JPWO2005045280A1 - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

動力伝達チェーン１は、ピンが挿通される前後挿通部１２，１３を有する複数のリンク１１と、一のリンク１１の前挿通部１２と他のリンク１１の後挿通部１３とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク１１同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数のピン１４および複数のインターピース１５とを備えている。ピン１４とインターピース１５との接触位置の軌跡が円のインボリュートとされている。インボリュートの基礎円半径が異なる２種類以上のピン１４およびインターピース１５の組が形成され、これらのピン１４およびインターピース１５の組がランダムに配列されている。

Description

この発明は、動力伝達チェーン、さらに詳しくは、自動車の無段変速機（ＣＶＴ）に好適な動力伝達チェーンおよびこれを用いた動力伝達装置に関する。

自動車用無段変速機として、図１８に示すように、固定シーブ（２ａ）および可動シーブ（２ｂ）を有しエンジン側に設けられたドライブプーリ（２）と、固定シーブ（３ｂ）および可動シーブ（３ａ）を有し駆動輪側に設けられたドリブンプーリ（３）と、両者間に架け渡された無端状動力伝達チェーン（１）とからなり、油圧アクチュエータによって可動シーブ（２ｂ）（３ａ）を固定シーブ（２ａ）（３ｂ）に対して接近・離隔させることにより、油圧でチェーン（１）をクランプし、このクランプ力によりプーリ（２）（３）とチェーン（１）との間に接触荷重を生じさせ、この接触部の摩擦力によりトルクを伝達するものが知られている。
動力伝達チェーンとしては、特許文献１（特開平８−３１２７２５号公報）に、ピンが挿通される前後挿通部を有する複数のリンクと、一のリンクの前挿通部と他のリンクの後挿通部とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、一のリンクの前挿通部に固定されかつ他のリンクの後挿通部に移動可能に嵌め入れられた第１ピンと一のリンクの前挿通部に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンクの後挿通部に固定された第２ピンとが相対的に転がり接触移動することにより、リンク同士の長さ方向の屈曲が可能とされているものが提案されている。
上記特許文献１の動力伝達チェーンは、チェーンが連続体でないことから生じる多角形振動を抑制し、これを使用する無段変速機の騒音の低減が図られているが、例えばこれが搭載される自動車の静粛性を高めて快適性を向上するには、さらなる騒音低減が好ましい。
この発明の目的は、多角形振動をより抑え、これにより、騒音の要因を除去することができる動力伝達チェーンおよび動力伝達装置を提供することにある。

この発明による動力伝達チェーンは、ピンが挿通される前後挿通部を有する複数のリンクと、一のリンクの前挿通部と他のリンクの後挿通部とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、一のリンクの前挿通部に固定されかつ他のリンクの後挿通部に移動可能に嵌め入れられた第１ピンと一のリンクの前挿通部に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンクの後挿通部に固定された第２ピンとが相対的に転がり接触移動することにより、リンク同士の長さ方向の屈曲が可能とされている動力伝達チェーンにおいて、第１ピンと第２ピンとの転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組が少なくとも２種類あり、これらのピンの組がランダムに配列されていることを特徴とするものである。
第１ピンおよび第２ピンは、例えば、いずれか一方の接触面が平坦面とされ、他方の接触面が相対的に転がり接触移動可能なように所要の曲面に形成される。この場合に、所要の曲面形状が少なくとも２種類（例えば相対的に曲率が大のものと相対的に曲率が小のもの）形成されることで、転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組を得ることができる。第１ピンおよび第２ピンは、それぞれの接触面が所要の曲面に形成されるようにしてもよい。この場合に、各ピンの接触面形状がそれぞれ少なくとも２種類（例えば相対的に曲率が大のものと相対的に曲率が小のもの）形成されることで、転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組を得ることができる。
２種類のピンの組の数は、同数またはほぼ同数であってもよいが、一方が他方の２倍程度であったり５倍程度であったりしてもよい。
第１ピンと第２ピンとの転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組を少なくとも２種類得るには、例えば、第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュートとされかつインボリュートの基礎円半径が異なる２種類以上の第１ピンおよび第２ピンの組を形成すればよい。
上記の動力伝達チェーンにおいて、ピッチが異なる２種類以上のリンクが形成されており、これらのリンクがランダムに配列されていることが好ましい。
