JP5565386B2 - 伝動ベルト - Google Patents

Description

この発明は、多数の板片状のエレメントを姿勢を揃えて配列させて、金属製の帯状のリングを複数積層させた積層リングによって環状に結束することにより構成される伝動ベルトに関するものである。

ベルト式無段変速機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。この種の伝動ベルトは、通常、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をそれぞれ環状に整列させて、リングもしくはフープなどと称される環状体で結束することにより構成されている。

そのような伝動ベルトの一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている「無段変速機用ベルト」は、複数枚の金属リングを積層させた金属リング集合体（積層リング）によって複数個の金属エレメントを支持した無段変速機用ベルトであって、少なくとも最内層の金属リングの内周面に山脈状の突出部が形成され、金属リングの進行方向と直角方向に計測した突出部の初期摩耗後の平均接触幅ｗが１６μｍ以下となるように構成されている。これにより、幅の狭い突出部の頂部に生じたピッチング（微小なひび割れ）の深さ方向への進展を阻止し、その浅いピッチングを金属エレメントとの接触による摩耗で消失させ、クラックの発生を防止することができる、とされている。また、金属リングと金属エレメントとの間のなじみが進行すると、それらの間の面圧が低下してピッチングが発生し難くなり、かつ突出部の頂部が摩耗して面粗度が良くなるので、潤滑性が向上して金属リングの耐久性が向上する、ともされている。

また、特許文献２には、複数の薄肉の金属製リングが相互に摺動自在に積層されて形成されたリング集合体（積層リング）と、そのリング集合体の長手方向に並列してリング集合体に摺動自在に支持された多数の金属製ブロック（エレメント）とから構成された「無端金属ベルト」に関する発明が記載されている。この特許文献２に記載されている金属ベルトは、隣接する金属製リング間の摺接面の少なくとも一方に潤滑油保持用の溝が形成され、金属製ブロックのサドル面と摺接するリング集合体の最内周の金属製リングの内周面が、潤滑油保持用の溝が形成されていない平滑面となるように構成されている。

そして、特許文献３には、圧延加工した素材リングを熱処理して素材リングを硬化させた後に、表面の耐摩耗性を向上させる窒化処理を施し、その窒化処理後に、素材リングの表面に油溜り用の多数の窪みを形成するようにした「金属製多層ベルトの製造方法」に関する発明が記載されている。

なお、特許文献４には、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンクを、それらリンク同士の長さ方向の屈曲が可能なように連結した「動力伝達チェーン」に関する発明が記載されている。このに記載されている動力伝達チェーンは、隣り合うリンク同士が互いに接触させられているとともに、リンクの少なくとも片方の面に、潤滑油を保持し易くするための複数のディンプルが形成されている。

特開２００４−１１８８７号公報 特開２００１−２８０４２７号公報 特開平９−３２３１３３号公報 特開２００８−１９０５５４号公報

上記の各特許文献に記載されているような多数のエレメントと金属製の積層リングとから構成される伝動ベルトでは、動力伝達を行う運転時に、エレメントのサドル面と積層リングの最内層のリングの内周面との間、および積層リングの各層のリング同士の間で、不可避的な滑りおよびそれに伴う摩耗が発生する。そのため、上記のような伝動ベルトには、摩擦による発熱や摩耗を抑制するために潤滑油が供給される。その場合、例えば上記の特許文献１に記載されている「無段変速機用ベルト」や、特許文献２に記載されている「無端金属ベルト」のように、リングの表面に山脈状の突出部や潤滑油保持用の溝などを形成することにより、それら各突出部間の谷間あるいは溝に潤滑油を保持させて、ベルトの潤滑性を向上させることが考えられる。

しかしながら、上記の特許文献１や特許文献２に記載されている突出部や溝は、いずれも、リング表面のリング幅方向全体にわたって格子状もしくは網目状に形成されているので、ベルトに供給された潤滑油は、各突出部間の谷間や溝に一旦は保持されるものの、ベルトの運転中にリングの外部に排出されてしまう。その結果、潤滑油による冷却や潤滑の効果が低下してしまう可能性がある。

また、上記の特許文献１に記載されている山脈状の突出部は、最内層リングの内周面に形成される場合は、上記のように、エレメントのサドル面と最内層リングの内周面との間のなじみが進行することにより、面粗度が良好になり潤滑性が向上する、とされている。しかしながら、突出部が積層リングの各層のリング同士の対向面に形成される場合には、最内層リングの内周面に突出部が形成される場合と比較して、それら対向面間の面圧が低くなじみが進行し難いことから、突出部の摩擦抵抗により摩擦損失が増大してしまう可能性がある。

これに対して、上記の特許文献３や特許文献４に記載されている油溜まり用の窪みやディンプルなどをリングの表面に形成することにより、上記のような格子状もしくは網目状の突出部や溝を形成した場合と比較して、リングの表面にオイルを保持し易くなる。しかしながら、上記のような積層リングを用いた伝動ベルトでは、上記の特許文献３や特許文献４に記載されているような潤滑油の保持を目的とした窪みやディンプルであっても、それら窪みやディンプルが最内層リングやそれ以外の各層のリングに一律に形成されると、伝動ベルトの各摺動部位に対して必ずしも最適な潤滑状態にはならない場合がある。

すなわち、図１７に示すように、上記のような積層リングを用いた伝動ベルトでは、エレメントのサドル面と最内層リングの内周面との間と、積層リングの各層のリング同士の間とで、それらの間の摩擦・潤滑状態が異なっている。エレメントのサドル面と最内層リングの内周面との間は、相対的に摩擦係数が大きく、また相対的に面圧が高く滑り速度が速い境界潤滑状態で摩擦が発生している。一方、積層リングの各層のリング同士の間は、相対的に摩擦係数が小さく、また相対的に面圧が低く滑り速度が遅い混合潤滑状態で摩擦が発生している。したがって、エレメントのサドル面と最内層リングの内周面との間と、積層リングの各層のリング同士の間とでは、それらの間の各摺動部位を最適に潤滑するための条件が異なることになる。そのため、上記のような窪みやディンプルをリングの表面に一律に形成した場合は、潤滑油による冷却や潤滑の効果を十分に得られない可能性がある。

このように、多数のエレメントと金属製の積層リングとから構成される伝動ベルトに対して、エレメントと積層リングとの間、および積層リングの各層のリング同士の間の摩擦・潤滑状態が異なるいずれの部位においても、それぞれの摩擦・潤滑状態に応じて適切に潤滑油を供給し、その潤滑油による良好な潤滑効果を得るためには、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、エレメントと積層リングとの間、および積層リングを形成する各層のリング同士の間のいずれにおいても、潤滑油による潤滑を良好に行うことにより、摩擦損失を低減しかつ耐久性を向上させることが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、請求項１の発明は、板厚方向に整列させた多数の板片状のエレメントを、複数の帯状のリングを積層させて形成した積層リングで環状に結束することにより構成される伝動ベルトにおいて、前記積層リングを形成する際に互いに重なり合う前記リング同士の対向面の間に形成された、潤滑油を保持することが可能な容積を有する第１閉空間と、前記エレメントを結束している前記積層リングの各層を構成する前記リングのうち最内層に位置する最内層リングの内周面と、前記エレメントのサドル面との間に形成された、前記第１閉空間よりも容積が大きい第２閉空間とを備え、前記第１閉空間は、前記リングの内周面および外周面の少なくとも一方に形成された第１凹部と、隣接する他の前記リングの対向面とによって形成される閉空間を含み、前記第２閉空間は、前記最内層リングの内周面および前記サドル面の少なくとも一方に形成されかつ開口径および谷深さならびに形成密度の少なくともいずれか１つの値が前記第１凹部よりも大きい第２凹部と、それに対向する前記サドル面および前記最内層リングの内周面の少なくとも一方とによって形成される閉空間を含んでいて、前記第１凹部および前記第２凹部は、前記リングの幅方向における中央部分に形成されているとともに、前記第１凹部および前記第２凹部が形成された前記中央部分の摩擦係数は、前記幅方向において前記中央部分を挟む両端部分の摩擦係数よりも小さいことを特徴とする伝動ベルトである。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１凹部および前記第２凹部は、前記リングの幅方向における中央部分のみに形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。

