(57)【要約】　　　（修正有）【課題】コストを高くすることなく既知ベルトの作動寿命を延ばす。【解決手段】少なくとも一つの連続バンド１１と、この連続バンド１１の長手方向に沿って係合する板状横断素子２０の列とを備えた駆動ベルト３で、連続バンド１１は横断方向でクラウニング曲率半径Ｒcrownで湾曲し、切断したとき連続バンド１１が長手方向で湾曲するときのカーリング曲率半径Ｒcurlを決めるように内部応力分布を与える。カーリング曲率半径Ｒcurlと最小曲率半径Ｒminとの比Ｒcurl／Ｒmin、予備曲げ係数ｆPBは次式を満足する。ｆPB＝（δi＋δo）／δo　δi：純粋な長手方向の曲げによる応力がゼロであるバンド１１の横断面の中立線ＮＬと最も内側の表面１２との間の半径方向における最大垂直距離。δo：前記中立線ＮＬと最も外側の表面１３との間の半径方向における最大垂直距離。【選択図】図９
2004125173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　半径方向内方に向いた表面（１２）と半径方向外方に向いた表面（１３）とを有する少なくとも一つの連続バンド（１１）と、この連続バンド（１１）の長手方向に沿って滑動するよう連続バンド（１１）に係合している板状横断素子（２０）の列とを備えており、前記連続バンド（１１）は横断方向でクラウニング曲率半径Ｒcrownで湾曲しており、そして切断したとき連続バンド（１１）が長手方向に湾曲するカーリング曲率半径Ｒcurlを決める内部残留応力分布を前記連続バンド（１１）に与え、それにより作動中連続バンド（１１）はそれの長手方向に最小曲率半径Ｒminで曲がることができ、そしてカーリング曲率半径Ｒcurlと最小曲率半径Ｒminとの比Ｒcurl/Ｒminが予備曲げ係数ｆPBを決めて、連続可変伝達比を実現するトランスミッションの駆動ベルトにおいて、
　前記予備曲げ係数ｆPBが、次の式を満足させることを特徴とする駆動ベルト（３）。
　　　　ｆPB＝（δi＋δo）／δo
　ここで、δiは、純粋な長手方向の曲げによる応力がゼロである連続バンド（１１）の横断面の中立線ＮＬとバンド（１１）の半径方向で最も内側の表面（１２）との間の半径方向における最大垂直距離であり、そしてδoは、前記中立線ＮＬとバンド（１１）の半径方向で最も外側の表面（１３）との間の半径方向における最大垂直距離である。
【請求項２】
　連続バンド（１１）が長手方向に真直ぐにされて引っ張られて測定されたとき、横断方向における連続バンド（１１）の曲率半径Ｒcrownが５０mmと１０００mmの間、好ましくは５０mmと２５０mmの間の範囲内にある値であることを特徴とする請求項１に記載の駆動ベルト（３）。
【請求項３】
　予備曲げ係数ｆPBが２．１５と２．４５の間の範囲内にある値であることを特徴とする請求項２に記載の駆動ベルト（３）。
【請求項４】
　半径方向内方に向いた表面（１２）と半径方向外方に向いた表面（１３）とを有する少なくとも一つの連続バンド（１１）と、この連続バンド（１１）の長手方向に沿って滑動するよう連続バンド（１１）に係合している板状横断素子（２０）の列とを備えており、前記連続バンド（１１）は横断方向でクラウニング曲率半径Ｒcrownで湾曲しており、そして切断したとき連続バンド（１１）が長手方向に湾曲するカーリング曲率半径Ｒcurlを決める内部残留応力分布を前記連続バンド（１１）に与え、それにより作動中連続バンド（１１）はそれの長手方向に最小曲率半径Ｒminで曲がることができ、そしてカーリング曲率半径Ｒcurlと最小曲率半径Ｒminとの比Ｒcurl/Ｒminが予備曲げ係数ｆPBを決めて、連続可変伝達比を実現するトランスミッションの駆動ベルト（３）において、
　前記予備曲げ係数ｆPBが、次の式を満足させることを特徴とする駆動ベルト（３）。
　　ｆPB＝{(１＋Ｃ／Ｒcrown)・δi＋δo}/δo　　　　（１１）
