JP2014025750A - 動力伝達チェーンの検査方法及び振動測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達チェーンを回転させることなく検査を行うことができる動力伝達チェーンの検査方法及び振動測定装置を提供する。
【解決手段】動力伝達チェーン１を一対の固定プーリ３４間に掛け渡した状態で、動力伝達チェーン１を回転させることなく動力伝達チェーン１に張力を与える。この状態で動力伝達チェーン１に対してその幅方向に所定の周波数範囲で振動を与え、この周波数範囲における動力伝達チェーン１の応答周波数及び振動の大きさを測定する。この測定結果に基づいて動力伝達チェーン１に異常があるか否かを検査する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両などに採用されるチェーン式無段変速機の動力伝達チェーンの検査方法及び振動測定装置に関する。

自動車の無段変速機（ＣＶＴ）としては、例えば、エンジン側に設けられたインプットプーリと、駆動輪側に設けられたアウトプットプーリと、両プーリ間に掛け渡された無端状の動力伝達チェーンとを備えたものがある。このうち動力伝達チェーンとして、積層した複数のリンクプレートをピン部材によって屈曲自在に連結することで構成され、前記両プーリの円錐面状の傾斜面と当該チェーンのピン端面とが接触することにより摩擦力を発生させ、この摩擦力によって動力を伝達するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された動力伝達チェーンは、組み立てられた後、試用運転（慣らし運転）が行われている間に、音や振動を測定することで、騒音発生や組立不良等の異常があるか否かの検査が行われるようになっている。

特開２００６−１０２７８４号公報

特許文献１に記載された動力伝達チェーンの検査方法にあっては、試用運転において動力伝達チェーンを回転させながら検査を行うため、試用運転を行うための準備作業に時間と手間を要するという問題があった。また、試用運転に用いられるプーリの傾斜面に傷が生じた場合、この傾斜面に摩擦接触する動力伝達チェーンに傷を付けてしまうおそれがあった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、動力伝達チェーンを回転させることなく検査を行うことができる動力伝達チェーンの検査方法及び振動測定装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明の動力伝達チェーンの検査方法は、積層した複数のリンクプレートをピン部材によって屈曲自在に連結した無端状の動力伝達チェーンの検査方法であって、前記動力伝達チェーンを一対の固定プーリ間に掛け渡した状態で、前記動力伝達チェーンを回転させることなく当該動力伝達チェーンに張力を与える工程と、前記動力伝達チェーンに対して、その幅方向に所定の周波数範囲で振動を与える工程と、前記周波数範囲における動力伝達チェーンの応答周波数及び振動の大きさを測定する工程と、前記測定の結果に基づいて、当該動力伝達チェーンに異常があるか否かを検査する工程と、をこの順に含むことを特徴とする。

本発明によれば、一対の固定プーリ間に掛け渡した動力伝達チェーンを、張力を与えた状態で振動させ、動力伝達チェーンの応答周波数及び振動の大きさの測定結果に基づいて動力伝達チェーンに異常があるか否かを検査するため、動力伝達チェーンを回転させることなく検査を行うことができる。したがって、従来のように動力伝達チェーンを試用運転させる必要がないため、検査を容易に行うことができる。また、検査中に動力伝達チェーンが回転することがないため、動力伝達チェーンが固定プーリとの摩擦接触により損傷するのを抑制することできる。

本発明の動力伝達チェーンの振動測定装置は、積層した複数のリンクプレートをピン部材によって屈曲自在に連結した無端状の動力伝達チェーンに異常があるか否かを検査するための動力伝達チェーンの振動測定装置であって、前記動力伝達チェーンが掛け渡されるとともに、前記動力伝達チェーンを回転させることなく当該動力伝達チェーンに張力を与えるための一対の固定プーリと、前記固定プーリに掛け渡された動力伝達チェーンに対して、その幅方向に所定の周波数範囲で振動を与える加振器と、前記周波数範囲における動力伝達チェーンの応答周波数及び振動の大きさを測定する測定部と、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、上述した動力伝達チェーンの検査方法と同様の作用効果を奏する。

