(57)【要約】【課題】エレメントにヨーイングが生じているか否かによらず十分な接触面積を確保する車両用伝動ベルトを提供する。【解決手段】１対の接触面３６のうち少なくとも一方における、第２平板部４８及び段状部５０の第１平板部４６との厚みの差分に相当する部分に、エレメント３２の厚さ方向に対してエレメント３２の最大ヨーイング角βと等しい角度を成す傾斜面５４が形成されたものであることから、エレメント３２にヨーイングが生じた場合には、傾斜面５４が入力側プーリ１２、出力側プーリ１４に接触することで十分な接触面積を確保でき、エレメント３２にヨーイングが生じていない場合には、接触面３６における傾斜面５４以外の部分が入力側プーリ１２、出力側プーリ１４に接触することで十分な接触面積を確保できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端環状のリングに沿って複数のエレメントがその厚さ方向に重ねられて環状に結束され、車両用ベルト式無段変速機における１対のプーリ間に巻き掛けられる車両用伝動ベルトであって、
前記エレメントは、
所定の厚さ寸法の平板状に形成された第１平板部と、
前記第１平板部よりも厚さ寸法が厚い第２平板部と、
前記第１平板部と前記第２平板部との間に形成され、前記第１平板部側から前記第２平板部側へ向けて厚さ寸法が増加させられる段状部と
を、備え、
前記エレメントの幅方向両側面のうち少なくとも一方における、前記第２平板部及び前記段状部の前記第１平板部との厚みの差分に相当する部分に、前記エレメントの厚さ方向に対して前記エレメントの最大ヨーイング角と等しい角度を成す傾斜面が形成されたものであることを特徴とする車両用伝動ベルト。
【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用いられる伝動ベルトに関し、特に、エレメントにヨーイングが生じているか否かによらず十分な接触面積を確保するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
溝幅が可変である１対のプーリと、それら１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、前記１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、備え、車両における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。斯かるベルト式無段変速機において、前記伝動ベルトにおけるエレメントにヨーイング（姿勢変化）が生じた場合における、前記プーリとの接触を良好なものとする技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された伝動ベルトがその一例である。この技術によれば、前記エレメントの側面に所定の傾斜面を設けることにより、前記伝動ベルトにおける前記プーリに巻き掛けられた部分における前記エレメントにヨーイングが生じた場合であっても、それらの接触部分における摩耗を低減し、前記伝動ベルト及び前記プーリの耐久性を向上させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５０２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記従来の技術では、前記エレメントの側面における、その側面の長手方向（伝動ベルトを環状とした場合の径方向）全域に渡って前記傾斜面が形成されたものであるため、前記エレメントにヨーイングが生じていない場合に前記プーリとの接触面積が小さくなるという弊害があった。更に、前記エレメントには、通常、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するロッキングエッジに相当する段差が形成されるが、前記エレメントにヨーイングが生じた場合、前記段差があるために前記エレメントの側面における一部のみ（特に、段差よりも外周側）が前記プーリに偏当たりするおそれがあった。このような課題は、車両用伝動ベルトの性能向上を意図して本発明者が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。
【０００５】
