JP2000104794A - 金属ベルトおよびその製作方法 - Google Patents

金属ベルトおよびその製作方法

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JP2000104794A
JP2000104794A JP11143806A JP14380699A JP2000104794A JP 2000104794 A JP2000104794 A JP 2000104794A JP 11143806 A JP11143806 A JP 11143806A JP 14380699 A JP14380699 A JP 14380699A JP 2000104794 A JP2000104794 A JP 2000104794A
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band
drive belt
belt
thickness
contact surface
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JP11143806A
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Arjen Brandsma
ブランドスマ アルイエン
Lith Johannes Hendrikus Van
ヘンドリクス ファン リト ヨハネス
Der Meer Cornelis Johannes M Van
ヨハネス マリア ファン デル メール コルネリス
Der Kamp Johannes Haaije Van
ハーイエ ファン デル キャムプ ヨハネス
Oirschot Cornelus Hendricus M Van
ヘンドリクス マリア ファン オイルショット コルネルス
Dijnsen Gerardus Petrus M Van
ペトルス マリア ファン ディユンセン ゲラルドウス
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Bosch Transmission Technology BV
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Van Doornes Transmissie BV
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/14—Making other particular articles belts, e.g. machine-gun belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/20—Driving-belts made of a single metal strip
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/16—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section consisting of several parts

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転中に生ずる高内部応力に耐えて高有効寿
命の、連続可変伝動装置用の駆動ベルトの提供。 【解決手段】 本発明は連続可変伝動装置用の駆動ベル
ト１に関し、該ベルトは少なくとも１つ無端金属バンド
２を有し、このバンドは一組の組み重ねたバンドに設け
るのが好ましく、一組のプーリー４，５のシーブ間でベ
ルト１を少なくとも締め付けるための横要素によって少
なくとも部分的に取り巻かれている。少なくとも１つの
バンド２は、横断面でみて、式（１−（ＴＡ＋ＴＢ）／
２ＴＣ）で与えられる、接触面６−９上の３点ＰＡ，Ｐ
Ｂ，ＰＣに於ける厚さＴＡ，ＴＢ，ＴＣ間の算術的関係
が０．００１よりも大きく０．１００よりも小さい値を
呈するように成形され、ここで、点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣは
バンドの長手方向に関して実質的に横断線を表し、点Ｐ
ＣはＰＡとＰＢ間に位置し、点ＰＡとＰＢはバンドの端
縁近くに位置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に可変の伝
動装置のための金属ベルトと、それを製造する方法とに
関し、ここに、請求項１の前提部に述べられるように、
該ベルトは、少くとも１つの無端金属バンドを有し、好
ましくは、１組のほぼ適合して組み重ねたバンドに設け
られ、該バンドは、１組のプーリーのシーブ間にてベル
トを少くとも締付けるための横断要素によって少くとも
部分的に包囲される。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】そのような
金属ベルトは、例えば米国特許第３，９４９，６２１号
によって周知である。この周知の構造のバンドは、ほぼ
