JP6740962B2 - 伝動ベルトおよび伝動ベルト用エレメント - Google Patents

Description

本開示は、一対のピラー部を含む複数のエレメントと、当該複数のエレメントの一対のピラー部間に配置されるリングとを有する伝動ベルトおよび伝動ベルト用エレメントに関する。

従来、無段変速機の伝動ベルトとして、胴部（ベース部）および当該胴部の左端または右端から延出された一対のピラー部を含む複数のエレメントと、当該複数のエレメントの一対のピラー部間に配置されるリングとを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この伝動ベルトのエレメントでは、一対の凸曲面状のロッキングエッジ部（接触領域）が一方の表面に幅方向に間隔をおいて形成されており、隣り合うエレメント同士は、当該ロッキングエッジ部に含まれる接触線を支点として回動する。

国際公開第２０１６／１０２０７３号

上述のようなエレメントでは、胴部の幅方向における中央部からベルト外周側に延出された頭部の両側にリングが配置される一般的なエレメントに比べて、ピラー部のリングよりもベルト外周側に突出する部分の面積を減らすことができるので、材料費を低減化することが可能となる。しかしながら、一対のピラー部を有する複数のエレメントを含む伝動ベルトでは、ピラー部の面積が減少していることにより、複数のエレメントに対して一対のプーリ側から圧縮力が作用する当該伝動ベルトの弦部（一対のプーリに巻き掛かっていない部分）でピラー部の潰れ量（変形量）が部分的にロッキングエッジ部（胴部）の潰れ量よりも大きくなることがある。このため、一対のピラー部を有する複数のエレメントを含む伝動ベルトでは、トルクの伝達に際して、複数のエレメントに対して圧縮力が作用する弦部で当該複数のエレメントの配列に乱れが生じてしまい、振動やノイズが発生してしまうおそれがある。

そこで、本開示の発明は、一対のピラー部を有する複数のエレメントを含む伝動ベルトにより無段変速機の一対のプーリ間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを抑制することを主目的とする。

本開示の伝動ベルトは、サドル面を有する胴部および前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から延出された一対のピラー部を含む複数のエレメントと、前記サドル面に接触するように前記複数のエレメントの前記一対のピラー部間に配置されるリングとを有すると共に無段変速機のプライマリプーリおよびセカンダリプーリに巻き掛けられる伝動ベルトにおいて、前記エレメントの各々は、正面および背面の一方に少なくとも一部が前記ピラー部に跨がるように前記幅方向に間隔をおいて形成された一対の凸曲面状のロッキングエッジ部と、前記一対のロッキングエッジ部の間で隣り合うエレメントと接触しないように前記サドル面に沿って前記幅方向に延在する非接触部とを含み、前記一対のロッキングエッジ部の前記伝動ベルトの外周側に位置する端部の幅の和を“Ａ”とし、前記ロッキングエッジ部を含む前記正面または前記背面における前記一対のピラー部の該ロッキングエッジ部よりも前記伝動ベルトの外周側に位置する部分の表面積の和を“Ｓ”としたときに、Ｓ／Ａ≧３．５を満たすものである。

本発明者らは、一対のピラー部を有する複数のエレメントを含む伝動ベルトにより無段変速機の一対のプーリ間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを抑制すべく鋭意研究を行った。研究に際して、本発明者らは、ロッキングエッジ部の潰れ量と相関を有する当該ロッキングエッジ部の幅と、ピラー部の潰れ量と相関を有する当該ピラー部のロッキングエッジ部よりも伝動ベルトの外周側に位置する部分の表面積と、複数のエレメントに対して圧縮力が作用する伝動ベルトの弦部におけるリングの曲率やロッキングエッジ部を通る近似曲線の曲率との関係について検討を行った。そして、本発明者らは、一対のロッキングエッジ部の伝動ベルトの外周側に位置する端部の幅の和を“Ａ”とし、上記正面または背面における一対のピラー部のロッキングエッジ部よりも伝動ベルトの外周側に位置する部分の表面積の和を“Ｓ”としたときに、Ｓ／Ａ≧３．５を満たすようにエレメントを形成することで、複数のエレメントに対して圧縮力が作用する伝動ベルトの弦部において、リングの曲率中心と、ロッキングエッジ部を通る近似曲線の曲率中心とが概ね一致することを見出した。これにより、それぞれＳ／Ａ≧３．５を満たす複数のエレメントを含む本開示の伝動ベルトでは、複数のエレメントに対して圧縮力が作用する伝動ベルトの弦部において、ロッキングエッジ部の潰れ量をピラー部の潰れ量よりも大きくして複数のエレメントの配列に乱れが生じてしまうのを抑制することができる。この結果、一対のピラー部を有する複数のエレメントを含む伝動ベルトにより無段変速機の一対のプーリ間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを良好に抑制することが可能となる。

