JP4938590B2 - 伝動チェーンの緊張装置と方法 - Google Patents

Description

この発明は伝動チェーンの緊張装置と方法に関するものである。

材料の弾性限界を（局部的に）超えて緊張することにより無端伝動チェーンのリンク材料の強度を増加させる方法は１９６６年２月のＯｔｔｏ
Ｄｉｔｔｒｉｃｈ博士の著書ＶＤＩ Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ １０８によりすでに知られている。

そのような処理はアメリカ特許第５７２８０２１号およびアメリカ特許出願第２００６/００３０４４２Ａ１号などの伝動チェーンにおいて良好な結果をもたらすことができる。

さらにアメリカ特許第６８２４４８４号には従来の連続可変変速機の２組の円錐状プーリー群によりこの方法が達成できるかが開示されており、各プーリー群は制御システムにより固定されている。オランダ特許第１０１８５９４号にもこの従来技術が記載されている。
アメリカ特許第５７２８０２１号 アメリカ特許出願第２００６/００３０４４２Ａ１号 アメリカ特許第６８２４４８４号 オランダ特許第１０１８５９４号 ＥＰ０７４１２５Ｂ１ ドイツ特許第１０１８５９４号 アメリカ特許第４５１５５７６号 アメリカ特許第１９６６８３１号 Ｏｔｔｏ Ｄｉｔｔｒｉｃｈ博士の著書ＶＤＩ Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ １０８

そのような公知の円錐状プーリー群の使用は上記したような伝動チェーンを緊張支持するかという問題に対する最も明らかな解決策である。

しかしこれに用いる装置と方法とは多くの欠点と不完全さとを有している。円錐状プーリー群間に伝動チェーンを取り付けるには時間を要する。それらプーリー群の表面の形状と寸法とは伝動チェーンのロッカーピンの突出端の形状と寸法とに正確に適合しなければならない。特に一般に２方向に湾曲しているその端部表面に適合しなければならない。

しかし最も重要な欠点は、伝動チェーンの緊張中のロッカーピンおよびリンクの加重が通常作動中の伝動チェーンに起きるそれとは全く異なる、と言う事実である。

ロッカーピンの制御不可能な曲折が起きて、これがリンク中の開口の終端と相俟って端部周りの材料に通常動作中の加重とは全く異なる加重が掛かるのである。

事実、リンク材料の予加重中に局部的な塑性変形を定義するのは不可能であるので、動作が終わったときに、リンクのある部分に弾性限界を超える加重が起きたことを知るが、その部分や加重の態様を知ることは不可能なのである。勿論処理された伝動チェーンを後でチェックすることは不可能であり、製造者は伝動チェーンの品質について確信を持つことができず、過重設計をしない限りは伝動チェーンが仕様に合うか否か保障できないのである。しかしこれは高コスト、材料の浪費、過重設計となるのである。

この発明の目的はこれらの欠点を回避し請求項１及び１５の特徴による効果を奏することにある。

これにより端部において支持されていないロッカーピンの曲折は予防され、それに伴う全ての欠点と不利はもはや起きないのである。

さらに請求項１及び２による特徴によってもこの発明は具現されるものである。これらの請求項によれば装置の構造が簡単になる。

さらに請求項６〜１３による特徴によってもこの発明は具現されるものである。これらの特徴によればロッカーピンは全長に亘って支持されるのである。

さらに請求項１１〜１５に好ましき実施例を記載する。また請求項１５〜１７には伝動チェーンの緊張・予加重方法を記載する。

アメリカ特許第４５１５５７６号に開示された連続可変変速機は、１対の調節可能なプーリー群と広いスプロケットホイールとを、有している。歯付のリンクを具えた所謂「静音チェーン」は歯車に係合し外側のリンクに固定された圧力パッドはプーリー群間にクランプされている。リンクの歯は歯車の浅い歯の間の空間内に位置し、伝動チェーンは圧力ローラーにより張力をかけられている。

しかし該特許には、リンクが弾性限界を超えて加重される、と言う記載はない。もし加重されると、伝動チェーンのリンクは三角部分の頂点により支持されるので、この発明の効果は得られない。この結果リンク中に生じる応力が不適切な方向に指向されてしまい、よい結果は得られないのである。

アメリカ特許第１９６６８３１号に開示された変速機においては、各リンクは両端に下側を指向したラグがあり、それぞれの端面歯車の歯の側部に対向している。ピン本体から突出する圧力体がプーリー群の表面と協働する。しかしながら、本願におけるような加重についての開示はなく、加重がもし起きたとしたら、歯車の歯とラグの協働により応力がリンク内に導かれてしまい、正しい方向には指向しないのである。

