JP2004190830A - Chain for power transmission and power transmission device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chain for power transmission having a wear resistance of such a degree that, even if the chain is used under high surface pressure an high torque conditions and boundary lubrication conditions, an abnormal wear does not occur. <P>SOLUTION: This chain for power transmission (chain for continuously variable transmission) 1 comprises a plurality of links 2 and a plurality of pins 3 connecting these links to each other. The chain 1 is used by stretching across first and second pulleys, and the end face of the pin 3 comes into slidable contact with the sheave surfaces of the first and second pulleys. Therefore, a hard film 6 is formed on the end face side uppermost surface of the pin 3 of the chain 1. In particular, a film containing diamond-like carbon is desirable as the hard film 6. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などに採用される無段変速機用チェーン等の動力伝達用チェーンおよび無段変速機等の動力伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)としては、例えば、エンジン側に設けられたドライブプーリと、駆動輪側に設けられたドリブンプーリと、両者間に架け渡された無端状のチェーンとを備えたものがある。この無段変速機では、ドライブプーリやドリブンプーリの円錐面状のシーブ面とチェーンのピン端面とが境界潤滑で接触することにより大きな動力伝達が行われ、またドライブプーリとドリブンプーリのそれぞれの溝幅(シーブ面間距離)を連続的に変えることで無段の変速が可能となっている。
【0003】
このような無段変速機においては、現在、VDT(Van Doornes Transmissie)のプッシュタイプ(押し式)のベルトが主流であるが、トルク容量が低い(200N・m以下)等の理由から、中型・大型車への適用は難しいという課題がある。
一方、プルタイプ(引っ張り式)についても研究開発が進められており、約280N・mのトルク容量を有するチェーンが実用化されているが、同様に、中型・大型車への適用は難しいという課題がある。
【0004】
プッシュタイプ、プルタイプのいずれであっても、無段の変速を可能とし、かつ効率良く動力伝達を行う必要があることから、境界潤滑状態(接触面内の一部が微小突起の直接接触で、残部が潤滑油膜を介して接触する潤滑状態)で、ドライブプーリやドリブンプーリのシーブ面と接触させて組み込まれる。詳細には、変速時にはシーブ面の内外方向に滑り接触をするとともにシーブ面の周方向に若干の滑り接触をすることで動力を伝達し、また一定の伝達比に固定して動力伝達が行われる時にはシーブ面の周方向に若干の滑り接触をすることで動力を伝達する状態で組み込まれる。
ところが、このような境界潤滑状態の接触では金属チェーンのピン端面とシーブ面とが直接金属接触する部分があるので、特に高面圧高トルク条件(高面圧400MPa以上、高トルク300N・m以上)下での使用において、異常摩耗が生じてしまうという問題がある。この問題を解決するために、摩擦係数を小さくあるいは接触面圧を小さくすることが考えられるが、これらが小さいとスリップ(特にマクロスリップ)が生じて、効率良く動力伝達が行われないという問題が生じる。
【0005】
このようななか、例えば、特に無段階に調節可能な円錐円板形巻き掛け伝動装置のためのリンクプレートチェーンであって、該リンクプレートチェーンの、プレートによって形成された個別のチェーンリンクを結合するジョイント部材が、プレートの切欠内に挿入された、互いに支え合う転動面を備えたクレードル部材の対として構成されている形式のものにおいて、円錐円板と作用接触するクレードル部材の少なくとも端面が、窒素を含有する縁部層例えば浸炭窒化層を備えているリンクプレートチェーンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−147542号公報(請求項1、図1、図3)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したリンクプレートチェーンは、プーリとの接触面を浸炭窒化層にしているので、ある程度耐摩耗性が向上したものとなっているが、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下での使用に充分に耐えられるものではない。上述したように、上記したような無段変速機では、プッシュタイプ、プルタイプのいずれであっても、中型・大型車への適用が重要課題となっており、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下で使用しても長期にわたって安定して所定の伝達比で動力伝達が行える技術の開発が嘱望されていた。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下の使用に耐えうる耐摩耗性を備えた動力伝達用チェーンおよび動力伝達装置の提供をその目的とする。さらに、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下において効率良く動力伝達を行える高摩擦係数をも兼ね備えた動力伝達用チェーンおよび動力伝達装置の提供をその目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の動力伝達用チェーンは、複数のリンクと、これらを相互に連結する複数のピンとを備え、円錐面状のシーブ面を有する第1のプーリと、円錐面状のシーブ面を有する第2のプーリとの間に架け渡されて用いられ、前記ピンの端面と前記第1および第2のプーリのシーブ面との間で滑り接触をする動力伝達用チェーンであって、前記ピンは、その端面側の最表面に硬質皮膜を有することを特徴としている(請求項1)。
上記の構成によれば、動力伝達装置に組み込んだ場合にシーブ面と接触するピン端面に硬質皮膜を有するので、高面圧高トルク条件(高面圧400MPa以上、高トルク300N・m以上)および境界潤滑条件下で使用される動力伝達装置に適用したとしても、長期にわたって異常摩耗を生じることがないものを提供できる。
ここで、本発明において、「硬質皮膜」とは、ビッカース硬度1000(Hv)以上、好ましくは1000〜2000(Hv)の硬さを有する皮膜をいう。
【0010】
上記の動力伝達用チェーンにおいて、前記硬質皮膜がダイヤモンドライクカーボンを含む膜であることが好ましい(請求項2)。このようになっておれば、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下で使用しても異常摩耗が生じない程度の耐摩耗性と高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下において効率良く動力伝達が行える程度の高摩擦係数とを兼ね備えたものとなるので、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下で使用される動力伝達用のチェーンとしてより一層適したものを提供できる。