本開示の伝動ベルトを含む無段変速機の一例を示す概略構成図である。 本開示の伝動ベルトを示す概略構成図である。 伝動ベルトの弦部における複数のエレメントの配列状態を例示する模式図である。 伝動ベルトの弦部における複数のエレメントの配列状態を例示する模式図である。 一対のロッキングエッジ部のベルト外周側に位置する端部の幅の和と、一対のピラー部のロッキングエッジ部よりもベルト外周側に位置する部分の表面積の和と、リングの曲率およびロッキングエッジ部を通る近似曲線の曲率との関係を示す図表である。 変形態様に係る伝動ベルト用エレメントを示す概略構成図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の無段変速機（ＣＶＴ）１を示す概略構成図である。同図に示す無段変速機１は、車両に搭載されるものであり、駆動側回転軸としてのプライマリシャフト（第１シャフト）２と、当該プライマリシャフト２に設けられたプライマリプーリ（第１プーリ）３と、プライマリシャフト２と平行に配置される従動側回転軸としてのセカンダリシャフト（第２シャフト）４と、当該セカンダリシャフト４に設けられたセカンダリプーリ（第２プーリ）５と、伝動ベルト１０とを含む。図示するように、伝動ベルト１０は、プライマリプーリ３のプーリ溝（Ｖ字状溝）とセカンダリプーリ５のプーリ溝（Ｖ字状溝）とに巻き掛けられる。

プライマリシャフト２は、車両のエンジン（内燃機関）といった動力発生源に連結されたインプットシャフト（図示省略）に図示しない前後進切換機構を介して連結される。プライマリプーリ３は、プライマリシャフト２と一体に形成された固定シーブ３ａと、ボールスプライン等を介してプライマリシャフト２により軸方向に摺動自在に支持される可動シーブ３ｂとを含む。また、セカンダリプーリ５は、セカンダリシャフト４と一体に形成された固定シーブ５ａと、ボールスプライン等を介してセカンダリシャフト４により軸方向に摺動自在に支持されると共にリターンスプリング８により軸方向に付勢される可動シーブ５ｂとを含む。

更に、無段変速機１は、プライマリプーリ３の溝幅を変更するための油圧式アクチュエータであるプライマリシリンダ６と、セカンダリプーリ５の溝幅を変更するための油圧式アクチュエータであるセカンダリシリンダ７とを含む。プライマリシリンダ６は、プライマリプーリ３の可動シーブ３ｂの背後に形成され、セカンダリシリンダ７は、セカンダリプーリ５の可動シーブ５ｂの背後に形成される。プライマリシリンダ６とセカンダリシリンダ７とには、プライマリプーリ３とセカンダリプーリ５との溝幅を変化させるべく図示しない油圧制御装置から作動油が供給される。また、セカンダリシャフト４は、ギヤ機構、デファレンシャルギヤおよびドライブシャフトを介して車両の駆動輪（何れも図示省略）に連結される。

本実施形態において、プライマリシャフト２のエンジン側とは反対側の端部（図１における左側の端部）には、段部が形成されている。そして、当該段部とプライマリシリンダ６のプライマリピストン６０との間には、プライマリプーリ３の可動シーブ３ｂのエンジン側とは反対側の端部（図１における左側の端部）と当接可能となるように、環状のエンドプレート６５が介設されている。更に、プライマリシャフト２には、可動シーブ３ｂの内周面に形成されたスプライン歯３ｓの固定シーブ３ａ側の端部と当接可能となるようにストッパ部２ｓが形成されている。

プライマリプーリ３の可動シーブ３ｂが固定シーブ３ａから離間してエンドプレート６５に当接すると、プライマリシャフト２に対する可動シーブ３ｂの固定シーブ３ａから離間する方向への移動が規制される。これにより、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最大になり、それに伴ってセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最小に設定されることで、無段変速機１の変速比γが最大になる。また、可動シーブ３ｂの内周面に形成されたスプライン歯３ｓがプライマリシャフト２に形成されたストッパ部２ｓに当接すると、プライマリシャフト２に対する可動シーブ３ｂの固定シーブ３ａに接近する方向への移動が規制される。これにより、プライマリプーリ３のプーリ溝の幅が最小になり、それに伴って伝動ベルト１０によりセカンダリプーリ５のプーリ溝の幅が最大に設定されることで、無段変速機１の変速比γが最小になる。

図２は、伝動ベルト１０を示す概略構成図である。同図に示すように、伝動ベルト１０は、弾性変形可能な複数（本実施形態では、例えば９個）のリング材１１を厚み方向（リング径方向）に積層することにより構成された１個の積層リング１２と、１個のリテーナリング１５と、積層リング１２の内周面に沿って環状に配列（結束）される複数（例えば、数百個）のエレメント２０とを含む。本実施形態において、エレメント２０は、第１のエレメントと、当該第１のエレメントよりも若干（例えば、０．１ｍｍ程度）大きい厚み（最大厚み）を有する第２のエレメントとを含み、当該第１および第２エレメントは、それぞれ複数個隣り合わせにして配列される。これにより、伝動ベルト１０によってプライマリプーリ３およびセカンダリプーリ５との間でトルク伝達される際に、振動やノイズが発生するのを抑制することが可能となる。第１および第２エレメントの厚み以外の構造は共通であることから、以下、両者を「エレメント２０」と総称して説明する。

