JP6812890B2 - Chain of continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、チェーン式無段変速機のチェーンに関し、特にチェーンの構造に関する。 The present invention relates to a chain of a chain type continuously variable transmission, and more particularly to a chain structure.
対向し、かつ互いの距離が変更可能な円錐面を有するプーリを2個備え、この2個のプーリに可撓性無端部材を巻き渡した無段変速機が知られている。一方のプーリの回転が、可撓性無端部材により他方のプーリに伝えられる。このとき、円錐面の距離を変更することにより可撓性無端部材のプーリに対する巻き掛かり半径が変更され、変速比を変更することができる。無段変速機の可撓性無端部材として用いられるチェーンが下記特許文献1に開示されている。 A continuously variable transmission is known which includes two pulleys having conical surfaces which are opposed to each other and whose distances can be changed from each other, and a flexible endless member is wound around these two pulleys. The rotation of one pulley is transmitted to the other pulley by the flexible endless member. At this time, by changing the distance of the conical surface, the winding radius of the flexible endless member with respect to the pulley is changed, and the gear ratio can be changed. A chain used as a flexible endless member of a continuously variable transmission is disclosed in Patent Document 1 below.
このチェーンは、複数のチェーンエレメントをチェーンの周方向に配列し、連結して形成される。個々のチェーンエレメントは、開口を有する板形状のリンクと、リンクの両端において開口をそれぞれ貫通するピンおよびインターピースとを有する。リンクは、チェーン周方向に沿って配置され、複数枚が幅方向に配列される。ピンは、幅方向に配列されたリンクを貫いている。ピンの両端がプーリの円錐面に当接する。隣接するチェーンエレメントの、一方のエレメントのピンを、他方のエレメントの開口に通すことにより、隣接するチェーンエレメントが連結されている。ピン同士の接触面を介してチェーンエレメント間で動力が伝達される。接触するピン同士は、接触面において転がり接触し、チェーンの屈曲が許容される。 This chain is formed by arranging a plurality of chain elements in the circumferential direction of the chain and connecting them. Each chain element has a plate-shaped link with an opening and pins and interpieces that penetrate the opening at both ends of the link, respectively. The links are arranged along the circumferential direction of the chain, and a plurality of links are arranged in the width direction. The pins penetrate the links arranged in the width direction. Both ends of the pin abut on the conical surface of the pulley. Adjacent chain elements are connected by passing the pins of one element of the adjacent chain element through the opening of the other element. Power is transmitted between the chain elements via the contact surfaces between the pins. The pins that come into contact roll into contact with each other on the contact surface, and the chain is allowed to bend.
また、下記特許文献1においては、2個のプーリに巻き渡されたチェーンの直線状の部分の振動の抑制について述べられている。この振動の原因として、第1に、チェーンの直線状の部分と、プーリ内の円弧状の部分との境界に位置するピンが、プーリの回転に伴って円弧運動する際に上下に動くこと、第2に隣接するチェーンエレメント間に角度が付くことにより後続するチェーンが持ち上げられることが挙げられている(段落0032参照)。そして、チェーンの屈曲の初期、つまりチェーンエレメント間の角度が小さいときにはチェーンの持ち上がりを抑制し、チェーンエレメント間の角度が大きくなってから持ち上がるようにすることで、振動を抑えることが記載されている(段落0041参照)。 Further, Patent Document 1 below describes suppression of vibration of a linear portion of a chain wound around two pulleys. The first cause of this vibration is that the pin located at the boundary between the linear part of the chain and the arcuate part in the pulley moves up and down when the arc moves with the rotation of the pulley. Secondly, it is mentioned that the subsequent chain is lifted by making an angle between the adjacent chain elements (see paragraph 0032). It is described that vibration is suppressed by suppressing the lifting of the chain at the initial stage of bending of the chain, that is, when the angle between the chain elements is small, and by allowing the chain to be lifted after the angle between the chain elements becomes large. (See paragraph 0041).
後続チェーンを持ち上げる作用は、ピン同士の接触点の位置がチェーンが直線状のときと屈曲したときとで移動することにより生じる。ピンの接触点位置が直線状態と屈曲状態で異なることで偶力が生じ、この偶力によって後続チェーンが持ち上げられる(段落0025〜0028参照)。 The action of lifting the succeeding chain is caused by the position of the contact point between the pins moving between when the chain is linear and when the chain is bent. A couple is generated by the difference in the contact point position of the pin between the linear state and the bent state, and this couple lifts the succeeding chain (see paragraphs 0025 to 0028).
チェーンは繰り返し屈曲され、そのたびにピン同士の接触点が移動する。この移動は、リンクの応力分布に変動を生じさせ、応力振幅の大きな部分が生じる場合がある。 The chain is repeatedly bent, and the contact points between the pins move each time. This movement causes fluctuations in the stress distribution of the link, which may result in a large portion of the stress amplitude.
本発明は、チェーンの振動を抑制しつつ、応力振幅を小さくすることを目的とする。 An object of the present invention is to reduce the stress amplitude while suppressing the vibration of the chain.
本発明の無段変速機のチェーンは、対向し、かつ互いの距離が変更可能な円錐面を有する2個のプーリに巻き渡され、周回する。当該チェーンは、複数のチェーンエレメントが連結された可撓性の無端部材である。個々のチェーンエレメントは、開口を有する板形状の複数のリンクから構成されたリンクユニットと、リンクを貫く2本のピンとを含む。リンクユニットを構成するリンクは、1枚1枚がチェーンの周方向に沿って配置され、チェーンの幅方向に配列されている。ピンは、幅方向に配列されたリンクを貫くように2本配置される。より具体的には、2本のピンは、リンクの両端において、それぞれがリンクの開口を貫通している。チェーン周方向に隣接するチェーンエレメントの一方のエレメントのピンが、他方のエレメントのリンクの開口に通され、これにより隣接するチェーンエレメント同士が連結される。 The chain of the continuously variable transmission of the present invention is wound around and orbits by two pulleys having conical surfaces that are opposed to each other and whose distances can be changed from each other. The chain is a flexible endless member in which a plurality of chain elements are connected. Each chain element includes a link unit composed of a plurality of plate-shaped links having openings and two pins penetrating the links. The links constituting the link unit are arranged one by one along the circumferential direction of the chain and arranged in the width direction of the chain. Two pins are arranged so as to penetrate the links arranged in the width direction. More specifically, the two pins each penetrate the opening of the link at both ends of the link. A pin of one element of an adjacent chain element in the circumferential direction of the chain is passed through the opening of the link of the other element, whereby the adjacent chain elements are connected to each other.
隣接するチェーンエレメントのピン同士が、その側面において接触し、チェーンに作用する張力が伝達される。チェーンが屈曲するとき、接触して張力を伝達するピン同士は転がるように接触する。つまり、チェーンが屈曲するに従って、ピン同士の接触点が連続的に移動していく。ピンの接触面の形状は、チェーンが屈曲するに従って接触点が周回するチェーンの外側に移動する形状となっている。この接触点の移動により、後続するチェーンエレメントに、その後端を持ち上げる、つまりチェーンの外側に移動させる偶力が作用する。 The pins of adjacent chain elements come into contact with each other on their sides, and the tension acting on the chain is transmitted. When the chain bends, the pins that come into contact and transmit tension come into rolling contact with each other. That is, as the chain bends, the contact points between the pins move continuously. The shape of the contact surface of the pin is such that the contact point moves to the outside of the chain as the chain bends. This movement of the contact point acts on the subsequent chain element with a couple that lifts its trailing end, that is, moves it out of the chain.
