JPWO2014156432A1 - 無段変速機用金属ベルト - Google Patents

Abstract

無段変速機用金属ベルトにおいて、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を伝達する金属ベルト（１１）の金属エレメント（１４）は、ピッチングの支点となるロッキングエッジ（１９）がボディ部（１５）の前面の径方向外端に設けられ、かつネック部（１６）の後面に凹部（２０）が形成されるので、前側の金属エレメント（１４）に対して後側の金属エレメント（１４）が径方向外側に位置ずれしたとき、後側の金属エレメント（１４）のロッキングエッジ（１９）が前側の金属エレメント（１４）のリングスロット（１８）および凹部（２０）内に進入することで、後側の金属エレメント（１４）は前側の金属エレメント（１４）に接近するように移動し、後側の金属エレメント（１４）のボディ部（１５）の傾斜面（１５ｂ）は幅方向の全長で前側の金属エレメント（１４）のボディ部（１５）に当接することが可能になる。その結果、ネック部（１６）がボディ部（１５）に接続する部分に加わる曲げ荷重が減少してネック部（１６）の曲げ応力が抑制されることで、強度低下および動力伝達効率低下が最小限に抑えられる。

Description

本発明は、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前記両プーリ間で駆動力を伝達する金属ベルトが、幅方向に並置された一対の金属リング集合体と、前記一対の金属リング集合体に前後方向に積層した状態で係止された多数の金属エレメントとを備える無段変速機用金属ベルトに関する。

Ｖ形ブロック（金属エレメント）のロッキングエッジをＶ形ブロックの高さ方向においてレベルが異なる２段階に形成し、これらロッキングエッジのうち下段のロッキングエッジと、無終端バンド（金属リング集合体）の内周面が当接するバンド組付け溝（リングスロット）内のバンド巻き掛け面（サドル面）とを、Ｖ型ブロックの高さ方向において同レベルに位置させたものが、下記特許文献１により公知である。

この構成により、無終端バンドのプーリ巻き付き域と直線域との間において、隣接するＶ形ブロックがバンド巻き掛け面での走行方向相対位置を不変に保つようにして摩擦損失を防ぐととともに、レベルが異なる２段階に形成したロッキングエッジにより、無終端バンドのプーリ巻き掛け径が大径、中径、小径と変化したときも、これに合わせて隣接するＶ形ブロック間の相対傾斜位置が変化可能となり、変速に伴うプーリ間の無終端バンドの芯ずれ量を小さく抑えることができる。

また隣接して相互に当接するエレメントの回転中心となるロッキングエッジが、エレメントのサドル面よりも内周側に離れた位置に形成されている伝動ベルト（金属ベルト）において、環状に配列された複数のエレメントを結束するサブリングを収容する少なくとも１つのスリット部が、リングの径方向においてサドル面よりも径方向内側に形成されたものが、下記特許文献２により公知である。

この構成により、サドル面上に積層した積層リング（金属リング集合体）に加えて、スリット部に挿入したサブリングによってもエレメントを結束できるので、エレメントを結束するリングの総数を少なくとも１枚多くすることができ、そのために伝動ベルトのトルク容量や耐久性を向上させることができる。またスリット部に挿入したサブリングは他の積層リングよりもロッキングエッジに近い位置に配置されるので、そのサブリングとスリット部との摩擦が少なく、リングの数を増大させることによる摩擦や、それに伴う動力損失あるいは動力伝達効率の低下を防止もしくは抑制することができる。

またエレメントのロッキングエッジとサドル面と一致させ、打ち抜き加工等のプレス加工によりエレメントを成形する際に、シャープエッジを形成できる側の面にロッキングエッジを設けるものが、下記特許文献３により公知である。

この構成により、エレメントのロッキングエッジを、プレス加工の際の「だれ」の影響を受けないシャープエッジに形成することができるので、例えばエレメントにリングが巻き掛けられる際に、リングの内周面が当接する面とロッキングエッジとをエレメントの高さ方向におけるほぼ同じ位置に形成することが可能となる。その結果、リングの内周面とロッキングエッジとの間の相対滑りを低減することができ、その相対滑りによる摩擦損失を低減して伝動ベルト（金属ベルト）の伝達効率を向上させることができる。

日本特許第３６９５２１６号公報 国際出願公開第ＷＯ１２／１３１８４１号 日本特許第４４２４３７６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、無終端バンドをＶ形ブロックの中央部に配置しているため、プーリのＶ面に当接するＶ形ブロックのプーリ当接面の高さが高くなり、Ｖ形ブロックの径方向の移動可能距離が制限されてレシオレンジが小さくなる問題があるだけでなく、ロッキングエッジが２段階に形成されるためにＶ形ブロックの製造が面倒になってコストが上昇する問題がある。

また上記特許文献１の段落［００１１］には、「Ｖ形ブロックの基部とバンド組付け溝との境界部にロッキングエッジを設けようとしても、当該境界部の位置では隣り合ったＶ形ブロックも基部とバンド組付け溝との境界部であるため、ロッキングエッジが隣り合ったＶ形ブロックのバンド組付け溝に落ちて、Ｖ形ブロックがその高さ方向に相対位置ずれしてしまうことになり、抜本的な解決にはなり得ないことを確かめた。」と記載されているが、このことは、反対にロッキングエッジが隣り合ったＶ形ブロックのバンド組付け溝に落ちても問題のない構造にすれば、問題が解決されることを示唆している。

また上記特許文献２に記載されたものは、スリット部に挿入したサブリングをロッキングエッジに近い位置に配置しても、他の積層リングはロッキングエッジから遠い位置に配置されてしまうため、サドル面と積層リングとの間に摩擦力が発生するのを避けられないという問題がある。

また上記特許文献３に記載されたものは、上記特許文献１に課題として記載されているように、ロッキングエッジが隣り合ったエレメントのバンド組付け溝に落ちてしまい、エレメントが高さ方向に位置ずれしてしまう虞がある。しかも形状の異なる第１エレメントおよび第２エレメントを交互に積層するので、それらの積層順序の管理が面倒になって組み立て性が悪化する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、無段変速機用金属ベルトの金属エレメントのサドル面とロッキングエッジとを径方向にほぼ同じ位置に形成したものにおいて、金属エレメントの径方向の位置ずれを許容できるようにすることで、駆動力の伝達効率の低下を最小限に抑えることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、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前記両プーリ間で駆動力を伝達する金属ベルトが、幅方向に並置された一対の金属リング集合体と、前記一対の金属リング集合体に前後方向に積層した状態で係止された多数の金属エレメントとからなり、前記金属エレメントは、前記一対の金属リング集合体が係合する一対のリングスロットと、前記一対のリングスロット間に位置するネック部と、前記ネック部の径方向内側に連なって前記一対の金属リング集合体の内周面を支持するサドル面が形成されたボディ部と、前記ネック部の径方向外側に連なって前記一対の金属リング集合体の外周面に対向するイヤー部とを備え、前記金属エレメントがピッチングする支点となるロッキングエッジが前記ボディ部の前面の径方向外端に設けられた無段変速機用金属ベルトであって、前記ネック部の後面に凹部が形成されることを第１の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記凹部の径方向内端の径方向高さは、前記ロッキングエッジの径方向高さに略一致することを第２の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記凹部の径方向内端部には傾斜面が形成され、前記傾斜面は前記ロッキングエッジの径方向内側に形成された傾斜面と平行に延びることを第３の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、前記第１〜第３の何れか１つの特徴に加えて、前記凹部は前記ネック部の一部に形成されることを第４の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、前記第１〜第３の何れか１つの特徴に加えて、前記凹部は前記ネック部の全域および前記イヤー部の一部に形成されることを第５の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、前記第１〜第５の何れか１つの特徴に加えて、前記凹部は前記ネック部から前記ボディ部の一部に跨がって延びることを第６の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