積層リング１２を構成する複数のリング材１１は、それぞれ鋼板製のドラムから切り出された弾性変形可能なものであって、概ね同一の厚みおよびそれぞれについて予め定められた異なる周長を有するように加工されている。リテーナリング１５は、例えば鋼板製のドラムから切り出された弾性変形可能なものであり、リング材１１と概ね同一若しくはそれよりも薄い厚みを有する。また、リテーナリング１５は、積層リング１２の最外層リング材１１ｏの外周長よりも長い内周長を有する。これにより、積層リング１２とリテーナリング１５とが同心円状に配置された状態（張力が作用しない無負荷状態）では、図２に示すように、最外層リング材１１ｏの外周面とリテーナリング１５の内周面との間に、環状のクリアランスが形成される。

各エレメント２０は、例えばプレス加工により鋼板から打ち抜かれた左右対称の外形を有するものであり、図２に示すように、図中水平に延びる胴部２１と、当該胴部２１の両端部から同方向に延出された一対のピラー部２２と、各ピラー部２２の遊端側に開口するように一対のピラー部２２の間に画成された単一のリング収容部（凹部）２３と、伝動ベルト１０（積層リング１２）の内周側から外周側（積層リング１２の径方向における外側）に向かうにつれて互いに離間するように形成された一対の側面２０ｓとを有する。

一対のピラー部２２は、リング収容部２３の底面であるサドル面２３ｓの幅方向における両側から積層リング１２の径方向における外側（伝動ベルト１０（積層リング１２）の内周側から外周側に向かう方向、すなわち図中上方）に延出されており、各ピラー部２２の遊端部には、サドル面２３ｓの幅方向に突出するフック部２２ｆが形成されている。一対のフック部２２ｆは、積層リング１２（リング材１１）の幅よりも若干長く、かつリテーナリング１５の幅よりも短い間隔をおいて互いに対向する。また、エレメント２０の各ピラー部２２は、積層リング１２の径方向における外側に向かうにつれてサドル面２３ｓから離間するように傾斜した平坦な内面２２ｉを有し、サドル面２３ｓと各ピラー部２２の内面２２ｉとの間には、両者に滑らかに連続する凹曲面（例えば、凹円柱面）が形成されている。

リング収容部２３内には、図２に示すように、積層リング１２が配置され、当該リング収容部２３のサドル面２３ｓは、積層リング１２すなわち最内層リング材１１ｉの内周面に接触する。サドル面２３ｓは、幅方向における中央部を頂部Ｔとして幅方向外側に向かうにつれて図中下方に緩やかに傾斜した左右対称の凸曲面形状（クラウニング形状）を有する。これにより、サドル面２３ｓとの摩擦により積層リング１２に頂部Ｔに向かう求心力を付与して、当該積層リング１２をセンタリングすることが可能となる。ただし、サドル面２３ｓは、積層リング１２の径方向における外側に湾曲する凸曲面を複数含むものであってもよい。

更に、リング収容部２３内には、弾性変形させられたリテーナリング１５が各エレメント２０の一対のフック部２２ｆの間から嵌め込まれる。リテーナリング１５は、積層リング１２の最外層リング材１１ｏの外周面と各エレメント２０のフック部２２ｆとの間に配置されて当該積層リング１２を包囲し、一対のピラー部２２と共に、各エレメント２０が積層リング１２から脱落したり、エレメント２０から積層リング１２が脱落したりするのを規制する。これにより、複数のエレメント２０は、積層リング１２の内周面に沿って環状に結束（配列）される。本実施形態において、リテーナリング１５には、図示しない単一または複数の開口（長穴）が形成されており、これにより、リテーナリング１５を弾性変形し易くしてエレメント２０に対する組付性を確保することができる。

積層リング１２の最外層リング材１１ｏの外周面とリテーナリング１５の内周面との間には、上述のようにクリアランスが形成され、無段変速機１の作動中、基本的にリテーナリング１５に張力等が作用することがない。従って、エレメント２０では、剛性等の確保のためにピラー部２２やフック部２２ｆを大きくする必要がなくなり、胴部の幅方向における中央部からベルト外周側に延出された頭部の両側に積層リングが配置される一般的なエレメントに比べて、ピラー部２２の積層リング１２よりもベルト外周側に突出する部分の面積を減らすことができる。従って、エレメント２０の材料費の低減化により、伝動ベルト１０ひいては無段変速機１の低コスト化を図ることが可能となる。

