JP2001173730A - 無段変速機用ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エレメントのプーリへの巻掛け時や、隣合う
エレメント間の凹部と突起との噛み合い時の騒音及び振
動の低減を図れる無段変速機用ベルトを提供することに
ある。 【解決手段】 帯状を成す無端キャリア２に複数のエレ
メント３が支持され、各エレメントの一方の面Ｆ１に突
起６を他方の面Ｆ２に隣接するエレメント３の突起６が
係合する凹部７を形成し、凹部７及び突起６のベルト幅
方向Ｙ２と対向する内外の各内側面ｆｂ，各外側面ｆｇ
をベルト径方向Ｙ１及びベルト長さ方向Ｘにそれぞれ略
平行な面として形成すると共に、凹部側面又は突起側面
の少なくとも一方にクラウニング処理を施した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機（ＣＶ
Ｔ）で用いられ、一対のＶ字溝付プーリ間に巻掛けられ
るスチール製の無段変速機用ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等の回転力伝達系内に配備される変
速機の一つとして無段変速機（ＣＶＴ）が知られてお
り、この無段変速機（ＣＶＴ）は入力軸と出力軸とにそ
れぞれ配設された一対のＶ溝付プーリ間にスチール製の
無段変速機用ベルトを巻掛けし、各Ｖ溝付きプーリの各
ベルト巻掛け半径を切り換えることで、入力軸と出力軸
との間の回転比を増減調整するようにしている。この無
段変速機用ベルトは無端帯状を成した無端キャリアを備
え、この無端キャリアに多数の薄板片状のエレメントを
相対移動可能に取付けて形成される。各エレメントはそ
の一方の対向面に突起が他方の対向面には凹部が形成さ
れ、凹部に突起が嵌合することで互いに隣合うエレメン
ト相互間の変位を規制するようにしている。

【０００３】このような無段変速機用ベルトが回転移動
する場合、ベルト各部は一対のプーリ間の直線移動部と
プーリ巻掛け部である屈曲移動部とに交互に移動し、そ
の際、図８（ａ），（ｂ）に示すように、各エレメント
１００の主部１０１と薄片部１０２とはそれらの間の境
部（ロッキングエッジとも称される）ａを支点に相互に
傾斜角θの傾斜変位を繰り返し、互いに対向する凹部１
０３と突起１０４が相互に嵌合、離脱を繰り返してい
る。ここで突起１０４は円錐状の外面に、凹部１０３は
突起１０４に均一隙間を保って嵌合するような円錐状の
内面を有した凹穴に形成され、相互の嵌合、離脱を可能
とする。このように、突起１０４と凹部１０３とは傾斜角
θの傾斜変位時に、相互の離脱作動や、相対変位時の干渉
が生じない範囲において、両者間の最深部の隙間ｔ１や
凹部１０３の内面と突起１０４の外面との側部隙間ｔ２
は小さい方が、相対的なずれ規制の機能を発揮する上で
好ましい。

【０００４】ところで、エレメント１００は直線移動部
を移動中には互いのエレメント基準線Ｌが一致する位置
で各主部１０１の対向面ｆ１，ｆ２が相互に当接し（図
８（ａ）中の右側２つのエレメント参照）、突起１０４
と凹部１０３とは図８（ｂ）に示すように当接せず、相
互の最深部の隙間ｔ１や凹部１０３の内面と突起１０４
の外面との側部隙間ｔ２がほぼ一定に保持されることと
なる。ところが、無段変速機用ベルトが直線移動部より
屈曲移動部に達して、Ｖ溝付プーリに巻掛けられるとす
る。この場合、隣合う一対のエレメント１００は個体差
やプーリとの当たり面の相違、特に、巻掛け半径の変更
時等には相互にベルト長さ方向Ｘと直交する方向であっ
てベルト径方向Ｙ１及びベルト幅方向（図８（ａ），
（ｂ）で紙面垂直方向）に相対的にずれる。この場合、
相対的なずれにより円錐状の外面を有した突起１０４の
先端が円錐状の内面を有した凹部１０３に当接した状態
で相対的に変位し、屈曲移動部より直線移動部へ移動す
る際に、更に、摺動変位を行い、各エレメント１００の
相互の位置決めが適正に成される。なお、上述と同様の
エレメントを備えた無段変速機用ベルトの一例が特許登
録第２７００３３４号公報に開示される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図８（ａ），（ｂ）の
無段変速機用ベルトや特許登録第２７００３３４号公報
等に開示の無段変速機用ベルトは、上述のように、各エ
レメント１００の凹部１０３と他のエレメント１００の
突起１０４とが嵌合することにより隣合う各エレメント
相互のずれを許容しつつ相互の噛み合い時には位置規制
を行えるようにしている。しかし、上記公報に記載のエ
レメントの突起及び凹部の形状は軸対称であるため、無
段変速機用ベルトが直線移動部から屈曲移動部に達する
際に各エレメントの相対変位に伴い、凹部及び突起のベ
ルト幅方向のクリアランスを変位する。このため、エレ
メントのプーリへの巻掛け時の衝突に伴う騒音や振動の
レベルが比較的大きく、しかも、各エレメントがプーリ
から離脱する際の凹部１０３と突起１０４との噛み合い
衝突で発生する騒音や振動のレベルも比較的大きく、こ
れらの低減を図ることが望まれている。