本発明の第１の特徴によれば、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を伝達する金属ベルトの金属エレメントは、一対のリングスロットと、ネック部と、ボディ部と、イヤー部とを備える。金属エレメントがピッチングする支点となるロッキングエッジがボディ部の前面の径方向外端（サドル面の前端）に設けられるので、金属エレメントがピッチングしても、金属エレメントのボディ部のサドル面と金属リング集合体の内周面との間に滑りが発生することが防止され、金属ベルトの動力伝達効率が高められる。またネック部の後面に凹部が形成されるので、前側の金属エレメントに対して後側の金属エレメントが径方向外側に位置ずれしたとき、後側の金属エレメントのロッキングエッジが前側の金属エレメントのリングスロットおよび凹部内に進入し、後側の金属エレメントが前側の金属エレメントに接近するように移動することで、後側の金属エレメントのボディ部の傾斜面が幅方向の全長で前側の金属エレメントのボディ部に当接することが可能になる。その結果、ネック部がボディ部に接続する部分に加わる曲げ荷重が減少してネック部の曲げが抑制されることで、動力伝達効率の低下が最小限に抑えられる。

また本発明の第２の特徴によれば、凹部の径方向内端の径方向高さは、ロッキングエッジの径方向高さに略一致するので、後側の金属エレメントが前側の金属エレメントに対して径方向外側に位置ずれしたときでも、径方向に位置ずれしないときでも、後側の金属エレメントのボディ部を前側の金属エレメントのボディ部に確実に当接させることが可能となる。

また本発明の第３の特徴によれば、凹部の径方向内端部には傾斜面が形成され、前記傾斜面はロッキングエッジの径方向内側に形成された傾斜面と平行に延びるので、後側の金属エレメントが前側の金属エレメントに対して径方向外側に位置ずれしたときに、後側の金属エレメントのボディ部の傾斜面を前側の金属エレメントの凹部の傾斜面に確実に当接させることが可能となる。

また本発明の第４の特徴によれば、凹部はネック部の一部に形成されるので、前後の金属エレメントが径方向に位置ずれしないときに、後側の金属エレメントの前面がロッキングエッジにおいて前側の金属エレメントの後面に当接するだけでなく、後側の金属エレメントの前面が前側の金属エレメントのネック部の凹部以外の部分にも当接することで、後側の金属エレメントのピッチングを防止して駆動力を効率的に伝達することができる。

また本発明の第５の特徴によれば、凹部はネック部の全域およびイヤー部の一部に形成されるので、前後の金属エレメントが径方向に位置ずれしないときに、後側の金属エレメントの前面がロッキングエッジにおいて前側の金属エレメントの後面に当接するだけでなく、後側の金属エレメントの前面が前側の金属エレメントのイヤー部の平坦部にも当接するので、後側の金属エレメントのピッチングを防止して駆動力を効率的に伝達することができる。

また本発明の第６の特徴によれば、前側および後側の金属エレメントが前後方向の軸線まわりに相対回転すると、前側の金属エレメントのボディ部の後面（サドル面の後縁）と後側の金属エレメントのボディ部の前面（傾斜面）との間に空間が発生するため、金属エレメント間の押し力で前記空間を詰めるようにボディ部が曲げ変形して強度低下および動力伝達効率低下の原因となる。しかしながら、金属エレメントの凹部はネック部からボディ部の一部に跨がって延びるので、前記空間の始点が凹部により移動して該空間の左右方向の長さが延長されることで、前記空間を詰めるために発生するボディ部の曲げ応力が減少し、強度低下および動力伝達効率低下が最小限に抑えられる。

図１は無段変速機用金属ベルトの一部を示す斜視図である。（第１の実施の形態） 図２は金属エレメントの形状を示す図である。（第１の実施の形態） 図３は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第１の実施の形態） 図４は金属エレメントの形状を示す図である。（第２の実施の形態） 図５は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第２の実施の形態） 図６は金属エレメントの形状を示す図である。（第３の実施の形態） 図７は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第３の実施の形態） 図８は金属エレメントの形状を示す図である。（第４の実施の形態） 図９は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第４の実施の形態） 図１０は金属エレメントの形状を示す図である。（第５の実施の形態） 図１１は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第５の実施の形態） 図１２は金属エレメントの形状を示す図である。（比較例） 図１３は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（比較例）

１１ 金属ベルト
１３ 金属リング集合体
１４ 金属エレメント
１５ ボディ部
１５ａ サドル面
１５ｂ 傾斜面
１６ ネック部
１７ イヤー部
１８ リングスロット
１９ ロッキングエッジ
２０ 凹部
２０ｂ 傾斜面

添付図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態

先ず、図１〜図３に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、ベルト式無段変速機のドライブプーリおよびドリブンプーリ間に巻き掛けられて駆動力を伝達する金属ベルト１１は、複数枚の金属リング１２…を積層してなる一対の金属リング集合体１３，１３と、一対の金属リング集合体１３，１３に支持された多数の金属エレメント１４…とで構成される。

本明細書において、前後方向とは金属ベルト１１の進行方向を前方とし、それと逆方向を後方として定義される。また径方向とは、前後方向に直交する方向であって、金属ベルト１１が巻き付くプーリの外周側を外側とし、中心側を内側として定義される。また左右方向（幅方向）とは、前後方向および径方向に直交する方向であって、一対の金属リング集合体１３，１３が並置される方向として定義される。

図１および図２に示すように、金属エレメント１４は、金属板をプレス加工により打ち抜いたもので、径方向内側の略台形状のボディ部１５と、ボディ部１５の幅方向中央から径方向外側に延びるネック部１６と、ネック部１６の径方向外側に連なって幅方向両側に延びる三角形状のイヤー部１７とを備える。ボディ部１５の径方向外縁、ネック部１６の幅方向外縁およびイヤー部１７の径方向内縁に挟まれた位置に、幅方向外側に開放して一対の金属リング集合体１３，１３を収容する一対のリングスロット１８，１８が形成される。

リングスロット１８，１８に臨むボディ部１５の径方向外面には、金属リング集合体１３，１３の内周面が当接するサドル面１５ａ，１５ａが形成される。ボディ部１５の前面には、径方向外側から径方向内側に向かって厚さが減少するようにテーパーする傾斜面１５ｂが形成されており、傾斜面１５ｂの径方向外端がサドル面１５ａ，１５ａの前端と交差する位置に、幅方向に直線状に延びるロッキングエッジ１９が形成される。ボディ部１５の幅方向両端には、プーリのＶ面に当接可能な一対のプーリ当接面１５ｃ，１５ｃが形成される。

金属エレメント１４の後面には、ネック部１６の全域およびイヤー部１７の幅方向中央部に跨がる凹部２０が形成される。凹部２０は、基本的に平坦面である金属エレメント１４の後面の一部を一定深さに窪ませたものであり、その角部は直角に切り立った段差となっている。凹部２０の径方向内縁２０ａは幅方向に直線状に延び、その径方向高さはロッキングエッジ１９の径方向高さに一致している。言い換えると、金属エレメント１４を前後方向に見ると、凹部２０の径方向内縁２０ａおよびロッキングエッジ１９は重なっている。

イヤー部１７の中央前面には前方に向かって突出する円錐台状のノーズ１７ａが形成され、イヤー部１７の中央後面には後方に向かって開放してノーズ１７ａが嵌合可能なホール１７ｂが形成される。ノーズ１７ａおよびホール１７ｂは若干の隙間をもって嵌合しており、よって隣接する前後の金属エレメント１４，１４は、前記隙間の範囲で相対的な平行移動および揺動が許容される。イヤー部１７の幅方向両端部には、凹部２０を挟むように一対の平坦部１７ｃ，１７ｃが形成される。平坦部１７ｃ，１７ｃの高さは、ボディ部１５の後面の高さと面一である。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