また、エレメント２０の各側面２０ｓは、ピラー部２２側すなわち当該ピラー部２２の内面２２ｉの反対側（外側）に位置する第１側面２０ｓａと、第１側面２０ｓａに連続するように形成されて当該第１側面２０ｓａよりも積層リング１２の径方向における内側に位置する第２側面２０ｓｂとを含む。本実施形態において、一対の第１側面２０ｓａは、第２側面２０ｓｂと同様に、積層リング１２の径方向における外側に向かうにつれて互いに離間するように形成される。これにより、各ピラー部２２の強度を良好に確保することができる。

一対の第２側面２０ｓｂがなす角度は、プライマリプーリ３やセカンダリプーリ５のプーリ溝の開き角度と概ね等しく（本実施形態では、開き角度の設計値よりも僅かに大きく）なるように定められ、かつ一対の第１側面２０ｓａがなす角度は、一対の第２側面２０ｓｂがなす角度よりも小さく定められている。これにより、エレメント２０の第２側面２０ｓｂは、プライマリプーリ３のプーリ溝やセカンダリプーリ５のプーリ溝の表面に摩擦接触してプーリ３，５からの挟圧力を受け、摩擦力によりプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５へとトルクを伝達するトルク伝達面（フランク面）となる。これに対して、一対の第１側面２０ｓａは、伝動ベルト１０によってプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５へとトルクが伝達される際、基本的に、プーリ溝の表面に接触しないことになる。また、各第２側面２０ｓｂの表面には、エレメント２０とプライマリプーリ３やセカンダリプーリ５との接触部を潤滑・冷却するための作動油を保持するための図示しない凹凸（複数の溝）が形成されている。

図２に示すように、エレメント２０の正面（一方の表面）には、一対のロッキングエッジ部（接触領域）２５、非接触部２７、テーパ面（傾斜面）２１ｓ、および１個の突起（ディンプル）２１ｐが形成されている。一対のロッキングエッジ部２５は、それぞれ対応するピラー部２２と胴部２１とに跨がるようにサドル面２３ｓの幅方向に間隔をおいてエレメント２０の正面に形成されている。また、非接触部２７は、一対のロッキングエッジ部２５の上記幅方向における間に形成されている。本実施形態において、非接触部２７のベルト内周側の縁部（図２における下縁部）は、ロッキングエッジ部２５のベルト内周側の縁部（図２における下縁部）よりもベルト内周側（図中下側）に位置する。更に、テーパ面２１ｓは、非接触部２７および一対のロッキングエッジ部２５から各ピラー部２２の突出方向と反対側、すなわちベルト内周側（図２における下側）に延在するように胴部２１の正面（一方の表面）に形成されている。突起２１ｐは、胴部２１の正面の幅方向における中央部でテーパ面２１ｓから突出する。

本実施形態において、各ロッキングエッジ部２５および非接触部２７よりもベルト外周側に位置するエレメント２０の正面（主にピラー部２２の正面）と、エレメント２０の背面（他方の表面）とは、図３に示すように、それぞれ平坦に形成されており、エレメント２０のピラー部２２は、略一定の厚みｔｅを有する。ただし、エレメント２０がプレス加工により形成されることで、ピラー部２２の周縁部には、いわゆるダレが発生し、ピラー部２２の表裏面で平坦に形成されるのは、当該周縁部やロッキングエッジ部２５によって囲まれた領域（図２における網掛け部参照）となる。

また、各ロッキングエッジ部２５および非接触部２７よりもベルト内周側（図２および図３における下側）に位置するテーパ面２１ｓは、図３に示すように、ピラー部２２から離間するにつれて（ベルト内周側に向かうにつれて）背面（裏面）に近接する。更に、エレメント２０（胴部２１）の背面には、突起２１ｐの裏側に位置するように窪み部２１ｒが形成されている。伝動ベルト１０が組み立てられた際、当該窪み部２１ｒには、隣り合うエレメント２０の突起２１ｐが遊嵌される。

各ロッキングエッジ部２５は、短尺帯状の凸曲面であり、本実施形態では、予め定められた曲率半径を有すると共に径方向に幅をもった円柱面（曲面）とされている。各ロッキングエッジ部２５は、隣り合うエレメント２０同士を接触させて両者の回動の支点となる接触線を含むものであり、当該接触線の位置は、無段変速機１の変速比γに応じてロッキングエッジ部２５の範囲内で変動する。本実施形態において、ロッキングエッジ部２５の伝動ベルト１０の外周側（図中上側すなわちピラー部２２側）の端部は、サドル面２３ｓ（頂部Ｔ）よりも伝動ベルト１０の径方向における外側に位置し、ロッキングエッジ部２５の伝動ベルト１０の内周側（図中下側すなわちテーパ面２１ｓ側）の端部は、サドル面２３ｓ（底部）よりも伝動ベルト１０の径方向における内側に位置する。なお、ロッキングエッジ部２５は、エレメント２０の背面に形成されてもよい。