　ここで、Ｃは４０と８０との間の範囲内の値である定数であり、δiは、純粋な長手方向の曲げによる応力がゼロである連続バンド（１１）の横断面の中立線ＮＬとバンド（１１）の半径方向で最も内側の表面（１２）との間の半径方向における最大垂直距離であり、そしてδoは、前記の中立線ＮＬとバンド（１１）の半径方向で最も外側の表面（１３）との間の半径方向における最大垂直距離である。
【請求項５】
　連続バンド（１１）を長手方向に真直ぐにして引っ張って測定したとき横断方向における連続バンド（１１）の曲率半径Ｒcrownが５０mmと２５０mmの間の範囲内にある値であることを特徴とする請求項４に記載の駆動ベルト（３）。
【請求項６】
　予備曲げ係数ｆPBが２．４０と３．６０の間の範囲内にある値であることを特徴とする請求項５に記載の駆動ベルト（３）。
【請求項７】
　半径方向内方に向いた表面（１２）と半径方向外方に向いた表面（１３）とを有する少なくとも一つの連続バンド（１１）と、この連続バンド（１１）の長手方向に沿って滑動するよう連続バンド（１１）に係合している板状横断素子（２０）の列とを備えており、前記連続バンド（１１）は横断方向でクラウニング曲率半径Ｒcrownで湾曲しており、そして切断したとき連続バンド（１１）が長手方向に湾曲するカーリング曲率半径Ｒcurlを決める内部残留応力分布を前記連続バンド（１１）に与え、それにより作動中連続バンド（１１）はそれの長手方向に最小曲率半径Ｒminで曲がることができ、そしてカーリング曲率半径Ｒcurlと最小曲率半径Ｒminとの比Ｒcurl/Ｒminが予備曲げ係数ｆPBを決めて、連続可変伝達比を実現するトランスミッションの駆動ベルト（３）において、
　前記予備曲げ係数ｆPBが、次の式を満足させることを特徴とする駆動ベルト（３）
　　ｆPB＝｛（ｆi／ｆo）・δi＋δo｝／δo
　ここで、ｆiは、連続バンド（１１）が真直ぐとされたとき非破壊曲げによる半径方向最内側の表面（１２）における最大引っ張り応力の相対的増加を定める応力係数であり、ｆoは、連続バンド１１が長手方向で最小曲率半径Ｒminで曲げられたとき非破壊曲げによる半径方向最外側の表面（１３）における最大引っ張り応力の相対的増加を定める応力係数であり、δiは、純粋な長手方向の曲げによる応力がゼロである連続バンド（１１）の横断面の中立線ＮＬとバンド（１１）の半径方向で最も内側の表面（１２）との間の半径方向における最大垂直距離であり、そしてδoは、前記中立線ＮＬとバンド（１１）の半径方向で最も外側の表面（１３）との間の半径方向における最大垂直距離である。
【請求項８】
　請求項１ないし７の何れかに記載の駆動ベルト（３）と、テーパ付きの円環形状であって可変幅の溝をそれぞれが形成している２つのプーリー（１，２）を備え、前記溝に駆動ベルト（３）の長手方向に湾曲している部分が嵌っており、それによりトランスミッションの作動中その湾曲部分が長手方向に最小曲率半径Ｒminで曲がっていることを特徴とした連続可変トランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、特許請求の範囲の請求項１の導入部分に記載の駆動ベルトに係るものである。さらに、本発明はそのような駆動ベルトを使用している連続可変トランスミッションに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
　本発明に係るタイプの駆動ベルトは、特に自動車のエンジンと負荷との間で連続的に変化する速度とトルク比で機械力を伝達する連続可変トランスミッションに使用することで一般に知られている。そのような駆動ベルトは欧州特許ＥＰ-Ｂ-０．２７９．６４５明細書にも記載されている。この既知の駆動ベルトは２つの無端キャリヤーと駆動ベルトの長手方向に直交して相互に平行に配置されている板状の横断素子の列とから構成されていて、その連続バンドは横断素子のスロットに嵌められていて、バンドの長手方向に自由に横断素子は滑動できるようになっている。典型的にはキャリヤーは何枚も同心的に積み重ねた連続バンドの積層物である。こうすることによりキャリヤーはかなりの引張り強度を持ちながら、それの長手方向に比較的容易に屈曲できる。