チェーンが屈曲した時の接触点の移動量は、ピンの接触面の形状により決定される。接触面は対向する2面があり、これらの面の間の相対的な関係が移動量を決定する。一方の接触面を平面とし、他方を曲面とすることができる。また、二つの接触面の両方を曲面とすることができ、この場合、一方を平面とした場合の他方の曲面の曲率を、二つの曲面に割り振ることによって、前記の平面と曲面の組み合わせの場合と同等の効果を得ることができる。この接触面の、チェーン幅方向に直交する断面における相対的な形状を相対作用曲線と記す。 The amount of movement of the contact point when the chain is bent is determined by the shape of the contact surface of the pin. The contact surface has two opposing surfaces, and the relative relationship between these surfaces determines the amount of movement. One contact surface can be a flat surface and the other can be a curved surface. Further, both of the two contact surfaces can be curved surfaces, and in this case, the curvature of the other curved surface when one is a flat surface is assigned to the two curved surfaces, so that the combination of the flat surface and the curved surface is used. The same effect as can be obtained. The relative shape of this contact surface in the cross section orthogonal to the chain width direction is referred to as a relative action curve.
相対作用曲線は、チェーンが直線状に延びているときのピンの接触点である始点と、チェーンが最小巻き掛かり半径となったときのピンの接触点である終点と、始点と終点の間にある境界点とを有し、始点から境界点までの区間は後述する仮相対作用曲線に一致し、境界点から終点までの区間は、前記接触点の移動量の隣接エレメント間角度に関する増加率である接触点移動量増加率が、隣接エレメント間角度の増加に伴って減少する。 The relative action curve is between the start point, which is the pin contact point when the chain extends linearly, the pin contact point, which is the pin contact point when the chain has the minimum winding radius, and the start point and the end point. It has a certain boundary point, the section from the start point to the boundary point matches the tentative relative action curve described later, and the section from the boundary point to the end point is the rate of increase of the movement amount of the contact point with respect to the angle between adjacent elements. The rate of increase in a certain contact point movement decreases as the angle between adjacent elements increases.
仮相対作用曲線は、相対作用曲線の始点と一致する仮始点と、チェーン厚さ方向において、仮始点からチェーン厚さ方向外側にピン寸法の0.35〜0.7倍の範囲にある仮終点と、を有し、仮始点と仮終点が、仮相対作用曲線がインボリュート形状であるときの仮始点と仮終点に一致し、さらに、仮相対作用曲線は、接触点移動量増加率が、仮相対作用曲線がインボリュート形状である場合よりも、隣接エレメント間角度が小さい場合には小さく、大きい場合には大きい形状である。 The tentative relative action curve consists of a tentative start point that coincides with the start point of the relative action curve and a tentative end point that is in the range of 0.35 to 0.7 times the pin dimension from the tentative start point to the outside in the chain thickness direction in the chain thickness direction. And, the tentative start point and the tentative end point coincide with the tentative start point and the tentative end point when the tentative relative action curve has an involute shape, and further, the tentative relative action curve has a tentative contact point movement amount increase rate. The shape is smaller when the angle between adjacent elements is smaller and larger when the angle between adjacent elements is larger than when the relative action curve has an involute shape.
相対作用曲線の境界点は、仮相対作用曲線において、接触点移動量増加率が仮相対作用曲線がインボリュート形状である場合よりも大きい範囲に位置する。 The boundary point of the relative action curve is located in a range in which the contact point movement amount increase rate is larger than that in the case where the false relative action curve has an involute shape.
仮作用曲線が上記の形状であることによって、相対作用曲線の始点から境界点まででは、チェーンの屈曲が小さいときには持ち上げ効果が抑制され、チェーンの屈曲が大きくなると持ち上げ効果が大きくなる。これにより、チェーンの、プーリ間の弦部分の振動が抑制される。相対作用曲線の境界点を越えると、接触点移動量増加率が減少し、接触点の移動量が抑えられ、よって、リンクの応力変動が抑えられる。 Since the tentative action curve has the above shape, the lifting effect is suppressed when the bending of the chain is small, and the lifting effect is increased when the bending of the chain is large, from the start point to the boundary point of the relative action curve. As a result, vibration of the string portion between the pulleys of the chain is suppressed. Beyond the boundary point of the relative action curve, the rate of increase in the amount of contact point movement is reduced, the amount of contact point movement is suppressed, and thus the stress fluctuation of the link is suppressed.
チェーンの屈曲が小さいときには持ち上げ効果を抑え、チェーンの屈曲が大きくなると持ち上げ効果を大きくすることにより、チェーンの弦部分の振動が抑制され、チェーンの屈曲が更に大きくなると、接触点の移動量が抑えられることにより、リンクの応力変動が抑えられる。 When the bending of the chain is small, the lifting effect is suppressed, and when the bending of the chain is large, the lifting effect is increased, so that the vibration of the string part of the chain is suppressed, and when the bending of the chain is further increased, the movement amount of the contact point is suppressed. By doing so, the stress fluctuation of the link is suppressed.
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[装置概要]
図1には、チェーン式無段変速機10の要部が示されている。チェーン式無段変速機10は2個のプーリ12,14とこれらのプーリに巻き渡されたチェーン16を有する。2個のプーリの一方を入力プーリ12、他方を出力プーリ14と記す。入力プーリ12は、入力軸18に固定された固定シーブ20と、入力軸18上を入力軸に沿ってスライドして移動可能な移動シーブ22を有する。固定シーブ20と移動シーブ22の互いに対向する面は、略円錐側面の形状を有する。これらの面を略円錐面24,26と記す。この略円錐面24,26によりV字形の溝が形成され、この溝内に、略円錐面24,26に側面を挟まれるようにしてチェーン16が位置する。出力プーリ14も、入力プーリ12と同様に、出力軸28に固定された固定シーブ30と、出力軸28上を出力軸に沿ってスライドして移動可能な移動シーブ32を有する。固定シーブ30と移動シーブ32の互いに対向する面は、略円錐側面の形状を有する。これらの面を略円錐面34,36と記す。この略円錐面34,36によりV字形の溝が形成され、この溝内に、略円錐面34,36に側面を挟まれるようにしてチェーン16が位置する。
[Device overview]
FIG. 1 shows a main part of the chain type continuously variable transmission 10. The chain type continuously variable transmission 10 has two pulleys 12 and 14 and a chain 16 wound around these pulleys. One of the two pulleys is referred to as an input pulley 12, and the other is referred to as an output pulley 14. The input pulley 12 has a fixed sheave 20 fixed to the input shaft 18 and a movable sheave 22 that can slide and move along the input shaft 18 on the input shaft 18. The facing surfaces of the fixed sheave 20 and the moving sheave 22 have a substantially conical side surface shape. These surfaces are referred to as substantially conical surfaces 24 and 26. A V-shaped groove is formed by the substantially conical surfaces 24 and 26, and the chain 16 is located in the groove so that the side surface is sandwiched between the substantially conical surfaces 24 and 26. Like the input pulley 12, the output pulley 14 also has a fixed sheave 30 fixed to the output shaft 28 and a movable sheave 32 that can slide and move along the output shaft 28. The facing surfaces of the fixed sheave 30 and the moving sheave 32 have a substantially conical side surface shape. These surfaces are referred to as substantially conical surfaces 34 and 36. A V-shaped groove is formed by the substantially conical surfaces 34 and 36, and the chain 16 is located in the groove so that the side surface is sandwiched between the substantially conical surfaces 34 and 36.
