JP4843915B2 - 無端ベルトの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式無段変速機に用いる伝動用無端ベルトの製造方法に係り、詳しくは、静音性を高めた無端ベルトの製造技術に関する。

無段変速機（ＣＶＴ）の一形式として、並行軸配置の２つのプーリの間に無端ベルトを巻き掛けてトルクを伝達するベルト式無段変速機がある。無端ベルトを用いた無段変速機では、平行な回転軸上の一対のプーリ（プライマリプーリとセカンダリプーリ）の円錐壁面の間隔を変化させることで回転軸中心から無端ベルトがプーリ壁面に巻きつく位置までの距離（すなわち無端ベルトがプーリに巻きつく際の回転半径、以下ピッチ円半径という）を変化させることで変速（プライマリプーリとセカンダリプーリの回転比の変化）が実現される。例えばプライマリ側のピッチ円半径を小さく、セカンダリ側のピッチ円半径を大きくすれば変速比は減速側となり、逆にプライマリ側のピッチ円半径を大きくセカンダリ側のピッチ円半径を小さくすれば変速比は増速側となる。それにより無端ベルトがプーリ壁面に巻きつく位置で、駆動側ではプライマリプーリから無端ベルトへ、また従動側では無端ベルトからセカンダリプーリへトルクが伝達される。

この種のベルト式無段変速機としては、種々の形式のものがあるが、それらのうちの一形式として、無端ベルトを構成するリンクのジョイントピンをプーリとの係合手段とし、これらのピンが間歇的にプーリ壁面に接触することでベルトが走行してトルクが伝達される形式のものがある。

上記のように、ピンがプーリに接触してトルクを伝える形式では、ピンがプーリに接触するたびに接触の衝撃による振動で騒音が発生する。その騒音はピンがプーリに接触する周期に対応した周波数（周期の逆数）とその高調波の周波数にピークがあることが知られている。これはピンの接触によるプーリへの周期的な衝撃が起振源となり、プーリやベルト自体が振動することが原因と考えられる。

そこで、この振動対策のために、異なる長さのピンをランダムにベルトに配置する（ピンランダム）、という技術が従来知られている。更に、２本で一対をなすピンの長さを同じにし、ある一対と他の一対のピンとで長さの異なるピンの組とし（この場合、全てのピンがプーリと接触する）、これらを不規則にベルトに配置する、という技術も従来知られている。この技術のように組ごとに長さの異なるピンを配置することで、プーリにピンが噛み込むタンミングをずらすことによりノイズの低減が図れる。

また、他の技術として、一対をなすピン間で長さを異ならせ（長い方をトルク伝達ピン、短い方をストリップピンという）、ピン長が短いストリップピンはプーリに接触させず、ピン長が長いトルク伝達ピンのみプーリに接触させてトルクを伝える、という技術がある（特許文献１参照）。
特開平８−３１２７２５号公報

上記従来の技術中、同じ長さのピンを一対とするものでは、全てのピンがプーリと接触するため、生産時に、異なる長さのピンから長さの同じピンを一対として抽出してベルトを組み上げることが必要（ピンの仕分け作業が必要）である。

また、上記特許文献１記載の技術を基として、長さの異なるトルク伝達ピンを組み付ける場合は、一本のベルトに対して長短のトルク伝達ピンを所定の割合で混在させる必要があるため、通常では長短それぞれの長さのトルク伝達ピンをベルト一本ごとに必要数だけ計数して用意してからベルトを組み付ける、というピンの数をベルトごとに計数する工程が必要となる。また、ベルト一本ごとに長短トルク伝達ピンを必要数だけ仕分けておく管理工程が必要となる。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、ピンの計数や仕分けを不要とすることで、伝動用無端ベルトの生産性を向上させつつ、ベルト騒音を低減可能な無端ベルトの製造方法を提供することを主要な目的とする。