ドライブプーリおよびドリブンプーリに巻き掛けられた金属ベルト１１は、ドライブプーリからドリブンプーリに向かって直線状に延びる弦部の押し力により駆動力を伝達する。弦部では金属エレメント１４…が相互に平行に整列するのに対し、金属ベルト１１がプーリに巻き付く巻き付き部では、金属エレメント１４…がプーリの軸線を中心とする放射状に姿勢を変更するため、隣接する金属エレメント１４…の径方向外端の間隔が広がり、径方向内端の間隔が狭まるように相対的に揺動する。その際に、前側の金属エレメント１４の後面に当接する後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９が支点となり、前後の金属エレメント１４，１４がノーズ１７ａおよびホール１７ｂ間の隙間の範囲で相対的にピッチング（前後方向の揺動）することで、前記姿勢を変更が許容される。

また本実施の形態の金属エレメント１４は、そのロッキングエッジ１９がサドル面１５ａ，１５ａの前端に形成されており、ロッキングエッジ１９の径方向高さとサドル面１５ａ，１５ａの径方向高さとが一致しているため、巻き付き部で金属エレメント１４…がピッチングしたときに、隣接する金属エレメント１４，１４のサドル面１５ａ，１５ａどうしが前後方向に離間することが防止され、サドル面１５ａ，１５ａと金属リング集合体１３，１３の内周面との間に滑りが発生して動力伝達効率が低下することが回避される。仮に、ロッキングエッジ１９がサドル面１５ａ，１５ａよりも径方向内側に設けられていると、巻き付き部で金属エレメント１４…がピッチングしたときに、隣接する金属エレメント１４，１４のサドル面１５ａ，１５ａどうしが前後方向に離間するため、サドル面１５ａ，１５ａと金属リング集合体１３，１３の内周面との間に滑りが発生するだけでなく、金属リング集合体１３，１３が引き伸ばされるために動力伝達効率が低下することになる。

ところで、隣接する金属エレメント１４，１４は、後側の金属エレメント１４のノーズ１７ａが前側の金属エレメント１４のホール１７ｂに嵌合し、かつサドル面１５ａ，１５ａを径方向内側に押圧する金属リング集合体１３，１３の張力で位置を規制されているが、ノーズ１７ａおよびホール１７ｂ間には隙間があるため、弦部において金属エレメント１４…が径方向に位置ずれすることが避けられない。

図１２には、後面に凹部２０を持たない比較例の金属エレメント１４の形状が示される。図１３は、比較例の金属エレメント１４が径方向に位置ずれしたときの作用を示すものである。図１２のＰ−Ｐ線断面図およびＱ−Ｑ線断面図にそれぞれ対応する図１３（Ａ）、（Ｂ）は、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向内側に位置ずれした状態を示しており、この場合には、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の全長が前側の金属エレメント１４のボディ部１５の後面に当接するため、駆動力の伝達が効率的に行われる。

しかしながら、図１２のＰ−Ｐ線断面図およびＱ−Ｑ線断面図にそれぞれ対応する図１３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれした場合には、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の幅方向中央部は前側の金属エレメント１４のネック部１６の後面に当接することができるが、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の幅方向両端部は前側の金属エレメント１４のリングスロット１８，１８に対向してしまい、ロッキングエッジ１９と前側の金属エレメント１４の後面との間に隙間が発生してしまう。その結果、ロッキングエッジ１９の一部（幅方向中央部）だけが駆動力を伝達することになり、ネック部１６がボディ部１５に接続する部分に曲げ荷重が発生してしまい、駆動力の伝達が効率的に行われなくなる問題がある。

図３は本実施の形態の金属エレメント１４が径方向に位置ずれしたときの作用を示すものである。図３（Ａ）、（Ｂ）は後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向内側に位置ずれした状態を示しており、この場合には凹部２０は機能しないが、図１３（Ａ）、（Ｂ）の比較例と同様に後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の全長が前側の金属エレメント１４のボディ部１５の後面に当接するため、ネック部１６の曲げは発生せず、駆動力の伝達効率が低下することはない。

一方、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれした場合には、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の幅方向中央部が前側の金属エレメント１４のネック部１６の後面の凹部２０に進入することで、後側の金属エレメント１４のボディ部１５の幅方向中央の傾斜面１５ｂが凹部２０の径方向内縁２０ａに摺接しながら、後側の金属エレメント１４は径方向外側に移動しつつ、前側の金属エレメント１４に接近するように前方に移動することができる。

このように、後側の金属エレメント１４が径方向外側に移動しながら前側の金属エレメント１４に接近するように前方に移動することで、後側の金属エレメント１４の傾斜面１５ｂの幅方向両端部と、前側の金属エレメント１４のサドル面１５ａ，１５ａの後端との当接が維持されるため、傾斜面１５ｂの幅方向全長で駆動力を伝達することが可能になり、ネック部１６がボディ部１５に接続する部分に加わる曲げ荷重が減少してネック部１６の曲げが抑制されることで、駆動力の伝達効率の低下が最小限に抑えられる。

また凹部２０を挟むイヤー部１７の後面の幅方向両端の平坦部１７ｃ，１７ｃがボディ部１５の後面と同じ高さに整列するため、金属エレメント１４…がドライブプーリおよびドリブンプーリ間の弦部にあるとき、前側の金属エレメント１４および後側の金属エレメント１４はロッキングエッジ１９において当接するだけでなく、後側の金属エレメント１４はイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃにおいても前側の金属エレメント１４の後面に当接する。その結果、弦部上にあって径方向に位置ずれしていない金属エレメント１４…は、イヤー部１７の一対の平坦部１７ｃ，１７ｃおよびロッキングエッジ１９の３カ所で当接することで、ピッチングすることなく相互に平行に整列して安定した姿勢を維持することができる。

なお、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれし、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９が前側の金属エレメント１４のリングスロット１８，１８および凹部２０内に進入するように前方に移動したとき、後側の金属エレメント１４のイヤー部１７は前側の金属エレメント１４のイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃと干渉して前方に移動できないため、後側の金属エレメント１４の径方向外端が後方に倒れようとする。しかしながら、イヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃは凹部２０との接続部において前方に容易に弾性変形可能であるため、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の前方への移動に追従し、前側の金属エレメント１４のイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃが前方に弾性変形することで、隣接する前後の金属エレメント１４，１４は相互に平行な位置関係を維持することができる。

第２の実施の形態

次に、図４および図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、金属エレメント１４のボディ部１５から凹部２０の径方向内縁２０ａが直角の段状に窪んでいるが、第２の実施の形態では、図４に示すように、金属エレメント１４の凹部２０の径方向内縁２０ａに対応する位置に、ボディ部１５の傾斜面１５ｂと平行な傾斜面２０ｂが形成される。

第１の実施の形態では、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれしたとき、後側の金属エレメント１４の傾斜面１５ｂが前側の金属エレメント１４の凹部２０の径方向内縁２０ａに線接触するが、第２の実施の形態では、後側の金属エレメント１４の傾斜面１５ｂが前側の金属エレメント１４の凹部２０の傾斜面２０ｂに面接触するため、駆動力を一層確実に伝達することができる。

第３の実施の形態

次に、図６および図７に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態のネック部１６の凹部２０は、ネック部１６の全域に形成されているが、第３の実施の形態のネック部１６の凹部２０は、ネック部１６の径方向内側部分だけに形成されており、ネック部１６の径方向外側部分は平坦部１６ａになっている。ネック部１６の凹部２０の径方向内縁２０ａの径方向高さは、第１の実施の形態と同様にロッキングエッジ１９の径方向高さと整列し、かつ径方向内縁２０ａは第１の実施の形態と同様に直角の段状に窪んでいる。従って、金属エレメント１４の後面には、ネック部１６の径方向外側部分とイヤー部１７の幅方向中央部分とに分離された二つの平坦部１６ａ，１７ｃが形成される。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態に比べて、ネック部１６の平坦部１６ａの分だけ平坦部の面積が増加するため、弦部上にあって径方向に位置ずれしていない金属エレメント１４…は、ピッチングすることなく相互に平行に整列して一層安定した姿勢を維持することができる。

