JP2008069921A - 動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のリンク同士を連結するピンの表面の断面形状にインボリュート曲線を採用した場合、チェーン直線領域において、ピンの表面の曲率半径が小さく、面圧が高くなってしまう。
【解決手段】第１のピン３は、第２のピン４に対して、リンク２間の屈曲に伴って変位する接触部Ｔで転がり摺動接触する。チェーン幅方向からみて、第１のピン３の前部１２は、所定の曲率半径を有する円弧状部２２と、インボリュート曲線を含む変化率増大部分２３とを有している。円弧状部２２は、屈曲角θが所定の境界角θ０以下のときに接触部Ｔを形成し、変化率増大部分２３は、屈曲角θが所定の境界角θ０より大きいときに接触部Ｔを形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置に関する。

自動車のプーリ式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）等の動力伝達装置に用いられる無端状の動力伝達チェーンには、チェーン進行方向に隣接するリンク同士を、互いに転がり運動可能なピンおよびインターピースで連結したものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２７８４号公報

上記のチェーンは、隣り合うリンク同士が屈曲する際、対応するピンの側面とインターピースの側面とが互いに転がり接触して、両者の接触位置が移動する。ピンの側面の断面形状は、インボリュート曲線とされており、これにより、チェーンがプーリに噛み込まれる際に生じるチェーンの弦振動的運動を抑制できるようにしている。
上記のインボリュート曲線は、チェーンの直線領域におけるピンとインターピースとの接触部を起点としている。インボリュート曲線は、起点付近の曲率半径が小さく、ピンの側面のうちチェーンの直線領域において接触部を形成する部分の曲率半径が小さく、インターピースとの接触面積が小さい。

その結果、ピンとインターピースとの間の許容伝達荷重が小さいものとなり、チェーンの許容伝達容量が限られる。また、チェーンの直線状態において、ピンがインターピースに対して転がり易いことにより、車両走行条件によっては、チェーンが不用意に動いて挙動が乱れる場合がある。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、弦振動的運動を抑制できると共に許容伝達容量を大きくでき、且つ直線領域における挙動を安定することのできる動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、チェーン進行方向（Ｘ）に並ぶ複数のリンク（２）と、複数のリンク（２）を互いに屈曲可能に連結する複数の連結部材（５０）とを備え、連結部材（５０）は、隣接して配置される対偶部材（４）に対向する対向部（１２）を有する所定の動力伝達部材（３）を含み、上記対向部（１２）は、対偶部材（４）に対して、リンク（２）間の屈曲に伴って変位する接触部（Ｔ）で転がり摺動接触し、チェーン進行方向（Ｘ）とは直交するチェーン幅方向（Ｗ）からみて、上記対向部（１２）は、所定の曲率半径（Ｒ）を有する円弧状部（２２）と、リンク（２）間の屈曲角（θ）の増大に応じて接触部（Ｔ）の変位量の変化率が増大する変化率増大部分（２３）とを含み、円弧状部（２２）は、屈曲角（θ）が零以上且つ所定の境界角（θ０）以下のときに接触部（Ｔ）を形成する部分（２４）を含み、変化率増大部分（２３）は、屈曲角（θ）が所定の境界角（θ０）より大きいときに接触部（Ｔ）を形成することを特徴とする動力伝達チェーン（１）を提供するものである（請求項１）。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、屈曲角が零または零に近い状態において、所定の動力伝達部材の対向部のうち接触部を形成している部分の形状を、曲率半径の大きい円弧状に形成でき、接触部の面積を十分に確保できる。これにより、所定の動力伝達部材と対偶部材と間の許容伝達荷重を大きくでき、チェーンの許容伝達容量を大きくできる。また、屈曲角が零または零に近い状態において、所定の動力伝達部材と対偶部材との接触面積が大きいことにより、両者が面接触して安定して係合でき、所定の動力伝達部材が対偶部材に対して不用意に転がり運動することを抑制できる。チェーン直線領域における挙動を安定することができる。さらに、屈曲角が境界角より大きくなったときには、変化率増大部分が接触部を形成する。これにより、チェーンがプーリ等に噛み込まれる際のチェーンの弦振動的運動を抑制することができる。

また、本発明において、上記円弧状部（２２）は、動力伝達チェーン（１）が正規の屈曲方向（Ｊ１）とは反対の方向（Ｊ２）に屈曲されて屈曲角（θ）が負となるときに接触部（Ｔ）を形成する部分（２５）をさらに含む場合がある（請求項２）。この場合、チェーンが屈曲領域から直線領域に移行する際に、勢い余って屈曲角が負となるように屈曲しても、屈曲角が正のときと同様に円弧状部が接触部を形成する。これにより、屈曲角が正と負との間を行き来するようにチェーンが屈曲しても、接触部の移動の軌跡を連続的且つ滑らかにでき、チェーンの挙動をより安定できる。

また、本発明において、上記変化率増大部分（２３）は、インボリュート曲線（ＩＮＶ）を含む場合がある（請求項３）。この場合、変化率増大部分を簡易な形状に形成できる。また、チェーンがプーリ等に噛み込まれることに起因して生じるチェーンの弦振動的運動を抑制するのに好適である。
また、本発明において、上記動力伝達チェーン（１）は、少なくとも所定の屈曲角（θ）をなした状態でプーリ（６０，７０）に巻き掛けられるようにされており、上記境界角（θ０）は、所定の屈曲角（θｍ）未満に設定される場合がある（請求項４）。この場合、チェーンがプーリに噛み込まれるときに変化率増大部分が接触部を形成でき、チェーンの弦振動的運動を確実に抑制できる。

また、本発明において、上記所定の動力伝達部材（３）をチェーン幅方向（Ｗ）と直交する投影平面（Ｓ）に投影し、チェーン進行方向（Ｘ）に沿う方向をｘ方向とするとともに、チェーン進行方向（Ｘ）およびチェーン幅方向（Ｗ）の双方に直交する直交方向（Ｖ）に沿う方向をｙ方向としたときの、投影平面（Ｓ）内における接触部（Ｔ）の投影点の軌跡は、チェーン直線領域での接触部（Ｔ）の投影点を原点（０）として下記式で示される場合がある（請求項５）。

