JP2008215522A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクに発生する応力を低減させることができ、リンクの耐久性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。
【解決手段】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11,16を備えている。動力伝達チェーン1は、円錐面状のシーブ面2c,2dを有する第１のプーリ2および第２のプーリ3の間に掛け渡されて用いられる。複数のリンク11,16は、チェーン幅方向両外側に配置される端部リンク16と、これらの端部リンク16間に配置される中間リンク11とからなり、端部リンク16に、シーブ面2c,2dと対向する傾斜面16b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。

自動車用無断変速機として、図５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、円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリおよび円錐面状のシーブ面を有する第２のプーリの間に掛け渡されて用いられ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、リンクに発生する応力を低減させるために、リンクの枚数を増加させる方法がある。しかし、ピンに取り付けられるリンクは、プーリと干渉しない範囲内で設ける必要があるので、リンクの枚数を増加させることができず問題となることがある。

この発明は、リンクに発生する応力を低減させることができ、リンクの耐久性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、円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリおよび円錐面状のシーブ面を有する第２のプーリの間に掛け渡されて用いられる動力伝達チェーンにおいて、複数のリンクは、チェーン幅方向両外側に配置される端部リンクと、これらの端部リンク間に配置される中間リンクとからなり、端部リンクに、シーブ面と対向する傾斜面が形成さ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、チェーンの進行方向を前後方向といい、これに直交する方向（プーリ半径方向）を上下方向というものとする。

端部リンクの傾斜面は、プーリのシーブ面と同じ傾斜角を有しており、シーブ面が、例えば、上下方向に対して１１度に傾斜しているのであれば、端部リンクの傾斜面も、上下方向に対して１１度に傾斜して形成される。

端部リンクは、中間リンクと同じ材質からなり、これらのリンクは、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。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。

端部リンクは、中間リンクの前後挿通部と同一形状の貫通孔が形成され、従来、プーリとリンクとが干渉するためにリンクを入れることが出来なかったシーブ面とリンクとの間のスペースに設けれられる。このスペースに端部リンクが配置された後においても、シーブ面と端部リンクとの間には、若干の隙間が設けられることがあり、その隙間は、シーブ面と端部リンクとが摺動しないようにピンの端面に加わる摩擦やチェーンの張力による弾性変形を考慮して決定される。

この発明による動力伝達チェーンにおいて、動力伝達チェーンは、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンクをそれぞれ有する複数のリンク列を備えており、複数のリンク列のうち少なくとも１つのリンク列の枚数が他のいずれかのリンク列よりも少なくなされ、リンク枚数が相対的に多いリンク列と少ないリンク列に跨って設けられる端部リンクのうち、リンク枚数が相対的に少ないリンク列にかかる部分が厚肉に形成され、リンク枚数が相対的に多いリンク列にかかる部分が薄肉に形成されていることが好ましい。

チェーンは、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る。例えば、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る。
端部リンクは、９枚のリンク列（相対的に多いリンク列）のチェーン進行方向同位相に配置されることがあり、８枚のリンク列（相対的に少ないリンク列）の前半部と９枚のリンク列の後半部とに跨って配置されることがある。または、８枚のリンク列の後半部と９枚のリンク列の前半部とに跨って配置されることがある。端部リンクが、９枚のリンク列に配置される場合、端部リンクの厚さは均一に形成される。端部リンクが、８枚のリンク列の前半部（または後半部）と９枚のリンク列の後半部（または前半部）とに跨って配置される場合、端部リンクのうち、９枚のリンク列にかかる部分が薄肉部とされ、８枚のリンク列にかかる部分が厚肉部とされる。その際、端部リンクの厚さは、厚肉部および薄肉部に加わる予張力が均一に付与されるように決定される。８枚のリンク列にかかる部分を厚肉部とすることで、端部リンクに付加される応力への抵抗力が増加するので、端部リンクの破損確率を低下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。

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。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。

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。

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。

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。また、端部リンクがピンの両端に配置されることにより、チェーン全体としてリンクの枚数が増加するので、チェーン可動の際に、リンクに対する応力が低減され、リンクの耐久性を向上させることができる。

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、自動車などの車両の無段変速機（ＣＶＴ）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および動力伝達装置によると、複数のリンクは、チェーン幅方向両外側に配置される端部リンクと、これらの外側リンク間に配置される中間リンクとからなり、端部リンクに、シーブ面と対向する傾斜面が形成されていることにより、従来、配置させることができなかったピンの端部のスペースにリンクを配置させることができ、リンクに発生する応力を低減させ、リンクの耐久性を向上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、図３の左を前、右を後というものとする。

図１から図４までは、この発明による動力伝達チェーン(1)の第１実施形態を示している。図１および図２は、この発明の動力伝達チェーン(1)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)(16)と、一のリンク(11)(16)の前挿通部(12)と他のリンク(11)(16)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)(16)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)(16)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。