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、エレメントにヨーイングが生じているか否かによらず十分な接触面積を確保する車両用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】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、無端環状のリングに沿って複数のエレメントがその厚さ方向に重ねられて環状に結束され、車両用ベルト式無段変速機における１対のプーリ間に巻き掛けられる車両用伝動ベルトであって、前記エレメントは、所定の厚さ寸法の平板状に形成された第１平板部と、前記第１平板部よりも厚さ寸法が厚い第２平板部と、前記第１平板部と前記第２平板部との間に形成され、前記第１平板部側から前記第２平板部側へ向けて厚さ寸法が増加させられる段状部とを、備え、前記エレメントの幅方向両側面のうち少なくとも一方における、前記第２平板部及び前記段状部の前記第１平板部との厚みの差分に相当する部分に、前記エレメントの厚さ方向に対して前記エレメントの最大ヨーイング角と等しい角度を成す傾斜面が形成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、前記エレメントは、所定の厚さ寸法の平板状に形成された第１平板部と、前記第１平板部よりも厚さ寸法が厚い第２平板部と、前記第１平板部と前記第２平板部との間に形成され、前記第１平板部側から前記第２平板部側へ向けて厚さ寸法が増加させられる段状部とを、備え、前記エレメントの幅方向両側面のうち少なくとも一方における、前記第２平板部及び前記段状部の前記第１平板部との厚みの差分に相当する部分に、前記エレメントの厚さ方向に対して前記エレメントの最大ヨーイング角と等しい角度を成す傾斜面が形成されたものであることから、前記エレメントにヨーイングが生じた場合には、前記傾斜面が前記プーリに接触することで十分な接触面積を確保でき、前記エレメントにヨーイングが生じていない場合には、前記側面における前記傾斜面以外の部分が前記プーリに接触することで十分な接触面積を確保できる。すなわち、エレメントにヨーイングが生じているか否かによらず十分な接触面積を確保する車両用伝動ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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の構成を説明する図である。
【図２】本実施例の車両用伝動ベルトに備えられたエレメントの構成を詳しく説明する正面図である。
【図３】図２に示すエレメントを矢印IIIに示す方向に視た側面図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】図２に示すエレメントにおける凸部及び凹部相互間のクリアランスについて説明する図である。
【図６】図２に示す車両用伝動ベルトにおけるエレメントの最大ヨーイング角について説明する図である。
【図７】図２に示すエレメントにおける、傾斜面が形成される位置のバリエーションについて説明する図である。
【図８】本実施例との比較のために、従来技術である車両用伝動ベルトに備えられたエレメントの構成を詳しく説明する正面図である。
【図９】図８に示すエレメントを矢印IXに示す方向に視た側面図である。
【図１０】図８に示す車両用伝動ベルトにおいてエレメントにヨーイングが生じた場合の弊害について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
【実施例】
【００１０】
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、単に無段変速機８という）の構成を説明する図である。図１に示すように、前記無段変速機８は、互いに平行な軸心まわりに回転させられる溝幅が可変の入力側プーリ１２及び出力側プーリ１４を備えている。前記入力側プーリ１２と前記出力側プーリ１４との間に、本発明の一実施例である車両用伝動ベルト１０（以下、単に伝動ベルト１０という）が巻き掛けられている。
【００１１】
前記入力側プーリ１２は、入力軸１８に固定された入力側固定プーリ１２ａと、前記入力軸１８の軸方向に移動可能に取り付けられた入力側可動プーリ１２ｂとを、備えている。入力側油圧アクチュエータ２０により前記入力側可動プーリ１２ｂが前記入力軸１８の軸方向に移動させられることによって、前記入力側固定プーリ１２ａと前記入力側可動プーリ１２ｂとの間の溝幅が変化させられる。前記出力側プーリ１４は、出力軸２２に固定された出力側固定プーリ１４ａと、前記出力軸２２の軸方向に移動可能に取り付けられた出力側可動プーリ１４ｂとを、備えている。出力側油圧アクチュエータ２４により前記出力側可動プーリ１４ｂが前記出力軸２２の軸方向に移動させられることによって、前記出力側固定プーリ１４ａと前記出力側可動プーリ１４ｂとの間の溝幅が変化させられる。
【００１２】
