JP2006226452A - Power transmission chain and power transmission device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a power transmission chain and a power transmission device including the same.
スチール製のチェーン部品の表面にショットピーニングを施してチェーン部品の表面全体に多数のディンプルを形成し、最表面から深さ200μm程度までの広い深さ範囲にわたって600MPa以上の圧縮残留応力を維持し、疲労強度を向上することが提案されている(例えば特許文献1参照)。
チェーン用リンクプレートの疲労強度の向上に、ショットピーニング装置を用いることが提案されている(例えば特許文献2参照)。
It has been proposed to use a shot peening apparatus to improve the fatigue strength of the chain link plate (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1のように、最表面から深さ200μmまでというような深さまでの領域に600MPa以上の高い圧縮在留応力が残存した場合、靱性が低下し、逆に耐久性が低下するという問題がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れた動力伝達チェーンおよびこれを用いた動力伝達装置を提供することを目的とする。
As in
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power transmission chain having excellent durability and a power transmission device using the power transmission chain.
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び貫通孔を有する複数のリンクと、上記貫通孔に挿通され上記複数のリンクを相互に連結する動力伝達部材とを備える動力伝達チェーンにおいて、上記リンクの少なくとも貫通孔の縁部の少なくとも一部の表面の圧縮在留応力が600MPa以上であり、上記表面から深さ50μmより深い位置の圧縮残留応力が300MPa以下である動力伝達チェーンを提供するものである。 To achieve the above object, the present invention provides a power transmission chain comprising a plurality of links having through holes arranged in a chain traveling direction, and a power transmission member inserted through the through holes and interconnecting the plurality of links. Provided is a power transmission chain in which the compressive residual stress of at least a part of the edge of the through hole of the link is 600 MPa or more and the compressive residual stress at a position deeper than 50 μm from the surface is 300 MPa or less. Is.
本発明では、リンクの貫通孔の縁部の全部または一部の表層部に十分に高い圧縮残留応力を発生させて表面起点のクラック等の発生を防止する一方、表面から50μmを超える深さでは圧縮残留応力を低くして靱性を確保し、もって実質的な耐久性を向上させることができる。
上記のように表層部のみに高い圧縮残留応力を分布させるためには、マイクロショットピーニングを実施することが好ましい。また、マイクロショットピーニングにより形成される非常に細かい凹凸(ミクロプール)に潤滑油が保持されるので、動力伝達部材とリンクとの間の摺動性を向上させることができる。
In the present invention, a sufficiently high compressive residual stress is generated at all or part of the surface layer of the edge of the through hole of the link to prevent the occurrence of cracks at the surface starting point, while at a depth exceeding 50 μm from the surface. The compressive residual stress can be lowered to ensure toughness, thereby improving the substantial durability.
In order to distribute high compressive residual stress only to the surface layer portion as described above, it is preferable to perform micro shot peening. Further, since the lubricating oil is held in very fine unevenness (micropool) formed by micro shot peening, the slidability between the power transmission member and the link can be improved.
また、本発明は、いわゆる圧入タイプの動力伝達チェーンにおいて、特に高い効果を発揮することができる。すなわち、各リンクの貫通孔は、チェーン進行方向に並ぶ第1および第2の貫通孔を含み、上記複数のリンクは、その第1の貫通孔に対応する動力伝達部材が圧入固定されたリンクと、その第2の貫通孔に対応する動力伝達部材が圧入固定されたリンクとを含む場合がある。その場合、リンクの被圧入部としての貫通孔の縁部(の全部または一部)に、チェーン張力による引張応力と圧入に起因する引張応力とが重畳され、疲労破壊を起こし易い傾向にある。これに対して、上記のように、貫通孔の縁部の表層部のみに高い圧縮残留応力を発生させることにより、圧入タイプの動力伝達チェーンの耐久性を向上させることができる。 In addition, the present invention can exhibit a particularly high effect in a so-called press-fit type power transmission chain. That is, the through hole of each link includes first and second through holes arranged in the chain traveling direction, and the plurality of links include a link in which a power transmission member corresponding to the first through hole is press-fitted and fixed. In some cases, the power transmission member corresponding to the second through hole includes a link that is press-fitted and fixed. In that case, the tensile stress due to the chain tension and the tensile stress resulting from the press-fitting are superimposed on the edge portion (all or a part) of the through hole as the press-fitted portion of the link, and there is a tendency to cause fatigue failure. On the other hand, as described above, it is possible to improve the durability of the press-fit type power transmission chain by generating a high compressive residual stress only in the surface layer portion of the edge portion of the through hole.