矩形の横断面を有している。連続的に可変の伝動装置に
おけるその使用の性質により、周知のベルトは、運転の
際、曲げの半径と、伝達されるモーメントまたはそれに
よって生じるバンドにおける引張り力とによって高さが
変化する極めて高い内部応力を受ける。この理由のた
め、ベルトの有効寿命中のベルトの破損、即ち、該ベル
トが使用されるべき伝動装置および車輛の破損の回避
は、該ベルト、特に、ベルトのバンドについての考察の
主要点である。
【０００３】有効寿命を延長するように意図された技術
的な一手段は、ＥＰ−Ｂ−１８１６７０によって公知で
ある。この文書は、ベルトのバンドの接触面の中心およ
び端縁の部分に永久圧縮応力を与え、従って、局部的に
生じる引張り応力レベルの低減を生じることを教示す
る。この刊行物はさらに、特に、曲げによって生じる引
張り応力を低減して、その結果として端縁から生じる毛
割れによって引き起こされる破損が大部分回避されるよ
うに、制限される形状への端縁領域の変形を教示する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ベルトの有効
寿命を向上させる上で代替えでないにしても少くとも別
の解決を与えることを探求する。本発明によると、これ
は、請求項１の特徴部分に示されるように、バンドの横
断面の幾何学的形状を正確に画定することによって達成
可能である。本発明によるバンドは、バンドの横断面に
沿う厚さにおける極めて小さいが測定可能な差異を示
す。しかしながら、実際上、バンドの想像の矩形横断面
からの極めて小さい偏差がベルトの期待される有効寿命
に有意の影響を引き起こすため、横断面の全体形状がベ
ルトの該有効寿命に影響することが判明した。
【０００５】上述の効果を説明するために述べられる１
つの要素は、本発明に従って成形されるバンドがバンド
の作用中に生じる所謂アンチクラスティック変形に対し
て或る量の予め補償を与えることである。しかしなが
ら、アンチクラスティック変形によって引き起こされる
曲げ直径における局部的な差異は、バンドにおいて局部
的に期待可能なような内部歪の増大を殆生じない。その
上、達成可能な限りのこの効果の完全な予めの補償は、
約０．５のＴＡ，ＴＣまたはＴＢ，ＴＣの間の厚さの比
を必要とする。それにもかかわらず、本発明によると、
想像の横断面からの偏差の最小値は、期待される寿命に
おける有意の増大を実現し、製作するのに比較的容易で
適合するように成形されるローラー面を有する成形用ロ
ーラーによって有利に実現可能である。
【０００６】アンチクラスティック変形自体は、例え
ば、メカニカルサイエンス（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓ
ｃｉｅｎｃｅ）国際ジャーナル（ｉｎｔ．Ｊｏｕｒｎａ
ｌ）１９６６年第８冊に発表された論文「勾配付き端縁
を有するストリップのアンチクラスティック変形の最適
研究」から周知の現象であることが注目される。この論
文は、アンチクラスティック変形を予め補償するため
に、先細形状の端部に専念することを教示している。し
かしながら、本発明は、バンドの接触面が平坦面からの
偏差を示す点と、本発明が最小の程度のバンド横断面の
全体形状に関する点とにおいて、これ等の周知のストリ
ップ形状とは異なっている。また、通常の技術は、バン
ド機能に固有なような極めて高い引張り力を吸収する作
用にも、バンドまたはストリップが作られている材料に
も考慮していない。
【０００７】更に、１９６７年発表のＹ．Ｃ．パオ（Ｐ
ａｏ）等による論文「或るアンチクラスティック変形問
題の超幾何級数解」により、ストリップの横断面が既知
であり、該断面は、ストリップの厚さがストリップ中央
の最大厚さから側部における零の厚さに向って連続的に
低減するように、局部的な厚さがストリップの最大厚さ
と、ストリップの中央からの横方向変位との関数である
と定義される。該論文は、主として、アンチクラスティ
ック変形の問題に対する数学的解決に向けられている。
【０００８】本発明では、端縁領域は、当該技術で周知
のように、直角端縁の通常の面丸めないしならしを含ん
でもよい。バンドの端縁位置の厚さの測定は、該丸めを
越えて実施されるべきである。通常、端縁から離れた１
／２ｍｍの長さは、外側端縁に依然として近いものの、
そのような丸めに対して十分な距離を提供する。
【０００９】好ましくは、バンドは、バンドの接触面の
平坦面が滑らかに弯曲する面を有するような形状の横断
面を備える。本発明による幾何学的形状の別の発展例で
は、バンドの２つの端縁の間の厚さは、これ等のいづれ
のものの厚さよりも大きい。更に、本発明による別の特
徴によると、最大厚さは、端縁間の中間のほぼ中央に配
置される。最も好適な実施態様では、バンドの前記面
は、楕円形の性質である。本発明によるこの幾何学的形
状は、１／Ｒ１と１／Ｒ２の間の差異が１．０ｍ -1より
も小さく、ここに、Ｒ１が一側面の楕円の半径であり、
一方、Ｒ２が反対の側面の楕円半径であるように、半径
Ｒ１，Ｒ２を有する円形部分によって包囲されるかまた
は少くとも近似する。ここに、１／Ｒ１と、１／Ｒ２と
