JP2019199945A - 伝動ベルト用エレメント - Google Patents

Abstract

【課題】伝動ベルトの耐久性をより向上させることができる伝動ベルト用エレメントの提供。【解決手段】伝動ベルト用エレメントは、無段変速機の一対のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトのリングと接触するサドル面を有する胴部と、サドル面の幅方向における両側に位置するように胴部から延出された一対のピラー部と、ピラー部の遊端部からサドル面側に突出するフック部とを含み、伝動ベルトは、リングと複数のエレメントのフック部との間に配置されるリテーナリングを含み、フック部のリテーナリングとの接触面は、伝動ベルトの径方向における内側に凸となる曲面により形成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、無段変速機のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトのリングと接触するサドル面を有する胴部と、胴部から延出された一対のピラー部と、ピラー部の遊端部から突出するフック部とを含む伝動ベルト用エレメントに関する。

従来、無段変速機として、金属製無端状のベルトストラップ（リング）と、当該ベルトストラップに取り付けられた多数の金属ブロック（エレメント）と、これらの金属ブロックをベルトストラップに取り付けられた状態に保持する無端ストラップ状の保持ストラップ（リテーナリング）とからなる金属Ｖベルトを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。金属Ｖベルトの各金属ブロックは、上面にベルトストラップが通る上方に開口したストラップ配置溝を有し、ストラップ配置溝内の両内側面には保持ストラップを取り付けるための取り付け溝が形成されている。また、保持ストラップは、全周にわたって同一幅であると共に平板状の幅方向断面を有し、当該保持ストラップの平板面の少なくとも１箇所には、ストラップ配置溝内に挿入される際に平板面を弧状に弾性変形させ易くするための開孔が形成されている。そして、保持ストラップは、その両端が上記取り付け溝に挿入されることで各金属ブロックに組み付けられ、弾性変形が開放されて幅方向断面が平板状に戻った状態でストラップ配置溝内を通るベルトストラップを覆う。

実開平３−７２１３９号公報

上述のような無段変速機では、プーリから加えられる回転モーメントによるエレメントのピッチングが発生したり、プーリの出口でエレメントが当該プーリによりプーリ軸心側に引き込まれたりした際に、保持ストラップが、取り付け溝を画成するフック状の部分のエッジ部とベルトストラップ（リング）とで挟み付けられてしまい、保持ストラップの局所的な損傷により伝動ベルトの耐久性が低下してしまうおそれがある。また、上述のような保持ストラップ（リテーナリング）が省略された伝動ベルトを含む無段変速機においても、エレメントのピッチングやプーリによる引き込み等によりエレメントのフック状の部分のエッジ部がベルトストラップに押し付けられてしまうことがあり、この場合、ベルトストラップの局所的な損傷により伝動ベルトの耐久性が低下してしまうおそれがある。

そこで、本開示は、伝動ベルトの耐久性をより向上させることができる伝動ベルト用エレメントの提供を主目的とする。

本開示の伝動ベルト用エレメントは、無段変速機の一対のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトのリングと接触するサドル面を有する胴部と、前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から前記伝動ベルトの径方向における外側に延出された一対のピラー部と、前記ピラー部の遊端部から前記サドル面側に前記幅方向に突出するフック部とを含む伝動ベルト用エレメントにおいて、前記伝動ベルトが、前記リングと前記複数のエレメントの前記フック部との間に配置されるリテーナリングを含み、前記フック部の前記リテーナリングとの接触面が、前記径方向における内側に凸となる曲面により形成されているものである。

本開示の伝動ベルト用エレメントでは、フック部のリテーナリングとの接触面が、伝動ベルトの径方向における内側に凸となる曲面により形成されている。これにより、エレメントのピッチングが発生したり、プーリの出口でエレメントが当該プーリによりプーリ軸心側に引き込まれたりしてフック部とリテーナリングとが接触した際に、フック部（接触面）とリテーナリングとの接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、フック部との接触によるリテーナリングの局所的な損傷を抑制して、伝動ベルトの耐久性をより向上させることが可能となる。

本開示の他の伝動ベルト用エレメントは、無段変速機の一対のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトのリングと接触するサドル面を有する胴部と、前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から前記伝動ベルトの径方向における外側に延出された一対のピラー部と、前記ピラー部の遊端部から前記サドル面側に前記幅方向に突出するフック部とを含む伝動ベルト用エレメントにおいて、前記フック部の前記リングとの接触面が、前記径方向における内側に凸となる曲面により形成されているものである。

本開示の他の伝動ベルト用エレメントでは、フック部のリングとの接触面が、伝動ベルトの径方向における内側に凸となる曲面により形成されている。これにより、エレメントのピッチングが発生したり、プーリの出口でエレメントが当該プーリによりプーリ軸心側に引き込まれたりしてフック部とリングとが接触した際に、フック部（接触面）とリングとの接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、フック部との接触によるリングの局所的な損傷を抑制して、伝動ベルトの耐久性をより向上させることが可能となる。

本開示の伝動ベルト用エレメントを含む伝動ベルトを有する無段変速機の一例を示す概略構成図である。 本開示の伝動ベルト用エレメントを含む伝動ベルトの概略構成図である。 本開示の伝動ベルト用エレメントを示す拡大図である。 本開示の伝動ベルト用エレメントを含む伝動ベルトの拡大図である。 本開示の伝動ベルト用エレメントを含む伝動ベルトの拡大図である。 本開示の他の伝動ベルト用エレメントを含む伝動ベルトの拡大図である。 本開示の他の伝動ベルト用エレメントを含む伝動ベルトの拡大図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の伝動ベルト用エレメントを含む伝動ベルトを有する無段変速機（ＣＶＴ）１を示す概略構成図である。同図に示す無段変速機１は、車両に搭載されるものであり、駆動側回転軸としてのプライマリシャフト（第１シャフト）２と、当該プライマリシャフト２に設けられたプライマリプーリ（第１プーリ）３と、プライマリシャフト２と平行に配置される従動側回転軸としてのセカンダリシャフト（第２シャフト）４と、当該セカンダリシャフト４に設けられたセカンダリプーリ（第２プーリ）５と、伝動ベルト１０とを含む。図示するように、伝動ベルト１０は、プライマリプーリ３のプーリ溝（Ｖ字状溝）とセカンダリプーリ５のプーリ溝（Ｖ字状溝）とに巻き掛けられる。