θ０≧θのとき
ｘ＝−｛Ｒ−Ｒｃｏｓ（πθ／１８０）｝
ｙ＝Ｒｓｉｎ（πθ／１８０）
θ０＜θのとき
ｘ＝−Ｒｂｓｉｎ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｃｏｓ（πθ／１８０）
−Ｉｘｐ０＋Ｉｒｘ０
ｙ＝Ｒｂｃｏｓ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｓｉｎ（πθ／１８０）
−Ｒｂ−Ｉｙｐ０＋Ｉｒｙ０
ただし、
θ０：境界角（ｄｅｇ）、
θ：屈曲角（ｄｅｇ）、
Ｒ：円弧状部の曲率半径（ｍｍ）、
Ｒｂ：変化率増大部分における接触部の投影点の軌跡に関する基礎円の半径（ｍｍ）、
Ｉｒｘ０：−｛Ｒ−Ｒｃｏｓ（πθ０／１８０）｝、
Ｉｒｙ０：Ｒｓｉｎ（πθ０／１８０）、
Ｉｘｐ０：−Ｒｂｓｉｎ（πθ０／１８０）＋Ｒｂ（πθ０／１８０）ｃｏｓ（πθ０
／１８０）、
Ｉｙｐ０：Ｒｂｃｏｓ（πθ０／１８０）＋Ｒｂ（πθ０／１８０）ｓｉｎ（πθ０／
１８０）−Ｒｂ。

この場合、屈曲角θが境界角θ０以下（θ０≧θ）のときに、曲率半径Ｒを有する円弧状部が、接触部を形成する。また、屈曲角θが境界角θ０より大きい（θ０＜θ）ときに、インボリュート曲線をなす変化率増大部分が、接触部を形成する。
また、本発明において、相対向する一対の円錐面状のシーブ面（６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａ）をそれぞれ有する第１および第２のプーリ（６０，７０）と、これらのプーリ（６０，７０）間に巻き掛けられ、シーブ面（６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａ）に係合して動力を伝達する上記の動力伝達チェーン（１）とを備える場合がある（請求項６）。この場合、振動が少なくて静粛性に優れると共に許容伝達容量の大きい動力伝達装置を実現することができる。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る動力伝達チェーンを備える動力伝達装置としてのチェーン式無段変速機（以下では、単に無段変速機ともいう）の要部構成を模式的に示す斜視図である。図１を参照して、無段変速機１００は、自動車等の車両に搭載されるものであり、第１のプーリとしての金属（構造用鋼等）製のドライブプーリ６０と、第２のプーリとしての金属（構造用鋼等）製のドリブンプーリ７０と、これらの両プーリ６０，７０間に巻き掛けられた無端状の動力伝達チェーン１（以下では、単にチェーンともいう）とを備えている。なお、図１中のチェーン１は、理解を容易にするために一部断面を示している。

図２は、図１のドライブプーリ６０（ドリブンプーリ７０）およびチェーン１の部分的な拡大断面図である。図１および図２を参照して、ドライブプーリ６０は、車両の駆動源に動力伝達可能に連なる入力軸６１に一体回転可能に取り付けられるものであり、固定シーブ６２と可動シーブ６３とを備えている。固定シーブ６２および可動シーブ６３は、相対向する一対のシーブ面６２ａ，６３ａをそれぞれ有している。各シーブ面６２ａ，６３ａは円錐面状の傾斜面を含んでいる。これらシーブ面６２ａ，６３ａ間に溝が区画され、この溝によってチェーン１を強圧に挟んで保持するようになっている。

また、可動シーブ６３には、溝幅を変更するための油圧アクチュエータ（図示せず）が接続されており、変速時に、入力軸６１の軸方向（図２の左右方向）に可動シーブ６３を移動させることにより、溝幅を変化させるようになっている。それにより、入力軸６１の径方向（図２の上下方向）にチェーン１を移動させて、プーリ６０のチェーン１に関する有効半径ｒ（以下、プーリ６０の有効半径ｒともいう）を、最小値ｒ１（図３（Ａ）参照。例えば、３０ｍｍ。）から最大値ｒ２（図３（Ｂ）参照。例えば、７０ｍｍ。）までの間で変更できるようになっている。

一方、ドリブンプーリ７０は、図１および図２に示すように、駆動輪(図示せず）に動力伝達可能に連なる出力軸７１に一体回転可能に取り付けられており、ドライブプーリ６０と同様に、チェーン１を強圧で挟む溝を形成するための相対向する一対のシーブ面７３ａ，７２ａをそれぞれ有する固定シーブ７３および可動シーブ７２を備えている。
ドリブンプーリ７０の可動シーブ７２には、ドライブプーリ６０の可動シーブ６３と同様に油圧アクチュエータ（図示せず）が接続されており、変速時に、この可動シーブ７２を移動させることにより溝幅を変化させるようになっている。それにより、チェーン１を移動させて、プーリ７０のチェーン１に関する有効半径ｒ（以下、プーリ７０の有効半径ｒともいう）を、最大値ｒ２（図３（Ａ）参照）から最小値ｒ１（図３（Ｂ）参照）までの間で変更できるようになっている。

上記の構成により、無段変速機１００の減速比が最も高い場合（アンダードライブ時）には、図３（Ａ）に示すように、ドライブプーリ６０の有効半径ｒが最小値ｒ１とされ、ドリブンプーリ７０の有効半径ｒが最大値ｒ２とされる。
一方、無段変速機１００の増速比が最も高い場合（オーバードライブ時）には、図３（Ｂ）に示すように、ドライブプーリ６０の有効半径ｒが最大値ｒ２とされ、ドリブンプーリ７０の有効半径ｒが最小値ｒ１とされる。

