JP2005214345A - 動力伝達チェーンおよびその製造方法ならびに動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達チェーンの複数のリンクが互いに摩擦接触して伝動効率が低下することを防止する。
【解決手段】チェーン１は、複数列に並べられた板状のリンク２と、対応するリンク２を相互に連結するための伝動ピン３と、伝動ピン３よりも若干短いストリップ４とを備えている。伝動ピン３およびストリップ４は、各リンク２の一対のリンク端５，６の貫通孔７に圧入嵌合される場合と遊嵌される場合がある。チェーン幅方向Ｗに関して、隣接するリンク２間に隙間Ｓが設けられている。これにより、チェーン１の駆動時に、隣接するリンク２が相互に摩擦接触することを防止している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、動力伝達チェーンおよびその製造方法ならびに動力伝達装置に関する。

自動車の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）等の動力伝達装置に用いられる無端状の動力伝達チェーンとして、チェーン進行方向に複数並べられた板状のリンクと、リンクの両端にそれぞれ形成された貫通孔に挿通されて対応するリンクを相互に連結する伝動ピンと、上記貫通孔にそれぞれ挿通されて対応する伝動ピンに転がり接触可能なストリップとを備えるものがある（例えば、特許文献１〜４参照）。
特願２００３−３７９３５１号明細書。 特願２００３−３７９８８２号明細書。 特願２００３−３５４６７８号明細書。 特開平８−３１２７２５号公報。

上記リンクは、チェーン幅方向に積層配置されており、積層された複数のリンクの貫通孔に伝動ピンが圧入されている。チェーン幅方向に隣接するリンクは圧入の際に互いに押圧され、比較的強く押圧接触している。その結果、動力伝達チェーンが曲がる際、すなわちリンクがピンを中心に回動してチェーン幅方向に隣接するリンクと相対摺動する際、摩擦抵抗による駆動ロスが生じて伝動効率の低下を招いていた。

本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、伝達効率を向上することのできる動力伝達チェーンおよびその製造方法ならびに動力伝達装置を提供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、チェーン進行方向に並ぶ一対のリンク端および各リンク端に形成された貫通孔を有する複数のリンクを相互に連結してなる動力伝達チェーンにおいて、対応するリンクの一方のリンク端の貫通孔に圧入嵌合されると共に対応するリンクの他方のリンク端の貫通孔に遊嵌されて対応するリンクを相互に連結するピンと、上記一方のリンク端の貫通孔に遊嵌されると共に上記他方のリンク端の貫通孔に圧入嵌合され、チェーン進行方向に隣接する対応するピンに接触可能なストリップとを備え、チェーン幅方向に隣接するリンク間に隙間が設けられることを特徴とする動力伝達チェーンを提供するものである。

本発明によれば、チェーン幅方向に隣接するリンク同士が接触して摩擦抵抗が生じることを防止できるので、駆動ロスを十分に低減して伝動効率を格段に向上させることができる。
また、本発明において、チェーン幅方向に隣接するリンク間に合成樹脂部材が介在する場合がある。この場合、チェーン幅方向に隣接するリンク同士が直接接触することを確実に防止でき、伝動効率をより確実に向上することができる。

また、本発明は、相対向する一対の円錐面状のシーブ面をそれぞれ有する第１および第２のプーリと、これらのプーリ間に巻き掛けられ、シーブ面に接触して動力を伝達する上記動力伝達チェーンとを備えることを特徴とする動力伝達装置を提供する。
本発明によれば、伝動効率に優れた動力伝達装置を実現できる。また、例えばチェーン幅方向に隣接するリンク間に隙間が設けられた場合、ピンがチェーン幅方向に移動することができる。これにより、仮に第１のプーリと第２のプーリの相対位置がずれてミスアライメントを生じても、ピンがチェーン幅方向に移動（スキュー）してこのミスアライメントを許容することができる。その結果、ピンが対応するシーブ面に角当たりする等して両者が異常磨耗することを防止でき、寿命を格段に向上できる。