本発明の動力伝達チェーンの検査方法及び振動測定装置によれば、動力伝達チェーンを回転させることなく検査を行うことができるため、検査を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る動力伝達チェーンの検査方法が用いられる動力伝達チェーンを備えた無段変速機を示す斜視図である。 上記無段変速機の断面図である。 上記動力伝達チェーンの要部構成を示す斜視図である。 上記動力伝達チェーンの要部構成を示す断面図である。 上記検査方法に用いられる振動測定装置を示す正面図である。 上記振動測定装置の測定結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る動力伝達チェーンの検査方法が用いられる動力伝達チェーンを備えた無段変速機を示している。本実施形態の無段変速機Ｃは、例えば自動車に搭載され、エンジン側に設けられたインプットプーリ１０と、駆動輪側に設けられたアウトプットプーリ２０と、両プーリ１０，２０間に掛け渡された無端状の前記動力伝達チェーン（以下、単に「チェーン」ともいう）１とを備えている。

インプットプーリ１０は、エンジン側に接続された入力軸１１に一体回転可能に取り付けられたものであり、円錐面状の傾斜面１２ａを有する固定シーブ１２と、その傾斜面１２ａに対向して配置される円錐面状の傾斜面１３ａを有する可動シーブ１３とを備えている。そして、これらシーブの傾斜面１２ａ，１３ａによりＶ型溝が形成され、この溝によってチェーン１を強圧で挟んで保持するようになっている。可動シーブ１３には、溝幅を変更するための油圧アクチュエータ（図示省略）が接続されており、変速時に可動シーブ１３を移動させることにより前記溝幅を変化させ、それによりチェーン１を移動させて入力軸１１に対する当該チェーン１の巻掛け半径を変化できるようになっている。

一方、アウトプットプーリ２０は、駆動輪側に接続された出力軸２１に一体回転可能に取り付けられており、インプットプーリ１０と同様に、チェーン１を強圧で挟む溝を形成するための傾斜面を有する固定シーブ２３と可動シーブ２２とを備えている。可動シーブ２２には、インプットプーリ１０の可動シーブ１３と同様に、油圧アクチュエータ（図示省略）が接続されており、変速時に、可動シーブ１３を移動させることにより、溝幅を変化させ、それによりチェーン１を移動させて出力軸２１に対するチェーン１の巻掛け半径を変化できるようになっている。

上記のように構成された本実施形態に係る無段変速機Ｃでは、以下のようにして無段階の変速を行うことができる。すなわち、出力軸２１の回転を減速する場合、インプットプーリ１０側の溝幅を可動シーブ１３の移動によって拡大させ、チェーン１のピン端面３ａ，３ｂを円錐面状の傾斜面１２ａ，１３ａの内側方向に向けて境界潤滑条件下で滑り接触させながらチェーン１の入力軸１１に対する巻き掛け径を小さくする。一方、アウトプットプーリ２０側では可動シーブ２２の移動によって溝幅を縮小させ、チェーン１のピン端面３ａ，３ｂを円錐面状の傾斜面２２ａ，２３ａの外側方向に向けて境界潤滑条件下で滑り接触させながらチェーン１の出力軸２１に対する巻き掛け径を大きくする。こうすることで、出力軸２１の回転を減速することができる。

また、出力軸２１の回転を増速する場合、インプットプーリ１０側の溝幅を可動シーブ１３の移動によって縮小させ、チェーン１のピン端面３ａ，３ｂを円錐面状の傾斜面１２ａ，１３ａの外側方向に向けて境界潤滑条件下で滑り接触させながらチェーン１の入力軸１１に対する巻き掛け径を大きくする。一方、アウトプットプーリ２０側では可動シーブ２２の移動によって溝幅を拡大させ、チェーン１のピン端面３ａ，３ｂを円錐面状の傾斜面２２ａ，２３ａの内側方向に向けて境界潤滑条件下で滑り接触させながらチェーン１の出力軸２１に対する巻き掛け径を小さくする。こうすることで、出力軸２１の回転を増速することができる。

図３及び図４は、インプットプーリ１０とアウトプットプーリ２０との間に架け渡されるチェーン１の要部構成を示している。このチェーン１は、チェーン構成部材としての複数の金属（炭素鋼等）製のリンクプレート２と、このリンクプレート２を相互に連結するためのピン部材としての複数の金属（軸受鋼等）製のピン３と、これらピン３よりも若干短いピン部材としてのストリップ４とから構成されている。なお、図１ではチェーン１の幅方向中央部の記載を一部省略している。