入力プーリ12と出力プーリ14の固定シーブと移動シーブの配置は逆となっている。すなわち、入力プーリ12において移動シーブ22が図1において右側であるのに対し、出力プーリ14において移動シーブ32は左側に配置される。移動シーブ22,32をスライドさせることにより、互いに対向する略円錐面24,34、26,36の距離が変化し、これらの略円錐面で形成されるV字溝の幅が変化する。この溝幅の変化により、チェーンの巻き掛かり半径が変わる。すなわち、移動シーブ22,32が固定シーブ20,30から離れると溝幅が広がり、チェーン16は溝の深い位置に移動して、巻き掛かり半径が小さくなる。逆に、移動シーブ22,32が固定シーブ20,30に近づくと溝幅が狭くなり、チェーン16は溝の浅い位置に移動して、巻き掛かり半径が大きくなる。巻き掛かり半径の変化を、入力プーリ12と出力プーリ14で逆にすることにより、チェーン16がたるまないようにされている。移動シーブ22,32がスライドすることにより、V字溝の幅は連続的に変化し、巻き掛かり半径も連続的に変化する。これにより、入力軸18から出力軸28への伝達における変速比を連続的に変化させることができる。 The arrangement of the fixed sheave and the moving sheave of the input pulley 12 and the output pulley 14 is reversed. That is, in the input pulley 12, the moving sheave 22 is on the right side in FIG. 1, whereas in the output pulley 14, the moving sheave 32 is arranged on the left side. By sliding the moving sheaves 22, 32, the distances of the substantially conical surfaces 24, 34, 26, 36 facing each other change, and the width of the V-shaped groove formed by these substantially conical surfaces changes. The change in the groove width changes the winding radius of the chain. That is, when the moving sheaves 22 and 32 are separated from the fixed sheaves 20 and 30, the groove width is widened, the chain 16 is moved to a deep position in the groove, and the winding radius is reduced. On the contrary, when the moving sheaves 22 and 32 approach the fixed sheaves 20 and 30, the groove width becomes narrower, the chain 16 moves to a shallow position of the groove, and the winding radius becomes larger. By reversing the change in the winding radius between the input pulley 12 and the output pulley 14, the chain 16 is prevented from sagging. As the moving sheaves 22 and 32 slide, the width of the V-shaped groove changes continuously, and the winding radius also changes continuously. As a result, the gear ratio in the transmission from the input shaft 18 to the output shaft 28 can be continuously changed.
図2〜4は、チェーン16の構造の詳細を示す図である。以降の説明において、チェーン16が延びる方向に沿う方向を周方向、周方向に直交し、かつ入力軸18および出力軸28に平行な方向を幅方向、周方向と幅方向に直交する方向を厚さ方向と記す。図2は、チェーン16の一部を幅方向より視た図、図3は一部を抜き出して分解して示す図、図4はチェーン16の一部を外周側から厚さ方向に視た図である。 2 to 4 are diagrams showing details of the structure of the chain 16. In the following description, the direction along the extending direction of the chain 16 is the circumferential direction, the direction orthogonal to the circumferential direction, the direction parallel to the input shaft 18 and the output shaft 28 is the width direction, and the direction orthogonal to the circumferential direction and the width direction is the thickness. It is written as the direction. FIG. 2 is a view of a part of the chain 16 viewed from the width direction, FIG. 3 is a view showing a part of the chain 16 extracted and disassembled, and FIG. 4 is a view of a part of the chain 16 viewed from the outer peripheral side in the thickness direction. Is.
図2において、左右方向が周方向であり、上下方向が厚さ方向であり、紙面を貫く方向が幅方向である。また、上側がチェーン16の外側である。チェーン16は、開口38a,38bを有する板形状のリンク40と、棒形状のピン42a,42bを組み合わせて形成される。個々のリンク40は厚さも含めて同一形状であり、棒形状のピン42aおよびピン42bは、それぞれに同一形状である。リンク40は、幅方向に所定パターンで配列され(図4参照)、2本のピン42a,42bがリンクの両端において開口38a,38bを貫通している。2本のピン42a,42bの両端、またはいずれか1本のピンの両端が入力および出力プーリ12,14の略円錐面24,26、34,36に当接する。この2本のピン42a,42bとピンに貫通されたリンクの組をチェーンエレメント44と記す(図3参照)。 In FIG. 2, the left-right direction is the circumferential direction, the vertical direction is the thickness direction, and the direction penetrating the paper surface is the width direction. Further, the upper side is the outer side of the chain 16. The chain 16 is formed by combining a plate-shaped link 40 having openings 38a and 38b and rod-shaped pins 42a and 42b. The individual links 40 have the same shape including the thickness, and the rod-shaped pins 42a and 42b have the same shape. The links 40 are arranged in a predetermined pattern in the width direction (see FIG. 4), and two pins 42a and 42b penetrate the openings 38a and 38b at both ends of the link. Both ends of the two pins 42a and 42b, or both ends of any one of the pins, abut on the substantially conical surfaces 24, 26, 34, 36 of the input and output pulleys 12, 14. The pair of the two pins 42a and 42b and the link penetrated through the pins is referred to as a chain element 44 (see FIG. 3).
図3には、二つのチェーンエレメント44-1,44-2が一部省略された状態で示されている。添え字「-1」「-2」「-3」は、チェーンエレメントおよびチェーンエレメントに属するリンク、ピンを他のエレメントから区別する場合に用いる。チェーンエレメント44-2は、複数のリンク40-2とこれと貫く2本のピン42a-2,42b-2から構成される。2本のピン42a-2,42b-2は、リンク40-2の両端において、それぞれ開口38a-1,38b-1に圧入、または位置固定されて結合されている。チェーンエレメント44-1も同様に、複数のリンク40-1とこれと貫く2本のピン42a-1,42b-1から構成される。また、一つのチェーンエレメントに属する複数のリンク40がリンクユニット46を構成している。 FIG. 3 shows the two chain elements 44-1 and 44-2 in a partially omitted state. The subscripts "-1", "-2", and "-3" are used to distinguish the chain element and the links and pins belonging to the chain element from other elements. The chain element 44-2 is composed of a plurality of links 40-2 and two pins 42a-2 and 42b-2 penetrating the links 40-2. The two pins 42a-2 and 42b-2 are press-fitted or fixedly positioned at the openings 38a-1 and 38b-1 at both ends of the link 40-2, respectively. Similarly, the chain element 44-1 is also composed of a plurality of links 40-1 and two pins 42a-1 and 42b-1 penetrating the links 40-1. Further, a plurality of links 40 belonging to one chain element constitute the link unit 46.
隣接するチェーンエレメント44-1,44-2の連結は、ピン42a,42bを、互いに相手側のリンク40の開口38a,38bに通すことにより達成される。図3に示すように、左側のチェーンエレメント44-2のピン42b-2は、右側のチェーンエレメント44-1のピン42a-1の右側に位置するように、開口38a-1内に配置される。逆に、右側のチェーンエレメント44-1のピン42a-1は、左側のチェーンエレメント44-2のピン42b-2の左側に位置するように、開口38b-2内に配置される。この2本のピン42b-1,42a-2同士が、互いの側面で接触してチェーン16の張力が伝達される。チェーン16が曲がるときには、隣接するピン、例えばピン42b-1,42a-2同士が互いの接触面において転がるように動き、曲げが許容される。 The connection of the adjacent chain elements 44-1 and 44-2 is achieved by passing the pins 42a and 42b through the openings 38a and 38b of the links 40 on the opposite sides of each other. As shown in FIG. 3, the pin 42b-2 of the left chain element 44-2 is arranged in the opening 38a-1 so as to be located on the right side of the pin 42a-1 of the right chain element 44-1. .. Conversely, the pin 42a-1 of the right chain element 44-1 is arranged in the opening 38b-2 so as to be located to the left of the pin 42b-2 of the left chain element 44-2. The two pins 42b-1 and 42a-2 come into contact with each other on their side surfaces, and the tension of the chain 16 is transmitted. When the chain 16 bends, adjacent pins, such as pins 42b-1 and 42a-2, move so as to roll on each other's contact surfaces, allowing bending.
図4は、リンク40の配列パターンの一例を示す図である。個々のリンク40は、一つの列に属し、それらの列を図中下側から第1列、第2列・・・と記す。図4に示される例では、第1列目のリンク40は第1リンクユニット46-1に属し、第2列目のリンク40は第2リンクユニット46-2に属し、第3列目のリンク40は第3リンクユニット46-3に属する。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the arrangement pattern of the link 40. The individual links 40 belong to one column, and these columns are referred to as the first column, the second column, and so on from the lower side in the figure. In the example shown in FIG. 4, the link 40 in the first column belongs to the first link unit 46-1, the link 40 in the second column belongs to the second link unit 46-2, and the link in the third column belongs to the link 40. 40 belongs to the third link unit 46-3.
