JP2009154164A - 動力伝達チェーンの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リンクの厚みにばらつきがあっても、リンク間に適正隙間を確保することができる動力伝達チェーンの製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】 動力伝達チェーンの製造装置は、ピン14,15の端部に嵌められたリンク11をピン軸方向に沿って移動させるプレス機構42と、リンク11に作用する圧力を検知する圧力検知器43と、圧力検知器での検知圧力が所定値に達したときに圧入を停止させる制御手段44とを備えている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、動力伝達チェーンの製造方法および製造装置、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の製造方法および製造装置に関する。

従来、無段変速機に適した動力伝達チェーンとしては、ピンが挿通される複数のリンクと、チェーン幅方向に並ぶリンク同士を連結する複数のピンとを備え、各リンクが圧入によりピンに固定されるものが知られており、特許文献１には、その製造方法として、所要数のピンを所定ピッチで垂直状に配置してチェーンとして組み立てられたときの配列状態で保持しておいてから、これらのピンに順次リンクを圧入していくものが提案されている。
特開２００６−１１６５６２号公報

特許文献１の動力伝達チェーンでは、チェーン幅方向に並ぶリンクの隣り合うもの同士の間に隙間が無い場合、リンク間の接触による摩擦力によってリンクが摩耗しやすいため、通常、隙間が設定されているが、この隙間を大きくすると、チェーンの弦振動が発生した場合の抑止力となる摩擦力が無くなって、振動および騒音が大きくなるという問題が生じやすいことから、適当な摩擦力が生じる程度の適正隙間が設定されている。

リンクは、圧延材をプレス加工することで製作されることから、その厚みにばらつきがあり、相対的に厚みが大きいリンクが幅方向に並んだ場合には、リンク同士の間の摩擦が大きくなり、相対的に厚みが小さいリンクが幅方向に並んだ場合には、弦振動に対する減衰力が小さくなり、いずれの場合も最適性能が得られなくなることから、予め設定された適正隙間を製造時に確実に確保することが課題となっている。

この発明の目的は、リンクの厚みにばらつきがあっても、リンク間に適正隙間を確保することができる動力伝達チェーンの製造方法および製造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製造方法は、複数のリンクおよびチェーン幅方向に並ぶリンク同士を連結する複数のピンを有しかつ各リンクが圧入によりピンに固定される動力伝達チェーンを製造する方法であって、圧入装置によってリンクを圧入するステップと、圧入中にリンクに作用する圧力を検知するステップと、検知圧力が所定値に達したときに圧入を停止するステップとを含んで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の製造装置は、複数のリンクおよびチェーン幅方向に並ぶリンク同士を連結する複数のピンを有しかつ各リンクが圧入によりピンに固定される動力伝達チェーンを製造する装置であって、ピンの端部に嵌められたリンクをピン軸方向に沿って移動させるプレス機構と、リンクに作用する圧力を検知する圧力検知器と、圧力検知器での検知圧力が所定値に達したときに圧入を停止させる制御手段とを備えていることを特徴とするものである。

プレス機構としては、公知のものを使用することができ、圧力検知器としては、例えば、ロードセルが使用される。圧入停止位置は、プレス機構の下死点位置を制御するのではなく、圧力検知器の信号が制御手段に出力されることで、リンクに作用する圧力に応じてリンク毎に変更される。

リンクの厚みにばらつきがあっても、リンク間に適正隙間を確保するには、リンクを厚みに応じて複数の層別にグループ化し、チェーン幅方向同位相にあるリンクとして同じ層別グループのものを使用して、層別グループに応じて圧入位置を制御することで可能となるが、この場合には、層別工程が新たに必要となるとともに、グループ化したリンクをストックして管理する手間が増加するという問題がある。この発明による動力伝達チェーンの製造方法および製造装置によると、プレス機構によって押し下げられたリンクが下段のリンクに接触した際の圧力を圧力検知器で検知し、圧力が高くなる前に、押し下げを中止するように圧入を制御することで、リンクの層別を行うことなく、リンク間に適正隙間（適正摩擦力）を確保することができる。

圧入装置は、プレス機構と、すべてのピンの下端部を挿入可能な所要数のピン挿入孔を有するピン保持治具と、ピン挿入孔を有しリンクをピンの所定位置まで押し込むリンク保持治具とを備えているものとされる。ピン保持治具およびリンク保持治具は、炭素工具鋼や合金工具鋼などを用いて製作される。この際、ピン保持治具は、中心軸（例えば垂直軸）回りにリンク供給装置に対して相対的に回転可能に支持され、リンク保持治具は、ピン保持治具に対して相対的に中心軸方向に移動可能に支持される。ピン保持治具のピン挿入孔は、所要数のピンを所定ピッチで配置してチェーンとして組み立てられたときの配列状態で保持するように形成され、リンク保持治具のピン挿入孔は、ピン保持治具のピン挿入孔に対応して形成される。

上記の製造方法および製造装置は、圧入を必要とする種々の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、リンク同士のチェーン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圧入により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圧入により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。この場合の圧入は、挿通部のチェーン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。

上記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。

この発明の動力伝達チェーンの製造方法および製造装置によると、リンクの厚みのばらつきが大きい場合であっても、チェーン幅方向に並ぶリンク間の隙間を設定値通りとすることができ、これにより、騒音や耐久性に対するチェーンの性能が安定する。

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製造方法および製造装置を使用して製造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)同士をチェーン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)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、円のインボリュートとされており、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(15c)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)に対してその転がり接触面(14a)がインターピース(15)の転がり接触面(15c)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)に対してその転がり接触面(15c)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。

