JP2008275007A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクがピンから抜けることを防止でき、さらに、リンク間に隙間がなくなりリンク同士が密接することによって得られるダンピング効果（弦振動の減衰）により、リンク同士の摺動音を低減す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、前後挿通部12,13を有する複数のリンク11と、複数のピン14および複数のインターピース15とを備えている。ピン14若しくはインターピース15にチェーン進行方向あるいはこれと逆方向の牽引力が生じたときに、リンク11がピン14,15の中央に寄せられるようにピン14およびインターピース15のうち少なくとも一方のピンの転がり接触する面14a,15aの反対面14b,15bに、ピン14,15の長手方向に湾曲する湾曲形状の凹部16,17が形成されている。
【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おり、第１ピンおよび第２ピンのうち一方は、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２００５―２３３２７５号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、チェーンの予張力付与中などにピンの固定が緩み、リンクがピンから抜ける可能性がある。

この発明の目的は、リンクがピンから抜けることを防止でき、さらに、リンク間に隙間がなくなりリンク同士が密接することによって得られるダンピング効果（弦振動の減衰）により、リンク同士の摺動音を低減す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おり、第１ピンおよび第２ピンのうち一方は、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、第１ピン若しくは第２ピンにチェーン進行方向あるいはこれと逆方向の牽引力が生じたときに、リンクがピンの中央に寄せられるように第１ピンおよび第２ピンのうち少なくとも一方のピンの転がり接触する面の反対面に、ピンの長手方向に湾曲する湾曲形状の凹部が形成されていることを特徴とするものである。

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ピンの各ピンは、他方のピンに接触する面（以下、「転がり接触面」という）とこれの反対側であってリンクの前後挿通部内縁に接触する面（以下、「背面」という）とを有している。

第１ピンおよび第２ピンの少なくも一方の転がり接触面は、インボリュート曲線とされる。

湾曲形状の凹部は、第１ピンおよび第２ピンの少なくともいずれか一方の背面に形成されていればよいが、第１ピンおよび第２ピンの背面にそれぞれ形成されることが好ましい。背面に形成される凹部の深さは、ピン固定部を凹部に対応させて変形させる必要のない程度のミクロ的な深さ（極小さい深さ）とされる。そのため、リンクのピン固定部は、ピンの湾曲形状に対向するように製作される必要はなく、従来と同一形状のものとされる。

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、同他方は、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る。ピンが前後挿通部に固定される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、この嵌合固定は、ピンの上下縁部とこれに対応するリンクの前後挿通部の上下縁部とで行われる。

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（柱有りのリンク）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。

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。

従来、チェーンの予張力付与時のように、チェーンに大きな張力をかけた場合にリンクの固定が緩む可能性があるが、ピンおよびインターピースの背面に湾曲形状の凹部が形成されていると、チェーン進行方向若しくはその逆方向に牽引力が生じることにより、リンクがピンの中央に向かって摺動しかつインターピースの中央に向かって摺動して、リンクがピンおよびインターピースの中央に寄せられリンク同士が密接する。これにより、リンクがピンから抜けるのを防止でき、さらに、リンク間には隙間がなくなりリンク同士の強い摩擦力によって弦振動が減衰するダンピング効果を得ることができる。したがって、リンク同士が摺動することにより生じる音を低減することができる。

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。

この動力伝達チェーンおよび動力伝達装置によると、第１ピン若しくは第２ピンにチェーン進行方向あるいはこれと逆方向の牽引力が生じたときに、リンクがピンの中央に寄せられるように第１ピンおよび第２ピンのうち少なくとも一方のピンの転がり接触する面の反対面に、ピンの長手方向に湾曲する湾曲形状の凹部が形成されているので、リンクがピンの中央に寄せられてリンク同士が密接し、これにより得られるダンピング効果によってリンクが摺動して生じる音を低減させることができる。さらに、リンクがピンの中央に寄せられることにより、リンクがピンから抜け出ることを防止することができる。

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２の右を前、左を後というものとする。

図１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)が後側に、インターピース(15)が前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してされている。

図２に示すように、リンク(11)の前挿通部(12)は、ピン（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(12a)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(12b)からなり、後挿通部(13)は、ピン（実線で示す）(14)が固定されるピン固定部(13a)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(13b)からなる。

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) の転がり接触面(14a)は、曲面（断面形状がインボリュート曲線）に、インターピース(15)の接触面（転がり接触面）(15c)は平坦面（断面形状が直線）とされている。

