(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に連ねられて環状に配列される複数のエレメントが、無端環状のリングにより環状に結束されるとともに、前記エレメントの配列方向での一方の側面に、隣接する他のエレメントに接触して相対回動の中心となるロッキングエッジが形成された伝動ベルトにおいて、
前記一方の側面を、前記エレメントをプレス加工により成形する際にダレが発生する側のダレ面とし、
前記エレメントの前記一方の側面とは反対側の他方の側面を、前記エレメントをプレス加工により成形する際にバリが発生する側のエッジ面とし、
前記伝動ベルトの進行方向における前面をダレ面、後面をエッジ面として成形した第１エレメントと、前記伝動ベルトの進行方向における前面をエッジ面、後面をダレ面として成形した第２エレメントとを、
前記第１エレメントのエッジ面と前記第２エレメントのエッジ面とが対向するように交互に配置したことを特徴とする伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動ベルトに関し、とりわけ、エレメントのサドル面の加工コストの増大を抑制しつつ、伝動ベルトの伝達効率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状に形成されて互いに対向して環状に配列される多数のエレメントに、無端環状のリングが巻き掛けられて前記エレメントが環状に結束されるとともに、前記エレメントの配列方向での一方の側面に、前記エレメントが円弧状に湾曲した配列状態となった場合に隣接する他のエレメントに接触して相対回動の中心となるロッキングエッジが形成された伝動ベルトが知られている。たとえば、特許文献１に示される伝動ベルトがそれである。
【０００３】
図９は、このような従来の伝動ベルト１１０の一例であり、環状に配列された各エレメント１１２のその一部を切り欠いて示す側面図である。従来の伝動ベルト１１０のエレメント１１２は、フープ１１３の最内周に位置させられるリング１１４の内周面に押圧されるサドル面１１６を有するとともに、伝動ベルト１１０が巻き掛けられるプーリのシーブ面に接触する接触面１１８を両側に有する本体部１２０を備えている。また、エレメント１１２の本体部１２０と頭部１２２との間には、フープ１１３を収容するための上記シーブ面側に開口するように設けられた一対の凹溝１２４が設けられている。エレメント１１２は、鋼板がプレス成形により打ち抜かれて形成される。
【０００４】
図１０は、エレメント１１２のプレス成形工程の一例を示す模式図である。材料としての鋼版がプレス加工機のダイとパンチとの間に図１０のように設置されて、パンチ側から矢印方向へ力が加えられると、成形品としてのエレメント１１２の厚み方向のせん断面には、せん断によるバリ１２５と、せん断開始前に切刃により鋼板が圧下されることによるダレ１２６が発生する。図９のエレメント１１２の本体部１２０の厚み方向の一方の側面はダレ１２６がサドル面１１６の一端に形成されたダレ面１２７であり、他方の側面は破線の円内に示されるようにバリ１２５がサドル面１１６の他端に形成された側のエッジ面１２８であり、プーリに巻き掛けられる際に隣接するエレメント１１２と接触するロッキングエッジ１３０がダレ面１２７に形成されている。そして、隣接するエレメント１１２のうち、一のエレメント１１２のロッキングエッジ１３０が形成されたダレ面１２７と他のエレメント１１２のバリ１２５が形成されたエッジ面１２８とが対向するように複数のエレメント１１２が環状に連ねられることにより伝動ベルト１１０が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０３９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９の従来の伝動ベルト１１０は、図９の破線の円で示されるように、本体部１２０のサドル面１１６に形成されたバリ１２５と最内周のリング１１４がエッジ当たりして、サドル面１１６とリング１１４との間の摩擦係数が増大し、伝動ベルト１１０の伝達効率が低下する可能性があった。これに対し、サドル面１１６に形成されたバリをたとえばバレル研磨により除去することにより、サドル面とリングとの間に生じる接触荷重を低減することができるが、エレメントの加工コストが増大するという問題があった。