前記入力側プーリ１２を構成する前記入力側固定プーリ１２ａと前記入力側可動プーリ１２ｂとの対向面には、中心側ほど互いに接近する円錐状の１対の入力側シーブ面１２ｃが形成されることにより、前記入力側固定プーリ１２ａと前記入力側可動プーリ１２ｂとの間に入力側Ｖ溝２６が形成されている。前記出力側プーリ１４を構成する前記出力側固定プーリ１４ａと前記出力側可動プーリ１４ｂとの対向面には、中心側ほど互いに接近する円錐状の１対の出力側シーブ面１４ｃが形成されることにより、前記出力側固定プーリ１４ａと前記出力側可動プーリ１４ｂとの間に出力側Ｖ溝２８が形成されている。
【００１３】
前記伝動ベルト１０は、無端環状の帯状部材である１対のリング（フープ）３０を備えている。それら１対のリング３０に沿って、厚肉板片状のエレメント３２がその厚さ方向に複数重ねられて環状に結束されている。すなわち、前記伝動ベルト１０は、前記１対のリング３０に沿って厚さ方向に互いに密着するように連ねられた前記複数のエレメント３２を備え、それら複数のエレメント３２の板厚方向に対して垂直方向すなわち側面側に開いている１対の溝部３４に、前記１対のリング３０が収容されて構成されたものである。斯かる構成により、前記伝動ベルト１０は全体として無端環状の構成になっている。前記リング３０は、例えば、均一な幅寸法を有する例えば鋼製の無端環状の薄板が複数枚積層されることによって可撓性を有するように構成されている。
【００１４】
前記入力側油圧アクチュエータ２０によって前記入力側プーリ１２の溝幅が変化させられると、前記入力側プーリ１２に巻き掛けられた前記伝動ベルト１０は前記入力側シーブ面１２ｃの径方向に沿って移動させられる。これにより、前記入力側プーリ１２の有効径が変化させられる。同時に、前記伝動ベルト１０の張力を維持するために、前記出力側油圧アクチュエータ２４によって前記出力側プーリ１４の溝幅が変化させられると、前記出力側プーリ１４に巻き掛けられた前記伝動ベルト１０は前記出力側シーブ面１４ｃに沿って移動させられる。これにより、前記出力側プーリ１４の有効径が変化させられる。前記無段変速機８においては、以上のようにしてその変速比γ（＝入力側プーリ１２の回転速度／出力側プーリ１４の回転速度）が変化させられる。
【００１５】
図２は、本実施例の伝動ベルト１０に備えられた前記エレメント３２の構成を詳しく説明する正面図である。図３は、図２に示す前記エレメント３２を矢印IIIに示す方向に視た側面図である。図３においては、前記リング３０を省略して示している。前記エレメント３２は、前記入力側プーリ１２における前記入力側シーブ面１２ｃ、前記出力側プーリ１４における前記出力側シーブ面１４ｃにそれぞれ対向しつつ接触する１対の接触面３６を備えている。この１対の接触面３６は、前記エレメント３２の幅方向両側面に相当し、フランク面とも呼ばれる。図３に示すように、前記エレメント３２は、そのエレメント３２の厚さ方向における一方の端面３８から突き出して設けられた凸部４０と、前記エレメント３２の厚さ方向における他方の端面４２に設けられて、その端面４２側に隣接する前記エレメント３２から突き出した前記凸部４０を受け入れる凹部４４とを、備えている。
【００１６】
前記エレメント３２は、所定の厚さ寸法の平板状に形成された第１平板部４６と、前記第１平板部４６よりも厚さ寸法が厚い第２平板部４８と、前記第１平板部４６と前記第２平板部４８との間に形成され、前記第１平板部４６側から前記第２平板部４８側へ向けて厚さ寸法が増加させられる段状部５０とを、備えている。すなわち、図２に示すように、前記伝動ベルト１０を環状とした場合の径方向内周側から、前記第１平板部４６、前記段状部５０、前記第２平板部４８の順に形成されている。好適には、図３に示すように、前記第１平板部４６側から前記第２平板部４８側へ向けて厚さ寸法が漸増させられている。すなわち、前記段状部５０は、好適には、前記第１平板部４６側から前記第２平板部４８側へ向けて、前記エレメント３２の厚さ寸法が漸増させられる部分に相当する。
【００１７】
前記の構成により、前記エレメント３２には、前記伝動ベルト１０が回曲させられる状態において前記エレメント３２同士が接触することにより、隣接する前記エレメント３２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５２が形成されている。すなわち、前記エレメント３２においては、前記第２平板部４８と前記段状部５０との境界に相当する、前記エレメント３２の幅方向に直線状を成す角部（エッジ部）が、前記ロッキングエッジ部５２に相当する。前記伝動ベルト１０が前記入力側プーリ１２と前記出力側プーリ１４との間に巻き掛けられた状態で動力伝達を行う際には、前記エレメント３２が相互に揺動しつつ押圧し合うこととなるが、その場合、前記エレメント３２は、前記ロッキングエッジ部５２において集中的に圧縮力すなわち隣接する前記エレメント３２相互間の押圧力を受けることになる。
【００１８】