プライマリシャフト２は、車両のエンジン（内燃機関）といった動力発生源に連結されたインプットシャフト（図示省略）に図示しない前後進切換機構を介して連結される。プライマリプーリ３は、プライマリシャフト２と一体に形成された固定シーブ３ａと、ボールスプライン等を介してプライマリシャフト２により軸方向に摺動自在に支持される可動シーブ３ｂとを含む。また、セカンダリプーリ５は、セカンダリシャフト４と一体に形成された固定シーブ５ａと、ボールスプライン等を介してセカンダリシャフト４により軸方向に摺動自在に支持されると共にリターンスプリング８により軸方向に付勢される可動シーブ５ｂとを含む。

更に、無段変速機１は、プライマリプーリ３の溝幅を変更するための油圧式アクチュエータであるプライマリシリンダ６と、セカンダリプーリ５の溝幅を変更するための油圧式アクチュエータであるセカンダリシリンダ７とを含む。プライマリシリンダ６は、プライマリプーリ３の可動シーブ３ｂの背後に形成され、セカンダリシリンダ７は、セカンダリプーリ５の可動シーブ５ｂの背後に形成される。プライマリシリンダ６とセカンダリシリンダ７とには、プライマリプーリ３とセカンダリプーリ５との溝幅を変化させるべく図示しない油圧制御装置から作動油が供給される。また、セカンダリシャフト４は、ギヤ機構、デファレンシャルギヤおよびドライブシャフトを介して車両の駆動輪（何れも図示省略）に連結される。

本実施形態において、プライマリシャフト２のエンジン側とは反対側の端部（図１における左側の端部）には、段部が形成されている。そして、当該段部とプライマリシリンダ６のプライマリピストン６０との間には、プライマリプーリ３の可動シーブ３ｂのエンジン側とは反対側の端部（図１における左側の端部）と当接可能となるように、環状のエンドプレート６５が介設されている。更に、プライマリシャフト２には、可動シーブ３ｂの内周面に形成されたスプライン歯３ｓの固定シーブ３ａ側の端部と当接可能となるようにストッパ部２ｓが形成されている。

プライマリプーリ３の可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａから離間してエンドプレート６５に当接すると、プライマリシャフト２に対する可動シーブ３ｂの固定シーブ３ａから離間する方向への移動が規制される。これにより、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最大になり、それに伴ってセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最小に設定されることで、無段変速機１の変速比γが最大になる。また、可動シーブ３ｂの内周面に形成されたスプライン歯３ｓがプライマリシャフト２に形成されたストッパ部２ｓに当接すると、プライマリシャフト２に対する可動シーブ３ｂの固定シーブ３ａに接近する方向への移動が規制される。これにより、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最小になり、それに伴って伝動ベルト１０によりセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最大に設定されることで、無段変速機１の変速比γが最小になる。なお、無段変速機１は、プライマリシャフト２およびセカンダリシャフト４が選択的にインプットシャフトに連結されると共に、プライマリシャフト２およびセカンダリシャフト４が選択的に車両のドライブシャフトに連結されるように構成されてもよい。

図２は、伝動ベルト１０を示す概略構成図である。同図に示すように、伝動ベルト１０は、弾性変形可能な複数（本実施形態では、例えば９個）のリング材１１を厚み方向（リング径方向）に積層することにより構成された１個の積層リング１２と、１個のリテーナリング１５と、積層リング１２の内周面に沿って環状に配列（結束）される複数（例えば、数百個）のエレメント２０とを含む。本実施形態において、エレメント２０は、第１のエレメントと、当該第１のエレメントよりも若干（例えば、０．１ｍｍ程度）大きい厚み（最大厚み）を有する第２のエレメントとを含み、当該第１および第２エレメントは、それぞれ複数個隣り合わせにして配列される。これにより、伝動ベルト１０によってプライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５との間でトルク伝達される際に、振動やノイズが発生するのを抑制することが可能となる。第１および第２エレメントの厚み以外の構造は共通であることから、以下、両者を「エレメント２０」と総称して説明する。

積層リング１２を構成する複数のリング材１１は、それぞれ鋼板製のドラムから切り出された弾性変形可能なものであって、概ね同一の厚みおよびそれぞれについて予め定められた異なる周長を有するように加工されている。リテーナリング１５は、例えば鋼板製のドラムから切り出された弾性変形可能なものであり、リング材１１と概ね同一若しくはそれよりも薄い厚みを有する。また、リテーナリング１５は、積層リング１２の最外層リング材１１ｏの外周長よりも長い内周長を有する。これにより、積層リング１２とリテーナリング１５とが同心円状に配置された状態（張力が作用しない無負荷状態）では、図２に示すように、最外層リング材１１ｏの外周面とリテーナリング１５の内周面との間に、環状のクリアランスが形成される。

各エレメント２０は、左右対称の外形（平面形状）を有するものであり、図２に示すように、図中水平に延びる胴部２１と、当該胴部２１の両端部から同方向に延出された一対のピラー部２２と、各ピラー部２２の遊端側に開口するように一対のピラー部２２の間に画成された単一のリング収容部（凹部）２３と、伝動ベルト１０（積層リング１２）の内周側から外周側に向かうにつれて互いに離間するように形成された一対の側面２０ｓとを有する。本実施形態において、エレメント２０は、プレス加工により鋼板から打ち抜かれ、打ち抜かれたエレメント２０には、当該プレス加工に伴って形成されるバリ等を除去するためのバレル研磨といった表面処理が施される。

