JP2009045668A

JP2009045668A - 動力伝達チェーン用リンクの製造方法、動力伝達チェーンおよび動力伝達装置

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Publication number: JP2009045668A
Application number: JP2007216593A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yamane; 伸志山根; Teruko Nagaoka; 照子長岡
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】残留圧縮応力を均等に付与することができる動力伝達チェーン用リンクの製造方法、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】リンク素材を圧延する工程21と、リンク素材内部に残留圧縮応力が付与されるように圧延後のリンク素材に張力を付与する工程22と、張力付与後のリンク素材をプレスで打ち抜いてリンク11の輪郭部11aおよび前後挿通部12,13の形状を形成する工程23とを含んでいる。
【選択図】図３

Description

この発明は、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用リンクの製造方法、このリンクを有する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で好適に使用され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い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、チェーンが組み立てられた状態でリンクに予張力を付与させていた。すると、リンクの残留圧縮応力の付与にばらつきが生じることがあった。

この発明は、残留圧縮応力を均等に付与することができる動力伝達チェーン用リンクの製造方法、動力伝達チェーンおよび動力伝達装置を提供するにある。

この発明による動力伝達チェーン用リンクの製造方法は、ピンが挿通される前後挿通部を有する動力伝達チェーン用リンクを製造する方法であって、リンク素材を圧延する工程と、リンク素材内部に残留圧縮応力が付与されるように圧延後のリンク素材に張力を付与する工程と、張力付与後のリンク素材をプレスで打ち抜いてリンクの輪郭部および前後挿通部の形状を形成する工程とを含んで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。

この明細書においては、チェーン方向を前後方向といい、これに直交する方向を上下方向というものとする。

プレスによりリンクの輪郭部および前後挿通部の形状を形成する工程は、リンクの輪郭部の形成と前後挿通部の形成とを同時に行ってもよく、リンクの輪郭部を形成する工程と前後挿通部を形成する工程のように異なる工程で行ってもよい。

予張力は、リンクに発生する最大主応力がリンクの弾性限界応力以上とされることが好ましい。このようにすることで、予張力によってリンクが塑性変形し、リンク内部に残留圧縮応力が付与され、疲労耐久性能が向上する。

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製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。第１ピンおよび第２ピンは、異なる断面形状であってもよく、同一形状であってもよい。また、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、前後挿通孔が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。

従来、チェーンの製造工程において、予張力付与工程は、チェーンが組み立てられた後になされていた。そして、その予張力付与工程でリンクに予張力を付与し、残留圧縮応力がリンクに付与されることによりチェーンの耐久性を向上させていた。しかし、チェーンで予張を付与した場合、複雑なリンク形状により応力にかたよりが生じ、リンク全体に狙いの残留圧縮応力を付与することができず、ある部分（ピンを圧入している部分（ピン圧入部）のごく狭い範囲）のみにしか付与できなった。また、ピン圧入部のごく狭い範囲においても応力のかたより、いわば応力集中に頼って残留圧縮応力を付与する形となるため、ほんのわずかなリンク形状のばらつきにより、残留圧縮応力のばらつきが生じ、安定的な残留圧縮応力が得られなかった。

この発明の製造方法によりリンクを製造すると、予張力付与工程は、プレスでリンクの輪郭部などが形成される前になされている。そして、その予張力付与工程でリンク素材に予張力を付与するので、前後挿通部の周辺を含めリンク全体に均等の残留圧縮応力を付与することができる。

この発明の製造方法で製造されたリンクが使用される動力伝達チェーンは、例えば、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いるものとされる。

第１ピンおよび第２ピンは、例えば、いずれか一方の転がり接触面が平坦面とされ、他方の転がり接触面が相対的に転がり接触移動可能なように所要の曲面に形成される。また、第１ピンおよび第２ピンは、それぞれの転がり接触面が所要の曲面に形成されるようにしてもよい。いずれの場合でも、各ピンの転がり接触面形状がそれぞれ２種類（例えば相対的に曲率が大のものと相対的に曲率が小のもの）形成されることで、転がり接触移動の軌跡が相違するピンの組が２種類存在するようにしてもよい。第１ピンと第２ピンとの接触位置の軌跡は、例えば、インボリュート曲線とされる。

この動力伝達チェーンにおいて、ピン（インターピース）が前後挿通部に固定されるピンの固定は、例えば、機械的圧入による挿通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。１つの挿通部には、ピンとインターピースとがチェーンの長さ方向に対向するように嵌め合わせられ、このうちのいずれか一方がリンクの挿通部の周面に嵌合固定される。