また、非接触部２７は、サドル面２３ｓで開口すると共に当該サドル面２３ｓに沿って幅方向に延在して一対のロッキングエッジ部２５を分断するように胴部２１の正面（一方の表面）に形成された帯状の凹部である。非接触部２７の表面（底面）は、各ロッキングエッジ部２５の表面よりも背面側に窪んでおり、これにより、サドル面２３ｓの厚みは、ピラー部２２の厚みｔｅよりも小さくなる。更に、非接触部２７の隅部や、非接触部２７を画成する胴部２１のエッジ部には、面取り加工等によりＲ形状が付与されている。

このような非接触部２７を各エレメント２０に形成することで、伝動ベルト１０では、隣り合うエレメント２０とのロッキングエッジ部２５以外での接触、すなわち隣り合うエレメント２０と非接触部２７との接触を良好に抑制することが可能となる。この結果、大きなモーメントが作用するエレメント２０の幅方向における中央部からの荷重が隣り合うエレメント２０に加えられて当該エレメント２０が変形するのを抑制し、各エレメント２０の耐久性をより向上させることが可能となる。

上述のような複数のエレメント２０を含む伝動ベルト１０によりプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５にトルクが伝達される際、伝動ベルト１０のプーリ３，５に巻き掛かっていない部分である２つの弦部のうち、エレメント２０がプライマリプーリ３からセカンダリプーリ５に向けて進行する弦部（以下、「圧縮側弦部」という。）では、複数のエレメント２０に対してプーリ３，５側から圧縮力が付与される。かかる圧縮側弦部では、隣り合うエレメント２０同士の接触部となるロッキングエッジ部２５（胴部２１）の潰れ量（変形量）が大きくなると共にピラー部２２の潰れ量が小さくなることで、図３からわかるように、積層リング１２（最内層リング材１１ｉ）の内周面の曲率中心と、一対のロッキングエッジ部２５の伝動ベルト１０の外周側に位置する端部２５ａを通る近似曲線（図３における二点鎖線参照）の曲率中心とが概ね一致する。これにより、圧縮側弦部において、図示するように複数のエレメント２０を乱れなく整列させ、トルクの伝達に際して振動やノイズの発生を抑制することができる。

ただし、一対のピラー部２２を有する複数のエレメント２０を含む伝動ベルト１０では、ピラー部２２の積層リング１２よりもベルト外周側に突出する部分の面積が減少していることにより、エレメント２０のピラー部２２側が伝動ベルト１０の回転方向またはそれとは逆方向に倒れやすくなり、図４からわかるように、圧縮側弦部でピラー部２２の潰れ量（変形量）が部分的にロッキングエッジ部２５（胴部２１）の潰れ量よりも大きくなってしまうことがある。この場合、ロッキングエッジ部２５の端部２５ａを通る近似曲線（図４における二点鎖線参照）の曲率中心が複数形成されると共に積層リング１２の曲率中心と一致しなくなり、当該近似曲線の複数の曲率半径は、何れも積層リング１２（最内層リング材１１ｉ）の内周面の曲率半径より小さくなる。この結果、トルクの伝達に際して、圧縮側弦部で複数のエレメント２０の配列に乱れが生じてしまい、振動やノイズが発生してしまうおそれがある。

これを踏まえて、本発明者らは、ロッキングエッジ部２５の潰れ量と相関を有する当該ロッキングエッジ部２５の幅と、ピラー部２２の潰れ量と相関を有する当該ピラー部２２のロッキングエッジ部２５よりも伝動ベルト１０の外周側に位置する部分の表面積とに着目し、伝動ベルト１０によりプーリ３，５間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを抑制すべく、当該幅および表面積と、圧縮側弦部における積層リング１２の曲率やロッキングエッジ部２５を通る近似曲線の曲率との関係について検討を行った。具体的には、一対のロッキングエッジ部２５のベルト外周側に位置する端部２５ａの幅ａの和を“Ａ”とし（本実施形態では、Ａ＝２×ａであって、およそ５．７ｍｍ）、ロッキングエッジ部２５を含むエレメント２０の正面における一対のピラー部２２の当該ロッキングエッジ部２５よりもベルト外周側に位置する平坦部であって隣り合うエレメント２０と接触する部分（図２における網掛け部参照）の表面積ｓの和を“Ｓ”とし（本実施形態では、Ｓ＝２×ｓであって、およそ２０ｍｍ²）、値Ｓ／Ａに対する圧縮側弦部における積層リング１２の曲率やロッキングエッジ部２５の端部２５ａを通る近似曲線の曲率の変化を解析により求めた。その結果、図５に示すように、Ｓ／Ａ≧３．５を満たす場合、圧縮側弦部において、サドル面２３ｓの頂部Ｔに接触する最内層リング材１１ｉ（積層リング１２）の内周面の曲率中心と、ロッキングエッジ部２５の端部２５ａを通る近似曲線の曲率中心とが概ね一致し、かつ両者の曲率半径が概ね一致することを見出した。

