WO2011077582A1 - 無段変速機用ベルトのエレメントおよびその製造方法 - Google Patents

無段変速機用ベルトのエレメントおよびその製造方法 Download PDF

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悟 安藤
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トヨタ自動車株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/16—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section consisting of several parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/14—Making other particular articles belts, e.g. machine-gun belts

Definitions

  • the present invention relates to an element constituting a belt for a continuously variable transmission provided in a vehicle and a method for manufacturing the element, and more particularly to improving the durability of the element and suppressing the manufacturing cost of the element.
  • a belt for a belt type continuously variable transmission that is provided between a pair of pulleys having a variable groove width.
  • a continuously variable transmission belt described in Patent Document 1 is an example.
  • the velocity (Vg) of the center of gravity of an element is within a velocity range between the velocity (Vr) of the rocking edge of the element and the velocity Vs of the radially outer end of the ring slot that houses the ring.
  • a technique is disclosed in which the center of gravity of an element is adjusted to prevent the element from being inclined at a straight line portion (string portion) between a pair of pulleys and to smoothly engage the pulley.
  • FIG. 16 is a front view of the element 200, and shows an example in which the contour of the head of the element 200 is made small in order to lower the center of gravity of the element 200 (set to the inner peripheral side position).
  • the element 200 is a thick plate member, and is formed by punching a steel plate, for example.
  • the element 200 includes a trapezoidal trunk 202 and a triangular head 204 that is connected to the upper end of the trunk 202 and the central position in the width direction of the outer peripheral side end.
  • the head portion 204 is formed with ear portions 206 extending in the width direction symmetrically with respect to the center axis in the width direction of the element 200.
  • ear portion 206 By forming the ear portion 206, a pair of left and right ring housing recesses 208 are formed between the trunk portion 202 and the head portion 204. Then, the annular rings 210 are accommodated in the pair of left and right ring accommodating recesses 208, respectively.
  • the center of gravity of the element 200 when the center of gravity of the element 200 is lowered (that is, the center of gravity is moved toward the body 202), the center of gravity is changed by reducing the contour shape of the outer periphery of the head 204 of the element 200, as shown by the oblique lines. I am letting.
  • the center of gravity of the element 200 when the center of gravity of the element 200 is lowered, if the outline of the head portion 204 of the element 200 becomes small as described above, the ear portion 206 becomes thinner accordingly, and the strength of the ear portion 206 decreases.
  • the belt for a continuously variable transmission when the belt for a continuously variable transmission is driven, when the ear 206 is pulled up to the head 204 side by the annular ring 210 as shown by an arrow, as the strength of the ear 206 decreases, for example, FIG. As shown by the broken line, the ear portion 206 may be damaged from the base portion. Therefore, in order to avoid damage to the element 200, it is necessary to limit the use torque of the continuously variable transmission belt.
  • the present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide an element structure capable of adjusting the center of gravity of an element while preventing a reduction in strength of the ear part of the element, and the structure thereof. It is to provide a manufacturing method.
  • the gist of the present invention is (a) a plate-like shape that is supported by an endless annular ring and is annularly linked in the thickness direction along the annular ring.
  • the element includes a substantially trapezoidal body part and a substantially triangular head part connected to the upper part of the body part.
  • a ring receiving recess for receiving the annular ring is formed between the portion and the head, and
  • the thickness of the head of the element is formed thinner as the distance from the ring receiving recess is increased. It is characterized by being.
  • the thickness of the element is formed so as to become thinner as it moves away from the ring housing recess, the center of gravity of the element is moved to the trunk side as the mass of the head is reduced. And the rotational moment of the element at the time of belt drive falls, and the inclination of an element can be suppressed because the gravity center of an element is moved to the trunk
  • the torque applied to the continuously variable transmission belt increases, the force that the annular ring lifts the head (ear part) increases and the load applied to the element increases, but the strength of the element is ensured. Can cope with the load. That is, the use torque of the continuously variable transmission belt can be increased as the strength of the element (ear part) is ensured.
  • the maximum plate thickness of the head of the element is formed to be equal to or greater than the maximum plate thickness of the body. In this way, the undulation of the continuously variable transmission belt is suppressed in the linear portion (string portion) on the power transmission side between the driving pulley and the driven pulley, and the element is smoothly moved at the inlet of the driven pulley. Can be bitten.
  • an inclined surface is formed on at least one surface of the head of the element. If it does in this way, the center of gravity of an element can be moved to the trunk
  • a step surface is formed on at least one surface of the head of the element. If it does in this way, the center of gravity of an element can be moved to the trunk
  • the gist of the present invention is (a) supported by an endless annular ring and annularly formed in the thickness direction along the annular ring.
  • the element In the method of manufacturing an element of a continuously variable transmission belt made of a continuous plate-like metal, (b) the element has a substantially trapezoidal body and a substantially triangular shape connected to the upper part of the body. A ring receiving recess for receiving the annular ring is formed between the body and the head, and (c) the thickness of the head of the element is separated from the ring receiving recess.
  • the element is formed from a flat plate thinner than the maximum plate thickness of the body and the head, and (e) the plate thickness of the flat plate after molding The rest of the meat part of the thinner part And collapsing step of thickened also caused to flow in the portion of the thick than the thickness, and the punching step, characterized in that it is produced by the blanking and piercing executed in one step.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the continuously variable transmission belt of FIG. 1 partially enlarged and with some parts removed.
