JP4573584B2

JP4573584B2 - 伝動チェーン

Info

Publication number: JP4573584B2
Application number: JP2004198235A
Authority: JP
Inventors: 俊児佐倉; 勝敏園田; 和憲中山; 憲一永尾; 智之佐治
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-07-05
Also published as: JP2006017279A

Description

本発明は、無段変速機等の動力伝達装置に用いられる伝動チェーンに関し、特に、多数の連結ユニットを中央で相互に回動可能に連結して伝達効率を向上させた伝動チェーンに関するものである。

従来、無段変速機は、それぞれ溝幅を無段階に変えられる１対の円錐状のシーブを備えた駆動プーリと従動プーリの間に伝動ベルトが巻き掛けられ、シーブ間で形成されるＶ字状の溝の幅を変えることにより、伝動ベルトの巻き付け半径が変わり、駆動プーリと従動プーリとの間の回転数比、すなわち、変速比を連続的に無段階で変化させるようにしている。

そして、このような無段変速機の伝動ベルト（駆動ベルト）としては、複数の金属ベルトを摺動自在に積層して無端帯としたキャリアと、該キャリアに支持され、駆動プーリの動力を従動プーリに伝達するシーブ接触面を両側面に備えた多数の連結ユニット（エレメント）より構成され、キャリアは、連結ユニットのシーブ接触面よりも外周側の左右に設けたスリットにそれぞれ嵌め込まれている（特許文献１参照）。
特許第２９６８５４７号公報

しかしながら、このような伝動ベルトは、キャリアが連結ユニットのシーブ接触面よりも外周側に配置されているため、キャリアの回転ピッチ径とシーブ接触面の回転ピッチ径は異なり、そのため、シーブ接触面で滑りが多く発生して伝達効率が低下するという問題があった。
しかも、キャリアは、複数の金属ベルトを摺動自在に積層しているため、屈曲半径が小さくなると、金属ベルトの間の摩擦抵抗が増加して伝達効率が低下するとともに、耐久性も低下するため、大きな変速比を取ることができないという問題もある。

また、伝動ベルトは、連結ユニットと複数の金属ベルトを積層したキャリアとで構成しているため部品点数が多く、積層する金属ベルトを精密に作製する必要があるためコストが高くなり、さらに、連結ユニットは、シーブ接触面よりも外周側にキャリアを挿入するスリットを形成するため全高が高くなって重量が重くなり、しかも、伝動ベルトの長さは、キャリアの長さにより決定されるため、伝動ベルトを形成した後は、長さの変更ができないという問題があった。

さらに、キャリアは、左右のスリットに、連結ユニットが摺動できるように嵌め込まれているため、走行中に横ズレが起こりやすく、また、組み立て時あるいはプーリへの掛け渡し時に、連結ユニットがキャリアから離脱し易い、すなわち、分解し易いため、組み立てに手間がかかるという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする技術課題、すなわち、本発明の目的は、伝達効率に優れ、変速比を大きく取れて走行中の横ズレを防止するとともに、連結ユニットの左右方向に沿って潤滑油を行き渡らせて摺動面の摩耗を抑制し、しかも、組み立てが容易で長さの変更が自由で、軽量で安価な伝動チェーンを提供することにある。

まず、本請求項１に係る発明は、それぞれ一対の円錐状シーブを備えた駆動プーリと従動プーリとの間に巻き掛けられた多数の連結ユニットが前記シーブに当接させるシーブ接触面を両側に備えている伝動チェーンにおいて、前記連結ユニットが、前記連結ユニットに形成された一方の連結対向面の中央に左右方向に延びて円弧状の外周面を呈する連結用凸条と前記連結ユニットに形成された他方の連結対向面の中央に左右方向に延びて前記連結用凸条の外周面より稍大きな円弧状の内周面を呈する連結用凹条とを備えているとともに隣接する一方の連結ユニットの連結用凸条と他方の連結ユニットの連結用凹条との間で回動可能に遊嵌連結され、前記連結用凸条が、前記連結用凸条の外周面に左右方向に延びた複数の油溜まり用凹条を備えていることにより、前述した課題を解決したものである。

また、本請求項２に係る伝動チェーンは、請求項１に係る伝動チェーンの構成に加えて、前記連結ユニットが、該連結ユニットに形成された一方の連結対向面に設けた横ズレ防止用凸部と他方の連結対向面に設けた横ズレ防止用凹部とを備えているとともに隣接する一方の連結ユニットの横ズレ防止用凸部と他方の連結ユニットの横ズレ防止用凹部との間で遊嵌されていることにより、前述した課題を解決したものである。