[チェーンの持ち上げ効果]
図5は、チェーン16がプーリに進入し始める部分を示す図である。チェーン16は図中の矢印Aに沿って右方向に移動する。チェーンエレメント44-1は、そのピン42a-1がプーリ12(または14)により挟持され、そのプーリと一体となった円運動を開始している。チェーンエレメント44-1に続くチェーンエレメント44-2および更に後続のチェーンエレメント44-3は、プーリに未だ進入しておらず、プーリ間に渡された直線状の部分に属している。以降、チェーン16のプーリともに円運動をしている部分を円弧部分、プーリ間に渡された直線形状の部分を弦部分と記して説明する。また、簡単のために以下プーリ12について説明するが、プーリ14についても同様である。
[Chain lifting effect]
FIG. 5 is a diagram showing a portion where the chain 16 starts to enter the pulley. The chain 16 moves to the right along the arrow A in the figure. The pin 42a-1 of the chain element 44-1 is sandwiched by the pulley 12 (or 14), and starts a circular motion integrated with the pulley. The chain element 44-2 following the chain element 44-1 and the subsequent chain element 44-3 have not yet entered the pulley and belong to a linear portion passed between the pulleys. Hereinafter, a portion of the chain 16 in which both pulleys are in circular motion will be referred to as an arc portion, and a linear portion passed between the pulleys will be referred to as a string portion. Further, although the pulley 12 will be described below for simplicity, the same applies to the pulley 14.
弦部分に属するチェーンエレメントの大部分においては、隣接するチェーンエレメント44は一つの直線上に沿って位置し、相対的な角度は付いていない。しかし、チェーンエレメント44が円弧部分に属するようになると、後続するエレメントとの間に角度が付く。図5において、先行するチェーンエレメント44-1は円弧部分に属しており、後続するチェーンエレメント44-2との間に相対的に角度が付いている。以降、この角度を「隣接エレメント間角度」と記す。後で詳述するが、直線部分に属するチェーンエレメントのうち、円弧部分との境界付近に位置するものについては、隣接するチェーンエレメントの間に角度が付く場合がある。ただし、図5に関する説明に限り、チェーンエレメント44-2、44-3は、一直線上に位置するものとする。 In most of the chain elements that belong to the chord portion, the adjacent chain elements 44 are located along a straight line and have no relative angle. However, when the chain element 44 belongs to the arc portion, an angle is formed with the following element. In FIG. 5, the preceding chain element 44-1 belongs to the arc portion and is relatively angled with the following chain element 44-2. Hereinafter, this angle will be referred to as "angle between adjacent elements". As will be described in detail later, among the chain elements belonging to the straight line portion, those located near the boundary with the arc portion may have an angle between the adjacent chain elements. However, only in the explanation with respect to FIG. 5, it is assumed that the chain elements 44-2 and 44-3 are located on a straight line.
隣接する2個のチェーンエレメント44が一直線上に位置する場合、ピン同士の接触点Cは、チェーンの厚み方向の内側(図5においては下側)に位置する。図5に示すように、先行するチェーンエレメント44-2のピン42a-2と、後続するチェーンエレメント44-3のピン42b-3の接触点Cは、下方の点C1の位置となっている。先行するチェーンエレメントが、プーリ内に進入し始めると、隣接エレメント間角度が増加し、これに伴って接触点Cは徐々に上方に移動する。先行するチェーンエレメント44は、後方のピン42aがプーリに挟まれた状態となると、完全に円弧部分に属するようになる。この状態が図5のチェーンエレメント44-1であり、そのときの先行するチェーンエレメントのピン42a-1と、後続するチェーンエレメントのピン42b-2との接触点Cは、点C2の位置となる。なお、ピン同士の接触点は、現実にはピンの接触圧による変形のために、点ではなく領域を持った範囲となる。ここでは、ピンが完全な剛体で点接触する理想的な状態として説明する。 When two adjacent chain elements 44 are located on a straight line, the contact point C between the pins is located inside (lower side in FIG. 5) in the thickness direction of the chain. As shown in FIG. 5, the contact point C between the pin 42a-2 of the preceding chain element 44-2 and the pin 42b-3 of the succeeding chain element 44-3 is at the position of the lower point C1. When the preceding chain element begins to enter the pulley, the angle between adjacent elements increases, and the contact point C gradually moves upward accordingly. The preceding chain element 44 completely belongs to the arc portion when the rear pin 42a is sandwiched between the pulleys. This state is the chain element 44-1 of FIG. 5, and the contact point C between the pin 42a-1 of the preceding chain element and the pin 42b-2 of the succeeding chain element at that time is the position of the point C2. .. The contact point between the pins is actually a range having a region instead of a point due to deformation due to the contact pressure of the pins. Here, it is described as an ideal state in which the pins are in perfect rigid body and point contact.
このように、一つのチェーンエレメント(例えば44-2)に属する二つの接触点Cの位置が厚み方向においてずれると、このチェーンエレメントに働く張力Tにより、偶力が発生する。この偶力が、このチェーンエレメントの後端を持ち上げる力Fを生じさせる。この偶力または持ち上げる力は、接触点C1とC2の厚み方向の距離が増加するにつれて大きくなる。したがって、偶力または持ち上げる力は、先行するチェーンエレメント44が弦部分から円弧部分に進入するにつれて大きくなる。 In this way, when the positions of the two contact points C belonging to one chain element (for example, 44-2) are displaced in the thickness direction, a couple is generated by the tension T acting on the chain element. This couple produces a force F that lifts the rear end of the chain element. This couple or lifting force increases as the distance between the contact points C1 and C2 in the thickness direction increases. Therefore, the couple or lifting force increases as the preceding chain element 44 enters the arc portion from the chord portion.
[チェーンの弦部分の変位]
次に、チェーン16の弦部分の変位について説明する。図6および図7は、前述のチェーンエレメントの後端を持ち上げる偶力が発生しない場合、つまり持ち上げ効果のない場合についてのチェーンの変位についての説明図である。図6は、先行するチェーンエレメント44-1の後方のピン42a-1がプーリ12に挟持された直後の状態を示している。ピンを黒丸で示す場合(例えばピン42a-1)は、プーリ12に挟持されていることを表し、斜線付きの白丸で示す場合(例えばピン42a-2)は、プーリ12に挟持されていないことを表す。後続するチェーンエレメント44-2,44-3は、ピン42a-1からこのピンと同じ高さで後方に延びている。図7は、チェーン16が進行して、ピン42a-1がプーリの最も高い位置(図中最も上の位置)に来たときの状態を示す。このときも後続するチェーンエレメント44-2,44-3は、ピン42a-1からこのピンと同じ高さで後方に延びている。チェーンは、図6,7で表した状態の間で、つまり変位量d1で変位する。
[Displacement of the string part of the chain]
Next, the displacement of the chord portion of the chain 16 will be described. 6 and 7 are explanatory views of the displacement of the chain when the couple for lifting the rear end of the chain element is not generated, that is, when there is no lifting effect. FIG. 6 shows a state immediately after the pin 42a-1 behind the preceding chain element 44-1 is sandwiched by the pulley 12. When the pin is indicated by a black circle (for example, pin 42a-1), it means that it is sandwiched by the pulley 12, and when it is indicated by a white circle with a diagonal line (for example, pin 42a-2), it means that it is not sandwiched by the pulley 12. Represents. Subsequent chain elements 44-2, 44-3 extend rearward from pin 42a-1 at the same height as this pin. FIG. 7 shows a state when the chain 16 advances and the pin 42a-1 comes to the highest position (the highest position in the figure) of the pulley. Also at this time, the following chain elements 44-2 and 44-3 extend rearward from the pin 42a-1 at the same height as this pin. The chain is displaced between the states shown in FIGS. 6 and 7, that is, with the displacement amount d1.
