JP2014202251A - 動力伝達チェーン用ピンおよび動力伝達チェーン - Google Patents

Abstract

【課題】 ピンがシーブ面に衝突している時間を長くすることで、騒音を低減する。
【解決手段】 第１ピン14に、長手方向にのびる穴20が設けられている。穴20の高さｈは、第１ピン14の高さをＨとして、０．４Ｈ以下とされている。穴20の幅ｌは、第１ピン14の幅をＬとして、０．４Ｌ以下とされている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、動力伝達チェーン用ピンおよび動力伝達チェーン、さらに詳しくは、自動車等の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）に好適な動力伝達チェーンで使用されるピンおよびこれを用いた動力伝達チェーンに関する。

自動車の無段変速機として、円錐面状のシーブ面を有するプライマリプーリと、円錐面状のシーブ面を有するセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられた動力伝達チェーンとを備えているものがある。

動力伝達チェーンとしては、複数のリンクと、複数のリンクを屈曲可能に連結する複数の第１ピンおよび複数の第２ピンとを備えているものが知られている（特許文献１）。

第１ピンおよび第２ピンには、ピンが挿通される前挿通部および後挿通部がそれぞれ形成されている。そして、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が前後に並ぶ複数の第１ピンおよび複数の第２ピンによって連結されている。

第２ピンは、第１ピンよりも短くなされて、第１ピンが無段変速機のプーリの一対のシーブ面間に挟持される。

特開２００８−１８０２９４号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、ピンがシーブ面間に進入する際、ピンがシーブ面に衝突して音が発生することから、騒音の低減が課題となっている。従来、ピンがシーブ面間に進入して衝突した際に生じる力（起振力）については、図７に実線で示すように、衝突している時間が相対的に短いために、相対的に大きい値になっており、音が大きくなる原因となっている。ピンがシーブ面に衝突している時間を長くできると、同図に破線で示すように、起振力の最大値が相対的に小さくなり、騒音を低減することができる。

この発明の目的は、ピンがシーブ面に衝突している時間を長くすることで、騒音を低減することにある。

この発明による動力伝達チェーン用ピンは、相対向する一対の円錐面状のシーブ面を各々有する第１のプーリと第２のプーリとのそれぞれで前記一対のシーブ面により挟持される動力伝達チェーンで使用され、前記第１のプーリおよび前記第２のプーリのそれぞれの前記一対のシーブ面間に挟持される動力伝達チェーン用ピンであって、長手方向にのびる穴が設けられているものである。

この発明による動力伝達チェーンは、相対向する一対の円錐面状のシーブ面を各々有する第１のプーリと第２のプーリとのそれぞれで前記一対のシーブ面により挟持される動力伝達チェーンであって、第１挿通部と第２挿通部とを各々有し、チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクと、一のリンクの第１挿通部と他のリンクの第２挿通部とが対応するようにして前記チェーン進行方向に直交するチェーン幅方向に並ぶ前記リンク同士を、前記第１挿通部と前記第２挿通部とに嵌め合わされることで屈曲可能に連結する連結部材と、を備え、前記連結部材は、互いに転がり接触する第１ピンと第２ピンとを備え、前記第２ピンが前記第１ピンよりも短くなされて、前記第１ピンが前記第１のプーリおよび前記第２のプーリのそれぞれの前記一対のシーブ面間に挟持されており、前記第１ピンが請求項１に記載の動力伝達チェーン用ピンであるものである。

この発明の動力伝達チェーン用ピンおよび動力伝達チェーンによると、シーブ面間に挟持されるピンの長手方向の剛性が従来の中実のピンに比べて低下し、ピンがシーブ面に衝突している時間が長くなる。このため、ピンがシーブ面間に進入してプーリと衝突した際に生じる起振力の最大値が従来に比べて小さくなり、騒音を低減することができる。