図２に示すように、サドル面２３ｓよりも伝動ベルト１０の径方向における内側で幅方向に延びる胴部２１の端部（内周側端部）には、幅方向における中央部（図２における一点鎖線参照）と側面２０ｓの各々との間でサドル面２３ｓ側に窪むように２つの凹部２１ｘが形成されている。各凹部２１ｘは、凹円柱面や平坦面を組み合わせて画成されており、図２に示すように、その全体がエレメント２０の幅方向において上記中央部よりも側面２０ｓに近接するように形成されている。なお、各凹部２１ｘは、曲面のみにより形成されてもよい。また、胴部２１から凹部２１ｘが省略されてもよく、伝動ベルト１０の内周側における胴部２１の内周側縁部２１ｅｉは、図２において二点鎖線で示すように平坦に形成されてもよい。

一対のピラー部２２は、リング収容部２３の底面であるサドル面２３ｓの幅方向における両側から伝動ベルト１０の径方向における外側（外周側、伝動ベルト１０の内周側から外周側に向かう方向、すなわち図中上方）に延出されており、伝動ベルト１０の径方向においてサドル面２３ｓの幅方向における長さ（幅）が変化するように形成されている。更に、各ピラー部２２の遊端部には、サドル面２３ｓ側に当該幅方向に突出するフック部２２ｆが形成されている。一対のフック部２２ｆは、積層リング１２（リング材１１）の幅よりも若干長く、かつリテーナリング１５の幅よりも短い間隔をおいて互いに対向する。

また、エレメント２０の各ピラー部２２は、図３に示すように、胴部２１側からフック部２２ｆ側に向かうにつれてサドル面２３ｓから上記幅方向に離間するように傾斜した平坦若しくは湾曲した内面２２ｉと、当該内面２２ｉとサドル面２３ｓとに滑らかに連続する応力緩和用の内側凹曲面（例えば、凹円柱面）Ｒｉと、内面２２ｉに滑らかに連続するようにフック部２２ｆの基端部（根元部）付近に形成された応力緩和用の外側凹曲面Ｒｏ（例えば、凹円柱面）とを含む。更に、各フック部２２ｆは、ピラー部２２の内面２２ｉや内側凹曲面Ｒｉと対向するように形成された内周面（接触面）２２０と、各フック部２２ｆの基端側で外側凹曲面Ｒｏと内周面２２０とに滑らかに連続する第１繋ぎ面２２１と、各フック部２２ｆの遊端側で内周面２２０と各フック部２２ｆの遊端面２２３とに滑らかに連続する第２繋ぎ面２２２とを含む。

各フック部２２ｆの内周面２２０は、伝動ベルト１０の径方向における内側に凸となる円柱面（凸曲面）により形成されている。また、各フック部２２ｆの第１繋ぎ面２２１は、伝動ベルト１０の径方向における内側に凸となる円柱面（凸曲面）により形成され、第２繋ぎ面２２２は、サドル面２３ｓ側（内周側）に凸となる円柱面（凸曲面）により形成されている。更に、内周面２２０の曲率半径は、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の曲率半径よりも充分に大きく定められており、内周面２２０の曲率は、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の曲率よりも充分に小さい。そして、フック部２２ｆの遊端側における内周面２２０の端部Ｂ２、すなわち当該内周面２２０と第２繋ぎ面２２２との境界は、図３に示すように、フック部２２ｆの基端側における内周面２２０の端部Ｂ２、すなわち当該内周面２２０と第１繋ぎ面２２１との境界よりも伝動ベルト１０の径方向における外側に位置する。また、凸曲面である第１繋ぎ面２２１は、内周面２２０および外側凹曲面Ｒｏよりも充分に小さい曲率半径を有し、当該第１繋ぎ面２２１の周長（上記幅方向における長さ）は、内周面２２０および外側凹曲面Ｒｏの周長よりも短く定められている。更に、第１繋ぎ面２２１は、内周面２２０の基端側の端部Ｂ１よりも伝動ベルト１０の径方向における外側に位置する。かかる第１繋ぎ面２２１を内周面２２０と外側凹曲面Ｒｏとの間に形成することで、外側凹曲面Ｒｏの曲率半径をより大きくして各フック部２２ｆの基端部付近で発生する応力をより低減化することが可能となる。

リング収容部２３内には、図２に示すように、積層リング１２が配置され、当該リング収容部２３のサドル面２３ｓは、積層リング１２すなわち最内層リング材１１ｉの内周面に接触する。サドル面２３ｓは、幅方向における中央部を頂部Ｔとして幅方向外側に向かうにつれて図中下方に緩やかに傾斜した左右対称の凸曲面形状（クラウニング形状）を有する。これにより、サドル面２３ｓとの摩擦により積層リング１２に頂部Ｔに向かう求心力を付与して、当該積層リング１２をセンタリングすることが可能となる。ただし、サドル面２３ｓは、伝動ベルト１０の径方向における外側に湾曲する凸曲面を複数含むものであってもよい。

更に、リング収容部２３内には、弾性変形させられたリテーナリング１５が各エレメント２０の一対のフック部２２ｆの間から嵌め込まれる。リテーナリング１５は、積層リング１２の最外層リング材１１ｏの外周面と各エレメント２０のフック部２２ｆとの間に配置されて当該積層リング１２を包囲し、一対のピラー部２２と共に、各エレメント２０が積層リング１２から脱落したり、エレメント２０から積層リング１２が脱落したりするのを規制する。これにより、複数のエレメント２０は、積層リング１２の内周面に沿って環状に結束（配列）される。本実施形態において、リテーナリング１５には、図示しない単一または複数の開口（長穴）が形成されており、これにより、リテーナリング１５を弾性変形し易くしてエレメント２０に対する組付性を確保することができる。