ここで、本発明において、「ダイヤモンドライクカーボンを含む膜」とは、ダイヤモンドライクカーボンを含んで構成される膜である。そして、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下での耐摩耗性と高摩擦係数とを兼ね備えたチェーンを提供することを考慮して、ダイヤモンドライクカーボンを主成分(50重量%以上)として含む膜であることが好ましい。
【0011】
本発明の動力伝達装置は、円錐面状のシーブ面を有する第1のプーリと、円錐面状のシーブ面を有する第2のプーリと、両者の間に架け渡され、前記第1および第2のプーリのシーブ面と滑り接触をする端面を有する複数のピンと、これらピンによって相互に連結された複数のリンクとを有するチェーンとを備えた動力伝達装置であって、前記ピンの端面側の最表面および、第1および第2のプーリのシーブ面側の最表面のうちの少なくとも一方の面に、硬質皮膜を有することを特徴としている(請求項3)。
上記の構成によれば、ピン端面側の最表面、およびシーブ面側の最表面のうちの少なくとも一方の面に硬質皮膜を有しているので、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件であっても、長期にわたって異常摩耗を生じることがなく、そのため長期にわたって安定して所定の伝達比で動力伝達を行うことができる。
【0012】
上記の動力伝達装置において、前記硬質皮膜がダイヤモンドライクカーボンを含む膜であることが好ましい(請求項4)。このようになっておれば、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下で使用しても異常摩耗が生じない程度の耐摩耗性と高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下において効率良く動力伝達が行える程度の高摩擦係数とを兼ね備えたものとなるので、より一層、長期にわたって安定して所定の伝達比で動力伝達を行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の動力伝達用チェーンとしての無段変速機用チェーン(以下、単に「チェーン」ともいう)および動力伝達装置としての無段変速機の実施の形態について説明する。まず、本発明の動力伝達用チェーンとしてのチェーンについて、図面を参照しながら説明する。
【0014】
図1は、本発明の動力伝達用チェーンとしてのチェーンの一実施形態の要部構成を模式的に示す斜視図であり、図2はそのX−X矢視断面図である。本形態に係るチェーン1は、無端状であって、複数の金属(軸受鋼等)製リンク2と、これらリンク2を交互に連結するための複数の金属(軸受鋼等)製ピン3とから構成される。
リンク2は、直方体状であって、1枚につき貫通孔4が2つずつ設けられており、貫通孔4毎にそれぞれピン3が2つずつ圧入できるようになっている。そして、リンク2は、チェーン1の幅方向に平行に配列され、1列おきに貫通孔4が1つ分ずれるよう、さらにチェーン1の長手方向に屈曲可能なように連結されている。
ピン3は、傾斜した端面5a、5bを有し、かつ貫通孔4内周面に沿う側面を有する金属(軸受鋼等)製棒状体5と、その端面5a、5bの傾斜に沿うようにして形成された後述する硬質皮膜6とから構成されている。そして、ピン3は、その側面をリンク2の貫通孔4内周面に沿わせて、周方向に摺動可能に圧入されている。なお、ピン3側面や貫通孔4内周面には、摩耗や摺動抵抗を減少させるために、二硫化モリブデン、フッ素等の固体潤滑材を塗布したり、あるいはショットピーニング処理やバレル処理等の粗面化処理を施して潤滑油溜まりのための凹部を形成してもよい。また、ピン3はリンク2から抜け落ちないように端面5a、5b側が膨らんだ形状等になっていてもよい。
【0015】
硬質皮膜6は、ビッカース硬度1000(Hv)以上、好ましくは1000〜2000(Hv)程度の硬さを有する膜である。このようにピン3の端面側の最表面に硬質皮膜6を有することにより、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下で使用される無段変速機に適用した場合であっても長期にわたって異常摩耗を生じることがない。
硬質皮膜6の具体例としては、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)、アルミナ(Al)、ダイヤモンドなどを用いた化学蒸着膜(CVD膜)や、窒化チタン(TiN)、チタン(Ti)、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-Like Carbon、以下「DLC」ともいう)などを用いた物理蒸着膜(PVD膜)等があげられる。また、例えば、タングステン含有ダイヤモンドライクカーボン膜(以下、「タングステン含有DLC膜」ともいう)といった複数の材料からなる膜であってもよい。なかでも、DLCを含む膜が好ましく、特に好ましくはDLCを主成分(50重量%以上)として含む膜が好適である。なぜなら、DLCは、窒化チタンなどに比べ潤滑条件および無潤滑条件において摩擦係数の差が小さく、また窒化チタンや窒化クロムなどに比べ高面圧(400MPa以上)潤滑条件において摩擦係数が高いことから、接触面内に直接接触(無潤滑部)と油膜を介する部分(潤滑部)が混合して存在する境界潤滑条件下において、表面の接触状態が運転中に変動したとしても摩擦係数が安定し、高効率で安定した動力の伝達を行えると考えられるからである。また、DLCは、成膜が容易で安価であるという利点も有するからである。
【0016】
硬質皮膜6の製膜方法について、以下に、DLC膜、タングステン含有DLC膜を例として具体的に説明する。
硬質皮膜6としてのDLC膜(DLCのみからなる膜)は、例えば、アルゴンガス、炭化水素ガスなどの導入ガスが導入された蒸着室内で端面5a、5bに対し炭素を蒸着することにより形成することができる(スパッタリング法)。なお、蒸着室内の圧力、放電電圧などの製膜条件は、グラファイト(SP)構造とダイヤモンド(SP)構造とが共存した非晶質構造を有する所定膜厚の皮膜になるよう適宜選択する。また、端面5a、5bを除く部分にマスク部材を用いてマスキングを施し、炭素が蒸着しないようにするのが好ましい。
上記のスパッタリング法以外に、ベンゼンを原料ガスとしたイオンビーム蒸着によるイオンプレーティング法等の他の物理蒸着法(PVD)、化学蒸着法(CVD)、あるいはプラズマジェットを利用したプラズマ溶射などの溶射法を用いて、DLC膜を形成してもよい。また、ローレット加工等により、端面5a、5bを粗面に仕上げることでDLC膜が形成される端面5a、5bへの密着性(密着強度)を高めてもよい。上記スパッタリング法等のPVDは、物理的メカニズムを利用した成膜法であることから、下地(金属製の棒状体5)の材料に左右されることがなく、他の成膜法に比べて下地に対する高い密着性を容易に確保できるので、DLC膜の形成に最適である。
【0017】
硬質皮膜6としてのタングステン含有DLC膜は、例えば、アルゴンガス、炭化水素ガスなどの導入ガスが導入された蒸着室内で端面5a、5bに対しタングステンカーバイドを蒸着することにより、あるいは炭化水素ガスが導入された蒸着室内で端面5a、5bに対しタングステンを蒸着することにより形成することができる(スパッタリング法)。なお、蒸着室内の圧力、放電電圧などの製膜条件は、グラファイト(SP)構造とダイヤモンド(SP)構造とが共存した非晶質構造を有する所定膜厚の皮膜になるよう適宜選択する。また、端面5a、5bを除く部分にマスク部材を用いてマスキングを施しておくことが好ましい。このようなタングステン含有DLC膜であれば、端面5a、5bとの密着性(密着強度)が高いので、端面5a、5bの粗面化処理を行わなくても、剥離が生じにくいという利点がある。なお、アルゴンガス雰囲気下でタングステンカーバイドをターゲットとしたスパッタリング法で成膜した場合、タングステンカーバイド膜が形成されるが、このタングステンカーバイド膜はタングステンを含有するダイヤモンドライクカーボン膜と実質的に同じであり、密着性が高い膜となっている。
