JP2006097857A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のリンクがピンで連結され、プーリに係合する動力伝達チェーンにおいて、騒音の実質的な低減を達成すること。
【解決手段】チェーン1は、連結ピッチの相対的に短い短リンク2および連結ピッチの相対的に長い長リンク2Aと、互いに転がり摺動接触する複数の第1および第2のピン3,4とを備えている。長リンク2Aの連結ピッチPLが、短リンク2の連結ピッチPSの(2n+1)/2n倍(nは自然数)とされている。短リンク2に連結された第1のピン3が各プーリを通過する際の噛み合い音を、逆位相にして互いに打ち消しあう。
【選択図】 図3
【解決手段】チェーン1は、連結ピッチの相対的に短い短リンク2および連結ピッチの相対的に長い長リンク2Aと、互いに転がり摺動接触する複数の第1および第2のピン3,4とを備えている。長リンク2Aの連結ピッチPLが、短リンク2の連結ピッチPSの(2n+1)/2n倍(nは自然数)とされている。短リンク2に連結された第1のピン3が各プーリを通過する際の噛み合い音を、逆位相にして互いに打ち消しあう。
【選択図】 図3
Description
本発明は、動力伝達チェーンおよび動力伝達装置に関する。
自動車のプーリ式無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)等の動力伝達装置に用いられる無端状の動力伝達チェーンには、複数のリンクをチェーン進行方向に並べ、チェーン進行方向に隣接するリンク同士を一対のピンからなる継手部材で連結したものがある(例えば、特許文献1参照)。
通例、プーリ式無段変速機のチェーンは、ピンがプーリの一対のテーパディスクに挟持されることで、プーリとの間で動力の伝達を行う。このため、チェーン駆動時には、ピンが上記一対のテーパディスクに順次に噛み込まれることによる噛み合い音が発生する。この噛み合い音は、特定の周波数において音圧レベルのピークを有する傾向にあり、耳障りな騒音の原因となっている。特に、音圧レベルのピークに対応する周波数(ピーク周波数)がプーリの固有振動数と一致する場合には、プーリが共振を起こし、より一層の騒音の原因となる。
通例、プーリ式無段変速機のチェーンは、ピンがプーリの一対のテーパディスクに挟持されることで、プーリとの間で動力の伝達を行う。このため、チェーン駆動時には、ピンが上記一対のテーパディスクに順次に噛み込まれることによる噛み合い音が発生する。この噛み合い音は、特定の周波数において音圧レベルのピークを有する傾向にあり、耳障りな騒音の原因となっている。特に、音圧レベルのピークに対応する周波数(ピーク周波数)がプーリの固有振動数と一致する場合には、プーリが共振を起こし、より一層の騒音の原因となる。
そこで、特許文献1では、騒音を低減するために、隣り合う継手部材間の間隔(ピッチ)が拡大された部分を設けている。
また、複数のリンクと、これら複数のリンクを連結するためのピンと、リンクに連結され且つ一対の端縁のそれぞれがプーリのV溝に係合するブロックとを備える動力伝達用チェーンベルトにおいて、上記したのと同様の騒音を低減するために、ブロック間のピッチを3種類設けているものがある(例えば、特許文献2参照)。
特開平7−167224号公報
実開昭63−160463号公報
また、複数のリンクと、これら複数のリンクを連結するためのピンと、リンクに連結され且つ一対の端縁のそれぞれがプーリのV溝に係合するブロックとを備える動力伝達用チェーンベルトにおいて、上記したのと同様の騒音を低減するために、ブロック間のピッチを3種類設けているものがある(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1および2の何れにおいても、プーリに係合する部材間のピッチを変えることで、プーリに係合する際の噛み合い音の発生の周期をずらせ、騒音の周波数をより広い範囲に分散させているに過ぎない。したがって、ピッチを変更していない場合と比べて、騒音のエネルギーそのものはほとんど減少しておらず、騒音の実質的な低減は達成されていない。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、騒音を実質的に低減することのできる動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、複数のリンクと、これらのリンクを互いに連結して一対の端部のそれぞれにプーリ係合用の動力伝達部を含む複数の動力伝達部材とを備える動力伝達チェーンにおいて、上記複数のリンクは、連結ピッチの相対的に短い短リンクと連結ピッチの相対的に長い長リンクとを含み、長リンクの連結ピッチは、短リンクの連結ピッチの(2n+1)/2n倍(nは自然数)であることを特徴とするものである。
本発明によれば、長リンクがプーリをn回通過すると、長リンクに連結された動力伝達部材とプーリとの噛み合い音の位相が、短リンクに連結された動力伝達部材とプーリとの噛み合い音の位相に対して半波長ずれ、互いに逆位相となる。これにより、前者の噛み合い音で後者の噛み合い音を打ち消して消音効果を得ることができ、騒音を実質的に低減することができる。しかも、動力伝達部材がプーリに順次に噛み合う際のタイミングが変化するので、噛み合い振動の周期がプーリ等の固有振動数と一致して共振が生じることを防止でき、騒音低減効果をより発揮することができる。
また、本発明において、チェーン進行方向に関する上記長リンクの数は、チェーン進行方向に関する長リンクおよび短リンクの合計の1/30〜1/3である場合がある。
