WO1999053218A1 - Belt for continuously variable transmission - Google Patents

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WO1999053218A1
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pulley
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PCT/JP1999/001109
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Inventor
Motonori Ohnuki
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a belt for a continuously variable transmission in which a large number of metal elements are supported on a metal ring assembly in which a plurality of endless metal rings are stacked, and more particularly, to a structure of the metal element.
  • a fixed pulley half of a drive pulley 0 1 0 4 and the stationary pulley half 0 5 of the driven pulley 0 2 are arranged at diagonal positions, and the movable pulley half 06 of the drive bully 0 1 and the driven pulley 0 2
  • the movable-side bully half 07 is arranged at a diagonal position.
  • Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Heisei 4-3163238 discloses a structure in which one of them is formed in an arc shape to enable relative jogging between mutually contacting metal elements 08.
  • Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 63-33046 discloses a metal element having a wedge-shaped cross section with a thicker portion from the outer periphery of the metal element to the outer periphery of the pitch line.
  • the metal belt 03 of the belt-type continuously variable transmission described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-36632 / 38 has a compressive force acting between the metal elements 08 to contact each other on the contact surface.
  • the driving force is transmitted by the metal element 08, but in the conventional one in which the contact surface of the metal element 08 is formed in an arc shape, the posture of the metal element 08 in the vertical direction is
  • the metal belt 0 3 meandering Prolonged and efficient power transmission may be hindered.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a metal belt for a belt-type continuously variable transmission, it is possible to simultaneously absorb a misalignment between a drive pulley and a drive bully and prevent the metal belt from meandering. The purpose is to let them.
  • the metal element includes a ring slot in which the metal ring assembly is fitted, an element body located radially inside the ring slot, and a metal element.
  • An element head located radially outward of the element slot, and contact surfaces with which adjacent metal elements can contact each other are formed on the element body and the element head, respectively.
  • a belt for a continuously variable transmission has been proposed, characterized in that the width of the contact surface in the left-right direction is smaller than the width of the contact surface of the element head in the left-right direction. That.
  • adjacent metal elements contact each other at least at a contact surface of an element head located radially outward to drive the driving force.
  • the contact surface of the element head having a large width in the left-right direction allows the adjacent metal elements to be in close contact with each other without bowing and to reliably transmit the driving force.
  • misalignment of the drive pulley and the driven pulley can be absorbed by sliding the contact surfaces of the element heads in the left-right direction.
  • the surface pressure of the element body that contacts narrowly is higher than the surface pressure of the element head that contacts widely.
  • the element body is greatly distorted and the cross-sectional shape of the metal element is deformed into a wedge shape.
  • a plurality of metal elements are bent outward in the radial direction, and the metal elements are pressed by the metal ring assembly on the inner peripheral surface of the ring slot inward in the radial direction, thereby causing rolling. Is prevented.
  • the contact surface of the element head which is the main contact surface, is formed not on the element body with a relatively complicated three-dimensional shape, but on the relatively simple plate-shaped element head. It is more advantageous.
  • the left-right direction is defined as a direction orthogonal to the rotation surface of the pulley, and the radial inner side and the radial outer side are defined with reference to the rotation axis of the pulley.
  • the adjacent metal elements are positioned relative to each other by fitting of convex portions and concave portions formed on one and the other of the front surface and the rear surface thereof. Suggested.
  • the adjacent metal elements are positioned relative to each other by fitting the convex portion and the concave portion.
  • the metal element wrapped around the driven pulley and constrained in the left-right direction slides the subsequent metal element in the left-right direction to align, and absorbs the misalignment of the drive pulley and the driven pulley reliably. be able to.
  • front surface and the rear surface of the metal element are defined as front and rear surfaces in the moving direction of the metal element.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram of a power transmission system of a vehicle equipped with a belt-type continuously variable transmission
  • FIG. 2 is a partial perspective view of a metal belt
  • Fig. 3 is a view in the direction of arrow 3 in Fig. 2
  • Fig. 4 is a view in the direction of arrow 4 in Fig. 2
  • Fig. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in Fig. 4
  • Fig. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in Fig. 4
  • Fig. 7 is a sectional view taken along the line 7-7 in Fig. 4
  • Fig. 8 is an explanatory view of the action of absorbing the misalignment
  • FIG. 9 is an explanatory view of the action of deforming the main surface into a wedge shape
  • Fig. 10 is the contact of the metal element at the chord. It is a figure showing a state.
  • FIGS. 11 and 12 show a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a metal element corresponding to FIG. 5, and
  • FIG. 12 is a metal element corresponding to FIG. It is sectional drawing of an element.
  • FIG. 13 is a graph showing the limit value of / W 2 when the maximum input torque is changed.
  • FIG. 14 is a diagram showing a conventional continuously variable transmission.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a metal belt type continuously variable transmission T mounted on an automobile.
  • An input shaft 3 connected to a crankshaft 1 of an engine E via a damper 2 is connected via a starting clutch 4.
  • the drive pulley 6 provided on the drive shaft 5 includes a fixed-side burley half 7 fixed to the drive shaft 5 and a movable-side pulley half 8 that can be moved toward and away from the fixed-side bury half 7.
  • the movable side pulley half 8 is urged toward the fixed side burry half 7 by hydraulic pressure acting on the oil chamber 9.
  • the driven pulley 11 provided on the driven shaft 10 arranged in parallel with the drive shaft 5 includes a fixed pulley half 1 2 fixed to the driven shaft 10 and a fixed pulley half 1 2
  • the movable side pulley half 13 is provided to be movable toward and away from the fixed side pulley half 12 by hydraulic pressure acting on the oil chamber 14.
