(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速に伴いドライブプーリ（６）及びドリブンプーリ（１１）間にミスアライメント（α）が発生する金属ベルト式無段変速機（Ｔ）に用いられ、そのドライブプーリ（６）及びドリブンプーリ（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ための無段変速機用ベルトであって、
相互に接触可能な前側主面（４０ｆ）および後側主面（４０ｒ）を有する多数の金属エレメント（３２）を、前側の金属エレメント（３２）の後側主面（４０ｒ）と後側の金属エレメント（３２）の前側主面（４０ｆ）とを相互に接触させた状態で金属リング集合体（３１）に支持してなるものにおいて、
金属エレメント（３２）の前後一方の主面（４０ｆ）のロッキングエッジ（４１）付近の領域の左右両端部にだけ、前後方向に突出し外端に丸みを有する突出部（４６）をそれぞれ形成するとともに、
金属エレメント（３２）の前後他方の主面（４０ｒ）のロッキングエッジ（４１）付近の領域の少なくとも左右両端部に、前記突出部（４６）が接触する平坦面（４５）を前後方向に対して直交するように形成し、
前記突出部（４６）は、両プーリ（６，１１）間の駆動力伝達時に金属エレメント（３２）に大きい圧縮荷重が作用すると、潰れて平坦になることで前記平坦面（４５）に密着し、
更に前記突出部（４６）のピークポイントは、金属エレメント（３２）の左右両端からその内側に、前記ミスアライメント（α）の最大値の１／２よりも大きくずれた位置にあることを特徴とする、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、相互に接触可能な前側主面および後側主面を有する多数の金属エレメントを、前側の金属エレメントの後側主面と後側の金属エレメントの前側主面とを相互に接触させた状態で金属リング集合体に支持してなり、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１３に示すように、ドライブプーリ０１及びドリブンプーリ０２に金属ベルト０３を巻き掛けて成るベルト式無段変速機では、ドライブプーリ０１の固定側プーリ半体０４とドリブンプーリ０２の固定側プーリ半体０５とが対角位置に配置されており、かつドライブプーリ０１の可動側プーリ半体０６とドリブンプーリ０２の可動側プーリ半体０７とが対角位置に配置されている。従って、ドライブプーリ０１及びドリブンプーリ０２の可動側プーリ半体０６，０７が固定側プーリ半体０４，０５に対して接近・離反すると、ドライブプーリ０１のＶ溝中心線Ｌａとドリブンプーリ０２のＶ溝中心線Ｌｂとが一致しなくなり、僅かなミスアライメントα（通常は１ｍｍ以下）が発生することになる。
【０００３】
上記ミスアライメントαを吸収して金属ベルト０３をドライブプーリ０１及びドリブンプーリ０２間に巻き掛けるべく、金属ベルト０３を構成する金属エレメント０８の前後の接触面の少なくとも一方を円弧状に形成し、相互に接触する金属エレメント０８間の相対的なヨーイングを可能にしたものが、特開平４−３６２３３８号公報により公知である。  しかしながら、上記特開平４−３６２３３８号公報に記載された金属エレメント０８が、図１４に示すようにプーリ０１（０２）に巻き付いたとき、金属エレメント０８間の相対的なヨーイングが可能であるために該金属エレメント０８がヨーイングしてしまい、プーリ０１（０２）のＶ面との間に大きな荷重が発生して耐久性を低下させる問題がある。  また実公平５−３７０６８号公報には、金属エレメントの前後の主面を波形の断面形状にし、前側の金属エレメントの波形の主面と後側の金属エレメントの波形の主面とを相互に嵌合させるものが記載されている。この金属エレメントは相互間のヨーイングが防止されるため、プーリのＶ面との間に大きな荷重が発生するのを防止して耐久性を高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記実公平５−３７０６８号公報に記載されたものは、金属エレメント相互間のヨーイングが規制され、かつ金属エレメント相互間の左右方向の摺動が規制されるため、ドライブプーリおよびドリブンプーリ間に発生するミスアライメントを吸収するのが難しいという問題がある。
【０００５】