【０００７】
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、エレメントの加工コストの増大を抑制しつつ、伝達効率の高い伝動ベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、厚み方向に連ねられて環状に配列される複数のエレメントが、無端環状のリングにより環状に結束されるとともに、前記エレメントの配列方向での一方の側面に、隣接する他のエレメントに接触して相対回動の中心となるロッキングエッジが形成された伝動ベルトにおいて、前記一方の側面を、前記エレメントをプレス加工により成形する際にダレが発生する側のダレ面とし、前記エレメントの前記一方の側面とは反対側の他方の側面を、前記エレメントをプレス加工により成形する際にバリが発生する側のエッジ面とし、前記伝動ベルトの進行方向における前面をダレ面、後面をエッジ面として成形した第１エレメントと、前記伝動ベルトの進行方向における前面をエッジ面、後面をダレ面として成形した第２エレメントとを、前記第１エレメントのエッジ面と前記第２エレメントのエッジ面とが対向するように交互に配置したことにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の伝動ベルトによれば、前記一方の側面を、前記エレメントをプレス加工により成形する際にダレが発生する側のダレ面とし、前記エレメントの前記一方の側面とは反対側の他方の側面を、前記エレメントをプレス加工により成形する際にバリが発生する側のエッジ面とし、前記伝動ベルトの進行方向における前面をダレ面、後面をエッジ面として成形した第１エレメントと、前記伝動ベルトの進行方向における前面をエッジ面、後面をダレ面として成形した第２エレメントとを、前記第１エレメントのエッジ面と前記第２エレメントのエッジ面とが対向するように交互に配置するため、前記エレメントが伝動ベルトのプーリに巻き掛けられた部分に位置する際、第１エレメントと第２エレメントとのエッジ面同士が密着し合うとともに、進行方向の両面においてダレ面が配置され、最内周側のリングは、第１エレメントのダレ面側および第２エレメントのダレ面側により接触する。これにより、エレメントが伝動ベルトのプーリに巻き掛けられた部分に位置する際に、エレメントと最内周面のリングとのエッジ当たりが抑制されて、エレメントとリングとの間の接触荷重が低減し、エレメントとリングとの間の摩擦の摩擦係数が低減されることから、伝動ベルトの伝達効率が向上する。また、第１エレメントと第２エレメントとのエッジ面同士の密着により、エッジ面に発生したバリの加工が必要ないため、エレメントの加工コストの増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用されるベルト式無段変速機の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のベルト式無段変速機のプーリに巻き掛けられた伝動ベルトのシーブ面に接触した状態のエレメントをその一部を切り欠いて示す側面図である。
【図３】図２のエレメントを構成する第１エレメントの進行方向における前方の正面図である。
【図４】図３の第１エレメントの一部を切り欠いて示す側面図である。
【図５】図２のエレメントを構成する第２エレメントの進行方向における前方の正面図である。
【図６】図５の第２エレメントの一部を切り欠いて示す側面図である。
【図７】図１の伝動ベルト（ＣＶＴベルト）のエレメントとフープとの相対滑りによりサドル面と最内周側のリングとの間の接触部分で生じる摩擦の摩擦係数を説明するストライベック線図である。
【図８】図２のエレメントの挟み角を狭くする狭角化とエレメントのリングとの間の接触荷重との間の関係を説明する模式図である。