ピッチは、前後挿通部の間隔を意味し、挿通部の形状は同一のまま前後挿通部の間隔を変えることによって、異なるピッチのリンクを得ることができる。リンク自体の大きさは、ピッチに応じて変えてもよいし、変えなくてもよい。２種類のピッチ（リンク）の数は、同数またはほぼ同数であってもよいが、一方が他方の２倍程度であったり５倍程度であったりしてもよい。また、ピンの組の数と対応するようにその数を決めてもよいし、また、ピンの組の数とは無関係にその数を決めてもよい。
チェーン直線時での第１ピンと第２ピンとの接触部を原点とし、チェーン直線方向をｘ軸、これに直交する方向をｙ軸、チェーン曲線部の第１ピンと第２ピンの接触位置におけるピン接線方向とｙ軸のなす角をγとして、円のインボリュート曲線は、基礎円の半径をＲｂとして、次の式で与えられる。
ｘ＝Ｒｂ・（ｓｉｎγ−γ・ｃｏｓγ）
ｙ＝Ｒｂ・（ｃｏｓγ＋γ・ｓｉｎγ）−Ｒｂ
ＣＶＴ用チェーンとして使用する場合、ＣＶＴ用チェーンとして使用される際のチェーン曲線部の最小半径をＲ、ＣＶＴの変速比をｒとして、次の関係が成り立っていることが好ましい。
Ｒｂ＝ｋ・Ｒ
０．２５＜ｋ＜２ｒ
すなわち、下記の式において、ｋ＝０．２５としたときのインボリュート曲線（許容下限曲線）とｋ＝２ｒとしたときのインボリュート曲線（許容上限曲線）との間にある任意のインボリュート曲線から２種類（必要に応じて３種類以上）のインボリュート曲線が選択されることが好ましい。
ｘ＝ｋ・Ｒ・（ｓｉｎγ−γ・ｃｏｓγ）
ｙ＝ｋ・Ｒ・（ｃｏｓγ＋γ・ｓｉｎγ）−ｋ・Ｒ
転がり接触移動の軌跡は、第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュートに限られるものではなく、ｋ＝０．２５としたときのインボリュート曲線（許容下限曲線）とｋ＝２ｒとしたときのインボリュート曲線（許容上限曲線）との間にある非インボリュート曲線（インボリュート類似曲線）としてもよい。
第１ピンおよび第２ピンのうちのいずれか一方は、このチェーンが無段変速機で使用される際にプーリに接触する方のピン（以下「ピン」と称す）とされ、他方は、プーリに接触しない方のピン（インターピースまたはストリップと称されており、以下では「インターピース」と称す）とされる。
リンクの前挿通部は、ピンが固定されるピン固定部およびインターピースが移動可能に嵌め入れられるインターピース可動部からなり、リンクの後挿通部は、ピンが移動可能に嵌め入れられるピン可動部およびインターピースが固定されるインターピース固定部からなるものとされる。前後挿通部は、互いに分離した前後貫通孔をリンクに形成し、前貫通孔＝前挿通部および後貫通孔＝後挿通部としてもよく、前後に長い１つの貫通孔をリンクに形成し、貫通孔の前部＝前挿通部および貫通孔の後部＝後挿通部としてもよい。
なお、この明細書において、リンクの長さ方向の一端側を前、同他端側を後としているが、この前後は便宜的なものであり、リンクの長さ方向が前後方向と常に一致することを意味するものではない。
この発明の動力伝達チェーンにおいて、転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組の数は、２つ以上であればいくらでもよい。軌跡が相違するピンの組の数を多くすると製造コストが増大し、また、効果は数に比例しないことから、軌跡が相違するピンの組の数は、５以下で十分である。軌跡が相違するピンの組が２種類であっても、これらをランダムに配列することにより、多角形振動による共振を回避することができ、これにより、チェーンに起因する騒音を大幅に低減することができる。
また、ピッチが異なるリンクの数は、２つ以上であればいくらでもよい。ピッチをランダム化することにより、ピンとプーリ間の衝撃力のエネルギーの集中を避けることができる。
ピッチを大きくすると、振幅および進入角が大きくなることにより、振動が増大する傾向があるので、ピッチが大きいものについては、基礎円の半径を大きくして、進入角を小さくすることがより好ましい。ピッチの数を多くすると製造コストが増大し、また、効果は数に比例しないことから、ピッチの数は、５以下で十分である。ピッチが２種類であっても、軌跡が相違するピンの組をランダムに配列するとともに、ピッチについてもランダムに配列することにより、多角形振動による共振を大幅に回避することができる。
上記において、異なる形状のピンの組および異なるピッチのリンクをランダムに配列するに際しては、次の４つの条件が少なくとも１つ（好ましくは２以上）満たされていることがより好ましい。
Ａ）任意の点を基準として±５％の範囲内に同種要素の配列数が現れない。
Ｂ）最大度数の配列数が、存在する最小度数の配列数の３倍以上とならない。
Ｃ）異種要素を含む同種要素連続配列数の種類が３種を超える。
Ｄ）６０°以下の配列パターンの回転対称性を持つ部分が全体の５０％を超えない。
この明細書において、「ランダム配列」とは、狭義には、上記４つの条件の少なくとも１つが満たされていることを意味するが、例えば、ａｂｂａｂｂという配列を１カ所にだけ設け、これ以外の箇所について、Ａ）が成り立っている場合もランダム配列と見なされるべきであり、「ランダム配列」には、各要素が全体にわたって周期性または規則性なく並んでいるものはもちろんのこと、全体の中のごく一部にだけ周期性または規則性を持たせたものも含まれるものとする。
動力伝達チェーンは、例えば、第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュートとされかつピッチが異なる２種類以上のリンクが形成されており、ピッチが大きいリンクにおけるインボリュートの基礎円半径がピッチが小さいリンクにおけるインボリュートの基礎円半径よりも大きくなされているものとされる。
