JP2007032815A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リンクに発生する応力集中を緩和するとともに、チェーンの伸びを適正値以内に抑えた動力伝達チェーンおよび動力伝達装置を提供する。
【解決手段】 動力伝達チェーン1は、複数のリンク11,21と、複数のピン14および複数のインターピース15とを備えている。複数のリンク11,21は、前後挿通部12,13が独立の貫通孔とされていることで伸びが抑えられた柱有りリンク11と、前後挿通部22,23が１つの貫通孔とされていることで相対的に伸びやすい柱無しリンク21とからなる。柱有りリンク11および柱無しリンク21が所定の混在パターンに基づいて混在させられている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、動力伝達チェーン、さらに詳しくは、自動車の無段変速機（ＣＶＴ）に好適な動力伝達チェーンおよびこれを用いた動力伝達装置に関する。

自動車用無段変速機として、図７に示すように、固定シーブ(2a)および可動シーブ(2b)を有しエンジン側に設けられたドライブプーリ(2)と、固定シーブ(3b)および可動シーブ(3a)を有し駆動輪側に設けられたドリブンプーリ(3)と、両者間に架け渡された無端状動力伝達チェーン(1)とからなり、油圧アクチュエータによって可動シーブ(2b)(3a)を固定シーブ(2a)(3b)に対して接近・離隔させることにより、油圧でチェーン(1)をクランプし、このクランプ力によりプーリ(2)(3)とチェーン(1)との間に接触荷重を生じさせ、この接触部の摩擦力によりトルクを伝達するものが知られている。

動力伝達チェーンとしては、特許文献１（特開平８−３１２７２５号公報）に、ピンが挿通される前後挿通部を有する複数のリンクと、一のリンクの前挿通部と他のリンクの後挿通部とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、一のリンクの前挿通部に固定されかつ他のリンクの後挿通部に移動可能に嵌め入れられた第１ピンと一のリンクの前挿通部に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンクの後挿通部に固定された第２ピンとが相対的に転がり接触移動することにより、リンク同士の長さ方向の屈曲が可能とされているものが提案されている。
特開平８−３１２７２５号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、更なる小型化、軽量化が望まれるが、一般的に小型化、軽量化すると、リンクの耐久性が低下する傾向がある。リンクの損傷原因は、繰り返し応力を受けることによる疲労切損で主であるので、対策としては、リンクに発生する応力を緩和するように、リンクが変形しやすい（伸びやすい）形状とすることが考えられる。しかしながら、リンクの伸びが大きくなると、チェーンの全長が長くなって、チェーンに必要な変速性能や駆動性能を保持できなくなる可能性がある。

この発明の目的は、リンクに発生する応力集中を緩和するとともに、チェーンの伸びを適正値に抑えることができる動力伝達チェーンおよび動力伝達装置を提供することにある。

この発明による動力伝達チェーンは、ピンが挿通される前後挿通部を有する複数のリンクと、一のリンクの前挿通部と他のリンクの後挿通部とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク同士を連結する前後に並ぶ複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、第１ピンと第２ピンとが相対的に転がり接触移動することにより、リンク同士の長さ方向の屈曲が可能とされている動力伝達チェーンにおいて、複数のリンクは、前後挿通部がそれぞれ独立の貫通孔とされていることで伸びが抑えられた柱有りリンクと、前後挿通部が１つの貫通孔とされていることで相対的に伸びやすい柱無しリンクとからなり、柱有りリンクおよび柱無しリンクが所定の混在パターンに基づいて混在させられていることを特徴とするものである。

柱有りリンクは、互いに分離した前後貫通孔をリンクに形成し、前貫通孔を前挿通部、後貫通孔を後挿通部としたもので、柱無しリンクは、前後に長い１つの貫通孔をリンクに形成し、貫通孔の前部を前挿通部、貫通孔の後部を後挿通部としたものである。

柱有りリンクおよび柱無しリンクのそれぞれの数は、自由に設定することができ、混成パターンは、例えば、すべてが柱有りのものを基準として、チェーンの伸びが適正に保たれるという条件下で、応力集中が起こりやすい箇所（幅方向両端部分、１列当たりのリンクの数が少ない部分など）の柱有りリンクを柱無しリンクで置き換えることにより得ることができる。

第１ピンおよび第２ピンは、いずれか一方がリンクの前後挿通部に圧入固定されていることがあり、両方とも固定されていない（移動可能に嵌め入れられている）ことがある。また、第１ピンおよび第２ピンは、異なる断面形状であってもよく、同一形状であってもよい。さらにまた、第１ピンおよび第２ピンは、同じ長さとされて、両方ともがシーブ面に接触させられてもよく、異なる長さとされて、長い方だけがシーブ面に接触させられるようにしてもよい。