金属エレメントの主面全体を完全な平面に形成すれば、プーリに巻き付いた状態で隣接する金属エレメントどうしがヨーイングするのを防止して耐久性を高めることができ、かつプーリ間の弦部で隣接する金属エレメントどうしの左右方向に摺動するのを許容してミスアライメントを吸収することができる。しかしながら、打ち抜き加工だけでそのような金属エレメントを成形することは困難であり、また打ち抜き加工後の金属エレメントに切削加工を施して主面を平坦に仕上げることは加工コストの面で困難である。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、金属エレメントの主面の形状を工夫することにより、ミスアライメントの吸収を可能にしながら金属エレメントのヨーイングを防止できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【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、変速に伴いドライブプーリおよびドリブンプーリ間にミスアライメントが発生する金属ベルト式無段変速機に用いられ、その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ための無段変速機用ベルトであって、相互に接触可能な前側主面および後側主面を有する多数の金属エレメントを、前側の金属エレメントの後側主面と後側の金属エレメントの前側主面とを相互に接触させた状態で金属リング集合体に支持してなるものにおいて、金属エレメントの前後一方の主面のロッキングエッジ付近の領域の左右両端部にだけ、前後方向に突出し外端に丸みを有する突出部をそれぞれ形成するとともに、金属エレメントの前後他方の主面のロッキングエッジ付近の領域の少なくとも左右両端部に、前記突出部が接触する平坦面を前後方向に対して直交するように形成し、前記突出部が、両プーリ間の駆動力伝達時に金属エレメントに大きい圧縮荷重が作用すると、潰れて平坦になることで前記平坦面に密着し、更に前記突出部のピークポイントが、金属エレメントの左右両端からその内側に、前記ミスアライメントの最大値の１／２よりも大きくずれた位置に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。
【０００８】
上記構成によれば、前側の金属エレメントの後側主面および後側の金属エレメントの前側主面は、前後一方の主面のロッキングエッジ付近の領域の左右両端部にだけ、前後方向に突出するように形成され外端に丸みを有する突出部と、前後他方の主面のロッキングエッジ付近の領域の少なくとも左右両端部に形成した平坦面とにおいて相互に接触するので、金属エレメントはヨーイングすることなく正しい姿勢でプーリに巻き付くことが可能になって損傷が防止される。また前後他方の主面の平坦面は前後方向に対して直交するように形成されているため、前後一方の主面の突出部は前記平坦面に対して左右方向に自由に摺動することができ、従ってドライブプーリおよびドリブンプーリ間にミスアライメントが発生しても金属エレメントを左右方向に自由に摺動させて正しい姿勢でドライブプーリあるいはドリブンプーリに係合させることができる。しかも上記突出部は、両プーリ間の駆動力伝達時に金属エレメントに大きい圧縮荷重が作用すると、潰れて平坦になることで前記平坦面に密着し、更に外端に丸みの有る該突出部のピークポイントが、金属エレメントの左右両端からその内側に、前記ミスアライメントの最大値の１／２よりも大きくずれた位置にあるため、そのピークポイントを確実に相手方の金属エレメントの前記平坦面に当接させ、金属エレメントの傾きを一層確実に防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した参考例ならびに本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図５は第１参考例を示すもので、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は金属エレメントの正面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は金属リングの左右方向の摺動によるミスアライメントの吸収を説明する図である。
【００１１】
尚、本参考例及び後述する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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
図２〜図４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前側主面４０ｆおよび後側主面４０ｒがそれぞれ形成され、また前側主面４０ｆ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４２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の前後面に相互に嵌合可能な凸部４３ｆおよび凹部４３ｒが形成される。
【００１９】
図４には、金属エレメント３２のロッキングエッジ４１の近傍の領域の横断面、つまりロッキングエッジ４１とサドル面４４とに挟まれた領域の横断面が示される。金属エレメント３２のロッキングエッジ４１の近傍の領域における後側主面４０ｒは前後方向に対して直交する平坦面４５が形成される。一方、金属エレメント３２のロッキングエッジ４１の近傍の領域における前側主面４０ｆには、その左右方向両端部に一対の突出部４６，４６が形成される（図３の斜線部参照）。突出部４６，４６の左右方向の幅はサドル面４４，４４の幅よりも小さく設定されており、突出部４６，４６の前方への突出量は金属エレメント３２の左右両端部で最大（略１０μｍ）であり、そこからネック部３６に向けて０まで減少している。金属エレメント３２の主面４０ｆ，４０ｒの前記形状は、金属エレメント３２を打ち抜き加工する金型によって形成される。尚、図４には金属エレメント３２間に前後方向の押し力が作用していない状態を示しており、前後方向の押し力が作用すると突出部４６，４６は圧縮されて突出量は減少し、所定トルク以上の押し力が作用すると前側主面４０ｆおよび後側主面４０ｒが密着する（図７（Ｂ）参照）。
