JP4821258B2

JP4821258B2 - 動力伝達チェーンおよび動力伝達装置

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Publication number: JP4821258B2
Application number: JP2005305324A
Authority: JP
Inventors: 義久三浦
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: JP2007113676A

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６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２００５−２３３２７５号公報

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いる。リンクには、ピンに固定されている部分とピンが移動可能とされている部分とが存在しているが、リンクの疲労耐久性の評価においては、ピンが移動可能とされている部分に限らず、ピンに固定されている部分も重要である。

この発明の目的は、リンクのピンに固定されている部分の耐久性を増すことにより、チェーンの寿命を向上させた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おり、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動力伝達チェーンにおいて、リンクの前後挿通部のいずれか一方は、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合わせられる第２ピン可動部からなり、リンクの前後挿通部の他方は、第１ピンが移動可能に嵌め合わせられる第１ピン可動部および第２ピンが固定される第２ピン固定部からなり、リンクの前後挿通部における第１ピン固定部の内面と第２ピン固定部の内面との少なくとも一方に、潤滑剤保持用凹部が形成されていることを特徴とするものである。

この発明による動力伝達チェーンでは、第１ピンおよび第２ピンの少なくとも一方がプーリと接触して摩擦力により動力伝達する。いずれか一方のピンがプーリと接触するチェーンにおいては、第１ピンおよび第２ピンのうちのいずれか一方は、このチェーンが無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。

この種の動力伝達チェーンでは、疲労耐久試験を行った場合に、リンクのピンに固定されている部分が相対的に早く疲労が進む場合がある。この部分は、固定（例えば、圧入）されていることから、その潤滑状態が悪くなっていると考えられ、この部分の内面に、潤滑剤保持用凹部を形成することにより、潤滑状態が改善され、リンクのピンに固定されている部分の疲労が抑制される。

動力伝達チェーンには、通常、潤滑油が常時供給されており、この潤滑油が潤滑剤保持用凹部に蓄えられることにより、リンクの潤滑が確実に行われる。溝は、外部に開口していることがあり、密封状態とされていることがある。密封状態とされている場合には、溝内にグリースを保持しておくようにしてもよい。

リンクが受ける力はその配置位置によって異なっており、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チェーンでは、外側のリンク（特に最外側のリンクおよびこれより１つ内側のリンク）は、ピンが前記摩擦力によりその軸方向に対して（チェーン方向に）変形することによって、挿通部内面が引っ張られて大きな力を受けやすく、疲労寿命の点で不利になっている。そこで、外側にある１つまたは２つリンクについてのみ、潤滑剤保持用凹部を設けるようにしてもよい。すなわち、「所定のリンク」は、全てのリンクであってもよく、幅方向最外側だけのリンクであってもよく、幅方向最外側およびこれの内側のリンクであってもよく、これ以外の適宜なリンクであってもよい。

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。

潤滑剤保持用凹部は、１つまたは所定間隔で複数設けられる。潤滑剤保持用凹部は、挿通部の内面をリンクの長さ方向にのびる溝とされていることがあり、また、潤滑剤保持用凹部は、挿通部の内面をリンクの厚さ方向にのびる溝とされていることがある。

潤滑剤保持用凹部がリンクの長さ方向にのびる溝として形成されているものでは、潤滑剤保持用凹部は外部に開放されないことから、溝内にグリースを塗布しておくこともできる。潤滑剤保持用凹部の大きさは、深さが０．２〜０．３ｍｍ程度、幅がリンクの厚み（０．８〜１．０ｍｍ程度）の５〜２５％程度とされる。リンクは、プレス加工により形成され、潤滑剤保持用凹部はその後に加工してもよいが、プレス成型時に２次破断面が生じることを利用し、この破断面が溝状になるように成型条件（ストロークのスピード、金型のクリアランス等）を調整することで潤滑剤保持用凹部を形成することもできる。