  • a metal belt 15 supporting a large number of metal elements 3 2... Is wound around a pair of left and right metal ring assemblies 3 1, 3 1 (FIG. 2). reference).
  • Each metal ring aggregate 31 is formed by laminating 12 metal rings 33.
  • a forward drive gear 16 and a reverse drive gear 17 are rotatably supported on the driven shaft 10 .
  • the forward drive gear 16 and the reverse drive gear 17 are selected by a selector 18.
  • Driven shaft 10 0 is possible.
  • the rotation of the output shaft 19 is input to the differential 25 via the final drive gear 23 and the final driven gear 24, and is transmitted to the drive wheels W, W via the left and right axles 26, 26 from there. You.
  • the driving force of engine E is driven shaft 10 via crankshaft 1, damper 2, input shaft 3, starting clutch 4, drive shaft 5, drive pulley 6, metal belt 15 and driven pulley 11. Is transmitted to When the forward travel range is selected, the driving force of the driven shaft 10 is transmitted to the output shaft 19 via the forward drive gear 16 and the forward driven gear 20 to cause the vehicle to travel forward.
  • the driving force of the driven shaft 10 is transmitted to the output shaft 19 via the reverse drive gear 17, the reverse idle gear 21 and the reverse driven gear 22. And the vehicle moves backward.
  • the hydraulic pressure acting on the oil chamber 9 of the drive pulley 6 and the oil chamber 14 of the driven pulley 11 of the metal belt type continuously variable transmission T is controlled by a hydraulic control unit U operated by a command from the electronic control unit U.
  • the gear ratio is adjusted steplessly. That is, if the oil pressure acting on the oil chamber 14 of the driven bully 11 is increased relative to the oil pressure acting on the oil chamber 9 of the drive pulley 6, the groove width of the driven pulley 11 is reduced. Since the effective radius increases and the groove width of the drive pulley 6 increases and the effective radius decreases, the transmission ratio of the metal belt type continuously variable transmission T changes steplessly toward LOW. .
  • the direction b is defined as the direction orthogonal to the rotation surface of the drive pulley 6 or the driven pulley 11, and the radially inner and radially outer directions are defined with reference to the rotation axis of the drive pulley 6 or the driven pulley 11.
  • the front-back direction is defined with reference to the traveling direction of the metal element 32 (see Fig. 2).
  • a metal element 32 punched and formed from a metal plate includes a roughly trapezoidal element body 34 and a pair of left and right ring slots for force fitting with metal ring assemblies 31 and 31.
  • a substantially triangular element head 36 connected to the element main body 34 via 35, 35;
  • a pair of pulley contact surfaces 37, 37 capable of contacting the V surface of the drive pulley 6 and the driven pulley 11 are formed on both left and right edges of the element main body 34.
  • inner contact surfaces 38, 38 and outer contact surfaces 39, 39 are formed radially inward and outward across the ring slots 35, 35, respectively.
  • the inner contact surface 38 and the outer contact surface 39 on the front of the metal element 32 are shaded in Figures 2 and 4 and the inner contact surface 38 and the outer contact surface 3 on the rear of the metal element 32.
  • the shape of 9 is the same as that of the front.
  • the inner contact surface 38 and the outer contact surface 39 on the rear surface of the 32 can contact the inner contact surface 38 and the outer contact surface 39 on the front surface of the metal element 32 located on the rear side, respectively.
  • an inclined surface 41 is formed at a lower portion of the front surface of the element body portion 34 via a locking edge 40 extending in the left-right direction.
  • truncated cone-shaped convex portions 42 and concave portions 43 are formed, respectively.
  • the metal elements 32 are positioned relative to each other by fitting the convex portions 42 provided on the front surface of the rear metal element 32 into the concave portions 43 provided on the rear surface of the front metal element 32. A slight play is provided between the convex portion 42 and the concave portion 43 that are fitted to each other.
  • tapered portions 34,... are formed at both left and right ends of the front and rear surfaces of the element main body 34, so that the inner contact of the metal element 32 is made.
  • the width W, in the left-right direction, of the surfaces 38, 38 is regulated by the tapered portions 34,.
  • the inner edge of the inner contact surface 38, 38 in the radial direction is a locking edge.
  • the inner contact surface 38, 38 and the outer contact surface 39, 39 are defined as the surfaces where adjacent metal elements 32 contact each other, so the rear inner contact surface 38 is the front inner contact It has the same shape as surface 38.
  • Tapered portion 3 6 is the left and right end portions of the front and rear surfaces of the element head 3 6, ... are formed, thus lateral width W 2 of the outer contact surface 3 9, 3 9 of the front and rear surfaces of the metal element 3 2 Are regulated by the tapered portions 36,.
  • the radial inner ends of the outer contact surfaces 39, 39 and the radial outer ends of the inner contact surfaces 38, 38 are interconnected between the ring slots 35, 35.
  • the left-right width W of the inner contact surfaces 38, 38 of the element body 34 is the left-right width W of the outer contact surfaces 39, 39 of the element head 36. It is set smaller than 2 . Since the outer contact surfaces 3 9, 39, which are the main contact surfaces with a large lateral width W 2, are formed on a relatively simple flat plate element head 36, it is a complex three-dimensional element. Processing is easier than when formed on the main body 34.
  • the adjacent metal element 32 on the living-side chord (chord for transmitting the driving force) extending from the drive pulley 6 toward the driven pulley 11 is moved forward and backward.
  • the inner contact surfaces 38, 38 of the surfaces are brought into contact with each other, the outer contact surfaces 39, 39 of the front and rear surfaces are brought into contact with each other, and the projections 42 on the front surface are replaced with the recesses 4 on the rear surface.