リンクプレート２は、外形線がなだらかな曲線形状で、１枚につきピン孔２ａが２つずつ設けられており、全て実質的に同一の外形となるように形成されている。このリンクプレート２を連結するピン３は、ピン孔２ａの内周面に沿う側面を有する棒状体であって、全て実質的に同一形状に形成されている。
ピン端面３ａ，３ｂは、所定の曲率に設定された凸曲面をなし上記両プーリと接触し動力を伝達する。ストリップ４は、ピン３よりも若干短く形成された、ピン孔２ａ内周面に沿う側面を有する棒状体であって、全て実質的に同一形状に形成されたものである。そして、重ね合わせて配置された複数のリンクプレート２のピン孔２ａ内にピン３とストリップ４とが挿通され、リンクプレート２が屈曲自在に連結されている。

この１つのピン孔２ａに挿通されているピン３とストリップ４とは、このピン孔２ａに対していずれか一方が圧入されており、他方が一方側の側面と転がり接触しつつ回動可能に挿通されている。そしてこの他方は、リンクプレート２と重ね合わせて隣接している別のリンクプレート２のピン孔２ａに対して圧入されており、また、前記一方は、前記別のリンクプレート２のピン孔２ａに対しては、回動可能に挿通されている。
このようにピン３とストリップ４とは、一方がピン孔２ａに対して圧入され、他方がピン孔２ａに対して回動可能に挿通されているので、リンクプレート２同士は屈曲自在に連結されている。以上のようにして、重ね合わされるリンクプレート２同士を屈曲自在に連結すると共にこれらを積層することで、屈曲可能なチェーン１が構成されている。

上記チェーン１の製造工程において、複数のリンクプレート２を積層し、ピン孔２ａにピン３及びストリップ４を挿通して当該複数のリンクプレート２同士を屈曲自在に連結して無端ループ状のチェーン１を得た後、チェーン１に異常があるか否かの検査を行う。以下、チェーン１の検査方法について説明する。

図５は、チェーン１の検査方法に用いられる振動測定装置３０を示している。この振動測定装置３０は、チェーン１に異常があるか否かを検査するために用いられるものであり、チェーン１が掛け渡される一対の固定プーリ３４と、チェーン１に振動を与える加振器３５と、チェーン１の振動を測定する測定部３６とを備えている。

各固定プーリ３４は、基台３１上に所定間隔をあけて配置された一対の支柱３２に、ブラケット３３を介してそれぞれ回転不可の状態で支持されている。また、各固定プーリ３４は、その軸線Ｘが上下方向に配置された状態でブラケット３３に支持されており、チェーン１は、その幅方向が上下方向を向くように一対の固定プーリ３４間に掛け渡される。

各支柱３２の間には、上下一対のシリンダ３７が配置されており、これらのシリンダ３７は、伸長駆動されることで、両支柱３２を互いに水平方向に離反させるように突っ張ることができる。これにより、一対の固定プーリ３４が互いに水平方向に離反するため、両固定プーリ３４間に掛け渡されたチェーン１に所定の張力を与えることができる。

加振器３５は、例えば電磁振動式であって、電磁石（図示省略）を備えており、この電磁石を振動させることによって、基台３１を図５の上下方向に振動させるようになっている。これにより、支柱３２、ブラケット３３及び固定プーリ３４を介して、チェーン１がその幅方向（曲げ方向）に振動するようになっている。また、加振器３５は、５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚ（好ましくは５００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ）の周波数範囲において、周波数を徐々に上げながら（又は下げながら）振動させるスイープ加振を行うようになっている。

測定部３６は、加振器３５がスイープ加振する前記周波数範囲の全域においてチェーン１の応答周波数及び振動の大きさを測定するものであり、測定部本体３６ａとセンサ３６ｂとを備えている。センサ３６ｂは、例えばチェーン１の振動時の加速度を検出する加速度センサからなり、固定プーリ３４に掛け渡されたチューン１に近接して配置されている。測定部本体３６ａは、センサ３６ｂの検出値に基づいて、応答周波数を算出し、その測定結果として図６に示すグラフを作成する。このグラフは、前記周波数範囲におけるチェーン１の応答周波数と加速度との関係を示している。

次に、振動測定装置３０を用いたチェーン１の検査方法について、図５及び図６を参照しながら説明する。まず、上述のように複数のリンクプレート２をピン３及びストリップ４によって組み立てられた無端状のチェーン１を、図５に示すように、一対の固定プーリ３４間に掛け渡す。この状態で、シリンダ３７を伸長させ、固定プーリ３４同士を互いに水平方向に離反させる。これにより、チェーン１は回転することなく張力が与えられる。

