(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の金属リング（３３）を複数枚積層した金属リング集合体（３１）と、金属リング集合体（３１）が嵌合するリングスロット（３５）を有する多数の金属エレメント（３２）とから構成され、ドライブプーリ（６）およびドリブンプーリ（１１）に巻き掛けられて両プーリ（６，１１）間で駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトにおいて、
金属リング集合体（３１）の内周面が当接するリングスロット（３５）のサドル面（４４）は、金属エレメント（３２）がそれの進行方向に対し直立状態にあるときに該サドル面（４４）と対面する金属リング集合体（３１）の内周面に平行となる平面に形成されると共に、該サドル面（４４）の、金属エレメント（３２）の進行方向後方側の角部の曲率半径が進行方向前方側の角部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする、無段変速機用ベルト。
【請求項２】
金属エレメント（３２）は金属板材（５２）を打ち抜き加工して形成されるものであり、前記進行方向後方側の角部は打ち抜き加工時に打ち抜きだれにより生じることを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機用ベルト。
【請求項３】
前記無段変速機用ベルトは車両の無段変速機（Ｔ）に使用されるものであり、金属エレメント（３２）の前記進行方向は車両の前進走行時における進行方向であることを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機用ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端状の金属リングを複数枚積層した金属リング集合体と、金属リング集合体が嵌合するリングスロットを有する多数の金属エレメントとから構成され、ドライブプーリおよびドリブンプーリに巻き掛けられて両プーリ間で駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すように、金属リング集合体３１にリングスロット３５を嵌合させて支持された金属エレメント３２が進行方向前方に傾くと、サドル面４４の進行方向後端ａが金属リング集合体３１の内周面に当接するため、その部分に大きい応力σＨ（ヘルツ応力）が発生して金属リング集合体３１の耐久性に悪影響を与える問題がある。前記金属エレメント３２の進行方向前方への傾きは、金属エレメント３２がプーリとの接触面において受ける接線方向の摩擦力Ｆと、金属エレメント３２相互間の押し力Ｅとにより発生するもので、この傾向はドリブンプーリの出口部分において特に顕著なものとなる。以下、その理由を説明する。
【０００３】
図７から明らかなように、前記接線方向の摩擦力Ｆにより発生する矢印Ｍ方向のモーメントは、金属エレメント３２を揺動中心Ｃ回りに進行方向前方に倒すように作用する。一方、金属エレメント３２間の押し力Ｅにより発生する半径方向の摩擦力μＥは、金属エレメント３２に矢印Ｍ′方向のモーメントを発生させ、このモーメントは金属エレメント３２を揺動中心Ｃ回りに進行方向後方に倒すように作用する。
【０００４】
図１０（Ａ）に示すように、ドライブプーリ６あるいはドリブンプーリ１１の出口部分において、金属エレメント３２がプーリ６，１１から受ける接線方向の摩擦力Ｆが大きくなり、その値はプーリ６，１１が変形して軸推力が集中する等の理由により、接線方向の摩擦力Ｆがプーリ６，１１の巻き付き域の全域に亘り平均的に分布したと仮定したときの値の４倍に達することが知られている。また図１０（Ｂ）に示すように、金属エレメント３２間の押し力Ｅは、ドライブプーリ６の出口部分において大きな値を持つが、ドリブンプーリ１１の出口部分において０になる。従って、金属エレメント３２を進行方向前方に傾ける接線方向の摩擦力Ｆが最大であり、且つ金属エレメント３２の進行方向前方への傾きを抑制する押し力Ｅが０になる位置、即ちドリブンプーリ１１の出口部分において金属エレメント３２は進行方向前方に最も傾き易くなる。
【０００５】
このような理由からドリブンプーリ１１の出口部分において金属エレメント３２が進行方向前方に大きく傾くと、金属エレメント３２のリングスロット３５のサドル面４４の進行方向後端ａが金属リング集合体３１の内周面に強く当接し（図８参照）、その部分に発生する応力σＨによって金属リング集合体３１の疲労寿命が短くなる問題がある。