【０００３】
　可変巾のＶ溝を形成する２つのプーリーディスクをそれぞれが有している２つのプーリーを回転するよう連続可変トランスミッションは接続しているのであるが、そのようなトランスミッションに使用すると言うことで、既知の駆動ベルトは作動中張力、曲げそして伸張を受けて高い内部応力（ストレス）を生じる。この内部応力はプーリーの回転速度とトランスミッションにかかるトルクとによって変わる。ベルトの軌道は一方のプーリーから他方のプーリーへ向かう２つの長手方向の直線部分と、プーリーのディスクの間を走る２つの長手方向に曲げられた湾曲部分とを含み、このベルトの湾曲部分の軌道は２つのプーリーのそれぞれの曲率半径で決まり、その半径がトランスミッションの伝達比を決めている。作動中の張力、曲げそして伸張の結果として、連続バンドの半径方向で内側の表面近くに生じる応力（ストレス）はトランスミッション内での駆動ベルトの作動中、バンドが引き伸ばされるときの最大（正の、もしくは引っ張りの）応力レベルとバンドが曲げられるときの最小（負の、もしくは圧縮の）応力レベルとの間で周期的に変化する。これら最大レベルと最小レベルとはバンドの半径方向で外側の表面近くで逆順で生じる。このような周期的変化により駆動ベルトは損壊する。疲労亀裂によるベルト損壊を最小にするため、または疲労し難くすることによりできるだけベルトの寿命を延ばすため既知の連続バンドは予め曲げておく、すなわち、製作時に内部に残留応力分布を始めから与えられる。一般には、そのような予備曲げは、同時に回転され、引き離される２つのローラーにバンドを巻きつけてバンドを塑性変形させることにより実現できる。そのローラーの直径が初期残存応力の分布を大体決めている。予備曲げプロセスはバンド・キャリブレーション・プロセスと言うこともある。バンドの円周長も決めるからである。
【０００４】
　この既知技術によれば、駆動ベルトの作動中連続バンドの内側に向いた表面近くの最大引っ張り応力と外側に向いた表面近くの最大引っ張り応力とが等しくなり、全体の最大引っ張り応力が最小となるように内部残留応力を分布させるのが好ましい。連続バンドの内部残留応力分布が、トランスミッション内での作動中屈曲する最小曲率半径の二倍の曲率半径で連続バンドを長手方向に屈曲させるような力による応力分布と一致するとき前述の最適状態が生じることが知られている。例えば連続バンドを切断したときに、内部残留応力分布の影響で、その連続バンドが湾曲するときの曲率半径をカーリング(縮れ)半径と言う。欧州特許ＥＰ-Ｂ-０．２８３．３０３明細書に記載のようにそのような連続バンドの初期残留応力分布とカーリング半径とはバンドを直交方向で切断することにより、そしてその切断した連続バンドがとる長手方向の形の曲率半径を測定することにより求められる。
【０００５】
　かくして既知技術によれば、所望のカーリング半径は、駆動ベルトを使用したトランスミッションの正常動作において無端バンドが屈曲する最小曲率半径の二倍とされている。
【０００６】
　一般に言って、そして少なくとも乗用車に使用する駆動ベルトについては、作動中生じるそのような最小曲率半径は駆動ベルトの最小の物理的曲率半径にかなり正確に一致する。この駆動ベルトの最小の物理的曲率半径は、隣接し、相互に接触している横断素子の、駆動ベルトの長手方向における寸法、あるいは特定した素子厚さと組み合わせて、駆動ベルトの軸周りの最大の相互回動（相互傾斜）量を限定するそれらテーパ付き端部を有する横断素子によって決まる。勿論、この後の方の最小半径は、乗用車におけるような典型的な駆動ベルトの（自動車における）使用ではいくらか、すなわち１０％程度作動中実際に生じる最小曲率半径よりも小さくなっていて、トランスミッションの伝達比の全範囲が実現される。
【０００７】
