JP2005009657A - コーンプーリトランスミッションのための伝動用チェーン - Google Patents

Abstract

【課題】 エネルギー効率を改善し、使用中に発生する騒音レベルを減少させることにより、及びその部品点数を削減することにより、従来の伝動用チェーンを改良することを目的とする。
【解決手段】 リンク３３を有するコーンプーリトランスミッションのための伝動用チェーンであって、リンク３３は、ピン４５によって連結され、リンク３３に関連して回転しないピン４５と、所定距離を隔てて並列するリンク組の長手方向に延在するインターピース４７とを内包し、各リンク３３内には、ピン４５とインターピース４７との各作用側面の近傍に、隣接するリンクを連結するために結合されるピン及びインターピースを移動時に許容するための充分自由な空間を有し、リンク３３の隣り合う組は、伝動用チェーンの長手方向において相互に連結され、第１のリンク内の１本のピン４５が、互い違いに配置された隣のリンク内のインターピース４７と転がり接触移動しつつ協働する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、多数のリンクを持ったコーンプーリトランスミッションのための伝動用チェーンに関する。前記リンクは、該リンクを貫通して延び且つそれぞれの軸方向の端面が前記コーンプーリの面と接触するピンと、細長い帯状とされて前記リンクを貫通して延びるインターピースとによって相互に連結され、前記ピン及びインターピースは、互いに対して回転運動する際に、それらの協働する側面に沿って接触し合う。

この種の伝動用チェーンは、ヨーロッパ特許第０３６２９６３号明細書に開示され、そこには本発明の発明者が共同発明者として記載されている。この公知の伝動用チェーンでは、各リンクは、２本のピンを有し、該ピンの端面が、２つの相対向するプーリと協働するようになっている。前記各ピンは、その長手方向の側面で、２本の帯状のインターピースと協働する。

この公知の伝動用チェーンは、それ以前の伝動用チェーンを越える重要な改良を構築しているが、未だいくつかの問題点を有している。即ち、作動中において、必然的に生じる“弦振動的運動”によって、チェーンに未だ騒音が発生する。また、エネルギー効率は、改良の余地があるし、チェーンの部品点数が多いために組立が複雑となるとともに、チェーンの重量、チェーンに作用する遠心力、及びこのチェーンのコストももちろん増加する。
欧州特許第０３６２９６３号明細書

図１及び図２を参照して、従来の伝動用チェーンの問題点を明らかにする。これらの問題は、公知のトランスミッションの特定構造及び該構造において発生する弦振動的運動（ｃｈｏｒｄａｌ ａｃｔｉｏｎ）に起因する。

図１は、コーンプーリトランスミッションと協働している公知の伝動用チェーン１の一部を示している。理解し易くするため、２つのコーンプーリのうちの一方のものについて伝動用チェーンが走行する部分に該当する円３だけが示されている。

リンク５は、そのインターピース７，７を介してピン１１の中心線９に関して対称的な力Ｆをピン１１に及ぼす。その結果、ピン１１は、その中心線９上に中心２１を向く半径方向の力を受ける。伝動用チェーンの直線部分とカーブ部分との間の搬送上にあるピン１３は、ピンの中心線が半径方向に向くことができない。ピンの中心線が半径方向を向く位置は、リンク１５が鎖線で示す位置にある時にのみ可能である。その結果、ピン１３の中心線１７は、コーンプーリの中心２１と該ピンの中心とを通る線１９に対して誤差角αを有する。

伝動用チェーンの直線部分からカーブ部分への進入の際、ピン１３は、１ピッチ即ち２つの隣り合うピンの間の距離を経るまでコーンプーリの表面に対して徐々に回転し、最初の接触の後、上述した半径位置をとる。

回転している間、ピンのヘッドとコーンプーリ表面との間の接線方向に働く力の線伝達は、勿論、プーリ間におけるピンの進入後から離脱前までの間の部分のように、ピンとコーンプーリとの間に相対的回転移動がない場合よりも小さい。

