JP5522085B2 - 無端金属ベルト - Google Patents

Description

本発明は、板状の金属片であるエレメントを複数個環状に配列し、金属製のリングによって結束した無端金属ベルトに関する。

無端金属ベルトは、車両用の無段変速機に使用され、下記特許文献１にその一例が開示されている。図４は、同文献に記載された無端金属ベルトを示す斜視図である。また、図５は、無端金属ベルトを構成するエレメントを示した図である。無端金属ベルト１００は、複数の帯状リングを重ね合わせた積層リング１０１と、環状に配置された複数のエレメント１０２によって構成され、互いに接触するエレメント１０２同士の押圧力によってトルクを伝達するものである。

積層リング１０１は、マルエージング鋼によって形成された薄板の帯状リングが層状に複数本重ね合わされたものである。一方のエレメント１０２は、鋼板が図５に示す形状に打ち抜かれたものである。エレメント１０２の形状は、積層リング１０１が当てられるサドル部１２１に首部１２２を介して抜止め部１２３が形成されている。サドル部１２１には、首部１２２を挟んだ左右両側にサドル面１２５が形成され、抜止め部１２３との間に積層リング１０１が挿入されるようになっている。首部１２２には、サドル部１２１や抜止め部１２３と形状が変化する部分に応力が集中しないように、曲線状に切り欠いたＲ部１２７が形成されている。

特開２００９−２７０６９６号公報

従来の無端金属ベルト１００は、駆動プーリと従動プーリとの間で動力を伝達する場合、図６に示すように、積層リング１０１の幅方向端部１１１がＲ部１２７に入り込んでしまい、当該部分に曲げが生じることになる。そのため、積層リング１０１にかかる力としては、引張り応力や周方向の曲げ応力に加え、こうしたＲ部１２７による幅方向の曲げ応力がある。なお、図６は、図４に示す無端金属ベルトの使用時において図５のＱ部を拡大して示した図である。

積層リング１０１は、こうした各応力を考慮して強度設計が行われるが、作用する全体の応力が大きくなれば、構成する帯状リング１１２の積層数が多くなってしまう。この点、帯状リング１１２には高価なマルエージング鋼が使用されているため、価格の面を考慮すると積層リング１０１に使用する材料を減らすことが望ましい。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、価格を下げた無端金属ベルトを提供することを目的とする。

本発明に係る無端金属ベルトは、複数の帯状リングを重ね合わせた積層リングと、首部を挟んで両側に前記積層リングが位置するサドル面が形成された板材からなるエレメントとを備え、複数の前記エレメントが板厚方向に重ねることにより環状に配置され、当該複数のエレメントに対して前記サドル面に前記積層リングを嵌め合わせたものであり、前記エレメントには、前記サドル面から首部にかけて形状が変化する部分に、前記サドル面の位置から凹んだ形状の曲面のＲ部が形成され、前記サドル面に接する前記積層リングの幅方向端部を前記Ｒ部で支えるべく前記Ｒ部に詰物が設けられたものであることを特徴とする。

また、本発明に係る無端金属ベルトは、前記詰物が、環状に複数配置された前記エレメントからなる前記Ｒ部によって構成された溝に嵌め合わされる環状のリング部材であることが好ましい。
また、本発明に係る無端金属ベルトは、前記詰物が、周方向に見た断面形状が前記Ｒ部の形状に合わせてゴム材や樹脂によって形成され、前記積層リングが摺接する面に耐摩耗性を向上させる保護膜が形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る無端金属ベルトは、前記詰物が、周方向に見た断面形状が前記Ｒ部の形状に合わせてゴム材や樹脂に繊維を入れた繊維強化材よって形成され、前記積層リングが摺接する面に耐摩耗性を向上させるための保護膜が形成されたものであることが好ましい。

本発明によれば、詰物によって積層リングの幅方向端部が曲がってしまうことがなくなり、その部分の曲げ応力を考慮しなくてよくなるため、積層リングを従来のものに比べて積層数を減らしたり、より安価な素材を使用することが可能になり無端金属ベルトの価格を下げることになる。

無端金属ベルトの実施形態を示す斜視図である。 実施形態の無端金属ベルトを周方向に見た断面図である。 図２のＰ部を示したＲ部の拡大図である。 従来の無端金属ベルトを示す斜視図である。 無端金属ベルトを構成するエレメントを示した図である。 図５のＱ部に相当する無端金属ベルトの一部拡大図である。

次に、本発明に係る無端金属ベルトの実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の無端金属ベルトを示す斜視図であり、図２は、本実施形態の無端金属ベルトを周方向に見た断面図である。この無端金属ベルト１０は、図４に示す従来例と同様に構成されたものであり、複数の帯状リング３１を重ね合わせた積層リング１１と、環状に配置された複数のエレメント１２とからなるものである。なお、図１では積層リング１１を片側しか示していないが、本来は図２に示すように２本の積層リング１１で構成されている。

更に、本実施形態の無端金属ベルト１０には、エレメント１２に形成されたＲ部２７に詰物となる支持リング１３が設けられている。図３は、図２のＰ部を示したＲ部２７の拡大図である。エレメント１２には、サドル部２１から首部２２に形状が変化する部分に応力集中を避けるためのＲ部２７が形成されている。このＲ部２７は、複数のエレメント１２が重ねられたとき一方向に連続する溝形状になる。本実施形態では、こうしたＲ部２７による溝部分に支持リング１３が装填される。環状の支持リング１３は、複数配置されたエレメント１２に対して嵌め合わされるものであり、同じく環状に嵌め合わされた積層リング１１の幅方向端部３２が重なる位置にある。

