CN111356861B - 传动带、无级变速器以及单体的设计方法、单体的制造方法 - Google Patents

传动带、无级变速器以及单体的设计方法、单体的制造方法 Download PDF

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Abstract

卷绕于无级变速器的带轮的传动带的单体具有主体部、一对支柱部和一对侧面。一对侧面分别包括形成于支柱部的第一侧面和以从第一侧面连续的方式形成且相比第一侧面更靠内周侧的第二侧面。并且，一对第一侧面分别形成为，相对于连续的第二侧面的从环的内周侧朝向外周侧的延伸方向向支柱部的内侧倾斜，一对第二侧面形成为，随着从内周侧朝向外周侧而分离，并且该一对第二侧面所成的角度比带轮的V字状槽的打开角度大0.2度～0.8度。

Description

传动带、无级变速器以及单体的设计方法、单体的制造方法
技术领域
本发明公开了传动带、无级变速器以及单体的设计方法、单体的制造方法。
背景技术
以往，作为这种传动带，提出了如下传动带，该传动带具有：多个单体，具有包括鞍形面的本体部(主体部)和从鞍形面的宽度方向上的两侧向相同方向延伸的柱部(支柱部)；以及环，内周面与多个单体的各鞍形面接触而将多个单体环状地捆束(例如，参照专利文献1)。主体部以随着从环的内周侧朝向外周侧而分离的方式形成有一对侧面。
另外，还提出了如下传动带，该传动带其具有：多个横截元件(单体)，包括大致倒梯形形状的主体部、从其宽度方向上的中央部向环的外周侧延伸的大致三角形状的头部、以及在主体部与头部之间朝向宽度方向上的外侧开口的一对凹部；以及承载件(环)，由容纳于一对凹部的两组连续带构成(例如，参照专利文献2)。横截元件的一对横侧面形成为向半径方向内侧顶端变细，一对横侧面所成的角度大于带轮的V字槽的打开角度。由此，能够防止横截元件的横侧面与带轮之间的接触压力向半径方向外侧减少，从而能够降低向横侧面的局部磨损。
专利文献1：日本特开2017-180784号公报
专利文献2：日本特表2003-535289号公报
发明内容
在具有包括主体部以及一对支柱部的单体的专利文献1所记载的传动带中，其中，所述主体部包括与环接触的鞍形面，所述一对支柱部从鞍形面的宽度方向上的两侧向相同方向延伸，因单体的一对侧面从带轮受到的夹紧压力，单体从环的内周侧朝向外周侧被按压，由此，来自环的力(张力)从环的外周侧朝向内周侧作用于鞍形面的宽度方向上的中央部。因此，单体因鞍形面的宽度方向上的中央部从环受到的力而大幅地变形。其结果，一对侧面与带轮之间的接触压力(面压)产生偏差，在一对侧面会产生局部磨损。
在具有包括主体部、大致三角形状的头部、在主体部与头部之间朝向宽度方向上的外侧开口的一对凹部的单体的专利文献2记载的传动带中，在决定单体的一对侧面的打开角度时，考虑槽轮产生挠曲的情况。在该结构的单体中，也认为如上述那样因从环受到的力(张力)而变形，但对于单体因从环受到的力而变形的情况没有任何考虑。
本发明的主要目的在于，在主体部的宽度方向上的一对侧面之间具有与环的内周面接触的鞍形面的单体中，降低与带轮的V字状槽接触的一对侧面的局部磨损。
本发明，为了达成上述的主要目的而采用以下的技术方案。
本发明的传动带，具有多个单体和将多个所述单体环状地捆束的环，所述传动带卷绕于无级变速器的一对带轮的V字状槽而传递动力，其中，所述单体具有：主体部，包括与所述环接触的鞍形面；一对支柱部，从所述鞍形面的宽度方向上的两侧向相同方向延伸；以及一对侧面，所述一对侧面分别包括：第一侧面，形成于所述支柱部；以及第二侧面，以从所述第一侧面连续的方式形成且相比该第一侧面更靠所述环的内周侧，一对所述第一侧面分别形成为，相对于连续的所述第二侧面的从所述环的内周侧向外周侧延伸的延伸方向向所述支柱部的内侧倾斜，一对所述第二侧面形成为，随着从所述环的内周侧朝向外周侧而分离，并且一对所述第二侧面所成的角度比所述带轮的V字状槽的打开角度大0.2度～0.8度。
在环接触的鞍形面的宽度方向上的两侧具有一对支柱部的单体中，在扭矩传递时，来自带轮的力(夹紧压力)作用于一对侧面，并且来自环的力(张力)从环的外周侧朝向内周侧作用于鞍形面的宽度方向上的中央部。此时，单体因朝向内周侧作用于鞍形面的宽度方向上的中央部的来自环的力而大幅变形，在一对侧面与带轮之间的接触压力(面压)产生偏差。其结果，一对侧面在受到来自带轮的切线方向的力时在前后方向上摆动(俯仰)，在单体的各侧面会产生局部磨损。本申请的发明人通过研究发现，通过以一对第一侧面相对于分别连续的第二侧面的从环的内周侧朝向外周侧的延伸方向向支柱部的内侧倾斜，一对第二侧面随着从环的内周侧朝向外周侧而分离，并且该一对第二侧面所成的角度比带轮的V字状槽的打开角度大0.2度～0.8度的方式形成单体，在扭矩传递时，在该单体变形的状态下，一对第二侧面与带轮的接触面(倾斜面)大致平行，一对侧面(第二侧面)受到来自带轮的切线方向的力时的一对侧面与带轮之间的接触压力的偏差变少。由此，能够提高因单体和带轮之间的摩擦所产生的阻力(耐俯仰力矩)，由此能够良好地抑制单体的俯仰，从而能够降低与带轮的V字状槽接触的一对侧面的局部磨损。
本发明的无级变速器，具有一对带轮和传动带，所述传动带具有多个单体和将多个所述单体环状地捆束的环，并且所述传动带卷绕于所述一对带轮的V字状槽，其中，所述单体具有：主体部，包括与所述环接触的鞍形面；一对支柱部，从所述鞍形面的宽度方向上的两侧向相同方向延伸；以及一对侧面，所述一对侧面分别包括：第一侧面，形成于所述支柱部；以及第二侧面，以从所述第一侧面连续的方式形成且相比该第一侧面更靠所述环的内周侧，一对所述第一侧面分别形成为，相对于连续的所述第二侧面的从所述环的内周侧向外周侧延伸的延伸方向向所述支柱部的内侧倾斜，一对所述第二侧面形成为，随着从所述环的内周侧朝向外周侧而分离，并且一对所述第二侧面所成的角度比所述带轮的V字状槽的打开角度大0.2度～0.8度。
本发明的无级变速器具有上述的本发明的传动带。因此，本发明的无级变速器能够起到与本发明的传动带相同的效果，即，能够降低与带轮的V字状槽接触的一对侧面的局部磨损的效果。
本发明的单体的设计方法，所述单体为卷绕于无级变速器的一对带轮的V字状槽而传递动力的传动带的单体，所述传动带具有：多个所述单体，具有主体部、位于该主体部的宽度方向上的两端的一对侧面、以及在所述宽度方向上位于所述一对侧面之间的鞍形面；以及环，内周面与多个所述单体的各鞍形面接触而将多个所述单体环状地捆束，其中，设定包含所述带轮的打开角在内的带轮规格、包含所述一对侧面所成的角度即侧面角度在内的单体规格、以及包含所述无级变速器的输入扭矩在内的解析条件，通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在不同的多个侧面角度下分别导出所述一对侧面与所述带轮之间的摩擦力的在所述环的径向上的分布，根据在多个所述侧面角度下分别导出的摩擦力分布，在多个所述侧面角度下分别导出所述单体相对于俯仰中心的旋转力矩，基于在多个所述侧面角度下分别导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器的侧面角度。