積層リング１２の最外層リング材１１ｏの外周面とリテーナリング１５の内周面との間には、上述のようにクリアランスが形成され、無段変速機１の作動中、基本的にリテーナリング１５に張力等が作用することがない。これにより、エレメント２０では、剛性等の確保のためにピラー部２２やフック部２２ｆを大きくする必要がなくなり、胴部の幅方向における中央部から伝動ベルト１０の径方向における外側に延出された頭部の両側に積層リングが配置される一般的なエレメントに比べて、ピラー部２２の積層リング１２よりも径方向外側に突出する部分の面積を減らすことができる。従って、エレメント２０の材料費の低減化により、伝動ベルト１０ひいては無段変速機１の低コスト化を図ることが可能となる。更に、本実施形態において、リテーナリング１５およびエレメント２０は、積層リング１２とリテーナリング１５とが同心円状に配置された状態で各フック部２２ｆの内周面２２０とリテーナリング１５の外周面との間に予め定められたクリアランス（図２参照）が形成されるように設計されている。

また、エレメント２０の各側面２０ｓは、図３に示すように、胴部２１の内周側縁部２１ｅｉ側から外周側に延在するように胴部２１およびピラー部２２に形成された第１側面２０ｓａと、第１側面２０ｓａよりも伝動ベルト１０の径方向（図２における一点鎖線参照）における伝動ベルト１０の径方向における外側に位置するようにピラー部２２に形成された第２側面２０ｓｂと、第１および第２側面２０ｓａ，２０ｓｂに滑らかに連続するようにピラー部２２に形成された凸曲面状（例えば、円柱面）の繋ぎ面（繋ぎ部）２０ｓｃとを含む。

一対の第１側面２０ｓａは、伝動ベルト１０の内周側から外周側に向かうにつれて互いに離間するように傾斜し、当該一対の第１側面２０ｓａのなす角度は、プライマリプーリ３やセカンダリプーリ５のプーリ溝の開き角度と概ね等しく（本実施形態では、開き角度の設計値よりも僅かに大きく）なるように定められている。これにより、エレメント２０の第１側面２０ｓａは、プライマリプーリ３やセカンダリプーリ５のプーリ溝の表面に摩擦接触してプーリ３，５からの挟圧力を受け、摩擦力によりプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５へとトルクを伝達するフランク面（トルク伝達面）となる。本実施形態において、各第１側面２０ｓａの表面には、エレメント２０とプライマリプーリ３やセカンダリプーリ５との接触部を潤滑・冷却するための作動油を保持するための図示しない凹凸（複数の溝）が形成されている。

また、一対の第２側面２０ｓｂは、互いに平行に伝動ベルト１０の径方向に延在する。すなわち、伝動ベルト１０の径方向に対する第２側面２０ｓｂの傾斜角度（絶対値、本実施形態では、０°）は、当該径方向に対する第１側面２０ｓａの傾斜角度（絶対値）よりも小さい。これにより、一対の第２側面２０ｓｂは、エレメント２０がプライマリプーリ３またはセカンダリプーリ５により挟持される際、基本的にプーリ溝の表面に接触しないことになる。

更に、エレメント２０の正面（一方の表面）は、図２および図３に示すように、凸曲面状の一対のロッキングエッジ部（接触領域）２５と、非接触部２７と、胴部２１に形成されたテーパ面（斜面）２１ｓと含む。

各ロッキングエッジ部２５は、短尺帯状の凸曲面であり、本実施形態では、予め定められた曲率半径を有すると共に径方向に幅をもった円柱面あるいは楕円柱面（曲面）とされている。各ロッキングエッジ部２５は、隣り合うエレメント２０同士を接触させて両者の回動の支点となる接触線を含むものであり、当該接触線の位置は、無段変速機１の変速比γに応じてロッキングエッジ部２５の範囲内で変動する。本実施形態において、ロッキングエッジ部２５の径方向外側（図中上側すなわちピラー部２２側）の端部２５ｏは、サドル面２３ｓ（頂部Ｔ）よりも径方向外側に位置し、ロッキングエッジ部２５の径方向内側（図中下側すなわちテーパ面２１ｓ側）の端部２５ｉは、サドル面２３ｓ（底部）よりも径方向内側に位置する。なお、本実施形態において、一対のロッキングエッジ部２５は、それぞれ対応するピラー部２２と胴部２１とに跨がるようにサドル面２３ｓの幅方向に間隔をおいてエレメント２０の正面に形成される。ただし、ロッキングエッジ部２５は、ピラー部２２および胴部２１の何れか一方のみに含まれるように形成されてもよい。また、ロッキングエッジ部２５は、エレメント２０の背面に形成されてもよい。

また、非接触部２７は、サドル面２３ｓで開口すると共に当該サドル面２３ｓに沿って幅方向に延在するように胴部２１に形成された帯状の凹部であって、一対のロッキングエッジ部２５の上記幅方向における間で両者を分断するものである。本実施形態において、非接触部２７の径方向外側の端部２７ｉ（図２および図３参照）は、ロッキングエッジ部２５の径方向内側の端部２５ｉよりも径方向内側（図中下側）に位置する。また、本実施形態において、非接触部２７は、幅方向における両端部の深さがロッキングエッジ部２５に近接するにつれて漸減すると共に両端部の間の部分が略一定の深さを有するように形成されている。そして、非接触部２７の略一定の深さを有する部分の幅は、積層リング１２の幅よりも狭くなっている。これにより、非接触部２７の幅方向における両端部付近での応力集中を抑制してエレメント２０の耐久性をより向上させることが可能となる。

