JP2007192243A - 動力伝達チェーン用リンクの製造方法および動力伝達チェーン - Google Patents

Abstract

【課題】 リンクの耐久性を向上させることができる動力伝達チェーン用リンクの製造方法および動力伝達チェーンを提供する。
【解決手段】 前挿通部12および後挿通部13間に仕切部17があるようにリンク素材10を形成する工程と、仕切部17の所定箇所に薄肉部18を形成する工程と、仕切部17に薄肉部18が形成されたリンク素材10に張力を付与する工程と、張力付与後に仕切部17を切除して前後挿通部12,13を１つの貫通孔とする工程とを含んでいる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、自動車の無段変速機（ＣＶＴ）等で使用される動力伝達チェーンを構成するリンクの製造方法およびこのリンクを有する動力伝達チェーンに関する。

自動車用無段変速機で好適に使用される動力伝達チェーンとしては、特許文献１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

この種の動力伝達チェーンは、リンクの耐久性が重要であり、より耐久性に優れたリンクが求められている。

この発明の目的は、リンクの耐久性を向上させることができる動力伝達チェーン用リンクの製造方法および動力伝達チェーン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用リンクの製造方法は、ピンが挿通される前後挿通部を有する動力伝達チェーン用リンクを製造する方法であって、前挿通部および後挿通部間に仕切部があるようにリンク素材を形成する工程と、仕切部の所定箇所に薄肉部を形成する工程と、仕切部に薄肉部が形成されたリンク素材に張力を付与する工程と、張力付与後に仕切部を切除して前後挿通部を１つの貫通孔とする工程とを含んでいることを特徴とするものである。

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。リンクは、製造の途中段階では、前後挿通部がそれぞれ独立の貫通孔（仕切部有り）とされ、完成品では、前後挿通部が１つの貫通孔（仕切部無し）となる。仕切部のないリンクは、仕切部のあるリンクに比べて、最大せん断力が高く、大きな入力に対して柔軟に変形できる点で優れている。しかしながら、仕切部のないリンクに予張力を付与する場合、リンクが仕切部のあるリンクに比べて伸びやすいことによって、必要な大きさの残留圧縮応力を必要とする箇所に付与することが難しいという問題がある。そこで、仕切部有り状態で予張力を付与することで、この問題を解消し、その後の工程において、仕切部無しとすることで、極めて優れた耐久性を有するリンクを得ることができる。

薄肉部は、例えば、仕切部の両面に前挿通部から後挿通部に至る１対の溝が設けられることにより形成される。そして、仕切部の薄肉部で挟まれた部分を切除することにより、前後挿通部が１つの貫通孔とされる。仕切部は、切除された後にピンを案内する部分が前後挿通部に確保される大きさとされる。

予張力は、リンクに発生する最大主応力がリンクの弾性限界応力以上とされることが好ましい。このようにすることで、予張力によって、リンクが塑性変形し、リンク内部に残留圧縮応力が付与され、疲労耐久性能が向上する。

この発明の製造方法で使用されたリンクが使用される動力伝達チェーンは、例えば、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おり、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ものとされる。

このような動力伝達チェーンでは、リンクのピン固定部（ピン圧入部）に予張力を確実に付与する（所要の大きさの残留圧縮応力を付与する）ことが重要であり、上記製造方法によると、このような動力伝達チェーンに適したリンクを得ることができ、こうして得られたリンクによって構成された動力伝達チェーンは、優れた耐久性を有しているものとなる。

この動力伝達チェーンにおいて、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。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く、移動可能とされた方のピンは、挿通部の長さ方向に対して直交する部分の縁（上下の縁）に案内されて移動するようになされることが好ましい。

この発明によるリンクの製造方法は、両方のピンがリンクの前後挿通部に固定されていない（移動可能に嵌め入れられている）動力伝達用チェーン用のリンクに対しても適用でき、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いる動力伝達チェーン用のリンクや、第１ピンおよび第２ピンは、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動力伝達チェーン用のリンクに対しても適用できる。

この発明の動力伝達チェーン用リンクの製造方法によると、仕切部有り状態で予張力を付与することにより、必要な箇所に必要な大きさの残留圧縮応力を付与することができるので、リンクの疲労寿命が向上し、しかも、チェーンとして使用される際には、前後挿通部が１つの貫通孔となるので、大きな入力に対しての耐久性が向上し、チェーンの耐久性を大幅に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、この発明の製造方法で製造されるリンクが使用され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)を有する複数のリンク(11)と、チェーン幅方向に並ぶリンク(11)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。

