JP2008208980A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンがリンクの固定されている部分から抜け出すことを防止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。
【解決手段】動力伝達チェーン1は、前後挿通部12,13を有する複数のリンク11と、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およびインターピース15のうち少なくともピン14の転がり接触する面14aと反対の面14bに、横断面弓型形状の凹部20がピン14の長さ方向にのびて形成されており、この凹部20に対応する凸部21が後挿通部13に形成されている。
【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。

自動車用無断変速機として、図６に示すように、円錐面状のシーブ面を有する固定シーブ(2a)および円錐面状のシーブ面を有する可動シーブ(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)をクランプして接触させ、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、円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリおよび円錐面状のシーブ面を有する第２のプーリの間に掛け渡されて用いられるものが提案されている。
特開２００５―２３３２７５号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、チェーン回転時にピンとインターピースが転がり接触して、転がり接触面（他方のピンに接触する面）にかかる荷重点が移動することにより、ピンにリンクの固定されている部分から抜け出す方向（時計回りあるいは反時計回り）のモーメント力が働く。

この発明は、ピンがリンクの固定されている部分から抜け出すことを防止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ピンのうち一方は、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、同他方は、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ている動力伝達チェーンにおいて、固定は、各ピンの凸円弧状上下縁部が対応する挿通部の凹円弧状部分に圧入されることにより行われており、第１ピンおよび第２ピンの少なくとも一方のピンの転がり接触する面と反対の面に、横断面弓型形状の凹部がピンの長さ方向にのびて形成されており、この凹部に対応する凸部が各挿通部に形成されていることを特徴とするものである。

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、このチェーンが無断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。

第１ピンおよび第２ピンの各ピンは、他方のピンに接触する面（以下、「転がり接触面」という）とこれの反対側であってリンクの前後挿通部内縁に接触する面（以下、「背面」という）とを有している。

凹部および凸部の断面形状は、例えば、円弧状とされ、好ましくは、上下円弧部およびこの間に介在する直線部からなるものとされる。直線部は、チェーン進行方向と直交する平面に対してピンの所定の角度（迎え角）を決める基準面として使用することができる。

弓型形状の凹部は、第１ピンおよび第２ピンの両方に設けられてもよく、いずれか一方に設けられてもよい。好ましくは、第１ピンおよび第２ピンの一方は、他方のピンよりも幅が広くかつプーリと接触して摩擦力により動力伝達するものとされ、プーリと接触しない方のピンの転がり接触面が平坦面、プーリと接触する方のピンの転がり接触面がインボリュート曲面に形成され、凹部は、プーリと接触するほうのピンにだけ設けられる。インボリュート曲線を有するほうのピンは、相対的に大きな回転モーメントを受けることになり、幅が広くかつ回転モーメントを受けやすい方のピンにだけ凹部を求めることで、耐久性などに影響を及ぼすことなく、ピンが回転しやすいという問題を解消することができる。

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（柱有りのリンク）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。

チェーンが回転すると、ピンとインターピースとが転がり接触するのに伴い、ピンの転がり接触面を荷重点が上下に移動し、ピンに時計回りあるいは反時計回りのモーメント力が加わる。すると、ピンが回転してリンクのピンを固定している部分からピンが抜け出すことがあるが、ピンの弓型形状の凹部とこれに対応する挿通部の凸部とが形成されていると、ピンの凹部の上下円弧部が挿通部の凸部に当たり、ピンの回転が防止される。

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、無断変速機のシーブ面間距離に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、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、自動車などの車両の無段変速機（ＣＶＴ）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および動力伝達装置によると、横断面弓型形状の凹部がピンの長さ方向にのびて形成されており、この凹部に対応する凸部が各挿通部に形成されているので、ピンが回転しようとしても、ピンの凹部の上下円弧部が挿通部の凸部に当たってピンの回転を防止し、リンクのピンを固定している部分からピンが抜け出ることを防止することができる。また、ピンの回転が防止されるので、リンクとピンとのフレッティングを防止することができ、ピンの寿命を向上させることができる。

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２の右を前、左を後というものとする。

図１および図２は、この発明の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、ピン(14)(15)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)同士を連結する前後に並ぶ複数の第１ピン（ピン）(14)および複数の第２ピン（インターピース）(15)とを備え、第１ピン(14)と第２ピン(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)同士の長さ方向の屈曲が可能とされている。インターピース(15)は、ピン(14)よりも短くなされ、両者(14)(15)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(11)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(11)枚数が９枚のリンク列とリンク(11)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してされている。

