JP2003083407A

JP2003083407A - ベルト式無段変速機

Info

Publication number: JP2003083407A
Application number: JP2001274823A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Miyajima; 和浩宮島; Yoshio Fuwa; 良雄不破
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】異常摩耗や焼き付きを防止することができ、
且つ十分にトルクを伝達することができるベルト式無段
変速機を提供する。【解決手段】溝幅を可変とした一対のプーリ間に、鋼
製のプーリ接触面を有するエレメントを厚さ方向に多数
連ねた伝動ベルトを掛け渡したベルト式無段変速機にお
いて、エレメントのプーリ接触面と接触させられるプー
リ１４の接触面に、その接触面の内周端から外周端にか
けて放射状に多数のセラミックス面３４を形成すること
により、上記接触面を鋼面３６とセラミックス面３４と
からなる平滑面とする。このようにすると、伝動ベルト
が常にプーリの鋼面３６とセラミックス面３４とに接触
させられる。そのため、トルク伝達に伴う摩擦熱が大き
くなっても、セラミックス面３４では焼き付きが防止さ
れ、且つ、鋼面３６では潤滑油の添加剤の吸着・反応作
用により摩擦係数が高くなっているので、十分にトルク
を伝達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の回転を無
段で変速して出力軸に伝達するのに用いられるベルト式
無段変速機に関し、特に、ベルト式無段変速機のプーリ
または伝動ベルトエレメントの構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】溝幅を軸方向に可変とした一対のプーリ
間に、エレメントを厚さ方向に多数連ねた伝動ベルトを
掛け渡したベルト式無段変速機が、車両用駆動装置など
に使用される。上記ベルト式無段変速機は、プーリに巻
き掛けられたベルトに挟圧を与えることにより、エレメ
ントの側面とそのエレメント側面に接触させられるプー
リの接触面との間で十分な摩擦力が得られるようにし、
そのエレメントとプーリとの間の摩擦力により、入力軸
の回転を出力軸に伝達している。そのため、エレメント
とプーリとの接触面間に潤滑油の油膜が生じて摩擦係数
が低下することを防止する必要がある。

【０００３】エレメントとプーリとの接触面間に潤滑油
の油膜が生じることを防止するため、たとえば、特開平
２−２３６０４５号公報に記載されたベルト式無段変速
機では、エレメントの側面に厚さ方向に一致乃至近似す
る方向の突部および溝部を交互に設け、溝部から潤滑油
を適度に放出させている。また、特開平１０−１１５３
４９号公報に記載されたベルト式無段変速機では、エレ
メントの側面に厚さ方向に一致乃至近似する方向の突部
および溝部を交互に設けるとともに、その突部の表面粗
さを調整している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ベルト式無段変速機が
高出力エンジンの動力伝達装置として用いられる場合な
ど、大きなトルクを伝達する必要がある場合には、トル
クが増しても滑りが生じないようにする必要がある。そ
のためには、プーリが伝動ベルトを挟圧する圧力を高く
するか、摩擦係数の高い潤滑油を使用することが考えら
れる。

【０００５】ところで、トルクの伝達の際には、伝動ベ
ルトとプーリとの間には若干滑りが生じているので、そ
の滑りによって発熱が生じる。そのため、プーリの挟圧
を高くするとプーリとエレメントとの接触面圧が高くな
って、摩擦による発熱が大きくなる。また、摩擦係数の
高い潤滑油を使用しても摩擦による発熱が大きくなる。
摩擦による発熱が大きくなると、エレメント端面やプー
リのエレメントとの接触面が異常摩耗を起こしたり、焼
き付きが生じやすくなる。これは、プーリとエレメント
は同種の金属でできているため、発熱が大きいと凝着や
損傷が発生しやすいからである。