【００２０】
而して、金属エレメント３２がドライブプーリ６あるいはドリブンプーリ１１に巻き付いたとき、それら金属エレメント３２はプーリ６，１１の軸線に対して放射状になってイヤー部３７の主面４０ｆ，４０ｒは相互に離反するが、ロッキングエッジ４１の近傍の領域では、前側の金属エレメント３２の後側主面４０ｒの平坦面４５と後側の金属エレメント３２の前側主面４０ｆの左右の突出部４６，４６とが相互に接触した状態に保たれる。このように後側主面４０ｒと前側主面４０ｆとが相互に接触したとき、前側主面４０ｆの突出部４６，４６が金属エレメント３２の左右両端部に形成されているため、金属エレメント３２のヨーイングが防止されてロッキングエッジ４１どうしが相互に平行に保たれ、金属エレメント３２がプーリ６，１１のＶ面に斜めに係合して損傷することが確実に防止される。
【００２１】
金属エレメント２の左右両端で約１０μｍの最大突出部は、所定トルク未満の押し力の作用時には完全に潰れずに隣接する金属エレメント３２間に隙間ができ（図５参照）、所定トルク以上の押し力の作用時には完全に潰れて前側主面４０ｆおよび後側主面４０ｒが密着する（図７（Ｂ）参照）。
【００２２】
金属エレメント３２がドライブプーリ６の出口およびドリブンプーリ１１の入口間の弦部に存在するときも、後側主面４０ｒの平坦面４５と前側主面４０ｆの突出部４６，４６とが相互に接触した状態に保たれるため、ドライブプーリ６からドリブンプーリ１１への動力伝達が効率的に行われる。またドライブプーリ６およびドリブンプーリ１１間にミスアライメントが発生したとき、後側主面４０ｒの平坦面４５が前後方向に対して直交するように形成されているため、前側主面４０ｆの突出部４６，４６が前記平坦面４５に対してスムーズに摺動することができる。従って、図５に示すように、前後の金属エレメント３２は平坦面４５および突出部４６，４６の摺動により左右方向に自由に平行移動することができ、前記ミスアライメントを確実に吸収することができる。
【００２３】
尚、本参考例では金属エレメント３２の突出部４６，４６の位置が該金属エレメント３２の左右両端部に一致しているため、ミスアライメントを吸収すべく隣接する金属エレメント３２どうしが左右方向に相対移動すると、一方の金属エレメント３２の片側の突出部４６が他方の金属エレメント３２の後側主面４０ｒから外れるため、金属エレメント３２は僅かに傾く（ヨーイング）ことになる。しかしながら、金属エレメント２の突出部４６の最大突出量は僅かに約１０μｍ程度であるために前記傾きの角度は微小であり、金属エレメント３２の左右方向のスムーズな摺動が阻害されることはない。
【００２４】
次に、図６に基づいて本発明の他の参考例を説明する。
【００２５】
第１参考例の金属エレメント３２のロッキングエッジ４１近傍の断面は、図４に示すように、後側主面４０ｒの平坦面４５が左右方向全域に亘って延びているが、図６（Ａ）に示す第２参考例では、後側主面４０ｒの左右方向中央部に凹部４７を形成することにより、一対の平坦面４５，４５が左右に分離して形成される。また図６（Ｂ）に示す第３参考例では、後側主面４０ｒの左右方向中央部に凸部４８を形成することにより、一対の平坦面４５，４５が左右に分離して形成される。前記凹部４７および凸部４８は、図３に網目を施した領域の裏側に形成される。このように、後側主面４０ｒの平坦面４５，４５は前側主面４０ｆの突出部４６，４６と接触する範囲に、つまり隣接する金属エレメント３２の左右方向のスムーズな摺動が可能になる範囲に設ければ良い。尚、第３参考例のような凸部４８を形成する場合には、突出部４６，４６および平坦面４５，４５の接触を妨げないように、その凸部４８の高さを低く抑えることが必要である（略５μｍ以下）。
【００２６】
次に、図７〜図１１に基づいて本発明の第１実施例を説明する。
【００２７】
図７（Ａ）から明らかなように、第１実施例の金属エレメント３２は第１参考例の金属エレメント３２の改良であって、その突出部４６，４６に丸みが付けられている。即ち、金属エレメント３２は打ち抜き加工後のバレル加工時に突出部４６，４６の先端に自動的に丸みが付くため、該突出部４６，４６のピークポイントは金属エレメント３２の左右両端部よりも若干内側（０．５〜１．０ｍｍ程度）に形成されることになる。駆動力の伝達時に金属エレメント３２に大きい圧縮荷重が作用すると、図７（Ｂ）に示すように突出部４６，４６は潰れて平坦になり、前側の金属エレメント３２の後側主面４０ｒの平坦面４５に密着する。
【００２８】