動力伝達チェーンは、ピンが挿通される前後挿通部を有する複数のリンクと、一のリンクの前挿通部と他のリンクの後挿通部とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、一のリンクの前挿通部に固定されかつ他のリンクの後挿通部に移動可能に嵌め入れられた第１ピンと一のリンクの前挿通部に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンクの後挿通部に固定された第２ピンとが相対的に転がり接触移動することにより、リンク同士の長さ方向の屈曲が可能とされている動力伝達チェーンにおいて、第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュートとされかつインボリュートの基礎円半径／ピンの高さ＝５〜２０とされていることがある。
インボリュートの基礎円半径は、これを大きくすることにより進入角を小さくすることができ、この進入角減少の効果により、チェーンの騒音および振動を低減することができる。ピンの高さは、自動車用の無段変速機においては、４から２０ｍｍ程度であり、基礎円半径は、この５〜２０倍が好ましく、９〜１７倍がより好ましく、１１〜１５倍がさらに好ましい。第１ピンと第２ピンとは、ほぼ同じ高さであり、基準とするピンは、どちらのピンでもよいが、より厳密には、長い方のピンすなわち端面が無段変速機のプーリの円錐状シーブ面に接触する方のピンが基準とされる。第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュートとされかつインボリュートの基礎円半径／ピンの高さ＝５〜２０とされているものでは、ピンの組が１種類の場合でも、多角形振動を効果的に抑えることができ、これにより、騒音の要因を除去することができる。
インボリュートの基礎円半径／ピンの高さ＝５〜２０とされている構成は、ピンの組が２種類の動力伝達チェーンと組み合わされることにより、多角形振動を抑えることができ、騒音の要因をさらに除去することができる。
相対的に転がり接触移動するピン同士の接触位置の軌跡を円のインボリュート曲線とするには、例えば、一方のピンの接触面が、断面において半径Ｒｂの基礎円を持つインボリュート形状を有し、他方のピンの接触面が平坦面（断面形状が直線）とすればよい。
ピン同士の接触位置の軌跡は、両方のピンの接触面がともに曲面であっても円のインボリュート曲線とすることができ、例えば、第１ピンおよび第２ピンの断面形状が同一とされかつ第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュート曲線とされているようにしてもよい。この場合、ピン側の接触面の断面曲線ｇ１（ｙ）とインターピース側の接触面の断面曲線ｇ２（ｙ）のｘ方向相対距離をＬｘ＝ｆ（ｙ）（ｘ：チェーン進行方向座標、ｙ：径方向座標）としたとき、ｇ１＝−ｇ２でかつ、Ｌｘが円のインボリュート曲線とされる。
上記の動力伝達チェーンは、いずれか一方のピン（インターピース）が他方のピン（ピン）よりも短くされ、長い方のピンの端面が無段変速機のプーリの円錐状シーブ面に接触し、この接触による摩擦力により動力を伝達するものであることが好ましい。各プーリは、円錐状のシーブ面を有する固定シーブと、固定シーブのシーブ面に対向する円錐状のシーブ面を有する可動シーブとからなり、両シーブのシーブ面間にチェーンを挟持し、可動シーブを油圧アクチュエータによって移動させることにより、無段変速機のシーブ面間距離したがってチェーンの巻き掛け半径が変化し、スムーズな動きで無段の変速を行うことができる。
この発明による動力伝達装置は、円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリと、円錐面状のシーブ面を有する第２のプーリと、これら第１および第２のプーリに掛け渡される動力伝達チェーンとを備えたもので、動力伝達チェーンが上記いずれかに記載のものとされる。
この動力伝達装置は、自動車の無段変速機としての使用に好適なものとなる。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの一部を示す平面図である。
図２は、同拡大斜視図である。
図３は、同拡大側面図である。
図４は、接触面の基礎円半径を説明する図である。
図５は、ピンの運動軌跡を示す図である。
図６は、等ピッチ配列を採用したときの音圧レベルを示すグラフである。
図７は、異なる形状のピンがランダムに配列された一例を示す図である。
図８は、異なる形状のリンクがランダムに配列された一例を示す図である。
図９は、この発明による動力伝達チェーンの基礎円半径とランダム配列の一例を示す図である。
図１０は、この発明による動力伝達チェーンのピッチおよび基礎円半径とランダム配列の一例を示す図である。
図１１は、ピッチと振幅および進入角との関係を示す図である。
図１２は、基礎円半径と振幅および進入角との関係を示す図である。
図１３は、この発明による動力伝達チェーンの噛み込み前後のピンの状態を示す図である。
図１４は、この発明による動力伝達チェーンのピンの好ましい接触面形状の範囲を示す図である。
図１５は、この発明による動力伝達チェーンの異なる実施形態を示す図３に相当する図である。
図１６は、この発明による動力伝達チェーンの異なるリンク形状の実施形態を示す図である。
