JP4839716B2 - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置 - Google Patents

Description

この発明は、動力伝達チェーン、さらに詳しくは、自動車の無段変速機（ＣＶＴ）に好適な動力伝達チェーンおよびこれを用いた動力伝達装置に関する。

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。

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。
特開平８−３１２７２５号公報

上記特許文献１の動力伝達チェーンでは、例えば、ピンとリンクとは圧入により固定されるが、例えば、チェーンの小型化、軽量化の要求に応えるべく部品を小さくかつ薄くした場合、前記圧入時の引張り応力が大きくなると、リンクの耐久性が低下する場合がある。また、変速比が変化した場合には、比較的大きな軸方向のミスアライメントが生じる場合があり、これによって、リンクに大きな力が作用する場合があり、耐久性の点で不利になることがある。

この発明の目的は、変速比が変化した場合に生じるミスアライメントに伴う力によってリンクに過大な荷重が作用することを防止できる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長さ方向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、各リンクの前後各挿通部にそれぞれ第１ピンおよび第２ピンが嵌め入れられ、これらのピン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、前後いずれか一方の挿通部に第１ピンおよび第２ピンのいずれか一方が圧入固定されるとともに、前後いずれか他方の挿通部に第１ピンおよび第２ピンのいずれか他方が圧入固定される圧入用リンクと、前後各挿通部に第１ピンおよび第２ピンが移動可能に嵌め入れられる非圧入用リンクとからなり、前後に隣り合う列を含めて最外側に位置するリンクが圧入用リンクとされるとともに、最外側に圧入用リンクがある列の残りのリンクは、すべて非圧入用リンクとされ、最外側に圧入用リンクがない列については、その中央の１つまたは２つが圧入用リンクとされ、残りが非圧入用リンクとされていることを特徴とするものである。

圧入用リンクについては、リンクの前挿通部は、第１ピンが固定される第１ピン固定部および第２ピンが移動可能に嵌め入れられる第２ピン可動部からなり、リンクの後挿通部は、第１ピンが移動可能に嵌め入れられる第１ピン可動部および第２ピンが固定される第２ピン固定部を含むものとされる。前後挿通部は、互いに分離した前後貫通孔をリンクに形成し、前貫通孔＝前挿通部および後貫通孔＝後挿通部としてもよく、前後に長い１つの貫通孔をリンクに形成し、貫通孔の前部＝前挿通部および貫通孔の後部＝後挿通部としてもよい。

圧入は、ピンの上下（チェーンの進行方向を前後、チェーンの幅方向を左右とし、これらの両方に直交する方向）の縁と挿通部の上下の縁との間で行われるのが好ましく、圧入代は、０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍとされ、非圧入用リンクは、圧入代に相当する部分以外は圧入用リンクと同じ形状とされ、非圧入用リンクにおけるピンと挿通部周縁との隙間は、０．００５〜０．２ｍｍとされる。

圧入用リンクは、基本的に１つの列に２つとされ、残りは、非圧入用リンクとされる。通常、１列に含まれるリンクの列は、５〜１０程度とされ、圧入用リンクの数＜非圧入用リンクの数となる。圧入用リンクの配置は、ピンからリンクが脱落することがないよう、また、チェーン全体からピンが脱落しないように決められる。

チェンは、例えば、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に３つ並べて１つのリンクユニットを構成し、このリンクユニットを進行方向に複数連結して形成される。この場合、リンクユニットが、９つのリンクのリンク列、８つのリンクのリンク列および９つのリンクのリンク列で構成されるとすると、９つのリンクのリンク列の外側のリンクが最外側のリンクとなり、これは、必ず、圧入用リンクとされる。８つのリンクの列の外側のリンクについては、９つのリンクの列の最外側のリンクによって脱落が防止されるので、これらは圧入用リンクにしなくてもよい。しかしながら、この８つのリンクの列のリンクすべてを非圧入用とした場合には、これらのリンクに嵌め入れられたピンが全くフリーとなってしまうことから、少なくとも１つ好ましくは２つのリンクが圧入用リンクとされる。最外側に圧入用リンクがない列において圧入用リンクが配置される位置は、その列の外側のリンクの２つが圧入用リンクとされてもよく、そのほぼ中央にある２つが圧入用リンクとされてもよく、要するに、圧入用リンクはどこに配置してもよい。このように、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に複数（例えば３つ）並べて１つのリンクユニットを構成し、このリンクユニットを進行方向に複数連結してチェーンを形成した場合には、どのリンクを圧入用リンクとすればよいかが決めやすくまた製造もしやすいものとなる。

