JP4821392B2 - Power transmission chain design method, power transmission chain, and power transmission device - Google Patents
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Description
この発明は、動力伝達チェーン、さらに詳しくは、自動車等の車両用無段変速機（ＣＶＴ）に好適な動力伝達チェーンの設計方法、動力伝達チェーンおよび動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission chain, and more particularly to a power transmission chain design method suitable for a continuously variable transmission (CVT) for a vehicle such as an automobile, a power transmission chain, and a power transmission device.
自動車用無段変速機として、図７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。 As a continuously variable transmission for an automobile, as shown in FIG. 7, a drive pulley (2) provided on the engine side having a fixed sheave (2a) and a movable sheave (2b), a fixed sheave (3b) and a movable sheave (3a) and a driven pulley (3) provided on the drive wheel side and an endless power transmission chain (1) spanned between them, and a movable sheave (2b) (3a) by a hydraulic actuator The chain (1) is clamped with hydraulic pressure by moving it toward and away from the fixed sheave (2a) (3b), and this clamping force makes contact between the pulley (2) (3) and the chain (1). It is known that a load is generated and torque is transmitted by the frictional force of the contact portion.
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いるものが提案されている。
この種の動力伝達チェーンでは、リンクの耐久性が特に重要なものとなっており、その耐久性のより一層の向上が課題となっている。そこで、リンクについては、多数の形状を検討することにより、その応力レベルの最適化が図られている。しかしながら、リンクを設計変更する都度、多数の形状についてＦＥＭ解析を行うことには、多大な工数がかかるという問題がある。 In this type of power transmission chain, the durability of the link is particularly important, and further improvement of the durability is a problem. Therefore, the stress level of the link is optimized by examining a large number of shapes. However, every time the design of the link is changed, there is a problem that it takes a lot of man-hours to perform FEM analysis for a large number of shapes.
この発明の目的は、リンクの設計変更の際、少ない工数で応力レベルの最適化を可能とする動力伝達チェーンの設計方法、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。 An object of the present invention is to provide a power transmission chain design method, a power transmission chain, and a power transmission device that can optimize a stress level with a small number of man-hours when a link design is changed.
この発明による動力伝達チェーンの設計方法は、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いる動力伝達チェーンの設計方法であって、リンクの基本輪郭形状および前後挿通部形状の各形状を決定する基本形状決定ステップと、リンクの前後挿通部を形成している前側柱部、後側柱部および中間柱部の各前後長さを調整する前後長さ調整ステップと、基本形状決定ステップにおいて各形状が決定され、前後長さ調整ステップにおいて各前後長さが調整されたリンクのピッチを変更するピッチ変更ステップと、を備えており、基本形状決定ステップおよび前後長さ調整ステップは、ＦＥＭ解析により行い、ピッチ変更ステップにおいては、ＦＥＭ解析を行わないで、前後挿通部形状を同一形状とし、各柱部の前後長さをピッチ変更量に応じて調整することを特徴とするものである。 The design method of the power transmission chain according to the present invention is such that a plurality of links having front and rear insertion portions through which pins are inserted correspond to a front insertion portion of one link and a rear insertion portion of another link in the chain width direction. A plurality of first pins and a plurality of second pins arranged before and after connecting the links arranged in parallel, and the first pin and the second pin are relatively in rolling contact and moved, whereby the links are bent in the length direction. It is a design method of a power transmission chain that is made possible, and includes a basic shape determination step for determining each shape of the basic contour shape of the link and the shape of the front and rear insertion portion, and the front pillar portion forming the front and rear insertion portion of the link a length adjusting step before and after adjusting the rear pillar portion and the front and rear length of the intermediate pillar portion, the shape is determined in the basic shape determination step, each longitudinal length in length adjusting step before and after The pitch changing step of changing the pitch of integer link has a basic shape determination step and length adjusting step before and after was performed by FEM analysis, in the pitch changing step, without performing the FEM analysis, before and after The insertion portion has the same shape, and the longitudinal length of each column portion is adjusted according to the pitch change amount.
各リンクは、前挿通部の前面形状を形成するための前側柱部と、後挿通部の後面形状を形成するための後側柱部と、前挿通部と後挿通部との間の中間柱部と、前側柱部と中間柱部の上下部同士を連結する前側上下連結部と、後側柱部と中間柱部の上下部同士を連結する後側上下連結部とからなるものとされる。 Each link includes a front column portion for forming the front shape of the front insertion portion, a rear column portion for forming the rear shape of the rear insertion portion, and an intermediate column between the front insertion portion and the rear insertion portion. And a front upper and lower connecting part that connects the upper and lower parts of the front pillar part and the intermediate pillar part, and a rear vertical connecting part that connects the upper and lower parts of the rear pillar part and the intermediate pillar part. .