また、圧入タイプの動力伝達チェーンでは、動力伝達部材に関しても、リンクと同様の課題がある。したがって、上記動力伝達部材の表面の圧縮在留応力が600MPa以上であり、動力伝達部材の最表面から深さ50μmより深い位置の圧縮残留応力が300MPa以下とすることが、動力伝達部材の耐久性の向上を通じて、動力伝達チェーンの耐久性を向上させることができる点で好ましい。 Further, in the press-fit type power transmission chain, the power transmission member has the same problem as the link. Therefore, the compressive residual stress on the surface of the power transmission member is 600 MPa or more, and the compressive residual stress at a position deeper than 50 μm from the outermost surface of the power transmission member is 300 MPa or less. It is preferable in that the durability of the power transmission chain can be improved through the improvement.
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一対のプーリと、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の動力伝達チェーンとを備える動力伝達装置を提供する。この場合、耐久性に優れた動力伝達装置を実現することができる。 The present invention also includes a pair of pulleys each having a pair of conical sheave surfaces facing each other, and the power transmission chain wound between these pulleys and transmitting power by contacting the sheave surfaces. A power transmission device is provided. In this case, a power transmission device with excellent durability can be realized.
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、本発明の一実施の形態に係る動力伝達チェーンを備える動力伝達装置としての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一部破断斜視図である。
図1を参照して、本無段変速機100は自動車等の車両に搭載される。無段変速機100は、一対のプーリの一方としての第1のプーリである金属(構造用鋼等)製のドライブプーリ60と、一対のプーリの他方としての第2のプーリである金属(構造用鋼等)製のドリブンプーリ70と、これらの両プーリ60,70間に巻き掛けられた無端状の動力伝達チェーン1(以下では、単にチェーンともいう)とを備えている。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 schematically shows a main configuration of a chain-type continuously variable transmission (hereinafter also simply referred to as a continuously variable transmission) as a power transmission device including a power transmission chain according to an embodiment of the present invention. It is a partially broken perspective view.
Referring to FIG. 1, continuously
ドライブプーリ60およびドリブンプーリ70は可変径プーリからなる。図1および無段変速機100の要部の拡大断面図である図2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に一体回転可能に取り付けられる。ドライブプーリ60は、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。各シーブ面62a,63aは円錐面状の傾斜面を含んでいる。これらシーブ面62a,63a間に溝が区画され、この溝間にチェーン1を強圧に挟んで保持するようになっている。
The