図8および図9は、チェーン16の持ち上げ効果を説明するための図である。図8は、チェーンエレメント44-2がプーリ12内に完全に入る直前の状態、つまりチェーンエレメント44-2のピン42a-2がプーリ12に挟持される直前の状態が示されている。チェーンエレメント44-2と、これに先行するチェーンエレメント44-1とは、角度θ1(隣接エレメント間角度)をなしている。これにより、チェーンエレメント44-2には、前述の偶力が作用して持ち上げ力が働く。この結果、ピン42a-2は、先行するチェーンエレメント44-1のピン42a-1より高い位置にある。チェーンエレメント44-2が持ち上げられているために、これに後続するチェーンエレメント44-3との間にも角度θ2が付く。このため、チェーンエレメント44-3にも、これを持ち上げる偶力が作用する。更に後続するチェーンエレメント44-4にも偶力が作用する。このように、プーリ進入直前のチェーンエレメント44-2だけでなく、これに後続するチェーンエレメント(例えば44-3,44-4)にも偶力が作用する。 8 and 9 are diagrams for explaining the lifting effect of the chain 16. FIG. 8 shows a state immediately before the chain element 44-2 is completely inserted into the pulley 12, that is, a state immediately before the pin 42a-2 of the chain element 44-2 is pinched by the pulley 12. The chain element 44-2 and the chain element 44-1 preceding the chain element 44-2 form an angle θ1 (angle between adjacent elements). As a result, the above-mentioned couple acts on the chain element 44-2 to exert a lifting force. As a result, the pin 42a-2 is located higher than the pin 42a-1 of the preceding chain element 44-1. Since the chain element 44-2 is lifted, an angle θ2 is also provided between the chain element 44-2 and the subsequent chain element 44-3. Therefore, a couple that lifts the chain element 44-3 also acts. Furthermore, a couple also acts on the subsequent chain element 44-4. In this way, a couple acts not only on the chain element 44-2 immediately before the pulley enters, but also on the chain element (for example, 44-3, 44-4) following the chain element 44-2.
図9は、チェーンエレメント44aがプーリ12内に完全に入った時の状態を示す。この後、ピン42a-2は、プーリ12に挟持され、プーリ12の回転と共に移動する。この間も、後続する、プーリに未進入のチェーンエレメント44-3,44-4に偶力が作用し、これらのエレメントが持ち上げられる。このため、チェーン16の弦部分は、図9の白丸と一点鎖線で示す位置まで持ち上げられる。このときの弦部分の変位は、図9に示すd2となる。 FIG. 9 shows a state when the chain element 44a is completely inserted into the pulley 12. After that, the pin 42a-2 is sandwiched by the pulley 12 and moves with the rotation of the pulley 12. During this time, a couple acts on the following chain elements 44-3 and 44-4 that have not entered the pulley, and these elements are lifted. Therefore, the string portion of the chain 16 is lifted to the position indicated by the white circle and the alternate long and short dash line in FIG. The displacement of the string portion at this time is d2 shown in FIG.
持ち上げ効果がないと、図6,7で示されるように、チェーン16の弦部分の変位は、プーリ内のピン42a-1の動きに直接に支配され、変位は大きくなる。しかし、図8,9の場合には、ピン42a-2の位置だけでなく、隣接するエレメント間に角度が付くことによる持ち上げ効果も弦部分の変位に影響する。よって、図8,9の場合、チェーン16の弦部分の変位はピン42a-2の動きに直接に支配されるものではなくなる。ピン42a-2が、プーリ12内の最高点近傍(図9中、42a'-2 )にあるときも、チェーンエレメント44'-3 が持ち上がり、弦部分の変位の上限はピン42a'-2 の位置より更に高い位置となる。プーリに進入する前のチェーンエレメントが持ち上げられることにより、変位は小さくなる。しかし、ピンが最高点近傍にあるときに、後続するチェーンエレメントを持ち上げると、弦部分はより高くなり、弦部分の変位を大きくする方向に作用する。この点が改善されれば、弦部分変位を更に抑制できる可能性がある。つまり、ピンがプーリ12に進入した位置から最高点近傍までの間では、偶力が比較的小さくなるようにし、後続のチェーンエレメントがプーリ進入直前のときに、大きな偶力を発生するようにすることで、弦部分変位の抑制が期待できる。これは、言い換えれば、隣接エレメント間角度が小さいときには偶力を小さく抑え、この角度が大きくなるにつれて、偶力をより大きくすることで達成される。 Without the lifting effect, as shown in FIGS. 6 and 7, the displacement of the chord portion of the chain 16 is directly controlled by the movement of the pin 42a-1 in the pulley, and the displacement becomes large. However, in the case of FIGS. 8 and 9, not only the position of the pin 42a-2 but also the lifting effect due to the angle between the adjacent elements affects the displacement of the chord portion. Therefore, in the case of FIGS. 8 and 9, the displacement of the chord portion of the chain 16 is not directly controlled by the movement of the pin 42a-2. Even when the pin 42a-2 is near the highest point in the pulley 12 (42a'-2 in FIG. 9), the chain element 44'-3 is lifted, and the upper limit of the displacement of the chord portion is that of the pin 42a'-2. It will be higher than the position. The displacement is reduced by lifting the chain element before it enters the pulley. However, when the pin is near the highest point and the subsequent chain element is lifted, the chord portion becomes higher and acts in the direction of increasing the displacement of the chord portion. If this point is improved, there is a possibility that the displacement of the chord portion can be further suppressed. That is, the couple is made relatively small between the position where the pin enters the pulley 12 and the vicinity of the highest point, and a large couple is generated when the subsequent chain element is just before entering the pulley. Therefore, it can be expected that the displacement of the string portion is suppressed. In other words, this is achieved by keeping the couple small when the angle between adjacent elements is small and increasing the couple as this angle increases.
図10,11は、図8,9の場合より弦部分の変位を抑えた例を示す図である。図10は、チェーンエレメント44-2がプーリ12内に完全に入る直前の状態、つまりチェーンエレメント44-2のピン42a-2がプーリ12に挟持される直前の状態が示されている。チェーンエレメント44-2と、これに先行するチェーンエレメント44-1とは、角度θ4(隣接エレメント間角度)をなしている。チェーンエレメント44-2とこれに後続するチェーンエレメント44-3間の隣接エレメント間角度はθ5である。角度θ4のときには、比較的大きな偶力が作用するようにして、チェーンエレメント44-2を持ち上げる。これにより、ピン42a-2がプーリ12に最初に挟持される位置は、比較的高い位置となる(図11参照))。一方、隣接エレメント間角度がθ5のように小さいときは、偶力が小さくなるようにし、チェーンエレメント44-3の持ち上がりを抑制する。ピン42a-2が、プーリ内の最高点近傍(図11中、42a'-2 の位置)にあるときも、偶力が小さく、チェーンエレメント44'-3 が大きく持ち上げられることがない。ピン42a-2が最高点を過ぎた後は、ピン42a-2の位置は低くなっていくが、持ち上げ効果が大きくなり、後続するチェーンエレメント44-3の後端が持ち上げられる。これにより、後続するチェーンエレメント44-3のピン42a-3の位置は、先行するエレメントのピン42a-2ともに低くなることが抑制され、高い位置でプーリに進入する。このためチェーン16の弦部分の変位が図11中にd3で示すように小さくなる。 10 and 11 are diagrams showing an example in which the displacement of the string portion is suppressed as compared with the cases of FIGS. 8 and 9. FIG. 10 shows a state immediately before the chain element 44-2 is completely inserted into the pulley 12, that is, a state immediately before the pin 42a-2 of the chain element 44-2 is pinched by the pulley 12. The chain element 44-2 and the chain element 44-1 preceding the chain element 44-2 form an angle θ4 (angle between adjacent elements). The angle between adjacent elements between the chain element 44-2 and the chain element 44-3 following it is θ5. When the angle is θ4, the chain element 44-2 is lifted so that a relatively large couple acts. As a result, the position where the pin 42a-2 is first sandwiched by the pulley 12 becomes a relatively high position (see FIG. 11). On the other hand, when the angle between adjacent elements is as small as θ5, the couple is made small and the lifting of the chain element 44-3 is suppressed. Even when the pin 42a-2 is near the highest point in the pulley (position of 42a'-2 in FIG. 11), the couple is small and the chain element 44'-3 is not lifted significantly. After the pin 42a-2 has passed the highest point, the position of the pin 42a-2 becomes lower, but the lifting effect becomes larger, and the rear end of the subsequent chain element 44-3 is lifted. As a result, the position of the pin 42a-3 of the succeeding chain element 44-3 is suppressed from being lowered together with the pin 42a-2 of the preceding element, and the chain element 44-3 enters the pulley at a high position. Therefore, the displacement of the chord portion of the chain 16 becomes small as shown by d3 in FIG.