  • FIG. 3 is a front view of the element shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a side view of the element shown in FIG. 2. It is the figure which expanded the state of the element of the arrow X part in FIG. It is the figure which expanded the state of the element of the arrow Y part in FIG. It is a figure which shows typically the contact state of the elements in the predetermined position at the time of belt transmission. It is a figure which shows the state of the conventional element used as a comparison object.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a continuously variable transmission belt 10 according to an embodiment of the present invention is mounted.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the continuously variable transmission belt 10 shown in FIG. 1 partially enlarged and with some parts removed.
  • a continuously variable transmission belt 10 includes a drive pulley 14 that has a V-shaped groove 12 having a variable groove width on an outer peripheral portion and is rotatable about axes parallel to each other. This is a transmission belt (metal belt) that is stretched between the driven pulley 16.
  • the drive pulley 14 includes a fixed pulley 14a fixed to the first rotating shaft 18a, and a movable pulley 14b provided so as not to rotate relative to the first rotating shaft 18a and to be movable in the axial direction.
  • the driven pulley 16 includes a fixed pulley 16a fixed to the second rotating shaft 18b, and a movable pulley 16b provided so as not to rotate relative to the second rotating shaft 18b and to be movable in the axial direction.
  • a pair of sheaves whose relative distance in the axial direction increases toward the radially outer side on the opposing surfaces of the fixed pulley 14a and the movable pulley 14b and the opposing surfaces of the fixed pulley 16a and the movable pulley 16b.
  • Each surface 20 is provided.
  • the groove 12 is formed by the pair of sheave surfaces 20.
  • the continuously variable transmission belt 10 includes a pair of annular rings 22 formed by laminating a plurality of flexible endless annular steel strips, and the pair of annular rings 22 and the pair of annular rings.
  • a plurality of elements (tops) 24 made of a plate-like metal connected in a ring shape in the thickness direction along 22.
  • the annular ring 22 is made of, for example, a high-tensile steel plate having a thickness of about 0.2 mm that is formed into a ring shape and stacked in layers from the inside to the outside. In this embodiment, for example, there are approximately nine layers.
  • the element 24 is a thick plate-like piece formed by punching a flat plate (steel plate) having a thickness of about 1.8 mm, for example. In the present embodiment, for example, about 400 are provided for one continuously variable transmission belt 10.
  • FIG. 3 shows a front view of the element 24 of FIG. 2, and FIG. 4 shows a side view of the element 24.
  • the element 24 is formed symmetrically with respect to the central axis C, and is connected to the outer peripheral side (upper part) of the trunk portion 26 via a trapezoidal trunk portion 26 and a connecting portion 27. And a triangular head 28.
  • a pair of left and right ring housing recesses 32 for housing the annular ring 22 are formed between the outer circumferential surface (upper surface) of the body portion 26 and the inner circumferential surface (lower surface) of the head portion 28.
  • a pair of contact surfaces 30 that are in contact with the pair of sheave surfaces 20 shown in FIG.
  • the body portion 26 is formed with a rocking edge 36 extending in the left-right direction (that is, extending perpendicularly to the central axis C).
  • Ear portions 29 extending in the left-right direction are formed on the left and right sides of the head 28.
  • the first pressing surface 38, the second pressing surface 40, and the third pressing surface 42 that receive mutual pressing force with the element 24 by contacting each other during belt transmission.
  • the first pressing surface 38 and the second pressing surface 40 are surfaces that are substantially perpendicular to the traveling direction and are parallel to each other.
  • the third pressing surface 42 is adjacent to the first pressing surface 38 with the rocking edge 36 as a boundary, and is inclined at a predetermined angle.
  • a convex portion 46 is formed on the first pressing surface 38 side of the head portion 28, and a concave portion 48 that can be fitted to the convex portion 46 is formed on the second pressing portion 40 side of the head portion 28.
  • the thickness of the head portion 28 of the element 24 is formed so as to become thinner as it moves away from the ring housing recess 32 side.
  • an inclined surface 50 having a predetermined gradient is formed on the first pressing surface 38 side
  • an inclined surface 52 having a predetermined gradient is formed on the second pressing surface 40 side.
  • the predetermined gradient of the inclined surfaces 50 and 52 is set so that the center of gravity G of the element 24 is in the vicinity of the rocking edge 36 in the height direction. That is, as the volume of the head portion 28 in the thickness direction is reduced by the inclined surfaces 50 and 52, the mass of the head portion 28 becomes lighter, so that the center of gravity G moves to the body portion 26 side.
  • the center of gravity G of the element 24 is adjusted to be in the vicinity of the rocking edge 36 by adjusting the mass of the head 28 by the gradient of the inclined surfaces 50 and 52.
  • the maximum thickness A of the head portion 28 is set to be equal to or greater than the maximum thickness B of the body portion 26 (that is, the thickness of the locking edge 36) (for example, a thickness difference of about 0 to 0.01 mm).
  • FIG. 5 shows the state of the element 24 indicated by the arrow X in FIG.
  • the element 24 is substantially perpendicular to the traveling direction (annular ring 22).
  • power is transmitted by the first pressing surface 38 and the second pressing surface 40 of the elements 24 adjacent to each other pressing each other.
  • FIG. 6 shows the state of the element 24 at the portion indicated by the arrow Y in FIG. In the arrow Y portion, the contact surface 30 of the element 24 is narrowed by the sheave surface 20 of the pulley 14 and the continuously variable transmission belt 10 is a curved portion.
  • the second pressing surface 40 and the third pressing surface 42 are pressed against each other.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a contact state between the elements 24 at a predetermined position during belt transmission.
  • the center of gravity G is set in the vicinity of the rocking edge 36 by forming the head portion 28 of the element 24 to be thinner as the head portion 28 is separated from the ring housing recess 32.