図１において無端伝動チェーン２は個々のＬＤ４ａ，４ｂ，４ｃから構成されており、これらのリンクはピン形のロッカー要素６，８の対により相互に連結されている。このような伝動チェーンは、例えば、ＥＰ０７４１２５Ｂ１に開示されている。

このような伝動チェーンを、材料の弾性限界を超えてチェーンのリンクを緊張させる公知の予加重処理に掛けるには、該伝動チェーンを２個の異なる直径のシリンダー状の支持ローラーの周りに掛け渡す。第１の支持ローラーは半径がＲ１であり、第２の支持ローラーは半径がより大きいＲ２である。これらのローラーは力Ｆでもってお互いから押しやられており、伝動チェーン２には応力が発生している。

この結果、ロッカー要素６及び８がリンクに接触するリンク開口の周りのリンク材料は圧縮応力に晒され、塑性的に変形し、材料の強度が恒久的に増加する。この予加重は従来公知のものである。

伝動チェーンが連続可変変速機（ＣＶＴ）のプーリー群のＶ形面間にクランプされたロッカー要素６，８の端部上に支持されているアメリカ特許第６８２４４８４号およびドイツ特許第１０１８５９４号における伝動チェーンの支持方法とは逆に、この発明においてはこの支持を伝動チェーンの半径方向内側領域に位置させている。

図１−６に示す第１の実施例においては、各リンクの半径方向内側終端において図１のシリンダー状ローラー１０−１２にリンクが周行している間にこれが行われる。これらローラーの外面上において図２に示すように、支持ローラー１４は半径Ｒｒであり、リンク１８はローラー１４の面１６上に掛かっている。ピン２０，２２も図示されている。

図示のように下側リンク面２３は半径Ｒｓの中空（凹状）部分を有しており、２個の凸状端部２４，２６により連結されている。図示の状態では、これら端部２４，２６の終端はローラー面１６上に掛かっている。最適状態では、支持ローラー１４の半径Ｒｒはこの中空部分の曲率半径方向に等しく、下側リンクの円周は完全に外面に対向し、接触応力は最小となる。

予加重の間、ローラー１０，１２はそれぞれの軸について矢印２８,３０の方向に回転し、伝動チェーンは矢印３２の方向に動く。

図１の実施例においては、伝動チェーン２中の引張り力はローラー１０，１２が力Ｆによってお互いから押しやられるように発生される。

図３に支持ローラーの例をいくつか示す。いずれにおいても右側の支持ローラーの直径が大きく左側の支持ローラーの直径が小さい。伝動チェーンは４０で示されており、右側のローラーの回転軸は４２、左側のローラーの回転軸は４４である。

図３の一番目の実施例では、左右のローラー４６，４８は円形シリンダー状外面５０，５２を有している。

二番目の実施例では、右側のローラー５４は凹状外面５６を、左側のローラーは凸状外面６０を有している。外面５６の曲率半径はＲ１であり、外面６０のそれはＲ２である。

勿論これら構造の組合せは可能であり、凹または凸状外面のローラーをシリンダー状ローラーと組み合わせることも可能である。いずれもリンク中に起こしたい加重により左右されるものである。

三番目の実施例では、右側ローラー６２は円シリンダー状外面６４を、左側ローラー６６はガイドフランジ７０ａ，７０ｂにより連結されたシリンダー形支持面６８を有している。

四番目の実施例では、右側のローラー７２はシリンダー形支持面を、断面で示した左側ローラー７６はシリンダー形支持面を有している。該支持面はガイドフランジ８０ａ，８０ｂにより連結されており、これらフランジは伝動チェーン４０の外端８１ａ，８１ｂにあるリンクの位置において伝動チェーンを局部的に包絡支持している。

五番目の実施例においては、一番目のものと同様に左右のローラー８２，８４がシリンダー形支持面８６，８８を有しているが、左側のローラー８４は伝動チェーン４０をガイドするフランジを具えた２個のガイドローラー９０，９２と組み合わされている。

図４に示すのは図３の一番目の実施例の詳細であって、大きい支持ローラー１００はシリンダー形の支持面１０２を具えており、かつ軸１０４により回転支持されている。小さい支持ローラー１０６はシリンダー形支持面１０８を具えてかつ軸１１０により支持されている。緊張される伝動チェーンは１１２で示されており、ロッカーユニット１１６により連結されたリンクポケット１１４から構成されている。各ロッカーユニットはピン１１８を有しており、該ピンはＣＶＴの使用中そのプーリー面とロッカーピン１２０協働しており、ロッカーピンはピン１１８と協働している。