また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記第１凹部が形成された面は、ＩＳＯ １３５６５−２（ＪＩＳ Ｂ０６７１−２）に規定される突出谷部深さＲｖｋの値が予め定めた基準谷部深さよりも小さいプラトー構造表面となっていて、前記第２凹部が形成された面は、前記突出谷部深さＲｖｋの値が前記基準谷部深さよりも大きいプラトー構造表面となっていることを特徴とする伝動ベルトである。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記第１凹部が形成された面および前記第２凹部が形成された面の少なくとも一方は、ＩＳＯ １３５６５−２（ＪＩＳ Ｂ０６７１−２）に規定される突出山部高さＲｐｋの値が予め定めた基準山部高さよりも小さいプラトー構造表面となっていることを特徴とする伝動ベルトである。

また、請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかの発明において、前記最内層リングを含む全ての前記リングの内周面および外周面の少なくともいずれか一方に、前記第１凹部が形成され、前記サドル面に、前記第２凹部が形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。

また、請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記第１凹部は、前記リングの幅方向における中央部分に形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。

また、請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記第１凹部が形成された前記中央部分の摩擦係数は、前記幅方向において前記中央部分を挟む両端部分の摩擦係数よりも小さいことを特徴とする伝動ベルトである。

また、請求項８の発明は、請求項６または７の発明において、前記第１凹部は、前記リングの幅方向における中央部分のみに形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。

請求項１の発明によれば、積層リングの各層を構成するリング同士の間、および、エレメントのサドル面と積層リングの最内層リングの内周面との間に、それぞれ、第１閉空間および第２閉空間が形成される。その結果、第１閉空間には、伝動ベルトに供給された潤滑油を所定の容積分貯留させて保持することができる。そして積層リングの各層のリング同士の間の面圧や摩擦の作用によって第１閉空間に保持された潤滑油がその第１閉空間から排出されることにより、積層リングの各層のリング同士の間に潤滑油を供給することができる。また、第２閉空間には、第１閉空間よりもより多くの潤滑油を貯留させて保持することができる。そして最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間の面圧や摩擦の作用によって第２閉空間に保持された潤滑油がその第２閉空間から排出されることにより、最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間に潤滑油を供給することができる。

前述したように、積層リングを用いた伝動ベルトでは、積層リングの各層のリング同士の間、および、積層リングの最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間における摩擦・潤滑状態がそれぞれ異なっている。すなわち、積層リングの各層のリング同士の間では、いわゆる混合潤滑状態となっていて、相対的に面圧および滑り速度が低い状態で摩擦が発生する。一方、最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間では、いわゆる境界潤滑状態となっていて、上記の積層リングの各層のリング同士の間における摩擦・潤滑状態と比較して、面圧および滑り速度が高い状態で摩擦が発生する。すなわち、より厳しい摩擦・潤滑状態となっている。したがって、最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間には、積層リングの各層のリング同士の間よりもより多くの潤滑油を供給する必要がある。それに対応してこの発明における伝動ベルトでは、上記のように、積層リングの各層のリング同士の間に、第１閉空間で保持した潤滑油を供給することができる。それとともに、摩擦・潤滑状態がより厳しい最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間に、第２閉空間で保持したより多くの潤滑油を供給することができる。そのため、積層リングの各層のリング同士の間、および、積層リングの最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間のいずれに対しても、それぞれの摩擦・潤滑状態に応じて適切に潤滑油を供給することができる。その結果、伝動ベルトの摩擦損失を低減し、かつ耐久性を向上させることができる。

また、上記のように積層リングの各層のリング同士の間に潤滑油を保持するための第１閉空間が、各層のリングの内周面および外周面の少なくとも一方に形成された第１凹部と、それに対向する面、すなわち隣接する他のリングの対向面とによって構成される。また、上記のように最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間に潤滑油を保持するための第２閉空間が、最内層リングの内周面およびサドル面の少なくとも一方に形成された第２凹部と、それに対向する面、すなわちサドル面もしくは最内層リングの内周面とによって構成される。したがって、第１閉空間は、積層リングの対象とする面に第１凹部を形成することにより容易に構成することができる。同様に、第２閉空間は、最内層リングの内周面あるいはサドル面に第２凹部を形成することにより容易に構成することができる。例えば、リングの内周面もしくは外周面に、所定の粒径のショットを用いたショットピーニングを施すことにより、第１凹部を容易に形成することができる。そして、例えば最内層リングの内周面あるいはサドル面に、第１凹部に用いるものよりも粒径が大きいショットを用いたショットピーニングを施すことにより、第１凹部よりも開口径あるいは谷深さが大きな第２凹部を容易に形成することができる。また、例えば第１凹部よりもより長い噴射時間でショットピーニングを施すことにより、第１凹部よりも形成密度が高い第２凹部を容易に形成することができる。
また、上記のような第１凹部および第２凹部が、積層リングの幅方向における中央部分に形成される。そのため、サドル面に対する積層リングの位置が積層リングの幅方向における中央部分から左右にずれた場合に、積層リングの位置を中央部分に戻すいわゆるセンタリング機能を持たせることができる。
そして、上記のように第１凹部および第２凹部が形成された積層リングの幅方向における中央部分は、その幅方向における両端部分よりも摩擦係数が小さくなるように形成される。そのため、上記のようなセンタリング機能をより確実に持たせることができる。

また、請求項３の発明によれば、第１凹部が形成される面が、突出谷部深さＲｖｋが予め設定した基準値すなわち基準谷部深さよりも小さいプラトー構造表面となるように形成される。そのため、積層リングの各層のリング同士の間の摩擦係数を低下させることができ、その結果、積層リングの各層間で生じる摩擦損失を低減することができる。同様に、第２凹部が形成される面が、突出谷部深さＲｖｋが基準谷部深さよりも大きいプラトー構造表面となるように形成される。そのため、最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間の摩擦係数を低下させることができ、その結果、積層リングとサドル面との間で生じる摩擦損失を低減することができる。また、最内層リングとサドル面との間の摩擦係数が低下することにより、最内層リングとサドル面との間で発生する動摩擦と静摩擦との差が小さくなる。その結果、最内層リングがサドル面に対して滑りを繰り返す際に発生する摩擦による応力振幅を減少させることができ、ひいては伝動ベルトの耐久性を向上させることができる。