【０００６】そして、一度、損傷が生じると、適切に油
膜を切って摩擦力を発生させることによってトルクを伝
達していた状態が崩れるので、エレメントの接触面の一
部分だけがプーリに接触したり、損傷した部分に不必要
な酸化被膜ができることがある。さらに、損傷面に酸化
被膜ができてしまうと、摩擦係数が低下してしまい、ト
ルクの伝達が困難になってしまう。また、潤滑油中に
は、プーリまたはエレメントの接触表面に吸着もしくは
反応して摩擦係数を下げる働きを有する摩擦調整剤と、
前記接触表面に吸着・反応して摩擦係数を上げる効果を
有するリン系添加剤や亜鉛系添加剤が含まれているが、
発熱が大きいと、摩擦調整剤が前記接触面に必要以上に
吸着もしくは反応し、リン系添加剤や亜鉛系添加剤の吸
着・反応を妨害してしまうので、摩擦係数が低下し、ト
ルクの伝達に障害となってしまう。なお、前述の公報に
記載されたエレメント、すなわち、側面に突部および溝
部が交互に設けられているエレメントの場合には、突部
の分担荷重が高くなるので、上述のような、摩擦による
発熱が大きくなることによって生じる問題が特に顕著で
ある。

【０００７】ここで、摩擦による発熱が大きくなっても
異常摩耗や焼き付きを防止するために、エレメントと接
触させられるプーリの接触面の全部をセラミックス面と
することが考えられる。このようにすると、エレメント
の材質である金属よりもセラミックスは硬度が硬いの
で、異常摩耗や焼き付き等を防止することができる。し
かし、そのようにしてしまうと、セラミックス面には摩
擦係数を上げるためのリン系添加剤や亜鉛系添加剤が吸
着・反応しにくいので、摩擦係数が低くなってしまい、
十分にトルクを伝達することができなくなってしまう。

【０００８】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、異常摩耗や焼き付き
を防止することができ、且つ十分にトルクを伝達するこ
とができるベルト式無段変速機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの請求項１に記載の発明は、溝幅を可変とした一対の
プーリ間に、エレメントを厚さ方向に多数連ねた伝動ベ
ルトを掛け渡したベルト式無段変速機において、前記伝
動ベルトのエレメントの前記プーリと接触させられる接
触面および前記プーリのその伝動ベルトのエレメントと
接触させられるプーリの接触面が金属面をそれぞれ有
し、且つその金属面同士の接触が維持されるように、一
方の接触面にセラミックス面を局部的に形成したことを
特徴とする。

【００１０】この発明によれば、接触面圧が高くなる等
により発熱が大きくなっても、セラミックス面はその硬
度が金属面の硬度よりも高く、金属とは異なる材料であ
るので、セラミックス面では焼き付きが防止され、且
つ、常に金属面同士が接触させられており、金属面では
潤滑油の添加剤の吸着・反応作用により摩擦係数が高く
なっているので、十分にトルクを伝達することができ
る。さらに、金属面が焼き付き気味になっても、金属面
とセラミックス面とが接触することにより、その焼き付
き気味になった金属面が研磨されてその金属面が修復さ
れるので、高い摩擦係数が維持できる。

【００１１】また、前記目的を達成するための請求項２
に記載の発明は、溝幅を可変とした一対のプーリ間に、
金属製のプーリ接触面を有するエレメントを厚さ方向に
多数連ねた伝動ベルトを掛け渡したベルト式無段変速機
において、前記エレメントのプーリ接触面と接触させら
れる前記プーリの接触面が、金属面とセラミックス面と
からなる平滑面であって、そのプーリと接触させられて
いる前記伝動ベルトの接触面の少なくとも一部が常に前
記金属面に接触させられ、且つ、その伝動ベルトの掛か
り径によらずそのプーリが一回転させられる間には、そ
の伝動ベルトが前記セラミックス面と接触させられるよ
うに、その金属面およびセラミックス面が形成されてい
ることを特徴とする。

【００１２】この発明によれば、接触面圧が高くなる等
により発熱が大きくなっても、セラミックス面は金属と
は異なる材料により構成され、その硬度がエレメントの
プーリ接触面の硬度よりも高いので、セラミックス面で
は焼き付きが防止され、且つ、伝動ベルトは少なくとも
一部が常に金属面と接触させられており、金属面では潤
滑油の添加剤の吸着・反応作用により摩擦係数が高くな
っているので、十分にトルクを伝達することができる。
さらに、伝動ベルトの掛かり径によらずプーリが一回転
させられる間には、伝動ベルトがセラミックス面と接触
させられるようにそのセラミックス面が形成されている
ことから、金属面と金属製のエレメントのプーリ接触面
との接触により、そのエレメントのプーリ接触面が焼き
付き気味になっても、セラミックス面によりその焼き付
き気味になったエレメントのプーリ接触面が研磨されて
そのプーリ接触面が修復されるので、高い摩擦係数が維
持できる。