さらに、本請求項３に係る伝動チェーンは、請求項１または請求項２に係る伝動チェーンの構成に加えて、前記連結ユニットが、該連結ユニットの外周面に形成された重量軽減用くぼみを備えていることにより、前述した課題を解決したものである。

本発明の伝動チェーンは、上述したような特有のチェーン構造を備えることによって、以下のような特有の効果を奏するものである。
すなわち、本請求項１に係る伝動チェーンは、連結ユニットが、連結ユニットに形成された一方の連結対向面の中央に左右方向に延びて円弧状の外周面を呈する連結用凸条と前記連結ユニットに形成された他方の連結対向面の中央に左右方向に延びて前記連結用凸条の外周面より稍大きな円弧状の内周面を呈する連結用凹条とを備えているとともに隣接する一方の連結ユニットの連結用凸条と他方の連結ユニットの連結用凹条との間で回動可能に遊嵌連結されていることにより、伝動チェーンの回転ピッチ半径は、前記連結用凸条と連結用凹条との嵌合部となり、シーブ接触面の回転ピッチ径と一致するため、シーブとの滑りが抑制されて伝達効率を大幅に向上することができる。

また、連結ユニット間の連結が連結用凸条と連結用凹条との回動可能な遊嵌、すなわち、ヒンジによる連結のため屈曲半径を小さくしても、前記連結用凸条と連結用凹条との間での摺動摩擦抵抗は変化しないので、変速比を大きくとることができる。

さらに、本発明の伝動チェーンは、隣接する連結ユニットの連結用凸条と連結用凹条とを嵌合するだけで形成できるから、組み立てが容易であり、構成部品も連結ユニットの一点のみであるからコストも安く、その長さも連結ユニットの数のみに依存することから、所要の数の連結ユニットを取り付けまたは取り外すことにより容易に長さの変更を行うことができる。
そして、連結用凸条が連結用凸条の外周面に左右方向に延びた複数の油溜まり用凹条を備えていることにより、連結用凸条の外周面で左右方向に沿って潤滑油を行き渡らせて、連結ユニットの連結用凸条と連結用凹条との摺動面の摩耗を抑制することができる。

また、本請求項２に係る伝動チェーンは、請求項１に係る伝動チェーンが奏する効果に加えて、連結ユニットが、この連結ユニットに形成された一方の連結対向面に設けた横ズレ防止用凸部と他方の連結対向面に設けた横ズレ防止用凹部とを備えているとともに隣接する一方の連結ユニットの横ズレ防止用凸部と他方の連結ユニットの横ズレ防止用凹部との間で遊嵌されていることにより、伝動チェーンの走行中の横ズレを防止できるとともに、嵌合部内の遊びよってミスアライメントを吸収して伝達効率の低下を防止することができる。

さらに、本請求項３に係る伝動チェーンは、請求項１または２に係る伝動チェーンが奏する効果に加えて、連結ユニットがこの連結ユニットの外周面に形成された重量軽減用くぼみを備えていることにより、連結ユニットの重量を大幅に低減できる。
すなわち、前述した従来の連結ユニットのように、シーブ接触面の外周にキャリア挿入用のスリットを必要としないため、内周面に加えて外周面にも重量軽減用くぼみを形成することができるので、連結ユニットの重量を大幅に低減することができる。

本発明の一実施例である伝動チェーンを、図１乃至７図に基づいて説明する。
図１は、本実施例の伝動チェーンをプーリ間に巻き掛けした無段変速機の正面図であり、図２は、そのＡ−Ａ断面図、図３は、そのＢ−Ｂ断面図であり、図４は本実施例の連結ユニットの一方の連結対向面の斜視図であり、図５は、本実施例の連結ユニットの他方の連結対向面の斜視図であり、図６は、本実施例の２つの連結ユニットを連結した側面図であり、図７は、本実施例の伝動チェーンの一部の斜視図である。

まず、本実施例の伝動チェーン１００は、図１及び図７に示すように、連結ユニット２００を多数連結して無端状に構成されて、無段変速機３００の駆動プーリ３１０と従動プーリ３２０との間に巻き掛けされるものである。
また、図２及び図３に示すように、連結ユニット２００の両側面２１０は、駆動プーリ３１０の動力を従動プーリ３２０に伝達するように、プーリ３１０、３２０内の一対の円錐状のシーブ３１１、３２１に当接しており、シーブ３１１、３２１間のＶ字状の溝幅を変化させることにより、伝動チェーン１００の巻き付け半径が、図１に示す位置から一点鎖線で示される位置まで無段階で変わり、駆動プーリ３１０と従動プーリ３２０との間の回転数比、すなわち、変速比を連続的に無段階で変化するものである。

