JP2008151317A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 騒音を低減するとともに、その背反事象である部品点数の増加および組立て時の手間を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】 リンクについては、基準品11Aと外周形状を同じにして、１または複数の貫通孔21が設けられた軽量化品11B,11Cが製作され、ピンおよびインターピースについては、基準品14A,15Aに対して、ピン軸方向にのびる溝22,23,24を設けることで軽量化品14B,14C,15Bが製作される。リンク、ピンおよびインターピースの基準品11A,14A,15Aとリンク、ピンおよびインターピースの軽量化品11B,11C,14B,14C,15Bとがランダムに配列される。
【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おり、騒音を低減するために、リンクのピッチ長、ピンの転がり接触面形状（転がり接触面をインボリュート曲線とした場合、その基礎円半径）などが２種類以上とされて、これらがランダムに配列されているものが提案されている。
特開２００６−０９７８４４号公報

上記特許文献１に示されている動力伝達チェーンでは、騒音の低減効果は得られるものの、その背反事象として、異なる輪郭形状のピンやリンクが必要となり、部品点数が増加しかつ組立て間違いが起こりやすいという問題があった。また、ピッチ長を変更した場合には、チェーン周長を正確に求めることが困難になるという問題もあった。

この発明の目的は、騒音を低減するとともに、その背反事象である部品点数の増加および組立て時の手間を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いる動力伝達チェーンにおいて、リンク、第１ピンおよび第２ピンのうちの少なくとも１つが、基準品と、基準品に孔、溝、切欠きおよび薄肉部のうちの少なくとも１つが形成されることにより軽量化された軽量化品とを含んでおり、これらの基準品と軽量化品とがランダムに配列されていることを特徴とするものである。

軽量化品は、リンク、第１ピンおよび第２ピンのすべてについて形成されることが好ましいが、軽量化品は、多数種類の形状を得ることが容易であり、また、軽量化品のランダム配列は、軽量化品以外のランダム配列と組み合わせることが容易であるので、リンク、第１ピンおよび第２ピンのうちの１つだけについて軽量化品が形成されるようにしてもよい。基準品から軽量化品を形成するには、孔、溝、切欠き、薄肉部などの軽量化手段を基準品に施せばよく、基準品と同じ工程で軽量化品が製作されることがあり、基準品を形成してから後加工によって軽量化品が製作されることがある。

リンクのピッチ長およびピンの転がり接触面形状については、これを２種類以上として、上記の基準品および軽量化品のランダム配列と組み合わせてもよい。しかしながら、リンクのピッチ長およびピンの転がり接触面形状を２種類にすると、部品の点数および組立て間違いの可能性が増加し、また、ピッチ長の変更は、チェーン周長が正確には分からないという問題を生じるのに対し、軽量化品は、基本部分の輪郭形状を同じにしても得ることができるので、部品点数の低減が可能であり、しかも、基準品および軽量化品のランダム配列は、異なる形状の部品を配列する場合に比べて、組立て間違いに伴う問題が軽微であるので、組立て時の手間を抑えることが可能であるという利点を有しており、また、ピッチ長を同じにすることで、チェーン周長を正確に求めることが容易となるという利点も有していることから、ピッチ長は、すべてのリンクについて等しくすることがより好ましい。

リンクの軽量化品は、基準品と外周形状を同じにして、１または複数の貫通孔を設けたり、部分的に薄肉部を設けたりして得ることができ、また、基準品の外周部分に、１または複数の切欠きを設けることでも得ることができる。

ピンの軽量化品は、基準品と外周形状を同じにして、ピン軸方向にのびる貫通孔を設けることで得ることができ、また、基準品の外周部分に、ピン軸方向にのびる溝や適当な間隔で配された複数の切欠きを設けることでも得ることができる。

リンクおよびピンの軽量化品を得るには、その輪郭形状を同じにすることが好ましく、したがって、軽量化のための手段としては、貫通孔または薄肉部を設けることが好ましいが、リンクの前後挿通部およびピンの転がり接触面形状を除く部分については、輪郭形状が異なっていても差し支えないので、この部分には、切欠きや溝を設けるようにしてもよい。

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ことが好ましい。

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（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。