の和は、１．０ｍ-1よりも小さくあるべきである。添付
図面に示す例によって本発明を更に説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、薄い無端バンド２によっ
て作られるコンベヤベルト１を具備した連続可変伝動装
置（ＣＶＴ）を概略的に示し、該バンド上には、その上
を自由に滑る横要素３の連続的な無端列がある。これ等
は、無段の可変直径を有するプーリー４，５のシーブの
間を移動する。そのような連続可変伝動装置は、それ自
体周知である。バンドの代表的な厚さは、０．１５〜
０．２０ｍｍに及んでいる。バンドの代表的な幅は、８
〜３５ｍｍの範囲である。駆動ベルト１の代表的な周辺
長さは、５０〜１００ｃｍの範囲である。経済的な製造
のためと、技術的な複雑さを防止するために、ベルト
は、通常、その１つのみのシーブ（綱車）が軸方向に可
動に配置されて、一方、他のものが回転の軸に対して軸
方向に固定されて回転可能に配置されるプーリー４，５
の間を走行する。この配置は、運転の際、ベルト１およ
びそのバンド２の整合が回転軸線に対する直角の理想的
な位置から逸れることを意味する。この「不整合」に対
処するため、内側バンドが休止する横要素の接触面は、
僅かに凸の曲率を設けられる。
【００１１】図２は、本発明によるバンド２の横断面を
示し、一方の接触面は平坦な形状である。他方の、例え
ば外側の接触面６は、該面の表面の１／３と２／３との
間を占めて、該接触面６の側方部分よりも大きい程度ま
で突出される中間部分を示す。バンド２の端縁は、当該
技術において通常のように、概略的に示される面の丸め
ないしならしによって丸められる。バンド２の側面Ｌ
は、平坦に成形されて、ＴＣから、横方向における厚さ
の減少量と、面の丸めＦの高さとを引いた高さである。
【００１２】図３に示されるように、バンド２の側方位
置の厚さＴＡ，ＴＢは、本発明による接触面の形状を示
す目的のため、側面Ｌに最も近いものの面の丸めＦを越
える点ＰＡ，ＰＢにおいて測定されるべきである。典型
的には、０．５〜１．０ｍｍの間の横方向の距離Ｄが、
良好な測定点を提供する。測定は、バンドの長手方向に
対して横断方向の想像線に沿って、バンドの双方の接触
面間の幾分中心に想像可能な想像面に対してほぼ直角に
実施されるべきである。厚さＴＣは、本発明によると、
該横断方向想像線上または直ぐ近くで、点ＰＡ，ＰＢ間
の或る点において測定されるべきである。式（１−（Ａ
＋Ｂ）／２Ｃ）によって計算される無次元指数Ｂｌによ
る厚さは、零よりも大きい値となるべきである。本発明
によると、ＴＡ，ＴＢ，ＴＣが所与の式を満足させれ
ば、ＴＡ，ＴＢ，ＴＣは、有意に異なり得ることが注目
される。十分な精度を達成するため、ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ
の測定は、各回が少くとも１ｃｍ相互に変位したバンド
上の異なる個所において、少くとも５回実施されるべき
である。所謂マラメートル（ｍａｒａ−ｍｅｔｅｒ）を
使用してもよい。本発明に適合する指数Ｂｌに対する式
は、一方の側部が他方のものよりも厚くてもよいことを
示す。
【００１３】図４は、内側および外側の接触面７，９が
双方凸形に成形される実施形態を概略的に示す。好まし
くはあるが必然的ではなく、双方の接触面は、夫々の径
Ｒ１，Ｒ２を有する円形部分に従って弯曲している。半
径Ｒ１，Ｒ２は、等しい長さでもよい。好ましくは、Ｒ
１，Ｒ２の中心は、接触面７または９に対してほぼ直角
に共通の想像線上に双方が配置され、且つそれ等の中心
に配置される。本発明による好ましい幾何学的形状を達
成するため、１／Ｒ１および１／Ｒ２の和は、１．０
ｍ-1よりも大きくなければならない。この例では、
一方の接触面は、ＴＣからＴＡまたはＴＢまで１マイク
ロメートルによる低減を示し、他のものが２マイクロメ
ートルの低減を示している。好適実施形態では、双方の
側部は、端縁Ｌに向ってほぼ同一量の低減をもって成形
される。
【００１４】図７は、軸Ｘに沿って上記所与の式に示さ
れるバンド横断面にわたる厚さ分布と軸Ｙに沿うベルト
の期待される有効寿命との間に見出される相関関係の例
示である。この線図において、Ｘに対する零線は、バン
ド横断面の完全な矩形の形状を示す。該軸の左に対し
て、上述で説明したように厚さ分布に対する指数Ｂｌ、
（１−（ＴＡ＋ＴＢ）／２ＴＣ）は、増大する。該Ｘ＝
Ｏ線の右に対して、指数は、逆形状の量、即ち、バンド
の側部がバンドの中央部分よりも厚い量を示す。Ｙ軸に
沿って上方に、期待される寿命についての指数は、例え
ば１つまたはそれ以上の限度内でプーリー組立体内のベ
ルト１の回転数に基づいて計算されて示される。
【００１５】
【発明の効果】本発明によると、上述の代表的な寸法の
ベルトに対して、０．００１〜０．１の間の指数Ｂｌ＝
（１−（ＴＡ＋ＴＢ／２ＴＣ））の範囲内で、期待され
る有効寿命としての指数Ｂｌ間の関係は、有意の程度ま
で線形であって、ベルトの有効寿命上の有意の影響を解
明することが見出された。これは、線図において、点線
