JP2007255620A - 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。
【解決手段】 リンク11の前挿通部12と後挿通部13とが柱部16によって仕切られている。チェーン内径側部分におけるインターピース可動部12bとピン可動部13aとの間に、ピン固定部12aおよびインターピース固定部13bのチェーン内径側縁部に比べて厚みが薄い薄肉部17が設けられている。
【選択図】 図３

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５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。
特開２００６−００２７８７号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、リンクの耐久性が重要であり、リンクの厚みを増すことなく耐久性を向上させることが望まれている。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、同他方は、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ている動力伝達チェーンにおいて、リンクの前挿通部と後挿通部とが柱部によって仕切られており、チェーン内径側部分における前後ピン可動部間に、ピン固定部のチェーン内径側縁部に比べて厚みが薄い薄肉部が設けられていることを特徴とするものである。

前後ピン可動部間に薄肉部を設けるのは、ピン固定部の応力集中を緩和するのが目的である。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、前後ピン可動部間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、前後ピン可動部間に薄肉部が設けられているものでは、この薄肉部が相対的に変形しやすいことから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、貫通孔のような部分的に伸びを大きくする部分がないことにより、伸びの絶対値は小さいものとなり、薄肉部のな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、ピン固定部の応力集中を緩和することができる。

薄肉とされる面積については、適宜変更されるが、ピン固定部にかからない範囲で大きくすることが好ましく、例えば、ピン固定部の上下の中心（チェーンにおける外径面と内径面との中心）を基準にしてこれよりも下側（内径側）とされるとともに、ピン可動部の頂点位置を基準にしてこれよりも前後方向内側とされる。

チェーン外径側部分における前後ピン可動部間の厚みについては、ピン固定部のチェーン外径側縁部厚み（ピン固定部のチェーン内径側縁部厚みと同じ）に比べて薄くされていてもよく、また、同じ厚みとされてもよい。ピン固定部の応力集中については、チェーンにおいては、内径側の方が外径側よりも条件が厳しいことから、チェーン内径側部分がより重要なものとなっている。そこで、少なくとも、チェーン内径側部分における前後ピン可動部間の厚みを薄くすることで、この重要部分の応力の集中を緩和し、必要に応じて（チェーンの使用条件や実際の耐久試験結果に応じて）、チェーン外径側部分における前後ピン可動部間の厚みも薄くすることにより、より高いレベルでバランスの取れたチェーンを得ることができる。

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。

チェーンを構成する全てのリンクが上記の薄肉部有りリンクとされてももちろんよいが、厚みが均一な基本リンクと、薄肉部有り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薄肉部有りリンクに、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。

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。

この発明による動力伝達チェーンでは、第１ピンおよび第２ピンの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（以下では、「第１ピン」または「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、「第２ピン」または「インターピース」と称す）とされる。

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。

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インボリュート曲面に形成される。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。

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および動力伝達装置によると、薄肉部が相対的に変形しやすいことから、リンクに発生する応力集中が緩和でき、また、貫通孔を設けることに比べて伸びの絶対値が小さいものとなり、チェーンの伸びを適正値に抑えることができる。

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)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。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、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。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。

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)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。

図３において、チェーン内径側部分におけるインターピース可動部(12b)とピン可動部(13a)との間に、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)のチェーン内径側縁部に比べて厚みが薄い薄肉部(17)が設けられている。薄肉部(17)は、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下の中心（チェーンにおける外径面と内径面との中心）を基準にしてこれよりも下側（内径側）で、かつ、インターピース可動部(12b)およびピン可動部(13a)の頂点（最下点）の位置を基準にしてこれよりも前後方向内側に設けられている。なお、薄肉部(17)は、リンク(11)の両面に凹部を設けることによって形成してもよく、片面だけに凹部を設けることによって形成してもよい。

上記の動力伝達チェーン(1)では、ピンの上下移動の繰り返しにより、多角形運動が生じ、これが騒音の要因となるが、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しかつピン(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が円のインボリュートとされていることにより、ピンおよびインターピースの接触面がともに円弧面である場合などと比べて、振動を小さくすることができ、騒音を低減することができる。

耐久試験においては、圧入部すなわちピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下縁部の耐久性が重要であり、特に、チェーン内側となるピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の下縁部が重要である。耐久性向上のためには、圧入部の応力を低減することが有効であり、上記薄肉部(17)によって、圧入部への応力集中が緩和され、リンク(11)の耐久性が向上する。

上記の動力伝達チェーンは、図５に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図４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（ａ）は、リンクの拡大側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。 図４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５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) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(16) 柱部
(17) 薄肉部

Claims (2)

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、同他方は、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ている動力伝達チェーンにおいて、
   リンクの前挿通部と後挿通部とが柱部によって仕切られており、チェーン内径側部分における前後ピン可動部間に、ピン固定部のチェーン内径側縁部に比べて厚みが薄い薄肉部が設けら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の動力伝達装置。

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