ピッチは、前挿通部内における第１ピンと第２ピンとの接触位置から後挿通部内における第１ピンと第２ピンとの接触位置までの距離であり、ピッチ長＝中間柱部の前後長さ＋中間柱部の前面から前側ピン接触位置までの距離＋中間柱部の後面から後側ピン接触位置までの距離となる。 The pitch is the distance from the contact position between the first pin and the second pin in the front insertion portion to the contact position between the first pin and the second pin in the rear insertion portion, and the pitch length = the front-rear length of the intermediate pillar portion + the intermediate pillar portion The distance from the front surface to the front pin contact position + the distance from the rear surface of the intermediate column portion to the rear pin contact position.
基本形状決定ステップにおいて、リンクの基本輪郭形状および前後挿通部形状が設定され、前後長さ調整ステップにおいて、リンクの前側柱部前後長さ、後側柱部前後長さおよび中間柱部前後長さが決定される。これらのステップはＦＥＭ解析を使用して行われ、ＦＥＭ解析時には、応力レベルが適正かどうかが判定される。こうして、基本形状決定ステップおよび前後長さ調整ステップを経ることにより、リンクの基本輪郭形状、前後挿通部形状、前側柱部前後長さ、後側柱部前後長さおよび中間柱部前後長さが決定され、基準となるリンク形状が決定する。異なるピッチ長のリンクが必要な場合には、基本形状決定ステップに戻るのではなく、ピッチ変更ステップにおいて、前後挿通部形状を同一形状とし、各柱部の前後長さをピッチ変更量に応じて調整するだけとされ、これにより、多くの時間が必要なＦＥＭ解析の工数を省略して、ピッチが異なるリンクが得られる。 In the basic shape determination step, the basic contour shape and front / rear insertion part shape of the link are set, and in the front / rear length adjustment step, the front column front / rear length, the rear column front / rear length, and the intermediate column front / rear length Is determined. These steps are performed using FEM analysis, and during FEM analysis, it is determined whether the stress level is appropriate. Thus, through the basic shape determination step and the front and rear length adjustment step, the basic contour shape of the link, the front and rear insertion portion shape, the front and rear column portion front and rear length, the rear side column portion front and rear length, and the intermediate column portion front and rear length The link shape as a reference is determined. When links with different pitch lengths are required, instead of returning to the basic shape determination step, in the pitch change step, the front / rear insertion part shape is made the same shape, and the front / rear length of each column part is changed according to the pitch change amount. As a result, it is possible to obtain links with different pitches by omitting the FEM analysis man-hours that require a lot of time.
ピッチ変更ステップにおいては、さらに、前側柱部および後側柱部の前後長さを同じとし、中間柱部前後長さをピッチ変更量に応じて変更することが好ましい。 In the pitch changing step, it is further preferable that the front and rear lengths of the front and rear column portions are the same, and the front and rear lengths of the intermediate column portion are changed according to the pitch change amount.
耐久性に与える影響が大きい応力レベルに関し、前後長さについては、前側柱部前後長さおよび後側柱部前後長さの寄与が大きいのに対し、中間柱部の寄与は小さいものとなっている。したがって、リンク強度を左右する主たる寸法であるピン挿通部形状、前側柱部前後長さおよび後側柱部前後長さを同じとすることにより、設計要素の統一・標準化が図られ、基準リンクに対して中間柱部の長さだけを変更することにより、基準リンクで行った応力計算結果を生かすことができ、適正な応力レベルにあるピッチ違いのリンクを得ることができる。 Regarding the stress level that has a large impact on durability, the front / rear length and front / rear length have a large contribution to the front / rear length, whereas the contribution of the intermediate pillar has a smaller contribution. Yes. Therefore, the design elements can be unified and standardized by making the pin insertion part shape, which is the main dimension that determines link strength, the front column front and rear length, and the rear column front and rear length the same. On the other hand, by changing only the length of the intermediate column portion, it is possible to make use of the stress calculation result performed by the reference link, and to obtain a link with a different pitch at an appropriate stress level.
この設計方法は、同じ動力伝達チェーンで使用されるピッチ違いのリンクを設計する際にはもちろんのこと、既に所定サイズの動力伝達チェーンが設計完了状態にあり、これよりサイズが大きいかまたは小さい動力伝達チェーンを得る場合にも適用することができる。 This design method is used when designing links with different pitches that are used in the same power transmission chain, as well as when a power transmission chain of a predetermined size is already in the design completed state and the power is larger or smaller than this. It can also be applied when obtaining a transmission chain.