このような動力伝達チェーンでは、リンクのピン圧入部（ピン固定部）に予張力を確実に付与する（所要の大きさの残留圧縮応力を付与する）ことが重要である。上記製造方法によると、このような動力伝達チェーンに適したリンクを得ることができ、こうして得られたリンクによって構成された動力伝達チェーンは、優れた耐久性を有することができる。

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用リンクの製造方法によると、張力付与後のリンク素材をプレスで打ち抜いてリンクの輪郭部および前後挿通部の形状を形成する工程の前にリンク素材内部に残留圧縮応力が付与されるように圧延後のリンク素材に張力を付与する工程を行うことにより、均等な残留圧縮応力をリンクに付与することができるので、リンクの疲労寿命が向上し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、図２の右を前、同図の左を後、同図の上を上、同図の下を下というものとする。

図１は、この発明の製造方法で製造されるリンク(11)が使用され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)を、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。

図２は、完成されたリンク(11)を示すもので、リンク(11)は、ピン(14)(15)が挿通される前後挿通部(12)(13)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、ピン(14)が後側に、インターピース(15)が前側に配置された状態で対向させられている。

前挿通部(12)は、ピン（実線で示す）(14)が固定されるピン固定部(12a)およびインターピース(15)（二点鎖線で示す）が移動可能に嵌め合わせられるインターピース可動部(12b)からなり、後挿通部(13)は、ピン（二点鎖線で示す）(14)が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(13a)およびインターピース(15)（実線で示す）が固定されるインターピース固定部(13b)からなる。

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、インボリュート曲線とされており、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(15a)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)の直線部分から円弧部分へまたは円弧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、インターピース(15)がインターピース可動部(12b)内を固定状態のピン(14)に対してその転がり接触面(15a)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）しながら移動し、後挿通部(13)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(15a)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(13a)内を移動する。なお、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。

この発明によるリンク(11)の製造方法は、図２に示したリンク(11)を製造する方法であって、図３に示すように、リンク素材を圧延する工程(21)と、圧延後のリンク素材に予張力を付与する工程(22)と、プレスでリンク素材を打ち抜いてリンク(11)の輪郭部(11a)および前後挿通部(12)(13)の形状を形成する工程(23)とを含んでいるものである。

圧延後のリンク素材に予張力を付与する工程(22)は、例えば、リンク素材を張力付与装置（図示略）で引っ張ることによる行うことができる。

プレスによりリンク(11)の輪郭部(11a)および前後挿通部(12)(13)の形状を形成する工程(23)は、同時に行うようにしてもよく、リンク(11)の輪郭部(11a)を形成する工程と前後挿通部(12)(13)を形成する工程のように異なる工程で行ってもよい。

この発明の製造方法により製造されたリンク(11)には、リンク(11)の輪郭部(11a)などを形成する工程(23)の前に予張力付与工程(22)において予張力が付与されているので、前後挿通部(12)(13)を形成すると前後挿通部(12)(13)の周辺を含めたリンク全体に均等の残留圧縮応力が付与されている。

この発明による動力伝達チェーン(1)は、上記の工程(21)(22)(23)を経て、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工程(24)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(12a)およびインターピース固定部(13b)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。これにより、ピン(14)およびインターピース(15)の固定は、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)と、その上下の縁の各部分とにおいて均等の応力で行われている。したがって、均等な残留圧縮応力をリンク(11)に付与しているので、リンク(11)の疲労寿命が向上しチェーンの耐久性を向上させることができる。

上記の動力伝達チェーンは、図４および図５に示す自動車用無断変速機として使用される。無段変速機は、図５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。この際、例えば、インターピース（第２ピン）(15)がピン（第１ピン）(14)よりも短くされ、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、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。

図１は、この発明による動力伝達チェーン用リンクの製造方法で製造されるリンクが使用され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（完成図）の拡大側面図である。図３は、この発明による動力伝達チェーン用リンクの製造方法における工程を示すフローである。図４は、無段変速機において、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５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
(11a) 輪郭部
(12) 前挿通部
(13) 後挿通部
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(21) 圧延工程
(22) 予張力付与工程
(23) リンク形成工程
(24) 圧入工程

Claims

ピンが挿通される前後挿通部を有する動力伝達チェーン用リンクを製造する方法であって、リンク素材を圧延する工程と、リンク素材内部に残留圧縮応力が付与されるように圧延後のリンク素材に張力を付与する工程と、張力付与後のリンク素材をプレスで打ち抜いてリンクの輪郭部および前後挿通部の形状を形成する工程とを含んでいることを特徴とする動力伝達チェーン用リンクの製造方法。
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いる動力伝達チェーンにおいて、各リンクが請求項１の製造方法で製造されたものであ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２の動力伝達装置。