(57)【要約】    【課題】チェーン進行方向に隣接するリンクが一対のピンを用いて互いに連結される動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置において、実用上の寿命をより高めると共に、伝動効率をより高めること。    【解決手段】チェーン進行方向Ｘに隣接するリンク２同士が、対応する第１および第２のピン３，４によって屈曲可能に連結される。各第１のピン３の接触面１２と対応する第２のピン４の接触面１４が互いに接触している。各第１のピン３の接触面１２と各第２のピン４の接触面１４の算術平均粗さＲａが、それぞれ０．１μｍ以上且つ２μｍ以下の範囲に設定されている。    【選択図】            図４
2006002822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクを備え、互いに転がり摺動接触する第１および第２のピンを用いて対応するリンクが相互に動力伝達可能に連結される動力伝達チェーンにおいて、
第１および第２のピンの互いの接触面の算術平均粗さＲａがそれぞれ０．１μｍ以上且つ２μｍ以下の範囲に設定されることを特徴とする動力伝達チェーン。
【請求項２】
請求項１において、上記複数のリンクは第１および第２のリンクを含み、これら各リンクは、チェーン進行方向の前後に並ぶ前貫通孔および後貫通孔をそれぞれ有し、
上記第１のピンは、第１のリンクの前貫通孔に移動可能に嵌め入れられ且つ第２のリンクの後貫通孔に圧入固定され、第２のピンは、第１のリンクの前貫通孔に圧入固定され且つ第２のリンクの後貫通孔に移動可能に嵌め入れられることを特徴とする動力伝達チェーン。
【請求項３】
相対向する一対の円錐面状のシーブ面をそれぞれ有する第１および第２のプーリと、これらのプーリ間に巻き掛けられ、動力伝達対象としてのシーブ面に係合して動力を伝達する請求項１または２記載の動力伝達チェーンとを備えることを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のプーリ式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）等の動力伝達装置に用いられる無端状の動力伝達チェーンには、複数のリンクをチェーン進行方向に並べ、チェーン進行方向に隣接するリンク同士を一対のピンで連結したものがある（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、各リンクには、ピン挿通孔が形成されている。そして、チェーン進行方向に隣接するリンクのピン挿通孔の周縁が互いに重ね合わされ、これらのピン挿通孔に一対のピンが挿通されている。一対のピンは、互いに転がり接触可能となっており、隣接するリンクがチェーン進行方向に相対的に屈曲する際、一対のピンは、互いに転がり接触する。また、チェーン進行方向に隣接するリンク間には、一対のピンを介して張力（動力）が作用している。
【特許文献１】特開平８−３１２７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置において、実用上の寿命をより高めると共に、伝動効率をより高めることが要請されている。本発明は、上記の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願発明者は、互いに転がり接触可能な一対のピンを用いてチェーン進行方向に隣接するリンクを互いに連結する動力伝達チェーンにおいて、一対のピンの互いの係合状態を最適化することが、実用上の寿命の向上および伝動効率の向上に資するとの着想を得て、本発明を想到するに至った。
すなわち、本発明は、チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクを備え、互いに転がり摺動接触する第１および第２のピンを用いて対応するリンクが相互に動力伝達可能に連結される動力伝達チェーンにおいて、第１および第２のピンの互いの接触面の算術平均粗さＲａがそれぞれ０．１μｍ以上且つ２μｍ以下の範囲に設定されることを特徴とするものである。
【０００５】
本発明によれば、第１および第２のピンの互いの接触面の算術平均粗さＲａをそれぞれ０．１μｍ以上にすることで、これらの接触面間における摩擦係合力を十分に確保できる。その結果、両ピン間ですべりを起こしてロスが生じることを抑制でき、伝動効率を極めて高くすることができる。また、第１および第２のピンの互いの接触面の算術平均粗さＲａをそれぞれ２μｍ以下にすることで、これらの接触面を十分に滑らかにして互いに滑らかに接触させることができる。その結果、互いの接触面の摩耗を抑制して実用上の寿命をより高めることができる。