【００１３】また、前記目的を達成するための請求項３
に記載の発明は、溝幅を軸方向に可変とした一対のプー
リ間に、金属製のプーリ接触面を有するエレメントを厚
さ方向に多数連ねた伝動ベルトを掛け渡したベルト式無
段変速機において、前記エレメントのプーリ接触面と接
触させられる前記プーリの接触面が、金属面とセラミッ
クス面とからなる平滑面であって、前記伝動ベルトが常
に前記金属面とセラミックス面とに接触させられるよう
に、その金属面およびセラミックス面が形成されている
ことを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、接触面圧が高くなる等
により発熱が大きくなっても、伝動ベルトが、常に、プ
ーリのセラミックス面と金属面とに接触させられてお
り、セラミックス面は金属とは異なる材料により構成さ
れ、その硬度がエレメントのプーリ接触面の硬度よりも
高いので、セラミックス面では焼き付きが防止され、且
つ、金属面では潤滑油の添加剤の吸着・反応作用により
摩擦係数が高くなっているので、十分にトルクを伝達す
ることができる。

【００１５】

【発明の他の態様】ここで、好ましくは、請求項４に記
載されているように、前記セラミックス面は、前記プー
リの接触面における前記伝動ベルトの摺動範囲の内周端
から外周端にかけての少なくとも四本からなる放射状、
または前記プーリの接触面における前記伝動ベルトの摺
動範囲の内周端から外周端にかけてのそのプーリの軸心
を中心とする螺旋状に形成される。このようにすれば、
プーリと接触させられている前記伝動ベルトが、常に前
記金属面とセラミックス面とに接触させられる。

【００１６】また、好ましくは、請求項５または６に記
載されているように、前記セラミックス面は、溶射また
はレーザ肉盛りにより形成されたセラミックス層の表面
である。特に、セラミックス面が溶射によって形成され
たセラミックス層の表面である場合には、セラミックス
層は多孔質となることから、セラミックス面には多数の
孔が形成され、その孔によって潤滑油が適度に排出され
るので、摩擦係数が高くなる利点がある。

【００１７】また、請求項７に記載されているように、
前記エレメントのプーリ接触面に、そのエレメントの厚
さ方向に沿って突部および溝部が交互に形成されている
場合には、本発明の効果が一層顕著になる。すなわち、
プーリ接触面に厚さ方向に沿って突部および溝部が交互
に形成されているエレメントは、溝から潤滑油を適度に
放出することができる反面、突部の接触面圧が高くなる
ので、発熱が大きくなって異常摩耗が生じたり、その異
常摩耗が原因となって摩擦係数の低下を起こしやすいの
で、プーリの接触面に形成されたセラミックス面によっ
て焼き付きを防止し、或いは焼き付き気味となった接触
面を修復する意義が大きいのである。

【００１８】

【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の好適な実施
の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１
は、本発明が適用されたベルト式無段変速機１０の構成
を示す断面図である。このベルト式無段変速機１０は、
有効径が可変とされている入力側可変プーリ１２および
出力側可変プーリ１４と、動力を伝達するためにそれら
入力側可変プーリ１２と出力側可変プーリ１４との間に
巻き掛けられた伝動ベルト１６とを備えている。

