JP5158252B2 - 押圧式伝動ベルト - Google Patents

Description

この発明は、ベルト幅方向における中央部分にリングを嵌め込む凹部が形成された板片状の多数のエレメントを環状に配列し、それら多数のエレメントを帯状のリングに組み付けることにより環状に結束して構成した伝動ベルトに関し、特に各エレメントが先行するエレメントを順次押圧することにより２つのプーリ間で動力を伝達する押圧式伝動ベルトに関するものである。

ベルト式無段変速機などに用いられる動力伝達用のベルトとして、押圧式の伝動ベルトが知られている。一般に、この種の押圧式の伝動ベルトは、エレメントもしくはブロックなどと称される多数の板状の小片（以下、エレメント）を、それぞれ姿勢を揃えて整列させかつ環状に配列させて、リングもしくはフープもしくはバンドなどと称される環状体（以下、リング）で環状に結束することにより構成されている。そのエレメントの左右両側面は、プーリのＶ溝に対応してＶ字状に形成されたいわゆるフランク面となっている。そして、そのフランク面がプーリにおけるＶ溝の表面に接触し、その接触部分でトルクを伝達するように構成されている。

このように構成された伝動ベルトをプーリによって挟み付けると、エレメントに対してはこれを外周側に押し出す力が作用する。したがって、各エレメントを結束しているリングには張力が作用する。その状態で駆動プーリにトルクが作用して駆動プーリが回転すると、駆動プーリに挟み付けられているエレメントは、その駆動プーリと共に回転する。このとき、伝動ベルトは駆動プーリと従動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部分では、エレメントは駆動プーリから押し出され、先行する他のエレメントを押圧する。こうして順次押圧されるエレメントは、従動プーリにおけるＶ溝に入り込むとともにそのＶ溝に挟み込まれ、その従動プーリと共に回転する。すなわち、後方の他のエレメントから順次押圧されてＶ溝に入り込んで来るエレメントにより、従動プーリが回転させられる。このようにして、駆動プーリから従動プーリにトルクが伝達される。

上記のような押圧式の伝動ベルトの一例が特許第３４０６２８３号公報に記載されている。この特許第３４０６２８３号公報に記載された無段変速機用ベルトは、無端状の金属リングを複数枚積層させた金属リング集合体（金属リング）と、その金属リングが嵌め込まれるリングスロットが形成された多数の金属エレメントとを備え、駆動プーリおよび従動プーリに巻き掛けられてそれら各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、金属リングと、最内層の金属リングを支承するリングスロットのサドル面とに、それぞれクラウニングが施されている。そして、金属リングのクラウニング半径がサドル面のクラウニング半径よりも小さく設定されている。

また、特開平１−３１２２４７号公報には、柔軟性を有しかつ縦方向にはほぼ伸張しない非金属製の少なくとも１本のエンドレス心線（リング）と、このリングが嵌め込まれる溝が形成された非金属製の横方向リンク（エレメント）とからなる押し出し式横方向リンク付き伝動装置（伝動ベルト）であって、非金属製のリングを摩擦係数の小さい樹脂等でコーティングすることにより、リングとサドル面の左右に形成されたエレメントの内壁面との間の摩擦を低減するように構成された伝動ベルトが記載されている。そしてこの特開平１−３１２２４７号公報には、上記の非金属製のリングが、エラストマーあるいはゴムなどをベースにして形成されることが記載されている。

なお、特開２００１−３１７５９４号公報には、薄肉金属リングが厚さ方向に複数枚層状に重ねられ、多数のブロック（エレメント）と共に金属ベルト（伝動ベルト）を構成する薄肉金属リング複合体（リング）であって、最内周のリングがプーリと接触する部分に湾曲面を成形することにより、プーリとリングとの接触部分で発生する応力を低減するように構成された金属ベルトの薄肉金属リングが記載されている。

そして、特開２００２−１６８３０５号公報には、板厚方向に重ね合わされて、帯状のリングと共に無段変速機用ベルトを構成する板状のエレメントであって、リングが当接するサドル面が形成されたボディ部と、サドル面から延びるように形成されたピラー部とを備え、サドル面に、ベルト幅方向に弧状に延びる曲面が形成された無段変速機用ベルトのエレメントが記載されている。そしてこのエレメントの曲面が、リングが主に当接する曲率半径Ｒａの主面と、その主面よりピラー部側に設けられた曲率半径Ｒａより小さい曲率半径Ｒｂの端部面とから形成されることにより、リングとエレメントとの接触部分で発生する応力が分散させられる、と記載されている。

上記の特許第３４０６２８３号公報に記載されている無段変速機用ベルトのように、押圧式の伝動ベルトは、例えば自動車用のベルト式無段変速機など、比較的大きな伝達トルク容量が要求される伝動装置に採用される。したがって、押圧式の伝動ベルトを構成する金属製のリングには、エレメントを環状に保持するための十分な強度や剛性と、プーリに滑らかに巻き掛かるための柔軟性や可撓性との相反する２つの性質が求められる。そのため、上記の特許第３４０６２８３号公報に記載されている伝動ベルトにおける金属リング集合体や、例えば図７に示すリングのように、金属製で薄い帯状の単層のリング１０１を複数枚積層させた積層リング１００としてリングが構成されている。そうすることにより高強度でかつ適度な柔軟性を持ったリングを構成することができる。

