JP2009047288A

JP2009047288A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置

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Publication number: JP2009047288A
Application number: JP2007216594A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yamane; 伸志山根
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】リンクの質量を増加させることなく、リンクの長手方向の剛性を上げることにより、チェーンおよび各部品の振動を抑制して騒音を低減することができ、さらに、リンクの熱処理時の反りも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、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を有している。リンク11のチェーン内径側部分およびチェーン外形側部分のうち少なくとも一方に、リンク11の長手方向の剛性が向上するように屈曲部31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６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。
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、プーリ進入時のリンクに負荷がかかると、リンクが、長手方向に変形することがあり、この変形による振動は、可聴振動数での振動でありチェーンの騒音の原因となることがあった。

この発明は、リンクの質量を増加させることなく、リンクの長手方向の剛性を上げることにより、チェーンおよび各部品の振動を抑制して騒音を低減することができ、さらに、リンクの熱処理時の反りも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、リンクの長手方向の剛性が向上するように屈曲部が設けら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。

屈曲部は、リンクの平面形状を保ったまま、チェーン内径側部分および外径側部分の少なくとも一方を長手方向に対して直角の断面内で屈曲させられることで形成される。リンクは、前後挿通部を有する平坦なリンク本体と、長手方向から見てリンク本体に対して所定の角度（鈍角）傾斜してチェーン外径方向にのびるチェーン外径側屈曲部と、長手方向から見てリンク本体に対して所定の角度（鈍角）傾斜してチェーン内径方向にのびるチェーン内径側屈曲部とからなることがあり、また、リンクは、前後挿通部を有する平坦なリンク本体と、長手方向から見てリンク本体に対して所定の角度（鈍角）傾斜してチェーン外径側第１屈曲部と、長手方向から見てチェーン外径側第１屈曲部に対して所定の角度（鈍角）傾斜しリンク本体と略平行でチェーン外径方向にのびるチェーン外径側第２屈曲部と、長手方向から見てリンク本体に対して所定の角度（鈍角）傾斜してチェーン内径方向にのびるチェーン内径側第１屈曲部と、長手方向からみてチェーン内径側第１屈曲部に対して所定の角度（鈍角）傾斜しリンク本体と略平行でチェーン外径方向にのびるチェーン内径側第２屈曲部とからなることがある。また、前後挿通部は、通常平坦面に設けられるが、屈曲部にかかっていても、屈曲部を超えて傾斜する部分にかかっていても問題ない。また、上記屈曲部は、通常円弧状に屈曲して形成される。

屈曲部は、チェーン内径側部分およびチェーン外径側部分のいずれか一方でもよいが、リンクの長手方向の剛性をより向上させるには、チェーン内径側部分およびチェーン外径側部分の両方に設けられることが好ましい。

屈曲する量（屈曲量）は、例えば、０．０１〜０．０５ｍｍとされ、チェーンの組立てに影響を与えない範囲から適宜選択される。

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。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、前後挿通孔が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。

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。

ピンおよびインターピースは、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、ピンおよびインターピースは、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。ピンとインターピース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。

従来のリンクは、平板をプレス加工することで形成されており、リンクの厚み（表面と裏面との距離）は、板の厚みに等しいものとなっている。このようなリンクの長手方向の剛性を上げるには、板を厚くすることが必要となる。

チェーン内径側部分および外径側部分の少なくとも一方に屈曲部が設けられたリンクでは、リンクの厚み（表面と裏面との距離）は、板の厚みに屈曲部の屈曲量を加えたものとなり、板の厚みを増加したのと類似の効果が得られる。こうして、厚み（質量）を増加することなく、リンクの長手方向の剛性を上げることができる。

したがって、屈曲部が設けられたリンクをチェーンに使用すると、リンクの長手方向の剛性が向上し、ピン（インターピース）がプーリに衝突したときのエネルギーによりリンクが長手方向に曲がることを防止できる。また、リンクが曲がることにより生じるチェーンやピン等の各部品の振動を抑制することができ、この振動により生じる騒音を低減することができる。さらに、リンクの長手方向の剛性が向上するので、リンクの熱処理時の反りを低減することができる。

屈曲量は、例えば、０．０１ｍｍ程度でも、長手方向の剛性を上げることができ、リンクの厚み（表面と裏面との距離）が板の厚みに比べてあまり大きくならないようにすることで、プレス成形が容易となり、組立てに関しても従来と同様に行うことができる。