【0018】
タングステン含有DLC膜は、そのタングステン成分が膜表面側に比べ形成面側に多く含まれるように成膜されていることが好ましい。すなわち、金属原子であるタングステン成分が金属素材である棒状体5の端面5a、5b側に多く存在するように、タングステン含有DLC膜の組成成分を傾斜させることで、密着性をさらに向上させることができるとともに、耐摩耗性と高摩擦係数とを兼ね備えた皮膜となるからである。このような組成成分が傾斜したタングステン含有DLC膜は、例えば、成膜中に炭素水素ガス量の変更あるいはシャッターによる端面5a、5bの遮蔽などを適宜行うことにより形成できる。
なお、タングステン含有DLC膜は、上記したDLC膜と同様に、スパッタリング法以外の他の物理蒸着法、化学蒸着法、あるいは溶射法を用いて形成することができるのは勿論である。
【0019】
本形態に係るチェーンは、ピン3として、金属製棒状体5の端面5a、5bに直接硬質皮膜6を設けて、ピン3の端面側の最表面に硬質皮膜6を有するものを用いているので、高面圧高トルク条件および境界潤滑下での使用に耐えられる耐摩耗性を備えたものとなっている。特に、硬質皮膜6としてDLC膜を形成した場合には、耐摩耗性に加えて、高摩擦係数をも備えたものとなっている。また、硬質皮膜6としてタングステン含有DLC膜を形成した場合には、良好な耐摩耗性と高摩擦係数とを兼ね備え、しかもDLC膜に比べ、より剥離しにくいものとなっている。
【0020】
図3は、本発明の動力伝達用チェーンとしてのチェーンの他の実施形態を模式的に示す断面図である。このチェーン1は、金属製の棒状体5の端面5a、5bに、下地膜7を介して硬質皮膜6が形成されて構成される。下地膜7は、主に硬質皮膜6の密着性を高めるために形成される膜である。下地膜7としては、硬質皮膜6としてDLC膜を形成する場合には、タングステン含有DLC膜の他、クロム、チタンなどの活性な遷移金属からなる金属薄膜が好ましい。また、硬質皮膜6としてタングステン含有DLC膜を形成する場合には、クロム、チタンなどの活性な遷移金属からなる金属薄膜が好ましい。このような2層構造にすることにより、より一層、硬質皮膜6が剥離しにくくなる。また、密着性を高めるための、端面5a、5bの粗面化処理が不要になるという利点がある。ここで、下地膜7としては、硬質皮膜6がDLC膜あるいはタングステン含有DLC膜の場合には、密着性向上の観点から、クロム膜がより好適である。
【0021】
硬質皮膜6としてタングステン含有DLC膜、下地膜7としてクロム膜を形成する場合は、例えば、スパッタリング法により所定膜厚のクロム膜を形成した後、上述した方法と同様にしてタングステン含有DLC膜を形成するようにすればよい。なお、下地膜7としてのクロム膜は、スパッタリング法以外の他の物理蒸着法、化学蒸着法、あるいは溶射法を用いて形成してもよいのは勿論である。
【0022】
本形態に係るチェーンは、ピン3として、金属製棒状体5の端面5a、5bに下地膜7を介して硬質皮膜6を設けて、ピン3の端面側の最表面に硬質皮膜6を有しているので、端面5a、5bを粗面化せずとも剥離しにくくなっており、しかも高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下での使用に耐えられる耐摩耗性を備えたものとなっている。特に、硬質皮膜6としてDLC膜やタングステン含有DLC膜を形成した場合には、耐摩耗性に加えて、高摩擦係数をも備えたものとなっている。
【0023】
図4は、本発明の動力伝達用チェーンとしてのチェーンのさらに他の実施形態を模式的に示す断面図である。このチェーン1は、金属製の棒状体5の端面5a、5bに、下地膜7を介して中間膜8が形成され、さらにこの中間膜8を介して硬質皮膜6が形成されて構成される。中間膜8は、硬質皮膜6と下地膜7との密着性を高めるために形成される膜である。中間膜8としては、硬質皮膜6がDLC膜で下地膜7がクロム、チタンなどの遷移金属からなる膜である場合には、タングステン含有DLC膜であることが好ましい。このような3層構造にすることにより、耐摩耗性と高摩擦係数とを兼ね備えた硬質皮膜6がさらに剥離しにくくなる。また、端面5a、5bの粗面化処理が不要になるという利点もある。
【0024】
硬質皮膜6としてDLC膜、中間膜8としてタングステン含有DLC膜、下地膜7としてクロム膜を形成する場合は、例えばスパッタリング法により所定膜厚のクロム膜を端面5a、5b上に形成した後、スパッタリング法により所定膜厚のタングステン含有DLC膜を形成し、さらにこのタングステン含有DLC膜上に、上述した方法と同様にして所定膜厚のDLC膜を形成すればよい。なお、下地膜7としてのクロム膜や中間膜8としてのタングステン含有DLC膜は、スパッタリング法以外の他の物理蒸着法、化学蒸着法、あるいは溶射法を用いて形成してもよいのは勿論である。
【0025】
本形態に係るチェーンは、ピン3として、金属製棒状体5の端面5a、5bに下地膜7、さらに中間層9を介して硬質皮膜6を設けて、ピン3の端面側の最表面に硬質皮膜6を有するものを用いているので、より一層剥離にくくなっており、しかも高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下での使用に耐えられる耐摩耗性を備えたものとなっている。特に、硬質皮膜6としてDLC膜やタングステン含有DLC膜を形成した場合には、耐摩耗性に加えて、高摩擦係数をも備えたものとなっている。
【0026】
なお、上記では端面5a、5bに一層、二層、三層の膜を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、端面側の最表面に硬質皮膜6を形成するのであれば、何層構造にしてもよい。
また、上記ではピン3の材質として軸受鋼を用いる場合を説明したが、これに限定するものではなく、その他の金属を用いることができる。
また、ピン3は貫通孔4毎に2つずつ圧入した場合を説明したが、これに限定するものではなく、1つずつであっても差し支えない。
また、ピン3の他に、貫通孔4と摺動しないストリップが圧入されたものであっても、そのストリップの端面がシーブ面と接触する場合には同様に適用できる。すなわち、ストリップの端面側の最表面に硬質皮膜6を形成するようにしてもよい。さらに、ストリップとピン3との間で接触が生じる場合には、両者のうちの少なくとも一方に、摩耗や摺動抵抗を減少させるために、二硫化モリブデン、フッ素等の固体潤滑材を塗布したり、あるいはショットピーニング処理やバレル処理等の粗面化処理を施して潤滑油溜まりのための凹部を形成してもよい。
【0027】
つぎに、本発明の動力伝達装置としての無段変速機の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図5は、本発明の動力伝達装置としての無段変速機の一実施形態の要部構成を示す模式的な斜視図である。本形態に係る無段変速機は、例えば自動車に搭載され、第1のプーリとしての金属(構造用鋼等)製ドライブプーリ10と、第2のプーリとしての金属(構造用鋼等)製ドリブンプーリ20と、その間に架け渡された無端状のチェーン1とを備えている。なお、図5中のチェーン1は理解を容易にするために一部断面を明示している。
図6も参照して、ドライブプーリ10は、エンジン側に接続された入力軸11に一体回転可能に取付けられたものであり、円錐面状の傾斜面12aを有する固定シーブ12と、その傾斜面12aに対向して配置される円錐面状の傾斜面13aを有する可動シーブ13とを備えており、これらシーブの傾斜面12a、13aにより溝を形成し、この溝によってチェーン1を挟んで保持するようになっている。また、可動シーブ13には、溝幅を変更するための油圧アクチュエータ(図示せず)が接続されており、変速時に、図6の左右方向に可動シーブ13を移動させることにより溝幅を変化させ、それにより図6の上下方向にチェーン1を移動させて入力軸11に対するチェーン1の巻掛け半径を変化できるようになっている。
