JP2000130516A - 金属ベルト用エレメント及び金属ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属ベルト全体に占めるエレメントの重量を
軽減することができるようにすること。 【解決手段】 無端帯状をなす金属製のバンド１６と、
そのバンド１６の長手方向に積層して配置された複数の
金属製のエレメント１７とにより、金属ベルト１５を構
成する。各エレメント１７にはボディ部１９及びヘッド
部２０を設ける。ボディ部１９及びヘッド部２０には、
隣接するエレメント１７と接触して、その隣接するエレ
メント１７との間に隙間２６を形成するための突起２
３，２７をそれぞれ形成する。突起２４は隣接するエレ
メント１７の凹部２８に嵌合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無段変速機等に
おいて動力伝達のために使用される金属ベルトのエレメ
ント及び金属ベルトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車の無段変速機等に使用さ
れる金属ベルトにおいては、無端帯状をなす金属製のバ
ンドに、金属板を打ち抜き成形してなる多数の平板状の
エレメントを、ベルトの長手方向へ相対滑り可能に積層
配置して構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
金属ベルトにおいては、各エレメントが隣接するエレメ
ントに対して全面で接触した状態に隙間なく配置されて
いる。このため、金属ベルト全体で多数のエレメントが
配列されることになり、金属ベルト全体の重量に占める
エレメントの重量の比率が大きくなって、通常、その重
量割合がベルト全体の７０％も占めることになった。よ
って、金属ベルトの駆動中に、プーリに対する周回部分
においてエレメントに大きな遠心力が作用して、バンド
に強い引張力が働き、金属ベルトやその金属ベルトを支
持するプーリの耐久性に問題を発生するおそれがあっ
た。

【０００４】これに対処するためには、バンドとして、
厚く強靱なものを使用することが考えられるが、このよ
うにすると、バンドの撓曲性が損なわれ、動力の伝達効
率が著しく低下することになり、実用的でない。

【０００５】また、エレメントの全体重量が大きくなる
ことは、金属ベルト全体の重量が増すことを意味する。
このことは、加減速にともなう加速度が生じたときのイ
ナーシャが大きくなって、加減速時の応答性を確保でき
ないばかりでなく、前記と同様に、金属ベルトやプーリ
の耐久性に問題を生じる。

【０００６】さらに、各エレメントが隣接する他のエレ
メントに対して全面で接触しているため、それらのエレ
メントの接触、衝突等に伴う騒音や振動も大きくなると
いう問題があった。

【０００７】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、金属ベルト全体に占めるエレメントの重
量を軽減することができ、前述した各種の問題点を解消
できる金属ベルト及びそれに使用されるエレメントを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明では、隣接
する他のエレメントと接触して、その隣接するエレメン
トとの間に隙間を形成するための突起を設けるととも
に、その突起の背面側には隣接する他のエレメントの突
起が嵌合される凹部を形成した。

【０００９】従って、各エレメント間に隙間が形成され
て、金属ベルト全体におけるエレメントの配列枚数が少
なくなって、金属ベルト全体に占めるエレメントの重量
比率を軽減することができる。

【００１０】このため、金属ベルトの駆動中に、プーリ
に対する周回部分においてエレメントに大きな遠心力が
作用することがなく、バンドに強い引張力が働くのを防
止して、金属ベルトやその金属ベルトを支持するプーリ
の耐久性を向上できる。従って、バンドとして、厚く強
靱なものを使用する必要がなく、薄く柔軟性に富むもの
を使用でき、高い動力伝達効率を確保できる。

【００１１】また、エレメントの重量軽減により、金属
ベルト全体の重量を軽減でき、加減速にともなう加速度
が生じたときのイナーシャを小さくして、加減速時の応
答性を確保できる。

【００１２】しかも、各エレメントが隣接する他のエレ
メントに対して全面で接触することなく、突起のみで接
触するため、それらのエレメントの接触、衝突等に伴う
騒音や振動を低減できる。