そして、上記の特許第３４０６２８３号公報に記載されている伝動ベルトでは、エレメントのサドル面にクラウニングが施されることにより、伝動ベルトが走行する際に、サドル面とリングの最内周面との間の摩擦力の作用によってリングがエレメントのサドル面上でセンタリングされる。そのため、リングの側端面がエレメントの首部もしくは柱部やプーリのＶ溝面に当接してしまうことを回避して、偏摩耗が生じたり、耐久性が低下してしまうことを防止することができる、とされている。

しかしながら、上記のような金属リング集合体や積層リング１００を用いた伝動ベルトは、動力伝達状態でその伝動ベルトが走行する際には、例えば、積層リング１００内部の各単層リング１０１同士の間で不可避的な滑りが生じる。そのため、その滑りが損失となり、その分伝動ベルトの動力伝達効率が低下する要因となっていた。

それに対して、上記の特開平１−３１２２４７号公報に記載されている伝動ベルトのリングのように、例えばゴムや樹脂などの弾性体を材料としてリングを構成することにより、滑らかにプーリに巻き掛かるための柔軟性あるいは可撓性を備えたリングを、単層の一体構造で構成することができる。リングを単層の一体構造とすることによって、上記の金属製の積層リングのようなリング内部での不可避的な滑りが生じることがなくなるので、その滑りによる損失の発生を回避することができる。

しかしながら、例えばゴムや樹脂などの弾性体を材料として構成したリングは、適度な柔軟性や可撓性を有するものの、金属性のリングと比較すると相対的に剛性が低く、リングの張力などによりエレメントのサドル面に作用する荷重の分布が不均一になり易い。そのため、そのような相対的に剛性が低いゴム製あるいは樹脂製のリングを、例えば特許第３４０６２８３号公報に記載されているような、サドル面にクラウニングが施されたエレメントに組み合わせた場合には、エレメントのサドル面とリングの最内周面との間で作用する摩擦力が不安定になり、金属製のリングを用いた場合のような効果的なセンタリングもしくは位置決めを行うことができない可能性がある。

このように、金属製の多数のエレメントを環状に結束することにより構成され、相対的に大きな伝達トルク容量に対応可能な押圧式の伝動ベルトにおいて、リングの内部の滑りによる損失を回避し、かつエレメントに対するリングの位置決めを適正に行って偏摩耗の発生や耐久性の低下を防止するためには、未だ改良の余地があった。

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り、リングの内部における滑りによる損失を回避し、かつエレメントに対するリングの位置決めを適正に行い、偏摩耗の発生や耐久性の低下を防止することができる押圧式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、ベルト幅方向での中央部分にベルト径方向での外周側に開口する凹部が形成された多数の板片状のエレメントと、弾性材料により厚さ方向で単層に形成されるとともに前記エレメントを環状に整列させた状態で結束するために前記凹部に嵌め込まれる帯状のリングとを備えた押圧式伝動ベルトにおいて、前記リングの前記ベルト幅方向における左右の側端面に、前記ベルト幅方向での中心面に対して面対称となる左右の傾斜面が形成され、前記凹部の前記ベルト幅方向における左右の内壁面に、それぞれ、前記両傾斜面と傾きが等しくかつ前記両傾斜面よりも前記エレメントの板厚寸法当たりの平面積が小さい左右の接触平面もしくは前記両傾斜面を接面とする左右の接触曲面が形成されていることを特徴とする押圧式伝動ベルトである。

一方、この発明は、ベルト幅方向での中央部分にベルト径方向での外周側に開口する凹部が形成された多数の板片状のエレメントと、弾性材料により厚さ方向で単層に形成されるとともに前記エレメントを環状に整列させた状態で結束するために前記凹部に嵌め込まれる帯状のリングとを備えた押圧式伝動ベルトにおいて、前記凹部の前記ベルト幅方向における左右の内壁面に、前記ベルト幅方向での中心面に対して面対称となる左右の傾斜面が形成され、前記リングの前記ベルト幅方向における左右の側端面に、それぞれ、前記両傾斜面と傾きが等しくかつ前記両傾斜面よりも前記エレメントの板厚寸法当たりの平面積が小さい左右の接触平面もしくは前記両傾斜面を接面とする左右の接触曲面が形成されていることを特徴とする押圧式伝動ベルトである。

また、この発明は、上記の発明において、前記両傾斜面が、いずれも前記中心面からの距離が前記ベルト径方向での外周側から内周側へ向かうにしたがい長くなる向きに傾いた平面を含む押圧式伝動ベルトである。

