JP2008144825A

JP2008144825A - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置

Info

Publication number: JP2008144825A
Application number: JP2006331289A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Miura; 義久三浦; Teruko Nagaoka; 照子長岡
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】ピン端面接触形状に影響を与えるピンの転がり接触面形状およびオフセット量について適正化することで、騒音および振動をより一層低減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】転がり接触面14aがインボリュート曲線とされたピン14は、インボリュート曲線の半径Ｒｂが異なる２種類のものからなり、プーリの円錐面に接触するピン端面形状について、２種類のオフセット量が設定されている。各ピン14に対するインボリュート曲線の半径Ｒｂの大小およびオフセット量の大小の組合せに関し、Ｒｂ大−オフセット大、Ｒｂ大−オフセット小およびＲｂ小−オフセット小のいずれかに限定されている。
【選択図】図４

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６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おり、騒音および振動を低減するために、リンクのピッチ長、ピンの転がり接触面形状、ピンのプーリ面との接触位置（オフセット量）などを２種類以上とすることが提案されている。
特開２００６−０９７８４４号公報

上記特許文献１に示されている動力伝達チェーンでは、ピンの転がり接触面形状が２種類あって、オフセット量も２種類ある場合、これらの組合せをすべて含む４種類のピンが使用されている。しかしながら、ピンの転がり接触面形状とオフセット量とは、いずれもピン端面がプーリ面に接触する形状に影響を与えることから、４種類すべてを使用することは、騒音および振動を低減するための最良の組合せとならない可能性がある。

この発明の目的は、ピン端面接触形状に影響を与えるピンの転がり接触面形状およびオフセット量について適正化することで、騒音および振動をより一層低減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ピンのいずれか一方の転がり接触面がインボリュート曲線、同他方の転がり接触面が平坦面とされている動力伝達チェーンにおいて、転がり接触面がインボリュート曲線とされたピンは、インボリュート曲線の半径Ｒｂが異なる２種類のものからなり、プーリの円錐面に接触するピン端面形状について、２種類のオフセット量が設定されており、各ピンに対するインボリュート曲線の半径Ｒｂの大小およびオフセット量の大小の組合せに関し、Ｒｂ大−オフセット大、Ｒｂ大−オフセット小およびＲｂ小−オフセット小のいずれかに限定されていることを特徴とするものである。

プーリ面は、例えば、円錐状でかつその傾斜角度が例えば１１°とされ、ピン端面は、これに対応する傾斜角度でかつ曲面状に形成される。この結果、ピンの「中心」には、断面形状の中心（図心）と、端面がプーリに接触する領域の中心（接触領域の図心、以下「接触中心点」と称す）とがあり、この差をオフセット量という。オフセット量は、断面形状が同じピンについて、その端面加工時の研削量などを変更することによって、異なる値に設定することができる。オフセット量が異なるピンは、打音発生の周期をずらして、音のエネルギーを異なる周波数帯に分散することに寄与し、これにより、音圧レベルのピークが低減されて、騒音および振動の低減が可能となる。

オフセット小は、好ましくは、オフセット無し（接触中心点が断面形状の中心に一致）とされ、オフセット大は、接触中心点がチェーン外径側に移動するように設けられる。

転がり接触面がインボリュート曲線のピン（以下では、「第１ピン」または「ピン」と称す）は、そ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て摩擦力により動力を伝達する。他方のピンは、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２ピンは、第１ピンよりも幅が狭い形状とされることが好ましく、この場合、第２ピンの上下縁部に突出縁部が設けられることがある。

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ことが好ましい。

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。この嵌合固定の後、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、リンクのピン固定部（ピン圧入部）に均等にかつ適正な残留圧縮応力が付与される。

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。

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。

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装置によると、転がり接触面がインボリュート曲線とされたピンは、インボリュート曲線の半径Ｒｂが異なる２種類のものからなり、プーリの円錐面に接触するピン端面形状について、２種類のオフセット量が設定されているので、騒音および振動の低減が可能となり、さらに、各ピンに対するインボリュート曲線の半径Ｒｂの大小およびオフセット量の大小の組合せに関し、Ｒｂ大−オフセット大、Ｒｂ大−オフセット小およびＲｂ小−オフセット小のいずれかに限定されていることによって、ピンの接触領域がピンの断面形状からはみ出すことが防止されて、面圧の極大化したがって応力集中が防止されるので、確実に上記騒音および振動の低減効果が得られるとともに、チェーンの耐久性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、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、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。

各ピン(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、各ピン(14)側にのびる突出縁部(15a)(15b)が設けられている。

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。

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。

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)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、インターピース(15)の転がり接触面(15c)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)に対してその転がり接触面(14a)がインターピース(15)の転がり接触面(15c)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)に対してその転がり接触面(15c)がピン(14)の転がり接触面(14a)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。

