JP2009115177A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクの抜けやこれによるチェーンの破断を防止し、チェーンの品質を向上させた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、複数のリンク11,31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。複数のリンク11,31に関し、幅方向に並ぶリンク11,31の中央のものに比べ、外側のもののピッチ長P’が長くかつ圧入代が大きくなされている。
【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いるものが提案されている。
特開２００６−００２７８３号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、幅方向に同一ピッチ長のリンクが配置され、予張力付与時には、ピンが引っ張られる構造上ピンの両端部が変形することがある。これにより、チェーンを構成する各リンクの受ける力がその配置位置によって異なっており、チェーンの予張力付与中の幅方向外側のリンクが、最も大きな力を受けやすく、予張力付与中にそのリンクが過剰に変形し、圧入代が小さいと、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、リンクの抜けやこれによるチェーンの破断を防止し、チェーンの品質を向上させた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、幅方向に並ぶリンクの中央のものに比べ、外側のもののピッチ長が長くかつ圧入代が大きくな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ピンは、横断面が略小判形状とされ、その軸方向がチェーンの進行方向に対し、ほぼ直交するように配置される。この明細書においては、第１ピンの横断面形状の長手方向を上下方向といい、これに直交する方向を前後方向というものとする。

ピッチ長は、前挿通部内における第１ピンと第２ピンとの接触位置から後挿通部内における第１ピンと第２ピンとの接触位置までの距離であり、リンク自体の大きさ及び挿通部の形状は同一のまま前後挿通部の間隔を変えることによって、ピッチ長の長いリンクを得ることができる。

従来のチェーンでは、幅方向に同一ピッチ長のリンクが配置され、予張力付与時には、ピンが引っ張られる構造上ピンの両端部が変形する。これにより、予張力付与によるリンクが受ける力は、その配置位置によって異なっており、ピンの外側に配置されるリンク（特に最外側のリンクおよびこれより１つ内側のリンク）は、大きな力を受けて変形し、圧入代が小さいとその圧入が緩む可能性があるので、ピンを固定する点で不利となる。したがって、ピッチ長が長くかつ圧入代が大きくなされるのは、幅方向最外側にある１つまたは２つのリンクについてのみでよい。また、次のようにしてもよい。

すべてのリンクのピッチ長および圧入代が同じと仮定して、予張力付与時の各リンクの変形量を求め、その変形量に応じて相対的に変形量が大きいリンクについてはピッチ長を長くかつ圧入代を大きく、相対的に変形量の小さいリンクについてはピッチ長および圧入代ともに従来のままにすることにより、個々のリンクについて適宜決定する。これにより、例えば、ピンの中央から外側に行くにつれて除々にピッチ長が長くかつ圧入代が大きくなるように（同じ箇所があっても可）決定することができる。ここで、ピッチ長を長くしたとしても、ピンの中央に配置されるリンクのピッチ長と外側に配置されるリンクのピッチ長との差は、わずかな差（例えば、数十μm）とされる。

第１ピンおよび第２ピンは、例えば、いずれか一方の接触面が平坦面とされ、他方の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、円のインボリュートとされる。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。

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。この圧入は、ピンおよびインターピースの上下縁部とピン固定部およびインターピース固定部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。
幅方向に並ぶリンクの中央のものに比べ、外側のもののピッチ長を長くする目的は、ピッチ長を長くすることによりリンクの過剰な変形を無くすことであり、また圧入代を大きくとする目的は、圧入代を大きくすることによりピンの変形により圧入力が低下するのを防止することである。１のリンクにおいて、ピッチ長を長くかつ圧入代を大きくすることにより、いずれか一方の値のみを変更する場合に比べ、よりリンクに作用する力を均一にすることができる。

本発明のように、ピンの中央に配置されるリンクに比べて、外側に配置されるリンクのピッチ長を長くかつ圧入代を大きくすると、ピンの両端部が変形しても相対的に大きな作用力を受けるリンクが生じず、リンクの変形量が均一化されるので、ピンの外側に配置されるリンクの抜けや過剰変形を防止することができる。