そして、この発明は、上記いずれかの発明において、前記両内壁面に、前記リングが前記ベルト幅方向に拡張する弾性変形をする際にその拡張部分を収容するための逃げスペースが更に形成されている押圧式伝動ベルトである。

さらに、この発明によれば、エレメントと共に伝動ベルトを構成するリングが、エレメントよりも剛性が低い弾性体を材料にして、その厚さ方向に単層で一体構造の環状部材として形成される。そのため、伝動ベルトとして走行する際に、例えば薄い帯状のリングを複数枚積層させて形成した積層リングを用いた場合と比較して、リング内部で積層されている薄いリング同士間の滑りによる損失が発生することがないので、その分、押圧式伝動ベルトの動力伝達効率を向上させることができる。

そして、この発明では、リングの断面形状がベルト幅方向で左右対称となるように、リングの左右両側端面が傾斜面として形成される。一方、そのリングを収容するエレメントの凹部の左右両内壁面に、リングの傾斜面に接触する接触平面もしくは接触曲面が形成される。同様に、この発明では、エレメントの凹部がベルト幅方向で左右対称となるように、凹部の左右両内壁面が傾斜面として形成される。一方、その凹部に収容されるリングの左右両側端面に、凹部の傾斜面に接触する接触平面もしくは接触曲面が形成される。したがって、この発明によれば、左右の傾斜面がテーパー面となるので、エレメントの凹部にリングが嵌め込まれることにより、その凹部内のベルト幅方向においてリングがセンタリングされる。さらに、上記の接触平面もしくは接触曲面と傾斜面とが互いに接触する部分の接触面積は、いずれも傾斜面の平面積よりも小さくなる。そのため、リングの左右両側端面とエレメントの凹部の左右両内壁面とがそれぞれ接触する部分での片当たりや偏荷重の発生を防止もしくは抑制することができ、その結果、リングの側端面とエレメントの凹部の内壁面との接触部分における摩擦による損失やリングの偏摩耗を防止もしくは抑制することができる。

また、この発明によれば、左右の傾斜面の間の間隔がベルト径方向の外周側よりも内周側の方が広くなるように、それら左右の傾斜面が形成される。したがって、エレメントの凹部内にリングが嵌め込まれた状態では、リング側から見た凹部の開口部の広さが、ベルト周方向での内周側よりも外周側の方が狭くなる。そのため、エレメントの凹部にリングを嵌め込んだ場合にその凹部からのリングの抜け出しを制限して、エレメントとリングとの組み付け状態を確実に保持することができる。すなわち、エレメントとリングとから伝動ベルトを確実に構成することができる。

そして、この発明によれば、例えば伝動ベルトの負荷運転時にリングに作用する荷重によってリングがベルト幅方向に拡張するように弾性変形した場合に、その拡張部分が、エレメントの凹部の両内壁面に形成された逃げスペースに収容される。そのため、リングが荷重を受けて変形した場合であっても、リングの側端面とエレメントの凹部の内壁面との接触荷重の増大を回避もしくは抑制することができる。その結果、リングの側端面とエレメントの凹部の内壁面との接触部分における摩擦による損失やリングの偏摩耗を防止もしくは抑制することができる。

この発明に係る押圧式伝動ベルトの構成例を示す模式図であって、エレメントの構成を示す正面図およびリングの構成を示す断面図である。 この発明に係る押圧式伝動ベルトの構成例を示す模式図であって、特にエレメントの構成を示す側面図（一部断面図）である。 この発明に係る押圧式伝動ベルトの構成例を示す模式図であって、特にこの発明における傾斜面および接触平面の詳細を示す拡大図である。 この発明に係る押圧式伝動ベルトにおいてエレメントとリングとを組み付ける際の状態を説明するための模式図である。 この発明に係る押圧式伝動ベルトの構成例を示す模式図であって、特にこの発明における逃げスペースの詳細を示す拡大図である。 この発明に係る押圧式伝動ベルトの他の構成例を示す模式図であって、特にこの発明における傾斜面および接触曲面の詳細を示す拡大図である。 従来の押圧式伝動ベルトに用いられるリング（積層リング）の構成例を示す模式図である。

つぎに、この発明を図面を参照して具体的に説明する。先ず、この発明に係る押圧式伝動ベルトの構成を、図１，図２に基づいて説明する。図１，図２において、押圧式の伝動ベルトＢは、例えば、ベルト式無段変速機の駆動側（入力軸）プーリと従動側（出力軸）プーリとに巻き掛けられて、それらのプーリの間で動力を伝達するベルトの例を示している。そして、この発明におけるエレメント１は、例えば金属製の板片状の部材から構成されている。そのエレメント１の本体（基体）部２には、そのベルト幅方向（図１でのｘ軸方向）における左右の側面３，４が、テーパー状の傾斜した面として形成されている。それらテーパー状に傾斜した両側面３，４が、プーリ５のベルト巻き掛け溝（Ｖ形溝）５ａに摩擦接触してトルクを伝達するようになっている。