  • the inclination in the pitching direction is suppressed, thereby suppressing local contact between the ring housing recess 32 of the element 24 and the annular ring 22. Is done. Therefore, the load applied to the annular ring 22 is reduced, and the durability of the annular ring 22 is improved.
  • FIG. 8 shows the state of a conventional element. As shown in FIG. 8, as the inclination of the element in the pitching direction increases, the element and the annular ring 22 locally contact each other in the circular portion indicated by the broken line, and the durability of the annular ring 22 decreases.
  • the annular ring 22 pushes the ear portion 29 of the element 24 toward the head portion 28, whereby a shearing force is applied to the base portion of the ear portion 29.
  • the outline of the element 24 is not changed in the front view, and the volume in the thickness direction is reduced, so that the strength is substantially ensured. Accordingly, a decrease in durability of the element 24 is suppressed.
  • the maximum plate thickness A of the head portion 28 shown in FIG. 4 is set to be equal to or greater than the maximum plate thickness B of the body portion 26.
  • the continuously variable transmission belt 10 is substantially straight at the straight portion (string portion) W between the outlet S2 of the driving pulley 14 and the inlet S3 of the driven pulley 16 in FIG. As shown by the shape or the broken line T1, it will be stretched outward.
  • the continuously variable transmission belt 10 is stretched in this way, the biting into the inside of the element 24 at the outlet S2 of the driving pulley 14 is suppressed, and the element 24 and the driven side at the inlet S3 of the driven pulley 16 are suppressed.
  • the pulley 16 bites smoothly.
  • the element 24 is manufactured by a known fine blanking press.
  • the fine blanking press is a mechanical press that performs precision punching in one stroke, and the production cost is lower than when the conventional crushing process and punching process are carried out in order.
  • FIG. 9 shows a crushing process in the fine blanking press
  • FIG. 10 shows a drawing process of the element 24.
  • the crushing process and the punching process are shown separately in two processes. However, in actuality, this is a one-step work performed in a short time by the same press machine.
  • a flat plate material 60 (steel plate) is used as the material of the element 24.
  • the thickness t of the flat plate member 60 is smaller than the maximum plate thicknesses A and B of the body portion 26 and the head portion 28 of the element 24.
  • the volume of the punch 64 and the volume of the ejector 66 indicated by the oblique lines are determined by the flat plate 60 and the ejector 66. It flows into the space shown by the oblique line V between them, and the trunk portion 26 and the head portion 28 having a thickness greater than that of the flat plate member 60 are formed.
  • the remaining portion of the meat portion that is thinner than the plate thickness t of the flat plate material 60 is flowed to the portion thicker than the plate thickness t of the flat plate material 60 after molding to increase the thickness.
  • the shapes of the punch 64 and the ejector 66 are designed in advance so that a tolerance that the maximum thickness A of the head portion 28 is equal to or larger than the maximum thickness B of the body portion 26 is generated.
  • the punch 64 and the ejector 66 move downward, whereby the punching of the element 24 is completed.
  • the ring housing recess 32 is formed.
  • the elements 24 having different thicknesses can be formed from one type of flat plate material 60 by appropriately changing the die 62, the punch 64 and the ejector 66 to change the crushing amount.
  • the circumference of the continuously variable transmission belt 10 can be adjusted when the continuously variable transmission belt 10 is assembled.
  • the thickness of the element 24 is formed so as to decrease as the distance from the ring receiving recess 32 increases, so that the center of gravity G of the element 24 decreases as the mass of the head 28 is reduced. Is moved to the body 26 side. Then, the center of gravity G of the element 24 is moved to the vicinity of the rocking edge 36, whereby the rotational moment of the element 24 at the time of driving the belt is lowered, and the inclination of the element 24 can be suppressed. Thereby, durability reduction of the annular ring 22 due to contact between the annular ring 22 and the element 22 due to the inclination of the element 24 can be suppressed.
  • the center of gravity G of the element 24 is reduced by reducing the mass of the head portion 28 of the element 24. Can be moved to the body 26 side (the rocking edge 36 side).
  • the maximum plate thickness A of the head portion 28 of the element 24 is formed to be equal to or greater than the maximum plate thickness B of the body portion 26, so that the driving pulley 14 and the driven pulley 16
  • the curve (waving) of the continuously variable transmission belt 10 is suppressed in the linear portion W on the power transmission side between them, and the element 24 can be smoothly engaged at the inlet S3 of the driven pulley 16.
  • an inexpensive flat plate material 60 is used, and further, the manufacturing cost of the element 24 is suppressed as the element 24 is performed in one step by a fine blanking press. be able to.
  • 11 to 15 illustrate a modification of the element 24 described above.
  • 11 to 15 are all side views, and the front view has the same shape as the element 24.
  • an inclined surface 84 is formed only on the convex portion 46 side in the head portion 82. Even when configured as described above, by setting the inclined surface 84 appropriately, the center of gravity G can be moved to the vicinity of the rocking edge 36, and the same actions and effects as the element 24 can be obtained. it can.
  • the element 90 shown in FIG. 12 has an inclined surface 94 formed on the head 92 only on the concave portion 48 side. Even in the element 90 configured as described above, the center of gravity G can be moved to the vicinity of the rocking edge 36 by suitably setting the inclined surface 94, and the same operation and effect as the element 24 can be obtained. Can do.
  • a step surface 104 is formed on the convex portion 46 side and a step surface 106 is formed in the concave portion 48 in the head portion 102.
  • the center of gravity G can be moved to the vicinity of the rocking edge 36 by suitably setting the step surface 104 and the step surface 106, and the same action as the element 24. An effect can be obtained.
  • the step surfaces 104 and 106 are other embodiments in which the thickness of the head portion 102 of the element 100 is formed thinner as the distance from the ring housing recess 32 increases.