【０００６】
上記複数のリンクは第１および第２のリンクを含み、これら各リンクは、チェーン進行方向の前後に並ぶ前貫通孔および後貫通孔をそれぞれ有し、上記第１のピンは、第１のリンクの前貫通孔に移動可能に嵌め入れられ且つ第２のリンクの後貫通孔に圧入固定され、第２のピンは、第１のリンクの前貫通孔に圧入固定され且つ第２のリンクの後貫通孔に移動可能に嵌め入れられることが好ましい。
【０００７】
これにより、例えば、第１のピンが動力伝達対象としてのプーリのシーブ面に接触して動力を伝達する際、第２のピンがこの第１のピンに対して転がり摺動接触することにより、リンク同士のチェーン進行方向の屈曲が可能とされる。この際、互いに接触する第１および第２のピンに関して、互いの転がり接触成分が多くてすべり接触成分が極めて少なく、その結果、第１のピンが上記シーブ面に対してほとんど回転しないこととなり、摩擦損失を低減してより高い伝動効率を確保することができる。
【０００８】
また、本発明において、相対向する一対の円錐面状のシーブ面をそれぞれ有する第１および第２のプーリと、これらのプーリ間に巻き掛けられ、動力伝達対象としてのシーブ面に係合して動力を伝達する上記動力伝達チェーンとを備える場合がある。この場合、伝動効率に優れ、且つ長期間に亘る実用上の使用が可能な動力伝達装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の動力伝達チェーンの一実施の形態に係るチェーン式無段変速機用の動力伝達チェーン（以下では、単にチェーンという）の要部の構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すチェーンの要部の断面平面図である。図３は、図２のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００１０】
図１および図２を参照して、チェーン１は、複数のリンク２と、第１の列５１、第２の列５２および第３の列５３と、互いに転がり摺動接触する一対のピンとしての複数の第１および第２のピン３，４とを備えている。なお、転がり摺動接触とは、転がり接触およびすべり接触の少なくとも一方を含む接触のことをいう。
図２および図３を参照して、各リンク２は板状に形成されており、チェーン進行方向Ｘの前後に並ぶ一対の端部としての前端部７および後端部８を含んでいる。これら前端部７および後端部８には、前貫通孔９および後貫通孔１０がそれぞれ形成されている。
【００１１】
第１の列５１、第２の列５２および第３の列５３はそれぞれ、チェーン幅方向Ｗに並ぶ複数のリンク２を含んでいる。第１〜第３の列５１〜５３のそれぞれにおいて、同一列のリンク２は、チェーン進行方向Ｘの位置が互いに同じとなるように揃えられている。第１〜第３の列５１〜５３は、チェーン進行方向Ｘに沿って並んで配置されている。
各第１のピン３は、チェーン幅方向Ｗに延びる棒状体である。各第１のピン３の一対の端部が、チェーン幅方向Ｗの一対の端部に配置されるリンク２からチェーン幅方向Ｗにそれぞれ突出している。各第１のピン３の一対の端面には、動力伝達対象としてのシーブ面に接触（係合）するための動力伝達面５，６がそれぞれ設けられている。各第１のピン３は、その動力伝達面５，６によって直接動力伝達に寄与するため、例えば、軸受用鋼（例えばＳＵＪ２）等の高強度材料で形成されている。
【００１２】
各第２のピン４（ストリップ、またはインターピースともいう）は、第１のピン３と同様の材料により形成されてチェーン幅方向Ｗに延びる棒状体であり、上記シーブ面と接触しないように、第１のピン３よりも若干短い。チェーン進行方向Ｘ関して、各第２のピン４は、第１のピン３よりも薄肉に形成されている。
対応する第１〜第３の列５１〜５３の対応するリンク２は、対応する第１および第２のピン３，４を用いて、相互に屈曲可能且つ動力伝達可能に連結されている。
【００１３】
具体的には、第１のリンクとしての第１の列５１の各リンク２の前貫通孔９と、第２のリンクとしての第２の列５２の各リンク２の後貫通孔１０とは、チェーン幅方向Ｗに並んで互いに対応しており、これらの各貫通孔９，１０を挿通する第１および第２のピン３，４によって、第１および第２の列５１，５２のリンク２同士がチェーン進行方向Ｘに屈曲可能に連結されている。
【００１４】
同様に、第２の列５２の各リンク２の前貫通孔９と、第３の列５３の各リンク２の後貫通孔１０とは、チェーン幅方向Ｗに並んで互いに対応しており、これらの各貫通孔９，１０を挿通する第１および第２のピン３，４によって、第２および第３の列５２，５３のリンク２同士がチェーン進行方向Ｘに屈曲可能に連結されている。
