JP2013245746A

JP2013245746A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置

Info

Publication number: JP2013245746A
Application number: JP2012119341A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Kitamura; 和久北村; Keisuke Mori; 敬祐森
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】リンクの摺動部における損傷を考慮することで、動力伝達チェーンの耐久性を向上させる。
【解決手段】チェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク11Aの前挿通部12と後挿通部13との摺動部16,19では、第１ピン14の側面14bに対向するリンク11の端面21全体が、第１ピン14の側面14bに対して、チェーン幅方向における内側に向けて離間するようにして形成されている。
【選択図】図４

Description

この発明は、動力伝達チェーン、さらに詳しくは、自動車等の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）に好適な動力伝達チェーンおよびこれを用いた動力伝達装置に関する。

自動車の無段変速機などの動力伝達装置として、円錐面状のシーブ面を有するプライマリプーリと、円錐面状のシーブ面を有するセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられた動力伝達チェーンとを備えているものがある。

動力伝達チェーンとしては、複数のリンクと、複数のリンクを屈曲可能に連結する複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備えているものが知られている（特許文献１）。

第１ピンおよび第２ピンには、ピンが挿通される前挿通部および後挿通部がそれぞれ形成されている。そして、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が前後に並ぶ複数の第１ピンおよび複数の第２ピンによって連結されている。

前挿通部は、第１ピンおよび第２ピンのいずれか一方が固定される固定部と、同他方が摺動可能に嵌め入れられる摺動部とを有している。後挿通部は、前挿通部の固定部に重ねられる摺動部と、前挿通部の摺動部に重ねられる固定部とを有している。

図６に示すように、動力伝達チェーン(1)が無段変速機(10)に取り付けられた状態では、第１ピン(14)が固定シーブ(2a)および可動シーブ(2b)に形成された円錐状シーブ面(2c)(2d)間に挟持される。この挟持によって生じる力により、動力伝達チェーン(1)とプーリ(2)との間で動力が伝達される。

ここで、第１ピン(14)がプーリ(2)の固定シーブ(2a)と可動シーブ(2b)との間に挟持された際、図６に示すように、第１ピン(14)の長さ方向の中央部がプーリ軸(2e)に近づく方向に変形する。特許文献１では、プーリ軸(2e)との接触を防止するのに好適なリンク形状が提案されている。

また、特許文献２には、少なくともチェーン幅方向における最も外側に配置されたリンクについて、前後挿通部の幅方向外側周縁部の角が丸められている動力伝達チェーンが開示されている。

特開２００９−２２２１０６号公報特開２００７−３２８１４号公報

上記従来の動力伝達チェーンでは、通常、リンクの固定部が損傷する。そのため、固定部の耐久性の向上が種々図られている。これに対し、リンクの摺動部における損傷については、あまり考慮されていなかった。

例えば、上記特許文献２は、固定部（圧入部）の応力が高くなることを考慮しての構成であり、摺動部の損傷防止については考慮されていない。また、上記特許文献１のものでは、幅方向における動力伝達チェーンの中央部分は、プーリ軸との接触を防止することができるものの、動力伝達チェーンの耐久性の点では、十分な改良効果が得られないものとなっている。

この発明の目的は、リンクの摺動部における損傷を抑えることで、動力伝達チェーンの耐久性を向上させることにある。

この発明による動力伝達チェーンは、相対向する一対の円錐面状のシーブ面を各々有する第１のプーリと第２のプーリとのそれぞれで前記一対のシーブ面により挟持される動力伝達チェーンであって、第１挿通部と第２挿通部とを各々有し、チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクと、一のリンクの第１挿通部と他のリンクの第２挿通部とが対応するようにして前記チェーン進行方向に直交するチェーン幅方向に並ぶ前記リンク同士を、前記第１挿通部と前記第２挿通部とに嵌め合わされることで屈曲可能に連結する連結部材と、を備え、前記連結部材は、互いに転がり接触する第１ピンと第２ピンとを備え、前記第１挿通部および前記第２挿通部は、前記第１ピンと前記第２ピンとのうち、一方が固定される固定部と、他方が摺動可能に嵌め合わされる摺動部とを各々備え、少なくとも前記チェーン幅方向における最も外側に配置された前記リンクの前記第１挿通部と前記第２挿通部との前記摺動部では、前記第１ピンおよび前記第２ピンの側面に対向する前記リンクの端面全体が、前記側面に対して、前記チェーン幅方向における内側に向けて離間するようにして形成されているものである。