この発明の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いる動力伝達チェーンにおいて、
複数のリンクは、ピッチが異なる少なくとも２種類のリンクを含んでおり、各リンクは、前挿通部の前面形状を形成するための前側柱部と、後挿通部の後面形状を形成するための後側柱部と、前挿通部と後挿通部との間の中間柱部と、前側柱部と中間柱部の上下部同士を連結する前側上下連結部と、後側柱部と中間柱部の上下部同士を連結する後側上下連結部とを有し、各上連結部の上面および各下連結部の下面に、それぞれ最小曲率部が設けられており、リンクのピッチが変更された場合、中間柱部および最小曲率部の各前後長さのみが変更されるとともに、中間柱部の上面および下面の形状が同一とされていることを特徴とするものである。
The power transmission chain according to the present invention includes a plurality of links having front and rear insertion portions through which pins are inserted, and links arranged in the chain width direction so that a front insertion portion of one link and a rear insertion portion of another link correspond to each other. A plurality of first pins and a plurality of second pins arranged before and after connecting each other are provided, and the first pin and the second pin are relatively rolled and brought into contact with each other, whereby the links can be bent in the length direction. Power transmission chain
The plurality of links include at least two types of links having different pitches, and each link includes a front column portion for forming the front shape of the front insertion portion and a rear surface shape for forming the rear surface shape of the rear insertion portion. Of the side column part, the intermediate column part between the front insertion part and the rear insertion part, the front side vertical connection part that connects the upper and lower parts of the front side column part and the intermediate column part, the rear side column part and the intermediate column part When there is a rear upper and lower connecting part that connects the upper and lower parts, the minimum curvature part is provided on each of the upper surface of each upper connecting part and the lower surface of each lower connecting part, and the pitch of the link is changed , Only the front and rear lengths of the intermediate column portion and the minimum curvature portion are changed, and the shapes of the upper surface and the lower surface of the intermediate column portion are the same.
最小曲率部は、リンクの輪郭形状を形成する曲線のうち最小の曲率で描かれている部分を意味し、曲率が０である直線であってもよい。 The minimum curvature portion means a portion drawn with the minimum curvature among the curves forming the contour shape of the link, and may be a straight line with a curvature of zero.
この動力伝達チェーンによると、ピッチ違いのリンクを備えたチェーンを容易に得ることができる。上記設計方法を用いて、リンクの中間柱部前後長さをピッチ変更量に応じて変更するに際しては、前後柱部を同一形状とするとともに、中間柱部の上面および下面の形状を前後長さが長くなることに応じて変更してももちろんよいが、柱部同士を連結する連結部の上面および下面に最小曲率部が設けられているリンクを使用することにより、ピッチ長が異なるリンクについて、中間柱部および最小曲率部の各前後長さのみが変更され、中間柱部の上面および下面の形状を同一のものにすることができる。このようにすることで、基準リンクにおいてなされた応力計算結果を用いてピッチ長違いのリンクの応力レベルを推定する精度が向上する。 According to this power transmission chain, a chain having links with different pitches can be easily obtained. When changing the longitudinal length of the intermediate column portion of the link according to the pitch change amount using the above design method, the front and rear column portions have the same shape, and the shape of the upper surface and the lower surface of the intermediate column portion is the longitudinal length. Of course, it may be changed according to the length of the link, but by using the link provided with the minimum curvature portion on the upper surface and the lower surface of the connecting portion that connects the column portions, the links having different pitch lengths, Only the front and rear lengths of the intermediate column portion and the minimum curvature portion are changed, and the shapes of the upper surface and the lower surface of the intermediate column portion can be made the same. By doing in this way, the accuracy which estimates the stress level of a link with a different pitch length improves using the stress calculation result made in the standard link.
ピッチが異なる２種類以上のリンクは、ランダムに配列され、これにより、ピンとプーリ間の衝撃力のエネルギーの集中を避けることができ、騒音を大幅に低減することができる。 Two or more types of links having different pitches are arranged at random, thereby avoiding concentration of energy of impact force between the pin and the pulley, and noise can be greatly reduced.
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、このチェーンが無段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。 In the power transmission chain according to the present invention, at least one of the first pin and the second pin comes into contact with the pulley to transmit power by frictional force. In a chain in which one of the pins contacts the pulley, one of the first pin and the second pin is a pin that contacts the pulley when the chain is used in a continuously variable transmission ( In the following, the pin is referred to as “first pin” or “pin”, and the other is referred to as the pin that does not contact the pulley (interpiece or strip). "Peace").
第１ピンおよび第２ピンは、いずれか一方がリンクの前後挿通部に圧入固定されていることがあり、両方とも固定されていない（移動可能に嵌め入れられている）ことがある。また、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。さらにまた、第１ピンおよび第２ピンは、同じ長さとされて、両方ともがシーブ面に接触させられてもよく、異なる長さとされて、長い方だけがシーブ面に接触させられるようにしてもよい。 One of the first pin and the second pin may be press-fitted and fixed to the front and rear insertion portion of the link, and both may not be fixed (movably fitted). Further, the first pin and the second pin may have different cross-sectional shapes or the same shape. Furthermore, the first pin and the second pin may be the same length, both may be in contact with the sheave surface, and may be of different lengths so that only the longer one is in contact with the sheave surface. Also good.