図３に示すように、リンク(11)の前挿通部(12)は、ピン(14)が移動可能に嵌め合わされるピン可動部(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。

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。

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)側に延びる上下突出縁部(15a)(15b)が設けられており、インターピース(15)の接触面（転がり接触面）(15c)およびその反対の面（背面）(15d)は平坦面（断面形状が直線）とされている。

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（転がり接触面）(14a)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ている。

図３および図４に示すように、ピン(14)のリンク(11)と接触する面（背面）(14b)には、横断面弓型形状の凹部(20)が形成されている。この凹部(20)に対応する凸部(21)が、リンク(11)の後挿通部(13)に形成されている。凹部(20)および凸部(21)は、上下円弧部(22) (23)およびこの間に介在する直線部(24)より形成されている。直線部(24)は、チェーン(1)進行方向と直交する平面に対してピン(14)の所定の迎え角を決める基準面として使用されている。

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。このように、ピン(14)およびインターピース(15)の固定は、例えば、機械的圧入により嵌合固定されるが、これに変えて、焼き嵌めまたは冷やし嵌めによってもよい。嵌合固定の後、予張力付与工程において予張力が付与されることにより、リンク(11)のピン固定部(18)に均等にかつ適正な残留圧縮応力が付与される。

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されかつ他のリンク(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。

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、ピン(14)とインターピース(15)とは、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)の上下の凹円弧状案内部(16a)(16b)およびインターピース可動部(19)の上下の凹円弧状案内部(19a)(19b)にそれぞれ案内されて移動する。これにより、その荷重点がＡおよびＢで示す位置から上方（チェーンの外径側）のＡ’およびＢ’に移動し、ピン(14)とインターピース(15)とは、二点鎖線で示す位置へそれらの上縁部（チェーン外径側縁部）同士が接近するようにその相対位置を変更する。この変更に伴ってモーメント力Ｆがピン(14)に加わり、ピン(14)が反時計回りに回転しようとするが、ピン(14)の凹部(20)の上円弧部(22)が後挿通部(13)の凸部(21)に当たりピン(14)の回転が防止される。また、ピン(14)の荷重点がＡ’およびＢ’で示す位置からＡおよびＢの位置に移動し、ピン(14)とインターピース(15)とが、実線で示す位置へそれらの下縁部（チェーン内径側縁部）同士が接近するようにその相対位置を変更すると、この変更に伴なってモーメント力Ｆ’がピン(14)に加わり、ピン(14)が時計回りに回転しようとするが、上記と同様に、ピン(14)の凹部(20)の下円弧部(23)が後挿通部(13)の凸部(21)に当たりピン(14)の回転が防止される。このように、ピン(14)の回転が防止されることによって、リンクのピンを固定している部分からピンが抜け出ることを防止することができる。さらに、ピンの回転が防止されるので、ピン(14)とリンク(11)とのフレッティングが防止され、ピン(14)の寿命を向上させることができる。

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間の距離がピッチである。

上記の動力伝達チェーン(1)では、ピン(14)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(14)およびインターピース(15)の接触面(14a)(15c)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。

上記の動力伝達チェーン(1)は、図６に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図５に示すように、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、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。

上記のチェーン式動力伝達チェーン(1)では、ピン(14)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インボリュートとされていることにより、ピン(14)およびインターピース(15)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。

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、同拡大斜視図である。 図３は、リンクおよびピンの拡大側面図である。 図４は、この発明であるピンの特徴部分を説明するための拡大模式図である。 図５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６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）
(14a) 転がり接触面
(14b) 背面
(15) インターピース（第２ピン）
(16) ピン可動部
(17) インターピース固定部（ピン固定部）
(18) ピン固定部
(19) インターピース可動部（ピン可動部）
(20) 凹部
(21) 凸部
(22) 上円弧部
(23) 下円弧部
(24) 直線部

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ピンのうち一方は、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、同他方は、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ている動力伝達チェーンにおいて、固定は、各ピンの凸円弧状上下縁部が対応する挿通部の凹円弧状部分に圧入されることにより行われており、第１ピンおよび第２ピンの少なくとも一方のピンの転がり接触する面と反対の面に、横断面弓型形状の凹部がピンの長さ方向にのびて形成されており、この凹部に対応する凸部が各挿通部に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の動力伝達装置。

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