[作用曲線]
隣接エレメント間角度と偶力の関係は、接触するピン同士の接触面の形状を適切に決定することにより調整できる。この接触面の形状について説明する。ピン42a,42bの側面形状は、チェーン16の幅方向において一定であり、以下においては、幅方向に直交する断面における形状として説明する。したがって、接触面は、この断面において線として現れる。この線を作用曲線と記す。
[Action curve]
The relationship between the angle between adjacent elements and the couple can be adjusted by appropriately determining the shape of the contact surface between the pins that come into contact with each other. The shape of this contact surface will be described. The side surface shapes of the pins 42a and 42b are constant in the width direction of the chain 16, and will be described below as shapes in a cross section orthogonal to the width direction. Therefore, the contact surface appears as a line in this cross section. This line is referred to as the action curve.
図12には、接触面(作用曲線)の形状を表すための座標系が示されている。チェーン16が直線状に延びているときの、2個のピン42a-1,42b-2の接触点を原点とする。x軸は、チェーン16の延びる方向(周方向)、y軸は厚さ方向を表している。ピン42a-1の作用曲線50aは曲線であり、ピン42b-2の作用曲線50bは、y軸に一致する直線である。接触点の位置の変化は、二つの作用曲線50a,50bの間隔で定まり、この間隔を表す曲線を「相対作用曲線」と記す。図12の例では、一方の作用曲線50bが直線であるため、相対作用曲線は、他方の作用曲線50aそのものである。二つの作用曲線が曲線の場合は、二つの作用曲線上の同一y座標のそれぞれの点の間の距離が、同一y座標における作用曲線50aとy軸の距離と等しくなるように作用曲線を定める。 FIG. 12 shows a coordinate system for representing the shape of the contact surface (action curve). The origin is the contact point between the two pins 42a-1 and 42b-2 when the chain 16 extends linearly. The x-axis represents the extending direction (circumferential direction) of the chain 16, and the y-axis represents the thickness direction. The action curve 50a of the pin 42a-1 is a curve, and the action curve 50b of the pin 42b-2 is a straight line corresponding to the y-axis. The change in the position of the contact point is determined by the interval between the two action curves 50a and 50b, and the curve representing this interval is referred to as a "relative action curve". In the example of FIG. 12, since one action curve 50b is a straight line, the relative action curve is the other action curve 50a itself. When the two action curves are curves, the action curve is defined so that the distance between the points of the same y-coordinate on the two action curves is equal to the distance between the action curve 50a and the y-axis at the same y-coordinate. ..
チェーン16の作用曲線は、まず仮の作用曲線を定め、その後この仮の作用曲線を改変して定めている。区別のために、仮の作用曲線を以降「仮作用曲線」と記し、改変された作用曲線を「改変作用曲線」と記す。 The action curve of the chain 16 is determined by first determining a tentative action curve and then modifying this tentative action curve. For the sake of distinction, the tentative action curve will be referred to as the "tentative action curve" hereafter, and the modified action curve will be referred to as the "modified action curve".
(仮作用曲線)
仮作用曲線は、チェーン16が直線状態のときのピンの接触点と、ピンの寸法から定められる仮の接触点との間に定められる。図13は、チェーン16の直線状態を示す図である。ピン42a-1の厚さ方向の寸法がta、ピン42b-2の厚さ方向の寸法がtbである。直線状態のときのピン42a-1とピン42b-2の接触点(作用曲線の接点)が点Csである。この点Csを「仮始点」と記す。仮始点Csから、厚さ方向の外側に、ピンの厚さ方向寸法ta,tbの小さい方の0.35〜0.70倍の位置に点Ceを定める。この点Ceを「仮終点」と記す。仮作用曲線は、仮始点Csと仮終点Ceの間に、上記の特許文献1に示された作用曲線と同様の手法で定められる。
(Pseudo-action curve)
The tentative action curve is defined between the contact point of the pin when the chain 16 is in a straight line state and the tentative contact point determined from the dimensions of the pin. FIG. 13 is a diagram showing a linear state of the chain 16. The thickness direction of the pin 42a-1 is ta, and the thickness direction of the pin 42b-2 is tb. The contact point (contact point of the action curve) between the pin 42a-1 and the pin 42b-2 in the linear state is the point Cs. This point Cs is referred to as a "temporary starting point". From the temporary start point Cs, a point Ce is set on the outside in the thickness direction at a position 0.35 to 0.70 times the smaller of the thickness direction dimensions ta and tb of the pin. This point Ce is referred to as a "temporary end point". The tentative action curve is defined between the tentative start point Cs and the tentative end point Ce by the same method as the action curve shown in Patent Document 1 above.
図14は、仮作用曲線52aの一例を示す図である。仮作用曲線52bはy軸に一致する。仮作用曲線52aの一例として、原点より始まり、当該曲線の接線とy軸がなす角度がθのとき、接点における当該曲線の曲率半径rが、
以下において、式(1)で表される仮作用曲線をインボリュート曲線(τ1=1)と比較する。式(1)中の変数r,r0 は、仮終点Ceが、τを変化させても、動かないように決定される。変数r0は、仮始点Cs(θ=0)における仮作用曲線の曲率半径である。チェーン16が屈曲すると、作用曲線52a,52bの接点は原点からy軸上を移動し、仮終点Ceに達する。 In the following, the pseudo-action curve represented by the equation (1) will be compared with the involute curve (τ 1 = 1). The variables r and r 0 in the equation (1) are determined so that the temporary end point Ce does not move even if τ is changed. The variable r 0 is the radius of curvature of the tentative action curve at the tentative start point Cs (θ = 0). When the chain 16 bends, the contacts of the action curves 52a and 52b move on the y-axis from the origin and reach the temporary end point Ce.
図15は、仮作用曲線52aの形状を示す図である。原点付近において、変数τ1が大きくなると傾きが小さくなり、接触点の移動量が小さくなる。 FIG. 15 is a diagram showing the shape of the tentative action curve 52a. Near the origin, the larger the variable τ 1, the smaller the slope and the smaller the amount of movement of the contact point.
図16は、仮作用曲線52a,52bによりピン42a-1,ピン42b-2の接触面を形成したときの、隣接エレメント間角度θと、接触点の移動量の関係を示す図である。接触点はy軸上を移動するので、接触点の移動量とは接触点のy座標である。式(1)の変数rの前述の定め方によって、隣接エレメント間角度θが最も大きくなるとき(θmax )、接触点は仮終点Ceに位置する。接触点の移動量yは、変数τ1が大きいほど、隣接エレメント間角度θが小さいときに増加率が小さく、角度θが大きくなると増加率が大きくなる。つまり、変数τ1が大きいほど、チェーンの屈曲が小さいときチェーンエレメントを持ち上げる偶力が小さく、屈曲が大きくなると偶力が急激に大きくなることが理解できる。また、接触点移動量の増加を表す曲線は、滑らかに変化し、隣接エレメント間角度θが0のとき0、θ最大値(θmax)において最大である。 FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the angle θ between adjacent elements and the amount of movement of the contact point when the contact surfaces of the pins 42a-1 and 42b-2 are formed by the tentative action curves 52a and 52b. Since the contact point moves on the y-axis, the amount of movement of the contact point is the y-coordinate of the contact point. According to the above-mentioned method of determining the variable r in the equation (1), when the angle θ between adjacent elements becomes the largest (θmax), the contact point is located at the temporary end point Ce. The larger the variable τ 1, the smaller the rate of increase of the movement amount y of the contact point when the angle θ between adjacent elements is small, and the larger the rate of increase when the angle θ is large. In other words, it can be understood that the larger the variable τ 1, the smaller the couple that lifts the chain element when the bending of the chain is small, and the larger the couple sharply increases as the bending increases. Further, the curve representing the increase in the amount of movement of the contact point changes smoothly, and is 0 when the angle between adjacent elements θ is 0, and is maximum at the maximum value of θ (θmax).