  • the driving force is transmitted in a state where the driving force is fitted.
  • the metal element 3 2 already engaged with the driven pulley 1 1 is restrained from moving in the left-right direction.
  • the metal element 32 reaching the vicinity of the driven pulley 11 aligns right behind the metal element 32 restrained in the left and right directions, so that the inner contact surfaces 38, 38 are aligned. And move to the left and right while sliding on the outer contact surfaces 39, 39.
  • the thrust in the left-right direction is sequentially transmitted from the metal element 32 constrained by the driven pulley 11 to the subsequent metal element 32 via the mutually engaging convex part 42 and concave part 43.
  • the metal elements 32 wound around the drive pulley 6 and the driven pulley 11 are relatively pitched around the locking edge 40 and radially aligned with the pulleys 6 and 11.
  • the outer contact surfaces 39, 39 are separated from each other, and the inner contact surfaces 38, 38 are in contact with each other at the radially inner edge thereof, that is, the locking edge 40.
  • the width W in the left direction of the inner contact surfaces 38, 38 (that is, the length of the locking edge 40) is set to be small, so that the metal element 32 can be relatively easily jawed. it can.
  • the metal element 32 even if the metal element 32 enters the drive pulley 6 or the drive pulley 11 in a state where the metal element 32 is tilted in the pow- ing direction, the metal element 32 will remain in contact with the pulley contact surface 37, 37 is pressed by the reaction force received from the V-plane of the pulleys 6 and 11 to correct the posture. As a result, it is possible to avoid the occurrence of abnormal wear at the contact portion between the drive pulley 6, the driven pulley 11, and the metal element 32, thereby improving the durability.
  • radially inward loads F 1 and F 2 are applied from the left and right metal ring assemblies 3 1 and 3 1 to the inner peripheral surfaces of the left and right ring slots 35 and 35 of the metal element 32.
  • the load F, F can prevent the metal elements 32 from rolling. it can.
  • the width W, in the left-right direction of the inner contact surfaces 38, 38 of the element body 34 affects the Hertzian stress of the locking edge 40 generated by the pressing force between the mutually abutting metal elements 32.
  • the width W, in the left-right direction of the inner contact surfaces 38, 38 is specified in Table 1 due to the requirement that the belt stress at the time of maximum horsepower transmission (maximum speed operation state) be less than the material's limit stress. It is desirable to make it larger.
  • Table 1 shows that the metal belt 15 having the metal element 32 having a width of the locking edge 40 of 24 mm was subjected to the maximum horsepower transmission state (input torque of 14.3 kgf) while changing the radius R of the locking edge 40 in various ways.
  • the maximum Hertzian stress is reduced to 120 kgf / mm 2 or less. It shows the minimum value of the width W, in the left-right direction, of the inner contact surfaces 38, 38 of the element body 34 that can be suppressed.
  • the width W, in the left-right direction of the inner contact surfaces 38, 38 of the element body 34 becomes smaller.
  • the value is increasing.
  • the width in the left-right direction of the inner contact surfaces 38, 38 is desirably equal to or greater than 11. Omm.
  • tapered portions 34,..., 36,... are formed on both front and rear surfaces of the metal element 32.
  • one surface of the metal element 32 is formed. Only the (front) taper portions 34,..., 36,... are formed. Since the shape of the front side of the metal element 32 is the same in both embodiments, the shapes of the inner abutment surfaces 38, 38 and the outer abutment surfaces 39, 39 are also substantially the same. According to the second embodiment, the shape of the metal element 32 is further simplified while the first element is formed. The same operation and effect as in the embodiment can be obtained.
  • the Hertzian stress can be made lower than that of the first embodiment, so that durability is reduced. Is advantageous.
  • Inner abutment surface 38, 38 and the key elements of the shape of the outer contact surface 39, 39 lateral width W,, a W 2, other elements can be changed as appropriate.
  • the radial heights of the inner contact surfaces 38, 38 and the outer contact surfaces 39, 39 can be arbitrarily set, and the positional relationship between the convex portions 42 and the concave portions 43 can be interchanged.
  • the inner abutment surfaces 38, 38 and the outer abutment surfaces 39, 39 are formed continuously with each other, but the inner abutment surfaces 38, 38 are formed between the left and right ring slots 35, 35. 38 and the outer contact surfaces 39, 39 may be separated from each other.
  • the metal elements It is important to set the width W, in the left-right direction, of the inner contact surfaces 38, 38, which come into contact with each other when the roller 32 is in the pulley winding portion, to allow the metal element 32 to swing.
  • the width W, in the left-right direction, of the inner contact surfaces 38, 38 it is advantageous to set the width W, in the left-right direction, of the inner contact surfaces 38, 38 to be large (see Table 1).
  • the inner contact surface 38 of the element body 34, 38 lateral width W, and lateral width of the outer contact surfaces 39, 39 ⁇ ⁇ 2 ratio W, ZW 2 is, 0. 3 ⁇ W, It is desirable to set ZW 2 ⁇ 0.7.

