JP6256756B2 - 動力伝達チェーンの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は動力伝達チェーンの製造方法に関する。

複数のリンクをジョイント部材で連結したチェーンを一対のプーリ間に巻き掛けた状態で、一対のプーリの軸線を互いに引き離すことにより、運転時の公称引張力（実使用時に生ずる最大引張力に相当）よりも大きい引張力を付与する予張方法が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
予張により、リンクが塑性変形し、リンク内部に残留圧縮応力が付与され、疲労耐久性能が向上する。

特表２００３−５１５５０７６号公報

通例、予張時において、プーリに対するチェーンの巻き掛け半径は、実使用時の最小巻き掛け半径よりも小さくされる。このため、予張後にリンクに得られる残留応力として、屈曲時に屈曲の外側となる第１部分の残留応力が、屈曲時に屈曲の内側となる第２部分の残留応力よりも大きくなる。
第２部分に適正な大きさの残留応力を付与した場合、第１部分に付与される残留応力が適正値よりも大きくなる。このため、予張時に、リンク長が増大し、チェーンの全長が規格を外れたり、チェーンが破断したりする等、チェーンに不具合を生ずるおそれがある。一方、第１部分に適正な残留応力を付与した場合、第２部分に付与される残留応力が適正値よりも小さくなる。

そこで、本発明の目的は、予張工程において、チェーンに不具合を生ずることなく、リンクに適正な残留応力を付与することができる動力伝達チェーンの製造方法を提供することである。

前記目的を達成するため、請求項１の発明は、チェーン進行方向（Ｘ）に並ぶ複数のリンク（２）と、チェーン進行方向とは直交するチェーン幅方向（Ｗ）に延びて上記リンクを互いに連結する複数の連結部材（３）とを含み、無段変速機（３０）の一対のプーリ（３１，３２）間に巻き掛けられる動力伝達チェーン（１）に予張力を付与する予張工程を含む、動力伝達チェーンの製造方法であって、前記予張工程では、実使用時の最小巻き掛け半径（Ｒｍｉｎ）よりも大きい巻き掛け半径（Ｒ）で、前記実使用時の前記最小巻き掛け半径で前記実使用時の最大張力が作用したときの応力よりも高い応力が前記リンクに生ずるように、前記動力伝達チェーンに予張力を与える動力伝達チェーンの製造方法を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、各前記リンクは、前記連結部材が固定される固定部（９，１０）を有する貫通孔（４，５）を含み、前記固定部は、チェーン屈曲時の屈曲の外側および内側にそれぞれ配置され、前記連結部材を圧入した第１圧入部（３１，２１）および第２圧入部（３２，２２）と、を含み、前記予張工程では、前記第２圧入部の応力（σ３２，σ２２）が、前記第１圧入部の応力（σ３１，σ２１）と同等または同等以上とされていてもよい。

請求項３のように、各前記リンクは、前記貫通孔として、チェーン進行方向の前後に並ぶ前貫通孔（４）および後貫通孔（５）を含み、各貫通孔に、それぞれ対応する連結部材が挿通され、各前記連結部材は、前記リンク間の屈曲に伴い変位する接触部（Ａ，Ｂ）で互いに転がり摺動接触するピン（６）およびピース（７）を含み、前記後貫通孔は、前記ピンが圧入により固定された前記固定部としてのピン固定部（１０）と、前記ピースが移動可能に挿通されるピース可動部（１１）と、を含み、前記前貫通孔は、前記ピンが移動可能に挿通されるピン可動部（８）と、前記ピースが固定された前記固定部としてのピース固定部（９）と、を含み、前記予張工程では、前記ピン固定部の前記第２圧入部（２２）の応力（σ２２）が、前記ピン固定部の前記第１圧入部（２１）の応力（σ２１）と同等または同等以上（σ２２≧σ２１）とされ、前記ピース固定部の前記第２圧入部（３２）の応力（σ３２）が、前記ピース固定部の前記第１圧入部（３１）の応力（σ３１）と同等または同等以上（σ３２≧σ３１）とされていてもよい。

請求項１の発明によれば、予張工程において、実使用時の最小巻き掛け半径よりも大きい巻き掛け半径で、一対のプーリの中心間距離を増大させて、動力伝達チェーンに予張力を与える。これにより、リンクにおいて、屈曲時に屈曲の外側となる部分の残留応力と、屈曲時に屈曲の内側となる部分の残留応力とを適正に配分することができ、予張工程においてチェーンの全長の伸び過ぎ等の不具合を生ずることなく、リンク全体として適正な残留応力を得ることができる。ひいては、耐久性に優れた動力伝達チェーンを得ることができる。