  • a step surface 114 is formed only on the convex portion 46 side in the head portion 112. Even in the element 110 configured as described above, the center of gravity G can be moved to the vicinity of the rocking edge 36 by suitably setting the step surface 114, and the same operation and effect as the element 24 can be obtained. Can do.
  • the center of gravity G can be moved to the vicinity of the locking edge 36 by suitably setting the step surface 124, and the same operation and effect as the element 24 can be obtained. Can do.
  • an inclined surface is formed on the convex portion 46 side, while a step surface is formed on the concave portion 48 side. Actions and effects can be obtained. It should be noted that all of the elements (80, 90, 100, 110, 120) in FIGS. 11 to 15 are formed by the fine blanking press described above.
  • the center of gravity G can be moved to the vicinity of the rocking edge even in the elements (80, 90, 100, 110, 120) configured as described above. The same effect as the example can be obtained.
  • step surfaces 104, 106, 114, and 124 are formed on at least one surface of the heads of the elements 100, 110, and 120, the mass of the head of the element 100 and the like is reduced. By doing so, the center of gravity G of the element 100 or the like can be moved to the body portion 26 side.
  • the center of gravity G is moved to the vicinity of the rocking edge 36 by forming an inclined surface or a stepped surface on the head, but the thickness of the head is reduced by reducing the thickness of the head of the element. If it is the shape which reduces, it can change freely within the range without a contradiction.

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Abstract

　エレメントの強度低下を防止しつつ、エレメントの重心を調整することができるエレメントの構造およびその製造方法を提供する。　エレメント２４の厚みは、リング収容凹部３２から離れるにつれて薄くなるように形成されるため、エレメント２４の強度を確保した状態で重心Ｇを胴部２６側に移動させることができる。エレメント２４にかかる負荷が大きくなるが、エレメント２４の強度が確保されているためにその負荷に対応することができる。したがって、無段変速機用ベルト１０にかかる負荷が大きくなっても、その負荷に対応することができる。

Description

無段変速機用ベルトのエレメントおよびその製造方法
　本発明は、車両に備えられる無段変速機用ベルトを構成するエレメントおよびその製造方法に係り、特にエレメントの耐久性向上、およびエレメントの製造コスト抑制に関するものである。
　無端環状の帯状部材が複数積層されて成る環状リングと、その環状リングに支持されるとともにその環状リングに沿って厚さ方向に環状に複数積層された板状の金属から成る複数のエレメントとを備え、溝幅が可変である一対のプーリ間に掛け渡されるベルト式無段変速機用ベルトが知られている。たとえば、特許文献１に記載されている無段変速機用ベルトがその一例である。特許文献１では、エレメントの重心の速度（Ｖg）が、そのエレメントのロッキングエッジの速度（Ｖr）とリングを収容するリングスロットの半径方向外端の速度Ｖsとの間の速度範囲内となるように、エレメントの重心を調整することで、一対のプーリ間の直線部（弦部）でのエレメントの傾きを防止してプーリにスムーズに噛み込ませる技術が開示されている。
特開平１１－３５１３３５号公報
　ところで、特許文献１において、エレメントの重心を低くするに際して、エレメントの上部に形成されている頭部の輪郭形状を小さくすることが一例として記載されている。図１６は、エレメント２００の正面図であり、エレメント２００の重心を低くする（内周側位置とする）ために、エレメント２００の頭部の輪郭を小さくした一例を示している。エレメント２００は、厚肉板状の部材であり、例えば鋼板が打ち抜かれて成形される。エレメント２００は、台形状の胴部２０２と、胴部２０２の上部であって外周側端部の幅方向中央位置に接続される三角形状の頭部２０４とを、備えている。頭部２０４には、エレメント２００の幅方向の中心軸より左右対称に幅方向に伸びる耳部２０６が形成されている。上記耳部２０６が形成されることによって、胴部２０２と頭部２０４との間に左右一対のリング収容凹部２０８が形成される。そして、左右一対のリング収容凹部２０８に、それぞれ環状リング２１０が収容される。
