、一方の金属エレメント１１における少なくとも厚肉部前端１１７ｆ又は傾斜部前端１１８ｆの全体が、他方の金属エレメント１１における後端１１ａｒと均一に当接して、押し面を構成することになる。また、図３、図５に示すように、ベルト芯ＣＬにおいて、凹部１１６−１は、金属エレメント１１−１の頭部後端１１ｂｒから前方に陥没して長円状に形成されている。凹部１１６−１の長穴は、凸部１１５−１が係合した状態で、左右方向に隙間が生じる大きさである。
【００３７】
（第２実施例の金属エレメント）
次に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における金属エレメントを説明する。図６に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１のエレメントの正面図を示す。図７に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１のエレメントの側面図を示す。図８に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第２のエレメントの正面図を示す。図９に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１のエレメント及び第２のエレメントを連結した時の側面図を示す。
【００３８】
図６、図８に示すように、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における金属エレメントは、第1のエレメント１１−２と第２のエレメント１１−３とからなる。第1のエレメント１１−２及び第２のエレメント１１−３の前端及び後端が、進行方向の後方に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されていることは、上述した第1実施例における金属エレメント１１−１と共通する。ここでは、共通する箇所については、第１実施例における符号と同様の符号を使用し、その説明は原則として省略する。以下、相違点について詳述する。
【００３９】
図６、図７に示すように、第１のエレメント１１−２における頭部１１ｂの前端１１ｂｆ及び後端１１ｂｒには、第1の貫通孔１１５−２がベルト芯ＣＬ上で面直方向に穿設されている。また、第1の貫通孔１１５−２には、頭部１１ｂの板厚より軸長が長い円柱状の軸体１１５−３が圧入されている。軸体１１５−３は、頭部１１ｂの前端１１ｂｆ及び後端１１ｂｒから進行方向前後へ均等に突出している。軸体１１５−３の突出量は、第２のエレメント１１−３の頭部板厚の１／３以上、１／２未満が好ましい。
【００４０】
図８、図９に示すように、第２のエレメント１１−３における頭部１１ｂの前端１１ｂｆ及び後端１１ｂｒには、軸体１１５−３と係合する第２の貫通孔１１６−２がベルト芯ＣＬ上で面直方向に穿設されている。第２の貫通孔１１６−２は、左右方向に長い長径を有する長穴状の貫通孔である。第２の貫通孔１１６−２の短径は、軸体１１５−３の外径と同一である。また、第1のエレメント１１−２と第２のエレメント１１−３とが、進行方向に対して前後で交互に配列されている。
【００４１】
＜無段変速機用ベルトの動作＞
次に、本実施形態に係る無段変速機用ベルトの動作について説明する。図１０に、図1に示す無段変速機用ベルトを駆動用シーブ及び従動用シーブに巻き掛けた状態の模式的上面図を示す。図１１に、図１０に示す無段変速機用ベルトにおけるＡ２部詳細図を示す。
【００４２】
図１０に示すように、無段変速機２０は、駆動用シーブＫＳと従動用シーブＪＳと無段変速機用ベルト１０とを備えている。駆動用シーブＫＳは、軸方向の位置が固定された駆動用固定シーブＫＳ１と、軸方向の位置が矢印Ｓ１の方向に移動する駆動用可動シーブＫＳ２とを備えている。従動用シーブＪＳは、軸方向の位置が固定された従動用固定シーブＪＳ１と、軸方向の位置が矢印Ｓ２の方向に移動する従動用可動シーブＪＳ２とを備えている。無段変速機用ベルト１０は、駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳに巻き掛けられている。無段変速機用ベルト１０における金属エレメント１１の前端１１ｆ及び後端１１ｒは、進行方向の後方（矢印Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と反対方向）に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されている。金属エレメント１１の前端１１ｆは、頭部１１ｂの前端１１ｂｆと胴体部１１ａの前端１１ａｆを意味し、金属エレメント１１の後端１１ｒは、頭部１１ｂの後端１１ｂｒと胴体部１１ａの後端１１ａｒを意味するが、図１０及び図１１では、簡略化するため、胴体部１１ａの前端１１ａｆと胴体部１１ａの後端１１ａｒのみを表示している。
【００４３】
まず、駆動用可動シーブＫＳ２を矢印Ｓ１の方向に移動して、無段変速機用ベルト１０の駆動用シーブＫＳへの巻き掛かり部ＫＤにおける回転半径を調整する。また、従動用可動シーブＪＳ２を矢印Ｓ２の方向に移動して、無段変速機用ベルト１０の従動用シーブＪＳへの巻き掛かり部ＪＤにおける回転半径を調整する。両回転半径の比率によって、無段変速機２０の変速比が設定される。変速比が大きいと、駆動用シーブＫＳへの巻き掛かり部ＫＤにおけるベルト芯ＫＣＬと、従動用シーブＪＳへの巻き掛かり部ＪＤにおけるベルト芯ＪＣＬとの軸方向の位置ズレ量Ｑが増大する。