【００１９】上記入力側可変プーリ１２は、入力軸１８
に固定された金属製たとえば炭素鋼などの鋼製の固定プ
ーリ盤１２aと、入力軸１８の軸方向に移動可能にその
入力軸１８に設けられた金属製たとえば炭素鋼のような
鋼製の可動プーリ盤１２bとからなり、油圧アクチュエ
ータ２０により可動プーリ盤１２bが入力軸１８の軸方
向に移動させられることによって、固定プーリ盤１２a
と可動プーリ盤１２bとの間の溝幅１２wが変化させられ
る。出力側可変プーリ１４も入力側可変プーリ１２と同
様の構成である。すなわち、出力側可変プーリ１４は、
出力軸２２に固定された金属製たとえば炭素鋼などの鋼
製の固定プーリ盤１４aと、出力軸２２の軸方向に移動
可能にその出力軸２２に設けられた金属製たとえば炭素
鋼などの鋼製の可動プーリ盤１４bとからなり、油圧ア
クチュエータ２４により可動プーリ盤１４bが出力軸２
２の軸方向に移動させられることによって、固定プーリ
盤１４aと可動プーリ盤１４bとの間の溝幅１４wが変化
させられる。

【００２０】上記入力側可変プーリ１２の固定プーリ盤
１２aおよび可動プーリ盤１２bは肉厚が中心側ほど大き
くされることにより、円錐状の接触面１２cが形成され
るとともに固定プーリ盤１２aと可動プーリ盤１２bとの
間にＶ溝２６が形成されている。また、出力側可変プー
リ１４の固定プーリ盤１４aおよび可動プーリ盤１４bも
肉厚が中心側ほど大きくされており、それにより、円錐
状の接触面１４cが形成されるとともに固定プーリ盤１
４aと可動プーリ盤１４bとの間にＶ溝２８が形成されて
いる。上記入力側可変プーリ１２および出力側可変プー
リ１４の径は種々のものが用いられ得るが、車両用駆動
装置に用いられる場合には、たとえば、２０〜３０cm程
度とされる。

【００２１】伝動ベルト１６は、全体として無端環状を
成し、図１および図２に示すように、無端環状テープ状
の一対のフープ３０と、その一対のフープ３０に沿って
互いに密接した状態で厚さ方向に重ね合わされた多数個
のベルトブロックすなわちエレメント３２とを備え、そ
のエレメント３２に側方に開くように形成された一対の
フープ係合溝３２aに一対のフープ３０が係合させられ
た構成を有している。上記エレメント３２は全体がプー
リ１２、１４と同種の金属すなわち鋼によって構成さ
れ、上記フープ３０は、たとえば、均一な幅を有する鋼
製の無端帯状の薄板が複数枚積層されることによって構
成されている。

【００２２】図３はエレメント３２の斜視図である。エ
レメント３２は厚板状であって、入力側可変プーリ１２
の接触面１２cおよび出力側可変プーリ１４の接触面１
４cに接触させられるために、入力側可変プーリ１２の
Ｖ溝２６および出力側可変プーリ１４のＶ溝２８の傾斜
に沿うように同様の角度で傾斜させられた側面３２b
（すなわちプーリ接触面）が形成されている。エレメン
ト３２が厚み方向に積層された状態では、この側面３２
bが伝動ベルト１６の接触面を形成する。この側面３２b
には、エレメント３２の側面３２bの拡大図である図４
に示すように、エレメント３２の厚さ方向と一致する方
向の突部３２cおよび溝部３２dが交互に形成されてい
る。このように、側面３２bに突部３２cおよび溝部３２
dが形成されていると、側面３２bの突部３２c部分から
溝部３２d内へ潤滑油が適度に移動するので、摩擦係数
を高く維持することができる。

【００２３】油圧アクチュエータ２０によって前記入力
側可変プーリ１２の溝幅１２wが変化させられると、入
力側可変プーリ１２に巻き掛けられた伝動ベルト１６が
入力側可変プーリ１２の径方向に移動させられ、その入
力側可変プーリ１２の有効径すなわち掛かり径が変化さ
せられる。同時に、伝動ベルト１６の張力を維持するた
めに、出力側可変プーリ１４に巻き掛けられた伝動ベル
ト１６が出力側可変プーリ１４の径方向に移動させら
れ、その出力側可変プーリ１４の掛かり径も変化させら
れる。これにより、ベルト式無段変速機１０の変速比γ
（＝入力側可変プーリ１２の回転速度／出力側可変プー
リ１４の回転速度）が変化させられる。