図２において、第１〜第３の列５１〜５３は、それぞれ１つしか図示されていないが、チェーン進行方向Ｘに沿って第１〜第３の列５１〜５３が繰り返すように配置されている。そして、チェーン進行方向Ｘに互いに隣接する２つの列のリンク２同士が対応する第１および第２のピン３，４によって順次に連結され、無端状をなすチェーン１が形成されている。
【００１５】
各第１のピン３は、対応するリンク２の前貫通孔９に遊嵌されてこのリンク２に対する相対移動（回転）が可能とされると共に、対応するリンク２の後貫通孔１０に圧入固定（嵌合）されてこのリンク２に対する相対回転が規制されている。
具体的には、第１のピン３は、第１の列５１の各リンク２の前貫通孔９に遊嵌されて、第１の列５１の各リンク２に対する相対回転が可能とされると共に、第２の列５２の各リンク２の後貫通孔１０に圧入固定されて、第２の列５２の各リンク２に対する相対回転が規制されている。同様に、第１のピン３は、第２の列５２の各リンク２の前貫通孔９に遊嵌されると共に、第３の列５３の各リンク２の後貫通孔１０に圧入固定されている。
【００１６】
また、各第２のピン４は、対応するリンク２の前貫通孔９に圧入固定（嵌合）されてこのリンク２に対する相対回転が規制されると共に、対応するリンク２の後貫通孔１０に遊嵌されてこのリンク２に対する相対移動（回転）が可能とされている。
具体的には、第２のピン４は、第１の列５１の各リンク２の前貫通孔９に圧入固定されて、第１の列５１の各リンク２に対する相対回転が規制されると共に、第２の列５２の各リンク２の後貫通孔１０に遊嵌されて、第２の列５２の各リンク２に対する相対移動（回転）が可能とされている。同様に、第２のピン４は、第２の列５２の各リンク２の前貫通孔９に圧入固定されると共に、第３の列５３の各リンク２の後貫通孔１０に遊嵌されている。
【００１７】
上記の構成により、チェーン進行方向Ｘに隣接するリンク２が相互に屈曲する際（図４参照）、対応する第１のピン３は、隣り合う第２のピン４に対して転がり摺動接触する。さらに、チェーン１の駆動時には、チェーン進行方向Ｘに隣接するリンク２には、対応する第１および第２のピン３，４を介して互いに張力が作用する。
また、第１のピン３を基準とした第１のピン３と対応する第２のピン４との接触線Ｔ（図４において、紙面に垂直な方向に延びる直線）の軌跡が、概ねインボリュート曲線となるようにされている。
【００１８】
具体的には、各第１のピン３の外周部１１のうち、対応する第２のピン４と接触し得る接触面１２（表面）が、断面インボリュート形状に形成されている。また、各第２のピン４の外周部１３のうち、対応する第１のピン３と接触し得る接触面１４（表面）が、平坦面（断面直線形状）に形成される。
すなわち、各第１のピン３および対応する第２のピン４の接触面１２，１４は、チェーン進行方向Ｘに相対向して互いに接触している。
【００１９】
チェーン進行方向Ｘに隣接するリンク２が相互に屈曲する際には、対応する第１および第２のピン３，４の接触面１２，１４が相対的に転がり摺動接触する。さらに、各リンク２に付与された張力は、対応する第１および第２のピン３，４の接触面１２，１４等を介して、チェーン進行方向Ｘに隣接する対応するリンク２に作用する。
これら各接触面１２，１４の表面粗さは、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｂ０６０１に定義された算術平均粗さＲａで表される。
【００２０】
図３を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、各第１のピン３の接触面１２と各第２のピン４の接触面１４の算術平均粗さＲａが、それぞれ０．１μｍ以上且つ２μｍ以下の範囲に設定されている点にある。本実施の形態では、第１および第２のピン３，４は、それぞれ引き抜き加工により形成され、接触面１２，１４のそれぞれの算術平均粗さＲａは、概ね１μｍに設定されている。
【００２１】
各第１のピン３の接触面１２と各第２のピン４の接触面１４の算術平均粗さＲａが、それぞれ０．１μｍ未満の場合、対応する接触面１２，１４間における摩擦係合力を十分に確保し難い。その結果、チェーン１の駆動時に、対応する接触面１２，１４間で大きなすべりが生じて転がり接触が阻害され、大きな伝達ロスが生じるおそれがある。
また、各第１のピン３の接触面１２と各第２のピン４の接触面１４の算術平均粗さＲａが、それぞれ２μｍより大きい場合、各接触面１２，１４の粗さが大きくなりすぎて、対応する接触面１２，１４同士が滑らかに接触し難くなり、その結果、各接触面１２，１４の摩耗が進行し易くなってしまう。
【００２２】