図４は、チェーン１の要部の断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う要部の断面図であり、チェーン１の直線領域を示している。図６は、屈曲角が正のときにおけるチェーン１の屈曲領域の側面図である。図７は、屈曲角が負のときにおけるチェーン１の屈曲領域の側面図である。
以下では、図５を参照して説明するときは、チェーン幅方向からみたときのチェーン１の直線領域を基準として説明し、図６または図７を参照して説明するときは、チェーン幅方向からみたときのチェーン１の屈曲領域を基準として説明する。

図４および図５を参照して、チェーン１は、チェーン進行方向Ｘに並ぶ複数のリンク２と、これらのリンク２を互いに屈曲可能に連結する複数の連結部材５０とを備えている。
以下では、チェーン１の進行方向に平行な方向をチェーン進行方向Ｘといい、チェーン進行方向Ｘに直交する方向のうち連結部材５０の長手方向に平行な方向をチェーン幅方向Ｗといい、チェーン進行方向Ｘおよびチェーン幅方向Ｗの双方に直交する方向を直交方向Ｖという。直交方向Ｖは、チェーン１の径方向に相当する。

各リンク２は板状に形成された鋼板製の部材であり、チェーン進行方向Ｘの前後に並ぶ一対の端部としての前端部５および後端部６を含んでいる。前端部５および後端部６には、第１の貫通孔としての前貫通孔９と、第２の貫通孔としての後貫通孔１０とがそれぞれ形成されている。リンク２は、チェーン進行方向Ｘに並んで配置されているとともにチェーン幅方向Ｗに並んで配置されている。

チェーン進行方向Ｘに隣接するリンク２同士は、相対的にチェーン進行方向Ｘの後方側にあるリンク２の前貫通孔９と、相対的にチェーン進行方向Ｘの前方側にあるリンク２の後貫通孔１０とが、チェーン幅方向Ｗに並んで互いに対応している。これら対応する貫通孔９，１０を挿通する連結部材５０によって、チェーン進行方向Ｘに隣り合うリンク２同士が屈曲可能に連結されており、全体として無端状をなすチェーン１が形成されている。

各連結部材５０は、所定の動力伝達部材としての第１のピン３と、第１のピン３に隣接して配置される対偶部材としての第２のピン４とを含んでおり、これら第１および第２のピン３，４は対をなしている。これら対をなす第１および第２のピン３，４は、対応するリンク２間の屈曲に伴い、互いに転がり摺動接触するようになっている。転がり摺動接触とは、転がり接触およびすべり接触の少なくとも一方を含む接触状態をいう。

第１のピン３は、チェーン幅方向Ｗに延びる長尺の部材であり、その周面１１は、チェーン幅方向Ｗに平行に延びている。周面１１は、チェーン進行方向Ｘの前方を向く対向部としての前部１２と、チェーン進行方向Ｘの後方を向く後部１３とを有している。
前部１２は、断面形状が滑らかな曲線に形成されて、対をなす第２のピン４と対向しており、この第２のピン４と接触部Ｔで転がり摺動接触している。前部１２は、第１のピン３のうち対をなす第２のピン４と接触し得る部分といえる。チェーン１の直線領域における接触部Ｔ１は、前部１２のうち、チェーン内径側寄りに配置されている。後部１３は、平坦面に形成されており、チェーン進行方向Ｘと直交する所定の平面Ａに対して、所定の傾斜角Ｂを有している。

第１のピン３の長手方向（チェーン幅方向Ｗ）に関する一対の端部１６は、チェーン幅方向Ｗの一対の端部に配置されるリンク２からチェーン幅方向Ｗにそれぞれ突出している。これら一対の端部１６には、一対の動力伝達部としての端面１７がそれぞれ設けられている。
図２および図６を参照して、一対の端面１７は、チェーン幅方向Ｗに相対向しており、互いに対称な形状を有している。これらの端面１７は、各プーリ６０，７０の対応するシーブ面６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａに潤滑油膜を介して摩擦接触（係合）するためのものである。

第１のピン３は、上記対応するシーブ面６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａ間に挟持され、これにより、第１のピン３と各プーリ６０，７０との間で動力が伝達される。第１のピン３は、その端面１７が直接動力伝達に寄与するため、例えば、軸受用鋼（ＳＵＪ２）等の、高強度で且つ耐摩耗に優れた材料で形成されている。
第１のピン３の端面１７は、チェーン幅方向Ｗの外側に凸湾曲しており、チェーン内径側を向いている。端面１７は、その接触領域２４が各プーリ６０，７０と接触する。接触領域２４は、チェーン幅方向Ｗからみて、例えば、楕円形形状をなしており、図心としての接触中心点Ｃを有している。チェーン幅方向Ｗからみて、接触中心点Ｃの位置は、例えば、端面１７の図心の位置と一致している。

ここで、前述した各プーリ６０，７０の有効半径ｒは、以下のようにして定義される。すなわち、ドライブプーリ６０の有効半径ｒは、ドライブプーリ６０に挟持された第１のピン３の動力伝達面１７の接触中心点Ｃと、ドライブプーリ６０の中心軸線Ｅ１との間のプーリ６０の径方向の距離として定義される。
同様に、ドリブンプーリ７０の有効半径ｒは、ドリブンプーリ７０に挟持された第１のピン３の動力伝達面１７の接触中心点Ｃと、ドリブンプーリ７０の中心軸線Ｅ２との間のプーリ７０の径方向の距離として定義される。

チェーン幅方向Ｗからみて、接触領域２４の長軸Ｄは、前述の平面Ａに対して、所定の迎え角Ｆ（例えば、５〜１２°。本実施の形態において、７．５°。）を有しており、チェーン外径側から内径側に向かうにしたがい、チェーン進行方向Ｘ側に進んでいる。
この迎え角Ｆは、例えば、第１のピン３の後部１３の傾斜角Ｂ（図５参照）と等しくされている（Ｆ＝Ｂ）。なお、Ｆ≠Ｂでもよい。

