JP2007107634A - 動力伝達チェーン及びそれを用いた動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】端部のリンクに大きな荷重が負荷されることを緩和し、耐久性を向上させることができる動力伝達チェーンを提供する。
【解決手段】第１、第２および第３のリンク列Ａ，Ｂ，Ｃを１組として、これを複数組連続して備えている。各リンク列Ａ，Ｂ，Ｃはチェーン幅方向に並ぶ複数枚のリンク１１，１２，１３を有している。第１のリンク列Ａは、当該リンク列Ａ内のチェーン幅方向に隣り合う２枚のリンク１１間のすべてにおいて、他の２つのリンク列Ｂ，Ｃのそれぞれのリンク１２，１３を１枚ずつ挟んで配列されている。第２と第３のリンク列Ｂ，Ｃについても、隣り合うすべての２枚のリンク間に、他のリンク列のそれぞれのリンクを１枚ずつ挟んでいる配列とされている。
【選択図】 図８

Description

この発明は、車両などに採用されるチェーン式無段変速機などに用いられる動力伝達チェーン及びそれを用いた動力伝達装置に関する。

自動車の無段変速機としては、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、前記両プーリ間に架け渡された無端状の動力伝達チェーン（以下、単にチェーンともいう）とを備えたものがある。このチェーンは、複数枚のリンクを有する複数のリンク列、及び、これらリンク列を相互に連結する複数のピン部材を有している。このチェーン式無段変速機（ＣＶＴ）は、各プーリの円錐面状のシーブ面と動力伝達チェーンのピン部材の端面とが、シーブ面の周方向に若干の滑り接触をすることによりトラクションを発生させ、このトラクションによって動力を伝達している。そして、ドライブプーリ及びドリブンプーリのうちの少なくとも一方の溝幅を連続的に変えることにより、従来のギア式とは異なるスムーズな動きで、無段の変速を行うことができる（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−１９５０４５号公報

図１０はこのような無段変速機に用いられている従来の動力伝達チェーンについての一般的なリンクの配置パターンを示している。このチェーンは第１、第２および第３の３種のリンク列Ａ，Ｂ，Ｃを複数組備え、各リンク列Ａ，Ｂ，Ｃはチェーン幅方向に並ぶ複数枚のリンク５０，５１，５２を有している。第１のリンク列Ａにおいて、チェーン幅方向の最端部のリンク５０ａとその隣のリンク５０ｂとの間には、他の第２と第３のリンク列Ｂ，Ｃがそれぞれ有しているリンク５１ｂ，５２ａ，５２ｂの合計３枚が存在している。
そして、前記無段変速機に用いられているチェーンは、リンク列を貫通してリンクを連結させているピン部材５３の両端面を前記プーリのシーブ面に接触させることにより、動力伝達が行われている。したがって、動力伝達対象面となるピン部材５３の端面に近いチェーン幅方向の最端部に存在しているリンク５０ａには、中央部に存在しているリンクよりも大きな荷重が作用する。さらに、第１リンク列Ａのチェーン幅方向の最端部のリンク５０ａとその隣のリンク５０ｂとの間には、３枚のリンク５１ｂ，５２ａ，５２ｂが存在しており、リンク５０ａ,５０ｂの間隔が広いために、最端部のリンク５０ａに作用する荷重がさらに大きくなるという問題点がある。つまり、従来のチェーンでは、１つのリンク列内において２枚のリンク間の間隔が広くなっている部分では、１枚のリンクに大きな荷重が負荷されてしまうおそれがある。特にこのようなチェーンは大きな負荷が作用して使用されるため、従来の構成では耐久性が低下してしまうという問題点がある。

