JP2011069413A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクに発生する応力を低減することができ、さらにピンの上下方向の判別を容易と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】動力伝達チェーンは、チェーン長さ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相対的に長さが異なる２種類のピンおよびインターピース15を備えている。ピンおよびインターピース15は、いずれもその横断面が前後方向軸線Ｍにより凸円弧状上縁部15eを含む上半部15gと凸円弧状下縁部15fを含む下半部15hとに区別されるとともに、その上半部15gの縁部と下半部15hの縁部とが非対称に形成されているものである。
【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。第１ピンおよび第２ピンのうちいずれか一方のピンの形状は、上下に非対称とされ、他方のピンの形状は、上下に対称とされていた。

特開２００６―２７８７号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、第１ピンおよび第２ピンが熱処理の工程を経て形成されるに際し、ピンに反りが生じた場合、上下非対称の形状とされたピンの反り方向は一定方向に限定され、その方向の特定は容易とされたが、上下対称の形状とされたピンの反り方向は一定方向に限定されず、その方向の特定は困難であった。その結果、反り方向が相違した両ピンをリンクへ固定すると、リンクの応力が増大し早期寿命となる可能性がある。また、ピンの上下の形状が対称にされていると、リンクへの嵌め入れに際しピンの上下方向の判別が困難であった。

この発明の目的は、リンクに発生する応力を低減することができ、さらにピンの上下方向の判別を容易と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、第１ピンおよび第２ピンは、いずれもその横断面が前後方向軸線により凸円弧状上縁部を含む上半部と凸円弧状下縁部を含む下半部とに区別されるとともに、その上半部の縁部と下半部の縁部とが非対称に形成されているものであることを特徴とするものである。

第１ピンおよび第２ピンの各ピンは、他方のピンに転がり接触する面（以下、「転がり接触面」という）とこれの反対側の面（以下、「背面」という）とを有する。

従来、第１ピンおよび第２ピンのうち少なくともいずれか一方のピンの形状は、上半部と下半部とが対称とされて形成されていたのに対し、この発明では、そのピンの上下の形状が、例えば、凸円弧状上縁部が相対的に大きな径の曲線とされ、凸円弧状下縁部が相対的に小さな径の曲線とされることで非対称に形成される。これにより、第１ピンおよび第２ピンともに上下の形状が非対称とされる。この場合、リンクの前後挿通部は、ピンの凸円弧状上縁部（相対的に大きな径の曲線とされた部分）と干渉しないように、ピンの形状に対応して形成される。

この発明の動力伝達チェーンにおいて、第１ピンおよび第２ピンのうち、一方のピンの転がり接触する面がインボリュート曲面とされ他方のピンの転がり接触する面が平坦面とされており、転がり接触する面が平坦面とされたピンの、転がり接触する面の反対側面と凸円弧状上縁部との間の部分あるいは転がり接触する面の反対側面と凸円弧状下縁部との間の部分のどちらかだけに、断面直線状の直線部が形成されていることが好ましい。

転がり接触する面が平坦面とされるピンは、例えば、ピンの背面と凸円弧状上縁部との間の部分だけが設計変更されて直線部が形成される。

このようにすると、直線部が形成された第２ピンは、リンクの前後挿通部の内縁と干渉することなくリンクに挿通されるので、リンクの前後挿通部の形状をピンの形状に合わせて設計変更する必要がなくなる。

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。

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。

前後挿通部にピン（インターピース）を固定する際は、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。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およびインターピース固定部に均等にかつ適正な残留圧縮応力が付与される。

ピンの背面と凸円弧状上縁部との間の部分およびピンの背面と凸円弧状下縁部との間の部分は、非対称に形成される。しかし、従来の動力伝達チェーンでは、インターピースの上半部と下半部とは、対称に形成されていた。その結果、ピンおよびインターピースが熱処理加工された際、ピンの上下の形状は非対称であるのでピンの反り方向が一定に限定されたが、インターピースの上下の形状は対称であるのでインターピースの反り方向が一定に限定されなかった。これにより、上下非対称の形状とされたピンの反り方向を特定することは容易とされるが、上下対称の形状とされたインターピースの反り方向を特定することが困難であった。そして、反りが相違したピンおよびインターピースがリンクに固定されると、リンクの応力が増大し早期寿命となる可能性があった。また、インターピースの上下の形状が対称とされていたことから、リンクの嵌め入れに際しインターピースの上下方向の判別が困難であった。