【００１３】加えて、突起が隣接するエレメントの凹部
に嵌合するため、隣接するエレメント間の位置決めがな
され、動力の伝達効率の向上に寄与できる。請求項２に
記載の発明では、請求項１において、前記エレメント
は、両側においてプーリに接触するボディ部と、ピーラ
部を介してボディ部と一体形成されたヘッド部とを備
え、ピーラ部の両側にはバンドを通すためのスリットを
形成したものである。

【００１４】請求項３においては、請求項２において、
前記突起をボディ部に形成したものである。請求項４に
おいては、請求項２において、前記突起をボディ部とヘ
ッド部とに形成したものである。。

【００１５】ボディ部とヘッド部との両者に突起を形成
すれば、バンドの表裏両面側において、突起によりエレ
メント間の間隔を確保でき、その間隔確保を確実に行う
ことができる。

【００１６】請求項５においては、請求項３または請求
項４において、前記ボディ部の突起は、隣接するエレメ
ントに接合する第１突起と、凹部に嵌合する第２突起と
により２段状に形成したものである。

【００１７】従って、凹部が突出量の多い第２突起と対
応するように形成すれば、第２突起と凹部とを同時に、
かつ容易に成形できる。請求項６においては、請求項５
において、第１突起を多角形状に形成したものである。

【００１８】請求項７においては、請求項５または６に
おいて、第２突起を多角形状に形成したものである。請
求項８においては、請求項５〜７のいずれかにおいて、
凹部を第２突起と対応する形状に形成したものである。

【００１９】従って、隣接するエレメント間の相対回転
が阻止され、バンドに対するエレメントのねじれが防止
されて、動力の伝達効率の向上及び振動，騒音の防止に
寄与できる。

【００２０】請求項９においては、請求項１〜８のいず
れかに記載のエレメントと、そのエレメントを長さ方向
に沿って多数列設した環状の金属製のバンドとよりなる
金属バンドとしたものである。

【００２１】従って、請求項請求項１〜８のいずれかに
構成による効果を備えた金属ベルトの実現が可能にな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の第１の実施形
態を、図面に基づいて詳細に説明する。図３及び図６に
示すように、駆動軸１１には駆動プーリ１２が取り付け
られ、その外周にはほぼＶ字状の環状溝１２ａが形成さ
れている。駆動軸１１と対応する被動軸１３には被動プ
ーリ１４が取り付けられ、その外周にはほぼＶ字状の環
状溝１４ａが形成されている。駆動プーリ１２及び被動
プーリ１４の環状溝１２ａ，１４ａ間には無端状の金属
ベルト１５が掛装され、駆動軸１１の回転が駆動プーリ
１２、金属ベルト１５及び被動プーリ１４を介して被動
軸１３に伝達される。

【００２３】図２及び図３に示すように、前記金属ベル
ト１５は、金属製の左右一対のバンド１６と、両バンド
１６間においてそれらの長さ方向に積層して配置された
多数枚の金属製のエレメント１７とから構成されてい
る。各バンド１６は、金属薄板よりなる複数の無端帯状
体１８を板厚方向に積層重合して構成され、各無端帯状
体１８の両面またはいずれか片面には、サーフェスプロ
ファイリング１８ａが施されている。

【００２４】このサーフェスプロファイリング１８ａ
は、例えば複数のローラを介して薄板状の無端帯状体１
８を圧延成形する際に、いずれか１つのローラの周面に
設けられたプロファイリング、すなわち凹凸状の模様に
よって形成される。また、その他の方法としては、所定
板厚に圧延された無端帯状体１８に、サンドブラストあ
るいはショットピーニングにて、微小な断面ほぼ円弧状
をなす多数の凹部を付与することにより形成される。そ
して、このサーフェスプロファイリング１８ａの形成に
よって、バンド１６の各無端帯状体１８間、及びバンド
１６と各エレメント１７との間の接触面積が小さくなる
とともに、サーフェスプロファイリング１８ａの凹部に
潤滑油が保持される。このため、バンド１６の各無端帯
状体１８間、及びバンド１６と各エレメント１７との間
の摩擦抵抗が軽減される。