【００４４】
図示しない駆動源からの駆動力を受けて、駆動用シーブＫＳが回転することによって、無段変速機用ベルト１０の金属エレメント１１は、進行方向（矢印Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の方向）に移動する。位置ズレ量Ｑが増大すると、駆動用シーブＫＳへの巻き掛かり部ＫＤにおける金属エレメント１１の進行方向Ｔ１に対する駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳ間の直線部ＴＤにおける金属エレメント１１の進行方向Ｔ３の傾斜角が増大する。同様に、位置ズレ量Ｑが増大すると、従動用シーブＪＳへの巻き掛かり部ＪＤにおける金属エレメント１１の進行方向Ｔ２に対する駆動用シーブＫＳ及び従動用シーブＪＳ間の直線部ＴＤにおける金属エレメント１１の進行方向Ｔ３の傾斜角が増大する。
【００４５】
上記傾斜角が増大しても、図１０、図１１に示すように、金属エレメント１１の胴体部１１ａの前端１１ａｆ及び後端１１ａｒが、進行方向の後方に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されているので、金属エレメントは、駆動用シーブＫＳ又は従動用シーブＪＳと接触又は離間する箇所（Ａ１、Ａ２の範囲）において、湾曲形状に沿った方向（矢印Ｚの方向）へ少しずつスライドしながら連続的に傾斜する。また、湾曲形状は、ベルト芯ＣＬ（ＫＣＬ、ＪＣＬ）に対して左右対称であるので、金属エレメント１１は、隣接する金属エレメント１１からベルト芯ＣＬに対して左右均等の押し力を受ける。そのため、金属エレメント１１は、互いにベルト芯ＣＬが一致する方向に、湾曲形状に沿ってスライドする。したがって、隣接する金属エレメント１１同士は、当接面となる湾曲形状全体で押し力が左右均等に作用した状態を保持することができる。その結果、隣接する金属エレメント１１同士の間において、一つ一つの傾斜角Ｘの大きさを大幅に減少させることができる。
【００４６】
＜無段変速機用ベルトの製造方法＞
次に、他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの製造方法を説明する。本他の実施形態における無段変速機用ベルトの製造方法には、第１の製造方法と、第２の製造方法とがある。無段変速機用ベルトの金属エレメントは、板状の素材を所定の形状に打ち抜き加工する工程（ファインブランキング工程）、打ち抜き加工時のバリ取りを行う第１バレル工程、凸部等を形成する面形状加工工程、焼入れ処理を行う熱処理工程、角部にＲ付けを行う第２バレル工程等を経て製造されるが、本願における無段変速機用ベルトの製造方法の特徴は、面形状加工工程又は熱処理工程である。ここでは、本願の特徴とする面形状加工工程又は熱処理工程に絞って説明する。
【００４７】
（第１の製造方法）
はじめに、第１の製造方法を説明する。図１２に、本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを矯正する方法を示す模式図を示す。図１３に、本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを矯正しながら熱処理する方法を示す模式図を示す。図１４に、本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを積層して矯正しながら熱処理する方法を示す。
【００４８】
図１２に示すように、第１の製造方法は、金属エレメント１１の前端１１ｆ及び後端１１ｒの内、後端１１ｒ側をベルト芯に対して左右方向へ所定距離を離した位置で支持する一対の受け部３１、３２と、前端１１ｆ側をベルト芯上で押圧する押圧部３３を有する矯正治具３を備えている。受け部３１、３２及び押圧部３３は、それぞれ円柱状の外周面を有している。受け部３１、３２の外周面は、金属エレメント１１の頭部後端１１ｂｒ及び胴体部後端１１ａｒと左右均等に当接する。押圧部３３の外周面は、ベルト芯上で金属エレメント１１の頭部前端１１ｂｆ及び胴体部前端１１ａｆと均等に当接する。押圧部３３の外周面は、胴体部前端１１ａｆの厚肉部前端１１７ｆ、傾斜部前端１１８ｆ、薄肉部前端１１９ｆに沿うように形成されている。
【００４９】
図１３に示すように、金属エレメント１１は、矯正治具３で面直方向（矢印Ｐの方向）に挟圧した状態で、熱処理用炉４の中に所定時間、保持される。金属エレメント１１は、熱処理時の加熱により軟化され、所定の方向に湾曲面が形成される。熱処理用炉４の熱エネルギーを活用することによって、矯正治具３の矯正荷重は、常温で矯正する方法より低減することができ、矯正治具３の簡素化を可能とする。加熱して矯正することで、湾曲形状形成後のスプリングバックも生じにくい。したがって、金属エレメント１１の湾曲形状を高精度に形成できる。また、熱処理と湾曲形状の形成を同時に行うので、金属エレメントの生産性を向上することができる。
