JP2009028737A - 動力伝達チェーンの予張方法および予張装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工および測定が困難な円錐面を使用した予張に代えて、加工および測定が容易な球面を使用して予張力を付与することができる動力伝達チェーンの予張方法および予張装置を提供する。
【解決手段】 予張装置31は、無端状チェーン1が巻き掛けられる予張力付与用第１プーリ32および予張力付与用第２プーリ33と、プーリ32,33同士を接近・離隔させてチェーン1に作用する張力を調整するプーリ軸移動装置34と、プーリ32,33を回転させる回転駆動装置35とを備えている。各プーリ32,33は、１対の球体によってピン14をその両端から保持するものである。
【選択図】 図４

Description

この発明は、動力伝達チェーンの予張方法および予張装置、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を製造する際に用いられる予張方法および予張装置に関する。

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（チェーン式無段変速機）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いるものが提案されている。

そして、この種の動力伝達チェーンでは、耐久性を向上させるために、その製造工程において、実際に使用される無段変速機（実機）に類似した構成の予張装置を使用し、ピンを円錐状のシーブ面で挟んだ状態で、張力をチェーンに予め付与（予張）することにより、チェーンの周長のばらつきを低減するとともに、リンクに適当な残留圧縮応力を付与して疲労寿命を向上させている。
特開２００７−１１３７２７号公報

上記従来の実機に類似した構成の予張装置において、ピンを円錐状のシーブ面で挟んだ状態で予張することにより、予張の目的であるチェーン周長の管理および残留応力の安定した付与を行うためには、接触面である円錐状シーブ面の高い精度が要求される。しかしながら、円錐面は、加工および加工時の測定が困難であるため、プーリごとにばらつきが大きく、また、予張力付与時にピンとの接触面が摩耗するために、プーリの交換頻度が高く、この交換時に、円錐面の形状（角度、基準寸法など）がばらついているため、円錐面の測定結果を予張の制御に組み込む必要があり、段取りに時間がかかるという問題もあった。

この発明の目的は、加工および測定が困難な円錐面を使用した予張に代えて、加工および測定が容易な球面を使用して予張力を付与することができる動力伝達チェーンの予張方法および予張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の予張方法は、複数のリンクおよびこれらを連結する複数のピンからなり、無段変速機の１対のプーリ間に巻き掛けられる動力伝達チェーンに予張力を付与する方法であって、無端状チェーンの対向する第１および第２の位置において、ピンをその両端からそれぞれ１対の球体で保持し、第１の位置にある１対の球体と第２の位置にある１対の球体との距離を大きくすることにより予張力を付与す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の予張装置は、複数のリンクおよびこれらを連結する複数のピンからなり、無段変速機の１対のプーリ間に巻き掛けられる動力伝達チェーンに予張力を付与する装置であって、無端状チェーンが巻き掛けられる予張力付与用第１プーリおよび予張力付与用第２プーリと、プーリ同士を接近・離隔させてチェーンに作用する張力を調整するプーリ軸移動装置と、プーリを回転させる回転駆動装置とを備えており、各プーリは、１対の球体によってピンをその両端から保持するものであることを特徴とするものである。

従来の予張力付与用プーリは、１対の円錐面によってピンをその両端から保持するものであるのに対し、本発明の予張力付与用プーリは、１対の球体の球面によってピンをその両端から保持する。そして、一方の１対の球体と他方の１対の球体との距離を接近・離隔させることにより、チェーンに張力が付与される。

この発明による予張方法および予張装置で得られる動力伝達チェーンは、円錐面状シーブ面をそれぞれ有する固定シーブおよび可動シーブからなる各プーリのシーブ間距離の変化に伴って巻き掛け径が無段階に変更されて無段階の変速が行われる無段変速機で使用されるのに適している。

予張力は、リンクに発生する最大主応力がリンクの弾性限界応力以上となる大きさとされる。このようにすることで、予張力によって、リンクが塑性変形し、リンク内部に適正な残留圧縮応力が付与され、疲労耐久性能が向上する。

上記の予張方法は、種々の無段変速機用動力伝達チェーンを製造するのに適しているが、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ているものである動力伝達チェーンを製造するのにより適している。

この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。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。

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、第１ピンと第２ピン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）で行われるのが好ましい。この嵌合固定の後、上記のようにし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高精度に付与される。