在该本发明的单体的设计方法中，设定包括包含带轮的打开角在内的带轮的规格、包括一对侧面所成的角度即侧面角度在内的单体规格、以及包含无级变速器的输入扭矩在内的解析条件，通过基于带轮规格、单体规格以及解析条件的解析，在不同的多个侧面角度下分别导出一对侧面与带轮之间的摩擦力分布(摩擦力的在环径向上的分布)，根据分别导出的摩擦力分布，在多个侧面角度下分别导出单体相对于俯仰中心的旋转力矩，基于分别导出的旋转力矩来决定适合于无级变速器的侧面角度。单体相对于俯仰中心的旋转力矩相当于单体受到来自带轮的力时的摩擦力所产生的阻力，因此，通过基于该旋转力矩来决定侧面角度，能够良好地抑制单体的俯仰，能够降低与带轮的V字状槽接触的一对侧面的局部磨损。
本发明的单体的制造方法，该单体为卷绕于无级变速器的一对带轮的V字状槽而传递动力的传动带的单体，所述传动带具有：多个所述单体，具有主体部、位于该主体部的宽度方向上的两端的一对侧面、以及在所述宽度方向上位于所述一对侧面之间的鞍形面；以及环，内周面与多个所述单体的各鞍形面接触而将多个所述单体环状地捆束，其中，设定包含所述带轮的打开角在内的带轮规格、包含所述一对侧面所成的角度即侧面角度在内的单体规格、以及包含所述无级变速器的输入扭矩在内的解析条件，通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在不同的多个侧面角度下分别导出所述一对侧面与所述带轮之间的摩擦力的在所述环的径向上的分布，根据在多个所述侧面角度下分别导出的摩擦力分布，在多个所述侧面角度下分别导出所述单体相对于俯仰中心的旋转力矩，基于在多个所述侧面角度下分别导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器的侧面角度，基于所决定的所述侧面角度形成模具，通过使用所形成的所述模具进行冲压加工来成形所述单体的外形。
本发明的单体的制造方法包括上述单体的设计方法。因此，本发明的单体的制造方法能够起到与本发明的单体的设计方法同样的效果，即，能够降低与带轮的V字状槽接触的一对侧面的局部磨损的效果。
附图说明
图1是本实施方式的无级变速器1的概略结构图。
图2是无级变速器1所包含的传动带10的局部剖视图。
图3是传动带10所包含的单体20的放大图。
图4是传动带10的局部剖视图。
图5是表示由单体20的主体部高度、一对第二侧面20sb所成的角度θb、耐俯仰力矩之间的关系的说明图。
图6是表示由单体20的主体部高度、一对第二侧面20sb所成的角度θb、最小主应力之间的关系的说明图。
图7是其他实施方式的传动带110的局部剖视图。
图8是表示传动带110所包含的单体120的主体部高度、一对第二侧面20sb所成的角度θb、耐俯仰力矩之间的关系的说明图。
图9是将图8的耐俯仰力矩的刻度间隔放大后的放大图。
图10是表示单体120的主体部高度、一对第二侧面20sb所成的角度θb、最小主应力之间的关系的说明图。
图11是其他实施方式的传动带210的局部剖视图。
图12是表示单体20的制造步骤的说明图。
图13是表示槽轮(带轮)及单体的解析模型的一例的说明图。
图14是表示单体20的第二侧面20sb从带轮受到的面压的分布与耐俯仰力矩之间的关系的说明图。
图15是表示本实施方式的传动带10及比较例的传动带310各自的能够传递的扭矩与油压之间的关系的说明图。
图16是比较例的传动带310的局部剖视图。
图17是表示单体20的成形的情形的说明图。
图18是表示单体20的成形的情形的说明图。
图19是表示单体20的成形的情形的说明图。
具体实施方式
接下来，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
图1是本实施方式的无级变速器1的概略结构图。无级变速器1搭载于车辆，如图所示，该无级变速器1具有：作为驱动侧旋转轴的初级轴2；设置于该初级轴2的初级带轮3；与初级轴2平行地配置的作为从动侧旋转轴的次级轴4；设置于该次级轴4的次级带轮5；以及卷绕于初级带轮3的带轮槽(V字状槽)和次级带轮5的带轮槽(V字状槽)的传动带10。
初级轴2经由未图示的前进后退切换机构与连结于发动机(内燃机)等动力源的未图示的输入轴连结。初级带轮3具有与初级轴2一体形成的固定槽轮3a、以及经由滚珠花键等被初级轴2支撑为能够在轴向上自由滑动的可动槽轮3b。另外，次级带轮5具有与次级轴4一体形成的固定槽轮5a、以及经由滚珠花键等被次级轴4支撑为能够在轴向上自由滑动，并且被回位弹簧8沿轴向施力的可动槽轮5b。
并且，无级变速器1具有作为用于变更初级带轮3的槽宽的油压式促动器的初级缸6和作为用于变更次级带轮5的槽宽的油压式促动器的次级缸7。初级缸6形成于初级带轮3的可动槽轮3b的背后，次级缸7形成于次级带轮5的可动槽轮5b的背后。为了改变初级带轮3和次级带轮5的槽宽而从未图示的油压控制装置向初级缸6和次级缸7供给工作油，由此，能够将从发动机等经由输入轴、前进后退切换机构传递到初级轴2的扭矩无级地变速并向次级轴4输出。输出到次级轴4的扭矩经由齿轮机构、差动齿轮以及驱动轴向车辆的驱动轮(均省略图示)传递。
图2是传动带10的局部剖视图。如图所示，传动带10具有：一个层叠环12，通过将无端的多个(在本实施方式中，例如为9个)环部件11沿厚度方向(环径向)层叠而构成；一个无端的挡环15；以及多个(例如，几百个)单体20，沿层叠环12的内周面环状地排列(捆束)。
构成层叠环12的多个环部件11分别是由钢板制的鼓(Drum)切出的能够弹性变形的部件，被加工成具有大致相同的厚度以及针对每一个预设的不同的周长。挡环15例如是从钢板制的鼓切出的能够弹性变形的构件，被加工为具有与环部件11大致相同或比其更薄的厚度，并且具有比层叠环12的最外层的环部件11的外周长更长的内周长。由此，在层叠环12与挡环15同心圆状地配置的状态(张力不作用的无负载状态)下，如图2所示，在最外层的环部件11的外周面与挡环15的内周面之间形成有环状的间隙。
单体20例如是通过冲压加工从钢板上冲切出的部件，如图2所示，单体20具有在图中水平地延伸的主体部21、从该主体部21的两端部向相同方向延伸的一对支柱部22、以及以在各支柱部22的自由端侧开口的方式在一对支柱部22之间划分形成的单一的环容纳部(凹部)23。
主体部21的层叠环12的径向上的内侧(内周侧)的端缘21ei在宽度方向上形成为平坦状。
一对支柱部22从作为环容纳部23的底面的鞍形面23s的宽度方向上的两侧向层叠环12的径向上的外侧(从传动带10(层叠环12)的内周侧朝向外周侧的方向、即图中上方)延伸，在各支柱部22的自由端部形成有在鞍形面23s的宽度方向上突出的钩部22f。一对钩部22f以隔着比层叠环12(环部件11)的宽度稍长且比挡环15的宽度短的间隔相互相对的方式延伸。
如图2所示，在环容纳部23内配置有层叠环12，该环容纳部23的鞍形面23s与层叠环12的内周面即最内层的环部件11的内周面接触。鞍形面23s形成为以宽度方向上的中央部作为顶部T并随着朝向宽度方向外侧而向图中下方平缓地倾斜的左右对称的凸曲面形状(凸起形状)。由此，通过与鞍形面23s的摩擦而对层叠环12施加朝向顶部T的向心力，从而能够对该层叠环12进行定心。但是，鞍形面23s也可以在宽度方向上包含多个向层叠环12的径向上的外侧弯曲的凸曲面。
另外，在环容纳部23内，弹性变形后的挡环15从单体20的一对钩部22f之间嵌入。挡环15配置于层叠环12的最外层的环部件11的外周面与单体20的钩部22f之间而包围该层叠环12，与一对支柱部22一起限制单体20从层叠环12脱落或层叠环12从单体20脱落。由此，多个单体20分别沿着层叠环12的内周面被捆束(排列)成环状。在本实施方式中，在挡环15上形成有未图示的单一或多个开口(长孔)，由此，能够使挡环15容易弹性变形而确保向单体20的组装性。