この発明の動力伝達チェーンによると、少なくともチェーン幅方向における最も外側に配置されたリンクの摺動部では、第１ピンおよび第２ピンの側面に対向するリンクの端面全体が、第１ピンおよび第２ピンの側面に対して、チェーン幅方向における内側に向けて離間するようにして形成されていることにより、強い接触によって起こる摺動痕の発生を防止することができる。したがって、リンクに対してピンが摺動することに起因するリンクの耐久性低下要因が取り除かれ、動力伝達チェーンの耐久性が向上する。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの第１実施形態の一部を示す平面図である。図２は、リンク、第１ピンおよび第２ピンの形状を示す拡大側面図である。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、動力伝達チェーンの第１実施形態の要部を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の要部をさらに拡大した図である。図５は、図４において、第１ピンが変形した場合を模式的に示す図である。図６は、動力伝達チェーンがプーリに挟持された状態を誇張して示す正面図である。

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、上下は、図２の上下をいうものとする。図１および図２の右が進行方向の前、同左が進行方向の後になっている。

図１は、第１実施形態の動力伝達チェーンの一部を示している。動力伝達チェーン(1)は、チェーン進行方向に所定間隔をおいて設けられた前挿通部（第１挿通部）(12)および後挿通部（第２挿通部）(13)を有する複数のリンク(11)(11A)と、複数のリンク(11)(11A)を屈曲可能に連結する複数の第１ピン(14)および第２ピン(15)とを備えている。第２ピン(15)は、第１ピン(14)よりも短くなされ、両者は、第２ピン(15)が前側に、第１ピン(14)が後側に配置された状態で対向させられている。この第１ピン(14)と第２ピン(15)との対が連結部材に相当する。

チェーン(1)は、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンクで構成されるリンク列をチェーン進行方向（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チェーン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。リンク枚数の多いリンク列のチェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク(11A)がチェーン全体のチェーン幅方向の最も外側に位置させられている。

なお、図１において、チェーン幅方向の最も外側に配置されているリンクには、符号(11A)を付し、これ以外のリンクには、符号(11)を付している。チェーン幅方向の最も外側に配置されているリンク(11A)は、後述するように、前挿通部(12)および後挿通部(13)の上下端面の形状が他のリンク(11)と異なるものとされている。

図２に示すように、リンク(11)の前挿通部(12)は、第１ピン(14)が摺動可能に嵌め合わせられる摺動部(16)と、第２ピン(15)が固定される固定部(17)とからなる。また、リンク(11)の後挿通部(13)は、第１ピン(14)が固定される固定部(18)と、第２ピン(15)が摺動可能に嵌め合わせられる摺動部(19)とからなる。

第１ピン(14)は、第２ピン(15)に比べて前後方向の幅が広くなされており、第２ピン(15)の上下縁部には、第１ピン(14)側にのびる突出縁部(15a)(15b)が設けられている。

チェーン幅方向に並ぶリンク(11)(11A)を連結するに際しては、一のリンク(11)(11A)の前挿通部(12)と他のリンク(11)(11A)の後挿通部(13)とが対応するようにリンク(11)(11A)同士が重ねられる。第１ピン(14)は、一のリンク(11)(11A)の後挿通部(13)に固定されかつ他のリンク(11)(11A)の前挿通部(12)に摺動可能に嵌め合わせられる。第２ピン(15)は、一のリンク(11)の後挿通部(13)に摺動可能に嵌め合わせられかつ他のリンク(11)(11A)の前挿通部(12)に固定される。そして、この第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)(11A)同士の屈曲が可能とされる。

後挿通部(13)の固定部(18)と摺動部(19)との境界部分には、摺動部(19)の上下の凹円弧状案内部(19a)(19b)にそれぞれ連なり固定部(18)に固定されている第１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、前挿通部(12)の固定部(17)と摺動部(16)との境界部分には、摺動部(16)の上下の凹円弧状案内部(16a)(16b)にそれぞれ連なり固定部(17)に固定されている第２ピン(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。

第１ピン(14)を基準とした第１ピン(14)と第２ピン(15)との接触位置の軌跡は、円のインボリュートとされている。この実施形態では、第１ピン(14)の転がり接触面(14a)がインボリュート曲線とされ、第２ピン(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)(11A)がチェーン(1)の直線領域から曲線領域へまたは曲線領域から直線領域へと移行する際、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。具体的には、前挿通部(12)においては、第１ピン(14)が固定状態の第２ピン(15)に対してその転がり接触面(14a)が第２ピン(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）しながら摺動部(16)内を移動する。また、後挿通部(13)においては、第２ピン(15)が摺動部(19)内を固定状態の第１ピン(14)に対してその転がり接触面(15c)が第１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。

リンク(11)(11A)は、例えば、ばね鋼や炭素工具鋼製とされる。リンク(11)(11A)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(11)(11A)は、前後挿通部(12)(13)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(12)(13)が１つの貫通孔（柱無しリンク）とされていてもよい。第１ピン(14)および第２ピン(15)の材質としては、軸受鋼などの適宜な鋼が使用される。