本発明は、プーリに接触させるトルク伝達ピンとプーリに接触させないストリップピンとを一対としてリンクプレートを相互に連結して無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法において、前記トルク伝達ピンを長さの異なるピンとして別個に製造する工程と、前記別個に製造したトルク伝達ピンを所定の割合で混合する工程と、前記混合したトルク伝達ピンを長さの違いを考慮せずに抽出し、前記リンクプレートの嵌挿孔に嵌挿する工程と、を含むことを特徴とする。
この場合、「長さの異なるトルク伝達ピン」とはピン長さの寸法設計値が異なるという意味である。前記ストリップピンは、単一の長さを有するものとされる。但し、ここでいう「単一の長さを有するストリップピン」とは、寸法設計値が同じであり、寸法公差による微小な長さの差は「単一の長さ」に含まれることを意味する。
また、前記長さの異なるトルク伝達ピンは、所定の割合で一つの容器に混在させる。
上記の特徴に従う場合、前記リンクプレートは、前記一対のピンによる連結部間の長さ（ピッチ長さ）が異なる少なくとも２種類のリンクプレートからなるものとすることができる。

本発明の構成によれば、一対のピンのうち、ストリップピンはプーリに接触させない程度に他方のピン（トルク伝達ピン）より短く構成されているので、長短いずれかの長さのトルク伝達ピンとストリップピンを一対としても、トルク伝達ピンがプーリに接触することとなる。よってトルク伝達ピンとストリップピンで一対をなす両ピンをリンクプレートに嵌挿する際、ストリップピンとトルク伝達ピンの長さの違い考慮する必要がない。従って、無端ベルトを製造する過程において、ベルト一本ごとに必要な異なる長さのピンそれぞれを計数して用意しておく工程を省くことができ、生産性が向上する。特に連続して無端ベルトを製造する工程において、所定の本数の無端ベルトを製造する場合、所定本数のベルト分の長短トルク伝達ピンの総数を所定の割合でひとつの容器にいれておいて、そこからトルク伝達ピンの長さの差を考慮することなく１本づつトルク伝達ピンを取り出して所定本数のベルトを組み立てれば、結果的に組み上がった各ベルトは、長短トルク伝達ピンが所定の割合で混在したもとなる。したがって、ベルト一本を組み立てる毎に長さの異なるトルク伝達ピンを所定数ずつ用意する必要がない。
また、リンクプレートを一対のピンによる連結部間の長さが異なる少なくとも２種類のリンクプレートからなるものとした場合、複数のピッチ長さによる静音性に加え、異なる長さのトルク伝達ピンを有する無端ベルトにより、静音性に優れた無端ベルトを効率よく製造することができる。

本発明は、一対のピンをプーリに接触させるトルク伝達ピンとプーリに接触させないストリップピンとで構成する無端ベルトであって、プーリのトルクがトルク伝達ピンからストリップピンを介してリンクプレートに伝達される形式のものに適用して特に有効なものである。この形式の無端ベルトにおいては、一対のピンのうち一方のピン（ストリップピン）がプーリに接触しない程度に短いので、長さの異なるトルク伝達ピンをその長さの違いを考慮することなく無端ベルトを組み上げることができ、ベルト振動による騒音を低減した無端ベルトの製造工程を容易ならしめることができる。

図１及び図２は実施例１の適用に係る無端ベルトを示す。図１にベルトの部分側面を示し、図２に周面方向から見たベルト平面を示すように、無端ベルト１は、２本を一対とするピン３１，３２により多数のリンクプレート２を無端状に連結したチェーンベルトで構成されている。この例では、ピン３１，３２はそれぞれが隣接するリンクプレート２に相対回転不能に係合し、相互に転動可能とされている。また図２に示すように、ピン３１がプーリに接触してもピン３２はプーリに接触しない程度にピン３１よりその長さが短くなっている。ここではプーリに接触するピン３１をトルク伝達ピンと、ピン３２をストリップピンと呼ぶことにする。なお、ピンの長さとは図２におけるピン３２、３１の図面上下方向の長さを意味する。

この無端ベルトにおける一対のピン３１，３２は、それらの一方がトルク伝達ピンとしてプーリ（図示せず）へのベルト１の巻き込みによりプーリの対向する壁面としての円錐面間に順次噛み込まれて、プーリと無端ベルト１間でトルクを伝達する。すなわち、この例では、図１の左側にプーリへの巻き込み状態を示すように、図に矢印で示す方向に走行する無端ベルト１のプーリへの噛み込み直後のトルク伝達ピン３１ａとそれに係止されたリンクプレート２ａがプーリに固定された状態にあるのに対して、トルク伝達ピン３１ａと一対とされたピン３２ａは、プーリには接触しないことで回転を拘束されることがないため、このピン３２ａに係止されたリンクプレート２ｂは自由に回転可能な状態にある。こうした関係は、後続のすべてのピンとリンクプレートについて成り立つ。そして、このようにプーリへの巻付き前のリンクプレートが自由であることで、ベルトの上下振動（環状のベルトの内外周方向の振動）が低減される。