本体部２のベルト幅方向における左右の両端部分に、エレメント１の上下方向（図１でのｙ軸方向）での上方に延びた左右の柱部６，７がそれぞれ形成されている。したがって、本体部２の図１での上側のエッジ部分である上端面２ａと、両柱部６，７の本体部２のベルト幅方向における中央を向いた左右の内壁面６ａ，７ａとによって、エレメント１の上側、すなわち伝動ベルトＢとしての外周側に開口した開口凹部８が形成されている。

開口凹部８は、互いに密着して環状に配列されたエレメント１を環状に結束するための帯状のリング９を、その凹部内に嵌め込んで収容するための空間部分である。したがって、上記の上端面２ａが、リング９の内周面９ｉを接触させて載せるサドル面２ａとなっている。そして、この発明におけるリング９は、環状の帯状体であって、例えばゴムや樹脂などを材料とする弾性部材により、所定の柔軟性もしくは可撓性を有する単層の環状部材として形成されている。

前述したように、従来の押圧式の伝動ベルトでは、多数のエレメントと共に伝動ベルトを構成するリングとして、例えば図７に示すような金属製で環状の薄い帯状体（以下、単リング）１０１が径方向（もしくは厚さ方向）に複数層に重ねられて構成されたいわゆる積層リング１００が使用されている。その各単リング１０１同士の積層状態は、各単リング１０１の張力や各単リング１０１同士の間の摩擦力等によって保持されている。そのため、薄い金属バンド状の単リング１０１が備えている柔軟性あるいは可撓性を維持しつつ、その単リング１０１を複数枚積層させた分だけ強度を増した高強度の積層リング１００を構成することができる。

しかしながら、従来の積層リング１００は、上記のように複数の単リング１０１をそれぞれ積層させただけの構成であるため、各単リング１０１の間では相対移動が可能な構成となっていて、動力伝達の際に各単リング１０１の間で滑りが発生する。すなわち、伝動ベルトとしてプーリに巻き掛けられて動力伝達を行う際に、積層リング１００の内層側と外層側との間で摩擦力やモーメントの差が生じることなどにより、その内層側の単リング１０１と外層側の単リング１０１との間で不可避的な滑りが発生してしまう。そのため、そのような不可避的に発生する滑りが損失となり、伝動ベルトの動力伝達効率が不可避的に低下する要因となっていた。

そこで、この発明の伝動ベルトＢは、ゴムや樹脂などの弾性材料によって形成されたリング９が採用されている。弾性材料を用いることにより、リング９を、上記のような積層リング１００ではなく、その厚さ方向に単層で一体構造の環状部材として構成することができる。そのため、伝動ベルトＢとして走行する際に、上記の積層リング１００のようなリング内部の滑りによる損失が発生することがないので、その分、従来の積層リング１００を使用した伝動ベルトと比較して、この伝動ベルトＢの動力伝達効率を向上させることができる。

なお、リング９は、伝動ベルトＢに要求される強度を達成するために必要な強度とプーリ５に滑らかに巻き掛かるために必要な柔軟性あるいは可撓性とを有する弾性部材によって、単層の環状部材として構成されたものであれば、上記のようなゴムや樹脂以外の材料で構成されてもよい。例えば、繊維や金属ワイヤなどを芯材として、それをゴムや樹脂などと合成した複合材料により構成されたものであってもよい。

上記のように、伝動ベルトＢを構成する多数のエレメント１は、環状に配列された状態でリング９によって結束され、その状態で駆動側および従動側のそれぞれのプーリ５に巻き掛けられる。したがって、伝動ベルトＢがプーリ５に巻き掛けられた状態では、各エレメント１は、切れ目なくトルクを伝達するために、プーリ５の中心に対して扇状に拡がり、かつ互いに密着する必要がある。そのために、各エレメント１は、その本体部２の図１，図２での下側の部分（環状に配列した状態での中心側の部分）が薄肉に形成されている。

すなわち、本体部２の前面２ｆ（図２でのｚ軸方向における左側の面）での、エレメント１の上下方向（図１，図２でのｙ軸方向）におけるサドル面２ａの位置から下側の部分が削り落とされた状態で薄肉化されている。したがって、各エレメント１が扇形に拡がって接触する状態、言い換えると、各エレメント１がプーリ５に巻き掛かかり円弧状に配列されて伝動ベルトＢが湾曲するベルト湾曲状態で、上記のようにエレメント１の板厚が変化する境界部分で各エレメント１同士が互いに接触する。この境界部分のエッジが、いわゆるロッキングエッジ１０となっている。

この種のエレメント１のサドル面２ａは、多数のエレメント１を結束しているリング９が接触している。そのため、伝動ベルトＢがトルクを伝達している状態では、その接触圧が大きくなるのに対して、エレメント１が直線状に配列されている状態からプーリ５に巻き掛かって扇状に開く場合には、リング９とサドル面２ａとの間に摺動が生じ、それに伴って大きい摩擦力が生じる。このとき、エレメント１の上下方向における上記のサドル面２ａとロッキングエッジ１０との間隔が長くなると、リング９とサドル面２ａとの間の摩擦力によるモーメントが大きくなり、リング９とサドル面２ａとの間で一層摺動が生じ易くなる。その結果、伝動ベルトＢの運転時における摩擦損失が増大して伝動ベルトＢの伝動効率が低下してしまうおそれがある。

