JP2001027288A - 無段変速機用ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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する。 【解決手段】 無段変速機の金属ベルトに用いられる金
属エレメント３２のロッキングエッジ近傍の断面は、前
側の金属エレメント３２に対向する前側主面４０ｆの左
右両端部に一対の突出部４６，４６が形成され、後側の
金属エレメント３２に対向する後側主面４０ｒには平坦
面４５が形成される。突出部４６，４６および平坦面４
５の接触により、金属エレメント３２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だけでなく、金属ベルトの弦部に
おいて相互に接触する金属エレメント３２が左右方向に
摺動できるようになり、ドライブプーリおよびドリブン
プーリ間のミスアライメントを吸収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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０
１およびドリブンプーリ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およびドリブン
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およびドリブンプーリ０
２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４−３６
２３３８号公報により公知である。

【０００４】しかしながら、上記特開平４−３６２３３
８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。

【０００５】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。

【０００６】

【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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】

【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、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
両端部の所定位置に、前後方向に突出する突出部を形成
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
ように形成したことを特徴とする無段変速機用ベルトが
提案される。

【００１０】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
端部の所定位置に前後方向に突出するように形成した突
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。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１２】図１〜図５は本発明の第１実施例を示すも
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。

【００１３】尚、本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。

【００１４】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。

【００１５】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３
１，３１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。

【００１６】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１
９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。

【００１７】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２
４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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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４０
ｆ，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）。

【００２２】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４０
ｆ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４
６，４６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。

【００２３】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）。

【００２４】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４０
ｆ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４
６，４６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。

【００２５】尚、本実施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３
２の左右方向のスムーズな摺動が阻害されることはな
い。

【００２６】次に、図６に基づいて本発明の他の実施例
を説明する。

【００２７】第１実施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実施例では、後側主面４
０ｒ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実施例では、後側主面４
０ｒ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４０
ｒ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実施例のような凸部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）。

【００２８】次に、図７〜図１１に基づいて本発明の第
４実施例を説明する。

【００２９】図７（Ａ）から明らかなように、第４実施
例の金属エレメント３２は第１実施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４６，４
６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。

【００３０】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＝Ｌ
ＯＷ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。

【００３１】そして金属エレメント３２がプーリ６，１
１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。

【００３２】次に、図１２に基づいて本発明の第５、第
６実施例を説明する。

【００３３】第５、第６実施例は、図６の第２、第３実
施例の改良であって、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５、第６実施例によれば、前記第４実施例
と同様の作用効果を達成することができる。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
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の所定位置に前後
方向に突出するように形成した突出部と、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。

【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実施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４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４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５、第６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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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）に支持してなり、ドライブプーリ（６）およ
   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無段変速機用ベル
   トにおいて、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
   右両端部の所定位置に、前後方向に突出する突出部（４
   ６）を形成するとともに、 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（４
   ５）を前後方向に対して直交するように形成したことを
   特徴とする無段変速機用ベルト。