JP2007255621A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リンクに適正な残留圧縮応力を付与するに際し、予張装置を小型化す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の上下縁部計４カ所すべてに、薄肉部21が形成されている。
【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８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

この種の動力伝達チェーンでは、チェーン組立て後に予張装置を使用してチェーンに張力をかけ、リンクのピンが固定されている部分に適正な残留圧縮応力を付与する場合がある。この場合、リンクの数が増加すると、チェーンに付与する予張力も大きくする必要があり、そのためには、予張装置の大型化が必要となってコストが高くなるという問題があった。

この発明の目的は、リンクに適正な残留圧縮応力を付与するに際し、予張装置を小型化す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、リンクの各ピン固定部のピンが固定されている箇所のうちの少なくとも１カ所に、薄肉部が形成されていることを特徴とするものである。

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。

リンクの各ピン固定部の上下縁部に薄肉部を形成するのは、予張によりリンクに所定の応力を付与するに際して、薄肉とされた部分に応力がかかりやすいようにして、この応力付与により疲労寿命を向上させるためである。すなわち、リンクに予張力を付与する場合、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好ましいが、リンク厚みが一定である場合には、これを達成することが難しい。そこで、圧入部に薄肉部を設けることにより、予張力を付与した際の応力が薄肉部にかかるようにすることで、優れた耐久性を有するリンクを得ることができる。

予張は、リンクとピンとを組み立てて、チェーン状にした後で、予張装置によりチェーン全体を引っ張ることで行われるが、１つのチェーンで使用されるリンクの数が多い（例えば数１００枚程度）ことから、圧入部に所定の残留圧縮応力を付与するには、薄肉部がない場合、予張装置を大型化する必要がある。薄肉部を形成すると、この部分の断面係数が小さくなり、相対的に小さい予張力で所要の残留圧縮応力を圧入部に付与することができる。

予張力は、例えば、圧入部が弾性限界応力以上でかつ塑性限界以下（弾性限界値×１．０４程度）の最大主応力となる大きさとされる。この予張力の大きさは、実際の使用条件よりも厳しいものであり、リンクに薄肉部を設けないで、この条件の予張を行おうとすると、予張装置の負荷能力が非常に大きいものとなってしまうことから、上記の薄肉部を設けることが特に有効なものとなる。

薄肉とされる範囲については、少なくともピン固定部を含むものとされ、例えば、ピン固定部の上下縁部だけ、ピン固定部の上下縁部からリンクの上下端まで、ピン固定部の上下縁部およびピン可動部の上下縁部（すなわち、前後挿通部の上下縁部）などとされる。

予張力を小さくするという点からは、リンクの各ピン固定部のピンが固定されている箇所すべて（上下縁部計４カ所すべて）に薄肉部が形成されていることが好ましい。しかしながら、この種の動力伝達チェーンで使用されるリンクでは、チェーンの内径側と外径側とで圧入部の応力が異なり、また、ピンの前後幅が異なる場合には、ピンの前後幅によっても圧入部の応力が異なってくることから、例えば、薄肉部を形成する箇所を、チェーンの内径側だけ（ピン固定部の下縁だけ）としたり、幅狭ピン固定部の上下縁部だけとすることもでき、要するに、応力的に厳しいところに薄肉部を設ければよい。

また、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。

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。リンクは、前後挿通部がそれぞれ独立の貫通孔（柱有りリンク）とされていてもよく、前後挿通部が１つの貫通孔（柱無しリンク）とされていてもよい。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。

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。

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、リンクの各ピン固定部のピンが固定されている箇所のうちの少なくとも１カ所に、薄肉部が形成されているので、薄肉部のないリンクだけからなるチェーンに比べて、予張装置で付与する張力が相対的に小さくて済む。したがって、予張装置の小型化が可能となり、予張装置を含む予張のためのコストを下げることができる。

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。

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。

チェーン(1)は、幅方向同位相の複数のリンクで構成されるリンク列を進行方向（前後方向）に３つ並べて１つのリンクユニットとし、この３列のリンク列からなるリンクユニットを進行方向に複数連結して形成されている。この実施形態では、リンク枚数が９枚のリンク列とリンク枚数が８枚のリンク列２つとが１つのリンクユニットとされている。

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)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、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)およびインターピース固定部(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。

動力伝達チェーン(1)は、多数のリンク(11)を含んでおり、各リンク(11)に適正な張力を付与するためには、予張装置の負荷能力を大きくする必要がある。これを避けるため、各リンク(11)には、図４に詳しく示すように、リンク(11)のピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下縁部計４カ所すべてに、薄肉部(21)が形成されている。

図４においては、薄肉部(21)は、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下縁部だけに設けられているが、薄肉部(21)(22)(23)は、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下縁部を少なくとも含むようにして、種々の形状が可能である。

図５において、薄肉部(22)は、前後挿通部(12)(13)の上下縁部全体にわたって設けられている。

また、図６において、薄肉部(23)は、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下縁部からそれぞれ上下に延長されてリンク(11)の上下の端までにわたって設けられている。

なお、上記各薄肉部(21)(22)(23)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。また、薄肉部(21)(22)(23)は、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)を形成する部分に僅かな幅の他の部分と同じ厚みの部分を残して、この等厚部に連なるように形成してもよく、図示したもの以外とすることももちろん可能である。

また、４カ所全てに設けずに、所要箇所の１〜３カ所としてもよい。いずれにしろ、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下縁部の少なくとも１カ所に薄肉部(21)(22)(23)が形成されていることにより、薄肉部(21)(22)(23)のないリンクだけからなるチェーンに比べて、予張装置で付与する張力が相対的に小さくて済み、予張装置を小型化することができる。

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。

上記の動力伝達チェーンは、図８に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図７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は、リンクの拡大側面図である。 図４（ａ）は、第１実施形態のリンクの特徴部分を示すリンクの拡大側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。 図５（ａ）は、第２実施形態のリンクの特徴部分を示すリンクの拡大側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。 図６（ａ）は、第３実施形態のリンクの特徴部分を示すリンクの拡大側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。 図７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８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
(12a) ピン固定部（ピン固定部）
(12b) インターピース可動部（ピン可動部）
(13) 後挿通部
(13a) ピン可動部（ピン可動部）
(13b) インターピース固定部（ピン固定部）
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(21)(22)(23)薄肉部

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、
   リンクの各ピン固定部のピンが固定されている箇所のうちの少なくとも１カ所に、薄肉部が形成されていることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. リンクの各ピン固定部のピンが固定されている箇所すべてに、薄肉部が形成さ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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