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Description

明 細 書 無段変速機用ベルト
発明の分野
本発明は、 無端状の金属リングを複数枚積層した金属リング集合体に多数の金 属エレメントを支持してなる無段変速機用ベルトに関し、 特に、 その金属エレメ ントの構造に関する。
背景技術
図 1 4に示すように、 ドライブブーリ 0 1およびドリブンプ一リ 0 2に金属べ ルト 0 3を巻き掛けて成るベルト式無段変速機では、 ドライブプーリ 0 1の固定 側プ一リ半体 0 4とドリブンプ一リ 0 2の固定側プ一リ半体 0 5とが対角位置に 配置されており、 かつドライブブーリ 0 1の可動側プ一リ半体 0 6とドリブンプ —リ 0 2の可動側ブーリ半体 0 7とが対角位置に配置されている。 従つて、 ドラ ィブプ一リ 0 1およびドリブンブーリ 0 2の可動側プ一リ半体 0 6 , 0 7が固定 側プーリ半体 0 4 , 0 5に対して接近 '離反すると、 ドライブプーリ 0 1の V溝 中心線 L aとドリブンプ一リ 0 2の V溝中心線 L bとが一致しなくなり、 僅かな ミスァライメント α (通常は l mm以下） が発生することになる。
上記ミスァライメント αを吸収して金属ベルト 0 3をドライブプーリ 0 1お よびドリブンプーリ 0 2間に巻き掛けるべく、 金属ベルト 0 3を構成する金属ェ レメント 0 8…の前後の接触面の少なくとも一方を円弧状に形成し、 相互に接 触する金属エレメント 0 8…間の相対的なョーイングを可能にしたものが、 日 本特開平 4一 3 6 2 3 3 8号公報により公知である。
また日本実開昭 6 3 - 3 3 0 4 6号公報には、 金属エレメントの外周〜ピッチ ラインの外周側を厚肉にして楔形断面を持たせたものが開示されている。
ところで、 上記特開平 4— 3 6 2 3 3 8号公報に記載されたベルト式無段変速 機の金属ベルト 0 3は、 接触面において相互に接触する金属エレメント 0 8〜 間に作用する圧縮力によつて駆動力を伝達するようになっているが、 金属エレメ ント 0 8…の接触面が円弧状に形成された従来のものでは、 金属エレメント 0 8…のョ一^ f ング方向の姿勢が安定しないために、 金属ベルト 0 3の蛇行が助 長されて効率的な動力伝達が阻害され可能性がある。
また上記実開昭 6 3 - 3 3 0 4 6号公報に記載されたものは、 金属エレメント の楔形断面の加工が難しくなる点や、 金属ベルトの弦部においてピッチラインが 離れるために金属エレメントの移動が不安定になる点が問題となる。
発明の開示
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、 ベルト式無段変速機用の金属べ ルトにおいて、 ドライブプーリおよびドライブブーリ間のミスァライメントの吸 収と、 金属ベルトの蛇行防止とを両立させ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、 無端状の金属リングを複数枚積 層した金属リング集合体に多数の金属エレメントを支持してなり、 ドライブブー リおよびドリブンプ一リに巻き掛けられて両プーリ間で駆動力の伝達を行う無段 変速機用ベルトにおいて、 金属エレメントは金属リング集合体が嵌合するリング スロットと、 リングスロットの半径方向内側に位置するエレメント本体部と、 リ ングスロッ卜の半径方向外側に位置するエレメント頭部とを有しており、 隣接す る金属エレメントが相互に接触可能な接触面がエレメント本体部およびエレメン 卜頭部にそれぞれ形成され、 エレメント本体部の接触面の左右方向幅はエレメン ト頭部の接触面の左右方向幅よりも小さいことを特徴とする無段変速機用ベルト が提案される。
上記構成によれば、 ドライブプ一リからドリブンプ一リに延びる金属ベルトの 弦部において、 隣接する金属エレメントは少なくとも半径方向外側に位置するェ レメント頭部の接触面で相互に接触して駆動力を伝達する力 このとき左右方向 幅の大きい前記エレメント頭部の接触面により、 隣接する金属エレメントは相互 にョーイングすることなく密着して駆動力を確実に伝達することができる。 また ドライブプーリおよびドリブンプーリのミスァライメントは、 エレメント頭部の 接触面どうしの左右方向の摺動により吸収することができる。 しかも金属エレメ ントがドライブプーリおよびドリブンプ一リに巻き付くブーリ巻付部において、 隣接する金属エレメントは半径方向内側に位置するエレメント本体部の接触面で 相互に接触するが、 このとき左右方向幅の小さい前記エレメント本体部の接触面 により、 隣接する金属エレメント間の相対的なョーイングが許容される。 これに より、 金属エレメントのョ一^ rング方向の傾きを修正してドライブプーリおよび ドリブンプーリに正しい姿勢で巻き付かせ、 プーリおよび金属エレメントの異常 磨耗の発生を回避することができる。
更に、 金属エレメント間の押し力が発生する弦部において、 広く接触するエレ メント頭部の面圧よりも狭く接触するエレメント本体部の面圧の方が高くなるた め、 エレメント頭部に比べてエレメント本体部が大きく歪み、 金属エレメントの 断面形状が楔形に変形する。 その結果、 金属ベルトの弦部において複数の金属ェ レメン卜が半径方向外側に湾曲して連なるため、 金属エレメントは金属リング集 合体にリングスロッ卜の内周面を半径方向内側に押圧されてローリングが防止さ れる。
しかも、 主要な接触面であるエレメント頭部の接触面が、 比較的に複雑な三次 元形状を有するエレメント本体部ではなく、 比較的に単純な平板形状のエレメン ト頭部に形成されるので加工上有利である。
ここで、 左右方向とはプーリの回転面に直交する方向として定義され、 半径方 向内側および半径方向外側とはプーリの回転軸を基準にして定義される。