なお、第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれし、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９が前側の金属エレメント１４のリングスロット１８，１８および凹部２０内に進入するように前方に移動したとき、後側の金属エレメント１４のネック部１６およびイヤー部１７は前側の金属エレメント１４の平坦部１６ａ，１７ｃと干渉して前方に移動できないため、金属エレメント１４…の径方向外端が後方に倒れようとする。

しかしながら、後側の金属エレメント１４は、その更に後方の金属エレメント１４から押圧力によりネック部１６の凹部２０において弾性変形するため、隣接する金属エレメント１４，１４は相互に平行な位置関係を維持することができる。

第４の実施の形態

次に、図８および図９に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。

第４の実施の形態は、第３の実施の形態のネック部１６の径方向内側部分に形成された凹部２０に、第２の実施の形態の傾斜面２０ｂを組み合わせたものであり、その凹部２０全体が傾斜面２０ａとなっている。これにより、第４の実施の形態は、第３の実施の形態および第２の実施の形態の作用効果を併せて奏することが可能となる。

第５の実施の形態

次に、図１０および図１１に基づいて本発明の第５の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態の金属エレメント１４（図２参照）の凹部２０の径方向内縁２０ａは、ロッキングエッジ１９と同じ径方向位置で終わっているが、図１０に示す第５の実施の形態の金属エレメント１４の凹部２０は、イヤー部１７およびネック部１６からロッキングエッジ１９の径方向位置を超えてボディ部１５の径方向内端まで延びている。ボディ部１５における凹部２０の左右方向の幅は、イヤー部１７における凹部２０の左右方向の幅と同じである。

第５の実施の形態の金属エレメント１４は、第１の実施の形態の金属エレメント１４の作用効果に加えて、凹部２０をボディ部１５まで延長したことにより、以下のような更なる作用効果を達成することができる。

図１１（Ｂ）は凹部２０を持たない比較例の金属エレメント１４に対応するもので、隣接する２個の金属エレメント１４，１４を後面側から見た状態を示しており、向こう側の金属エレメント１４に対して手前側の金属エレメント１４は、回転中心Ｏまわりに反時計方向に角度θだけ相対回転している。一対の金属エレメント１４，１４が回転中心Ｏまわりに相対回転するのは、各金属エレメント１４は２本の金属リング集合体１３，１３により拘束されているため、それら２本の金属リング集合体１３，１３が当接する左右のサドル面１５ａ，１５ａの中間位置が回転中心Ｏになるからである。隣接する金属エレメント１４，１４はイヤー部１７，１７に形成されたノーズ１７ａおよびホール１７ｂで相互に係合しているが、ノーズ１７ａおよびホール１７ｂ間には所定のガタが存在するため、一対の金属エレメント１４，１４の回転中心Ｏまわりの相対回転が許容される。

図１１（Ｂ）の下段は、向こう側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９に沿う断面線で切断した断面図であって、向こう側の金属エレメント１４は左右のサドル面１５ａ，１５ａの間に断面線で切断されたネック部１６が現れる。一方、手前側の金属エレメント１４は、図中左側のボディ部１５は切断されずに図中左側のサドル面１５ａが現れ、ネック部１６および図中右側のボディ部１５は断面線で切断されている。ボディ部１５の前面にはサドル面１５ａから径方向内側に向かって傾斜する傾斜面１５ｂが形成されており、ボディ部１５の前後方向厚さは径方向内側に向かって次第に薄くなるため、断面線で切断されたボディ部１５の厚さは図中右側ほど薄くなり、手前側の金属エレメント１４のボディ部１５の右端と向こう側の金属エレメント１４のボディ部１５の右端との間に隙間ｇが発生することで、手前側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９との間に回転中心Ｏを始点とする三角形状の空間αが形成される。

このように、隣接する２個の金属エレメント１４，１４が回転中心Ｏまわりに相対回転すると、手前側の金属エレメント１４のボディ部１５の前面（傾斜面１５ｂ）と向こう側の金属エレメント１４のボディ部１５の後面との間に空間αが発生し、金属エレメント１４…間に作用する押し力で前記空間αを詰めるように金属エレメント１４が曲げ変形するため、強度および動力伝達効率が低下する可能性がある。

それに対し、図１１（Ａ）は凹部２０を有する本実施の形態の金属エレメント１４に対応するものである。比較例では、三角形状の空間αの始点が金属エレメント１４の左右方向中央の回転中心Ｏに一致しているが、本実施の形態では、向こう側の金属エレメント１４の後面に凹部２０が形成されているため、三角形状の空間αの始点が凹部２０の左端側にずれたＯ′点となる。その結果、比較例では空間αの始点であるＯ点から空間αの終点までの距離がＬ１であるのに対し、本実施の形態では空間αの始点であるＯ′点から空間αの終点までの距離がＬ２（＞Ｌ１）となる。

よって、金属エレメント１４…間に作用する押し力で空間αを詰めるように金属エレメント１４が曲げ変形するとき、比較例では距離Ｌ１の範囲で隙間ｇ分の曲げを吸収する必要があるのに対し、実施の形態では前記Ｌ１よりも長いＬ２の範囲で同じ大きさの隙間ｇ分の曲げを吸収すれば済むため、金属エレメント１４のネック部１６に連なるボディ部１５の曲げ応力もしくは相対変位（単位長さ当たりの変形量）を低減して強度低下および動力伝達効率低下を最小限に抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、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。

例えば、第５の実施の形態では凹部２０の径方向内端がボディ部１５の径方向内端に達しているが、必ずしもその必要はなく、凹部２０の径方向内端はネック部１６からロッキングエッジ１９を跨いでボディ部１５の一部に延びていれば良い。

また第５の実施の形態では、第１の実施の形態の凹部２０をボディ部１５に跨がるように径方向内側に延長したものであるが、第３の実施の形態の凹部２０をボディ部１５に跨がるように径方向内側に延長しても良い。

本発明は、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前記両プーリ間で駆動力を伝達する金属ベルトが、幅方向に並置された一対の金属リング集合体と、前記一対の金属リング集合体に前後方向に積層した状態で係止された多数の金属エレメントとを備える無段変速機用金属ベルトに関する。

Ｖ形ブロック（金属エレメント）のロッキングエッジをＶ形ブロックの高さ方向においてレベルが異なる２段階に形成し、これらロッキングエッジのうち下段のロッキングエッジと、無終端バンド（金属リング集合体）の内周面が当接するバンド組付け溝（リングスロット）内のバンド巻き掛け面（サドル面）とを、Ｖ型ブロックの高さ方向において同レベルに位置させたものが、下記特許文献１により公知である。

この構成により、無終端バンドのプーリ巻き付き域と直線域との間において、隣接するＶ形ブロックがバンド巻き掛け面での走行方向相対位置を不変に保つようにして摩擦損失を防ぐととともに、レベルが異なる２段階に形成したロッキングエッジにより、無終端バンドのプーリ巻き掛け径が大径、中径、小径と変化したときも、これに合わせて隣接するＶ形ブロック間の相対傾斜位置が変化可能となり、変速に伴うプーリ間の無終端バンドの芯ずれ量を小さく抑えることができる。

また隣接して相互に当接するエレメントの回転中心となるロッキングエッジが、エレメントのサドル面よりも内周側に離れた位置に形成されている伝動ベルト（金属ベルト）において、環状に配列された複数のエレメントを結束するサブリングを収容する少なくとも１つのスリット部が、リングの径方向においてサドル面よりも径方向内側に形成されたものが、下記特許文献２により公知である。