【０００６】本発明は、上述の課題を解決するものであ
って、エレメントのプーリへの巻掛け時や、隣合うエレ
メント間の凹部と突起との噛み合い時の騒音及び振動の
低減を図れる無段変速機用ベルトを提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、無端帯状のキャリアに複数の
エレメントが支持され、各エレメントの一方の面に突起
を他方の面に隣接するエレメントの突起が係合する凹部
をそれぞれ形成した無段変速機用ベルトにおいて、前記
凹部及び前記突起のベルト幅方向と対向する内外の各側
面をベルト径方向及びベルト長さ方向にそれぞれ略平行
な面として形成すると共に、前記凹部側面又は突起側面
の少なくとも一方にクラウニング処理を施している。こ
のように、凹部及び突起のベルト幅方向と対向する内外
の各側面をベルト径方向及びベルト長さ方向にそれぞれ
略平行な面として形成すると、各エレメントが相対変位
しても各凹部及び突起のベルト幅方向の隙間（クリアラ
ンス）は略一定となる。このため、各エレメントのプー
リへのスムーズな巻掛けを確保した上で、エレメントの
ベルト幅方向の相対位置のずれを少なくしてエレメント
のプーリへの衝突に伴う騒音や振動を低減でき、しか
も、凹部側面又は突起側面の少なくとも一方にクラウニ
ング処理を施したので、各エレメントのプーリからの離
脱時における各突起と各凹部との噛み合いがスムーズに
行われ、噛み合い時の衝突に伴い発生する騒音及び振動
をも低減させ、耐久性を向上できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の適用された無段変
速機用ベルトを図1乃至図７を用いて説明する。この無
段変速機用ベルト１は無段変速機（ＣＶＴ）に用いら
れ、たとえば、図６に示すような、無段変速機の入力軸
ＩＳと一体の入力プーリＰ１、出力軸ＯＳと一体の出力
プーリＰ２とに巻掛けされ、各プーリのＶ溝へのベルト
巻掛け半径を切り換えることで、入力軸ＩＳと出力軸Ｏ
Ｓとの間の回転比を増減調整するようにしている。無段
変速機用ベルト１は一対の無端帯状を成す無端キャリア
２とこれらに相対移動可能に取り付けられた多数のエレ
メント３とで形成され、これらの各部は入出力プーリＰ
１、Ｐ２間を移動する直線移動部Ｅ１と、入出力プーリ
Ｐ１、Ｐ２に巻掛けされる屈曲移動部Ｅ２とに交互に回
転移動可能なように形成される。

【０００９】図２に示す無端キャリア２は複数のスチー
ル薄板を重ねて断面が矩形で帯状を成した積層体を用
い、その帯状の積層体を環状に連続形成して、可撓性を
有したリングとして形成される。エレメント３は図3
（ａ）〜（c）に示すように、略三角形片状の主部４
と、その主部のベルト内周縁よりベルト内周側（図3
（ａ）で下側）に延出する薄肉厚の薄片部５と、主部４
と薄片部５の間の直状の境部（ロッキングエッジとも称
される）ａとを備える。