このような非接触部２７を各エレメント２０に形成することで、伝動ベルト１０では、隣り合うエレメント２０とのロッキングエッジ部２５以外での接触、すなわち隣り合うエレメント２０と非接触部２７との接触を良好に抑制することが可能となる。この結果、大きなモーメントが作用するエレメント２０の幅方向における中央部からの荷重が隣り合うエレメント２０に加えられて当該エレメント２０が変形するのを抑制し、各エレメント２０の耐久性をより向上させることが可能となる。

テーパ面２１ｓは、ロッキングエッジ部２５に連続すると共に当該ロッキングエッジ部から胴部２１の内周側縁部２１ｅｉ（図中下側）に向かうにつれてエレメント２０の背面に近接するように形成された平坦な斜面である。また、テーパ面２１ｓには、胴部２１の正面の幅方向における中央部に位置するように１個の突起（ディンプル）２１ｐが形成されており、エレメント２０（胴部２１）の背面には、突起２１ｐの裏側に位置するように窪み部２１ｒが形成されている。伝動ベルト１０が組み立てられた際、当該窪み部２１ｒには、隣り合うエレメント２０の突起２１ｐが遊嵌される。このように、エレメント２０の胴部２１に突起２１ｐおよび窪み部２１ｒを形成することで、当該エレメント２０をより低背化することが可能となる。

更に、本実施形態において、ロッキングエッジ部２５の径方向外側（図２における上側）におけるエレメント２０の正面（主にピラー部２２の正面）と、エレメント２０の背面（他方の表面）とは、図２に示すように、それぞれ平坦かつ互いに平行に形成されている。これにより、エレメント２０のピラー部２２は、略一定の厚みｔｅを有する。また、非接触部２７は、ロッキングエッジ部２５の表面よりも背面側に窪んでいることから、サドル面２３ｓの厚みは、ピラー部２２の厚みｔｅよりも小さくなる。そして、テーパ面２１ｓの傾斜角度は、当該テーパ面２１ｓが隣り合うエレメント２０の背面に接触しないようにピラー部２２の厚みｔｅを考慮して設定される。なお、突起２１ｐの周囲には、エレメント２０の背面と平行に延在する平坦部が形成されてもよい。

上述のような複数のエレメント２０を含む伝動ベルト１０によりプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５にトルクが伝達される際、伝動ベルト１０のプーリ３，５に巻き掛かっている部分では、プーリ３，５から加えられる回転モーメントによりエレメント２０がベルト進行方向において前後に揺動するピッチングが発生することがある。また、プーリ３，５に対するエレメント２０の巻き掛かりが解除される際には、伝動ベルト１０の弦部（プーリ３，５に巻き掛かっていない部分）に移動しようとするエレメント２０がプーリ３，５の出口付近で当該プーリ３，５からの摩擦力によりプーリ軸心側（セカンダリシャフト４側）に引き込まれることがある。そして、これらのエレメント２０のピッチングや引き込みが発生すると、リテーナリング１５がエレメント２０の各フック部２２ｆと積層リング１２とで挟み付けられてしまい、リテーナリング１５の局所的な損傷により伝動ベルト１０の耐久性が低下してしまうおそれがある。

これを踏まえて、伝動ベルト１０の各エレメント２０では、上記第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の間に位置する各フック部２２ｆの内周面２２０が、無段変速機１の非駆動状態（停止状態）から当該無段変速機１を搭載した車両の車速が最高車速になるまでの間にリテーナリング１５に接触するように、伝動ベルト１０の径方向における内側に凸となる円柱面により形成されている。すなわち、エレメント２０は、無段変速機１の非駆動状態（停止状態）から当該無段変速機１を搭載した車両の車速が最高車速になるまでの間に、径方向内側に凸となる内周面２２０の範囲内でリテーナリング１５と接触するように設計されている。

これにより、エレメント２０のピッチングが発生したり、セカンダリプーリ５の出口でエレメント２０が当該セカンダリプーリ５によりプーリ軸心側に引き込まれたりしてフック部２２ｆの内周面２２０とリテーナリング１５とが接触した際に、当該内周面２２０とリテーナリング１５との接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、フック部２２ｆとの接触によるリテーナリング１５の局所的な損傷を抑制して、伝動ベルト１０の耐久性をより向上させることが可能となる。加えて、内周面２２０を伝動ベルト１０の内側に凸となる曲面により形成することで、当該内周面２２０に対してバレル研磨等の表面処理を効率よく施すことができるので、内周面２２０、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の表面粗度や曲率を適正化してリテーナリング１５の局所的な損傷をより良好に抑制することが可能となる。

また、伝動ベルト１０の各エレメント２０において、フック部２２ｆの遊端側における内周面２２０の端部Ｂ２は、当該フック部２２ｆの基端側における内周面２２０の端部Ｂ１よりも伝動ベルト１０の径方向における外側に位置する。これにより、図４に示すようにリテーナリング１５がフラットな状態でフック部２２ｆの内周面２２０に接触する場合と、図５に示すようにリテーナリング１５がフック部２２ｆと積層リングとで挟まれて撓むことにより当該リテーナリング１５がフラットな状態とは異なる位置で当該フック部２２ｆの内周面２２０に接触する場合との双方において、フック部２２ｆの内周面２２０とリテーナリング１５との接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、伝動エレベルト１０では、フック部２２ｆとの接触によりリテーナリング１５が局所的に損傷するのを極めて良好に抑制することが可能となる。

更に、エレメント２０の各フック部２２ｆには、それぞれフック部２２ｆの基端側または遊端側で内周面２２０に滑らかに連続する円柱面（凸曲面）である第１および第２繋ぎ面２２１，２２２が形成されており、内周面２２０の曲率は、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の曲率よりも小さく定められている。これにより、フック部２２ｆのリテーナリング１５との接触面である内周面２２０の曲率半径を適正に確保しつつ、リテーナリング１５が第１および第２繋ぎ面２２１，２２２と接触するのを抑制することが可能となる。なお、内周面２２０、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の少なくとも何れかは、楕円柱面といった円柱面以外の曲面（凸曲面）より形成されてもよい。