この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、１枚のリンクに大きな荷重が負荷されることを防止し、耐久性を向上させることができる動力伝達チェーン及びそれを用いた動力伝達装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するためのこの発明の動力伝達チェーンは、第１、第２および第３のリンク列を１組としてこれを複数組備え、各リンク列はチェーン幅方向に並ぶ複数枚のリンクを有し、チェーン進行方向に隣り合う前記リンク列がピン部材を用いて連結され、このピン部材の端面が動力伝達対象面に接触する動力伝達チェーンにおいて、前記１組のリンク列のそれぞれは、１つのリンク列内のチェーン幅方向に隣り合う２枚のリンク間のすべてにおいて、他の２つの前記リンク列のそれぞれのリンクを１枚ずつ挟んで配列されている。
これによれば、１つのリンク列内において、チェーン幅方向に隣り合う２枚のリンク間のすべてにおいて、他の２つのリンク列のそれぞれのリンクを１枚ずつ挟んだ配列とされており、合計２枚が存在している。さらに、第１、第２および第３のリンク列のすべてが、この配列とされている。したがって、１つのリンク列のチェーン幅方向で隣り合う２枚のリンク間には、他の２つのリンク列の２枚のリンクしか存在していないために、すべてのリンク間の間隔を均等にすることできる。これにより１枚のリンクに偏った大きな荷重が負荷されることを緩和できる。これにより耐久性を向上させることができる。

また、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、これら第１及び第２のプーリ間に架け渡された動力伝達チェーンと、を備えた動力伝達装置であって、前記動力伝達チェーンが、上記の動力伝達チェーンである。
この場合、上記の動力伝達チェーンによればチェーンの耐久性を向上させることができるため、長期にわたり安定して動力伝達を行える動力伝達装置とすることができる。

本発明によれば、１つのリンク列内でチェーン幅方向に並ぶ２枚のリンク間の間隔を均等にでき、１枚のリンクに大きな荷重が負荷されることを緩和できる。これにより、大きな負荷が作用して使用されても、耐久性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の動力伝達チェーンの一実施形態に係るチェーン式無段変速機用の動力伝達チェーン（以下単に「チェーン」ともいう）の要部構成を示す斜視図である。この実施の形態に係るチェーン１は、チェーン進行方向（矢印Ｇ）に沿って、第１のリンク列Ａ、第２のリンク列Ｂおよび第３のリンク列Ｃの３種のリンク列を１組としてこれを複数組備えており、リンク列同士がピン部材によって連結されることで無端状とされている。なお、チェーン１は全体で３の倍数の数についてのリンク列を有している。そして、図２〜図７はそれぞれ、チェーン１の正面図、背面図、右側面図、左側面図、平面図、及び底面図である。

第１〜第３の各リンク列Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれチェーン幅方向に並ぶ複数枚のリンク１１，１２，１３を有している。そして、チェーン進行方向に隣り合うリンク列同士はピン部材を用いて連結されている。具体的には、第１のリンク列Ａと第２のリンク列Ｂとがピン部材Ｐ１によって連結されており、この第２のリンク列Ｂと第３のリンク列Ｃとが別のピン部材Ｐ２によって連結されており、この第３のリンク列Ｃに次の第１のリンク列Ａがさらに別のピン部材Ｐ３によって連結されており、以下同様にしてリンク列Ａ，Ｂ，Ｃの順で、これらリンク列Ａ，Ｂ，Ｃは連続して連結されている。なお、チェーン幅方向とチェーン進行方向とは相互に直交する方向である。また、チェーン幅方向はピン部材の長手方向と同方向である。

ピン部材は、チェーン進行方向に隣り合うリンク列を連結しているとともに、同じリンク列内でチェーン幅方向に並んでいるリンク同士を連結している。ピン部材は、ピン（第１ピン）１４と、ストリップ（第２ピン）１５との一組により構成されている。ピン１４及びストリップ１５はともに棒状体からなり、軸受鋼等の金属製とされている。ストリップ１５はピン１４よりもピン長手方向長さが若干短くされている。そして、このピン部材のうちの第１ピン１４の端面１６がプーリ２，３（図９参照）のシーブ面（動力伝達対象面）と接触することによって、摩擦力によりこのチェーン１は動力の伝達を行う。

