JP2008185166A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクの耐久寿命を向上させた動力伝達チェーンおよび動力伝達装置の提供。
【解決手段】ピン１４，１５が挿通される前後挿通部１２，１３を有する複数のリンク１１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１４および複数の第２ピン１５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１１のチェーン内径側部分およびチェーン外径側部分のうち少なくとも一方に、リンク１１の質量を低減する薄肉部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。

自動車用無断変速機として、図７に示すように、円錐面状のシーブ面を有する固定シーブ(2a)および円錐面状のシーブ面を有する可動シーブ(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)をクランプして接触させ、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いるものが提案されている。
特開２００５−２３３２７５号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、動力伝達時にチェーンに遠心力が負荷され、この遠心力によりチェーンの張力が増大する。これにより、リンクに加わる負荷も増大する問題が生じることがある。

この発明の目的は、リンクの負荷を低減し耐久寿命を向上させ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、リンクのチェーン内径側部分およびチェーン外径側部分のうち少なくとも一方に、リンクの質量を低減する薄肉部が設けられていることを特徴とするものである。

この明細書においては、チェーン方向を前後方向といい、これに直交する方向を上下方向というものとする。

薄肉部は、動力伝達時に応力が生じるリンクの前後挿通部周辺の厚さは確保しておき、応力が生じにくいリンクの上部および下部のいずれか一方に設けられていればよい。より好ましくは、リンクの上下部に薄肉部が設けられるとともに前後部にも薄肉部が設けられていればよい。

リンクの上部および下部のいずれか一方に薄肉部が設けられていることにより、リンクの前後挿通部周辺の厚さを確保したままリンクの質量を軽減することができ、これによりチェーンの質量を軽減することができる。チェーンの質量が軽減すると動力伝達時にチェーンに負荷される遠心力を低減させることができ、チェーンに負荷される遠心力が低減すると遠心力によるチェーンの張力が低下するので、リンクに加わる応力が減少しリンクの寿命を向上させることができる。さらに、例えば、リンクの上部に薄肉部が設けられていると、隣り合うリンクの上部の間隔が広くなるため、チェーンの上方から潤滑油が吐出されると潤滑油がリンク間に入り易く、リンクとピンとの間を潤滑することが容易となる。また、リンクの上下部および前後部に薄肉部が設けられていると、チェーンの上下方向および前後方向のどこから潤滑油を吐出してもリンク間に潤滑油が入り易くなり、リンクとピンとの間を潤滑させることが容易となる。

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製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。より好ましくは、これらの材料に凹凸処理が施されたもの（以下、「ダル材」という）とされる。

ダル材から成るリンクは、その前後挿通部の内周面に凹凸部を有し、そこにバレル研磨加工を施すと凸部は除かれるが、凹部はそのまま残った形状となる。このようにして施された前後挿通部の内周面は、多数の凹部が存在するものとなっているためチェーンに潤滑油が吐出されると、この凹部に潤滑油が溜り、この潤滑油によってリンクとピンとが滑らかに摺動して磨耗量が低減され、リンクおよびピンの寿命を向上させることができる。

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、このチェーンが無断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。

ピン（インターピース）は前後挿通部に固定されてもよく、その場合の前後挿通部へのピンの固定は、例えば、機械的圧入による挿通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。１つの挿通部には、ピンとインターピースとがチェーンの長さ方向に対向するように嵌め合わせられ、このうちのいずれか一方がリンクの挿通部の周面に嵌合固定される。嵌合固定は、挿通部の長さ方向に対して直交する部分の縁（上下の縁）で行われることが好ましい。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。

第１ピンおよび第２ピンは、例えば、いずれか一方の転がり接触面が平坦面とされ、他方の転がり接触面が相対的に転がり接触移動可能なように所要の曲面に形成される。また、第１ピンおよび第２ピンは、それぞれの転がり接触面が所要の曲面に形成されるようにしてもよい。いずれの場合でも、各ピンの転がり接触面形状がそれぞれ２種類（例えば相対的に曲率が大のものと相対的に曲率が小のもの）形成されることで、転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組が２種類存在するようにしてもよい。第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡は、例えば、インボリュート曲線とされる。

第１ピンおよび第２ピンは、異なる断面形状であってもよく、同一形状であってもよい。また、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、前後相通孔が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。

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、無断変速機のシーブ面間距離に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、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。