上記の理由により、各第１のピン３の接触面１２と各第２のピン４の接触面１４の算術平均粗さＲａを、それぞれ上記の範囲に設定した。なお、各第１のピン３の表面および各第２のピン４の表面に関して、表面全体の算術平均粗さＲａを上記の値に設定しても良いし、表面のうち対応する接触面１２，１４についてのみ、算術平均粗さＲａを上記の値に設定しても良い。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１および第２のピン３，４の接触面１２，１４の算術平均粗さＲａをそれぞれ０．１μｍ以上にすることで、対応する接触面１２，１４間における摩擦係合力を十分に確保できる。その結果、対応する第１および第２のピン３，４間ですべりを起こしてロスが生じることを抑制でき、伝動効率を極めて高くすることができる。また、第１および第２のピン３，４の接触面１２，１４の算術平均粗さＲａをそれぞれ２μｍ以下にすることで、これらの接触面１２，１４を十分に滑らかにして、対応する接触面１２，１４を互いに滑らかに接触させることができる。その結果、各接触面１２，１４の摩耗を抑制して実用上の寿命をより高めることができる。
【００２４】
また、各第１のピン３を、対応するリンク２の前貫通孔９に遊嵌すると共に対応するリンク２の後貫通孔１０に圧入固定し、さらに各第２のピン４を、対応するリンク２の前貫通孔９に圧入固定すると共に対応するリンク２の後貫通孔１０に遊嵌している。これにより、例えば、各第１のピン３が動力伝達対象としてのプーリのシーブ面に接触して動力を伝達する際、対応する第２のピン４がこの第１のピン３に対して転がり摺動接触することにより、リンク２同士のチェーン進行方向Ｘの屈曲が可能とされる。この際、互いに接触する第１および第２のピン３，４に関して、互いの転がり接触成分が多くてすべり接触成分が極めて少なく、その結果、各第１のピン３が上記シーブ面に対してほとんど回転しないこととなり、摩擦損失を低減してより高い伝動効率を確保することができる。
【００２５】
また、対応する第１および第２のピン３，４の互いの接触線Ｔの軌跡が、概ねインボリュート形状を描くようにされることで、各第１のピン３が上記シーブ面に順次噛み込まれた際に、チェーン１に弦振動的な運動が生じることを抑制できる。その結果、チェーン１の駆動時の騒音を十分に低減することができ、静粛性が強く求められる自動車用無段変速機に好適である。
【００２６】
なお、上記第１および第２のピン３，４は、それぞれ対応するリンク２の対応する貫通孔９，１０に圧入されていなくても良い。さらに、第１および第２のピン３，４の互いの接触線Ｔの軌跡が、インボリュート形状を描くようにされていなくても良い。また、第１および第２のピン３，４の両方がプーリのシーブ面に係合できる構成でも良いし、第２のピン４のみがシーブ面に係合できる構成であっても良い。さらに、プーリのシーブ面に係合する動力伝達部材として、動力伝達ブロック等の他の部材を設けてもよい。
【００２７】
図５は、本発明の動力伝達装置の一実施の形態に係るいわゆるチェーン式無段変速機（以下では、単に無段変速機ともいう）の要部構成を模式的に示す斜視図である。図５を参照して、本実施の形態に係る無段変速機は、自動車等の車両に搭載されるものであり、第１のプーリとしての金属（構造用鋼等）製のドライブプーリ６０と、第２のプーリとしての金属（構造用鋼等）製のドリブンプーリ７０と、これらの両プーリ６０，７０間に巻き掛けられた無端状のチェーン１とを備えている。なお、図５中のチェーン１は、理解を容易にするために一部断面を示している。
【００２８】
図６は、図５に示すチェーン式無段変速機のドライブプーリ６０（ドリブンプーリ７０）およびチェーン１の部分的な拡大断面図である。図５および図６を参照して、ドライブプーリ６０は、車両の駆動源に動力伝達可能に連なる入力軸６１に取り付けられるものであり、固定シーブ６２と可動シーブ６３とを備えている。固定シーブ６２および可動シーブ６３は、動力伝達対象としての相対向する一対のシーブ面６２ａ，６３ａをそれぞれ有している。シーブ面６２ａ，６３ａは円錐面状の傾斜面を含む。これらシーブ面６２ａ，６３ａ間に溝が区画され、この溝によってチェーン１を強圧に挟んで保持するようになっている。
【００２９】
また、可動シーブ６３には、溝幅を変更するための油圧アクチュエータ（図示せず）が接続されており、変速時に、入力軸６１の軸方向（図６の左右方向）に可動シーブ６３を移動させることにより溝幅を変化させ、それにより、入力軸６１の径方向（図６の上下方向）にチェーン１を移動させて入力軸６１に対するチェーン１の巻き掛け半径（有効半径）を変化できるようになっている。
【００３０】