各リンク列Ａ，Ｂ，Ｃがそれぞれ有しているリンク１１，１２，１３はそれぞれ、外形線（輪郭線）がなだらかな曲線となった略矩形状の板部材とされ、これらはすべて実質的に同一の外形となるように形成されている。また、リンク１１，１２，１３は全て同じ厚さとされ、軸受鋼等の金属製とされている。図２において、リンク１１，１２，１３には、１枚につき第１の貫通孔１７及び第２の貫通孔１８が、リンク長手方向に所定間隔離して設けられている。リンク１１，１２，１３のそれぞれにおいて、チェーン進行方向（矢印Ｇ方向）の前部に第１の貫通孔１７が形成され、後部に第２の貫通孔１８が形成されている。第１の貫通孔１７及び第２の貫通孔１８は互いに形状が相違しており、いずれの貫通孔１７，１８においても一組のピン１４とストリップ１５が挿入される。そして、一組のピン３とストリップ５とは、一のリンク列が有しているリンクの第１の貫通孔１７と他のリンク列が有しているリンクの第２の貫通孔１８とを貫通している。

図２に示しているように、チェーン進行方向に隣接している第１のリンク列Ａと第２のリンク列Ｂとについて見ると、第２のリンク列Ｂが有しているリンク１２の第２の貫通孔１８に圧入固定され且つ第１のリンク列Ａのリンク１１の第１の貫通孔（図示せず）に回動可能に遊嵌されたピン１４と、第２のリンク列Ｂのリンク１２の第２の貫通孔１８に回動可能に遊嵌され第１のリンク列Ａのリンク１１の第１の貫通孔（図示せず）に圧入固定されたストリップ１５とによって、第１のリンク列Ａと第２のリンク列Ｂとが連結されている。そして、同一の貫通孔（第１の貫通孔１７又は第２の貫通孔１８）に挿入されたピン１４及びストリップ１５の組が相対的に転がり接触移動することにより、前記第１のリンク列Ａ（リンク１１）と第２のリンク列Ｂ（リンク１２）とが屈曲可能に連結されることとなる。

図８は、本発明のチェーン１が有している複数枚のリンクの配置を模式的に示した平面図であり、図６と対応している。なお、この図ではピン部材を省略しており、ピン部材の位置を二点鎖線によって示している。本発明のチェーン１は、第２のリンク列Ｂが奇数枚のリンク１２を有し、第２リンク列のチェーン進行方向の後方と前方にそれぞれ位置ずれして配置された第１のリンク列Ａと第３のリンク列Ｃがそれぞれ偶数枚のリンク１１，１３を有している。なお、図８に示した実施の形態のチェーン１は、第１のリンク列Ａは８枚のリンク１１（１１ａ〜１１ｈ）を有し、第２のリンク列Ｂは９枚のリンク１２（１２ａ〜１２ｉ）を有し、第３のリンク列Ｃは８枚のリンク１３（１３ａ〜１３ｈ）を有している。なお、図８では、リンク１１をクロスハッチ、リンク１２を（間隔の広い）シングルハッチ、そして、リンク１３を（間隔の狭い）シングルハッチで示している。

そして、本発明のチェーン１が有しているリンクの配列は、３種のリンク列Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれが、１つのリンク列内のチェーン幅方向に隣り合う２枚のリンク間のすべてにおいて、他の２つのリンク列のそれぞれのリンクを１枚ずつ挟んで配列されている。また、リンク列Ａ，Ｂ，Ｃにおけるすべてのリンクの厚さは同一とされていることより、リンク列Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれにおいて、１つのリンク列のチェーン幅方向で隣り合う２枚のリンク間は、すべて一定の間隔とされている。つまり、第１のリンク列Ａが有している２枚のリンク１１間の間隔ｇ１はすべて同一であり、第２のリンク列Ｂが有している２枚のリンク１２間の間隔ｇ２はすべて同一であり、第３のリンク列Ｃが有している２枚のリンク１３間の間隔ｇ３はすべて同一であり、さらにそれぞれの間隔ｇ１，ｇ２，ｇ３はすべて同一の値とされている。

