JP2001050353A

JP2001050353A - 無段変速機用ベルトのエレメント、無段変速機用ベルトのエレメントの成形方法、及び無段変速機用ベルト

Info

Publication number: JP2001050353A
Application number: JP11227583A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Taniguchi; 庸一谷口; Takao Kimura; 孝雄木村; Hidetaka Shimomoto; 秀孝下元; Kazuhiko Kawaguchi; 和彦川口; Yuji Mizukami; 裕司水上
Original assignee: Exedy Corp; Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Exedy Corp; Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】凹部及び凸部を有する無段変速機用ベルトの
エレメントを製造する際に凹部及び凸部の形成に起因す
る切削加工を不要とする。【解決手段】エレメント２０は、板厚方向に重ね合わ
されて環状の無段変速機用ベルト３を構成する複数のエ
レメントであって、板厚方向一側面に形成される凹部２
１と、凸部２２と、孔２３とを備える。凸部２２は、板
厚方向他側面に形成され、隣接するエレメント２０の凹
部２１に係合する。孔２３は、凸部２２に設けられる。
凹部２１及び凸部２２はプレス加工により同時に成形さ
れる。孔２３の基になる孔２３ａは、凹部２１及び凸部
２２を同時成形するプレス加工よりも前の工程において
形成される。凹部２１の内部空間の体積は、凸部２２の
体積よりも大きい。プレス加工の前における孔２３ａの
内部体積は、凹部２１の内部空間の体積と孔２３を含む
凸部２２の体積との差よりも大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機用ベル
トのエレメント、無段変速機用ベルトのエレメントの成
形方法、及び無段変速機用ベルトに関する。特に、重ね
合わされるエレメントの両側面に凹凸が形成されるもの
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベルト式の無段変速機は、ベルトとプー
リとを使用して変速比を無段階に変化させる変速機であ
って、図１に示すように、トルクが入力されるプライマ
リプーリ１と、トルクを出力するセカンダリプーリ２
と、プライマリプーリ１とセカンダリプーリ２との間に
掛回されたベルト３と、プライマリプーリ１及びセカン
ダリプーリ２の溝幅Ｗｐ，Ｗｓを制御する油圧制御装置
（図示せず）等により構成される。この無段変速機で
は、プライマリプーリ１の溝幅Ｗｐを広くしてセカンダ
リプーリ２の溝幅Ｗｓを狭くすることにより、変速比を
大きくすることができる。反対に、プライマリプーリ１
の溝幅Ｗｐを狭くしてセカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓを
広くすることにより、変速比を小さくすることができ
る。

【０００３】このような無段変速機の一構成要素である
無段変速機用ベルト３は、多数の板状のエレメント１０
（図７参照）をその板厚方向に重ね合わせて環状に配置
し、それぞれ帯状の可撓性薄板を積層してなる２本のリ
ング１１でそれら多数のエレメント１０を互いに分離し
ないように束ねたものである。このベルト３は、図７に
示すように、エレメント１０がプライマリプーリ１及び
セカンダリプーリ２の対向する円錐面１ａ，１ａ（２
ａ，２ａ）に挟持された状態で、両プーリ１，２間でト
ルク伝達をする。

【０００４】各エレメント１０には、図８や図９にも示
すように、エレメント相互の位置決めのための凹凸が形
成されている。具体的には、エレメント１０のベルト幅
方向中央部において、板厚方向一側面に円柱状の凹部１
０ａが形成されるとともに、板厚方向他側面の凹部１０
ａと対向する位置に円柱状の凸部１０ｂが形成されてい
る。各エレメント１０の凸部１０ｂは隣接する他のエレ
メント１０の凹部１０ａに係合し、これにより各エレメ
ント１０が互いに位置決めを行っている。したがって、
図９に示すように、凹部１０ａの直径Ｄ１１は凸部１０
ｂの直径Ｄ１０よりも大きくなければならない。また、
プーリ１，２に接触して隣接するエレメント１０との相
対角度が発生するときに凹部１０ａ内で凸部１０ｂが引
っかからないように、凹部１０ａの直径Ｄ１１は凸部１
０ｂの直径Ｄ１０よりもある程度大きくなければならな
い。