　ここで、エレメント２００の重心を低くする（すなわち重心を胴部２０２側に移動させる）に際して、斜線で示すように、エレメント２００の頭部２０４の外周側の輪郭形状を小さくすることで重心を変更させている。しかしながら、エレメント２００の重心を低くするに際して、上記のようにエレメント２００の頭部２０４の輪郭が小さくなると、それにしたがって耳部２０６が細くなり、耳部２０６の強度が低下する。したがって、無段変速機用ベルト駆動時において、矢印で示すように、耳部２０６が環状リング２１０によって頭部２０４側に引き上げられると、耳部２０６の強度が低下しているに従い、例えば図１６の破断線で示すように、耳部２０６が基部より破損する可能性があった。したがって、エレメント２００の破損を回避するため、無段変速機用ベルトの使用トルクを制限する必要があった。
　本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エレメントの耳部の強度低下を防止しつつ、エレメントの重心を調整することができるエレメントの構造およびその製造方法を提供することにある。
　すなわち、斯かる目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、(a)無端環状の環状リングに支持されるとともに、その環状リングに沿って厚さ方向に環状に連ねられる板状の金属から成る無段変速機用ベルトのエレメントにおいて、(b)前記エレメントは、略台形形状の胴部と、該胴部の上部に接続される略三角形状の頭部とを備え、該胴部と該頭部との間に前記環状リングを収容するためのリング収容凹部が形成されるものであり、(c)前記エレメントの頭部の厚みは、該リング収容凹部から離れるにつれて、薄く形成されていることを特徴とする。
　このようにすれば、前記エレメントの厚みは、リング収容凹部から離れるにつれて薄くなるように形成されるため、頭部の質量が低減されるに従い、エレメントの重心が胴部側に移動される。そして、エレメントの重心が胴部側に移動されることで、ベルト駆動時のエレメントの回転モーメントが下がり、エレメントの傾きを抑制することができる。これより、エレメントの傾きに伴う環状リングとエレメントとの接触による環状リングの耐久性低下を抑制することができる。また、エレメントの重心を胴部側に移動させるに際して、エレメントの輪郭を変更するのではなく、板厚方向の体積が減らされるので、頭部（耳部）の強度を確保することができる。したがって、無段変速機用ベルトにかかるトルクが大きくなると、環状リングが頭部（耳部）を持ち上げる力が大きくなって、エレメントにかかる負荷が大きくなるが、エレメントの強度が確保されているためにその負荷に対応することができる。すなわち、エレメントの（耳部の）強度が確保されるに従い、無段変速機用ベルトの使用トルクを高くすることができる。
　また、好適には、前記エレメントの前記頭部の最大板厚は、前記胴部の最大板厚以上の厚みに形成されていることを特徴とする。このようにすれば、駆動側プーリと従動側プーリとの間の動力伝達側の直線部（弦部）において無段変速機用ベルトの波打ちが抑制され、従動側プーリの入口においてエレメントをスムーズに噛み込ませることができる。
　また、好適には、前記エレメントの頭部の少なくとも一面には、傾斜面が形成されていることを特徴とする。このようにすれば、エレメントの頭部の質量が低減されることにより、エレメントの重心を胴部側へ移動させることができる。
　また、好適には、前記エレメントの頭部の少なくとも一面には、段差面が形成されていることを特徴とする。このようにすれば、エレメントの頭部の質量が低減されることにより、エレメントの重心を胴部側へ移動させることができる。
　また、好適には、斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、(a)無端環状の環状リングに支持されるとともに、該環状リングに沿って厚さ方向に環状に連ねられた板状の金属から成る無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法において、(b)前記エレメントは、略台形形状の胴部と、該胴部の上部に接続される略三角形状の頭部とを備え、該胴部と該頭部との間に前記環状リングを収容するためのリング収容凹部が形成され、(c)前記エレメントの頭部の厚みは、該リング収容凹部から離れるに従って、薄くされており、(d)前記エレメントは、前記胴部および前記頭部の最大板厚よりも薄い平板材から形成されるものであり、(e)成形後において前記平板材の板厚よりも薄い部分の肉部の残部を、成形後において前記平板材の板厚よりも厚みのある部分に流動させて増肉するつぶし工程と、打抜き工程とが、一工程で実行されるファインブランキングプレスによって製造されることを特徴とする。
　このようにすれば、エレメントの製造に際して、安価な平板材が使用され、さらに、ファインブランキングプレスによってエレメントが一工程で実施されるに従い、エレメントの製造コストを抑制することができる。
本発明の一実施例の無段変速機用ベルトが装着された状態を示す斜視図である。 図１の無段変速機用ベルトを部分的に拡大するとともに一部の部品を除いて示す斜視図である。 図２に示すエレメントの正面図である。 図２に示すエレメントの側面図である。 図１において矢印Ｘ部のエレメントの状態を拡大した図である。 図１において矢印Ｙ部のエレメントの状態を拡大した図である。 ベルト伝動時の所定位置におけるエレメント同士の接触状態を模式的に示す図である。 比較対象となる従来のエレメントの状態を示す図である。 ファインブランキングプレスにおいて、つぶし工程を説明するための図である。 ファインブランキングプレスにおいて、エレメントの抜き工程を説明するための図である。 エレメントの変形例を示す図である。 エレメントの変形例を示す他の図である。 エレメントの変形例を示すさらに他の図である。 エレメントの変形例を示すさらに他の図である。 エレメントの変形例を示すさらに他の図である。 エレメントの重心を低くするために、エレメントの頭部の輪郭形状を小さくした一例を示す図である。