【0028】
一方、ドリブンプーリ20は、駆動輪側に接続された出力軸21に一体回転可能に取り付けられており、ドライブプーリ10と同様に、チェーン1を挟む溝を形成するための傾斜面を有する固定シーブ22と可動シーブ23とを備えている。また、このプーリ20の可動シーブ23には、ドライブプーリ10の可動シーブ13と同様に、油圧アクチュエータ(図示せず)が接続されており、変速時に、可動シーブ13を移動させることにより、溝幅を変化させ、それによりチェーン1を移動させて出力軸21に対するチェーン1の巻掛け半径を変化できるようになっている。
【0029】
上記ドライブプーリ1とドリブンプーリ2との間に架け渡されるチェーン1は、上述した、図1および図2に示すものである。すなわち、チェーン1を構成するピン3は、金属製の棒状体5と、硬質皮膜6とから構成されるものである。なお、詳細については、上述したとおりであるので、その説明は省略する。
【0030】
本形態に係る無段変速機は、ピン3の端面側の最表面に硬質皮膜6を有するチェーン1を用いているので、高面圧高トルク条件(高面圧400MPa以上、高トルク300N・m以上)および境界潤滑条件下であっても、長期にわたって摩耗が生じないものとなっている。特に、硬質皮膜6としてDLC膜を用いた場合には、高摩擦係数をも兼ね備えたものとなるので、長期にわたって安定して所定の伝達比で動力伝達を行うことができる。詳細には、例えば出力軸21の回転を減速する場合、ドライブプーリ10側の溝幅を可動シーブ13の移動によって拡大させ、チェーン1のピン端面を円錐面状のシーブ面の内側方向(図6の下方向)に向けて滑り接触させながらチェーン1の入力軸11に対する巻き掛け径を小さくする一方、ドリブンプーリ20側では可動シーブ23の移動によって溝幅を縮小させ、チェーン1のピン端面を円錐面状のシーブ面の外側方向に向けて滑り接触させながらチェーン1の出力軸21に対する巻き掛け径を大きくする。逆に、例えば出力軸21の回転を増速する場合、ドライブプーリ10側の溝幅を可動シーブ13の移動によって縮小させ、チェーン1のピン端面を円錐面状のシーブ面の外側方向(図6の上方向)に向けて滑り接触させながらチェーン1の入力軸11に対する巻き掛け径を大きくする一方、ドリブンプーリ20側では可動シーブ23の移動によって溝幅を拡大させ、チェーン1のピン端面を円錐面状のシーブ面の内側方向に向けて滑り接触させながらチェーン1の出力軸21に対する巻き掛け径を小さくする。このように、変速時にはシーブ面の内外方向に滑り接触をするとともにシーブ面の周方向に若干の滑り接触をし、また一定の伝達比に固定して動力伝達が行われる時にはシーブ面の周方向に若干の滑り接触を生じながら、動力伝達が行われるが、上記したようなチェーンを用いているので、滑り接触によって異常摩耗が生じるのが長期にわたって防止され、さらに硬質皮膜6としてDLCを含む膜を形成している場合には高摩擦係数をも確保しているので、特にマクロスリップにより動力伝達の効率が悪くなるといったことも防止される。
【0031】
なお、上記ではチェーンとして図1および図2に示すものを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、図3や図4に示すチェーンを用いてもよいのは勿論である。
【0032】
図7は、本発明の動力伝達装置としての無段変速機の他の実施形態を説明するための部分的な拡大断面図である。本形態に係る無段変速機は、図5および図6に示す無段変速機と比べ、ピン3端面側の最表面に硬質皮膜6を形成せず(ピン3として金属製棒状体5からなるものを用いる)、ドライブプーリ10(およびドリブンプーリ20)のシーブ面12a、13a(22a、23a)側に硬質皮膜31、32(41、42)を設けた点で異なる。本形態に係る無段変速機においても、図5および図6に示す無段変速機と同様に、高面圧高トルク条件(高面圧400MPa以上、高トルク300N・m以上)および境界潤滑条件下であっても、長期にわたって異常摩耗が発生するのが防止される。そして、硬質皮膜6としてDLCを含む膜を用いた場合には、高摩擦係数をも兼ね備えるので、より一層、安定して所定の伝達比で動力伝達を行うことができる。なお、シーブ面側の最表面に硬質皮膜6を形成するのであれば、上述したチェーン1の場合と同様に、下地膜や中間膜などを設けて多層構造にしてもよいのは勿論である。
【0033】
本発明の動力伝達装置は、上記した態様に限定されるものではなく、例えば、ピン端面の最表面に硬質皮膜を有するとともに、シーブ面側の最表面にも硬質皮膜を有する態様であってもよい。伝達トルク、接触面状態、潤滑油、要求耐久寿命等により適切な態様を選択すればよい。
また、上記ではドライブプーリとドリブンプーリの両方の溝幅を変更して変速する例を示したが、どちらか一方のみ変動し、他方は固定幅としてもよい。さらに、溝幅が無段階に変動する変速機について説明したが、有段的に変動したり、固定式(無変速)である等他の動力伝達装置に適用してもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載の動力伝達用チェーンによれば、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下で使用しても異常摩耗が生じない程度の耐摩耗性を備えたものを提供できる。特に、硬質皮膜としてDLCを含む膜を用いた場合には、耐摩耗性に加えて、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下において効率良く動力伝達が行える程度の高摩擦係数を備えたものを提供できる。
また、請求項3記載の動力伝達装置によれば、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下であっても、長期にわたって異常摩耗が発生するのを防止することができるものを提供できる。特に、硬質皮膜としてDLCを含む膜を用いた場合には、耐摩耗性に加えて、高面圧高トルク条件および境界潤滑条件下において効率良く動力伝達が行える程度の高摩擦係数をも兼ね備えるので、より一層、長期にわたって安定して所定の伝達比で動力伝達を行うことができるものを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動力伝達用チェーンとしての無段変速機用チェーンの一実施形態の要部構成を模式的に示す斜視図である。
【図2】図1のX−X矢視断面図である。
【図3】本発明の動力伝達用チェーンとしての無段変速機用チェーンの他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図4】本発明の動力伝達用チェーンとしての無段変速機用チェーンのさらに他の実施形態の模式的に示す断面図である。
【図5】本発明の動力伝達装置としての無段変速機の一実施形態の要部構成を模式的に示す断面図である。
【図6】図5に示す無段変速機のドライブプーリ、チェーンの部分的な拡大断面図である。
【図7】本発明の動力伝達装置としての無段変速機の他の実施形態を説明するための部分的な拡大断面図である。
【符号の説明】
1 無段変速機チェーン
2 リンク
3 ピン
4 貫通孔
5 金属製の棒状体
5a、5b 金属製の棒状体の端面
6 硬質皮膜
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission chain, such as a continuously variable transmission chain, and a power transmission device, such as a continuously variable transmission, employed in a vehicle or the like.