また、本発明は、上記動力伝達チェーンの製造方法であって、互いの間に間隔規制部材を介在させて積層され、対応する貫通孔へのピンおよびストリップの挿入により相互に連結された複数のリンクを得るステップと、間隔規制部材を除去するステップとを含むことを特徴とする動力伝達チェーンの製造方法を提供する。
本発明によれば、圧入作業後に間隔規制部材を除去するのみで、隙間を容易に形成することができる。また、間隔規制部材の厚さを調整することで、上記隙間の値を容易に調整することができる。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の動力伝達チェーンの一実施の形態に係るチェーン式無段変速機用の動力伝達チェーン（以下では、単にチェーンという）の要部の構成を模式的に示す斜視図である。図１を参照して、チェーン１は、複数列に並べられた板状のリンク２と、対応するリンク２を相互に連結するための伝動ピン３と、伝動ピン３よりも若干短いストリップ４とを備える。

図２は、図１に示すチェーン１の要部の断面図であり、チェーン進行方向Ｘの位置がそれぞれ同じである３組のリンク２を示している。具体的には、第１の組５１、第２の組５２および第３の組５３である。図３は、チェーン１のリンク２、伝動ピン３およびストリップ４の断面図である。
図２および図３に示すように、各リンク２は、チェーン進行方向Ｘに並ぶ一対のリンク端５，６を含み、リンク端５，６にはそれぞれ貫通孔７が形成されている。

第１の組５１のリンク２のリンク端５の貫通孔７と第２の組５２のリンク２のリンク端６の貫通孔７とは、チェーン幅方向Ｗに並び、これらの貫通孔７を挿通する伝動ピン３によって、第１および第２の組５１，５２のリンク２が相互に連結されている。
伝動ピン３は、リンク２の貫通孔７に圧入嵌合されてリンク２に対する相対回転が規制されている場合と、微小な隙間を設けて貫通孔７に遊嵌されてリンク２に対する相対回転が許容されている場合がある。伝動ピン３は、例えば第１の組５１の各リンク２のリンク端５の貫通孔７に圧入嵌合されて、第１の組５１の各リンク２に対する相対回転が規制されると共に、第２の組５２の各リンク２のリンク端６の貫通孔７に遊嵌されて、第２の組５２の各リンク２に対する相対回転が許容されている。

同様に、第２の組５２のリンク２のリンク端５の貫通孔７は、第３の組５３のリンク２のリンク端６の貫通孔７とチェーン幅方向Ｗに並び、これらの貫通孔７を挿通する伝動ピン３によって、第２および第３の組５２，５３のリンク２が相互に連結されている。すなわち、伝動ピン３は、第２の組５２の各リンク２のリンク端５の貫通孔７に圧入嵌合されると共に、第３の組５３の各リンク２のリンク端６の貫通孔７に遊嵌されている。

図示していないが、次には第３および第４の組のリンク２が相互に連結され、このようにして、順次にリンク２が２組ずつ連結されて、チェーン１全体として無端状をなす。
伝動ピン３の両端は、チェーン幅方向Ｗの両端に配置されるリンク２からチェーン幅方向Ｗに突出しており、伝動ピン３の両端面には、シーブ面接触用の動力伝達面８，９が設けられている。伝動ピン３はその動力伝達面８，９によって直接動力伝達に寄与するため、例えば軸受用鋼（例えばＳＵＪ２）等の高強度材料で形成されている。

一方、ストリップ４は、シーブ面と接触しないように伝動ピン３よりも若干短く形成された棒状体である。ストリップ４は、貫通孔７に圧入嵌合されてリンク２に対する相対回転が規制されている場合と、微小な隙間を設けて貫通孔７に遊嵌されてリンク２に対する相対回転が許容されている場合がある。
ストリップ４は、例えば第１の組５１の各リンク２のリンク端５の貫通孔７に遊嵌されて、第１の組５１の各リンク２に対する相対回転が許容されると共に、第２の組５２の各リンク２のリンク端６の貫通孔７に圧入嵌合されて、第２の組５２の各リンク２に対する相対回転が規制されている。

