JP2020070809A - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】疲労強度の低下を抑制することのできる伝動ベルトを提供する。【解決手段】一対のプーリＰ１，Ｐ２のプーリ溝Ｐｖに挟み込まれる複数のエレメント２が環状のフープ３によって結束されて構成され、エレメント２のいずれか一方の面４ｆ，４ｇに凸部８が形成されかつ他方の面４ｇ，４ｆに凸部８が嵌合する凹部９が形成されている伝動ベルト１において、一対のプーリＰ１，Ｐ２の間に架け渡されている伝動ベルト１の弦部１ａにおける、互いに隣接するエレメント２同士の凸部８と凹部９とが互いに嵌合している状態で、互いに隣接するエレメント２同士のうちの一方のエレメント２における凸部８の先端部８ａと、凸部８が嵌合している他方のエレメント２における凹部９との間のクリアランスＣＵ，ＣＬのうち、フープ３の半径方向で内側のクリアランスＣＬは、半径方向で外側のクリアランスＣＵより半径方向に大きい。【選択図】図５

Description

この発明は、無段変速機などの伝動装置に用いられる伝動ベルトに関し、特に、多数の板片状のエレメントを姿勢を揃えて環状に配列し、環状のフープによって結束して構成される伝動ベルトに関するものである。

この種の伝動ベルトの一例が特許文献１や特許文献２に記載されている。特許文献１や特許文献２に記載された伝動ベルトはプッシュベルトと称することのできる伝動ベルトであって、エレメント（もしくはブロック）と称される金属製の小片を、数百個程度、姿勢を揃えて環状に配列し、それらのエレメントを環状のフープ（もしくはキャリヤあるいはリング）によって結束して構成されている。それらのエレメントには、互いに嵌合するように構成された凸部と凹部とがそれぞれ形成されていて、それらの凸部と凹部とを嵌合させることによって、それらのエレメントの姿勢を揃えた配列状態を維持するようになっている。また、前記伝動ベルトが巻き掛けられるプーリは、一対のシーブによって構成され、プーリに巻き掛けられた伝動ベルトのエレメントは、摩擦力に応じた所定の伝達トルク容量となるように、それらのシーブによって挟み付けられる。その状態で駆動側のプーリにトルクが作用して駆動側のプーリが回転すると、駆動側のプーリに挟み付けられているエレメントは、駆動側のプーリと共に回転する。このとき、伝動ベルトは駆動側のプーリと従動側のプーリとの間に張られているので、それら各プーリの間のいわゆる直線状の部分では、駆動側のプーリから押し出されたエレメントは、先行する他のエレメントを押圧し、また、互いに平行に配列される。こうしてエレメントが順次、押圧されて従動側のプーリにおける一対のシーブの間に入り込むと共に挟み込まれ、従動側のプーリと共に回転する。こうして駆動側のプーリから従動側のプーリにトルクが伝達される。また、伝動ベルトにおける各プーリに巻き掛かっている部分では、先行するエレメントは後方のエレメントに対して傾斜し、各エレメント同士は、扇状あるいは円弧状に広がった状態になる。

特許文献１に記載された構成では、互いに隣接するエレメント同士の相対回転を抑制するために、凸部と凹部とは、伝動ベルトの半径方向に延びる長円形もしくは楕円状に形成されている。また、各プーリに巻き掛かっている部分の各エレメント同士が扇状に容易に広がることができるように、凸部と凹部との間のクリアランスのうち、前記伝動ベルトの半径方向でエレメントの上下のクリアランスは、それぞれ左右方向のクリアランスより前記半径方向に大きく設定されている。

なお、特許文献２に記載されたエレメントの凹部は、ほぼ三角形状を成しており、それらの各辺は前記凹部の内側に向かって突出した凸曲面となっている。その凹部内に円柱状の凸部が嵌合するようになっている。特許文献２に記載された構成では、上述したように凹部の内面が凸曲面となっているので、互いに隣接するエレメント同士が当該エレメントの幅方向に互いにずれたとしても、凸曲面と凸部との接触箇所が、エレメントの幅方向で凹部の中央から大きくずれることを抑制できる、とされている。