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転がり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。

より一層の騒音および振動の低減のためには、形状が異なる２種類以上のリンク(11)やピン(14)をランダムに配列することにより、打音発生の周期がずれて、音のエネルギーが異なる周波数帯に分散され、音圧レベルのピークが低減されることが好ましい。

プーリ(2)の円錐状シーブ面(2c)(2d)に接触するピン(14)の端面形状は、例えばクラウニング加工により適宜な曲面に形成される。接触中心点については、加工時に適宜なオフセット量を設定することができるので、このオフセット量を２種類設定することで、騒音および振動の低減を図ることができる。

図３において、実線で示すピン(P1)では、オフセット量が０の場合の接触領域(C1)は、同図に実線で示したものとなる。オフセット量を大きくして、接触中心点をチェーン外径方向に移動させた場合には、同図に破線で示すような接触領域(C2)が得られる。接触領域(C1)(C2)は、ピン(P1)の断面積よりも小さいので、通常は、接触領域(C1)(C2)がピン(P1)の断面形状からはみ出すことはない。しかしながら、図３に二点鎖線で示すように、インボリュート曲線の半径を小さくしたピン(P2)において接触中心点をチェーン外径方向に大きく移動させた場合には、その接触領域(C3)がピン(P2)の断面形状からはみ出すことが起こり得る。

そこで、この発明による動力伝達チェーンでは、ピン(14)のインボリュート曲線の半径Ｒｂについて、図４（ａ）に示すインボリュート曲線の半径Ｒｂが大きいものと図４（ｂ）に示すインボリュート曲線の半径Ｒｂが小さいものとの２種類が使用され、ピン(14)端面形状について、２種類のオフセット量が設定されており、この場合に、２×２＝４種類の組合せができるところ、４種類のうちのＲｂ小−オフセット大を使用しないこととし、各ピン(14)に対するインボリュート曲線の半径Ｒｂの大小およびオフセット量の大小の組合せに関し、Ｒｂ大−オフセット大、Ｒｂ大−オフセット小およびＲｂ小−オフセット小のいずれかに限定されている。

すなわち、４種類の組合せのうち、ピン端面接触領域がピン断面形状からはみ出す可能性が最も高いものが除外されている。このため、インボリュート曲線の半径を変更したり、ピン端面の曲率を変更したりした場合であっても、ピン端面接触領域がピン断面形状からはみ出すことで生じる面圧の極大化（応力集中）が防止され、耐久性の低下や騒音および振動の増加という問題が確実に防止されている。そして３種類の組合せのピン(14)がランダムに配列されることにより、騒音および振動低減効果が高められる。

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。そして、実線で示した位置にあるドライブプーリ(2)の可動シーブ(2b)を固定シーブ(2a)に対して接近・離隔させると、チェーン(1)の巻き掛け径は、同図に鎖線で示すように、接近時には大きく、離隔時には小さくなる。ドリブンプーリ(3)では、図示省略するが、その可動シーブがドライブプーリ(2)の可動シーブ(2b)とは逆向きに移動し、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が大きくなると、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が小さくなり、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が小さくなると、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が大きくなる。この結果、変速比が１：１である状態（初期値）を基準にして、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が最小で、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が最大であるＵ／Ｄ状態が得られ、また、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が最大で、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が最小のＯ／Ｄ状態が得られる。なお、巻き掛け径が最小時においても、プーリ軸(2e)とリンク(11)のチェーン内径側の面との間には、若干の隙間が存在している。

なお、上記では、リンク(11)については区別していないが、リンク(11)として、ピッチ長が異なる２種類のものを使用することができ、これ以外にも、ピンの長さを２種類とするなど、音を分散するための他の手段をさらに組み合わせてももちろんよい。

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、ピンの断面形状および端面接触形状について説明する図である。図４は、この発明で使用されているピンの形状を示す図である。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) インボリュート転がり接触面
(15) インターピース（第２ピン）
(15c) 平坦転がり接触面

Claims

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ピンのいずれか一方の転がり接触面がインボリュート曲線、同他方の転がり接触面が平坦面とされている動力伝達チェーンにおいて、
転がり接触面がインボリュート曲線とされたピンは、インボリュート曲線の半径Ｒｂが異なる２種類のものからなり、プーリの円錐面に接触するピン端面形状について、２種類のオフセット量が設定されており、各ピンに対するインボリュート曲線の半径Ｒｂの大小およびオフセット量の大小の組合せに関し、Ｒｂ大−オフセット大、Ｒｂ大−オフセット小およびＲｂ小−オフセット小のいずれかに限定されていることを特徴とする動力伝達チェーン。
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。