上記の構成により、ストリップ４は、チェーン進行方向Ｘに隣接する対応する伝動ピン３と接触（転がり摺動接触：転がり接触およびすべり接触の少なくとも一方を含む接触）できるようになっている。これにより、プーリのシーブ面に対して伝動ピン３が殆ど回転しないようにし、摩擦損失を低減して高い伝動効率を確保するようになっている。
図４は、図２のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図４を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、チェーン幅方向Ｗに関して、隣接するリンク２間に隙間Ｓが設けられることにより、隣接するリンク２が相互に摩擦接触することを防止して、チェーン１の駆動に起因する伝動効率の低下を防止している点にある。

具体的には、チェーン幅方向Ｗに関して、隣接するリンク２の相対向する一側面がそれぞれ一対の対向面１０を含んでおり、この対向面１０間に隙間Ｓが設けられている。これにより、伝動ピン３は、チェーン進行方向Ｘに隣接する伝動ピン３（図２参照）に対して、隙間Ｓに対応する量だけチェーン幅方向Ｗに移動すること（スキュー）が可能となっている。なお、隙間Ｓは、スキュー量が最大で例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍとなるように設定される
図５（ａ）〜図５（ｃ）はそれぞれ、チェーン１の製造方法について説明するための一部断面図である。チェーン１は、例えば下記の２つのステップ、すなわち、互いの間に間隔規制部材１１を介在させてチェーン幅方向Ｗに積層され、対応する貫通孔７への伝動ピン３およびストリップ４の挿入により相互に連結された複数のリンク２を得るステップと、間隔規制部材１１を対応するリンク２間から除去するステップとを経て製造される。

すなわち、図５（ａ）に示すように、対応するリンク２の対応するリンク端５，６の貫通孔７に、対応する伝動ピン３およびストリップ４を順次挿入していく。この際、チェーン幅方向Ｗに隣接する対応するリンク２の対向面１０間に、間隔規制部材１１をそれぞれ介在させて（挟んで）おく。
これにより、図５（ｂ）に示すように、チェーン進行方向Ｘに隣り合う２組のリンク２（例えば第１および第２の組５１，５２のリンク２）は、間隔規制部材１１を介してチェーン幅方向Ｗに積層配置される。

上記間隔規制部材１１は、チェーン幅方向Ｗに隣接するリンク２間に隙間Ｓを形成するためのものであり、塗料、デンプン、セルロース等の可溶性を有する材料や、炭素鋼、合金鋼等の引っ張り強度に優れた材料により形成されている。
次に、間隔規制部材１１を対応するリンク２間から除去する。具体的には、間隔規制部材１１が上記可溶性を有する材料により形成されている場合には、水、有機溶剤、無機溶剤等の溶剤を用いて溶かすことで、間隔規制部材１１を対応するリンク２間から除去する。また、間隔規制部材１１が上記引っ張り強度に優れた材料により形成されている場合には、間隔規制部材１１を引き抜くことで、対応するリンク２間から除去する。これにより、図５（ｃ）に示すように、チェーン幅方向Ｗに隣接するリンク２間に隙間Ｓが設けられたチェーン１が製造される。

なお、複数のリンク２を、予め間隔規制部材１１を介してチェーン幅方向Ｗに積層配置しておき、伝動ピン３およびストリップ４を、これら複数のリンク２の対応するリンク端５，６の貫通孔７に一括して挿入するようにしても良い。
以上の次第で、本実施の形態によれば、チェーン幅方向Ｗに隣接するリンク２間に隙間Ｓが設けられることで、使用時にチェーン幅方向Ｗに隣接するリンク２同士が接触して摩擦抵抗が生じることを防止できるので、駆動ロスを十分に低減して伝動効率を格段に向上させることができる。