この構成により、サドル面上に積層した積層リング（金属リング集合体）に加えて、スリット部に挿入したサブリングによってもエレメントを結束できるので、エレメントを結束するリングの総数を少なくとも１枚多くすることができ、そのために伝動ベルトのトルク容量や耐久性を向上させることができる。またスリット部に挿入したサブリングは他の積層リングよりもロッキングエッジに近い位置に配置されるので、そのサブリングとスリット部との摩擦が少なく、リングの数を増大させることによる摩擦や、それに伴う動力損失あるいは動力伝達効率の低下を防止もしくは抑制することができる。

またエレメントのロッキングエッジとサドル面と一致させ、打ち抜き加工等のプレス加工によりエレメントを成形する際に、シャープエッジを形成できる側の面にロッキングエッジを設けるものが、下記特許文献３により公知である。

この構成により、エレメントのロッキングエッジを、プレス加工の際の「だれ」の影響を受けないシャープエッジに形成することができるので、例えばエレメントにリングが巻き掛けられる際に、リングの内周面が当接する面とロッキングエッジとをエレメントの高さ方向におけるほぼ同じ位置に形成することが可能となる。その結果、リングの内周面とロッキングエッジとの間の相対滑りを低減することができ、その相対滑りによる摩擦損失を低減して伝動ベルト（金属ベルト）の伝達効率を向上させることができる。

日本特許第３６９５２１６号公報 国際出願公開第ＷＯ１２／１３１８４１号 日本特許第４４２４３７６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、無終端バンドをＶ形ブロックの中央部に配置しているため、プーリのＶ面に当接するＶ形ブロックのプーリ当接面の高さが高くなり、Ｖ形ブロックの径方向の移動可能距離が制限されてレシオレンジが小さくなる問題があるだけでなく、ロッキングエッジが２段階に形成されるためにＶ形ブロックの製造が面倒になってコストが上昇する問題がある。

また上記特許文献１の段落［００１１］には、「Ｖ形ブロックの基部とバンド組付け溝との境界部にロッキングエッジを設けようとしても、当該境界部の位置では隣り合ったＶ形ブロックも基部とバンド組付け溝との境界部であるため、ロッキングエッジが隣り合ったＶ形ブロックのバンド組付け溝に落ちて、Ｖ形ブロックがその高さ方向に相対位置ずれしてしまうことになり、抜本的な解決にはなり得ないことを確かめた。」と記載されているが、このことは、反対にロッキングエッジが隣り合ったＶ形ブロックのバンド組付け溝に落ちても問題のない構造にすれば、問題が解決されることを示唆している。

また上記特許文献２に記載されたものは、スリット部に挿入したサブリングをロッキングエッジに近い位置に配置しても、他の積層リングはロッキングエッジから遠い位置に配置されてしまうため、サドル面と積層リングとの間に摩擦力が発生するのを避けられないという問題がある。

また上記特許文献３に記載されたものは、上記特許文献１に課題として記載されているように、ロッキングエッジが隣り合ったエレメントのバンド組付け溝に落ちてしまい、エレメントが高さ方向に位置ずれしてしまう虞がある。しかも形状の異なる第１エレメントおよび第２エレメントを交互に積層するので、それらの積層順序の管理が面倒になって組み立て性が悪化する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、無段変速機用金属ベルトの金属エレメントのサドル面とロッキングエッジとを径方向にほぼ同じ位置に形成したものにおいて、金属エレメントの径方向の位置ずれを許容できるようにすることで、駆動力の伝達効率の低下を最小限に抑えることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、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前記両プーリ間で駆動力を伝達する金属ベルトが、幅方向に並置された一対の金属リング集合体と、前記一対の金属リング集合体に前後方向に積層した状態で係止された多数の金属エレメントとからなり、前記金属エレメントは、前記一対の金属リング集合体が係合する一対のリングスロットと、前記一対のリングスロット間に位置するネック部と、前記ネック部の径方向内側に連なって前記一対の金属リング集合体の内周面を支持するサドル面が形成されたボディ部と、前記ネック部の径方向外側に連なって前記一対の金属リング集合体の外周面に対向するイヤー部とを備え、前記金属エレメントがピッチングする支点となるロッキングエッジが前記ボディ部の前面の径方向外端に設けられた無段変速機用金属ベルトであって、前記ネック部の後面に、該ネック部の幅方向全体に亘って延びる凹部が形成され、前記凹部の径方向内端の径方向高さは、前記ロッキングエッジの径方向高さに略一致することを第１の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、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前記両プーリ間で駆動力を伝達する金属ベルトが、幅方向に並置された一対の金属リング集合体と、前記一対の金属リング集合体に前後方向に積層した状態で係止された多数の金属エレメントとからなり、前記金属エレメントは、前記一対の金属リング集合体が係合する一対のリングスロットと、前記一対のリングスロット間に位置するネック部と、前記ネック部の径方向内側に連なって前記一対の金属リング集合体の内周面を支持するサドル面が形成されたボディ部と、前記ネック部の径方向外側に連なって前記一対の金属リング集合体の外周面に対向するイヤー部とを備え、前記金属エレメントがピッチングする支点となるロッキングエッジが前記ボディ部の前面の径方向外端に設けられた無段変速機用金属ベルトであって、前記金属エレメントは前方に向かって突出するノーズを前面に有すると共に、後面には隣接する後方の金属エレメントのノーズに嵌合可能なホールを有し、前記ネック部の後面に、該ネック部の幅方向全体に亘って延びる凹部が形成され、前記凹部の径方向内端部には傾斜面が形成され、前記傾斜面は前記ロッキングエッジの径方向内側に形成された傾斜面と平行に延びることを第２の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記凹部は前記ネック部の一部に形成されることを第３の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記凹部は前記ネック部の全域および前記イヤー部の一部に形成されることを第４の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

また本発明によれば、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前記両プーリ間で駆動力を伝達する金属ベルトが、幅方向に並置された一対の金属リング集合体と、前記一対の金属リング集合体に前後方向に積層した状態で係止された多数の金属エレメントとからなり、前記金属エレメントは、前記一対の金属リング集合体が係合する一対のリングスロットと、前記一対のリングスロット間に位置するネック部と、前記ネック部の径方向内側に連なって前記一対の金属リング集合体の内周面を支持するサドル面が形成されたボディ部と、前記ネック部の径方向外側に連なって前記一対の金属リング集合体の外周面に対向するイヤー部とを備え、前記金属エレメントがピッチングする支点となるロッキングエッジが前記ボディ部の前面の径方向外端に設けられ、前記金属エレメントのサドル面の径方向高さは、前記ロッキングエッジの径方向高さに一致する無段変速機用金属ベルトであって、前記ネック部の後面に、該ネック部の幅方向全体に亘って延びる凹部が形成され、前記凹部は前記ネック部から前記ボディ部の一部に跨がって延び、前記ロッキングエッジの径方向内側の前記ボディ部の前面は、径方向内側に行くにつれて後面側に傾斜する傾斜面となっており、前記傾斜面は、前記両プーリ間で駆動力を伝達する際に、隣接する前方の金属エレメントの前記サドル面における前記凹部の形成されていない部分の後端隅部を押すことを第５の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

本発明の第１の特徴によれば、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を伝達する金属ベルトの金属エレメントは、一対のリングスロットと、ネック部と、ボディ部と、イヤー部とを備える。金属エレメントがピッチングする支点となるロッキングエッジがボディ部の前面の径方向外端（サドル面の前端）に設けられるので、金属エレメントがピッチングしても、金属エレメントのボディ部のサドル面と金属リング集合体の内周面との間に滑りが発生することが防止され、金属ベルトの動力伝達効率が高められる。またネック部の後面に、該ネック部の幅方向全体に亘って延びる凹部が形成されるので、前側の金属エレメントに対して後側の金属エレメントが径方向外側に位置ずれしたとき、後側の金属エレメントのロッキングエッジが前側の金属エレメントのリングスロットおよび凹部内に進入し、後側の金属エレメントが前側の金属エレメントに接近するように移動することで、後側の金属エレメントのボディ部の傾斜面が幅方向の全長で前側の金属エレメントのボディ部に当接することが可能になる。その結果、ネック部がボディ部に接続する部分に加わる曲げ荷重が減少してネック部の曲げが抑制されることで、動力伝達効率の低下が最小限に抑えられる。