また上記構成に加えて、 隣接する金属エレメントは、 その前面および後面の一 方および他方に形成した凸部および凹部の嵌合により相互に位置決めされること を特徴とする無段変速機用ベルトが提案される。
上記構成によれば、 ドライブプーリからドリブンプ一リに延びる金属ベルトの 弦部において、 金属エレメントがドリブンプーリに接近したときに、 隣接する金 属エレメントどうしが凸部および凹部の嵌合により相互に位置決めされるので、 ドリブンプ一リに巻き付いて左右方向に拘束された金属エレメントに対して後続 の金属エレメントを左右方向に摺動させて整列させ、 ドライブプーリおよびドリ ブンプーリのミスァライメントを確実に吸収することができる。
ここで、 金属エレメントの前面および後面とは、 金属エレメントの移動方向の 前後の面として定義される。
図面の簡単な説明
図 1〜図 1 0は本発明の第 1実施例を示すもので、 図 1はベルト式無段変速機 を搭載した車両の動力伝達系のスケルトン図、 図 2は金属ベルトの部分斜視図、 図 3は図 2の 3方向矢視図、 図 4は図 2の 4方向矢視図、 図 5は図 4の 5— 5線 断面図、 図 6は図 4の 6— 6線断面図、 図 7は図 4の 7— 7線断面図、 図 8はミ スァライメント吸収の作用説明図、 図 9は主面を楔形に変形させる作用説明図、 図 1 0は弦部における金属エレメントの当接状態を示す図である。 図 1 1および 図 1 2は本発明の第 2実施例を示すもので、 図 1 1は前記図 5に対応する金属ェ レメン卜の断面図、 図 1 2は同じく前記図 6に対応する金属エレメントの断面図 である。 図 1 3は最大入力トルクを変化させたときの /W2 の限界値を示す グラフである。 図 1 4は従来の無段変速機を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を、 添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説 明する。
図 1は自動車に搭載された金属ベルト式無段変速機 Tの概略構造を示すもので、 エンジン Eのクランクシャフト 1にダンパー 2を介して接続されたィンプットシ ャフト 3は発進用クラッチ 4を介して金属ベルト式無段変速機 Tのドライブシャ フト 5に接続される。 ドライブシャフト 5に設けられたドライブプーリ 6は、 ド ライブシャフト 5に固着された固定側ブーリ半体 7と、 この固定側ブーリ半体 7 に対して接離可能な可動側プーリ半体 8とを備えており、 可動側プーリ半体 8は 油室 9に作用する油圧で固定側ブーリ半体 7に向けて付勢される。
ドライブシャフト 5と平行に配置されたドリブンシャフト 1 0に設けられたド リブンプ一リ 1 1は、 ドリブンシャフト 1 0に固着された固定側プーリ半体 1 2 と、 この固定側プーリ半体 1 2に対して接離可能な可動側プーリ半体 1 3とを備 えており、 可動側ブーリ半体 1 3は油室 1 4に作用する油圧で固定側ブーリ半体 1 2に向けて付勢される。 ドライブプーリ 6およびドリブンプ一リ 1 1間に、 左 右の一対の金属リング集合体 3 1， 3 1に多数の金属エレメント 3 2…を支持 してなる金属ベルト 1 5が巻き掛けられる （図 2参照)。 それぞれの金属リング 集合体 3 1は、 1 2枚の金属リング 3 3…を積層してなる。
ドリブンシャフト 1 0には前進用ドライブギヤ 1 6および後進用ドライブギヤ 1 7が相対回転自在に支持されており、 これら前進用ドライブギヤ 1 6および後 進用ドライブギヤ 1 7はセレクタ 1 8により選択的にドリブンシャフト 1 0に結 0 合可能である。 ドリブンシャフト 1 0と平行に配置されたアウトプットシャフト
1 9には、 前記前進用ドライブギヤ 1 6に嚙合する前進用ドリプンギャ 2 0と、 前記後進用ドライブギヤ 1 7に後進用アイドルギヤ 2 1を介して嚙合する後進用 ドリブンギヤ 2 2とが固着される。
アウトプットシャフト 1 9の回転はファイナルドライブギヤ 2 3およびフアイ ナルドリブンギヤ 2 4を介してディファレンシャル 2 5に入力され、 そこから左 右のアクスル 2 6， 2 6を介して駆動輪 W, Wに伝達される。
而して、 エンジン Eの駆動力はクランクシャフト 1、 ダンパー 2、 インプット シャフト 3、 発進用クラッチ 4、 ドライブシャフト 5、 ドライブプーリ 6、 金属 ベルト 1 5およびドリブンプーリ 1 1を介してドリブンシャフト 1 0に伝達され る。 前進走行レンジが選択されているとき、 ドリブンシャフト 1 0の駆動力は前 進用ドライブギヤ 1 6および前進用ドリブンギヤ 2 0を介してアウトプットシャ フト 1 9に伝達され、 車両を前進走行させる。 また後進走行レンジが選択されて いるとき、 ドリブンシャフト 1 0の駆動力は後進用ドライブギヤ 1 7、 後進用ァ ィドルギヤ 2 1および後進用ドリブンギヤ 2 2を介してァゥトプットシヤフ卜 1 9に伝達され、 車両を後進走行させる。
このとき、 金属ベルト式無段変速機 Tのドライブプーリ 6の油室 9およびドリ ブンプーリ 1 1の油室 1 4に作用する油圧を、 電子制御ユニット U, からの指令 で作動する油圧制御ユニット U2 で制御することにより、 その変速比が無段階に 調整される。 即ち、 ドライブプーリ 6の油室 9に作用する油圧に対してドリブン ブーリ 1 1の油室 1 4に作用する油圧を相対的に増加させれば、 ドリブンプ一リ 1 1の溝幅が減少して有効半径が増加し、 これに伴ってドライブプ一リ 6の溝幅 が増加して有効半径が減少するため、 金属ベルト式無段変速機 Tの変速比は L O Wに向かって無段階に変化する。 逆にドリブンプーリ 1 1の油室 1 4に作用する 油圧に対してドライブプーリ 6の油室 9に作用する油圧を相対的に増加させれば、 ドライブプーリ 6の溝幅が減少して有効半径が増加し、 これに伴ってドリブンプ ーリ 1 1の溝幅が増加して有効半径が減少するため、 金属ベルト式無段変速機 T の変速比は O Dに向かって無段階に変化する。