　ベルトの長手方向の湾曲軌道において、場所によって連続バンドの最小曲率半径は、いわゆる多角形効果のためそのような軌道に沿うバンドの平均曲率半径よりも小さいことが認められている。この多角形効果は駆動ベルトの設計に関係し、図３を参照してさらに後述される。
【特許文献１】欧州特許ＥＰ-Ｂ-０．２７９．６４５明細書
【特許文献２】欧州特許ＥＰ-Ｂ-０．２８３．３０３明細書
【特許文献３】欧州特許出願ＥＰ-Ａ-１．１１１．２７１明細書
【特許文献４】欧州特許出願ＥＰ-Ａ-０．９０５．８３０明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
　前記のカーリング半径で予備曲げさせた連続バンドは駆動ベルトに最長寿命を与える筈であるが、実際には今のベルトは、疲労損壊の結果として、理論的に期待されるより早期に損壊する傾向がある。その疲労損壊はバンドの半径方向内側の表面近くで主として始まるのは驚きである。従って、現在使用されているベルトはそれらの公称トルク伝達能に比して大きめにつくられており、そのことは既知技術で理論的に必要とされているよりも大きな横断面積を無端ベルトに持たせていると言うことである。このような大きな横断面積は連続バンドにおける最大引っ張り内力を減少させるので好ましく、そうするには例えばキャリヤーに加える連続バンドの数を増大させるか、キャリヤーの直交巾を増大させるかすればよい。これらの手法はコストを高くし、ベルトのサイズを大きくし、そのため原則としては好ましくはない。
【０００９】
　本発明の目的はコストを高くすることなく既知ベルトの作動寿命を延ばすことであり、または所与の公称トルク伝達能に対して駆動ベルトのコストを下げることである。本発明によればこの目的は特許請求の範囲の請求項１に記載の駆動ベルトによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　本発明の重要な特徴は、ベルト設計においてキャリヤーの連続バンドが正確に矩形断面を有するのではなく、そのようなバンドの横断面が、少なくとも長手方向に真直ぐにされているとき弧状とすることにある。弧状の半径はクラウニング半径と称する。欧州特許出願ＥＰ-Ａ-１．１１１．２７１明細書においてそのような弧状の意義が論じられている。また、この欧州特許出願ＥＰ-Ａ-１．１１１．２７１明細書から知ることは、駆動ベルトの使用中にバンドのクラウニング半径を変える非破壊曲げと呼ぶ現象をバンドが呈するということである。
【００１１】
　さらに、本発明における洞察として、クラウニング半径と言うパラメーターと非破壊曲げによるそれの変化のバンドの内部応力分布に対する実質的影響を以下に述べるように本発明により分析し、図解していることである。本発明ではこの影響を考慮して駆動ベルトの作動中半径方向内側表面近くの最大引っ張り応力と半径方向外側表面近くの最大引っ張り応力とが等しく、従って全体の最大引っ張り応力が最小となるようにしている。かくして、本発明の駆動ベルトは、バンドのクラウニング半径を都合よく考慮して、最適の内部応力分布と、そして疲労亀裂に対する抵抗力とを与えられた連続バンドを組込んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
　本発明の他の特徴は以下の添付図を参照しての実施例の説明から理解されよう。
【実施例１】
【００１３】
　図１はトランスミッションの概略を描いた斜視図であり、使用している本発明の駆動ベルト３は多数の横断素子２０を備え、それらは無端ベルト１０に取りつけられており、素子２０はキャリヤー１０の上をそれの長手方向に沿って滑動できる。トランスミッションは２つのプーリー１，２を備え、それぞれ可変巾の実質的にテーパ付けされた円環状の溝を形成しており、駆動ベルト３の長手方向の湾曲部が嵌っている。この図で駆動ベルト３は第一のプーリー１内で最も屈曲している、すなわち、長手方向に最小の曲率半径Ｒminにて曲がっており、それはプーリー１と２の間で直線部となって横切っている。このタイプのトランスミッションとそれの動作は従来の技術においてよく知られている。