図５に示すのは同様な構造であるが、ローラー１００ａは半径方向の凹状支持面を有し、ローラー１０６ａは半径Ｒｃの凸状支持面１０８ａを有している。

伝動チェーンの緊張中は各ローラーの外面の中央に伝動チェーンが位置していることが重要である。これらローラーのひとつの外面が凸状の場合には、自己求心効果があり伝動チェーンがローラーから外れる心配はない。伝動チェーンのクロスガイドについては図３の三・四・五番目に示してある。

図６に示すのは円錐状ガイド面とピン形ロッカー要素との協働による求心を利用した伝動チェーンガイドである。図示するのが比較的大きな直径の第１の支持面１３０で回転軸１３２に固定されており、シリンダー状の外面１３４を有しており、この面は円錐状ガイド面１４０，１４２を具えた２個のガイドフランジ１３６，１３８により囲まれている。これらは小さな遊びを置いて予加重されるチェーン１４６の突出ロッカーピン１１４を囲んでいる。

この遊びはｄ１，ｄ２で示す。軸１４８に固定された他の支持ローラー１４７は平坦なシリンダー形支持面１５０を有しており、該支持面は円錐ガイド面１５６，１５８を具えた２個のフランジ１５２，１５４により囲まれている。これらは小さな遊び（ｄ３，ｄ４）を置いて突出ピン１５９を囲んでいる。

以上記載した全ての実施例において、外面がシリンダー形、凹凸状およびそれらの組合せの支持ローラーを使用でき、予加重に掛ける伝動チェーンには所望の応力パターンを実現することができる。

また全ての実施例において、内側領域において伝動チェーンを支持するには支持ローラーを使用し、その上に内側を向いてリンクの終端が位置する。しかしまた、予加重される伝動チェーンがリンクの終端下に支持されるのではなく、リンクを連結するロッカー要素の長手方向終端下に支持されてもよい。これを図７，１９に示す。

図７において伝動チェーン１６０はロッカーユニット１６３により連結されたリンク１６２から構成されている。各ロッカーユニット第１のピン１６４から構成され、ＣＶＴ中において該ピンはトルク伝動状にプーリー群の表面および第２のピン１６６と協働する。

予加重中、ピンの各下端（１６４ａ，１６６ａ）は軸１７４について回転する中央コア１７２から突出するブレード状のフィンガー１７０の支持終端１６８上に位置する。該フィンガーの厚さはリンクと伝動チェーンのポケット間の空間にフィンガーが適合するようなものとする。

したがって例えば、矢印１６５方向の回転の後、フィンガー１７０ａはリンク１６２，１６２ａ間の空間に適合する。該リンクは相互に指向しかつロッカーユニット１６３ａのピンを支持する。このフィンガーの厚さはリンクのそれより若干小さい。予加重の間、リンクではなくロッカーピンが同時に数個の点で支持される。ロッカーピンを曲げることは不可能である。

図８、１０に伝動チェーン１８０を示すが、ピン８２はピン１８４とともにロッカーユニット１８６を構成している。

図中では個々のリンクは互いに対向してないが、リンク２０２、２０４間には空間２３２があり、空間２３４はリンク２１０，２１２間に、空間２３６はリンク２１２，２１４間にある。さらにリンク２１８，２２０間には空間２３８が、リンク２２０，２２２間には空間２４０があり、リンク２２４，２２６間には空間２４２が、リンク２２８，２３０間には空間２４４がある。これらの空間には図７に示すフィンガー１７０が嵌合しており、最終的にはロッカー要素１６４ａ，１６４ｂなどの下端に対向位置している。これらのリンクは図９に示すような各個のロッカー毎に反復している。

図１１、１２において、外面から突出するフィンガー２４４を具えた円形シリンダーコア２４０が一部示されている。これらはリンク間の開口内に嵌合している。これらのコアはスパーク腐食により形成される。

しかしそのようなコアを突出ブレード状支持フィンガーで形成することも可能であり、図１３−１７に示すように該フィンガーは半径方向に突出したブレード状フィンガーを具えた個々のリング状要素の積立体である。図１５-１７には３個の同様であるが若干異なったリング２５０−２５４である。これらリングは薄い板状材料からなり、それぞれ半径方向に突出する支持フィンガー２５６を具えている。