また、凹部の径方向内端の径方向高さは、ロッキングエッジの径方向高さに略一致するので、後側の金属エレメントが前側の金属エレメントに対して径方向外側に位置ずれしたときでも、径方向に位置ずれしないときでも、後側の金属エレメントのボディ部を前側の金属エレメントのボディ部に確実に当接させることが可能となる。

また本発明の第２の特徴によれば、凹部の径方向内端部には傾斜面が形成され、前記傾斜面はロッキングエッジの径方向内側に形成された傾斜面と平行に延びるので、後側の金属エレメントが前側の金属エレメントに対して径方向外側に位置ずれしたときに、後側の金属エレメントのボディ部の傾斜面を前側の金属エレメントの凹部の傾斜面に確実に当接させることが可能となる。

また本発明の第３の特徴によれば、凹部はネック部の一部に形成されるので、前後の金属エレメントが径方向に位置ずれしないときに、後側の金属エレメントの前面がロッキングエッジにおいて前側の金属エレメントの後面に当接するだけでなく、後側の金属エレメントの前面が前側の金属エレメントのネック部の凹部以外の部分にも当接することで、後側の金属エレメントのピッチングを防止して駆動力を効率的に伝達することができる。

また本発明の第４の特徴によれば、凹部はネック部の全域およびイヤー部の一部に形成されるので、前後の金属エレメントが径方向に位置ずれしないときに、後側の金属エレメントの前面がロッキングエッジにおいて前側の金属エレメントの後面に当接するだけでなく、後側の金属エレメントの前面が前側の金属エレメントのイヤー部の平坦部にも当接するので、後側の金属エレメントのピッチングを防止して駆動力を効率的に伝達することができる。

また本発明の第５の特徴によれば、前側および後側の金属エレメントが前後方向の軸線まわりに相対回転すると、前側の金属エレメントのボディ部の後面（サドル面の後縁）と後側の金属エレメントのボディ部の前面（傾斜面）との間に空間が発生するため、金属エレメント間の押し力で前記空間を詰めるようにボディ部が曲げ変形して強度低下および動力伝達効率低下の原因となる。しかしながら、金属エレメントの凹部はネック部からボディ部の一部に跨がって延びるので、前記空間の始点が凹部により移動して該空間の左右方向の長さが延長されることで、前記空間を詰めるために発生するボディ部の曲げ応力が減少し、強度低下および動力伝達効率低下が最小限に抑えられる。

図１は無段変速機用金属ベルトの一部を示す斜視図である。（第１の実施の形態） 図２は金属エレメントの形状を示す図である。（第１の実施の形態） 図３は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第１の実施の形態） 図４は金属エレメントの形状を示す図である。（第２の実施の形態） 図５は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第２の実施の形態） 図６は金属エレメントの形状を示す図である。（第３の実施の形態） 図７は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第３の実施の形態） 図８は金属エレメントの形状を示す図である。（第４の実施の形態） 図９は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第４の実施の形態） 図１０は金属エレメントの形状を示す図である。（第５の実施の形態） 図１１は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（第５の実施の形態） 図１２は金属エレメントの形状を示す図である。（比較例） 図１３は金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図である。（比較例）

１１ 金属ベルト
１３ 金属リング集合体
１４ 金属エレメント
１５ ボディ部
１５ａ サドル面
１５ｂ 傾斜面
１６ ネック部
１７ イヤー部
１８ リングスロット
１９ ロッキングエッジ
２０ 凹部
２０ｂ 傾斜面

添付図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態

先ず、図１〜図３に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、ベルト式無段変速機のドライブプーリおよびドリブンプーリ間に巻き掛けられて駆動力を伝達する金属ベルト１１は、複数枚の金属リング１２…を積層してなる一対の金属リング集合体１３，１３と、一対の金属リング集合体１３，１３に支持された多数の金属エレメント１４…とで構成される。

本明細書において、前後方向とは金属ベルト１１の進行方向を前方とし、それと逆方向を後方として定義される。また径方向とは、前後方向に直交する方向であって、金属ベルト１１が巻き付くプーリの外周側を外側とし、中心側を内側として定義される。また左右方向（幅方向）とは、前後方向および径方向に直交する方向であって、一対の金属リング集合体１３，１３が並置される方向として定義される。

図１および図２に示すように、金属エレメント１４は、金属板をプレス加工により打ち抜いたもので、径方向内側の略台形状のボディ部１５と、ボディ部１５の幅方向中央から径方向外側に延びるネック部１６と、ネック部１６の径方向外側に連なって幅方向両側に延びる三角形状のイヤー部１７とを備える。ボディ部１５の径方向外縁、ネック部１６の幅方向外縁およびイヤー部１７の径方向内縁に挟まれた位置に、幅方向外側に開放して一対の金属リング集合体１３，１３を収容する一対のリングスロット１８，１８が形成される。

リングスロット１８，１８に臨むボディ部１５の径方向外面には、金属リング集合体１３，１３の内周面が当接するサドル面１５ａ，１５ａが形成される。ボディ部１５の前面には、径方向外側から径方向内側に向かって厚さが減少するようにテーパーする傾斜面１５ｂが形成されており、傾斜面１５ｂの径方向外端がサドル面１５ａ，１５ａの前端と交差する位置に、幅方向に直線状に延びるロッキングエッジ１９が形成される。ボディ部１５の幅方向両端には、プーリのＶ面に当接可能な一対のプーリ当接面１５ｃ，１５ｃが形成される。

金属エレメント１４の後面には、ネック部１６の全域およびイヤー部１７の幅方向中央部に跨がる凹部２０が形成される。凹部２０は、基本的に平坦面である金属エレメント１４の後面の一部を一定深さに窪ませたものであり、その角部は直角に切り立った段差となっている。凹部２０の径方向内縁２０ａは幅方向に直線状に延び、その径方向高さはロッキングエッジ１９の径方向高さに一致している。言い換えると、金属エレメント１４を前後方向に見ると、凹部２０の径方向内縁２０ａおよびロッキングエッジ１９は重なっている。

イヤー部１７の中央前面には前方に向かって突出する円錐台状のノーズ１７ａが形成され、イヤー部１７の中央後面には後方に向かって開放してノーズ１７ａが嵌合可能なホール１７ｂが形成される。ノーズ１７ａおよびホール１７ｂは若干の隙間をもって嵌合しており、よって隣接する前後の金属エレメント１４，１４は、前記隙間の範囲で相対的な平行移動および揺動が許容される。イヤー部１７の幅方向両端部には、凹部２０を挟むように一対の平坦部１７ｃ，１７ｃが形成される。平坦部１７ｃ，１７ｃの高さは、ボディ部１５の後面の高さと面一である。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

ドライブプーリおよびドリブンプーリに巻き掛けられた金属ベルト１１は、ドライブプーリからドリブンプーリに向かって直線状に延びる弦部の押し力により駆動力を伝達する。弦部では金属エレメント１４…が相互に平行に整列するのに対し、金属ベルト１１がプーリに巻き付く巻き付き部では、金属エレメント１４…がプーリの軸線を中心とする放射状に姿勢を変更するため、隣接する金属エレメント１４…の径方向外端の間隔が広がり、径方向内端の間隔が狭まるように相対的に揺動する。その際に、前側の金属エレメント１４の後面に当接する後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９が支点となり、前後の金属エレメント１４，１４がノーズ１７ａおよびホール１７ｂ間の隙間の範囲で相対的にピッチング（前後方向の揺動）することで、前記姿勢の変更が許容される。