次に、 金属エレメント 3 2の構造を説明する。 尚、 本明細書において、 左右方 b 向とはドライブプーリ 6あるいはドリブンプーリ 1 1の回転面に直交する方向と して定義され、 半径方向内側および半径方向外側とはドライブプーリ 6あるいは ドリブンプーリ 1 1の回転軸を基準にして定義され、 前後方向とは金属エレメン ト 3 2の進行方向を基準として定義される （図 2参照)。
図 2および図 3に示すように、 金属板から打ち抜き成形した金属エレメント 3 2は、 概略台形のエレメント本体部 3 4と、 金属リング集合体 3 1， 3 1力嵌合 する左右一対のリングスロット 3 5 , 3 5を介して前記エレメント本体部 3 4に 接続された概略三角形のエレメント頭部 3 6とを備える。 エレメント本体部 3 4 の左右両側縁には、 ドライブプーリ 6およびドリブンプ一リ 1 1の V面に接触可 能な一対のプーリ接触面 3 7， 3 7が形成される。 また金属エレメント 3 2の前 後面にはリングスロット 3 5 , 3 5を挟んで半径方向内側および外側にそれぞれ 内側接触面 3 8， 3 8および外側接触面 3 9 , 3 9が形成される。 金属エレメン ト 3 2の前面の内側接触面 3 8および外側接触面 3 9は図 2および図 4に斜線で 示されており、 金属エレメント 3 2の後面の内側接触面 3 8および外側接触面 3 9の形状は、 前面のそれと同一である。 而して、 前側に位置する金属エレメント
3 2の後面の内側接触面 3 8および外側接触面 3 9が、 後側に位置する金属エレ メント 3 2の前面の内側接触面 3 8および外側接触面 3 9にそれぞれ接触可能で ある。
更にエレメント本体部 3 4の前面の下部には、 左右方向に延びるロッキングェ ッジ 4 0を介して傾斜面 4 1が形成される。 またエレメント頭部 3 6の前後面に は、 円錐台状の凸部 4 2および凹部 4 3がそれぞれ形成される。 後側の金属エレ メント 3 2の前面に設けた凸部 4 2が前側の金属エレメント 3 2の後面に設けた 凹部 4 3に嵌合することにより、 金属エレメント 3 2が相互に位置決めされる。 相互に嵌合する凸部 4 2および凹部 4 3間には若干の遊びが設けられる。
図 4〜図 7を併せて参照すると明らかなように、 エレメント本体部 3 4の前後 面の左右両端部にはテーパー部 3 4 , …が形成されており、 従って金属エレメン ト 3 2の内側接触面 3 8 , 3 8の左右方向幅 W, は、 前記テーパー部 3 4 , …に より規制される。 また内側接触面 3 8， 3 8の半径方向内端はロッキングエッジ
4 0において終わっており、 半径方向外端はリングスロット 3 5 , 3 5の手前位 置で終わっている。 尚、 エレメント本体部 3 4の後面はロッキングエッジ 4 0お よび傾斜面 4 1を備えていないため、 テーパー部 3 4 , , 3 4 , を除く領域が同 一平面になるが （図 3参照）、 内側接触面 3 8， 3 8および外側接触面 3 9 , 3 9は隣接する金属エレメント 3 2が相互に接触する面として定義されるため、 後 面の内側接触面 3 8は前面の内側接触面 3 8と同じ形状になる。
エレメント頭部 3 6の前後面の左右両端部にはテーパー部 3 6 , …が形成され ており、 従って金属エレメント 3 2の前後面の外側接触面 3 9 , 3 9の左右方向 幅 W2 は、 前記テーパー部 3 6 , …により規制される。 また外側接触面 3 9， 3 9の半径方向内端と内側接触面 3 8 , 3 8の半径方向外端とはリングスロット 3 5 , 3 5の間で相互に接続している。
図 4から明らかなように、 エレメント本体部 3 4の内側接触面 3 8， 3 8の左 右方向幅 W,は、 エレメント頭部 3 6の外側接触面 3 9 , 3 9の左右方向幅 W2よ りも小さく設定されている。 左右方向幅 W2が大きい主要な接触面である外側接 触面 3 9 , 3 9を比較的に単純な平板状のエレメント頭部 3 6に形成したので、 それを複雑な三次元形状のエレメント本体部 3 4に形成する場合に比べて加工が 容易になる。
而して、 図 3に示すように、 ドライブプーリ 6からドリブンプーリ 1 1に向け て延びる住き側の弦部 （駆動力を伝達する弦部） にある隣接する金属エレメント 3 2は、その前後面の内側接触面 3 8， 3 8どうしを相互に接触させるとともに、 その前後面の外側接触面 3 9， 3 9どうしを相互に接触させ、 更に前面の凸部 4 2を後面の凹部 4 3に嵌合させた状態で駆動力を伝達する。
このとき、 図 8に示すように、 ドライブプーリ 6およびドリブンプーリ 1 1間 にミスァライメントひが存在しても、 ドリブンプーリ 1 1からドライブプーリ 6の近傍までの領域に存在する複数の金属エレメント 3 2…は、 ョーイングす ることなく相互に平行かつ前後方向に整列した状態で動力伝達を行うことができ る。 即ち、 隣接する金属エレメント 3 2の外側当接面 3 9 , 3 9の左右方向幅 W 2 は充分に大きく設定されているので、 それら外側当接面 3 9， 3 9どうしの密 着により金属エレメント 3 2のョーイングが確実に防止される。 また、 既にドリ ブンプーリ 1 1に係合した金属エレメント 3 2は左右方向の移動を拘束された状 態にあるため、 ドリブンプーリ 1 1の近傍に達した金属エレメント 3 2は前記左 右方向の移動を拘束された金属エレメント 3 2の真後ろに整列するように、 内側 当接面 3 8， 3 8および外側当接面 3 9 , 3 9において摺動しながら左右方向に 移動する。 この左右方向の推力は、 ドリブンプーリ 1 1に拘束された金属エレメ ント 3 2から後続の金属エレメント 3 2に、 相互に嵌合する凸部 4 2および凹部 4 3を介して順次伝達される。