この発明の動力伝達チェーンの予張方法および予張装置によると、球面でピンの端部を支持した状態で予張力を付与することにより、円錐面でピンの端面を挟持する従来の予張に比べて、プーリの加工および測定が容易なものとなり、予張力付与時の精度を向上させることができ、また、予張力付与のためのコストを削減することができる。

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、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予張方法および予張装置で予張され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)と後挿通部(13)との間には、柱部(21)が介在させられており、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、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)に対してその接触面がインターピース(15)の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(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)に対してその接触面がピン(14)の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インボリュート曲線とされていることにより、ピンおよびインターピース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。

この動力伝達チェーン(1)は、図３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。

図３において、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。

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)には予張力が付与される。

図４に、この発明による動力伝達チェーンの予張方法および予張装置を示す。図４の説明においては、左右は図の左右をいい、図の上を前、下を後というものとする。

予張装置(31)は、前後の所定間隔をおいて配置された予張力付与用第１プーリ(32)および予張力付与用第２プーリ(33)と、プーリ(32)(33)同士を前後方向に接近・離隔させてチェーン(1)に作用する張力を調整するプーリ軸移動装置(34)と、プーリ(32)(33)を回転させる回転駆動装置(35)とを備えている。

予張力付与用第１プーリ(32)は、左右方向に移動可能でチェーン(1)のピン(14)を左右両端から保持する左右１対の球体(36)(37)を有しており、同様に、予張力付与用第２プーリ(33)は、左右方向に移動可能でチェーン(1)のピン(14)を左右両端から保持する左右１対の球体(38)(39)を有している。各球体(36)(37)(38)(39)は、それぞれ異なる軸(36a)(37a)(38a)(39a)を有しており、これに伴い、プーリ軸移動装置(34)および回転駆動装置(35)もそれぞれ各プーリ(32)(33)の左右両側に設けられている。

この予張装置(31)によると、実際の無段変速機では、円錐面状のシーブによってピン(14)を両側から挟持することによってチェーン(1)が保持されるのに対し、この予張装置(31)では、シーブ面相当部分は、球体(36)(37)(38)(39)とされており、ピン(14)の両端部を各球体(36)(37)(38)(39)の球面によって支持した状態で、プーリ(32)(33)同士を引っ張って予張力を付与するものとされている。

ピン(14)の両端部を球体(36)(37)(38)(39)によって保持することは、円錐面によってピン(14)の端面を保持する場合に比べて、球面の加工および測定が容易であり、予張力付与工程の段取り時間および不良数を減少することができる。

なお、上記予張力の付与は、第１ピンおよび第２ピンの長さが略等しく、両方ともがシーブ面に接触するチェーンにも適用することができ、さらに、第１ピンおよび第２ピンの両方が前後挿通部に対し移動可能に嵌め入れられるチェーンにも適用可能である。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの予張方法および予張装置で予張され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、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４は、予張装置を模式的に示す平面図である。 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
(11) リンク
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(31) 予張装置
(32) 予張力付与用第１プーリ
(33) 予張力付与用第２プーリ
(34) プーリ軸移動装置
(35) 回転駆動装置
(36)(37)(38)(39) 球体

Claims (2)

1. 複数のリンクおよびこれらを連結する複数のピンからなり、無段変速機の１対のプーリ間に巻き掛けられる動力伝達チェーンに予張力を付与する方法であって、
   無端状チェーンの対向する第１および第２の位置において、ピンをその両端からそれぞれ１対の球体で保持し、第１の位置にある１対の球体と第２の位置にある１対の球体との距離を大きくすることにより予張力を付与することを特徴とする動力伝達チェーンの予張方法。
2. 複数のリンクおよびこれらを連結する複数のピンからなり、無段変速機の１対のプーリ間に巻き掛けられる動力伝達チェーンに予張力を付与する装置であって、
   無端状チェーンが巻き掛けられる予張力付与用第１プーリおよび予張力付与用第２プーリと、プーリ同士を接近・離隔させてチェーンに作用する張力を調整するプーリ軸移動装置と、プーリを回転させる回転駆動装置とを備えており、各プーリは、１対の球体によってピンをその両端から保持するものであることを特徴とする動力伝達チェーンの予張装置。

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