請求項２の発明によれば、予張工程において、プーリの巻き掛け半径を実使用時の最小巻き掛け半径よりも大きくした状態で、リンクの貫通孔の固定部において、第２圧入部を第１圧入部の応力と同等または同等以上とする。結果として、予張工程において、動力伝達チェーンに不具合を生ずることなく、第１圧入部の応力および第２圧入部の応力を適正に配分することができる。

請求項３の発明によれば、予張工程において、プーリの巻き掛け半径を実使用時の最小巻き掛け半径よりも大きくした状態で、ピン固定部の第２圧入部を第１圧入部の応力と同等または同等以上とし、ピース固定部の第２圧入部を第１圧入部の応力と同等または同等以上とする。結果として、予張工程において、動力伝達チェーンに不具合を生ずることなく、ピン固定部およびピース固定部のそれぞれにおいて、第１圧入部の応力および第２圧入部の応力を適正に配分することができる。

本発明による動力伝達チェーンの予張方法が適用される動力伝達チェーンの一部を示す平面図である。 リンクの拡大側面図である。 無段変速機の概略側面図である。 動力伝達チェーンが無段変速機に取り付けられた状態を示す正面図である。 予張力付与装置の模式的側面図である。

本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、この発明の一実施形態の予張方法が適用される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（以下では、単にチェーン１ともいう）は、チェーン進行方向Ｘに並ぶ複数のリンク２と、チェーン進行方向Ｘとは直交するチェーン幅方向Ｗに延び、チェーン幅方向Ｗに並ぶリンク２同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数の連結部材３とを備える。

各リンク２は、チェーン進行方向Ｘに所定間隔を隔てて設けられた前貫通孔４および後貫通孔５を有する。各貫通孔４，５に、それぞれ連結部材３が挿入されている。各連結部材３は、第１動力伝達部材としてのピン６と、第２動力伝達部材としてのピース７とを含む。なお、前貫通孔４と後貫通孔５とは互いに連通するように一体となった形状であってもよい。

チェーン１は、幅方向同位相の複数のリンク２で構成されるリンク列をチェーン進行方向Ｘ（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。

図２に示すように、リンク２の前貫通孔４は、ピン６が移動可能に挿通されたピン可動部８およびピース７が固定されるピース固定部９とを含む。前貫通孔４において、ピース固定部９が、ピン可動部８のチェーン進行方向Ｘ側に配置されている。
後貫通孔５は、ピン６が固定されるピン固定部１０およびピース７が移動可能に挿通されるピース可動部１１とを含む。後貫通孔５において、ピース可動部１１が、ピン固定部１０のチェーン進行方向Ｘ側に配置されている。

後貫通孔５のピン固定部１０は、チェーン屈曲時の屈曲の外側および内側にそれぞれ配置され、ピン６を圧入した第１圧入部２１および第２圧入部２２を含む。また、前貫通孔４のピース固定部９は、チェーン屈曲時の屈曲の外側および内側にそれぞれ配置され、ピース７を圧入した第１圧入部３１および第２圧入部３２を含む。
各ピン６は、ピース７よりもチェーン進行方向Ｘに関する幅が広くされている。各ピース７の上下の縁部（図２における上下であり、チェーン屈曲時に屈曲の外側となる側が上側に相当し、チェーン屈曲時に屈曲の内側となる側が下側に相当する。）には、対応するピン６側に延びる突出縁部１２，１３が設けられている。ただし、ピン６、ピース７の形状は、前記の形態に限定されるものではない。

各連結部材３のピン６および対応するピース７は、相対向する対向部６ａ，７ａを含む。各対向部６ａ，７ａの一部が、それぞれ、転がり摺動接触面６ｂ，７ｂを構成している。各ピース７は、対応するピン６よりもチェーン進行方向Ｘ側に配置されている。各連結部材３の転がり摺動接触面６ｂ，７ｂは、それぞれ、リンク２間の屈曲角の変動に伴い変位する接触部Ａ，Ｂで互いに転がり摺動接触する。チェーンの直線部分において、ＡＢ間の距離がピッチである。