図１は、この発明による動力伝達チェーン用ピンおよび動力伝達チェーンの１実施形態を示す平面図である。 図２は、リンク、第１ピンおよび第２ピンを示す拡大側面図である。 図３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４は、動力伝達チェーン用ピンについて、穴の径の好ましい大きさを説明するための断面図である。 図５は、動力伝達チェーン用ピンについて、穴の径を変化させたときの断面積比の変化を示すグラフである。 図６は、動力伝達チェーン用ピンについて、穴の径を変化させたときの断面２次モーメント比の変化を示すグラフである。 図７は、起振力の大きさについて、従来の動力伝達チェーン用ピンと好ましい動力伝達チェーン用ピンとを比較して示すグラフで、実線が従来のものを示し、破線が好ましいものを示している。

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、前後については、図１の右を前、左を後というものとし、上下については、図２の上下をいうものとする。前後方向は、チェーン進行方向に一致し、上は、チェーン径方向外側に一致し、下は、チェーン径方向内側に一致する。

図１は、第１実施形態の動力伝達チェーンの一部を示している。動力伝達チェーン(1)は、チェーン進行方向に所定間隔をおいて設けられた前挿通部（第１挿通部）(12)および後挿通部（第２挿通部）(13)を有する複数のリンク(11)と、複数のリンク(11)を屈曲可能に連結する複数の第１ピン(14)および第２ピン(15)とを備えている。第２ピン(15)は、第１ピン(14)よりも短くなされ、両者は、第２ピン(15)が前側に、第１ピン(14)が後側に配置された状態で当接している。この第１ピン(14)と第２ピン(15)との対が連結部材に相当する。第１ピン(14)は、第２ピン(15)に比べて前後方向の幅が広くなされている。

動力伝達チェーン(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、第１ピン(14)が回転可能に嵌め合わせられる摺動部(16)と、第２ピン(15)が固定される固定部(17)とからなる。また、リンク(11)の後挿通部(13)は、第１ピン(14)が固定される固定部(18)と、第２ピン(15)が回転可能に嵌め合わせられる摺動部(19)とからなる。

第１ピン(14)には、長手方向にのびる穴(20)が設けられている。穴(20)は、第１ピン(14)の長手方向全長にわたって設けられている。

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)同士が重ねられる。第１ピン(14)は、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)に摺動可能に嵌め合わせられる。第２ピン(15)は、一のリンク(11)の後挿通部(13)に摺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)同士の屈曲が可能とされる。

第１ピン(14)を基準とした第１ピン(14)と第２ピン(15)との接触位置の軌跡は、円のインボリュートとされている。この実施形態では、第１ピン(14)の転がり接触面(14a)がインボリュート曲線とされ、第２ピン(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)の直線領域から曲線領域へまたは曲線領域から直線領域へと移行する際、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。具体的には、前挿通部(12)においては、第１ピン(14)が固定状態の第２ピン(15)に対してその転がり接触面(14a)が第２ピン(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）しながら摺動部(16)内を移動する。また、後挿通部(13)においては、第２ピン(15)が摺動部(19)内を固定状態の第１ピン(14)に対してその転がり接触面(15c)が第１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。

動力伝達チェーン(1)は、所要数の第１ピン(14)および第２ピン(15)を保持した後、所要数のリンク(11)を順次圧入していくことにより製造される。圧入は、第１ピン(14)の上下縁部とリンク(11)の後挿通部(13)の固定部(18)の上下縁部との間および第２ピン(15)の上下縁部と前挿通部(12)の固定部(17)の上下縁部との間において行われている。

上記動力伝達チェーン(1)は、動力伝達装置としての無段変速機(10)で使用される。無段変速機(10)は、図３に示すように、一対のプーリ（図示は一方のプーリだけ）(2)と、両プーリ(2)に巻き掛けられた動力伝達チェーン(1)とを備えている。

プーリ(2)は、プーリ軸(2e)に固定された固定シーブ(2a)と、プーリ軸(2e)上に軸方向移動可能に支持された可動シーブ(2b)とを備えている。固定シーブ(2a)および可動シーブ(2b)は、それぞれ相対向する円錐面状のシーブ面(2c)(2d)を有している。

