JP2008267578A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ピンとリンクとの固定が緩んだ場合に、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンク同士の間隔が騒音および振動を低減させる上で有利な方向に変化するようにした動力伝達チェーンおよび動力伝達装置を提供する。
【解決手段】 荷重作用時のピン14およびインターピース15の変形がピン14およびインターピース15からリンク11が抜けない方向の湾曲変形となるように、チェーン幅方向に並ぶリンクのうち少なくとも最外側のリンク11のピン固定部18およびインターピース固定部17内周面に、ピン14およびインターピース15の長手方向外方に向かって径が大きくなるテーパ部33a,36aが形成されている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、動力伝達チェーン、さらに詳しくは、自動車等の車両の無段変速機（ＣＶＴ）に好適な動力伝達チェーンおよび動力伝達装置に関する。

自動車用無段変速機として、図５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。
特開２００５−２３３２７５号公報

特許文献１の動力伝達チェーンでは、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンク同士の間隔は所定の値に設定されている。リンク間の間隔は、ピンがリンクに圧入固定されていることで、初期状態では確保されているが、リンク形状の経時的な変化や外力による弾性変形の繰り返しなどにより、圧入固定が緩む可能性があり、この場合、リンク間の隙間が増加して、騒音および振動が増大する可能性がある。

この発明の目的は、ピンとリンクとの固定が緩んだ場合に、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンク同士の間隔が騒音および振動を低減させる上で有利な方向に変化するようにした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連結する前後に並ぶ複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、第１ピンと第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おり、第１ピンおよび第２ピンのうちの一方は、一のリンクの前挿通部の前側部分に設けられたピン固定部に固定されかつ他のリンクの後挿通部の前側部分に設けられたピン可動部に移動可能に嵌め入れられ、同他方は、一のリンクの前挿通部の後側部分に設けられたピン可動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の後側部分に設けられたピン固定部に固定されている動力伝達チェーンにおいて、チェーン幅方向に並ぶリンクのうち少なくとも最外側のリンクのピン固定部内周面に、ピンの長手方向外方に向かって径が大きくなっており荷重作用時のピンの変形をピンからリンクが抜けない方向の湾曲変形とするテーパ部が形成されていることを特徴とするものである。

ピン固定部へのピンの固定は、例えば、機械的圧入によるピン固定部内縁とピン外周面との嵌合固定とされるが、これに代えて、焼き嵌めまたは冷やし嵌めによってもよい。嵌合固定は、ピン固定部の長さ方向に対して直交する部分の縁（上下の縁）で行われるのが好ましい。上下の縁において圧入固定されることにより、各ピン固定部は、上下圧入部と、上圧入部と下圧入部との間にあってピンに接触している非圧入部とを有しているものとなり、非圧入部の少なくとも一部に、テーパ面が設けられる。このテーパ面は、荷重作用時のピンの変形をピンからリンクが抜けない方向の湾曲変形とするという基準でテーパの方向が設定され、ピンの長手方向外方に向かって径が大きくなるように形成される。

テーパ部は、最外側のリンクを含むすべてのリンクに形成されてもよく、最外側のリンクおよびこれよりも内側のリンクだけというように一部のリンクに設けられてもよい。いずれにしろ、テーパ部は、２つある最外側のリンクなど対応するもの同士において、ピンの長手方向の中心に対して対称となるように形成される。

対応するリンクのピン固定部に各ピンが圧入固定されることにより、リンク間の間隔が所定の値となるようにリンクが位置決めされる。リンク形状の経時的な変化や外力による弾性変形の繰り返しなどにより圧入が緩むと、リンク間の隙間が大きくなる可能性があり、隙間が大きくなると、騒音増加の一因となる。ピンの長手方向外方に向かって径が大きくなるテーパ部がリンクに形成されていることにより、荷重を受けたときのピンの変形は、テーパ部に沿うような湾曲形状となり、この結果、リンクはピンに対してピン長手方向の中央向きの荷重を受け、圧入が緩んだときのリンクは、隣り合うリンクの隙間が小さくなるような配置となる。これにより、リンク間隙間が詰まることになり、弦振動等に対するダンピング効果が得られ、しかも、ピンからリンクが抜けることも防止される。

チェーンは、例えば、幅方向同位相の複数のリンクで構成されるリンク列を進行方向（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とともに、各リンク列に含まれるリンク枚数が異なるものとされることがある。

この発明による動力伝達チェーンでは、第１ピンおよび第２ピンの少なくとも一方がプーリと接触して摩擦力により動力伝達する。いずれか一方のピンがプーリと接触するチェーンにおいては、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（以下では、「第１ピン」または「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、「第２ピン」または「インターピース」と称す）とされる。