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2の左右方向)に可動シーブ63を移動させることにより、溝幅を変化させるようになっている。それにより、入力軸61の径方向(図2の上下方向)にチェーン1を移動させて、プーリ60のチェーン1に関する有効半径R(以下、プーリ60の有効半径Rともいう)を、最小値R1(図3(A)参照。例えば、30mm。)から最大値R2(図3(B)参照。例えば、70mm。)までの間で変更できるようになっている。
Further, a hydraulic actuator (not shown) for changing the groove width is connected to the
図3(A)および(B)を参照して、チェーン1において、ドライブプーリ60およびドリブンプーリ70間に掛け渡されて真直に伸長する領域がチェーン1の直線領域P1であり、ドライブプーリ60およびドリブンプーリ70にそれぞれ巻き回されて屈曲する領域がチェーン1の屈曲領域P2である。
図2において、ドリブンプーリ70において、ドライブプーリ60と対応する参照符号を括弧内に示してある。そのドリブンプーリ70は、図1および図2に示すように、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相対向する一対のシーブ面73a,72aをそれぞれ有する固定シーブ73および可動シーブ72を備えている。
Referring to FIGS. 3A and 3B, in
In FIG. 2, in the driven
ドリブンプーリ70の可動シーブ72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、この可動シーブ72を移動させることにより溝幅を変化させるようになっている。それにより、チェーン1を移動させて、プーリ70のチェーン1に関する有効半径R(以下、プーリ70の有効半径Rともいう)を、最大値R2(図3(A)参照)から最小値R1(図3(B)参照)までの間で変更できるようになっている。
A hydraulic actuator (not shown) is connected to the
ドライブプーリ60の中心軸線A1およびドリブンプーリ70の中心軸線A2は、第1の平面B1上にそれぞれ配置されており、互いに平行な方向(図3の紙面に垂直な方向)に延びている。また、ドライブプーリ60およびドリブンプーリ70には、第2の平面B21および第2の平面B22がそれぞれ対応して設けられている。各第2の平面B2は、対応するプーリ60,70の中心軸線A1,A2を含み、第1の平面B1と直交している。
The center axis A1 of the
ドライブプーリ60、ドリブンプーリ70、第1の平面B1および各第2の平面B21,B22により、プーリユニット80が形成されている。
上記の構成により、無段変速機100の減速比を最も高くする場合(アンダードライブ時)には、図3(A)に示すように、ドライブプーリ60の有効半径Rが最小値R1とされ、ドリブンプーリ70の有効半径Rが最大値R2とされる。
A
With the above configuration, when the reduction ratio of the continuously
一方、無段変速機100の増速比を最も高くする場合(オーバードライブ時)には、図3(B)に示すように、ドライブプーリ60の有効半径Rが最大値R2とされ、ドリブンプーリ70の有効半径Rが最小値R1とされる。
図4は、チェーン1の要部の断面図である。図5はチェーン1の直線領域におけるリンクおよび両ピン3,4の側面図である。図4および図5を参照して、チェーン1は、複数のリンク2と、これらのリンク2を互いに相対回転可能に連結する複数の連結部材200を備える。その連結部材200は、動力伝達部材としての第1ピン3と、これと対をなす動力伝達部材兼対偶部材としての第2のピン4とを含む。対をなす第1および第2のピン3,4は、互いに転がり摺動接触するようになっている。
On the other hand, when the speed increasing ratio of the continuously
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the
なお、転がり摺動接触とは、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のことをいう。
以下では、チェーン1の進行方向に沿う方向をチェーン進行方向Xといい、チェーン進行方向Xに直交し且つ第1および第2のピン3,4の長手方向に沿う方向をチェーン幅方向Wといい、チェーン進行方向Xおよびチェーン幅方向Wの双方に直交する方向を直交方向Vという。
The rolling sliding contact means a contact including at least one of a rolling contact and a sliding contact.
Hereinafter, a direction along the traveling direction of the
各リンク2は板状に形成されており、チェーン進行方向Xの前後に並ぶ一対の端部としての前端部5および後端部6、ならびにこれら前端部5および後端部6間に配置される中間部7を含んでいる。