この場合、チェーン進行方向に関して、長リンクの数を、長リンクおよび短リンクの合計の1/30以上にすることにより、消音効果の持続時間を長くして、消音時と非消音時の音色の変化を人に感じさせなくし、体感上の静粛性を十分に確保することができる。また、チェーン進行方向に関して、長リンクの数を、長リンクおよび短リンクの合計の1/3以下にすることにより、より多くの動力伝達部材を短ピッチに配置でき、プーリに一時に噛み込まれる動力伝達部材の数をより多くすることができる。その結果、動力伝達部材がプーリに噛み込まれる際の、動力伝達部材1つ当たりの負荷(加振力)をより低減して、噛み合い音を十分に小さくすることができる。
この場合、チェーン進行方向に関して、長リンクの数を、長リンクおよび短リンクの合計の1/30以上にすることにより、消音効果の持続時間を長くして、消音時と非消音時の音色の変化を人に感じさせなくし、体感上の静粛性を十分に確保することができる。また、チェーン進行方向に関して、長リンクの数を、長リンクおよび短リンクの合計の1/3以下にすることにより、より多くの動力伝達部材を短ピッチに配置でき、プーリに一時に噛み込まれる動力伝達部材の数をより多くすることができる。その結果、動力伝達部材がプーリに噛み込まれる際の、動力伝達部材1つ当たりの負荷(加振力)をより低減して、噛み合い音を十分に小さくすることができる。
また、本発明において、上記短リンクと長リンクとをチェーン進行方向にランダムに配列する場合がある。この場合、動力伝達部材がプーリに噛み込まれる際の噛み合い音の周波数をより広範囲に分散させて、噛み合い音の音圧レベルのピークを下げることができ、その結果、体感上の騒音をより低減することができる。
また、本発明において、上記動力伝達部材に転がり摺動接触する相手部材を備え、動力伝達部材は、相手部材との接触部の形状が相異なる複数種類の動力伝達部材を含み、これら複数種類の動力伝達部材がチェーン進行方向にランダムに配列されている場合がある。この場合、動力伝達部材がプーリに噛み込まれる際の噛み合い音の周波数をより広範囲に分散させることにより、噛み合い音の音圧レベルのピークを下げることができ、その結果、体感上の騒音をより低減することができる。上記の相手部材は、リンクおよびリンクに固定される部材の少なくとも一方を含むものである。
また、本発明において、上記動力伝達部材に転がり摺動接触する相手部材を備え、動力伝達部材は、相手部材との接触部の形状が相異なる複数種類の動力伝達部材を含み、これら複数種類の動力伝達部材がチェーン進行方向にランダムに配列されている場合がある。この場合、動力伝達部材がプーリに噛み込まれる際の噛み合い音の周波数をより広範囲に分散させることにより、噛み合い音の音圧レベルのピークを下げることができ、その結果、体感上の騒音をより低減することができる。上記の相手部材は、リンクおよびリンクに固定される部材の少なくとも一方を含むものである。
また、本発明において、相対向する一対の円錐面状のシーブ面をそれぞれ有する第1および第2のプーリと、これらのプーリ間に巻き掛けられ、シーブ面に係合して動力を伝達する上記の動力伝達チェーンとを備える場合がある。この場合、静粛性に優れた動力伝達装置を実現することができる。
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る動力伝達チェーンを備える動力伝達装置としてのチェーン式無段変速機(以下では、単に無段変速機ともいう)の要部構成を模式的に示す斜視図である。図1を参照して、無段変速機100は、自動車等の車両に搭載されるものであり、第1のプーリとしての金属(構造用鋼等)製のドライブプーリ60と、第2のプーリとしての金属(構造用鋼等)製のドリブンプーリ70と、これらの両プーリ60,70間に巻き掛けられた無端状の動力伝達チェーン1(以下では、単にチェーンともいう)とを備えている。なお、図1中のチェーン1は、理解を容易にするために一部断面を示している。
図1は、本発明の一実施の形態に係る動力伝達チェーンを備える動力伝達装置としてのチェーン式無段変速機(以下では、単に無段変速機ともいう)の要部構成を模式的に示す斜視図である。図1を参照して、無段変速機100は、自動車等の車両に搭載されるものであり、第1のプーリとしての金属(構造用鋼等)製のドライブプーリ60と、第2のプーリとしての金属(構造用鋼等)製のドリブンプーリ70と、これらの両プーリ60,70間に巻き掛けられた無端状の動力伝達チェーン1(以下では、単にチェーンともいう)とを備えている。なお、図1中のチェーン1は、理解を容易にするために一部断面を示している。
図2は、図1のドライブプーリ60(ドリブンプーリ70)およびチェーン1の部分的な拡大断面図である。図1および図2を参照して、ドライブプーリ60は、車両の駆動源に動力伝達可能に連なる入力軸61に取り付けられるものであり、固定シーブ62と可動シーブ63とを備えている。固定シーブ62および可動シーブ63は、相対向する一対のシーブ面62a,63aをそれぞれ有している。シーブ面62a,63aは円錐面状の傾斜面を含む。これらシーブ面62a,63a間に溝が区画され、この溝によってチェーン1を強圧に挟んで保持するようになっている。
また、可動シーブ63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、入力軸61の軸方向(図2の左右方向)に可動シーブ63を移動させることにより、溝幅を変化させるようになっている。それにより、入力軸61の径方向(図2の上下方向)にチェーン1を移動させて、入力軸61(プーリ60)に対するチェーン1の巻き掛け半径R(第1のピン3に関する有効半径R)を変化できるようになっている。
一方、ドリブンプーリ70は、駆動輪(図示せず)に動力伝達可能に連なる出力軸71に一体回転可能に取り付けられており、ドライブプーリ60と同様に、チェーン1を強圧で挟む溝を形成するための相対向する一対のシーブ面72a,73aをそれぞれ有する固定シーブ72および可動シーブ73を備えている。ドリブンプーリ70の可動シーブ73には、ドライブプーリ60の可動シーブ63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、この可動シーブ73を移動させることにより溝幅を変化させるようになっている。それにより、チェーン1を移動させて、出力軸71(プーリ70)に対するチェーン1の巻き掛け半径Rを変化できるようになっている。