【図９】従来のベルト式無段変速機のプーリに巻き掛けられた伝動ベルトのシーブ面に接触した状態のエレメントをその一部を切り欠いて示す側面図である。
【図１０】エレメントのプレス成形工程の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の伝動ベルトの一実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、伝動ベルト１０が適用された車両用ベルト式無段変速機１２を示す斜視図である。ベルト式無段変速機１２は、溝幅が可変であるＶ溝１４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一対のプーリ１６およびプーリ１８を備えており、それ等のプーリ１６およびプーリ１８に跨って伝動ベルト１０（ＣＶＴベルト１０）が巻き掛けられている。プーリ１６およびプーリ１８は、それぞれ回転軸２０および回転軸２２に固定された固定回転体１６ａ、固定回転体１８ａと回転軸に対して軸方向に相対移動可能に設けられた可動回転体１６ｂ、可動回転体１８ｂとを備えている。これら固定回転体１６ａと可動回転体１６ｂとの互いに対向する面、および固定回転体１８ａと可動回転体１８ｂとの互いに対向する面には、径方向外側に向かうにしたがって軸方向の相対距離が大きくなる円錐状のシーブ面２４がそれぞれ設けられている。上記Ｖ溝は、これら一対の互いに対向するシーブ面２４により形成されている。
【００１３】
図２は、ベルト式無段変速機１２の伝動ベルト１０のプーリ１６に巻き掛けられた部分のシーブ面２４に接触した状態のエレメント３０をその一部を切り欠いて示す側面図である。伝動ベルト１０は、可撓性を有する薄板帯状のリング２６が複数重ね合わされた無端環状の一対のフープ２８と、それら一対のフープ２８によって支持されるとともにそれら一対のフープ２８に沿って厚さ方向に環状に連ねられた板状の金属から成る複数のエレメント３０とを備えている。リング２６は、たとえば厚さ０．２ｍｍ程度の高張力鋼板が輪状とされたもので、内から外へたとえば７層から９層程度層状に重ねられている。エレメント３０は、たとえば厚さ１．８ｍｍ程度の鋼板が打ち抜かれて成形された厚肉板状片で、本実施例ではたとえば２００個程度備えられている。エレメント３０は、プーリ１６およびプーリ１８に巻き掛けられて円弧状に湾曲した状態となる場合に隣接する他のエレメント３０に接触するロッキングエッジ３２およびロッキングエッジ３３が、伝動ベルト１０の周方向への回転による矢印で示される進行方向の前面と後面の両面に形成されるように、一対の第１エレメント３４と第２エレメント３６とが重ね合わされることにより構成されている。
【００１４】
図３は、第１エレメント３４の進行方向の前面である正面図であり、図４は、第１エレメント３４の側面図である。第１エレメント３４は、一対のシーブ面２４にそれぞれ対向しつつ接触する一対の接触面３８を幅方向の両側に備える本体部４０と、進行方向前方の隣接する第２エレメント３６に係合する係合突起４２と、進行方向後方の隣接する第２エレメント３６に係合される係合穴４４とを有する頭部４６と、幅方向の両側に開口するように頭部４６と本体部４０との間に対称的に形成され、多数のエレメント３０を環状に連ねた状態で支持する一対のフープ２８が収容される一対の凹溝４８と、を備えている。また、第１エレメント３４は、プーリ１６およびプーリ１８に巻き掛けられた部分に位置され、接触面３８がシーブ面２４に接触させられると、張力によってフープ２８に押圧される凹溝４８を構成する本体部４０の外向きの壁面であるサドル面５０を備えている。第１エレメント３４の進行方向であり厚み方向の側面は、係合突起４２が形成された側の面である進行方向の前面がプレス加工により形成される際にダレが発生した側の面であるダレ面５２とされ、係合穴４４が形成された側の面である進行方向の後面はプレス加工により形成される際にバリが発生し、サドル面５０との間でエッジＥが形成されたエッジ面５４とされている。本体部４０には、エレメント３０の高さ方向すなわち図４における上下方向においてサドル面５０から距離Ｄだけ下方の位置から頭部４６とは離れる側へ向かうに従い厚みが小さくされるように、ダレ面５２がエッジ面５４へ接近させられており、上記本体部４０のサドル面５０から距離Ｄだけ下方の位置において幅方向に、隣接する他のエレメントに接触して相対回動の中心となるロッキングエッジ３２が形成されている。
