JP6505021B2 - リンクプレートチェーン、リンクプレート、ロッカピン及びリンクプレートチェーンのリンクプレートとロッカピンとを形成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、リンクプレートチェーン、特に自動車の無段式の変速伝動装置用のリンクプレートチェーンであって、リンクプレートを備え、該リンクプレートが、それぞれ２つのロッカピンを有するロッカピンペアによって枢着式に互いに結合されている、リンクプレートチェーンに関する。

本発明はさらに、このようなリンクプレートチェーンのリンクプレートおよびロッカピンを形成もしくは設計する方法に関する。

独国特許出願公開第３４１３３８４号明細書に基づき、無段調節可能な円錐形プーリ式伝動装置用のリンクプレートチェーンが公知である。この公知のリンクプレートチェーンは、リンクプレートと、リンクプレートに設けられた切欠き内に押し込まれたロッカピン（揺動ピン）の形の、チェーンリンクを結合するジョイント部材とを有する。ロッカピンは「ロッカプレッシャピン」とも呼ばれる。ロッカピンは両側に凹面状のロッカ面を有し、このロッカ面は、リンクプレートの半径方向の端ウェブに設けられた凸面状のロッカ面と係合している。独国特許出願公開第１０２００７０２３２６４号明細書に基づき、ロッカピンを介して枢着式に互いに結合された多数のチェーンリンクプレートを備えたリンクプレートチェーンが公知である。この場合、ロッカピンは、結合されたチェーンリンクプレートｂのリンクプレートチェーンの長手方向に対して直交する横方向に延びていて、チェーンリンクプレートに設けられた開口内に配置されており、そしてロッカピンとチェーンリンクプレートとには、それぞれ湾曲させられて形成された当付け面が配置されている。これらの当付け面に沿ってチェーンリンクプレートのロッカピンは力伝達のために互いに接触している。当付け面は、ロッカピン高さ方向で見て上側および下側のコンタクト面領域においてロッカピンとチェーンリンクプレートとの間に設けられており、ロッカピンには、湾曲させられて形成された転動面が配置されている。これらの転動面に沿ってロッカピンは力伝達のために互いに対して転動する。転動面は、リンクプレートチェーンの長手方向でロッカピンの重心を通って延びる横断面において、横断面平面よりも上方の上側の領域と、横断面平面よりも下方の下側の領域とに延びている。

本発明の課題は、請求項１の前提部に記載のリンクプレートチェーンを、特にその寿命および／または強度の点でさらに改善することである。

上記課題は、リンクプレートチェーン、特に自動車の無段式の変速伝動装置用のリンクプレートチェーンであって、リンクプレートを備え、該リンクプレートが、それぞれ２つのロッカピンを有するロッカピンペアによって枢着式に互いに結合されている、リンクプレートチェーンにおいて、リンクプレートのリンクプレート枠辺部がリンクプレートチェーンの運転時にほぼモーメントフリーに、つまりモーメントが働かないように、負荷を加えられるようにリンクプレートとロッカピンとが形成されていて、かつ互いに接触していることにより解決される。ロッカピンペアのロッカピンは、転動領域において互いに接触している。この転動領域の中央部は、たとえば設計上重要となる転動点を成す。運転中に発生する負荷に関連して、設計上重要となる転動点は、どこか別の場所に位置する場合もあり得る。ロッカピンはさらに、リンクプレートのリンクプレート枠辺部に接触している。本発明の枠内では、慣用のリンクプレートチェーンの運転時には、リンクプレートの４つの全ての枠辺部において、リンクプレート枠辺部における高い曲げモーメントにより生ぜしめられる高い応力勾配が発生し、ひいては応力ピークが発生することが判った。これにより、リンクプレートチェーンの引張強さは制限され、ひいてはトルク範囲が制限される。故障事例においては、リンクプレートチェーンが、強度試験において、高い応力ピークを有する個所におけるリンクプレートの破損により故障する。本発明によるリンクプレートチェーンの、モーメントフリーなリンクプレート枠辺部により、慣用のリンクプレートチェーンを用いた場合よりもはるかに高い引張力が伝達され得る。

リンクプレートチェーンの好適な実施態様では、ロッカピンとリンクプレートとの間に、規定されたコンタクト面が設けられている。慣用のリンクプレートチェーンでは、ロッカピンとリンクプレートとの間の当付けが過剰決定（ueberbestimmt）されている。したがって、有効な力方向は極端に許容誤差に依存している。ロッカピンとリンクプレートとの間の規定されたコンタクト面により、ロッカピンとリンクプレートとの間の当付けは一義的に規定される。

