JP2007255619A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 幅広ピンの圧入部の耐久性を増すことにより、チェーンの寿命を向上させ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】 リンク11の前挿通部12と後挿通部13との間が柱部16によって仕切られている。幅狭ピン15が固定されている前挿通部12が柱部16側（後方）に延長されており、これにより、幅狭ピン15が固定されている前挿通部12の面積が後挿通部13の面積の１．２倍以上とされている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、動力伝達チェーン、さらに詳しくは、自動車等の車両の無段変速機（ＣＶＴ）に好適な動力伝達チェーンおよび動力伝達装置に関する。

自動車用無段変速機として、図６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。

この動力伝達チェーンでは、第１ピンおよび第２ピンのいずれか一方のピンがプーリと接触するようになされている。この場合、プーリと接触するピンは、その剛性を高めるために、幅広とされ、相対的に、プーリと接触しないピンが幅狭とされる。
特開２００６−００２７８７号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンによると、耐久試験においては、リンクのピンが固定されている部分が重要であり、特に幅狭ピンの固定部の耐久性が重要なものとなっている。

この発明の目的は、幅狭ピンの圧入部の耐久性を増すことにより、チェーンの寿命を向上させた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おり、円錐面状のシーブ面を有する複数のプーリ間に掛け渡される動力伝達チェーンにおいて、第１ピンおよび第２ピンは、一方が相対的に前後幅が大きくてその端面がプーリに接する幅広ピンとされ、他方が相対的に前後幅が小さくてその端面がプーリに接しない幅狭ピンとされ、リンクの前挿通部と後挿通部との間が柱部によって仕切られており、幅狭ピンが固定されている方の挿通部が柱部側に延長されることにより、幅狭ピンが固定されている方の挿通部の面積が他方の挿通部の面積の１．２倍以上とされていることを特徴とするものである。

この明細書において、チェーン直線部における進行方向前方を前、この逆を後というものとする。

幅狭ピンは、一のリンクの前挿通部の前側部分に設けられたピン固定部に固定されかつ他のリンクの後挿通部の前側部分に設けられたピン可動部に移動可能に嵌め入れられ、幅広ピンは、一のリンクの前挿通部の後側部分に設けられたピン可動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の後側部分に設けられたピン固定部に固定される。

ピン固定部へのピンの固定は、例えば、機械的圧入によるピン固定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。嵌合固定は、ピン固定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。この嵌合固定の後、予張力付与工程において予張力が付与されることにより、リンクのピン固定部（ピン圧入部）に均等にかつ適正な残留圧縮応力が付与される。

前挿通部の面積を大きくするのは、幅狭ピン固定部の応力集中を緩和するのが目的である。幅狭ピン固定部の応力集中を緩和するには、柱部を切除したり、幅狭ピン固定部近傍に貫通孔を設けたりすることによっても可能である。しかしながら、柱部の切除または貫通孔の追加による応力集中の緩和は、これによって、リンクの伸びが大きくなることにより性能が変わる可能性がある。これに対し、前挿通部の面積が大きくなされているものでは、前挿通部が相対的に変形しやすいことから幅狭ピン固定部の応力集中を緩和することが可能であり、また、柱部を切除したものに比べて伸びの絶対値は小さいものとなり、前後挿通部の面積がほぼ等しい基本形状のリンクからの性能の変化および性能の悪化を極力抑えて、幅狭ピン固定部の応力集中を緩和することができる。

前挿通部と後挿通部とは、連通されるのではなく、両者間には柱部が設けられる。これにより、挿通部を延長したことによる前後方向へのリンクの伸びが抑えられ、伸びに関しては、従来の延長部無しのものに近い特性を維持したままで、圧入部の応力集中が緩和される。

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。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。

幅広ピンおよび幅狭ピンは、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インボリュート曲面に形成される。また、幅広ピンおよび幅狭ピンは、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。

なお、より好ましくは、幅狭ピンが固定されている方の挿通部の面積が他方の挿通部の面積の１．５倍以上とされる。

前後挿通部における上記面積の相違は、リンクの進行方向前側の剛性を後側の剛性よりも下げることを意味し、前後挿通部の面積が異なるものとするに際しては、柱部の前後方向の中心線とリンクの前後方向の中心線とのオフセットを考慮することが好ましい。ここで、各リンクにおいて、柱部の前後方向の中心線（例えば幅が最も狭い部分の前後の中心）がリンクの前後方向の中心線からチェーン進行方向後方にリンク前後長さの３％以上（より好ましくは５％以上）オフセットさせられることが好ましい。

チェーンを構成する全てのリンクが上記の挿通部面積が異なるリンクとされてももちろんよいが、前後挿通部の面積がほぼ等しい基本リンクと、前後挿通部の面積が１．２倍以上異なる応力緩和リンクとを混在させることとし、例えば、幅方向相対的に外側にあるリンクを応力緩和リンクに、同内側にあるリンクを基本リンクにするようにしてもよい。

上記の動力伝達チェーンは、幅狭ピンが幅広ピンよりも短くされ、幅広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とされる。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に記載のものとされる。

この動力伝達装置は、自動車等の車両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によると、幅狭ピンが固定されている方の挿通部の面積が相対的に大きくなされるので、耐久試験において重要となる幅狭ピンの圧入部の応力集中が緩和され、チェーンの耐久性が向上する。