【００１４】
　図２は駆動ベルト３の長手方向で見た横断面図である。この図は横断素子２０の正面図でもあり、そしてキャリヤー１０の横断面図でもある。キャリヤー１０はこの駆動ベルト３の実施例では２つの部分から成り、それぞれは横断素子２０の側方の窪みに取りつけられた連続バンド１１から成る。しかし、通常実際には、キャリヤーの各部分は、何枚もの組合せたバンド１１から構成されている。素子２０は、トランスミッションの作動中、側面２１を介してプーリー１及び２と接触する。
【００１５】
　図３は最小曲率半径Ｒminのところでのいわゆる多角形効果の影響を示しており、作動中そこでは長手方向で連続バンド１１は曲げられ、そして張力Ｆtenを受ける。図３から、プーリーのディスク間を走る長手方向での駆動ベルト３が曲げられた軌道部分にある時、バンド１１を支えている限られた数の横断素子２０の所為で、前記最小曲率半径Ｒminは、幾らか、１０％程度、ベルト３の平均曲率半径より、すなわち湾曲軌道に沿って滑らかに連続的に湾曲しているとして求めたバンド１１の曲率半径より小さくなっていることが判る。本発明では、連続バンド１１の最小曲率半径Ｒminが湾曲軌道に沿う平均曲率半径よりも局所的に小さいと言うこの現象が最適設計のために考慮される。
【００１６】
　図４は、半径方向内側に向いた表面１２と半径方向外側に向いた表面１３とを有する連続バンド１１の予備曲げプロセスを説明する概略側面図であり、このプロセスはバンド１１に内部残留応力分布を与える。この予備曲げプロセスにおいて、同時に回転する２つのローラー４の周りにバンド１１を取りつけて、ローラーを矢印Ｆにより示すように相互に離してバンド１１を塑性変形させる。それ故、ローラー４の直径Ｄが初期残留応力の分布を決め、その分布は、バンド１１を直交して切断したときバンド１１の長手方向で湾曲する曲率半径、すなわちカーリング半径Ｒcurlによって表される。製作許容のためこのカーリング半径Ｒcurlはバンドの円周に沿って事実変化することが認められている。しかしながら、そのような場合本発明はカーリング半径Ｒcurlの平均値を採る。
【００１７】
　図５は、長手方向の曲げによる内部応力分布を示しており、予備曲げ連続のバンド１１を図２の矢印Ａの方向で見た側面図であって３つの状態を長手方向の屈曲量、すなわちそれらの曲率で見せている。図４でσPBは予備曲げプロセスで生じた最大の内部残留引っ張り応力と圧縮応力とを示している。中立線ＮＬは曲げによる応力がゼロである線を示す。この線の両側では応力は逆符号となり、引っ張りから圧縮へ変わっていく。中立線は純粋に長手方向の応力、すなわち予備曲げ応力に関しており、トランスミッション作動中に存在する引っ張り応力成分と他の応力成分とはもしあってもここでは考慮していない。本発明でこのように単純化してもよいのは前記他の応力成分は、高さＨ、すなわち連続バンド１１の半径方向において多少とも対称的に分布していることを考慮されるからである。
【００１８】
　第一状態Ａにおいて、連続バンド１１の曲率はカーリング半径Ｒcurlに一致し、それにより半径方向内側の表面、すなわち内面１２における圧縮応力（内部繊維応力と言う）と、半径方向外側の表面、すなわち外面１３における圧縮応力（外部繊維応力と言う）とは等しく、そして比較的小さい。第二状態Ｂにおいて、バンド１１は真直ぐとされ、これはプーリー１及び２の間の駆動ベルト３の部分を表している。この状態では内部繊維応力は、正、すなわち引っ張り応力であり、そして外部繊維応力は、負、すなわち圧縮であって、それにより絶対内部繊維応力レベルは総合的最大レベルとなる。第三の状態Ｃにおいて、バンド１１は長手方向で最小曲率半径Ｒminで湾曲しており、この湾曲はトランスミッション内での駆動ベルト３の作動中生じる。この状態では外部繊維応力は引っ張り応力であり、内部繊維応力は圧縮応力であり、それにより絶対的な外部繊維応力レベルは総合的最大レベルである。