リンクプレートチェーンの別の好適な実施態様では、リンクプレートが、枠辺部結合領域にロッカピンのための平坦な当付け面を有する。枠辺部結合領域では、１つのリンクプレートの上側／下側の枠辺部が、当該リンクプレートの側方の両枠辺部に結合されている。

リンクプレートチェーンのさらに別の好適な実施態様では、ロッカピンが、平坦な当付け面を有し、該当付け面でロッカピンが、リンクプレートの平坦な当付け面に接触している。これにより、運転中にロッカピンとリンクプレートとの間に生じる力の作用線は、一義的に規定される。

リンクプレートチェーンのさらに別の好適な実施態様では、リンクプレートチェーンの運転時にロッカピンとリンクプレートとの間に生じる力の作用線が、１つのロッカピンペアの両ロッカピンの間の転動点から、２つのリンクプレート枠辺部の中立面の、近傍に配置された交点にまで延びている。中立面とは、枠辺部横断面の、曲げ過程の際に長さが変化しないゾーンを意味する。中立面では、曲げ応力がゼロとなる。

リンクプレートチェーンのさらに別の好適な実施態様では、リンクプレートチェーンの運転時にロッカピンとリンクプレートとの間に生じる力の作用線が、ロッカピンとリンクプレートとの間の規定されたコンタクト面を貫いて延びている。すなわち、力の作用線は転動点から、規定されたコンタクト面を貫いて中立面の交点にまで延びている。

リンクプレートチェーンのさらに別の好適な実施態様では、リンクプレートチェーンの運転時にロッカピンとリンクプレートとの間に生じる力の作用線が、ロッカピンとリンクプレートとの間の規定されたコンタクト面に対してほぼ直角を成して配置されている。力作用線とコンタクト面との間の角度は、好ましくは９０±１０°である。

前で説明したリンクプレートチェーンのリンクプレートとロッカピンとを形成する方法においては、リンクプレートのリンクプレート枠辺部がリンクプレートチェーンの運転時にほぼモーメントフリーに、つまりモーメントが働かないように、負荷を加えられるようにリンクプレートとロッカピンとを形成し、かつ組み立てることにより、上記課題が択一的または付加的に解決される。これにより、慣用のリンクプレートチェーンを用いる場合よりも著しく高い引張力を伝達することができる。

本発明による方法の好適な実施態様は、以下に挙げるステップのうちの少なくとも１つのステップ、複数のステップまたはいずれのステップによっても特徴付けられている：第１に：１つのリンクプレートの横方向枠辺部および長手方向枠辺部の枠辺部幅を設定するステップ；「長手方向枠辺部」とは、好ましくはリンクプレートの上側の枠辺部および下側の枠辺部を意味する；「横方向枠辺部」とは、好ましくはリンクプレートの側方の枠辺部を意味する。第２に：１つのリンクプレートの４つの全ての枠辺部の中立面を書き込むステップ；このことから、中立面の交点が得られる。第３に：転動点を有するロッカピンの転動領域を求めるステップ；ロッカピンの転動領域は、チェーンの真っ直ぐな区分から最小の回転半径に到達するまでに生ぜしめられる；転動領域の中央部は、たとえば設計上重要となる転動点に相当する。第４に：ロッカピンとリンクプレートとの間のコンタクト面を位置調整するステップ；所属のリンクプレートに対する、固定のロッカピンのコンタクト個所もしくはコンタクト面における力ベクトルは、理想的には転動点から、中立面の交点のうちの１つを結ぶ結合線上に位置していることが望ましい。それゆえに、ロッカピンとリンクプレートとの間のコンタクト面は、前記力ベクトルに対してほぼ直角に位置調整されなければならない。これにより、慣用のリンクプレートチェーンの場合よりも著しく低い曲げモーメントが生ぜしめられる。当付けの過剰決定性（条件過多）が生まれることにより、力方向もしくは角度のための著しい許容誤差が生ぜしめられないことが確保されている場合には、ロッカジョイントとリンクプレートとの間の当付け領域は湾曲させられていてもよい。

本発明はさらに、前記リンクプレートチェーン用のリンクプレートおよび／またはロッカピンに関する。リンクプレートおよび／またはロッカピンは、別個に取扱い可能である。

本発明はさらに、場合によっては、前記リンクプレートチェーンを備えた円錐形プーリ式巻掛け伝動装置に関する。円錐形プーリ式巻掛け伝動装置は、ＣＶＴ伝動装置とも呼ばれる。