前端部5および後端部6には、第1の貫通孔としての前貫通孔9、および第2の貫通孔としての後貫通孔10がそれぞれ形成されている。中間部7は、前貫通孔9および後貫通孔10間を仕切る柱部8を有している。この柱部8は、チェーン進行方向Xに所定の厚みを有している。なお、前貫通孔9および後貫通孔10は、柱部8に設けられた連通溝を介して互いに連通することにより、単一の孔を形成していてもよい。その場合、リンク2の応力集中を緩和することができる。
Each
The
また、各リンク2における周縁部は、滑らかな曲線に形成されており、応力集中の生じ難い形状とされている。
チェーン1は、いわゆる圧入タイプのチェーンとされている。具体的には、第1のピン3は、各リンク2の前貫通孔9に相対移動可能に遊嵌されていると共に、各リンク2の後貫通孔10に相対移動を規制されるようにして圧入嵌合され、第2のピン4は、各リンク2の前貫通孔9に相対移動を規制されるようにして圧入嵌合されていると共に、各リンク2の後貫通孔10に相対移動可能に遊嵌されている。
Moreover, the peripheral part in each
The
本実施の形態の特徴とするところは、各リンク2の前貫通孔9の縁部において少なくとも第2のピン4が圧入される部分、および各リンク2の後貫通孔10において少なくとも第1のピン3が圧入される部分については、マイクロショットピーニング処理の実施により、表面の圧縮在留応力が600MPa以上とされ、しかも、上記貫通孔9,10の縁部の最表面から深さ50μmより深い位置の圧縮残留応力が300MPa以下とされている点にある。
This embodiment is characterized in that at least the
リンク2を用いて、第1〜第3のリンク列51〜53が形成されている。具体的には、第1のリンク列51、第2のリンク列52および第3のリンク列53はそれぞれ、チェーン幅方向Wに並ぶ複数のリンク2を含んでいる。第1〜第3のリンク列51〜53のそれぞれにおいて、同一リンク列のリンク2は、チェーン進行方向Xの位置が互いに同じとなるように揃えられている。第1〜第3のリンク列51〜53は、チェーン進行方向Xに沿って並んで配置されている。
Using the
第1〜第3のリンク列51〜53のリンク2はそれぞれ、対応する第1および第2のピン3,4を用いて、対応する第1〜第3のリンク列51〜53のリンク2と相対回転可能に(屈曲可能に)連結されている。
具体的には、第1のリンク列51のリンク2の前貫通孔9と、第2のリンク列52のリンク2の後貫通孔10とは、チェーン幅方向Wに並んで互いに対応しており、これらの貫通孔9,10を挿通する第1および第2のピン3,4によって、第1および第2のリンク列51,52のリンク2同士が相対回転可能に連結されている。
The
Specifically, the front through-
同様に、第2のリンク列52のリンク2の前貫通孔9と、第3のリンク列53のリンク2の後貫通孔10とは、チェーン幅方向Wに並んで互いに対応しており、これらの貫通孔9,10を挿通する第1および第2のピン3,4によって、第2および第3のリンク列52,53のリンク2同士が相対回転可能に連結されている。
図4において、第1〜第3のリンク列51〜53は、それぞれ1つしか図示されていないが、チェーン進行方向Xに沿って第1〜第3のリンク列51〜53が繰り返すように配置されている。そして、チェーン進行方向Xに相隣接する2つのリンク列のリンク2同士が、対応する第1および第2のピン3,4によって順次に連結され、無端状をなすチェーン1が形成されている。
Similarly, the front through-
In FIG. 4, only one each of the first to
図4および図5を参照して、第1のピン3は、チェーン幅方向Wに延びる長尺(板状)の動力伝達部材である。第1のピン3の周面11は、チェーン幅方向W(図5において、紙面に垂直な方向)に平行に延びている。
この周面11は、チェーン進行方向Xの前方を向く対向部としての前部12と、チェーン進行方向Xの後方を向く背部としての後部13と、直交方向Vに相対向する一対の端部としての一端部14および他端部15とを有している。
4 and 5, the
The
前部12は、滑らかな曲面に形成されており、その曲面は第1のピン3の長手方向からみたときに、後述する所定の曲線、例えばインボリュート曲線を含んでいる。所定の動力伝達部材としての第1のピン3の前部12は、対偶部材としての第2のピン4と接触点T(接触線)で転がり摺動接触している。チェーン直線領域P1において、前部12は、接触点T1で転がり摺動接触している。
The
リンク2,2間の屈曲に伴って、第1のピン3(動力伝達部材)と第2のピン4(動力伝達部材兼対偶部材)との転がり摺動の接触点Tの移動軌跡がインボリュート曲線をなしていてもよい。図5の例では、そのインボリュート曲線の起点は、チェーン1の直線領域P1における両ピン3,4の接触点T1に配置されているが、上記の起点が上記の接触点T1よりもチェーン1の内周側にオフセットされていてもよい。