【０００６】
金属リング集合体の内周面が当接するサドル面の形状に特徴を有する金属エレメントとして、実開昭５９−７９６５３号公報、実開昭６３−１７３５３号公報、特開平６−１０９９３号公報、実開昭６０−１０７４４４号公報に記載されたものが公知である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記実開昭５９−７９６５３号公報に記載されたものは、金属エレメントのサドル面の進行方向両端部に滑らかな面取りを施しており、上記実開昭６３−１７３５３号公報に記載されたものは、金属エレメントのサドル面の進行方向中央部に階段状の凸部を形成し、この凸部の頂面に金属リング集合体の最小巻き付き半径に等しい半径の円弧面を形成している。上記構成の目的は明記されていないが、無段変速機用ベルトのプーリへの巻き付き部において、サドル面の進行方向両端部と金属リング集合体の内周面との強い当りの緩和を意図したものと思われる。これらのものは、サドル面の形状が進行方向前後で対称であるため、ドリブンプーリの出口部分においてサドル面の進行方向後端部と金属リング集合体の内周面とが当接して発生するヘルツ応力を有効に緩和することは困難である。
【０００８】
また上記特開平６−１０９９３号公報、実開昭６０−１０７４４４号公報に記載されたものは、金属エレメントのサドル面の進行方向後側が進行方向前側よりも低くなるように前後非対称形状に構成したものであり、その目的はピッチングモーメントによる金属エレメントの前後方向の倒れを防止することとされている。これらのものは、サドル面の形状が複雑であるために加工コストが嵩むという問題がある。
【０００９】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、金属エレメントの加工コストを増加させることなく、該金属エレメントの傾きによる金属リング集合体の耐久性低下を防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、無端状の金属リングを複数枚積層した金属リング集合体と、金属リング集合体が嵌合するリングスロットを有する多数の金属エレメントとから構成され、ドライブプーリおよびドリブンプーリに巻き掛けられて両プーリ間で駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトにおいて、金属リング集合体の内周面が当接するリングスロットのサドル面は、金属エレメントがそれの進行方向に対し直立状態にあるときに該サドル面と対面する金属リング集合体の内周面に平行となる平面に形成されると共に、該サドル面の、金属エレメントの進行方向後方側の角部の曲率半径が進行方向前方側の角部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする無段変速機用ベルトが提案される。
【００１１】
上記構成によれば、ドリブンプーリを離れた金属エレメントが進行方向前方側に倒れたとき、リングスロットのサドル面の進行方向後方側に位置する半径が大きい方の角部が金属リング集合体の内周面に押し付けられるので、その金属リング集合体の内周面に発生するヘルツ応力を最小限に抑えて該金属リング集合体の耐久性を高めることができる。
【００１２】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、金属エレメントは金属板材を打ち抜き加工して形成されるものであり、前記進行方向後方側の角部は打ち抜き加工時に打ち抜きだれにより生じることを特徴とする無段変速機用ベルトが提案される。
【００１３】
上記構成によれば、金属エレメントのサドル面の進行方向後方側に位置する半径が大きい方の角部は、金属板材を打ち抜き加工して金属エレメントを形成するときの打ち抜きだれとして生じるので、特別の加工を施すことなく前記半径が大きい角部を形成することができる。
【００１４】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記無段変速機用ベルトは車両の無段変速機に使用されるものであり、金属エレメントの前記進行方向は車両の前進走行時における進行方向であることを特徴とする無段変速機用ベルトが提案される。
【００１５】