かかる研究・解析結果より、本実施形態の伝動ベルト１０では、各エレメント２０がＳ／Ａ≧３．５を満たすように形成される。これにより、圧縮側弦部において、ロッキングエッジ部２５の潰れ量をピラー部２２の潰れ量よりも大きくして複数のエレメント２０の配列に乱れが生じてしまうのを抑制することができる（図３参照）。この結果、一対のピラー部２２を有する複数のエレメント２０を含む伝動ベルト１０により無段変速機１の一対のプーリ３，５間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを良好に抑制することが可能となる。

ここで、Ｓ／Ａ≧３．５が満たされていれば、圧縮側弦部において複数のエレメント２０を乱れなく整列させて振動やノイズの発生を抑制することが可能となるが、エレメント２０ではロッキングエッジ部２５の幅の拡大に制限があることから、値Ｓ／Ａが大きいほどピラー部２２の表面積（投影面積）が大きくなり、エレメント２０の大型化により材料費が嵩んでしまう。従って、エレメント２０は、３．５≦Ｓ／Ａ≦５．０、より好ましくは、３．５≦Ｓ／Ａ≦４．０を満たすように形成されるとよい。これにより、伝動ベルト１０により無段変速機１の一対のプーリ３，５間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを良好に抑制しつつ、一対のピラー部２２の表面積（投影面積）を小さくしてエレメント２０の材料費を低減化することが可能となる。

なお、一対のロッキングエッジ部２５の幅の和Ａは、エレメント２０を平面視した際にサドル面２３ｓの頂部Ｔを通って幅方向に延在する直線（頂部Ｔでサドル面２３ｓに接する平面）とロッキングエッジ部２５の表面との交線の長さの和であってもよい。すなわち、本発明者らの解析によれば、サドル面２３ｓの頂部Ｔを通って幅方向に延在する直線とロッキングエッジ部２５との交線の長さの和を“Ａ”とした場合も、Ｓ／Ａ≧３．５を満たすようにエレメント２０を形成することで、圧縮側弦部において、サドル面２３ｓの頂部Ｔに接触する最内層リング材１１ｉ（積層リング１２）の内周面の曲率中心と、ロッキングエッジ部２５の上記交線を通る近似曲線の曲率中心とが概ね一致し、かつ両者の曲率半径が概ね一致することが判明している。

また、上記実施形態において、ロッキングエッジ部２５のベルト外周側の端部は、サドル面２３ｓ（頂部Ｔ）よりも伝動ベルト１０の径方向における外側に位置し、ロッキングエッジ部２５のベルト内周側の端部は、サドル面２３ｓ（底部）よりも伝動ベルト１０の径方向における内側に位置するが、これに限られるものではない。すなわち、ロッキングエッジ部２５は、ベルト外周側の端部またはベルト内周側の端部がロッキングエッジ部２５とサドル面２３ｓの頂部Ｔを通って幅方向に延在する直線と重なり合うように形成されてもよい。

更に、上記エレメント２０は、左右対称の外形を有するものであるが、これに限られるものではない。すなわち、本開示の伝動ベルト用エレメントは、図６に示すエレメント２０Ｂのように、左右非対称の外形を有するように形成されてもよい。また、図６に示すエレメント２０Ｂのように、突起２１ｐ（および窪み部）は、胴部２１ではなく、ピラー部２２に形成されてもよい。このようにピラー部２２に突起２１ｐ（および窪み部）が形成される場合には、エレメント２０Ｂの正面または背面における一対のピラー部２２のロッキングエッジ部２５よりもベルト外周側に位置する部分からダレを生じた周縁部や突起２１ｐの周囲を除いた、隣り合うエレメント２０Ｂと接触する部分の表面積ｓの和を上記“Ｓ”とすればよい。ただし、ピラー部２２のロッキングエッジ部２５よりもベルト外周側に位置して隣り合うエレメント２０Ｂと接触する部分は、連続した領域に限られものではなく、例えば突起２１ｐにより分断された領域であってもよい。

また、上記伝動ベルト１０では、各エレメント２０に一対のフック部２２ｆが設けられると共に、積層リング１２と複数のエレメント２０のフック部２２ｆとの間にリテーナリング１５が配置されるが、これに限られるものではない。すなわち、ピラー部２２の構成は、上記エレメント２０のものには限られず、図６に示すエレメント２０Ｂのように、ピラー部２２からフック部２２ｆが省略されてもよい。更に、図６に示す伝動ベルト１０Ｂのように、本開示の伝動ベルトからリテーナリング１５が省略されてもよい。また、無段変速機１は、プライマリシャフト２およびセカンダリシャフト４が選択的にインプットシャフトに連結されると共に、プライマリシャフト２およびセカンダリシャフト４が選択的に車両のドライブシャフトに連結されるように構成されてもよい。