図１７は、動力伝達チェーンがプーリに取り付けられた状態を示す正面図である。
図１８は、この発明による動力伝達チェーンが使用される一例の無段変速機を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、図３の左を前、右を後というものとする。
図１および図２は、この発明による動力伝達チェーンの一部を示しており、動力伝達チェーン（１）は、チェーン長さ方向に所定間隔をおいて設けられた前後挿通部（１２）（１３）を有する複数のリンク（１１）と、チェーン幅方向に並ぶリンク（１１）同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数のピン（第１ピン）（１４）およびインターピース（第２ピン）（１５）とを備えている。
図３に示すように、前挿通部（１２）は、ピン（１４）（実線で示す）が固定されるピン固定部（１２ａ）およびインターピース（１５）（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め入れられるインターピース可動部（１２ｂ）からなり、後挿通部（１３）は、ピン（１４）（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め入れられるピン可動部（１３ａ）およびインターピース（１５）（実線で示す）が固定されるインターピース固定部（１３ｂ）からなる。そして、チェーン幅方向に並ぶリンク（１１）を連結するに際しては、一のリンク（１１）の前挿通部（１２）と他のリンク（１１）の後挿通部（１３）とが対応するようにリンク（１１）同士が重ねられ、ピン（１４）が一のリンク（１１）の前挿通部（１２）に固定されかつ他のリンク（１１）の後挿通部（１３）に移動可能に嵌め入れられ、インターピース（１５）が一のリンク（１１）の前挿通部（１２）に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンク（１１）の後挿通部（１３）に固定される。そして、このピン（１４）とインターピース（１５）とが相対的に転がり接触移動することにより、リンク（１１）同士の長さ方向（前後方向）の屈曲が可能とされる。
ピン（１４）を基準としたピン（１４）とインターピース（１５）との接触位置の軌跡は、円のインボリュートとされており、この実施形態では、ピン（１４）の接触面（１４ａ）が、図４に示すように、断面において半径Ｒｂ、中心Ｍの基礎円を持つインボリュート形状を有し、インターピース（１５）の接触面（１５ａ）が平坦面（断面形状が直線）とされている。これにより、各リンク（１１）がチェーン（１）の直線部分から円弧部分へまたは円弧部分から直線部分へと移行する際、前挿通部（１２）においては、インターピース（１５）がインターピース可動部（１２ｂ）内を固定状態のピン（１４）に対してその接触面（１５ａ）がピン（１４）の接触面（１４ａ）に転がり接触（厳密には若干のすべり接触を含む転がり接触（転がり滑り接触）となっている）しながら移動し、後挿通部（１３）においては、ピン（１４）が固定状態のインターピース（１５）に対してその接触面（１４ａ）がインターピース（１５）の接触面（１５ａ）に転がり接触（厳密には若干のすべり接触を含む転がり接触（転がり滑り接触）となっている）しながらピン可動部（１３ａ）内を移動する。なお、図３において、符号ＡおよびＢで示す箇所は、チェーン（１）の直線部分においてピン（１４）とインターピース（１５）とが接触している線（断面では点）であり、ＡＢ間の距離がこの明細書におけるピッチとされている。
このような動力伝達チェーン（１）では、図５に示すピンの運動軌跡に伴う多角形振動が生じる。図５において、ピン（四角印で示す）が直線部分からプーリと接触する円弧状部分に移行する噛込位置においては、プーリの接線方向とピン進入方向とが異なっており（これらの方向同士のなす角が進入角）、ピンは下降しながらプーリと接触する。プーリと接触する際のピンの下降量が初期噛込位置変化量として示されている。直線部分にあるピンも噛込位置におけるピンの下降の影響を受けて上下移動し、この上下移動量が振幅となる。このようなピンの上下移動の繰り返しにより、多角形振動が生じる。
ピン（１４）とインターピース（１５）とが相対的に転がり接触移動しかつピン（１４）を基準としたピン（１４）とインターピース（１５）との接触位置の軌跡が円のインボリュートとされていることにより、ピンおよびインターピースの接触面がともに円弧面である場合などと比べて、上記の振幅を小さくすることができる。しかしながら、この構成であっても、リンク（１１）、ピン（１４）およびインターピース（１５）を１種類とし、振動軽減対策を行わなかった場合、図６に示すように、大きな音圧レベルのピークが生じ、これが人間には騒音として感じられる。したがって、接触位置の軌跡が円のインボリュートとされているものにおいても、多角形振動のより一層の減少が望まれている。
そこで、この発明による動力伝達チェーンにおいては、すべてのリンク（１１）、ピン（１４）およびインターピース（１５）が同一形状になされているのではなく、多角形振動による共振を回避するために、図７に示すように、異なる基礎円半径Ｒ１またはＲ２を有する複数種類のピン（１４Ａ）（１４Ｂ）およびインターピース（１５Ａ）（１５Ｂ）の組が使用されており、好ましくは、さらに、図８に示すように、異なるピッチＰ１またはＰ２のリンク（１１Ａ）（１１Ｂ）が使用されている。
