JP3737000B2 - 無段変速機用ベルト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端状の金属リングを複数枚積層した金属リング集合体と、金属リング集合体が嵌合するリングスロットを有する多数の金属エレメントとから構成され、ドライブプーリおよびドリブンプーリに巻き掛けられて両プーリ間で駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる無段変速機用ベルトにおいて、ドリブンプーリからドライブプーリに延びる弦部において隣接する金属エレメント間に形成された隙間を消滅させ、金属エレメントを前後に傾いていない正しい姿勢でドライブプーリに係合させるべく、金属エレメントの重心位置をロッキングエッジの近傍、あるいはロッキングエッジよりも半径方向外側（上方）に位置させたものが、特開平２−２２５８４０号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、ドリブンプーリからドライブプーリに延びる弦部において金属エレメンの姿勢を安定させることを目的としており、プーリに係合した状態にある金属エレメントの姿勢を安定させる効果は有していない。
【０００４】
即ち、プーリに係合した金属エレメントがプーリの回転軸を中心とする放射方向から前後にピッチングすると、プーリに対する金属エレメントの係合状態が異常になって金属エレメントの姿勢が不安定になるだけでなく、金属エレメントのサドル面の前後のエッジが金属リング集合体の下面に局部的に接触して該金属リング集合体の耐久性に悪影響を与える可能性がある。前記金属エレメントのピッチングの方向や大きさは、金属エレメントがプーリとの接触面から受ける接線方向摩擦力ＦＶと、金属エレメント相互間の押し力Ｅとによって決定されるもので、金属エレメントが傾く傾向はドリブンプーリの出口部分において特に顕著なものとなる。以下、その理由を説明する。
【０００５】
図７（Ａ）に示すように、ドライブプーリ６あるいはドリブンプーリ１１の出口部分において、金属エレメント３２（図３参照）がプーリ６，１１から受ける接線方向摩擦力ＦＶが大きくなり、その値はプーリ６，１１が変形して軸推力が集中する等の理由により、接線方向摩擦力ＦＶがプーリ６，１１の巻き付き域の全域に亘り平均的に分布したと仮定したときの値の約４倍に達することが知られている。図３から明らかなように、前記接線方向摩擦力ＦＶは、金属エレメント３２を揺動中心４４回りに進行方向前方に倒すように作用する。
【０００６】
また図７（Ｂ）に示すように、金属エレメント３２の傾きを抑制する金属エレメント３２間の押し力Ｅは、ドライブプーリ６の出口部分（ｂ位置）において大きな値を持つが、ドリブンプーリ１１の出口部分（ｄ位置）において０になる。図３から明らかなように、前記押し力Ｅにより金属エレメント３２の前後面に半径方向の摩擦力Ｅ₁ が作用し、この半径方向の摩擦力Ｅ₁ は金属エレメント３２を揺動中心４４回りに進行方向後方に倒すように、つまり前記接線方向摩擦力ＦＶにより発生するモーメントに対抗するように作用する。従って、金属エレメント３２を進行方向前方に傾ける接線方向摩擦力ＦＶが最大になり、且つ金属エレメント３２の傾きを抑制する押し力Ｅが０になる位置、即ちドリブンプーリ１１の出口部分（ｄ位置）において金属エレメント３２は最も傾き易くなる。
【０００７】
金属エレメント３２がドリブンプーリ１１から受ける接線方向摩擦力ＦＶのピーク値が、その接線方向摩擦力ＦＶがドリブンプーリ１１の巻き付き域の全域に亘り平均的に分布したと仮定したときの値の約４倍に達する理由は、次のように考えられる。
【０００８】
