JP2008240959A - 無段変速機用ベルトおよびベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】プーリに対するエレメントの姿勢を矯正してエレメントやプーリの摩耗を抑制することのできる無段変速機用ベルトおよびベルト式無段変速機を提供すること。
【解決手段】板状に形成されて互いに対向して環状に配列される多数のエレメント２を、互いに幅方向に並列して配列される複数の無端環状のリング３，４でそれらエレメント２とリング３，４との相対移動が可能なように結束して構成されるとともに、溝２０，２１の幅を変更可能な１対のプーリ１８，１９にエレメント２が挟み付けられるように溝２０，２１に巻き掛けられる無段変速機用ベルト１において、プーリ１８，１９に巻き掛けられた状態でリング３，４がその内周側へエレメント２を押圧する押し付け力ＦR，ＦLを、２つのリング３，４の間で相対的に異ならせている。
【選択図】図１

Description

この発明は、溝幅を変更できる少なくとも一対のプーリに巻き掛けられてこれらのプーリの間で動力を伝達し、かつ溝幅の変化に応じてプーリに対する巻き掛け半径が変化して変速比を連続的に変化させる無段変速機用ベルトおよびそのベルトを使用したベルト式無段変速機に関するものである。

この種のベルトとして、エレメントあるいはブロックなどと称される多数の金属片を環状に配列し、これらのエレメントを、リングあるいはバンドなどと称される金属製の環状の帯状体で結束した構成のベルトが知られている。そのエレメントのベルト幅方向における左右両側面は、プーリの溝を形成しているテーパー状の２面（コーン面）に接触するように、いわゆるＶ字状の傾斜面として構成されている。そして、その傾斜面がプーリのコーン面に接触することにより、両者の間で生じる摩擦力によって動力を伝達するように構成されている。

また、その摩擦力を確保するために、プーリによってエレメントを挟み付けるように構成されており、これは、具体的には、プーリが、固定プーリと、これに対向する可動プーリとによって構成され、可動プーリを固定プーリ側に押圧することにより、これら固定プーリと可動プーリとの間にエレメントを挟み付けるようになっている。そして、このような挟持力（もしくは挟圧力）に対抗してベルトが環状を維持するように、各エレメントがリングによって結束されている。

上記のリングは、各プーリの間では直線状に引っ張られるが、プーリに巻き掛かっている部分は、その巻き掛け半径に応じた曲率で湾曲する。このような形状の変化が、無段変速機の動作中に繰り返し生じるので、従来では、薄板状の環状材を積層して前記リングを構成している。

このような構成のリングでは、これを構成している薄板状の環状材同士の間で摩擦が生じ、これに加えて最内層の環状材とエレメントとの間でも摩擦が生じる。それらの各部位での摩擦力が相違することによるリングの耐久性の低下を防止するために、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（リング）に、多数の金属ブロック（エレメント）を支持してなる無段変速機用ベルトであって、エレメントのサドル面に接触する最内層の金属リングとサドル面との間の摩擦係数と、相互に接触する金属リング同士の摩擦係数とが、ほぼ一致するように構成された無段変速機用ベルトに関する発明が、特許文献１に記載されている。

また、特許文献２には、エレメントのボデー底部に設けられた凹部内に、無段変速機用ベルトとしてその凹部により形成される周長より長い姿勢制御用無端状帯材を圧接して、エレメントに対してリングによる外圧に対向して内圧を付与することによって、エレメント列の姿勢を整えるように構成された無段変速機用ベルトに関する発明が記載されている。

そして、特許文献３には、左右のプーリ当接面における板厚に偏差を有する金属エレメントを使用しても、プーリとの間でエッジコンタクトを発生させないようにする無段変速機用ベルトにおける金属エレメントの組み合わせ方法に関する発明が記載されている。

特開平１１−１１７９９８号公報 実開昭６３−１１９９５３号公報 特開２００１−２８０４２６号公報

従来のベルト式無段変速機は、上記のように、プーリが固定プーリと可動プーリとによって構成されているので、変速比を変えるために、一方のプーリにおける可動プーリを固定プーリ側に移動し、かつ他方のプーリにおける可動プーリを固定プーリから離れる方向に移動させた場合、それぞれのプーリにおける溝幅方向の中心位置が変動する。したがって、各プーリにおける溝幅方向での中心位置が相対的にずれている状態では、一方のプーリに巻き掛かっている部分でのベルトの幅方向の中心と、他方のプーリに巻き掛かっている部分でのベルトの幅方向の中心とが、軸線方向に相対的にずれてしまい、各プーリの間のベルトが直線状に配列されている部分は、各プーリに対して斜めに張られることになる。すなわちいわゆる芯ずれが生じる。