第１ピンおよび第２ピンは、少なくとも一方がプーリと接触して摩擦力により動力伝達する。いずれか一方のピンがプーリと接触するチェーンにおいては、第１ピンおよび第２ピンのうちのいずれか一方は、このチェーンが無段変速機で使用される際にプーリに接触する方のピン（以下「ピン」と称す）とされ、他方は、プーリに接触しない方のピン（インターピースまたはストリップと称されており、以下では「インターピース」と称す）とされる。

第１ピンおよび第２ピンは、例えば、いずれか一方の接触面が平坦面とされ、他方の接触面が相対的に転がり接触移動可能なように所要の曲面に形成される。また、第１ピンおよび第２ピンは、それぞれの接触面が所要の曲面に形成されるようにしてもよい。いずれの場合でも、各ピンの接触面形状がそれぞれ２種類（例えば相対的に曲率が大のものと相対的に曲率が小のもの）形成されることで、転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組が２種類存在するようにしてもよい。第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡は、例えば、円のインボリュートとされる。

なお、この明細書において、リンクの長さ方向の一端側を前、同他端側を後としているが、この前後は便宜的なものであり、リンクの長さ方向が前後方向と常に一致することを意味するものではない。

リンクは、例えば、ばね鋼や炭素工具鋼製とされる。リンクの材質は、ばね鋼や炭素工具鋼に限られるものではなく、軸受鋼などの他の鋼でももちろんよい。ピンの材質としては、軸受鋼などの適宜な鋼が使用される。

ピンが前後挿通部に固定される場合の前後挿通部へのピンの固定は、例えば、機械的圧入による挿通部内縁とピン外周面との嵌合固定とされるが、これに代えて、焼き嵌めまたは冷やし嵌めによってもよい。１つの挿通部には、第１ピンと第２ピンとがチェーンの長さ方向に対向するように嵌め合わせられ、このうちのいずれか一方がリンクの挿通部の周面に嵌合固定される。この嵌合固定は、挿通部の長さ方向に対して直交する部分の縁（上下の縁）で行われるのが好ましい。このように、嵌め入れによるピン固定型チェーンでは、固定部の応力が高くなるため、柱無しリンクの使用による応力集中緩和効果が特に顕著となる。

混在パターンは、例えば、幅方向に対応するリンクがすべて柱有りリンクおよび柱無しリンクのいずれか一方とされる。この場合、幅方向の１列に並ぶリンクの数が異なるチェーンにおいては、リンクの数が多い列を柱無しリンクに、少ない列を柱有りリンクとすることにより、伸びの抑制と応力集中の緩和とのバランスを取りやすいものとすることができる。また、混在パターンは、各列の幅方向最外側のリンクが柱無しリンク、それ以外のリンクが柱有りリンクとされたものであってもよい。

この動力伝達チェーンは、例えば、必要な数のピンおよびインターピースを台上に垂直状に保持した後、リンクを１つずつあるいは数枚まとめて圧入していくことにより製造される。そして、リンク圧入時に、柱有りリンクと柱無しリンクとを適当な数ずつ交互に圧入していくことにより、所定の混在パターンで各リンクを配置することができる。

上記の動力伝達チェーンは、いずれか一方のピン（インターピース）が他方のピン（ピン）よりも短くされ、長い方のピンの端面が無段変速機のプーリの円錐状シーブ面に接触し、この接触による摩擦力により動力を伝達するものであることが好ましい。各プーリは、円錐状のシーブ面を有する固定シーブと、固定シーブのシーブ面に対向する円錐状のシーブ面を有する可動シーブとからなり、両シーブのシーブ面間にチェーンを挟持し、可動シーブを油圧アクチュエータによって移動させることにより、無段変速機のシーブ面間距離したがってチェーンの巻き掛け半径が変化し、スムーズな動きで無段の変速を行うことができる。

この発明による動力伝達装置は、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、これら第１および第２のプーリに掛け渡される動力伝達チェーンとを備えたもので、動力伝達チェーンが上記いずれかに記載のものとされる。

この動力伝達装置は、自動車の無段変速機としての使用に好適なものとなる。

この発明の動力伝達チェーンおよび動力伝達装置によると、柱有りリンクと柱無しリンクとが混在させられていることにより、すべてが柱有りのリンクで形成されたものに比べて、柱無しのリンクが伸びやすい分だけ、応力の集中が緩和される。また、すべてのリンクが柱無しのものに比べて、チェーンの全長の伸びが抑えられるので、チェーンとして必要な変速性能や駆動性能の低下を避けることができる。こうして、リンクの輪郭形状を変更することなく、また、他の性能を悪化させることなく、その耐久性を向上させることができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、上下は、図３の上下をいうものとする。