図８は、接線方向摩擦力ＦＶおよび金属エレメント３２間の押し力Ｅがプーリ回転角θの変化に応じてどのように変化するかを測定した結果を示すもので、横軸のａ，ｅ，ｂ，ｃ，ｆ，ｄの位置は図７（Ｂ）に示す位置にそれぞれ対応している。図９に示すように、金属エレメント３２間の押し力Ｅを測定するセンサは、「コ」字状に形成したビームの内面に歪みゲージを張りつけたものを、金属エレメント３２の主面に形成した凹部内に装着してなり、押し力Ｅによって発生するビームの撓みに基づいて該押し力Ｅを測定するようになっている。図１０に示すように、金属エレメント３２の接線方向摩擦力ＦＶを測定するセンサは、金属エレメント３２のエレメント本体の左右両側に形成した一対の凹部内にそれぞれ歪みゲージを張りつけたもので、接線方向摩擦力ＦＶによって発生するエレメント本体の撓みに基づいて該接線方向摩擦力ＦＶを測定するようになっている。但し、プーリのＶ面から金属エレメント３２に伝達される軸推力によってエレメント本体が撓むため、歪みゲージの出力は接線方向摩擦力ＦＶによる成分と、プーリのＶ面から伝達される軸推力による成分（一定値）とを含むことになる。
【０００９】
図７および図８から明らかなように、接線方向摩擦力ＦＶはドリブンプーリ１１の出口のｄ位置でピーク値となり、その手前のｆ位置（Ｐ点）で押し力Ｅが極大値をとる。金属エレメント３２間の押し力Ｅは、金属エレメント３２がプーリから受ける接線方向摩擦力ＦＶによって発生するものであり、前記押し力Ｅの変化率は接線方向摩擦力ＦＶに比例している。即ち、θをプーリの回転角とし、ｋを定数としたとき、ｄＥ／ｄθ＝ｋ＊ＦＶが成立する。
【００１０】
図８において、押し力ＥがＰ点で極大値をとるときにｄＥ／ｄθ＝０になり、従ってＰ点において接線方向摩擦力ＦＶはＦＶ＝０になる。前述したように、図８における接線方向摩擦力ＦＶのグラフは、接線方向摩擦力ＦＶによる成分と、プーリのＶ面から伝達される軸推力による成分とを含んでいるが、ｄＥ／ｄθ＝０になるＰ点からＦＶ＝０になる横軸の位置を判定することにより、プーリのＶ面から伝達される軸推力による成分を除去した実質的な接線方向摩擦力ＦＶを検出することができる。
【００１１】
さて、ｆ位置において０であった接線方向摩擦力ＦＶはドリブンプーリ１１の出口に相当するｄ位置でピーク値Ａ_MAX に達するが、ｆ位置およびｄ位置間の接線方向摩擦力ＦＶの積分値は、ｆ位置〜ｄ位置間の距離Ｌ₁ を底辺とし、ピーク値Ａ_MAX を高さとする三角形の面積（Ａ_MAX ＊Ｌ₁ ）／２に相当する（図８の斜線部参照）。一方、ドリブンプーリ１１の巻き付き域であるｃ位置およびｄ位置間で接線方向摩擦力ＦＶが均一に分布し、その平均値がＡ_AVE であると仮定すると、ｃ位置およびｄ位置間の接線方向摩擦力ＦＶの積分値は、ｃ位置〜ｄ位置間の距離Ｌ₂ を底辺とし、平均値Ａ_AVE を高さとする長方形の面積Ａ_AVE ＊Ｌ₂ に相当する。而して、（Ａ_MAX ＊Ｌ₁ ）／２＝Ａ_AVE ＊Ｌ₂ に基づいて算出したＡ_MAX ／Ａ_AVE の値はＡ_MAX ／Ａ_AVE ≒４になり、接線方向摩擦力ＦＶのピーク値Ａ_MAX は平均値Ａ_AVE の約４倍であることが分かる。
【００１２】
以上のように、金属エレメント３２間の押し力Ｅが０になるドリブンプーリ１１の出口部分において金属エレメント３２は大きな接線方向摩擦力ＦＶを受けるため、前記接線方向摩擦力ＦＶにより金属エレメント３２がピッチングを起こして上述した不具合が発生することになる。
【００１３】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、プーリに係合した金属エレメントの傾きを防止して金属リング集合体の耐久性を高めることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、無端状の金属リングを複数枚積層した金属リング集合体と、金属リング集合体が嵌合するリングスロットを有する多数の金属エレメントとから構成され、ドライブプーリおよびドリブンプーリに巻き掛けられて両プーリ間で駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトであって、前記金属エレメントは、リングスロットに嵌合する金属リング集合体の下面が当接するサドル面と、リングスロットよりも下側に設けられてドライブプーリおよびドリブンプーリに当接するプーリ当接面と、前後の金属エレメントが相対的にピッチングする支点となるロッキングエッジと、を有しており、金属エレメントのロッキングエッジおよびサドル面間の距離をＡとし、金属エレメントのロッキングエッジおよびプーリ当接面の摩擦力作用点間の距離をＬとし、金属エレメントのサドル面およびプーリ当接面下端間の距離をＢとし、金属エレメントの厚さをｔとしたときに、Ｂ／２＝Ａ＋Ｌおよびｔ＝１．