本発明のさらに別の利点、特徴および詳細は、以下の説明から明らかとなる。以下に、本発明の種々の実施形態を図面につき詳しく説明する。

本発明によるリンクプレートチェーンの一部を示す平面図である。

唯一つの図面には、２つのリンクプレート４，５を備えたリンクプレートチェーン１が図示されている。リンクプレート４は上側の枠辺部６と下側の枠辺部７とを有する。上下の両枠辺部６，７は、「長手方向枠辺部」とも呼ばれ、これらの長手方向枠辺部は、「横方向枠辺部」とも呼ばれる側方の２つの枠辺部８，９によって互いに結合されている。

リンクプレート４は開口１０を有する。この開口１０内には、合計４つのロッカピン１１，１２，１３，１４が係合している。ロッカピン１１，１２は第１のロッカピンペアを成している。ロッカピン１３，１４は第２のロッカピンペアを成している。ロッカピン１１，１２を備えた第１のロッカピンペアは、第１のロッカジョイントを成しており、この第１のロッカジョイントは両リンクプレート４，５を互いに連結している。

各１つのロッカピンペアを形成するロッカピン１１，１２および１３，１４は、転動領域において互いに接触している。図示の実施形態では、転動領域の真ん中に転動点ＷＰが配置されている。ロッカピン１１と、上側の枠辺部６を側方の枠辺部８に結合している枠辺部結合領域との間には、第１の平坦なコンタクト面２１が形成されている。ロッカピン１１と、下側の枠辺部７を側方の枠辺部８に結合している枠辺部結合領域との間には、第２の平坦なコンタクト面２２が形成されている。

平坦なコンタクト面２１，２２は、ロッカピン１１とリンクプレート４との間の規定された当付け面を成している。ロッカピン１１，１２の転動点ＷＰと、リンクプレート４の枠辺部６，８の中立面（破線により示す）の交点Ｓ_１とを通って、力Ｆ_１の作用線が延びている。ロッカピン１１，１２の転動点ＷＰと、リンクプレート４の枠辺部７，８の中立面の交点Ｓ_２とを通って、力Ｆ_２の作用線が延びている。

力Ｆ_１の作用線は、第１のコンタクト面２１を貫いて延びていて、かつ第１のコンタクト面２１に対して直角に配置されている。力Ｆ_２の作用線は、第２のコンタクト面２２を貫いて延びていて、かつ第２のコンタクト面２２に対して直角に配置されている。水平方向の線２５と、力Ｆ_１の作用線との間の角度は、α_１で示されている。水平方向の線２５と、力Ｆ_２の作用線との間の角度は、α_２で示されている。

コンタクト面２１，２２の本発明における配置および構成により、ロッカピン１１，１２とリンクプレート４，５との間の当付け面における半径方向の力成分（分力）を高めることができ、この場合、力ベクトルＦ_１もしくはＦ_２は、転動点ＷＰと、枠辺部の中立面の交点Ｓ_１；Ｓ_２とを結ぶ結合線上に位置するようになる。

このことは、予め与えられたトルク容量においてリンクプレートチェーン１のチェーンサイズを減少させることができるという利点を提供する。これにより、音響的な特性が改善される。さらに、一層高いギヤ比スプレット（変速機レンジ）が達成され得る。択一的または付加的に、リンクプレートチェーン１のチェーン幅を減少させることができる。これにより、製造コストを減少させることができる。さらに、リンクプレートチェーン１の質量を減少させることができる。

本発明によるリンクプレートチェーン１の構成では、まず横方向枠辺部８，９および長手方向枠辺部６，７の枠辺部幅が設定される。その後に、中立面が書き込まれる。中立面は、枠辺部６〜９の厚さが一定である場合、中央部に位置する。次いで、中立面の交点Ｓ_１，Ｓ_２が記される。

その後に、リンクプレートチェーン１の真っ直ぐな区分から最小の回転半径に至るまでに生ぜしめられる、ロッカピン１１，１２の転動領域が求められる。転動領域の中央部は、図示の実施形態では転動点ＷＰに相当している。

リンクプレート４に対する固定のロッカピン１１のコンタクト個所における力ベクトルＦ_１およびＦ_２は、理想的には転動点ＷＰと交点Ｓ_１；Ｓ_２とを結ぶ結合線上に位置していることが望ましい。それゆえに、ロッカピン１１とリンクプレート４との間のコンタクト面２１，２２は、力ベクトルＦ_１もしくはＦ_２に対して直角に、もしくは９０プラス／マイナス１０°の角度を成して位置調整されなければならない。このことから、慣用のリンクプレートチェーンの場合よりも著しく低い曲げモーメントが得られる。