の間に太く示された回帰直線により示され、これら点線
は、大いにあり得る回帰直線の位置および角度に対する
境界を示す。Ｂｌ＝Ｏの両側における指数Ｂｌの増大す
る値のため、この関係は、非線形になる。しかしなが
ら、線図は、有効寿命における有意の増大が、端縁部分
間に位置する接触面の少くとも一部分の極めて小さいが
実際的に測定可能な立ち上げによって、特定の範囲内で
達成されることの発見を表示している。本発明は、特許
請求の範囲および図面に示される総ての詳細に更に関連
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が関連する伝動装置およびベルトの該略
図。
【図２】本発明によるバンドの横断面の可能な幾何学的
形状の図。
【図３】本発明によるバンドの横断面の可能な幾何学的
形状の図。
【図４】本発明によるバンドの横断面の可能な幾何学的
形状の図。
【図５】本発明による幾何学的形状とベルトの期待され
るべき有効寿命との間の関係を示す線図。
【符号の説明】
１ コンベヤベルト ２ 無端バンド ３ 横要素 ４，５ プーリー ６，７，９ 接触面 Ｆ 面の丸め Ｌ 側面 ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ 点 ＴＡ，ＴＢ 横位置の厚さ ＴＣ 中心の厚さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コルネリス ヨハネス マリア ファン デル メール オランダ国 ティルブルク，モントフォル タネンラーン 101 (72)発明者 ヨハネス ハーイエ ファン デル キャ ムプ オランダ国 ティルブルク，ロムバルディ エンラーン 373 (72)発明者 コルネルス ヘンドリクス マリア ファ ン オイルショット オランダ国 ティルブルク，バスシェヴェ ク 54 (72)発明者 ゲラルドウス ペトルス マリア ファン ディユンセン オランダ国 エインドホーフェン，ハーグ ベームド 13

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 好ましくは１組の組み重ねたバントに設
    けられる少くとも１つの無端金属バンド（２）を有し、
    １組のプーリー（４，５）のシーブの間にてベルト
    （１）を少くとも締付けるための横要素（３）によって
    少くとも部分的に包囲される、連続的に可変の伝動装置
    のための駆動ベルト（１）において、バンド（２）が、
    横断面で見て、最小ではあるが不変の、側方部分よりも
    大きい厚さを有する中央部分を備えることを特徴とする
    駆動ベルト（１）。
  2. 【請求項２】 好ましくは１組の組み重ねたバンドに設
    けられる少くとも１つの無端金属バンド（２）を有し、
    １組のプーリー（４，５）のシーブの間にてベルト
    （１）を少くとも締付けるための横要素（３）によって
    少くとも部分的に包囲される、連続的に可変の伝動装置
    のための、特に請求項１に記載の駆動ベルト（１）にお
    いて、バンド（２）が、横断方向で見て、バンドの中心
    の少くとも直ぐ近くから該バンドの側面に向って厚さの
    連続的な、好ましくは滑らかな低減を示すことを特徴と
    する駆動ベルト（１）。
  3. 【請求項３】 好ましくは１組の組み重ねたバンドに設
    けられる少くとも１つの無端金属バンド（２）を有し、
    １組のプーリー（４，５）のシーブの間にてベルト
    （１）を少くとも締付けるための横要素（３）によって
    少くとも部分的に包囲される、連続的に可変の伝動装置
    のための、特に請求項１または請求項２に記載の駆動ベ
    ルト（１）において、横断面で見て、式（１−（ＴＡ＋
    ＴＢ）／２ＴＣ）によって与えられる接触面（６〜９）
    上の三点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣにおける厚さＴＡ，ＴＢ，Ｔ
    Ｃの間の数学的関係が０．００１よりも大きく０．１０
    ０よりも小さい値を示すように、少くとも１つのバンド
    （２）が成形され、これら点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣが、該バ
    ンドの長手方向に対してほぼ横断方向の線を表示し、点
    ＰＣがＰＡ，ＰＢの間に配置され、点ＰＡ，ＰＢが前記
    バンドの端縁に近く配置されることを特徴とする駆動ベ
    ルト（１）。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいづれか一項に
    記載の駆動ベルト（１）において、前記点ＰＣが、Ｐ
    Ａ，ＰＢの間のほぼ中央に配置される駆動ベルト
    （１）。
  5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいづれか一項に
    記載の駆動ベルト（１）において、厚さＴＣが、厚さＴ