また、請求項４の発明によれば、第１凹部が形成される面が、突出山部高さＲｐｋが予め設定した基準値すなわち基準山部高さよりも小さいプラトー構造表面となるように形成される。そのため、積層リングの各層のリング同士の間の摩擦係数を確実に低下させることができ、その結果、積層リングの各層間で生じる摩擦損失を確実に低減することができる。同様に、第２凹部が形成される面が、突出山部高さＲｐｋが基準山部高さよりも小さいプラトー構造表面となるように形成される。そのため、最内層リングの内周面とエレメントのサドル面との間の摩擦係数を確実に低下させることができ、その結果、積層リングとサドル面との間で生じる摩擦損失を確実に低減することができる。

また、請求項５の発明によれば、積層リングを構成する各層のリングに対して、最内層リングも含めて全てに同じ加工を施すことにより第１凹部を形成することができる。そのため、各層のリング同士の間に第１閉空間を生産性良く形成することができる。そして、エレメントのサドル面に第２凹部を形成することにより、最内層リングの内周面とサドル面との間に第２閉空間を容易に形成することができる。

また、請求項６の発明によれば、上記のような第１凹部が、積層リングの幅方向における中央部分に形成される。そのため、サドル面に対する積層リングの位置が積層リングの幅方向における中央部分から左右にずれた場合に、積層リングの位置を中央部分に戻すいわゆるセンタリング機能を持たせることができる。

そして、請求項７の発明によれば、上記のように第１凹部が形成された積層リングの幅方向における中央部分は、その幅方向における両端部分よりも摩擦係数が小さくなるように形成される。そのため、上記のようなセンタリング機能をより確実に持たせることができる。

この発明における伝動ベルトの構成例を説明するための模式図であって、エレメントの構成を示す正面図および積層リングの構成を示す断面図である。 この発明における伝動ベルトの構成例を説明するための模式図であって、エレメントおよび積層リングの構成を示す側面図（一部断面図）である。 この発明における伝動ベルトの構成例を説明するための模式図であって、特に積層リングの構成を示す模式図である。 この発明における伝動ベルトの構成例を説明するための模式図であって、（ａ）は、第１閉空間を形成する第１凹部の構成を示す図であり、（ｂ）は、第２閉空間を形成する第２凹部の構成を示す図である。 第１凹部および第２凹部が形成される面に適用されるプラトー構造表面を説明するための模式図である。 第１凹部が形成される面のプラトー構造表面の表面性状を説明するための模式図であって、特に突出谷深さＲｖｋを説明するための図である。 第２凹部が形成される面のプラトー構造表面の表面性状を説明するための模式図であって、特に突出谷部深さＲｖｋを説明するための図である。 第１凹部および第２凹部が形成される面のプラトー構造表面の表面性状を説明するための模式図であって、特に突出山部高さＲｐｋを説明するための図である。 この発明における伝動ベルトの他の構成例を説明するための模式図であって、最内層リングの幅方向中央部分に第２凹部が形成された構成を説明するための図である。 図９に示す最内層リングの幅方向中央部分におけるサドル面との接触幅の求め方を説明するための模式図である。 図９に示す最内層リングの幅方向中央部分におけるサドル面との接触幅の求め方を説明するための模式図である。 図９に示す構成の伝動ベルトによる作用・効果を説明するための模式図である。 この発明における伝動ベルトの他の構成例を説明するための模式図であって、積層リングを構成する各リングの内外周面に第１凹部が形成され、エレメントのサドル面に第２凹部が形成された構成を説明するための図である。 図１３に示す構成の伝動ベルトによる作用・効果を説明するための模式図である。 この発明における伝動ベルトの他の構成例、およびその構成の伝動ベルトによる作用・効果を説明するための模式図である。 この発明における伝動ベルトの他の構成例、およびその構成の伝動ベルトによる作用・効果を説明するための模式図である。 積層リングを用いた従来の伝動ベルトの各摺動部分における摩擦・潤滑状態の違いを説明するための模式図である。

つぎに、この発明における伝動ベルトの構成を図面を参照して具体的に説明する。この発明の伝動ベルトは、例えば車両に搭載されるベルト式無段変速機に使用される。したがってこの発明の伝動ベルトは、２組のプーリのプーリ溝に巻き掛けられ、プーリとの間で生じる摩擦力によってトルクを伝達するように構成されている。その基本的な構成の一例を図１，図２に模式的に示してある。図１，図２において、伝動ベルトＢは、ベルト式無段変速機のベルト伝動機構部を構成しているプーリ（駆動プーリおよび従動プーリ）Ｐに巻き掛けられている。これらの各プーリＰは、傾斜面をそれぞれ備えた固定シーブと可動シーブとを対向させて配置することにより、各シーブの間にＶ字状のプーリ溝Ｐｖが形成されている。そして可動シーブを油圧シリンダなどのアクチュエータによって固定シーブに対して摺動させることにより、プーリ溝Ｐｖの幅を変化させて変速比を連続的に変更することが可能なように構成されている。

具体的には、伝動ベルトＢは、プーリＰに巻き掛かった状態でプーリＰのプーリ溝Ｐｖに当接して、プーリ溝Ｐｖの表面から受ける圧力に対抗する多数のエレメントＥと、それら多数のエレメントＥを環状に保持するための２本の積層リングＲとから構成されている。

エレメントＥは、例えば金属製の板片状の部材によって形成されている。そのエレメントＥの本体部分が基体部１によって形成されている。そして、基体部１の幅方向（図１でのｘ軸方向）における左右の両端面２が、プーリ溝Ｐｖに対応して傾斜した傾斜面として形成されている。これらの両端面２が、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Ｐと伝動ベルトＢとの間でトルクを伝達する摩擦面となっている。

基体部１の幅方向における中央部分に、図１，図２での上方に延びた首部３が形成されている。その首部３の上端部には、基体部１の幅方向での左右両側に延出した頭部４が首部３と一体に形成されている。したがって基体部１の図１，図２での上側のエッジ部分と頭部４の図１，図２での下側のエッジ部分との間に、基体部１の幅方向での左右両側に開いたスリット部５が形成されている。このスリット部５は、互いに密着して整列させたエレメントＥを環状に結束する際に、積層リングＲを挿入して巻き掛けるための部分である。したがって基体部１の図１，図２での上側のエッジ部分が、積層リングＲの最内周面Ｒｉと接触するサドル面６となっている。

エレメントＥの頭部４には、エレメントＥを板厚方向（図２のｚ軸方向）に整列させる際に、隣接するエレメントＥ同士の相対的な位置を決めるための凸部７と凹部８とが形成されている。すなわち、首部３の延長位置で頭部４の中央部分における板厚方向での前後面の一方（図２の例では左側の前面９）に、凸部７が形成されている。そして、首部３の延長位置で頭部４の中央部分における前後面の他方（図２の例では右側の後面１０）に、隣接する他のエレメントＥの凸部７を緩く嵌合させる凹部８が形成されている。したがってこれらの凸部７と凹部８とが互いに嵌合することにより、隣接するエレメントＥ同士の図１での左右方向および上下方向の相対位置を決めるようになっている。