図４および図５を参照して、第２のピン４（ストリップ、またはインターピースともいう）は、第１のピン３と同様の材料により形成された、チェーン幅方向Ｗに延びる長尺の部材である。
第２のピン４は、上記各プーリのシーブ面に接触しないように、第１のピン３よりも短く形成されている。第２のピン４の周面１８は、チェーン幅方向Ｗに延びており、チェーン進行方向Ｘの後方を向く対向部としての後部１９を有している。

後部１９は、チェーン進行方向Ｘと直交する平坦面を有している。この後部１９は、対をなす第１のピン３の前部１２と対向しており、前部１２と接触部Ｔで転がり摺動接触している。
チェーン１は、いわゆる圧入タイプのチェーンとされている。具体的には、各リンク２の前貫通孔９に、対応する第１のピン３が相対移動可能に遊嵌されていると共に、対応する第２のピン４が圧入固定され、各リンク２の後貫通孔１０に、対応する第１のピン３が圧入固定されていると共に、対応する第２のピン４が相対移動可能に遊嵌されている。

上記の構成により、第１のピン３の前部１２は、対をなす第２のピン４の後部１９に対して、対応するリンク２間の屈曲に伴って変位する接触部Ｔ上で、転がり摺動接触する。
図６を参照して、チェーン１の屈曲領域において、チェーン進行方向Ｘに相隣接するリンク２は、互いに屈曲角θをなして屈曲している。屈曲角θは、第１の平面Ｈ１と、第２の平面Ｈ２とがなす角として定義される。

第１の平面Ｈ１は、屈曲領域の一のリンク２ａの各貫通孔９，１０のそれぞれに挿通された第１のピン３ａ，３ｂのそれぞれの接触中心点Ｃを含み、且つチェーン幅方向Ｗと平行な平面をいう。
第２の平面Ｈ２は、上記リンク２ａとチェーン進行方向Ｘに隣り合う他のリンク２ｂの各貫通孔９，１０のそれぞれに挿通された、第１のピン３ｂ，３ｃのそれぞれの接触中心点Ｃを含み、且つチェーン幅方向Ｗと平行な平面をいう。

図６に示すように、チェーン幅方向Ｗからみて、一のリンク２ａに対してチェーン進行方向Ｘの前方で隣接する他のリンク２ｂが、当該一のリンク２ａに対してチェーン内径側に屈曲しているとき、チェーン１は、正規の屈曲方向Ｊ１に屈曲されているといい、屈曲角θは正の値をとる。屈曲角θが正のときにおいて、「屈曲角θが増大する」とは、屈曲角θの値が増大することをいう。チェーン１において、屈曲角θ＝０°の領域を、チェーン直線領域という。

一方、図７を参照して、チェーン幅方向Ｗからみて、一のリンク２ａに対してチェーン進行方向Ｘの前方に隣接する他のリンク２ｂが、当該一のリンク２ａに対してチェーン外径側に屈曲しているとき、チェーン１は、正規の屈曲方向Ｊ１とは反対の方向Ｊ２に屈曲しているといい、屈曲角θは負の値となる。屈曲角θが負のときにおいて、「屈曲角θが増大する」とは、屈曲角θの絶対値が減少することをいう。

設計上の屈曲角θの範囲は、例えば−６°〜１８°に設定されている。チェーン１は、各プーリに巻き掛けられた屈曲領域において、少なくとも所定の屈曲角θｍ（例えば、本実施の形態において、６°）をなすようにされている。
具体的には、図３（Ａ）および図６を参照して、無段変速機１００の減速比が最も大きいアンダードライブ時において、ドリブンプーリ７０に係合するチェーン１の屈曲領域２１における屈曲角θが、所定の屈曲角θｍとなる。図３（Ｂ）および図６を参照して、同様に、無段変速機１００の増速比が最も大きいオーバードライブ時において、ドライブプーリ６０に係合するチェーン１の屈曲領域２１における屈曲角θが、所定の屈曲角θｍとなる。

図８は、チェーン１の直線領域における第１のピン３および第２のピン４の要部の断面図である。図８を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、チェーン幅方向Ｗからみて、第１のピン３の前部１２は、所定の曲率半径Ｒを有する円弧状部２２と、リンク２間の屈曲角θの増大に応じて接触部Ｔの変位量の変化率が増大する変化率増大部分２３とを含み、円弧状部２２は、屈曲角θが零以上で且つ所定の境界角θ０以下のとき（０≦θ≦θ０）に接触部Ｔを形成する部分としてのチェーン外径側部２４と、屈曲角θが負の値をとるとき（θ＜０）に接触部Ｔを形成する部分としてのチェーン内径側部２５とを含み、変化率増大部分２３は、屈曲角θが所定の境界角θ０より大きい（θ＞θ０）ときに接触部Ｔを形成する点にある。

円弧状部２２は、円筒面の一部を含んでおり、チェーン幅方向Ｗからみて、単一の曲率半径としての所定の曲率半径Ｒを有する円弧形形状に形成されている。曲率半径Ｒは、以下の条件を満たすように設定される。
すなわち、曲率半径Ｒは、後述する予張工程においてチェーン１に所定の引っ張り荷重が付与されたときに、円弧状部２２と対応する第２のピン４の後部１９との接触により後部１９に圧痕がつかない程度の低い接触圧となるように大きく、且つ、円弧状部２２における単位屈曲角（屈曲角１°）あたりの接触部Ｔの変位量が過大とならないように小さく設定される。具体的には、曲率半径Ｒは、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲に設定される。本実施の形態において、曲率半径Ｒは、３ｍｍに設定されている。

曲率半径Ｒが２ｍｍよりも小さいと、第２のピン４の後部１９との接触が線接触に近いものとなって十分な接触面積を確保し難く、曲率半径Ｒが５ｍｍを超えると、単位屈曲角あたりの接触部Ｔの変位量が多くなりすぎてしまうため、上記の範囲が好ましい。
上記の構成により、円弧状部２２において、屈曲角θの変化に対する接触部Ｔの変位量の変化率は零である。チェーン幅方向Ｗからみて、円弧状部２２の曲率中心Ｋは、チェーン直線領域における接触部Ｔ１を含み且つ直交方向Ｖと直交する平面Ｌ上に位置している。これにより、チェーン幅方向Ｗからみて、円弧状部２２は、上記平面Ｌを中心とする線対称形状を有している。