この配置について具体的に説明すると、まず、第１のリンク列Ａにおいて、この第１のリンク列Ａ内のチェーン幅方向の一端部で隣り合う２枚のリンク１１ａ，１１ｂは、他の第３のリンク列Ｃが有している１枚のリンク１３ａと第２のリンク列Ｂが有している１枚のリンク１２ｂとを挟んでいる。そしてこの配置は、第１のリンク列Ａ内においてチェーン幅方向の他端部へ向かうすべてのリンク１１間においても同様とされており、他端部で隣り合う２枚のリンク１１ｇ，１１ｈが、他の第３のリンク列Ｃが有している１枚のリンク１３ｇと第２のリンク列Ｂが有している１枚のリンク１２ｈとを挟んでいる。この第１のリンク列Ａにおいて、隣り合う２枚のリンク１１間には、同じ厚さの２枚のリンク１２，１３のみが存在しており、このリンク１１間の間隔ｇ１はすべて同一とされている。

次に、第２のリンク列Ｂにおいて、この第２のリンク列Ｂ内のチェーン幅方向の一端部で隣り合う２枚のリンク１２ａ，１２ｂは、他の第１のリンク列Ａが有している１枚のリンク１１ａと第３のリンク列Ｃが有している１枚のリンク１３ａとを挟んでいる。そしてこの配置は、第２のリンク列Ｂ内においてチェーン幅方向の他端部へ向かうすべてのリンク１２間においても同様とされており、他端部で隣り合う２枚のリンク１２ｈ，１２ｉが、他の第１のリンク列Ａが有している１枚のリンク１１ｈと第３のリンク列Ｃが有している１枚のリンク１３ｈとを挟んでいる。この第２のリンク列Ｂにおいて、隣り合う２枚のリンク１２間には、同じ厚さの２枚のリンク１１，１３のみが存在しており、このリンク間１２の間隔ｇ２はすべて同一とされている。また、９枚のリンク１２のうちの中心のリンク１２ｅは、チェーン幅方向の中心線ｃ上に配置されている。

また、第３のリンク列Ｃにおいて、この第３のリンク列Ｃ内のチェーン幅方向の一端部で隣り合う２枚のリンク１３ａ，１３ｂは、他の第２のリンク列Ｂが有している１枚のリンク１２ｂと第１のリンク列Ａが有している１枚のリンク１１ｂとを挟んでいる。そしてこの配置は、第３のリンク列Ｃ内においてチェーン幅方向の他端部へ向かうすべてのリンク１３間においても同様とされており、他端部で隣り合う２枚のリンク１３ｇ，１３ｈが、他の第２のリンク列Ｂが有している１枚のリンク１２ｈと第１のリンク列Ａが有している１枚のリンク１１ｈとを挟んでいる。この第３のリンク列Ｃにおいて、隣り合う２枚のリンク１３間には、同じ厚さの２枚のリンク１１，１２のみが存在し、このリンク間１３の間隔ｇ３はすべて同一とされている。

このチェーン１が有しているリンクの全体的な配列についてさらに説明する。
このチェーン１において、第１のリンク列Ａが有する１枚のリンク１１と、第２のリンク列Ｂが有する１枚のリンク１２と、第３のリンク列Ｃが有する１枚のリンク１３とは、チェーン幅方向の一端側から他端側へ向かって同じ順で連続して並んでいる。図８の実施の形態では、チェーン幅方向の一端側から、第２のリンク列Ｂが有する１枚のリンク１２、その次に第１のリンク列Ａが有する１枚のリンク１１、その次に第３のリンク列Ｃが有する１枚のリンク１３が並び、この順が他端側へ向かって規則的に繰り返されている。
また、このチェーン１は、チェーン幅方向の中心線ｃを挟んで非対称とされている。つまり、第２のリンク列Ｂについてはそのリンク１２を、中心線ｃを挟んで対称として配置しているが、第１と第３のリンク列Ａ，Ｃについては、非対称としている。このようにチェーン１が非対称とされているが、全体として無端状とされていることによって、この非対称によって生じるモーメントは全体として飽和する。