【００１０】主部４は一定の厚さの片状体で、表裏（こ
こではベルト回転移動方向である図１で左側を表として
説明する）に対向面Ｆ１、Ｆ２を互いに平行状態を保つ
ように形成され、これにより隣合う他のエレメントと密
に重なるようにしている。主部４の正面視での左右には
切り込み４０１が形成され、中央部の表裏には突起６及
び凹部７が形成される。切り込み４０１は無端キャリア
２を相対変位可能に嵌挿するような矩形の切り込みとし
て形成される。

【００１１】凹部７は、図５（ａ），（ｂ）に示すよう
に、エレメント３に対しベルト長さ方向Ｘに向けて凹設
され、その中心にエレメント中心線Ｌが位置するように
形成される。凹部７は、全体として最深部側より開口側
に向けて拡大する矩形凹穴に形成され、最深部にはエレ
メント３の裏側の対向面Ｆ２と平行な略矩形の底面ｆｃ
が形成される。凹部７の内周壁のうち、ベルト長さ方向
Ｘと直交するベルトの径方向Ｙ１であってベルトの内周
側（図５（ａ）で下側）は最深部より開口に向けて降下
する傾斜平面としてのベルト内周側内面ｆａ’に形成さ
れ，ベルトの外周側（図５（ａ）で上側）は最深部より
開口に向けて上昇する傾斜平面としてのベルト外周側内
面ｆａに形成される。凹部７の内周壁のうちベルト長さ
方向Ｘと直交するベルト幅方向Ｙ２と対向する左右の各
内側面ｆｂ，ｆｂは、ベルトの径方向Ｙ１（図５（ｂ）
で紙面垂直方向）及びベルト長さ方向Ｘにそれぞれ略平
行な平面、即ち、図３（ｃ）、図５（ｂ）に示すよう
に、裏側の対向面Ｆ２と直交する面として形成される。

【００１２】一方、突起６は図４、図５（ａ），（ｂ）
に示すように、エレメント３に対しベルト長さ方向Ｘに
向けて突設され、その中心にエレメント中心線Ｌが位置
するように形成され，外周壁全体として頂部より基端部
に向けて拡大する矩形突起に形成される。突起６の頂部
にはエレメント３の表側の対向面Ｆ１と略平行で、上述
の底面ｆｃより小さい略矩形平面である頂面ｆｄが形成
される。突起６の外周壁のうち、ベルトの径方向Ｙ１で
あってベルトの内周側（図５（ａ）で下側）には頂部よ
り基端部に向けて降下し、上述のベルト内周側内面ｆ
ａ’より小さい傾斜平面としてのベルト内周側外面ｆ
ｅ’が形成され，ベルトの外周側（図５（ａ）で上側）
には頂部より基端部に向けて上昇し、上述のベルト外周
側内面ｆａより小さな傾斜平面としてのベルト外周側外
面ｆｅが形成される。突起６の外周壁のうちベルト長さ
方向Ｘと直交するベルト幅方向Ｙ２と対向する左右の各
外側面ｆｇ，ｆｇは、ベルトの径方向Ｙ１及びベルト長
さ方向Ｘにそれぞれ略平行な平面、即ち、図３（ｃ）に
示すように、表側の対向面Ｆ１と直交する面として形成
される。しかも、各外側面ｆｇ、ｆｇは上述の左右の各
内側面ｆｂ，ｆｂより小さな面として形成される。