【００５０】
図１４に示すように、金属エレメント１１は、複数枚積層して第２の矯正治具３Ｂで挟圧した状態で、熱処理してもよい。第２の矯正治具３Ｂが、金属エレメント１１の前端１１ｆ及び後端１１ｒの内、後端１１ｒ側をベルト芯に対して左右方向へ所定距離を離した位置で支持する一対の受け部３１、３２と、前端１１ｆ側をベルト芯上で押圧する押圧部３３を有する点は、前述した矯正治具３と同様である。第２の矯正治具３Ｂには、更に、積層した金属エレメント１１の左右方向から圧縮荷重Ｐ２、Ｐ３を作用させる圧縮部３４、３５を備えている点が相違する。圧縮部３４、３５から圧縮荷重Ｐ２、Ｐ３を作用させることによって、金属エレメント１１の湾曲形状をより一層効果的に形成することができる。また、圧縮荷重Ｐ２、Ｐ３を金属エレメント１１の駆動伝達部１１３に対して鉛直方向から作用させることによって、金属エレメント１１の駆動伝達部１１３が進行方向と平行となり、無段変速機２０における駆動力の伝達効率が向上する。
【００５１】
（第２の製造方法）
次に、第２の製造方法を説明する。図１５に、本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントにおける湾曲形状をロール加圧成形する方法を表す模式図を示す。図１５（ａ）に、金属エレメントの投入前におけるロール成形型の断面図を示し、図１５（ｂ）に、金属エレメントの投入時におけるロール成形型の断面図を示し、図１５（ｃ）に、金属エレメントの成形後におけるロール成形型の断面図を示す。
【００５２】
図１５（ａ）に示すように、第２の製造方法は、金属エレメント１１における湾曲形状をロール加圧成形するため、円柱状の外周面を有する上型ロール５１と、円柱状の外周面に金属エレメントの湾曲形状を形成できる凹溝５２１を有する下型ロール５２とからなるロール成形型５を備えている。上型ロール５１及び下型ロール５２は、上下に当接した状態で、それぞれ矢印Ｒの方向に回転する。上型ロール５１と下型ロール５２の回転軸には、上下方向に所定の成形荷重を作用させている。
【００５３】
図１５（ｂ）に示すように、下型ロール５２の凹溝５２１内には、外形形状の輪郭を打ち抜き加工され、頭部１１ｂの凸部１１５及び図示を略す凹部１１６を押出し加工された金属エレメントの中間品１１ｗを挿入する。金属エレメントの中間品１１ｗは、頭部１１ｂの凸部１１５が凹溝５２１に嵌り込むことによって、凹溝５２１内で位置決めされる。
【００５４】
図１５（ｃ）に示すように、下型ロール５２の凹溝５２１内で位置決めされた金属エレメントの中間品１１ｗは、上型ロール５１及び下型ロール５２がそれぞれ矢印Ｒの方向に回転することによって挟圧して、所定の湾曲形状を形成する。上記ロール成形型５によれば、円柱状の外周面を有する上型ロール５１と、円柱状の外周面に湾曲形状を形成できる凹溝５２１を有する下型ロール５２とを備えているので、下型ロール５２の凹溝５２１内に金属エレメントの中間品１１ｗを簡単に挿入できて、金属エレメント１１における湾曲形状の形成を短時間で行うことができる。また、上型ロール５１と下型ロール５２とで挟圧して湾曲形状を転造加工により形成するので、プレス加工に比べて少ない成形荷重で加工できる。また、成形荷重が安定して金属エレメント１１の湾曲形状を高精度に形成することができる。
【００５５】
本実施形態及び本他の実施形態に係る発明によれば、無段変速機２０における駆動力の伝達効率やトルク容量を向上できるとともに、高負荷トルクに対しても金属エレメント１１に過大な負荷が掛からず、金属エレメント１１の耐久性を向上できる無段変速機用ベルト１０及びその製造方法を提供することができる。
【００５６】
なお、上述した本実施形態及び本他の実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することができる。例えば、本実施形態では、第１実施例の金属エレメント１１−１、及び、第２実施例の第１のエレメント１１−２、第２のエレメント１１−３は、それぞれの前端及び後端が、進行方向の後方に滑らかに突出する単一の湾曲形状に形成されている。しかし、湾曲形状の突出する方向は、これに限ることはなく、例えば、図１６に示すように、金属エレメント１１Ｂは、進行方向の前方（矢印Ｔの方向）に滑らかに突出する単一の湾曲形状とすることもできる。湾曲形状が突出する向きを逆転しても、金属エレメント１１Ｂは、駆動用シーブＫＳ又は従動用シーブＪＳと接触する箇所において、湾曲形状に沿った方向へ少しずつスライドしながら連続的に傾斜する動作に関しては、略共通する。そのため、隣接する金属エレメント１１Ｂ同士は、当接面となる湾曲形状全体で押し力が作用した状態を保持することができ、隣接する金属エレメント１１Ｂ同士の間において、一つ一つの傾斜角Ｘの大きさを大幅に減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、前後に配列した複数の金属エレメントを積層リング体で環状に支持してなり、駆動用シーブと従動用シーブとに巻き掛けられ、両シーブ間で駆動力を伝達する無段変速機用ベルト及びその製造方法として利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