【００２４】図５は、出力側可変プーリ１４の接触面１
４cを示す図である。接触面１４cは、略矩形の多数本
（図では２０本）のセラミックス面３４と、鋼部分が露
出している鋼面（すなわち金属面）３６とにより構成さ
れた平滑面となっている。ここで、上記平滑面とは、セ
ラミックス面３４と鋼面３６との境界が不連続面でな
く、且つ、セラミックス面３４および鋼面３６が互いに
面一な滑らかな曲面となっていることにより、全体とし
て滑らかな円錐面が形成されていることをいう。

【００２５】上記多数本のセラミックス面３４はそれぞ
れ接触面１４cの内周端から外周端にかけて部分的に或
いは局部的に形成され、且つ接触面１４cの周方向にお
いて均等に配列させられることにより、全体として出力
側可変プーリ１４の軸心を中心とする放射状に形成され
ている。また、上記セラミックス面３４の幅は、出力側
可変プーリ１４の径が２０〜３０cm程度である場合に
は、たとえば５〜１０ｍｍ程度とされる。

【００２６】上記セラミックス面３４の材料には、種々
のセラミックスを用いることができる。たとえば、窒化
珪素(Si₃N₄)、酸化イットリウム(Y₂O₃)、および酸化マ
グネシウムアルミニウム(MgAl₂O₄)の混合粉末や、その
混合粉末の窒化珪素を炭化珪素(SiC)、酸化アルミニウ
ム(Al₂O₃)、酸化ジルコニウム(ZrO₂)、二酸化チタン(Ti
O₂)、ホウ化クロム(CrB₂)、ホウ化タングステン(WB)、
炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)等に置き換えたもの
を用いることができる。また、上記種々のセラミックス
を単独で用いることもできる。また、セラミックスと金
属との複合材料を用いることもできる。なお、図５は出
力側可変プーリ１４の接触面１４cを示す図であるが、
入力側可変プーリ１２の接触面１２cにも同様のセラミ
ックス面３４が形成されていてもよい。

【００２７】次に、上記セラミックス面３４の形成方法
について説明する。まず、セラミックス面３４を形成す
る部分に、予め深さ数ミリメートルの溝を形成し、その
溝にセラミックス層を形成する。セラミックス層の形成
方法としては、レーザ肉盛法や溶射法を用いることがで
きるが、溶射法による場合には、セラミックス面３４に
微孔が多数形成され、その微孔に過剰な潤滑油が排出さ
れるので、摩擦係数が向上する利点がある。上記方法に
よりセラミックス層を形成した後は、セラミックス面３
４と鋼面３６とが均一になるまで研磨を実施する。この
ようにして、鋼面３６とセラミックス面３４とからなり
全体として平滑な接触面１４cが形成される。

【００２８】伝動ベルト１６が入力側可変プーリ１２お
よび出力側可変プーリ１４に巻き掛けられた状態では、
伝動ベルト１６が円弧状に曲げられている部分が、入力
側可変プーリ１２の接触面１２cまたは出力側可変プー
リ１４の接触面１４cに接触させられ、その接触部分は
掛かり径によって変化する。しかし、図５に示されるよ
うに、２０本のセラミックス面３４が周方向に均等に形
成されていると、出力側可変プーリ１４に巻き掛けられ
る伝動ベルト１６は、掛かり径によらず、常にセラミッ
クス面３４と鋼面３６とに接触させられる。そのため、
トルクを伝達する際には、伝動ベルト１６が鋼面３６と
接触させられる部分では、鋼の部分に潤滑油中に含まれ
る添加剤が吸着するので、その吸着剤の作用により摩擦
係数が高くなるとともに、異常摩耗が防止され、伝動ベ
ルト１６がセラミックス面３４と接触させられる部分で
は、セラミックスと鋼が異種材料であり、且つセラミッ
クス面３４は鋼製のエレメント３２よりも硬度が高いこ
とから、接触面圧が大きくなっても焼き付きや異常摩耗
が防止される。