好ましくは、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、同他方は、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ているものとされる。 Preferably, one of the first pin and the second pin is fixed to the front insertion portion of one link and is movably fitted to the rear insertion portion of the other link, and the other of the first pin and the second pin It is assumed that the front insertion part is movably fitted and fixed to the rear insertion part of another link.
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、また、リンクを側面から見た場合（図３）の上下を上下としているが、この前後および上下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。 In this specification, one end side in the length direction of the link is the front, the other end side is the rear, and when the link is viewed from the side (FIG. 3), the top and bottom are up and down. The top and bottom are for convenience, and do not mean that the length direction of the link always coincides with the front-rear direction.
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。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。 For example, the link is made of spring steel or carbon tool steel. The material of the link is not limited to spring steel or carbon tool steel, and may of course be other steel such as bearing steel. Appropriate steel such as bearing steel is used as the material of the pin.
ピンが前後挿通部に固定される場合の前後挿通部へのピンの固定は、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、第１ピンと第２ピン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。嵌合固定は、挿通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高精度に付与される。 When the pin is fixed to the front and rear insertion portion, the pin is fixed to the front and rear insertion portion, for example, by fitting and fixing the inner edge of the insertion portion and the outer peripheral surface of the pin by mechanical press-fitting. It may be a fit or a cold fit. The first pin and the second pin are fitted to one insertion portion so as to face each other in the length direction of the chain, and either one of them is fitted and fixed to the peripheral surface of the insertion portion of the link. The fitting and fixing is preferably performed at the edges (upper and lower edges) of the portion orthogonal to the length direction of the insertion portion. After the fitting and fixing, a pretension is applied in the pretension applying step, so that an appropriate residual compressive stress is uniformly and accurately applied to the pin fixing portion (pin press-fitting portion) of the link.
第１ピンおよび第２ピンは、例えば、いずれか一方の接触面が平坦面とされ、他方の接触面が相対的に転がり接触移動可能なインボリュート曲面に形成される。また、第１ピンおよび第２ピンは、それぞれの接触面が所要の曲面に形成されるようにしてもよい。 For example, the first pin and the second pin are formed as involute curved surfaces in which either one of the contact surfaces is a flat surface and the other contact surface is relatively rollable and movable. Moreover, you may make it each contact surface form a required curved surface for the 1st pin and the 2nd pin.
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。 In the above power transmission chain, one of the pins (interpiece) is shorter than the other pin (pin), the end surface of the longer pin contacts the conical sheave surface of the pulley of the continuously variable transmission, It is preferable that power is transmitted by the frictional force due to this contact. Each pulley includes a fixed sheave having a conical sheave surface and a movable sheave having a conical sheave surface facing the sheave surface of the fixed sheave. The chain is sandwiched between the sheave surfaces of both sheaves, and the movable sheave. Is moved by a hydraulic actuator, the distance between sheave surfaces of the continuously variable transmission, that is, the wrapping radius of the chain is changed, and a continuously variable transmission can be performed with a smooth movement.
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いずれかに記載のものとされる。 The power transmission device according to the present invention includes a first pulley having a conical sheave surface, a second pulley having a conical sheave surface, and power transmission spanned between the first and second pulleys. And a power transmission chain as described in any of the above.
この動力伝達装置は、自動車の無段変速機としての使用に好適なものとなる。 This power transmission device is suitable for use as a continuously variable transmission of an automobile.
この発明の動力伝達チェーンの設計方法によると、基本形状決定ステップおよび前後長さ調整ステップを経ることにより、リンクの基本輪郭形状、前後挿通部形状、前側柱部前後長さ、後側柱部前後長さおよび中間柱部前後長さが決定されると、その後は、中間柱部前後長さのみを変更するだけで、ピッチ長違いの適正なリンクを得ることができる。したがって、ピッチ長違いのリンクを得るための解析工数を大幅に削減することができ、コストダウンに寄与することができる。 According to the power transmission chain design method of the present invention, the basic contour shape of the link, the front / rear insertion portion shape, the front / rear column length, the front / rear column portion front / rear direction through the basic shape determination step and the front / rear length adjustment step When the length and the front and rear length of the intermediate column portion are determined, an appropriate link having a different pitch length can be obtained by changing only the front and rear length of the intermediate column portion. Therefore, the analysis man-hours for obtaining links with different pitch lengths can be greatly reduced, which can contribute to cost reduction.
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３の上下をいうものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the top and bottom refer to the top and bottom of FIG.
図１および図２は、この発明による設計方法が対象としてい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。 FIG. 1 and FIG. 2 show a part of a power transmission chain targeted by the design method according to the present invention. The power transmission chain (1) is inserted in the longitudinal direction at predetermined intervals in the chain length direction. The plurality of links (11) having the portions (12) and (13) and the plurality of pins (first pins) (14) and the links that connect the links (11) arranged in the chain width direction so as to be bendable in the length direction. And a piece (second pin) (15).