一方、ドリブンプーリ７０は、駆動輪(図示せず）に動力伝達可能に連なる出力軸７１に一体回転可能に取り付けられており、ドライブプーリ６０と同様に、チェーン１を強圧で挟む溝を形成するための動力伝達対象としてのシーブ面７２ａ，７３ａをそれぞれ有する固定シーブ７２および可動シーブ７３を備えている。ドリブンプーリ７０の可動シーブ７３には、ドライブプーリ６０の可動シーブ６３と同様に油圧アクチュエータ（図示せず）が接続されており、変速時に、この可動シーブ７３を移動させることにより溝幅を変化させ、それによりチェーン１を移動させて出力軸７１に対するチェーン１の巻き掛け半径（有効半径）を変化できるようにしてある。
【００３１】
上記のように構成された本実施の形態に係る無段変速機では、例えば、以下のようにして無段階の変速を行うことができる。すなわち、出力軸７１の回転を減速する場合、ドライブプーリ６０の溝幅を可動シーブ６３の移動によって拡大させ、チェーン１の第１のピン３の両端の動力伝達面５，６を円錐面状のシーブ面６２ａ，６３ａの内側方向（図６の下方向）に向けて境界潤滑（接触面内の一部が微小突起の直接接触で、残部が潤滑油膜を介して接触する潤滑状態）条件下ですべり接触しながらチェーン１の入力軸６１に対する巻き掛け半径を小さくする。一方、ドリブンプーリ７０では、可動シーブ７３の移動によって溝幅を縮小させ、チェーン１の第１のピン３の動力伝達面５，６を円錐面状のシーブ面７２ａ，７３ａの外側方向（図６の上方向）に向けて境界潤滑条件下ですべり接触させながらチェーン１の出力軸７１に対する巻き掛け半径を大きくする。
【００３２】
逆に、出力軸７１の回転を増速する場合には、ドライブプーリ６０の溝幅を可動シーブ６３の移動によって縮小させ、チェーン１の第１のピン３の動力伝達面５，６を円錐面状のシーブ面６２ａ，６３ａの外側方向に向けて境界潤滑条件下ですべり接触しながらチェーン１の入力軸６１に対する巻き掛け半径を大きくする。一方、ドリブンプーリ７０では、可動シーブ７３の移動によって溝幅を拡大させ、チェーン１の第１のピン３の動力伝達面５，６を円錐面状のシーブ面７２ａ，７３ａの内側方向に向けて境界潤滑条件下ですべり接触させながらチェーン１の出力軸７１に対する巻き掛け半径を小さくする。
【００３３】
以上の次第で、本実施の形態によれば、伝動効率および静粛性に優れ、且つ長期間に亘る実用上の使用が可能な動力伝達装置を実現することができる。
なお、本発明の動力伝達装置は、ドライブプーリ６０およびドリブンプーリ７０の双方の溝幅が変動する態様に限定されるものではなく、何れか一方の溝幅のみが変動し、他方が変動しない固定幅にした態様であっても良い。また、上記では溝幅が連続的（無段階）に変動する態様について説明したが、段階的に変動したり、固定式（無変速）である等の他の動力伝達装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の動力伝達チェーンの一実施の形態に係るチェーン式無段変速機用の動力伝達チェーンの要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示すチェーンの要部の断面平面図である。
【図３】図２のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】チェーン進行方向に隣接するリンク同士が屈曲した状態を示すチェーンの一部断面側面図である。
【図５】本発明の動力伝達装置の一実施の形態に係るいわゆるチェーン式無段変速機の要部構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】図５に示すチェーン式無段変速機のドライブプーリ（ドリブンプーリ）およびチェーンの部分的な拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  チェーン（動力伝達チェーン）
２  リンク（第１のリンク、第２のリンク）
３  第１のピン
４  第２のピン
９  前貫通孔
１０  後貫通孔
１２  （第１のピンの）接触面
１４  （第２のピンの）接触面
６０  ドライブプーリ（第１のプーリ）
７０  ドリブンプーリ（第２のプーリ）
６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａ  シーブ面（動力伝達対象）
Ｘ  チェーン進行方向
【図１】
2006002822.tif 000003
【図２】
2006002822.tif 000004
【図３】
2006002822.tif 000005
【図４】
2006002822.tif 000006
【図５】
2006002822.tif 000007
【図６】
2006002822.tif 000008