この発明による動力伝達チェーン（１）の第１実施形態では、従来、図９（ｃ）に示すように、すべてのリンク、ピンおよびインターピースが同じピッチＰ１で同じ基礎円半径Ｒ１を有しているのに対し、図９（ａ）に示すように、図７に示した２種類のピン（１４Ａ）（１４Ｂ）を使用し、ピッチＰ１はすべて同じとされるとともに、第１組のピン（１４Ａ）のインボリュートの基礎円半径がＲ１であれば、第２組のピン（１４Ｂ）のインボリュートの基礎円半径がＲ２、第３組のピン（１４Ｂ）のインボリュートの基礎円半径がＲ２、第４組のピン（１４Ａ）のインボリュートの基礎円半径がＲ１というように、基礎円の大きさが変更されしかも不規則な順で（ランダムに）配列されている。
また、この発明による動力伝達チェーン（１）の第２実施形態では、図９（ｂ）に示すように、３種類のピン（図示略）を使用し、ピッチＰ１はすべて同じとされるとともに、第１組のピンのインボリュートの基礎円半径がＲ１であれば、第２組のピンのインボリュートの基礎円半径がＲ２、第３組のピンのインボリュートの基礎円半径がＲ１、第４組のピンのインボリュートの基礎円半径がＲ３というように、基礎円の大きさが変更されしかも不規則な順で（ランダムに）配列されている。
基礎円の半径が異なるピン（１４Ａ）（１４Ｂ）およびインターピース（１５Ａ）（１５Ｂ）の組を２種類製作するには、例えば、リンク（１１）の形状は挿通部（１２）（１３）を含めて同一形状とし、ピン（１４Ａ）の接触面（１４ａ）を半径Ｒ１の基礎円を持つインボリュート形状に、ピン（１４Ｂ）の接触面（１４ａ）を半径Ｒ２の基礎円を持つインボリュート形状に形成し、インターピース（１５Ａ）（１５Ｂ）は、その接触面（１５ａ）が平坦面のもの１種類とすればよい。ピン（１４Ａ）（１４Ｂ）とインターピース（１５Ａ）（１５Ｂ）とはその断面形状を逆にしてもよく、ピンとインターピースとの接触位置の軌跡が円のインボリュートとなりかつピンとインターピースとが同じ断面形状を有するようにしてもよい。
この発明による動力伝達チェーンの他の実施形態では、従来、図１０（ｃ）に示すように、すべてのリンク、ピンおよびインターピースが同じピッチＰ１で同じ基礎円半径Ｒ１を有しているのに対し、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、ピッチがランダム化されており、これに対応して基礎円半径が変更されている。
この発明による動力伝達チェーン（１）の第３実施形態では、図１０（ａ）に示すように、図８に示した２種類のリンク（１１Ａ）（１１Ｂ）と図７に示した２種類のピン（１４Ａ）（１４Ｂ）およびインターピース（１５Ａ）（１５Ｂ）とを使用し、第１のリンク（１１Ａ）のピッチがＰ１であれば、第２のリンク（１１Ｂ）のピッチがＰ２、第３のリンク（１１Ｂ）のピッチがＰ２、第４のリンク（１１Ａ）のピッチがＰ１というように、ピッチの大きさが変更されしかも不規則な順で（ランダムに）配列されている。そして、ピッチがＰ１の場合には、ピン（１４Ａ）のインボリュートの基礎円半径がＲ１とされ、ピッチがＰ２の場合には、ピン（１４Ｂ）のインボリュートの基礎円半径がＲ２（ただし、Ｐ１＜Ｐ２のとき、Ｒ１＜Ｒ２）とされている。
この発明による動力伝達チェーン（１）の第４実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、３種類のリンク、ピンおよびインターピース（図示略）を使用し、第１のリンクのピッチがＰ１であれば、第２のリンクのピッチがＰ２、第３のリンクのピッチがＰ１、第４のリンクのピッチがＰ３というように、ピッチの大きさが変更されしかも不規則な順で（ランダムに）配列されている。そして、ピッチがＰ１の場合には、ピンのインボリュートの基礎円半径がＲ１とされ、ピッチがＰ２の場合には、ピンのインボリュートの基礎円半径がＲ２とされ、ピッチがＰ３の場合には、ピンのインボリュートの基礎円半径がＲ３（ただし、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３のとき、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３）とされている。
なお、ピッチと基礎円との関係については、Ｐ１＜Ｐ２のとき、Ｒ１＜Ｒ２という条件を満たす必要はなく、Ｐ１＜Ｐ２のとき、Ｒ１＞Ｒ２としても同様の効果を得ることができる。しかしながら、ピッチを大きくすると、図１１（ａ）に示すように、振幅が大きくなるとともに、図１１（ｂ）に示すように、進入角も大きくなり、振幅および進入角が大きいことにより振動が増大するというデメリットが生じる。
基礎円半径と振幅および進入角との関係については、図１２（ａ）に示すように、基礎円半径を大きくしても振幅はそれほど増加せず、また、図１２（ｂ）に示すように、基礎円半径を大きくすると、進入角を小さくすることができ、結局、基礎円半径を大きくすることにより、進入角減少に伴う振動改良効果を得ることができる。そこで、第３および第４実施形態の動力伝達チェーン（１）では、Ｐ１＜Ｐ２のときＲ１＜Ｒ２またはＰ１＜Ｐ２＜Ｐ３のときＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３とし、ピッチが大きいものについては、基礎円の半径が大きくかつ進入角が小さくなされており、これによって、ピッチ大に伴うデメリットが解消されている。なお、図１２において、回転半径大は、Ｒ＝７３．８５９であり、回転半径小は、Ｒ＝３１．６５ｍｍとされている。また、同図は、ピンの高さが６ｍｍの場合であり、この場合には、Ｒｂ＞５１ｍｍが好ましく、Ｒｂ≧７０ｍｍがより好ましいことが分かる。