したがって、そのような芯ずれが生じている状態では、プーリに対してエレメントが斜めになって進入する。すなわち、エレメントが、プーリの中心軸線を含む面に対して平行にならずに、傾斜した姿勢でプーリの溝に進入する。そのために、エレメントの左右両端部が、プーリのコーン面に片当たり（もしくは肩当たり）し、その結果、両者の接触面積が小さくなって、接触面圧が増大し、これが原因となって、エレメントやコーン面の摩耗が進行する可能性があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、プーリに対するエレメントの姿勢を矯正してエレメントやプーリの摩耗を抑制することのできる無段変速機用ベルトおよびベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、板状に形成されて互いに対向して環状に配列される多数のエレメントを、互いに幅方向に並列して配列される複数の無端環状のリングでそれらエレメントとリングとの相対移動が可能なように結束して構成されるとともに、溝の幅を変更可能な１対のプーリに前記エレメントが挟み付けられるように前記溝に巻き掛けられる無段変速機用ベルトにおいて、前記プーリに巻き掛けられた状態で前記リングがその内周側へ前記エレメントを押圧する押し付け力を、少なくとも２つの前記リングの間で相対的に異ならせていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、少なくとも２つの前記リングの周長を相対的に異ならせることにより、それら少なくとも２つの前記リングに対する前記押し付け力を相対的に異ならせていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。

さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記１対のプーリにおけるそれぞれの中心位置が相対的にずれた状態で前記エレメントが前記いずれか一方のプーリの溝にその一方のプーリの中心軸線を含む面に対して傾斜して進入する芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列された少なくとも１つの前記リングの周長を、前記芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して進む端部側に配列された少なくとも１つの前記リングの周長よりも短くすることにより、少なくとも２つの前記リングの周長を相対的に異ならせていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。

一方、請求項４の発明は、板状に形成されて互いに対向して環状に配列される多数のエレメントを、互いに幅方向に並列して配列される複数の無端環状のリングでそれらエレメントとリングとの相対移動が可能なように結束して構成されるとともに、溝の幅を変更可能な１対のプーリに前記エレメントが挟み付けられるように前記溝に巻き掛けられる無段変速機用ベルトにおいて、少なくとも２つの前記リングの周長が相対的に異なっていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。

また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記１対のプーリにおけるそれぞれの中心位置が相対的にずれた状態で前記エレメントが前記いずれか一方のプーリの溝にその一方のプーリの中心軸線を含む面に対して傾斜して進入する芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列された少なくとも１つの前記リングの周長を、前記芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して進む端部側に配列された少なくとも１つの前記リングの周長よりも短くすることにより、少なくとも２つの前記リングの周長を相対的に異ならせていることを特徴とする無段変速機用ベルトである。

さらに、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記多数のエレメントが、その板厚が幅方向における左右で相対的に異なっている姿勢矯正用エレメントを含んでいることを特徴とする無段変速機用ベルトである。

そして、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の前記無段変速機用ベルトを備えていることを特徴とするベルト式無段変速機である。

したがって、請求項１の発明によれば、無段変速機用ベルトがプーリに巻き掛かっている部位では、エレメントとプーリとの間で動力を受け渡す箇所すなわち接触部と、リングがエレメントに接触している箇所とのプーリの中心からの半径が異なっているから、エレメントとリングとの間に相対的な滑りが生じる。そして、リングがその内周側へエレメントを押圧する力、すなわちリングの張力によりエレメントをプーリの中心方向へ押圧する押し付け力が、無段変速機用ベルトの幅方向に並列して配列される複数のリングのうち、少なくとも２つのリングの間で異なっているため、無段変速機用ベルトの幅方向において、例えば、押し付け力が小さいリングが配列されている側に対して、押し付け力が大きいリングが配列されている側で、エレメントとリングとの間の摩擦力が大きくなる。その結果、押し付け力が大きいリングが配列されている側をベルトの走行方向の前方側に押す力が生じ、これがエレメントの向きを変化させるモーメントとなる。そのため、プーリの溝に進入するエレメントの向きが、そのトルクによって是正されて、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を防止もしくは抑制することができる。

また、請求項２の発明によれば、多数のエレメントを環状に結束する複数のリングのうち、少なくとも２つのリングの周長をそれぞれ異ならせることにより、言い換えると、少なくとも２つのリングの周長に対して差を設けることにより、それらの間の前記押し付け力に差が設けられる。すなわち、少なくとも２つのリングの周長に差を設けることによって、それらのリングがプーリに巻き掛けられた状態における張力に差が生じ、その結果、少なくとも２つのリングによるエレメントに対する押し付け力に差が設けられる。そのため、少なくとも２つのリングの間で、それらのリングによるエレメントに対する押し付け力を容易に異ならせることができる。