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。

この発明の動力伝達チェーンによると、幅方向に並ぶリンクの中央のものに比べ、外側のもののピッチ長が長くかつ圧入代が大きくなされているので、各リンクの変形量が均一化され、リンクの抜けや過剰な変形、さらにはリンク抜けによるチェーンの破断や噛み込みが防止でき、チェーンの品質が向上する。

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の上下をいい、前後については、同図の右を前、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)(32)(33)を有する複数のリンク(11)(31)と、一のリンク(11)(31)の前挿通部(12)(32)と他のリンク(11)(31)の後挿通部(13)(33)とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク(11)(31)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)(31)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)(31)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)(31)枚数が９枚のリンク列とリンク(11)(31)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は、ピン(14)の中央に配置されるリンク（基準リンク）(11)を示している。図２に示すように、リンク(11)の前挿通部(12)は、ピン(14)が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(12a)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(12b)からなり、後挿通部(13)は、ピン(14)が固定されるピン固定部(13a)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(13b)からなる。符合ＡおよびＢは、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）である。ピッチＰは、後挿通部(13)内におけるピン(14)とインターピース(15)との接触位置Ａから前挿通部(12)内におけるピン(14)とインターピース(15)との接触位置Ｂまでの直線距離であり、従来のリンクのピッチ長と同じ長さで形成されている。

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)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、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。

図３は、ピン(14)の外側に配置されるリンク（特に最外側のリンクおよびこれより１つ内側のリンク）(31)を誇張して示している。図２と同様に、リンク(31)の前挿通部(32)は、ピン(14)が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(32a)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(32b)からなり、後挿通部(33)は、ピン(14)が固定されるピン固定部(33a)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(33b)からなる。図３に示すリンク(31)のピッチP’は、後挿通部(33)内におけるピン(14)とインターピース(15)との接触位置Ａ’から前挿通部(32)内におけるピン(14)とインターピース(15)との接触位置Ｂ’までの直線距離であり、基準リンク(11)のピッチPよりも数十μm長く形成されている。ピン(14)の外側に配置されるリンク(31)自体の寸法は、基準リンク(11)の寸法と同じ大きさで形成されている。

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)(31)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。

従来のチェーンでは、１つのリンク列において、同一ピッチ長のリンクが配置され、予張力付与時には、ピン(14)が引っ張られる構造上ピン(14)の両端部が変形する。これにより、予張力付与によりリンク(11)(31)が受ける力は、その配置位置によって異なっており、ピン(14)の外側に配置されるリンク（特に最外側のリンクおよびこれより１つ内側のリンク）(31)は、大きな力を受けて変形し、圧入代が小さいとその圧入が緩む可能性があるので、ピン(14)を固定する点で不利になっていた。したがって、この実施形態において、ピン(14)およびインターピース(15)の中央部分には、基準リンク(11)が複数枚圧入され、その外側にピッチＰ’の長いリンク(31)が圧入されている。ここで、ピッチＰ’が長いリンク(31)は、基準リンク(11)に比べ相対的に圧入代が大きくなされている。

このように、１つのリンク列において、ピン(14)の外側に配置されるリンク(31)は、相対的にピッチP’が長くかつ圧入代が大きくなされており、いずれか一方のみの値を変更する場合に比べ、より一層リンク(11)(31)に作用する力を均一にすることができる。これにより、各リンク(11)(31)の変形量が均一化され、リンク(31)の抜けや過剰な変形、さらにはリンク抜けによるチェーン(1)の破断や噛み込みが防止でき、チェーン(1)の品質が向上する。

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)(32a)(33b)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。

この実施形態では、１つのリンク列において、基準リンク(11)に比べて、ピン(14)の外側に配置されるリンク(31)のピッチ長が長くかつ圧入代が大きいとされているが、リンク列の中央から外側に行くにつれて除々にピッチ長が長くかつ圧入代が大きくなるようにしてもよい。

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は、チェーンの直線部分にあるリンク（基準リンク）の拡大側面図である。 図３は、ピンの外側に配置される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。

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)(31) リンク
(12)(32) 前挿通部
(13)(33) 後挿通部
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）

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、
   幅方向に並ぶリンクの中央のものに比べ、外側のもののピッチ長が長くかつ圧入代が大きくな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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