円弧状部２２のチェーン内径側部２５は、円弧状部２２のうち、直交方向Ｖの一方側に配置されており、本実施の形態において、屈曲角θが−６°〜０°（零を含まず）のときに接触部Ｔを形成する。円弧状部２２のチェーン外径側部２４は、円弧状部２２のうち、直交方向Ｖの他方側に配置されて、チェーン内径側部２５と連続的に滑らかに連なっており、屈曲角θが０°〜４°（零を含む）のときに接触部Ｔを形成する。すなわち、上記境界角θ０は、本実施の形態において、４°とされている。

この境界角θ０は、前記所定の屈曲角θｍ未満（θ０＜θｍ）とされている。すなわち、円弧状部２２のチェーン外径側部２４が接触部Ｔを形成するのは、屈曲角θが所定の屈曲角θｍ未満で且つ境界角θ０以下のときである。境界角θ０が所定の屈曲角θｍ以上であるとすると、チェーンが各プーリに巻き掛けられるときに、変化率増大部分２３が接触部Ｔを形成できないときがあり、その結果、チェーン１の弦振動的運動を抑制する効果を十分に発揮できないことがあるからである。

変化率増大部分２３は、チェーン１が各プーリに噛み込まれる際に生じるチェーン１の弦振動的運動を抑制するためのものである。この変化率増大部分２３は、円弧状部２２のチェーン外径側部２４の一端部２４ａと連続的且つ滑らかに連なる曲面からなり、チェーン幅方向Ｗからみて、少なくとも一部にインボリュート曲線ＩＮＶを含んでいる（本実施の形態において、全域がインボリュート曲線ＩＮＶとされている）。

インボリュート曲線ＩＮＶは、当該インボリュート曲線ＩＮＶに対して直交方向Ｖの一方側（チェーン内径側）に配置された基礎円Ｍに基づいている。インボリュート曲線ＩＮＶの曲率半径は、何れの部分においても、円弧状部２２の曲率半径Ｒに比べて大きくされている。これにより、単位屈曲角あたりの、前部１２に沿っての接触部Ｔの変位量は、円弧状部２２において相対的に少なく、変化率増大部分２３において相対的に多い。また、円弧状部２２と変化率増大部分２３の互いの境界部分（チェーン外径側部２４の一端部２４ａ）における曲率半径が、可及的に近いものにされている。これにより、接触部Ｔを形成する部分が円弧状部２２から変化率増大部分２３に移行する際の、接触部Ｔの移動の軌跡を連続的且つ滑らかなものにすることができる。

図９は、第１のピン３の前部１２をチェーン幅方向Ｗと直交する投影平面Ｓに投影したグラフ図である。なお、図９のグラフ中の菱形の印は、屈曲角２°ごとの接触部Ｔの位置を示している。図９を参照して、変化率増大部分２３では、屈曲角θの増大に応じて、隣り合う黒丸点の間隔が広くなっており、屈曲角θの増大に応じて、接触部Ｔの変位量の変化率が増大することがわかる。

この投影平面Ｓにおいて、チェーン進行方向Ｘに沿う方向をｘ方向とすると共に、直交方向Ｖに沿う方向をｙ方向としたときの、投影平面Ｓ内における接触部Ｔの投影点の軌跡は、チェーン直線領域での接触部Ｔ１の投影点を原点０として、下記式（１）〜（４）で示される。
θ０≧θのとき
ｘ＝−｛Ｒ−Ｒｃｏｓ（πθ／１８０）｝・・・・・（１）
ｙ＝Ｒｓｉｎ（πθ／１８０）・・・・・・・・・・（２）
θ０＜θのとき
ｘ＝−Ｒｂｓｉｎ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｃｏｓ（πθ／１８０）
−Ｉｘｐ０＋Ｉｒｘ０・・・・・・・・・・・・（３）
ｙ＝Ｒｂｃｏｓ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｓｉｎ（πθ／１８０）
−Ｒｂ−Ｉｙｐ０＋Ｉｒｙ０・・・・・・・・・（４）
ただし、
θ０：境界角（ｄｅｇ）、
θ：屈曲角（ｄｅｇ）、
Ｒ：円弧状部２２の曲率半径（ｍｍ）、
Ｒｂ：変化率増大部分２３における接触部Ｔの投影点の軌跡に関する基礎円Ｍの半径（ｍｍ）、
Ｉｒｘ０：−｛Ｒ−Ｒｃｏｓ（πθ０／１８０）｝・・（５）、
Ｉｒｙ０：Ｒｓｉｎ（πθ０／１８０）・・・・・・・（６）、
Ｉｘｐ０：−Ｒｂｓｉｎ（πθ０／１８０）＋Ｒｂ（πθ０／１８０）ｃｏｓ（πθ０
／１８０）・・・・・・・・・・・・・・・（７）、
Ｉｙｐ０：Ｒｂｃｏｓ（πθ０／１８０）＋Ｒｂ（πθ０／１８０）ｓｉｎ（πθ０／
１８０）−Ｒｂ・・・・・・・・・・・・・（８）。

換言すれば、投影平面Ｓに第１のピンの前部１２を投影したときの形状は、上記式（１）〜（４）を満たすようにされている。本実施の形態において、基礎円Ｍの半径Ｒｂは、例えば、５５ｍｍに設定されている。
上記式（１）、（２）は、境界角θ０≧屈曲角θ（負の屈曲角θを含む）のときの接触部Ｔの投影点の軌跡を示しており、この軌跡は、投影平面Ｓに円弧状部２２を投影したときの形状と合致する。屈曲角θが境界角θ０となるときのｘ座標、ｙ座標（Ｉｒｘ０，Ｉｒｙ０）は、それぞれ、上記式（１）、（２）にθ＝θ０を代入して、上記式（５）、（６）となる。