また、チェーン１の製造の際、伝動ピン３およびストリップ４の圧入作業後に間隔規制部材１１を除去するのみで、隙間Ｓを容易に形成することができる。また、間隔規制部材１１の厚さを調整することで、隙間Ｓの値を容易に調整することができる。
なお、上記実施の形態において、チェーン１の製造の際、対応するリンク２の一対の対向面１０の少なくとも一方に塗装処理により皮膜を形成しておき、伝動ピン３およびストリップ４の圧入作業後に水、有機溶剤、無機溶剤等の溶剤を用いてこの皮膜を除去することで、隙間Ｓを形成しても良い。

また、図６に示すように、対応するリンク２の対応するリンク端５，６の貫通孔７への伝動ピン３およびストリップ４の挿入量（挿入ストローク）を設定することで隙間Ｓを設けても良い。この場合、伝動ピン３およびストリップ４は、対応するリンク２が所定の位置（例えば位置Ｐ）に到達するように、対応するリンク端５，６の貫通孔７に挿入される。

さらに、上記各実施の形態において、チェーン幅方向Ｗに隣接するリンク２間に、図７（ａ）〜図７（ｃ）にそれぞれ示す合成樹脂部材１２を介在させるようにしても良い。合成樹脂部材１２は、フェノール、ナイロン、フッ素等の材料により形成され、各リンク２の対向面１０を覆っている。合成樹脂部材１２は、例えば図７（ａ）に示すように各リンク２の表面全体を覆ったものでも良いし、図７（ｂ）に示すように各リンク２の対向面１０の一方にのみ設けられるものでも良いし、図７（ｃ）に示すように各リンク２の対向面１０の両方に設けられるものでも良い。

この場合、合成樹脂部材１２を、対応する隙間Ｓが完全に詰まるように形成しても良いし、隙間Ｓの一部のみが詰まるように形成して伝動ピン３のスキューを許容するようにしても良い。
これにより、チェーン幅方向Ｗに隣接するリンク２同士が直接接触することを確実に防止でき、伝動効率をより確実に向上することができる。

図８は、本発明の動力伝達装置の一実施の形態に係るいわゆるチェーン式無段変速機（以下では、単に無段変速機ともいう）の要部構成を模式的に示す斜視図である。図８を参照して、本形態に係る無段変速機は、自動車等の車両に搭載され、第１のプーリとしての金属（構造用鋼等）製のドライブプーリ６０と、第２のプーリとしての金属（構造用鋼等）製のドリブンプーリ７０と、これら両プーリ６０，７０間に巻き掛けられた無端状のチェーン１とを備えている。なお、図８中のチェーン１は、理解を容易にするために一部断面を示している。

図９は、図８に示すチェーン式無段変速機のドライブプーリ６０（ドリブンプーリ７０）およびチェーン１の部分的な拡大断面図である。図８および図９を参照して、ドライブプーリ６０は、車両の駆動源に動力伝達可能に連なる入力軸６１に取り付けられるものであり、固定シーブ６２と可動シーブ６３とを備えている。固定シーブ６２および可動シーブ６３は、相対向する一対のシーブ面６２ａ，６３ａをそれぞれ有している。シーブ面６２ａ，６３ａは円錐面状の傾斜面を含む。これらシーブ面６２ａ，６３ａ間に溝が区画され、この溝によってチェーン１を強圧に挟んで保持するようになっている。

また、可動シーブ６３には、溝幅を変更するための油圧アクチュエータ（図示せず）が接続されており、変速時に、入力軸６１の軸方向（図９の左右方向）に可動シーブ６３を移動させることにより溝幅を変化させ、それにより、入力軸６１の径方向（図９の上下方向）にチェーン１を移動させて入力軸６１に対するチェーン１の巻き掛け半径（有効半径）を変化できるようになっている。