【００２５】図１〜図４に示すように、前記各エレメン
ト１７は、所定板厚の金属板を打ち抜き加工して、左右
対称をなす形状に成形されている。また、このエレメン
ト１７としては、例えばＳＫ６材等の鉄系金属が用いら
れている。エレメント１７の外周面全体には、サンドブ
ラストあるいはショットピーニングによりサーフェスプ
ロファイリング１７ａが形成され、潤滑油を保持して、
各エレメント１７間、及びバンド１６と各エレメント１
７との間の摩擦抵抗が軽減される。

【００２６】そして、このエレメント１７には、ボディ
部１９及びヘッド部２０がピーラ部２１を介して一体形
成され、ピーラ部２１の両側には前記左右のバンド１６
をそれぞれ通すためのスリット２２が形成されている。

【００２７】前記エレメント１７のボディ部１９の両側
縁には、図１の下側（以後、この下側を先端側とする）
に向かって次第に接近する傾斜部１９ａがそれぞれ形成
されている。そして、金属ベルト１５が駆動プーリ１２
及び被動プーリ１４を周回する際に、これらの傾斜部１
９ａが、駆動プーリ１２及び被動プーリ１４の環状溝１
２ａ，１４ａの内側面に接触される。また、ボディ部１
９の先端縁には凹部１９ｂが形成され、この凹部１９ｂ
によりボディ部１９の肉が盗まれて、エレメント１７の
軽量化が図られている。

【００２８】さらに、ヘッド部２０の先端（ボディ部１
９の反対側）の両側部２０ａが切除され、これによりヘ
ッド部２０の肉が盗まれて、エレメント１７の軽量化が
図られている。

【００２９】図１〜図４に示すように、前記エレメント
１７のボディ部１９の表面における図１の上下方向中央
部には、すなわち金属ベルト１５のピッチラインＬ上に
位置する部分にはほぼ菱形の第１突起２３が形成されて
いる。その第１突起２３の頂部中央には、同じくピッチ
ラインＬ上に位置するように、第１突起２３より小さく
それと相似形をなす第２突起２４が形成されている。図
４に示すように、エレメント１７の背面において、第２
突起２３と対応する部分には、凹部２５が形成されてい
る。この凹部２５が第２突起２４とほぼ同形同大をな
し、第２の突起２４を嵌合する。従って、第１突起２３
は隣接する他のエレメント１７の背面に接合し、このた
め、隣接するエレメント１７間には第２突起２３の厚み
に相当する隙間２６が形成される。

【００３０】エレメント１７のヘッド部２０の図１にお
ける上下方向中央部には、ヘッド部２０を屈曲させるこ
とにより、側面ほぼ三角形状の第３突起２７が、ヘッド
部２０の幅方向の全長に亘って突出形成されている。第
３突起２７の背面側は凹部２８になっている。そして、
前記両プーリ１２，１４の間の直線部分において、第３
突起２７が凹部２８に嵌合する。

【００３１】すなわち、図５に示すように、複数のエレ
メント１７が駆動プーリ１２と従動プーリ１４との間に
おいてほぼ直線上に配列された状態では、第２突起２４
が、隣接する他のエレメント１７の凹部２５に嵌合し
て、第１突起２３が隣接するエレメント１７の背面に接
合される。これとともに、第３突起２７が隣接するエレ
メント１７の凹部２８に接触される。そして、この状態
では、隣接し合う各エレメント１７間のボディ部１９及
びピーラ部２１間に隙間２６が形成される。

【００３２】さらに、図５に示すように、複数のエレメ
ント１７が駆動プーリ１２及び従動プーリ１４の環状溝
１２ａ，１４ａ内で円弧状に周回配列された状態では、
各エレメント１７の下端部の表面及び背面が相互に接合
するとともに、第１突起２３の下端部が隣接する他のエ
レメント１７の背面に接合する。また、第３突起２７が
隣接するエレメント１７の凹部２８から離間される。

【００３３】この状態で、駆動プーリ１２の回転にとも
ない、金属ベルト１５が周回移動されて、被動プーリ１
４に回転が伝達される。また、駆動側あるいは被動側の
トルク変動による一方または双方のプーリ１２，１４の
環状溝１２ａ，１４ａの幅が変更された場合には、それ
に追随してエレメント１７がプーリ１２，１４の半径方
向に移動する。