【００２９】次に、上記のようにプーリの接触面にセラ
ミックス面を放射状に設けたことによる効果を確認する
ために行った試験について説明する。

【００３０】試験方法は、本発明が適用されたプーリ或
いは比較のためのプーリと、伝動ベルトとを図示しない
テストボックスに取り付け、変速比を固定して、回転試
験時の摩擦係数、摩耗量、焼き付きの有無を調べた。試験条件は、以下の通りである。変速比２．０入力回転速度３０００rpm 入力トルク２００Nm セカンダリ油圧^※1 ３MPa 試験時間５０h 温度１００℃ （※１セカンダリ油圧とは、出力側可変プーリの挟圧
力である。）

【００３１】試験は、出力側可変プーリ１４の接触面１
４cの構造のみがことなる３種のプーリを作成し、それ
ら３種のプーリをそれぞれ用いて、上記試験条件の試験
をおこなった。なお、各試験においては、精製鉱油を主
成分とし、硫黄、リン系摩耗防止剤、摩擦調整材、消泡
剤、染料等を配合した潤滑油を用いた。また、上記３種
のプーリは以下のようにして作成した。試験１（実施例
１）のプーリ鋼製のプーリの接触面に幅を５mmとした２
０本の溝を放射状に形成しておき、その溝に、窒化珪素
(Si₃N₄)、酸化イットリウム(Y₂O₃)、および酸化マグネ
シウムアルミニウム(MgAl₂O₄)の混合粉末をプラズマ溶
射法にて溶射し、続いて表面粗さを十点平均粗さRz=1.6
μmとなるように調整することで、図５に示した出力側
可変プーリ１４と同様に放射状にセラミックス面が形成
されたプーリを作成した。なお、上記表面粗さは、従来
の鋼製のプーリの接触面と同程度の表面粗さであり、表
面粗さが細かすぎると滑りが大きくなり過ぎ、反対に表
面粗さが粗すぎると摩耗量が多くなり過ぎることから、
従来から上記表面粗さが適当とされている。試験２（比較例１）のプーリ鋼製のプーリの接触面の全面に、窒化珪素(Si₃N₄)、酸
化イットリウム(Y₂O₃)、酸化マグネシウムアルミニウム
(MgAl₂O₄)の混合粉末をプラズマ溶射法にて溶射し、続
いて表面粗さを十点平均粗さRz=1.6μmとなるように調
整した。（ただし、表面粗さは、表面の気孔部分を除い
て算出した。）試験３（比較例２）のプーリ接触面にセ
ラミック面を有さない鋼製のプーリ（従来のプーリ）

【００３２】

【表１】

【００３３】表１に示すように、実施例１の試験では、
比較例２の試験に比べて摩擦係数を向上させることがで
き、且つ、焼き付きも生じていなかった。

【００３４】上述のように、ベルト式無段変速機１０
は、出力側可変プーリ１４と接触させられる伝動ベルト
１６が、常に、出力側可変プーリ１４の金属面３６とセ
ラミックス面３４とに接触させられており、セラミック
スの硬度がエレメントの硬度よりも高いので、接触面圧
が高くなる等により発熱が大きくなっても、セラミック
ス面３４では焼き付きが防止され、且つ、金属面３６で
は潤滑油の添加剤の吸着・反応作用により摩擦係数が高
くなっているので、十分にトルクを伝達することができ
る。さらに、金属面３６とエレメント３２との接触によ
り、エレメント３２の側面３２aが焼き付き気味になっ
ても、セラミックス面３４によりその焼き付き気味にな
ったエレメント３２の側面３２aが研磨されてその側面
３２aが修復されるので、高い摩擦係数が維持できる。

【００３５】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明は他の態様においても適用される。

【００３６】たとえば、図５の出力側可変プーリ１４の
接触面１４cには、放射状にセラミックス面３４が２０
本形成されていたが、図５の形状のセラミックス面３４
が少なくとも１本形成されていればよい。図５の形状の
セラミックス面３４が１本だけ形成されている場合であ
っても、そのセラミックス面３４では焼き付きが防止さ
れ、且つ、伝動ベルト１６は常に金属面３６と接触させ
られており、金属面３６では潤滑油の添加剤の吸着・反
応作用により摩擦係数が高くなっているので、十分にト
ルクを伝達することができる。さらに、セラミックス面
３４は伝動ベルト１６の摺動範囲の内周端から外周端に
かけて形成されていることから、出力側可変プーリ１４
が一回転させられる間には、そのセラミックス面３４
は、掛かり径によらず、伝動ベルト１６に接触させられ
る。金属面３６と金属製のエレメント３２のプーリ接触
面３２bとの接触により、そのエレメント３２のプーリ
接触面３２bが焼き付き気味になっても、セラミックス
面３４によりその焼き付き気味になったエレメント３２
のプーリ接触面３２bが研磨されてそのプーリ接触面３
２bが修復されるので、高い摩擦係数が維持できる。