上記構成によれば、車両が前進走行する頻度は後進走行する頻度に比べて圧倒的に高いため、金属エレメントの進行方向を車両の前進走行時における進行方向に一致させることにより、半径が大きい方の角部を車両の前進走行時に金属リング集合体の内周面に押し付けて該金属リング集合体の耐久性を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図１１は本発明の第１実施例を示すもので、図１は無段変速機を搭載した車両の動力伝達系のスケルトン図、図２は金属ベルトの部分斜視図、図３はファインブランキング装置の全体図、図４は金属リングに作用する引張応力の分布を示す図、図５は金属リングの自由状態および巻付状態を示す図、図６は最内層の金属リングに作用するトータルの応力の分布を示す図、図７は直立状態の金属エレメントの側面図、図８は傾斜状態の金属エレメントの側面図、図９はサドル面の進行方向前後端に作用するピーク荷重を示すグラフ、図１０は金属エレメントがプーリから受ける接線方向の摩擦力Ｆおよび金属エレメント間の押し力Ｅの分布を示す図、図１１はドリブンプーリの出口付近における金属エレメントの傾きを示す図である。
【００１８】
尚、本実施例で用いる金属エレメントの前後方向、左右方向、半径方向の定義は図２に示されている。半径方向はその金属エレメントが当接するプーリの半径方向として定義されるもので、プーリの回転軸に近い側が半径方向内側であり、プーリの回転軸に遠い側が半径方向外側である。また左右方向は金属エレメントが当接するプーリの回転軸に沿う方向として定義され、前後方向は金属エレメントの車両の前進走行時における進行方向に沿う方向として定義される。
【００１９】
図１は自動車に搭載された金属ベルト式無段変速機Ｔの概略構造を示すもので、エンジンＥのクランクシャフト１にダンパー２を介して接続されたインプットシャフト３は発進用クラッチ４を介して金属ベルト式無段変速機Ｔのドライブシャフト５に接続される。ドライブシャフト５に設けられたドライブプーリ６は、ドライブシャフト５に固着された固定側プーリ半体７と、この固定側プーリ半体７に対して接離可能な可動側プーリ半体８とを備えており、可動側プーリ半体８は油室９に作用する油圧で固定側プーリ半体７に向けて付勢される。
【００２０】
ドライブシャフト５と平行に配置されたドリブンシャフト１０に設けられたドリブンプーリ１１は、ドリブンシャフト１０に固着された固定側プーリ半体１２と、この固定側プーリ半体１２に対して接離可能な可動側プーリ半体１３とを備えており、可動側プーリ半体１３は油室１４に作用する油圧で固定側プーリ半体１２に向けて付勢される。ドライブプーリ６およびドリブンプーリ１１間に、左右の一対の金属リング集合体３１，３１に多数の金属エレメント３２を支持してなる金属ベルト１５が巻き掛けられる（図２参照）。それぞれの金属リング集合体３１は、１２枚の金属リング３３を積層してなる。
【００２１】
ドリブンシャフト１０には前進用ドライブギヤ１６および後進用ドライブギヤ１７が相対回転自在に支持されており、これら前進用ドライブギヤ１６および後進用ドライブギヤ１７はセレクタ１８により選択的にドリブンシャフト１０に結合可能である。ドリブンシャフト１０と平行に配置されたアウトプットシャフト１９には、前記前進用ドライブギヤ１６に噛合する前進用ドリブンギヤ２０と、前記後進用ドライブギヤ１７に後進用アイドルギヤ２１を介して噛合する後進用ドリブンギヤ２２とが固着される。
【００２２】
アウトプットシャフト１９の回転はファイナルドライブギヤ２３およびファイナルドリブンギヤ２４を介してディファレンシャル２５に入力され、そこから左右のアクスル２６，２６を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００２３】
而して、エンジンＥの駆動力はクランクシャフト１、ダンパー２、インプットシャフト３、発進用クラッチ４、ドライブシャフト５、ドライブプーリ６、金属ベルト１５およびドリブンプーリ１１を介してドリブンシャフト１０に伝達される。前進走行レンジが選択されているとき、ドリブンシャフト１０の駆動力は前進用ドライブギヤ１６および前進用ドリブンギヤ２０を介してアウトプットシャフト１９に伝達され、車両を前進走行させる。また後進走行レンジが選択されているとき、ドリブンシャフト１０の駆動力は後進用ドライブギヤ１７、後進用アイドルギヤ２１および後進用ドリブンギヤ２２を介してアウトプットシャフト１９に伝達され、車両を後進走行させる。
【００２４】