【００３４】さて、この実施形態の金属ベルト１５にお
いては、各エレメント１７のボデイ部１９及びヘッド部
２０に突起２３，２７がそれぞれ形成され、これらの突
起２３，２７が隣接するエレメント１７の背面に接触し
て、各エレメント１７間に隙間２６が形成され、各エレ
メント１７間の間隔が保持されるようになっている。こ
のため、金属ベルト１５全体におけるエレメント１７の
配列枚数が少なくなって、この実施形態では、金属ベル
ト１５全体に占めるエレメント１７の重量が、従来構成
に比較して３２％程度軽減される。

【００３５】前記の実施形態によって期待できる効果に
ついて、以下に記載する。 ・ 各エレメント１７には隣接するエレメント１７と接
触して、その隣接するエレメント１７との間に隙間２６
を形成して、各エレメント１７間の間隔を保持するため
の突起２３，２７が形成されている。

【００３６】よって、金属ベルト１５全体におけるエレ
メント１７の配列枚数が少なくなって、金属ベルト１５
全体に占めるエレメント１７の重量を軽減することがで
きる。従って、金属ベルト１５の駆動中に作用するイナ
ーシャや応力を小さくすることができる。このため、エ
レメント１７自身、バンド１６及びプーリ１２，１４に
かかる負担を軽減して、それらの耐久性を向上させるこ
とができるとともに、加減速にともなう応答性を向上で
きる。

【００３７】しかも、エレメント１７の数が少ないた
め、プーリ１２，１４の周回部分において金属ベルト１
５に作用する遠心力が小さくなる。このため、バンド１
６に大きな引張り力が作用しないため、バンド１６とし
て、薄く、柔軟性に富むものを使用でき、動力の伝達効
率を向上できる。

【００３８】また、各エレメント１７が隣接するエレメ
ント１７に対して全面で接触することなく、突起２３，
２７部分のみにおいて接触されるため、駆動中のエレメ
ント１７の接触、衝突にともなって発生する振動や騒音
を低減することもできる。

【００３９】・ ボディ部１９とヘッド部２０との両者
に突起２３，２７がそれぞれ形成されている。従って、
バンド１６の表裏両面側において、それぞれ突起２３，
２７により各エレメント１７間の間隔を確保でき、その
間隔確保を確実に行うことができて、軽量化に寄与でき
るとともに、バンド１６の表裏におけるエレメント間の
間隔を均等にできて、エレメント１７の振動等を抑制で
きる。

【００４０】・ 第２突起２４が隣接するエレメント１
７の凹部２５に嵌合している。このため、隣接するエレ
メント１７間の位置決めがなされ、隣接するエレメント
１７間、ひいてはバンド１６に対する各エレメント１７
の位置決めがなされる。従って、エレメント１７がバン
ド１６の厚さ方向及び長さ方向に移動するのを防止し
て、動力の伝達効率の向上に寄与できる。

【００４１】・ 第２突起２４及びその第２突起２４が
嵌合される凹部２５が菱形をなしているため、隣接する
エレメント１７間の相対回転が阻止される。従って、バ
ンド１６に対するエレメント１７のねじれが防止され
て、エレメント１７は整列されて、バンド１７の対する
定位置を保持する。このため、動力の伝達効率の向上に
寄与できるばかりでなく、エレメント１７とプーリ１
２，１４との不要な衝突等を防止して、騒音や振動の発
生を抑制できる。

【００４２】・ 第１，第２突起２３，２４が２段状に
形成され、凹部２５が突出量の多い第２突起２４と対応
するように形成されている。従って、第２突起２４と凹
部２５とを同時に、かつ容易に成形できる。

【００４３】なお、この実施形態は、次のように変更し
て具体化することも可能である。 ・ エレメント１７の第１突起２３と第２突起２４との
突出方向を前記実施形態とは逆にすること。