このことは、ピンが進入する時やピンが離脱する時に伝動され得る最大力は、ピンがプーリに対して固定されている時に比べて小さいということを意味する。望ましくない損失を生じさせるのは、特に進入の際におけるピンとコーンプーリとの間の相対移動である。

公知の伝動用チェーンの構造に本来的な属性としてピンの端面とコーンプーリとの間の摩擦下での移動によるエネルギー損失に加えて、“弦振動的運動（ｃｈｏｒｄａｌ ａｃｔｉｏｎ）”として知られる作用もある。これを図２において説明する。この図において、回転円３は、伝動用チェーンがコーンプーリと接触している線に沿う線を表わし、一点鎖線によって示されている。伝動用チェーンのピンは、黒点によって簡略的に示されている。ピン間の連結線は、リンクを表わす。

ピンがコーンプーリと接触し始める瞬間における伝動用チェーンの位置は点線によって示され、一方、実線は、リンクが最も高い位置にある伝動用チェーンを示している（点線と実線とは、平行に描かれているが、これは仮想的な事象であり、単に理解しやすくするためのものであって現実の事象に対応していないことに注意すべきである。）。

位置２３においてピン１３とコーンプーリとの間で最初の接触が生じると仮定する。移動につれて前記ピンは上昇させられ、最も高い地点２５を通過させられる。これによってその左側の伝動用チェーンの直線部分を持ち上げ、地点２７に進む。ピンが地点２７に到達すると、伝動用チェーンの直線部分は、次のピンが位置２３でコーンプーリと接触するまで再び下降する。

次にピンにより、伝動用チェーンの直線部分がもう一度、距離Δ分、上昇し下降する。この動作がくり返される結果、直線部分は、従来の伝動用チェーンに共通の欠点であった連続的な振動及び騒音の発生を招来する。更に、地点２３においてピンの移動は、方向（直線的移動から突然円弧的移動へ）転換する。

このことは、更に騒音を発生する突入衝撃を誘発する。最終的には、このような移動パターンの結果として、その長手方向における伝動用チェーンの速度が、一定にならず、騒音の発生をも当然に伴って前記長手方向の振動を発生させる。

これらの全ての影響が総合されて、従来のコーンプーリトランスミッションの駆動時に好ましくない不快な騒音を発生させるのである。ピッチを短縮することによって（本発明によるチェーンでは可能である。）、これらの全ての影響は、全体として小さくなり、騒音の発生は減少する。

本発明に係る新規な伝動用チェーンにおいては、ピンとコーンプーリとの間の最初の接触が少なくとも最も高い地点２５の近傍で生じるため、前記弦振動的運動を消滅させ又は少なくとも減少させることによって、騒音の発生は減少するだろう。

これらの悪影響の根源を除去することは、勿論、従来のチェーンに生じる振動の振幅又は周波数を制限しようとする単なる試み以上の効果を有する。

本発明は、効率を改善し、使用中に発生する騒音レベルを減少させることにより、またその部品点数を削減することにより、前記公知の伝動用チェーンを改良することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、各リンクは、該リンクに対して回転しないピンと、そこからリンクの長手方向に所定距離で並列するインターピースとを収容し、各ピンの作用側面が、対向するインターピースの作用側面に向けられ、各リンク内には、該リンクに対して回転しない前記ピン又はインターピースの各作用側面に隣り合って、隣接するリンクに対し回転しないピン及びインターピースの移動を許容するための充分自由な空間を有し、隣り合うリンクの組は、１のリンク内の１本のピンが、互い違いに配置された隣のリンク内のインターピースと転がり接触移動により協働することによって、伝動用チェーンの長手方向において相互に連結されていることを特徴とする。

従来技術と対比して本発明に係る伝動用チェーンでは、ピンがコーンプーリの表面に接触する際に、ピンは、コーンプーリの表面に対して回転しないかかなり減少する。その結果、摩擦損失は少なくなり、従って効率は良くなり、与えられた寸法でチェーンによって伝達され得るトルクが上昇する。