図８は、本実施例の伝動ベルト１０との比較のために、従来技術である車両用伝動ベルト１００（以下、単に伝動ベルト１００という）の構成を詳しく説明する正面図である。図９は、図８に示す伝動ベルト１００に備えられたエレメント１０２を矢印IXに示す方向に視た側面図である。図８及び図９において、前述した本実施例の伝動ベルト１０と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図９においては、前記リング３０を省略して示している。図８及び図９に示す伝動ベルト１００においては、前記エレメント１０２の幅方向両側面である１対の接触面１０４に、前記エレメント１０２の厚さ方向に対して所定の角度で傾斜させられた傾斜面１０６が形成されている。この傾斜面１０６は、前記接触面１０４全体が前記エレメント１０２の厚さ方向に対して所定の角度で傾斜させられるように形成されたものである。或いは、前記接触面１０４の長手方向（伝動ベルト１００を環状とした場合の径方向）全域に渡って、前記エレメント１０２の厚さ方向に対して所定の角度で傾斜させられるように形成されたものである。斯かる構成のエレメント１０２を備えた前記伝動ベルト１００においては、前記エレメント１０２にヨーイングが生じていない場合に、前記入力側プーリ１２、出力側プーリ１４との接触面積が小さくなり、面圧が局所的に増加するという弊害がある。前記エレメント１０２にヨーイングが生じた場合、図１０に破線で囲繞して示すように、前記ロッキングエッジ部５２に相当する段差があるために前記接触面１０４が長手方向全面（全域）では前記入力側プーリ１２の入力側シーブ面１２ｃ或いは前記出力側プーリ１４の出力側シーブ面１４ｃに接触せず、前記接触面１０４における一部のみ（特に、段差よりも外周側）で前記入力側シーブ面１２ｃ或いは前記出力側シーブ面１４ｃに偏当たりするおそれがある。
【００１９】
図４は、図３のIV−IV断面図であり、本実施例の伝動ベルト１０に備えられた前記エレメント３２における一方の前記接触面３６近傍の構成を詳しく説明する図である。前記従来の技術における不具合を解決するため、本実施例の伝動ベルト１０においては、前記エレメント３２の幅方向両側面である前記１対の接触面３６のうち少なくとも一方に、前記エレメント３２の厚さ方向に対して所定の角度αで傾斜させられた平面部である傾斜面５４が形成されている。図３に示すように、前記傾斜面５４は、前記第２平板部４８及び前記段状部５０における、前記第１平板部４６との厚みの差分に相当する部分に形成されている。換言すれば、図３に示すように前記エレメント３２を側面視した場合に、前記１対の接触面３６のうち少なくとも一方における、前記第２平板部４８及び前記段状部５０に対応する部分であって、前記第１平板部４６よりも厚さ方向に突出して設けられた部分に前記傾斜面５４が形成されている。前記傾斜面５４は、前記１対の接触面３６のうち少なくとも一方における、前記第１平面部４６と前記段状部５０との境界における段差より上部（伝動ベルト１０を環状とした場合の径方向外周側）に形成されている。換言すれば、前記エレメント３２の幅方向両側面のうち少なくとも一方における、前記ロッキングエッジ部５２の近傍に前記傾斜面５４が形成され、それ以外の部分は前記接触面３６に相当する平面部とされている。
【００２０】
図５及び図６は、前記エレメント３２の最大ヨーイング角度βについて説明する図である。前記傾斜面５４の、前記エレメント３２の厚さ方向（板厚方向）に対する角度αは、前記エレメント３２の最大ヨーイング角度βと等しい。すなわち、前記傾斜面５４は、前記エレメント３２の厚さ方向に対する前記傾斜面５４の角度αが、前記エレメント３２の最大ヨーイング角度βと等しい角度（すなわち、α＝β）となるように形成されたものである。前記エレメント３２の最大ヨーイング角度βは、例えば、前記エレメント３２に形成されたディンプルホールのクリアランスすなわち前記凹部４４に前記凸部４０が嵌め入れられた状態におけるそれら凸部４０と凹部４４とのクリアランス（間隙）と、前記エレメント３２の厚さ方向寸法すなわち板厚との関係性により算出される。例えば、図５に示すように、前記凹部４４の内径をｄ１、前記凸部４０の外径をｄ２とした場合、前記エレメント３２におけるディンプルホールのクリアランスＸは、次の（１）式のように表される。この（１）式に従って算出されるクリアランスをＸ、前記エレメント３２の厚さ方向寸法（板厚）をｔとすると、前記エレメント３２の最大ヨーイング角度βは、次の（２）式のように表される。
Ｘ＝（ｄ１−ｄ２）／２  ・・・（１）
β＝ｔａｎ-1（Ｘ／ｔ）   ・・・（２）
【００２１】