５Ａが成立するものにおいて、金属エレメントのロッキングエッジおよびサドル面間の距離Ａと、金属エレメントのサドル面およびプーリ当接面下端間の距離Ｂとを、２≦（Ｂ／Ａ）≦５が成立するように設定したことを特徴とする無段変速機用ベルトが提案される。
【００１５】
上記構成によれば、ロッキングエッジおよびサドル面間の距離Ａと、サドル面およびプーリ当接面下端間の距離Ｂとが、Ｂ／Ａ≦５の関係を満たすので、ドリブンプーリの出口部分で接線方向摩擦力がピーク値に達したときでも、接線方向摩擦力により発生する金属エレメントを進行方向前方に倒すピッチングモーメントを、金属リング集合体からリングスロットに伝達される半径方向内向きの荷重により発生する逆方向のピッチングモーメントで抑えることにより、金属エレメントの倒れを確実に防止することができる。また前記距離Ａ，Ｂが２≦Ｂ／Ａの関係を満たすので、ドリブンプーリの出口部分で金属エレメントが進行方向後方に倒れるのを防止し、ドリブンプーリからドライブプーリに延びる弦部で相互に離間した金属エレメント間の隙間を効果的に減少させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図１０は本発明の一実施例を示すもので、図１は無段変速機を搭載した車両の動力伝達系のスケルトン図、図２は金属ベルトの部分斜視図、図３は図２の３方向拡大矢視図、図４はＢ／Ａの好適な領域を示すグラフ、図５はＢ／Ａ≧２の根拠の説明図、図６は金属エレメントの好適な形状の説明図、図７は金属エレメントの接線方向摩擦力および金属エレメント間の押し力の分布を示す図、図８は金属エレメントの接線方向摩擦力および金属エレメント間の押し力の測定結果を示すグラフ、図９は金属エレメント間の押し力を測定するセンサを示す図、図１０は金属エレメントの接線方向摩擦力を測定するセンサを示す図である。
【００１７】
尚、本実施例で用いる金属エレメントの前後方向、左右方向、上下方向の定義は図２に示されている。
【００１８】
図１は自動車に搭載された金属ベルト式無段変速機Ｔの概略構造を示すもので、エンジンＥのクランクシャフト１にダンパー２を介して接続されたインプットシャフト３は発進用クラッチ４を介して金属ベルト式無段変速機Ｔのドライブシャフト５に接続される。ドライブシャフト５に設けられたドライブプーリ６は、ドライブシャフト５に固着された固定側プーリ半体７と、この固定側プーリ半体７に対して接離可能な可動側プーリ半体８とを備えており、可動側プーリ半体８は油室９に作用する油圧で固定側プーリ半体７に向けて付勢される。
【００１９】
ドライブシャフト５と平行に配置されたドリブンシャフト１０に設けられたドリブンプーリ１１は、ドリブンシャフト１０に固着された固定側プーリ半体１２と、この固定側プーリ半体１２に対して接離可能な可動側プーリ半体１３とを備えており、可動側プーリ半体１３は油室１４に作用する油圧で固定側プーリ半体１２に向けて付勢される。ドライブプーリ６およびドリブンプーリ１１間に、左右の一対の金属リング集合体３１，３１に多数の金属エレメント３２を支持してなる金属ベルト１５（図２参照）が巻き掛けられる。それぞれの金属リング集合体３１は、１２枚の金属リング３３を積層してなる。
【００２０】
ドリブンシャフト１０には前進用ドライブギヤ１６および後進用ドライブギヤ１７が相対回転自在に支持されており、これら前進用ドライブギヤ１６および後進用ドライブギヤ１７はセレクタ１８により選択的にドリブンシャフト１０に結合可能である。ドリブンシャフト１０と平行に配置されたアウトプットシャフト１９には、前記前進用ドライブギヤ１６に噛合する前進用ドリブンギヤ２０と、前記後進用ドライブギヤ１７に後進用アイドルギヤ２１を介して噛合する後進用ドリブンギヤ２２とが固着される。
