(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前側の面に形成された凸側の係合部と後側の面の同位置に形成された凹側の係合部とにより相互に係合・連結された多数枚の金属こまと、これら金属こまに形成された左右一対のリング挿通溝にそれぞれ挿通された複数枚の保持リングとからなり、共にＶ字溝を有するＣＶＴの駆動側プーリと従動側プーリとの間に掛け渡されて当該両プーリ間での動力の伝達に供される動力伝達ベルトであって、
前記金属こまが、前記Ｖ字溝に対して、前方向から見た形状が前記凸側の係合部を中心とした同一径の円の円弧状に形成された接触面をもって接触することを特徴とするＣＶＴ用動力伝達ベルト。
【請求項２】
前記凸側および凹側の係合部が、前記リング挿通溝の形成部位より内周側に位置することを特徴とする、請求項１記載のＣＶＴ用動力伝達ベルト。
【請求項３】
前記凸側の係合部が、その形状要素として凸球面を有することを特徴とする、請求項２記載のＣＶＴ用動力伝達ベルト。
【請求項４】
前記凹側の係合部が、その形状要素として前記凸側の係合部が内嵌する凹球面を有することを特徴とする、請求項３記載のＣＶＴ用動力伝達ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載されるＣＶＴの動力伝達ベルトに係り、詳しくは、動力伝達時における騒音や金属こまの摩耗の抑制等を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用自動変速機としては、滑らかで最適な減速比での変速が行えるため、遊星歯車や湿式摩擦材を用いたステップ式自動変速機に較べて駆動損失が少ないこと、変速時におけるショックが殆ど無視できること等から、無断変速機すなわちＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が注目されている。自動車用ＣＶＴでは、トロイダル式等種々のものが開発されているが、特開平２−１２５１２２号公報や特開平４−８３９４１号公報等に記載されたように、共にＶ字溝を有する駆動側プーリと従動側プーリとの間に金属製の動力伝達ベルトを掛け渡し、両プーリの有効直径を油圧機構等により適宜変化させることで変速を行うベルト式が主流となっている。
【０００３】
ベルト式ＣＶＴの場合、両プーリは、相対向する面が共にコーン形状に形成された固定シーブと移動シーブとからなっており、例えば、駆動側プーリの移動シーブが油圧機構等により駆動されるものでは、従動側プーリの移動シーブは圧縮コイルばね等の付勢機構により固定シーブ側に付勢される。そして、変速制御装置等からの指令により油圧装置が作動し、駆動側プーリの固定シーブと移動シーブとが離間してその有効直径が小さくなると、従動側プーリの固定シーブと移動シーブとが付勢機構の作動により接近してその有効直径が大きくなり、ＣＶＴの減速比が小さく変化する。
【０００４】
一般に、ベルト式ＣＶＴの動力伝達ベルト５は、図６，図７（図６中のＣ矢視図）に示したように、多数枚の金属こま１１と複数枚の保持リング１３とから構成されている。金属こま１１は、Ｖ字溝１５（固定シーブ１７および移動シーブ１９の傾斜面）に当接する直線状の接触面２１を両端に有する胴部２３と、胴部２３の中央から図６中上方に延設された二等辺三角形状の頭部２５とからなっており、胴部２３と頭部２５との間に複数枚（図示例では、各４枚）の保持リング１３が挿通される左右一対のリング挿通溝２７が形成されている。これらリング挿通溝２７の溝幅は、保持リング１３との間に所定の間隙を形成するように設定されている。また、頭部２５には、前面（図７中左方）の略中央に円柱状の凸側係合部３１が形成される一方、後面の同位置には凸側係合部３１に対応する形状の凹側係合部３３が形成され、これら凸側係合部３１と凹側係合部３３とが嵌合することで隣接する金属こま１１が相互に係合・連結されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の動力伝達ベルトには、動力伝達時に金属こまが傾くことに起因し、騒音や異常摩耗が発生する等の問題があった。