このとき、金属ベルト式無段変速機Ｔのドライブプーリ６の油室９およびドリブンプーリ１１の油室１４に作用する油圧を、電子制御ユニットＵ1 からの指令で作動する油圧制御ユニットＵ2 で制御することにより、その変速比が無段階に調整される。即ち、ドライブプーリ６の油室９に作用する油圧に対してドリブンプーリ１１の油室１４に作用する油圧を相対的に増加させれば、ドリブンプーリ１１の溝幅が減少して有効半径が増加し、これに伴ってドライブプーリ６の溝幅が増加して有効半径が減少するため、金属ベルト式無段変速機Ｔの変速比はＬＯＷに向かって無段階に変化する。逆にドリブンプーリ１１の油室１４に作用する油圧に対してドライブプーリ６の油室９に作用する油圧を相対的に増加させれば、ドライブプーリ６の溝幅が減少して有効半径が増加し、これに伴ってドリブンプーリ１１の溝幅が増加して有効半径が減少するため、金属ベルト式無段変速機Ｔの変速比はＯＤに向かって無段階に変化する。
【００２５】
図２に示すように、金属板材から打ち抜いて成形した金属エレメント３２は、概略台形状のエレメント本体３４と、金属リング集合体３１，３１が嵌合する左右一対のリングスロット３５，３５間に位置するネック部３６と、ネック部３６を介して前記エレメント本体３４の上部に接続される概略三角形のイヤー部３７とを備える。エレメント本体３４の左右方向両端部には、ドライブプーリ６およびドリブンプーリ１１のＶ面に当接可能な一対のプーリ当接面３９，３９が形成される。また金属エレメント３２の進行方向前側および後側には、該進行方向に直交するとともに相互に平行な前後一対の主面４０，４０が形成され、また進行方向前側の主面４０の下部には左右方向に延びるロッキングエッジ４１を介して傾斜面４１が形成される。更に、前後に隣接する金属エレメント３２，３２を結合すべく、イヤー部３７の前後面に凹凸部４３が形成される。
【００２６】
次に、図３に基づいて金属エレメント３２を打ち抜き加工するファインブランキング装置の構造を説明する。
【００２７】
ファインブランキング装置５１は金属板材５２から金属エレメント３２を打ち抜き加工するもので、金属板材５２の下面を支持する固定の下側ダイ５３と、シリンダ５４，５４で昇降して金属板材５２の上面を押圧可能な上側ダイ５５と、下側ダイ５３の凹部に昇降自在に収納されてシリンダ５６で上向きに付勢されたカウンターパンチ５７と、上側ダイ５５の凹部に収納されてシリンダ５８で昇降するパンチ５９とを備える。
上記構造のファインブランキング装置５１による金属エレメント３２の打ち抜き加工は、以下のような手順で行われる。先ず金属板材５２を下側ダイ５３上に載置した状態でシリンダ５４，５４を伸長駆動して上側ダイ５５を下降させ、下側ダイ５３および上側ダイ５５間に金属板材５２を挟持する。続いて、シリンダ５８を伸長駆動してパンチ５９を下降させると、パンチ５９およびカウンターパンチ５７間に挟持された金属板材５２の一部がシリンダ５６による反力を受けながら下降し、下側ダイ５３および上側ダイ５５との間に発生する剪断力で金属エレメント３２が打ち抜かれる。図３には金属エレメント３２が打ち抜かれる途中の状態が示されており、その金属エレメント３２は下向きになった進行方向後面側が下側ダイ５３およびカウンターパンチ５７に対向している。
【００２８】
上記金属エレメント３２の打ち抜き加工の過程で、下側ダイ５３およびカウンターパンチ５７の境界部に臨む金属エレメント３２の周縁部（○で囲った部分）に打ち抜きだれが発生し、その断面は鋭いエッジを持たない円弧形状となる。図７に示すように、一般に金属エレメント３２を打ち抜き加工した後にバレル加工等によりバリの除去を行う結果、金属エレメント３２のリングスロット３５のサドル面４４の進行方向両端部のうち、前記打ち抜きだれが発生しない進行方向前端ｂの曲率半径ｒはバリの除去に伴う面取り加工によって０．０２ｍｍ程度になるのに対し、前記打ち抜きだれが発生する進行方向後端ａの曲率半径ｒは０．０４ｍｍ程度の大きな値を持つようになる。また前記サドル面４４は、図７に示すように金属エレメント３２がそれの進行方向に対し直立状態にあるときに該サドル面４４と対面する金属リング集合体３１の内周面に平行となる平面に形成される。
【００２９】