【００１３】なお、上述の突起６の外周面であるベルト
内周側外面ｆｅ’，ベルト外周側外面ｆｅ及び左右の各
外側面ｆｇはそれぞれ平面として形成されるが、これら
の各平面は完全平面に対してわずかに平面中央側が突出
し、周縁側が後退するような、いわゆる、クラウニング
処理が施されている。詳しくは、図７に示すように、突
起６のベルト外周側外面ｆｅ及びベルト内周側外面ｆ
ｅ’の曲率半径ｒを、エレメント３の各切り込み４０１
と無端キャリア２との最大ずれ角α、及び、突起のベル
ト幅方向Ｙ２の長さＷで定まるｒ＝Ｗ／（２ｓｉｎα）
とし、突起の外周面ｆｇ，ｆｇの曲率半径Ｒを前記ずれ
角α及び突起のベルト径方向Ｙ１の長さｈで定まるＲ＝
ｈ／（２ｓｉｎα）に設定している。このようなクラウ
ニング処理が施されることで突起６のベルト内周側外面
ｆｅ’，ベルト外周側外面ｆｅ及び左右の各外側面ｆｇ
が、凹部７側の内周壁側である、ベルト内周側内面ｆ
ａ’，ベルト外周側内面ｆａ及び左右の各内側面ｆｂに
当接した際、互いが平面中央寄りで当接することがで
き、相対的にスムーズな摺動を確保でき、耐久性を確保
できる。

【００１４】次に、主部４より延出する薄片部５は、図
３（ａ），（ｂ）に示すように、境部ａの直下に傾斜角
θ（たとえば、ここでは５°）で傾斜面Ｆ３が形成さ
れ、その下方に軽量化を図りやすい二又状部が延出形成
される。ここでの傾斜角θは隣合う各エレメント３が入
出力プーリＰ１、Ｐ２に巻掛けされる屈曲移動部Ｅ２を
移動する際に、相互に各エレメント３が境部ａを支点と
して傾斜変位し（図１中の左側２つのエレメント参
照）、互いの薄片部５を密に当接し合う状態で各プーリ
に巻掛けされ、移動できるように適宜設定されている。

【００１５】ここで、図５（ａ）に示すように、凹部７
と突起６とが互いのエレメント中心線Ｌを一致させた状
態で噛み合う場合において、ベルトの径方向Ｙ１の隙
間、即ち、ベルト内周側内面ｆａ’とベルト内周側外面
ｆｅ’との側部隙間ｔｂ’、及び、ベルト外周側内面ｆ
ａとベルト外周側外面ｆｅとの側部隙間ｔｂは，凹部７
と突起６との噛み合い離脱時の干渉を防止し，相対変位
をスムーズに行わせるように、所定の量が設定される。
これに対し、図５（ｂ）に示すように、凹部７と突起６
とが互いのエレメント中心線Ｌを一致させた状態で噛み
合う場合において、ベルト幅方向Ｙ２と対向する隙間、
即ち、左右の各内側面ｆｂ，ｆｂと左右の各外側面ｆ
ｇ，ｆｇとの各側部隙間ｔｈは、凹部７と突起６との噛
み合い離脱時においてベルト幅方向Ｙ２に相対的にずれ
ることを考慮しないことより、比較的小さな量が設定さ
れる。

【００１６】上述のような無段変速機用ベルト１が入出
力プーリＰ１、Ｐ２間を回転移動する際の作動を説明す
る。まず、直線移動部Ｅ１の各エレメント３は一対の無
端キャリア２に支持され、各主部４の表裏側の各対向面
Ｆ１，Ｆ２が平行に形成されていること、及び、突起６
と凹部７が嵌合することにより、互いに隣合う各エレメ
ントが密な状態でベルト長さ方向Ｘと直交するベルトの
径方向Ｙ１及びベルト幅方向Ｙ２へのずれなく直状に整
列して移動できる。

【００１７】直線移動部Ｅ１より各エレメント３が順次
プーリＰ１あるいはＰ２に巻掛けされ、屈曲移動部Ｅ２
に達したとする。この場合、隣合う各エレメント３がそ
れぞれ境部ａを支点として順次傾斜変位し、互いの薄片
部５を密に当接し合う状態に達し、隣合う各エレメント
３の突起６と凹部７とは境部ａを支点として相対的に回
動して図５（ｂ）に示すように、噛み合い完了位置（ｐ
２）より初期位置（ｐ１）側に相互に離脱変位し、各エ
レメント３が順次プーリＰ１あるいはＰ２にスムーズに
巻掛けされる。この際、凹部７及び突起６の内外の各側
面間の側部隙間ｔｈ（クリアランス）は、各エレメント
３の想定変位に関わらず略一定であるため、ベルト幅方
向Ｙ２の相対位置のずれが少なく、エレメント３のプー
リＰ１あるいはＰ２への衝突に伴う騒音や振動を低減で
き，耐久性を向上できる。