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「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「インターピース」と称す）とされることがある。

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、円のインボリュートとされる。

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。

リンクは、例えば、ばね鋼製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。

この動力伝達チェーンは、例えば、必要な数のピンおよびインターピースを台上に垂直状に保持した後、リンクを１つずつあるいは数枚まとめて嵌め入れていくことにより製造される。この際、圧入用リンクについては、圧入代の管理が必要であるが、非圧入用リンクについては、その管理が不要となり、製造が容易となるとともに、その品質も向上する。また、圧入されるリンクが限定されるため、製造時のバリの発生の可能性を少なくすることができ、また、圧入用リンクが外側に配置されているものについては、バリの確認が容易となる。

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いずれかに記載のものとされる。

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。

この発明の動力伝達チェーンおよび動力伝達装置によると、圧入用リンクおよび非圧入用リンクの両方が使用されているので、リンクの脱落およびチェーンの脱落については、圧入用リンクがその脱落を防止し、変速比が変化した場合に生じる軸方向のミスアライメントに伴う力に対しては、非圧入用リンクがこの力を逃がすことにより、リンクに過大な荷重が作用することが防止される。したがって、圧入によって確保されるべき機能は保持したままで、リンク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３の上下をいうものとする。

図１および図２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)(22)(23)を有する複数のリンク(11)(21)と、チェーン幅方向に並ぶリンク(11)(21)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。

リンク(11)(21)については、圧入用リンク(11)と、非圧入用リンク(21)との２種類が使用されており、これらの圧入用リンク(11)および非圧入用リンク(21)が所定の混在パターンに基づいて混在させられている。

図３に示すように、圧入用リンク(11)の前挿通部(12)は、第１ピンとしてのピン(14)（実線で示す）が固定されるピン固定部(12a)および第２ピンとしてのインターピース(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。

図４に示すように、非圧入用リンク(21)の前挿通部(22)は、ピン(14)（実線で示す）が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(22a)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(22b)からなり、後挿通部(23)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(23a)およびインターピース(15)（実線で示す）が移動可能に嵌め合わせられるインターピース可動部(23b)からなる。

圧入用リンク(11)と非圧入用リンク(21)との相違点は、圧入用リンク(11)については、図３に示すように、ピン固定部(12a)の上下(P1)(P2)およびインターピース固定部(13b)の上下(P3)(P4)において、ピン(14)またはインターピース(15)の圧入代が有りとされているのに対し、非圧入用リンク(21)については、圧入用リンク(11)のピン固定部(12a)がピン可動部(22a)に置き換えられるとともに、圧入用リンク(11)のインターピース固定部(13b)がインターピース可動部(23b)に置き換えられることにより、いずれの位置においても、圧入代がない（隙間がある）ものとされている。

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)(21)を１つずつあるいは数枚まとめて嵌め入れいくことにより製造される。圧入用リンク(11)については、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)(22a)およびインターピース固定部(13b)(23b)の上下縁部との間における圧入固定とされており、その圧入代は０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍとされている。

チェーン幅方向に並ぶリンク(11)(21)を連結するに際しては、一のリンク(11)(21)の前挿通部(12)(22)と他のリンク(11)(21)の後挿通部(13)(23)とが対応するようにリンク(11)(21)同士が重ねられる。この際、圧入用リンク(11)については、ピン(14)が圧入用リンク(11)の前挿通部(12)に固定され、インターピース(15)が圧入用リンク(11)の後挿通部(13)に固定される。これにより、リンク(11)(21)の脱落と、ピン(14)およびインターピース(15)の脱落とが防止される。非圧入用リンク(21)については、ピン(14)およびインターピース(15)がいずれも対応する前後挿通部(22)(23)に移動可能に嵌め入れられる。これにより、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、リンク(11)(21)同士の長さ方向（前後方向）の屈曲が可能とされる。