また、本発明のチェーン１は、１つのリンク列におけるチェーン幅方向で隣り合う２枚のリンク間に、他のリンク列が有しているチェーン幅方向で隣り合う２枚のリンクを挟んでいない配置となる。これを具体的に説明すると、図１０に示している従来のチェーンでは、例えば、第１のリンク列Ａにおけるチェーン幅方向で隣り合うリンク５０ａ,５０ｂ間に、第３のリンク列Ｃが有しているチェーン幅方向で隣り合う２枚のリンク５２ａ,５２ｂを挟んでいる。したがって、従来のチェーンでは、潤滑面で不利となり、第１のリンク列Ａと第３のリンク列Ｃとの間における摩擦損失が大きくなり動力伝達のロスが生じるが、本発明によればリンク列間における摩擦損失は低減され、このようなロスの発生を抑制できる。

以上の実施の形態によれば、１組のリンク列Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれにおいて、１つのリンク列内のチェーン幅方向で隣り合う２枚のリンク間の間隔が均等とされているため、チェーン１にチェーン走行方向の荷重が作用した場合、その荷重を１つのリンク列内において均等化させることができる。特に第１リンク列Ａと第３リンク列Ｂは第２リンク列Ｂよりもリンクの枚数が少ないために、１枚のリンクが負担する荷重が大きくなるが、本発明のようにリンク間の間隔を均等にすることによって、１枚のリンクにおける荷重の負担割合が偏るのを防ぐことができる。
以上より、チェーン１の回転によるリンクの疲労が有効に防止され、チェーン１の耐久性が向上し、長期にわたり安定して動力伝達を行うことができる。

次に、図９は本発明の動力伝達装置の一実施形態に係るチェーン式無段変速機（以下、単に「無段変速機」ともいう）の要部構成を示す模式的な斜視図である。本実施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製ドライブプーリ２と、第２のプーリとしての金属製ドリブンプーリ３と、その間に架け渡された無端状の動力伝達チェーン１とを備えている。なお、図９中のチェーン１は一部において断面を示している。

ドライブプーリ２は、エンジン側に接続された入力軸４に一体回転可能に取り付けられたものであり、円錐面状のシーブ面６ａを有する固定シーブ６と、そのシーブ面６ａに対向して配置される円錐面状のシーブ面７ａを有する可動シーブ７とを備えている。そして、これらシーブ面６ａ，７ａによりＶ型溝が形成され、この溝を構成するシーブ面６ａ，７ａがチェーン１のピン部材（第１ピン１４）の両端を強圧で挟んで、当該端面とシーブ面との摩擦力により、第１と第２のプーリ間で動力伝達する。なお、ピン部材の前記端面は、ピン部材のうちの中央の本体部の両端部に前記摩擦接触のための接触部材を取り付けた場合の、当該接触部材の端面を含む意味である。
また、可動シーブ７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、可動シーブ７を移動させることにより溝幅が変化し、これにより入力軸４に対する当該チェーン１の巻掛け半径を変化させる。

一方、ドリブンプーリ３は、駆動輪側に接続された出力軸５に一体回転可能に取り付けられており、ドライブプーリ２と同様に、固定シーブ８と可動シーブ９とを備え、これらはチェーン１を強圧で挟む溝を形成するためのシーブ面８ａ，９ａをそれぞれ有している。また、このプーリ３の可動シーブ９には、ドライブプーリ２の可動シーブ７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９を移動させることにより溝幅が変化し、これにより出力軸５に対するチェーン１の巻掛け半径を変化させる。