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)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幅広ピン(14)および幅狭ピン(15)とを備えている。リンク(11)の前挿通部(12)と後挿通部(13)とは、柱部(16)によって仕切られており、これにより、前後挿通部(12)(13)は、それぞれ独立した貫通孔とされている。

図３に示すように、前挿通部(12)は、幅狭ピン(15)（実線で示す）が固定される幅狭ピン固定部(12a)および幅広ピン(14)（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め合わせられる幅広ピン可動部(12b)からなり、後挿通部(13)は、幅狭ピン(15)（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め合わせられる幅狭ピン可動部(13a)および幅広ピン(14)（実線で示す）が固定される幅広ピン固定部(13b)からなる。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、幅狭ピン(15)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、幅広ピン(14)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、この幅広ピン(14)と幅狭ピン(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。

幅広ピン(14)を基準とした幅広ピン(14)と幅狭ピン(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、幅広ピン(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、幅狭ピン(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、幅広ピン(14)が幅広ピン可動部(12b)内を固定状態の幅狭ピン(15)に対してその接触面(14a)が幅狭ピン(15)の接触面(15a)に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動し、後挿通部(13)においては、幅狭ピン(15)が固定状態の幅広ピン(14)に対してその接触面(15a)が幅広ピン(14)の接触面(14a)に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら幅狭ピン可動部(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幅広ピン(14)と幅狭ピン(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。

この動力伝達チェーン(1)は、必要な数の幅広ピン(14)および幅狭ピン(15)を台上に垂直状に保持した後、リンク(11)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。この圧入は、幅広ピン(14)および幅狭ピン(15)の上下縁部と幅狭ピン固定部(12a)および幅広ピン固定部(13b)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。こうして、組み立てられたチェーン(1)には張力が付与（予張）される。

上記リンク(11)において、幅狭ピン(15)が固定されている前挿通部(12)の面積が後挿通部(13)の面積より大きくなされている。

上記の動力伝達チェーンは、図６に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図５に示すように、幅狭ピン(15)が幅広ピン(14)よりも短くされ、幅狭ピン(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、幅広ピン(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。幅広ピン(14)と幅狭ピン(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)に対して幅広ピン(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。前後幅が幅広ピン(14)と幅狭ピン(15)とで異なるように設定されているのは、プーリ(2)に接触する方の幅広ピン(14)の剛性を高めるためで、幅狭ピン(15)が幅広ピン(14)の約半分の前後幅とされている。

上記の動力伝達チェーン(1)の耐久試験においては、リンク(11)の耐久性が重要であり、その際、各リンク(11)の圧入部（幅狭ピン固定部(12a)および幅広ピン固定部(13b)の上下縁部）が重要なものとなる。そして、上記のように、前後幅が幅広ピン(14)と幅狭ピン(15)とで異なるように設定すると、幅狭ピン(15)の圧入部となる幅狭ピン固定部(12a)が耐久試験でより重要なものとなる。そこで、リンク(11)には、図４に示すように、二点鎖線で示している従来の前挿通部(22)を基準にして、前挿通部(12)の面積を増加させるための延長部(17)が柱部(16)側（後方）に延びるように設けられている。前挿通部(12)の実線と二点鎖線とで囲まれている延長部(17)は、前挿通部(12)の面積が後挿通部(13)の面積の１．２倍以上（好ましくは１．５倍以上）となるように設定されている。これにより、柱部(16)は、後方にオフセットさせられ、リンク(11)の剛性は、前側の剛性が後側の剛性よりも低いものとなっている。柱部(16)の前後方向の中心線(O)は、リンク(11)の前後方向の中心線(L)からチェーン進行方向後方にリンク前後長さの３％以上（より好ましくは５％以上）オフセットさせられる。この結果、Ｄ部（幅狭ピン固定部(12a)の下縁部）における応力集中が前挿通部(12)のＣ部全体に広がって緩和され、これにより、極めて重要な幅狭ピン固定部(12a)の耐久性を向上させることができ、チェーン全体の耐久性を向上させることができる。

図１は、この発明によ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、リンクの拡大側面図である。 図４は、リンクの拡大側面図に特徴部分の説明のための符号を追加したものである。 図５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
(2)(3) プーリ
(2a)(3b) 固定シーブ
(2b)(3a) 可動シーブ
(2c)(2d) 円錐状シーブ面
(11) リンク
(12) 前挿通部
(13) 後挿通部
(14) 幅広ピン（第１ピン）
(15) 幅狭ピン（第２ピン）
(16) 柱部
(17) 延長部

Claims (3)

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おり、円錐面状のシーブ面を有する複数のプーリ間に掛け渡される動力伝達チェーンにおいて、
   第１ピンおよび第２ピンは、一方が相対的に前後幅が大きくてその端面がプーリに接する幅広ピンとされ、他方が相対的に前後幅が小さくてその端面がプーリに接しない幅狭ピンとされ、リンクの前挿通部と後挿通部との間が柱部によって仕切られており、幅狭ピンが固定されている方の挿通部が柱部側に延長されることにより、幅狭ピンが固定されている方の挿通部の面積が他方の挿通部の面積の１．２倍以上とされていることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 柱部の前後方向の中心線がリンクの前後方向の中心線からチェーン進行方向後方にリンク前後長さの３％以上オフセットさせられていることを特徴とする請求項１の動力伝達チェーン。
3. 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または２の動力伝達装置。

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