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。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、軽量化品が使用されることによって、加振力が低下し、また、基準品と軽量化品とがランダムに配列されていることにより、振動が分散化され、これにより、騒音を低減することができる。また、軽量化品は、基準品から容易に設計・製造できるとともに、基準品との形状の差をなくすこともできるので、騒音を低減することに伴う背反事象である部品点数の増加および組立て時の手間を抑えることができる。そして、ピッチ長をすべてのリンクについて等しくすることにより、チェーン周長を正確に求めることが困難という問題が解消される。

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、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。

各ピン(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、各ピン(14)側にのびる突出縁部(15a)(15b)が設けられている。

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。

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。

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。

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)の転がり接触面(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)の転がり接触面(15c)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)に対してその転がり接触面(14a)がインターピース(15)の転がり接触面(15c)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)に対してその転がり接触面(15c)がピン(14)の転がり接触面(14a)に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動する。

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転がり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。

より一層の騒音の低減のためには、形状が異なる２種類以上のリンク(11)やピン(14)をランダムに配列することにより、打音発生の周期がずれて、音のエネルギーが異なる周波数帯に分散され、音圧レベルのピークが低減されることが好ましい。一方、このようなランダム配列は、背反事象として、部品点数の増加を伴い、また、異なるピッチ長のものを使用すると、チェーンの周長を正確に求めることが困難になるという問題も生じる。

そこで、この発明による動力伝達チェーン(1)では、ピッチ長を１種類として、チェーンの単位長さ当たりの質量を変化させることで、振動の分散化が図られている。

すなわち、リンク(11)については、図３に示すように、基準品(11A)と外周形状を同じにして、１または複数の貫通孔(21)が設けられた軽量化品(11B)(11C)が製作され、ピン(14)およびインターピース(15)については、図３および図４に示すように、基準品(14A)(15A)に対して、ピン軸方向にのびる溝（切欠き）(22)(23)(24)を設けることで軽量化品(14B)(14C)(15B)が製作され、リンク(11)、ピン(14)およびインターピース(15)の基準品(11A)(14A)(15A)とリンク(11)、ピン(14)およびインターピース(15)の軽量化品(11B)(11C)(14B)(14C)(15B)とがランダムに配列されている。

ここで、各軽量化品(11B)(11C)(14B)(14C)(15B)は、基準品(11A)(14A)(15A)と同じ工程（プレスまたは引き抜き）で得ることができる。

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(18)およびインターピース固定部(17)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、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。そして、実線で示した位置にあるドライブプーリ(2)の可動シーブ(2b)を固定シーブ(2a)に対して接近・離隔させると、チェーン(1)の巻き掛け径は、同図に鎖線で示すように、接近時には大きく、離隔時には小さくなる。ドリブンプーリ(3)では、図示省略するが、その可動シーブがドライブプーリ(2)の可動シーブ(2b)とは逆向きに移動し、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が大きくなると、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が小さくなり、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が小さくなると、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が大きくなる。この結果、変速比が１：１である状態（初期値）を基準にして、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が最小で、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が最大であるＵ／Ｄ状態が得られ、また、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が最大で、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が最小のＯ／Ｄ状態が得られる。なお、巻き掛け径が最小時においても、プーリ軸(2e)とリンク(11)のチェーン内径側の面との間には、若干の隙間が存在している。

上記において、リンク(11)、ピン(14)およびインターピース(15)の図３および図４に示した軽量化品(11B)(11C)(14B)(14C)(15B)の形状はほんの１例であり、軽量化品は、図示したものに限られるものではなく、孔(21)や溝(22)(23)の数、位置、大きさ、形状などを適宜変更してもよく、また、孔(21)や溝(22)(23)に代えてまたはこれらに追加して、薄肉部や切欠きを設けて軽量化品を得るようにしてもよい。

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、リンクおよびピンの形状の１例を示す側面図である。 図４は、ピンの軽量化品の形状の１例を示す斜視図である。 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
(11A) 基準品
(11B)(11C) 軽量化品
(12) 前挿通部
(13) 後挿通部
(14) ピン（第１ピン）
(14A) 基準品
(14B)(14C) 軽量化品
(15) インターピース（第２ピン）
(15A) 基準品
(15B) 軽量化品

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いる動力伝達チェーンにおいて、
   リンク、第１ピンおよび第２ピンのうちの少なくとも１つが、基準品と、基準品に孔、溝、切欠きおよび薄肉部のうちの少なくとも１つが形成されることにより軽量化された軽量化品とを含んでおり、これらの基準品と軽量化品とがランダムに配列されていることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. ピッチ長は、すべてのリンクについて等しくされている請求項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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