　以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
　図１は、本発明の一実施例の無段変速機用ベルト１０が装着された状態を示す斜視図である。図２は、図１に示す無段変速機用ベルト１０を部分的に拡大するとともに一部の部品を除いて示す斜視図である。図１において、この無段変速機用ベルト１０は、溝幅が可変であるＶ型の溝１２を外周部に有して互いに平行な軸心まわりに回転可能に設けられた駆動側プーリ１４と従動側プーリ１６との間に掛け渡された伝動ベルト（金属ベルト）である。上記駆動側プーリ１４は、第１回転軸１８ａに固定された固定プーリ１４ａと、第１回転軸１８ａに対して相対回転不能、且つ、軸方向に移動可能に設けられた可動プーリ１４ｂとを、備えている。また、従動側プーリ１６は、第２回転軸１８ｂに固定された固定プーリ１６ａと、第２回転軸１８ｂに対して相対回転不能、且つ、軸方向に移動可能に設けられた可動プーリ１６ｂとを、備えている。これら固定プーリ１４ａと可動プーリ１４ｂとの相対向する面、および固定プーリ１６ａと可動プーリ１６ｂとの相対向する面には、径方向外側に向かうほど軸心方向の相対距離が大きくなる一対のシーブ面２０がそれぞれ設けられている。上記溝１２は、これら一対のシーブ面２０により形成されている。
　上記無段変速機用ベルト１０は、可撓性を有する無端環状の帯鋼が複数枚積層されて成る一対の環状リング２２と、それら一対の環状リング２２によって挟持されるとともにそれら一対の環状リング２２に沿って厚さ方向に環状に複数個連ねられた板状の金属から成る複数のエレメント（こま）２４とを備えている。
　環状リング２２は、例えば厚さ０．２ｍｍ程度の高張力鋼板が輪状にされて内から外へ層状に重ねられたものである。本実施例では、例えば９層程度に重ねられている。
　エレメント２４は、例えば厚さ１．８ｍｍ程度の平板材（鋼板）が打ち抜かれて成形された厚肉板状片である。本実施例では、１つの無段変速機用ベルト１０に対して例えば４００個程度備えられている。
　図３は、図２のエレメント２４の正面図を示し、図４は、エレメント２４の側面図を示している。図３に示すように、エレメント２４は、中心軸Ｃに対して左右対称に形成され、台形状の胴部２６と、連結部２７を介して胴部２６の外周側（上部）に接続される三角形状の頭部２８とを備えている。また、胴部２６の外周面（上面）と頭部２８の内周面（下面）との間には、環状リング２２を収容するための左右一対のリング収容凹部３２が形成されている。
　また、胴部２６の左右両端部には、図１に示す一対のシーブ面２０に対向しつつ接触する一対の接触面３０が形成されている。さらに、胴部２６には、左右方向に伸びる（すなわち中心軸Ｃに対して垂直に伸びる）ロッキングエッジ３６が形成されている。また、頭部２８の左右両側には、左右方向に伸びる耳部２９が形成されている。
　図４の側面図に示すように、ベルト伝動時において互いに接触することで、エレメント２４との間で相互に押圧力を受ける第１押圧面３８、第２押圧面４０、および第３押圧面４２が形成されている。第１押圧面３８および第２押圧面４０は、それぞれ進行方向に対して略垂直な面であり、互いに平行な面となる。また、第３押圧面４２は、ロッキングエッジ３６を境にして第１押圧面３８と隣接しており、所定の角度で傾斜されている。また、頭部２８の第１押圧面３８側には凸部４６が形成され、頭部２８の第２押圧部４０側には、凸部４６と嵌合可能な凹部４８が形成されている。
　ここで、エレメント２４の頭部２８の厚みは、リング収容凹部３２側から離れるにつれて、薄くなるように形成されている。具体的には、頭部２８において、第１押圧面３８側に所定の勾配を有する傾斜面５０が形成されると共に、第２押圧面４０側に所定の勾配を有する傾斜面５２が形成されている。なお、上記傾斜面５０、５２の所定の勾配は、エレメント２４の重心Ｇが高さ方向においてロッキングエッジ３６近傍となるように設定される。すなわち、傾斜面５０、５２によって頭部２８の板厚方向の体積が小さくなるに従い、頭部２８の質量が軽くなるので、重心Ｇが胴部２６側に移動する。たとえば傾斜面５０、５２の勾配を急に設定すると、頭部２８の質量（体積）が小さくなるので、重心Ｇの胴部２６側への移動量が大きくなる。上記より、傾斜面５０、５２の勾配によって頭部２８の質量を調整することで、エレメント２４の重心Ｇがロッキングエッジ３６近傍となるように調整される。また、頭部２８の最大板厚Ａは、胴部２６の最大板厚Ｂ（すなわちロッキングエッジ３６の板厚）以上となるように設定される（例えば板厚差０～０．０１mm程度）。
　図５に、図１において矢印Ｘ部のエレメント２４の状態を示す。矢印Ｘ部においては、エレメント２４が進行方向（環状リング２２）に対して略垂直となる。この状態では、図５に示すように、互いに隣接するエレメント２４の第１押圧面３８と第２押圧面４０とが、互いに押圧しあうことによって動力が伝達される。図６に、図１において矢印Ｙ部のエレメント２４の状態を示す。矢印Ｙ部においては、エレメント２４の接触面３０がプーリ１４のシーブ面２０に狭圧され、無段変速機用ベルト１０が曲線状となる部分である。この状態では、図６に示すように、第２押圧面４０と第３押圧面４２とが、互い押圧しあうこととなる。
　上記のように構成されるエレメント２４の作用・効果について説明する。図７は、ベルト伝動時の所定位置におけるエレメント２４同士の接触状態を模式的に示す図である。ここで、エレメント２４の頭部２８の厚みがリング収容凹部３２から離れるにつれて薄く形成されることによって、その重心Ｇがロッキングエッジ３６近傍に設定されている。これより、従動側プーリ１６の出口Ｓ１において、図４に示すように、ピッチング方向への傾きが抑制されることで、エレメント２４のリング収容凹部３２と環状リング２２との局部的な接触が抑制される。したがって、環状リング２２にかかる負荷が低減されて環状リング２２の耐久性が向上する。比較対象として、図８に従来のエレメントの状態を示す。図８に示すように、エレメントのピッチング方向への傾きが大きくなるに従い、破線で示す円部においてエレメントと環状リング２２とが局部的に接触しあい、環状リング２２の耐久性が低下する。