以上説明したように、本開示の伝動ベルトは、サドル面（２３ｓ）を有する胴部（２１）および前記サドル面（２３ｓ）の幅方向における両側に位置するように前記胴部（２１）から延出された一対のピラー部（２２）を含む複数のエレメント（２０，２０Ｂ）と、前記サドル面（２３ｓ）に接触するように前記複数のエレメント（２０，２０Ｂ）の前記一対のピラー部（２２）間に配置されるリング（１２）とを有すると共に無段変速機（１）のプライマリプーリ（３）およびセカンダリプーリ（５）に巻き掛けられる伝動ベルト（１０，１０Ｂ）において、前記エレメント（２０，２０Ｂ）の各々は、正面および背面の一方に少なくとも一部が前記ピラー部（２２）に跨がるように前記幅方向に間隔をおいて形成された一対の凸曲面状のロッキングエッジ部（２５）と、前記一対のロッキングエッジ（２５）部の間で隣り合うエレメント（２０，２０Ｂ）と接触しないように前記サドル面（２３ｓ）に沿って前記幅方向に延在する非接触部（２７）とを含み、前記一対のロッキングエッジ部（２５）の前記伝動ベルト（１０，１０Ｂ）の外周側に位置する端部（２５ａ）の幅（ａ）の和を“Ａ”とし、前記ロッキングエッジ部（２５）を含む前記正面または前記背面における前記一対のピラー部（２２）の該ロッキングエッジ部（２５）よりも前記伝動ベルト（１０Ｂ，２０Ｂ）の外周側に位置する部分の表面積（ｓ）の和を“Ｓ”としたときに、Ｓ／Ａ≧３．５を満たすものである。

上述のように、本発明者らは、一対のロッキングエッジ部の伝動ベルトの外周側に位置する端部の幅の和を“Ａ”とし、正面または背面における一対のピラー部のロッキングエッジ部よりも伝動ベルトの外周側に位置する部分の表面積の和を“Ｓ”としたときに、Ｓ／Ａ≧３．５を満たすようにエレメントを形成することで、複数のエレメントに対して圧縮力が作用する伝動ベルトの弦部において、リングの曲率中心と、ロッキングエッジ部を通る近似曲線の曲率中心とが概ね一致することを見出した。これにより、それぞれＳ／Ａ≧３．５を満たす複数のエレメントを含む本開示の伝動ベルトでは、複数のエレメントに対して圧縮力が作用する伝動ベルトの弦部において、ロッキングエッジ部の潰れ量をピラー部の潰れ量よりも大きくして複数のエレメントの配列に乱れが生じてしまうのを抑制することができる。この結果、一対のピラー部を有する複数のエレメントを含む伝動ベルトにより無段変速機の一対のプーリ間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを良好に抑制することが可能となる。

また、前記伝動ベルト（１０，１０Ｂ）は、３．５≦Ｓ／Ａ≦５．０を満たすものであってもよく、３．５≦Ｓ／Ａ≦４．０を満たすものであってもよい。これにより、伝動ベルトにより無段変速機の一対のプーリ間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを良好に抑制しつつ、一対のピラー部の表面積（投影面積）を小さくしてエレメントの材料費を低減化することが可能となる。

また、前記ロッキングエッジ部（２５）の前記伝動ベルト（１０，１０Ｂ）の外周側の端部は、前記サドル面（２３ｓ）よりも前記伝動ベルト（１０，１０Ｂ）の径方向における外側に位置してもよく、前記ロッキングエッジ（２５）部の前記伝動ベルト（１０，１０Ｂ）の内周側の端部は、前記サドル面（２３ｓ）よりも前記径方向における内側に位置してもよい。

本開示の伝動ベルト用エレメントは、無段変速機（１）のプライマリプーリ（３）およびセカンダリプーリ（５）に巻き掛けられる伝動ベルト（１０，１０Ｂ）のリング（１２）と接触するサドル面（２３ｓ）を有する胴部（２１）と、前記サドル面（２３ｓ）の幅方向における両側に位置するように前記胴部（２１）から延出された一対のピラー部（２２）とを含む伝動ベルト用エレメント（２０，２０Ｂ）において、正面および背面の一方に少なくとも一部が前記ピラー部（２２）に跨がるように前記幅方向に間隔をおいて形成された一対の凸曲面状のロッキングエッジ部（２５）と、前記一対のロッキングエッジ部（２５）の間で隣り合うエレメント（２０）と接触しないように前記サドル面（２３ｓ）に沿って前記幅方向に延在する非接触部（２７）とを備え、前記一対のロッキングエッジ部（２５）の前記伝動ベルト（１０，１０Ｂ）の外周側に位置する端部（２５ａ）の幅（ａ）の和を“Ａ”とし、前記ロッキングエッジ部（２５）を含む前記正面または前記背面における前記一対のピラー部（２２）の該ロッキングエッジ部（２５）よりも前記伝動ベルト（１０Ｂ，２０Ｂ）の外周側に位置する部分の表面積（ｓ）の和を“Ｓ”としたときに、Ｓ／Ａ≧３．５を満たすものである。