【００２１】
アウトプットシャフト１９の回転はファイナルドライブギヤ２３およびファイナルドリブンギヤ２４を介してディファレンシャル２５に入力され、そこから左右のアクスル２６，２６を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００２２】
而して、エンジンＥの駆動力はクランクシャフト１、ダンパー２、インプットシャフト３、発進用クラッチ４、ドライブシャフト５、ドライブプーリ６、金属ベルト１５およびドリブンプーリ１１を介してドリブンシャフト１０に伝達される。前進走行レンジが選択されているとき、ドリブンシャフト１０の駆動力は前進用ドライブギヤ１６および前進用ドリブンギヤ２０を介してアウトプットシャフト１９に伝達され、車両を前進走行させる。また後進走行レンジが選択されているとき、ドリブンシャフト１０の駆動力は後進用ドライブギヤ１７、後進用アイドルギヤ２１および後進用ドリブンギヤ２２を介してアウトプットシャフト１９に伝達され、車両を後進走行させる。
【００２３】
このとき、金属ベルト式無段変速機Ｔのドライブプーリ６の油室９およびドリブンプーリ１１の油室１４に作用する油圧を、電子制御ユニットＵ₁ からの指令で作動する油圧制御ユニットＵ₂ で制御することにより、その変速比が無段階に調整される。即ち、ドライブプーリ６の油室９に作用する油圧に対してドリブンプーリ１１の油室１４に作用する油圧を相対的に増加させれば、ドリブンプーリ１１の溝幅が減少して有効半径が増加し、これに伴ってドライブプーリ６の溝幅が増加して有効半径が減少するため、金属ベルト式無段変速機Ｔの変速比はＬＯＷに向かって無段階に変化する。逆にドリブンプーリ１１の油室１４に作用する油圧に対してドライブプーリ６の油室９に作用する油圧を相対的に増加させれば、ドライブプーリ６の溝幅が減少して有効半径が増加し、これに伴ってドリブンプーリ１１の溝幅が増加して有効半径が減少するため、金属ベルト式無段変速機Ｔの変速比はＯＤに向かって無段階に変化する。
【００２４】
図２および図３に示すように、金属板からプレス加工で打ち抜き成形した金属エレメント３２は、概略台形状のエレメント本体３４と、金属リング集合体３１，３１が嵌合する左右一対のリングスロット３５，３５を介して前記エレメント本体３４の上部に接続された概略三角形のイヤー部３６とを備える。エレメント本体３４の左右両側縁には、ドライブプーリ６およびドリブンプーリ１１のＶ面に当接可能な一対のプーリ当接面３７，３７が形成される。また金属エレメント３２の進行方向前側および後側には、該進行方向に直交する前後一対の主面３８，３９が形成され、また進行方向前側の主面３８の下部には左右方向に延びるロッキングエッジ４０を介して傾斜面４１が形成される。更に、イヤー部３６に対応する進行方向前側の主面３８および進行方向後側の主面３９には、それぞれ凸部４２および凹部４３が形成される。リングスロット３５，３５に嵌合する金属リング集合体３１，３１の下面は、リングスロット３５，３５の下縁を構成するサドル面４６，４６に支持される。
【００２５】
而して、ドライブプーリ６からドリブンプーリ１１に向けて延びる往き側の弦部（駆動力を伝達する弦部）にある隣接する金属エレメント３２どうしは、その前側の主面３８および後側の主面３９を相互に当接させるとともに、その前側の凸部４２を後側の凹部４３に嵌合させた状態で駆動力を伝達する。またドライブプーリ６およびドリブンプーリ１１に巻き付いた金属エレメント３２は、主面３８，３９どうしの接触を解かれてロッキングエッジ４０まわりに相互に揺動し、それらプーリ６，１１の半径方向に放射状に整列する。
【００２６】
次に、図３に基づいて金属エレメント３２のピッチング方向の傾きについて考察する。金属エレメント３２は進行方向前面には、そのピッチング方向の傾きを許容すべくロッキングエッジ４０が設けられているが、実際に金属エレメント３２がピッチングを起こす揺動中心４４は、ロッキングエッジ４０よりも後方の金属エレメント３２の厚さ方向中心位置となる。なぜならば、金属エレメント３２は金属リング集合体３１にリングスロット３５を嵌合させて傾きを規制されているため、その金属エレメント３２が傾くときには金属リング集合体３１から受ける反力が最小になる位置、即ち前記揺動中心４４回りに傾くことになる。