【００１９】
　既知技術によれば総合的な最大内部繊維応力レベルは、予備曲げ連続バンド１１を曲げただけの結果として内部繊維１２に生じる予備圧縮応力−σPBと引っ張り応力σBSとの和であり、この後の応力σBSは次の式により簡単なビーム曲げ理論によって概算できる。
　　δBS＝（δ・Ｅ）／Ｒcurl　　　　（１）
　この式（１）において、δは連続バンド１１の高さの半分、すなわち、内部繊維１２と外部繊維１３との間の半径方向の距離の半分であり、Ｅはヤング弾性係数である。
【００２０】
　総合的な最大外部繊維応力レベルは、予備圧縮応力−σPBと、予備曲げ連続バンド１１を真直ぐにした結果だけで式（１）で与えられる内部繊維に生じる圧縮応力−σBSと、そのような最初真直ぐなバンド１１を最小曲率半径Ｒminに曲げた結果だけで外部繊維１３に生じる引っ張り応力σBMとの和であり、この引っ張り応力σBMは次式で与えられる。
　　σBM＝（δ・Ｅ）／Ｒmin　　　　（２）
【００２１】
　既知技術では、最大外部繊維応力レベルと最大内部繊維応力レベルとはそれらが等しいとき、すなわち次式を解くことにより最小となって好都合である。
　　−σPB＋σBS＝−σPB−σBS＋σBM　　　　（３）
【００２２】
　式（１）と（２）とを式（３）に代入することにより次式が得られる。
　　−σPB−(δ・Ｅ)/Ｒcurl＝−σPB＋(δ・Ｅ)/Ｒcurl−(δ・Ｅ)/Ｒmin　　　（４）
【００２３】
この式（４）を解くことにより、最大応力レベルの最小化と疲労抵抗の最適化とについての連続バンド１１の最適カーリング半径が求めれる。
　　Ｒcurl＝ｆPB・Ｒmin　　　　（５）
ここで、ｆPBは予備曲げ係数であり、２に等しい。
【００２４】
　上述の理論はそれ自体有効であるけれども、今の駆動ベルト設計にとってその疲労寿命は予測どおりではないことが判った。従って、本発明の目的としてさらに作動中の連続バンド１１の挙動を解析していくことになる。その解析において、バンド１１へ与えたクラウニング半径Ｒcrownが、非破壊曲げ現象と同じように内部応力分布にかなりの影響を持っていることが判った。図６は本発明によるクラウニング半径Ｒcrownとカーリング半径Ｒcurlとを決める連続バンド１１の部分を示す。
【００２５】
　本発明は駆動ベルト３の作動中連続バンド１１の曲げによる応力の改善された理論解析とモデルとを提供し、そしてそれに基づいてカーリング半径Ｒcurlによりバンド１１の最適設計を決める。本発明による解析は、今日利用されている連続バンドの１１の横断曲率がそれの長手方向の曲げに影響していることを明確にした。すなわち、特に内側繊維１２と外側繊維１３との間の最大分離はバンド１１のクラウニング半径Ｒcrownが減少するにつれて増大する。さらに、クラウニング半径Ｒcrownが減少するとき、純粋曲げに対して内側繊維１２と中立線ＮＬとの間で測定される最大内側繊維距離δiは、外側繊維１３と中立線ＮＬとの間で測定される最大外側繊維距離δoよりも増大する。その効果は図７に誇張して示す。
【００２６】
　上に述べた効果を考慮して式（４）を書きなおすと次のようになる。
　　−σPB−(δi・Ｅ)/Ｒcurl＝−σPB＋(δo・Ｅ)/Ｒcurl−(δo・Ｅ)/Ｒmin　（６）
【００２７】
　予備曲げ係数ｆPBについては本発明に従って次のようになる。
　　ｆPB＝（δi＋δo）/δo　　　　（７）
【００２８】
　図８は、典型的なクラウニング半径Ｒcrown範囲に対して約９．５mmの横巾と約１８５μmの高さを有する連続バンドの典型的な設計に対する本発明の予備曲げ係数ｆPBのグラフを示す。例として、真直ぐになっていて０．４×１０３（ニュートン）の張力をかけられている連続バンド１１の部分で測定したとき典型的なクラウニング半径１００mmに対する予備曲げ係数ｆPBが示されている。この予備曲げ係数ｆPBは約２．３であり、これまで最適値と考えられていた値よりも約１５％実質的に大きい。本発明による予備曲げ係数ｆPBを満足する連続バンド１１の疲労抵抗は改善されている。