エレメントＥは、姿勢を揃えて環状に配列された状態で積層リングＲによって結束され、その状態でプーリＰに巻き掛けられる。したがってプーリＰに巻き掛けられた状態では、多数のエレメントＥによるエレメント列が、プーリＰの中心に対して扇状に拡がり、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Ｅの図１，図２での下側（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、基体部１の前面９におけるサドル面６から下側（図１，図２での下側）の部分が削り落とされた状態で薄肉化されている。言い換えると、基体部１の前面９に、エレメントＥの高さ方向（図１，図２のｙ軸方向）におけるサドル面６よりも下側の部分が基体部１の最大板厚部分よりも板厚の薄い薄肉部が形成されている。そのため、エレメント列が扇形に拡がる場合には、基体部１の板厚が変化する境界部分で隣接する他のエレメントＥと接触することになる。すなわち、この境界部分のエッジもしくは稜線が、エレメント列が円弧状に湾曲した配列状態のときに隣接する他のエレメントＥの後面１０と接触するいわゆるロッキングエッジ１１となっている。

一方、積層リングＲには、伝動ベルトＢがプーリＰに巻き掛かる際に、その巻き掛かり径を自在に変更可能にするための十分な可撓性と、動力伝達時にプーリＰから受ける伝達トルクや挟圧力に対抗するための十分な抗張力とを兼ね備えていることが要求される。そのため、積層リングＲは、図３に示すように、例えばスチールバンドなどの金属製の環状で単層のリング１２を、その厚さ方向（図１，図２での上下方向）に複数枚重ね合わせることにより構成されている。この積層リングＲを形成する各層のリング１２同士の積層状態は、各リング１２の張力や各リング１２同士の間の摩擦力等によって相対移動が可能な程度に保持されている。なお、以下の説明では、各リング１２のうち最内層側に積層されるリング１２を、言い換えると、積層リングＲの最内周面Ｒｉを構成するリング１２を、特に最内層リング１３と称することにする。

上記のような積層リングを用いた構成の従来の伝動ベルトでは、伝動ベルトが動力伝達を行う運転時に、伝動ベルト各部で不可避的に滑りが発生する。例えば、積層リングを構成する各層のリング同士の間で相対滑りが発生する。また、積層リングの最内周面とエレメントのサドル面との間でも滑りが発生する。そのため、上記のような従来構成の伝動ベルトには、通常、滑りに伴う摩擦による摩耗や発熱を抑制するために潤滑油が使用される。その場合、上記のような伝動ベルトの各摺動部分における摩擦・潤滑状態は、前述の図１７に示すようにそれぞれ異なっている。

すなわち、積層リングの各層のリング同士の間は、摩擦係数が相対的に低く、また摺動面の面圧および滑り速度が相対的に低くなっている。これはいわゆる混合潤滑状態であり、その摺動面は、潤滑油による油膜で支持されている部分と、各層のリングの表面同士が直接接触している部分とが混在した摩擦・潤滑状態となっている。一方、積層リングの最内周面とエレメントのサドル面との間は、摩擦係数が相対的に高く、また摩擦面の面圧および滑り速度が相対的に高くなっている。これはいわゆる境界潤滑状態であり、その摺動面は、潤滑油による油膜の形成が十分ではなく、積層リングの最内周面とエレメントのサドル面とが直接接触して摺動する頻度が高い摩擦・潤滑状態となっている。

したがって、混合潤滑状態で摩擦が発生する積層リングの各層のリング同士の間と、境界潤滑状態で摩擦が発生する積層リングの最内周面とエレメントのサドル面との間とでは、必要とする潤滑油の量がそれぞれ異なることになる。すなわち、積層リングの各層のリング同士の間で必要とされる潤滑油量に対して、積層リングの最内周面とエレメントのサドル面との間ではより多くの潤滑油が必要とされる。そのため、上記のような積層リングを用いた構成の伝動ベルト各摺動部分に対して適切に潤滑油を供給するためには、各摺動部分に一律に潤滑油を供給するのではなく、各摺動部分の摩擦・潤滑状態に応じて、適量の潤滑油を供給することが重要となる。そこで、この発明における伝動ベルトＢでは、積層リングＲの各層のリング１２同士の間、および積層リングＲの最内周面ＲｉとエレメントＥのサドル面６との間の、摩擦・潤滑状態が異なる各摺動部分に対して、それぞれの摩擦・潤滑状態に応じた適量の潤滑油を供給することができるように構成されている。

すなわち、この発明における伝動ベルトＢは、積層リングＲの各層のリング１２同士の間に、所定量の潤滑油を保持することが可能な容積を有する第１閉空間が形成されている。そして、積層リングＲの最内周面ＲｉとエレメントＥのサドル面６との間、すなわち最内層リング１３の内周面１３ｉとサドル面６との間に、第１閉空間よりも容積が大きい第２閉空間が形成されている。したがって、第２閉空間は、第１閉空間よりも多くの潤滑油を保持することが可能な容積を有している。

具体的には、図４に示すように、積層リングＲを構成する各層のリング１２の内周面１２ｉに、その内周面１２ｉの表面から所定の開口径および谷深さで窪ませた第１凹部１４が形成されている。したがって、積層リングＲには、各層のリング１２の内周面１２ｉに形成された第１凹部１４と、それに隣接して対向する他のリング１２の対向面すなわち外周面１２ｏとによって、第１閉空間が形成される。そして、積層リングＲの最内周面Ｒｉを構成する最内層リング１３の内周面１３ｉに、上記の第１凹部１４よりも大きな開口径および谷深さで窪ませた第２凹部１５が形成されている。したがって、積層リングＲとエレメントＥとの間には、最内層リング１３の内周面１３ｉに形成された第２凹部１５と、それに対向するエレメントＥのサドル面６とによって、第２閉空間が形成される。

上記のような第１凹部１４および第２凹部１５は、各リング１２の内周面１２ｉおよび最内層リング１３の内周面１３ｉに、例えば、ショットピーニングもしくはショットブラストなどの表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。例えば、各リング１２の内周面１２ｉに対して、所定の粒径のショットを用いて所定の噴射圧力および噴射時間でショットピーニングを行うことにより、所定の開口径および谷深さならびに形成密度で、各リング１２の内周面１２ｉに第１凹部１４を形成することができる。このようにして各リング１２の内周面１２ｉに形成された第１凹部１４は、伝動ベルトＢに供給される潤滑油の一部をその凹部内に貯留する油溜まりとして機能する。したがって、各リング１２の内周面１２ｉに対するショットピーニングの際のショットの粒径および噴射圧力ならびに噴射時間等を適宜に調整することにより、第１閉空間で所望する量の潤滑油を保持することができるように、各リング１２の内周面１２ｉに適切な大きさおよび数量の第１凹部１４を形成することができる。

また、例えば、最内層リング１３の内周面１３ｉに対して、上記の第１凹部１４を形成する際に用いたものよりも粒径が大きなショットを用いてショットピーニングを行うことにより、第１凹部１４よりも開口径が大きい第２凹部１５を、最内層リング１３の内周面１３ｉに形成することができる。あるいは、第１凹部１４よりも開口径が大きく谷深さが深い第２凹部１５を、最内層リング１３の内周面１３ｉに形成することができる。あるいは、第１凹部１４よりも形成密度が高い第２凹部１５を、最内層リング１３の内周面１３ｉに形成することができる。このようにして最内層リング１３の内周面１３ｉに形成された第２凹部１５は、上記の第１凹部１４と同様、伝動ベルトＢに供給される潤滑油の一部をその凹部内に貯留する油溜まりとして機能する。したがって、最内層リング１３の内周面１３ｉに対するショットピーニングの際のショットの粒径および噴射圧力ならびに噴射時間等を適宜に調整することにより、第２閉空間で所望する量の潤滑油を保持することができるように、最内層リング１３の内周面１３ｉに適切な大きさおよび数量の第２凹部１５を形成することができる。