特開平１１−１０８１２２号公報 特開２００８−１５１２６６号公報

特許文献１に記載された凸部と凹部との間のクリアランスは、例えば、各プーリの間のいわゆる直線状の部分などの互いに隣接するエレメント同士が互いに平行に配列されている場合に、凸部と凹部とが過度に接触しないようなクリアランスに設定されている。つまり、エレメント同士が互いに姿勢を揃えた状態では、凸部と凹部とは予め定めたクリアランスを維持して互いに接触しないようになっている。一方で、伝動ベルトが振動したり、各プーリに伝動ベルトが巻き掛かったりしたときには、例えば凸部と凹部とが接触して各エレメントの相対位置が過度にずれないように、前記各エレメントの相対位置を規制するクリアランスになっている。

ところで、プーリからエレメントが抜け出るときには、プーリに未だ巻き掛かっているエレメントはプーリと共に回転して伝動ベルトの半径方向で内側に移動しようとする。また、プーリからエレメントが抜け出るときには、プーリから前記半径方向で外側にエレメントを引き抜く力がフープに作用し、フープによって半径方向で外側に引っ張られ、プーリから抜け出た先行するエレメントの姿勢が変化する。このように先行するエレメントの姿勢が変化すると、前記先行するエレメントの凹部の内面のうち、半径方向で内側の内面に対して、その後方で未だプーリに巻き掛かっている後方のエレメントの凸部が接触し、先行するエレメントを前記半径方向で内側に引き込む荷重が生じる場合がある。その引き込む荷重は、プーリから抜け出た先行するエレメントを介してフープに対してせん断力として作用する。その引き込む荷重は、駆動側のプーリからエレメントが抜け出る場合と、従動側のプーリからエレメントが抜け出る場合とのいずれの場合であっても生じる可能性がある。しかしながら、いわゆるプッシュサイドでは、駆動側のプーリから押し出されたエレメントが先行するエレメントを順次、押圧するため、前記引き込む荷重を減殺する分力や荷重が生じる。そのため、上記の引き込む荷重が生じたとしても、特には問題となりにくい。これに対して、いわゆるルーズサイドでは、従動側のプーリから押し出されたエレメントが先行するエレメントを特には押圧しないため、上述した引き込む荷重を減殺する分力や荷重が特には生じない。結局、特許文献１に記載された構成では、フープは、いわゆるルーズサイドで前記エレメントを引き抜く力に加えて、上述したせん断力を繰り返し受けることとなり、伝動ベルトの疲労による寿命の低下や疲労強度が低下する可能性がある。このような事情は、特許文献２に記載されている伝動ベルトにおいても同様である。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、疲労強度の低下を抑制することのできる伝動ベルトを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、一対のプーリのプーリ溝に挟み込まれる複数のエレメントが姿勢を揃えて環状に配列された状態で環状のフープによって結束されて構成され、前記エレメントの正面と裏面とのいずれか一方の面に、互いに隣接する前記エレメント同士の姿勢を維持するように相互に嵌合する凸部と凹部とのうちの一方が形成され、かつ他方の面に前記凸部と前記凹部とのうちの他方が形成されている伝動ベルトにおいて、前記一対のプーリの間に架け渡されている前記伝動ベルトの弦部における、互いに隣接する前記エレメント同士の前記凸部と前記凹部とが互いに嵌合している状態で、互いに隣接する前記エレメント同士のうちの一方のエレメントにおける前記凸部の先端部と、当該凸部が嵌合している他方のエレメントにおける前記凹部との間のクリアランスのうち、前記フープの半径方向で内側のクリアランスは、前記半径方向で外側のクリアランスより前記半径方向に大きいことを特徴とするものである。

この発明の伝動ベルトにおいては、前記凸部の先端部と前記凹部との間のクリアランスのうち、前記半径方向で内側のクリアランスは、前記エレメントの幅方向のクリアランスより前記半径方向に大きく設定されていてよい。

また、この発明の伝動ベルトにおいては、前記凸部は、前記凹部内のうちの前記半径方向で外側に偏って配置されるように形成されていてよい。

さらに、この発明の伝動ベルトにおいては、前記凸部はテーパー状に形成され、前記凸部の外周面のうちの前記半径方向で内側の外周面の傾斜角度は、前記半径方向で外側の外周面の傾斜角度より大きく設定されていてよい。

そして、この発明の伝動ベルトにおいては、前記エレメントは、本体部分を形成するベース部と、前記ベース部の上端に形成されていて前記フープの内周面を接触させるサドル面と、前記サドル面の両端部に前記サドル面から立ち上がった状態に設けられかつ前記フープの幅以上の間隔のピラー部と、前記ピラー部のそれぞれに設けられていて、前記サドル面上の前記フープの外周面の幅方向での端部に対向するフック部とを有し、前記ベース部の幅方向での中央部に前記凸部と前記凹部とが形成されていてよい。