そのことに対して、この発明における伝動ベルトＢでは、上記のように、エレメント１の上下方向におけるサドル面２ａと同じかもしくはほぼ同じ位置にロッキングエッジ１０を形成することによって、リング９とサドル面２ａとの間の摩擦力によるモーメントを可及的に小さくすることができる。その結果、伝動ベルトＢの運転時における摩擦損失を低減して伝動ベルトＢの伝動効率を向上させることができる。

エレメント１の本体部２のベルト幅方向における中央部分には、各エレメント１がプーリ５に巻き掛からず直線状に配列されるベルト直線状態において、各エレメント１の相対的な位置を決めるためのボス１１とホール１２とが形成されている。具体的には、本体部２の前面２ｆに、外部に凸となる円錐台形状のボス１１が形成されている。そして、このボス１１とは反対側の後面２ｒ（図２でのｚ軸方向における右側の面）に、内部に凹となって隣接するエレメント１におけるボス１１を緩く嵌合させる有底の円筒形状のホール１２が形成されている。

上記のように、エレメント１は、そのロッキングエッジ１０よりも内周側（図１，図２では下側）にボス１１およびホール１２が形成され、かつこれらボス１１およびホール１２が形成されている部分の厚さが薄くなっており、そしてロッキングエッジ１０よりも外周側（図１，図２では上側）の部分が厚くなっている。したがって、リング９が直線状に引っ張られている状態でエレメント１が直線状に配列されている状態では、各エレメント１は板厚の厚い部分で相互に接触するとともに、互いのボス１１とホール１２とが嵌合する。これに対して、リング９が湾曲した状態でそのリング９の湾曲状態に応じて各エレメント１が扇状に開いたように配列されている状態では、各エレメント１はそれぞれのロッキングエッジ１０で互いに接触する。

したがって、ベルト直線状態でボス１１とホール１２とが嵌合することによって、その状態におけるエレメント１同士の図１での左右方向および上下方向における相対位置を決めることができる。そのため、プーリに巻き掛かった伝動ベルトＢの走行時におけるがたつきを防止して、この伝動ベルトＢによるベルト伝動装置を安定して運転することができる。

そして、この発明における伝動ベルトＢは、エレメント１の開口凹部８内でのベルト幅方向におけるリング９の位置をセンタリングして、リング９の片当たりや偏摩耗を防止するために、リング９のベルト幅方向における左右の側端面９ａ，９ｂ、もしくはエレメント１の開口凹部８のベルト幅方向における左右の内壁面６ａ，７ａのいずれか一方に、左右の傾斜面１３，１４が形成されている。この図１に示す構成例では、リング９の左右の側端面９ａ，９ｂに、それぞれ、左右の傾斜面１３，１４が形成されている。

具体的には、リング９の両側端面９ａ，９ｂは、それぞれ、ベルト幅方向における中心面Ｃに対して面対称となる左右の傾斜面１３，１４として形成されている。そして、それら両傾斜面１３，１４は、それぞれ、中心面Ｃからの距離がベルト径方向での外周側から内周側へ向かうにしたがい長くなる向きに傾いた平面となっている。したがって、リング９は、図１に示すように、そのベルト周方向に垂直な断面の形状が、リング９の外周面を上底とし、リング９の内周面９ｉを下底とし、かつ上底よりも下底が長い等脚台形となるように形成されている。

一方、この発明における伝動ベルトＢは、リング９のベルト幅方向における左右の側端面９ａ，９ｂ、もしくはエレメント１の開口凹部８のベルト幅方向における左右の内壁面６ａ，７ａのいずれか他方に、左右の接触平面１５，１６もしくは接触曲面１９，２０が形成されている。この図１に示す構成例では、開口凹部８の左右の内壁面６ａ，７ａに、それぞれ、左右の接触平面１５，１６が形成されている。なお、上記の接触曲面１９，２０については、図６に示して後述する。

左右の接触平面１５，１６は、具体的には、上記のような両傾斜面１３，１４とそれぞれ傾きが等しくかつ両傾斜面１３，１４よりもエレメント１の厚さ寸法当たりの平面積が小さくなるように、開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａにそれぞれ形成されている。より具体的には、図３に拡大して示すように、リング９の傾斜面１３，１４におけるエレメント１の厚さ寸法当たりの平面積Ａに対して、その平面積Ａよりも小さい平面積Ｂの左右の接触平面１５，１６が、開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａにそれぞれ形成されている。

なお、エレメント１の厚さ寸法とは、図２において厚さＴで示す寸法のことであり、ロッキングエッジ１０よりも外周側の薄肉化されていない部分におけるエレメント１の最大板厚のことである。