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円のインボリュートとされていることにより、ピンおよびインターピースの転がり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、無段変速機（ＣＶＴ）で使用されるが、この際、図５に示すように、プーリ軸(2e)を有するプーリ(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)にインターピース(15)の端面が接触しない状態で、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。

図５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、ドライブプーリ(2)における巻き掛け径は、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（アンダードライブ）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（オーバードライブ）状態が得られる。

この動力伝達チェーン(1)は、所要数のピン(14)およびインターピース(15)を保持した後、所要数のリンク(11)を順次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。

図３は、この発明による動力伝達チェーンの製造装置を示している。以下の説明において、上下は、図の上下をいうものとするが、これは便宜的なものであり、図の左右が上下になるようにすることもできる。

動力伝達チェーンの製造装置は、図３に示すように、プレス機構(42)によってリンク(11)を圧入する圧入装置(41)と、リンク(11)に作用する圧力を検知する圧力検知器としてのロードセル(43)と、ロードセル(43)からの出力に応じてリンク(11)の圧入位置を制御する制御手段(44)とを備えている。

圧入装置(41)は、プレス機構(42)のほかに、ピン(14)およびインターピース(15)の一端部を挿入可能な所要数のピン挿入孔(45a)を有する円盤状のピン保持治具(45)と、リンク(11)を保持しプレス機構(42)によって移動させられることでピン(14)およびインターピース(15)の一端部に嵌められたリンク(11)を軸方向に沿って移動させるリンク保持治具(46)とを有している。

ピン保持治具(45)のピン挿入孔(45a)は、有底のもので、その底面は、ピン(14)端面がインターピース(15)端面よりも突出するように、段付に形成されている。ピン挿入孔(45a)の横断面形状は、リンク(11)の前後挿通部(12)(13)とほぼ同じ形状とされており、ピン(14)およびインターピース(15)の挿入および抜き出しが可能でかつ挿入されたピン(14)およびインターピース(15)が動かない程度の嵌め合いとされている。

リンク保持治具(46)は、リンク(11)を１枚ずつ圧入するためのもので、その水平断面形状がリンク(11)とほぼ同じ形状とされている、リンク保持治具(46)には、これが下方に移動した際にピン(14)およびインターピース(15)が挿入されるピン挿入孔(46a)が設けられている。ピン挿入孔(46a)の横断面形状は、リンク(11)の前後挿通部(12)(13)より大きくなされており、リンク保持治具(46)を下方に移動させる際にピン(14)およびインターピース(15)に接触するが干渉はしない程度の嵌め合いとされている。

ピン保持治具(45)は、垂直軸回りに回転可能とされており、まず、チェーン(1)で使用されるすべてのピン(14)およびインターピース(15)がそのピン挿入孔(45a)に挿入される。次いで、リンク(11)がピン(14)およびインターピース(15)の上端部に配置されて、リンク保持治具(46)が下降させられる。リンク保持治具(46)の下降量は、ロードセル(43)によって得られるリンク(11)に作用する圧力に応じて制御される。

新たに圧入されるリンク(11)に作用する圧力は、図４に示すように、圧入途中ではほぼ一定であり、新たに圧入されたリンク(11)が圧入済みの下段のリンク(11)に接触すること（図４に破線で示す位置）でその傾きが変化する。したがって、所定時間間隔で圧力の増加量を求め、この増加量が変化した時点でリンク(11)の圧入を停止することにより、リンク(11)間に適切な摩擦力を付与することができる。圧入されるすべてのリンク(11)について、その圧入位置はロードセル(43)の出力に応じて決定され、ピン(14)およびインターピース(15)の長手方向の下端部から上端部にかけての部分にすべてのリンク(11)が配置されることで、圧入工程が終了する。この結果、チェーン(1)となったときの各リンク(11)間の摩擦力が一定となり、この製造方法および製造装置で製造されたチェーン(1)の騒音や耐久性に対する性能を安定なものとすることができる。

なお、上記の製造方法および製造装置は、リンク、ピンおよびインターピースの形状に限定されることはなく、圧入タイプの種々の動力伝達チェーンに適用することができる。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの製造方法および製造装置で製造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、この発明による動力伝達チェーンの製造装置を示す垂直断面図である。 図４は、リンク下降時にリンクに作用する力を説明する図である。 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。

符号の説明

(1) 動力伝達チェーン
(11) リンク
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(41) 圧入装置
(42) プレス機構
(43) 圧力検知器
(44) 制御手段

Claims (2)

1. 複数のリンクおよびチェーン幅方向に並ぶリンク同士を連結する複数のピンを有しかつ各リンクが圧入によりピンに固定される動力伝達チェーンを製造する方法であって、
   圧入装置によってリンクを圧入するステップと、圧入中にリンクに作用する圧力を検知するステップと、検知圧力が所定値に達したときに圧入を停止するステップとを含んでいることを特徴とする動力伝達チェーンの製造方法。
2. 複数のリンクおよびチェーン幅方向に並ぶリンク同士を連結する複数のピンを有しかつ各リンクが圧入によりピンに固定される動力伝達チェーンを製造する装置であって、
   ピンの端部に嵌められたリンクをピン軸方向に沿って移動させるプレス機構と、リンクに作用する圧力を検知する圧力検知器と、圧力検知器での検知圧力が所定値に達したときに圧入を停止させる制御手段とを備えていることを特徴とする動力伝達チェーンの製造装置。

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