【００３７】また、伝動ベルト１６は、円弧状に曲げら
れている部分が出力側可変プーリ１４の接触面１４cに
接触させられているので、図５に示すように接触面１４
cの内周端から外周端にかけて複数本のセラミックス面
３４が形成される場合には、少なくとも４本のセラミッ
クス面３４が略均等な間隔で形成されていれば、伝動ベ
ルト１６は常にセラミックス面３４と金属面３６とに接
触させられる。従って、放射状にセラミックス面３４が
形成される場合には、セラミックス面３４は４本以上で
あればよい。また、図６に示すように、出力側可変プー
リ１４の軸心を中心とする螺旋状（渦巻き状）に形成さ
れたセラミックス面３８であってもよい。このように螺
旋状にセラミックス面３８を形成しても常にセラミック
ス面３８と金属面４０とに接触させられる。なお、上記
セラミックス面３８の内周端は、接触面１４cにおいて
伝動ベルト１６の摺動範囲の内周端と一致する位置に設
けられ、セラミックス面３８の外周端は、接触面１４c
において伝動ベルト１６の摺動範囲の外周端と一致する
位置に設けられている。また、セラミックス面は、出力
側可変プーリ１４の軸心を中心とし、大きさの異なる複
数の楕円や、出力側可変プーリ１４の軸心を中心とし、
半径が異なる複数の円弧であってもよい。このようにし
ても、常にセラミックス面が伝動ベルト１６に接触させ
られる。

【００３８】また、前述の出力側可変プーリ１４の接触
面１４cに形成されたセラミックス面３４は、出力側可
変プーリ１４の内周端から外周端にかけて形成されてい
たが、伝動ベルト１６の摺動範囲の内周端からその摺動
範囲の外周端にかけて形成されていればよい。

【００３９】また、前述のベルト式無段変速機１０は、
伝動ベルト１６のエレメント３２の側面３２bが鋼で構
成され、出力側可変プーリ１４の接触面１４cがセラミ
ックス面３４と鋼面３６とにより構成されていたが、伝
動ベルト１６の長手方向すなわち周方向においてセラミ
ックス面と鋼面とが交互に形成されるように、伝動ベル
ト１６を形成するために多数連ねられたエレメント３２
の側面３２bに、セラミックス面と鋼面とが形成されて
もよい。たとえば１個のエレメント３２の側面３２b内
にセラミックス面と鋼面とが設けられてもよいし、側面
３２bの全面がセラミックス面とされたエレメントを所
定個数ずつ介在させてもよい。ただし、上記セラミック
ス面は、掛かり径が最小となったときの伝動ベルト１６
とプーリ１２、１４の接触部分の長さよりも短くなるよ
うに形成される。このように伝動ベルト１６側にセラミ
ックス面と鋼面とが形成されても、上記セラミックス面
では焼き付きが防止され、且つ、常に鋼面同士が接触さ
せられるので、十分にトルクを伝達することができる。
さらに、伝動ベルト１６が一回転させられる間には、セ
ラミックス面がプーリ１２，１４の鋼面と接触させられ
ることから、鋼面が焼き付き気味になっても、鋼面とセ
ラミックス面との接触により、その焼き付き気味になっ
た鋼面が研磨されてその鋼面が修復されるので、高い摩
擦係数が維持できる。

【００４０】また、前述のエレメント３２の側面３２b
には、エレメント３２の厚さ方向と一致する方向の突部
３２cおよび溝部３２dが交互に形成されていたが、突部
３２cおよび溝部３２dはエレメント３２の厚さ方向に近
似する方向に設けられていてもよい。また、上記突部３
２cおよび溝部３２dが形成されず、エレメント３２の側
面３２bが平滑面であってもよい。