また本実施の形態の金属エレメント１４は、そのロッキングエッジ１９がサドル面１５ａ，１５ａの前端に形成されており、ロッキングエッジ１９の径方向高さとサドル面１５ａ，１５ａの径方向高さとが一致しているため、巻き付き部で金属エレメント１４…がピッチングしたときに、隣接する金属エレメント１４，１４のサドル面１５ａ，１５ａどうしが前後方向に離間することが防止され、サドル面１５ａ，１５ａと金属リング集合体１３，１３の内周面との間に滑りが発生して動力伝達効率が低下することが回避される。仮に、ロッキングエッジ１９がサドル面１５ａ，１５ａよりも径方向内側に設けられていると、巻き付き部で金属エレメント１４…がピッチングしたときに、隣接する金属エレメント１４，１４のサドル面１５ａ，１５ａどうしが前後方向に離間するため、サドル面１５ａ，１５ａと金属リング集合体１３，１３の内周面との間に滑りが発生するだけでなく、金属リング集合体１３，１３が引き伸ばされるために動力伝達効率が低下することになる。

ところで、隣接する金属エレメント１４，１４は、後側の金属エレメント１４のノーズ１７ａが前側の金属エレメント１４のホール１７ｂに嵌合し、かつサドル面１５ａ，１５ａを径方向内側に押圧する金属リング集合体１３，１３の張力で位置を規制されているが、ノーズ１７ａおよびホール１７ｂ間には隙間があるため、弦部において金属エレメント１４…が径方向に位置ずれすることが避けられない。

図１２には、後面に凹部２０を持たない比較例の金属エレメント１４の形状が示される。図１３は、比較例の金属エレメント１４が径方向に位置ずれしたときの作用を示すものである。図１２のＰ−Ｐ線断面図およびＱ−Ｑ線断面図にそれぞれ対応する図１３（Ａ）、（Ｂ）は、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向内側に位置ずれした状態を示しており、この場合には、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の全長が前側の金属エレメント１４のボディ部１５の後面に当接するため、駆動力の伝達が効率的に行われる。

しかしながら、図１２のＰ−Ｐ線断面図およびＱ−Ｑ線断面図にそれぞれ対応する図１３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれした場合には、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の幅方向中央部は前側の金属エレメント１４のネック部１６の後面に当接することができるが、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の幅方向両端部は前側の金属エレメント１４のリングスロット１８，１８に対向してしまい、ロッキングエッジ１９と前側の金属エレメント１４の後面との間に隙間が発生してしまう。その結果、ロッキングエッジ１９の一部（幅方向中央部）だけが駆動力を伝達することになり、ネック部１６がボディ部１５に接続する部分に曲げ荷重が発生してしまい、駆動力の伝達が効率的に行われなくなる問題がある。

図３は本実施の形態の金属エレメント１４が径方向に位置ずれしたときの作用を示すものである。図３（Ａ）、（Ｂ）は後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向内側に位置ずれした状態を示しており、この場合には凹部２０は機能しないが、図１３（Ａ）、（Ｂ）の比較例と同様に後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の全長が前側の金属エレメント１４のボディ部１５の後面に当接するため、ネック部１６の曲げは発生せず、駆動力の伝達効率が低下することはない。

一方、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれした場合には、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の幅方向中央部が前側の金属エレメント１４のネック部１６の後面の凹部２０に進入することで、後側の金属エレメント１４のボディ部１５の幅方向中央の傾斜面１５ｂが凹部２０の径方向内縁２０ａに摺接しながら、後側の金属エレメント１４は径方向外側に移動しつつ、前側の金属エレメント１４に接近するように前方に移動することができる。

このように、後側の金属エレメント１４が径方向外側に移動しながら前側の金属エレメント１４に接近するように前方に移動することで、後側の金属エレメント１４の傾斜面１５ｂの幅方向両端部と、前側の金属エレメント１４のサドル面１５ａ，１５ａの後端との当接が維持されるため、傾斜面１５ｂの幅方向全長で駆動力を伝達することが可能になり、ネック部１６がボディ部１５に接続する部分に加わる曲げ荷重が減少してネック部１６の曲げが抑制されることで、駆動力の伝達効率の低下が最小限に抑えられる。

また凹部２０を挟むイヤー部１７の後面の幅方向両端の平坦部１７ｃ，１７ｃがボディ部１５の後面と同じ高さに整列するため、金属エレメント１４…がドライブプーリおよびドリブンプーリ間の弦部にあるとき、前側の金属エレメント１４および後側の金属エレメント１４はロッキングエッジ１９において当接するだけでなく、後側の金属エレメント１４はイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃにおいても前側の金属エレメント１４の後面に当接する。その結果、弦部上にあって径方向に位置ずれしていない金属エレメント１４…は、イヤー部１７の一対の平坦部１７ｃ，１７ｃおよびロッキングエッジ１９の３カ所で当接することで、ピッチングすることなく相互に平行に整列して安定した姿勢を維持することができる。

なお、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれし、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９が前側の金属エレメント１４のリングスロット１８，１８および凹部２０内に進入するように前方に移動したとき、後側の金属エレメント１４のイヤー部１７は前側の金属エレメント１４のイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃと干渉して前方に移動できないため、後側の金属エレメント１４の径方向外端が後方に倒れようとする。しかしながら、イヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃは凹部２０との接続部において前方に容易に弾性変形可能であるため、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９の前方への移動に追従し、前側の金属エレメント１４のイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃが前方に弾性変形することで、隣接する前後の金属エレメント１４，１４は相互に平行な位置関係を維持することができる。

第２の実施の形態

次に、図４および図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、金属エレメント１４のボディ部１５から凹部２０の径方向内縁２０ａが直角の段状に窪んでいるが、第２の実施の形態では、図４に示すように、金属エレメント１４の凹部２０の径方向内縁２０ａに対応する位置に、ボディ部１５の傾斜面１５ｂと平行な傾斜面２０ｂが形成される。

第１の実施の形態では、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれしたとき、後側の金属エレメント１４の傾斜面１５ｂが前側の金属エレメント１４の凹部２０の径方向内縁２０ａに線接触するが、第２の実施の形態では、後側の金属エレメント１４の傾斜面１５ｂが前側の金属エレメント１４の凹部２０の傾斜面２０ｂに面接触するため、駆動力を一層確実に伝達することができる。

第３の実施の形態

次に、図６および図７に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態のネック部１６の凹部２０は、ネック部１６の全域に形成されているが、第３の実施の形態のネック部１６の凹部２０は、ネック部１６の径方向内側部分だけに形成されており、ネック部１６の径方向外側部分は平坦部１６ａになっている。ネック部１６の凹部２０の径方向内縁２０ａの径方向高さは、第１の実施の形態と同様にロッキングエッジ１９の径方向高さと整列し、かつ径方向内縁２０ａは第１の実施の形態と同様に直角の段状に窪んでいる。従って、金属エレメント１４の後面には、ネック部１６の径方向外側部分とイヤー部１７の幅方向中央部分とに分離された二つの平坦部１６ａ，１７ｃが形成される。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態に比べて、ネック部１６の平坦部１６ａの分だけ平坦部の面積が増加するため、弦部上にあって径方向に位置ずれしていない金属エレメント１４…は、ピッチングすることなく相互に平行に整列して一層安定した姿勢を維持することができる。

なお、第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、後側の金属エレメント１４が前側の金属エレメント１４に対して径方向外側に位置ずれし、後側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９が前側の金属エレメント１４のリングスロット１８，１８および凹部２０内に進入するように前方に移動したとき、後側の金属エレメント１４のネック部１６およびイヤー部１７は前側の金属エレメント１４の平坦部１６ａ，１７ｃと干渉して前方に移動できないため、金属エレメント１４…の径方向外端が後方に倒れようとする。