【００１５】
図５は、第２エレメント３６の進行方向の前面である正面図であり、図６は、第２エレメント３６の側面図である。第２エレメント３６は、一対のシーブ面２４にそれぞれ対向しつつ接触する一対の接触面５６を幅方向の両側に備える本体部５８と、進行方向前方の隣接する第１エレメント３４の係合穴４４に係合する係合突起６０と、進行方向後方の隣接する第１エレメント３４の係合突起４２に係合される係合穴６２とを有する頭部６４と、幅方向の両側に開口するように頭部６４と本体部５８との間に対称的に形成され、多数のエレメント３０を環状に連ねた状態で支持する一対のフープ２８が収容される一対の凹溝６６と、を備えている。また、第２エレメント３６は、プーリ１６およびプーリ１８に巻き掛けられた部分に位置され、接触面５６がシーブ面２４に接触させられると、張力によってフープ２８に押圧される凹溝６６を構成する本体部５８の外向きの壁面であるサドル面６８を備えている。第２エレメント３６の進行方向であり厚み方向の側面は、係合穴６２が形成された側の面である進行方向の後面がプレス加工により形成される際にダレが発生した側の面であるダレ面７０とされ、係合突起６０が形成された側の面である進行方向の前面はプレス加工により形成される際にバリが発生し、サドル面６８との間でエッジＥが形成されたエッジ面７２とされている。本体部５８には、エレメント３０の高さ方向すなわち図６における上下方向においてサドル面６８から距離Ｄだけ下方の位置から頭部６４とは離れる側へ向かうに従い厚みが小さくされるように、ダレ面７０がエッジ面７２へ接近させられており、上記本体部５８のサドル面６８から距離Ｄだけ下方の位置において幅方向に、隣接する他のエレメントに接触して相対回動の中心となるロッキングエッジ３３が形成されている。
【００１６】
図２に示されるように、伝動ベルト１０は、第１エレメント３４の進行方向後面のエッジ面５４と第２エレメント３６の進行方向前面のエッジ面７２とが対向させられ、第２エレメント３６の進行方向後面のダレ面７０と第１エレメント３４の進行方向前面のダレ面５２とが対向させられるように、第１エレメント３４と第２エレメント３６とが交互に配列させられ、第１エレメント３４の凹溝４８と第２エレメント３６の凹溝６６にフープ２８が巻き掛けられて環状に結束させられることにより構成される。エッジ面５４とエッジ面７２とが互いに対向する第１エレメント３４および第２エレメント３６は、エッジ面５４とエッジ面７２とにおいて密着させられ、プーリ１６およびプーリ１８に巻き掛けられた部分に位置され、張力によってフープ２８が本体部４０のサドル面５０および本体部５８のサドル面６８に押圧された状態では、エッジ面５４とエッジ面７２との密着が維持されつつ、第１エレメント３４の進行方向前方の第２エレメント３６のダレ面７０と第１エレメント３４のロッキングエッジ３２とが、第２エレメント３６の進行方向後方の第１エレメント３４のダレ面５２と第２エレメント３６のロッキングエッジ３３とがそれぞれ接触されつつ相対回転可能であり、進行方向において前面と後面の両面にロッキングエッジ３２およびロッキングエッジ３３が形成された１つのエレメントとして機能するエレメント３０を構成する。このエレメント３０は、エッジ面５４とエッジ面７２とが密着されて第１エレメント３４のエッジと第２エレメント３６のエッジとが重ねられることによりエッジが消滅しているため、プーリ１６およびプーリ１８に巻き掛けられた部分に位置された際には、フープ２８の最内周側のリング２６が破線の円内に示されるように進行方向両面に位置されるダレ面５２側のサドル面５０およびダレ面７０側のサドル面６８に潤滑油を介して接触される。これにより、エレメントのサドル面のエッジがフープの最内周側のリングにエッジ当たりする場合と比較して、サドル面５０およびサドル面６８と最内周側のリング２６との間の接触荷重、およびリング２６にかかる面圧が大きく減少されている。これにより、エレメント３０が伝動ベルト１０の特に有効径が小径側プーリに巻き掛けられた際にサドル面５０およびサドル面６８と最内周側のリング２６との間の接触荷重がエッジ当たりする場合よりも小さいため、サドル面５０およびサドル面６８と最内周側のリング２６との間の摩擦における摩擦係数が低下されている。