【００４４】・ エレメント１７の第３突起２７の突出
方向を前記実施形態とは逆にすること。 ・ 第１突起２３及び第２突起２４のいずれか一方また
は双方を円形に形成すること。第２突起２４を円形にし
た場合には、凹部２８もそれに対応して円形にするのが
好ましい。

【００４５】・ 第１突起２３及び第２突起２４のいず
れか一方または双方を四角形以外の多角形、例えば三角
形、五角形、六角形等に形成すること。この場合、凹部
２８は第２突起２４と同じ形状にするのが好ましい。

【００４６】・ 前記実施形態では第１，第２突起２
３，２４を同一位置において２段状に形成したが、両突
起２３，２４をそれぞれ異なった位置に形成すること。
例えば、両突起２３，２４をボディ部１９に並設するこ
と。凹部２５は第２突起２４に対応するようにボディ部
１９の背面に形成する。

【００４７】・ エレメント１７として２種以上の異な
った金属材料よりなるものを用意し、異種材料のものを
隣接させるように順に配置して構成すること。このよう
に構成すれば、隣接するエレメント１７の固有振動数が
異なるため、振動や騒音を低減できる。

【００４８】・ エレメント１７として前記実施形態と
は異なる材質のもの、例えばＳＫ６以外の鉄系金属，ス
テンレススチール等を用いること。 ・ エレメント１７のボデイ部１９の両側ショルダ部上
に角を落とした曲面加工を施し、バンド１６に対して円
滑に接触するように構成すること。

【００４９】・ エレメント１７のボデイ部１９の両側
ショルダ部２２及び両側傾斜部１９ａ上に、表面硬化処
理を施すこと。 ・ エレメント１７のボデイ部１９の両側ショルダ部２
２及び両側傾斜部１９ａ上に、超硬度の金属粉末を散布
するとともに加熱により溶融凝固させて、超硬度合金層
を形成するように構成すること。

【図面の簡単な説明】

【図１】 エレメントを示す斜視図。

【図２】 金属ベルトを示す部分平面図。

【図３】 金属ベルトを示す断面図。

【図４】 エレメントを拡大して示す側面図。

【図５】 エレメントの配列状態を示す側面図。

【図６】 金属ベルトとプーリとの関係を示す側面図。

【符号の説明】

１５…金属ベルト、１６…バンド、１７…エレメント、
１９…ボディ部、２０…ヘッド部、２３…第１突起、２
４…第２突起、２５…凹部、２６…隙間、２７…第３突
起。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端帯状をなす金属製のバンドの長手方
   向に積層配置される金属ベルト用エレメントにおいて、 隣接する他のエレメントと接触して、その隣接するエレ
   メントとの間に隙間を形成するための突起を設けるとと
   もに、その突起の背面側には隣接する他のエレメントの
   突起が嵌合される凹部を形成した金属ベルト用エレメン
   ト。
2. 【請求項２】 両側においてプーリの環状溝の内側面に
   接触するボディ部と、ピーラ部を介してボディ部と一体
   形成されたヘッド部とを備え、ピーラ部の両側にはバン
   ドを通すためのスリットを形成した請求項１に記載の金
   属ベルト用エレメント。
3. 【請求項３】 前記突起をボディ部に形成した請求項２
   に記載の金属ベルト用エレメント。
4. 【請求項４】 前記突起をボディ部とヘッド部とに形成
   した請求項２に記載の金属ベルト用エレメント。
5. 【請求項５】 前記ボディ部の突起は、隣接するエレメ
   ントに接合する第１突起と、凹部に嵌合する第２突起と
   により２段状に形成した請求項３または４に記載の金属
   ベルト用エレメント。
6. 【請求項６】 第１突起を多角形状に形成した請求項５
   に記載の金属ベルト用エレメント。
7. 【請求項７】 第２突起を多角形状に形成した請求項５
   または６に記載の金属ベルト用エレメント。
8. 【請求項８】 凹部を第２突起と対応する形状に形成し
   た請求項５〜７のいずれかに記載の金属ベルト。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載のエレメ
   ントと、そのエレメントを長さ方向に沿って多数列設し
   た環状の金属製のバンドとよりなる金属バンド。