【００２７】
さて、前述したようにドリブンプーリ１１の出口部分において、金属エレメント３２に作用する接線方向摩擦力ＦＶがピーク値を持ち、且つ金属エレメント３２間の押し力Ｅが０になるため、そのドリブンプーリ１１の出口部分において金属エレメント３２は最も傾き易くなる。
【００２８】
図３はドリブンプーリ１１の出口部分において厚さｔの金属エレメント３２に作用する力の釣合いを示すもので、ドリブンプーリ１１から金属エレメント３２に作用する接線方向摩擦力ＦＶは、金属エレメント３２のプーリ当接面３７の上下方向略略中央に位置する摩擦力作用点４５に作用し、その方向は金属エレメント３２の進行を阻止するように進行方向後ろ向きとなる。ドリブンプーリ１１の回転軸を中心とする揺動中心４４の半径をＲＬとし、ドリブンプーリ１１の回転軸を中心とする摩擦力作用点４５の半径をＲＶとすると、ロッキングエッジ４０と摩擦力作用点４５間の距離ＬはＲＬ−ＲＶで与えられる。従って、金属エレメント３２には接線方向摩擦力ＦＶによって揺動中心４４回りに反時計方向のモーメントＦＶ×Ｌが作用することになり、このモーメントＦＶ×Ｌは金属エレメント３２を前のめり（金属エレメント３２の半径方向外端、つまり上端を前方に倒す方向）に倒そうとする。
【００２９】
金属エレメント３２が前のめりに倒れると、金属リング集合体３１からサドル面４６の後端のエッジに半径方向内向きの荷重ＦＬが作用し、この荷重ＦＬは揺動中心４４回りに時計方向のモーメントＦＬ×（ｔ／２）を発生させる。従って、接線方向摩擦力ＦＶによるモーメントおよび半径方向内向きの荷重ＦＬによるモーメントが釣り合うときに、次式が成立する。
【００３０】
ＦＶ×Ｌ＝ＦＬ×（ｔ／２） …（１）
ここで金属エレメント３２のロッキングエッジ４０およびサドル面４６間の距離をＡとし、金属エレメント３２のサドル面４６およびプーリ当接面３７下端間の距離をＢとし、金属エレメント３２のロッキングエッジ４０およびプーリ当接面３７の摩擦力作用点４５間の距離をＬとしたとき、上述したように摩擦力作用点４５はプーリ当接面３７の上下方向略略中央に位置するため、
Ｂ／２＝Ａ＋Ｌ …（２）
が成立する。また本発明では、金属エレメント３２の厚さｔと、ロッキングエッジ４０およびサドル面４６間の距離Ａとの間に、
ｔ＝１．５Ａ …（３）
の関係が成立する。
【００３１】
従って、（１）式に（２）式及び（３）式を代入してｔ及びＬを消去したものをＢ／Ａについて整理すると、
Ｂ／Ａ＝２＋１．５（ＦＬ／ＦＶ） …（４）
が得られる。
【００３２】
図４に示すグラフは、金属ベルト式無段変速機Ｔを入力回転数６０００ｒｐｍ、レシオ０．６１、入力トルク可変（最大値１４．３ｋｇｆｍ）で運転したときの半径方向内向きの荷重ＦＬおよび接線方向摩擦力ＦＶを上記（４）式に代入し、得られたＢ／Ａの値をプロットしたものである。尚、金属エレメント３２の厚さｔは１．５ｍｍであり、、ここで用いられている接線方向摩擦力ＦＶは、ドリブンプーリ１１の出口部分で発生する接線方向摩擦力ＦＶのピーク値（接線方向摩擦力ＦＶがドリブンプーリ１１の巻き付き域の全域に亘り平均的に分布したと仮定したときの値の約４倍の値）である。
【００３３】
図４から明らかなように、Ｂ／Ａの値は入力トルクの増加に伴って減少し、入力トルクが最も厳しい運転条件に相当する最大値の１４．３ｋｇｆｍに達すると、ＦＶ＝１０．８４ｋｇｆ（ピーク値）、ＦＬ＝２２．６６ｋｇｆとなり、従って、Ｂ／Ａ＝５となる。即ち、本実施例ではＢ／Ａを５以下に設定すれば、運転条件が最も厳しい最高速運転時であり、かつ接線方向摩擦力ＦＶが平均値の約４倍のピーク値に達するドリブンプーリ１１の出口部分においても、半径方向内向きの荷重ＦＬによるモーメントＦＬ×（ｔ／２）を、接線方向摩擦力ＦＶによるモーメントＦＶ×Ｌよりも大きくして金属エレメント３２のピッチングを防止することができる。
【００３４】
