JP2001304344A - 無段変速機用ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無段変速機用金属ベルトに設けられているエレ
メントがプーリに巻掛けられている状態から解放されて
並進直線運動へ移行する際の遷移領域でのエレメントの
プーリコーン面上を相対摺動することによる動力損失を
最小限とする。 【解決手段】エレメント８の進行方向前面の下部に形成
されている傾斜面８ｃの状態に形成されるロッキングエ
ッジ８ｄを、エレメント８の左右両側縁に形成されてい
るプーリ接触面８ｂの高さ方向のほぼ中間を結ぶ水平線
上に設ける。その結果、エレメント８のロッキングエッ
ジ８ｄを中心として作用する回転モーメントが最小とな
り、動力損失を最小限にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対のプーリ間に
巻掛けて動力を伝達する無段変速機用ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の無段変速機用ベルトは、
例えば特開平４−５６２４２号公報に開示されているよ
うに、無端状リングに多数のエレメントが支持されて構
成されており、このエレメントは、その進行方向前後に
平行面が形成され、又進行方向前面側の平行面の下部側
は斜めにカットされた傾斜面が形成され、この平行面と
傾斜面との境界にロッキングエッジが形成されている。

【０００３】一対のプーリ間に巻掛けられているベルト
がドライブプーリからドリブンプーリへと移動する際に
は、互いに隣接するエレメントの平行面同士が当接して
動力を伝達し、又エレメントがプーリに巻掛けられたと
きは、ロッキングエッジ周りのピッチングによりエレメ
ント同士の干渉が回避されると共に、このロッキングエ
ッジ同士が当接して動力が伝達される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、各エレメン
トは、一対のプーリ間の弦部では並進直線運動を行うた
め、エレメントの各部の移動速度は同じである。しか
し、エレメントがプーリに巻掛けられた状態ではプーリ
がロッキングエッジ周りのピッチングにより回転軸を中
心とする円錐母線に沿った回転運動を行うため、エレメ
ントの半径方向外側部分の移動速度は半径方向内側部分
の移動速度よりも大きくなる 。

【０００５】このとき、プーリに巻掛けられているエレ
メントはロッキングエッジを介して当接されているた
め、ロッキングエッジの移動速度は、弦部を並進直線運
動するエレメントの移動速度に等しい。

【０００６】従って、エレメントがプーリに巻掛けられ
た状態から弦部へ移行するプーリ出口付近では、エレメ
ントのピッチングが停止して並進直線運動へ移行するた
め、ロッキングエッジよりも半径方向外側部分の移動速
度は相対的に小さくなり、一方ロッキングエッジよりも
半径方向内側部分の移動速度は相対的に大きくなる。

【０００７】その結果、プーリ出口付近では、エレメン
トがプーリの押圧力を受けながらプーリ回転に逆らう方
向への相対回転運動が発生するため、動力伝達効率の低
下や、エレメントとプーリ間の摩耗を引き起こしてしま
う不都合がある。

【０００８】これに対処するに、プーリ接触面の高さ方
向を狭めれば、エレメントのピッチングによる動力伝達
効率の低下を軽減することはできるが、動力を伝達する
ためのプーリ面圧を必要以上に高めなければ成らず、実
現性に乏しい。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、エレメントの
プーリ接触面の高さ方向を狭めることなく、プーリ出口
付近での動力伝達効率の低下を最小限とし、しかもエレ
メントとプーリ間の摩耗を軽減することの可能な無段変
速機用ベルトを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、無端状リングに多数のエレメントが支持され
て成るベルトが一対のプーリ間に巻掛けられていると共
に、上記各エレメントは進行方向前面に設けたロッキン
グエッジを介してピッチング可能に当接されている無段
変速機用ベルトにおいて、上記ロッキングエッジを上記
エレメントに設けたプーリ接触面の高さ方向略中央部に
設けたことを特徴とする。