またドライブプーリ 6およびドリブンプーリ 1 1に巻き付いた金属エレメント 3 2は、 ロッキングエッジ 4 0回りに相対的にピッチングして該プーリ 6 , 1 1 の半径方向に放射状に整列する。 この状態で外側接触面 3 9， 3 9は相互に離間 し、 また内側接触面 3 8， 3 8はその半径方向内側の縁部、 即ちロッキングェッ ジ 4 0において相互に接触する。 このとき、 内側接触面 3 8， 3 8の左お方向幅 W, (つまりロッキングエッジ 4 0の長さ） は小さく設定されているので、 金属 エレメント 3 2は比較的に容易にョーイングすることができる。 従って、 金属ェ レメント 3 2がョ一ィング方向に傾いた状態でドライブプ一リ 6あるいはドリブ ンプ一リ 1 1に嚙み込んだ場合でも、 金属エレメント 3 2はプ一リ接触面 3 7， 3 7が該プーリ 6， 1 1の V面から受ける反力でョ一^ Γングして正しい姿勢に修 正される。 これにより、 ドライブプーリ 6、 ドリブンプーリ 1 1および金属エレ メント 3 2の接触部に異常摩耗が発生するのを回避して耐久性を高めることがで さる。
図 9および図 1 0から明らかなように、 面積の大きい外側接触面 3 9， 3 9に 作用する面圧に比べて、 面積の小さい内側接触面 3 8， 3 8に作用する面圧が大 きくなるため、 面圧による圧縮変形で金属エレメント 3 2の半径方向外側の厚さ よりも半径方向内側の厚さ 1 2が小さくなり、 金属エレメント 3 2の断面は 図 9に誇張して示したようにテーパー形状になる。 従って、 弦部において金属ェ レメント 3 2…が相互に密着して連なるとき、 図 1 0に示すように、 前記テ一 パー形状によって各金属エレメント 3 2…は半径方向外側に弧状に湾曲する。 その結果、 左右の金属リング集合体 3 1， 3 1から金属エレメント 3 2…の左 右のリングスロット 3 5， 3 5の内周面に半径方向内向きの荷重 F , F力作用し、 この荷重 F， Fによって金属エレメント 3 2…のローリングを防止することが できる。
更に、 エレメント本体部 34の内側接触面 38， 38の左右方向幅 W, は、 相 互に当接する金属エレメント 32…間の押し力により発生するロッキングエツ ジ 40部のへルツ応力に影響を与える。 量産品の金属ベルト 15では、 最大馬力 伝達時（最高速度運転状態）のベルト応力を材料の限界応力以下とする要請から、 内側接触面 38, 38の左右方向幅 W, を表 1に示す値よりも大きくすることが 望ましい。
【表 1】
Figure imgf000011_0001
表 1は、 ロッキングエッジ 40の幅を 24mmとした金属エレメント 32— を有する金属ベルト 15を、 該ロッキングエッジ 40の半径 Rを種々に変化させ ながら、 最大馬力伝達状態 （入力トルク 14. 3 kg f — m、 入力回転数 600 0 111、 速度比0. 61、 推力安全率 1. 3、 エレメント間押し力 427. 0 k g f ) で運転したとき、 最大へルツ応力を 120 kg f /mm2 以下に抑える ことが可能なエレメント本体部 34の内側接触面 38, 38の左右方向幅 W, の 最小値を示すものである。 この表 1から明らかなように、 ロッキングエッジ 40 の半径 Rが小さくなるに伴つて最大へルツ応力が増加することから、 エレメント 本体部 34の内側接触面 38， 38の左右方向幅 W, の最小値は増加している。 例えば、 ロッキングエッジ 40の半径 Rを 10. 0mmとしたものでは、 内側接 触面 38， 38の左右方向幅 は 1 1. Omm以上とすることが望ましい。 次に、 図 11および図 12に基づいて本発明の第 2実施例を説明する。
図 5および図 6に示す第 1実施例では、 金属エレメント 32の前後両面にテー パー部 34, …， 36, …を形成しているが、 第 2実施例では金属エレメント 3 2の一方の面 （前面） だけにテ一パー部 34, ···, 36, …を形成している。 両 実施例とも金属エレメント 32の前面側の形状は同一であるため、 それらの内側 当接面 38, 38および外側当接面 39, 39の形状も実質的に同一になる。 こ の第 2実施例によれば、 金属エレメント 32の形状を一層簡素化しながら第 1実 施例と同様の作用効果を得ることが可能となる。
更に第 2実施例によれば、 ロッキングエッジ 40の幅およびロッキングエッジ 40の半径 Rを第 1実施例と同じにしても、 そのへルツ応力を第 1実施例よりも 低くできるので耐久性の点で有利である。
以上、本発明の実施例を詳述したが、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。