３：矯正治具、４：熱処理炉
５：ロール成形型、１０：無段変速機用ベルト
１１、１１Ｂ：金属エレメント
１２：無端金属リング、１３：積層リング体
１１−１：金属エレメント、１１−２：第１のエレメント
１１−３：第２のエレメント
１１ａ：胴体部、１１ｂ：頭部、１１ｃ：首部
１１ｆ：金属エレメントの前端、１１ｒ：金属エレメントの後端
１１ｂｆ：頭部の前端、１１ｂｒ：頭部の後端
３１、３２：受け部、３３：押圧部
５１：上型ロール、５２：下型ロール
１１５：凸部、１１６：凹部
１１５−２：第１の貫通孔、１１５−３：軸体
１１６−２：第２の貫通孔 
５２１：凹溝
【図１】
2014080517.tif 000003
【図２】
2014080517.tif 000004
【図３】
2014080517.tif 000005
【図４】
2014080517.tif 000006
【図５】
2014080517.tif 000007
【図６】
2014080517.tif 000008
【図７】
2014080517.tif 000009
【図８】
2014080517.tif 000010
【図９】
2014080517.tif 000011
【図１０】
2014080517.tif 000012
【図１１】
2014080517.tif 000013
【図１２】
2014080517.tif 000014
【図１３】
2014080517.tif 000015
【図１４】
2014080517.tif 000016
【図１５】
2014080517.tif 000017
【図１６】
2014080517.tif 000018
【図１７】
2014080517.tif 000019
【図１８】
2014080517.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月6日(2015.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る無段変速機用ベルトにおける部分斜視図である。
【図２】図１に示す無段変速機用ベルトを駆動用シーブ及び従動用シーブに巻き掛けた状態の模式的縦断面図である。
【図３】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第１実施例における金属エレメントの上面図である。
【図４】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第１実施例における金属エレメントの正面図である。
【図５】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第１実施例における金属エレメントの背面図である。
【図６】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１金属エレメントの正面図である。
【図７】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１金属エレメントの側面図である。
【図８】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第２金属エレメントの正面図である。
【図９】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの第２実施例における第１金属エレメント及び第２金属エレメントを連結した時の側面図である。
【図１０】図１に示す無段変速機用ベルトを駆動用シーブ及び従動用シーブに巻き掛けた状態の模式的上面図である。
【図１１】図１０に示す無段変速機用ベルトにおけるＡ２部詳細図である。
【図１２】本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを矯正する方法を示す模式図である。
【図１３】本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを矯正しながら熱処理する方法を示す模式図である。
【図１４】本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントを積層して矯正しながら熱処理する方法を示す模式図である。
【図１５】本他の実施形態に係る無段変速機用ベルトの金属エレメントにおける湾曲形状をロール加圧成形する方法を表す模式図である。
【図１６】本実施形態に係る無段変速機用ベルトの変形例における金属エレメントの上面図である。
【図１７】従来の無段変速機用ベルトを駆動用シーブ及び従動用シーブに巻き掛けた状態の模式的縦断面図である。
【図１８】図１７に示す無段変速機用ベルトにおけるＢ部詳細図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2014080517.tif 000021
【国際調査報告】
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2014080517.tif 000023
2014080517.tif 000024
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