如图2所示，在单体20的正面(一个表面)形成有一对摇摆边缘部(接触区域)25、非接触部27、锥形面(倾斜面)21s以及一个突起(凹部)21p。一对摇摆边缘部25以分别横跨对应的支柱部22和主体部21的方式在鞍形面23s的宽度方向上隔开间隔地形成于单体20的正面。另外，非接触部27在上述宽度方向上形成于一对摇摆边缘部25之间。而且，锥形面21s以从非接触部27以及一对摇摆边缘部25向与各支柱部22的突出方向相反的一侧、即带内周侧(图2中的下侧)延伸的方式形成于主体部21的正面(一个表面)。突起21p在主体部21的正面的宽度方向上的中央部从锥形面21s突出。
另外，如图2所示，相比各摇摆边缘部25和非接触部27更靠带外周侧的单体20的正面(主要是支柱部22的正面)和单体20的背面(另一个表面)分别平坦地形成。由此，单体20的各支柱部22具有恒定的厚度。另外，如图2所示，相比各摇摆边缘部25以及非接触部27更靠带内周侧(图2中的下侧)的锥形面21s随着远离支柱部22(随着朝向带内周侧)而接近背面(反面)。而且，在单体20(主体部21)的背面，以位于突起21p的背面侧的方式形成有凹陷部21r。在组装传动带10时，在该凹陷部21r松嵌合有相邻的单体20的突起21p。
各摇摆边缘部25是短带状的凸曲面，在本实施方式中，形成为具有预定的曲率半径的圆柱面(曲面)。各摇摆边缘部25包括使相邻的单体20彼此接触而使两者转动的支点(接触线)，支点的位置根据无级变速器1的变速比γ在摇摆边缘部25的外周侧端部25o(支柱部22的正面与摇摆边缘部25的边界线)与内周侧端部25i(锥形面21s与摇摆边缘部25的边界线)之间变动。
另外，非接触部27是以在相邻的单体20彼此接触的状态下在鞍形面23s开口并且沿着该鞍形面23s在宽度方向上延伸而将一对摇摆边缘部25分开的方式形成于主体部21的正面(一个表面)的带状的凹部。非接触部27的底面是与单体20的正面(主要是支柱部22的正面)及背面平行的平坦面，相比各摇摆边缘部25的表面更向背面侧凹陷。由此，鞍形面23s的厚度比支柱部22的厚度小。另外，在非接触部27(凹部)的角部、划分形成非接触部27的主体部21的边缘部，通过倒角加工等加工成圆角形状。
通过在单体20上形成这样的非接触部27，在传动带10中，能够良好地抑制相邻的单体20彼此在摇摆边缘部25以外部位接触。其结果，能够抑制来自较大的力矩作用的单体20的宽度方向上的中央部的负载施加于相邻的单体20而使该单体20变形，从而能够进一步提高单体20的耐久性。
另外，单体20具有以随着从层叠环12的内周侧朝向外周侧(层叠环12的径向上的外侧)而相互分离的方式形成的一对侧面20s。如图2和图3所示，各侧面20s具有位于支柱部22侧即与该支柱部22的内表面22i相反的一侧(外侧)的第一侧面20sa、以及以与第一侧面20sa连续的方式形成且相比该第一侧面20sa更靠层叠环12的径向上的内侧的第二侧面20sb。在本实施方式中，与第二侧面20sb同样地，一对第一侧面20sa形成为，随着朝向层叠环12的径向上的外侧而相互分离，并且，如图3所示，在与第二侧面20sb的边界(B)与第二侧面20sb所成的角度θab小于180度，即，相对于第二侧面20sb的从层叠环12的内周侧朝向外周侧的延伸方向向支柱部22的内侧倾斜。由此，能够良好地确保各支柱部22的强度。
而且，如图4所示，一对第二侧面20sb所成的角度θb(侧面角度)设定为，比初级带轮3、次级带轮5的带轮槽的打开角度θ0大，在本实施方式中大0.2度～0.8度。另一方面，一对第一侧面20sa所成的角度θa设定为，比带轮槽的打开角度θ0小。由此，单体20的第二侧面20sb与初级带轮3的带轮槽、次级带轮5的带轮槽的表面摩擦接触而承受来自带轮3、5的夹紧压力，成为通过带轮3、5的切线方向的摩擦力从初级带轮3向次级带轮5传递扭矩的扭矩传递面(侧面)。与此相对，一对第一侧面20sa在通过传动带10从初级带轮3向次级带轮5传递扭矩时，基本上不与带轮槽的表面接触。另外，如图3所示，在俯视单体20时，第一侧面20sa与第二侧面20sb的边界B相比摇摆边缘部25的外周侧端部25o更靠带外周侧。
在通过上述那样的传动带10从初级带轮3向次级带轮5传递扭矩时，能够使各单体20的侧面20s的第二侧面20sb与带轮槽的表面抵接，另一方面，能够使支柱部22侧的第一侧面20sa不与带轮槽的表面接触。由此，在从初级带轮3向次级带轮5传递扭矩时，能够不从初级带轮3、次级带轮5直接向各单体20的第一侧面20sa即支柱部22施加力(夹紧压力)，从而能够抑制支柱部22的变形。
另外，由于与带轮槽的表面抵接的一对第二侧面20sb两者所成的角度θb比带轮槽的打开角度θ0大，因此，在从带轮3或5作用于一对第二侧面20sb的夹紧压力小(传递比较小的扭矩)时，仅层叠环12的径向上的外侧与带轮槽的表面(斜面)接触而传递扭矩。若作用于一对第二侧面20sb的夹紧压力变大(传递的扭矩变大)，则通过该夹紧压力和由层叠环12从其径向上的外侧朝向内侧作用于鞍形面23s的力(张力)，如图3所示，在各单体20上产生使一对支柱部22要倒向单体20的宽度方向上的内侧的弯曲力矩M1、以及使主体部21的与鞍形面23s相反一侧的端缘21ei(主体部21的带内周侧的端部)的宽度方向上的两侧要向带外周侧弯曲的弯曲力矩M2。由此，单体20变形，一对第二侧面20sb所成的角度θb因单体20的变形而变小，大致与带轮槽的打开角度θ0一致。即，一对第二侧面20sb与带轮槽的表面(斜面)大致平行，与该带轮槽的表面面接触而传递扭矩。并且，若作用于一对第二侧面20sb的夹紧压力进一步变大(传递的扭矩进一步变大)，则使单体20要变形的力进一步变大，一对第二侧面20sb所成的角度θb与带轮槽的打开角度θ0大致相同且无变化，但单体20的层叠环12的径向上的内侧的侧面被更强地按压于带轮。即，一对第二侧面20sb在层叠环12的径向上的内侧与带轮槽的表面较强地接触的状态下传递扭矩。在该情况下，在一对第二侧面20sb的与带轮3或5的接触压力(面压力)上产生偏差，在单体20上产生因一对第二侧面20sb的接触压力的偏差而在前后方向上摆动(以成为第二侧面20sb承受的负载的中心的位置为支点摆动)的俯仰(pitching)，从而在一对第二侧面20sb产生局部磨损。