１ リンクプレートチェーン
４ リンクプレート
５ リンクプレート
６ 枠辺部
７ 枠辺部
８ 枠辺部
９ 枠辺部
１０ 開口
１１ ロッカピン
１２ ロッカピン
１３ ロッカピン
１４ ロッカピン
２１ コンタクト面
２２ コンタクト面
２５ 線
ＷＰ 転動点
Ｆ_１ 力ベクトル
Ｆ_２ 力ベクトル
Ｓ_１ 交点
Ｓ_２ 交点
α_１ 作用線
α_２ 作用線

Claims (10)

1. リンクプレート（４，５）を備え、該リンクプレート（４，５）が、それぞれ２つのロッカピン（１１，１２；１３，１４）を有するロッカピンペアによって枢着式に互いに結合されている、リンクプレートチェーンにおいて、
   リンクプレートチェーン（１）の運転時に、ロッカピン（１１）とリンクプレート（４）との間に生じる力（Ｆ_１，Ｆ_２）の作用線が、１つのロッカピンペアの両ロッカピン（１１，１２）の間の転動点（ＷＰ）と、２つのリンクプレート枠辺部（６，８；７，８）の中立面の交点（Ｓ_１，Ｓ_２）との間に延びており、これにより、リンクプレート（４，５）のリンクプレート枠辺部（６，７，８，９）がリンクプレートチェーン（１）の運転時にほぼモーメントフリーに負荷を加えられるように、リンクプレート（４，５）とロッカピン（１１，１２；１３，１４）とが互いに接触していることを特徴とするリンクプレートチェーン。
2. ロッカピン（１１）とリンクプレート（４）との間に、規定されたコンタクト面（２１，２２）が設けられている、請求項１記載のリンクプレートチェーン。
3. リンクプレート（４）が、枠辺部結合領域にロッカピン（１１）のための平坦なコンタクト面を有する、請求項１または２記載のリンクプレートチェーン。
4. ロッカピン（１１）が、平坦なコンタクト面を有し、該コンタクト面でロッカピン（１１）が、リンクプレート（４）の平坦なコンタクト面に接触している、請求項３記載のリンクプレートチェーン。
5. リンクプレートチェーン（１）の運転時に、ロッカピン（１１）とリンクプレート（４）との間に生じる力（Ｆ_１，Ｆ_２）の作用線が、ロッカピン（１１）とリンクプレート（４）との間の規定されたコンタクト面（２１，２２）を貫いて延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載のリンクプレートチェーン。
6. リンクプレートチェーン（１）の運転時に、ロッカピン（１１）とリンクプレート（４）との間に生じる力（Ｆ_１，Ｆ_２）の作用線が、ロッカピン（１１）とリンクプレート（４）との間の規定されたコンタクト面（２１，２２）に対してほぼ直角を成して配置されている、請求項５記載のリンクプレートチェーン。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載のリンクプレートチェーン（１）のリンクプレート（４，５）とロッカピン（１１，１２；１３，１４）とを形成する方法において、リンクプレート（４，５）のリンクプレート枠辺部（６，７，８，９）がリンクプレートチェーン（１）の運転時にほぼモーメントフリーに負荷を加えられるようにリンクプレート（４，５）とロッカピン（１１，１２；１３，１４）とを形成し、かつ組み立てることを特徴とする、リンクプレートチェーンのリンクプレートとロッカピンとを形成する方法。
8. 以下のステップ：
   ａ）１つのリンクプレート（４）のリンクプレート枠辺部（６，７，８，９）を構成する横方向枠辺部（８，９）および長手方向枠辺部（６，７）の枠辺部幅を設定するステップ；
   ｂ）１つのリンクプレート（４）の４つの全ての枠辺部（６，７，８，９）の中立面を書き込むステップ；
   ｃ）転動点（ＷＰ）を有するロッカピン（１１，１２；１３，１４）の転動領域を求めるステップ；
   ｄ）ロッカピン（１１）とリンクプレート（４，５）との間のコンタクト面（２１，２２）を位置調整するステップ；
   のうちの少なくとも１つのステップ、複数のステップまたはいずれのステップをも有する、請求項７記載の方法。
9. 請求項１から６までのいずれか１項記載のリンクプレートチェーン（１）用のリンクプレート。
10. 請求項１から６までのいずれか１項記載のリンクプレートチェーン（１）用のロッカピン。

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