JP2008039067A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 強度とこれに相反する軽量化および騒音性能とを両立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】 チェーン内径側におけるインターピース接触面17cとリンク前側外周面11aとの距離Ｄ１がチェーン外径側におけるインターピース接触面17cとリンク前側外周面11aとの距離Ｄ２以上とされている。チェーン内径側におけるピン接触面18cとリンク後側外周面11bとの距離Ｄ３がチェーン外径側におけるピン接触面18cとリンク後側外周面11bとの距離Ｄ４以上とされている。
【選択図】 図２

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４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では、各ピン固定部のピンと接触する面とこれに対応するリンク外周面との距離に関し、強度の面からはこれを大きくすることが好ましいが、これには、重量増加および騒音性能悪化というデメリットがある。

この発明の目的は、強度とこれに相反する軽量化および騒音性能とを両立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、各リンクのピン固定部は、そのチェーン外径側縁部およびチェーン内径側縁部においてピンと固定されており、各ピン固定部のピンと接触する面とこれに対応するリンク外周面との距離に関し、チェーン内径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離がチェーン外径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離以上とされていることを特徴とするものである。

すなわち、チェーン内径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離をＤ１、チェーン外径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離をＤ２とした場合、Ｄ１≧Ｄ２とされる。Ｄ１とＤ２との差は、好ましくは、０．１ｍｍ以下または５％以下とされ、すなわち、Ｄ２（ｍｍ）＋０．１≧Ｄ１（ｍｍ）、または、Ｄ２×１．０５≧Ｄ１であることがより好ましい。

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であるチェーン外径側縁部およびチェーン内径側縁部で行われる。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。

ピン接触面（転がり接触している面と反対の面）およびリンク外周面は、いずれもその輪郭が直線状とされることが好ましく、この場合、チェーン内径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離がチェーン外径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離以上とは、ピン接触面を延長した線とリンク外周面を延長した線との交点が、チェーン外径側に位置することを意味する。

好ましくは、ピン接触面およびリンク外周面は、いずれもその輪郭が直線状でかつ互いに平行状とされる。このようにすると、リンクに作用する荷重が平均化されて面圧分布が均等となって、強度が確保され、しかも、リンク形状の設計が容易となる。

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。第２ピンは、第１ピンよりも幅が狭い形状とされることが好ましく、この場合、第２ピンの上下縁部に突出縁部が設けられることがある。

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装置によると、リンクのピン固定部のピンと接触する面とこれに対応するリンク外周面との距離に着目し、チェーン内径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離がチェーン外径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離以上とすることにより、強度とこれに相反する軽量化および騒音性能とを両立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２の上下をいうものとする。

図１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。インターピース(15)は、ピン(14)よりも短くなされ、両者は、インターピース(15)が前側に、ピン(14)が後側に配置された状態で対向させられている。

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。

図２に示すように、ピン(14)は、インターピース(15)に比べて前後方向の幅が広くなされており、インターピース(15)の上下縁部には、ピン(14)側にのびる突出縁部(15a)(15b)が設けられている。リンク(11)の前挿通部(12)は、ピン(14)が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(16)およびインターピース(15)が固定されるインターピース固定部(17)からなり、後挿通部(13)は、ピン(14)が固定されるピン固定部(18)およびインターピース(15)が移動可能に嵌め合わせられるインターピース可動部(19)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)の後挿通部(13)に固定されかつ他のリンク(11)の前挿通部(12)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)の後挿通部(13)に移動可能に嵌め合わせられかつ他のリンク(11)の前挿通部(12)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)の直線部分から曲線部分へまたは曲線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、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がインターピース(15)の接触面に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながらピン可動部(16)内を移動し、後挿通部(13)においては、インターピース(15)がインターピース可動部(19)内を固定状態のピン(14)に対してその接触面がピン(14)の接触面に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動する。なお、図２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２は、チェーン(1)の直線部分でのリンク(11)とピン(14)およびインターピース(15)との相対位置関係を示しており、チェーン(1)の曲線部分では、隣り合うリンク(11)間の屈曲に伴って、ピン(14)とインターピース(15)とは、ピン可動部(16)の上下の凹円弧状案内部(16a)(16b)およびインターピース可動部(19)の上下の凹円弧状案内部(19a)(19b)にそれぞれ案内されて移動する。これにより、その接触位置がＡおよびＢで示す位置から上方（チェーンの外径側）に移動し、ピン(14)とインターピース(15)とは、それらの上縁部（チェーン外径側縁部）同士が接近するようにその相対位置を変更する。