【０００５】一方、各エレメント１０は板厚方向に重ね
合わされるため、図９に示す重ね面１０ｃ，１０ｄの平
面度や平行度を確保する必要がある。これが確保されな
ければ、エレメント１０の挙動が不安定となり、エレメ
ント同士の擦れによる騒音やプーリ１，２に対するエレ
メント１０の当たり角度の変化によるトルク伝達効率の
悪化などの不具合が発生してしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなエレメン
ト１０の凹部１０ａ及び凸部１０ｂを成形する方法とし
て、エンボス加工（プレス加工）による一体成形が考え
られる。凹部１０ａ及び凸部１０ｂはエレメント１０の
同じ位置の両側面に形成されるものであるため、エンボ
ス加工による一体成形を採ることができる。

【０００７】しかしながら、凹部１０ａの直径Ｄ１１が
凸部１０ｂの直径Ｄ１０よりも大きく凹部１０ａの内部
体積が凸部１０ｂの体積よりも大きくなるため、図１０
に示すように、エンボス加工を施した後の重ね面１０ｃ
の凸部１０ｂ周辺には盛り上り１０ｅが出現する。すな
わち、凹部１０ａの内部体積と凸部１０ｂの体積との差
の分だけ凸部１０ｂ以外の部分に肉が逃げて、盛り上が
った部分が重ね面１０ｃ，１０ｄ（特に重ね面１０ｃ）
の平面度を悪化させる。これでは上記のような不具合が
生じるため、エンボス加工時に発生した盛り上がり１０
ｅを切削加工により取り除いてやらなければならない
が、エンボス加工後の切削加工の工程はエレメントの製
造効率や製造コストを向上させる上でネックとなる。

【０００８】本発明の課題は、凹部及び凸部を有する無
段変速機用ベルトのエレメントを製造する際における凹
部及び凸部の形成に起因する切削加工を不要とするエレ
メントを提供すること、凹部及び凸部の形成に起因する
切削加工を不要とするエレメントの成形方法を提供する
こと、及びそのようなエレメントを備えた無段変速機用
ベルトを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の無段変
速機用ベルトのエレメントは、板厚方向に重ね合わされ
て環状の無段変速機用ベルトを構成する複数のエレメン
トであって、凹部と、凸部と、孔とを備えている。凹部
は、板厚方向一側面に形成される。凸部は、板厚方向他
側面に形成され、隣接するエレメントの凹部に係合す
る。孔は、凸部に設けられる。

【００１０】本請求項のエレメントは凸部に孔が設けら
れているため、プレスによるエンボス加工で凹部及び凸
部を形成する際に、凹部及び凸部の体積差分の肉が孔の
体積を減少させるように流れる。このため、プレス時に
凹部及び凸部の体積差に起因する不具合、すなわち体積
差分の余分な肉が重ね合わされる面の平面度や平行度を
悪化させるという不具合が抑えられる。したがって、プ
レス加工後に行う重ね合わされる面の切削加工を省略す
ることが可能となる。

【００１１】請求項２に記載の無段変速機用ベルトのエ
レメントは、請求項１に記載のエレメントであって、凹
部及び凸部はプレス加工により同時に成形されるもので
ある。孔は、凹部及び凸部を同時成形するプレス加工よ
りも前の工程において形成される。また、凹部の内部空
間の体積は、凸部の体積よりも大きい。プレス加工の前
における孔の内部体積は、凹部の内部空間の体積と孔を
含む凸部の体積との差よりも大きい。

【００１２】ここでは、凹部及び凸部のプレスによる一
体成形を行う前に予め孔を設けておき、プレス加工時に
凹部及び凸部の体積差分の肉が孔に流れ込むようにして
いる。さらに、孔の内部体積を凹部の内部空間の体積と
孔を含む凸部の体積との差よりも大きくして、凹部及び
凸部の体積差分の肉すべてが孔内に流れ込むようにして
いる。このため、他のエレメントと重ね合わされる面が
プレス加工時に盛り上がることが抑えられ、プレス加工
後の切削加工を省略しても重ね合わせ面の平面度や平行
度を確保することができる。

【００１３】請求項３に記載の無段変速機用ベルトのエ
レメントは、請求項２に記載のエレメントであって、プ
レス加工の前における孔の内部体積は、凹部の内部空間
の体積と孔を含む凸部の体積との差の２倍よりも小さ
い。ここでは、孔の体積を凹部の内部空間の体積と孔を
含む凸部の体積との差の２倍以内に抑え、孔の存在によ
る凸部の強度低下を許容されるレベルに収めている。

【００１４】請求項４に記載の無段変速機用ベルトのエ
レメントは、請求項１から３のいずれかに記載のエレメ
ントであって、孔は、凸部の中心部を板厚方向に貫通し
ている。ここでは、孔が凸部を貫通するようにしている
ため、エレメントに孔を開けたときに孔になった部分に
あった肉がエレメントから自然に除去され易い。また、
孔が凸部の中心部を貫通しているため、凸部の各方向に
対する強度が確保されるとともに、重量バランスの悪化
も抑えられる。