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)(21)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)(22)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)(22b)内をピン(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)(23)においては、ピン(14)がインターピース(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および図４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。

非圧入用リンク(21)と圧入用リンク(11)とは、その圧入代以外については、同一形状とされているので、圧入用リンク(11)および非圧入用リンク(21)をチェーン(1)のどの位置に配置するかは、自由に設定することができる。

図１に示した例では、各列の幅方向最外側のリンクが圧入用リンク(11)、それ以外のリンクが非圧入用リンク(21)とされている。図１から分かるように、符号Ｋで示す最外側のリンク(11)により、符号Ｌで示すリンク(11)は、脱落を防止されているため、Ｌのリンク(11)については、これを非圧入用リンク(21)とすることができる。しかしながら、この場合には、この列のピン(14)およびインターピース(15)の軸方向への動きを圧入によって防止することができなくなってしまう。これを補うために、図５に示した例では、図１では圧入用とされているＬのリンク(11)を非圧入用リンク(21)に変更するとともに、図１ではすべて非圧入用リンク(21)であった列の中間部分のリンクのうちの中央部分のものが圧入用リンク(11)とされている。図５において、符号(11)を付していないリンクは、すべて非圧入用リンクである。図示省略するが、圧入用リンク(11)の配置は、ピン(14)およびインターピース(15)から非圧入用リンク(21)が脱落することがないよう、また、チェーン全体からピン(14)およびインターピース(15)が脱落しないようにするものであれば、種々の変更が可能である。

なお、図１、図２および図５ではチェン(1)の一部しか示されていないが、チェン(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(R1)(R2)(R3)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(R1)(R2)(R3)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。したがって、３列のリンク列(R1)(R2)(R3)についてどれを圧入用リンク(11)とするかを決定することで、チェン(1)全体の圧入用リンク(11)の配置を決定することができる。

この動力伝達チェーン(1)は、図６に示したＣＶＴで使用されるが、この際、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。

なお、上記の圧入用リンク(11)と非圧入用リンク(21)とを混在させる構成は、上記のインターピース(15)に代えて、シーブ面に接触して動力伝達する第２のピンを含むチェーン（第１ピンおよび第２ピンの長さが同じで両方ともがシーブ面に接触するチェーン）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。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの第１実施形態の一部を示す平面図である。 図２は、同拡大斜視図である。 図３は、圧入用リンクの拡大側面図である。 図４は、非圧入用リンクの拡大側面図である。 図５は、この発明による動力伝達チェーンの第２実施形態の一部を示す平面図である。 図６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７は、この発明による動力伝達チェーンが使用される一例の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)(3a) 固定シーブ
(2b)(3b) 可動シーブ
(2c)(2d) 円錐状シーブ面
(11) 圧入用リンク
(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) 非圧入用リンク
(22) 前挿通部
(23) 後挿通部

Claims (2)

1. 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、各リンクの前後各挿通部にそれぞれ第１ピンおよび第２ピンが嵌め入れられ、これらのピン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、前後いずれか一方の挿通部に第１ピンおよび第２ピンのいずれか一方が圧入固定されるとともに、前後いずれか他方の挿通部に第１ピンおよび第２ピンのいずれか他方が圧入固定される圧入用リンクと、前後各挿通部に第１ピンおよび第２ピンが移動可能に嵌め入れられる非圧入用リンクとからなり、前後に隣り合う列を含めて最外側に位置するリンクが圧入用リンクとされるとともに、最外側に圧入用リンクがある列の残りのリンクは、すべて非圧入用リンクとされ、最外側に圧入用リンクがない列については、その中央の１つまたは２つが圧入用リンクとされ、残りが非圧入用リンクとされていることを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 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に記載のものである動力伝達装置。

Images