動力伝達チェーン(1)は、所要数の第１ピン(14)および第２ピン(15)を保持した後、所要数のリンク(11)(11A)を順次圧入していくことにより製造される。圧入は、第１ピン(14)の上下縁部とリンク(11)(11A)の後挿通部(13)の固定部(18)の上下縁部との間および第２ピン(15)の上下縁部と前挿通部(12)の固定部(17)の上下縁部との間において行われている。圧入代は０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍとされている。

上記動力伝達チェーン(1)は、動力伝達装置としての無段変速機(10)で使用される。無段変速機(10)は、図３に示すように、一対のプーリ（図示は一方のプーリだけ）(2)と、両プーリ(2)に巻き掛けられた動力伝達チェーン(1)とを備えている。

プーリ(2)は、プーリ軸(2e)に固定された固定シーブ(2a)と、プーリ軸(2e)上に軸方向移動可能に支持された可動シーブ(2b)とを備えている。固定シーブ(2a)および可動シーブ(2b)は、それぞれ相対向する円錐面状のシーブ面(2c)(2d)を有している。

第１ピン(14)の両端面は、プーリ(2)の相対向する一対のシーブ面(2c)(2d)間に挟持され、第１ピン(14)の両端面と各シーブ面(2c)(2d)との間の力により、動力伝達チェーン(1)とプーリ(2)との間で動力が伝達される。可動シーブ(2b)は、油圧アクチュエータ（図示略）によって、固定シーブ(2a)側に押圧されており、これにより、動力伝達チェーン(1)を挟持するための挟持力がプーリ(2)に与えられる。第２ピン(15)の両端面は、プーリ(2)のシーブ面(2c)(2d)に接触しないものとされる。

図３において、実線で示した位置にあるプーリ(2)の可動シーブ(2b)を固定シーブ(2a)に対して接近または離隔させると、プーリ(2)における動力伝達チェーン(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。

一対のプーリ(2)のうち図示省略した他方のプーリでは、その固定シーブが図示した固定シーブ(2a)とは、動力伝達チェーン(1)を間にして、軸方向反対側に配置されている。そして、その可動シーブが図示したプーリ(2)の可動シーブ(2b)とは逆向きに移動する。これにより、無段変速機(10)の変速比が無段階に変化する。

図１に示す動力伝達チェーン(1)のように、リンク列間でリンク枚数が異なっている場合、リンク枚数の少ないリンク列のリンク(11)の荷重分担が大きくなり、通常、リンク枚数の少ないリンク列のリンク(11)の固定部(17)(18)が損傷する。したがって、リンク(11)の耐久性を向上するには、固定部(17)(18)の耐久性を向上すればよいと考えられていた。固定部(17)(18)では、ピン(14)(15)が圧入されることで、応力が大きくなっているが、摺動部(16)(19)では、ピン(14)(15)と接触している状態であるので、応力は小さいと考えられる。そのため、摺動部(16)(19)における損傷については、従来、あまり考慮されていなかった。

第１ピン(14)と摺動部(16)との隙間および第２ピン(15)と摺動部(19)との隙間については、振動を低減する上で、小さくすることが好ましい。しかしながら、この隙間を小さくし過ぎると、予張力の付与工程で過大な張力を作用させた時や高速回転時に、第１ピン(14)と摺動部(16)とが、または第２ピン(15)と摺動部(19)とが強く接触することがある。したがって、各ピン(14)(15)と各摺動部(16)(19)との隙間は、予張力の付与工程で作用する力や高速回転時も考慮して設定されている。

動力伝達チェーン(1)がプーリ(2)に巻き掛けられた状態では、図６に示すように、プーリ(2)のシーブ面(2c)(2d)間に挟持された第１ピン(14)は、長さ方向の中央部がプーリ軸(2e)に近づくように下方に凸に弾性変形する。第２ピン(15)は、プーリ(2)のシーブ面(2c)(2d)間に挟持されていないために、第１ピン(14)に比べて変形が小さい。第１ピン(14)の弾性変形に伴って、第１ピン(14)に固定されている各リンク(11)(11A)がこれに従って移動する。これにより、各リンク列は、全体としてチェーン進行方向から見て長さ方向の中央部がプーリ軸(2e)に近づくように下方に凸に変形する。このため、各ピン(14)(15)とリンク(11)(11A)の摺動部(16)(19)との相対位置の変化が生じ、各ピン(14)(15)と摺動部(16)(19)とが強く接触する可能性がある。この場合、摺動部(16)(19)に摺動痕が生じ、摺動痕を起点にリンク(11)(11A)が破断する可能性がある。