【００４１】また、前述の出力側可変プーリ１４の接触
面１４cは、その接触面１４cに予め所定の溝を形成し、
その溝に、レーザ肉盛法や溶射法によってセラミックス
層を形成し、その後、セラミックス層を研磨して形成し
ていたが、接触面１４cに予め所定の突起を形成し、接
触面１４cの全面にレーザ肉盛法や溶射法によってセラ
ミックス層を形成し、その後、研削により上記突起を削
りながら鋼面を露出させることによって、接触面１４c
が形成されてもよい。

【００４２】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加
えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたベルト式無段変速機１０の
構成を示す断面図である。

【図２】図１の入力側可変プーリ、出力側可変プーリ、
および伝動ベルトを示す斜視図である。

【図３】図２のエレメントの拡大斜視図である。

【図４】図３のエレメントの側面の拡大図である。

【図５】図１の出力側可変プーリの接触面を示す図であ
る。

【図６】図５とは別の形状のセラミックス面が形成され
た出力側可変プーリの接触面を示す図である。

【符号の説明】

１０：ベルト式無段変速機１２：入力側可変プーリ１４：出力側可変プーリ１６：伝動ベルト３２：エレメント３２b：側面（プーリ接触面）３４：セラミックス面３６：鋼面（金属面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J031 AB03 BA05 BB01 BB03 BB05 BC02 BC04 BC06 CA02 3J050 AA03 BA03 BB13 CD08 CD09 CE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溝幅を可変とした一対のプーリ間に、エ
レメントを厚さ方向に多数連ねた伝動ベルトを掛け渡し
たベルト式無段変速機において、前記伝動ベルトのエレメントの前記プーリと接触させら
れる接触面および前記プーリの該伝動ベルトのエレメン
トと接触させられるプーリの接触面が金属面をそれぞれ
有し、且つ該金属面同士の接触が維持されるように、一
方の接触面にセラミックス面を局部的に形成したことを
特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】溝幅を可変とした一対のプーリ間に、金
属製のプーリ接触面を有するエレメントを厚さ方向に多
数連ねた伝動ベルトを掛け渡したベルト式無段変速機に
おいて、前記エレメントのプーリ接触面と接触させられる前記プ
ーリの接触面が、金属面とセラミックス面とからなる平
滑面であって、該プーリと接触させられている前記伝動ベルトの接触面
の少なくとも一部が常に前記金属面に接触させられ、且
つ、該伝動ベルトの掛かり径によらず該プーリが一回転
させられる間には、該伝動ベルトが前記セラミックス面
と接触させられるように、該金属面およびセラミックス
面が形成されていることを特徴とするベルト式無段変速
機。
【請求項３】溝幅を可変とした一対のプーリ間に、金
属製のプーリ接触面を有するエレメントを厚さ方向に多
数連ねた伝動ベルトを掛け渡したベルト式無段変速機に
おいて、前記エレメントのプーリ接触面と接触させられる前記プ
ーリの接触面が、金属面とセラミックス面とからなる平
滑面であって、前記伝動ベルトが常に前記金属面とセラミックス面とに
接触させられるように、該金属面およびセラミックス面
が形成されていることを特徴とするベルト式無段変速
機。
【請求項４】前記セラミックス面は、前記プーリの接
触面における前記伝動ベルトの摺動範囲の内周端から外
周端にかけての少なくとも四本からなる放射状、または
前記プーリの接触面における前記伝動ベルトの摺動範囲
の内周端から外周端にかけての該プーリの軸心を中心と
する螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項３
に記載のベルト式無段変速機。
【請求項５】前記セラミックス面は、溶射により形成
されたセラミックス層の表面であることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載のベルト式無段変速機。
【請求項６】前記セラミックス面は、レーザ肉盛りに
より形成されたセラミックス層の表面であることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれかに記載のベルト式無段
変速機。
【請求項７】前記エレメントのプーリ接触面に、該エ
レメントの厚さ方向に沿って突部および溝部が交互に形
成されていることを特徴とする請求項１乃至６に記載の
ベルト式無段変速機。