支持リング１３は、積層リング１１の幅方向端部が曲がってしまわないように支えとなるものであり、その上面がエレメント１２のサドル面２５とほぼ同じ高さになるように形成されている。支持リング１３の断面形状は、Ｒ部２７に倣うように湾曲したＲ面２７１と、サドル面２５の高さに揃うようにした平面２７２とを有している。そして、無端金属ベルト１０の組立に当たっては、複数のエレメント１２を重ねてセットした後にＲ部２７が連続する溝部に支持リング１３が嵌め合わされ、Ｒ面２７１がＲ部２７に嵌り込む。さらに積層リング１１がサドル面２５に重ねて嵌め合わされ、幅方向端部３２が平面２７２の上に重なる。

このとき、支持リング１３は、ある程度変形させてエレメント１２のＲ部２７にセットできるようにする必要があり、更に無端金属ベルト１０の作動中にはプーリの径に応じて曲がらなければならない。そのため、支持リング１３は、例えばＯリングのようなゴム材の他、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの樹脂によって形成される。しかし、作動中には支持リング１３に対して積層リング１１が摺接するため、ゴム材や樹脂だけで形成したのでは直ぐに摩耗してしまう。そこで、積層リング１１が摺接する平面２７２には、耐摩耗性を向上させるためのＤＬＣコーティングを施した保護膜２７３が形成され、エレメント１２と同程度の硬度をもった表面が形成される。

ところで、積層リング１１が動力を伝達している間、支持リング１３はその積層リング１１によって強い力で押さえ付けられる。そのため、支持リング１３が変形して積層リング１１の幅方向端部３２に曲げが生じてしまったのでは本来の効果が得られない。そこで、支持リング１３は変形分を考慮してＲ部２７の深さよりも厚い寸法で形成することが考えられる。更に、支持リング１３を形成する材料として、例えば強化繊維によって補強した繊維強化ゴムや、樹脂に対してガラス繊維などを入れた繊維強化樹脂を使用することが有効である。このように支持リング１３を形成する材料に繊維を入れて異方性を持たせることで、Ｒ部２７の深さ方向にのみ剛性を高めて変形を抑えることができるからである。

こうして構成された無端金属ベルト１０は、駆動プーリと従動プーリに巻き掛けられ、動力源のトルクが伝達された駆動プーリから、その動力が摩擦力によってエレメント１２に伝達される。各エレメント１２同士の間では押圧力により動力が伝達され、そうしたエレメント１２から従動プーリに対して摩擦力によって動力が伝達される。動力の伝達が行われる間、エレメント１２の回転により積層リング１１とサドル面２５との間に摺動が生じ、その摺動に伴って大きい摩擦力が生じている。その際、積層リング１１は幅方向端部３２が支持リング１３の上に載っているため、幅方向に見て直線形状が保たれている。

よって、本実施形態の無端金属ベルト１０では、積層リング１１が支持リング１３に支えられ、幅方向端部３２に曲げ応力が生じないようにすることができた。そのため、積層リング１１の設計に当たって幅方向端部３１に作用する曲げ応力を考慮する必要がなくなり、例えば帯状リング３１が従来のものと同じ厚さのものであるならば、その積層数を減らすことができる。これにより積層リング１１の価格、更には無端金属ベルト１０の価格を下げることになる。

以上、本発明に係る無端金属ベルトの実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、Ｒ部２７を支持リング１３によって塞ぐようにしたが、その詰物は積層リング１１の幅方向端部３２の曲げを防止すればよいものなので、周全体を塞ぐリング形状の詰物である必要はなく、エレメント１２毎のＲ部２７に嵌め込むものや、Ｒ部２７によってできた溝を部分的に塞ぐようにしたものであってもよい。

１０ 無端金属ベルト
１１ 積層リング
１２ エレメント
１３ 支持リング
２１ サドル部
２２ 首部
２５ サドル面
２７ Ｒ部
３１ 帯状リング
３２ 幅方向端部

Claims (4)

1. 複数の帯状リングを重ね合わせた積層リングと、首部を挟んで両側に前記積層リングが位置するサドル面が形成された板材からなるエレメントとを備え、複数の前記エレメントが板厚方向に重ねることにより環状に配置され、当該複数のエレメントに対して前記サドル面に前記積層リングを嵌め合わせた無端金属ベルトにおいて、
   前記エレメントには、前記サドル面から首部にかけて形状が変化する部分に、前記サドル面の位置から凹んだ形状の曲面のＲ部が形成され、前記サドル面に接する前記積層リングの幅方向端部を前記Ｒ部で支えるべく前記Ｒ部に詰物が設けられたものであることを特徴とする無端金属ベルト。
2. 請求項１に記載する無端金属ベルトにおいて、
   前記詰物は、環状に複数配置された前記エレメントからなる前記Ｒ部によって構成された溝に嵌め合わされる環状のリング部材であることを特徴とする無端金属ベルト。
3. 請求項１又は請求項２に記載する無端金属ベルトにおいて、
   前記詰物は、周方向に見た断面形状が前記Ｒ部の形状に合わせてゴム材や樹脂によって形成され、前記積層リングが摺接する面に耐摩耗性を向上させるための保護膜が形成されたものであることを特徴とする無端金属ベルト。
4. 請求項１又は請求項２に記載する無端金属ベルトにおいて、
   前記詰物は、周方向に見た断面形状が前記Ｒ部の形状に合わせてゴム材や樹脂に繊維を入れた繊維強化材よって形成され、前記積層リングが摺接する面に耐摩耗性を向上させる保護膜が形成されたものであることを特徴とする無端金属ベルト。

Images