上記式（３）、（４）は、境界角θ０＜屈曲角θのときの接触部Ｔの投影点の軌跡を示しており、この軌跡は、投影平面Ｓに変化率増大部分２３を投影したときの形状と合致する。
図１０は、変化率増大部分２３のインボリュート曲線ＩＮＶについて説明するための図である。図１０を参照して、投影平面Ｓにおいて、変化率増大部分２３のインボリュート曲線ＩＮＶの投影線は、原点０を起点とする仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓの投影線の起点側の一部（２点鎖線で示す部分）を削除し、残りの部分（実線で示す部分）を、円弧状部２２のチェーン外径側部２４の一端部２４ａの投影点に接続されるように移動したものに相当する。

仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓの投影点の座標（Ｉｘｐ，Ｉｙｐ）は、公知のインボリュート関数より、下記式（９）、（１０）で表される。
Ｉｘｐ＝−Ｒｂｓｉｎ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｃｏｓ（πθ／１８０）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）
Ｉｙｐ＝Ｒｂｃｏｓ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｓｉｎ（πθ／１８０）−Ｒｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓに関する基礎円Ｍｓの投影線は、半径Ｒｂを有する円である。上記式（９）、（１０）より、θ＝θ０のときの仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓの投影点の座標（Ｉｘｐ０，Ｉｙｐ０）は、それぞれ、上記式（７）、（８）となる。

前述したように、仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓのうち、θ＞θ０となる部分（図１０の実線で示す部分）のみを、円弧状部２２のチェーン外径側部２４の一端部２４ａに繋がるように移動させると、式（３）、（４）で表される変化率増大部分２３のインボリュート曲線ＩＮＶとなる。
仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓをインボリュート曲線ＩＮＶに合致させるためのｘ方向に関する仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓの移動量は、図１０より、−Ｉｘｐ０＋Ｉｒｘ０となり、ｙ方向に関する移動量は、−Ｉｙｐ０＋Ｉｒｙ０となる。

したがって、インボリュート曲線ＩＮＶの投影線のｘ座標は、
ｘ＝（仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓの投影線のｘ座標）−Ｉｘｐ０＋Ｉｒｘ０
＝Ｉｘｐ−Ｉｘｐ０＋Ｉｒｘ０
＝｛−Ｒｂｓｉｎ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｃｏｓ（πθ／１８０）｝−Ｉｘｐ０＋Ｉｒｘ０
、すなわち式（３）となる。

同様に、インボリュート曲線ＩＮＶの投影線のｙ座標は、
ｙ＝（仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓの投影線のｙ座標）−Ｉｙｐ０＋Ｉｒｙ０
＝Ｉｙｐ−Ｉｙｐ０＋Ｉｒｙ０
＝｛Ｒｂｃｏｓ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｓｉｎ（πθ／１８０）−Ｒｂ｝−Ｉｙｐ０＋Ｉｒｙ０
、すなわち式（４）となる。

このように、インボリュート曲線ＩＮＶは、仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓのうちθ＞θ０の部分の形状に相当する。
円弧状部２２が接触部Ｔを形成しているときにおいて、原点０（接触部Ｔ１）から接触部Ｔまでの、前部１２に沿っての距離Ｌｓｒ（ｍｍ）は、下記式（１１）で表される。
Ｌｓｒ＝Ｒ（π×｜θ｜／１８０）・・・・・（１１）
原点０からチェーン外径側部２４の一端部２４ａにおける接触部Ｔまでの距離Ｌｓｒ０は、
Ｌｓｒ０＝Ｒ（πθ０／１８０）・・・・・・（１２）
となる。

また、変化率増大部分２３が接触部Ｔを形成しているときにおいて、原点０（接触部Ｔ１）から接触部Ｔまでの、前部１２に沿っての距離Ｌｓ（ｍｍ）は、下記式（１３）で表される。
Ｌｓ＝０．５Ｒｂ（πθ／１８０）^２−Ｌｓ０＋Ｌｓｒ０・・・（１３）
ただし、０．５Ｒｂ（πθ／１８０）^２：仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓに沿っての原点０からの距離、
Ｌｓ０：θ＝θ０の位置における、仮想のインボリュート曲線ＩＮＶｓに沿っての原点０からの距離であって、Ｌｓ０＝０．５Ｒｂ（πθ０／１８０）^２で表される。

上記の概略構成を有する動力伝達チェーン１は、図１に示すように、リンク２および連結部材５０を組み合わせて無端状に形成された後に、予張工程を経て、完成する。予張工程とは、各プーリ６０，７０と同様の一対のシーブ面を有する治具（図示せず）を一対用意してチェーン１を巻き掛け、これらの治具で、チェーン１を所定の荷重で引っ張る工程である。

このときの荷重は、無段変速機１００の使用時においてチェーン１が受ける引っ張り荷重の設計上の最大値（一時的な衝撃荷重の最大値を含む）よりも大きくされており、上記設計上の最大値の例えば約２倍に設定される。予張工程を経たチェーン１は、リンク２や連結部材５０等の各部材が互いに馴染んだ状態となると共に、リンク２が加工硬化されて強度が増した状態となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。すなわち、屈曲角θが零または零に近い状態において、接触部Ｔを形成している円弧状部２２の形状を、曲率半径Ｒの大きい円弧状に形成でき、接触部Ｔの面積を十分に確保して面圧をより少なくできる。これにより、第１のピン３と第２のピン４との間の許容伝達荷重を大きくでき、チェーン１の許容伝達容量を大きくできる。

また、予張工程において負荷し得る荷重をより高くでき、リンク２の硬度をより増して耐久性を向上できる。さらに、接触部Ｔにおいて第１のピン３に生じる応力の振幅を小さくでき、疲労を抑制して耐久性を向上できる。特に、圧入タイプのチェーン１では、リンク２と第１および第２のピン３，４との互いの圧入により応力値が高くなる傾向にあるので、この疲労抑制効果は、耐久性の向上に大きく寄与する。