インボリュートの形状は、Ｒｂ：基礎円半径、γ：角度として、ｘ＝Ｒｂ・（ｓｉｎγ−γ・ｃｏｓγ）およびｙ＝Ｒｂ・（ｃｏｓγ＋γ・ｓｉｎγ）−Ｒｂにより表され、インボリュート形状の長さＬｅ（γ）は、Ｌｅ（γ）＝∫（ｘ^２＋ｙ^２）^１／２ｄγであり、これをγ＝０からγまで積分することにより、Ｌｅ（γ）＝Ｒｂγ^２／^２が得られる。ピンの高さｈは、Ｌｅの長さに比例するとすると、ａを係数として、
ｈ＝ａ×Ｌｅ＝ａＲｂγ^２／^２
この式から、ｈはＲｂにも比例することが分かる。自動車の無段変速機で使用されるピンの高さは、ｈ＝４〜２０ｍｍ程度であり、Ｒｂ／ｈ＝５〜２０であることが好ましく、Ｒｂ／ｈ＝９〜１７がより好ましく、Ｒｂ／ｈ＝１１〜１５がさらに好ましい範囲となる。
第３および第４実施形態の動力伝達チェーン（１）を製作するには、ピン（１４Ａ）の接触面（１４ａ）を半径Ｒ１の基礎円を持つインボリュート形状に、ピン（１４Ｂ）の接触面（１４ａ）を半径Ｒ２の基礎円を持つインボリュート形状に形成し、挿通部（１２）（１３）の形状は同一のまま前後挿通部（１２）（１３）同士の間隔（したがってピッチ）が異なるリンク（１１Ａ）（１１Ｂ）を２種類製作し、これらの２種類のリンク（１１Ａ）（１１Ｂ）と２種類のピン（１４Ａ）（１４Ｂ）とを適宜組み合わせて連続させていけばよい。
上記各実施形態の動力伝達チェーン（１）によると、接触位置の軌跡をインボリュート曲線とすることにより、図１３に示すように、ピン（１４）（１５）がプーリ（２）に噛み込まれても同図に一点鎖線で示す直線Ｌの方向にチェーン（１）が引き続けられることにより、噛み込む位置と噛み込み後の移動によるチェーン（１）の多角形振動を最小限に抑えることができる。そして、第１および第２実施形態のものでは、第１ピン（１４Ａ）（１４Ｂ）と第２ピン（１５Ａ）（１５Ｂ）との接触位置の軌跡が円のインボリュートとされかつインボリュートの基礎円半径が異なる２種類の第１ピン（１４Ａ）（１４Ｂ）および第２ピン（１５Ａ）（１５Ｂ）の組が設けられるとともに、これらのピン（１４Ａ）（１４Ｂ）（１５Ａ）（１５Ｂ）の組がランダムに配列されていることにより、打音発生の周期がずれ、音のエネルギが異なる周波数帯に分散されるので、音圧レベルのピークを低減することができる。そして、第３および第４実施形態のものでは、第１ピン（１４Ａ）（１４Ｂ）と第２ピン（１５Ａ）（１５Ｂ）との接触位置の軌跡が円のインボリュートとされかつインボリュートの基礎円半径が異なる２種類の第１ピン（１４Ａ）（１４Ｂ）および第２ピン（１５Ａ）（１５Ｂ）の組が設けられているのに加えて、ピッチが異なる２種類のリンク（１１Ａ）（１１Ｂ）がランダムに配列されているので、より一層、音圧レベルのピークを低減することができる。こうして、図６における鋭いピークは、その音のエネルギが異なる周波数帯へ分散させられることで、大幅に低減され、人間が感じる騒音が減少する。
図１３において、チェーンの曲線部の中心を原点、チェーンの直線部の方向をＸ軸、これに直交する方向をＹ軸、原点とチェーン曲線部のピン転がり中心とを結ぶ線とＹ軸とのなす角をθとする。また、チェーン直線時でのピン（１４Ａ）（１４Ｂ）とインターピース（１５）との接触部を原点とし、チェーン直線方向をｘ軸、これに直交する方向をｙ軸、チェーン曲線部のピン（１４Ａ）（１４Ｂ）とインターピース（１５）の接触位置におけるピン接線方向とｙ軸のなす角をγとすると、円のインボリュート曲線は、基礎円の半径をＲｂとして、次の式で与えられる。
ｘ＝Ｒｂ・（ｓｉｎγ−γ・ｃｏｓγ）
ｙ＝Ｒｂ・（ｃｏｓγ＋γ・ｓｉｎγ）−Ｒｂ
基礎円半径Ｒｂは、例えば、ＣＶＴ用チェーンとして使用される際の最小半径とされる。
インボリュート曲線は、基礎円半径に応じて無数にあり、基礎円半径が変化しても同様の効果を維持できるので、ＲをＣＶＴ用チェーンの最小半径として、インボリュート曲線の許容範囲は、次の式で表される。
ｘ＝ｋ・Ｒ・（ｓｉｎγ−γ・ｃｏｓγ）
ｙ＝ｋ・Ｒ・（ｃｏｓγ＋γ・ｓｉｎγ）−ｋ・Ｒ
ここで、ＣＶＴ用チェーンとして使用される際のチェーン曲線部の最小半径をＲ、ＣＶＴの変速比をｒとして、ｋを次の範囲とすることが好ましい。
０．２５＜ｋ＜２ｒ
すなわち、図１４に示すように、ｋ＝０．２５としたときのインボリュート曲線（許容下限曲線）とｋ＝２ｒとしたときのインボリュート曲線（許容上限曲線）との間にある任意のインボリュート曲線から２種類（必要に応じて３種類以上）のインボリュート曲線を選択することで、騒音を低減することができる。
転がり接触移動の軌跡は、第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュートに限られるものではなく、ｋ＝０．２５としたときのインボリュート曲線（許容下限曲線）とｋ＝２ｒとしたときのインボリュート曲線（許容上限曲線）との間にある非インボリュート曲線（インボリュート類似曲線）としてもよい。
上記の動力伝達チェーンは、図１８に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図１７に示すように、インターピース（１５）がピン（１４）よりも短くされ、インターピース（１５）の端面がプーリ（２）の固定シーブ（２ａ）および可動シーブ（２ｂ）の各円錐状シーブ面（２ｃ）（２ｄ）に接触しない状態で、ピン（１４）の端面がプーリ（２）の円錐状シーブ面（２ｃ）（２ｄ）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（１４）とインターピース（１５）とは、上述のように、転がり接触移動するので、プーリ（２）のシーブ面（２ｃ）（２ｄ）に対してピン（１４）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。