【００１５】請求項５に記載の無段変速機用ベルトのエ
レメントの成形方法は、請求項１から４のいずれかに記
載のエレメントを成形する方法であって、第１工程と、
第２工程とを備えている。第１工程では、凹部及び凸部
となる板状素材の部分に対して板厚方向に貫通する孔を
開けることによって、板状素材の一部を除去する。第２
工程では、孔が開けられた部分が凸部の概ね中央付近に
くるようにして、プレス加工により凹部及び凸部を一体
成形する。

【００１６】本請求項のエレメント成形方法では、板状
素材に予め孔を開けて板状素材の一部（孔となった部分
にあった肉）を除去するとともに、その除去部分である
孔が中央にくるようにして凹部及び凸部をプレスにより
一体成形している。このため、プレス成形時において凹
部及び凸部の体積差分の余分な肉が孔の内部に流れ込む
ことになり、エレメントの重ね合わせ面が盛り上がって
平行度や平面度が悪化するという不具合が抑えられる。
したがって、凹部及び凸部のプレス成形後の切削加工を
省くことが可能となる。

【００１７】請求項６に記載の無段変速機用ベルトのエ
レメントの成形方法は、請求項５に記載の成形方法であ
って、第２工程において、凹部は、凸部よりも大きい平
面形状を有し、凸部よりも板厚方向の長さが長くなるよ
うに成形される。請求項７に記載の無段変速機用ベルト
は、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に掛回
されるベルトであって、複数のエレメントと、リングと
を備えている。エレメントは、請求項１から４のいずれ
かに記載のエレメントである。リングは、複数のエレメ
ントに接触して複数のエレメントを束ねるものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】＜無段変速機の概略＞本発明の一
実施形態であるエレメントを有する無段変速機用ベルト
を構成要素とする無段変速機を図１に示す。無段変速機
は、車両においてエンジンから伝達されてくるトルクを
車軸に伝える装置であって、変速比を無段階に変化させ
ることのできるものである。この無段変速機は、主とし
て、エンジンから電磁クラッチや流体継手等を介して駆
動されるプライマリプーリ１と、車軸に連結されるセカ
ンダリプーリ２と、両プーリ１，２に掛け渡されるベル
ト３と、両プーリ１，２の溝幅Ｗｐ，Ｗｓを制御する油
圧制御装置（図示せず）とから構成されている。ベルト
３は、図２に示すように各プーリ１，２の対向する円錐
面１ａ，１ａ（２ａ，２ａ）に接するため、プーリ１，
２の溝幅Ｗｐ，Ｗｓを油圧制御すると、それに応じてプ
ーリ１，２に掛かる位置が変化する。そしてこの無段変
速機では、プライマリプーリ１の溝幅Ｗｐを広くしてセ
カンダリプーリ２の溝幅Ｗｓを狭くすると、変速比が大
きくなる。反対に、プライマリプーリ１の溝幅Ｗｐを狭
くしてセカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓを広くすると、変
速比が小さくなる。

【００１９】＜ベルトの構成＞ベルト３は、多数の板状
のエレメント２０（図２参照）をその板厚方向に重ね合
わせて環状に配置し、それぞれ帯状の可撓性薄板を積層
してなる２本のリング１１でそれら多数のエレメント２
０を互いに分離しないように束ねたものである。このベ
ルト３は、図２に示すように、エレメント２０がプライ
マリプーリ１及びセカンダリプーリ２の対向する円錐面
１ａ，１ａ（２ａ，２ａ）に挟持された状態で、両プー
リ１，２間でトルク伝達をする。

【００２０】＜エレメントの構成＞各エレメント２０に
は、図３や図４に示すように、エレメント相互の位置決
めのための凹凸が形成されている。具体的には、エレメ
ント２０のベルト幅方向（図２の左右方向）中央部にお
いて、板厚方向一側面に円柱状の凹部２１が形成される
とともに、板厚方向他側面の凹部２１と対向する位置に
円柱状の凸部２２が形成されている。

【００２１】各エレメント２０の凸部２２は隣接する他
のエレメント２０の凹部２１に係合し、これにより各エ
レメント２０が互いに位置決めを行っている（図３参
照）。したがって、図５（ｂ）に示すように、凹部２１
の直径Ｄ２は凸部２２の直径Ｄ１よりも大きくなければ
ならない。また、プーリ１，２に接触して隣接するエレ
メント２０との相対角度が発生するときに凹部２１内で
凸部２２が引っかからないように、凹部２１の直径Ｄ２
は凸部２２の直径Ｄ１よりもある程度大きくなければな
らない。