前記のベルト構成を前提として、本発明は、２本を一対とするピン３１，３２の一方、すなわちトルク伝達ピン３１の製造と、それらのリンクプレート２への組込みに適用されている。まず、トルク伝達ピン３１は長さ寸法設計値が異なるピンとして別個に製造される。この実施例の場合、より詳しくは２本を一対とするピンの一方、すなわちトルク伝達ピンのみを上記の方法で製造し、プーリに接触しないように、最短のトルク伝達ピンより短く製造した一定長さのストリップピンと組み合わせて一対のピンとし、リンクプレートの嵌挿孔に嵌挿して組み付けることを意図している。

図３はこの実施例における長さの異なるトルク伝達ピンの製造時の長さの違いを模式的に表した図である。長短長さの異なるピンはそれぞれに寸法設計値１、設計値２と所定の有意な寸法差を持つ。実際の製造工程では寸法公差というものが存在し、設計値に対して多少のばらつきを有する。図３の設計値１、および設計値２をピークとした曲線がそのばらつきを示す。なお、図３では短いトルク伝達ピンと長いトルク伝達ピンについて、互いの公差範囲が重ならないように示されているが、この公差の範囲は相互に重なるものであることを妨げない。

この例の場合、それぞれ別途の工程で製造された長さの異なるピンは、組み付けに備えて所定の割合で混合して一定量１つの容器に収容される。

図４はこの実施例における具体的ベルト製造工程をフローチャートで示す。図示するように、無端ベルトの構成部品としてのリンクプレート、長いトルク伝達ピン、短いトルク伝達ピン、及びストリップピンは、それぞれ別個の工程ステップＳ１〜Ｓ４で製造される。

こうして製造された部品のうち、リンクプレートは、ステップＳ１１に示すようにそのままベルト組立てラインに用意される。同様に、ストリップピンもステップＳ１３に示すようにそのまま組立てラインに用意される。これに対して、長短２種類のトルク伝達ピンは、ステップ１２に示すように一定量を所定の割合で１つの容器に収納して組立てラインに用意される。これにより容器中には、所定の比率で長短２種類のトルク伝達ピンが混在することになる。

次に、ステップＳ２１に示すように無端ベルト１本に必要な数のトルク伝達ピンを容器の中からピンの長さの違いを考慮せずに抽出する。この抽出は、所定の割合で１つの容器に収納されたものの中から行われるので、抽出された長短のトルク伝達ピンの比率も、容器の中の比率とほぼ同じとなる。同様に別の容器の中からステップＳ２２に示すように無端ベルト１本に必要な数のストリップピンを容器の中から抽出する。これらのステップにおける抽出は、計数を必要とするものではない。最後に、ステップ３１によりトルク伝達ピンとストリップピンを一対にしてリンクプレートの嵌挿孔に嵌挿する。

この実施例１によれば、無端ベルトを製造する過程において、ベルト一本ごとに必要な異なる長さのピンそれぞれを計数して用意しておく工程を省くことができ、生産性が向上する。なお、製造設備の構造によっては、トルク伝達ピンとストリップピンを個別にリンクプレートの嵌挿孔に嵌挿するものとしてもよい。

この実施例では、異なる長さのトルク伝達ピンのベルトに含まれる割合を特定することができる利点がある。長さの異なるトルク伝達ピンの設計値としての長さの差は、全長２０ｍｍ程度のピンについて、数十μｍから数百μｍ程度の長さの差を有するものである。この程度の寸法差を有するトルク伝達ピンを無端ベルトに備えることで、長さの違いによりトルク伝達ピンが順次プーリに接触する際の周期を微妙にずらすことができる。従ってトルク伝達ピンが一定周期でプーリに接触する場合に生じるピークノイズを低減することができる。この例の場合、長短両ピンについて寸法公差を当然有するが、ここでいう「異なる長さ」は製造時の寸法公差による差を指すものではない。