ここで、ドライブプーリ６およびドリブンプーリ１１のミスアライメントの影響を図５、図９および図１０に基づいて考察する。ドライブプーリ６およびドリブンプーリ１１のミスアライメントは、レシオ＝ＬＯＷの位置を基準とするとレシオ＝１の位置における最大値で約０．８ｍｍ程度の大きさになり、またミスアライメントが０になる位置から左右方向に約０．４ｍｍずつのずれとなる。このミスアライメントは、複数の金属エレメント３２が少しずつ左右方向に相対移動して吸収するため、隣接する一対の金属エレメント３２間の相対移動量は０．４ｍｍよりも小さくなる。従って、図１１に示すように金属エレメント３２の突出部４６，４６のピークポイントを金属エレメント３２の左右両端部よりも０．５〜１．０ｍｍ程度内側に形成しておけば、そのピークポイントを確実に相手方の金属エレメント２の後側主面４０ｒの平坦面４５に当接させ、金属エレメント３２の傾きを一層確実に防止することができる。
【００２９】
そして金属エレメント３２がプーリ６，１１のＶ面に係合するときも、図８に示すように金属エレメント３２のヨーイングが防止されてロッキングエッジ４１どうしが相互に平行に保たれ、金属エレメント３２がプーリ６，１１のＶ面に斜めに係合して損傷することが確実に防止される。
【００３０】
次に、図１２に基づいて本発明の第２、第３実施例を説明する。
【００３１】
第２、第３実施例は、図６の第２、第３参考例の改良であって、突出部４６，４６に丸みを付けてピークポイントの位置を金属エレメント３２の左右両端部よりも０．５〜１．０ｍｍ程度内側に形成したものである。この第２、第３実施例によれば、前記第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
例えば、実施例では金属エレメント３２の前側主面４０ｆに突出部４６，４６を形成し、後側主面４０ｒに平坦面４５，４５を形成しているが、それら前後関係を反転して後側主面４０ｒに突出部４６，４６を形成し、前側主面４０ｆに平坦面４５，４５を形成しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、前側の金属エレメントの後側主面および後側の金属エレメントの前側主面は、前後一方の主面のロッキングエッジ付近の領域の左右両端部にだけ、前後方向に突出するように形成され外端に丸みを有する突出部と、前後他方の主面のロッキングエッジ付近の領域の少なくとも左右両端部に形成した平坦面とにおいて相互に接触するので、金属エレメントはヨーイングすることなく正しい姿勢でプーリに巻き付くことが可能になって損傷が防止される。また前後他方の主面の平坦面は前後方向に対して直交するように形成されているため、前後一方の主面の突出部は前記平坦面に対して左右方向に自由に摺動することができ、従ってドライブプーリおよびドリブンプーリ間にミスアライメントが発生しても金属エレメントを左右方向に自由に摺動させて正しい姿勢でドライブプーリあるいはドリブンプーリに係合させることができる。
【００３５】
その上、前記突出部は、両プーリ間の駆動力伝達時に金属エレメントに大きい圧縮荷重が作用すると、潰れて平坦になることで前記平坦面に密着し、更に外端に丸みの有る該突出部のピークポイントが、金属エレメントの左右両端からその内側に、前記ミスアライメントの最大値の１／２よりも大きくずれた位置にあるため、そのピークポイントを確実に相手方の金属エレメントの前記平坦面に当接させ、金属エレメントの傾きを一層確実に防止できる。
【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】  金属エレメントの正面図
【図４】  図３の４−４線断面図
【図５】  金属リングの左右方向の摺動によるミスアライメントの吸収を説明する図
【図６】  本発明の第２、第３参考例に係る金属エレメントの断面形状を示す図
【図７】  本発明の第１実施例に係る金属エレメントの断面形状を示す図
【図８】  第１実施例に係る金属エレメントがプーリに巻き付いた状態を示す図
【図９】  レシオに対するベルトストロークおよびミスアライメントの関係を示すグラフ
【図１０】  レシオに対するミスアライメントの関係を示すグラフ
【図１１】  金属リングの左右方向の摺動によるミスアライメントの吸収を説明する図
【図１２】  本発明の第２、第３実施例に係る金属エレメントの断面形状を示す図
【図１３】  従来の金属エレメントのヨーイングによるミスアライメントの吸収を説明する図
【図１４】  従来の金属エレメントがプーリに巻き付いた状態を示す図
【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
４０ｆ      前側主面
４０ｒ      後側主面
４１        ロッキングエッジ
４５        平坦面
４６        突出部
【図１】
0003736993.tif 000002
【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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