また、屈曲角θが零または零に近い状態において、第１および第２のピン３，４の互いの接触面積が大きいことにより、両者が面接触して安定して係合でき、第１のピン３が第２のピン４に対して不用意に転がり運動することを抑制できる。その結果、チェーン直線領域における挙動を安定することができる。
さらに、屈曲角θが境界角θ０より大きくなったときには、変化率増大部分２３が接触部Ｔを形成する。これにより、チェーン１が各プーリ６０，７０に噛み込まれる際のチェーン１の弦振動的運動を抑制することができる。

また、屈曲角θが負となるときに円弧状部２２のチェーン内径側部２５が接触部Ｔを形成することにより、チェーン１が屈曲領域から直線領域に移行する際に、勢い余って屈曲角θが負となるように屈曲しても、屈曲角θが正のときと同様に円弧状部２２が接触部Ｔを形成する。これにより、屈曲角θが正と負との間を行き来するようにチェーン１が屈曲しても、接触部Ｔの移動の軌跡を連続的且つ滑らかにでき、チェーン１の挙動をより安定できる。

さらに、変化率増大部分２３を、インボリュート曲線ＩＮＶを用いて形成していることにより、変化率増大部分２３を簡易な形状に形成できる。また、チェーン１が各プーリ６０，７０に噛み込まれることに起因して生じるチェーン１の弦振動的運動を抑制するのに好適である。
また、チェーン１は、少なくとも所定の屈曲角θｍをなした状態で各プーリ６０，７０に巻き掛けられるようにされており、境界角θ０は、所定の屈曲角θｍ未満に設定されている。これにより、チェーン１が各プーリ６０，７０に噛み込まれるときに変化率増大部分２３が接触部Ｔを形成でき、チェーン１の弦振動的運動を確実に抑制できる。

さらに、第１のピン３の前部１２が上記式（１）〜（４）を満たすように形成されていることにより、屈曲角θが境界角θ０以下（θ０≧θ）のときに、曲率半径Ｒを有する円弧状部２２が接触部Ｔを形成する。また、屈曲角θが境界角θ０より大きい（θ０＜θ）ときに、インボリュート曲線ＩＮＶをなす変化率増大部分２３が接触部Ｔを形成する。
また、円弧状部２２の断面形状が、チェーン直線領域における接触部Ｔ１を含む平面Ｌであって直交方向Ｖと直交する平面Ｌを中心とする対称形状を含んでいる。これにより、円弧状部２２が接触部Ｔを形成する場合において、屈曲角θが零の状態から正の状態に移行したときの第１および第２のピン３，４の相対運動と、屈曲角θが零の状態から負の状態に移行したときの第１および第２のピン３，４の相対運動とを、互いに同様なものにすることができる。その結果、屈曲角θが零に近いときのチェーン１の挙動をより安定することができる。

さらに、各リンク２の前貫通孔９に第１のピン３を遊嵌すると共に第２のピン４を圧入固定し、各リンク２の後貫通孔１０に第１のピン３を圧入固定すると共に第２のピン４を遊嵌している。
これにより、各第１のピン３の各端面１７が各プーリ６０，７０の対応するシーブ面６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａに接触する際、対をなす第２のピン４が、上記第１のピン３に対して転がり摺動接触することにより、リンク２同士の屈曲が可能とされている。

この際、対をなす第１および第２のピン３，４間において、互いの転がり接触成分が多くてすべり接触成分が極めて少なく、するとその結果、各第１のピン３の各端面１７が上記対応するシーブ面６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａに対してほとんど回転せずに接触することとなり、摩擦損失を低減してより高い伝動効率を確保することができる。
このように、振動が少なくて静粛性、耐久性および伝動効率に優れ、且つ許容伝達容量の大きい無段変速機１００を実現することができる。

なお、無段変速機１００がオーバードライブまたはアンダードライブ状態に近い状態の場合、チェーン１に関する有効半径ｒが大きい側のプーリにおけるチェーン１の屈曲領域２１では、屈曲角θが比較的小さい。その結果、接触部Ｔが、変化率増大部分２３のうち円弧状部２２に近い場所で形成されたまま、対応するプーリ６０，７０に噛み込まれることとなる。

この場合、変化率増大部分２３による、チェーン１の弦振動的運動を抑制する効果は小さく、チェーン１が上記対応するプーリ６０，７０に噛み込まれる際に、第１のピン３が当該プーリ６０，７０に比較的高速で衝突してしまう。しかしながら、チェーン１に関する有効半径ｒが大きい側のプーリでは、係合している第１のピン３の本数が多く、第１のピン３の１本あたりの負荷が小さい。よって、第１のピン３が対応するプーリ６０，７０に衝突しても、衝撃の少ない軽い衝突となり、発生する振動や騒音は使用上問題とならない程度に極めて小さい。

本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、チェーン幅方向Ｗからみた変化率増大部分２３の形状は、インボリュート曲線を含んでいなくてもよく、複数種類の曲率半径を有する円弧形形状でもよい。屈曲角θの増大に応じて第１のピン３の前部１２のうち接触部Ｔを形成している部分の曲率半径が大きくなるようにされていればよい。

また、第１のピンは、各リンク２の後貫通孔１０に遊嵌されていてもよい。さらに、第２のピン４は、各リンク２の前貫通孔９に遊嵌されていてもよい。また、第２のピン４は、各プーリ６０，７０に係合するようにされていてもよい。
さらに、第１のピンの一対の端部のそれぞれの近傍に、第１のピンの端面と同様の動力伝達部を有する部材が配置された、いわゆるブロックタイプの動力伝達チェーンに本発明を適用してもよい。

また、ドライブプーリ６０およびドリブンプーリ７０の双方の溝幅が変動する態様に限定されるものではなく、何れか一方の溝幅のみが変動し、他方が変動しない固定幅にした態様であっても良い。さらに、上記では溝幅が連続的（無段階）に変動する態様について説明したが、段階的に変動したり、固定式（無変速）である等の他の動力伝達装置に適用しても良い。