次に、加振器３５を加振させ、張力が与えられたチェーン１に対してその幅方向（上下方向）に振動を与える。その際、加振器３５は、所定の周波数範囲である５０Ｈｚから３０００Ｈｚまで、周波数を徐々に上げるようにスイープ加振を行う。そして、加振器３５がスイープ加振を行っている間に、測定部３６のセンサ３６ｂによりチェーン１の振動による加速度を検出し、この検出結果に基づいて測定部本体３６ａは、応答周波数を算出し、図６に示す応答周波数と加速度との関係を示すグラフを作成する。

図６に示すように、応答周波数の全域に亘って、加速度のピークが複数現れている。これらのピークは、チェーン１の曲げ方向の剛性や、積層されたリンクプレート２間の隙間によって変化するため、実機にチェーン１を取り付けて回転させたときに生じる騒音の音特性に与える影響が大きい。したがって、測定部３６で測定された特定の応答周波数範囲における加速度のピークを、予め設定された閾値と比較することで、チェーン１に異常があるか否かを検査することができる。具体的には、加速度のピークが閾値を越える場合は「異常あり」と判定し、加速度のピークが閾値以下である場合は「異常なし」と判定することができる。なお、前記閾値は、実機に取り付けられているチェーン１を回転させたときの振動測定結果に基づいて設定すればよい。

以上、本発明の実施形態に係る動力伝達チェーン１の検査方法及び振動測定装置３０によれば、一対の固定プーリ３４間に掛け渡した動力伝達チェーン１を、張力を与えた状態で振動させ、動力伝達チェーン１の応答周波数及び加速度の測定結果に基づいて動力伝達チェーン１に異常があるか否かを検査するため、動力伝達チェーン１を回転させることなく検査を行うことができる。したがって、従来のように動力伝達チェーン１を試用運転させる必要がないため、検査を容易に行うことができる。また、検査中に動力伝達チェーン１が回転することがないため、動力伝達チェーン１が固定プーリ３４との摩擦接触により損傷するのを抑制することできる。

また、動力伝達チェーン１に振動を与えるときに、加振器３５は所定の周波数範囲でスイープ加振を行うため、徐々に周波数を変化させながら動力伝達チェーン１を振動させることができる。これにより、前記周波数範囲において動力伝達チェーン１に異常があるか否かの検査を正確に行うことができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態における振動測定装置３０の加振器３５は、基台３１を振動させているが、チェーン１を振動させることができれば、支柱３２、ブラケット３３又は固定プーリ３４を振動させるようにしてもよい。また、測定部３６のセンサ３６ｂは、加速度以外にチェーン１の変位（振幅）や振動速度を検出するようにしてもよい。

１：動力伝達チェーン、２：リンクプレート、３：ピン（ピン部材）、４：ストリップ（ピン部材）、３０：振動測定装置、３４：固定プーリ、３５：加振器、３６：測定部

Claims (3)

1. 積層した複数のリンクプレートをピン部材によって屈曲自在に連結した無端状の動力伝達チェーンの検査方法であって、
   前記動力伝達チェーンを一対の固定プーリ間に掛け渡した状態で、前記動力伝達チェーンを回転させることなく当該動力伝達チェーンに張力を与える工程と、
   前記動力伝達チェーンに対して、その幅方向に所定の周波数範囲で振動を与える工程と、
   前記周波数範囲における動力伝達チェーンの応答周波数及び振動の大きさを測定する工程と、
   前記測定の結果に基づいて、当該動力伝達チェーンに異常があるか否かを検査する工程と、
   をこの順に含むことを特徴とする動力伝達チェーンの検査方法。
2. 前記振動を与える工程において、前記周波数範囲でスイープ加振を行う請求項１記載の動力伝達チェーンの検査方法。
3. 積層した複数のリンクプレートをピン部材によって屈曲自在に連結した無端状の動力伝達チェーンに異常があるか否かを検査するための動力伝達チェーンの振動測定装置であって、
   前記動力伝達チェーンが掛け渡されるとともに、前記動力伝達チェーンを回転させることなく当該動力伝達チェーンに張力を与えるための一対の固定プーリと、
   前記固定プーリに掛け渡された動力伝達チェーンに対して、その幅方向に所定の周波数範囲で振動を与える加振器と、
   前記周波数範囲における動力伝達チェーンの応答周波数及び振動の大きさを測定する測定部と、を備えていることを特徴とする動力伝達チェーンの振動測定装置。

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