    Ａ，ＴＢのいづれよりも厚いことを特徴とする駆動ベル
    ト（１）。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいづれか一項に
    記載の駆動ベルト（１）において、前記バンドの中心か
    らその側部に向う横方向の厚さ低減が、１μｍよりも大
    きいかまたは等しく、２０μｍよりも小さいかまたは等
    しく、該バンドの幅が、８〜３５ｍｍの間にあることを
    特徴とする駆動ベルト（１）。
  7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいづれか一項に
    記載の駆動ベルト（１）において、前記バンド（２）
    が、バンド（２）の接触面（６〜９）の間の中央に位置
    する想像面に関してほぼ対称に成形されることを特徴と
    する駆動ベルト（１）。
  8. 【請求項８】 請求項１から請求項７のいづれか一項に
    記載の駆動ベルト（１）において、前記バンド（２）
    が、該バンド（２）の側面（Ｌ）の間の中央に配置され
    る想像面に関してほぼ対称に成形されることを特徴とす
    る駆動ベルト（１）。
  9. 【請求項９】 請求項１から請求項８のいづれか一項に
    記載の駆動ベルト（１）において、厚さＴＡ，ＴＢが、
    通常の面丸め（Ｆ）の直ぐ近くで測定されることを特徴
    とする駆動ベルト（１）。
  10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９のいづれか一項
    に記載の駆動ベルト（１）において、厚さＴＡ，ＴＢ，
    ＴＣが、前記バンド（２）上の長手方向に変位した位置
    における５回の測定値の平均である駆動ベルト（１）。
  11. 【請求項１１】 請求項１から請求項１０のいづれか一
    項に記載の駆動ベルト（１）において、少くとも１つの
    接触面（６〜９）が、前記バンド（２）の横断方向にお
    いて滑らかに弯曲することを特徴とする駆動ベルト
    （１）。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の駆動ベルト（１）
    において、前記弯曲が、１ｍよりも大きい円の半径（Ｒ
    １，Ｒ２）を成し、或いはこれに近似し、または包囲可
    能であることを特徴とする駆動ベルト（１）。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の駆動ベルト（１）
    において、前記双方の接触面が、０．０１０ｍ-1≦１／
    Ｒ１＋１／Ｒ２≦１．０ｍ-1のように凸形に成形され、
    ここに、Ｒ１，Ｒ２が、各接触面（７，９）に関連する
    半径であることを特徴とする駆動ベルト（１）。
  14. 【請求項１４】 請求項１から請求項１３のいづれか一
    項に記載の駆動ベルト（１）において、前記バンド
    （２）が、鋼の所謂超硬度（マレージング）型式で作ら
    れることを特徴とする駆動ベルト（１）。
  15. 【請求項１５】 請求項１から請求項１４のいづれか一
    項に記載の駆動ベルト（１）において、幾つかの組み重
    ねた前記バンド（２）のうちの少くとも内側のものが、
    請求項１から請求項１４のいづれか一項に従って成形さ
    れることを特徴とする駆動ベルト（１）。
  16. 【請求項１６】 請求項１から請求項１５のいづれか一
    項に記載の駆動ベルト（１）において、ベルト（１）の
    前記バンド（２）の大部分が、請求項１から請求項１５
    のいづれか一項に従って成形されることを特徴とする駆
    動ベルト（１）。
  17. 【請求項１７】 請求項１から請求項１６のいづれか一
    項に記載の駆動ベルト（１）において、ベルト（１）の
    総てのバンド（２）が、請求項１から請求項１６のいづ
    れか一項に従って成形されることを特徴とする駆動ベル
    ト（１）。
  18. 【請求項１８】 特に、請求項１から請求項１７のいづ
    れか一項に記載される連続的に可変の伝動装置用駆動ベ
    ルト（１）のバンド（２）を製造する方法において、請
    求項１から請求項１７のいづれか一項に記載されるバン
    ド（２）に対応してバンド接触面（６〜９）を形成する
    ように構成されるローラーのような２つの好ましくは回
    転する変形要素の表面の間に該バンド（２）を導くこと
    によって該バンド（２）を変形し、次に、前記バンド
    （２）を燒鈍した後、それ自体周知の表面的な永久圧縮
    層を化学的に形成するために窒素環境にて該バンド
    （２）を加熱する段階を有する方法。
JP11143806A 1998-04-14 1999-04-14 金属ベルトおよびその製作方法 Pending JP2000104794A (ja)

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