本発明に係る伝動用チェーンでは、ピン及びインターピースがコーンプーリに進入する際に、ピン及びインターピースの協働する側面の間の相互運動が、コーンプーリに対するピンの位置を補正するので、前記プーリに対するピンの回転しながらの接触が無く、摩擦損失が防止される。

リンク内の２本のピン間の距離は、短縮され、こうして前記チェーンのピッチを短くし、これに伴い弦振動的運動を減少させる。このような弦振動的運動が殆ど無い位置で、ピンがプーリ間に進入する。

実際に作動している状態での実機試験では、騒音を発生させず、しかも全体的な音のレベル及びスペクトルの結果は、気にならない性質のものとして感じられるものである。また、チェーンは、組立るための部品点数が少なくなるので安価となり、かなり軽量化することができ、遠心力を削減することもできる。

ピン及びインターピースの各々の近傍の前記自由な空間の少なくとも上部及び下部の境界が、協働する各ピン及びインターピースによって画定される通路の包囲壁と一致することが好ましい。

好ましい実施態様では、ピンの作用側面が、湾曲面とされ、インターピースの作用側面が平面とさる。

ピンの作用側面の断面が、実質的に該作用側面の内側縁部近傍に基礎円を持つインボリュートであることが望ましい。

前記ピンとインターピースとが、各リンクに圧入により結合されていることが好ましい。

前記ピンとインターピースとは、それらの長手方向移動を阻止するため、ピン及びインターピースの各端部に突起が備えられていることが好ましい。

以下、本発明の実施態様につき添付図面を参照しつつ説明する。図３は、本発明に係る伝動用チェーン３１の実施態様の３組のリンクを示す平面図であり、図４は、その側面図である。

３組のリンクは、異なるハッチングで示されている。それぞれのリンク３３には、第１及び第２の孔３５，３７が形成されているが、勿論、これらの孔は、１つの孔に結合することも可能である。第１のリンク組３９の第１の孔３５は、第２のリンク組４３の第２の孔４１とは同一直線上に位置している。

前記リンク組は、ピン４５及びインターピース４７によってチェーンの長手方向に互いに接続されている。前記各々の孔にピン４５とインターピース４７とが通っている。各ピン４５とインターピース４７とは、接触面４９，５１を有し、該面上を各ピン４５とインターピース４７とが互いに対して転がり運動する。

各ピン４５は、リンク３３の第１の孔３５の周壁に（部分的に囲まれるようにして接して）それぞれのリンク３３に結合され、各々のインターピース４７は、第２の孔４１の周壁に（部分的に囲まれるように接して）それぞれのリンク５３に結合されている。前記ピン及びインターピースは、圧入によってリンクに連結されていることが好ましい。

前記リンクをピン及びインターピースにしっかりと連結するための他の可能な又は付加的は方法は、図３に湾曲した中心線５５，５７で明示されているように、ピン及びインターピースを組立前に少し湾曲させておくことである。組立後、ピン及びインターピースは、リンクの孔内で部分的に囲まれ、弾性的に変形して直線状態となる。これにより、ピン及びインターピースは、特に最外側のリンクに対し接触面に垂直な力を付与し、位置ずれが防止される。

また、インターピース上に小さな突起を設けておくことができ、これにより最も外側のリンクが外側へ移動するのを防ぐことができる。この突起は、製造工程中に形成されるバリ５９又は僅かな出っ張り６０であってもよい。

伝動用チェーン３１のインターピース４７は、ピン４５よりも僅かに短いため、図５に示すようにピン４５だけがコーンプーリの間で挟まれる。ピン４５は、その端面６１，６３がコーンプーリの表面６５及び６７と接触している。これらの端面は、凸面形状を有し、伝動用チェーンの引っ張り力をコーンプーリに伝達するためにコーンプーリとの摩擦係合により協働する摩擦面を公知の形態で備える。