本申请的发明人制作了一对第二侧面20sb所成的角度θb不同(22.1度、22.2度、22.4度、22.6度、22.8度)的多个单体20，对伴随扭矩的传递而作用于各个单体20的一对第二侧面20sb的接触压力的分布进行解析，基于该解析结果，计算出一对第二侧面20sb的带径向上的各位置处的垂直阻力，并导出接受来自相邻的单体20的切线方向的力(主要是经由摇摆边缘部25从相邻的单体20输入的力(按压力))时的摩擦所产生的阻力(耐俯仰力矩)。此外，初级带轮3、次级带轮5使用打开角度θ0为22.0度的带轮。图5是表示单体20的主体部高度、一对第二侧面20sb所成的角度θb、耐俯仰力矩之间的关系的说明图。此外，图5是针对一对第二侧面20sb所成的角度θb与主体部21的高度(带径向上的长度)不同的多个单体20分别导出耐俯仰力矩，用直线连接相同的主体部高度彼此的导出数据而成的图，图中实线表示使用主体部高度最高的单体20的耐俯仰力矩的导出数据，图中单点划线表示使用主体部高度最低的单体20的耐俯仰力矩的导出数据，图中虚线表示使用主体部高度为中间的单体20的耐俯仰力矩的导出数据。如图所示可知，无论主体部的高度为哪种，一对第二侧面20sb所成的角度θb(侧面角度)比带轮槽的打开角度θ0(22.0度)大0.2度～0.8度(特别是0.2度～0.6度)的单体20的耐俯仰力矩变高。由此，在扭矩的传递时，在各单体20因上述的弯曲力矩M1、M2而发生了一定程度的变形时(从次级带轮3或5向单体20的夹紧压力为规定值以上时)，使一对第二侧面20sb与带轮槽的表面大致平行，能够减少一对第二侧面20sb的与带轮3或5的接触压力的偏差，从而能够良好地抑制第二侧面20sb的局部磨损。另外，在本实施方式中，由于主体部21的内周侧的端缘21ei在宽度方向上形成为平坦状，因此，除了单体20的刚性高之外，还能够通过提高主体部高度来进一步提高单体20的刚性。由此，单体20的变形得到抑制，因此，耐俯仰力矩变高，从而能够良好地抑制单体20的俯仰。
而且，第一侧面20sa与第二侧面20sb的边界B相比单体20的摇摆边缘部25的外周侧端部25o更靠带径方向上的外侧(外周侧)。由此，第二侧面20sb(侧面)向外周侧延伸而与带轮3或5的接触面积增加，因此，能够提高耐俯仰力矩，从而能够良好地抑制单体20的俯仰。但是，第一侧面20sa与第二侧面20sb的边界B也可以形成于摇摆边缘部25的外周侧端部25o和内周侧端部25i之间，也可以形成于比摇摆边缘部25的内周侧端部25i更靠带径向上的内侧(内周侧)。
此外，如图3所示，摇摆边缘部25的外周侧端部25o相比通过鞍形面23s(凸曲面)的顶部T并沿宽度方向延伸的直线L0更靠外周侧，内周侧端部25i相比上述直线L0更靠内周侧。由此，能够经由第二侧面20sb利用带轮3或5夹压摇摆边缘部25来提高扭矩的传递效率。
另外，本申请的发明人也一并进行了作用于鞍形面23s与支柱部22的内表面22i之间S1的最小主应力和作用于主体部21的端缘21ei的宽度方向上的端部S2(或者其稍许内侧)的最小主应力的解析。图6是表示单体20的主体部高度、一对第二侧面20sb所成的角度θb、最小主应力之间的关系的说明图。此外，图中下侧(向右下)的3条线表示作用于鞍形面23s与支柱部22的内表面22i之间S1的最小主应力的导出数据，上侧(向右上)的3条线表示作用于主体部21的端缘21ei的宽度方向上的端部S2的最小主应力的导出数据。另外，图中实线是用直线将与图5的实线所示的导出数据相同的主体部高度彼此的导出数据连接而成的，图中单点划线是用直线将与图5的单点划线所示的导出数据相同的主体部高度彼此的导出数据连接而成的，图中虚线是用直线连接将与图5的虚线所示的导出数据相同的主体部高度彼此的导出数据连接而成的。作用于鞍形面23s与支柱部22的内表面22i之间S1的最小主应力和作用于主体部21的端缘21ei的宽度方向上的端部S2(或者其稍许内侧)的最小主应力彼此是越接近的值，意味着能够使作用于最弱部的最小主应力(在图6的例子中，作用于鞍形面23s与支柱部22的内表面22i之间S1的最小主应力(压缩侧为负))的绝对值越小，这表示能够良好地抑制扭矩传递时的各单体20的变形。如图所示可知，一对第二侧面20sb所成的角度θb(侧面角度)越小，即越接近带轮3或5的打开角度θ0，结果越良好。因此，通过将一对第二侧面20sb所成的角度θb(侧面角度)设定为比初级带轮3、次级带轮5的带轮槽的打开角度θ0大0.2度～0.8度(更优选为0.2度～0.6度)，能够良好地抑制扭矩传递时的各单体20的变形，能够良好地抑制一对第二侧面20sb的局部磨损。
在实施方式的无级变速器1的传动带10中，主体部21的带径向上的内侧(内周侧)的端缘21ei在宽度方向上形成为平坦状，但如图7所示的其他实施方式的传动带110所包含的单体120那样，在主体部121的内周侧的端缘121ei上，也可以在宽度方向上的中央部与第二侧面20sb之间分别形成有向鞍形面23s侧凹陷的两个凹部121de。两个凹部121de是将凹圆柱面、平坦面组合而形成的，如图7所示，其整体形成为在单体120的宽度方向上比中央部更接近第二侧面20sb。此外，两个凹部121de也可以仅由曲面形成。由此，能够在不增大单体20的重量的情况下，使第二侧面20sb(侧面)向内周侧延伸而增大第二侧面20sb与带轮3或5的接触面积。其结果，耐俯仰力矩变高，从而能够良好地抑制单体20的俯仰。
本申请的发明人针对在主体部121的端缘121ei具有两个凹部121de的变形例的单体120，制作一对第二侧面20sb所成的角度θb不同(22.1度、22.2度、22.4度、22.6度、22.8度)的多个单体120，对伴随扭矩的传递而作用于各个单体120的一对第二侧面20sb的接触压力的分布进行解析，基于该解析结果导出了耐俯仰力矩。此外，带轮3、5使用打开角度θ0为22.0度的带轮。图8是表示单体120的主体部高度、一对第二侧面20sb所成的角度θb、耐俯仰力矩之间的关系的说明图。另外，图9是将图8的耐俯仰力矩的刻度间隔(0.21Nm～0.22Nm)放大的放大图。如图所示可知，在变形例的单体120中，与实施方式的单体20同样，一对第二侧面20sb所成的角度θb(侧面角度)比带轮槽的打开角度θ0(22.0度)大0.2度～0.8度(特别是0.2度～0.6度)的单体120的耐俯仰力矩变高。由此，在传递扭矩时，即使各单体120因上述的弯曲力矩M1、M2而产生一定程度的变形，也能够减少一对第二侧面20sb的与带轮3或5的接触压力的偏差，从而能够良好地抑制第二侧面20sb的局部磨损。
另外，本申请的发明人也一并进行了作用于鞍形面23s与支柱部22的内表面22i之间S1的最小主应力和作用于两个凹部121de的最深部S2的最小主应力的解析。图10是表示单体120的主体部高度和一对第二侧面20sb所成的角度θb与最小主应力之间的关系的说明图。此外，图中，向右下的2条线表示作用于鞍形面23s与支柱部22的内表面22i之间S1的最小主应力的导出数据，向右上的2条线表示作用于凹部121de的最深部S2的最小主应力的导出数据。另外，图中实线是用直线将使用主体部高度高的单体120的导出数据连接而成的，图中虚线是用直线将使用主体部高度低的单体120的导出数据连接而成的。如图所示可知，无论主体部高度为哪种高低，当一对第二侧面20sb所成的角度θb为22.6度时，作用于鞍形面23s与支柱部22的内表面22i之间S1的最小主应力与作用于凹部121de的最深部S2的最小主应力最接近，能够将作用于最弱部的最小主应力的绝对值变小。因此，在变形例的单体120中，通过将一对第二侧面20sb所成的角度θb(侧面角度)设定为比初级带轮3、次级带轮5的带轮槽的打开角度θ0大0.2度～0.8度(更优选为0.2度～0.6度)，能够良好地抑制扭矩传递时的各单体120的变形，能够良好地抑制一对第二侧面20sb的局部磨损。
在本实施方式、其他实施方式的无级变速器1的传动带10、110中，与第二侧面20sb同样地，单体20的一对第一侧面20sa形成为，随着朝向层叠环12的径向上的外侧而相互分离，但并不限定于此。即，如图11所示的其他实施方式的传动带210那样，单体220的一对侧面220s中的形成于支柱部222的一对第一侧面220sa也可以形成为相互平行。另外，一对第一侧面也可以形成为随着朝向层叠环12的径向上的外侧而相互接近。