以上のように、本実施例の伝動ベルト１０においては、前記エレメント３２にヨーイングが発生しない場合においても十分な接触面積を確保できるように、前記傾斜面５４が形成される部位が限定されている。すなわち、前記１対の接触面３６のうち少なくとも一方における、前記第１平面部４６と前記段状部５０との境界における段差より上部のみ（ロッキングエッジ部５２の近傍のみ）に前記傾斜面５４が形成されている。前記エレメント３２の幅方向両側面における余の部分は、前記エレメント３２にヨーイングが発生しない状態において前記入力側プーリ１２の入力側シーブ面１２ｃ或いは前記出力側プーリ１４の出力側シーブ面１４ｃに面接触させられる前記接触面３６とされている。これにより、前記エレメント３２にヨーイングが発生しない場合において、前記入力側プーリ１２或いは前記出力側プーリ１４との間に十分な接触面積を確保しつつ、前記エレメント３２にヨーイングが発生した場合において、前記入力側プーリ１２或いは前記出力側プーリ１４との間の接触面を、前記エレメント３２の幅方向両側面における長手方向全域とすることができる。前記接触面３２の近傍以外の部分については、前記ロッキングエッジ部５２に相当する段差が存在しても機能上問題がないことに加え、前記のように前記ロッキングエッジ部５２は前記エレメント３２が相互に揺動しつつ押圧し合う場合において揺動中心として機能するため、本実施例によれば、前記エレメント３２に製造上必要な段差を形成しつつ、前記エレメント３２にヨーイングが生じた場合の問題を解決することができる。前記エレメント３２の厚さ方向に対する前記傾斜面５４の角度αが、前記エレメント３２の最大ヨーイング角βと等しい角度とされていることで、摩耗に対して最も影響の大きい条件において前記傾斜面５４と前記入力側プーリ１２の入力側シーブ面１２ｃ或いは前記出力側プーリ１４の出力側シーブ面１４ｃとの接触面積を増加させることが可能となる。
【００２２】
図７は、本実施例の伝動ベルト１０において、前記エレメント３２に前記傾斜面５４が形成される位置のバリエーションについて説明する図である。好適には、図７（Ａ）に破線で囲繞して示すように、前記伝動ベルト１０において、前記エレメント３２における進行方向（車両前進時のベルト進行方向、以下の説明において同じ）前面側且つ進行方向右側に、前記傾斜面５４が形成される。好適には、図７（Ｂ）に破線で囲繞して示すように、前記伝動ベルト１０において、前記エレメント３２における進行方向前面側の左右両側に、前記傾斜面５４が形成される。好適には、図７（Ｃ）に破線で囲繞して示すように、前記伝動ベルト１０において、前記エレメント３２における進行方向前面側且つ進行方向右側と、進行方向背面側且つ進行方向左側とに、前記傾斜面５４が形成される。すなわち、前記エレメント３２における進行方向前面側において右側に前記傾斜面５４が形成されている場合には、進行方向背面側においては逆側の進行方向左側に前記傾斜面５４が形成される。好適には、図７（Ｄ）に破線で囲繞して示すように、前記伝動ベルト１０において、前記エレメント３２における進行方向前面側の左右両側と、進行方向背面側の左右両側とに、前記傾斜面５４が形成される。
【００２３】
本実施例によれば、前記エレメント３２は、所定の厚さ寸法の平板状に形成された第１平板部４６と、前記第１平板部４６よりも厚さ寸法が厚い第２平板部４８と、前記第１平板部４６と前記第２平板部４８との間に形成され、前記第１平板部４６側から前記第２平板部４８側へ向けて厚さ寸法が増加させられる段状部５０とを、備え、前記エレメント３２の幅方向両側面である前記１対の接触面３６のうち少なくとも一方における、前記第２平板部４８及び前記段状部５０の前記第１平板部４６との厚みの差分に相当する部分に、前記エレメント３２の厚さ方向に対して前記エレメント３２の最大ヨーイング角βと等しい角度を成す傾斜面５４が形成されたものであることから、前記エレメント３２にヨーイングが生じた場合には、前記傾斜面５４が前記入力側プーリ１２、出力側プーリ１４に接触することで十分な接触面積を確保でき、前記エレメント３２にヨーイングが生じていない場合には、前記接触面３６における前記傾斜面５４以外の部分が前記入力側プーリ１２、出力側プーリ１４に接触することで十分な接触面積を確保できる。すなわち、前記エレメント３２にヨーイングが生じているか否かによらず十分な接触面積を確保する伝動ベルト１０を提供することができる。
【００２４】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、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：車両用ベルト式無段変速機、１０：車両用伝動ベルト、１２：入力側プーリ、１４：出力側プーリ、３０：リング、３２：エレメント、３６：接触面（幅方向側面）、４６：第１平板部、４８：第２平板部、５０：段状部、５４：傾斜面
【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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