リンク(11)のピン固定部(18)とインターピース可動部(19)との境界部分には、インターピース可動部(19)の上下の凹円弧状案内部(19a)(19b)にそれぞれ連なりピン固定部(18)に固定されているピン(14)を保持する上下の凸円弧状保持部(18a)(18b)が設けられている。同様に、インターピース固定部(17)とピン可動部(16)との境界部分には、ピン可動部(16)の上下の凹円弧状案内部(16a)(16b)にそれぞれ連なりインターピース固定部(17)に固定されているインターピース(15)を保持する上下の凸円弧状保持部(17a)(17b)が設けられている。

各リンク(11)のピン固定部(18)およびインターピース固定部(17)においては、それぞれチェーン外径側縁部およびチェーン内径側縁部においてピン(14)およびインターピース(15)と固定されている。ピン(14)およびインターピース(15)の背面（転がり接触しない方の面）は、いずれもその断面が直線状とされており、これに対応し、ピン固定部(18)およびインターピース固定部(17)がピン(14)およびインターピース(15)と接触する面(18c)(17c)も直線状とされている。リンク(11)の前面すなわちインターピース固定部(17)のインターピース(15)背面と接触している面(17c)に対応しているリンク前側外周面(11a)は、インターピース接触面(17c)に平行な直線状とされており、同様に、リンク(11)の後面すなわちピン固定部(18)のピン(14)背面と接触している面(18c)に対応しているリンク後側外周面(11b)は、ピン接触面(18c)に平行な直線状とされている。この結果、インターピース固定部(17)のインターピース(15)と接触する面(17c)とこれに対応するリンク前側外周面(11a)との距離に関し、チェーン内径側におけるインターピース接触面(17c)とリンク前側外周面(11a)との距離Ｄ１がチェーン外径側におけるインターピース接触面(17c)とリンク前側外周面(11a)との距離Ｄ２以上とされ、ピン固定部(18)のピン(14)と接触する面(18c)とこれに対応するリンク後側外周面(11b)との距離に関し、チェーン内径側におけるピン接触面(18c)とリンク後側外周面(11b)との距離Ｄ３がチェーン外径側におけるピン接触面(18c)とリンク後側外周面(11b)との距離Ｄ４以上とされている。

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、多角形振動が生じ、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。

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。

上記の動力伝達チェーンは、図４に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図３に示すように、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、各可動部(16)(19)に案内されて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。

なお、上記において、チェーン内径側におけるインターピース接触面(17c)とリンク前側外周面(11a)との距離Ｄ１とチェーン外径側におけるインターピース接触面(17c)とリンク前側外周面(11a)との距離Ｄ２との関係は、Ｄ１≧Ｄ２であればよく、したがって、インターピース接触面(17c)とリンク前側外周面(11a)とは、互いに平行な上記状態から相対的に若干傾斜させてもよく、また、チェーン内径側におけるピン接触面(18c)とリンク後側外周面(11b)との距離Ｄ３とチェーン外径側におけるピン接触面(18c)とリンク後側外周面(11b)との距離Ｄ４との関係は、Ｄ３≧Ｄ４であればよく、ピン接触面(18c)とリンク後側外周面(11b)とについても、互いに平行な上記状態から相対的に若干傾斜させてもよい。

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、リンクの拡大側面図である。 図３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４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
(11a) リンク前側外周面
(11b) リンク後側外周面
(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) インターピース固定部
(17c) インターピース接触面
(18) ピン固定部
(18c) ピン接触面

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、
   各リンクのピン固定部は、そのチェーン外径側縁部およびチェーン内径側縁部においてピンと固定されており、各ピン固定部のピンと接触する面とこれに対応するリンク外周面との距離に関し、チェーン内径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離がチェーン外径側におけるピン接触面とリンク外周面との距離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. ピン接触面およびリンク外周面は、いずれもその輪郭が直線状でかつ互いに平行状とされている請求項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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