図17は、変数τ1が異なる仮作用曲線52aについて、チェーンの弦部分の変位dを表したものである。横軸はチェーン16のプーリ12に対する巻き掛かり半径である。巻き掛かり半径が小さい時には、変数τ1が大きい方が弦部分の変位dが小さいが、巻き掛かり半径が大きくなると、一部に逆転がみられる。一方のプーリ(例えばプーリ12)で巻き掛かり半径が小さい場合には、他方のプーリ(例えばプーリ14)で巻き掛かり半径は大きくなる。したがって、取りうる巻き掛かり半径の範囲の一方の端で巻き掛かり半径が小さくなっても、他方の端で巻き掛かり半径が大きくなるのでは、弦部分変位の効果があまり期待できない。つまり、両端の変位が相応に小さいことが望まれる。取りうる巻き掛かり半径の範囲にもよるが、概略、τ1=2.5〜3.0のときが、総合的な効果が大きいことが分かる。 FIG. 17 shows the displacement d of the chord portion of the chain for the pseudo-action curve 52a in which the variable τ 1 is different. The horizontal axis is the winding radius of the chain 16 with respect to the pulley 12. When the winding radius is small, the larger the variable τ 1 , the smaller the displacement d of the chord part, but when the winding radius is large, some reversal is seen. When one pulley (for example, pulley 12) has a small winding radius, the other pulley (for example, pulley 14) has a large winding radius. Therefore, even if the winding radius is small at one end of the range of the possible winding radius, if the winding radius is large at the other end, the effect of partial displacement of the string cannot be expected so much. That is, it is desired that the displacements at both ends are correspondingly small. Although it depends on the range of the winding radius that can be taken, it can be seen that the overall effect is large when τ 1 = 2.5 to 3.0.
以上のように、チェーンエレメントがプーリに進入しようとする過程において、隣接エレメント間角度が小さいときにはチェーンエレメントの持ち上がりを抑制し、大きくなってから持ち上げるようにする。これにより、チェーン弦部分の変位を抑制することができる。 As described above, in the process in which the chain element tries to enter the pulley, when the angle between the adjacent elements is small, the chain element is suppressed from being lifted, and when it becomes large, it is lifted. As a result, the displacement of the chain string portion can be suppressed.
(改変作用曲線)
仮始点Csと仮終点Ceの距離が大きいと、リンク40内の応力分布が大きく変化する。このため、リンク40内には、応力振幅が大きい部分が生じる。耐久性の観点からは、応力振幅は小さいことが好ましく、接触点の移動量は小さい方が好ましい。このチェーン16では、仮作用曲線を改変することで、弦部分の振動、およびリンク40内の応力の変動を小さくしている。改変作用曲線の始点は、仮作用曲線の仮始点Csと同じにし、終点Cfを仮終点Ceよりも始点Csに近いようにする。接触点の移動が少なくなるため、圧力分布の変化が小さくなり、応力振幅が小さくなる。
(Modification action curve)
When the distance between the temporary start point Cs and the temporary end point Ce is large, the stress distribution in the link 40 changes significantly. Therefore, a portion having a large stress amplitude is generated in the link 40. From the viewpoint of durability, the stress amplitude is preferably small, and the amount of movement of the contact point is preferably small. In this chain 16, the vibration of the chord portion and the fluctuation of the stress in the link 40 are reduced by modifying the tentative action curve. The start point of the modified action curve is the same as the tentative start point Cs of the tentative action curve, and the end point Cf is closer to the start point Cs than the tentative end point Ce. Since the movement of the contact point is small, the change in the pressure distribution is small and the stress amplitude is small.
改変作用曲線50aは、次式(2)、(3)で表される。
式(2)で表される区間と、式(3)で表される区間の境界点は、仮始点Csと仮終点Ceの間、特に、仮相対作用曲線において接触点移動量増加率が仮相対作用曲線がインボリュート形状である場合よりも大きい範囲に位置するように設定される。この境界点に対応する隣接エレメント間角度がφである。式(2)で表される区間、つまり0≦θ≦φの区間の改変作用曲線は、仮作用曲線と同じである。式(3)で表される区間(φ≦θ)においては、接触点の移動量の増加率が隣接エレメント間角度θの増加に伴って減少する。この結果、0≦θ≦φの範囲では、隣接エレメント間角度θが小さいときにはチェーンの持ち上がりが抑制され、大きくなってからチェーンが持ち上げられる。また、φ≦θの範囲では、改変作用曲線を採用したときの接触点移動量yは、仮作用曲線の場合より小さくなる。 The boundary point between the section represented by the equation (2) and the interval represented by the equation (3) has a tentative contact point movement amount increase rate between the tentative start point Cs and the tentative end point Ce, especially in the tentative relative action curve. The relative action curve is set to be located in a larger range than when it has an involute shape. The angle between adjacent elements corresponding to this boundary point is φ. The modified action curve of the section represented by the equation (2), that is, the section of 0 ≦ θ ≦ φ is the same as the tentative action curve. In the section (φ ≦ θ) represented by the equation (3), the rate of increase in the amount of movement of the contact point decreases as the angle between adjacent elements θ increases. As a result, in the range of 0 ≦ θ ≦ φ, the lifting of the chain is suppressed when the angle between adjacent elements θ is small, and the chain is lifted after it becomes large. Further, in the range of φ ≦ θ, the contact point movement amount y when the modification action curve is adopted is smaller than that in the case of the tentative action curve.
図18は、隣接エレメント間角度θと接触点の移動量の関係を示す図である。曲線S1は作用曲線がインボリュート曲線の場合(τ1=1)、曲線S2は、作用曲線が式(1)であってτ1=2.5の場合、曲線S4は、作用曲線が式(2)であって、τ1=2.5、τ2=1の場合を示している。曲線S4は、隣接エレメント間角度θが最大、つまりチェーンの巻き掛かり半径が最小となったときの接触点、すなわち終点Cfが、仮終点Ceよりも小さな値とされている。曲線S3は、終点Cfを通り、τ1=2.5としたときの式(1)の作用曲線の場合を示す。 FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the angle between adjacent elements θ and the amount of movement of the contact point. The curve S1 has an action curve of an involute curve (τ 1 = 1), the curve S2 has an action curve of equation (1) and τ 1 = 2.5, and the curve S4 has an action curve of equation (2). ), And shows the case of τ 1 = 2.5 and τ 2 = 1. In the curve S4, the contact point when the angle θ between adjacent elements is the maximum, that is, the winding radius of the chain is the minimum, that is, the end point Cf is set to a value smaller than the provisional end point Ce. The curve S3 shows the case of the action curve of the equation (1) when τ 1 = 2.5 passes through the end point Cf.
曲線S4は、始点Cs(θ=0)から隣接エレメント間角度θがφ(θ=φ)になるまでの間、曲線S1に一致し、φ以上(θ≧φ)となると曲線S1から離れ、接触点移動量yが曲線S1よりも小さくなる。 The curve S4 coincides with the curve S1 from the start point Cs (θ = 0) until the angle between adjacent elements θ becomes φ (θ = φ), and when it becomes φ or more (θ ≧ φ), the curve S4 separates from the curve S1. The contact point movement amount y becomes smaller than the curve S1.