リンク内の孔の形状は、図６に示されている。第１の孔３５の周壁の一部分６９は、ピン４５の輪郭に極く近似するか、或いは、ほんの僅か小さい。孔３５の周壁の残りの部分７１は、ピン４５と協働するインターピース７３がこのピンに対して自由に動くことができるようになっていなければならず、このことは、インターピース４７の通路を構成する包囲壁の少なくとも殆どの部分、即ち、このインターピース上の様々な位置での前記包囲壁においても同様でなければならないこと意味し、そこでは、インターピース４７は、ピン４５上で転がり運動する。

第２の孔３７の形状は、前記と類似の形態によって画定される。ここでは、その周壁の一部分７３は、インターピース７５に密に嵌合するか、望ましくは圧入のために、インターピース７５の輪郭よりもほんの僅かだけ小さい形状とされており、前記周壁の残りの部分７７は、ピン７９がインターピース７５上で転がり運動するときに、そのピン７９の通路を構成する包囲壁の殆ど（即ち、ピン上の様々な位置）において相互に一致する。勿論、この部分７７は、この包囲壁より大きくすることもでき、本質は、インターピースに対してピンが自由に移動することである。

図７は、プーリに進入する位置にある伝動用チェーン３１の一部を示している。ピンとインターピースとの間の接線（図上、紙面に垂直方向に延び、点として表わされている。）が、図の左側に符号８１で示され、右側に符号８２で示され、進入が進むにつれてその位置が変化する。伝動用チェーン内の引っ張り力Ｋは、この接線の位置で１つのリンクから他のリンクへ伝達されるので、偶力Ｋ・ｘが、進入してくるリンク８３上で発生する。進入の際、このリンク８３に結合されたピン８５は、未だコーンプーリに接触しておらず、その結果リンク８３は、リンク８３に結合されたインターピース８７と、この時コーンプーリに接触すしている上流側のリンク９１のピン８９との接線８２回りに自由に回転することができる。

進入に差しかかっているリンク８３上で作用している偶力Ｋ・ｘは、該リンクを少しだけ回転させることによって、ピン８５は上昇動させられるだろう。即ち、コーンプーリトランスミッションの２軸を通る平面（図８のＰ）からピン８５までの距離が大きくなるだろう。インターピースは、ピンよりも少し短いため（図５参照）、インターピースの端面８４，８６は、プーリと接触せず、リンクは自由に回転することができる。

ピン８５が上方へ移動される距離は、ピン８９の接触面９３とインターピース８７の接触面９５との形状に依存する。ピンが充分に上方へ上昇動されると、前述した弦振動的運動は、消滅するだろう。このことは、図８に示されている。ここで、ピンとコーンプーリとが最初に接触した瞬間におけるピンとプーリとの接触位置９７は、コーンプーリの２軸を通り且つ一方のトランスミッションチェーンの進入してくる直線部分に実質平行な仮想平面Ｐと接触点９７との間の距離Ｄの位置で生じ、距離Ｄは、コーンプーリ上の伝動用チェーンの走行半径Ｒ（図５参照）と殆ど等しい。従って、前記ピンは、最も高い地点（距離Ｄが走行半径Ｒに等しい地点）或いはその近傍でプーリと接触する結果、最良の条件下で弦振動的運動は全く無くなるだろう。ピンとインターピースとの間の接線９９は、最良の条件下で常に一線Ｌ上にあるだろう。

前記弦振動的運動が完全に又は殆ど完全に消滅している上述した状態は、インターピース８７の接触面９５の断面が直線であり、ピン８９の接触面９３の断面がほぼインボリュートである場合に好適である。これは、図９に拡大して示されている。

図９は、２つのプーリ間の伝動用チェーンの直線部分にあるようなピン１０１の位置を示している。このピン１０１は、接触線Ｂ（図上紙面に垂直方向に延び、点として表わされる。）でインターピース（図示せず）と接している。ピン１０１は、該ピンが前記インターピースと協働する接触面１０３を有する。接触面１０３の部分１０５は、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する。前記部分１０５は、線Ｂから線Ａにまで至る。線Ｂから線Ｃに至る接触面１０３の部分１０７は、断面において半径Ｒｗ の略円柱面形状を有している。接触面１０３の部分１０５だけが、進入中のピンとコーンプーリとの間の接触中に前記インターピースと協働する。この接触面の部分１０５は、また、リンクを昇降及び回転させ、その結果、弦振動的運動が減少又は削減される。