そして、上記の両傾斜面１３，１４と両接触平面１５，１６とが、エレメント１の開口凹部８にリング９が嵌め込まれて収容された状態で、それぞれ互いに当接するようになっている。すなわち、上記のように両傾斜面１３，１４と両接触平面１５，１６とは、それぞれ対向する面同士の傾きが等しくなるように形成されているので、リング９の幅寸法、およびエレメント１の各部の形状・寸法を適宜調整して設定することにより、開口凹部８にリング９が嵌め込まれた状態で、それら両傾斜面１３，１４と両接触平面１５，１６とを、それぞれ互いに面接触させることができる。

具体的には、上記のように両傾斜面１３，１４と両接触平面１５，１６とがそれぞれ互いに面接触するように、リング９の全幅Ｗ、すなわちリング９の内周面９ｉ側の最大幅寸法Ｗと、エレメント１の開口凹部８の開口幅Ｄ、すなわち開口凹部８の開口端側で対向する両内壁面６ａ，７ａの間の最狭距離Ｄとが、それぞれ適宜に設定されている。

このように、リング９の両傾斜面１３，１４がテーパー面となるので、そのテーパー面のくさび作用により、開口凹部８内でのベルト幅方向におけるリング９の位置がセンタリングされる。そのため、リング９の両側端面９ａ，９ｂと凹部８の両内壁面６ａ，７ａとがそれぞれ接触する部分での片当たりや偏荷重の発生を防止もしくは抑制することができる。

また、エレメント１の開口凹部８にリング９が嵌め込まれて収容された状態では、上記の両傾斜面１３，１４と両接触平面１５，１６とが互いに接触する部分の接触面積が、両傾斜面１３，１４におけるエレメント１の厚さ寸法当たりの平面積よりも小さくなる。その結果、それら両傾斜面１３，１４と両接触平面１５，１６とが互いに接触する部分、すなわちリング９の両側端面９ａ，９ｂと凹部８の両内壁面６ａ，７ａとがそれぞれ接触する部分の接触面積が減少し、それらリング９とエレメント１との接触部分における摩擦抵抗が低下する。したがって、その摩擦による損失やリング９の摩耗を防止もしくは抑制することができる。

そして、上記の開口凹部８の開口幅Ｄは、リング９の全幅Ｗよりも狭くなっている。より具体的には、図３に拡大して示すように、開口凹部８の開口幅Ｄは、片側で距離ｄ（すなわち、ｄ＝（Ｗ−Ｄ）／２）だけ短くなっている。ここで、リング９は、前述したように柔軟性もしくは可撓性を有する弾性材料によって構成されている。したがって、例えば図４に示すように、リング９のベルト幅方向での中央部分が外周側に凸となるようにリング９を湾曲させて、その湾曲させたリング９の外幅Ｗ’を開口凹部８の開口幅Ｄよりも狭くすることができる。

そのため、リング９とエレメント１とを組み付ける際には、上記のようにリング９を湾曲させることにより、そのリング９を開口凹部８の開口幅Ｄの個所を通過させて、開口凹部８内に嵌め込むことができる。そして、リング９を開口凹部８内に嵌め込んだ後に、リング９を当初の状態に戻すことにより、開口凹部８内において、開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａとリング９の両傾斜面１３，１４とをそれぞれ当接させ、同時にリング９を開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａに係止させて、開口凹部８からのリング９の離脱を防止することができる。すなわち、エレメント１とリング９とが組み付けられた状態を確実に維持することができる。

さらに、この発明における伝動ベルトＢは、開口凹部８の左右の内壁面６ａ，７ａに、それぞれ、左右の逃げスペース１７，１８が形成されている。この逃げスペース１７，１８は、開口凹部８に嵌め込まれたリング９が、ベルト幅方向に拡張する弾性変形をした場合に、その拡張部分を収容するための空間である。したがって、この逃げスペース１７，１８は、それぞれ、開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａの一部をベルト幅方向で側面３，４側に窪ませることにより形成されている。

例えば図５に示すように、開口凹部８に嵌め込まれて収容された状態のリング９に、厚さ方向で内周側を向いた荷重が作用してリング９が弾性変形すると、そのリング９が厚さ方向に偏平し、それに伴ってリング９の両側端面９ａ，９ｂがベルト幅方向に拡張する場合がある。通常時では、リング９は、その両側端面９ａ，９ｂすなわち両傾斜面１３，１４と、開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａとがそれぞれ当接した状態で開口凹部８に収容されている。そのため、開口凹部８に収容された状態のリング９がベルト幅方向に拡張するような弾性変形をすると、両傾斜面１３，１４と両内壁面６ａ，７ａとの接触面圧が増大することになる。