【００２２】ここでは、凹部２１の直径Ｄ２に対し、凸
部２２の直径Ｄ１を（Ｄ１＝Ｄ２−０．２ｍｍ）に設定
している（図５（ｂ）参照）。また、図５（ｂ）に示す
ように、凹部２１の板厚方向の深さはｌ１、凸部２２の
板厚方向の突出量ｌ２は（ｌ２＝ｌ１−０．１ｍｍ）と
なっている。また、凸部２２の中央には、板厚方向に貫
通する孔２３が存在する。この孔２３は、後述する孔２
３ａの名残であり、後述するように凹部２１及び凸部２
２を一体にエンボス加工したときに生成される孔であ
る。

【００２３】また、エレメント２０の内周側の部分２４
は凹部２１や凸部２２が形成される外周部分よりも板厚
が薄くされており、エレメント２０がプーリ１，２に接
触して隣接するエレメント２０との相対角度が発生する
ときにそれを許容するようになっている（図３参照）。＜エレメントの成形方法＞各エレメント２０は、板状素
材Ｐから製造される。具体的には、板状素材Ｐが以下の
工程を経てエレメント２０に成形される。

【００２４】まず最初の工程では、板状素材Ｐに位置決
め用の複数の穴を開ける。以降、これらの位置決め穴を
用いて加工を行う。次の工程では、図５（ａ）に示すよ
うに、板状素材Ｐに直径Ｄ３の孔２３ａを開ける。この
孔開け加工は、プレス加工によって孔を抜いてもよい
し、ドリル等により機械加工を施してもよい。また、孔
２３ａの直径Ｄ３は、孔２３ａを開けることによって抜
き取られる（あるいは削り取られる）板状素材Ｐの体
積、すなわち孔２３ａの内部空間の体積が、凹部２１の
内部空間の体積と凸部２２の体積との差よりも大きくな
るように設定される。ここでは、直径Ｄ３は１．０ｍｍ
〜１．１ｍｍに設定されており、孔２３ａの内部空間の
体積が、凹部２１の内部空間の体積と凸部２２の体積と
の差の１．３倍〜１．６倍程度となる。凹部や凸部の形
状にもよるが、凸部の強度を確保するために、孔の直径
は、孔の体積が凹部及び凸部の体積差の１．１倍〜２．
０倍程度になるように設定されることが望ましい。

【００２５】次の工程では、エレメント２０の内周側の
部分２４となる部分に対して板厚方向に力を加え、この
部分２４の板厚を薄くする。この減肉加工は、次のエン
ボス加工と順序が逆になってもよい。次の工程では、孔
２３ａを中央に据えて、板状素材Ｐに対してエンボス加
工を施す。具体的には、図６に示すような上型３１及び
下型３２を用いたプレスにより板厚方向に力を作用させ
る。上型３１は凸部２２の孔２３を除いた外形と同一の
内面形状を有する円柱状の凹部３１ａを備えており、下
型３２は凹部２１の内面形状と同一の外形を有する円柱
状の凸部３２ｂを備えている。これら上型３１及び下型
３２の間に板状素材Ｐを配置して両型３１，３２間の距
離が１．５ｍｍとなるようにプレスすると、板状素材Ｐ
は図５（ｂ）に示すような断面形状に成形される。ここ
では、上型３１及び下型３２によって周りが押さえられ
ているため、凹部２１の内部体積と凸部２２の体積との
差の分の肉がプレス時に孔２３ａ内に流れ込むメタルフ
ローが起こり、プレス成形後には孔２３ａの代わりに僅
かな断面積を持つ孔２３が生成される（図５（ｂ）参
照）。なお、図５（ｂ）の点線で示す形状はプレス前の
板状素材Ｐの形状である。

【００２６】最後に、エレメント２０を図２に示す平面
形状にするために、エレメント２０の外形を打ち抜く。＜エレメント成形方法の特徴＞本実施形態では、凹部２
１及び凸部２２のプレスによる一体成形を行う前に板状
素材Ｐに予め孔２３ａを設けておき、プレス加工時に凹
部２１及び凸部２２の体積差分の肉が孔２３ａに流れ込
むようにしている。さらに、孔２３ａの内部体積が凹部
２１の内部空間の体積と孔２３を含む凸部２２の体積と
の差よりも大きくなるようにして、凹部２１及び凸部２
２の体積差分の肉すべてが孔２３ａ内に流れ込むように
している。このため、他のエレメント２０と重ね合わさ
れる面２０ｃ，２０ｄ（特に２０ｃ）がプレス加工時に
盛り上がってしまうことが抑えられ、プレス加工後の切
削加工を行わなくても重ね面２０ｃ，２０ｄの平面度や
平行度を確保することができている。