図３に示すように、リンク(11)には、前挿通部(12)と後挿通部(13)とを連通する連通部(16)が設けられており、これにより、前後挿通部(12)(13)が１つの貫通孔とされている。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。固定は、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下の縁（長さ方向に対して直交する部分）で行われており、インターピース可動部(12b)内でのインターピース(15)の移動およびピン可動部(13a)内でのピン(14)の移動は、インターピース可動部(12b)およびピン可動部(13a)の上下の縁に案内されて行われている。そして、チェーン幅方向に並ぶリンク(11)を連結するに際しては、一のリンク(11)の前挿通部(12)と他のリンク(11)の後挿通部(13)とが対応するようにリンク(11)同士が重ねられ、ピン(14)が一のリンク(11)の前挿通部(12)に固定されかつ他のリンク(11)の後挿通部(13)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)の前挿通部(12)に移動可能に嵌め合わせられかつ他のリンク(11)の後挿通部(13)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)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)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)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)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)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。

図４は、製造の途中段階でのリンク素材形状を示すもので、リンク素材(10)は、前挿通部(12)および後挿通部(13)間に仕切部(17)がある形状とされている。仕切部(17)の両面には、前挿通部(12)の上縁後端から後挿通部(13)の上縁前端に至る部分および前挿通部(12)の下縁後端から後挿通部(13)の下縁前端に至る部分に、図４（ｂ）に示すような細溝(18a)が設けられており、これにより、仕切部(17)には、これに張力を付与した場合に、他の箇所に比べて伸びやすい上下１対の薄肉部(18)が形成されている。仕切部(17)の薄肉部(18)で挟まれた部分は、完成品リンク(11)における連通部(16)に対応している。インターピース(15)およびピン(14)の移動は、インターピース可動部(12b)およびピン可動部(13a)の上下の縁に案内されて行われているので、仕切部(17)の前面(17a)および後面(17b)に相当する部分が切除されても、インターピース(15)およびピン(14)の移動に影響を与えることはない。

この発明によるリンクの製造方法は、図３に示したリンク(11)を製造する方法であって、前挿通部(12)および後挿通部(13)間に仕切部(17)があるようにリンク素材(10)を形成する工程と、仕切部(17)に上下１対の薄肉部(18)を形成する工程と、仕切部(17)に薄肉部(18)が形成されたリンク素材(10)に張力を付与する工程と、張力付与後に仕切部(17)の薄肉部(18)で挟まれた部分を切除して前後挿通部(12)(13)を１つの貫通孔とする工程とを含んでいる。

リンク素材(10)に張力を付与する工程は、例えば、リンク素材(10)にピン(14)およびインターピース(15)を組み込んでチェーンを形成し、張力付与装置（図示略）で引っ張ることにより行うことができる。

上記において、仕切部(17)があるようにリンク素材(10)を形成する工程と仕切部(17)に薄肉部(18)を形成する工程とは、異なる工程で行ってもよく同時に行うようにしてもよい。また、薄肉部(18)は、図４に示したよりもその上下の間隔を小さくしてもよい。

上記の動力伝達チェーン(1)は、図５および図６に示す無段変速機（ＣＶＴ）において使用される。図６において、無段変速機は、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。この際、図５に示すように、インターピース(15)がピン(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。

図１は、この発明による動力伝達チェーン用リンクの製造方法で製造されるリンクが使用される動力伝達チェーンの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、リンク（完成品）の拡大側面図である。 図４は、製造途中のリンク素材の形状を示す図である。 図５は、無段変速機において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６は、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
(10) リンク素材
(11) 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）
(17) 仕切部
(18) 薄肉部

Claims (2)

1. ピンが挿通される前後挿通部を有する動力伝達チェーン用リンクを製造する方法であって、前挿通部および後挿通部間に仕切部があるようにリンク素材を形成する工程と、仕切部の所定箇所に薄肉部を形成する工程と、仕切部に薄肉部が形成されたリンク素材に張力を付与する工程と、張力付与後に仕切部を切除して前後挿通部を１つの貫通孔とする工程とを含んでいることを特徴とする動力伝達チェーン用リンクの製造方法。
2. 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おり、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動力伝達チェーンにおいて、各リンクが請求項１の製造方法で製造されたものであることを特徴とする動力伝達チェーン。

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