さらに、請求項３の発明によれば、いわゆる芯ずれが生じた際に、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列されるリングの周長が、他方のエレメントの進行方向に対して進む端部側に配列されるリングの周長よりも短く形成されることにより、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側のエレメントとリングとの間の摩擦力が増大する。その結果、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側をベルトの走行方向の前方側に押す力が生じ、これがエレメントの向きを変化させるモーメントとなる。そのため、ベルトを構成しているエレメントのプーリに対する姿勢もしくは傾きを積極的に矯正して、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を、より確実に防止もしくは抑制することができる。

一方、請求項４の発明によれば、無段変速機用ベルトがプーリに巻き掛かっている部位では、エレメントとプーリとの間で動力を受け渡す箇所すなわち接触部と、リングがエレメントに接触している箇所とのプーリの中心からの半径が異なっているから、エレメントとリングとの間に相対的な滑りが生じる。そして、多数のエレメントを環状に結束する複数のリングのうち、少なくとも２つのリングの周長をそれぞれ異ならせることにより、言い換えると、少なくとも２つのリングの周長に対して差を設けることにより、それらのリングがプーリに巻き掛けられた状態における張力に差が生じ、少なくとも２つのリングによるエレメントに対する押し付け力に差が設けられる。その結果、例えば、無段変速機用ベルトの幅方向において、周長が長いリングが配列されている側に対して、周長が短いリングが配列されている側で、エレメントとリングとの間の摩擦力が大きくなる。その結果、周長が短いリングが配列されている側をベルトの走行方向の前方側に押す力が生じ、これがエレメントの向きを変化させるモーメントとなる。そのため、プーリの溝に進入するエレメントの向きが、そのトルクによって是正されて、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を防止もしくは抑制することができる。

また、請求項５の発明によれば、いわゆる芯ずれが生じた際に、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列されるリングの周長が、他方のエレメントの進行方向に対して進む端部側に配列されるリングの周長よりも短く形成されることにより、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側のエレメントとリングとの間の摩擦力が増大する。その結果、エレメントの進行方向に対して遅れる端部側をベルトの走行方向の前方側に押す力が生じ、これがエレメントの向きを変化させるモーメントとなる。そのため、ベルトを構成しているエレメントのプーリに対する姿勢もしくは傾きを積極的に矯正して、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を、より確実に防止もしくは抑制することができる。

さらに、請求項６の発明によれば、例えば、いわゆる芯ずれが生じている状態であっても、ベルトの走行方向における姿勢矯正用エレメント以降のエレメントのプーリに対する姿勢もしくは傾きを矯正して、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を防止もしくは抑制することができる。

そして、請求項７の発明によれば、例えば、いわゆる芯ずれが生じている状態であっても、ベルトを構成しているエレメントのプーリに対する姿勢もしくは傾きを積極的に矯正して、エレメントのプーリに対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメントもしくはプーリの摩耗を防止もしくは抑制し、ひいては耐久性に優れたベルト式無段変速機を得ることができる。

つぎに、この発明を図面を参照して具体的に説明する。図２に、この発明に係る無段変速機用ベルト１の一部を示してあり、このベルト１は、多数のエレメント２を、それぞれの向きを揃えて環状に配列し、これを２本のリング３，４で結束して構成されている。そのエレメント２は、具体的には、図１に示すように、金属製の板片状の部材であって、その幅方向（図１での左右方向）における左右の両側面５，６がエレメント２を正面から見た状態でいわゆるＶ字状に傾斜した面として形成された基体（本体）部分である板部７を有し、それら傾斜した左右側面５，６が動力の伝達に関与する摩擦面となっている。

板部７の幅方向における中央部には、図１での上方に延びた、言い換えると、板部７からベルト１の厚さ方向に延出した首部８が形成されている。その首部８の上端部には、板部７の幅方向での両側に傘状に延びた頭部９が首部８と一体に形成されている。したがって板部７の図１での上側のエッジ部分と頭部９の図１での下側のエッジ部分との間に、図１での左右方向に開いたスリット部（溝部）１０，１１が形成されている。このスリット部１０，１１は、互いに密着して環状に配列されたエレメント２を環状に結束するためのリング３，４を挿入して巻き掛けるための部分であり、したがって板部７の図１での上側のエッジ部分が、リング３，４の内周面（最内層面）１２，１３を接触させて載せるサドル面１４，１５となっている。