在本实施方式、其他实施方式的无级变速器1的传动带10、110中，单体20的一对第二侧面20sb由平坦面形成，但并不限定于此，例如，也可以在层叠环12的径向上形成曲柄状的台阶。
在本实施方式、其他实施方式的无级变速器1的传动带10、110中，在各单体20上设置有一对钩部22f，并且在层叠环12与多个单体20的钩部22f之间配置有挡环15，但并不限定于此。即，也可以从传动带10的各单体20省略钩部22f，也可以从该传动带10省略挡环15。
在此，使用图12对实施方式的单体20、120、220的制造方法(设计方法)进行说明。单体20、120、220的制造方法主要包括：根据单体20、120、220的规格以及带轮3、5的规格和解析条件，通过应力解析决定单体20的一对第二侧面20sb所成的角度θb(侧面角度)的最佳侧面角度θop的单体设计工序(步骤S100～S190)、以变为由侧面角度决定的最佳侧面角度θop的方式冲裁钢板而成形单体20的工序(步骤S200～S210)。
在单体设计工序中，首先，生成槽轮(带轮)的解析模型(步骤S100)，并且生成仅侧面角度不同的多个单体的解析模型(步骤S110)。图13是表示槽轮(带轮)SH和单体EL的解析模型的一个例子的说明图。槽轮的解析模型包括槽轮SH的外径、内径、单体EL的行进方向(图13中的从里侧到跟前的方向)上的槽轮SH的厚度、与单体EL的接触面(倾斜面)的角度、材质等。另外，单体EL的解析模型包括单体EL的形状、侧面角度、材质等。在本实施方式中，如图13所示，槽轮(带轮)的解析模型和单体的解析模型设为，相对于通过单体EL的宽度方向上的中央部且在环的径向上延伸的中心线Lp省略了单侧的半模型，使用单个的单体EL进行应力解析。接着，设定进行应力解析时的解析条件(步骤S120)，在此，解析条件的设定中包含槽轮SH及单体EL的约束条件的设定、槽轮SH与单体EL的接触面的设定、单体EL的负载条件的设定等。在本实施方式中，约束条件的设定为对槽轮SH的内径在任意方向上进行约束、对单体EL的第二侧面FL在单体EL的行进方向上进行约束、对单体EL的宽度方向上的中央部在该宽度方向上进行约束。槽轮SH与单体EL的接触面的设定包括槽轮SH与单体EL的接触面的带径向上的范围的设定。单体EL的负载条件是与单体EL的鞍形面SS从环朝向其径向上的内侧受到的负载有关的条件。负载条件的设定包括输入到槽轮SH(构成初级带轮的槽轮)的输入扭矩的设定和变速比的设定。在本实施方式中，设想发动机的曲轴经由带锁止的液力变矩器与无级变速器的初级轴(初级带轮)连接的结构，输入扭矩的设定采用在锁定开启时(非失速时)能够从发动机输入到初级轴的最大扭矩(发动机最大扭矩乘以变矩器的放大率所得的扭矩)。另外，在本实施方式中，变速比的设定采用无级变速器能够使用的最大减速比。此外，在解析条件中，以1.0的安全率(正好配合输入扭矩的油压)确定为了从槽轮SH向单体EL传递在扭矩设定中设定的扭矩所需要的来自油压控制装置的油压。
接着，基于槽轮SH和单体EL的解析模型和解析条件对侧面角度不同的多个单体EL中的每一个进行应力解析，提取各单体EL的第二侧面FL在带径向上的各位置处从槽轮SH接受的接触压力(面压)的分布(面压分布)(步骤S130)。在本实施方式中，如图14所示，面压分布是将单体EL的第二侧面FL的板厚方向上的中央部的面压(以通过板厚方向上的中央部的方式在环径向上延伸的直线Lp上的位置受到的面压)作为代表值而提取的。当然，也可以在板厚方向上在多个位置提取面压。接着，将提取出的面压分布转换为作为单体EL的第二侧面FL的带径向上的各位置的垂直阻力(负载)的分布的负载分布(步骤S140)。从面压力分布向负载分布的转换可以通过将施加该面压时的侧面的板厚乘以通过解析在环径向的各位置提取的面压的间隔(环径方向上的微小间隔)来进行。若将面压分布转换为负载分布，则进一步将负载分布转换为摩擦力分布(步骤S150)。从负载分布向摩擦力分布的转换通过对负载分布乘以规定的摩擦系数(例如μ＝0.09)来进行。
若这样将负载分布转换为摩擦力分布，则基于摩擦力分布，计算单体EL受到槽轮SH的切线方向的力时的摩擦力所产生的阻力(耐俯仰力矩)Mrp(步骤S160)。如上述那样，耐俯仰力矩Mrp为单体EL以其第二侧面FL受到的负载的中心(俯仰中心O)的位置为支点转动时的摩擦力所产生的阻力，在本实施方式中，如图14所示，耐俯仰力矩Mrp的计算为，以相对于单体EL的俯仰中心O的、第二侧面FL的带径向上的外侧的摩擦力分布的与距俯仰中心O的距离相对应的累计值和相对于俯仰中心O的、第二侧面FL的带径向上的内侧的摩擦力分布的与距俯仰中心O的距离相对应的累计值的绝对值相等的方式确定俯仰中心O，通过此时导出的两个累计值之和(或者其中一个的累计值)来计算。这样，能够在侧面角度不同的多个单体EL的解析模型中，计算出耐俯仰力矩Mrp。
接着，设定仅变更了输入扭矩的解析条件(步骤S170)，在所设定的解析条件下进行应力解析，导出作用于鞍形面SS与支柱部PL的内表面之间S1的最小主应力σ1和作用于主体部BA的与鞍形面SS相反一侧的端缘的宽度方向上的端部S2(或者，其稍许内侧)的最小主应力σ2(步骤S180)。在此，在导出最小主应力σ1、σ2时的应力解析中设定的输入扭矩的设定为，在锁定关闭时(失速时)能够从发动机输入到初级轴的最大扭矩。即，在用于导出耐俯仰力矩Mrp的应力解析中作为解析条件在步骤S120中设定的输入扭矩比在用于导出最小主应力σ1、σ2的应力解析中作为解析条件在步骤S170中设定的输入扭矩小。最小主应力σ1、σ2主要是单体EL的鞍形面SS由于从环受到的朝向带径方向上的内侧的负载而产生，是实现单体EL的耐久性的指标，因此，优选考虑在步骤S170中设定的输入扭矩是能够输入到无级变速器的初级轴的最大扭矩、即发动机最大扭矩乘以液力变矩器的扭矩放大率所得的扭矩。另一方面，优选地，侧面角度不同的多个单体EL中的具有耐俯仰力矩Mrp最大的侧面角度的单体EL，在所设定的输入扭矩下，在单体EL已变形的状态下，第二侧面FL与槽轮SH的接触面(倾斜面)大致平行，第二侧面FL受到来自槽轮SH的力时的接触压力(面压)的偏差变少(扭矩的传递效率变高)，因此，在步骤S120中设定的输入扭矩为实用区域内的扭矩。基于这样的理由，使在用于导出耐俯仰力矩Mrp的应力解析中设定的输入扭矩小于在用于导出最小主应力σ1、σ2的应力解析中设定的输入扭矩。图15是表示本实施方式的传动带10及比较例的传动带310的能够传递的扭矩与油压之间的关系的说明图，图16是比较例的传动带310的局部剖视图。此外，比较例的传动带310具有：单体320，具有在宽度方向上的两端具有一对侧面320s的大致梯形形状的主体部321、从其宽度方向上的中央部向环外周侧延伸的大致三角形形状的头部322、在主体部321与头部322之间朝向宽度方向上的外侧开口的一对凹部323a、323b；以及一对层叠环312a、312b，容纳于单体320的一对凹部323a、323b。在比较例的单体320中，一对凹部323a、323b的环径向上的内侧的面为鞍形面323sa、323sb。在传递扭矩比较大的情况下，本实施方式的单体20与比较例的单体320相比，容易因从层叠环受到的朝向环径方向上的内侧的负载而变形，一对第二侧面20sb的摩擦力系数大幅降低。因此，在应传递的扭矩比较大的情况下，如图15所示，本实施方式的单体20与比较例的单体320相比，应从油压控制装置供给的油压变大。因此，在本实施方式中，在传递的扭矩比较大的情况下，为了不因摩擦力系数的降低而产生油压不足，在步骤S120中设定的输入扭矩为实用区域内的扭矩中最大的扭矩Tegmax、即锁定开启时(非失速时)的扭矩。而且，此时，以摩擦力系数成为上述规定摩擦力系数(例如μ＝0.09)的方式设计单体20。