なお、上記の動力伝達チェーン（１）の各実施形態の説明に際しては、図３に示したリンク（１１）、前後挿通部（１２）（１３）、ピン（１４）およびインターピース（１５）を使用するものとして説明したが、リンク（１１）、前後挿通部（１２）（１３）、ピン（１４）およびインターピース（１５）の形状は、図３に示したものに限定されるものではなく、両者が相対的に転がり接触移動し得る範囲で種々の変更が可能である。その実施形態を図１５および図１６に示す。
図１５に示す実施形態において、動力伝達チェーン（１）は、チェーン長さ方向に所定間隔をおいて設けられた前後挿通部（２２）（２３）を有する複数のリンク（２１）と、チェーン幅方向に並ぶリンク（２１）同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数のピン（第１ピン）（２４）およびインターピース（第２ピン）（２５）とを備えており、これらのリンク（２１）、ピン（２４）およびインターピース（２５）が図１および図２に示したように組み立てられたものである。前後挿通部（２２）（２３）は、対称状に設けられており、ピン（２４）およびインターピース（２５）は同じ断面形状とされて、同じ型を用いて引き抜き加工されている。
前挿通部（２２）は、ピン（２４）（実線で示す）が固定されるピン固定部（２２ａ）およびインターピース（２５）（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め入れられるインターピース可動部（２２ｂ）からなり、後挿通部（２３）は、ピン（２４）（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め入れられるピン可動部（２３ａ）およびインターピース（２５）（実線で示す）が固定されるインターピース固定部（２３ｂ）からなる。ピン（２４）とインターピース（２５）とが同じ断面形状であることから、前挿通部（２２）のピン固定部（２２ａ）と後挿通部（２３）のインターピース固定部（２３ｂ）が同じ形状（対称形状）とされ、前挿通部（２２）のピン可動部（２２ａ）と後挿通部（２３）のインターピース固定部（２３ｂ）が同じ形状（対称形状）とされている。そして、チェーン幅方向に並ぶリンク（２１）を連結するに際しては、一のリンク（２１）の前挿通部（２２）と他のリンク（２１）の後挿通部（２３）とが対応するようにリンク（２１）同士が重ねられ、ピン（２４）が一のリンク（２１）の前挿通部（２２）に固定されかつ他のリンク（２１）の後挿通部（２３）に移動可能に嵌め入れられ、インターピース（２５）が一のリンク（２１）の前挿通部（２２）に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンク（２１）の後挿通部（２３）に固定される。そして、このピン（２４）とインターピース（２５）とが相対的に転がり接触移動することにより、リンク（２１）同士の長さ方向（前後方向）の屈曲が可能とされる。
ピン（２４）のインターピース（２５）に対向する面（２４ａ）およびインターピース（２５）のピン（２４）に対向する面（２５ａ）は、いずれも曲面とされ、ピン（２４）を基準としたピン（２４）とインターピース（２５）との接触位置の軌跡が円のインボリュート曲線となるような同一断面形状とされている。すなわち、ピン（２４）の接触面（２４ａ）の断面曲線をｇ１（ｙ）、インターピース（２５）の接触面（２５ａ）の断面曲線をｇ２（ｙ）としたとき、ｇ１＝−ｇ２であり、また、ピン（２４）の接触面（２４ａ）の断面曲線とインターピース（２５）の接触面（２５ａ）の断面曲線とのｘ方向相対距離をＬｘ＝ｆ（ｙ）としたとき、Ｌｘがインボリュート曲線とされている。この結果、ピン（２４）とインターピース（２５）とは、転がり接触しながら、相対的に移動することができ、一般的なサイレントチェーンに比べて多角形振動を大幅に減少することができる。
また、上記各実施形態において、前挿通部（１２）（２２）と後挿通部（１３）（２３）とは、それぞれ独立の貫通孔とされているが、これらの挿通部（１２）（２２）（１３）（２３）を得るための貫通孔は、孔縁の応力集中を緩和するために、図１６（ａ）（ｂ）に示す形状とされてもよい。図１６（ａ）において、リンク（３１）には、前後に長い１つの貫通孔（３１ａ）が形成されており、貫通孔（３１ａ）の前部が前挿通部（３２）および貫通孔（３１ａ）の後部が後挿通部（３３）とされている。貫通孔（３１ａ）は、図３に示した前後挿通部（１２）（１３）同士を連通部（３４）によって連通させた形状とされており、図１６（ａ）に示す前後挿通部（３２）（３３）の形状は、図３に示した前後挿通部（１２）（１３）と同一形状とされている。したがって、図３に示したピン（１４）およびインターピース（１５）と組み合わせることで、上記の動力伝達チェーン（１）の各実施形態と同じ動力伝達チェーンを得ることができる。連通部（３４）の高さは、例えば、挿通部（３２）（３３）の高さの数分の１程度の高さとされてもよく、図１６（ｂ）に示すように、ピンの動きに悪影響を与えない範囲で、挿通部（３２）（３３）の高さに近い高さとされてもよい。図１６（ｂ）において、リンク（３１）には、前後に長い１つの貫通孔（３１ｂ）が形成されており、貫通孔（３１ｂ）の前部が前挿通部（３２）および貫通孔（３１ｂ）の後部が後挿通部（３３）とされている。貫通孔（３１ｂ）は、図３に示した前後挿通部（１２）（１３）同士を連通部（３５）によって連通させた形状とされており、図１６（ｂ）に示す前後挿通部（３２）（３３）の形状は、図３に示した前後挿通部（１２）（１３）と同一形状とされている。したがって、図３に示したピン（１４）およびインターピース（１５）と組み合わせることで、上記の動力伝達チェーン（１）の各実施形態と同じ動力伝達チェーンを得ることができる。