チェーン幅方向に並ぶリンク２を連結するに際しては、一のリンク２の前挿通孔３と他のリンク２の後貫通孔５とが対応するようにリンク２同士が重ねられる。ピン６が、一のリンク２の後貫通孔５に固定されかつ他のリンク２の前貫通孔４に移動可能に嵌め合わせられ、ピース７が一のリンク２の後貫通孔５に移動可能に嵌め合わせられかつ他のリンク２の前貫通孔４に固定される。そして、このピン６とピース７とが相対的に転がり接触移動することにより、リンク２同士の長さ方向（前後方向）の屈曲が可能とされる。

リンク２の前貫通孔４において、ピン可動部８とピース固定部９との境界部分には、ピース固定部９に固定されているピース７を保持する上下（チェーン屈曲時の屈曲の外側および内側）の凸円弧状の保持部１４ａ，１４ａが設けられている。保持部１４ａ，１４ｂは、ピン可動部８の上下の凹円弧状の案内部１５ａ，１５ｂにそれぞれ連なる。
リンク２の後貫通孔５において、ピン固定部１０とピース可動部１１との境界部分には、ピン固定部１０に固定されているピン７を保持する上下（チェーン屈曲時の屈曲の外側および内側）の凸円弧状の保持部１６ａ，１６ｂが設けられている。保持部１６ａ，１６ａは、ピース可動部１１の上下の凹円弧状の案内部１７ａ，１７ｂにそれぞれ連なる。

ピン６を基準としたピン６とピース７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。本実施形態では、ピン６の転がり摺動接触面６ｂが、断面において所定の半径と基礎円を持つインボリュート形状を有し、ピース７の転がり摺動接触面７ｂが平坦面（断面形状が直線）とされている。なお、ピン６、ピース７の形状は、インボリュートと直線との組合せで形成されるものではなく、曲線と曲線との組合せ、あるいは曲線と直線との組合せで形成されてもよい。また、ピン６とピース７とは同一形状であってもよい。

これにより、各リンク２がチェーン１の直線部分から曲線部分へまたは曲線部分から直線部分へと移行する際、前貫通孔４においては、ピン６が、固定状態のピース７に対して、その転がり摺動接触面６ｂをピース７の転がり摺動接触面７ｂに転がり摺動接触させながら、ピン可動部８内を移動する。また、後挿貫通４においては、ピース７が、固定状態のピン６に対して、その転がり摺動接触面７ｂをピン６の転がり摺動接触面６ｂに転がり摺動接触させながら、ピース可動部１１内を移動する。

図３に示すように、動力伝達チェーン１は、無段変速機４０の一対のプーリ（駆動プーリ４１および被動プーリ４２）間に巻き掛けられて使用される。
この際、図４に示すように、プーリ軸４３を有する駆動プーリ４１の固定シーブ４４および可動シーブ４５の各円錐状シーブ面４４ａ，４５ａにピース７の端面が接触しない状態で、ピン６の端面が駆動プーリ４１の円錐状シーブ面４４ａ，４５ａに接触し、この接触による摩擦力により動力が伝達される。

ピン６とピース７とは、上述のように、各可動部８，１１に案内されて転がり接触移動するので、駆動プーリ４１のシーブ面４４ａ，４５ａに対してピン６はほとんど回転しないことになり、摩擦損失が低減し、高い動力伝達率が確保される。
そして、実線で示した位置にある駆動プーリ４１の可動シーブ４５を固定シーブ４４に対して接近・離隔させると、チェーン１の巻き掛け半径は、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。

被動プーリ４２では、図示を省略するが、その可動シーブが駆動プーリ４１の可動シーブ４５とは逆向きに移動し、駆動プーリ４１の巻き掛け半径が大きくなると、被動プーリ４２の巻き掛け半径が小さくなり、駆動プーリ４１の巻き掛け半径が小さくなると、被動プーリ４２の巻き掛け半径が大きくなる。
この結果、変速比が１：１である状態（初期値）を基準にして、図３に示すように、駆動プーリ４１の巻き掛け半径が実使用時の最小の巻き掛け半径Ｒｍｉｎで、被動プーリ４２の巻き掛け半径が最大であるアンダードライブ状態が得られる。また、図示していないが、駆動プーリ４１の巻き掛け半径が最大で、被動プーリ４２の巻き掛け半径が最小であるオーバードライブ状態が得られる。