エレメント２は、互いにほぼ密着した状態で環状に配列され、かつリング３，４によって結束されるので、ベルト１の全体として湾曲する部分で、密着状態を維持して滑らかに湾曲するようにするために、各エレメント２の図１での下側の部分（環状に配列した状態での中心寄りの部分）が薄肉化されている。すなわち、板部７の一方の面（例えば図１における正面）における前記サドル面１４，１５より所定寸法下がった（オフセットされた）部分から下側（図１での下側）の部分が削り落とされた状態で次第に薄肉化されている。したがって、各エレメント２が扇形に拡がって接触する状態、言い換えると、各エレメント２が円弧状に湾曲して配列されてベルト１として湾曲する場合に、その板厚の変化する境界部分で接触する。この境界部分のエッジが、ロッキングエッジ１６となっている。

また、各エレメント２の頭部９には、隣接するエレメント２同士の相対的な位置を決めるための凸部（ディンプル）１７とその反対側の凹部（ホール）（図示せず）とが形成されている。すなわち、前述した首部８の延長位置（あるいは頭部９の中央部）に凸部１７が形成され、この凸部１７とは反対側の面に凹部（ホール）が形成されている。

リング３，４は、金属製の薄い帯状材を複数枚積層して構成されている。そして、一方のリング３が、向きを揃えて環状に配列された多数のエレメント２における一方のスリット部１０に挿入され、また他方のリング４が他方のスリット部１１に挿入され、それぞれのリング３，４の内周面１２，１３がサドル面１４，１５に接触している。

そして、図３に、上記のベルト１が使用されるベルト式無段変速機ＣＶＴの構成例を示してある。図３に示すように、ベルト式無段変速機ＣＶＴは、中心軸線Ｌ1，Ｌ2を互いに平行にして配置された駆動プーリ１８と従動プーリ１９とを備えている。これらのプーリ１８，１９は、軸線方向に対して固定された固定プーリ１８ａ，１９ａと、その固定プーリ１８ａ，１９ａに対して接近・離隔するように軸線方向に対して移動可能に設けられた可動プーリ１８ｂ，１９ｂとから構成されており、それぞれの可動プーリ１８ｂ，１９ｂをその背面側に設けられた油圧アクチュエータ１８ｃ，１９ｃによって軸線方向に移動させるようになっている。なお、一方のプーリ１８，１９における固定プーリ１８ａ，１９ａの半径方向で外側に、他方のプーリ１９，１８における可動プーリ１９ｂ，１８ｂが配置されている。これは、各プーリ１８，１９の軸線方向での中心位置が、変速比に応じてずれるいわゆる芯ずれを可及的に少なくするためである。

それぞれ対をなす固定プーリ１８ａ，１９ａと可動プーリ１８ｂ，１９ｂの互いに対向する側の面は、テーパー状のコーン面１８ｄ，１９ｄとなっており、これらのコーン面１８ｄ，１９ｄによって断面形状がＶ字状をなす溝２０，２１が形成されている。したがってその溝２０，２１の幅（各プーリ１８，１９の軸線方向に測った間隔）が、可動プーリ１８ｂ，１９ｂを軸線方向に移動させることにより変化するようになっている。

前述した各エレメント２における左右の側面５，６は、上記の溝２０，２１の開き角度（傾斜角度）に一致するように傾斜しており、したがってベルト１を各プーリ１８，１９に巻き掛けることにより、各エレメント２が溝２０，２１に嵌り込んでコーン面１８ｄ，１９ｄに面接触するように構成されている。また、その状態で、可動プーリ１８ｂ，１９ｂを軸線方向に押圧することにより、ベルト１の挟圧力を生じさせて、伝達トルク容量を設定するようになっている。

ベルト式無段変速機ＣＶＴでの変速比は、駆動プーリ１８と従動プーリ１９との回転数の比であるから、駆動プーリ１８の溝幅を大きくしてベルト１の巻き掛け半径を小さくするとともに、従動プーリ１９の溝幅を小さくしてベルト１の巻き掛け半径を大きくすれば、変速比が大きくなる。これとは反対に、駆動プーリ１８の溝幅を小さくしてベルト１の巻き掛け半径を大きくするとともに、従動プーリ１９の溝幅を大きくしてベルト１の巻き掛け半径を小さくすれば、変速比が小さくなる。このようにして変速比を大小に変化させる場合、各プーリ１８，１９における可動プーリ１８ｂ，１９ｂを互いに反対方向に移動させるから、芯ずれＧが生じる。その状態を図３に示してあり、この状態でベルト１が図３の矢印Ａの方向に走行しているとすると、緩み側にある各エレメント２は、従動プーリ１９における溝２１に傾いた状態で進入する。ここで、傾いているとは、エレメント２が、プーリ１８，１９の中心軸線Ｌ1，Ｌ2を含む面に対して平行にならずに交差する方向を向いている状態である。