この発明の動力伝達チェーンでは、インターピースの上下の形状が非対称に形成されるので、熱処理によるインターピースの反り方向が一定に限定される。そして、ピンの反りとインターピースの反りとを同一方向にしてリンクに固定することでリンクに発生する応力を低減することができる。また、インターピースの上下の形状が非対称とされるので、チェーン組立て時にインターピースの上下方向の判別が容易となる。

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。

なお、この明細書において、リンクの長さ方向の一端を前、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。

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、第１ピンおよび第２ピンは、いずれもその横断面が前後方向軸線により凸円弧状上縁部を含む上半部と凸円弧状下縁部を含む下半部とに区別されるとともに、その上半部の縁部と下半部の縁部とが非対称に形成されているものであるので、熱処理によるピンの反り方向が特定でき、両ピンの反り方向を同一にしてリンクに固定することができる。これにより、リンクに発生する応力を低減することができる。さらに、ピンの上下の形状が非対称に形成されることで、そのピンの上下方向の判別を容易とすることができる。

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、第２ピン（インターピース）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。

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(1)の一部を示しており、動力伝達チェーン(1)は、チェーンの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、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、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)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、ピン(14)側に延びる上下突出縁部(15a)(15b)が設けられている。

ピン(14)の右上縁部には、ピン(14)もしくはインターピース(15)の移動により、インターピース(15)の上側の断面円弧状の突出縁部(15a)の少なくとも先端部（断面円弧状凸部）との衝突を避けるための断面円弧状凹部(14a)が設けられている。これにより、ピン(14)の上下の形状は、非対称とされている。

図３に示すように、インターピース(15)の転がり接触面(15c)の反対の面（背面）(15d)とインターピース(15)の凸円弧状上縁部(15e)との間（インターピース(15)の右上縁部）には、断面直線状の直線部(21)が形成されている。一方、インターピース(15)の背面(15d)とインターピース(15)の凸円弧状下縁部(15f)との間（インターピース(15)の右下縁部）は、背面(15d)と凸円弧状下縁部(15f)とをつなぐ滑らかな曲線(22)に形成されている。これにより、インターピース(15)を上下に分ける中心線Ｍに対し、その上半部(15g)と下半部(15h)との形状が非対称とされている。

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)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(15e)(15f)とピン固定部(13a)およびインターピース固定部(12b)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(14c)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(14c)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(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(15c)がピン(14)の転がり接触面(14c)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。

このピン(14)およびインターピース(15)は熱処理の工程を経て形成されている。熱処理の工程によりピン(14)およびインターピース(15)に反りが生じた場合、ピン(14)の上下の形状は、非対称であるので反り方向が一定方向に限定されるが、従来の動力伝達チェーンでは、インターピースの上下の形状は、対称とされているので反り方向が一定方向に限定されなかった。この結果、反り方向が相違したピン(14)およびインターピースがリンク(11)に固定されると、リンク(11)の応力が増大し早期寿命となる可能性があった。また、インターピースの上下の形状が対称とされているので、リンク(11)への固定に際し上下方向の判別が困難であった。これに対し、この発明の動力伝達チェーン(1)では、インターピース(15)の上下の形状が非対称に形成されているので、熱処理によりインターピース(15)の反りが一定方向に限定することができ、反り方向を同一にしてピン(14)およびインターピース(15)をリンク(11)に固定することができる。これにより、リンク(11)の応力を低減できる。また、インターピース(15)の上下の形状が非対称に形成されているので、リンク(11)の嵌め入れに際し、インターピース(15)の上下方向の判別を容易とすることができる。

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(14c)(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。

(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
(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）
(15c) 転がり接触面
(15d) 転がり接触面の反対面（背面）
(15e) 凸円弧状上縁部
(15f) 凸円弧状下縁部
(15g) 上半部
(15h) 下半部
(21) 直線部

Claims (3)

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、
   第１ピンおよび第２ピンは、いずれもその横断面が前後方向軸線により凸円弧状上縁部を含む上半部と凸円弧状下縁部を含む下半部とに区別されるとともに、その上半部の縁部と下半部の縁部とが非対称に形成されているものであることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 第１ピンおよび第２ピンのうち、一方のピンの転がり接触する面がインボリュート曲面とされ他方のピンの転がり接触する面が平坦面とされており、転がり接触する面が平坦面とされたピンの、転がり接触する面の反対側面と凸円弧状上縁部との間の部分あるいは転がり接触する面の反対側面と凸円弧状下縁部との間の部分のどちらかだけに、断面直線状の直線部が形成されていることを特徴とする請求項１の動力伝達チェーン。
3. 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または２の動力伝達装置。

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