図3は、チェーン1の要部の断面平面図である。図4(A)は、図3のII−II線に沿う断面図であり、チェーン直線部分を示している。図4(B)は、図3のIII−III線に沿う断面図であり、チェーン直線部分を示している。
図3、図4(A)および図4(B)を参照して、チェーン1は、複数のリンクとしての連結ピッチの相対的に短い短リンク2および連結ピッチの相対的に長い長リンク2Aと、互いに転がり摺動接触する複数の第1および第2のピン3,4とを備えている。なお、転がり摺動接触とは、転がり接触およびすべり接触の少なくとも一方を含む接触のことをいう。
図3、図4(A)および図4(B)を参照して、チェーン1は、複数のリンクとしての連結ピッチの相対的に短い短リンク2および連結ピッチの相対的に長い長リンク2Aと、互いに転がり摺動接触する複数の第1および第2のピン3,4とを備えている。なお、転がり摺動接触とは、転がり接触およびすべり接触の少なくとも一方を含む接触のことをいう。
短リンク2は板状に形成されており、チェーン進行方向Xの前後に並ぶ一対の端部としての前端部7および後端部8を含んでいる。これら前端部7および後端部8には、前貫通孔9および後貫通孔10がそれぞれ形成されている。
同様に、長リンク2Aは板状に形成されており、チェーン進行方向Xの前後に並ぶ一対の端部としての前端部7および後端部8を含んでいる。これら前端部7および後端部8には、前貫通孔9および後貫通孔10がそれぞれ形成されている。
同様に、長リンク2Aは板状に形成されており、チェーン進行方向Xの前後に並ぶ一対の端部としての前端部7および後端部8を含んでいる。これら前端部7および後端部8には、前貫通孔9および後貫通孔10がそれぞれ形成されている。
短リンク2および長リンク2Aを用いて、第1〜第3の列51〜53が形成されている。第1の列51および第3の列53はそれぞれ、チェーン幅方向Wに並ぶ複数の長リンク2Aを含んでいる。また、第2の列52は、チェーン幅方向Wに並ぶ複数の短リンク2を含んでいる。第1〜第3の列51〜53のそれぞれにおいて、同一列のリンク2,2Aは、チェーン進行方向Xの位置が互いに同じとなるように揃えられている。第1〜第3の列51〜53は、チェーン進行方向Xに沿って並んで配置されている。
第1〜第3の列51〜53のリンク2,2Aはそれぞれ、対応する第1および第2のピン3,4を用いて、対応する第1〜第3の列51〜53のリンク2,2Aと相互に屈曲可能に連結されている。
具体的には、第1の列51の長リンク2Aの前貫通孔9と、第2の列52の短リンク2の後貫通孔10とは、チェーン幅方向Wに並んで互いに対応しており、これらの貫通孔9,10を挿通する第1および第2のピン3,4によって、第1および第2の列51,52のリンク2,2A同士がチェーン進行方向Xに屈曲可能に連結されている。
具体的には、第1の列51の長リンク2Aの前貫通孔9と、第2の列52の短リンク2の後貫通孔10とは、チェーン幅方向Wに並んで互いに対応しており、これらの貫通孔9,10を挿通する第1および第2のピン3,4によって、第1および第2の列51,52のリンク2,2A同士がチェーン進行方向Xに屈曲可能に連結されている。
同様に、第2の列52の短リンク2の前貫通孔9と、第3の列53の長リンク2Aの後貫通孔10とは、チェーン幅方向Wに並んで互いに対応しており、これらの貫通孔9,10を挿通する第1および第2のピン3,4によって、第2および第3の列52,53のリンク2,2A同士がチェーン進行方向Xに屈曲可能に連結されている。
図示していないが、次には、第3および第4の列のリンクが相互に連結され、このようにして、順次にリンクが2列ずつ連結されて、チェーン1全体として無端状をなす。
図示していないが、次には、第3および第4の列のリンクが相互に連結され、このようにして、順次にリンクが2列ずつ連結されて、チェーン1全体として無端状をなす。
第1のピン3は、動力伝達部材としてチェーン幅方向Wに延びる棒状体である。第1のピン3の一対の端部15,16が、チェーン幅方向Wの一対の端部に配置されるリンク2,2Aからチェーン幅方向Wにそれぞれ突出している。第1のピン3の一対の端部15,16には、動力伝達部5,6がそれぞれ設けられている。
図2を参照して、動力伝達部5,6は、各プーリ60,70の対応するシーブ面62a,63a,72a,73aに摩擦接触(係合)するためのものである。第1のピン3は、上記対応するシーブ面62a,63a,72a,73a間に挟持され、これにより、第1のピン3と各プーリ60,70との間で動力が伝達される。第1のピン3は、その動力伝達部5,6によって直接動力伝達に寄与するため、例えば、軸受用鋼(SUJ2)等の高強度耐摩耗材料で形成されている。
図2を参照して、動力伝達部5,6は、各プーリ60,70の対応するシーブ面62a,63a,72a,73aに摩擦接触(係合)するためのものである。第1のピン3は、上記対応するシーブ面62a,63a,72a,73a間に挟持され、これにより、第1のピン3と各プーリ60,70との間で動力が伝達される。第1のピン3は、その動力伝達部5,6によって直接動力伝達に寄与するため、例えば、軸受用鋼(SUJ2)等の高強度耐摩耗材料で形成されている。
再び図3,図4(A)および図4(B)を参照して、第2のピン4(ストリップ、またはインターピースともいう)は、上記したように、第1のピン3に転がり摺動接触する相手部材であり、第1のピン3と同様の材料により形成された、チェーン幅方向Wに延びる棒状体である。チェーン進行方向X関して、第2のピン4は、第1のピン3よりも薄肉に形成されている。