一方、Ｂ／Ａの下限値は２≦Ｂ／Ａによって規制される。その理由を以下に説明する。 図５はＢ／Ａ＝２（つまり、Ｂ＝２ＡかつＬ＝０）に設定された金属エレメント３２がドリブンプーリ１１を離れる瞬間を示している。Ｂ＝２Ａに設定したことにより、ドリブンプーリ１１から金属エレメント３２に作用する接線方向摩擦力ＦＶの摩擦力作用点４５は揺動中心４４に一致するため、接線方向摩擦力ＦＶにより発生する揺動中心４４回りのピッチングモーメントは０になる。
【００３５】
ところで、ドリブンプーリ１１からドライブプーリ６に向かう弦部では隣接する金属エレメント３２間に隙間が発生することが知られており、金属エレメント３２をドライブプーリ６に正しく係合させるには、該金属エレメント３２がドライブプーリ６に係合する以前に前記隙間を詰めることが必要である。そのために、ドリブンプーリ１１を離れる金属エレメント３２に進行方向前方に倒れる方向のピッチングモーメントを付与し、このピッチングモーメントで金属エレメント３２を進行方向前方に付勢して前記隙間を詰めるようになっている。
【００３６】
しかしながら、Ｂ／Ａ＜２に設定すると、ロッキングエッジ４０および揺動中心４４は４０′，４４′へと下方に移動し、接線方向摩擦力ＦＶは金属エレメント３２を新たな揺動中心４４′回りに進行方向後方に倒すように作用するため、金属エレメント３２間に発生する隙間を詰めることができなくなる。従って、Ｂ／Ａの下限値を２≦Ｂ／Ａで規制することが必要となる。
【００３７】
以上のことから、図４に網目を掛けて示すように、Ｂ／Ａの好適な範囲は次のようになる。
【００３８】
２≦Ｂ／Ａ≦５ …（５）
となる。
【００３９】
図６（Ｂ）は従来の一般的な金属エレメント３２の形状を示すもので、この金属エレメント３２はロッキングエッジ４０およびサドル面４６間の距離Ａが１．２５３ｍｍに設定され、ロッキングエッジ４０および摩擦力作用点４５間の距離Ｌが２．１７４ｍｍに設定されている。従って、距離Ｌは距離Ａに対して大幅に大きくなっている。
【００４０】
それに対して、図６（Ａ）に示す本実施例の金属エレメント３２は２≦Ｂ／Ａ≦５を満たすもので、金属エレメント３２のプーリ当接面３７の高さを従来のものよりも減少させることにより、摩擦力作用点４５に位置が上方に移動してロッキングエッジ４０に接近している。その結果、ロッキングエッジ４０およびサドル面４６間の距離Ａは１．０００ｍｍに設定され、ロッキングエッジ４０および摩擦力作用点４５間の距離Ｌは１．１５３ｍｍに設定されている。従って、距離Ｌおよび距離Ａは略一致している。
【００４１】
図６（Ａ）および（Ｂ）を比較すると明らかなように、ロッキングエッジ４０および摩擦力作用点４５間の距離Ｌが大きい従来のもの（図６（Ｂ）参照）は、摩擦力作用点４５に作用する接線方向摩擦力ＦＶによって揺動中心４４回りに大きなピッチングモーメントが作用し、ドリブンプーリ１１に係合した金属エレメント３２の姿勢が不安定になり易い。それに対して、距離Ｌおよび距離Ａを略一致させたために従来のものに比べて距離Ｌが小さくなった本実施例のもの（図６（Ａ）参照）は、前記ピッチングモーメントが小さくなるためにドリブンプーリ１１に係合した金属エレメント３２の姿勢が安定する。しかも、金属エレメント３２の姿勢が安定することにより、サドル面４６，４６のエッジが金属リング集合体３１，３１の下面に強く接触することが防止され、金属リング集合体３１，３１の耐久性が向上する。
【００４２】
特に、２≦Ｂ／Ａ≦５に設定したことにより、ドリブンプーリ１１の出口部分で大きな接線方向摩擦力ＦＶが作用しても、その接線方向摩擦力ＦＶが金属エレメント３２を倒そうとするピッチングモーメントを、金属リング集合体３１，３１がサドル面４６，４６を押圧する半径方向内向きの荷重ＦＬにより発生する逆方向のピッチングモーメントで抑えることにより、金属エレメント３２の倒れを確実に防止することができるだけでなく、ドリブンプーリ１１の出口部分で金属エレメント３２が進行方向後方に倒れるのを防止し、ドリブンプーリ１１からドライブプーリ６に延びる弦部において金属エレメント３２間の隙間を効果的に減少させることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、金属エレメントのロッキングエッジおよびサドル面間の距離をＡとし、金属エレメントのロッキングエッジおよびプーリ当接面の摩擦力作用点間の距離をＬとし、金属エレメントのサドル面およびプーリ当接面下端間の距離をＢとし、金属エレメントの厚さをｔとしたときに、Ｂ／２＝Ａ＋Ｌおよびｔ＝１．