JP6224705B2 - 無段変速機用金属ベルト - Google Patents

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、左右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 国際公開第ＷＯ２０１２／１３１８４１号公報 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の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および回転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、左右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、前記イヤー部、前記ネック部、および前記ボディ部の前面に、前記イヤー部から前記ボディ部に跨がる第１の凹部が、前記ネック部の幅方向全体に亘って延びるようにして形成され、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における前記サドル面の後端を押すことを第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、前記ネック部および前記ボディ部の後面に、前記ネック部から前記ボディ部に跨がる第２の凹部が形成されることを第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、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、左右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、前記ネック部および前記ボディ部の前面に、前記ネック部から前記ボディ部に跨がる第１の凹部が形成され、前記第１の凹部は前記ネック部の一部および前記ボディ部に跨がるように形成され、前記ネック部および前記ボディ部の後面に、前記ネック部の一部から前記イヤー部に跨がる第３の凹部が形成され、前記第１の凹部および前記第３の凹部は前後方向に見たときにオーバーラップしない位置にあることを第３の特徴とする無段変速機用金属ベルトが提案される。

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。

イヤー部、ネック部、およびボディ部の前面に、イヤー部からボディ部に跨がる第１の凹部が、ネック部の幅方向全体に亘って延びるようにして形成されるので、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左右方向の全長で前側の金属エレメントにおけるサドル面の後端に当接し、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後端を押すことになる。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（サドル面の後端）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、金属エレメントの第１の凹部は、ネック部の幅方向全体に亘って延びるようにしてイヤー部からボディ部に跨がって形成されるので、前記空間の始点が第１の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必要なボディ部の曲げ応力（または相対変形量）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。

また本発明の第２の特徴によれば、ネック部およびボディ部の後面に、ネック部からボディ部に跨がる第２の凹部が形成されるので、第２の凹部が第１の凹部と同様に機能することで、前後の金属エレメントが径方向あるいは回転方向の位置ずれしても、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３の特徴によれば、第１の凹部はネック部の一部およびボディ部に跨がるように形成され、ネック部およびボディ部の後面に、ネック部の一部からイヤー部に跨がる第３の凹部が形成され、第１の凹部および第３の凹部は前後方向に見たときにオーバーラップしない位置にあるので、第１の凹部により、前側の金属エレメントおよび後側の金属エレメントが径方向あるいは回転方向の位置ずれしても、動力伝達効率の低下が最小限に抑えられるだけでなく、前側の金属エレメントのネック部の後面（第３の凹部が形成されていない部分）と、後側の金属エレメントのネック部の前面（第１の凹部が形成されていない部分とが当接することで、金属エレメントの姿勢を安定させて駆動力を効率的に伝達することができる。

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径方向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回転方向の位置ずれ時の作用説明図である。（第１の実施の形態） 図５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６は金属エレメントの径方向の位置ずれ時の作用説明図である。（第２の実施の形態） 図７は金属エレメントの回転方向の位置ずれ時の作用説明図である。（第２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３の実施の形態） 図９は金属エレメントの径方向の位置ずれ時の作用説明図である。（第３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。（比較例） 図１１は金属エレメントの径方向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 第１の凹部
２０′ 第２の凹部
２０″ 第３の凹部

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

第１の実施の形態

先ず、図１〜図４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の左右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左右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の左右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、左右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、左右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の左右方向両端には、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の前面には、ネック部１６の全域と、イヤー部１７の左右方向中央部と、ボディ部１５の左右方向中央部とに跨がる第１の凹部２０が形成される。第１の凹部２０は、基本的に平坦面である金属エレメント１４の前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。ただしボディ部１５の前面は傾斜面１５ｂとなっているため、第１の凹部２０の径方向内縁２０ａはロッキングエッジ１９の径方向内側において傾斜面１５ｂになだらかに連続している。

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前後方向の軸回りの相対的な回転が許容される。イヤー部１７の左右方向両端部には、第１の凹部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１０には、前面に第１の凹部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１１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１０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１１（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１０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１１（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の左右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の左右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（左右方向中央部）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、強度が低下したり駆動力の伝達が効率的に行われなくなったりする問題がある。

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、この場合には第１の凹部２０は機能しないが、図１１（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の前面におけるネック部１６の下端のロッキングエッジ１９は、そこに形成された第１の凹部２０によって消滅しているため、後側の金属エレメント１４のボディ部１５の傾斜面１５ｂが、前側の金属エレメント１４のサドル面１５ａ，１５ａの後端に摺接しながら、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，１５ｂ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，１５ｂの左右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、強度低下および駆動力の伝達効率低下が最小限に抑えられる。

また第１の凹部２０を挟むイヤー部１７の前面の左右方向両端の平坦部１７ｃ，１７ｃがロッキングエッジ１９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の両方で当接することで、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の平坦部１７ｃ，１７ｃは前側の金属エレメント１４のイヤー部１７の後面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は第１の凹部２０との接続部において後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、後側の金属エレメント１４のイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃが後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。