しかしながら、後側の金属エレメント１４は、その更に後方の金属エレメント１４から押圧力によりネック部１６の凹部２０において弾性変形するため、隣接する金属エレメント１４，１４は相互に平行な位置関係を維持することができる。

第４の実施の形態

次に、図８および図９に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。

第４の実施の形態は、第３の実施の形態のネック部１６の径方向内側部分に形成された凹部２０に、第２の実施の形態の傾斜面２０ｂを組み合わせたものであり、その凹部２０全体が傾斜面２０ａとなっている。これにより、第４の実施の形態は、第３の実施の形態および第２の実施の形態の作用効果を併せて奏することが可能となる。

第５の実施の形態

次に、図１０および図１１に基づいて本発明の第５の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態の金属エレメント１４（図２参照）の凹部２０の径方向内縁２０ａは、ロッキングエッジ１９と同じ径方向位置で終わっているが、図１０に示す第５の実施の形態の金属エレメント１４の凹部２０は、イヤー部１７およびネック部１６からロッキングエッジ１９の径方向位置を超えてボディ部１５の径方向内端まで延びている。ボディ部１５における凹部２０の左右方向の幅は、イヤー部１７における凹部２０の左右方向の幅と同じである。

第５の実施の形態の金属エレメント１４は、ボディ部１５の傾斜面１５ｂが、両プーリ間で駆動力を伝達する際に、隣接する前方の金属エレメント１４のサドル面１５ａにおける凹部２０の形成されていない部分の後端隅部を押すことで、第１の実施の形態の金属エレメント１４の作用効果を達成できるのに加えて、凹部２０をボディ部１５まで延長したことにより、以下のような更なる作用効果を達成することができる。

図１１（Ｂ）は凹部２０を持たない比較例の金属エレメント１４に対応するもので、隣接する２個の金属エレメント１４，１４を後面側から見た状態を示しており、向こう側の金属エレメント１４に対して手前側の金属エレメント１４は、回転中心Ｏまわりに反時計方向に角度θだけ相対回転している。一対の金属エレメント１４，１４が回転中心Ｏまわりに相対回転するのは、各金属エレメント１４は２本の金属リング集合体１３，１３により拘束されているため、それら２本の金属リング集合体１３，１３が当接する左右のサドル面１５ａ，１５ａの中間位置が回転中心Ｏになるからである。隣接する金属エレメント１４，１４はイヤー部１７，１７に形成されたノーズ１７ａおよびホール１７ｂで相互に係合しているが、ノーズ１７ａおよびホール１７ｂ間には所定のガタが存在するため、一対の金属エレメント１４，１４の回転中心Ｏまわりの相対回転が許容される。

図１１（Ｂ）の下段は、向こう側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９に沿う断面線で切断した断面図であって、向こう側の金属エレメント１４は左右のサドル面１５ａ，１５ａの間に断面線で切断されたネック部１６が現れる。一方、手前側の金属エレメント１４は、図中左側のボディ部１５は切断されずに図中左側のサドル面１５ａが現れ、ネック部１６および図中右側のボディ部１５は断面線で切断されている。ボディ部１５の前面にはサドル面１５ａから径方向内側に向かって傾斜する傾斜面１５ｂが形成されており、ボディ部１５の前後方向厚さは径方向内側に向かって次第に薄くなるため、断面線で切断されたボディ部１５の厚さは図中右側ほど薄くなり、手前側の金属エレメント１４のボディ部１５の右端と向こう側の金属エレメント１４のボディ部１５の右端との間に隙間ｇが発生することで、手前側の金属エレメント１４のロッキングエッジ１９との間に回転中心Ｏを始点とする三角形状の空間αが形成される。

このように、隣接する２個の金属エレメント１４，１４が回転中心Ｏまわりに相対回転すると、手前側の金属エレメント１４のボディ部１５の前面（傾斜面１５ｂ）と向こう側の金属エレメント１４のボディ部１５の後面との間に空間αが発生し、金属エレメント１４…間に作用する押し力で前記空間αを詰めるように金属エレメント１４が曲げ変形するため、強度および動力伝達効率が低下する可能性がある。

それに対し、図１１（Ａ）は凹部２０を有する本実施の形態の金属エレメント１４に対応するものである。比較例では、三角形状の空間αの始点が金属エレメント１４の左右方向中央の回転中心Ｏに一致しているが、本実施の形態では、向こう側の金属エレメント１４の後面に凹部２０が形成されているため、三角形状の空間αの始点が凹部２０の左端側にずれたＯ′点となる。その結果、比較例では空間αの始点であるＯ点から空間αの終点までの距離がＬ１であるのに対し、本実施の形態では空間αの始点であるＯ′点から空間αの終点までの距離がＬ２（＞Ｌ１）となる。

よって、金属エレメント１４…間に作用する押し力で空間αを詰めるように金属エレメント１４が曲げ変形するとき、比較例では距離Ｌ１の範囲で隙間ｇ分の曲げを吸収する必要があるのに対し、実施の形態では前記Ｌ１よりも長いＬ２の範囲で同じ大きさの隙間ｇ分の曲げを吸収すれば済むため、金属エレメント１４のネック部１６に連なるボディ部１５の曲げ応力もしくは相対変位（単位長さ当たりの変形量）を低減して強度低下および動力伝達効率低下を最小限に抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、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。

例えば、第５の実施の形態では凹部２０の径方向内端がボディ部１５の径方向内端に達しているが、必ずしもその必要はなく、凹部２０の径方向内端はネック部１６からロッキングエッジ１９を跨いでボディ部１５の一部に延びていれば良い。

また第５の実施の形態では、第１の実施の形態の凹部２０をボディ部１５に跨がるように径方向内側に延長したものであるが、第３の実施の形態の凹部２０をボディ部１５に跨がるように径方向内側に延長しても良い。

Claims (6)

1. 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前記両プーリ間で駆動力を伝達する金属ベルト（１１）が、幅方向に並置された一対の金属リング集合体（１３）と、前記一対の金属リング集合体（１３）に前後方向に積層した状態で係止された多数の金属エレメント（１４）とからなり、
   前記金属エレメント（１４）は、前記一対の金属リング集合体（１３）が係合する一対のリングスロット（１８）と、前記一対のリングスロット（１８）間に位置するネック部（１６）と、前記ネック部（１６）の径方向内側に連なって前記一対の金属リング集合体（１３）の内周面を支持するサドル面（１５ａ）が形成されたボディ部（１５）と、前記ネック部（１６）の径方向外側に連なって前記一対の金属リング集合体（１３）の外周面に対向するイヤー部（１７）とを備え、
   前記金属エレメント（１４）がピッチングする支点となるロッキングエッジ（１９）が前記ボディ部（１５）の前面の径方向外端に設けられた無段変速機用金属ベルトであって、
   前記ネック部（１６）の後面に凹部（２０）が形成されることを特徴とする無段変速機用金属ベルト。
2. 前記凹部（２０）の径方向内端の径方向高さは、前記ロッキングエッジ（１９）の径方向高さに略一致することを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機用金属ベルト。
3. 前記凹部（２０）の径方向内端部には傾斜面（２０ｂ）が形成され、前記傾斜面（２０ｂ）は前記ロッキングエッジ（１９）の径方向内側に形成された傾斜面（１５ｂ）と平行に延びることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の無段変速機用金属ベルト。
4. 前記凹部（２０）は前記ネック部（１６）の一部に形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の無段変速機用金属ベルト。
5. 前記凹部（２０）は前記ネック部（１６）の全域および前記イヤー部（１７）の一部に形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の無段変速機用金属ベルト。
6. 前記凹部（２０）は前記ネック部（１６）から前記ボディ部（１５）の一部に跨がって延びることを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の無段変速機用金属ベルト。

Images