動力伝達チェーン１を製造するには、必要な数の連結部材３（ピン６およびピース７の組）を台上に垂直状に保持した後、リンク２を１つずつあるいは数枚まとめて圧入することでリンク２と連結部材３とを組み合わせて無端状のチェーンを形成し、その後、組み立てられたチェーン１に対して、予張工程において、予張力が付与される。
ピン６の上下縁部が、それぞれ、ピン固定部１０の第１圧入部２１および第２圧入部２２に圧入される。また、ピース７の上下縁部が、それぞれ、ピース固定部９の第１圧入部３１および第２圧入部３２に圧入される。圧入代は、例えば、０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍとされている。

図５は、予張力を付与する予張工程で使用される予張力付与装置５０を示している。
予張力付与装置５０は、軸心間距離が変更可能で無端状チェーン１が巻き掛けられる固定プーリ５１および可動プーリ５２と、固定プーリ５１の軸５１ａに対して可動プーリ５２の軸５２ａを移動させてプーリ５１，５２の中心間距離Ｌを変更する張力付与部材としてのサーボシリンダ５３とを備える。なお、サーボシリンダ５３は、これに限らず、シリンダであればよい。

また、予張力付与装置５０は、サーボシリンダ５３のピストンロッド５３ａの移動量を制御する張力制御部材としてのサーボモータ５４と、サーボシリンダ５３のピストンロッド５３ａの先端に設けられてピストンロッド５３ａに作用している荷重を測定する張力測定部材としてのロードセル５５とを備える。
また、予張力付与装置５０は、ロードセル５５と可動プーリ５２の軸５２ａとを連結する連結ロッド５６と、固定プーリ５１または可動プーリ５２を回転させるプーリ駆動部材（図示を省略）とを備える。各プーリ５１，５２の巻き掛け半径は、予張工程中に変化しないように固定されている。

具体的には、可動プーリ５２および固定プーリ５１の巻き掛け半径Ｒは、実使用時の最小巻き掛け半径Ｒｍｉｎ（図３参照。アンダードライブ状態の駆動プーリ４１の巻き掛け半径に相当）よりも大きくされている。アンダードライブ状態の駆動プーリ４１の巻き掛け半径と、オーバードライブ時の被動プーリ４２の巻き掛け半径とのうち、小さい方の巻き掛け半径が実使用時の最小巻き掛け半径Ｒｍｉｎとなる。本実施形態では、アンダードライブ状態の駆動プーリ４１の巻き掛け半径が、実使用時の最小巻き掛け半径Ｒｍｉｎに相当する場合に則して説明する。

ロードセル５５による検出荷重をモニターしながら、実使用時の最小巻き掛け半径で実使用時の最大張力が作用したときの応力よりも高い応力がリンク２に生ずるように、サーボモータ５４により駆動したサーボシリンダ５３によって、両プーリ５１，５２の中心間距離Ｌを増大させる。
予張工程においては、リンク２、ピン６およびピース７を組立て後に弾性限界応力に対応する荷重よりも大きい荷重がリンク２に付与されることが好ましい。具体的には、例えば、予張時に付与される荷重は、弾性限界応力が予張前に比べて例えば５％以上大きくなるようにかつリンクの破断強度の例えば９５％以下の大きさとなるように設定されることが好ましい。

本実施形態によれば、予張工程において、実使用時の最小巻き掛け半径Ｒｍｉｎよりも大きい巻き掛け半径Ｒ（Ｒ＞Ｒｍｉｎ）で、動力伝達チェーン１に予張力を与える。これにより、リンク２において、屈曲時に屈曲の外側となる部分の残留応力と、屈曲時に屈曲の内側となる部分の残留応力とを適正に配分することができ、予張工程において動力伝達チェーン１の全長の伸び過ぎ等の不具合を生ずることなく、リンク２全体として適正な残留応力を得ることができる。ひいては、耐久性に優れた動力伝達チェーン１を得ることができる。

予張工程において、両プーリ５１，５２の巻き掛け半径Ｒを実使用時の最小巻き掛け半径Ｒｍｉｎよりも大きくした状態で、リンク２の各貫通孔４，５の固定部９，１０において、第２圧入部３２，２２の応力σ３２，σ２２を対応する第１圧入部３１，２１の応力σ３１，σ２１と同等または同等以上とする。結果として、予張工程において、動力伝達チェーン１に不具合を生ずることなく、第２圧入部３２，２２の応力σ３２，σ２２と対応する第１圧入部３１，２１の応力σ３１，σ２１とを適正に配分することができる。