第1のピン3は、一のリンク2,2Aの前貫通孔9に遊嵌されてこのリンク2,2Aに対する相対移動(回転)が可能とされると共に、対応する他のリンク2,2A(上記一のリンク2,2Aとチェーン進行方向Xに隣り合うリンク2,2A)の後貫通孔10に圧入固定(嵌合)されてこのリンク2,2Aに対する相対回転が規制されている。
具体的には、第1のピン3は、第1の列51の長リンク2Aの前貫通孔9に遊嵌されて、第1の列51の長リンク2Aに対する相対回転が可能とされると共に、第2の列52の短リンク2の後貫通孔10に圧入固定されて、第2の列52の短リンク2に対する相対回転が規制されている。同様に、第1のピン3は、第2の列52の短リンク2の前貫通孔9に遊嵌されると共に、第3の列53の長リンク2Aの後貫通孔10に圧入固定されている。
具体的には、第1のピン3は、第1の列51の長リンク2Aの前貫通孔9に遊嵌されて、第1の列51の長リンク2Aに対する相対回転が可能とされると共に、第2の列52の短リンク2の後貫通孔10に圧入固定されて、第2の列52の短リンク2に対する相対回転が規制されている。同様に、第1のピン3は、第2の列52の短リンク2の前貫通孔9に遊嵌されると共に、第3の列53の長リンク2Aの後貫通孔10に圧入固定されている。
また、第2のピン4は、一のリンク2,2Aの前貫通孔9に圧入固定(嵌合)されてこのリンク2,2Aに対する相対回転が規制されると共に、対応する他のリンク2,2Aの後貫通孔10に遊嵌されてこのリンク2,2Aに対する相対移動(回転)が可能とされている。
具体的には、第2のピン4は、第1の列51の長リンク2Aの前貫通孔9に圧入固定されて、第1の列51の長リンク2Aに対する相対回転が規制されると共に、第2の列52の短リンク2の後貫通孔10に遊嵌されて、第2の列52の短リンク2に対する相対移動(回転)が可能とされている。同様に、第2のピン4は、第2の列52の短リンク2の前貫通孔9に圧入固定されると共に、第3の列53の長リンク2の後貫通孔10に遊嵌されている。
具体的には、第2のピン4は、第1の列51の長リンク2Aの前貫通孔9に圧入固定されて、第1の列51の長リンク2Aに対する相対回転が規制されると共に、第2の列52の短リンク2の後貫通孔10に遊嵌されて、第2の列52の短リンク2に対する相対移動(回転)が可能とされている。同様に、第2のピン4は、第2の列52の短リンク2の前貫通孔9に圧入固定されると共に、第3の列53の長リンク2の後貫通孔10に遊嵌されている。
上記の構成により、チェーン進行方向Xに隣接するリンク2,2Aが相互に屈曲する際、対応する第1のピン3は、隣り合う第2のピン4に対して転がり摺動接触する。
また、第1のピン3を基準とした、第1のピン3と隣り合う第2のピン4との接触線Tの軌跡が、概ねインボリュート曲線となるようにされている。
具体的には、第1のピン3の周面11(外周面)のうち、隣り合う第2のピン4と接触し得る接触部12の断面形状が、インボリュート曲線とされている。このインボリュート曲線は、接触部12よりもチェーン1の屈曲の内側(図4(A)の下側)に中心Mを有し、且つ半径がRbとされた基礎円Aを持つインボリュート曲線とされている。
また、第1のピン3を基準とした、第1のピン3と隣り合う第2のピン4との接触線Tの軌跡が、概ねインボリュート曲線となるようにされている。
具体的には、第1のピン3の周面11(外周面)のうち、隣り合う第2のピン4と接触し得る接触部12の断面形状が、インボリュート曲線とされている。このインボリュート曲線は、接触部12よりもチェーン1の屈曲の内側(図4(A)の下側)に中心Mを有し、且つ半径がRbとされた基礎円Aを持つインボリュート曲線とされている。
また、各第2のピン4の周面13(外周面)のうち、対応する第1のピン3と接触し得る接触部14が、平坦面(断面直線形状)に形成されている。この平坦面は、チェーン進行方向Xと直交する平坦面を含んでいる。
短リンク2の連結ピッチPSは、以下のように定義されている。すなわち、短リンク2の連結ピッチPSは、この短リンク21において隣り合う貫通孔9,10間の距離をいい、具体的には、チェーン1の直線部分において、前貫通孔9内の第1および第2のピン3,4が互いに接触している接触線Tと、後貫通孔10内の第1および第2のピン3,4が互いに接触している接触線Tとの間の、チェーン進行方向Xの距離として定義されている。
短リンク2の連結ピッチPSは、以下のように定義されている。すなわち、短リンク2の連結ピッチPSは、この短リンク21において隣り合う貫通孔9,10間の距離をいい、具体的には、チェーン1の直線部分において、前貫通孔9内の第1および第2のピン3,4が互いに接触している接触線Tと、後貫通孔10内の第1および第2のピン3,4が互いに接触している接触線Tとの間の、チェーン進行方向Xの距離として定義されている。
同様に、長リンク2Aの連結ピッチPLは、以下のように定義されている。すなわち、長リンク2Aの連結ピッチPLは、この長リンク2Aにおいて隣り合う貫通孔9,10間の距離をいい、具体的には、チェーン1の直線部分において、前貫通孔9内の第1および第2のピン3,4が互いに接触している接触線Tと、後貫通孔10内の第1および第2のピン3,4が互いに接触している接触線Tとの間の、チェーン進行方向Xの距離として定義されている。
長リンク2Aの連結ピッチPLは、短リンク2の連結ピッチPSよりも長く(PL>PS)されている。具体的には、長リンク2Aは、その貫通孔9,10間に位置する柱部17のチェーン進行方向Xの厚みEが、短リンク2の貫通孔9,10間に位置する柱部18のチェーン進行方向Xの厚みFよりも厚く(E>F)されている。
本実施の形態の特徴とするところは、長リンク2Aの連結ピッチPLが、短リンク2の連結ピッチPSの(2n+1)/2n倍(nは自然数)とされている点にある。すなわち、長リンク2Aの連結ピッチPLは、短リンク2の連結ピッチPSよりも、この連結ピッチPSの1/2n倍だけ長くされている(PL=PS+1/2nPS)。