この発明の伝動ベルトに用いられるエレメントの姿勢は、一対のプーリの間のプーリ溝に挟み付けられている状態と、一対のプーリの間に架け渡されている状態とで変化し、一対のプーリの間のプーリ溝に挟み付けられている状態では、エレメントはプーリと共に回転するので、互いに隣接するエレメントが相対回転して扇状に広がった状態になる。一方、一対のプーリの間に架け渡されている状態、つまり、伝動ベルトの弦部においては、エレメントは互いに平行に姿勢を揃えて配列される。また、一対のプーリの間からエレメントが抜け出るときには、フープによって一対のプーリの間から前記半径方向で外側にエレメントを引き抜く力が生じるので、フープによってエレメントは引っ張られ、あるいは引き起こされることとなる。その結果、前記一対のシーブの間から抜け出た先行するエレメントの姿勢は、その後方の前記一対のプーリの間のプーリ溝に挟み付けられている状態のエレメントの姿勢に対して傾斜する。プーリの間からエレメントが抜け出ることによって、先行するエレメントの姿勢が後方のエレメントの姿勢に対して変化すると、それによって凸部の先端部と凹部の内面のうち前記半径方向で内側の内面とが接近する。この発明では、凸部の先端部と、当該凸部が嵌合する他方のエレメントの凹部との間のクリアランスのうち、前記半径方向で内側のクリアランスは半径方向に大きく設定されているため、前記凸部の先端部と凹部の内面のうち前記半径方向で内側の内面とが接近してそれらの間のクリアランスが小さくなるとしても、それらの接触を抑制することができる。また、前記半径方向で内側のクリアランスを大きく設定しているため、前記凸部の先端部と凹部の内面とが接触してプーリから抜け出たエレメントを前記半径方向で内側に引き込む荷重が生じたとしても、当該引き込む荷重を可及的に小さくすることができる。つまり、エレメントを介してフープにせん断力として作用する前記引き込む荷重を可及的に小さくすることができる。そのため、伝動ベルトの疲労による寿命の低下すなわち疲労強度の低下を抑制することができる。また、上述した凸部の先端部と凹部の内面と過度に接触し、あるいは、擦れることによるエレメントの摩耗を低減することができる。

（ａ）は伝動ベルトをプーリに巻き掛けてある状態を示す平面図、（ｂ）は伝動ベルトをプーリに巻き掛けてある状態を模式的に示す部分的な側面図である。 フープの構成を説明するための部分的な斜視図である。 この発明の第１実施形態におけるエレメントを示す正面図である。 複数個のエレメントをフープに組み付けてある状態で一部を断面で示す図である。 凸部と凹部との間のクリアランスを説明するための図である。 従動プーリからエレメントが抜け出るときの姿勢の変化を説明するための図である。 先行するエレメントの凹部と後方のエレメントの凸部との接触によって伝動ベルトに生じる荷重の大きさを説明するための図であって、（ａ）は下部クリアランスが他のクリアランスと比較して半径方向に小さい場合における前記荷重の大きさを模式的に示す図であり、（ｂ）は下部クリアランスが他のクリアランスと比較して半径方向に大きい場合における前記荷重の大きさを模式的に示す図である。 この発明の第２実施形態におけるエレメントを示す側面図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

（第１実施形態）
この発明の実施形態で対象にする伝動ベルトは、二つのプーリの間で動力伝達を行うベルト伝動装置のＶベルトとして用いられる。例えば、車両に搭載されるベルト式無段変速機に用いられる。図１の（ａ）および（ｂ）に示す例では、伝動ベルト１は、ベルト式無段変速機ＣＶＴの駆動プーリＰ１および従動プーリＰ２のそれぞれのプーリ溝Ｐｖに巻き掛けられている。伝動ベルト１はいわゆるプッシュベルトであって、薄板状の金属片である多数のエレメント２を姿勢を揃えて環状に配列し、それらのエレメント２を結束帯３によって結束して構成されている。各エレメント２は、各プーリＰ１，Ｐ２のプーリ溝Ｐｖに順次巻き掛かり、駆動プーリＰ１から送り出されたエレメント２が先行するエレメント２を押圧し、従動プーリＰ２ではそのプーリ溝Ｐｖに巻き掛かっているエレメント２が後続のエレメント２に押されることにより進行し、そのエレメント２と従動プーリＰ２とが摩擦力によって一体となって回転することにより従動プーリＰ２にトルクが伝達される。