Along with the bending between the
また、上記の接触点Tの移動軌跡は、リンク2,2間の屈曲に伴って転がり摺動の接触点の移動軌跡上における接触点の移動量の変化率が増大する領域を含む所定の曲線であれば、上記のインボリュート曲線でなくてもよい。 図5を参照して、後部13は、平坦面に形成されている。この平坦面は、本実施の形態では、第1のピン3の両端の後述する動力伝達面17と対応するシーブ面62a,63a,72a,73aとの接触領域としての接触楕円Zの長軸方向Z1と平行に形成されている。チェーン進行方向Xと直交する平面D1と上記長軸方向Z1とのなす角度を迎え角E1(例えばE1=10°)という。本実施の形態では、迎え角E1は、チェーン進行方向Xと直交する平面D2と後部13を構成する平坦面とのなす角度E2に相当する。すなわち、後部13は、平面D2に対して、図5の反時計回り方向に角度E2(例えばE2=10°)傾いており、チェーン内周側を向いている。
Further, the movement trajectory of the contact point T is a predetermined curve including a region where the rate of change of the movement amount of the contact point on the movement trajectory of the contact point of rolling sliding increases with the bending between the
一端部14は、第1のピン3の周面11のうち、チェーン外周側(直交方向Vの一方)の端部を構成しており、チェーン外周側に向けて凸湾曲する曲面に形成されている。
他端部15は、第1のピン3の周面11のうち、チェーン内周側(直交方向Vの他方)の端部を構成しており、チェーン内周側に向けて凸湾曲する曲面に形成されている。
図2を参照して、第1のピン3の長手方向(チェーン幅方向W)における一対の端部16は、チェーン幅方向Wの一対の端部に配置されるリンク2からチェーン幅方向Wにそれぞれ突出している。これら一対の端部16には、互いに対称な形状を有する一対の動力伝達面17がそれぞれ設けられている。
The one
The
Referring to FIG. 2, the pair of
動力伝達面17は、例えば、球面の一部を含む形状に形成され、チェーン幅方向Wの外側に凸とされている。動力伝達面17は、各プーリ60,70の対応するシーブ面62a,63a,72a,73aに摩擦接触(係合)するためのものである。
動力伝達面17は、接触中心点Cを中心とする接触領域としての接触楕円Zで上記対応するシーブ面62a,63a,72a,73aに接触するようになっている。接触楕円Zの中心である接触中心点Cは、動力伝達面17の頂部に設けられており、例えば、チェーン幅方向Wからみたときの動力伝達面17の図心と概ね一致している。
The
The
ここで、前述した各プーリ60,70の有効半径Rは、以下のようにして定義される。すなわち、ドライブプーリ60の有効半径Rは、ドライブプーリ60に挟持された第1のピン3の動力伝達面17の接触中心点Cと、ドライブプーリ60の中心軸線A1との間のプーリ60の径方向の距離として定義される。
同様に、ドリブンプーリ70の有効半径Rは、ドリブンプーリ70に挟持された第1のピン3の動力伝達面17の接触中心点Cと、ドリブンプーリ70の中心軸線A2との間のプーリ70の径方向の距離として定義される。
Here, the effective radius R of each of the
Similarly, the effective radius R of the driven
第1のピン3のチェーン外周側(図2の上側)の端部は、チェーン内周側(図2の上側)の端部よりも、チェーン幅方向Wに関する全長が長くなるように形成されている。
上記の構成により、第1のピン3は、各プーリ60,70の対応するシーブ面62a,63a,72a,73a間に挟持され、これにより、第1のピン3と各プーリ60,70との間で動力が伝達される。第1のピン3はその動力伝達面17によって直接動力伝達に寄与するため、例えば、軸受用鋼(SUJ2)等の高強度耐摩耗材料で形成されている。
The end of the
With the above configuration, the
図4および図5を参照して、チェーン幅方向Wからみたときの、チェーン1の直線領域の第1のピン3は、その接触点T1とその接触中心点Cとの相対位置が、チェーン進行方向Xに関してΔx1だけ離隔していると共に、直交方向Vに関してΔy1だけ離隔している。接触中心点Cは、対応する接触点T1に対して、例えばチェーン進行方向Xの後方に配置されると共に、直交方向Vの一方(チェーン外周側)に配置されている。
4 and 5, when viewed from the chain width direction W, the
第2のピン4(ストリップ、またはインターピースともいう)は、各第1のピン3とこれら第1のピン3に対応するリンク2との間に介在する部材である。第2のピン4は、第1のピン3と同様の材料により形成された、チェーン幅方向Wに延びる長尺(板状)の動力伝達部材であり、断面形状が直交方向Vに細長となるように形成されている。