図１および図２は、この発明による動力伝達チェーンの一部を示しており、動力伝達チェーン(1)は、チェーン長さ方向に所定間隔をおいて設けられた前後挿通部(12)(13)(22)(23)を有する複数のリンク(11)(21)と、チェーン幅方向に並ぶリンク(11)(21)同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数のピン（第１ピン）(14)およびインターピース（第２ピン）(15)とを備えている。

リンク(11)(21)については、前後挿通部(12)(13)がそれぞれ独立の貫通孔とされている柱有りリンク(11)と、前後挿通部(22)(23)が連通部(24)でつながれて１つの貫通孔とされている柱無しリンク(21)との２種類が使用されており、これらの柱有りリンク(11)および柱無しリンク(21)が所定の混在パターンに基づいて混在させられている。

図３に示すように、柱有りリンク(11)の前挿通部(12)は、ピン(14)（実線で示す）が固定されるピン固定部(12a)およびインターピース(15)（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め合わせられるインターピース可動部(12b)からなり、後挿通部(13)は、ピン(14)（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(13a)およびインターピース(15)（実線で示す）が固定されるインターピース固定部(13b)からなる。

同様に、図４に示すように、柱無しリンク(21)の前挿通部(22)は、ピン(14)（実線で示す）が固定されるピン固定部(22a)およびインターピース(15)（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め合わせられるインターピース可動部(22b)からなり、後挿通部(23)は、ピン(14)（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(23a)およびインターピース(15)（実線で示す）が固定されるインターピース固定部(23b)からなる。柱無しリンク(21)の前挿通部(22)および後挿通部(23)の形状は、柱有りリンク(11)の前挿通部(12)および後挿通部(13)と同一形状とされている。

したがって、柱有りリンク(11)と柱無しリンク(21)との相違点は、連通部(24)の有無だけであり、外形輪郭形状や各挿通部(12)(13)(22)(23)の形状は同一とされている。連通部(24)の有無により、柱有りリンク(11)は相対的に伸びが抑えられており、柱無しリンク(21)は相対的に伸びやすいものとなっている。

この動力伝達チェーン(1)は、必要な数のピン(14)およびインターピース(15)を台上に垂直状に保持した後、リンク(11)(21)を１つずつ圧入していくことにより製造される。この圧入は、ピン(14)およびインターピース(15)の上下縁部とピン固定部(12a)(22a)およびインターピース固定部(13b)(23b)の上下縁部との間において行われており、その圧入代は０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍとされている。

チェーン幅方向に並ぶリンク(11)(21)を連結するに際しては、一のリンク(11)(21)の前挿通部(12)(22)と他のリンク(11)(21)の後挿通部(13)(23)とが対応するようにリンク(11)(21)同士が重ねられ、ピン(14)が一のリンク(11)(21)の前挿通部(12)(22)に固定されかつ他のリンク(11)(21)の後挿通部(13)(23)に移動可能に嵌め合わせられ、インターピース(15)が一のリンク(11)(21)の前挿通部(12)(22)に移動可能に嵌め合わせられかつ他のリンク(11)(21)の後挿通部(13)(23)に固定される。そして、このピン(14)とインターピース(15)とが相対的に転がり接触移動することにより、リンク(11)(21)同士の長さ方向（前後方向）の屈曲が可能とされる。ピン(14)を基準としたピン(14)とインターピース(15)との接触位置の軌跡は、円のインボリュートとされており、この実施形態では、ピン(14)の接触面(14a)が、断面において半径Ｒｂ、中心Ｍの基礎円を持つインボリュート形状を有し、インターピース(15)の接触面(15a)が平坦面（断面形状が直線）とされている。これにより、各リンク(11)(21)がチェーン(1)の直線部分から円弧部分へまたは円弧部分から直線部分へと移行する際、前挿通部(12)(22)においては、インターピース(15)がインターピース可動部(12b)(22b)内を固定状態のピン(14)に対してその接触面(15a)がピン(14)の接触面(14a)に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動し、後挿通部(13)(23)においては、ピン(14)が固定状態のインターピース(15)に対してその接触面(14a)がインターピース(15)の接触面(15a)に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながらピン可動部(13a)内を移動する。なお、図３および図４において、符号ＡおよびＢで示す箇所は、チェーン(1)の直線部分においてピン(14)とインターピース(15)とが接触している線（断面では点）であり、ＡＢ間の距離がピッチである。

柱無しリンク(21)の前後挿通部(22)(23)の形状が柱有りリンク(11)の前後挿通部(12)(13)と同一形状とされているので、柱有りリンク(11)および柱無しリンク(21)をチェーン(1)のどの位置に配置するかは、自由に設定することができる。