本実施例の連結ユニット２００は、金属製の板状体であって、図２乃至図６に示すように、プーリ３１０、３２０の一対の円錐状のシーブ３１１、３２１間に形成されるＶ字状の溝に当接するように、プーリ３１０、３２０の軸心に向かって傾斜したシーブ接触面２１０を両側に備えている。
そして、一方の連結対向面２２０の中央には、図４及び図６に示すように、左右方向に延びる連結用凸条２２１を設け、他方の連結対向面２３０の中央には、図５及び図６に示すように、左右方向に延び端部が開放された連結用凹条２３１を設けている。
さらに、連結ユニット２００の内周面２４０及び外周面２５０には、それぞれ重量軽減用のくぼみ２４１、２５１を形成している。

また、前述した連結用凸条２２１は、円弧状の外周面を備え、この外周面に対応するように、連結用凹条２３１は、前記円弧状の外周面よりも稍大きな円弧状の内周面を備えている。
そして、連結用凸条２２１の基端部２２１ａの径は、連結用凸条２２１の最大径よりも小さく、連結用凹条２３１の開口部２３１ａの径も、連結用凹条２３１の最大径よりも小さくして、連結時に連結対向面方向での離脱を防止している。

また、シーブ接触面２１０には、潤滑油を貯留して、その性能を引き出すための油溜まり用凹部２１０ａを複数形成している。
そして、連結用凸条２２１の外周面にも、潤滑油を行き渡らせて摺動面の摩耗を抑制するように、油溜まり用凹条２２１ｂを複数形成している。
要するに、図４に示すように、連結用凸条２２１がこの連結用凸条２２１の外周面に左右方向に延びた複数の油溜まり用凹条２２１ｂを備えていることにより、連結用凸条２２１の外周面で左右方向に沿って潤滑油を行き渡らせて、連結ユニット２００の連結用凸条２２１と連結用凹条２３１との摺動面の摩耗を抑制するようになっている。

さらに、一方の連結対向面２２０には、半球状の横ズレ防止用凸部２２２が連結用凸条２２１よりも外側に設け、他方の連結対向面２３０にも、前記横ズレ防止用凸部２２２の半径より稍大きい半径の凹半球状の横ズレ防止用凹部２３２が連結用凹条２３１よりも外側に設けている。
これにより、隣接する一方の連結ユニット２００の横ズレ防止用凸部２２２を他方の連結ユニット２００の横ズレ防止用凹部２３２に遊嵌させて、走行時の横ズレを防止するとともに、ミスアライメントを吸収するようにしている。

なお、上述した実施例では、横ズレ防止用嵌合凸部２２２及び横ズレ防止用凹部２３２を半球状の組み合わせとしているが、半円柱状の組み合わせとしてもよく、横ズレ防止用凸部２２２を連結用凹条２３１を設けた連結対向面２３０に、横ズレ防止用凹部２３２を連結用凸条２３１を設けた連結対向面２２０に設けてもよい。

また、連結ユニット２００には、一方の連結対向面２２０に連結用凸条２２１から内周面側に向かって板厚を減少させるようなテーパ面２２３を形成し、連結時に連結ユニット２００が、連結用凸条２２１の軸線を中心に回動可能、すなわち、伝動チェーン１００がプーリ３１０、３２０内で回動可能としている。

なお、前記テーパ面２２３は、連結用凹条２３１を設けた連結対向面２３０または両方の連結対向面２２０、２３０に設けてもよく、テーパ面に代えて板厚を減じた段差部とすることもできる。
また、隣接する連結ユニットとの間に空間ができるような結合状態とすれば、テーパ面は必要としないが、伝達効率からは、テーパ面２２３を形成して、隣接する連結ユニットが当接するように連結することが好ましい。

そして、本実施例の連結ユニット２００は、図６に示すように、連結用凸条２２１を設けた一方の連結ユニット２００を、テーパ面２２３に沿って他方の連結ユニット２００の側部から連結用凸条２２１を連結用凹条２３１に差し込むことによって連結ユニット２００が相互に連結される。
その際、連結用凹条２３１は、連結用凸条２２１の外周面よりも稍大きな内周面を備え、連結用凸条２２１の基端部２２１ａの径は、連結用凸条２２１の最大径よりも小さく、連結用凹条２３１の開口部２３１ａの径も、連結用凹条２３１の最大径よりも小さくしている。
これにより、連結対向面方向での離脱が防止されて回動可能に遊嵌し、すなわち、ヒンジを構成して連結される。