第2のピン4は、対をなす第1のピン3のチェーン進行方向Xの前方に配置されている。また、第2のピン4は、上記各プーリのシーブ面に接触しないように、第1のピン3よりもわずかに短く形成されている。チェーン進行方向Xに関して、第2のピン4は、第1のピン3よりも薄肉に形成されている。
The second pins 4 (also referred to as strips or interpieces) are members interposed between the
The
第2のピン4の周面18は、チェーン幅方向Wに延びている。この周面18は、チェーン進行方向Xの後方を向く対向部としての後部19と、チェーン進行方向Xの前方を向く背部としての前部20と、直交方向Vに関する一対の端部としての一端部21および他端部22とを有している。
後部19は、チェーン進行方向Xと直交する平坦面に形成されている。この後部19は、対をなす第1のピン3の前部12と対向しており、当該リンク2と接触点Tで転がり摺動接触している。
The
The
前部20は、後部19と概ね平行に延びる平坦面に形成されている。
一端部21は、第2のピン4の周面18のうち、チェーン外周側の端部を構成しており、チェーン外周側に向けて凸湾曲する曲面に形成されている。
他端部22は、第2のピン4の周面18のうち、チェーン内周側の端部を構成しており、チェーン内周側に向けて凸湾曲する曲面に形成されている。
The
The one
The
上述したように、各リンク2の前貫通孔9には、第1のピン3が相対移動可能に遊嵌されているとともに、この第1のピン3と対をなす第2のピン4が相対移動を規制されるようにして圧入嵌合され、各リンク2の後貫通孔10には、第1のピン3が相対移動を規制されるように圧入嵌合されているとともに、この第1のピン3と対をなす第2のピン4が相対移動可能に遊嵌されている。
As described above, the
上記の構成により、チェーン進行方向Xに隣接するリンク2が相互に屈曲する際、対応する対をなす第1および第2のピン3,4は、接触点Tで転がり摺動接触する。
チェーン1は、所定の連結ピッチSを有している。連結ピッチSとは、チェーン1の直線領域のリンク2の、隣り合う第1のピン3間の距離をいう。具体的には、チェーン1の直線領域のリンク2の前貫通孔9内の第1および第2のピン3,4の互いの接触点T1と、当該リンク2の後貫通孔10内の第1および第2のピン3,4の互いの接触点T1との間の、チェーン進行方向Xの距離をいう。本実施の形態では、連結ピッチSは、例えば、8mmに設定されている。
With the above configuration, when the
The
本実施の形態によれば、下記の作用効果を奏することができる。すなわち、第1のピン3をリンク2の後貫通孔10に圧入固定しているので、第1のピン3をリンク2に確実に保持させることができる。その結果、第1のピン3がリンク2に対して不用意に動くことを防止して、振動や騒音の防止効果を高くすることができる。第2のピン4に関しても同右である。
According to the present embodiment, the following operational effects can be achieved. That is, since the
また、リンク2において、前貫通孔9および後貫通孔10の縁部の一部(少なくとも被圧入部)または全部の表面に、十分に高い圧縮残留応力(600MPa以上)を発生させて表面起点のクラック等の発生を防止する一方、最表面から50μmを超える深さでは圧縮残留応力を低くして(300MPa以下)靱性を確保することができ、もってチェーン1の実質的な耐久性を向上させることができる。ひいては、耐久性に優れた動力伝達装置としての無段変速機100を実現することができる。
Further, in the
特に、前貫通孔9および後貫通孔10が互いに独立して(連通されずに)形成されていてリンク2に応力集中が生じ易い場合に、表面と内部の圧縮残留応力を上記のように設定することにより、耐久性の向上に特に顕著な効果を発揮することができる。なお、上記の300MPa以下の圧縮残留応力を呈する深さ位置は、最表面から30μmより深い位置であってもよいし、最表面から20μmよりも深い位置であってもよい。
In particular, when the front through
上記のように表層部(最表面から深さ10μmまでの深さ領域に相当)のみに高い圧縮残留応力を分布させるためには、マイクロショットピーニングを実施することが好ましい。また、本実施の形態のような、いわゆる圧入タイプの動力伝達チェーン1において、リンクの貫通孔9,10の縁部の表層部のみに高い圧縮残留応力を発生させることにより、圧入タイプの動力伝達チェーン1の耐久性を向上させることができる。