図４は、車両が最高速度走行状態（ＴＯＰ状態）にあって、ドライブプーリ６の有効半径がドリブンプーリ１１の有効半径よりも大きくなった状態を示しており、同図における金属ベルト１５の厚さは該金属ベルト１５の張力に起因する最内層の金属リング３３の引張応力の大小を模式的に表している。金属ベルト１５がドリブンプーリ１１からドライブプーリ６に戻る戻り側の弦部（Ａ領域）において前記応力は一定値σＴLOW であり、金属ベルト１５がドライブプーリ６からドリブンプーリ１１に送り出される往き側の弦部（Ｃ領域）において前記応力は一定値σＴHIGHである。Ａ領域の応力σＴLOW はＣ領域の応力σＴHIGHよりも小さく、金属ベルト１５がドライブプーリ６に巻き付く部分（Ｂ領域）において、その入口側から出口側にかけて応力はσＴLOW からσＴHIGHまで増加し、金属ベルト１５がドリブンプーリ１１に巻き付く部分（Ｄ領域）において、その入口側から出口側にかけて応力はσＴHIGHからσＴLOW まで減少する（図６の鎖線参照）。
【００３０】
金属リング３３には前記張力に基づく引張応力に加えて、曲げに基づく引張応力および圧縮応力が作用する。図５に示すように自由状態の金属リングは円形であるが、使用状態の金属リングは前記Ａ領域〜Ｄ領域を有する形状に変形する。戻り側弦部（Ａ領域）および往き側弦部（Ｃ領域）では自由状態でＲ0 であった曲率半径が∞に増加し、大径側のドライブプーリに巻き付くＢ領域では自由状態でＲ0 であった曲率半径がＲDRに減少し、小径側のドリブンプーリに巻き付くＤ領域では自由状態でＲ0 であった曲率半径がＲDNに減少する。
【００３１】
このように金属リング３３の曲率半径が増加するＡ領域およびＣ領域では、該金属リング３３の内周面に引張曲げ応力が作用し、外周面に圧縮曲げ応力が作用する。一方、金属リング３３の曲率半径が減少するＢ領域およびＤ領域では、該金属リング３３の内周面に圧縮曲げ応力が作用し、外周面に引張曲げ応力が作用する。即ち、金属リング３３の内周面には、その２つの弦部（Ａ領域およびＣ領域）に一定の引張曲げ応力σＶSTが作用し、曲率半径が大きい方のドライブプーリ６に巻き付くＢ領域では比較的に小さな圧縮曲げ応力σＶDRが作用し、曲率半径が小さい方のドリブンプーリ１１に巻き付くＤ領域では比較的に大きな圧縮曲げ応力σＶDNが作用する。
【００３２】
図６のグラフは最内層の金属リング３３の内周面の張力に基づいて作用する応力と、曲げに基づいて該金属リング３３の内周面に作用する応力とを加算したトータルの応力の変化を示している。同図において、領域Ｄの末端（金属エレメント３２がドリブンプーリ１１を離れる部分）において、大きな集中応力σＨが作用しているのが分かる。この集中応力σＨは、図７および図８で説明したように、金属エレメント３２がドリブンプーリ１１を離れる部分で進行方向前側に倒れ、サドル面４４の進行方向後端ａが最内層の金属リング３３の内周面に強く当接するために発生するものであって、円柱の一部と見做せるサドル面４４の進行方向後端ａと、平面と見做せる最内層の金属リング３３の内周面との当接により発生するヘルツ応力である。
【００３３】
図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、金属エレメント３２のサドル面４４の進行方向後端ａおよび進行方向前端ｂにそれぞれ荷重センサを設け、前記進行方向後端ａおよび進行方向前端ｂが最内層の金属リング３３から受ける荷重の変化を検出したものである。図９（Ａ）に示すサドル面４４の進行方向後端ａでは、ドライブプーリ６の入口付近に荷重ピークＰDRが認められ、かつドリブンプーリ１１の出口付近に荷重ピークＰDNが認められる。一方、、図９（Ｂ）に示すサドル面４４の進行方向前端ｂでは、ドライブプーリ６の入口付近だけに荷重ピークＰDRが認めらる。
【００３４】
ドライブプーリ６の入口付近の荷重のピークＰDRは、サドル面４４の進行方向前端ｂおよび進行方向後端ａに両方に発生するもので、その原因は金属エレメント３２がローリングした状態でドライブプーリ６に噛み込まれるためと考えられる。一方、ドリブンプーリ１１の出口付近の荷重ピークＰDNは、サドル面４４の進行方向後端ａだけに発生するもので、その原因は金属エレメント３２がドリブンプーリ１１の出口付近で進行方向前方に倒れるためと考えられる。
【００３５】
次に、金属エレメント３２がドリブンプーリ１１を離れる部分において、最内層の金属リング３３が金属エレメント３２のサドル面４４の進行方向後端ａから受ける集中応力σＨについて考察する。
【００３６】
集中応力σＨの値を幾何学的に確定することはドリブンプーリ１１および金属エレメント３２の摩擦作用中心が不明確である等の様々な要因により非常に困難であるが、ｋを実験定数（サドル面応力集中実験定数）として、次式により推定することができる。