図19は、曲線S1〜S4のそれぞれの場合の弦部分変位dを示した図である。巻き掛かり半径が大きい、つまりチェーン16が直線状態に近いということは、隣接エレメント間角度θが小さいことを示すから、図19においては、右端が始点Csに対応し、左端が終点Cfおよび仮終点Ceに対応する。曲線S1の場合の弦部分変位がD1、曲線S2の弦部分変位がD2、曲線S3の弦部分変位がD3、曲線S4の弦部分変位がD4で示されている。 FIG. 19 is a diagram showing the chord portion displacement d in each case of the curves S1 to S4. A large winding radius, that is, a chain 16 close to a straight line state indicates that the angle θ between adjacent elements is small. Therefore, in FIG. 19, the right end corresponds to the start point Cs, and the left end corresponds to the end point Cf and the provisional end point. Corresponds to Ce. In the case of the curve S1, the string partial displacement is shown by D1, the string partial displacement of the curve S2 is shown by D2, the string partial displacement of the curve S3 is shown by D3, and the string partial displacement of the curve S4 is shown by D4.
曲線S3の場合の弦部分変位D3は、巻き掛かり半径のほぼ全範囲において、曲線S2の場合の弦部分変位D2よりも大きくなっている。つまり、応力の変動を抑えるために、仮作用曲線の仮終点Ceを終点Cfへと小さくしただけでは、弦部分の振動が増加してしまうことが分かる。改変作用曲線を採用した場合、弦部分変位は、曲線S4に対応した弦部分変位D4となる。弦部分変位D4は、巻き掛かり半径が下限値の極近傍において、仮作用曲線を採用した場合の弦部分変位D2を上回るが、ほとんどの範囲でこれに一致する。巻き掛かり半径が下限値付近で使用される頻度は低いことも考慮すれば、弦部分の振動は仮作用曲線の場合と同等であると考えられる。 The chord partial displacement D3 in the case of the curve S3 is larger than the chord partial displacement D2 in the case of the curve S2 in almost the entire range of the winding radius. That is, it can be seen that the vibration of the chord portion increases only by reducing the temporary end point Ce of the false action curve to the end point Cf in order to suppress the fluctuation of stress. When the modification action curve is adopted, the chord partial displacement is the chord partial displacement D4 corresponding to the curve S4. The chord partial displacement D4 exceeds the chord partial displacement D2 when the tentative action curve is adopted in the very vicinity of the lower limit of the winding radius, but corresponds to this in most ranges. Considering that the winding radius is rarely used near the lower limit, the vibration of the string portion is considered to be equivalent to that of the tentative action curve.
よって、作用曲線50aとして、式(2)、(3)で表される改変作用曲線を採用することにより、弦部分の振動を抑えつつ、リンク40内の応力変動を抑えることができる。 Therefore, by adopting the modified action curve represented by the equations (2) and (3) as the action curve 50a, it is possible to suppress the stress fluctuation in the link 40 while suppressing the vibration of the string portion.
10 チェーン式無段変速機、12 入力プーリ、14 出力プーリ、16 チェーン、18 入力軸、20 固定シーブ、22 移動シーブ、24,26 略円錐面、28 出力軸、30 固定シーブ、32 移動シーブ、34,36 略円錐面、38a,38b 開口、40 リンク、42a,42b ピン、44 チェーンエレメント、46 リンクユニット、50a,50b 作用曲線(改変作用曲線)、52a,52b 作用曲線(仮作用曲線)。 10 Chain type continuously variable transmission, 12 input pulley, 14 output pulley, 16 chain, 18 input shaft, 20 fixed sheave, 22 moving sheave, 24, 26 substantially conical surface, 28 output shaft, 30 fixed sheave, 32 moving sheave, 34,36 Approximately conical surface, 38a, 38b opening, 40 links, 42a, 42b pins, 44 chain elements, 46 link units, 50a, 50b action curve (modified action curve), 52a, 52b action curve (provisional action curve).
Claims (2)
当該チェーンは、開口を有する板形状のリンクがチェーンの周方向に沿って配置され、かつチェーンの幅方向に複数枚が配列されて構成されたリンクユニットと、前記リンクの両端において開口をそれぞれ貫通し、少なくとも一方の両端が前記円錐面に当接する2本のピンとを有するチェーンエレメントを、チェーン周方向に隣接するチェーンエレメントのうち一方のエレメントのピンを他方のエレメントのリンクの開口に通して連結して形成され、
当該チェーンが屈曲するときには、隣接するチェーンエレメントの接触するピン同士が転がり接触し、
隣接するチェーンエレメントのピン同士の接触面の、チェーン幅方向に直交する平面内における相対形状である相対作用曲線が、隣接するチェーンエレメント同士の相対角度である隣接エレメント間角度が付くと、ピン同士の接触点が周回するチェーンの外側に向けて移動する形状であり、
相対作用曲線は、チェーンが直線状に延びているときのピンの接触点である始点と、チェーンが最小巻き掛かり半径となったときのピンの接触点である終点と、始点と終点の間にある境界点とを有し、始点から境界点までの区間は仮相対作用曲線に一致し、境界点から終点までの区間は、前記接触点の移動量の隣接エレメント間角度に関する増加率である接触点移動量増加率が、隣接エレメント間角度の増加に伴って減少し、
仮相対作用曲線は、相対作用曲線の始点と一致する仮始点と、チェーン厚さ方向において、仮始点からチェーン厚さ方向外側にピン寸法の0.35〜0.7倍の範囲にある仮終点と、を有し、仮始点と仮終点が、仮相対作用曲線がインボリュート形状であるときの仮始点と仮終点に一致し、さらに、仮相対作用曲線は、接触点移動量増加率が、仮相対作用曲線がインボリュート形状である場合よりも、隣接エレメント間角度が小さい場合には小さく、大きい場合には大きい形状であり、
相対作用曲線の境界点は、仮相対作用曲線において、接触点移動量増加率が仮相対作用曲線がインボリュート形状である場合よりも大きい範囲に位置する、
無段変速機のチェーン。 A chain that is wound and orbits around two pulleys of a continuously variable transmission that have conical surfaces that face each other and have variable distances from each other.
The chain has a link unit in which plate-shaped links having openings are arranged along the circumferential direction of the chain and a plurality of pieces are arranged in the width direction of the chain, and the chains penetrate the openings at both ends of the link. A chain element having at least one of the two pins in contact with the conical surface is connected by passing the pin of one of the adjacent chain elements in the circumferential direction of the chain through the opening of the link of the other element. Formed,
When the chain bends, the contacting pins of adjacent chain elements roll into contact with each other.
When the relative action curve, which is the relative shape of the contact surface between the pins of the adjacent chain elements in the plane orthogonal to the chain width direction, has the angle between the adjacent elements, which is the relative angle between the adjacent chain elements, the pins are attached to each other. The contact point of the is a shape that moves toward the outside of the orbiting chain.
The relative action curve is between the start point, which is the pin contact point when the chain extends linearly, the pin contact point, which is the pin contact point when the chain has the minimum winding radius, and the start point and the end point. It has a certain boundary point, the section from the start point to the boundary point coincides with the tentative relative action curve, and the section from the boundary point to the end point is the contact which is the rate of increase of the movement amount of the contact point with respect to the angle between adjacent elements. The rate of increase in point movement decreases as the angle between adjacent elements increases,
The tentative relative action curve consists of a tentative start point that coincides with the start point of the relative action curve and a tentative end point that is in the range of 0.35 to 0.7 times the pin dimension from the tentative start point to the outside in the chain thickness direction in the chain thickness direction. And, the tentative start point and the tentative end point coincide with the tentative start point and the tentative end point when the tentative relative action curve has an involute shape, and further, the tentative relative action curve has a tentative contact point movement amount increase rate. When the angle between adjacent elements is small, it is smaller than when the relative action curve is involute, and when it is large, it is larger.
The boundary point of the relative action curve is located in a range in which the contact point movement amount increase rate is larger than that in the case where the false relative action curve has an involute shape.
Chain of continuously variable transmission.
隣接エレメント間角度をθ、相対作用曲線の境界点における隣接エレメント間角度をφとするとき、相対作用曲線上の任意の点の曲率半径rが、
When the angle between adjacent elements is θ and the angle between adjacent elements at the boundary point of the relative action curve is φ, the radius of curvature r of any point on the relative action curve is
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