As described above, in order to distribute a high compressive residual stress only in the surface layer portion (corresponding to a depth region from the outermost surface to a depth of 10 μm), it is preferable to perform micro shot peening. In addition, in the so-called press-fit type
また、第1のピン3および/または第2のピン4の表面の圧縮残留応力を600MPa以上とし、第1のピン3および/または第2のピン4の最表面から深さ50μmより深い位置の圧縮残留応力を200MPa以下とすることが、第1のピン3および/または第2のピン4の耐久性の向上を通じて、チェーン1の耐久性をより向上させることができる点で好ましい。
Further, the compressive residual stress on the surface of the
リンク2、第1のピン3または第2のピン4において、表面の圧縮残留応力の上限は、繰り返し応力に対する疲労寿命を向上するという観点から1200MPaである。
また、リンク2、第1のピン3または第2のピン4において、最表面から50μmより深い位置の圧縮残留応力が200MPa以下であれば、繰り返し応力に対する疲労寿命を向上させるうえで好ましく、100MPaであれば、表面の圧縮残留応力との差をより大きくすることができ、より好ましい。
In the
Further, in the
次いで、図6は本発明の別の実施の形態を示している。図6を参照して本実施の形態が図5の実施の形態と異なるのは、第2のピン4を廃止し、連結部材を動力伝達部材としての第1のピン3のみで構成した点にある。本実施の形態では、その第1のピン3と転がり摺動接触する対偶部材はリンク2Aであり、リンク2Aの前貫通孔9Aに遊嵌された第1のピン3の前部12は、その前貫通孔9Aの内周面の接触部40と転がり摺動接触する。その転がり摺動の接触点Tの軌跡が、上記の所定の曲線、例えばインボリュート曲線を呈している点については、図5の実施の形態と同様である。
Next, FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the present embodiment is different from the embodiment of FIG. 5 in that the
すなわち、チェーン進行方向Xに相隣接するリンク2A,2Aは唯一の第1のピン3によって互いに屈曲可能に連結されている。具体的には、各リンク2Aの前貫通孔9Aに、対応する第1のピン3が遊嵌されてリンク2Aに対する移動を許容され、各リンク2Aの後貫通孔10Aに、対応する第1のピン3が圧入固定されてリンク2Aに対する移動を規制されている。他の構成については、図5の実施の形態と同様であるので、図に同一符号を付してその説明を省略する。
That is, the
本実施の形態によれば、チェーン進行方向Xに隣り合う第1のピン3,3間の距離(リンク2の連結ピッチ)をより短くできるので、チェーン1をより小型にすることができる。また、各プーリ60,70に一時に噛み込まれる第1のピン3の数を相対的に多くして、第1のピン3の一本当たりの負荷をより低減できるので、耐久性および許容伝達トルクをより向上させることができる。
According to the present embodiment, the distance between the
工具鋼を用いてリンク2の形状を形成し、該リンク2に焼入れ、焼き戻し処理を実施した後、さらにマイクロショットピーニング処理を実施した試験例1,2と、焼入れ、焼き戻し処理後に通常のショットピーニング処理を実施した比較例1と、焼入れ、焼き戻し処理後に加工硬化処理を一切実施しない比較例2とを製作した。
それぞれサンプル数を3として各実施例および各比較例において、それぞれ圧縮残留応力を測定したところ、図7および表1に示す結果を得た。また、それぞれサンプル数を3として、各実施例および各比較例の引張り疲労試験を実施したところ、図8および表1に示す結果を得た。なお、各々の試験結果データは、ばらつきを考慮して平均値としてを示してある。
The shape of the
When the number of samples was set to 3 and the compressive residual stress was measured in each example and each comparative example, the results shown in FIG. 7 and Table 1 were obtained. Moreover, when the number of samples was set to 3 and the tensile fatigue test of each Example and each comparative example was implemented, the result shown in FIG. 8 and Table 1 was obtained. In addition, each test result data is shown as an average value in consideration of variation.