内側当接面 38， 38および外側当接面 39， 39の形状のうち重要な要素は 左右方向幅 W, ， W2 であり、 それ以外の要素は適宜変更することができる。 例 えば、 内側当接面 38 , 38および外側当接面 39 , 39の半径方向の高さは任 意に設定可能であり、 凸部 42および凹部 43の位置関係を入れ換えることも可 能である。 また実施例では内側当接面 38， 38および外側当接面 39, 39が 相互に連続して形成されているが、 左右のリングスロット 35， 35に挟まれた 部分で内側当接面 38， 38および外側当接面 39, 39を相互に分離しても良 い。 要するに、 金属エレメント 32が弦部にあるときに相互に接触する外側接触 面 39, 39の左右方向幅 W2 を大きく設定して金属エレメント 32のョ一^ f ン グを規制するとともに、 金属エレメント 32がプーリ巻付部にあるときに相互に 接触する内側接触面 38， 38の左右方向幅 W, を小さく設定して金属エレメン ト 32のョ一^ f ングを許容することが重要である。 但し、 運転中におけるロッキ ングエツジ 40のへルツ応力を考慮すると、 内側接触面 38, 38の左右方向幅 W, を大きく設定する方が有利である （表 1参照）。
以上を総合すると、 エレメント本体部 34の内側接触面 38, 38の左右方向 幅 W, および外側接触面 39， 39の左右方向幅^¥2 の比 W, ZW2 は、 0. 3 <W, ZW2 <0. 7の範囲に設定することが望ましい。
【表 2】 入力トルク 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
(kg -m)
押し力 (kgf) 273.2 298.0 322.9 347.7 372.5 397.4 422.2 447.0 471.9 496.7 521.6 546.4 571.2
Wi(mm) 6.9 7.7 8.3 9.0 9.6 10.2 10.9 Π.5 12.2 12.8 13.4 14.1 14.7
W1/W2 0.345 0.385 0.415 0.450 0.480 0.510 0.545 0.575 0.610 0.640 0.670 0.705 0.735 表 2および図 13は、 エレメン卜本体部 34の外側接触面 39， 39の左右方 向幅 W2 を 20mmとし、 ロッキングエッジ 40の半径 Rを 10mmとした金属 エレメント 32…を有する金属ベルト 15を、 入力トルクを種々に変化させな がら最大馬力伝達状態 （入力回転数 6000 r pm、 速度比 0. 61、 推力安全 率 1. 3) で運転したときに、 最大へルツ応力を 120 kg f /mm2以下に抑 えることが可能な比 W, ZW2 の値を示すものである。
入力トルクの増加に伴ってエレメント間押し力が増加し、 それに伴って必要な エレメント本体部 34の内側接触面 38， 38の左右方向幅 W,が増加するため、 比 /W2 も増加する。 従って、 実用的な入力トルクである 8 k g f — m〜 1 8 k g f —mの範囲で金属エレメントの耐久性を確保するには、 安全率を見込ん で比 W, ZW2 の値を 0. 3<W, W, <0. 7の範囲に設定することが望ま しい。

Claims

請求の範囲
1. 無端状の金属リング （33) を複数枚積層した金属リング集合体 （31) に 多数の金属エレメント （32) を支持してなり、 ドライブプーリ （6) およびド リブンプーリ （11) に巻き掛けられて両プーリ （6， 11) 間で駆動力の伝達 を行う無段変速機用ベルトにおいて、
金属エレメント （32) は金属リング集合体 （31) 力嵌合するリングスロッ ト （35) と、 リングスロット （35) の半径方向内側に位置するエレメント本 体部 （ 34 ) と、 リングスロット （35) の半径方向外側に位置するェレメント 頭部 （36) とを有しており、 隣接する金属エレメント （32) が相互に接触可 能な接触面（38， 39)がエレメント本体部（34)およびエレメント頭部（3 6) にそれぞれ形成され、 エレメント本体部 （34) の接触面 （38) の左右方 向幅 （W, ) はエレメント頭部 （36) の接触面 （39) の左右方向幅 （W2 ) よりも小さいことを特徴とする無段変速機用ベルト。
2. 隣接する金属エレメント （32) は、 その前面および後面の一方および他方 に形成した凸部 （42) および凹部 （43) の嵌合により相互に位置決めされる ことを特徴とする、 請求項 1に記載の無段変速機用ベルト。
補正書の請求の範囲
[1999年 9月 8日 （08. 09. 99 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の 範囲 1は補正された；他の請求の範囲は変更なし。 （ 1頁)]
1. (補正後） 無端状の金属リング （33) を複数枚積層した金属リング集合体 (31) に多数の金属エレメント （32) を支持してなり、 ドライブプーリ （6) およびドリブンプーリ （11) に巻き掛けられて両プーリ （6, 11) 間で駆動 力の伝達を行う無段変速機用ベルトにおいて、
金属エレメント （32) は金属リング集合体 （31) が嵌合するリングスロッ ト （35) と、 リングスロット （35) の半径方向内側に位置するエレメント本 体部 （34) と、 リングスロット （35) の半径方向外側に位置するエレメント 頭部 （36) とを有しており、 隣接する金属エレメント （32) が相互に接触可 能な接触面（38, 39)がエレメント本体部（34)およびエレメント頭部（3
6) に連続して形 され、 エレメント本体部 （34) の接触面 （38) の左右方 向幅 （W, ) はエレメント頭部 （36) の接触面 （39) の左右方向幅 （W2 ) よりも小さいことを特徴とする無段変速機用ベルト。
2. 隣接する金属エレメント （32) は、 その前面および後面の一方および他方 に形成した凸部 （42) および凹部 （43) の嵌合により相互に位置決めされる ことを特徴とする、 請求項 1に記載の無段変速機用ベルト。
補正された用紙 （条約第 19条）
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