[0002]
[Prior art]
As a continuously variable transmission (CVT) of an automobile, for example, a drive pulley provided on an engine side, a driven pulley provided on a drive wheel side, and an endless chain bridged between the two. Some are provided with In this continuously variable transmission, large power transmission is performed by contact between the conical sheave surface of the drive pulley or driven pulley and the pin end surface of the chain by boundary lubrication, and the respective grooves of the drive pulley and driven pulley are formed. By continuously changing the width (distance between sheave surfaces), continuously variable transmission is possible.
[0003]
In such continuously variable transmissions, VDT (Van Doornes Transmissie) push type (push-type) belts are currently the mainstream. There is a problem that application to large vehicles is difficult.
On the other hand, research and development of pull type (pull type) is also underway, and a chain having a torque capacity of about 280 N · m has been put to practical use, but it is also difficult to apply it to medium and large vehicles. There is.
[0004]
Regardless of the push type or pull type, since it is necessary to enable continuously variable transmission and transmit power efficiently, the boundary lubrication state (part of the contact surface , The rest being in contact with the lubricating oil film) in contact with the sheave surface of the drive pulley or driven pulley. In detail, at the time of gear shifting, the power is transmitted by making sliding contact in the inward and outward directions of the sheave surface and making a slight sliding contact in the circumferential direction of the sheave surface, and power transmission is performed with a fixed transmission ratio. Sometimes it is installed in a state where power is transmitted by making a slight sliding contact in the circumferential direction of the sheave surface.
However, in such a contact in the boundary lubrication state, there is a portion where the pin end surface of the metal chain and the sheave surface are in direct metal contact with each other. ), There is a problem that abnormal wear occurs in use under. In order to solve this problem, it is conceivable to reduce the friction coefficient or the contact surface pressure. However, if these are small, slip (particularly macro slip) occurs, and power transmission is not performed efficiently. Occurs.
[0005]
Among these, for example, a link plate chain for a steplessly adjustable conical disc-shaped wrapping gear, the joints of which link the individual chain links formed by the plates In the form in which the members are configured as pairs of cradle members with mutually supporting rolling surfaces inserted in the notches of the plate, at least the end faces of the cradle members in operative contact with the conical disk are nitrogen-free. A link plate chain provided with an edge layer containing, for example, a carbonitrided layer has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-147542 (Claim 1, FIG. 1, FIG. 3)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the link plate chain described above has a carbonitrided layer at the contact surface with the pulley, the wear resistance has been improved to some extent. However, under the conditions of high surface pressure, high torque, and boundary lubrication, It is not enough to withstand use. As described above, in the continuously variable transmission as described above, whether it is a push type or a pull type, application to medium-sized and large-sized vehicles is an important issue. There has been a demand for the development of a technology that can stably transmit power at a predetermined transmission ratio over a long period of time even when used under lubricating conditions.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power transmission chain and a power transmission device having wear resistance that can withstand use under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions. And Further, it is another object of the present invention to provide a power transmission chain and a power transmission device having a high friction coefficient capable of efficiently transmitting power under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A power transmission chain according to the present invention includes a plurality of links and a plurality of pins interconnecting the links, a first pulley having a conical sheave surface, and a second pulley having a conical sheave surface. A power transmission chain which is used by being bridged between the pulleys and which makes sliding contact between an end surface of the pin and a sheave surface of the first and second pulleys, wherein the pin is It has a hard coating on the outermost surface on the end face side (claim 1).
According to the above configuration, since the pin end surface that comes into contact with the sheave surface when the power transmission device is incorporated has a hard coating, the high surface pressure and high torque conditions (high surface pressure of 400 MPa or more, high torque of 300 Nm or more) and Even if the present invention is applied to a power transmission device used under boundary lubrication conditions, a device that does not cause abnormal wear for a long period of time can be provided.
Here, in the present invention, the “hard coating” refers to a coating having a Vickers hardness of 1000 (Hv) or more, preferably 1000 to 2000 (Hv).
[0010]
In the above power transmission chain, it is preferable that the hard coating is a coating containing diamond-like carbon. With this configuration, wear resistance is high enough that abnormal wear does not occur even when used under high surface pressure and high torque conditions and boundary lubrication conditions, and power is efficiently supplied under high surface pressure and high torque conditions and boundary lubrication conditions. Since it also has a high friction coefficient enough to transmit power, it is possible to provide a more suitable chain for power transmission used under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions.
Here, in the present invention, the “film containing diamond-like carbon” is a film containing diamond-like carbon. In view of providing a chain having both abrasion resistance and a high friction coefficient under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions, diamond-like carbon is contained as a main component (50% by weight or more). Preferably, it is a membrane.
[0011]
The power transmission device according to the present invention includes a first pulley having a conical sheave surface, a second pulley having a conical sheave surface, and a first pulley having a conical sheave surface. A power transmission device comprising: a plurality of pins each having an end surface in sliding contact with a sheave surface of a pulley; and a chain having a plurality of links interconnected by the pins. A hard coating is provided on at least one of the surface and the outermost surface on the sheave surface side of the first and second pulleys (claim 3).
According to the above configuration, since the hard coating is provided on at least one of the outermost surface on the pin end surface side and the outermost surface on the sheave surface side, high surface pressure and high torque conditions and boundary lubrication conditions are satisfied. However, abnormal wear does not occur for a long period of time, so that power can be stably transmitted at a predetermined transmission ratio for a long period of time.
[0012]
In the above power transmission device, it is preferable that the hard film is a film containing diamond-like carbon (claim 4). With this configuration, wear resistance is high enough that abnormal wear does not occur even when used under high surface pressure and high torque conditions and boundary lubrication conditions, and power is efficiently supplied under high surface pressure and high torque conditions and boundary lubrication conditions. Since it also has a high friction coefficient enough to transmit power, power transmission can be performed at a predetermined transmission ratio more stably for a long period of time.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a continuously variable transmission chain (hereinafter simply referred to as a “chain”) as a power transmission chain and a continuously variable transmission as a power transmission device of the present invention will be described. First, a chain as a power transmission chain of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part of an embodiment of a chain as a power transmission chain of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. The chain 1 according to the present embodiment is endless and includes a plurality of metal (bearing steel or the like) links 2 and a plurality of metal (bearing steel or the like) pins 3 for connecting the links 2 alternately. Be composed.