第１ピン(14)の両端面は、プーリ(2)の相対向する一対のシーブ面(2c)(2d)間に挟持され、第１ピン(14)の両端面と各シーブ面(2c)(2d)との間の力により、動力伝達チェーン(1)とプーリ(2)との間で動力が伝達される。可動シーブ(2b)は、油圧アクチュエータ（図示略）によって、固定シーブ(2a)側に押圧されており、これにより、動力伝達チェーン(1)を挟持するための挟持力がプーリ(2)に与えられる。第２ピン(15)の両端面は、プーリ(2)のシーブ面(2c)(2d)に接触しないものとされる。

図３において、実線で示した位置にあるプーリ(2)の可動シーブ(2b)を固定シーブ(2a)に対して接近または離隔させると、プーリ(2)における動力伝達チェーン(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。

一対のプーリ(2)のうち図示省略した他方のプーリでは、その固定シーブが図示した固定シーブ(2a)とは、動力伝達チェーン(1)を間にして、軸方向反対側に配置されている。そして、その可動シーブが図示したプーリ(2)の可動シーブ(2b)とは逆向きに移動する。これにより、無段変速機(10)の変速比が無段階に変化する。

図５には、第１ピン(14)に設けられる穴(20)の径を大きくしていった際の断面積比の計算結果を示している。同図において、横軸には、穴(20)の径の変化を穴径／ピン径として示している。また、縦軸には、断面積比の変化を、穴(20)が設けられた第１ピン(14)の断面積／穴(20)が設けられていない場合の第１ピン(14)の断面積として示している。穴(20)が設けられた第１ピン(14)の断面積は、穴(20)が設けられていない場合の第１ピン(14)の断面積から穴(20)の断面積を引くことで求めることができる。断面積比が小さくなるに連れて、第１ピン(14)の長手方向の剛性が低下し、また、第１ピン(14)の質量が減少する。第１ピン(14)の長手方向の剛性が低下すると、図７に示す起振力が、剛性が高い場合の実線の形状に対して、破線で示すような形状となる。また、質量の減少によって、衝突のエネルギが減少する。したがって、穴(20)の径を大きくしていくことにより、騒音を低減することができる。

図６には、第１ピン(14)に設けられる穴(20)の径を大きくしていった際の断面２次モーメント比の計算結果を示している。横軸には、穴(20)の径の変化を穴径／ピン径として示している。縦軸には、断面２次モーメント比の変化を、穴(20)が設けられた第１ピン(14)の断面２次モーメント／穴(20)が設けられていない場合の第１ピン(14)の断面２次モーメントとして示している。断面２次モーメント比が小さくなるに連れて、第１ピン(14)のたわみ（第１ピン(14)の長手方向に直交する方向の変形量）が増加する。

図５において、断面積比は、穴(20)の径が大きくなるに連れて小さくなり、穴径／ピン径が約０．４のところで、断面積の低下量が約１８％となっている。図６において、断面２次モーメント比は、穴(20)の径が大きくなるに連れて小さくなり、穴径／ピン径が約０．４のところで、断面２次モーメント比の低下量が約３％となっている。すなわち、穴径／ピン径が０〜０．４の範囲は、断面２次モーメント比の低下量が小さく、第１ピン(14)のたわみが増加しない領域となっている。これに対し、穴径／ピン径が０〜０．４の範囲における断面積比の変化量は相対的に大きくなっている。

第１ピン(14)のたわみが大きい場合、図３において、第１ピン(14)の中央部がプーリ軸(2e)に近づくように変形し、プーリ(2)における動力伝達チェーン(1)の巻き掛け径が小さくなった際に、動力伝達チェーン(1)がプーリ軸(2e)に接触する可能性が増大する。したがって、第１ピン(14)の剛性を低下させると、動力伝達チェーン(1)がプーリ軸(2e)に接触する恐れがある。上記図５および図６に示した計算結果によると、穴径／ピン径を０．４以下にした場合、第１ピン(14)のたわみは、穴(20)が設けられていない場合（中実）の第１ピン(14)のたわみとほぼ同じに維持される。そして、穴径／ピン径が０．４の場合、断面積比の低下量は１８％であり、穴径／ピン径を０．４とすることで、たわみの増大というデメリットを伴わずに、質量低減（騒音低減）ができる。また、穴(20)が設けられていることで、穴(20)に潤滑油が溜まり、潤滑性がよくなって、第１ピン(14)の両端部の摩耗が少なくなるという効果も得られる。