各リング２５０−２５４は方形切抜き２６０を具えたシリンダー状の内側境界２５８を有している。図１３，１４に示すように、多数のリングが図１４に示す積立体２６２に組み合わせられており、そのパターンは伝動チェーン中の空間のパターンに対応する。この積立体はクランプナット２６６によりキー２６４と組み合わされており、該ナットは軸２７０の端部２６８に固定されており、該軸はベアリング２７２，２７４によりフレーム２７６中に支持され、軸の端部２７８において適宜駆動される。

リング２５０の面の周囲にフィンガー２５６を適当に配列することにより（その尺度は例えばフィンガーの軸２８０とリングの垂直中心線との間の角度αである）、いかなるリンクポケットの構造も可能である。また伝動チェーンの長手方向における伝動チェーンの種々なピッチも可能である。かくしてロッカーピンの各対間の距離も種々のものが可能である。

図１８，１９に伝動チェーンの緊張装置の全体構成を示す。図１８において、２個のローラー３２０，３２２がそれぞれ円形シリンダー形の面を有しており、下側支持ローラー軸３２４は図６に示す形状であり、支持面は円錐状ガイド面を具えた２個のフィンガーにより囲まれている。伝動チェーンを３２５で示す。

図１９に示す装置３０２は基板３０４と六面体状外形のフレーム３０６を有している。その上端近くには２個の軸を有しており、ベアリング３０９ａ，３１１ａによりフレーム中に支持されている。各軸はその端部にシリンダー形支持面３２１，３２３を有している。

これらの軸の下側には第３の軸３２４があり、図６に示すようにガイドフランジ３２８，３３０により囲まれたシリンダー状の支持面３２６を具えている。この軸３２４は２個のベアリングによりヨーク３２４中に支持されており、このヨーク３３４はフレーム３０６を囲み、かつフレーム３０６の前後に位置する長辺３３６ａ，３３６ｂと短辺３３８ａ，３３８ｂを有している。

このヨーク３３４は軸３４０によりフレーム３０６に支持されており、軸３４０の周りにある角度傾斜可能であり、リニアーアクチュエーター３４２により駆動される。このアクチュエーターは２方向に作動でき、圧力センサー３４４を介して基板３０４上に載っている。そのピストンロッド３４６はヨーク３３４の短辺３３８ｂに、３対の支持面を通る対称面になるべく近く、連結されている。

変位センサー３５０がアーム３５２によりフレームに連結されており、かつフィンガー３５４によりヨーク３３４のアーム３３８ｂに連結されている。

アクチュエーター３４２を後退させると、第３の軸３２４が支持面とともに上方に動き、伝動チェーンが３個の軸の周りに掛けられるようになる。その後水圧が働き、ピストン３４６が上方に動き伝動チェーンが所定の力で予加重される。

ついで伝動チェーンの初期長さがセンサー３５０，３５４により測定される。最後にピストンロッドとヨークの端部３３８ｂとが大きな力で上方に押されて、ヨークにより支持されている第３の軸３２４が下方に動き、伝動チェーンが予加重されてリンクの弾性限界を超える。この間第１の軸３０８は回転駆動される。その後センサー３５０，３５４により伸びが測定される。

伝動チェーンの装填、予加重、初期長さの測定、伝動チェーンの回転駆動および伝動チェーンの緊張は手動・自動で行うことができ、この間測定の詳細は記憶される。

図２０において伝動チェーン３７０は連続可変変速機のプーリー群３７２ａ，３７２ｂ，３７４ａ，３７４ｂの円錐面と協働する。ピンの端部はこれらの面間にクランプされる。プーリー３７２ａ，３７２ｂは例えば駆動プーリーでよく、伝動チェーン３７０はピン３６４とリンク３６０を介してトルクを被駆動プーリー３７４ａ，３７４ｂに伝動する。円錐プーリー群３７２ａの軸位置はアクチュエーターにより制御され、アクチュエーターはこのプーリー群を矢印３７６の方向に動かし、プーリー群３７４ｂの軸位置は他のアクチュエーターにより制御されて、該アクチュエーターはプーリー群を矢印３７８の方向に動かす。一方のプーリーが左に動くとき他方のプーリーは右に動き、逆も真である。したがって、チェーン３７０は常に中心に位置している。

この発明は広く連続可変変速機の産業分野において利用される。

伝動チェーンの一実施例の側面図である。 該伝動チェーンの拡大側面図である。 この発明の実施例を示す側面図である。 そのひとつ実施例の拡大側面図である。 他の実施例の拡大側面図である。 他の実施例の拡大側面図である。 チェーンの一部拡大側面図である。 チェーンの実施例の断面図である。 チェーンの実施例の端面図である。 チェーンの実施例の拡大側面図である。 フィンガー周りの上面図である。 同じく側面図である。 支持フィンガー周りの拡大側面図である。 同じく上面図である。 板体周りの側面図である。 板体周りの側面図である。 板体周りの側面図である。 支持ローラー周りの側面図である。 この発明の装置の斜視図である。 伝動チェーンとプーリーの組合せの断面図である。