金属こま１１は、その傾きを左右の保持リング１３により規制されているが、リング挿通溝２７と保持リング１３との間には上述の間隙が存在するため、前後の金属こま１１に対して両係合部３１，３３を中心として所定の角度範囲で傾くことがある。そのため、両プーリ間を移動中にある金属こま１１が芯ずれや振動等により傾いた場合、その金属こま１１は、図１に示す駆動側プーリ１あるいは従動側プーリ３に巻き掛けられる瞬間に、図８に示したように固定シーブ１７や移動シーブ１９の傾斜面と干渉する（図８に干渉部位をハッチングで示す）。
【０００６】
この干渉は金属こま１１がＶ字溝１５に完全に巻き掛けられた時点で解消されるが、金属こま１１は、その際に固定シーブ１７や移動シーブ１９の傾斜面との衝突による打音や摺動による擦過音を発生し、ＣＶＴ作動時における大きな騒音源となっていた。また、金属こま１１には、接触面２１に両シーブ１７，１９との衝突によるばりや摺動による摩耗が生じる他、過大な応力により両係合部３１，３３やその周辺部位が破損する虞もあった。
【０００７】
一方、駆動側プーリ１や従動側プーリ３のＶ字溝１５に巻き掛けられた状態において、隣り合う金属こま１１は、両係合部３１，３３で所定の角度をもって係合する。ところが、この際、凸側係合部３１が円柱状となっているため、図９に示したように、両係合部３１，３３が局部的に接触することになり、接触面圧が高くなることで両係合部３１，３３が比較的短期間の運転で摩耗したり、動力伝達ベルト５の円滑な作動が妨げられる虞があった。
【０００８】
本発明は、これらの状況に鑑みなされたもので、動力伝達時における騒音や金属こまの摩耗の抑制等を図ったＣＶＴ用動力伝達ベルトを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明では、前側の面に形成された凸側の係合部と後側の面の同位置に形成された凹側の係合部とにより相互に係合・連結された多数枚の金属こまと、これら金属こまに形成された左右一対のリング挿通溝にそれぞれ挿通された複数枚の保持リングとからなり、共にＶ字溝を有するＣＶＴの駆動側プーリと従動側プーリとの間に掛け渡されて当該両プーリ間での動力の伝達に供される動力伝達ベルトであって、前記金属こまが、前記Ｖ字溝に対して、前方向から見た形状が前記凸側の係合部を中心とした同一径の円の円弧状に形成された接触面をもって接触するものを提案する。
この発明では、両プーリ間を移動中にある金属こまが前後左右のどの方向に傾いても、金属こまの接触面が円弧状となっているため、駆動側プーリあるいは従動側プーリのＶ字溝に巻き掛けられる際に固定シーブや移動シーブの傾斜面と干渉し難くなる。
【００１０】
また、請求項１の発明では、前記金属こまが、前記Ｖ字溝に対する接触面が、前方向から見た形状が前記凸側の係合部を中心とした同一径の円の円弧状に形成されたものを提案する。
この発明では、両プーリ間を移動中にある金属こまが傾いても、その金属こまの接触面が前後の金属こまの接触面に対して変化せず、駆動側プーリあるいは従動側プーリのＶ字溝に巻き掛けられる際に固定シーブや移動シーブの傾斜面と干渉しなくなる。
【００１１】
また、請求項２の発明では、請求項１のＣＶＴ用動力伝達ベルトにおいて、前記凸側および凹側の係合部が、前記リング挿通溝の形成部位より内周側に位置するものを提案する。
この発明では、金属こまの頭部を従来装置に較べて小さくすることができ、動力伝達ベルトの重量軽減を図ることが容易となると共に、通常のプーリとの接触位置を金属駒のプーリ接触面のほぼ中央に持って来ることが出来るようになったので、金属駒の傾きに対する余裕しろを充分確保することが出来る。
【００１２】
また、請求項３の発明では、一方の面に形成された凸側の係合部と他方の面に形成された凹側の係合部とにより相互に係合・連結された多数枚の金属こまと、これら金属こまに形成された左右一対のリング挿通溝にそれぞれ挿通された複数枚の保持リングとからなり、共にＶ字溝を有するＣＶＴの駆動側プーリと従動側プーリとの間に掛け渡されて当該両プーリ間での動力の伝達に供される動力伝達ベルトであって、前記凸側の係合部が、その形状要素として凸球面を有するものを提案する。