図６は、本開示の他のエレメント２０Ｂを含む伝動ベルト１０Ｂを示す概略構成図である。なお、エレメント２０Ｂ等の構成要素のうち、上述のエレメント２０等と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図６に示す伝動ベルト１０Ｂも上記無段変速機１に適用可能なものであり、当該伝動ベルト１０Ｂでは、上記伝動ベルト１０におけるリテーナリング１５が省略されている。そして、伝動ベルト１０Ｂの各エレメント２０Ｂでは、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の間に位置する各フック部２２ｆの内周面２２０が、無段変速機１の非駆動状態（停止状態）から当該無段変速機１を搭載した車両の車速が最高車速になるまでの間に積層リング１２に接触するように、伝動ベルト１０Ｂの径方向における内側に凸となる円柱面により形成されている。すなわち、エレメント２０Ｂは、無段変速機１の非駆動状態（停止状態）から当該無段変速機１を搭載した車両の車速が最高車速になるまでの間に、径方向内側に凸となる内周面２２０の範囲内で積層リング１２と接触するように設計されている。

これにより、エレメント２０Ｂのピッチングが発生したり、セカンダリプーリ５の出口でエレメント２０Ｂが当該セカンダリプーリ５によりプーリ軸心側に引き込まれたりしてフック部２２ｆの内周面２２０と積層リング１２とが接触した際に、当該内周面２２０と積層リング１２との接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、フック部２２ｆとの接触による積層リング１２の局所的な損傷を抑制して、伝動ベルト１０Ｂの耐久性をより向上させることが可能となる。加えて、内周面２２０を伝動ベルト１０Ｂの内側に凸となる曲面により形成することで、当該内周面２２０に対してバレル研磨等の表面処理を効率よく施すことができるので、内周面２２０、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の表面粗度や曲率あるいは板圧方向の曲率を適正化して積層リング１２の局所的な損傷をより良好に抑制することが可能となる。

また、伝動ベルト１０Ｂの各エレメント２０Ｂにおいても、フック部２２ｆの遊端側における内周面２２０の端部Ｂ２（内周面２２０と第２繋ぎ面２２２との境界）は、当該フック部２２ｆの基端側における内周面２２０の端部Ｂ１（内周面２２０と第１繋ぎ面２２１との境界）よりも伝動ベルト１０Ｂの径方向における外側に位置する。これにより、図６に示すように積層リング１２がフラットな状態でフック部２２ｆの内周面２２０に接触する場合と、図７に示すように積層リング１２がフック部２２ｆにより押圧されて撓むことにより当該積層リング１２がフラットな状態とは異なる位置で当該フック部２２ｆの内周面２２０に接触する場合との双方において、フック部２２ｆの内周面２２０と積層リング１２との接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、伝動エレベルト１０Ｂにおいても、フック部２２ｆとの接触により積層リング１２が局所的に損傷するのを極めて良好に抑制することが可能となる。

更に、エレメント２０Ｂの各フック部２２ｆにも、それぞれフック部２２ｆの基端側または遊端側で内周面２２０に滑らかに連続する円柱面（凸曲面）である第１および第２繋ぎ面２２１，２２２が形成されており、内周面２２０の曲率半径は、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の曲率半径よりも大きく定められている。これにより、フック部２２ｆの積層リング１２との接触面である内周面２２０の曲率半径を適正に確保しつつ、積層リング１２が第１および第２繋ぎ面２２１，２２２と接触するのを抑制することが可能となる。なお、エレメント２０Ｂにおいても、内周面２２０、第１および第２繋ぎ面２２１，２２２の少なくとも何れかは、楕円柱面といった円柱面以外の曲面（凸曲面）より形成されてもよい。

以上説明したように、本開示の伝動ベルト用エレメントは、無段変速機（１）の一対のプーリ（３，５）に巻き掛けられる伝動ベルト（１０）のリング（１２）と接触するサドル面（２３ｓ）を有する胴部（２１）と、前記サドル面（２３ｓ）の幅方向における両側に位置するように前記胴部（２１）から前記伝動ベルト（１０）の径方向における外側に延出された一対のピラー部（２２）と、前記ピラー部（２２）の遊端部から前記サドル面（２３ｓ）側に前記幅方向に突出するフック部（２２ｆ）とを含む伝動ベルト用エレメント（２０）において、前記伝動ベルト（１０）が、前記リング（１２）と前記複数のエレメント（２０）の前記フック部（２２ｆ）との間に配置されるリテーナリング（１５）を含み、前記フック部（２２ｆ）の前記リテーナリング（１５）との接触面（２２０）が、前記径方向における内側に凸となる曲面により形成されているものである。

本開示の伝動ベルト用エレメントでは、フック部のリテーナリングとの接触面が、伝動ベルトの径方向における内側に凸となる曲面により形成されている。これにより、エレメントのピッチングが発生したり、プーリの出口でエレメントが当該プーリによりプーリ軸心側に引き込まれたりしてフック部とリテーナリングとが接触した際に、フック部（接触面）とリテーナリングとの接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、フック部との接触によるリテーナリングの局所的な損傷を抑制して、伝動ベルトの耐久性をより向上させることが可能となる。

また、前記フック部（２２ｆ）の遊端側における前記接触面（２２０）の端部（Ｂ２）は、前記フック部（２２ｆ）の基端側における前記接触面（２２０）の端部（Ｂ１）よりも前記径方向における外側に位置してもよい。これにより、リテーナリングがフラットな状態でフック部の接触面に接触する場合と、リテーナリングがフック部とリングとで挟まれて撓んだ状態で当該フック部の接触面に接触する場合との双方において、フック部（接触面）とリテーナリングとの接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、フック部との接触によるリテーナリングの局所的な損傷を極めて良好に抑制することが可能となる。