这样，在侧面角度不同的多个单体EL的解析模型中，当导出各自的耐俯仰力矩Mrp和两个最小主应力σ1、σ2时，在导出的两个最小主应力(压缩侧为负)σ1、σ2的绝对值均不超过容许值的范围内，将在耐俯仰力矩Mrp最大的模型中设定的侧面角度决定为最佳侧面角度θop(步骤S190)。然后，以侧面角度成为最佳侧面角度θop的方式设计模具(冲模、冲头、顶出器以及推杆的形状)(步骤S200)，使用所设计的模具对钢板(平板状部件)进行冲压加工，由此成形单体(步骤S210)，完成单体。图17～图19表示使用了模具的单体的成形的情况。此外，图中，实线空白箭头表示向箭头的方向上升或下降的状态，虚线空心箭头表示向箭头的方向加压的状态。首先，如图17所示，使冲头32、冲头销36及推杆34的下表面处于同一面的状态，并且使模具31、顶出器33及顶出销35上升至平板状部件P的上表面与冲头32、冲头销36及推杆34的下表面抵接。接着，如图17所示，将顶出器33的上表面按压于平板状部件P的下表面，并且利用冲头32以及推杆34将平板状部件P的上表面向下加压。冲头32及推杆34一边将平板状部件P的上表面向下加压一边通过来自顶出器33的向上的加压力而与平板状部件P一起上升，由此，以不能升降的方式固定的冲头销36相对于冲头32相对地向下方突出，通过冲头销36的顶端部将平板状部件P的上表面向下加压。由此，通过来自顶出器33的加压力而在平板状部件P的下表面形成锥形面，通过来自冲头销36的加压力而在平板状部件P的上表面形成凹陷部，通过向与之相伴的突起形成用的孔部33h流入材料而在平板状部件P的下表面形成突起。然后，如图19所示，一边使冲模31上升一边由推杆34向下对平板状部件P的上表面进行加压，由此压入平板状部件P，使冲模31进一步上升而将平板状部件P冲裁为单体的轮廓形状。由于冲模31、冲头32、顶出器33以及推杆34的形状被设计成，单体的侧面角度成为在上述步骤190中决定的最佳侧面角度θop，因此，能够良好地抑制扭矩传递时的单体的变形，能够形成能够良好地抑制一对第二侧面的局部磨损的单体。
在本实施方式的单体的制造方法中，在最小主应力σ1、σ2的绝对值不超过允许值的范围内，将在耐俯仰力矩Mrp最大的模型中设定的侧面角度决定为最佳侧面角度θop。但是，根据单体的形状、材质的不同，也可以不考虑最小主应力，而将在耐俯仰力矩最大的模型中设定的侧面角度决定为最佳侧面角度θop。另外，在存在与单体的侧面有关的其他制约的情况下，也可以在满足其他制约的范围内，将在耐俯仰力矩最大的模型中设定的侧面角度决定为最佳侧面角度θop。
本实施方式的单体的制造方法应用于单体20的制造(设计)，该单体20具有包括与层叠环12接触的鞍形面23s的主体部21和从鞍形面23s的宽度方向上的两侧向同一方向延伸的一对支柱部22。但是，如图16所示，也能够应用于包括主体部321、大致三角形状的头部322、在主体部321与头部322之间朝向宽度方向上的外侧开口的一对凹部323a、323b的单体的制造(设计)。
如以上说明的那样，本发明的传动带(10)，具有多个单体(20)和将多个所述单体(20)环状地捆束的环(12)，所述传动带(10)卷绕于无级变速器(1)的一对带轮(3、5)的V字状槽而传递动力，其中，所述单体(20)具有：主体部(21)，包括与所述环(12)接触的鞍形面(23s)；一对支柱部(22)，从所述鞍形面(23s)的宽度方向上的两侧向相同方向延伸；以及一对侧面(20s)，所述一对侧面(20s)分别包括：第一侧面(20sa)，形成于所述支柱部(22)；以及第二侧面(20sb)，以从所述第一侧面(20sa)连续的方式形成且相比该第一侧面(20sa)更靠所述环(12)的内周侧，一对所述第一侧面(20sa)分别形成为，相对于连续的所述第二侧面(20sb)的从所述环(12)的内周侧向外周侧延伸的延伸方向向所述支柱部(22)的内侧倾斜，一对所述第二侧面(20sb)形成为，随着从所述环(12)的内周侧朝向外周侧而分离，并且一对所述第二侧面(20sb)所成的角度(θb)比所述带轮(3、5)的V字状槽的打开角度(θ0)大0.2度～0.8度。
在环接触的鞍形面的宽度方向上的两侧具有一对支柱部的单体中，在扭矩传递时，来自带轮的力(夹紧压力)作用于一对侧面，并且来自环的力(张力)从环的外周侧朝向内周侧作用于鞍形面的宽度方向上的中央部。此时，单体因朝向内周侧作用于鞍形面的宽度方向上的中央部的来自环的力而大幅变形，在一对侧面与带轮之间的接触压力(面压)产生偏差。其结果，一对侧面在受到来自带轮的切线方向的力时在前后方向上摆动(俯仰)，在单体的各侧面会产生局部磨损。本申请的发明人通过研究发现，通过以一对第一侧面相对于分别连续的第二侧面的从环的内周侧朝向外周侧的延伸方向向支柱部的内侧倾斜，一对第二侧面随着从环的内周侧朝向外周侧而分离，并且该一对第二侧面所成的角度比带轮的V字状槽的打开角度大0.2度～0.8度的方式形成单体，在扭矩传递时，在该单体变形的状态下，一对第二侧面与带轮的接触面(倾斜面)大致平行，一对侧面(第二侧面)受到来自带轮的切线方向的力时的一对侧面与带轮之间的接触压力的偏差变少。由此，能够提高因单体和带轮之间的摩擦所产生的阻力(耐俯仰力矩)，由此能够良好地抑制单体的俯仰，从而能够降低与带轮的V字状槽接触的一对侧面的局部磨损。
在这样的本发明的传动带中，一对所述第二侧面(20sb)所成的角度也可以比所述带轮(3、5)的V字状槽的打开角度大0.2度～0.6度。这样，能够进一步提高耐俯仰力矩，能够进一步降低单体的俯仰所引起的各侧面的局部磨损。
另外，在本发明的传动带中，所述单体(20)也可以具有使相邻的单体(20)彼此接触而成为两者的转动支点的摇摆边缘部(25)，所述第一侧面(20sa)与所述第二侧面(20sb)的边界(B)也可以相比所述摇摆边缘部(25)更靠所述外周侧。由此，能够增加单体的与带轮的接触面积，从而能够进一步提高耐俯仰力矩，能够进一步降低单体的俯仰所引起的侧面的局部磨损。在该情况下，所述摇摆边缘部(25)也可以在所述单体(20)的正面和背面中的一方形成为使相邻的单体(20)彼此线接触的凸曲面状，所述摇摆边缘部(25)的所述内周侧的端部(25i)也可以相比所述鞍形面(23s、T)更靠所述内周侧，所述摇摆边缘部(25)的所述外周侧的端部(25o)也可以相比所述鞍形面(23s、T)更靠所述外周侧，所述第一侧面(20sa)与所述第二侧面(23sb)的边界(B)也可以相比所述摇摆边缘部(25)的所述外周侧的端部(25o)更靠所述外周侧。这样，能够进一步缩短扭矩传递中的传动带的径向上的鞍形面与单体彼此的接触线之间的距离，因此，能够减小环与单体之间的角速度差，从而能够良好地降低因单体的俯仰所引起的侧面的局部磨损，并且能够良好地降低因环与单体的相对滑动所引起的摩擦损失。
并且，在本发明的传动带中，所述主体部(21)的所述内周侧的端部(21ei)也可以在宽度方向上形成为平坦状。这样，由于能够提高单体的刚性，因此，能够抑制单体的变形，从而能够良好地降低因单体的俯仰所引起的侧面的局部磨损。