図４（Ｂ）は第１の凹部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を前面側から見た状態を示しており、手前側の金属エレメント１４に対して向こう側の金属エレメント１４は、回転中心Ｏまわりに時計方向に角度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４（Ｂ）の下段は、手前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、手前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、向こう側の金属エレメント１４は、図中右側のボディ部１５は切断されずに図中右側のサドル面１５ａが現れ、ネック部１６および図中左側のボディ部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の厚さは図中左側ほど薄くなり、手前側の金属エレメント１４のボディ部１５の左端と向こう側の金属エレメント１４のボディ部１５の左端との間に隙間ｇが発生することで、手前側の金属エレメント１４のボディ部１５の後面と向こう側の金属エレメント１４のボディ部１５の前面（傾斜面１５ｂ）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の後面と向こう側の金属エレメント１４のボディ部１５の前面（傾斜面１５ｂ）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、強度低下および動力伝達効率低下が発生する可能性がある。

それに対し、図４（Ａ）は第１の凹部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の前面に第１の凹部２０が形成されているため、三角形状の空間αの始点が第１の凹部２０の右端側にずれた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（または相対変形量）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。

第２の実施の形態

次に、図５〜図７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の前面側に第１の凹部２０が形成されているが、図５に示すように、第２の実施の形態では、前記第１の凹部２０に加えて、金属エレメント１４の後面側に更に第２の凹部２０′が形成される。第２の凹部２０′の左右方向の幅は、第１の凹部２０の左右方向の幅と同じであるが、金属エレメント１４のボディ部１５の後面には傾斜面１５ｂが形成されていないため、第２の凹部２０′の径方向内端はボディ部１５の径方向内端に達している。

第１の実施の形態で説明したように、金属エレメント１４の前面側に第１の凹部２０を形成したことにより、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が径方向あるいは回転方向に相対移動しても、金属エレメント１４の曲げ応力を最小限に抑え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。図６および図７に示すように、金属エレメント１４の後面側に形成された第２の凹部２０′も上述した第１の凹部２０と同様に機能を発揮するため、第１の凹部２０および第２の凹部２０′を兼ね備える第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。

第３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３の実施の形態を説明する。

図８に示すように、第３の実施の形態の金属エレメント１４は、前面に第１の凹部２０を備えるとともに、後面に第３の凹部２０″を備えるものである。第１の凹部２０は、ネック部１６の径方向内端側の一部からボディ部１５に跨がるように形成される。また第３の凹部２０″は、ネック部１６の径方向外端側の一部からイヤー部１７に跨がるように形成される。第１の凹部２０の左右方向の幅と、第３の凹部２０″の左右方向の幅とは同じであり、かつ径方向に一定である。第１の凹部２０の径方向外端は、第３の凹部２０″の径方向内端よりも径方向内側にあり、前後方向に見たときに第１の凹部２０および第３の凹部２０″はオーバーラップしていない。

従って、ネック部１６の前面には第１の凹部２０よりも１段高い平坦部１６ａが形成され、ネック部１６の後面には第３の凹部２０″よりも１段高い平坦部１６ｂが形成され、平坦部１６ａ，１６ｂは前後方向に見たときにオーバーラップする。ネック部１６の前面の平坦部１６ａは、ロッキングエッジ１９およびイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃと面一であり、ネック部１６の後面の平坦部１６ｂは、第３の凹部２０″を除く部分と面一である。

本実施の形態によれば、第１の凹部２０によって第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができるだけでなく、以下のような更なる作用効果を達成することができる。即ち、図９（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、前側の金属エレメント１４のイヤー部１７の後面に後側の金属エレメント１４のイヤー部１７の平坦部１７ｃ，１７ｃが当接し、かつ前側の金属エレメント１４のネック部１６の平坦部１６ｂに後側の金属エレメント１４のネック部１６の平坦部１６ａが当接することで、金属エレメント１４の姿勢を安定させて動力伝達効率の低下を最小限に抑えることができる。

但し、図９（Ｅ）、（Ｆ）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の平坦部１６ａが前側の金属エレメント１４のネック部１６の平坦部１６ｂ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。

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、実施の形態では第１の凹部２０の径方向内縁２０ａがボディ部１５の傾斜面１５ｂに達しているが、必ずしもその必要はなく、第１の凹部２０の径方向内縁２０ａ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の一部へと延びていれば良い。

また実施の形態では第２の凹部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、第２の凹部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の一部へと延びていれば良い。

Claims (3)

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、左右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、
   前記イヤー部（１７）、前記ネック部（１６）、および前記ボディ部（１５）の前面に、前記イヤー部（１７）から前記ボディ部（１５）に跨がる第１の凹部（２０）が、前記ネック部（１６）の幅方向全体に亘って延びるようにして形成され、
   前記ロッキングエッジ（１９）の径方向内側の前記ボディ部（１５）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（１５ｂ）となっており、
   前記傾斜面（１５ｂ）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（１４）における前記サドル面（１５ａ）の後端を押すことを特徴とする無段変速機用金属ベルト。
2. 前記ネック部（１６）および前記ボディ部（１５）の後面に、前記ネック部（１６）から前記ボディ部（１５）に跨がる第２の凹部（２０′）が形成され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. 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、左右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）および前記ボディ部（１５）の前面に、前記ネック部（１６）から前記ボディ部（１５）に跨がる第１の凹部（２０）が形成され、
   前記第１の凹部（２０）は前記ネック部（１６）の一部および前記ボディ部（１５）に跨がるように形成され、前記ネック部（１６）および前記ボディ部（１５）の後面に、前記ネック部（１６）の一部から前記イヤー部（１７）に跨がる第３の凹部（２０″）が形成され、
   前記第１の凹部（２０）および前記第３の凹部（２０″）は前後方向に見たときにオーバーラップしない位置にあることを特徴とする無段変速機用金属ベルト。

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