【００１７】
ところで、第１エレメント３４のロッキングエッジ３２はサドル面５０から距離Ｄだけ下方の位置に形成され、および第２エレメント３６のロッキングエッジ３３は、第２エレメント３６のサドル面６８から距離Ｄだけ下方の位置に形成されているため、エレメント３０が伝動ベルト１０のプーリ１６およびプーリ１８のうちの特に有効径が小径側のプーリに巻き掛けられた際、エレメント３０とフープ２８との間で相対滑りが発生し、エレメント３０の第１エレメント３４のサドル面５０および第２エレメント３６のサドル面６８と最内周側のリング２６との間の接触部分で摩擦が生じる。
【００１８】
図７は、車両用ベルト式無段変速機１２の伝動ベルト１０（ＣＶＴベルト）のエレメント３０とフープ２８との相対滑りによりサドル面５０およびサドル面６８と最内周側のリング２６との間の接触部分で生じる摩擦の摩擦係数を説明するストライベック線図である。伝動ベルト１０の第１エレメント３４のサドル面５０および第２エレメント３６のサドル面６８とフープ２８の最内周のリング２６との接触部分に生じる摩擦は、サドル面５０およびサドル面６８と最内周側のリング２６との間に作用する接触荷重、エレメント３０とフープ２８との間の相対滑りによるサドル面５０およびサドル面６８の最内周側のリング２６に対する相対速度および潤滑油の粘度から、ストライベック線図上の流体潤滑領域と境界潤滑領域との間の破線で示される混合潤滑領域の摩擦となるように設定される。
【００１９】
図８は、伝動ベルト１０のプーリ１６およびプーリ１８のＶ溝１４のエレメント３０の挟み角とエレメント３０の第１エレメント３４の本体部４０および第２エレメント３６の本体部５８の幅方向の長さの製造公差（バラツキ）により生じるエレメント３０の第１エレメント３４のサドル面５０および第２エレメント３６のサドル面６８の高さのバラツキの程度を、Ｖ溝１４の挟み角の狭角化前後で分けて説明する模式図である。図８の左側の伝動ベルト１０が、Ｖ溝１４の挟み角の狭角化前の図であり、右側の伝動ベルト１０がＶ溝１４の挟み角の挟角化後の左側の挟み角よりも小さい図である。なお、図８中においては、プーリ１６のシーブ面２４に接触した第１エレメント３４が示されている。左側のＶ溝１４の狭角化前の伝動ベルト１０において、第１エレメント３４の本体部４０および第２エレメント３６の本体部５６の幅方向の長さの製造バラツキδＬにより、エレメント３０の第１エレメント３４のサドル面５０および第２エレメント３６のサドル面６８のプーリ１６またはプーリ１８の回転中心からの距離すなわちサドル面５０およびサドル面６８の高さは、δＲ１の範囲内でのバラツキを有する。一方、右側のＶ溝１４の狭角化後の伝動ベルト１０においては、第１エレメント３４の本体部４０および第２エレメント３６の本体部５６の幅方向の長さのバラツキが狭角化前と同じδＬである場合には、エレメント３０の第１エレメント３４のサドル面５０および第２エレメント３６のサドル面６８の高さは、δＲ１よりも大きいδＲ２の範囲内のバラツキを有する。このため、エレメント３０の第１エレメント３４の本体部４０および第２エレメント３６の本体部５８の幅方向の長さのバラツキδＬに対するサドル面５０およびサドル面６８の高さのバラツキδＲ、すなわちエレメント幅の製造バラツキに対するサドル面の高さのバラツキ感度δＲ／δＬは、狭角化後においてδＲ２／δＬであり、狭角化前のδＲ１／δＬよりも大きくなる。このＶ溝１４の狭角化によるバラツキ感度δＲ／δＬの増加により、狭角化後のエレメント３０の第１エレメント３４のサドル面５０および第２エレメント３６のサドル面７２と最内周側のリング２６との接触荷重およびリング２６に作用する面圧の増加は狭角化前と比較してより顕著となるが、エレメント３０が伝動ベルト１０のプーリ１６およびプーリ１８に巻き掛けられた部分に位置する際に、第１エレメント３４のダレ面５２側のサドル面５０および第２エレメント３６のダレ面７０側のサドル面６８において最内周側リング２６と接触するため、サドル面５０およびサドル面６８と最内周側リング２６との間の接触荷重の狭角化による増加が、サドル面が最内周側リングとエッジ当たりする場合と比較して抑制され、小径側プーリで発生するエレメント３０とフープ２８との滑りによる生じる摩擦の摩擦係数の増加が抑制される。