図３に示すように、前挿通部(12)は、ピン(14)（実線で示す）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(14)（二点鎖線で示す）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。そして、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)の前挿通部(12)に固定されかつ他のリンク(11)の後挿通部(13)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)の前挿通部(12)に移動可能に嵌め合わせられかつ他のリンク(11)の後挿通部(13)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。 As shown in FIG. 3, in the front insertion part (12), the pin fixing part (12a) to which the pin (14) (shown by a solid line) is fixed and the interpiece (15) (shown by a two-dot chain line) are movable. The inter-piece movable part (12b) can be fitted to the rear insertion part (13), and the pin insertion part (13a) and the inter-piece (13) to which the pin (14) (indicated by a two-dot chain line) can be movably fitted. 15) It consists of an interpiece fixing part (13b) to which (shown by a solid line) is fixed. When connecting the links (11) arranged in the chain width direction, the front insertion part (12) of one link (11) and the rear insertion part (13) of the other link (11) correspond to each other. The links (11) are overlapped, and the pin (14) is fixed to the front insertion part (12) of one link (11) and movably fitted to the rear insertion part (13) of the other link (11) The interpiece (15) is movably fitted to the front insertion part (12) of one link (11) and fixed to the rear insertion part (13) of the other link (11). The pins (14) and the interpiece (15) are relatively rolled and brought into contact with each other, whereby the links (11) can be bent in the length direction (front-rear direction).
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)に対してその接触面(15a)がピン(14)の接触面(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)に対してその接触面(14a)がインターピース(15)の接触面(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、図３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。 The locus of the contact position between the pin (14) and the interpiece (15) relative to the pin (14) is an involute of the circle.In this embodiment, the contact surface (14a) of the pin (14) is The cross section has an involute shape having a basic circle with a radius Rb and a center M, and the contact surface (15a) of the interpiece (15) is a flat surface (the cross-sectional shape is a straight line). As a result, when each link (11) moves from the straight part of the chain (1) to the arc part or from the arc part to the straight part, the interpiece (15) is movable in the front insertion part (12). The contact surface (15a) moves to the contact surface (14a) of the pin (14) while rolling (including some sliding contact) against the pin (14) in the fixed state in the part (12b) In the insertion part (13), the contact surface (14a) rolls against the contact surface (15a) of the interpiece (15) against the interpiece (15) with the pin (14) fixed (slightly sliding contact) The pin movable part (13a) is moved. In FIG. 3, the portions indicated by reference signs A and B are lines (points in the cross section) where the pin (14) and the interpiece (15) are in contact with each other in the straight portion of the chain (1). Is the pitch.
図４（ａ）に詳しく示すように、各リンク(11)は、前挿通部(12)の前面形状を形成するための前側柱部(16)と、後挿通部(13)の後面形状を形成するための後側柱部(17)と、前挿通部(12)と後挿通部(13)との間の中間柱部(18)と、前側柱部(16)と中間柱部(18)との上下部同士を連結する前側上連結部(19)および前側下連結部(20)と、後側柱部(17)と中間柱部(18)との上下部同士を連結する後側上連結部(21)および後側下連結部(22)とを有している。各上連結部(19)(21)の上面および各下連結部(20)(22)の下面には、それぞれ直線またはほぼ直線とされた最小曲率部(19a)(21a)(20a)(22a)が設けられている。また、中間柱部(18)の上下面(18a)(18b)は、最小曲率部(19a)(21a)(20a)(22a)よりも大きい曲率の（曲率変形としては小さい）曲線状とされている。 As shown in detail in FIG. 4 (a), each link (11) has a front pillar portion (16) for forming a front shape of the front insertion portion (12) and a rear surface shape of the rear insertion portion (13). Rear column part (17) for forming, intermediate column part (18) between front insertion part (12) and rear insertion part (13), front column part (16) and intermediate column part (18 ) And upper and lower front connecting parts (19) and front lower connecting parts (20), and the rear column parts (17) and the intermediate column part (18). It has an upper connecting part (21) and a rear lower connecting part (22). On the upper surface of each upper connecting part (19) (21) and the lower surface of each lower connecting part (20) (22), the minimum curvature part (19a) (21a) (20a) (22a ) Is provided. In addition, the upper and lower surfaces (18a) and (18b) of the intermediate column portion (18) are curved with a larger curvature than the minimum curvature portions (19a), (21a), (20a), and (22a). ing.