【００３７】
σＨ＝ｐ＊（ｋ＊ｅ／ｑ）
ここで、ｅ，ｐ，ｑの定義は以下のとおりである（図８参照）。
【００３８】
ｅ；金属エレメント１個当たりの伝達力（ｋｇｆ／個）
ｐ；平均サドル面圧縮応力（ｋｇ／ｍｍ2 ）
ｑ；金属エレメント１個当たりの軸推力（ｋｇｆ／個）
上式において、集中応力σＨは、平均サドル面圧縮応力ｐ、金属エレメント１個当たりの伝達力ｅおよび実験定数ｋの増加に伴って増加し、金属エレメント１個当たりの軸推力ｑの増加に伴って減少すると仮定した。また実験定数ｋはサドル面４４の進行方向後端ａの曲率半径ｒの影響によるヘルツ面圧の増大に比例する係数であるので、ｃを比例定数として、
ｋ＝ｃ＊（１／ｒ）1/2 
で表される。
【００３９】
本実施例では進行方向後端ａの曲率半径ｒが打ち抜きだれによって０．０４ｍｍに増加しており、前記進行方向後端ａの曲率半径ｒが０．０２ｍｍのものと比較すると、実験定数ｋの値は約７０％に減少する。即ち、サドル面４４の進行方向後端ａの曲率半径ｒを例えば２倍に増加させれば、実験定数ｋの値を減少させて最内層の金属リング３３が金属エレメント３２のサドル面４４の進行方向後端ａから受ける集中応力σＨを約７０％に減少させることができる。
【００４０】
このように、サドル面４４の進行方向後端ａの曲率半径を進行方向前端ｂの曲率半径よりも大きく設定することにより、最内層の金属リング３３が金属エレメント３２のサドル面４４の進行方向後端ａから受ける応力を減少させ、金属リング集合体３１全体としての寿命を延長することができる。即ち、図６において、集中応力σＨが減少することにより応力振幅σａが減少する一方、応力中心σｍは増加するが、応力振幅σａの減少量と応力中心σｍの増加量とは等しいので、金属材料の一般的な特性からして疲労寿命に関しては有利な変化であり、これにより最内層の金属リング３３の疲労寿命を延長することができる。しかも曲率半径が大きいサドル面４４の進行方向後端ａを金属エレメント３２のファインブランキング加工と同時に形成することができるので、特別の機械加工が不要になって加工コストの削減に寄与することができる。
【００４１】
次に、図１２および図１３に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００４２】
図３および図１２を比較すると明らかなように、図１２に示す第２実施例では金属エレメント３２が表裏反転した状態でファインブラキング加工される。即ち、図８に示すように、第１実施例の金属エレメント３２はロッキングエッジ４１を進行方向前方に向けており、また第２実施例の金属エレメント３２はロッキングエッジ４１を進行方向後方に向けている点で相違しているが、第２実施例のものも進行方向後端ａの曲率半径が打ち抜きだれにより増加しており、従って第１実施例のものと同じ作用効果を発揮することができる。
【００４３】
ところで、図１に示す金属ベルト式無段変速機Ｔは、車両の前進走行時にも後進走行時にも金属ベルト１５が同一方向に回転するが、図１４に示す第３実施例の金属ベルト式無段変速機Ｔは、車両の前進走行時と後進走行時とで金属ベルト１５の回転方向が反対になる。
【００４４】
即ち、エンジンＥにより駆動されるインプットシャフト３の外周に支持されたドライブプーリ６は、フォワードクラッチ６１を介してインプットシャフト３に結合可能であり、かつ遊星歯車機構６２およびリバースブレーキ６３を介してインプットシャフト３に結合可能である。ダブルピニオン式の遊星歯車機構６２は、インプットシャフト３と一体のサンギヤ６４と、ドライブプーリ６と一体のプラネタリキャリヤ６５と、インプットシャフト３に相対回転自在に支持されたリングギヤ６６と、プラネタリキャリヤ６５に支持されてサンギヤ６４およびリングギヤ６６に噛合するプラネタリギヤ６７…とから構成されるもので、前記リバースブレーキ６３はリングギヤ６６をケーシングに結合可能である。ドリブンプーリ１１が設けられたドリブンシャフト１０は、発進用クラッチ６８および減速ギヤ列６９を介してディファレンシャル２５に接続される。
【００４５】
而して、車両の前進走行時にはフォワードクラッチ６１が係合してドライブプーリ６をインプットシャフト３に結合するため、ドライブプーリ６はインプットシャフト３と同方向に回転する。一方、車両の後進走行時にはリバースブレーキ６３が係合して遊星歯車機構６２のリングギヤ６６をケーシングに結合するため、インプットシャフト３と一体のサンギヤ６４の回転に伴って、プラネタリキャリヤ６５がドライブプーリ６と共にインプットシャフト３の回転方向に対して逆方向に回転する。