この発明では、両係合部間の接触面積が増大すると共に、両係合部を支点とする隣り合う金属こまの相対揺動が円滑となる。
【００１３】
また、請求項４の発明では、請求項３のＣＶＴ用動力伝達ベルトにおいて、前記凹側の係合部が、その形状要素として前記凸側の係合部が内嵌する凹球面を有するものを提案する。
この発明では、凸側の係合部と凹側の係合部とが広い面積で接触するため、両係合部間の接触面圧が低下する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用ＣＶＴの動力伝達ベルトに適用した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は実施形態に係るＣＶＴの要部を示す側面図であり、図２は図１中の拡大Ａ−Ａ断面図、図３は図２中のＢ矢視図である。ＣＶＴは、図１に示したように、エンジン側の出力軸に連結された駆動側プーリ１と、ディファレンシャル装置側の入力軸に連結された従動側プーリ３と、駆動側プーリ１と従動側プーリ３との間に掛け渡された動力伝達ベルト５とを主たる構成要素としている。そして、駆動側プーリ１には変速制御装置に駆動制御される油圧機構が設けられる一方、従動側プーリ３には圧縮コイルばねを用いた付勢機構が設けられ、図１に示した状態では、駆動側プーリ１の有効直径が従動側プーリ３の有効直径より有意に小さく、ＣＶＴの減速比も小さい状態となっている。
【００１５】
動力伝達ベルト５は、鋼板を打ち抜きプレス成形した多数枚の金属こま１１と、可撓性を有する複数枚の保持リング１３とから構成されている。図２に示したように、金属こま１１は、駆動側プーリ１や従動側プーリ３のＶ字溝１５（固定シーブ１７および移動シーブ１９の傾斜面）に当接する円弧状の接触面２１を両端に有する胴部２３と、胴部２３の中央から図２中上方に延設された扁平形状の頭部２５とからなっており、胴部２３と頭部２５との間に複数枚（図示例では、各４枚）の保持リング１３が挿通される左右一対のリング挿通溝２７が形成されている。これらリング挿通溝２７の溝幅は、動力伝達ベルト５の円滑な作動を実現するべく、保持リング１３との間に所定の間隙を形成するように設定されている。保持リング１３は層をなして駆動側プーリ１と従動側プーリ３とを取り巻いている。
【００１６】
一方、胴部２３には、前面（図３中左方）の略中央に先端部が平坦となった凸半球形状の凸側係合部３１が形成される一方、後面の同位置には凸側係合部３１に対応する凹半球形状の凹側係合部３３が形成され、これら凸側係合部３１と凹側係合部３３とが嵌合することで隣接する金属こま１１が相互に係合・連結されている。また、本実施形態の場合、上述した接触面２１の円弧は、図２に示したように、係合部３１，３３を中心とする円弧状（すなわち、係合部３１，３３を中心とする円３５（一点鎖線で示す）の一部）となっている。
【００１７】
以下、本実施形態の作用を述べる。
金属こま１１は、その傾きを左右の保持リング１３により規制されているが、リング挿通溝２７と保持リング１３との間には上述の間隙が存在するため、前述したように、前後の金属こま１１に対して両係合部３１，３３を中心として所定の角度範囲で傾くことがある。そして、両プーリ１，３間を移動中にある金属こま１１が芯ずれや振動等により傾いた場合、その金属こま１１は、駆動側プーリ１あるいは従動側プーリ３に巻き掛けられる際にも、傾いたままＶ字溝１５（すなわち、固定シーブ１７や移動シーブ１９の傾斜面）に進入することになる。
【００１８】
ところが、金属こま１１は、その接触面２１が係合部３１，３３を中心とした円弧状となっているため、傾いた状態でＶ字溝１５に進入しても、図４中に実線で示したように、正規のもの（図４中に破線で示す）と同位相で固定シーブ１７や移動シーブ１９の傾斜面と接触することになる。これにより、金属こま１１が固定シーブ１７や移動シーブ１９の傾斜面と干渉しなくなり、従来装置で問題となっていた騒音や摩耗、両係合部３１，３３の破損等が生じなくなるのである。尚、金属こま１１は、接触面２１が円弧状であるために固定シーブ１７や移動シーブ１９の傾斜面との接触面積が減少するが、接触部位において金属こま１１および両シーブ１７，１９が弾性変形するため、接触面積の減少による動力伝達ベルト５の耐久性低下は無視し得る。