【００２０】
上述のように、本実施例の伝動ベルト１０によれば、エレメント３０は、伝動ベルト１０の進行方向における前面をプレス加工により成形する際にダレが発生する側のダレ面５２、伝動ベルト１０の進行方向における後面をプレス加工により成形する際にバリが発生する側のエッジ面５４として成形した第１エレメント３４と、前面をエッジ面７２、後面をダレ面７０として成形した第２エレメント３６とを、第１エレメント３４のエッジ面５４と第２エレメント３６のエッジ面７２とが対向するように交互に配置されている。このため、エレメント３０が伝動ベルト１０のプーリ１６およびプーリ１８に巻き掛けられた部分に位置する際、第１エレメント３４のエッジ面５４と第２エレメント３６のエッジ面７２とが密着し合うとともに、第１エレメント３４のダレ面５２が進行方向の前面に第２エレメント３６のダレ面７０が進行方向の後面にそれぞれ配置され、フープ２８の最内周側のリング２６は、第１エレメント３４のダレ面５２側のサドル面５０および第２エレメント３６のダレ面７０側のサドル面６８により接触する。これにより、エレメント３０が伝動ベルト１０のプーリ１６およびプーリ１８に巻き掛けられた部分に位置する際に、エレメント３０と最内周側のリング２６とのエッジ当たりが抑制されて、エレメント３０とリング２６との間の接触荷重が低減され、エレメント３０とフープ２８との滑りが発生する小径側プーリにおいてエレメント３０と最内周側のリング２６との間に生じる摩擦の摩擦係数が低減されることから、伝動ベルト１０の伝達効率が向上する。また、第１エレメント３４のエッジ面５４と第２エレメント３６のエッジ面７２との密着により、第１エレメント３４のエッジ面５４および第２エレメント３６のエッジ面７２に発生したバリの加工が必要ないため、エレメント３０の加工コストの増大を抑制することができる。
【００２１】
以上、本発明を表及び図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【００２２】
たとえば、前述の実施例の伝動ベルト１０は、第１エレメント３４の進行方向における前面のダレ面５２に係合突起４２が形成されるとともに進行方向後面のエッジ面５４に係合穴４４が形成され、第２エレメント３６の進行方向における前面のエッジ面７２に係合突起６０が形成されるとともに進行方向後面のダレ面７０に係合穴６２が形成されていたが、これに限定されるものではなく、第１エレメント３４の進行方向における後面のエッジ面５４に係合突起４２が形成されるとともに進行方向における前面のダレ面５２に係合穴４４が形成され、第２エレメント３６の進行方向における後面のダレ面７０に係合突起６０が形成されるとともに進行方向における前面のエッジ面７２に係合穴６２が形成されてもよい。
【００２３】
また、前述の実施例の第１エレメント３４には一対の凹溝４４が形成され、第２エレメント３６には一対の凹溝６６が形成されていたが、第１エレメント３４および第２エレメント３６の幅方向の中央に形成された１個の凹溝４４および１個の凹溝６６であってもよい。
【００２４】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０：伝動ベルト
２６：リング
３０：エレメント
３２、３３：ロッキングエッジ
３４：第１エレメント
３６：第２エレメント
５２、７０：ダレ面
５４、７２：エッジ面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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