具体的には、予張工程において、両プーリ５１，５２の巻き掛け半径Ｒを実使用時の最小巻き掛け半径Ｒｍｉｎよりも大きくした状態で、ピン固定部１０の第２圧入部２２の応力σ２２をピン固定部１０の第１圧入部２１の応力σ２１と同等または同等以上（σ２２≧σ２１とし、ピース固定部９の第２圧入部３２の応力σ３２をピース固定部９の第１圧入部３１の応力σ３１と同等または同等以上とする（σ３２≧σ３１）。

結果として、予張工程において、動力伝達チェーン１に不具合を生ずることなく、ピン固定部１０において、第１圧入部２１の応力σ２１および第２圧入部２２の応力σ２２を適正に配分することができる。また、予張工程において、動力伝達チェーン１に不具合を生ずることなく、ピース固定部９において、第１圧入部３１の応力σ３１および第２圧入部３２の応力σ３２を適正に配分することができる。

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１…動力伝達チェーン、２…リンク、３…連結部材、４…前貫通孔、５…後貫通孔、６…ピン、６ａ…対向部、６ｂ…転がり摺動接触面、７…ピース、７ａ…対向部、７ｂ…転がり摺動接触面、８…ピン可動部、９…ピース固定部、１０…ピン固定部、１１…ピース可動部、２１…第１圧入部、２２…第２圧入部、３１…第１圧入部、３２…第２圧入部、４０…無段変速機、４１…駆動プーリ、４２…被動プーリ、４４…固定シーブ、４５…可動シーブ、５０…予張力付与装置、５１…固定プーリ、５２…可動プーリ、５３…サーボシリンダ、５４…サーボモータ、５５…ロードセル、５６…連結ロッド、Ｌ…中心間距離、Ｘ…チェーン進行方向、Ｗ…チェーン幅方向、σ２１，σ３１…（第１圧入部の）応力、σ２２，σ３２…（第２圧入部の）応力、Ｒ…巻き掛け半径、Ｒｍｉｎ…実使用時の最小巻き掛け半径

Claims (3)

1. チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクと、チェーン進行方向とは直交するチェーン幅方向に延びて上記リンクを互いに連結する複数の連結部材とを含み、無段変速機の一対のプーリ間に巻き掛けられる動力伝達チェーンに予張力を付与する予張工程を含む、動力伝達チェーンの製造方法であって、
   前記予張工程では、実使用時の最小巻き掛け半径よりも大きい巻き掛け半径で、前記実使用時の前記最小巻き掛け半径で前記実使用時の最大張力が作用したときの応力よりも高い応力が前記リンクに生ずるように、前記動力伝達チェーンに予張力を与える動力伝達チェーンの製造方法。
2. 請求項１において、各前記リンクは、前記連結部材が固定される固定部を有する貫通孔を含み、
   前記固定部は、チェーン屈曲時の屈曲の外側および内側にそれぞれ配置され、前記連結部材を圧入した第１圧入部および第２圧入部と、を含み、
   前記予張工程では、前記第２圧入部の応力が、前記第１圧入部の応力と同等または同等以上とされている動力伝達チェーンの製造方法。
3. 請求項２において、各前記リンクは、前記貫通孔として、チェーン進行方向の前後に並ぶ前貫通孔および後貫通孔を含み、
   各貫通孔に、それぞれ対応する連結部材が挿通され、
   各前記連結部材は、前記リンク間の屈曲に伴い変位する接触部で互いに転がり摺動接触するピンおよびピースを含み、
   前記後貫通孔は、前記ピンが圧入により固定された前記固定部としてのピン固定部と、前記ピースが移動可能に挿通されるピース可動部と、を含み、
   前記前貫通孔は、前記ピースが固定された前記固定部としてのピース固定部と、前記ピンが移動可能に挿通されるピン可動部と、を含み、
   前記予張工程では、前記ピン固定部の前記第２圧入部の応力が、前記ピン固定部の前記第１圧入部の応力と同等または同等以上とされ、前記ピース固定部の前記第２圧入部の応力が、前記ピース固定部の前記第１圧入部の応力と同等または同等以上とされている動力伝達チェーンの製造方法。

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