なお、第１凹部１４および第２凹部１５の形成密度は、例えば各リング１２の内周面１２ｉの表面積に対する第１凹部１４の開口面積の総数の割合として、あるいは最内層リング１３の内周面１３ｉの表面積に対する第２凹部１５の開口面積の総数の割合として表すことができる。また、上記のように、第１凹部１４および第２凹部１５を形成するために、各リング１２および最内層リング１３にショットピーニングを施すことにより、それら各リング１２および最内層リング１３には残留圧縮応力が付与されることになる。そのため、各リング１２および最内層リング１３の疲労強度が向上し、積層リングの耐久性の向上も期待できる。

また、第１凹部１４および第２凹部１５の形成方法は、上記のようなショットピーニングもしくはショットブラストに限定されるものではない。要するに、第１凹部１４は、第１閉空間で所望する量の潤滑油を保持することができるような油溜まりとして機能すればよく、所望する量の潤滑油を貯留することが可能な谷深さを有する窪みや溝などにより構成することができる。同様に、第２凹部１５は、第２閉空間で所望する量の潤滑油を保持することができるような油溜まりとして機能すればよく、所望する量の潤滑油を貯留することが可能な谷深さを有する窪みや溝などにより構成することができる。したがって、第１凹部１４および第２凹部１５は、上記のようなショットピーニングもしくはショットブラスト以外にも、例えば、切削加工、ワイヤブラッシング、やすりがけ、あるいは腐食加工など、各種の表面加工方法によって形成することができる。

また、上記の具体例では、第１凹部１４が各リング１２の内周面１２ｉに形成された例を示しているが、この発明における第１凹部１４は、各リング１２の外周面１２ｏに形成することもできる。その場合、積層リングＲには、各層のリング１２の外周面１２ｏに形成された第１凹部１４と、それに隣接して対向する他のリング１２の対向面すなわち内周面１２ｉとによって、第１閉空間が形成される。あるいは、この発明における第１凹部１４は、各リング１２の内周面１２ｉと外周面１２ｏとの両面に形成することもできる。その場合、積層リングＲには、各リング１２の内周面１２ｉに形成された第１凹部１４と、それに隣接して対向する他のリング１２の外周面１２ｏとによって、第１閉空間が形成される。それとともに、各リング１２の外周面１２ｏに形成された第１凹部１４と、それに隣接して対向する他のリング１２の内周面１２ｉとによって、第１閉空間が形成される。

そして、上記の具体例では、第２凹部１５が最内層リング１３の内周面１３ｉに形成された例を示しているが、この発明における第２凹部１５は、エレメントＥのサドル面６に形成することもできる。あるいは、この発明における第２凹部１５は、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６の両方に形成することもできる。いずれの場合にも、積層リングＲとエレメントＥとの間には、最内層リング１３の内周面１３ｉおよびエレメントＥのサドル面６の少なくとも一方に形成された第２凹部１５と、それに対向するエレメントＥのサドル面６もしくは最内層リング１３の内周面１３ｉとによって、第２閉空間が形成される。

上記のように、積層リングＲの各層のリング１２同士の間に第１閉空間が形成されることにより、その第１閉空間に潤滑油を保持することができる。第１閉空間に保持した潤滑油は、各層のリング１２同士の間の面圧や摩擦力の作用によって第１閉空間からそれら各層のリング１２同士の間の摺動部分へ排出される。したがって、第１閉空間の容積を適宜に設定することにより、すなわち第１閉空間を構成する第１凹部１４の大きさや数を適宜に調整して設定することにより、各層のリング１２同士の間の摺動部分へ、その摩擦・潤滑状態に応じた適切な量の潤滑油を供給することができる。

また、上記のように、積層リングＲの最内周面ＲｉとエレメントＥのサドル面６との間に第２閉空間が形成されることにより、その第２閉空間に潤滑油を保持することができる。第２閉空間に保持した潤滑油は、積層リングＲの最内周面ＲｉとエレメントＥのサドル面６との間の面圧や摩擦力の作用によって第２閉空間からそれら最内周面Ｒｉとサドル面６との間の摺動部分へ排出される。上記のように第２閉空間は、第１閉空間よりも大きな容積を有しているので、第２閉空間には、第１閉空間よりも多くの潤滑油が保持されるとともに、第２閉空間からは第１閉空間よりも多くの潤滑油を排出させることができる。積層リングＲの最内周面ＲｉとエレメントＥのサドル面６との間の摺動部分は、上記の積層リングＲの各層のリング１２同士の間の摺動部分と比較して、より厳しい摩擦・潤滑状態となっている。しかしながら、上記のように第２閉空間が第１閉空間よりも大きな容積を有していることにより、積層リングＲの最内周面ＲｉとエレメントＥのサドル面６との間の摺動部分には、その摩擦・潤滑状態に応じたより多くの潤滑油を供給することができる。そして、第２閉空間の容積を適宜に設定することにより、すなわち第２閉空間を構成する第２凹部１５の大きさや数を適宜に調整して設定することにより、各層のリング１２同士の間の摺動部分へ、その摩擦・潤滑状態に応じた適切な量の潤滑油を供給することができる。

この発明における伝動ベルトＢは、上記のような第１凹部１４および第２凹部１５が形成される面を、例えば図５に示すような、いわゆるプラトー構造表面として形成することによって、伝動ベルトＢの各摺動部分における潤滑性能をより良好なものにすることができる。例えば、第１凹部１４あるいは第２凹部１５によって形成される油溜まり部（谷部）を残しつつ、その谷部と谷部との間の山部の頂点部分を、例えばホーニングやラッピングなどの研削・研磨加工によって平滑に仕上げて平滑部とすることにより、第１凹部１４および第２凹部１５が形成される面を、上記のようなプラトー構造表面そして形成することができる。

前述のように、積層リングＲの各層のリング１２同士の間の摩擦・潤滑状態と、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間の摩擦・潤滑状態とがそれぞれ異なっている。そのため、上記のように第１凹部１４および第２凹部１５が形成される面をプラトー構造表面として形成する場合、第１凹部１４が形成される面と、第２凹部１５が形成させる面とでは、それらのプラトー構造表面の表面性状がそれぞれ異なって形成される。