２ 伝動チェーン
４ リンク
６，８ ロッカー要素
１０，１２，１４ 支持面
１６ 円形シリンダー
１８ リンク

Claims (17)

1. 閉構造の伝動チェーンであって、２つで１つの対となる長手方向ロッカー要素（６，８）により長手方向に連結された多数の隣接するリンク（４ａ，４ｃ）を有しており、前記対のそれぞれにおいて少なくとも１個のロッカー要素の端部がプーリー群伝動機構のプーリー群（３７２ａ，３７２ｂ）とトルク伝動状に協働するようになった伝動チェーンについて、互いに距離を置きかつ処理される前記伝動チェーン（２）を弧状に支持するローラーが、第１支持面と第２支持面（１０，１２，１４）を有しており、リンクの材料の弾性限界を少なくとも局部的に超えるような引張り応力を当該伝動チェーンに発生する手段が設けられており、前記支持面が伝動チェーンにおける一部の半径方向内側領域を支持すべく形成されており、前記リンクの長手方向に亘る応力のみが該リンク中に発生することを特徴とする伝動チェーンの緊張装置であって、
   前記支持面（１４）が前記リンク（１８）における半径方向内側の終端（２４，２６）を支持すべく形成されていることを特徴とする伝動チェーンの緊張装置。
2. 孔と終端を備えたリンク（１８）が互いに離間した２点で支持されるように前記支持面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記支持面が円形シリンダーの外面（１６）の一部であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記外面が凸状に湾曲（６０）していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記外面が凹状に湾曲（５４）していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記支持面が多数の支持終端（１６８）を有するブレード状のフィンガー１７０を構成すべく形成されており、各支持終端が少なくとも伝動チェーンの長手方向に見て多数の隣接するロッカー要素からの１個のロッカー要素の半径方向内側終端の少なくとも一部（１６４ａ，１６４ｂ）を支持すべく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 各前記支持終端（１６８）がブレード状フィンガーの終端から構成されており、その厚さは隣接するリンク間に適合しており、該フィンガーは多数の同様なフィンガーと組合せで共通回転支持される中央コア（１７２）の外面から放射状に突出しており、該フィンガーの位置は伝動チェーンのリンクポケットに適合していることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. フィンガー（２４４）と円形シリンダーコア（２４０）とが１個の共通部分を構成していることを特徴とする、請求項６または７に記載の装置。
9. 各ブレード状のフィンガーがリング状（２５０，２５２，２５４）の板材料からなり、ブレード状フィンガーを外円周から突出して全体として一体をなし、これらの多数が異なる厚さで中央軸（２６８）により支持されるユニットに積重ねされていることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。
10. 隣接する前記フィンガー間の円周方向の中心距離が処理される伝動チェーンのピッチの分布に適合していることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の装置。
11. 緊張装置の稼働中には、前記支持面が固定されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記支持面が中心軸について回転するシリンダーコアにより支持されるか、又は、その一部であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
13. 第１、第２の支持面が処理される伝動チェーン中に所定の引張り力を発生するように調節できることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
14. ３個の前記支持面（３２０，３２２，３２４）の各中心が略二等辺三角形の角に位置することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
15. 閉構造の伝動チェーンの緊張方法であって、該伝動チェーンは多数の隣接するリンクを有しており、該リンクは伝動チェーンの長手方向に対の長手方向ロッカー要素により連結されており、各リンクにおいて少なくとも１個の前記ロッカー要素がプーリー群伝動機構のプーリー群とトルク伝動状に協働するようになった伝動チェーンに対し、少なくとも第１支持面と第２支持面（１０，１２，１４）が相互に離間していてかつ前記伝動チェーンを弧の一部に支持しており、該支持手段がこの伝動チェーン中にリンクの材料の弾性限界を少なくとも部分的に超えるような引張り応力を発生させて当該伝動チェーンの少なくとも一部がその半径方向内側領域において支持されることを特徴とする伝動チェーンの緊張方法。
16. 伝動チェーンの長手方向にある多数の隣接するリンクの半径方向内側領域が支持手段のアーチ状面に支持されていることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 各リンクにおける少なくとも１個のロッカー要素の各内側終端が支持手段のアーチ状面に支持されていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
    

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