図４（ｂ）には、同図（ａ）に示した基準リンク(11)に比べてピッチ長が相対的に長いリンク(31)が示されている。この相対的に長いリンク(31)は、基準リンク(11)と同様に、前挿通部(32)の前面形状を形成するための前側柱部(36)と、後挿通部(33)の後面形状を形成するための後側柱部(37)と、前挿通部(32)と後挿通部(33)との間の中間柱部(38)と、前側柱部(36)と中間柱部(38)との上下部同士を連結する前側上連結部(39)および前側下連結部(40)と、後側柱部(37)と中間柱部(38)との上下部同士を連結する後側上連結部(41)および後側下連結部(42)と、各上連結部(19)(21)の上面および各下連結部(20)(22)の下面にそれぞれ設けられた直線またはほぼ直線の最小曲率部(39a)(41a)(40a)(42a)とを有している。そして、その寸法については、中間柱部(38)の長さＣ’がピッチ長の増加分ΔＰだけ基準リンク(11)の中間柱部(18)の長さＣより長くされており（Ｃ’＝Ｃ＋ΔＰ）、前側柱部(36)および後側柱部(37)が基準リンク(11)の前側柱部(16)および後側柱部(17)と同じ長さとされている。また、各連結部(39)(41)(40)(42)における最小曲率部(39a)(41a)(40a)(42a)の長さＬ’がピッチ長の増加分の半分ΔＰ／２だけ基準リンク(11)の各連結部(19)(20)(21)(22)の最小曲率部(19a)(21a)(20a)(22a)の長さＬより長くされており（Ｌ’＝Ｌ＋ΔＰ／２）、中間柱部(38)の上面(38a)および下面(38b)の曲線部の形状が基準リンク(11)と同一とされている。 FIG. 4 (b) shows a link (31) having a relatively long pitch length compared to the reference link (11) shown in FIG. 4 (a). Like the reference link (11), the relatively long link (31) includes a front pillar portion (36) for forming the front shape of the front insertion portion (32) and a rear surface of the rear insertion portion (33). Rear column part (37) for forming the shape, intermediate column part (38) between front insertion part (32) and rear insertion part (33), front column part (36) and intermediate column part (38) Connecting the upper and lower portions of the front upper connecting portion (39) and the front lower connecting portion (40), and the upper and lower portions of the rear column portion (37) and the intermediate column portion (38). Rear upper connection part (41) and rear lower connection part (42), straight lines provided on the upper surface of each upper connection part (19) (21) and the lower surface of each lower connection part (20) (22), respectively Or it has the substantially linear minimum curvature part (39a) (41a) (40a) (42a). With respect to the dimensions, the length C ′ of the intermediate column portion (38) is made longer than the length C of the intermediate column portion (18) of the reference link (11) by an increment ΔP of the pitch length (C ′ = C + ΔP), the front column portion (36) and the rear column portion (37) have the same length as the front column portion (16) and the rear column portion (17) of the reference link (11). Further, the length L ′ of the minimum curvature portion (39a) (41a) (40a) (42a) in each of the connecting portions (39) (41) (40) (42) is a half ΔP / 2 of the increase in pitch length. It is longer than the length L of the minimum curvature part (19a) (21a) (20a) (22a) of each connection part (19) (20) (21) (22) of the reference | standard link (11) (L '= L + ΔP / 2), and the shapes of the curved portions of the upper surface (38a) and the lower surface (38b) of the intermediate column portion (38) are the same as those of the reference link (11).
上記のリンクの形状は、図５に示すように、次のような順序で設計されている。 The shape of the link is designed in the following order as shown in FIG.
まず、リンク(11)の基本輪郭形状および前後挿通部(12)(13)形状を設定する(S1)。さらに、リンク(11)の各柱部(16)(17)(18)の長さを１または複数種類設定する(S2)。次いで、ＦＥＭ（有限要素法）を使用してこのリンク(11)の応力計算を実施し(S3)、応力レベルが要求レベルに適合しているかどうかを判定する(S4)。動力伝達チェーン(1)の耐久評価試験においては、リンク(11)に繰り返し応力（応力振幅）が作用することによってリンク(11)の寿命が低下することが分かっており、予めＦＥＭ解析を実施して応力レベルを確認しておくことにより、耐久性の目途付けを行うことができる。ステップS4において、応力レベルが適正でないと判定された場合には、ステップS1に戻って、ステップS4までが繰り返される。応力レベルが適正である場合には、このリンク(11)が基準リンクとされる(S5)。 First, the basic contour shape of the link (11) and the shapes of the front and rear insertion portions (12) and (13) are set (S1). Further, one or more types of lengths of the pillars (16), (17) and (18) of the link (11) are set (S2). Next, the FEM (finite element method) is used to perform a stress calculation of this link (11) (S3), and it is determined whether the stress level meets the required level (S4). In the durability evaluation test of the power transmission chain (1), it has been found that repeated life (stress amplitude) of the link (11) reduces the life of the link (11). By confirming the stress level, durability can be determined. If it is determined in step S4 that the stress level is not appropriate, the process returns to step S1 and steps up to step S4 are repeated. When the stress level is appropriate, this link (11) is set as a reference link (S5).