本実施の形態の特徴とするところは、長リンク2Aの連結ピッチPLが、短リンク2の連結ピッチPSの(2n+1)/2n倍(nは自然数)とされている点にある。すなわち、長リンク2Aの連結ピッチPLは、短リンク2の連結ピッチPSよりも、この連結ピッチPSの1/2n倍だけ長くされている(PL=PS+1/2nPS)。
上記nの値は、例えば、1(n=1)に設定されている。この場合、長リンク2Aの連結ピッチPLは、短リンク2の連結ピッチPSの3/2倍となる(PL=3/2PS)。
また、チェーン進行方向Xに関して、長リンク2Aの数Bは、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cの1/30〜1/3の範囲に設定されている(C/30≦B≦C/3)。
すなわち、チェーン進行方向Xに関して、長リンク2Aの数Bの、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cに対する割合B/Cが、1/30≦B/C≦1/3とされている。
また、チェーン進行方向Xに関して、長リンク2Aの数Bは、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cの1/30〜1/3の範囲に設定されている(C/30≦B≦C/3)。
すなわち、チェーン進行方向Xに関して、長リンク2Aの数Bの、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cに対する割合B/Cが、1/30≦B/C≦1/3とされている。
なお、チェーン進行方向Xに関する長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cとは、チェーン進行方向Xに関する長リンク2Aの数Bと、短リンク2の数Dとの和(C=B+D)をいう。
上記割合B/Cの上限は、1/5に設定されるのがより好ましい。本実施の形態において、上記割合B/Cは概ね1/5とされている。この場合、チェーン進行方向Xに関して、例えば、長リンク2Aの数Bは15に設定され、短リンク2の数Dは72に設定され、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cは87に設定される。
上記割合B/Cの上限は、1/5に設定されるのがより好ましい。本実施の形態において、上記割合B/Cは概ね1/5とされている。この場合、チェーン進行方向Xに関して、例えば、長リンク2Aの数Bは15に設定され、短リンク2の数Dは72に設定され、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cは87に設定される。
なお、前記したように、長リンク2Aを含む列において、各長リンク2Aは、チェーン進行方向Xの位置が互いに揃えられている。したがって、チェーン進行方向Xに関する長リンク2Aの数Bは、長リンク2Aを含む列の数に等しい。
同様に、短リンク2を含む列において、各短リンク2は、チェーン進行方向Xの位置が互いに揃えられている。したがって、チェーン進行方向Xに関する短リンク2の数Dは、短リンク2を含む列の数に等しい。
同様に、短リンク2を含む列において、各短リンク2は、チェーン進行方向Xの位置が互いに揃えられている。したがって、チェーン進行方向Xに関する短リンク2の数Dは、短リンク2を含む列の数に等しい。
また、短リンク2と長リンク2Aとは、チェーン進行方向Xにランダムに配列されている。換言すれば、短リンク2を含む列と長リンク2Aを含む列とは、チェーン進行方向Xにランダムに配列されている。
なお、「ランダムに配列」とは、短リンク2および長リンク2A(短リンク2を含む列および長リンク2Aを含む列)の少なくとも一方が、チェーン進行方向Xの少なくとも一部に不規則に配置されていることを意味するものである。
なお、「ランダムに配列」とは、短リンク2および長リンク2A(短リンク2を含む列および長リンク2Aを含む列)の少なくとも一方が、チェーン進行方向Xの少なくとも一部に不規則に配置されていることを意味するものである。
また、チェーン進行方向Xにおいて、長リンク2A(長リンク2Aを含む列)は連続しないように配置されており、長リンク2A同士の間に短リンク2が介在している。
以上の概略構成を有する無段変速機100は、図1に示すように、入力軸61から動力を与えられると、ドライブプーリ60が回転してチェーン1を回転させ、さらにチェーン1がドリブンプーリ70を回転させて出力軸71が回転される。このとき、チェーン1は、図2に示すように、その第1のピン3が順次に各プーリ60,70に噛み込まれる。
以上の概略構成を有する無段変速機100は、図1に示すように、入力軸61から動力を与えられると、ドライブプーリ60が回転してチェーン1を回転させ、さらにチェーン1がドリブンプーリ70を回転させて出力軸71が回転される。このとき、チェーン1は、図2に示すように、その第1のピン3が順次に各プーリ60,70に噛み込まれる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、長リンク2Aの連結ピッチPLを、短リンク2の連結ピッチPSの(2n+1)/2n倍(例えば3/2倍)にしている。これにより、長リンク2Aが対応するプーリ60,70をn回(本実施の形態において、1回)通過すると、長リンク2Aに連結された第1のピン3と上記対応するプーリ60,70との噛み合い音の位相が、短リンク2に連結された第1のピン3と上記対応するプーリ60,70との噛み合い音の位相に対して半波長ずれ、互いに逆位相となる。これにより、前者の噛み合い音で後者の噛み合い音を打ち消して消音効果を得ることができ、騒音を実質的に低減することができる。