すなわち、積層リングＲの各層のリング１２同士の間は、前述のように混合潤滑状態で摩擦が発生するので、第１凹部１４が形成される面は、油溜まり部が少なく平滑部が多いプラトー構造表面として形成される。具体的には、図６に示すように、第１凹部１４が形成される面、すなわち各リング１２の内周面１２ｉは、油溜まり部の深さが、プラトー構造表面を加工する際の基準値として予め定めた基準谷部深さよりも小さくなるように、油溜まり部に対して平滑部の割合が大きいプラトー構造表面として形成される。より具体的には、各リング１２の内周面１２ｉは、ＩＳＯ １３５６５−２（ＪＩＳ Ｂ０６７１−２）に規定される突出谷部深さＲｖｋの値が、基準谷部深さよりも小さいプラトー構造表面として形成される。例えば、各リング１２の内周面１２ｉは、突出谷部深さＲｖｋの値が０．１μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成される。突出谷部深さＲｖｋは、プラトー構造表面の表面性状を示すパラメータであり、上記のような油溜まり部の深さを表している。各リング１２の内周面１２ｉに形成されるプラトー構造表面は、例えば、上記のように突出谷部深さＲｖｋが０．１μｍよりも小さいことが好ましいが、より好ましくは、突出谷部深さＲｖｋが０．０５μｍよりも小さくなるように形成することにより、積層リングＲの各層のリング１２同士の間の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

一方、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間は、前述のように境界潤滑状態で摩擦が発生するので、第２凹部１５が形成される面は、油溜まり部が多いプラトー構造表面として形成される。具体的には、図７に示すように、第２凹部１５が形成される面、すなわち最内層リング１３の内周面１３ｉは、油溜まり部の深さが、基準谷部深さよりも大きくなるように、油溜まり部が大きいプラトー構造表面として形成される。より具体的には、最内層リング１３の内周面１３ｉは、突出谷部深さＲｖｋの値が、基準谷部深さよりも大きいプラトー構造表面として形成される。例えば、最内層リング１３の内周面１３ｉは、突出谷部深さＲｖｋの値が０．１５μｍよりも大きいプラトー構造表面として形成される。最内層リング１３の内周面１３ｉに形成されるプラトー構造表面は、例えば、上記のように突出谷部深さＲｖｋが０．１５μｍよりも大きいことが好ましいが、より好ましくは、突出谷部深さＲｖｋが０．２μｍよりも大きくなるように形成することにより、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

さらに、上記のように第１凹部１４および第２凹部１５が形成される面のプラトー構造表面は、平滑部の粗さが、プラトー構造表面を加工する際の基準値として予め定めた基準山部高さよりも小さくなるように形成される。具体的には、各リング１２の内周面１２ｉは、上記のように突出谷部深さＲｖｋの値が基準谷部深さよりも小さく、かつ、ＩＳＯ １３５６５−２（ＪＩＳ Ｂ０６７１−２）に規定される突出山部高さＲｐｋの値が、基準山部高さよりも小さいプラトー構造表面として形成される。例えば、各リング１２の内周面１２ｉは、例えば、０．２μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成される。突出山部高さＲｐｋは、上記の突出谷部深さＲｖｋと共に、プラトー構造表面の表面性状を示すパラメータである。各リング１２の内周面１２ｉに形成されるプラトー構造表面は、例えば、上記のように突出山部高さＲｐｋが０．２μｍよりも小さいことが好ましいが、より好ましくは、図８に示すように、突出山部高さＲｐｋが０．１μｍよりも小さくなるように形成することにより、積層リングＲの各層のリング１２同士の間の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

同様に、最内層リング１３の内周面１３ｉは、上記のように突出谷部深さＲｖｋの値が、基準谷部深さよりも大きく、かつ、突出山部高さＲｐｋの値が、基準山部高さよりも小さいプラトー構造表面として形成される。例えば、最内層リング１３の内周面１３ｉは、０．２μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成される。最内層リング１３の内周面１３ｉに形成されるプラトー構造表面は、例えば、上記のように突出山部高さＲｐｋが０．２μｍよりも小さいことが好ましいが、より好ましくは、図８に示すように、突出山部高さＲｐｋが０．１μｍよりも小さくなるように形成することにより、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

図９は、この発明における伝動ベルトＢの他の構成例を示している。この図９に示す構成の伝動ベルトＢは、最内層リング１３の内周面１３ｉの幅方向（図９での左右方向）における中央部分に、第２凹部１５が形成されている。具体的には、最内層リング１３の内周面１３ｉの幅方向における中央部分の幅Ｌの範囲に、内周面１３ｉの全周にわたって、第２凹部１５が形成されている。そしてその第２凹部１５が形成される内周面１３ｉの中央部分は、上記の構成例と同様に、プラトー構造表面として形成されている。

上記のように第２凹部１５が形成される内周面１３ｉの中央部分の幅Ｌは、図１０，図１１に示すように、内周面１３ｉとサドル面６との接触半幅をｂ、最内層リング１３からサドル面の方向に作用する荷重をＷ、エレメントＥの厚さをＨ、エレメントＥのヤング率をＹ、内周面１３ｉとサドル面６との接触部分の曲率半径をｒとすると、以下の式に基づいて求めることができる。

すなわち、最内層リング１３の曲率半径をｒ1、サドル面６の曲率半径をｒ2とすると、上記の内周面１３ｉとサドル面６との接触部分の曲率半径ｒは、
ｒ＝ｒ1・ｒ2／（ｒ1−ｒ2） ・・・・・・・・・・(1)
として算出される。そして、接触半幅ｂは、
ｂ＝｛８・ｒ・Ｗ／（π・Ｙ・Ｈ）｝^１／２ ・・・・・・・・・・(2)
として算出される。したがって、第２凹部１５が形成される内周面１３ｉの中央部分の幅Ｌは、内周面１３ｉとサドル面６との接触幅として、
Ｌ＝２・ｂ＝２・｛８・ｒ・Ｗ／（π・Ｙ・Ｈ）｝^１／２ ・・・・・(3)
として求めることができる。

なお、第２凹部１５が形成されるとともに、プラトー構造表面として形成される最内層リング１３の内周面１３ｉの中央部分以外の部分、すなわち、内周面１３ｉの幅方向において上記の中央部分を挟む両端部分は、プラトー構造表面ではない未加工面であってもよい。あるいは、内周面１３ｉの両端部分は、内周面１３ｉの中央部分のプラトー構造表面よりも粗いプラトー構造表面として形成することともできる。すなわち、内周面１３ｉの両端部分を、内周面１３ｉの中央部分のプラトー構造表面よりも突出山部高さＲｐｋが大きいプラトー構造表面として形成することもできる。要するに、最内層リング１３の内周面１３ｉは、上記のように第２凹部１５が形成されるとともにプラトー構造表面として形成される中央部分の摩擦係数が、内周面１３ｉの両端部分の摩擦係数よりも小さくなるように形成される。

上記のように、最内層リング１３の内周面１３ｉの幅方向における中央部分に、第２凹部１５が形成されるとともに、その中央部分が両端部分よりも摩擦係数が小さいプラトー構造表面として形成されることにより、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との摺動部分における摩擦係数が低下する。そのため、図１２に示すように、積層リングＲとエレメントＥとの間で滑りが生じる際の摩擦力が低減される。したがって、滑りによる摩擦損失を低減し、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。

また、最内層リング１３の内周面１３ｉの幅方向における中央部分の摩擦係数が、内周面１３ｉの両端部分の摩擦係数よりも小さくなっていることから、エレメントＥのサドル面６に対する積層リングＲの幅方向における位置を、常に中央部分で安定させるいわゆるセンタリングの機能を持たせることができる。すなわち、エレメントＥのサドル面６に対して積層リングＲが摺動する際に積層リングＲがその幅方向における左右に揺動する場合であっても、最内周リング１３の内周面１３ｉの幅方向における両端部分の摩擦係数が大きい部分が抵抗となり、上記のような積層リングＲの左右への揺動が抑制される。そのため、積層リングＲとエレメントＥのサドル面６とが、常に最内周リング１３の内周面１３ｉの幅方向における中央部分で摺動することになり、エレメントＥのサドル面６に対する積層リングＲの位置が、積層リングＲの幅方向における所定の位置に維持される。すなわち、エレメントＥのサドル面６に対して積層リングＲがセンタリングされる。