　また、図７に示す駆動側プーリ１４の出口Ｓ２では、環状リング２２がエレメント２４の耳部２９を頭部２８側に押すことによって、耳部２９の基部に剪断力がかかる。これに対して、エレメント２４は、正面視においてその輪郭は変更されておらず、板厚方向の体積が減らされているので、その強度は略確保されている。したがって、エレメント２４の耐久性低下が抑制されることとなる。
　また、エレメント２４において、前述したように、図４で示す頭部２８の最大板厚Ａが胴部２６の最大板厚Ｂ以上となるように設定されている。上記のように構成されると、図７の駆動側プーリ１４の出口Ｓ２と従動側プーリ１６の入口Ｓ３との間の直線部（弦部）Ｗにおいて、無段変速機用ベルト１０が略直線状または破線Ｔ１で示すように外側に膨らむように張られることとなる。このように無段変速機用ベルト１０が張られる場合、駆動側プーリ１４の出口Ｓ２においてエレメント２４の内側への食い込みが抑制されると共に、従動側プーリ１６の入口Ｓ３において、エレメント２４と従動側プーリ１６とがスムーズに噛み込むこととなる。なお、胴部２６の最大板厚Ｂが頭部２８の最大板厚Ａよりも大きくなると、図７の一点鎖線Ｔ２で示すように、駆動側プーリ１４と従動側プーリ１６との間の直線部Ｗにおいて、無段変速機用ベルト１０が内側に凹んだ状態となり、駆動側プーリ１４の出口Ｓ２においてエレメント２４が内側に食い込み易くなると共に、無段変速機用ベルト１０の湾曲に伴って、従動側プーリ１６の入口Ｓ３においてエレメント２４がスムーズに噛み込み難くなる。
　次に、エレメント２４の製造方法について説明する。エレメント２４は、公知であるファインブランキングプレスによって製造される。ファインブランキングプレスは、１行程で精密打抜き加工を行う機械プレスであり、従来のつぶし工程および抜き工程を順送で実施する場合よりも生産コストが安くなる。図９は、ファインブランキングプレスにおいて、つぶし工程を示し、図１０は、エレメント２４の抜き工程を示している。なお、本説明においては、説明しやすいように、つぶし工程および抜き工程を分けて２工程で示しているが、実際には、同じプレス機で短時間で実施される１工程の作業となる。
　先ず、図９のつぶし工程について説明する。エレメント２４の材料として、平板状の平板材６０（鋼板）が使用される。なお、平板材６０の厚みｔは、エレメント２４の胴部２６および頭部２８の最大板厚Ａ、Ｂよりも薄いものが使用される。図９に示すように、平板材６０が上下に設置されているダイス６２の間にセットされると、平板材６０がパンチ６４およびエジェクタ６６によってプレスされ、平板材６０が塑性変形させられる。このとき、パンチ６４およびエジェクタ６６に形成されているテーパ面に従って、平板材６０が潰されてエレメント２４の第３押圧面４２および傾斜面５０、５２が形成される。
　ここで、上記第３押圧面４２および傾斜面５０、５２が形成される際、パンチ６４の斜線で示す体積分、並びに、エジェクタ６６の斜線で示す体積分が、平板材６０とエジェクタ６６との間の斜線Ｖで示す空間に流動することとなり、平板材６０よりも厚みのある胴部２６および頭部２８が形成される。すなわち、エレメント成型後において平板材６０の板厚ｔよりも薄い部分の肉部の残部を、成型後において平板材６０の板厚ｔよりも厚みのある部分に流動させて増肉させられる。なお、このときに、予め頭部２８の最大板厚Ａが胴部２６の最大板厚Ｂ以上となる公差が生じるように、パンチ６４やエジェクタ６６の形状が設計されている。
　そして、図１０に示す抜き工程において、パンチ６４およびエジェクタ６６が下方に移動することによって、エレメント２４の打抜きが完了する。このとき、エレメント２４の輪郭が形成されるに伴い、リング収容凹部３２が形成される。
　また、上記ファインブランキングプレスにおいて、ダイス６２、パンチ６４およびエジェクタ６６を適宜変更してつぶし量を変えることで、１種類の平板材６０から異なる厚みを有するエレメント２４を形成することもできる。なお、異なる厚みを有するエレメント２４を製造することによって、無段変速機用ベルト１０の組付時において無段変速機用ベルト１０の周長調整が可能となる。
　上述のように、本実施例によれば、エレメント２４の厚みは、リング収容凹部３２から離れるにつれて薄くなるように形成されるため、頭部２８の質量が低減されるに従い、エレメント２４の重心Ｇが胴部２６側に移動される。そして、エレメント２４の重心Ｇがロッキングエッジ３６近傍まで移動されることで、ベルト駆動時のエレメント２４の回転モーメントが下がり、エレメント２４の傾きを抑制することができる。これより、エレメント２４の傾きに伴う環状リング２２とエレメント２２との接触による環状リング２２の耐久性低下を抑制することができる。また、エレメント２４の重心Ｇを胴部２６側に移動させるに際して、エレメント２４の輪郭を変更するのではなく、板厚方向の体積が減らされるので、頭部の強度を確保することができる。したがって、無段変速機用ベルト１０にかかるトルクが大きくなると、環状リング２２が頭部２８（耳部２９）を持ち上げる力が大きくなって、エレメント２４にかかる負荷が大きくなるが、エレメント２４の強度が確保されているためにその負荷に対応することができる。すなわち、エレメント２４の強度が確保されるに従い、無段変速機用ベルト１０の使用トルクを高くすることができる。
　また、本実施例によれば、エレメント２４の頭部２８には、傾斜面５０、５２が形成されているため、エレメント２４の頭部２８の質量が低減されることにより、エレメント２４の重心Ｇを胴部２６側（ロッキングエッジ３６側）へ移動させることができる。
　また、本実施例によれば、エレメント２４の頭部２８の最大板厚Ａは、胴部２６の最大板厚Ｂ以上の厚みに形成されているため、駆動側プーリ１４と従動側プーリ１６との間の動力伝達側の直線部Ｗにおいて無段変速機用ベルト１０の湾曲（波打ち）が抑制され、従動側プーリ１６の入口Ｓ３においてエレメント２４にスムーズに噛み込ませることができる。
　また、本実施例によれば、エレメント２４の製造に際して、安価な平板材６０が使用され、さらに、エレメント２４がファインブランキングプレスによって一工程で実施されるに従い、エレメント２４の製造コストを抑制することができる。
　つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