【００１１】このような構成では、無端状リングに支持
されている多数のエレメントに対して、ロッキングエッ
ジをプーリ接触面の高さ方向略中央部に設けたので、ロ
ッキングエッジを中心とする回転モーメントが最小とな
り、その結果エレメントのプーリ出口付近でピッチング
を停止する際に生じる動力損失を最小とすることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１〜図５に本発明の第１実施
の形態を示す。図１にはベルト式無段変速機の概略断面
図、図２には図１の要部拡大断面図が示されている。

【００１３】同図に示すように、ベルト式無段変速機１
は、駆動軸２に軸支されているドライブプーリ３と、従
動軸４に軸支されているドリブンプーリ５とを備え、両
プーリ３，５間に、金属ベルト６が巻掛けられている。

【００１４】各プーリ３（５）は、固定シーブ３ａ（５
ａ）と可動シーブ３ｂ（５ｂ）とが互いに対向された状
態で配設されており、この両プーリ３（５）の溝幅を、
金属ベルト６に対しトルク伝達に必要な張力を保持させ
たままの状態で、反比例に可変動作させることで、変速
比が無段階に可変設定される。

【００１５】金属ベルト６は、複数枚の無端状金属製ス
トラップを積層して成る無端状リング７と、この無端状
リング７に対し、長手方向に相互に当接可能に連設して
配設される多数の金属エレメント８とで構成されてい
る。

【００１６】各金属エレメント８は、弾性を有する金属
製板材で形成されており、正面視略Ｈ形を成し、その中
央上部に形成した溝部８ａに、無端状リング７が装着さ
れており、リテーナ９により脱落が防止されている。

【００１７】金属エレメント８の前後面は平行に形成さ
れており、又左右両側縁には、両プーリ３，５のコーン
面に接触可能な一対のプーリ接触面８ｂが上方へ拡開す
るテーパ状に形成されている。更に、金属エレメント８
の進行方向前面の下部に、下端方向の板厚が薄くるよう
な傾斜面８ｃが形成されている。

【００１８】この傾斜面８ｃは、金属エレメント８が両
プーリ３，５に巻掛けられた状態のときの隣接する金属
エレメント８同士の干渉を回避するためのもので、この
傾斜面８ｃにより、その上端にロッキングエッジ８ｄが
形成される。従って、このロッキングエッジ８ｄは、傾
斜面８ｃの上端に沿って左右両側縁まで水平に延出され
ている。

【００１９】図２に示すように、プーリ接触面８ｂの上
下方向の高さをＢとし、ロッキングエッジ８ｄを基準と
して上端迄の距離をＸU、下端迄の距離をＸLとした場
合、ロッキングエッジ８ｄは、ＸU＝ＸL、すなわちプー
リ接触面８ｂの高さＢの丁度、１／２の位置に設けられ
ている。換言すれば、傾斜面８ｃの上端がプーリ接触面
８ｂの高さＢの半分の位置に臨まされるように設定され
ている。

【００２０】次に、上記構成による本実施の形態の作用
について説明する。無端状リング７に多数のエレメント
８がリングの長手方向に沿って多数配設した状態で支持
されている金属エレメント８を、ドライブプーリ３とド
リブンプーリ５との間に巻掛け、両プーリ３，５に設け
られている可動シーブ３ｂ，５ｂの押圧力により、この
可動シーブ３ｂ，５ｂと、その押圧力を受ける固定シー
ブ３ａ，５ａとで、エレメント８の左右両縁に形成され
ているプーリ接触面８ｂを、トルク伝達に必要な圧力で
挟持する。

【００２１】そして、この状態で駆動軸２を、図１の矢
印で示す方向へ回転させると、ドライブプーリ３に巻掛
けられているエレメント８が順次ドリブンプーリ５側へ
押し出され、ドリブンプーリ５に挟持されているエレメ
ント８を介してドリブンプーリ５に回転力が付与され、
従動軸４から、所定にトルク増幅された駆動力が出力さ
れる。