一方、ドリブンプーリ７０は、駆動輪(図示せず）に動力伝達可能に連なる出力軸７１に一体回転可能に取り付けられており、ドライブプーリ６０と同様に、チェーン１を強圧で挟む溝を形成するためのシーブ面７２ａ，７３ａをそれぞれ有する固定シーブ７２および可動シーブ７３を備えている。また、ドリブンプーリ７０の可動シーブ７３には、ドライブプーリ６０の可動シーブ６３と同様に油圧アクチュエータ（図示せず）が接続されており、変速時に、可動シーブ７３を移動させることにより溝幅を変化させ、それによりチェーン１を移動させて出力軸７１に対するチェーン１の巻き掛け半径（有効半径）を変化できるようにしてある。

上記のように構成された本実施の形態に係る無段変速機では、例えば、以下のようにして無段階の変速を行うことができる。すなわち、出力軸７１の回転を減速する場合、ドライブプーリ６０の溝幅を可動シーブ６３の移動によって拡大させ、チェーン１の伝動ピン３の両端の動力伝達面８，９を円錐面状のシーブ面６２ａ，６３ａの内側方向（図９の下方向に向けて境界潤滑（接触面内の一部が微小突起の直接接触で、残部が潤滑油膜を介して接触する潤滑状態）条件下ですべり接触すながらチェーン１の入力軸６１に対する巻き掛け半径を小さくする。一方、ドリブンプーリ７０では、可動シーブ７３の移動によって溝幅を縮小させ、チェーン１の動力伝達面８，９を円錐面状のシーブ面７２ａ，７３ａの外側方向に向けて境界潤滑条件下ですべり接触させながらチェーン１の出力軸７１に対する巻き掛け半径を大きくする。

逆に、出力軸７１の回転を増速する場合には、ドライブプーリ６０の溝幅を可動シーブ６３の移動によって縮小させ、チェーン１の動力伝達面８，９を円錐面状のシーブ面６２ａ，６３ａの外側方向（図９の上方向）に向けて境界潤滑条件下ですべり接触しながらチェーン１の入力軸６１に対する巻き掛け半径を大きくする。一方、ドリブンプーリ７０では、可動シーブ７３の移動によって溝幅を拡大させ、チェーン１の動力伝達面８，９を円錐面状のシーブ面７２ａ，７３ａの内側方向に向けて境界潤滑条件下ですべり接触させながらチェーン１の出力軸７１に対する巻き掛け半径を小さくする。

以上の次第で、本実施の形態によれば、伝動効率に優れた動力伝達装置を実現できる。また、チェーン幅方向Ｗに隣接するリンク２間に隙間Ｓが設けられた場合、伝動ピン３がチェーン幅方向Ｗに移動することができる。これにより、仮にドライブプーリ６０とドリブンプーリ７０の相対位置がずれてミスアライメントを生じても、すなわち図１０（ａ）に示すように、ドライブプーリ６０とドリブンプーリ７０との間で水平方向（動力伝達方向に直交する方向）にずれを生じるミスアライメントＡを生じたり、図１０（ｂ）に示すように、ドライブプーリ６０とドリブンプーリ７０が互いに異なる方向を向くことで生じるミスアライメントＢを生じたり、図１０（ｃ）に示すように、ドライブプーリ６０とドリブンプーリ７０が捩れるように回転することで生じるミスアライメントＣを生じたり、これらが組み合わさったミスアライメントを生じたりしても、伝動ピン３がチェーン幅方向Ｗに移動（スキュー）してこのミスアライメントを許容することができる。その結果、伝動ピン３が対応するシーブ面６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａに角当たりする等して両者が異常磨耗することを防止でき、寿命を格段に向上できる。