潤滑剤保持用凹部がリンクの厚さ方向にのびる溝として形成されているものでは、潤滑剤保持用凹部は外部に開放されることから、チェーンの潤滑油が開口部より流入し易くこれが潤滑剤として利用される。潤滑剤保持用凹部としては、深さ０．２〜０．３ｍｍ程度、幅０．２〜０．３ｍｍ程度のものが各挿通部に付き２〜４本程度設けられる。リンクは、プレス加工により形成され、潤滑剤保持用凹部は、金型に潤滑剤保持用凹部となる凸部を設けておくことにより形成することができる。

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。この嵌合固定は、圧入とされ、挿通部の長さ方向に対して直交する部分の縁（上下の縁）で行われることが好ましい。ピンの上下縁部の断面形状は、凸円弧状とされ、これに対応して、リンクの各挿通部には、ピンの上下縁部が圧入される凹円弧状部が形成される。

リンクの前後挿通部のいずれか一方は、ピン（第１ピン）が固定されるピン固定部およびインターピース（第２ピン）が移動可能に嵌め合わせられるインターピース可動部からなるものとされ、同他方は、ピンが移動可能に嵌め合わせられるピン可動部およびインターピースが固定されるインターピース固定部からなるものとされる。潤滑剤保持用凹部は、ピン固定部およびインターピース固定部の両方またはいずれか一方に設けられる。いずれか一方とする場合には、疲労が生じ易い方に設けられる。潤滑剤保持用凹部は、ピン可動部およびインターピース可動部に設けられていてもよく、この場合には、固定部だけでなく可動部の潤滑も向上させられる。

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

第１ピンおよび第２ピンは、異なる断面形状であってもよく、同一形状であってもよい。また、リンクは、前後挿通部がそれぞれ独立の貫通孔（柱有りリンク）とされていてもよく、前後挿通部が１つの貫通孔（柱無しリンク）とされていてもよい。

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。

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、所定のリンクの各挿通部のうちピンが固定されている部分の内面に、潤滑剤保持用凹部が形成されているので、このリンクのピンに固定されている部分の潤滑状態が改善され、この部分での疲労進行を抑制することができるとともに、嵌め合い面におけるフレッチング摩耗を抑制することもでき、チェーンの寿命が向上する。

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)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。

図３（ａ）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。

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)の転がり接触面(14a)が、断面において半径Ｒｂ、中心Ｍの基礎円を持つインボリュート形状を有し、インターピース(15)の転がり接触面(15a)が平坦面（断面形状が直線）とされている。これにより、各リンク(11)がチェーン(1)の直線部分から円弧部分へまたは円弧部分から直線部分へと移行する際、前挿通部(12)においては、インターピース(15)がインターピース可動部(12b)内を固定状態のピン(14)に対してその転がり接触面(15a)がピン(14)の転がり接触面(14a)に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動し、後挿通部(13)においては、ピン(14)が固定状態のインターピース(15)に対してその転がり接触面(14a)がインターピース(15)の転がり接触面(15a)に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながらピン可動部(13a)内を移動する。なお、図３（ａ）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。

図３（ａ）のｂ−ｂ断面である図３（ｂ）およびｃ−ｃ断面である図３（ｃ）から分かるように、リンク(11)の各挿通部(12)(13)のうちピン(14)またはインターピース(15)が固定されている部分、すなわち、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下縁部の内面には、リンク(11)の長さ方向にのびる潤滑剤保持溝（潤滑剤保持用凹部）(16)が形成されている。したがって、動力伝達チェーン(1)に供給される潤滑油が潤滑剤保持溝(16)に蓄えられることにより、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の潤滑がスムーズに行われる。また、潤滑剤保持溝(16)にグリースを保持させておくことにより、潤滑油が供給されにくい位置にあるリンクにも適量の潤滑剤を常時保持させておくことができる。なお、潤滑剤保持溝(16)は、インターピース可動部(12b)の上下縁部およびピン可動部(13a)の上下縁部まで延長させてもよく、この場合には、インターピース可動部(12b)内のインターピース(15)の移動およびピン可動部(13a)内のピン(14)の移動が潤滑剤保持溝(16)内の潤滑剤によってよりスムーズなものとされる。