The link 2 has a rectangular parallelepiped shape, and is provided with two through-holes 4 for each one, so that two pins 3 can be pressed into each of the through-holes 4. The links 2 are arranged in parallel to the width direction of the chain 1 and are connected so that the through holes 4 are shifted by one every other row and can be bent in the longitudinal direction of the chain 1.
The pin 3 has a slanted end surface 5a, 5b, and a metal (bearing steel or the like) rod-shaped body 5 having a side surface along the inner peripheral surface of the through-hole 4, and the slant of the end surface 5a, 5b. And a hard coating 6 to be described later. The pin 3 is press-fit slidably in the circumferential direction with its side surface along the inner peripheral surface of the through hole 4 of the link 2. A solid lubricant such as molybdenum disulfide or fluorine is applied to the side surface of the pin 3 or the inner peripheral surface of the through hole 4 to reduce abrasion and sliding resistance. A concave portion for storing the lubricating oil may be formed by performing a roughening process. Further, the pins 3 may have a shape in which the end surfaces 5a and 5b are expanded so as not to fall off from the link 2.
[0015]
The hard film 6 is a film having a Vickers hardness of 1000 (Hv) or more, preferably about 1000 to 2000 (Hv). By having the hard coating 6 on the outermost surface on the end face side of the pin 3 as described above, even when applied to a continuously variable transmission used under conditions of high surface pressure, high torque and boundary lubrication, abnormalities occur for a long time. No wear occurs.
Specific examples of the hard coating 6 include a chemical vapor deposition film (CVD film) using titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), alumina (Al 2 O 3 ), diamond, or the like; titanium nitride (TiN); (Ti), a physical vapor deposited film (PVD film) using diamond-like carbon (hereinafter, also referred to as “DLC”) or the like. Further, for example, a film made of a plurality of materials such as a tungsten-containing diamond-like carbon film (hereinafter, also referred to as “tungsten-containing DLC film”) may be used. Among them, a film containing DLC is preferable, and a film containing DLC as a main component (50% by weight or more) is particularly preferable. This is because DLC has a smaller friction coefficient difference under lubricating and non-lubricating conditions than titanium nitride or the like, and has a higher friction coefficient under a high surface pressure (400 MPa or more) lubrication condition than titanium nitride or chromium nitride. Under boundary lubrication conditions where the direct contact (non-lubricated part) and the part through the oil film (lubricated part) are mixed in the contact surface, even if the surface contact state fluctuates during operation, the friction coefficient is stable, This is because it is considered that highly efficient and stable power transmission can be performed. DLC also has the advantage that film formation is easy and inexpensive.
[0016]
The method of forming the hard film 6 will be specifically described below by taking a DLC film and a tungsten-containing DLC film as examples.
The DLC film (film composed of only DLC) as the hard film 6 is formed, for example, by vapor-depositing carbon on the end surfaces 5a and 5b in a vapor deposition chamber into which an introduction gas such as an argon gas or a hydrocarbon gas is introduced. (Sputtering method). The film formation conditions such as the pressure in the vapor deposition chamber and the discharge voltage are appropriately selected so as to form a film having a predetermined thickness having an amorphous structure in which a graphite (SP 2 ) structure and a diamond (SP 3 ) structure coexist. . Further, it is preferable that masking is performed on a portion excluding the end surfaces 5a and 5b using a mask member so that carbon is not deposited.
In addition to the above sputtering method, other physical vapor deposition methods (PVD) such as an ion plating method by ion beam vapor deposition using benzene as a raw material gas, a chemical vapor deposition method (CVD), or thermal spraying such as plasma spraying using a plasma jet. The DLC film may be formed using a method. Further, the end faces 5a and 5b may be roughened by knurling or the like to increase the adhesion (adhesion strength) to the end faces 5a and 5b on which the DLC film is formed. Since the PVD such as the sputtering method is a film forming method using a physical mechanism, the PVD is not affected by the material of the base (the metal rod-shaped body 5). It is most suitable for forming a DLC film because it can easily ensure high adhesion to the DLC film.
[0017]
The tungsten-containing DLC film as the hard film 6 is formed, for example, by depositing tungsten carbide on the end faces 5a and 5b in a deposition chamber into which an introduction gas such as an argon gas or a hydrocarbon gas is introduced, or by introducing a hydrocarbon gas. It can be formed by vapor-depositing tungsten on the end faces 5a and 5b in the vapor deposition chamber (sputtering method). The film formation conditions such as the pressure in the vapor deposition chamber and the discharge voltage are appropriately selected so as to form a film having a predetermined thickness having an amorphous structure in which a graphite (SP 2 ) structure and a diamond (SP 3 ) structure coexist. . In addition, it is preferable that masking is performed on portions other than the end surfaces 5a and 5b using a mask member. Such a tungsten-containing DLC film has a high adhesiveness (adhesion strength) to the end surfaces 5a and 5b, and thus has an advantage that peeling does not easily occur even if the end surfaces 5a and 5b are not roughened. . When a film is formed by a sputtering method using tungsten carbide as a target in an argon gas atmosphere, a tungsten carbide film is formed, and the tungsten carbide film is substantially the same as a diamond-like carbon film containing tungsten. And a film having high adhesion.
[0018]
It is preferable that the tungsten-containing DLC film is formed such that the tungsten component is contained more on the formation surface side than on the film surface side. That is, it is possible to further improve the adhesion by inclining the composition component of the tungsten-containing DLC film so that the tungsten component as a metal atom is more present on the end faces 5a and 5b side of the rod-shaped body 5 as a metal material. This is because a film having both abrasion resistance and a high friction coefficient can be obtained. Such a tungsten-containing DLC film in which the composition component is inclined can be formed by, for example, appropriately changing the amount of carbon-hydrogen gas or shielding the end faces 5a and 5b with a shutter during the film formation.
The tungsten-containing DLC film can be formed by using a physical vapor deposition method, a chemical vapor deposition method, or a thermal spraying method other than the sputtering method, similarly to the above-described DLC film.
[0019]
In the chain according to the present embodiment, the pin 3 is provided with the hard coating 6 directly on the end faces 5a and 5b of the metal rod 5 and the hard coating 6 on the outermost surface on the end face side of the pin 3. It has wear resistance enough to withstand use under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication. In particular, when a DLC film is formed as the hard film 6, the hard film 6 has a high coefficient of friction in addition to the wear resistance. Further, when a tungsten-containing DLC film is formed as the hard film 6, it has both good wear resistance and a high coefficient of friction, and is more difficult to peel off than the DLC film.
[0020]
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the chain as the power transmission chain of the present invention. The chain 1 is configured such that a hard coating 6 is formed on an end face 5a, 5b of a metal rod 5 with a base film 7 interposed therebetween. The base film 7 is a film formed mainly for improving the adhesion of the hard film 6. When a DLC film is formed as the hard film 6 as the base film 7, a metal thin film made of an active transition metal such as chromium and titanium is preferable in addition to the tungsten-containing DLC film. When a tungsten-containing DLC film is formed as the hard film 6, a metal thin film made of an active transition metal such as chromium or titanium is preferable. With such a two-layer structure, the hard film 6 is more difficult to peel off. In addition, there is an advantage that a roughening treatment of the end surfaces 5a and 5b for improving the adhesion is not required. Here, as the base film 7, when the hard film 6 is a DLC film or a tungsten-containing DLC film, a chromium film is more preferable from the viewpoint of improving adhesion.