この発明による動力伝達チェーンおよび動力伝達装置によると、リンクに、薄肉部が設けられているので、リンクの質量が軽減し動力伝達時に遠心力によるチェーンの張力が低下する。これにより、リンクの耐久寿命が向上させることができる。また、薄肉部がリンクのチェーン内径側部およびチェーン外径側部のうち少なくとも一方に設けられることで、チェーン外方からチェーンに潤滑油が吐出された際、リンクとピンとの間を潤滑させることが容易となる。

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、前後は、図３の左を前、右を後というものとする。

図１から図３に、第１実施形態のリンク(11)およびそれを用いた動力伝達チェーン(1)を示している。

図１および図２は、この発明の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、ピン(14)(15)が挿通される前後挿通部(12)(13)を有する複数のリンク(11)と、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チェーン幅方向に並ぶリンク(11)同士を連結する前後に並ぶ複数の第１ピン（ピン）(14)および複数の第２ピン（インターピース）(15)とを備え、第１ピン(14)と第２ピン(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)同士の長さ方向の屈曲が可能とされている。インターピース(15)は、ピン(14)よりも短くなされ、両者(14)(15)は、ピン(14)が前側に、インターピース(15)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(11)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(11)枚数が９枚のリンク列とリンク(11)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３に示すように、前挿通部(12)は、ピン（実線で示す）(14)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（二点鎖線で示す）(14)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されかつ他のリンク(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、インボリュート曲線とされており、この実施形態では、ピン(14)の転がり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)の転がり接触面が平坦面（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)に対してその転がり接触面がピン(14)の転がり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)に対してその転がり接触面がインターピース(15)の転がり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(13a)内を移動する。なお、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。

リンク(11)には、前後挿通部(12)(13)周辺の厚さを確保したまま、応力が生じにくいリンク(11)の上下部および前後部に薄肉部(17)が設けられている。薄肉部(17)は、少なくとも上部および下部のうちいずれか一方に設けられていればよく、４箇所の全てに設けられず所要箇所の１から３箇所としてもよい。

図４に、第２実施形態のリンク(11)を示している。第１実施形態のリンク(11)と同様に薄肉部(17)は、少なくとも上部および下部のうちいずれか一方に設けられていればよく、上下部および前後部の４箇所全てに設けられず所要箇所の１から３箇所としてもよい。

また、図５に、ダル材を使用した場合のリンク(11)が示されている。リンク(11)の前後挿通部(12)(13)の内周面にバレル研磨加工を施すと、図５（ｂ）に示すように、凸部（二点鎖線で示す）は除かれ、凹部(18)はそのまま残った形状が形成される。このように形成されたリンク(11)に、第１あるいは第２実施形態として示した薄肉部(17)を設けることもできる。

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。

薄肉部(17)が設けられたリンク(11)は、薄肉部(17)が設けられていないリンクに比べて質量が軽減されているため、動力伝達時にチェーン(1)に負荷される遠心力が低減する。これにより、動力伝達時のチェーン(1)の張力も低下しリンク(11)の耐久寿命を向上させることができる。さらに、薄肉部(17)がリンク(11)の上部および下部に設けられていることにより、チェーン(1)に潤滑油が吐出された際にリンク(11)間に潤滑油を確保することが容易となり、リンク(11)とピン(14)との間あるいはリンク(11)とインターピース(15)との間を潤滑することができる。

第１または第２実施形態の薄肉部(17)をダル材から成るリンク(11)に設けると、チェーン(1)に潤滑油が吐出された場合、リンク(11)に形成された多数の凹部(18)に潤滑油が保持されるため、リンク(11)とピン(12)との間あるいはリンク(11)とインターピース(13)との間が滑らかに摺動して磨耗量が低減され、リンク(11)、ピン(12)およびインターピース(13)の寿命を向上させることができる。

この動力伝達チェーン(1)は、図６に示したＶ型プーリ式ＣＶＴで使用されるが、この際、例えば、インターピース（第２ピン）(15)がピン（第１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。

上記のチェーン式動力伝達チェーン(1)では、ピン(14)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インボリュート曲線とされていることにより、ピン(14)およびインターピース(15)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。

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、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４（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５（ａ）は、ダル材を使用したリンクの拡大側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。 図６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７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)(3c)(3d) 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）
(12a) ピン固定部
(12b) インターピース可動部（ピン可動部）
(13a) ピン可動部
(13b) インターピース固定部（ピン固定部）
(17) 薄肉部
(18) 凹部

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いる動力伝達チェーンにおいて、リンクのチェーン内径側部分およびチェーン外径側部分のうち少なくとも一方に、リンクの質量を低減する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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