【００２９】
　本発明に従って、さらに非破壊曲げ現象を考慮することにより前述の最適予備曲げ係数ｆPBは一層改善できる。この非破壊曲げ現象は欧州特許出願ＥＰ-Ａ-１．１１１．２７１と欧州特許出願ＥＰ-Ａ-０．９０５．８３０で説明されている。非破壊曲げ現象によりクラウニング半径Ｒcrownは、連続バンド１１がそれの長手方向で曲げが増加していくに従い増大していくことが知られているけれども、その正確な効果は容易に分析できない。それ故、本発明は実験により立証する仕方を提案している。そこで式（６）は次のように書きかえられる。
　　−σPB−ｆi・(δi・Ｅ)/Ｒcurl
　　＝−σPB＋ｆ0・{(δo・Ｅ)/Ｒcurl−(δo・Ｅ)/Ｒmin}　　（８）
【００３０】
　この式８においてｆiは、バンド１１が真直ぐになっているとき非破壊曲げによる内側繊維１２での最大引っ張り応力レベルの相対的増加を決める応力係数であり、ｆoは、バンド１１が最小曲率半径Ｒminで長手方向に湾曲させられるとき非破壊曲げによる外側繊維１３での最大引っ張り応力レベルの相対的増加を決める応力係数である。
【００３１】
　予備曲げ係数ｆPBは本発明に従って次のようになる。
　　ｆPB＝（ｆi・δi＋ｆo・δo）/(ｆo・δo)　　　　（９）
　又は、
　　ｆPB＝{(ｆi/ｆo)・δi＋δo}/δo　　　　（１０）
【００３２】
　応力係数ｆi及びｆoは、連続バンド１１が真直ぐとされたときのそれの最大引っ張り応力と、連続バンド１１が最小曲率半径Ｒminで曲げられたときのそれの最大引っ張り応力とを比較することにより求められる。それらはＦＥＭ計算法（Finite Element Method）によって求められ、その計算法では式（６）で得られた結果に非破壊曲げ現象が含まれている。この比較は図９のグラフに示されていて、それは、高さＨに垂直な横断面で見たバンド１１の横巾に沿う、式１０とＦＥＭ計算法により求めたクラウニング半径Ｒcrownにおける概念的横断曲率を有する連続バンド１１内の（相対的な）応力レベルのグラフである。
【００３３】
　図９において、点線は、式（１０）で計算した長手方向で最大曲げ状態Ｃにおけるバンド１１中の外側繊維１３での応力レベルδoを示し、そして破線は、同じ状態Ｃに対してＦＥＭ計算法で得た結果を示している。外側繊維１３での最大引っ張り応力δoは連続バンド１１の中間Ｍで生じることが明確である。応力係数ｆoはこれら二つの計算の結果の間の増倍係数を表している。
【００３４】
　図９において、破線は、式（１０）で計算した長手方向で真直ぐな状態Ｂにおけるバンド１１中の内側繊維１２での応力レベルを示し、そして鎖線は、同じ状態Ｂに対してＦＥＭ計算法で得た結果を示している。内側繊維１２での最大引っ張り応力は連続バンド１１の側縁Ｓで生じることが明らかである。応力係数ｆiはこれら後の二つの計算の結果の間の増倍係数を表している。
【００３５】
　上に述べた方法で最適結果が得られるけれども、比較的小さいが頻繁に生じる半径を含むクラウニング半径Ｒcrownについては少なくとも、その結果の精度に影響を与えることなく概算できることが判った。これに関して本発明によって確認されたことは、ＦＥＭ計算において両応力係数ｆiとｆoとはカーリング半径Ｒcurlによって同程度に変化し、それによって両応力係数間の比ｆi／ｆoはカーリング半径Ｒcurlによって殆ど変わらなくなる。加えて、前記応力係数ｆiとｆoの比ｆi／ｆoは駆動ベルト３の動作中連続バンド１１の最小曲率半径Ｒminの値により本質的に影響されないことが判った。本発明による計算では、（少なくとも）比較的小さいクラウニング半径Ｒcrownについては式（１０）は以下のように近似される。
　　ｆPB＝{(１＋Ｃ／Ｒcrown)・δi＋δo}/δo　　　　（１１）