[0021]
When a tungsten-containing DLC film is formed as the hard film 6 and a chromium film is formed as the base film 7, for example, a chromium film having a predetermined thickness is formed by a sputtering method, and then a tungsten-containing DLC film is formed in the same manner as described above. What should I do? It should be noted that the chromium film as the base film 7 may be formed using a physical vapor deposition method, a chemical vapor deposition method, or a thermal spraying method other than the sputtering method.
[0022]
The chain according to the present embodiment has the hard coating 6 as the pin 3 on the end faces 5 a and 5 b of the metal rod 5 via the base film 7, and has the hard coating 6 on the outermost surface on the end face side of the pin 3. As a result, the end faces 5a and 5b are hardly peeled off without being roughened, and have wear resistance enough to withstand use under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions. I have. In particular, when a DLC film or a tungsten-containing DLC film is formed as the hard film 6, the hard film 6 has a high friction coefficient in addition to the wear resistance.
[0023]
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the chain as the power transmission chain of the present invention. The chain 1 is configured such that an intermediate film 8 is formed on end surfaces 5a and 5b of a metal rod 5 via a base film 7 and a hard film 6 is further formed via the intermediate film 8. The intermediate film 8 is a film formed to increase the adhesion between the hard film 6 and the base film 7. When the hard film 6 is a DLC film and the underlying film 7 is a film made of a transition metal such as chromium or titanium, the intermediate film 8 is preferably a tungsten-containing DLC film. With such a three-layer structure, the hard coating 6 having both abrasion resistance and a high coefficient of friction becomes more difficult to peel off. There is also an advantage that the surface roughening treatment of the end faces 5a and 5b becomes unnecessary.
[0024]
When a DLC film is formed as the hard film 6, a tungsten-containing DLC film is formed as the intermediate film 8, and a chromium film is formed as the base film 7, for example, a chromium film having a predetermined thickness is formed on the end faces 5a and 5b by a sputtering method. A DLC film having a predetermined thickness is formed by the method, and a DLC film having a predetermined thickness may be formed on the tungsten-containing DLC film in the same manner as described above. The chromium film as the base film 7 and the tungsten-containing DLC film as the intermediate film 8 may be formed by using a physical vapor deposition method, a chemical vapor deposition method, or a thermal spraying method other than the sputtering method. is there.
[0025]
In the chain according to the present embodiment, a hard film 6 is provided as the pin 3 on the end surfaces 5 a and 5 b of the metal rod 5 via an intermediate layer 9, and a hard film is formed on the outermost surface on the end surface side of the pin 3. Since the material having the film 6 is used, it is harder to peel off, and has abrasion resistance enough to withstand use under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions. In particular, when a DLC film or a tungsten-containing DLC film is formed as the hard film 6, the hard film 6 has a high friction coefficient in addition to the wear resistance.
[0026]
In addition, although the case where one layer, two layers, and three layers of films are formed on the end faces 5a and 5b has been described above, the present invention is not limited to this, and the hard coating 6 is formed on the outermost surface on the end face side. In this case, any number of layers may be used.
In the above, the case where the bearing steel is used as the material of the pin 3 has been described. However, the present invention is not limited to this, and other metals can be used.
Also, the case where two pins 3 are pressed into each through hole 4 has been described, but the present invention is not limited to this, and one pin may be used.
Further, even if a strip that does not slide with the through hole 4 is press-fitted in addition to the pin 3, the same can be applied when the end surface of the strip comes into contact with the sheave surface. That is, the hard coating 6 may be formed on the outermost surface on the end face side of the strip. Further, when contact occurs between the strip and the pin 3, at least one of the two is coated with a solid lubricant such as molybdenum disulfide or fluorine to reduce abrasion and sliding resistance. Alternatively, a concave portion for storing the lubricating oil may be formed by performing a surface roughening process such as a shot peening process or a barrel process.
[0027]
Next, an embodiment of a continuously variable transmission as a power transmission device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a main configuration of an embodiment of the continuously variable transmission as the power transmission device of the present invention. The continuously variable transmission according to this embodiment is mounted on, for example, an automobile, and has a metal (such as structural steel) drive pulley 10 as a first pulley and a metal (such as structural steel) driven as a second pulley. It has a pulley 20 and an endless chain 1 spanned therebetween. Note that the chain 1 in FIG. 5 has a partial cross section for easy understanding.
Referring to FIG. 6 as well, drive pulley 10 is attached to input shaft 11 connected to the engine side so as to be integrally rotatable, and has fixed sheave 12 having conical inclined surface 12a and its inclined surface. And a movable sheave 13 having a conical inclined surface 13a disposed opposite to 12a. A groove is formed by the inclined surfaces 12a and 13a of these sheaves, and the chain 1 is held by the groove. It has become. Further, a hydraulic actuator (not shown) for changing the groove width is connected to the movable sheave 13, and the groove width is changed by moving the movable sheave 13 in the left-right direction of FIG. Thereby, the chain 1 can be moved up and down in FIG. 6 to change the radius of the chain 1 wound around the input shaft 11.
[0028]
On the other hand, the driven pulley 20 is attached to the output shaft 21 connected to the driving wheel side so as to be integrally rotatable, and like the drive pulley 10, has a fixed sheave having an inclined surface for forming a groove for sandwiching the chain 1. 22 and a movable sheave 23. A hydraulic actuator (not shown) is connected to the movable sheave 23 of the pulley 20 in the same manner as the movable sheave 13 of the drive pulley 10. , And thereby the chain 1 can be moved to change the winding radius of the chain 1 around the output shaft 21.
[0029]
The chain 1 bridged between the drive pulley 1 and the driven pulley 2 is as shown in FIGS. 1 and 2 described above. That is, the pins 3 constituting the chain 1 are composed of the metal rods 5 and the hard coating 6. Since the details are as described above, the description is omitted.