結束帯３はフープあるいはキャリヤもしくはリングなどと称される、環状の金属製帯状部材である。なお、この発明の実施形態では結束帯３をフープ３と記す。図２にフープ３の一例を示してあり、ここに示すフープ３は、スチールバンドなどの可撓性のある金属製の帯状部材を、その厚さ方向に複数枚重ね合わせることによって構成されている。

エレメント２は、一本の伝動ベルト１に数百個（枚）用いられており、その一例を図３および図４に示してある。ここに示すエレメント２は、主要な構成要素として、ベース部４、サドル面５、ピラー部６、フック部７、凸部８、凹部９を有している。

ベース部４は、エレメント２の本体部分である。図３に示す例では、ベース部４の右側の端部が第１端部４ａとなっており、ベース部４の左側の端部が第２端部４ｂとなっている。第１端部４ａの端面４ｃおよび第２端部４ｂの端面４ｄのそれぞれが、プーリ溝Ｐｖのテーパ面に対応して傾斜した傾斜面として形成されている。これら左右の端面４ｃ，４ｄが、エレメント２のいわゆるフランク面であって、プーリ溝Ｐｖに摩擦接触してプーリＰ１，Ｐ２と伝動ベルト１との間でトルクを伝達する。

サドル面５は、エレメント２とフープ３とを組み付けた状態で、フープ３の内周面３ａと接触する面であり、エレメント２の高さ方向（図３および図４の上下方向）におけるベース部４の上面４ｅに形成されている。具体的には、ベース部４の両端部４ａ，４ｂにそれぞれ形成されるピラー部６同士の間の上面４ｅがサドル面５となっている。

各ピラー部６は、ベース部４の両端部４ａ，４ｂに、サドル面５上に立ち上がった状態に形成されている。図３に示す例では、各ピラー部６は、ベース部４の幅方向における両端部４ａ，４ｂから、ベース部４の高さ方向における上方（図３での上方）へ延び出ている。各ピラー部６は、例えば金属板を打ち抜いてエレメント２を製造する場合に、ベース部４と共に打ち抜くことによりベース部４と一体化されている。

フック部７は、ピラー部６からエレメント２の幅方向での中央部に向けて延び出るように形成されている。具体的には、フック部７は、ベース部４の高さ方向におけるピラー部６の上端部から、前記中央部に向けて突出している。フック部７は、ピラー部６およびベース部４と一体に形成されている。

凸部８は、エレメント２の中央部に形成されている。具体的には、凸部８は、エレメント２の板厚方向におけるベース部４の前面４ｆから外部に突出している。凸部８は、図４に示すように、エレメント２とフープ３とを組み付けた状態で隣接する他のエレメント２の凹部９と緩く嵌まり合うように形成されている。

凹部９は、エレメント２の中央部に形成されている。具体的には、凹部９は、エレメント２の板厚方向におけるベース部４の後面４ｇから内部に窪んでいる。凹部９は、図４に示すように、エレメント２とフープ３とを組み付けた状態で隣接する他のエレメント２の凸部８と緩く嵌まり合うように形成されている。

伝動ベルト１では、フープ３の周方向で互いに隣接するエレメント２同士の凸部８と凹部９とが嵌まり合うことにより、互いに隣接するエレメント２同士の相対位置を決めるとともに、それら互いに隣接するエレメント２同士のエレメント２の幅方向およびエレメント２の高さ方向における相対移動が規制されて環状の配列状態および配列状態での姿勢を維持する。

ここで、凸部８と凹部９との形状やそれらの間のクリアランスについて説明する。図５は、伝動ベルト１の弦部１ａにおいて、互いに隣接するエレメント２同士の凸部８と凹部９とが嵌まり合っている状態を模式的に示す図である。上述した弦部１ａは、伝動ベルト１のうち、駆動プーリＰ１と従動プーリＰ２との間に架け渡されている部分であって、それらのプーリＰ１，Ｐ２の間でトルクを伝達する場合に伝動ベルト１がほぼ直線状に進行する部分である。上記の凹部９は、図５に示す例では、ほぼ円形に形成されており、その凹部９の内部において、前記エレメント２の高さ方向で上側に、つまり、各プーリＰ１，Ｐ２に巻き掛けられた伝動ベルト１の半径方向で外側に凸部８が偏って位置するように、ベース部４に凸部８が形成されている。その凸部８は前記高さ方向あるいは半径方向で下側の部分が上側の部分に比較して扁平な形状を成しており、前記下側の外周面の曲率半径は前記上側の外周面の曲率半径と比較して大きく設定されている。凸部８はいわゆる丸みを帯びた三角形を成している。