更に、前記エレメント（２０）は、前記フック部（２２ｆ）の前記基端側で前記接触面（２２０）に連なる第１繋ぎ面（２２１）と、前記フック部（２２ｆ）の前記遊端側で前記接触面（２２０）に連なる第２繋ぎ面（２２２）とを更に含んでもよく、前記第１および第２繋ぎ面（２２１，２２２）は、凸曲面により形成されてもよく、前記接触面（２２０）の曲率は、前記第１および第２繋ぎ面（２２１，２２２）の曲率よりも小さくてもよい。これにより、フック部のリテーナリングとの接触面の曲率を適正に確保しつつ、リテーナリングが第１および第２繋ぎ面と接触するのを抑制することが可能となる。

また、前記接触面（２２０）の前記基端側の前記端部（Ｂ１）は、前記第１繋ぎ面（２２１）よりも前記径方向における内側に位置してもよい。

更に、前記曲面は、円柱面であってもよく、楕円柱面であってもよい。

また、前記伝動ベルト用エレメント（２０）は、隣り合う前記エレメント（２０）同士の回動の支点となる両者の接触線を含む凸曲面状のロッキングエッジ部（２５）を更に含んでもよく、前記ロッキングエッジ部（２５）の前記径方向における内側の端部（２５ｉ）は、前記サドル面（２３ｓ）よりも前記径方向における内側に位置してもよく、前記ロッキングエッジ部（２５）の前記径方向における外側の端部（２５ｏ）は、前記サドル面（２３ｓ）よりも前記径方向における外側に位置してもよい。

更に、前記接触面（２２０）は、前記無段変速機（１）の非駆動状態から該無段変速機（１）を搭載した車両の車速が最高車速になるまでの間に前記リテーナリング（１５）に接触するように形成されてもよい。

本開示の他の伝動ベルト用エレメントは、無段変速機（１）の一対のプーリ（３，５）に巻き掛けられる伝動ベルト（１０Ｂ）のリング（１２）と接触するサドル面（２３ｓ）を有する胴部（２１）と、前記サドル面（２３ｓ）の幅方向における両側に位置するように前記胴部（２１）から前記伝動ベルト（１０）の径方向における外側に延出された一対のピラー部（２２）と、前記ピラー部（２２）の遊端部から前記サドル面（２３ｓ）側に前記幅方向に突出するフック部（２２ｆ）とを含む伝動ベルト用エレメント（２０Ｂ）において、前記フック部（２２ｆ）の前記リング（１２）との接触面（２２０）が、前記径方向における内側に凸となる曲面により形成されているものである。

本開示の他の伝動ベルト用エレメントでは、フック部のリングとの接触面が、伝動ベルトの径方向における内側に凸となる曲面により形成されている。これにより、エレメントのピッチングが発生したり、プーリの出口でエレメントが当該プーリによりプーリ軸心側に引き込まれたりしてフック部とリングとが接触した際に、フック部（接触面）とリングとの接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、フック部との接触によるリングの局所的な損傷を抑制して、伝動ベルトの耐久性をより向上させることが可能となる。

また、前記フック部（２２ｆ）の遊端側における前記接触面（２２０）の端部（Ｂ２）は、前記フック部（２２ｆ）の基端側における前記接触面（２２０）の端部（Ｂ１）よりも前記径方向における外側に位置してもよい。これにより、リングがフラットな状態でフック部の接触面に接触する場合と、リングが撓んだ状態で当該フック部の接触面に接触する場合との双方において、フック部（接触面）とリングとの接触部分での接触面圧を低下させることができる。この結果、フック部との接触によるリングの局所的な損傷を極めて良好に抑制することが可能となる。

更に、前記エレメント（２０Ｂ）は、前記フック部（２２ｆ）の前記基端側で前記接触面（２２０）に連なる第１繋ぎ面（２２１）と、前記フック部（２２ｆ）の前記遊端側で前記接触面（２２０）に連なる第２繋ぎ面（２２０）とを更に含んでもよく、前記第１および第２繋ぎ面（２２１，２２２）は、凸曲面により形成されてもよく、前記接触面（２２０）の曲率は、前記第１および第２繋ぎ面（２２１，２２２）の曲率よりも小さくてもよい。これにより、フック部のリングとの接触面の曲率を適正に確保しつつ、リングが第１および第２繋ぎ面と接触するのを抑制することが可能となる。

また、前記接触面（２２０）の前記基端側の前記端部（Ｂ１）は、前記第１繋ぎ面（２２１）よりも前記径方向における内側に位置してもよい。

更に、前記曲面は、円柱面であってもよく、楕円柱面であってもよい。

また、前記伝動ベルト用エレメント（２０Ｂ）は、隣り合う前記エレメント（２０Ｂ）同士の回動の支点となる両者の接触線を含む凸曲面状のロッキングエッジ部（２５）を更に含んでもよく、前記ロッキングエッジ部（２５）の前記径方向における内側の端部（２５ｉ）は、前記サドル面（２３ｓ）よりも前記径方向における内側に位置してもよく、前記ロッキングエッジ部（２５）の前記径方向における外側の端部（２５ｏ）は、前記サドル面（２３ｓ）よりも前記径方向における外側に位置してもよい。

更に、前記接触面（２２０）は、前記無段変速機（１）の非駆動状態から該無段変速機（１）を搭載した車両の車速が最高車速になるまでの間に前記リング（１２）に接触するように形成されてもよい。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、無段変速機や伝動ベルトの製造産業等において利用可能である。