このように傾いた状態で溝２１に進入したエレメント２の左右両側面５，６は、その全面でコーン面１９ｄに接触せずに、図４の（ａ）に示すように、片当たり（もしくは肩当たり）する。前述したように、左右両側面５，６とコーン面１９ｄとが片当たりすると、それらの間の接触面圧が大きくなり、左右両側面５，６、あるいはコーン面１９ｄの摩耗が進行するおそれがある。そこで、この発明によるベルト１は、プーリ１８，１９の芯ずれが生じた場合に、エレメント２の姿勢をエレメント２とプーリ１９との片当たりを解消する方向に矯正させるために、ベルト１がプーリ１８，１９に巻き掛けられた状態でリング３，４がその内周側へエレメント２を押圧する押し付け力が、エレメント２の左右で異なるように構成されている。言い換えると、ベルト１がプーリ１８，１９に巻き掛けられた状態で、リング３がその内周側へエレメント２を押圧する押し付け力ＦRと、リング４がその内周側へエレメント２を押圧する押し付け力ＦLとが異なるように構成されている。

具体的には、リング３，４の内周面１２，１３の周方向の長さである周長Ｌ3，Ｌ4が、それぞれ相対的に異なるようにリング３，４がそれぞれ形成されている。言い換えると、リング３の周長Ｌ3とリング４の周長Ｌ4とに差が設けられるようにリング３，４がそれぞれ形成されている。

図５，図６に示すように、駆動プーリ１８におけるベルト１の巻き掛かり径をＤinとすると、リング１のリング張力Ｔと、駆動プーリ１８に入力される入力トルクＴinとの間には、
Ｔ＝Ｔin／Ｄin ・・・・・（１）
の関係が成立し、入力トルクＴinを一定（＝const）とすると、
Ｔ＝const／Ｄin ・・・・・（２）
となり、リング張力Ｔは、入力トルクＴinが一定の場合、ベルト巻き掛かり径Ｄinの大きさに応じて変化する。

一般に、プーリ１８，１９に巻き掛かっている部分のベルト１は、図６に示すように、ベルト巻き掛かり半径、すなわちプーリ１８，１９の中心からリング３，４の内周面１２，１３までの距離ｒ1と、プーリ１８，１９の中心からエレメント２のロッキングエッジ１６までの距離ｒ2との大きさが相違していて、その結果、エレメント２とリング３，４との間の摩擦力とエレメント２とプーリ１８，１９との間の摩擦力とが相違することから、エレメント２とリング３，４との間で相対滑りが生じる。

また、図６に示すように、上記のベルト巻き掛かり径Ｄinは、ベルト巻き掛かり半径ｒ1により、
Ｄin＝２・ｒ1 ・・・・・（３）
として表され、また、エレメント２のロッキングエッジ１６とリング３，４の内周面１２，１３との間の距離δ、言い換えると、エレメント２のロッキングエッジ１６とサドル面１４，１５その間の距離δ、すなわち、いわゆるオフセット量δは、ベルト巻き掛かり半径ｒ1、およびプーリ１８，１９の中心からエレメント２のロッキングエッジ１６までの距離ｒ2により、
δ＝ｒ1−ｒ2 ・・・・・（４）
として表され、その結果、これら（１）ないし（４）式により、リング１のリング張力Ｔは、
Ｔ＝const／｛２（δ＋ｒ2）｝ ・・・・・（５）
として表すことができる。

ここで、エレメント２とリング３，４との間で生じる摩擦力Ｐは、リング張力Ｔに応じて変化する。したがって、リング張力Ｔ、すなわち摩擦力Ｐは、入力トルクＴinが一定の場合、オフセット量δ、言い換えると、エレメント２のロッキングエッジ１６とリング３，４の内周面１２，１３との間の距離δの大きさに応じて変化することになる。

そのため、ロッキングエッジ１６とリング３，４の内周面１２，１３との間の距離δをエレメント２の幅方向の左右で異なるように、すなわち、ロッキングエッジ１６とリング３，４の内周面１２，１３との間の距離δが、ベルト１の幅方向での一方で相対的に短く、かつベルト１の幅方向での他方で相対的に長くなるように、言い換えると、ロッキングエッジ１６とリング３の内周面１２との間の距離と、ロッキングエッジ１６とリング４の内周面１３との間の距離とを異なるように構成することにより、エレメント２すなわちベルト１の幅方向における左右で、エレメント２とリング３，４との間で作用する摩擦力Ｐを異ならせることができる。