なお、本発明の動力伝達装置は、ドライブプーリ６０およびドリブンプーリ７０の双方の溝幅が変動する態様に限定されるものではなく、何れか一方の溝幅のみが変動し、他方が変動しない固定幅にした態様であっても良い。また、上記では溝幅が連続的（無段階）に変動する態様について説明したが、段階的に変動したり、固定式（無変速）である等の他の動力伝達装置に適用しても良い。

なお、伝動ピン３の動力伝達面８，９（端面）が対応するシーブ面６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａに接触して動力伝達する例を示したが、ピンやリンク等のチェーン構成部材に動力伝達面を有する動力伝達ブロック等、他の動力伝達部材を備えるタイプのチェーンを用いてもよい。
本発明は、以上の各実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

本発明の動力伝達チェーンの一実施の形態に係るチェーン式無段変速機用の動力伝達チェーンの要部の構成を模式的に示す斜視図である。 図１に示すチェーンの要部の断面図である。 チェーンのリンク、伝動ピンおよびストリップの断面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 チェーンの製造方法について説明するための一部断面図である。（ａ）はピンおよびストリップがリンクの貫通孔に挿入される様子を示しており、（ｂ）は間隔規制部材が除去される前の状態を示しており、（ｃ）は間隔規制部材が除去された後の状態を示している。 本発明の他の実施の形態の動力伝達チェーンの製造方法について説明するための一部断面図である。 （ａ）は、本発明のさらに別の実施の形態の動力伝達チェーンのリンクの断面図であり、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施の形態の動力伝達チェーンのリンクの断面図であり、（ｃ）は、本発明のさらに別の実施の形態の動力伝達チェーンのリンクの断面図である。 本発明の動力伝達装置の一実施の形態に係るチェーン式無段変速機の要部構成を模式的に示す斜視図である。 図８に示すチェーン式無段変速機のドライブプーリ（ドリブンプーリ）およびチェーンの部分的な拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、ミスアライメントについて説明するための、ドライブプーリおよびドリブンプーリの模式的な側面図である。

符号の説明

１ チェーン（動力伝達チェーン）
２ リンク
３ 伝動ピン（ピン）
４ ストリップ
５，６ リンク端
７ 貫通孔
８，９ 動力伝達面
１１ 間隔規制部材
１２ 合成樹脂部材
６０ ドライブプーリ（第１のプーリ）
６２ａ，６３ａ シーブ面
７０ ドリブンプーリ（第２のプーリ）
７２ａ，７３ａ シーブ面
Ｓ 隙間
Ｗ チェーン幅方向
Ｘ チェーン進行方向

Claims (4)

1. チェーン進行方向に並ぶ一対のリンク端および各リンク端に形成された貫通孔を有する複数のリンクを相互に連結してなる動力伝達チェーンにおいて、
   対応するリンクの一方のリンク端の貫通孔に圧入嵌合されると共に対応するリンクの他方のリンク端の貫通孔に遊嵌されて対応するリンクを相互に連結するピンと、
   上記一方のリンク端の貫通孔に遊嵌されると共に上記他方のリンク端の貫通孔に圧入嵌合され、チェーン進行方向に隣接する対応するピンに接触可能なストリップとを備え、
   チェーン幅方向に隣接するリンク間に隙間が設けられることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 請求項１において、チェーン幅方向に隣接するリンク間に合成樹脂部材が介在することを特徴とする動力伝達チェーン。
3. 相対向する一対の円錐面状のシーブ面をそれぞれ有する第１および第２のプーリと、これらのプーリ間に巻き掛けられ、シーブ面に接触して動力を伝達する請求項１または２記載の動力伝達チェーンとを備えることを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１に記載の動力伝達チェーンの製造方法であって、
   互いの間に間隔規制部材を介在させて積層され、対応する貫通孔へのピンおよびストリップの挿入により相互に連結された複数のリンクを得るステップと、
   間隔規制部材を除去するステップとを含むことを特徴とする動力伝達チェーンの製造方法。

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