また、前記高さ方向あるいは半径方向における凸部８と凹部９との間のクリアランスのうち、特に、凸部８の先端部８ａと凹部９との間のクリアランスのうち、下側のクリアランス（以下、下部クリアランスと記す。）Ｃ_Ｌは、上側のクリアランス（以下、上部クリアランスと記す。）Ｃ_Ｕよりも前記半径方向に大きく設定されている。これは、後述するように、従動側プーリＰ２から抜け出た先行するエレメント２の凹部９と、当該エレメント２の後方に隣接していて未だ従動側プーリＰ２に挟み付けられている後方のエレメント２凸部８との接触、およびその接触に伴う荷重の発生を低減するためである。また、下側のクリアランスＣ_Ｌは幅方向でのクリアランス（以下、単に幅方向クリアランスと記す。）Ｃ_Ｗよりも半径方向に大きくつまり幅広に設定されている。それらクリアランスＣ_Ｕ，Ｃ_Ｌ，Ｃ_Ｗの大きさは実験などにより予め定めることができる。

なお、上部クリアランスＣ_Ｕを大小に変更すると、プーリＰ１，Ｐ２にエレメント２が挟み込まれ、互いに隣接するエレメント２がロッキングエッジ１０を起点として相対回転して扇状に広がるときに、伝動ベルト１の進行方向でのエレメント２の姿勢の変化量すなわちピッチングの量を変更することができる。例えば、上部クリアランスＣ_Ｕを大きく設定すると、エレメント２のピッチングの量が大きくなり、互いに隣接するエレメント２同士の成す角度が大きくなる。また、幅方向クリアランスＣ_Ｗを大小に変更すると、互いに隣接するエレメント２同士の幅方向における移動量を変更することができる。例えば、幅方向クリアランスＣ_Ｗを小さく設定すると、互いに隣接するエレメント２同士の間で、幅方向への移動量が小さくなる。つまり、幅方向にずれにくくすることができる。それらクリアランスＣ_Ｕ，Ｃ_Ｌ，Ｃ_Ｗの大きさは実験などにより予め定めることができる。

エレメント２は、上述したように、姿勢を揃えて環状に配列された状態でフープ３によって結束され、その状態でプーリＰ１，Ｐ２に巻き掛けられる。したがって、伝動ベルト１がプーリＰ１，Ｐ２に巻き掛けられた状態では、多数のエレメント２の列が、プーリＰ１，Ｐ２の回転中心軸線を中心に対して扇状に広がり、かつ、互いに密着している必要がある。そのため、エレメント２の高さ方向におけるベース部４の下側の部分は、当該ベース部４の上側の部分に比較して薄肉に形成されている。具体的には、図４に示すように、板厚方向におけるベース部４の前面４ｆであってサドル面５よりも下側の所定の位置に、上述したロッキングエッジ１０が形成されている。ベース部４は、ロッキングエッジ１０を起点にして、ロッキングエッジ１０よりも下側の部分の板厚が薄くなっている。そのため、伝動ベルト１がプーリＰ１，Ｐ２に巻き掛けられ、多数のエレメント２の列が扇状に広がる状態では、つまり、巻き掛け部１ｂでは、ロッキングエッジ１０が隣接する他のエレメント２の板厚方向におけるベース部４の後面４ｇと接触する。

図３に示すように、この発明の実施形態における伝動ベルト１は、一対のフック部７の先端部７ａ同士の間の開口幅Ｗ_Ｏが、フープ３の幅Ｗ_Ｆよりも広くなるように形成されている。各先端部７ａ同士は、エレメント２の幅方向で互いに対向している。開口幅Ｗ_Ｏは、各先端部７ａ同士の間の寸法であり、エレメント２の幅方向における各先端部７ａ同士の間が最も狭くなる部分の距離である。このように、エレメント２の開口幅Ｗ_Ｏがフープ３の幅Ｗ_Ｆよりも広いことにより、各先端部７ａ同士の間を、フープ３が通過することができ、エレメント２とフープ３との組み付け性が向上する。