この発明による動力伝達チェーンは、多角形振動をより抑え、これにより、騒音の要因を除去することができるので、例えば、これを無段変速機などの自動車の動力伝達装置に適用した際、自動車の静粛性を高めて快適性を向上することができる。

Claims (9)

1. ピンが挿通される前後挿通部を有する複数のリンクと、一のリンクの前挿通部と他のリンクの後挿通部とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、一のリンクの前挿通部に固定されかつ他のリンクの後挿通部に移動可能に嵌め入れられた第１ピンと一のリンクの前挿通部に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンクの後挿通部に固定された第２ピンとが相対的に転がり接触移動することにより、リンク同士の長さ方向の屈曲が可能とされている動力伝達チェーンにおいて、
   第１ピンと第２ピンとの転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組が少なくとも２種類あり、これらのピンの組がランダムに配列されていることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. ピッチが異なる２種類以上のリンクが形成されており、これらのリンクがランダムに配列されていることを特徴とする請求項１の動力伝達チェーン。
3. チェーン直線時での第１ピンと第２ピンとの接触部を原点とし、チェーン直線方向をｘ軸、これに直交する方向をｙ軸、チェーン曲線部の第１ピンと第２ピンの接触位置におけるピン接線方向とｙ軸のなす角をγとして、転がり接触移動の軌跡は、次の式で与えられる基礎円半径Ｒｂの円のインボリュート曲線とされている請求項１または２の動力伝達チェーン。
   ｘ＝Ｒｂ・（ｓｉｎγ−γ・ｃｏｓγ）
   ｙ＝Ｒｂ・（ｃｏｓγ＋γ・ｓｉｎγ）−Ｒｂ
4. ＣＶＴ用チェーンとして使用される際のチェーン曲線部の最小半径をＲ、ＣＶＴの変速比をｒとして、次の関係が成り立っている請求項３の動力伝達チェーン。
   Ｒｂ＝ｋ・Ｒ
   ０．２５＜ｋ＜２ｒ
5. チェーン直線時での第１ピンと第２ピンとの接触部を原点とし、チェーン直線方向をｘ軸、これに直交する方向をｙ軸、チェーン曲線部の第１ピンと第２ピンの接触位置におけるピン接線方向とｙ軸のなす角をγ、ＣＶＴ用チェーンとして使用される際のチェーン曲線部の最小半径をＲ、ＣＶＴの変速比をｒとして、転がり接触移動の軌跡は、次の式で与えられる許容下限の円のインボリュート曲線と許容上限の円のインボリュート曲線との範囲内にある非インボリュート曲線である請求項１または２の動力伝達チェーン。
   許容下限 ｘ＝０．２５Ｒ・（ｓｉｎγ−γ・ｃｏｓγ）
   ｙ＝０．２５Ｒ・（ｃｏｓγ＋γ・ｓｉｎγ）−０．２５Ｒ
   許容上限 ｘ＝２ｒ・Ｒ・（ｓｉｎγ−γ・ｃｏｓγ）
   ｙ＝２ｒ・Ｒ・（ｃｏｓγ＋γ・ｓｉｎγ）−２ｒ・Ｒ
6. 第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュートとされ、ピッチが大きいリンクにおけるインボリュートの基礎円半径がピンチが小さいリンクにおけるインボリュートの基礎円半径よりも大きくなされていることを特徴とする請求項２の動力伝達チェーン。
7. ピンが挿通される前後挿通部を有する複数のリンクと、一のリンクの前挿通部と他のリンクの後挿通部とが対応するようにチェーン幅方向に並ぶリンク同士を長さ方向に屈曲可能に連結する複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、一のリンクの前挿通部に固定されかつ他のリンクの後挿通部に移動可能に嵌め入れられた第１ピンと一のリンクの前挿通部に移動可能に嵌め入れられかつ他のリンクの後挿通部に固定された第２ピンとが相対的に転がり接触移動することにより、リンク同士の長さ方向の屈曲が可能とされている動力伝達チェーンにおいて、第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡が円のインボリュートとされかつインボリュートの基礎円半径／ピンの高さ＝５〜２０とされていることを特徴とする動力伝達チェーン。
8. インボリュートの基礎円半径／ピンの高さ＝５〜２０とされていることを特徴とする請求項３から６までのいずれかの動力伝達チェーン。
9. 円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリと、円錐面状のシーブ面を有する第２のプーリと、これら第１および第２のプーリに掛け渡される動力伝達チェーンとを備え、動力伝達チェーンが請求項１から８までのいずれかに記載のものである動力伝達装置。

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