本発明の一実施の形態に係る動力伝達チェーンを備える動力伝達装置としてのチェーン式無段変速機の要部構成を模式的に示す斜視図である。 図１のドライブプーリ（ドリブンプーリ）およびチェーンの部分的な拡大断面図である。 無段変速機の模式的な断面図であり、（Ａ）はドライブプーリの有効半径が最小とされると共にドリブンプーリの有効半径が最大とされた状態を示しており、（Ｂ）はドライブプーリの有効半径が最大とされると共にドリブンプーリの有効半径が最小とされた状態を示している。 チェーンの要部の断面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う要部の断面図であり、チェーンの直線領域を示している。 屈曲角が正のときにおけるチェーンの屈曲領域の側面図である。 屈曲角が負のときにおけるチェーンの屈曲領域の側面図である。 チェーンの直線領域における第１のピンおよび第２のピンの要部の断面図である。 は、第１のピンの前部をチェーン幅方向と直交する投影平面に投影したグラフ図である。 変化率増大部分のインボリュート曲線について説明するための図である。

符号の説明

０…（投影平面における）原点、１…動力伝達チェーン、２…リンク、３…第１のピン（所定の動力伝達部材）、４…第２のピン（対偶部材）、１２…（第１のピンの）前部（対向部）、２２…円弧状部、２３…変化率増大部分、２４…（円弧状部の）チェーン外径側部（屈曲角が零以上且つ所定の境界角以下のときに接触部を形成する部分）、２５…（円弧状部の）チェーン内径側部（屈曲角が負となるときに接触部を形成する部分）、５０…連結部材、６０，７０…プーリ、６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａ…シーブ面、１００…無段変速機（動力伝達装置）、ＩＮＶ…インボリュート曲線、Ｊ１…正規の屈曲方向、Ｊ２…正規の屈曲方向とは反対の方向、Ｒ…曲率半径、Ｒｂ…（基礎円の）曲率半径、Ｓ…投影平面、Ｔ…接触部、Ｖ…直交方向、Ｗ…チェーン幅方向、Ｘ…チェーン進行方向、θ…屈曲角、θｍ…所定の屈曲角、θ０…所定の境界角。

Claims (6)

1. チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクと、
   複数のリンクを互いに屈曲可能に連結する複数の連結部材とを備え、
   連結部材は、隣接して配置される対偶部材に対向する対向部を有する所定の動力伝達部材を含み、
   上記対向部は、対偶部材に対して、リンク間の屈曲に伴って変位する接触部で転がり摺動接触し、
   チェーン進行方向とは直交するチェーン幅方向からみて、上記対向部は、所定の曲率半径を有する円弧状部と、リンク間の屈曲角の増大に応じて接触部の変位量の変化率が増大する変化率増大部分とを含み、
   円弧状部は、屈曲角が零以上且つ所定の境界角以下のときに接触部を形成する部分を含み、変化率増大部分は、屈曲角が所定の境界角より大きいときに接触部を形成することを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 請求項１において、上記円弧状部は、動力伝達チェーンが正規の屈曲方向とは反対の方向に屈曲されて屈曲角が負となるときに接触部を形成する部分をさらに含むことを特徴とする動力伝達チェーン。
3. 請求項１または２において、上記変化率増大部分は、インボリュート曲線を含むことを特徴とする動力伝達チェーン。
4. 請求項１，２または３において、上記動力伝達チェーンは、少なくとも所定の屈曲角をなした状態でプーリに巻き掛けられるようにされており、上記境界角は、所定の屈曲角未満に設定されることを特徴とする動力伝達チェーン。
5. 請求項１〜４の何れか１項において、上記所定の動力伝達部材をチェーン幅方向と直交する投影平面に投影し、チェーン進行方向に沿う方向をｘ方向とするとともに、チェーン進行方向およびチェーン幅方向の双方に直交する直交方向に沿う方向をｙ方向としたときの、投影平面内における接触部の投影点の軌跡は、チェーン直線領域での接触部の投影点を原点として下記式で示されることを特徴とする動力伝達チェーン。
   θ０≧θのとき
   ｘ＝−｛Ｒ−Ｒｃｏｓ（πθ／１８０）｝
   ｙ＝Ｒｓｉｎ（πθ／１８０）
   θ０＜θのとき
   ｘ＝−Ｒｂｓｉｎ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｃｏｓ（πθ／１８０）
   −Ｉｘｐ０＋Ｉｒｘ０
   ｙ＝Ｒｂｃｏｓ（πθ／１８０）＋Ｒｂ（πθ／１８０）ｓｉｎ（πθ／１８０）
   −Ｒｂ−Ｉｙｐ０＋Ｉｒｙ０
   ただし、
   θ０：境界角（ｄｅｇ）、
   θ：屈曲角（ｄｅｇ）、
   Ｒ：円弧状部の曲率半径（ｍｍ）、
   Ｒｂ：変化率増大部分における接触部の投影点の軌跡に関する基礎円の半径（ｍｍ）、
   Ｉｒｘ０：−｛Ｒ−Ｒｃｏｓ（πθ０／１８０）｝、
   Ｉｒｙ０：Ｒｓｉｎ（πθ０／１８０）、
   Ｉｘｐ０：−Ｒｂｓｉｎ（πθ０／１８０）＋Ｒｂ（πθ０／１８０）ｃｏｓ（πθ０
   ／１８０）、
   Ｉｙｐ０：Ｒｂｃｏｓ（πθ０／１８０）＋Ｒｂ（πθ０／１８０）ｓｉｎ（πθ０／
   １８０）−Ｒｂ。
6. 相対向する一対の円錐面状のシーブ面をそれぞれ有する第１および第２のプーリと、これらのプーリ間に巻き掛けられ、シーブ面に係合して動力を伝達する請求項１〜５の何れか１項に記載の動力伝達チェーンとを備えることを特徴とする動力伝達装置。

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