特に連続して無端ベルトを製造する工程において、例えば１００本の無端ベルトを製造する場合、１００本のベルト分の長短トルク伝達ピンの総数を所定の割合でひとつの容器にいれておいて、そこからピンの長さを考慮することなく１本づつピンを取り出して１００本のベルトを組み立てれば、結果的に各ベルトは長短ピンが所定の割合で混在したものが組みあがる。したがって、いちいちベルト一本を組み立てる毎に長さの異なるトルク伝達ピンを所定数ずつ用意する必要がない。

また、この実施例１におけるストリップピンは、すべて同じ長さ、形状のものなので、ベルト一本ごとに数を管理する必要がなく、ベルト組み立て時に、長短長さの混在したトルク伝達ピンを収めた容器から抽出したトルク伝達ピンとストリップをあわせてリンクプレートに挿入すればよい。

次の図５に示す例は、上記実施例１における一部の工程を変更した参考例を示す。この参考例の場合、異なる長さのピンをそれぞれ別個の容器にストックする方法が採られる。したがって、この参考例においては、別個に製造したトルク伝達ピンを所定の割合で混合する工程は無く、トルク伝達ピンをリンクプレートに組み込む際に、両容器からのピンの抽出比率を所定の値にする操作する工程が必要となるが、長さの異なるトルク伝達ピンを所定の順番で配列して組み付けることができ、更に静粛性の優れた無端ベルトを製造することができる。

上記実施例は、専らベルト幅方向のピンの長さを異ならせることで、ノイズ低減効果を奏するほどに長さに差のあるピンをランダムに含んだ無端ベルトを製造するものであるが、更にリンクプレートの一対のピンによる連結部間の長さを異ならせること（リンクランダムという）で、一層ノイズ低減効果を向上させることもできる。

この実施例の場合、ピンの製造工程及び用意工程は先の実施例１の工程を採用するものとして、リンクプレートは、一対のピンによる連結部間の長さが異なる少なくとも２種類のリンクプレートを用いるものとする。具体的には、先の図４を参照して、ステップＳ１のリンクプレート製造工程をトルク伝達ピンの製造工程を同様に２つに分け、次の工程で２つの工程からの長さの異なるリンクプレートをそれぞれベルト組立てラインに用意することになる。

この実施例２によれば、リンクランダムにより、基本となるピッチ長さに対するノイズの分散化が図られ、ピンランダムにより、更なる微細なノイズの分散化がなされるため、複数のピッチ長さによる静音性に加え、異なる長さのピンを有する無端ベルトにより、静音性に優れた無端ベルトを効率よく製造できる。

本発明の適用に係る無端ベルトの連結構造を示す部分側面図である。 同無端ベルトを周面方向からみた部分平面図である。 実施例１に係る無端ベルトのトルク伝達ピンの長さ設計値の差を示す説明図である。 実施例１の製造工程を示すフローチャートである。 実施例１の製造工程の一部を変形した参考例を示す説明図である。

符号の説明

１ 無端ベルト
２ リンクプレート
２１ 嵌挿孔
３１ トルク伝達ピン
３２ ストリップピン

Claims (4)

1. プーリに接触させるトルク伝達ピンとプーリに接触させないストリップピンとを一対としてリンクプレートを相互に連結して無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法において、
   前記トルク伝達ピンを長さの異なるピンとして別個に製造する工程と、
   前記別個に製造したトルク伝達ピンを所定の割合で混合する工程と、
   前記混合したトルク伝達ピンを長さの違いを考慮せずに抽出し、前記リンクプレートの嵌挿孔に嵌挿する工程と、
   を含むことを特徴とする無端ベルトの製造方法。
2. 前記ストリップピンは、単一の長さを有することを特徴とする請求項１記載の無端ベルトの製造方法。
3. 前記長さの異なるトルク伝達ピンを所定の割合で一つの容器に混在させることを特徴とする請求項１記載の無端ベルトの製造方法。
4. 前記リンクプレートは、前記一対のピンによる連結部間の長さが異なる少なくとも２種類のリンクプレートからなることを特徴とする請求項１、２又は３記載の無端ベルトの製造方法。

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