【００１８】次に、屈曲移動部Ｅ２より直線移動部Ｅ１
に達し、各エレメント３が順次プーリＰ１あるいはＰ２
より離脱する。この場合、隣合う各エレメント３がそれ
ぞれ境部ａを支点として順次傾斜変位し、互いに隣合う
各エレメント３の薄片部５が離れ、主部４の前後の対向
面Ｆ１，Ｆ２が順次重ね合わされ複数のエレメントが無
端キャリアに係止された状態で直状に整列する。この
際、噛み合い終了位置（ｐ２）における、互いに噛み合
う突起６と凹部７との間の側部隙間ｔｈ（クリアラン
ス）を比較的小さくしていると共に、突起６の側面にク
ラウニング処理を施しているため、突起６及び凹部７の
衝突エネルギの低減を図れ、この分各エレメント３がプ
ーリＰ１あるいはＰ２から離脱する際の各突起６と各凹
部７との噛み合い衝突により発生する騒音及び振動をも
低減させ，耐久性を向上できる。

【００１９】図１の無段変速機用ベルト１は一対の無端
キャリア２で各エレメント３を支持するように構成され
ていたが、場合により、単一の無端キャリアで各エレメ
ントを支持するように構成した無段変速機用ベルトを用
い、これに本発明を適用しても良く、この場合も図１の
無段変速機用ベルト１と同様の作用効果が得られる。

【００２０】

【発明の効果】以上、実施形態と共に詳細に説明したよ
うに、本発明の無段変速機用ベルトによれば、凹部及び
突起のベルト幅方向と対向する内外の各側面をベルト径
方向及びベルト長さ方向にそれぞれ略平行な面により形
成すると共に、前記凹部側面又は前記突起側面の少なく
とも一方にクラウニング処理を施したため、ベルトが直
線移動部から屈曲移動部へ移行する時に、突起及び凹部
のクリアランスは規制されて一定となり、各エレメント
のプーリへの衝突に伴う騒音や振動を低減することがで
きるし、各エレメントのプーリからの離脱時における突
起と凹部との噛み合いをスムーズに行わせ、噛み合い時
の衝突に伴い発生する騒音及び振動を低減させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である無段変速機用ベルト
の要部拡大断面図である。

【図２】図１の無段変速機用ベルトの部分切欠斜視図で
ある。

【図３】図１の無段変速機用ベルトのエレメントの拡大
図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面
図である。

【図４】図１の無段変速機用ベルトのエレメントの要部
拡大切欠斜視図である。

【図５】図４中のエレメントと図示しない隣合うエレメ
ントの要部拡大断面図で、（ａ）はＡ−Ａ線断面図、
（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図１の無段変速機用ベルトが一対のプーリに巻
掛けされた状態の概略側面図である。

【図７】図１の無段変速機用ベルトのクラウニング処理
に伴う曲率半径設定図である。

【図８】従来の無段変速機用ベルトを示し、（ａ）は要
部拡大断面図を、（ｂ）は噛み合い完了時の部分切欠断
面図である。

【符号の説明】

１ 無段変速機用ベルト ２ 無端キャリア ３ エレメント ６ 突起 ７ 凹部 ｆｂ 内側面 ｆｇ 外側面 ｔｈ 側部隙間 Ｆ１ 一方の面（表側の面） Ｆ２ 他方の面（裏側の面） Ｘ ベルト長さ方向 Ｙ１ ベルトの径方向 Ｙ２ ベルト幅方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無端帯状のキャリアに複数のエレメントが
   支持され、各エレメントの一方の面に突起を他方の面に
   隣接するエレメントの突起が係合する凹部をそれぞれ形
   成した無段変速機用ベルトにおいて、前記凹部及び前記
   突起のベルト幅方向と対向する内外の各側面をベルト径
   方向及びベルト長さ方向にそれぞれ略平行な面として形
   成すると共に、前記凹部側面又は突起側面の少なくとも
   一方にクラウニング処理を施したことを特徴とする無段
   変速機用ベルト。