また、伝動ベルト１は、エレメント２からフープ３が抜け出ることを抑制するリテーナーリング１１を有している。リテーナーリング１１は環状の金属製帯状部材であって、図３に示すように、リテーナーリング１１の幅Ｗ_Ｒはフープ３の幅Ｗ_Ｆおよび開口幅Ｗ_Ｏよりも広く形成されている。また、リテーナーリング１１はフープ３の外周面３ｂ側に配置されている。したがって、リテーナーリング１１の両端部はフック部７の内側に引っ掛かるため、リテーナーリング１１は、エレメント２からフープ３が抜け出るのを防止する抜け止めとして機能する。なお、リテーナーリング１１は、エレメント２とフープ３とを組み付けた後に、幅方向に撓ませた状態でエレメント２内へ嵌め込まれる。また、リテーナーリング１１には、幅方向に容易に撓ませることができるように、円周方向に延びる図示しない長孔が形成されていてよい。

次いで、上述した構成の伝動ベルト１の作用について説明する。各プーリＰ１，Ｐ２に伝動ベルト１が巻き掛かっている巻き掛け部１ｂでは、各エレメント２は各プーリＰ１，Ｐ２の回転中心軸線を中心にして扇状に広がっている。つまり、エレメント２は、駆動プーリＰ１の半径方向に対して、エレメント２の高さ方向がほぼ平行となるような姿勢となっている。駆動プーリＰ１にトルクが作用して駆動プーリＰ１が回転すると、駆動プーリＰ１に挟み付けられている各エレメント２は、上述した姿勢で駆動プーリＰ１と共に回転する。そして、駆動プーリＰ１の回転に伴って駆動プーリＰ１からエレメント２ａが順次、押し出されて巻き掛け部１ｂから弦部１ａに移動する。また、駆動プーリＰ１から抜け出る直前のエレメント２ｂは、駆動プーリＰ１の回転方向に移動しようとする。すなわち、伝動ベルト１の半径方向で内側に移動しようとするため、エレメント２ｂのフック部７にリテーナーリング１１が引っ掛かり、フープ３およびリテーナーリング１１には、それらの半径方向で外側に駆動プーリＰ１からエレメント２ｂを引き抜く力が作用する。

その結果、駆動プーリＰ１から押し出されあるいは引き抜かれたエレメント２ａの姿勢は、駆動プーリＰ１から抜け出る直前のエレメント２ｂに対して傾斜する。これにより、先行するエレメント２ａの凹部９の内面のうち、前記半径方向で内側の内面９ａに対して、前記駆動プーリＰ１から抜け出る直前の後方のエレメント２ｂの凸部８の先端部８ａが接近する。しかしながら、この発明の第１実施形態では、上部クリアランスＣ_Ｕや幅方向クリアランスＣ_Ｗに比較して下部クリアランスＣ_Ｌが半径方向に大きく設定されているため、先行するエレメント２ａの凹部９の内面９ａと前記駆動プーリＰ１から抜け出る直前の後方のエレメント２ｂの凸部８の先端部８ａとの接触を回避もしくは抑制することができる。

こうして駆動プーリＰ１から抜け出たエレメント２ａは、先行する他のエレメント２を順次、押圧すると共に、互いに隣接するエレメント２同士が互いに平行に配列される。そして、従動プーリＰ２におけるプーリ溝Ｐｖの間にエレメント２が入り込むと共に挟み付けられる。また、従動プーリＰ２の回転中心軸線を中心にして扇状に広がった状態で従動プーリＰ２と共に回転する。こうして駆動プーリＰ１から従動プーリＰ２にトルクが伝達される。