図１に示した例では、チェーン(1)の幅方向に対応するリンク（１つの列）すべてが柱有りリンク(11)および柱無しリンク(21)のいずれかとされている。図示省略するが、１つの列内において、柱有りリンク(11)と柱無しリンク(21)とが交互に配置されてもよい。１つの列内では柱有りリンク(11)および柱無しリンク(21)のいずれか一方だけを使用する場合でも１つの列内に柱有りリンク(11)および柱無しリンク(21)を混在させる場合のいずれでも、柱有りリンク(11)と柱無しリンク(21)との数を同数とする必要はなく、伸びの抑制と応力集中の緩和とのバランスの点から両者の数が決定される。

図５には、混在パターンの他の例を示している。図５において、各列の幅方向最外側のリンクが柱無しリンク(21)、それ以外のリンクが柱有りリンク(11)とされている。チェーン(1)の両端部に配置されているリンク(21)は、相対的に大きな力を受けており、このリンク(21)が柱無しとされていることにより、チェーン(1)の応力集中が効率的に緩和されている。

この動力伝達チェーン(1)は、図６に示したＣＶＴで使用されるが、この際、例えば、インターピース（第２ピン）(15)がピン（第１ピン）(14)よりも短くされ、インターピース(15)の端面がプーリ(2)の固定シーブ(2a)および可動シーブ(2b)の各円錐状シーブ面(2c)(2d)に接触しない状態で、ピン(14)の端面がプーリ(2)の円錐状シーブ面(2c)(2d)に接触し、この接触による摩擦力により動力が伝達される。ピン(14)とインターピース(15)とは、上述のように、転がり接触移動するので、プーリ(2)のシーブ面(2c)(2d)に対してピン(14)はほとんど回転しないことになり、摩擦損失が低減し、高い動力伝達率が確保される。

なお、上記柱有りリンク(11)と柱無しリンク(21)を混在させる構成は、第１ピンおよび第２ピンの長さが略等しく、両方ともがシーブ面に接触するチェーンにも適用することができ、さらに、第１ピンおよび第２ピンの両方が前後挿通部に対し移動可能に嵌め入れられるチェーンやその他各種タイプの動力伝達チェーンに適用可能である。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの第１実施形態の一部を示す平面図である。 図２は、同拡大斜視図である。 図３は、柱有りリンクの拡大側面図である。 図４は、柱無しリンクの拡大側面図である。 図５は、この発明による動力伝達チェーンの第２実施形態の一部を示す平面図である。 図６は、動力伝達チェーンがプーリに取り付けられた状態を示す正面図である。 図７は、この発明による動力伝達チェーンが使用される一例の無段変速機を示す斜視図である。

符号の説明

(1) 動力伝達チェーン
(2)(3) プーリ
(2a)(3a) 固定シーブ
(2b)(3b) 可動シーブ
(2c)(2d) 円錐状シーブ面
(11) 柱有りリンク
(12) 前挿通部
(13) 後挿通部
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(21) 柱無しリンク
(22) 前挿通部
(23) 後挿通部

Claims (5)

1. ピンが挿通される前後挿通部を有する複数のリンクと、一のリンクの前挿通部と他のリンクの後挿通部とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク同士を連結する前後に並ぶ複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、第１ピンと第２ピンとが相対的に転がり接触移動することにより、リンク同士の長さ方向の屈曲が可能とされている動力伝達チェーンにおいて、
   複数のリンクは、前後挿通部がそれぞれ独立の貫通孔とされていることで伸びが抑えられた柱有りリンクと、前後挿通部が１つの貫通孔とされていることで相対的に伸びやすい柱無しリンクとからなり、柱有りリンクおよび柱無しリンクが所定の混在パターンに基づいて混在させられていることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 混在パターンは、幅方向に対応するリンクがすべて柱有りリンクおよび柱無しリンクのいずれか一方とされたものである請求項１の動力伝達チェーン。
3. 混在パターンは、各列の幅方向最外側のリンクが柱無しリンク、それ以外のリンクが柱有りリンクとされたものである請求項１の動力伝達チェーン。
4. 第１ピンおよび第２ピンのうちの一方は、一のリンクの前挿通部に固定されかつ他のリンクの後挿通部に移動可能に嵌め入れられ、同他方は、一のリンクの前挿通部に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンクの後挿通部に固定されている請求項１〜３いずれかに記載の動力伝達チェーン。
5. 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、これら第１および第２のプーリに掛け渡される動力伝達チェーンとを備え、動力伝達チェーンが請求項１〜４いずれかに記載のものである動力伝達装置。

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