そして、エレメント２とリング３，４との間には、例えば、図７，図８に示すような各種の力、すなわち、リング３，４の張力Ｔ，Ｔ＋dＴ、その張力Ｔ，Ｔ＋dＴによりリング３，４からエレメント２の高さ方向（図７での上下方向、プーリ１８，１９の径方向）に作用する力Ｔdθ（すなわち押し付け力ＦR，ＦL）、エレメント２とリング３，４との間の摩擦係数をμ1とした場合に力Ｔdθ（押し付け力ＦR，ＦL）によりエレメント２とリング３，４との間に作用する摩擦力μ1・Ｔdθ（＝Ｐ）、ベルト１の走行時に隣接するエレメント２から受ける圧縮力Ｃ，Ｃ＋dＣ、エレメント２の左右側面５，６に作用するプーリ１８，１９から受ける圧縮力（挟圧力、狭持力）Ｎ、エレメント２とプーリ１８，１９との間の摩擦係数をμ2とした場合に挟圧力Ｎによりエレメント２とプーリ１８，１９との間に作用する摩擦力μ2・Ｎ、などの力の伝達が存在する。

したがって、上記のように、リング３の周長Ｌ3とリング４の周長Ｌ4とを異ならせることにより、力Ｔdθを変化させて、すなわち押し付け力ＦR，ＦLを異ならせることができ、その結果、エレメント２の幅方向での左右で摩擦力μ1・Ｔdθを異ならせて、前述の図４の（ａ）に示すような、エレメント２をスピンさせる力、すなわち、プーリ１８，１９の芯ずれの状態で、ベルト１がプーリ１９における溝２１に傾いた状態で進入する場合に、エレメント２とプーリ１９との片当たりを解消する方向に矯正する力を作用させることができる。

前述したように、図４の（ａ）に示すようにプーリ１９の溝２１に進入したエレメント２においては、リング３，４とエレメント２との間に滑りが生じるが、この発明に係るベルト１では、そのリング３，４とエレメント２との間の滑りが生じた場合の摩擦力を利用して、エレメント２に対してその姿勢（もしくは向き）を矯正するトルクを生じさせることができるように、言い換えると、エレメント２もしくはベルト１の走行方向に対して後退する（もしくは遅れる）側の端部において摩擦力が大きく、これとは反対側、すなわちエレメント２もしくはベルト１の走行方向に対して前進する（もしくは進む）側の端部において摩擦力が相対的に小さくなるように構成されている。

すなわち、上記のように、ベルト１の進行方向に対して後退もしくは遅れる一方の端部側（遅れ側）（図４の（ａ）での上側）に位置するリング３の周長Ｌ3が、他方の端部側（進み側）（図４の（ａ）での下側）に位置するリング４の周長Ｌ4よりも短くなるように構成されている。

そのため、エレメント２の遅れ側に作用するリング３のリング張力ＴRが、エレメント２の進み側に作用するリング４のリング張力ＴLよりも大きくなり、すなわち、エレメント２の遅れ側に作用するリング３の押し付け力ＦRが、エレメント２の進み側に作用するリング４の押し付け力ＦLよりも大きくなり、その結果、遅れ側に作用するエレメント２とリング３との間の摩擦力ＰRが、進み側に作用するエレメント２とリング４との間の摩擦力ＰLよりも大きくなることによって、遅れ側にこの部分を進める方向に大きい摩擦力が生じることになる。その結果、エレメント２の全体としては、その傾きを矯正する方向にトルクが作用して、図４の（ｂ）に示すように、エレメント２の姿勢が、従動プーリ１９の中心軸線Ｌ2と平行になり、エレメント２の従動プーリ１９に対するいわゆる片当たりが是正もしくは矯正される。

なお、エレメント２の姿勢の矯正が生じるのは、上述したトルクが生じることと併せて、プーリ１８，１９における溝２０，２１の幅が、軸の変形や各プーリ１８ａ，１９ａ，１８ｂ，１９ｂの撓みなどによって入口側で広く、出口側で狭くなることが要因になっている。

このように、この発明に係るベルト１では、リング３，４によって結束されているエレメント２に対して、プーリ１８，１９との相対的な姿勢を矯正するトルクが生じるように、リング３の周長Ｌ3とリング４の周長Ｌ4とを相対的に異ならせ、エレメント２がリング３から受ける押し付け力ＦRとエレメント２がリング４から受ける押し付け力ＦLとを相対的に異ならせているので、プーリ１８，１９のコーン面１８ｄ，１９ｄとエレメント２との接触面積が狭くなることが防止もしくは抑制される。そのため、過度な摩耗が生じないので、ベルト１やベルト式無段変速機ＣＶＴの耐久性を向上させることができる。