　ここで、Ｃは連続バンド１１の全体の形状によって変わる実験的に決められる定数である。０．４×１０３（ニュートン）で引っ張られている連続バンド１１の直線部でクラウニング半径を少なくとも計測したときは、典型的な駆動ベルトの設計に対し、Ｃは約４０からと８０までの範囲の値であった。図１０では、式（１１）の予備曲げ係数ｆPBはある範囲のクラウニング半径Ｒcrownに対してプロットされていて、Ｃ＝４２である。本発明に従って予備曲げ係数ｆPBを満足させる連続バンド１１は優れた疲労抵抗を有し、連続可変トランスミッションにおける使用に理想的に適している。最も頻繁に生じる１００mmのクラウニング半径について、例として予備曲げ係数ｆPBは、約２．８に等しいことが明らかになった。この値は、また、これまでは最適と考えていた２の予備曲げ係数ｆPBよりもかなり大きい。有効テストは、本発明に従って残留応力分布を与えられた式（１１）と式（５）とにより決まる最適カーリング半径となっている連続バンド１１から成る駆動ベルトの使用寿命の７０％まで可能性ある増大を示した。
【００３６】
　最後に、よく知られているように連続バンド１１を窒化処理してバンド１１に永久圧縮応力を持たせた表面層をつけることが述べられる。金属疲労は引っ張り応力によるのであるから、そのような表面層は、本発明による解析をする時、特に、内側繊維１２と外側繊維１３とを決めるのにパラメータδiとδoとを決める時に、無視できる。勿論、長手方向の曲げによるバンドの横断面の変形を求め、そしてＦＥＭ計算で非破壊曲げ現象の影響を求めるためには、バンド１１の完全な形状、すなわちそのような表面を含んでいる系も考慮すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の駆動ベルトを使用しているトランスミッションの概略斜視図である。
【図２】駆動ベルトの横断面図である。
【図３】駆動ベルトにおけるいわゆる多角形効果の説明図である。
【図４】連続バンドの予備曲げプロセスの説明用概略図である。
【図５】長手方向の屈曲の結果としての連続バンド内の内部応力分布をバンドの３つの状態について示す図である。
【図６】本発明によるクラウニング半径とカーリング半径とを示している連続バンドの断片の斜視図である。
【図７】連続バンドの横断面中心線に対してのバンドの半径方向外側表面の位置での横断面クラウニング半径、すなわち弧状の様子を示す図である。
【図８】連続バンドの長手方向の最小曲率半径とカーリング半径との間の最適比をクラウニング半径に関して示すグラフである。
【図９】非破壊曲げ現象を採りこんだＦＥＭ計算と式（１０）とで求めた連続バンドにおける内部応力レベルのグラフである。
【図１０】連続バンドの長手方向の最小曲率半径とカーリング半径との間の最適比をクラウニング半径との関係で表したグラフ（非破壊曲げを考慮している）である。
【符号の説明】
【００３８】
　１：プーリー
　２：プーリー
　３：駆動ベルト
　１１：連続バンド
　１２：半径方向内方に向いた表面
　１３：半径方向外方に向いた表面
　２０：板状横断素子
　σPB：予備曲げプロセスで生じた最大の内部残留引っ張り応力と圧縮応力
　ＮＬ：中立線（曲げによる応力がゼロである線）
　Ｈ：高さ、連続バンドの半径方向寸法
　Ｒcurl：カーリング半径
　Ｒmin：最小曲率半径
　-σPB：予備圧縮応力
　σBS：引っ張り応力
　δ：連続バンド１１の高さの半分
　Ｅ：ヤング弾性係数
　ｆPB：予備曲げ係数
　δi：中立線ＮＬとバンドの半径方向で最も内側の表面との間の半径方向における最大垂直距離
　δo：中立線ＮＬとバンドの半径方向で最も外側の表面との間の半径方向における最大垂直距離
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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