【００４６】
このように、第３実施例の金属ベルト式無段変速機Ｔは、車両の前進走行時と後進走行時とで金属ベルト１５の回転方向が反対になるため、車両の前進走行時に金属エレメント３２の進行方向前端ｂの曲率半径よりも進行方向後端ａの曲率半径を大きく設定しても、車両の後進走行時に金属ベルト１５の回転方向が反対になるために効果を発揮できなくなる。しかしながら、車両が後進走行する頻度は前進走行する頻度に比べて遙に小さいため、車両の前進走行時の金属エレメント３２の進行方向を基準として該金属エレメント３２の進行方向前端ｂの曲率半径よりも進行方向後端ａの曲率半径を大きく設定すれば、車両の走行時間の大部分において本発明の効果を発揮することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４８】
例えば、実施例では曲率半径が大きいサドル面４４の進行方向後端ａを金属エレメント３２のファインブランキング加工と同時に形成しているが、それを機械加工によって別途形成することも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、金属エレメントにおけるリングスロットのサドル面は、金属エレメントがそれの進行方向に対し直立状態にあるときに該サドル面と対面する金属リング集合体の内周面に平行となる平面に形成されると共に、該サドル面の、金属エレメントの進行方向後方側の角部の曲率半径が進行方向前方側の角部の曲率半径よりも大きいので、ドリブンプーリを離れた金属エレメントが進行方向前方側に倒れたとき、リングスロットのサドル面の進行方向後方側に位置する、半径が大きい方の角部が金属リング集合体の内周面に押し付けられ、従って、その金属リング集合体の内周面に発生するヘルツ応力を最小限に抑えて該金属リング集合体の耐久性を高めることができる。
【００５０】
また請求項２に記載された発明によれば、金属エレメントのサドル面の進行方向後方側に位置する半径が大きい方の角部は、金属板材を打ち抜き加工して金属エレメントを形成するときの打ち抜きだれとして生じるので、特別の加工を施すことなく前記半径が大きい角部を形成することができる。
【００５１】
また請求項３に記載された発明によれば、車両が前進走行する頻度は後進走行する頻度に比べて圧倒的に高いため、金属エレメントの進行方向を車両の前進走行時における進行方向に一致させることにより、半径が大きい方の角部を車両の前進走行時に金属リング集合体の内周面に押し付けて該金属リング集合体の耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無段変速機を搭載した車両の動力伝達系のスケルトン図
【図２】金属ベルトの部分斜視図
【図３】ファインブランキング装置の全体図
【図４】金属リングに作用する引張応力の分布を示す図
【図５】金属リングの自由状態および巻付状態を示す図
【図６】最内層の金属リングに作用するトータルの応力の分布を示す図
【図７】直立状態の金属エレメントの側面図
【図８】傾斜状態の金属エレメントの側面図
【図９】サドル面の進行方向前後端に作用するピーク荷重を示すグラフ
【図１０】金属エレメントがプーリから受ける接線方向の摩擦力Ｆおよび金属エレメント間の押し力Ｅの分布を示す図
【図１１】ドリブンプーリの出口付近における金属エレメントの傾きを示す図
【図１２】本発明の第２実施例に係るファインブランキング装置の全体図
【図１３】本発明の第２実施例に係る傾斜状態の金属エレメントの側面図
【図１４】本発明の第３実施例に係る無段変速機を搭載した車両の動力伝達系のスケルトン図
【符号の説明】
６          ドライブプーリ
１１        ドリブンプーリ
３１        金属リング集合体
３２        金属エレメント
３３        金属リング
３５        リングスロット
４４        サドル面
５２        金属板材
Ｇ          重心
Ｔ          無段変速機
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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