基準リンク(11)に対してピッチ長が異なるリンク(31)が必要な場合、ステップS1に戻って、基本形状から設定し直すのではなく、ピッチ違い設計ステップ(S6)に移行する。この際には、リンク(31)の基本輪郭形状および挿通部(32)(33)形状を基準リンク(11)と同じとするだけでなく、前側柱部(36)前後長さおよび後側柱部(37)前後長さも同じとし、中間柱部(38)の前後長さだけを変更する(S7)。耐久性に与える影響が大きい応力レベルに関し、前後長さについては、前側柱部(16)(36)前後長さおよび後側柱部(17)(37)前後長さの寄与が大きいのに対し、中間柱部(18)(38)の寄与は小さいものとなっている。したがって、リンク(11)(31)強度を左右する主たる寸法である挿通部(12)(13)(32)(33)形状、前側柱部(16)(36)前後長さおよび後側柱部(17)(37)前後長さを固定して設計要素の統一・標準化を図り、基準リンク(11)に対して中間柱部(18)の前後長さだけを変更することにより、基準リンク(11)で行った応力計算結果を生かすことができる。これにより、時間を多く必要とするＦＥＭ解析をさらに行うこと無しに、ピッチ違いのリンク(31)を得ることができる(S8)。ピッチ違いのリンクをさらに設計する場合には、ステップS6に戻ればよい。 If a link (31) having a different pitch length with respect to the reference link (11) is required, the process returns to step S1 and shifts to the pitch difference design step (S6) instead of resetting from the basic shape. In this case, not only the basic contour shape of the link (31) and the shape of the insertion portion (32) (33) are the same as those of the reference link (11), but also the front column portion (36) longitudinal length and rear column The front and rear lengths of the part (37) are the same, and only the front and rear lengths of the intermediate column part (38) are changed (S7). Regarding the stress level that has a large impact on durability, the front and rear lengths of the front column (16) (36) and the rear column (17) (37) are largely contributed by the longitudinal length. The contribution of the intermediate pillars (18) and (38) is small. Therefore, the insertion part (12) (13) (32) (33) shape, the front pillar part (16) (36) front and rear length and the rear pillar part which are the main dimensions that influence the link (11) (31) strength (17) (37) By fixing the front and back length to unify and standardize the design elements, only the front and back length of the intermediate pillar (18) is changed with respect to the reference link (11). The stress calculation result performed in 11) can be utilized. As a result, the link (31) with a different pitch can be obtained without further performing FEM analysis requiring a lot of time (S8). If a link with a different pitch is further designed, the process may return to step S6.
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(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。 This power transmission chain (1) holds the required number of pins (14) and interpieces (15) vertically on the table, and then press-fits one or several links (11) one by one. It is manufactured by going. This press-fitting is performed between the upper and lower edges of the pin (14) and the interpiece (15) and the upper and lower edges of the pin fixing part (12a) and the interpiece fixing part (13b). It is set to 0.005 mm to 0.1 mm. In this way, tension is applied (pre-tensioned) to the assembled chain (1).
上記の動力伝達チェーンは、図７に示したＣＶＴで使用されるが、この際、図６に示すように、インターピース(15)がピン(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。 The power transmission chain described above is used in the CVT shown in FIG. 7. At this time, as shown in FIG. 6, the interpiece (15) is made shorter than the pin (14), and the interpiece (15) The end surface of the pin (14) is the conical shape of the pulley (2) with the end surface not contacting the conical sheave surfaces (2c) and (2d) of the fixed sheave (2a) and the movable sheave (2b) of the pulley (2). The sheave surfaces (2c) and (2d) are brought into contact with each other, and power is transmitted by the frictional force generated by the contact. As described above, since the pin (14) and the interpiece (15) are in rolling contact movement, the pin (14) hardly rotates with respect to the sheave surfaces (2c) (2d) of the pulley (2). Thus, friction loss is reduced and a high power transmission rate is secured.
また、上記のチェーン式動力伝達チェーン(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。そして、ピッチが異なる２種類以上のリンク(11)(31)をランダムに配列することにより、ピン(14)およびインターピース(15)とプーリ(2)(3)間の衝撃力のエネルギーの集中を避けることができ、騒音を大幅に低減することができる。 In the chain type power transmission chain (1), polygonal vibration is generated due to repeated vertical movement of the pin, which causes noise, but the pin (14) and the interpiece (15) are relatively The contact surface between the pin (14) and the interpiece (15) with reference to the pin (14) is the involute of the circle. Compared with the case of a circular arc surface, vibration can be reduced and noise can be reduced. And by concentrating two or more types of links (11) (31) with different pitches at random, the energy of impact force between the pin (14) and interpiece (15) and pulley (2) (3) is concentrated. Can be avoided, and noise can be greatly reduced.
なお、図５に示した設計方法は、第１ピンおよび第２ピンの長さが略等しく、両方ともがシーブ面に接触するチェーンにも適用することができ、さらに、第１ピンおよび第２ピンの両方が前後挿通部に対し移動可能に嵌め入れられるチェーンやその他各種タイプの動力伝達チェーンに適用可能である。 Note that the design method shown in FIG. 5 can be applied to a chain in which the lengths of the first pin and the second pin are substantially equal, both of which are in contact with the sheave surface. The present invention can be applied to a chain in which both pins are movably fitted to the front and rear insertion portions and various other types of power transmission chains.