勿論、本発明は上述の実施態様に限定されるものではない。インターピースは、湾曲した接触面とすることもできるし、ピンをインボリュート形状から外れた接触面とすることもできる。しかしながら、互いに対する転がり運動は、好ましくは、前記したような平面及びインボリュート面の場合と同様であるべきである。接触面が円柱面の一部の形状を有していれば、振動が発生することがあるが、ピンは自由にその位置を調整することができる。

図示されたリンクの実施形態においては、２つの孔を有するがこれらは１つの孔として結合され得る。この場合には、その中心部分の壁部が無いため、リンクは幾分弱くなるが、加工容易性の点で有利である。

ピンと協働するインターピースは、リンク自身に形成されリンクの孔に向かって延びる類似形状の突起物によって置き換えられ得るが、この場合は、より大きな負荷がピン上に発生するので、リンクは、極めて慎重に製作されなければならず、チェーンの伝達力は小さくなる。

コーンプーリと協働している従来の伝動用チェーンの一部を示す側面図である。 公知のチェーンがプーリ間に進入する時に発生する弦振動的運動を幾何学的に示す説明図である。 本発明に係る伝動用チェーンの一態様例の一部を示す平面図である。 図３の伝動用チェーンの側面図である。 コーンプーリ及びこれに巻回された図３の伝動用チェーンの断面図である。 ピンとインターピースとが互いに転がり運動するときのピンとインターピースとの間の種々の位置を部分的に示す側面図である。 コーンプーリ間に進入する時のピン及びインターピースの一部を示す側面図である。 ピン及びインターピースがコーンプーリ間に進入する際の、多数のリンク、ピン及びインターピースの位置を部分的に示す側面図である。 本発明に係る伝動用チェーンのピンを示す断面図である。

符号の説明

３１ 伝動用チェーン
３３ リンク
４３，５３ リンク
４５ ピン
４７ インターピース
４９ 作用側面（接触面）
５１ 作用側面（接触面）

Claims (6)

1. 多数のリンクを有するコーンプーリトランスミッションのための伝動用チェーンであって、前記多数のリンクは、これらのリンクを貫通して延び且つ各軸方向端面が前記コーンプーリの面と接触するピンと、前記リンクを貫通して延びる細長い帯状のインターピースとによって相互に連結され、これらピン及びインターピースは、互いに対して転がり運動する際にその協働する側面に沿って互いに作用し合い、前記各リンクは、該リンクに対して回転しないピンと、そこからリンクの長手方向に所定距離で並列するインターピースとを収容し、各ピンの作用側面が、対向するインターピースの作用側面に向けられ、各リンク内には、該リンクに対して回転しない前記ピン又はインターピースの各作用側面に隣り合って、隣接するリンクに対し回転しないピン及びインターピースの移動を許容するための充分自由な空間を有し、隣り合うリンクの組は、１のリンク内の１本のピンが、互い違いに配置された隣のリンク内のインターピースと転がり接触移動により協働することによって、伝動用チェーンの長手方向において相互に連結されていることを特徴とする伝動用チェーン。
2. ピン及びインターピースの各々に隣り合う前記自由な空間の少なくとも上部及び下部の境界が、協働する各ピン及びインターピースによって画かれる移動経路の包絡線と一致することを特徴とする請求項１に記載の伝動用チェーン。
3. ピンの作用側面が、湾曲面とされ、インターピースの作用側面が平面であることを特徴とする請求項１に記載の伝動用チェーン。
4. ピンの作用側面の断面が、実質的に該作用側面の内側縁部近傍に基礎円を持つインボリュートであることを特徴とする請求項１に記載の伝動用チェーン。
5. 前記ピンとインターピースとが、各リンクに圧入により結合されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動用チェーン。
6. 前記ピン及びインターピースの各端部には、長手方向の移動を阻止するため、突起が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の伝動用チェーン。

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