しかも、第1のピン3が各プーリ60,70に順次に噛み合う際のタイミングがランダムに変化するので、噛み合い振動の周期が各プーリ60,70等の固有振動数と一致して共振が生じることを防止でき、騒音低減効果をより発揮することができる。
また、チェーン進行方向Xに関して、長リンク2Aの数Bを、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cの1/30以上にすることにより、消音効果の持続時間を長くして、消音時と非消音時の音色の変化を人に感じさせなくし、体感上の静粛性を十分に確保することができる。
また、チェーン進行方向Xに関して、長リンク2Aの数Bを、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cの1/30以上にすることにより、消音効果の持続時間を長くして、消音時と非消音時の音色の変化を人に感じさせなくし、体感上の静粛性を十分に確保することができる。
また、チェーン進行方向Xに関して、長リンク2Aの数Bを、長リンク2Aおよび短リンク2の合計Cの1/3以下にすることにより、より多くの第1のピン3を短ピッチに配置でき、各プーリ60,70に一時に噛み込まれる第1のピン3の数をより多くすることができる。その結果、第1のピン3が各プーリ60,70に噛み込まれる際の、第1のピン3の1つ当たりの負荷(加振力)をより低減して、噛み合い音を十分に小さくすることができる。
さらに、短リンク2と長リンク2Aとをチェーン進行方向Xにランダムに配列することにより、第1のピン3が各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の周波数をより広範囲に分散させて、噛み合い音の音圧レベルのピークを下げることができ、その結果、体感上の騒音をより低減することができる。
また、第1のピン3を、対応するリンク2,2Aの前貫通孔9に遊嵌すると共に対応するリンク2,2Aの後貫通孔10,10Aに圧入固定し、第2のピン4を、対応するリンク2,2Aの前貫通孔9に圧入固定すると共に対応するリンク2,2Aの後貫通孔10,10Aに遊嵌している。これにより、第1のピン3の動力伝達部5,6が各プーリ60,70の対応するシーブ面62a,63a,72a,73aに接触して動力を伝達する際、対応するリンク2,2Aに圧入固定された第2のピン4が第1のピン3に対して転がり摺動接触することにより、隣り合うリンク2,2A同士の屈曲が可能とされている。
また、第1のピン3を、対応するリンク2,2Aの前貫通孔9に遊嵌すると共に対応するリンク2,2Aの後貫通孔10,10Aに圧入固定し、第2のピン4を、対応するリンク2,2Aの前貫通孔9に圧入固定すると共に対応するリンク2,2Aの後貫通孔10,10Aに遊嵌している。これにより、第1のピン3の動力伝達部5,6が各プーリ60,70の対応するシーブ面62a,63a,72a,73aに接触して動力を伝達する際、対応するリンク2,2Aに圧入固定された第2のピン4が第1のピン3に対して転がり摺動接触することにより、隣り合うリンク2,2A同士の屈曲が可能とされている。
この際、互いに接触する第1および第2のピン3,4(第1のピン3およびこれが遊嵌されるリンク2,2A)間において、互いの転がり接触成分が多くてすべり接触成分が極めて少なく、するとその結果、第1のピン3が上記シーブ面62a,63a,72a,73aに対してほとんど回転しないこととなり、摩擦損失を低減して高い伝動効率を確保することができる。
また、対応する第1および第2のピン3,4の互いの接触線Tの軌跡が、概ねインボリュート形状を描くようにされていることで、第1のピン3が各プーリ60,70に順次噛み込まれた際に、チェーン1に弦振動的な運動が生じることをより抑制できる。その結果、チェーン1の駆動時の騒音をさらに低減することができる。
このようにして、伝動効率や静粛性に優れた無段変速機100を実現できる。
このようにして、伝動効率や静粛性に優れた無段変速機100を実現できる。
図5は、本発明の他の実施の形態の要部を示す断面側面図である。本実施の形態では、図1〜図4に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成については図に同一の符号を付してその説明を省略する。
図5を参照して、本実施の形態では、第1のピン3に加え、第1のピン3Aが用いられている。第1のピン3と第1のピン3Aとは、概ね同様の部材であるが、それぞれの接触面12,12Aの形状が互いに異なったものとなっている。
図5を参照して、本実施の形態では、第1のピン3に加え、第1のピン3Aが用いられている。第1のピン3と第1のピン3Aとは、概ね同様の部材であるが、それぞれの接触面12,12Aの形状が互いに異なったものとなっている。
具体的には、第1のピン3Aの接触部12Aは、第1のピン3の接触部12と同様、断面形状がインボリュート曲線をなしているが、このインボリュート曲線の基礎円は、第1のピン3の接触部12におけるインボリュート曲線の基礎円に対して、相異なる中心MAおよび半径RbAを有している。
そして、第1のピン3Aは、第1のピン3と同様に、対応するリンク2,2A(図5において、長リンク2A)の前貫通孔9に遊嵌され、且つ対応するリンク2,2A(図5において、短リンク2)の後貫通孔10に圧入固定されている。チェーン直線部分において、第1のピン3Aの接触部12Aは、隣り合う第2のピン4と、接触線TAで接触している。
そして、第1のピン3Aは、第1のピン3と同様に、対応するリンク2,2A(図5において、長リンク2A)の前貫通孔9に遊嵌され、且つ対応するリンク2,2A(図5において、短リンク2)の後貫通孔10に圧入固定されている。チェーン直線部分において、第1のピン3Aの接触部12Aは、隣り合う第2のピン4と、接触線TAで接触している。