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、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(12a)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(13b)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３は、この発明の特徴部分を誇張した状態を示している。図３に示すように、ピン(14)の転がり接触面(14a)の反対面（背面）(14b)には、ピン(14)の長手方向に延びる湾曲形状の凹部(16)が形成されており、チェーン(1)の進行方向に凸状をなすものである。同様に、インターピース(15)の転がり接触面(15a)の反対面（背面）(15b)にも、インターピース(15)の長手方向に延びる湾曲形状の凹部(17)が形成されており、チェーン(1)の進行方向と逆方向に凸状をなすものである。ピン(14)およびインターピース(15)の湾曲形状の凹部(16)(17)の深さは、ミクロ的な大きさとされている。そのため、ピン固定部(13a)およびインターピース固定部(12b)をこの発明のピン(14)およびインターピース(15)に対応する形状に形成する必要はなく、リンク(11)の前後挿通部(12)(13)は、従来と同様の形状のものを使用することができる。

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(13a)およびインターピース固定部(13a)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)のピン固定部(13a)に均等にかつ適正な残留圧縮応力が付与される。

チェーン進行方向（矢印Ａで示す）もしくはその逆方向（矢印Ｂで示す）の牽引力がピン(14)およびインターピース(15)に作用していない状態において、矢印ＣおよびＤで示すリンク(11)が摺動する力は、ほぼ０に等しいものであるが、チェーン(1)の直進進行時あるいはチェーン(1)の予張力付与中のプーリの近傍においては、牽引力が大きく作用しているので、ピン(14)およびインターピース(15)がプーリ(2)(3)に近づくにしたがって矢印ＣおよびＤで示すリンク(11)が摺動する力も大きくなり、ピン(14)がプーリ(2)(3)から遠ざかった状態においては、牽引力が小さくなるので、ピン(14)およびインターピース(15)がプーリ(2)(3)から離れるにしたがって矢印ＣおよびＤで示すリンク(11)が摺動する力も小さくなる。そのため、プーリ(2)(3)の近傍に位置するチェーン直線部分のピン(14)およびインターピース(15)が摺動する力に比べて、ドライブプーリ(2)とドリブンプーリ(3)との中間に位置するピン(14)およびインターピース(15)が摺動する力は、小さなものとなる。しかし、摺動する力が小さなものであっても、牽引力が作用していない状態よりもリンク(11)にはピン(14)およびインターピース(15)の中央向きの力が作用しているので、矢印ＣおよびＤに示すようにリンク(11)はピン(14)およびインターピース(15)の中央に寄せられる。

したがって、従来、チェーン(1)の予張力付与中に、リンク(11)の固定が緩み、ピン(14)およびインターピース(15)からリンク(11)が抜ける可能性があるが、この発明の動力伝達チェーン(1)では、リンク(11)の固定が緩んでもピン固定部(13a)に矢印Ａで示すチェーン進行方向の牽引力が生じることにより、リンク(11)がピン(14)の中央に矢印Ｃで示すように摺動し、インターピース固定部(12b)にチェーン進行方向に対し矢印Ｂで示す反対方向の牽引力が生じることにより、インターピース(15)の中央に矢印Ｄで示すように摺動する。これにより、リンク(11)がピン(14)およびインターピース(15)の中央に寄せられ、リンク(11)がピン(14)およびインターピース(15)から抜け出ることを防止することができる。さらに、リンク(11)がピン(14)およびインターピース(15)の中央に寄せられることによりリンク(11)同士が密接するので、リンク(11)に強い摩擦力が生じてダンピング効果を得ることができ、リンク(11)の摺動により発生する音を低減させることができる。

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)(15c)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。

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(12a)(13b)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。

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、リンクおよびピンの拡大側面図である。 図３は、この発明であるピンの特徴部分を説明するための拡大模式図である。 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。

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
(12) 前挿通部
(12a) ピン可動部
(12b) インターピース固定部（ピン固定部）
(13) 後挿通部
(13a) ピン固定部
(13b) インターピース可動部（ピン可動部）
(14) ピン（第１ピン）
(14a) 転がり接触面
(14b) 背面（転がり接触する面の反対面）
(15) インターピース（第２ピン）
(15a) 転がり接触面
(15b) 背面（転がり接触する面の反対面）
(16)(17) 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おり、第１ピンおよび第２ピンのうち一方は、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、第１ピン若しくは第２ピンにチェーン進行方向あるいはこれと逆方向の牽引力が生じたときに、リンクがピンの中央に寄せられるように第１ピンおよび第２ピンのうち少なくとも一方のピンの転がり接触する面の反対面に、ピンの長手方向に湾曲する湾曲形状の凹部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. 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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