なお、エレメント２の姿勢を矯正する必要があるのは、前述したベルト１の芯ずれＧが生じた場合であるが、ベルト式無段変速機ＣＶＴの変速比が“１”もしくはこれに近い値にある場合に、ベルト１の芯ずれＧがほぼゼロとなるように構成するのが一般的であり、したがって変速比が“１”もしくはこれに近い値より大きい場合と小さい場合とでは、芯ずれＧの方向が反対となり、それに伴ってエレメント２の姿勢のズレも反対になる。このような構成であれば、エレメント２の姿勢を矯正する方向が反対になるが、変速比が大きい状態でのエレメント２の姿勢を矯正する要請が強いので、左右いずれの側の押し付け力ＦR，ＦLを大きくするか、言い換えると、リング３，４のいずれの側の周長Ｌ3，Ｌ4を短くするかは、変速比が大きい状態でのベルト１の芯ずれＧの向きを考慮して決めればよい。また、押し付け力ＦR，ＦLの大きさ、言い換えると、周長Ｌ3，Ｌ4の長さは、ベルト１の芯ずれＧの量に応じて、例えば、芯ずれＧの量が多いほど押し付け力ＦRと押し付け力ＦLとの差が大きくなるように、言い換えると、周長Ｌ3と周長Ｌ4との差が大きくなるように、適宜に設定すればよい。

また、図９に、この発明に係る無段変速機用ベルト１の他の実施形態を示してある。すなわち、図９には、この発明の姿勢矯正用エレメントに相当するエレメント２２の板厚方向における断面が示してある。このエレメント２２は、その板厚が幅方向（図９での左右方向）における左右で相対的に異なっている。すなわち図９に示すように、エレメント２２は、幅方向における左側の板厚ｔLに対して、右側の板厚ｔRが薄くなるように形成されている。

それら板厚ｔLと板厚ｔRとの板厚差は、図１０に示すように、ベルト１の走行方向（図１０の矢印Ｄ）に対するエレメント姿勢の傾きすなわちいわゆるヨーイング角度αに基づいて設定される。例えば、図９において、板厚ｔLと板厚ｔRとの板厚差によって生じる角度α’が、ヨーイング角度αと等しい角度、もしくはヨーイング角度αに相当する角度となるように、板厚ｔLと板厚ｔRとの板厚差が設定される。

そして、このエレメント２２、すなわち姿勢矯正用エレメント２２が、多数のエレメント２の配列の中に配置されている。このように、エレメント２の配列の中に姿勢矯正用エレメント２２が配置されることにより、図１０に示すように、エレメント２がベルト１の進行方向Ｄに対してヨーイングした状態で従動プーリ１９の溝２１内に進入した場合であっても、姿勢矯正用エレメント２２の位置で、ヨーイングが解消されて、その姿勢矯正用エレメント２２以降のエレメント２において、エレメント２の姿勢が、従動プーリ１９の中心軸線Ｌ2と平行になり、エレメント２の従動プーリ１９に対するいわゆる片当たりが是正もしくは矯正される。

この姿勢矯正用エレメント２２は、多数のエレメント２の配列の中の任意の位置に配置することが可能であるが、エレメント２の配列中の姿勢矯正用エレメント２２の配置間隔は、ベルト式無段変速機ＣＶＴの変速比が最大の状態、すなわち駆動プーリ１９の巻き掛かり径が最小になる状態で、駆動プーリ１９の溝２１内に進入しているエレメント２の枚数よりも少ない枚数毎に、姿勢矯正用エレメント２２を配置することが好ましい。

すなわち、上記のように、駆動プーリ１９の溝２１内に姿勢矯正用エレメント２２が進入している場合は、その姿勢矯正用エレメント２２以降のエレメント２のヨーイングが矯正されるが、姿勢矯正用エレメント２２が駆動プーリ１９の溝２１から排出されると、再びエレメント２のヨーイングが徐々に大きくなってくる。したがって、エレメント２の配列中の姿勢矯正用エレメント２２を、駆動プーリ１９の巻き掛かり径が最小になる状態で溝２１内に進入しているエレメント２の枚数よりも少ない枚数毎に配置することによって、姿勢矯正用エレメント２２によるエレメント２の姿勢矯正を適切に行うことができる。