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、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、リンクの長手方向の剛性が向上するように屈曲部が設けられているので、リンクの質量を増加させることなく、リンクの長手方向の剛性を上げることができ、ピンがプーリに衝突した時の衝撃によりリンクが長手方向に曲がることを防止できる。したがって、リンクが曲がることにより生じるチェーンやピン等の各部品の振動を抑制でき、この振動により生じる騒音を低減することができる。さらに、リンクの長手方向の剛性が向上することから、リンクの熱処理時において、リンクの反りを低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、図２（ａ）の右を前、同図の左を後、同図の上を上、同図の下を下というものとする。

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。

図２（ａ）および図２（ｂ）に、この発明のリンク(11)を示す。このリンク(11)の上部（チェーン外径側部分）および下部（チェーン内径側部分）には、屈曲部(21)(31)が形成されている。屈曲部(21)(31)は、リンク(11)の平面形状を保ったまま、チェーン内径側部分および外径側部分を長手方向に対して直角の断面内で屈曲させられることで形成される。リンク(11)は、前後挿通部(12)(13)を有する平坦なリンク(11)本体と、長手方向から見てリンク(11)本体に対して所定の角度（鈍角）傾斜してチェーン外径方向にのびるチェーン外径側屈曲部(21a)と、長手方向から見てリンク(11)本体に対して所定の角度（鈍角）傾斜してチェーン内径方向にのびるチェーン内径側屈曲部(21b)とからなることがあり、また、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、リンク(11)は、前後挿通部(12)(13)を有する平坦なリンク(11)本体と、長手方向から見てリンク(11)本体に対して所定の角度（鈍角）傾斜してチェーン外径側第１屈曲部(31a)と、長手方向から見てチェーン外径側第１屈曲部(31a)に対して所定の角度（鈍角）傾斜しリンク(11)本体と略平行でチェーン外径方向にのびるチェーン外径側第２屈曲部(31b)と、長手方向から見てリンク(11)本体に対して所定の角度（鈍角）傾斜してチェーン内径方向にのびるチェーン内径側第１屈曲部(31c)と、長手方向からみてチェーン内径側第１屈曲部(31c)に対して所定の角度（鈍角）傾斜しリンク(11)本体と略平行でチェーン外径方向にのびるチェーン内径側第２屈曲部(31d)とからなることがある。

屈曲量は、符号Ｄで示すように０．０１ｍｍであり、プレス加工により成形される。

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。

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)の転がり接触面(15a)は、平坦面（断面形状が直線）とされている。

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)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。

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(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。

図４は、屈曲部(21)(31)が設けられていないリンクについて、ピンがプーリに衝突した際の振動モードを示している。この振動モードは、リンク単品に着目したものであり、実線が負荷をかける前の状態、破線が負荷をかけたときの変形量を示している。同図から、リンクは、長手方向の中央部（前挿通部(12)と後挿通部(13)との中間）付近でくの字に折れ曲がるような変形を受けていることが確認できる。リンクの長手方向の寸法は、数ｃｍであり、この変形による振動は、可聴振動数での振動であり、チェーンの騒音の要因となる振動モードである。
図４に示した振動モードによる騒音を低減するには、リンク(11)の長手方向の剛性を上げて長手方向の中央部の変形を小さくすればよく、上記屈曲部(21)(31)が設けられたリンク(11)を使用することで、厚み（重量）を増加させずに、騒音を抑制することができる。また、リンク(11)の長手方向の剛性が向上するので、リンク(11)の熱処理時の反りを低減することができる。

この発明によるリンク(11)の屈曲部(21)(31)は、プレス加工により成形できるので、リンク(11)の質量を増やすことなく、リンク(11)の長手方向の剛性を向上させることができ、振動を抑制することができる。

屈曲量は、０．０１ｍｍとされているが、このような低い高さであっても、長手方向の剛性を上げることができ、リンク(11)の厚み（表面と裏面との距離）が板の厚みに比べてあまり大きくならないようにすることで、プレス成形が容易となり、組立てに関しても、従来と同様に行うことができる。

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。

この動力伝達チェーン(1)は、図５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。

なお、上記において、１つの挿通部(12)(13)内のピン(14)およびインターピース(15)は、いずれか一方がリンク(11)に対して移動不可能とされているが、両方ともが移動可能（リンク(11)に圧入されているのではなく、緩く嵌め入れられているだけ）とされていてもよい。

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（ａ）は、第１実施形態に使用されるリンクを示す拡大側面図である。図２（ｂ）は、同図（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。図３（ａ）は、第２実施形態に使用されるリンクを示す拡大側面図である。図３（ｂ）は、同図（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。図４は、従来のリンク単品の変形状態を示す上面図である。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
(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）
(21)(31) 屈曲部

Claims

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形側部分のうち少なくとも一方に、リンクの長手方向の剛性が向上するように屈曲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。
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。