１ 無段変速機、２ プライマリシャフト、２ｓ ストッパ部、３ プライマリプーリ、３ａ，５ａ 固定シーブ、３ｂ，５ｂ 可動シーブ、３ｓ スプライン歯、４ セカンダリシャフト、５ セカンダリプーリ、６ プライマリシリンダ、６０ プライマリピストン、６５ エンドプレート、７ セカンダリシリンダ、８ リターンスプリング、１０，１０Ｂ 伝動ベルト、１１ リング材、１１ｉ 最内層リング材、１１ｏ 最外層リング材、１２ 積層リング、１５ リテーナリング、２０，２０Ｂ エレメント、 ２０ｓ 側面、２０ｓａ 第１側面、２０ｓｂ 第２側面、２０ｓｃ 繋ぎ面、２１ 胴部、２１ｅｉ 内周側縁部、２１ｐ 突起、２１ｒ 窪み部、２１ｓ テーパ面、２１ｘ 凹部、２２ ピラー部、２２ｆ フック部、２２ｉ 内面、２２０ 内周面、２２１ 第１繋ぎ面、２２２ 第２繋ぎ面、２２３ 遊端面、２３ リング収容部、２３ｓ サドル面、２５ ロッキングエッジ部、２５ｉ，２５ｏ，２７ｉ 端部、２７ 非接触部、Ｂ１，Ｂ２ 端部、Ｒｉ，Ｒｏ 凹曲面、Ｔ 頂部。

Claims (16)

1. 無段変速機の一対のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトのリングと接触するサドル面を有する胴部と、前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から前記伝動ベルトの径方向における外側に延出された一対のピラー部と、前記ピラー部の遊端部から前記サドル面側に前記幅方向に突出するフック部とを含む伝動ベルト用エレメントにおいて、
   前記伝動ベルトは、前記リングと前記複数のエレメントの前記フック部との間に配置されるリテーナリングを含み、
   前記フック部の前記リテーナリングとの接触面は、前記径方向における内側に凸となる曲面により形成されている伝動ベルト用エレメント。
2. 請求項１に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
   前記フック部の遊端側における前記接触面の端部は、前記フック部の基端側における前記接触面の端部よりも前記径方向における外側に位置する伝動ベルト用エレメント。
3. 請求項１または２に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
   前記フック部の前記基端側で前記接触面に連なる第１繋ぎ面と、前記フック部の前記遊端側で前記接触面に連なる第２繋ぎ面とを更に含み、
   前記第１および第２繋ぎ面は、凸曲面により形成され、
   前記接触面の曲率は、前記第１および第２繋ぎ面の曲率よりも小さい伝動ベルト用エレメント。
4. 請求項３に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
   前記接触面の前記基端側の前記端部は、前記第１繋ぎ面よりも前記径方向における内側に位置する伝動ベルト用エレメント。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、前記曲面は、円柱面である伝動ベルト用エレメント。
6. 請求項１から４の何れか一項に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、前記曲面は、楕円柱面である伝動ベルト用エレメント。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
   隣り合う前記エレメント同士の回動の支点となる両者の接触線を含む凸曲面状のロッキングエッジ部を更に含み、
   前記ロッキングエッジ部の前記径方向における内側の端部は、前記サドル面よりも前記径方向における内側に位置し、前記ロッキングエッジ部の前記径方向における外側の端部は、前記サドル面よりも前記径方向における外側に位置する伝動ベルト用エレメント。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
   前記接触面は、前記無段変速機の非駆動状態から該無段変速機を搭載した車両の車速が最高車速になるまでの間に前記リテーナリングに接触するように形成される伝動ベルト用エレメント。
9. 無段変速機の一対のプーリに巻き掛けられる伝動ベルトのリングと接触するサドル面を有する胴部と、前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から前記伝動ベルトの径方向における外側に延出された一対のピラー部と、前記ピラー部の遊端部から前記サドル面側に前記幅方向に突出するフック部とを含む伝動ベルト用エレメントにおいて、
   前記フック部の前記リングとの接触面は、前記径方向における内側に凸となる曲面により形成されている伝動ベルト用エレメント。
10. 請求項９に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
    前記フック部の遊端側における前記接触面の端部は、前記フック部の基端側における前記接触面の端部よりも前記径方向における外側に位置する伝動ベルト用エレメント。
11. 請求項９または１０に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
    前記フック部の前記基端側で前記接触面に連なる第１繋ぎ面と、前記フック部の前記遊端側で前記接触面に連なる第２繋ぎ面とを更に含み、
    前記第１および第２繋ぎ面は、凸曲面により形成され、
    前記接触面の曲率は、前記第１および第２繋ぎ面の曲率よりも小さい伝動ベルト用エレメント。
12. 請求項１１に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
    前記接触面の前記基端側の前記端部は、前記第１繋ぎ面よりも前記径方向における内側に位置する伝動ベルト用エレメント。
13. 請求項９から１２の何れか一項に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、前記曲面は、円柱面である伝動ベルト用エレメント。
14. 請求項９から１２の何れか一項に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、前記曲面は、楕円柱面である伝動ベルト用エレメント。
15. 請求項９から１４の何れか一項に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
    隣り合う前記エレメント同士の回動の支点となる両者の接触線を含む凸曲面状のロッキングエッジ部を更に含み、
    前記ロッキングエッジ部の前記径方向における内側の端部は、前記サドル面よりも前記径方向における内側に位置し、前記ロッキングエッジ部の前記径方向における外側の端部は、前記サドル面よりも前記径方向における外側に位置する伝動ベルト用エレメント。
16. 請求項９から１５の何れか一項に記載の伝動ベルト用エレメントにおいて、
    前記接触面は、前記無段変速機の非駆動状態から該無段変速機を搭載した車両の車速が最高車速になるまでの間に前記リングに接触するように形成される伝動ベルト用エレメント。

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