図４には、潤滑剤保持溝の他の実施形態を示している。以下の説明において、図３と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。

図４（ａ）およびそのｂ−ｂ断面である図４（ｂ）から分かるように、リンク(11)の各挿通部(12)(13)のうちピン(14)またはインターピース(15)が固定されている部分、すなわち、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の上下縁部の内面には、リンク(11)の厚さ方向にのびる４本の潤滑剤保持溝（潤滑剤保持用凹部）(18)が形成されている。したがって、動力伝達チェーン(1)に供給される潤滑油がこれらの潤滑剤保持溝(18)に蓄えられることにより、ピン固定部(12a)およびインターピース固定部(13b)の潤滑がスムーズに行われる。なお、潤滑剤保持溝(18)の数は、４以外の複数本であってもよく、１本であってもよい。また、溝(18)がリンク側面に開口する例を示したが、開口せず凹部となっていてもよい。この場合は、潤滑油の保持性がよい。

上記実施形態において、前挿通部(12)と後挿通部(13)とは、それぞれ独立の貫通孔とされているが、これらの挿通部(12)(13)を得るための貫通孔は、図示省略するが、孔縁の応力集中を緩和するために、前後挿通部(12)(13)同士を連通部によって連通させ、全体として前後に長い１つの貫通孔となるようにしてもよい。

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。

この動力伝達チェーン(1)は、図５に示したＶ型プーリ式ＣＶＴで使用されるが、この際、例えば、インターピース（第２ピン）(15)がピン（第１ピン）(14)よりも短くされ、インターピース(15)の端面がプーリ(2)の固定シーブ(2a)および可動シーブ(2b)の各円錐状シーブ面(2c)(2d)に接触しない状態で、ピン(14)の端面がプーリ(2)の円錐状シーブ面(2c)(2d)に接触し、この接触による摩擦力により動力が伝達される。ピン(14)とインターピース(15)とは、上述のように、転がり接触移動するので、プーリ(2)のシーブ面(2c)(2d)に対してピン(14)はほとんど回転しないことになり、摩擦損失が低減し、高い動力伝達率が確保される。

図１は、この発明による動力伝達チェーンの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、リンクの第１実施形態の拡大側面図である。図４は、リンクの第２実施形態の拡大側面図である。図５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６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)(3b) 固定シーブ
(2b)(3a) 可動シーブ
(2c)(2d) 円錐状シーブ面
(11) リンク
(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）
(16) 長さ方向の潤滑剤保持溝（潤滑剤保持用凹部）
(18) 厚さ方向の潤滑剤保持溝（潤滑剤保持用凹部）

Claims

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おり、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動力伝達チェーンにおいて、
リンクの前後挿通部のいずれか一方は、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合わせられる第２ピン可動部からなり、リンクの前後挿通部の他方は、第１ピンが移動可能に嵌め合わせられる第１ピン可動部および第２ピンが固定される第２ピン固定部からなり、リンクの前後挿通部における第１ピン固定部の内面と第２ピン固定部の内面との少なくとも一方に、潤滑剤保持用凹部が形成されていることを特徴とする動力伝達チェーン。
リンクの前後挿通部における第１ピン可動部の内面と第２ピン可動部の内面とには、潤滑剤保持用凹部が形成されていないことを特徴とする請求項１の動力伝達チェーン。
潤滑剤保持用凹部は、リンクの長さ方向にのびる溝とされている請求項１または２の動力伝達チェーン。
潤滑剤保持用凹部は、リンクの厚さ方向にのびる溝とされていることを特徴とする請求項１または２の動力伝達チェーン。
円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリと、円錐面状のシーブ面を有する第２のプーリと、これら第１および第２のプーリに掛け渡される動力伝達チェーンとを備え、動力伝達チェーンが請求項１〜４のいずれかに記載のものである動力伝達装置。