５Ａが成立する無段変速機用ベルトにおいて、金属エレメントのロッキングエッジおよびサドル面間の距離Ａと、サドル面およびプーリ当接面下端間の距離Ｂとが、Ｂ／Ａ≦５の関係を満たすので、ドリブンプーリの出口部分で接線方向摩擦力がピーク値に達したときでも、接線方向摩擦力により発生する金属エレメントを進行方向前方に倒すピッチングモーメントを、金属リング集合体からリングスロットに伝達される半径方向内向きの荷重により発生する逆方向のピッチングモーメントで抑えることにより、金属エレメントの倒れを確実に防止することができる。また前記距離Ａ，Ｂが２≦Ｂ／Ａの関係を満たすので、ドリブンプーリの出口部分で金属エレメントが進行方向後方に倒れるのを防止し、ドリブンプーリからドライブプーリに延びる弦部で相互に離間した金属エレメント間の隙間を効果的に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無段変速機を搭載した車両の動力伝達系のスケルトン図
【図２】 金属ベルトの部分斜視図
【図３】 図２の３方向拡大矢視図
【図４】 Ｂ／Ａの好適な領域を示すグラフ
【図５】 Ｂ／Ａ≧２の根拠の説明図
【図６】 金属エレメントの好適な形状の説明図
【図７】 金属エレメントの接線方向摩擦力および金属エレメント間の押し力の分布を示す図
【図８】 金属エレメントの接線方向摩擦力および金属エレメント間の押し力の測定結果を示すグラフ
【図９】 金属エレメント間の押し力を測定するセンサを示す図
【図１０】 金属エレメントの接線方向摩擦力を測定するセンサを示す図
【符号の説明】
６ ドライブプーリ
１１ ドリブンプーリ
３１ 金属リング集合体
３２ 金属エレメント
３３ 金属リング
３５ リングスロット
３７ プーリ当接面
４０ ロッキングエッジ
４５ 摩擦力作用点
４６ サドル面

Claims (1)

1. 無端状の金属リング（３３）を複数枚積層した金属リング集合体（３１）と、金属リング集合体（３１）が嵌合するリングスロット（３５）を有する多数の金属エレメント（３２）とから構成され、ドライブプーリ（６）およびドリブンプーリ（１１）に巻き掛けられて両プーリ（６，１１）間で駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトであって、
   前記金属エレメント（３２）が、
   リングスロット（３５）に嵌合する金属リング集合体（３１）の下面が当接するサドル面（４６）と、
   リングスロット（３５）よりも下側に設けられてドライブプーリ（６）およびドリブンプーリ（１１）に当接するプーリ当接面（３７）と、
   前後の金属エレメント（３２）が相対的にピッチングする支点となるロッキングエッジ（４０）とを有しており、
   金属エレメント（３２）のロッキングエッジ（４０）およびサドル面（４６）間の距離をＡとし、金属エレメント（３２）のロッキングエッジ（４０）およびプーリ当接面（３７）の摩擦力作用点（４５）間の距離をＬとし、金属エレメント（３２）のサドル面（４６）およびプーリ当接面（３７）下端間の距離をＢとし、金属エレメント（３２）の厚さをｔとしたときに、Ｂ／２＝Ａ＋Ｌおよびｔ＝１．５Ａが成立するものにおいて、
   金属エレメント（３２）のロッキングエッジ（４０）およびサドル面（４６）間の距離Ａと、金属エレメント（３２）のサドル面（４６）およびプーリ当接面（３７）下端間の距離Ｂとを、
   ２≦（Ｂ／Ａ）≦５が成立するように設定したことを特徴とする、無段変速機用ベルト。

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