さらに、上記のようにエレメントＥのサドル面６に対して積層リングＲがセンタリングされることにより、積層リングＲの幅方向における両端の側面と、エレメントＥの首部３との接触が抑制される。そのため、積層リングＲの側面とエレメントＥの首部３との間で生じる摩擦を低減することができ、その結果、伝動ベルトＢの耐久性を向上させることができる。

図１３は、この発明における伝動ベルトＢの他の構成例を示している。この図１３に示す構成の伝動ベルトＢは、積層リングＲを構成する各層のリング１２および最内層リング１３の全てに、第１凹部１４が形成されるとともに、その第１凹部１４が形成される面が、突出谷部深さＲｖｋが基準谷部深さよりも小さいプラトー構造表面として形成されている。そして、エレメントＥのサドル面６に、第２凹部１５が形成されるとともに、そのサドル面６が、突出谷部深さＲｖｋが基準谷部深さよりも大きいプラトー構造表面として形成されている。

具体的には、積層リングＲの各リング１２の内周面１２ｉおよび外周面１２ｏに、第１凹部１４が形成されている。そしてそれら内周面１２ｉおよび外周面１２ｏが、例えば、突出谷部深さＲｖｋの値が０．１μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成されている。各リング１２の内周面１２ｉおよび外周面１２ｏに形成されるプラトー構造表面は、前述の構成例と同様に、例えば、突出谷部深さＲｖｋが０．１μｍよりも小さいことが好ましいが、より好ましくは、突出谷部深さＲｖｋが０．０５μｍよりも小さくなるように形成することにより、積層リングＲの各層のリング１２同士の間の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

同様に、積層リングＲの最内層リング１３の内周面１３ｉおよび外周面１３ｏに、第１凹部１４が形成されている。そしてそれら内周面１３ｉおよび外周面１３ｏが、例えば、突出谷部深さＲｖｋの値が０．１μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成されている。最内周リング１３の内周面１３ｉおよび外周面１３ｏに形成されるプラトー構造表面は、前述の構成例と同様に、例えば、突出谷部深さＲｖｋが０．１μｍよりも小さいことが好ましいが、より好ましくは、突出谷部深さＲｖｋが０．０５μｍよりも小さくなるように形成することにより、積層リングＲのリング１２と最内層リング１３の間の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

そして、エレメントＥのサドル面６に第２凹部１５が形成されている。そしてそのサドル面６が、例えば、突出谷部深さＲｖｋの値が０．１５μｍよりも大きいプラトー構造表面として形成されている。エレメントＥのサドル面６に形成されるプラトー構造表面は、前述の構成例と同様に、突出谷部深さＲｖｋが０．１５μｍよりも大きいことが好ましいが、より好ましくは、突出谷部深さＲｖｋが０．２μｍよりも大きくなるように形成することにより、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

さらに、上記のように第１凹部１４が形成される各リング１２の内周面１２ｉおよび外周面１２ｏは、例えば、突出山部高さＲｐｋの値が０．２μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成されている。同様に、第１凹部１４が形成される最内層リング１３の内周面１３ｉおよび外周面１３ｏは、例えば、突出山部高さＲｐｋの値が０．２μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成されている。そして、上記のように第２凹部１５が形成されるエレメントＥのサドル面６は、例えば、突出山部高さＲｐｋの値が０．２μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成されている。上記のように各リング１２および最内層リング１３の表面、ならびにエレメントＥのサドル面６に形成されるプラトー構造表面は、前述の構成例と同様に、例えば、突出山部高さＲｐｋが０．２μｍよりも小さいことが好ましいが、より好ましくは、前述の図８に示すように、突出山部高さＲｐｋが０．１μｍよりも小さくなるように形成することにより、各摺動部分の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

前述の図８に示すように、各層のリング１２同士の間や、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間の各摺動部分は、互いに対向する接触面がいずれもプラトー構造表面である場合に、その摺動部分における摩擦係数が低下し、潤滑性能が向上する。そしてそのような摺動部分における摩擦係数は、プラトー構造表面の突出山部高さＲｐｋの値が小さいほど低下する。

したがって、この図１３に示すように、積層リングＲの各リング１２および最内層リング１３の表面に第１凹部１４を形成し、それらの表面をプラトー構造表面として形成することにより、図１４に示すように、従来、混合潤滑状態であった各リング１２同士の間およびリング１２と最内層リング１３との間が、より流体潤滑状態に近い側の混合潤滑状態に移行して摩擦が発生することになる。そのため、それら各リング１２同士の間およびリング１２と最内層リング１３との間の摺動部分における摩擦損失を大幅に低減することができる。

同様に、上記のように最内層リング１３の内周面１３ｉに第１凹部１４を形成し、その内周面１３ｉをプラトー構造表面として形成するとともに、エレメントＥのサドル面６に第２凹部１を形成し、そのサドル面６をプラトー構造表面として形成することにより、図１４に示すように、従来、境界潤滑状態であった最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間が、混合潤滑状態に移行して摩擦が発生することになる。そのため、それら積層リングＲとエレメントＥとの間の摺動部分における摩擦損失を大幅に低減することができる。

図１５，図１６は、この発明における伝動ベルトＢの他の構成例を示している。すなわち、図１５示すように、この構成例における伝動ベルトＢは、エレメントＥのサドル面６が、エレメントＥの板厚方向に所定の曲率半径で湾曲するように形成されている。このようにサドル面６をエレメントＥの板厚方向に湾曲する湾曲面として形成することにより、最内層リング１３の内周面１３ｉとサドル面６とが接触する際の面圧を低下させることができる。そのため、図１５に示すように、従来、境界潤滑状態であった最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間が、混合潤滑状態に移行して摩擦が発生することになる。したがって、それら積層リングＲとエレメントＥとの間の摺動部分における摩擦損失を低減することができる。

そして、図１６に示すように、積層リングＲを構成する各層のリング１２および最内層リング１３の全てに、第１凹部１４が形成されるとともに、その第１凹部１４が形成される面が、例えば、突出谷部深さＲｖｋの値が０．１μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成されている。それら各リング１２および最内層リング１３に形成されるプラトー構造表面は、前述の構成例と同様に、例えば、突出谷部深さＲｖｋが０．１μｍよりも小さいことが好ましいが、より好ましくは、突出谷部深さＲｖｋが０．０５μｍよりも小さくなるように形成することにより、積層リングＲの各層のリング１２同士の間およびリング１２と最内層リング１３との間の摩擦係数を低下させて、その摺動部分における潤滑性能を向上させることができる。

