JP2013245746A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents
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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
【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。
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。
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 (2)
- 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。
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