【００２２】ところで、図１、図３に示すように、ドラ
イブプーリ３からドリブンプーリ５へ向けて延びる往き
側の弦部を通過するエレメント８は、その前後面が互い
に所定の面圧で密着された状態の並進直線運動により、
ドライブプーリ３側の動力をドリブンプーリ５側へ伝達
する。又、各プーリ３，５の金属ベルト６が巻掛けられ
ているプーリ巻掛け部では、エレメント８の前面に形成
したロッキングエッジ８ｄのみが、その前方に位置する
エレメント８の背面に接触し、このロッキングエッジ８
ｄを介して動力が伝達される。

【００２３】各プーリ３，５のプーリ巻掛け部を通過す
るエレメント８は、各プーリ３，５の回転中心を中心と
して公転すると共に、エレメント８自体がロッキングエ
ッジ８ｄを中心に、プーリ３，５と同じ角速度で自転す
る（以下、これを「ピッチング」と称する）。

【００２４】従って、エレメント８は、重心Ｇを通る円
錐母線と一致した動きで、プーリ巻掛け部を通過するた
め、プーリ巻掛け部を通過する際のエレメント８は各プ
ーリ３，５と一体回転することになる。

【００２５】そして、エレメント８のプーリ接触面８ｂ
に対するドライブプーリ３の挟持力が完全に解放される
プーリ出口点では、エレメント８は、ピッチングを停止
して、並進直線運動へ移行する。

【００２６】しかし、エレメント８が、プーリ巻掛け部
から弦部へ移行する際に、このエレメント８のピッチン
グが急に停止することはないので、その間に、図３に示
すように、エレメント８のピッチングが徐々に停止され
る遷移領域が存在する。

【００２７】この遷移領域においては、図４に示すよう
に、ドライブプーリ３と一体回転しているエレメント８
のプーリ接触面８ｂが、ドライブプーリ３のコーン面上
を、ドライブプーリ３の挟持力に抗して摺動するため、
このときの摺動抵抗により動力損失が発生する。

【００２８】この動力損失Ｌは、左右両側縁のプーリ接
触面８ｂで発生するため、

【数１】 となる。ここで、ωはエレメント回転角速度、μはエレ
メント８のプーリ接触面８ｂとコーン面間の摩擦係数、
ｐはプーリ接触面８ｂの単位高さ当たりの接触力、Ｘｕ
はロッキングエッジ８ｄからプーリ接触面８ｂの上端ま
での距離、ＸＬはロッキングエッジ８ｄからプーリ接触
面８ｂの下端までの距離である。但し、接触圧力ｐはプ
ーリ接触面８ｂの全面に渡って一定とする。

【００２９】この場合、図５に示すように、プーリ接触
面８ｂの上下方向の高さＢ（＝ｘｕ＋ｘＬ）を一定とし
た場合、動力損失Ｌを最小とするには、ロッキングエッ
ジ８ｄ周りに生じる回転モーメントを最小とすれば良い
ので、 ｘｕ＝ｘＬ＝Ｂ／２ となる。従って、本実施の形態では、ロッキングエッジ
８ｄをプーリ接触面８ｂの上下方向の、ほぼ中間に設け
る。

【００３０】このように、本実施の形態では、ロッキン
グエッジ８ｄをプーリ接触面８ｂの上下方向の中間に設
けたので、遷移領域におけるエレメント８のプーリ接触
面８ｂとプーリ３，５のコーン面との相対摺動による回
転モーメントが最小となり、動力損失Ｌを最小とするこ
とができる。