従動プーリＰ２の回転に伴って従動プーリＰ２からエレメント２が押し出される。このとき、駆動プーリＰ１から抜け出るときと同様に、フープ３およびリテーナーリング１１によって半径方向で外側にエレメント２ｂを引き抜く力が作用する。そして、フープ３およびリテーナーリング１１によって従動プーリＰ２から抜け出たエレメント２ａが引き起こされ、その姿勢が変化する。そのエレメント２ａ，２ｂの姿勢の変化を図６に模式的に示してある。なお、図６では、各エレメント２ａ，２ｂの姿勢の変化をわかりやすくするため、各エレメント２，２ａ，２ｂを離隔して記載してある。上述したようにエレメント２ａの姿勢が変化すると、その先行するエレメント２ａの凹部９の内面のうち、前記半径方向で内側の内面９ａに対して、駆動プーリＰ１から抜け出る直前の後方のエレメント２ｂの凸部８の先端部８ａが接近する。しかしながら、この発明の第１実施形態では、上述したように、上部クリアランスＣ_Ｕや幅方向クリアランスＣ_Ｗに比較して下部クリアランスＣ_Ｌが半径方向に大きく設定されているため、先行するエレメント２ａの凹部９の内面９ａと従動プーリＰ２から抜け出る直前の後方のエレメント２ｂの凸部８の先端部８ａとの接触を回避もしくは抑制することができる。

ここで、先行するエレメント２ａの凹部９の内面９ａと、各プーリＰ１，Ｐ２から抜け出る直前の後方のエレメント２ｂの凸部８の先端部８ａとが接触した場合に、その接触によって伝動ベルト１に生じる荷重について説明する。図７は、上述した荷重の大きさを説明するための図であって、（ａ）は下部クリアランスＣ_Ｌが他のクリアランスＣ_Ｕ，Ｃ_Ｗと比較して半径方向に小さい場合に伝動ベルト１に生じる荷重の大きさを模式的に示す図であり、（ｂ）は下部クリアランスＣ_Ｌが他のクリアランスＣ_Ｕ，Ｃ_Ｗと比較して半径方向に大きい場合に伝動ベルト１に生じる荷重の大きさを模式的に示す図である。上述したように、各プーリＰ１，Ｐ２から抜け出る直前のエレメント２ｂは、プーリＰ１，Ｐ２の回転に伴って移動し、伝動ベルト１の半径方向で内側に移動しようとする。そのため、下部クリアランスＣ_Ｌが小さい場合には、先行するエレメント２ａの凹部９の内面のうち、前記半径方向で内側の内面９ａに対して、プーリＰ１，Ｐ２から抜け出る直前の後方のエレメント２ｂの凸部８の先端部８ａが接触する場合がある。このような接触が生じると、先行するエレメント２ａを前記半径方向で内側に引き込む荷重Ａおよびそれに基づく反力Ｂが生じる。すなわち、前記引き込む荷重Ａはフープ３に対してせん断力として作用する。なお、駆動プーリＰ１からエレメント２が抜け出るときには、駆動プーリＰ１から押し出されたエレメント２ａは、先行するエレメント２を順次、押圧してトルクを伝達し、これに伴って前記引き込む荷重Ａを低減する荷重が生じるので、前記引き込む荷重Ａが可及的に小さくなり、前記引き込む荷重Ａが生じることによる不都合は特には生じない。これに対して、従動プーリＰから押し出されたエレメント２ａは、先行する他のエレメント２を特には押圧することは特にはない。そのため、前記引き込む荷重Ａを低減する荷重が生じない。

この発明の第１実施形態では、上述したように、上部クリアランスＣ_Ｕや幅方向クリアランスＣ_Ｗよりも下部クリアランスＣ_Ｌが半径方向に大きく設定されている。そのため、先行するエレメント２ａの凹部９の内面９ａと、その後方のエレメント２ｂの凸部８の先端部８ａとの接触を回避することができる。あるいは、そのような接触が生じて前記引き込む荷重Ａが生じたとしても、下部クリアランスＣ_Ｌが前記半径方向に大きく設定されている分、図７の（ｂ）に示すように、フープ３にせん断力として作用する引き込む荷重Ａを小さくすることができる。その結果、引き込む荷重Ａが伝動ベルト１に繰り返し生じるとしても、伝動ベルト１やフープ３の疲労による寿命の低下すなわち疲労強度の低下を抑制することができる。また、上述した凸部８の先端部８ａと凹部９の内面９ａとが過度に接触し、あるいは、擦れることによるエレメント２の摩耗を低減することができる。

（第２実施形態）
図８は、この発明の実施形態におけるエレメントの他の例を模式的に示す断面図であり、ここに示す例は凸部８をテーパー状に形成すると共に、その凸部８の外周面のうち、エレメント２の高さ方向で下側の外周面８ｂの傾斜角度θ１を上側の外周面８ｃの傾斜角度θ１に比較して大きく形成した例である。それら傾斜角度θ１，θ２は実験などにより予め定めることができる。