引張り疲労試験では、リンク2の前貫通孔に圧入固定された第1のピン3と後貫通孔に圧入固定された第2のピン4を用いてリンク2に引張り荷重を与えるようにした。その引張り荷重としては、490Nの荷重および2450Nの荷重の2段階の荷重(荷重変動の比は5)を用い、これらの荷重が10Hzの繰り返しサイクルで交互に繰り返し負荷されるようにした。そして、各試験例および各比較例毎に、寿命(クラック等の破損を生ずるまでの荷重負荷の繰り返し回数)の平均値を求め、比較例2の寿命を1とし、この比較例2の寿命に対する、試験例1,2および比較例1の寿命比を求めた。
In the tensile fatigue test, a tensile load was applied to the
その結果、下記のことが判明した。すなわち、通常のショットピーニングを施し、表面の圧縮残留応力は600MPaと高いものの、表面から比較的深い部分までの広い深さ範囲にわたって圧縮残留応力が高くなる(例えば50μmの深さ位置でも400MPaとなっている)比較例1での寿命比は1.25にとどまる。
これに対して、マイクロショットピーニングを施し、表層部のみで圧縮残留応力を高くした試験例1および試験例2では、それぞれ寿命比が1.75および2.25と格段に優れた疲労寿命を達成できることが実証された。
As a result, the following was found. In other words, although normal shot peening is performed and the compressive residual stress on the surface is as high as 600 MPa, the compressive residual stress increases over a wide depth range from the surface to a relatively deep portion (for example, 400 MPa even at a depth of 50 μm). The life ratio in Comparative Example 1 is only 1.25.
In contrast, in Test Example 1 and Test Example 2 in which micro shot peening was performed and the compressive residual stress was increased only in the surface layer portion, the life ratios were 1.75 and 2.25, respectively, and a significantly superior fatigue life was achieved. It has been demonstrated that it can be done.
また、試験例1および試験例2では、最表面から20μmよりも深い部分における圧縮残留応力は互いにほぼ等しい。このような条件下においては、表面での圧縮残留応力を高くすることで、疲労寿命が格段に向上することが判明した。すなわち、表面での圧縮残留応力を800MPaとした試験例2の寿命比は2.25であるのに対して、700MPaとした試験例1の寿命比1.75であり、試験例2の寿命が試験例1の寿命よりも格段に向上している。 Further, in Test Example 1 and Test Example 2, the compressive residual stresses in the portion deeper than 20 μm from the outermost surface are substantially equal to each other. Under such conditions, it has been found that increasing the compressive residual stress on the surface significantly improves the fatigue life. That is, the life ratio of Test Example 2 in which the compressive residual stress on the surface was 800 MPa was 2.25, whereas the life ratio of Test Example 1 in which 700 MPa was 700 MPa was 1.75. The lifetime of Test Example 1 is significantly improved.
1…チェーン(動力伝達チェーン)、2…リンク、2A…リンク(対偶部材)、200…連結部材、3…第1のピン(動力伝達部材)、4…第2のピン(動力伝達部材。対偶部材)、9,9A…前貫通孔(第1の貫通孔)、10,10A…後貫通孔(第2の貫通孔)、60…ドライブプーリ(プーリ)、62a,63a…シーブ面、70…ドリブンプーリ(プーリ)、72a,73a…シーブ面、100…無段変速機(動力伝達装置)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記リンクの少なくとも貫通孔の縁部の少なくとも一部の表面の圧縮在留応力が600MPa以上であり、上記表面から深さ50μmより深い位置の圧縮残留応力が300MPa以下であることを特徴とする動力伝達チェーン。 In a power transmission chain comprising a plurality of links arranged in a chain traveling direction and having through holes, and a power transmission member inserted through the through holes and interconnecting the plurality of links,
The power transmission characterized in that the compressive residual stress of at least a part of the edge of the through hole of the link is 600 MPa or more, and the compressive residual stress at a position deeper than 50 μm from the surface is 300 MPa or less. chain.
上記複数のリンクは、その第1の貫通孔に対応する動力伝達部材が圧入固定されたリンクと、その第2の貫通孔に対応する動力伝達部材が圧入固定されたリンクとを含む動力伝達チェーン。 In Claim 1, the through hole of each link includes the first and second through holes arranged in the chain traveling direction,
The plurality of links include a power transmission chain including a link in which a power transmission member corresponding to the first through hole is press-fitted and a link in which a power transmission member corresponding to the second through-hole is press-fitted and fixed. .
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