【００３１】その結果、動力伝達効率が向上し、しかも
プーリ接触面８ｂとコーン面との摩耗が軽減され、耐久
性が向上する。

【００３２】ところで、ドライブプーリ３のプーリ巻掛
け部では、エレメント８のロッキングエッジ８ｄ同士が
接触して動力が伝達されるため、弦部を通過するエレメ
ント８の速度と、プーリ巻掛け部を通過するエレメント
８のロッキングエッジ８ｄとは等速で移動する。一方、
弦部においては無端状リング７とエレメント８とが等速
で移動する。その結果、プーリ巻掛け部では、ロッキン
グエッジ８ｄと無端状リング７とが等速で移動すること
になる。

【００３３】従って、エレメント８の無端状リング７を
支持する溝部８ａをロッキングエッジ８ｄに対して、な
るべく近接した位置に配設すれば、プーリ巻掛け部を通
過する際の無端状リング７とロッキングエッジ８ｄとの
相対速度が僅少化されることとなり、この両者の相対摺
動が軽減され、動力損失をより一層低減させることがで
きる。

【００３４】尚、本実施の形態では、ドライブプーリ３
の出口点での遷移領域について説明したが、同様な動作
は、ドリブンプーリ５の出口点でも発生する。

【００３５】又、図６、図７に本発明の第２実施の形態
を示す。ここで、図６は金属ベルトの部分斜視図、図７
は金属ベルトの側面図である。

【００３６】本実施の形態に示す金属ベルト１１に設け
られているエレメント１２は、正面視略エ形に形成さ
れ、左右に形成されているリングスロット１２ａに、並
行に配設する一対の無端状ベルト７を嵌合させて支持し
た一般的なものであり、エレメント１２の上部前後面に
は、弦部を並進する際に互いに嵌合する凸部１２ｂ、凹
部１２ｃが形成されている。

【００３７】又、エレメント１２の左右側縁のリングス
ロット１２ａの下部にプーリ接触面１２ｅが、第１実施
の形態と同様、プーリのコーン面に沿って上方へ拡開す
るテーパ状に形成されている。エレメント１２の進行方
向前面に形成されているロッキングエッジ１３は、その
左右両縁に形成されているプーリ接触面１２ｅの高さ方
向中央部を結ぶ水平線上に形成されており、このロッキ
ングエッジ１３から下方に傾斜面１２ｆが形成されてい
る。

【００３８】尚、各エレメント１２が遷移領域を通過す
る際の作用、及び効果は、第１実施の形態と同様である
ため、説明は省略する。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
無端状リングに支持されている多数のエレメントのプー
リ接触面の高さ方向略中央部にロッキングエッジを設け
たので、プーリ出口付近でエレメントがピッチングを停
止して並進直線運動移行する際に、エレメントがロッキ
ングエッジを中心にバランス良く相対回転するため、動
力伝達効率の低下を最小限とすることができるばかりで
なく、エレメントとプーリ間の摩耗を軽減することがで
き、耐久性が向上する等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態によるベルト式無段変速機の概
略断面図

【図２】同、図１の要部拡大断面図

【図３】同、プーリ巻掛け部からプーリ間を結ぶ弦部へ
移行する際のエレメントの動作を示す説明図

【図４】同、遷移領域でのエレメントの動作を示す説明
図

【図５】同、エレメントの相対回転による動力損失を示
す説明図

【図６】第２実施の形態による金属ベルトの部分斜視図

【図７】同、金属ベルトの側面図

【符号の説明】

１ ベルト式無段変速機 ３ ドライブプーリ ５ ドリブンプーリ ６，１１ 金属ベルト ７ 無端状リング ８，１２ 金属エレメント ８ｄ，１３ ロッキングエッジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無端状リングに多数のエレメントが支持さ
   れて成るベルトが一対のプーリ間に巻掛けられていると
   共に、上記各エレメントは進行方向前面に設けたロッキ
   ングエッジを介してピッチング可能に当接されている無
   段変速機用ベルトにおいて、 上記ロッキングエッジを上記エレメントに設けたプーリ
   接触面の高さ方向略中央部に設けたことを特徴とする無
   段変速機用ベルト。