上記のように積層リングＲの各リング１２および最内層リング１３の表面に第１凹部１４を形成し、それらの表面を、例えば、突出谷部深さＲｖｋの値が０．１μｍよりも小さいプラトー構造表面として形成することにより、図１５に示すように、従来、混合潤滑状態であった各リング１２同士の間およびリング１２と最内層リング１３との間が、より流体潤滑状態に近い側の混合潤滑状態に移行して摩擦が発生することになる。そのため、それら各リング１２同士の間およびリング１２と最内層リング１３との間の摺動部分における摩擦損失を低減することができる。また、上記のようにサドル面６に曲率を付与することによって混合潤滑状態に移行していた最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間も、より流体潤滑状態に近い側の混合潤滑状態に移行して摩擦が発生することになる。そのため、それら積層リングＲとエレメントＥとの間の摺動部分における摩擦損失を低減することができる。

以上のように、この発明における伝動ベルトＢによれば、積層リングＲの各層を構成するリング１２同士の間、および、エレメントＥのサドル面６と積層リングＲの最内層リング１３の内周面１３ｉとの間に、それぞれ、第１閉空間および第２閉空間が形成される。第１閉空間は、各リング１２および最内層リング１３の表面に第１凹部１４を形成することによって容易に形成することができ、その第１閉空間には、伝動ベルトＢに供給された潤滑油を、第１凹部１４の大きさや数量に応じてきまる容積分だけ貯留させて保持することができる。そして積層リングＲの各層のリング１２同士の間の面圧や摩擦の作用によって第１閉空間に保持された潤滑油がその第１閉空間から排出されることにより、積層リングＲの各層のリング１２同士の間に潤滑油が供給される。

また、第２閉空間は、最内層リング１３の内周面１３ｉあるいはエレメントＥのサドル面６に第２凹部１５を形成することによって容易に形成することができる。第２凹部１５は、上記の第１凹部１４よりも開口径や谷深さあるいは形成密度が大きくなるように形成される。したがって、第２閉空間には、上記の第１閉空間よりもより多くの潤滑油を貯留させて保持することができる。そして最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間の面圧や摩擦の作用によって第２閉空間に保持された潤滑油がその第２閉空間から排出されることにより、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間に潤滑油が供給される。

この発明における伝動ベルトＢのように、積層リングＲを用いた構成の伝動ベルトＢでは、積層リングＲの各層のリング１２同士の間と、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間とでは、それらの間の各摺動部分における摩擦・潤滑状態がそれぞれ異なっている。すなわち、各層のリング１２同士の間の摺動部分と比較して、最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間の摺動部分の方がより厳しい摩擦・潤滑状態となっている。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、摩擦・潤滑状態がより厳しい最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間に、第１閉空間よりも容積が大きい第２閉空間で保持したより多くの潤滑油を供給することができる。そのため、積層リングＲの各層のリング１２同士の間、および、積層リングＲの最内層リング１３の内周面１３ｉとエレメントＥのサドル面６との間のいずれに対しても、それぞれの摩擦・潤滑状態に応じて適切に潤滑油を供給することができる。その結果、伝動ベルトＢの摩擦損失を低減することができ、また伝動ベルトＢの耐久性を向上させることができる。

なお、この発明は上述した具体例に限定されない。上述した具体例では、この発明における伝動ベルトＢが、例えば車両用の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、この発明における伝動ベルトＢ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伝動ベルトとして適用することができる。

また、上述した具体例では、この発明における伝動ベルトＢを構成するエレメントＥの例として、エレメントＥの幅方向（すなわち伝動ベルトＢとしての幅方向）における左右２個所に、エレメントＥを環状に結束する２本の積層リングＲをそれぞれ挿入させるためのスリット５およびサドル面６が形成された周知のエレメントに相当する形状のものを例示しているが、この発明における伝動ベルトＢは、そのような上述した具体例に限定されない。すなわち、この発明における伝動ベルトＢは、多数の板片状のエレメントを帯状の積層リングによって環状に結束することにより形成されるように構成された全てのベルトを対象とすることができる。例えば、エレメントの幅方向での中央部分に、エレメントを環状に結束する積層リングを挿入させるための凹部およびサドル面が形成されたエレメントと、積層リングとによって構成される伝動ベルトも対象とすることができる。

６…サドル面、 １２，１３…リング、 １２ｉ…内周面、 １２ｏ…外周面、 １３…最内層リング１３、 １３ｉ…内周面、 １３ｏ…外周面、 １４…第１凹部、 １５…第２凹部、 Ｂ…伝動ベルト、 Ｅ…エレメント、 Ｒ…積層リング、 Ｒｉ…最内周面。

Claims (8)

1. 板厚方向に整列させた多数の板片状のエレメントを、複数の帯状のリングを積層させて形成した積層リングで環状に結束することにより構成される伝動ベルトにおいて、
   前記積層リングを形成する際に互いに重なり合う前記リング同士の対向面の間に形成された、潤滑油を保持することが可能な容積を有する第１閉空間と、
   前記エレメントを結束している前記積層リングの各層を構成する前記リングのうち最内層に位置する最内層リングの内周面と、前記エレメントのサドル面との間に形成された、前記第１閉空間よりも容積が大きい第２閉空間とを備え、
   前記第１閉空間は、前記リングの内周面および外周面の少なくとも一方に形成された第１凹部と、隣接する他の前記リングの対向面とによって形成される閉空間を含み、
   前記第２閉空間は、前記最内層リングの内周面および前記サドル面の少なくとも一方に形成されかつ開口径および谷深さならびに形成密度の少なくともいずれか１つの値が前記第１凹部よりも大きい第２凹部と、それに対向する前記サドル面および前記最内層リングの内周面の少なくとも一方とによって形成される閉空間を含んでいて、
   前記第１凹部および前記第２凹部は、前記リングの幅方向における中央部分に形成されているとともに、
   前記第１凹部および前記第２凹部が形成された前記中央部分の摩擦係数は、前記幅方向において前記中央部分を挟む両端部分の摩擦係数よりも小さい
   ことを特徴とする伝動ベルト。
2. 前記第１凹部および前記第２凹部は、前記リングの幅方向における中央部分のみに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動ベルト。
3. 前記第１凹部が形成された面は、ＩＳＯ １３５６５−２（ＪＩＳ Ｂ０６７１−２）に規定される突出谷部深さＲｖｋの値が予め定めた基準谷部深さよりも小さいプラトー構造表面となっていて、
   前記第２凹部が形成された面は、前記突出谷部深さＲｖｋの値が前記基準谷部深さよりも大きいプラトー構造表面となっている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の伝動ベルト。
4. 前記第１凹部が形成された面および前記第２凹部が形成された面の少なくとも一方は、ＩＳＯ １３５６５−２（ＪＩＳ Ｂ０６７１−２）に規定される突出山部高さＲｐｋの値が予め定めた基準山部高さよりも小さいプラトー構造表面となっていることを特徴とする請求項３に記載の伝動ベルト。
5. 前記最内層リングを含む全ての前記リングの内周面および外周面の少なくともいずれか一方に、前記第１凹部が形成され、
   前記サドル面に、前記第２凹部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の伝動ベルト。
6. 前記第１凹部は、前記リングの幅方向における中央部分に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の伝動ベルト。
7. 前記第１凹部が形成された前記中央部分の摩擦係数は、前記幅方向において前記中央部分を挟む両端部分の摩擦係数よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の伝動ベルト。
8. 前記第１凹部は、前記リングの幅方向における中央部分のみに形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の伝動ベルト。

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