リンクは、例えば、ばね鋼や炭素工具鋼製とされる。リンクの材質は、ばね鋼や炭素工具鋼に限られるものではなく、軸受鋼などの他の鋼でももちろんよい。リンクは、前後挿通部がそれぞれ独立の貫通孔（柱有りリンク）とされていてもよく、前後挿通部が１つの貫通孔（柱無しリンク）とされていてもよい。ピンの材質としては、軸受鋼などの適宜な鋼が使用される。

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インボリュート曲面に形成される。また、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。

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。

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に記載のものとされる。

この動力伝達装置は、自動車等の車両の無段変速機としての使用に好適なものとなる。

この発明の動力伝達チェーンによると、チェーン幅方向に並ぶリンクのうち少なくとも最外側のリンクのピン固定部内周面に、ピンの長手方向外方に向かって径が大きくなるテーパ部が形成されているので、荷重作用時のピンの変形がピンからリンクが抜けない方向の湾曲変形となり、リンク間の隙間が詰まることになって、弦振動等に対してダンピング効果が得られ、騒音および振動低減の上で有利な変化となる。しかも、ピンからリンクが抜けることも防止される。

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、上下は、図２の上下をいうものとする。

図１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。インターピース(15)は、ピン(14)よりも短くなされ、両者は、インターピース(15)が前側に、ピン(14)が後側に配置された状態で対向させられている。

チェーン(1)は、幅方向同位相の複数のリンクで構成されるリンク列を進行方向（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、ピン(14)は、インターピース(15)に比べて前後方向の幅が広くなされており、インターピース(15)の上下縁部には、ピン(14)側にのびる突出縁部(15a)(15b)が設けられている。リンク(11)の前挿通部(12)と後挿通部(13)との間には、柱部(21)が介在させられており、リンク(11)の前挿通部(12)は、ピン(14)が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(16)およびインターピース(15)が固定されるインターピース固定部(17)からなり、後挿通部(13)は、ピン(14)が固定されるピン固定部(18)およびインターピース(15)が移動可能に嵌め合わせられるインターピース可動部(19)からなる。

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)の後挿通部(13)に固定されかつ他のリンク(11)の前挿通部(12)に移動可能に嵌め合わせられ、インターピース(15)が一のリンク(11)の後挿通部(13)に移動可能に嵌め合わせられかつ他のリンク(11)の前挿通部(12)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)およびインターピース(15)とリンク(11)のインターピース固定部(17)およびピン固定部(18)との固定は、圧入により行われており、この圧入は、ピン(14)およびインターピース(15)の上下縁部とピン固定部(18)およびインターピース固定部(17)の上下縁部との間において行われている。これにより、図２に示すように、ピン固定部(18)には、上下圧入部(31)(32)と、上圧入部(31)と下圧入部(32)との間にあってピン(14)後面に接触している非圧入部(33)とが形成され、また、リンク(11)のインターピース固定部(17)には、上下圧入部(34)(35)と、上圧入部(34)と下圧入部(35)の間にあってインターピース(15)前面に接触している非圧入部(36)とが形成されている。

所定のリンク(11)について、例えば、チェーン幅方向に並ぶリンク(11)のうち最外側のリンク(11)では、ピン固定部(18)およびインターピース固定部(17)の非圧入部(33)(36)に、ピン(14)およびインターピース(15)を湾曲しやすくするテーパ部(33a)(36a)が形成されている。この結果、所定のリンク(11)では、各圧入部(31)(32)(34)(35)において、ピン(14)およびインターピース(15)は、ピン固定部(18)およびインターピース固定部(17)の内周面と面接触し、各非圧入部(33)(36)においては、ピン(14)およびインターピース(15)は、ピン固定部(18)およびインターピース固定部(17)の内周面と線接触するようになっている。

各非圧入部(33)(36)に形成されているテーパ部(33a)(36a)は、図３に示すように、ピン(14)およびインターピース(15)の長手方向外方に向かって径が大きくなるように形成されている。したがって、リンク(11)の前側に固定されているインターピース(15)は、二点鎖線で示すように、後方に向かって凸の湾曲形状となりやすく、リンク(11)の後側に固定されているピン(14)は、二点鎖線で示すように、前方に向かって凸の湾曲形状となりやすくなっている。

リンク(11)のピン固定部(18)とインターピース可動部(19)との境界部分には、インターピース可動部(19)の上下の凹円弧状案内部(19a)(19b)にそれぞれ連なりピン固定部(18)に固定されているピン(14)を保持する上下の凸円弧状保持部(18a)(18b)が設けられている。同様に、インターピース固定部(17)とピン可動部(16)との境界部分には、ピン可動部(16)の上下の凹円弧状案内部(16a)(16b)にそれぞれ連なりインターピース固定部(17)に固定されているインターピース(15)を保持する上下の凸円弧状保持部(17a)(17b)が設けられている。