それに対して、この発明における伝動ベルトＢでは、上記のように両内壁面６ａ，７ａに逃げスペース１７，１８が設けられているので、リング９の両側端面９ａ，９ｂがベルト幅方向に拡張したとしても、その拡張部分を逃げスペース１７，１８に収容させて、両傾斜面１３，１４と両内壁面６ａ，７ａとの接触面圧が過剰に増大してしまうことを回避もしくは抑制することができる。そのため、リング９の両側端面９ａ，９ｂと開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａとの接触部分における摩擦による損失やリング９の偏摩耗を防止もしくは抑制することができる。

なお、上記の両逃げスペース１７，１８の形状・寸法や両内壁面６ａ，７ａにおける形成位置等は、例えば、リング９の形状・寸法や材料の硬度、開口凹部８の形状・寸法、想定される荷重や発生応力などを考慮して、設計的あるいは実験的に適宜設定することができる。

また、上述した構成例では、リング９の左右の側端面９ａ，９ｂに、それぞれ左右の傾斜面１３，１４が形成され、開口凹部８の左右の内壁面６ａ，７ａに、それぞれ両傾斜面１３，１４と面接触する左右の接触平面１５，１６が形成された構成を説明しているが、それとは反対に、この発明における伝動ベルトＢは、開口凹部８の左右の内壁面６ａ，７ａに、それぞれ左右の傾斜面１３，１４が形成され、リング９の左右の側端面９ａ，９ｂに、それぞれ両傾斜面１３，１４と面接触する左右の接触平面１５，１６が形成された構成とすることもできる。

さらに、この発明における伝動ベルトＢは、上述した左右の接触平面１５，１６に替えて、リング９の左右の側端面９ａ，９ｂ、もしくは開口凹部８の左右の内壁面６ａ，７ａに、左右の接触曲面１９，２０が形成された構成とすることもできる。例えば図６には、開口凹部８の左右の内壁面６ａ，７ａに、それぞれ左右の傾斜面１３，１４が形成され、リング９の左右の側端面９ａ，９ｂに、それぞれ左右の接触曲面１９，２０が形成された構成が示してある。

具体的には、この図６に示す構成例における開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａは、それぞれ、ベルト幅方向における中心面に対して面対称となる左右の傾斜面１３，１４として形成されている。そして、それら両傾斜面１３，１４は、それぞれ、中心面からの距離がベルト径方向での外周側から内周側へ向かうにしたがい長くなる向きに傾いた平面となっている。

一方、この図６に示す構成例におけるリング９の両側端面９ａ，９ｂには、それぞれ、開口凹部８の両傾斜面１３，１４と平行な平面を接面とする左右の接触曲面１９，２０が形成されている。すなわち、この図６に示す構成例では、開口凹部８にリング９を嵌め込んで収容させた状態では、開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａに形成された両傾斜面１３，１４が、接面としてリング９の両接触曲面１９，２０にそれぞれ当接することになる。したがって、言い換えると、この図６に示す構成例におけるリング９の両側端面９ａ，９ｂには、それぞれ、開口凹部８の両傾斜面１３，１４を接面とする左右の接触曲面１９，２０が形成されている。

この図６に示す構成例においても、上記の両内壁面６ａ，７ａに形成された両傾斜面１３，１４と、リング９の両接触曲面１９，２０とが、エレメント１の開口凹部８にリング９が嵌め込まれて収容された状態で、それぞれ互いに当接するようになっている。すなわち、上記のように両傾斜面１３，１４と両接触曲面１９，２０とは、両傾斜面１３，１４がそれぞれ両接触曲面１９，２０の接面となるように形成されているので、リング９の幅寸法、およびエレメント１の各部の形状・寸法を適宜調整して設定することにより、開口凹部８にリング９が嵌め込まれた状態で、それら両傾斜面１３，１４と両接触曲面１９，２０とを、それぞれ互いに線接触させること、もしくは、実質的に狭い範囲で面接触させることができる。

このように、この図６に示す構成例においても、開口凹部８に形成された両傾斜面１３，１４が、いわゆるテーパー状のガイド面となるので、その部分のくさび作用により、開口凹部８内でのベルト幅方向におけるリング９の位置がセンタリングされる。そのため、リング９の両側端面９ａ，９ｂと凹部８の両内壁面６ａ，７ａとがそれぞれ接触する部分での片当たりや偏荷重の発生を防止もしくは抑制することができる。

また、エレメント１の開口凹部８にリング９が嵌め込まれて収容された状態では、上記の両傾斜面１３，１４と両接触曲面１９，２０とが互いに接触する部分は、理論上では線接触することになる。したがって、弾性材料により形成されるリング９の変形を考慮した場合でも、それら両傾斜面１３，１４と両接触曲面１９，２０とが互いに接触する部分の接触面積は、両傾斜面１３，１４におけるエレメント１の厚さ寸法当たりの平面積よりも十分に小さくなる。そのため、この図６に示す構成例においても、リング９とエレメント１との接触部分における摩擦による損失やリング９の摩耗を防止もしくは抑制することができる。