【００１９】
一方、金属こま１１は、駆動側プーリ１や従動側プーリ３のＶ字溝１５に巻き掛けられる際、図５に示したように、隣り合う金属こま１１に対して両係合部３１，３３を支点として所定の角度をもって揺動する。この際、本実施形態では、凸側係合部３１が凸半球形状に形成され、凹側係合部３３が凸側係合部３１に対応する凹半球形状に形成されているため、両係合部３１，３３は広い接触面積をもって摺動することになる。これにより、両係合部３１，３３の局部的な摩耗が防止されると共に、金属こま１１どうしの相対揺動も滑らかに行われることとなり、動力伝達ベルト５の作動性や耐久性が向上する。尚、本実施形態では、頭部２５が小さいため、動力伝達ベルト５の質量が従来装置に較べて減少し、ＣＶＴの軽量化や駆動損失の低減等が実現される。
【００２０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、金属こまの胴部に係合部を設けると共に、接触部をこの係合部を中心とする円弧状としたが、係合部を頭部に設けてもよいし、接触部を係合部から外れた点を中心とする円弧状としてもよい。また、上記実施形態では、凸側係合部を先端が平坦となった凸半球形状としたが、凸側係合部の先端に平坦部を設けなくてもよい。その他、金属こま各部の具体的形状等についても、設計上あるいは製作上の都合等により、適宜変更可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のＣＶＴ用動力伝達ベルトによれば、一方の面に形成された凸側の係合部と他方の面に形成された凹側の係合部とにより相互に係合・連結された多数枚の金属こまと、これら金属こまに形成された左右一対のリング挿通溝にそれぞれ挿通された複数枚の保持リングとからなり、共にＶ字溝を有するＣＶＴの駆動側プーリと従動側プーリとの間に掛け渡されて当該両プーリ間での動力の伝達に供される動力伝達ベルトであって、前記金属こまが、前記Ｖ字溝に対して円弧状の接触面をもって接触するものとしたため、両プーリ間を移動中にある金属こまが傾いても、金属こまの接触面が円弧状となっているため、駆動側プーリあるいは従動側プーリのＶ字溝に巻き掛けられる際に金属こまが固定シーブや移動シーブの傾斜面と干渉し難くなり、作動時の騒音が低減されると共に耐久性も向上する。また、前記凸側の係合部が、その形状要素として凸球面を有するものにあっては、両係合部間の接触面積が増大すると共に、両係合部を支点とする隣り合う金属こまの相対揺動が円滑となり、凸側の係合部が摩耗し難くなると同時に、動力伝達ベルトの作動性や耐久性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＶＴの要部を示す側面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２中のＢ矢視図である。
【図４】実施形態の作用を示す説明図である。
【図５】実施形態の作用を示す説明図である。
【図６】従来のＣＶＴ用動力伝達ベルトの要部を示す縦断面図である。
【図７】図６中のＣ矢視図である。
【図８】従来装置における金属こまとプーリとの干渉状態を示す説明図である。
【図９】従来装置における隣り合う金属こまの相対揺動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１‥‥駆動側プーリ
３‥‥従動側プーリ
５‥‥動力伝達ベルト
１１‥‥金属こま
１３‥‥保持リング
１５‥‥Ｖ字溝
１７‥‥固定シーブ
１９‥‥移動シーブ
２１‥‥接触面
２３‥‥胴部
２５‥‥頭部
２７‥‥リング挿通溝
３１‥‥凸側係合部
３３‥‥凹側係合部
【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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