また、連結の際、図６に示すように、テーパ面２２３は、一方の連結ユニット２００に設けている横ズレ防止用凸部２２２が他方の連結ユニットの横ズレ防止用凹部２３２には嵌入しない角度としているので、横ズレ防止用凸部２２２に邪魔をされることなく、連結用凸条２２１を連結用凹条２３１に差し込むことができ、その後、隣接する連結ユニットを当接させることにより、横ズレ防止用凸部２２２と横ズレ防止用凹部２３２とは遊嵌し、横方向への移動も防止されるので、順次、連結ユニットを連結することにより、図７に示すような、多数の連結ユニット２００が相互に連結された伝動チェーン１００に組み立てられる。

なお、前述した実施例では、連結用凸条２２１は、左右方向に一条設けているが、複数に分割して左右それぞれに設けてもよい。
また、前記実施例では、連結ユニット２００の材質を金属としているが、合成樹脂やセラミックで形成してもよく、材質の異なる連結ユニットを組み合わせることによって駆動音を低減することができる。

以上のように、本発明の伝動チェーン１００は、連結ユニット２００に連結用凸条２２１と連結用凹条２３１を連設け、隣接する一方の連結ユニット２００の連結用凸条２２１を他方の連結ユニット２００の連結用凹条２３１に遊嵌させて回動可能に連結させという簡単な構成によって、伝達効率に優れ、変速比を大きく取ることができ、走行中の横ズレを防止することができるとともに、組み立てが容易で、長さの変更が自由にでき、軽量で安価であるという甚大な効果を奏するものである。

本実施例の伝動チェーンをプーリ間に掛け渡した無段変速機の正面図。図１のＡ−Ａ断面図。図１のＢ−Ｂ断面図。本実施例の連結ユニットの一方の連結対向面の斜視図。本実施例の連結ユニットの他方の連結対向面の斜視図。本実施例の２つの連結ユニットを連結した側面図。本実施例の伝動チェーンの一部の斜視図。

１００・・・伝動チェーン
２００・・・連結ユニット
２１０・・・シーブ接触面
２１０ａ・・・油溜まり用凹部
２２０・・・一方の連結対向面
２２１・・・連結用凸条
２２１ａ・・・基端部
２２１ｂ・・・油溜まり用凹条
２２２・・・横ズレ防止用凸部
２２３・・・テーパ面
２３０・・・他方の連結対向面
２３１・・・連結用凹条
２３１ａ・・・開口部
２３２・・・横ズレ防止用凹部
２４０・・・外周面
２４１・・・重量軽減用くぼみ
２５０・・・内周面
２５１・・・重量軽減用くぼみ
３００・・・無段変速機
３１０・・・駆動プーリ
３１１・・・シーブ
３２０・・・従動プーリ
３２１・・・シーブ

Claims

それぞれ一対の円錐状シーブを備えた駆動プーリと従動プーリとの間に巻き掛けられた多数の連結ユニットが前記シーブに当接させるシーブ接触面を両側に備えている伝動チェーンにおいて、
前記連結ユニットが、前記連結ユニットに形成された一方の連結対向面の中央に左右方向に延びて円弧状の外周面を呈する連結用凸条と前記連結ユニットに形成された他方の連結対向面の中央に左右方向に延びて前記連結用凸条の外周面より稍大きな円弧状の内周面を呈する連結用凹条とを備えているとともに隣接する一方の連結ユニットの連結用凸条と他方の連結ユニットの連結用凹条との間で回動可能に遊嵌連結され、
前記連結用凸条が、前記連結用凸条の外周面に左右方向に延びた複数の油溜まり用凹条を備えていることを特徴とする伝動チェーン。
前記連結ユニットが、該連結ユニットに形成された一方の連結対向面に設けた横ズレ防止用凸部と他方の連結対向面に設けた横ズレ防止用凹部とを備えているとともに隣接する一方の連結ユニットの横ズレ防止用凸部と他方の連結ユニットの横ズレ防止用凹部との間で遊嵌されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動チェーン。
前記連結ユニットが、該連結ユニットの外周面に形成された重量軽減用くぼみを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伝動チェーン。