ピン(14)のチェーン幅方向両外側には、中間に配置されている中間リンク(11)とは異なる形状の端部リンク(16)が配置されている。

チェーン(1)は、幅方向同位相の複数の中間リンク(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、中間リンク(11)枚数が９枚のリンク列と中間リンク(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。端部リンク(16)は、９枚のリンク列のチェーン幅方向両外側に位置するように配置されている。

図３は、中間リンク(11)の側面形状をピン(14)およびインターピース(15)の断面形状を示している。端部リンク(16)の側面形状は、中間リンク(11)と同じ形状とされている。

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。

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(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(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)(16)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(15a)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(14a)がインターピース(15)の転がり接触面(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、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。

上記の動力伝達チェーン(1)は、図５に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図４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(12b)(13a)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。

端部リンク(16)のチェーン幅方向内側の面(16a)は、中間リンク(11)と平行するように配置され、チェーン幅方向外側の面(16b)は、外径部分を厚くかつ内径部分を薄くして、シーブ面(2c)(2d)と対向するように形成されている。端部リンク(16)の厚さは、予張力が均一に付与されるように決定されている。

こうして、端部リンク(16)のチェーン幅方向外側の面(16b)が傾斜していることにより、シーブ面(2c)(2d)と中間リンク(11)との間に端部リンク(16)を配置することができ、リンク(11)(16)に発生する応力を低減させ、耐久性を向上させることができる。また、シーブ面(2c)(2d)と端部リンク(16)との間に、若干の隙間が設けられているので、シーブ面(2c)(2d)と端部リンク(16)が摺動するのを防止することができる。

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、中間リンク(11)及び端部リンク(16)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。端部リンク(16)は、ピン(14)の端面に加わる摩擦やチェーン(1)の張力による弾性変形を考慮してシーブ面(2c)(2d)から若干の隙間が設けられるように圧入されている。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。このように、ピン(14)およびインターピース(15)の固定は、例えば、機械的圧入により嵌合固定されるが、これに変えて、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(11)(16)のピン固定部(12a)に均等にかつ適正な残留圧縮応力が付与される。

上記の動力伝達チェーン(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円のインボリュート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(14a)(15a)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６および図７に、異なる実施形態の端部リンク(17)を示している。以下の説明において、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。

この実施形態では、端部リンク(17)は、９枚のリンク列の後半部と８枚のリンク列の前半部とに跨って配置されている。端部リンク(17)のチェーン幅方向内側の面(17a)のうち、８枚のリンク列の最外側の中間リンク(11)に対向する部分は厚肉部(18)とされており、９枚のリンク列の最外側の中間リンク(11)に対向する部分は薄肉部(19)とされている。端部リンク(17)のチェーン幅方向内側の面(17a)は、中間リンク(11)と平行するように配置されている。端部リンク(17)のチェーン幅方向外側の面(17b)は、外径部分を厚くかつ内径部分を薄くして、シーブ面(2c)(2d)と対向するように形成されている。図４に示した端部リンク(16)と同様に、端部リンク(17)の厚さは、予張力が均一に厚肉部(18)および薄肉部(19)に付与されるように決定されている。

上記のように、端部リンク(17)のチェーン幅方向外側の面(17b)が傾斜していることにより、シーブ面(2c)(2d)と中間リンク(11)との間に端部リンク(17)を配置することができ、リンク(11)(17)に発生する応力を低減させ、耐久性を向上させることができる。また、シーブ面(2c)(2d)と端部リンク(17)との間に、若干の隙間が設けられているので、シーブ面(2c)(2d)と端部リンク(17)が摺動するのを防止することができる。さらに、端部リンク(17)の８枚のリンク列にかかる部分が厚肉部(18)に形成されていると、破損確率を低下させることができる。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの第１実施形態の一部を示す平面図である。 図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。 図３は、リンクの拡大側面図である。 図４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５は、無段変速機を示す斜視図である。 図６は、この発明による動力伝達チェーンの第２実施形態の一部を示す平面図である。 図７は、図６のVII−VII線に沿う断面図である。

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) 中間リンク
(12) 前挿通部
(12a) ピン固定部
(12b) インターピース可動部
(13) 後挿通部
(13a) ピン可動部
(13b) インターピース固定部
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(16)(17) 端部リンク
(18) 厚肉部
(19) 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、円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリおよび円錐面状のシーブ面を有する第２のプーリの間に掛け渡されて用いられる動力伝達チェーンにおいて、複数のリンクは、チェーン幅方向両外側に配置される端部リンクと、これらの端部リンク間に配置される中間リンクとからなり、端部リンクに、シーブ面と対向する傾斜面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. 動力伝達チェーンは、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンクをそれぞれ有する複数のリンク列を備えており、複数のリンク列のうち少なくとも１つのリンク列の枚数が他のいずれかのリンク列よりも少なくなされ、リンク枚数が相対的に多いリンク列と少ないリンク列に跨って設けられる端部リンクのうち、リンク枚数が相対的に少ないリンク列にかかる部分が厚肉に形成され、リンク枚数が相対的に多いリンク列にかかる部分が薄肉に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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