另外，在本发明的传动带中，所述传动带还可以具有一对钩部(22f)，一对所述钩部(22f)从所述支柱部(22)的自由端部以相互相对的方式沿所述宽度方向突出，在所述环(12)与多个所述单体(20)的所述钩部(22f)之间也可以配置有挡环(15)。
此外，在本发明中，说明了传动带的方式，但也可以为包括上述的本发明的各传动带中的任一个的无级变速器的方式。在该情况下，一对所述第二侧面(20sb)所成的角度(θb)被设定为，当在所述带轮(3、5)对所述传动带(10)的夹紧压力为规定值以上的状态下传递扭矩时，一对所述第二侧面(20sb)分别与所述带轮(3、5)的接触面大致平行。
另外，在本发明中，说明了传动带的方式，但也可以为构成传动带的单体的设计方法的方式。
即，本发明的单体的设计方法，所述单体为卷绕于无级变速器(1)的一对带轮(3、5)的V字状槽而传递动力的传动带(10)的单体(20)，所述传动带(10)具有：多个所述单体(20)，具有主体部(21)、位于该主体部(21)的宽度方向上的两端的一对侧面(20s)、以及在所述宽度方向上位于所述一对侧面(20s)之间的鞍形面(23s)；以及环(12)，内周面与多个所述单体(20)的各鞍形面(23s)接触而将多个所述单体(20)环状地捆束，其中，设定包含所述带轮(3、5)的打开角在内的带轮规格、包含所述一对侧面(20s)所成的角度即侧面角度在内的单体规格、以及包含所述无级变速器(1)的输入扭矩在内的解析条件，通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在不同的多个侧面角度下分别导出所述一对侧面(20s)与所述带轮(3、5)之间的摩擦力的在所述环(12)的径向上的分布，根据在多个所述侧面角度下分别导出的摩擦力分布，在多个所述侧面角度下分别导出所述单体(20)相对于俯仰中心的旋转力矩，基于在多个所述侧面角度下分别导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器(1)的侧面角度。
在该本发明的单体的设计方法中，设定包括包含带轮的打开角在内的带轮的规格、包括一对侧面所成的角度即侧面角度在内的单体规格、以及包含无级变速器的输入扭矩在内的解析条件，通过基于带轮规格、单体规格以及解析条件的解析，在不同的多个侧面角度下分别导出一对侧面与带轮之间的摩擦力分布(摩擦力的在环径向上的分布)，根据分别导出的摩擦力分布，在多个侧面角度下分别导出单体相对于俯仰中心的旋转力矩，基于分别导出的旋转力矩来决定适合于无级变速器的侧面角度。单体相对于俯仰中心的旋转力矩相当于单体受到来自带轮的力时的摩擦力所产生的阻力，因此，通过基于该旋转力矩来决定侧面角度，能够良好地抑制单体的俯仰，能够降低与带轮的V字状槽接触的一对侧面的局部磨损。
在这样的本发明的单体的设计方法中，也可以在满足其他制约的范围内，将所述旋转力矩变为最大的侧面角度决定为适合于所述无级变速器的侧面角度。在该情况下，所述单体(20)也可以具有：主体部(21)，包括所述鞍形面(23s)；以及一对支柱部(22)，从所述鞍形面(23s)的宽度方向上的两侧向相同方向延伸，也可以通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在多个所述侧面角度下分别导出作用于所述鞍形面(23s)与所述支柱部(22)的内表面之间的最小主应力和作用于所述主体部(21)的与所述鞍形面(23s)相反一侧的端缘(21ei)的宽度方向上的端部的最小主应力，也可以在作为所述其他制约的、所导出的各所述最小主应力均不超过允许值的范围内，将所述旋转力矩变为最大的侧面角度决定为适合于所述无级变速器(1)的侧面角度。这样，既能够确保单体的耐久性，又能够良好地抑制单体的俯仰而降低一对侧面的局部磨损。
此外，在该情况下，作为用于所述最小主应力的导出的所述解析条件，也可以将所述输入扭矩设定为能够输入到所述无级变速器(1)的最大扭矩，作为用于所述旋转力矩的导出的所述解析条件，也可以将所述输入扭矩设定为比所述最大扭矩小的规定扭矩。在此，在来自发动机的扭矩经由带锁止离合器的液力变矩器输入到无级变速器的结构中，“最大扭矩”可以表示在锁止离合器分离的状态即基于液力变矩器的扭矩放大状态下，能够从发动机输入到无级变速器的最大扭矩，“规定扭矩”也可以是在锁止离合器接合的状态下能够从发动机输入到无级变速器的最大扭矩。在该情况下，既能够确保最差条件下的单体的耐久性，又能够在实用区域内的扭矩中良好地抑制单体的俯仰而减少一对侧面的局部磨损。
另外，在本发明的单体的设计方法中，也可以通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在多个所述侧面角度下分别导出所述一对侧面(20s)从所述带轮(3、5)受到的面压的在所述径向上的分布，并将在多个所述侧面角度下分别导出的面压分布转换为所述摩擦力的在所述径向上的分布。
而且，在本发明的单体的设计方法中，基于在以相对于所述单体(20)的俯仰中心的、所述一对侧面(20s)的所述径向上的外侧的摩擦力分布的与距该俯仰中心的距离相对应的累计值和相对于所述俯仰中心的、所述一对侧面(20s)的所述径向上的内侧的摩擦力分布的与距该俯仰中心的距离相对应的累计值的绝对值相等的方式确定所述俯仰中心时导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器(1)的侧面角度。这样，旋转力矩与相对于单体的俯仰的阻力一致，因此，通过基于该旋转力矩决定侧面角度，能够进一步良好地抑制单体的俯仰。
另外，本发明也可以包括单体的制造方法的方式。
即，本发明的单体的制造方法，该单体为卷绕于无级变速器(1)的一对带轮(3、5)的V字状槽而传递动力的传动带的单体，所述传动带具有：多个所述单体(20)，具有主体部(21)、位于该主体部(21)的宽度方向上的两端的一对侧面(20s)、以及在所述宽度方向上位于所述一对侧面(20s)之间的鞍形面(23s)；以及环(12)，内周面与多个所述单体(20)的各鞍形面(23s)接触而将多个所述单体(20)环状地捆束，其中，设定包含所述带轮(3、5)的打开角在内的带轮规格、包含所述一对侧面(20s)所成的角度即侧面角度在内的单体规格、以及包含所述无级变速器(1)的输入扭矩在内的解析条件，通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在不同的多个侧面角度下分别导出所述一对侧面(20s)与所述带轮(3、5)之间的摩擦力的在所述环(12)的径向上的分布，根据在多个所述侧面角度下分别导出的摩擦力分布，在多个所述侧面角度下分别导出所述单体(20)相对于俯仰中心的旋转力矩，基于在多个所述侧面角度下分别导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器(1)的侧面角度，基于所决定的所述侧面角度形成模具(31～34)，通过使用所形成的所述模具(31～34)进行冲压加工来成形所述单体(20)的外形。
以上，说明了用于实施本发明的方式，但本发明不受上述实施方式的任何限定，在不脱离本发明宗旨的范围内可以以各种方式来实施。
工业上的可利用性
本发明能够应用于传动带、无级变速器的制造产业等。

Claims (15)

1.一种传动带，具有多个单体和将多个所述单体环状地捆束的环，所述传动带卷绕于无级变速器的一对带轮的V字状槽而传递动力，其中，