このように、板厚が幅方向における左右で相対的に異なっている姿勢矯正用エレメント２２を用いることにより、例えば、いわゆる芯ずれが生じている状態であっても、ベルト１の走行方向における姿勢矯正用エレメント２２以降のエレメント２の駆動プーリ１９に対する姿勢もしくは傾きを矯正して、エレメント２の駆動プーリ１９に対するいわゆる片当たりやそれに伴うエレメント２もしくは駆動プーリ１９の摩耗を防止もしくは抑制することができる。

なお、この発明は、上述した具体例に限定されないのであって、エレメントの形状は、具体例で示した形状以外のものであってもよい。また、具体例で示したリングを左右に合計で２本使用するタイプのベルト以外に、３本以上の複数のリングでエレメントを環状に結束するタイプのベルトにも適用することもできる。

この発明に係る無段変速機用ベルトの構成例を示す模式図であって、その無段変速機用ベルトを構成するエレメントの構成例を示す正面図である。 この発明に係る無段変速機用ベルトの一部を示す斜視図である。 この発明の無段変速機用ベルトを使用したベルト式無段変速機の模式図である。 プーリの溝に進入したエレメントの姿勢が矯正される前後の状態を示す模式図である。 プーリのベルト巻き掛かり径を説明するための模式図である。 プーリに無段変速機用ベルトが巻き掛かった状態を説明するための模式図である。 リングおよびエレメントに作用する各種の力を説明するための模式図である。 特にエレメントに作用する各種の力を説明するための模式図である。 この発明に係る無段変速機用ベルトを構成するエレメントの他の構成例を示す断面図である。 図９に示す構成により、プーリの溝に進入したエレメントの姿勢が矯正される前後の状態を示す模式図である。

符号の説明

１…ベルト、 ２…エレメント、 ３，４…リング、 ５，６…左右側面、 ７…板部（基体部、本体部）、 ８…首部、 １２，１３…内周面、 １４，１５…サドル面、 １６…ロッキングエッジ、 １８…駆動プーリ、 １９…従動プーリ、 ２０，２１…溝、 ２２…姿勢矯正用エレメント、 ＣＶＴ…ベルト式無段変速機。

Claims (7)

1. 板状に形成されて互いに対向して環状に配列される多数のエレメントを、互いに幅方向に並列して配列される複数の無端環状のリングでそれらエレメントとリングとの相対移動が可能なように結束して構成されるとともに、溝の幅を変更可能な１対のプーリに前記エレメントが挟み付けられるように前記溝に巻き掛けられる無段変速機用ベルトにおいて、 前記プーリに巻き掛けられた状態で前記リングがその内周側へ前記エレメントを押圧する押し付け力を、少なくとも２つの前記リングの間で相対的に異ならせていることを特徴とする無段変速機用ベルト。
2. 少なくとも２つの前記リングの周長を相対的に異ならせることにより、それら少なくとも２つの前記リングに対する前記押し付け力を相対的に異ならせてい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。
3. 前記１対のプーリにおけるそれぞれの中心位置が相対的にずれた状態で前記エレメントが前記いずれか一方のプーリの溝にその一方のプーリの中心軸線を含む面に対して傾斜して進入する芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列された少なくとも１つの前記リングの周長を、前記芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して進む端部側に配列された少なくとも１つの前記リングの周長よりも短くすることにより、少なくとも２つの前記リングの周長を相対的に異ならせていることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機用ベルト。
4. 板状に形成されて互いに対向して環状に配列される多数のエレメントを、互いに幅方向に並列して配列される複数の無端環状のリングでそれらエレメントとリングとの相対移動が可能なように結束して構成されるとともに、溝の幅を変更可能な１対のプーリに前記エレメントが挟み付けられるように前記溝に巻き掛けられる無段変速機用ベルトにおいて、 少なくとも２つの前記リングの周長が相対的に異なっていることを特徴とする無段変速機用ベルト。
5. 前記１対のプーリにおけるそれぞれの中心位置が相対的にずれた状態で前記エレメントが前記いずれか一方のプーリの溝にその一方のプーリの中心軸線を含む面に対して傾斜して進入する芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して遅れる端部側に配列された少なくとも１つの前記リングの周長を、前記芯ずれが生じた際に前記エレメントの進行方向に対して進む端部側に配列された少なくとも１つの前記リングの周長よりも短くすることにより、少なくとも２つの前記リングの周長を相対的に異ならせていることを特徴とする請求項４に記載の無段変速機用ベルト。
6. 前記多数のエレメントは、その板厚が幅方向における左右で相対的に異なっている姿勢矯正用エレメントを含んでいることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の無段変速機用ベルト。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の前記無段変速機用ベルトを備えていることを特徴とするベルト式無段変速機。

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