上記の構成により、第1のピン3と隣り合う第2のピン4との接触線Tの軌跡と、第1のピン3Aと隣り合う第2のピン4との接触線TAの軌跡とが、互いに異なっている。
第1のピン3と第1のピン3Aとは、チェーン進行方向Xに沿ってランダムに配列されている。なお、この場合の「ランダムに配列」とは、第1のピン3および第1のピン3Aの少なくとも一方が、チェーン進行方向Xの少なくとも一部に不規則に配置されていることを意味するものである。
第1のピン3と第1のピン3Aとは、チェーン進行方向Xに沿ってランダムに配列されている。なお、この場合の「ランダムに配列」とは、第1のピン3および第1のピン3Aの少なくとも一方が、チェーン進行方向Xの少なくとも一部に不規則に配置されていることを意味するものである。
以上の次第で、本実施の形態によれば、第1のピン3,3Aをチェーン進行方向Xにランダムに配列することにより、第1のピン3,3Aが各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の周波数をより広範囲に分散させて、噛み合い音の音圧レベルのピークを下げることができ、その結果、体感上の騒音をより低減することができる。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではない。例えば、図5に示す実施の形態において、長リンク2Aに連結(嵌合)される第1のピンとして、第1のピン3と第1のピン3Aの両方が含まれていることが好ましい。この場合、長リンク2Aに連結された第1のピン3に関して、各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の音圧レベルのピークを確実に低減して、より一層の騒音低減効果を得ることができる。その結果、長リンク2Aが各プーリ60,70を通過する際に発生する騒音を格段に低減することができる。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではない。例えば、図5に示す実施の形態において、長リンク2Aに連結(嵌合)される第1のピンとして、第1のピン3と第1のピン3Aの両方が含まれていることが好ましい。この場合、長リンク2Aに連結された第1のピン3に関して、各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の音圧レベルのピークを確実に低減して、より一層の騒音低減効果を得ることができる。その結果、長リンク2Aが各プーリ60,70を通過する際に発生する騒音を格段に低減することができる。
同様に、短リンク2に連結(嵌合)される第1のピンとして、第1のピン3と第1のピン3Aの両方が含まれていることが好ましい。この場合、短リンク2に連結された第1のピン3に関して、各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の音圧レベルのピークを確実に低減して、より一層の騒音低減効果を得ることができる。その結果、短リンク2Aが各プーリ60,70を通過する際に発生する騒音を格段に低減することができる。また、接触部の形状が互いに異なる3種類以上の第1のピンを設けてもよい。
さらに、上記各実施の形態において、自然数nの値は、2以上であってもよい。この場合、n=2とすれば、長リンク2Aの連結ピッチPLは、短リンク2の連結ピッチPSの5/4倍とされる。同様に、n=3,4,5,6・・・とすれば、長リンク2Aの連結ピッチPLは、短リンク2の連結ピッチPSの7/6倍,9/8倍,11/10倍,13/12倍・・・とされる。
また、第1の列51を、短リンク2を用いて構成してもよいし、第2の列52を、長リンク2Aを用いて構成してもよいし、第3の列53を、短リンク2を用いて構成してもよい。
さらに、長リンク2Aをチェーン進行方向Xに連続して並ぶように配置してもよい。また、短リンク2の数Dは、上記した値より少なくてもよいし、多くてもよい。同様に、長リンク2Aの数Bは、上記した値より少なくてもよいし、多くてもよい。
さらに、長リンク2Aをチェーン進行方向Xに連続して並ぶように配置してもよい。また、短リンク2の数Dは、上記した値より少なくてもよいし、多くてもよい。同様に、長リンク2Aの数Bは、上記した値より少なくてもよいし、多くてもよい。
さらに、短リンク2をチェーン進行方向Xに規則的に配列してもよい。また、長リンク2Aをチェーン進行方向Xに規則的に配列してもよい。
さらに、長さの相異なる2種類以上の第1のピンを設け、これら第1のピンを、チェーン進行方向Xにランダムに配列してもよい。この場合、第1のピンが各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の周波数を分散させて、音圧レベルのピークをより低くして、体感上の騒音をより低減することができる。また、剛性(弾性率)の相異なる2種類以上の第1のピンを設け、これら第1のピンを、チェーン進行方向Xにランダムに配列してもよい。この場合も、第1のピンが各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の周波数を分散させて、音圧レベルのピークをより低くして、体感上の騒音をより低減することができる。
さらに、長さの相異なる2種類以上の第1のピンを設け、これら第1のピンを、チェーン進行方向Xにランダムに配列してもよい。この場合、第1のピンが各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の周波数を分散させて、音圧レベルのピークをより低くして、体感上の騒音をより低減することができる。また、剛性(弾性率)の相異なる2種類以上の第1のピンを設け、これら第1のピンを、チェーン進行方向Xにランダムに配列してもよい。この場合も、第1のピンが各プーリ60,70に噛み込まれる際の噛み合い音の周波数を分散させて、音圧レベルのピークをより低くして、体感上の騒音をより低減することができる。