所述单体具有：主体部，包括与所述环接触的鞍形面；一对支柱部，从所述鞍形面的宽度方向上的两侧向相同方向延伸；一对侧面；摇摆边缘部，使相邻的单体彼此接触而成为两者的转动支点，
所述一对侧面分别包括：第一侧面，形成于所述支柱部；以及第二侧面，以从所述第一侧面连续的方式形成且相比该第一侧面更靠所述环的内周侧，
一对所述第一侧面分别形成为，相对于连续的所述第二侧面的从所述环的内周侧向外周侧延伸的延伸方向向所述支柱部的内侧倾斜，
一对所述第二侧面形成为，随着从所述环的内周侧朝向外周侧而分离，并且一对所述第二侧面所成的角度比所述带轮的V字状槽的打开角度大0.2度～0.8度，
所述摇摆边缘部在所述单体的正面和背面中的一方形成为使相邻的单体彼此线接触的凸曲面状，
所述摇摆边缘部的所述内周侧的端部相比所述鞍形面更靠所述内周侧，
所述摇摆边缘部的所述外周侧的端部相比所述鞍形面更靠所述外周侧，
所述第一侧面与所述第二侧面的边界相比所述摇摆边缘部的所述外周侧的端部更靠所述外周侧。
2.根据权利要求1所述的传动带，其中，
一对所述第二侧面所成的角度比所述带轮的V字状槽的打开角度大0.2度～0.6度。
3.根据权利要求1所述的传动带，其中，
所述主体部的所述内周侧的端部在宽度方向上形成为平坦状。
4.根据权利要求2所述的传动带，其中，
所述主体部的所述内周侧的端部在宽度方向上形成为平坦状。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的传动带，其中，
所述传动带还具有一对钩部，一对所述钩部从所述支柱部的自由端部以相互相对的方式沿所述宽度方向突出，
在所述环与多个所述单体的所述钩部之间配置有挡环。
6.一种无级变速器，具有一对带轮和传动带，所述传动带具有多个单体和将多个所述单体环状地捆束的环，并且所述传动带卷绕于所述一对带轮的V字状槽，其中，
所述单体具有：主体部，包括与所述环接触的鞍形面；一对支柱部，从所述鞍形面的宽度方向上的两侧向相同方向延伸；一对侧面；摇摆边缘部，使相邻的单体彼此接触而成为两者的转动支点，
所述一对侧面分别包括：第一侧面，形成于所述支柱部；以及第二侧面，以从所述第一侧面连续的方式形成且相比该第一侧面更靠所述环的内周侧，
一对所述第一侧面分别形成为，相对于连续的所述第二侧面的从所述环的内周侧向外周侧延伸的延伸方向向所述支柱部的内侧倾斜，
一对所述第二侧面形成为，随着从所述环的内周侧朝向外周侧而分离，并且一对所述第二侧面所成的角度比所述带轮的V字状槽的打开角度大0.2度～0.8度，
所述摇摆边缘部在所述单体的正面和背面中的一方形成为使相邻的单体彼此线接触的凸曲面状，
所述摇摆边缘部的所述内周侧的端部相比所述鞍形面更靠所述内周侧，
所述摇摆边缘部的所述外周侧的端部相比所述鞍形面更靠所述外周侧，
所述第一侧面与所述第二侧面的边界相比所述摇摆边缘部的所述外周侧的端部更靠所述外周侧。
7.根据权利要求6所述的无级变速器，其中，
一对所述第二侧面所成的角度被设定为，当在所述带轮对所述传动带的夹紧压力为规定值以上的状态下传递扭矩时，一对所述第二侧面分别与所述带轮的接触面大致平行。
8.一种单体的设计方法，所述单体为权利要求1～5中任一项所述的传动带的单体，其中，
设定包含所述带轮的打开角在内的带轮规格、包含所述一对侧面所成的角度即侧面角度在内的单体规格、以及包含所述无级变速器的输入扭矩在内的解析条件，通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在不同的多个侧面角度下分别导出所述一对侧面与所述带轮之间的摩擦力的在所述环的径向上的分布，
根据在多个所述侧面角度下分别导出的摩擦力分布，在多个所述侧面角度下分别导出所述单体相对于俯仰中心的旋转力矩，
基于在多个所述侧面角度下分别导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器的侧面角度。
9.根据权利要求8所述的单体的设计方法，其中，
在满足其他制约的范围内，将所述旋转力矩变为最大的侧面角度决定为适合于所述无级变速器的侧面角度。
10.根据权利要求9所述的单体的设计方法，其中，
所述单体具有：主体部，包括所述鞍形面；以及一对支柱部，从所述鞍形面的宽度方向上的两侧向相同方向延伸，
通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在多个所述侧面角度下分别导出作用于所述鞍形面与所述支柱部的内表面之间的最小主应力和作用于所述主体部的与所述鞍形面相反一侧的端缘的宽度方向上的端部的最小主应力，
在作为所述其他制约的、所导出的各所述最小主应力均不超过允许值的范围内，将所述旋转力矩变为最大的侧面角度决定为适合于所述无级变速器的侧面角度。
11.根据权利要求10所述的单体的设计方法，其中，
作为用于所述最小主应力的导出的所述解析条件，将所述输入扭矩设定为能够输入到所述无级变速器的最大扭矩，
作为用于所述旋转力矩的导出的所述解析条件，将所述输入扭矩设定为比所述最大扭矩小的规定扭矩。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的单体的设计方法，其中，
通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在多个所述侧面角度下分别导出所述一对侧面从所述带轮受到的面压的在所述径向上的分布，并将在多个所述侧面角度下分别导出的面压分布转换为所述摩擦力的在所述径向上的分布。
13.根据权利要求8至11中任一项所述的单体的设计方法，其中，
基于在以相对于所述单体的俯仰中心的、所述一对侧面的所述径向上的外侧的摩擦力分布的与距该俯仰中心的距离相对应的累计值和相对于所述俯仰中心的、所述一对侧面的所述径向上的内侧的摩擦力分布的与距该俯仰中心的距离相对应的累计值的绝对值相等的方式确定所述俯仰中心时导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器的侧面角度。
14.根据权利要求12所述的单体的设计方法，其中，
基于在以相对于所述单体的俯仰中心的、所述一对侧面的所述径向上的外侧的摩擦力分布的与距该俯仰中心的距离相对应的累计值和相对于所述俯仰中心的、所述一对侧面的所述径向上的内侧的摩擦力分布的与距该俯仰中心的距离相对应的累计值的绝对值相等的方式确定所述俯仰中心时导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器的侧面角度。
15.一种单体的制造方法，所述单体为权利要求1～5中任一项所述的传动带的单体，其中，
设定包含所述带轮的打开角在内的带轮规格、包含所述一对侧面所成的角度即侧面角度在内的单体规格、以及包含所述无级变速器的输入扭矩在内的解析条件，通过基于所述带轮规格、所述单体规格以及所述解析条件的解析，在不同的多个侧面角度下分别导出所述一对侧面与所述带轮之间的摩擦力的在所述环的径向上的分布，
根据在多个所述侧面角度下分别导出的摩擦力分布，在多个所述侧面角度下分别导出所述单体相对于俯仰中心的旋转力矩，
基于在多个所述侧面角度下分别导出的所述旋转力矩，决定适合于所述无级变速器的侧面角度，
基于所决定的所述侧面角度形成模具，
通过使用所形成的所述模具进行冲压加工来成形所述单体的外形。
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