ここで、穴径／ピン径を０．４よりも大きくした場合、第１ピン(14)のたわみが大きくなって、動力伝達チェーン(1)がプーリ軸(2e)に接触する可能性が増大するので好ましくない。また、穴径／ピン径を０．２よりも小さくした場合、質量低減（騒音低減）効果が少なくなるので好ましくない。

したがって、図４に示すように、第１ピン(14)の横断面形状において、第１ピン(14)の上下方向の寸法（高さ）をＨ、第１ピン(14)の上下方向に直交する寸法（幅）をＬとし、穴(20)の上下方向の寸法（高さ）をｈ、穴(20)の上下方向に直交する寸法（幅）をｌとした場合、０．２Ｈ≦ｈ≦０．４Ｈでかつ０．２Ｌ≦ｌ≦０．４Ｌとすることが好ましい。

上記実施形態において、リンク(11)は、例えば、ばね鋼や炭素工具鋼製とされる。リンク(11)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(11)は、前後挿通部(12)(13)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(12)(13)が１つの貫通孔（柱無しリンク）とされていてもよい。第１ピン(14)および第２ピン(15)の材質としては、軸受鋼などの適宜な鋼が使用される。

第１ピン(14)および第２ピン(15)は、いずれも引き抜き加工により製造することができる。第１ピン(14)の引き抜き加工用素材は、中空状とされ、第２ピン(15)の引き抜き加工用素材は、中実状とされる。従来の中実状の第１ピンは、中実状の金属素材を引き抜き加工することで得られており、穴(20)が設けられた第１ピン(14)は、金属素材を中実状から中空状に変更することで従来と同様の装置および方法を使用して得ることができる。また、穴(20)が設けられた第１ピン(14)は、従来の中実状の第１ピンにドリルによる孔加工を施すことで得ることができる。ドリルによる孔加工を施す場合には、穴(20)は、第１ピン(14)の長手方向全長にわたって設けられてもよく、第１ピン(14)の中央部分に中実部が残るように設けられてもよい。

(1)：動力伝達チェーン、(2)：プーリ、(2c)(2d)：シーブ面、(11)：リンク、(12)：前挿通部（第１挿通部）、(13)：後挿通部（第２挿通部）、(14)：第１ピン、(15)：第２ピン、(20)：穴

Claims (2)

1. 相対向する一対の円錐面状のシーブ面を各々有する第１のプーリと第２のプーリとのそれぞれで前記一対のシーブ面により挟持される動力伝達チェーンで使用され、前記第１のプーリおよび前記第２のプーリのそれぞれの前記一対のシーブ面間に挟持される動力伝達チェーン用ピンであって、
   長手方向にのびる穴が設けられている動力伝達チェーン用ピン。
2. 相対向する一対の円錐面状のシーブ面を各々有する第１のプーリと第２のプーリとのそれぞれで前記一対のシーブ面により挟持される動力伝達チェーンであって、
   第１挿通部と第２挿通部とを各々有し、チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクと、
   一のリンクの第１挿通部と他のリンクの第２挿通部とが対応するようにして前記チェーン進行方向に直交するチェーン幅方向に並ぶ前記リンク同士を、前記第１挿通部と前記第２挿通部とに嵌め合わされることで屈曲可能に連結する連結部材と、
   を備え、
   前記連結部材は、互いに転がり接触する第１ピンと第２ピンとを備え、
   前記第２ピンが前記第１ピンよりも短くなされて、前記第１ピンが前記第１のプーリおよび前記第２のプーリのそれぞれの前記一対のシーブ面間に挟持されており、
   前記第１ピンが請求項１に記載の動力伝達チェーン用ピンである動力伝達チェーン。

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