【００２７】また、本実施形態では、孔２３ａの内部体
積が凹部２１の内部空間の体積と孔２３を含む凸部２２
の体積との差の２倍以下、具体的には１．３倍〜１．６
倍程度になるようにしている。したがって、孔２３ａの
存在によるプレス時の凸部２２の損傷や、孔２３による
凸部２２の強度低下が許容されるレベルに収まってい
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明では、エレメントの凸部に孔を設
けているため、プレスによるエンボス加工で凹部及び凸
部を形成する際に、凹部及び凸部の体積差分の肉が孔の
体積を減少させるように流れる。このため、プレス時に
凹部及び凸部の体積差分の余分な肉が重ね合わされる面
の平面度や平行度を悪化させるという不具合が抑えら
れ、プレス加工後に行う重ね合わされる面の切削加工を
省略することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無段変速機の概略断面図。

【図２】本発明の一実施形態である無段変速機用ベルト
の断面図。

【図３】図２のIII-III 断面図。

【図４】図２のIV-IV 断面図。

【図５】エレメントの成形過程における断面図。

【図６】プレスの上型及び下型の断面図。

【図７】従来の無段変速機用ベルトの断面図。

【図８】図７のVIII-VIII 断面図。

【図９】図７のIX-IX 断面図。

【図１０】従来のエンボス加工後のエレメントの断面
図。

【符号の説明】

１プライマリプーリ２セカンダリプーリ３ベルト（無段変速機用ベルト）１１リング２０エレメント２１凹部２２凸部２３孔２３ａ孔（プレス加工の前における孔）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村孝雄東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者下元秀孝大阪府寝屋川市木田元宮１丁目１番１号株式会社エクセディ内 (72)発明者川口和彦大阪府寝屋川市木田元宮１丁目１番１号株式会社エクセディ内 (72)発明者水上裕司大阪府寝屋川市木田元宮１丁目１番１号株式会社エクセディ内Ｆターム(参考） 3J050 AA03 BA03 BB13 CE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板厚方向に重ね合わされて環状の無段変速
機用ベルトを構成する複数のエレメントであって、板厚方向一側面に形成される凹部と、板厚方向他側面に形成され、隣接するエレメントの前記
凹部に係合する凸部と、前記凸部に設けられる孔と、を備えた無段変速機用ベル
トのエレメント。
【請求項２】前記凹部及び凸部はプレス加工により同時
に成形されるものであり、前記孔は、前記プレス加工よりも前の工程において形成
されており、前記凹部の内部空間の体積は前記凸部の体積よりも大き
く、前記プレス加工の前における前記孔の内部体積は、前記
凹部の内部空間の体積と前記孔を含む前記凸部の体積と
の差よりも大きい、請求項１に記載の無段変速機用ベル
トのエレメント。
【請求項３】前記プレス加工の前における前記孔の内部
体積は、前記凹部の内部空間の体積と前記孔を含む前記
凸部の体積との差の２倍よりも小さい、請求項２に記載
の無段変速機用ベルトのエレメント。
【請求項４】前記孔は、前記凸部の中心部を板厚方向に
貫通している、請求項１から３のいずれかに記載の無段
変速機用ベルトのエレメント。
【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の無段変
速機用ベルトのエレメントを成形する方法であって、板状素材の前記凹部及び前記凸部となる部分に対して板
厚方向に貫通する前記孔を開けることにより、前記板状
素材の一部を除去する第１工程と、前記孔が開けられた部分が前記凸部の概ね中央付近にく
るようにして、プレス加工により前記凹部及び凸部を一
体成形する第２工程と、を備えた無段変速機用ベルトの
エレメントの成形方法。
【請求項６】前記第２工程において、前記凹部は、前記
凸部よりも大きい平面形状を有し前記凸部よりも板厚方
向の長さが長くなるように成形される、請求項５に記載
の無段変速機用ベルトのエレメントの成形方法。
【請求項７】プライマリプーリとセカンダリプーリとの
間に掛回される無段変速機用ベルトであって、請求項１から４のいずれかに記載の複数のエレメント
と、前記複数のエレメントに接触し前記複数のエレメントを
束ねるリングと、を備えた無段変速機用ベルト。