図８に示す例では、従動プーリＰ２からエレメント２が抜け出て上述したようにエレメント２の姿勢が変化することにより、先行するエレメント２ａの凹部９の内面９ａと、その後方のエレメント２ｂの凸部８における前記下側の外周面８ｂとの接触が生じるとしても、前記下側の外周面８ｂの傾斜角度θ１が大きく設定されているので、それらの接触箇所で前記引き込む荷重Ａを低減する分力が生じる。したがって、フープ３にせん断力として作用する前記引き込む荷重Ａが可及的に小さくなり、図８に示す第２実施形態であっても、上述した第１実施形態とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。

なお、この発明は上述した各実施形態に限定されないのであって、この発明の実施形態における下部クリアランスＣ_Ｌは、エレメント２が直線状に配列された状態において、上部クリアランスＣ_Ｕや幅方向クリアランスＣ_Ｗよりも半径方向に大きく形成されていればよい。例えば、凹部９はエレメント２の高さ方向でその下端部に到る溝状に形成されていてもよい。また、下部クリアランスＣ_Ｌを前記半径方向に大きくするように、凹部９内で凸部８が前記半径方向で外側に偏って配置されるように凸部８がエレメント２に形成されていてもよく、また、凸部８は、当該凸部８における下部クリアランスＣ_Ｌ側を切り欠いて半円状に形成されていてもよい。さらに、凸部８と凹部９とはベース部４に設けることに替えてフック部やピラー部に設けてもよく、またその数は一つあるいは三つ以上であってもよい。

１…伝動ベルト、 １ａ…弦部、 ２…エレメント、 ３…フープ、 ４ｆ…前面、 ４ｇ…後面、 ８…凸部、 ８ａ…凸部の先端部、 ９…凹部、 Ｃ_Ｕ…上部クリアランス、 Ｃ_Ｌ…下部クリアランス、 Ｃ_Ｗ…幅方向クリアランス。

Claims (5)

1. 一対のプーリのプーリ溝に挟み込まれる複数のエレメントが姿勢を揃えて環状に配列された状態で環状のフープによって結束されて構成され、前記エレメントの正面と裏面とのいずれか一方の面に、互いに隣接する前記エレメント同士の姿勢を維持するように相互に嵌合する凸部と凹部とのうちの一方が形成され、かつ他方の面に前記凸部と前記凹部とのうちの他方が形成されている伝動ベルトにおいて、
   前記一対のプーリの間に架け渡されている前記伝動ベルトの弦部における、互いに隣接する前記エレメント同士の前記凸部と前記凹部とが互いに嵌合している状態で、互いに隣接する前記エレメント同士のうちの一方のエレメントにおける前記凸部の先端部と、当該凸部が嵌合している他方のエレメントにおける前記凹部との間のクリアランスのうち、前記フープの半径方向で内側のクリアランスは、前記半径方向で外側のクリアランスより前記半径方向に大きい
   ことを特徴とする伝動ベルト。
2. 請求項１に記載の伝動ベルトにおいて、
   前記凸部の先端部と前記凹部との間のクリアランスのうち、前記半径方向で内側のクリアランスは、前記エレメントの幅方向のクリアランスより前記半径方向に大きい
   ことを特徴とする伝動ベルト。
3. 請求項１に記載の伝動ベルトにおいて、
   前記凸部は、前記凹部内のうちの前記半径方向で外側に偏って配置されるように形成されている
   ことを特徴とする伝動ベルト。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の伝動ベルトにおいて、
   前記凸部はテーパー状に形成され、前記凸部の外周面のうちの前記半径方向で内側の外周面の傾斜角度は、前記半径方向で外側の外周面の傾斜角度より大きい
   ことを特徴とする伝動ベルト。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の伝動ベルトにおいて、
   前記エレメントは、本体部分を形成するベース部と、
   前記ベース部の上端に形成されていて前記フープの内周面を接触させるサドル面と、
   前記サドル面の両端部に前記サドル面から立ち上がった状態に設けられかつ前記フープの幅以上の間隔のピラー部と、
   前記ピラー部のそれぞれに設けられていて、前記サドル面上の前記フープの外周面の幅方向での端部に対向するフック部とを有し、
   前記ベース部の幅方向での中央部に前記凸部と前記凹部とが形成されている
   ことを特徴とする伝動ベルト。

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