　図１１乃至図１５は、前述したエレメント２４の変形例を例示している。なお、図１１乃至図１５は、全て側面図となっており、正面図はエレメント２４と同形状であるものとする。図１１に示すエレメント８０は、頭部８２において、凸部４６側にのみ傾斜面８４が形成されている。上記のように構成される場合であっても、傾斜面８４を好適に設定することで、重心Ｇをロッキングエッジ３６近傍に移動させることができ、エレメント２４と同様の作用・効果を得ることができる。
　図１２に示すエレメント９０は、頭部９２において、凹部４８側にのみ傾斜面９４が形成されている。上記のように構成されるエレメント９０であっても、傾斜面９４を好適に設定することで、重心Ｇをロッキングエッジ３６近傍まで移動させることができ、エレメント２４と同様の作用・効果を得ることができる。
　図１３に示すエレメント１００は、頭部１０２において、凸部４６側に段差面１０４が形成されると共に、凹部４８に段差面１０６が形成されている。上記のように構成されるエレメント１００であっても、段差面１０４および段差面１０６を好適に設定することで、重心Ｇをロッキングエッジ３６近傍まで移動させることができ、エレメント２４と同様の作用・効果を得ることができる。なお、上記段差面１０４、１０６は、エレメント１００の頭部１０２の厚みが、リング収容凹部３２から離れるにつれて薄く形成される他の態様である。
　図１４に示すエレメント１１０は、頭部１１２において、凸部４６側にのみ段差面１１４が形成されている。上記のように構成されるエレメント１１０であっても、段差面１１４を好適に設定することで、重心Ｇをロッキングエッジ３６近傍まで移動させることができ、エレメント２４と同様の作用・効果を得ることができる。
　図１５に示すエレメント１２０は、頭部１２２において、凹部４８側にのみ段差面１２４が形成されている。上記のように構成されるエレメント１２０であっても、段差面１２４を好適に設定することで、重心Ｇをロッキングエッジ３６近傍まで移動させることができ、エレメント２４と同様の作用・効果を得ることができる。
　また、上記エレメントのほか、例えば凸部４６側に傾斜面が形成される一方、凹部４８側に段差面が形成されるなど、傾斜面と段差面とが組み合わされたエレメントであっても同様の作用・効果を得ることができる。なお、上記図１１乃至図１５の各エレメント（８０、９０、１００、１１０、１２０）においても、いずれも前述したファインブランキングプレスによって成形されるものとする。
　上述のように、本実施例によれば、上記のように構成されるエレメント（８０、９０、１００、１１０、１２０）においても、重心Ｇをロッキングエッジ近傍まで移動させることができ、前述した実施例と作用・同様の効果を得ることができる。
　また、本実施例によれば、エレメント１００、１１０、１２０の頭部の少なくとも一面には、段差面１０４、１０６、１１４、１２４が形成されているため、エレメント１００等の頭部の質量が低減されることにより、エレメント１００等の重心Ｇを胴部２６側へ移動させることができる。
　以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
　例えば、前述の実施例では、頭部に傾斜面または段差面を形成することで、重心Ｇがロッキングエッジ３６近傍に移動されるが、エレメントの頭部の厚みを薄くして、頭部の質量を低減する形状であれば、矛盾のない範囲内において自由に変更することができる。
　なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
　１０：無段変速機用ベルト
　２２：環状リング
　２４、８０、９０、１００、１１０、１２０：エレメント
　２６：胴部
　２８、８２、９２、１０２、１１２、１２２：頭部
　３２：リング収容凹部
　５０、５２、８４、９４：傾斜面
　１０４、１０６、１１４、１２４：段差面

Claims (5)

  1. 　無端環状の環状リングに支持されるとともに、該環状リングに沿って厚さ方向に環状に連ねられる板状の金属から成る無段変速機用ベルトのエレメントにおいて、
    　前記エレメントは、台形状の胴部と、該胴部の外周側に接続される三角形状の頭部とを備え、該胴部と該頭部との間に前記環状リングを収容するためのリング収容凹部が形成されるものであり、
    　前記エレメントの頭部の厚みは、該リング収容凹部から離れるにつれて、薄く形成されるていことを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメント。
  2. 　前記エレメントの前記頭部の最大板厚は、前記胴部の最大板厚以上の厚みに形成されていることを特徴とする請求項１の無段変速機用ベルトのエレメント。
  3. 　前記エレメントの頭部の少なくとも一面には、傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１または２の無段変速機用ベルトのエレメント。
  4. 　前記エレメントの頭部の少なくとも一面には、段差面が形成されていることを特徴とする請求項１または２の無段変速機用ベルトのエレメント。
  5. 　無端環状の環状リングに支持されるとともに、該環状リングに沿って厚さ方向に環状に連ねられた板状の金属から成る無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法において、
    　前記エレメントは、略台形形状の胴部と、該胴部の上部に接続される略三角形状の頭部とを備え、該胴部と該頭部との間に前記環状リングが収容されるリング収容凹部が形成され、
    　前記エレメントの頭部の厚みは、該リング収容凹部から離れるに従って、薄くされており、
    　前記エレメントは、前記胴部および前記頭部の最大板厚よりも薄い平板材から形成されるものであり、
    　成形後において前記平板材の板厚よりも薄い部分の肉部の残部を、成形後において前記平板材の板厚よりも厚みのある部分に流動させて増肉するつぶし工程と、打抜き工程とが、一工程で実行されるファインブランキングプレスによって製造されることを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法。
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