そこで、この実施形態では、図４（ａ）（ｂ）に示すように、チェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク(11A)の下側の端面(21)全体が、テーパ面とされている。端面(21)のテーパは、左側のリンク(11A)では、右下がりに、右側のリンク(11A)では、左下がりに形成されている。つまり、第１ピン(14)および第２ピン(15)に対向するリンク(11A)の端面(21)全体が、第１ピン(14)の側面(14b)および第２ピン(15)の側面(15d)に対して、チェーン幅方向における内側に向けて離間するようにして形成されている。

したがって、第１ピン(14)が下方に凸に弾性変形した際に、図５に二点鎖線で示すように、第１ピン(14)の側面(14b)は、リンク(11A)のテーパ状の端面(21)に沿うように変形する。これにより、第１ピン(14)の側面(14b)とリンク(11A)の端面(21)との間の接触圧の増加を抑えることができ、第１ピン(14)と摺動部(16)とが強く接触することが防止される。第２ピン(15)は、第１ピン(14)に比べて変形が小さいが、リンク(11A)の端面(21)で強く接触するのは、第１ピン(14)の場合と同じになっている。したがって、上記テーパ状端面(21)によって、チェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク(11A)の前後挿通部(12)(13)の摺動痕の発生が防止される。リンク(11A)の端面(21)に形成されるテーパの傾斜角度は特に限定されないが、テーパ面の内端と外端との寸法差が、０．０１〜０．１ｍｍとされることが好ましい。また、リンク(11A)の端面(21)に形成されるテーパの傾斜角度は、変形後の第１ピン(14)の最大の傾斜角度と同じ、またはより大きくなされることが好ましい。なお、図４（ａ）において、チェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク(11A)の上側の端面も、テーパ状とされているが、これは省略してもよい。

なお、上記実施形態において、チェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク(11A)だけを図示しているが、これ以外のリンク(11)については、チェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク(11A)と同じ形状にすることができる。この場合、リンク(11A)の端面(21)のテーパの方向がチェーン幅方向内側となるにしたがってピン(14)(15)の側面(14b)(15d)から離間するように配置すればよい（中央のリンク(11)については、テーパの方向はどちらでもよい。）。摺動痕が最も発生しやすいリンク(11)は、チェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク(11A)であるので、これ以外のリンク(11)については、リンク(11)の端面は、テーパ状にされていなくてもよく、テーパの方向が上記と異なっていてもよい。端面(21)のテーパ形状は、第１ピン(14)の下方に凸の弾性変形に対して、端面(21)での強い接触を防止する形状であればよく、図示したものに限定されるものではない。

端面(21)へのテーパ加工は、前後挿通部(12)(13)の全体にわたって設けられるが、摺動痕が最も発生しやすい箇所は、摺動部(16)(19)であるので、テーパ加工は、少なくとも摺動部(16)(19)に設けられればよい。

(1)：動力伝達チェーン、(2)：プーリ、(2c)(2d)：円錐状シーブ面、(11)：リンク、(11A)：チェーン幅方向における最も外側に配置されたリンク、(12)：前挿通部（第１挿通部）、(13)：後挿通部（第２挿通部）、(14)：第１ピン、(14b)：側面、(15)：第２ピン、(15d)：側面、(16)：摺動部、(17)：固定部、(18)：固定部、(19)：摺動部、(21)：下側端面（端面）

Claims

相対向する一対の円錐面状のシーブ面を各々有する第１のプーリと第２のプーリとのそれぞれで前記一対のシーブ面により挟持される動力伝達チェーンであって、
第１挿通部と第２挿通部とを各々有し、チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクと、
一のリンクの第１挿通部と他のリンクの第２挿通部とが対応するようにして前記チェーン進行方向に直交するチェーン幅方向に並ぶ前記リンク同士を、前記第１挿通部と前記第２挿通部とに嵌め合わされることで屈曲可能に連結する連結部材と、
を備え、
前記連結部材は、互いに転がり接触する第１ピンと第２ピンとを備え、
前記第１挿通部および前記第２挿通部は、前記第１ピンと前記第２ピンとのうち、一方が固定される固定部と、他方が摺動可能に嵌め合わされる摺動部とを各々備え、
少なくとも前記チェーン幅方向における最も外側に配置された前記リンクの前記第１挿通部と前記第２挿通部との前記摺動部では、前記第１ピンおよび前記第２ピンの側面に対向する前記リンクの端面全体が、前記側面に対して、前記チェーン幅方向における内側に向けて離間するようにして形成されている動力伝達チェーン。
相対向する一対の円錐面状のシーブ面を各々有する第１のプーリおよび第２のプーリと、前記第１のプーリおよび前記第２のプーリのそれぞれで前記一対のシーブ面により挟持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に記載のものである動力伝達装置。