上記ドライブプーリ２とドリブンプーリ３との間に架け渡されるチェーン１は、本発明に係るチェーンである。なお、当該チェーンの詳細については、上述したとおりであるので、その説明は省略する。
上記のように構成された本実施形態に係る無段変速機は、以下のようにして無段階の変速が行える。出力軸５の回転を減速する場合、ドライブプーリ２側の溝幅を可動シーブ７の移動によって拡大させ、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３側では可動シーブ９の移動によって溝幅を縮小させ、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。これにより、出力軸２１の回転を減速することができる。逆に、出力軸２１の回転を増速する場合、ドライブプーリ２とドリブンプーリ３とにおいて、前記の動作と反対の動作を行えばよい。

上記のように構成された本実施形態に係る無段変速機によれば、図１〜図８に示した動力伝達チェーン１の採用により、その耐久性を向上させることができるため、長期にわたり安定して動力伝達を行える無段変速機とすることができる。
また、このような無断変速機では、チェーン１が有しているピン１４の端面１６が、ドライブプーリ２とドリブンプーリ３のそれぞれのシーブ面に接触することで、動力伝達が行われている。したがって、チェーン１において、１つのリンク列のうちのチェーン幅方向の端部のリンクに中央部のリンクよりも大きな荷重が作用する。しかし、本発明のチェーン１によれば、１つのリンク列においてチェーン幅方向の端部で隣り合う２枚のリンク間には、他の２つのリンク列の２枚のリンクのみが存在しているため、この端部のリンク間の間隔が狭くされ、チェーン幅方向の最端部のリンクに大きな荷重が偏って作用してしまうことを防ぐことができる。

なお、本発明の動力伝達装置は、ドライブプーリ及びドリブンプーリの両方の溝幅が変動する態様に限定されるものではなく、いず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よい。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、有段的に変動することや、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よい。
また、本発明の動力伝達チェーンは、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、各リンク列Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれが有しているリンクの枚数は変更可能である。

本発明の動力伝達チェーンの要部構成を示す斜視図である。 本発明の動力伝達チェーンの要部構成の正面図である。 本発明の動力伝達チェーンの要部構成の背面図である。 本発明の動力伝達チェーンの要部構成の右側面図である。 本発明の動力伝達チェーンの要部構成の左側面図である。 本発明の動力伝達チェーンの要部構成の平面図である。 本発明の動力伝達チェーンの要部構成の底面図である。 本発明が有している複数枚のリンクの配置を模式的に示した平面図である。 本発明の動力伝達装置の要部構成を模式的に示した斜視図である。 従来の動力伝達チェーンが有しているリンクの一般的な配置を模式的に示した平面図である。

符号の説明

１ 動力伝達チェーン
２ ドライブプーリ（第１のプーリ）
３ ドリブンプーリ（第２のプーリ）
１１ リンク
１２ リンク
１３ リンク
１４ ピン
１５ ストリップ
１６ 端面
Ａ 第１のリンク列
Ｂ 第２のリンク列
Ｃ 第３のリンク列
ｃ 中心線

Claims (2)

1. 第１、第２および第３のリンク列を１組としてこれを複数組備え、各リンク列はチェーン幅方向に並ぶ複数枚のリンクを有し、チェーン進行方向に隣り合う前記リンク列がピン部材を用いて連結され、このピン部材の端面が動力伝達対象面に接触する動力伝達チェーンにおいて、
   前記１組のリンク列のそれぞれは、１つのリンク列内のチェーン幅方向に隣り合う２枚のリンク間のすべてにおいて、他の２つの前記リンク列のそれぞれのリンクを１枚ずつ挟んで配列されていることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 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及び第２のプーリ間に架け渡された動力伝達チェーンと、を備えた動力伝達装置であって、
   前記動力伝達チェーンが、請求項１に記載の動力伝達チェーンであることを特徴とする動力伝達装置。

Images