(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)(31) リンク
(12)(32) 前挿通部
(13)(33) 後挿通部
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(16)(36) 前側柱部
(17)(37) 後側柱部
(18)(38) 中間柱部
(19)(39) 前側上連結部
(20)(40) 前側下連結部
(21)(41) 後側上連結部
(22)(42) 後側下連結部
(19a)(20a)(21a)(22a)(39a)(40a)(41a)(42a) 最小曲率部
(1) Power transmission chain
(2) (3) Pulley
(2a) (3b) Fixed sheave
(2b) (3a) Movable sheave
(2c) (2d) Conical sheave surface
(11) (31) Link
(12) (32) Front insertion part
(13) (33) Rear insertion part
(14) Pin (1st pin)
(15) Interpiece (2nd pin)
(16) (36) Front pillar
(17) (37) Rear column
(18) (38) Intermediate pillar
(19) (39) Front upper connecting part
(20) (40) Lower front connection
(21) (41) Rear upper connection
(22) (42) Rear lower connection
(19a) (20a) (21a) (22a) (39a) (40a) (41a) (42a) Minimum curvature
Claims (5)
リンクの基本輪郭形状および前後挿通部形状の各形状を決定する基本形状決定ステップと、リンクの前後挿通部を形成している前側柱部、後側柱部および中間柱部の各前後長さを調整する前後長さ調整ステップと、基本形状決定ステップにおいて各形状が決定され、前後長さ調整ステップにおいて各前後長さが調整されたリンクのピッチを変更するピッチ変更ステップと、を備えており、
基本形状決定ステップおよび前後長さ調整ステップは、ＦＥＭ解析により行い、ピッチ変更ステップにおいては、ＦＥＭ解析を行わないで、前後挿通部形状を同一形状とし、各柱部の前後長さをピッチ変更量に応じて調整することを特徴とする動力伝達チェーンの設計方法。 A plurality of links having front and rear insertion portions through which pins are inserted, and a plurality of links arranged before and after connecting links aligned in the chain width direction so that a front insertion portion of one link and a rear insertion portion of another link correspond to each other. The first pin and the plurality of second pins are provided, and the first pin and the second pin are relatively in rolling contact with each other so that the links can be bent in the longitudinal direction. Because
Basic shape determination step for determining each shape of the basic contour shape of the link and the front and rear insertion portion shape , and the front and rear lengths of the front side column portion, the rear side column portion and the intermediate column portion forming the front and rear insertion portion of the link a length adjusting step before and after the adjustment, is the shape determined in the basic shape determining step comprises a pitch changing step of changing the pitch of links each longitudinal length is adjusted in length adjusting step before and after,
The basic shape determination step and the front-rear length adjustment step are performed by FEM analysis. In the pitch change step, the front-rear insertion portion shape is the same shape without performing FEM analysis, and the front-rear length of each column is changed by the pitch change amount. A method for designing a power transmission chain, characterized in that the power transmission chain is adjusted according to the conditions.
複数のリンクは、ピッチが異なる少なくとも２種類のリンクを含んでおり、各リンクは、前挿通部の前面形状を形成するための前側柱部と、後挿通部の後面形状を形成するための後側柱部と、前挿通部と後挿通部との間の中間柱部と、前側柱部と中間柱部の上下部同士を連結する前側上下連結部と、後側柱部と中間柱部の上下部同士を連結する後側上下連結部とを有し、各上連結部の上面および各下連結部の下面に、それぞれ最小曲率部が設けられており、リンクのピッチが変更された場合、中間柱部および最小曲率部の各前後長さのみが変更されるとともに、中間柱部の上面および下面の形状が同一とされていることを特徴とする動力伝達チェーン。 A plurality of links having front and rear insertion portions through which pins are inserted, and a plurality of links arranged before and after connecting links aligned in the chain width direction so that a front insertion portion of one link and a rear insertion portion of another link correspond to each other. In the power transmission chain provided with the first pin and the plurality of second pins, the first pin and the second pin are relatively in rolling contact with each other, so that the links can be bent in the longitudinal direction.
The plurality of links include at least two types of links having different pitches, and each link includes a front column portion for forming the front shape of the front insertion portion and a rear surface shape for forming the rear surface shape of the rear insertion portion. Of the side column part, the intermediate column part between the front insertion part and the rear insertion part, the front side vertical connection part that connects the upper and lower parts of the front side column part and the intermediate column part, the rear side column part and the intermediate column part When there is a rear upper and lower connecting part that connects the upper and lower parts, the minimum curvature part is provided on each of the upper surface of each upper connecting part and the lower surface of each lower connecting part, and the pitch of the link is changed , A power transmission chain, wherein only the front and rear lengths of the intermediate column portion and the minimum curvature portion are changed, and the shapes of the upper surface and the lower surface of the intermediate column portion are the same.
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