図１において、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンク(11)は、０．０１〜０．０３ｍｍ程度の隙間が隣り合うリンク(11)間に形成されるように配置されている。ピン(14)およびインターピース(15)とリンク(11)との固定が確保されている間は、幅方向に隣り合うリンク(11)間の隙間も一定に保持され、騒音特性が変化することはないが、ピン(14)およびインターピース(15)とリンク(11)との固定は、経年変化によって緩められる可能性があり、この場合に隙間が大きくなると、騒音および振動が増加することになる。これに対し、各非圧入部(33)(36)に形成されているテーパ部(33a)(36a)は、上述したように、ピン(14)およびインターピース(15)の長手方向外方に向かって径が大きくなるように形成されているので、リンク(11)の前側に固定されているインターピース(15)は、後方に向かって凸の湾曲形状に、リンク(11)の後側に固定されているピン(14)は、前方に向かって凸の湾曲形状になりやすくなっており、これにより、リンク(11)は、ピン(14)およびインターピース(15)に対してその長手方向の中央向きの荷重を受けることとなり、圧入が緩んだときのチェーン幅方向に並ぶリンク(11)は、隣り合うリンク(11)の隙間が小さくなるような配置となる。

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)の接触面が、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、前挿通部(12)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がインターピース(15)の接触面に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながらピン可動部(16)内を移動し、後挿通部(13)においては、インターピース(15)がインターピース可動部(19)内を固定状態のピン(14)に対してその接触面がピン(14)の接触面に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動する。なお、図２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間の距離がピッチである。

この動力伝達チェーン(1)は、必要な数のピン(14)およびインターピース(15)を台上に垂直状に保持した後、リンク(11)を１つずつあるいは数枚まとめて圧入していくことにより製造される。この圧入は、ピン(14)およびインターピース(15)の上下縁部とピン固定部(18)およびインターピース固定部(17)の上下縁部との間において行われており、その圧入代は０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍとされている。こうして、組み立てられたチェーン(1)には張力が付与（予張）される。

上記の動力伝達チェーン(1)では、ピンの上下移動の繰り返しにより、多角形振動が生じ、これが騒音の要因となるが、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、振動を小さくすることができ、騒音を低減することができる。また、チェーン幅方向に並ぶリンク(11)間の隙間が大きい場合に生じる振動に関し、リンク(11)はピン(14)およびインターピース(15)に対してその長手方向の中央向きの荷重を受けることによって、圧入が緩んだときのチェーン幅方向に並ぶリンク(11)は、隣り合うリンク(11)の隙間が小さくなるような配置となり、弦振動等に対してダンピング効果が得られ、急加減速時のざわつき音を低減することができる。しかも、リンク(11)がピン(14)およびインターピース(15)に対してその長手方向の中央向きの荷重を受けることによって、ピン(14)およびインターピース(15)に対してリンク(11)が抜けることもない。

上記の動力伝達チェーンは、図５に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図４に示すように、プーリ軸(2e)を有するプーリ(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)にインターピース(15)の端面が接触しない状態で、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、各可動部(16)(19)に案内されて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。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの１実施形態の一部を示す平面図である。 図２は、リンクの拡大側面図である。 図３は、この発明による動力伝達チェーンの要部を模式的に示す平面断面図である。 図４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５は、無段変速機を示す斜視図である。

符号の説明

(1) 動力伝達チェーン
(2)(3) プーリ
(2a)(3b) 固定シーブ
(2b)(3a) 可動シーブ
(2c)(2d) 円錐状シーブ面
(11) リンク
(12) 前挿通部
(13) 後挿通部
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(17) インターピース固定部
(18) ピン固定部
(33a)(36a) テーパ部

Claims (2)

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連結する前後に並ぶ複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備え、第１ピンと第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おり、第１ピンおよび第２ピンのうちの一方は、一のリンクの前挿通部の前側部分に設けられたピン固定部に固定されかつ他のリンクの後挿通部の前側部分に設けられたピン可動部に移動可能に嵌め入れられ、同他方は、一のリンクの前挿通部の後側部分に設けられたピン可動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の後側部分に設けられたピン固定部に固定されている動力伝達チェーンにおいて、
   チェーン幅方向に並ぶリンクのうち少なくとも最外側のリンクのピン固定部内周面に、ピンの長手方向外方に向かって径が大きくなっており荷重作用時のピンの変形をピンからリンクが抜けない方向の湾曲変形とするテーパ部が形成されていることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 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記載のものである動力伝達装置。

Images