かかるエレメントを複数含む伝動ベルトでは、複数のエレメントに対して圧縮力が作用する伝動ベルトの弦部において、ロッキングエッジ部の潰れ量をピラー部の潰れ量よりも大きくして複数のエレメントの配列に乱れが生じてしまうのを抑制することができる。この結果、一対のピラー部を有する複数のエレメントを含む伝動ベルトにより無段変速機の一対のプーリ間でトルクが伝達される際に振動やノイズが発生するのを良好に抑制することが可能となる。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、無段変速機や伝動ベルトの製造産業等において利用可能である。

１ 無段変速機、２ プライマリシャフト、２ｓ ストッパ部、３ プライマリプーリ、３ａ，５ａ 固定シーブ、３ｂ，５ｂ 可動シーブ、３ｓ スプライン歯、４ セカンダリシャフト、５ セカンダリプーリ、６ プライマリシリンダ、６０ プライマリピストン、６５ エンドプレート、７ セカンダリシリンダ、８ リターンスプリング、１０，１０Ｂ 伝動ベルト、１１ リング材、１１ｉ 最内層リング材、１１ｏ 最外層リング材、１２ 積層リング、１５ リテーナリング、２０，２０Ｂ エレメント、２０ｓ 側面、２０ｓａ 第１側面、２０ｓｂ 第２側面、２１ 胴部、２１ｐ 突起、２１ｒ 窪み部、２１ｓ テーパ面、２２ ピラー部、２２ｆ フック部、２２ｉ 内面、２３ リング収容部、２３ｓ サドル面、２５ ロッキングエッジ部、２５ａ 端部、２７ 非接触部、Ａ 端部の幅の和、Ｓ 表面積の和、Ｔ 頂部。

Claims (5)

1. サドル面を有する胴部および前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から延出された一対のピラー部を含む複数のエレメントと、前記サドル面に接触するように前記複数のエレメントの前記一対のピラー部間に配置されるリングとを有すると共に無段変速機のプライマリプーリおよびセカンダリプーリに巻き掛けられる伝動ベルトにおいて、
   前記エレメントの各々は、正面および背面の一方に少なくとも一部が前記ピラー部に跨がるように前記幅方向に間隔をおいて形成された一対の凸曲面状のロッキングエッジ部と、前記一対のロッキングエッジ部の間で隣り合うエレメントと接触しないように前記サドル面に沿って前記幅方向に延在する非接触部とを含み、
   前記一対のロッキングエッジ部の前記伝動ベルトの外周側に位置する端部の幅の和を“Ａ”とし、前記ロッキングエッジ部を含む前記正面または前記背面における前記一対のピラー部の該ロッキングエッジ部よりも前記伝動ベルトの外周側に位置する部分の表面積の和を“Ｓ”としたときに、
   Ｓ／Ａ≧３．５
   を満たす伝動ベルト。
2. 請求項１に記載の伝動ベルトにおいて、３．５≦Ｓ／Ａ≦５．０を満たす伝動ベルト。
3. 請求項１または２に記載の伝動ベルトにおいて、３．５≦Ｓ／Ａ≦４．０を満たす伝動ベルト。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の伝動ベルトにおいて、
   前記ロッキングエッジ部の前記伝動ベルトの外周側の端部は、前記サドル面よりも前記伝動ベルトの径方向における外側に位置し、前記ロッキングエッジ部の前記伝動ベルトの内周側の端部は、前記サドル面よりも前記径方向における内側に位置する伝動ベルト。
5. 無段変速機のプライマリプーリおよびセカンダリプーリに巻き掛けられる伝動ベルトのリングと接触するサドル面を有する胴部と、前記サドル面の幅方向における両側に位置するように前記胴部から延出された一対のピラー部とを含む伝動ベルト用エレメントにおいて、
   正面および背面の一方に少なくとも一部が前記ピラー部に跨がるように前記幅方向に間隔をおいて形成された一対の凸曲面状のロッキングエッジ部と、
   前記一対のロッキングエッジ部の間で隣り合うエレメントと接触しないように前記サドル面に沿って前記幅方向に延在する非接触部とを備え、
   前記一対のロッキングエッジ部の前記伝動ベルトの外周側に位置する端部の幅の和を“Ａ”とし、前記ロッキングエッジ部を含む前記正面または前記背面における前記一対のピラー部の該ロッキングエッジ部よりも前記伝動ベルトの外周側に位置する部分の表面積の和を“Ｓ”としたときに、
   Ｓ／Ａ≧３．５
   を満たす伝動ベルト用エレメント。

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