さらに、第1のピンと対応する第2のピン4との転がり摺動接触の軌跡はインボリュート曲線でなくてもよい。具体的には、第1のピンの接触部の断面形状は、インボリュート曲線でなくてもよいし、第2のピン4の接触部14の断面形状は、直線形状でなくてもよい。
また、第1のピンおよび第2のピンは、それぞれ対応するリンクに圧入固定されていなくてもよい。さらに、第1のピンの一対の端部のそれぞれに、動力伝達部5,6と同様の動力伝達部を有する部材を配置し、第1のピンと当該動力伝達部を有する部材とを含む動力伝達ブロックを設け、これを第1の動力伝達部材としてもよい。
また、第1のピンおよび第2のピンは、それぞれ対応するリンクに圧入固定されていなくてもよい。さらに、第1のピンの一対の端部のそれぞれに、動力伝達部5,6と同様の動力伝達部を有する部材を配置し、第1のピンと当該動力伝達部を有する部材とを含む動力伝達ブロックを設け、これを第1の動力伝達部材としてもよい。
また、第1のピン3と同様にして、第2のピン4を、各プーリ60,70の対応するシーブ面62a,63a,72a,73aに接触させてもよい。
さらに第2のピン4を廃止してもよい。この場合、各リンク2,2Aの前貫通孔9のうち、第2のピン4が挿通されていた部分が閉塞され、各リンクの前貫通孔9に遊嵌された第1のピンは、この前貫通孔9のチェーン進行方向Xの前端縁(第2のピン4の接触部14と同様の形状をなしている)と転がり摺動接触することとなる。すなわち、リンクが第1のピンに転がり摺動接触する相手部材となる。
さらに第2のピン4を廃止してもよい。この場合、各リンク2,2Aの前貫通孔9のうち、第2のピン4が挿通されていた部分が閉塞され、各リンクの前貫通孔9に遊嵌された第1のピンは、この前貫通孔9のチェーン進行方向Xの前端縁(第2のピン4の接触部14と同様の形状をなしている)と転がり摺動接触することとなる。すなわち、リンクが第1のピンに転がり摺動接触する相手部材となる。
また、各リンク2,2Aの前貫通孔9と後貫通孔10の配置を入れ換えてもよい。さらに、前貫通孔9と後貫通孔10との間に位置するリンクの柱部に連通溝を形成し、前貫通孔9と後貫通孔10とを互いに連通させてもよい。さらにまた、ドライブプーリ60およびドリブンプーリ70の双方の溝幅が変動する態様に限定されるものではなく、何れか一方の溝幅のみが変動し、他方が変動しない固定幅にした態様であっても良い。また、上記では溝幅が連続的(無段階)に変動する態様について説明したが、段階的に変動したり、固定式(無変速)である等の他の動力伝達装置に適用しても良い。
1 チェーン(動力伝達チェーン)
2 短リンク(複数のリンクのうちの1つ)
2A 長リンク(複数のリンクのうちの1つ)
3 第1のピン(動力伝達部材)
4 第2のピン(相手部材)
5 動力伝達部
6 動力伝達部
12 接触部
15 端部(動力伝達部材の一対の端部の一方)
16 端部(動力伝達部材の一対の端部の他方)
60 ドライブプーリ(第1のプーリ)
62a,63a シーブ面
70 ドリブンプーリ(第2のプーリ)
72a,73a シーブ面
100 無段変速機(動力伝達装置)
B (長リンクの)数
C (長リンクおよび短リンクの)合計
PL (長リンクの)連結ピッチ
PS (短リンクの)連結ピッチ
X チェーン進行方向
2 短リンク(複数のリンクのうちの1つ)
2A 長リンク(複数のリンクのうちの1つ)
3 第1のピン(動力伝達部材)
4 第2のピン(相手部材)
5 動力伝達部
6 動力伝達部
12 接触部
15 端部(動力伝達部材の一対の端部の一方)
16 端部(動力伝達部材の一対の端部の他方)
60 ドライブプーリ(第1のプーリ)
62a,63a シーブ面
70 ドリブンプーリ(第2のプーリ)
72a,73a シーブ面
100 無段変速機(動力伝達装置)
B (長リンクの)数
C (長リンクおよび短リンクの)合計
PL (長リンクの)連結ピッチ
PS (短リンクの)連結ピッチ
X チェーン進行方向
Claims (5)
- 複数のリンクと、これらのリンクを互いに連結して一対の端部のそれぞれにプーリ係合用の動力伝達部を含む複数の動力伝達部材とを備える動力伝達チェーンにおいて、
上記複数のリンクは、連結ピッチの相対的に短い短リンクと連結ピッチの相対的に長い長リンクとを含み、
長リンクの連結ピッチは、短リンクの連結ピッチの(2n+1)/2n倍(nは自然数)であることを特徴とする動力伝達チェーン。 - 請求項1において、チェーン進行方向に関する上記長リンクの数は、チェーン進行方向に関する長リンクおよび短リンクの合計の1/30〜1/3であることを特徴とする動力伝達チェーン。
- 請求項1または2において、上記短リンクと長リンクとをチェーン進行方向にランダムに配列することを特徴とする動力伝達チェーン。
- 請求項1,2または3において、上記動力伝達部材に転がり摺動接触する相手部材を備え、動力伝達部材は、相手部材との接触部の形状が相異なる複数種類の動力伝達部材を含み、これら複数種類の動力伝達部材がチェーン進行方向にランダムに配列されていることを特徴とする動力伝達チェーン。
- 相対向する一対の円錐面状のシーブ面をそれぞれ有する第1および第2のプーリと、これらのプーリ間に巻き掛けられ、シーブ面に係合して動力を伝達する請求項1,2,3または4記載の動力伝達チェーンとを備えることを特徴とする動力伝達装置。
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-
2004
- 2004-09-30 JP JP2004287383A patent/JP2006097857A/ja not_active Withdrawn
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