以上のように、この発明における伝動ベルトＢによれば、エレメント１と共にこの伝動ベルトＢを構成するリング９が、例えば金属製のエレメント１よりも剛性が低いゴムや樹脂などの弾性材料により、その厚さ方向に単層で一体構造の環状部材として形成される。そのため、伝動ベルトＢとして走行する際に、リング９の内部で滑りなどによる損失が発生することがないので、その分、伝動ベルトＢの動力伝達効率を向上させることができる。

そして、この発明における伝動ベルトＢでは、例えば、リング９の断面形状がベルト幅方向で左右対称となるように、リング９の両側端面９ａ，９ｂが傾斜面１３，１４として形成される。また、そのリング９を収容するエレメント１の開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａに、上記のリング９の両傾斜面１３，１４にそれぞれ接触する接触平面１５，１６もしくは接触曲面１９，２０が形成される。あるいは、エレメント１の開口凹部８がベルト幅方向で左右対称となるように、その開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａが傾斜面１３，１４として形成される。また、その開口凹部８に収容されるリング９の両側端面９ａ，９ｂに、開口凹部８の傾斜面１３，１４に接触する接触平面１５，１６もしくは接触曲面１９，２０が形成される。

したがって、この発明における伝動ベルトＢによれば、リング９もしくはエレメント１に形成される左右の傾斜面１３，１４がテーパー面もしくはテーパー状のガイド面となる。そのため、開口凹部８にリング９が嵌め込まれると、両傾斜面１３，１４のテーパー部分のいわゆるくさび作用により、その開口凹部８内のベルト幅方向においてリング９がセンタリングされる。

さらに、開口凹部８にリング９が嵌め込まれた状態で両傾斜面１３，１４にそれぞれ対向する部分には、両傾斜面１３，１４よりもエレメントの板厚寸法当たりの平面積が小さい接触平面１５，１６もしくは接触曲面１９，２０が形成される。したがって、それら両接触平面１５，１６もしくは両接触曲面１９，２０と両傾斜面１３，１４とがそれぞれ互いに接触する部分の接触面積は、いずれも両傾斜面１３，１４のエレメントの板厚寸法当たりの平面積よりも小さくなる。そのため、リング９の両側端面９ａ，９ｂと開口凹部８の両内壁面６ａ，７ａとがそれぞれ接触する部分での片当たりや偏荷重の発生を防止もしくは抑制することができ、その結果、それらリング９とエレメント１との接触部分における摩擦による損失やリング９の偏摩耗を防止もしくは抑制することができる。

なお、この発明は上述した具体例に限定されない。例えば上述した具体例では、この発明に係る押圧式伝動ベルトがベルト式無段変速機に適用された構成を例に挙げて説明しているが、この発明に係る押圧式伝動ベルトは、ベルト式無段変速機に限らず、ベルトとプーリとによって構成される他の巻き掛け伝動装置（ベルト伝動装置）における動力伝達用の押圧式の伝動ベルトとして適用することができる。

Claims (4)

1. ベルト幅方向での中央部分にベルト径方向での外周側に開口する凹部が形成された多数の板片状のエレメントと、弾性材料により厚さ方向で単層に形成されるとともに前記エレメントを環状に整列させた状態で結束するために前記凹部に嵌め込まれる帯状のリングとを備えた押圧式伝動ベルトにおいて、
   前記リングの前記ベルト幅方向における左右の側端面に、前記ベルト幅方向での中心面に対して面対称となる左右の傾斜面が形成され、
   前記凹部の前記ベルト幅方向における左右の内壁面に、それぞれ、前記両傾斜面と傾きが等しくかつ前記両傾斜面よりも前記エレメントの板厚寸法当たりの平面積が小さい左右の接触平面もしくは前記両傾斜面を接面とする左右の接触曲面が形成されている
   ことを特徴とする押圧式伝動ベルト。
2. ベルト幅方向での中央部分にベルト径方向での外周側に開口する凹部が形成された多数の板片状のエレメントと、弾性材料により厚さ方向で単層に形成されるとともに前記エレメントを環状に整列させた状態で結束するために前記凹部に嵌め込まれる帯状のリングとを備えた押圧式伝動ベルトにおいて、
   前記凹部の前記ベルト幅方向における左右の内壁面に、前記ベルト幅方向での中心面に対して面対称となる左右の傾斜面が形成され、
   前記リングの前記ベルト幅方向における左右の側端面に、それぞれ、前記両傾斜面と傾きが等しくかつ前記両傾斜面よりも前記エレメントの板厚寸法当たりの平面積が小さい左右の接触平面もしくは前記両傾斜面を接面とする左右の接触曲面が形成されている
   ことを特徴とする押圧式伝動ベルト。
3. 前記両傾斜面は、いずれも前記中心面からの距離が前記ベルト径方向での外周側から内周側へ向かうにしたがい長くなる向きに傾いた平面を含む請求項１または２に記載の押圧式伝動ベルト。
4. 前記両内壁面に、前記リングが前記ベルト幅方向に拡張する弾性変形をする際にその拡張部分を収容するための逃げスペースが更に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の押圧式伝動ベルト。

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