[0030]
Since the continuously variable transmission according to the present embodiment uses the chain 1 having the hard coating 6 on the outermost surface on the end face side of the pin 3, high surface pressure and high torque conditions (high surface pressure of 400 MPa or more, high torque of 300 N · m) Above) and under boundary lubrication conditions, wear does not occur for a long period of time. In particular, when a DLC film is used as the hard film 6, the DLC film also has a high friction coefficient, so that power can be stably transmitted at a predetermined transmission ratio over a long period of time. Specifically, for example, when the rotation of the output shaft 21 is decelerated, the groove width on the drive pulley 10 side is enlarged by the movement of the movable sheave 13, and the pin end face of the chain 1 is directed inward of the conical sheave face (FIG. 6). (In the downward direction), while reducing the winding diameter of the chain 1 with respect to the input shaft 11 while making sliding contact with the driven pulley 20, the groove width is reduced by moving the movable sheave 23 on the driven pulley 20 side, and the pin end face of the chain 1 is conical. The diameter of the chain 1 wound around the output shaft 21 is increased while the sliding contact is made toward the outside of the planar sheave surface. Conversely, when increasing the rotation of the output shaft 21, for example, the groove width on the drive pulley 10 side is reduced by moving the movable sheave 13, and the pin end surface of the chain 1 is directed outward from the conical sheave surface (FIG. 6). (In the upward direction), while increasing the winding diameter of the chain 1 around the input shaft 11 while making the sliding contact with the driven pulley 20, the groove width is enlarged by moving the movable sheave 23, and the pin end face of the chain 1 is conical. The diameter of the chain 1 wound around the output shaft 21 is reduced while the sliding contact is made toward the inside of the planar sheave surface. In this way, at the time of shifting, the sliding contact is made in and out of the sheave surface and the sliding contact is made slightly in the circumferential direction of the sheave surface, and when the power transmission is performed at a fixed transmission ratio, the circumferential direction of the sheave surface is changed. Although the power transmission is performed while slightly sliding contact occurs, abnormal wear due to the sliding contact is prevented for a long time because the above-described chain is used, and a film containing DLC as the hard film 6 is further provided. Is formed, a high coefficient of friction is also ensured, so that it is possible to prevent the power transmission efficiency from being deteriorated particularly due to macro slip.
[0031]
In the above, the case where the chains shown in FIGS. 1 and 2 are used has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the chains shown in FIGS. 3 and 4 may be used. Of course.
[0032]
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining another embodiment of the continuously variable transmission as the power transmission device of the present invention. The continuously variable transmission according to the present embodiment does not form the hard film 6 on the outermost surface on the end face side of the pin 3 as compared with the continuously variable transmission shown in FIGS. And the drive pulley 10 (and the driven pulley 20) are provided with hard coatings 31, 32 (41, 42) on the sheave surfaces 12a, 13a (22a, 23a) side. In the continuously variable transmission according to the present embodiment, similarly to the continuously variable transmission shown in FIGS. 5 and 6, high surface pressure and high torque conditions (high surface pressure of 400 MPa or more, high torque of 300 Nm or more) and boundary lubrication conditions are used. Even underneath, abnormal wear is prevented from occurring for a long time. When a film containing DLC is used as the hard film 6, since the film also has a high friction coefficient, power transmission can be performed more stably at a predetermined transmission ratio. If the hard film 6 is formed on the outermost surface on the sheave surface side, it is a matter of course that a multi-layer structure may be provided by providing a base film, an intermediate film and the like as in the case of the above-described chain 1.
[0033]
The power transmission device of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the power transmission device may have a hard film on the outermost surface of the pin end surface and may have a hard film on the outermost surface on the sheave surface side. Good. An appropriate mode may be selected according to the transmission torque, contact surface condition, lubricating oil, required durability life, and the like.
In the above description, an example is shown in which the speed is changed by changing the groove width of both the drive pulley and the driven pulley. However, only one of them may be changed and the other may have a fixed width. Further, the description has been given of the transmission in which the groove width varies steplessly. However, the present invention may be applied to other power transmission devices such as a stepwise variable type or a fixed type (no speed change).
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the power transmission chain according to the first aspect, there is provided a chain having abrasion resistance to the extent that abnormal wear does not occur even when used under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions. it can. In particular, when a film containing DLC is used as the hard film, in addition to abrasion resistance, it has a high friction coefficient enough to efficiently transmit power under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions. Can be provided.
Further, according to the power transmission device of the third aspect, it is possible to provide a power transmission device capable of preventing abnormal wear from occurring for a long period of time even under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions. In particular, when a film containing DLC is used as the hard film, in addition to abrasion resistance, it also has a high friction coefficient that enables efficient power transmission under high surface pressure, high torque conditions and boundary lubrication conditions. Further, it is possible to provide a device capable of transmitting power at a predetermined transmission ratio stably over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a main part configuration of an embodiment of a chain for a continuously variable transmission as a power transmission chain of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the chain for the continuously variable transmission as the power transmission chain of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of a chain for a continuously variable transmission as a power transmission chain of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of an embodiment of a continuously variable transmission as a power transmission device of the present invention.
6 is a partially enlarged sectional view of a drive pulley and a chain of the continuously variable transmission shown in FIG.
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining another embodiment of the continuously variable transmission as the power transmission device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuously variable transmission chain 2 Link 3 Pin 4 Through hole 5 Metal rods 5a, 5b End face 6 of metal rod 6 Hard coating

Claims (4)

複数のリンクと、これらを相互に連結する複数のピンとを備え、円錐面状のシーブ面を有する第1のプーリと、円錐面状のシーブ面を有する第2のプーリとの間に架け渡されて用いられ、前記ピンの端面と前記第1および第2のプーリのシーブ面との間で滑り接触をする動力伝達用チェーンであって、
前記ピンは、その端面側の最表面に硬質皮膜を有すること特徴とする動力伝達用チェーン。
A first pulley having a conical sheave surface and a second pulley having a conical sheave surface, comprising a plurality of links and a plurality of pins interconnecting the links; A power transmission chain for sliding contact between an end face of the pin and a sheave face of the first and second pulleys,
A power transmission chain, wherein the pin has a hard coating on the outermost surface on the end face side.
前記硬質皮膜が、ダイヤモンドライクカーボンを含む膜である請求項1記載の動力伝達用チェーン。The power transmission chain according to claim 1, wherein the hard coating is a coating containing diamond-like carbon. 円錐面状のシーブ面を有する第1のプーリと、
円錐面状のシーブ面を有する第2のプーリと、
両者の間に架け渡され、前記第1および第2のプーリのシーブ面と滑り接触をする端面を有する複数のピンと、これらピンによって相互に連結された複数のリンクとを有するチェーンとを備えた動力伝達装置であって、
前記ピンの端面側の最表面および、第1および第2のプーリのシーブ面側の最表面のうちの少なくとも一方の面に、硬質皮膜を有することを特徴とする動力伝達装置。
A first pulley having a conical sheave surface;
A second pulley having a conical sheave surface;
A chain having a plurality of pins that are bridged between the two and have end faces that make sliding contact with the sheave surfaces of the first and second pulleys, and a plurality of links that are interconnected by the pins; A power transmission device,
A power transmission device comprising a hard coating on at least one of an outermost surface on an end surface side of the pin and an outermost surface on a sheave surface side of the first and second pulleys.
前記硬質皮膜が、ダイヤモンドライクカーボンを含む膜である請求項3記載の動力伝達装置。The power transmission device according to claim 3, wherein the hard film is a film containing diamond-like carbon.
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