(57)【要約】【課題】 巻き掛け伝動部材の弾性伸びを考慮することで、変速比幅を大きくすることを可能とした動力伝達装置を提供する。【解決手段】  プライマリプーリ2の外径をＤｐ（ｍｍ）、セカンダリプーリ3の外径をＤｓ（ｍｍ）として、Ｄｐ＋０．５ｍｍ＜Ｄｓ＜Ｄｐ＋５ｍｍが満たされている。【選択図】    図４
2011069410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐面状シーブ面をそれぞれ有する固定シーブおよび可動シーブからなるプライマリプーリと、円錐面状シーブ面をそれぞれ有する固定シーブおよび可動シーブからなるセカンダリプーリと、両プーリ間に巻き掛けられた巻き掛け伝動部材とを備え、各プーリのシーブ間距離の変化に伴って巻き掛け径が無段階に変更されて無段階の変速が行われる動力伝達装置において、
プライマリプーリの外径をＤｐ（ｍｍ）、セカンダリプーリの外径をＤｓ（ｍｍ）として、
Ｄｐ＋０．５ｍｍ＜Ｄｓ＜Ｄｐ＋５ｍｍが満たされていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
巻き掛け伝動部材は、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である請求項１の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両の無段変速機（ＣＶＴ）に好適な動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用無段変速機（動力伝達装置）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プライマリプーリ(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セカンダリプーリ(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。
【０００３】
このような動力伝達装置において、通常、プライマリプーリとセカンダリプーリとは、同じ外径とされており、巻き掛け径の変化に伴って、変速比が変化するように構成されている。特許文献１には、変速比幅を大きくする手法が開示されているが、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの径については、従来と同様、同じ径とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４８９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の動力伝達装置では、特許文献１にも示されているように、変速比幅を大きくすることが課題となっているが、変速比幅を考慮する上で、巻き掛け伝動部材（動力伝達チェーンまたはベルト）の弾性伸びが考慮されることはなかった。
【０００６】
この発明の目的は、巻き掛け伝動部材の弾性伸びを考慮することで、変速比幅を大きくすることを可能とした動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による動力伝達装置は、円錐面状シーブ面をそれぞれ有する固定シーブおよび可動シーブからなるプライマリプーリと、円錐面状シーブ面をそれぞれ有する固定シーブおよび可動シーブからなるセカンダリプーリと、両プーリ間に巻き掛けられた巻き掛け伝動部材とを備え、各プーリのシーブ間距離の変化に伴って巻き掛け径が無段階に変更されて無段階の変速が行われる動力伝達装置において、プライマリプーリの外径をＤｐ（ｍｍ）、セカンダリプーリの外径をＤｓ（ｍｍ）として、Ｄｐ＋０．５ｍｍ＜Ｄｓ＜Ｄｐ＋５ｍｍが満たされていることを特徴とするものである。
【０００８】
動力伝達装置は、チェーン式（巻き掛け伝動部材がチェーン）とされることがあり、ベルト式（巻き掛け伝動部材がベルト）とされることがある。
【０００９】
動力伝達装置では、低速走行時に対応する変速比が最大のアンダードライブ（以下、「Ｕ／Ｄ」と称す。）と、高速走行時に対応する変速比が最小のオーバードライブ（以下、「Ｏ／Ｄ」と称す。）との間で変速比が変化する。Ｕ／Ｄ状態では、プライマリプーリ側の巻き掛け径が最小で、セカンダリプーリ側の巻き掛け径が最大となっており、Ｏ／Ｄ状態では、その逆になっている。
【００１０】
巻き掛け伝動部材にかかる張力は、Ｕ／Ｄ時に大きくなり、したがって、巻き掛け伝動部材の伸びもＵ／Ｄ時に大きくなる（Ｏ／Ｄ時に比べて１．６〜１．８倍）。
【００１１】
プーリの軸径については、プライマリ側とセカンダリ側とでは変わらないものとされる。したがって、最小径となるＵ／Ｄ時のプライマリ側とＯ／Ｄ時のセカンダリ側とでは、同じ巻き掛け径（接触点が同じ）となる。
【００１２】
変速比幅は、（Ｕ／Ｄ時の変速比）／（Ｏ／Ｄ時の変速比）で定義される。この変速比幅を最大化するには、巻き掛け伝動部材の弾性伸びを含めて、プーリの最外径まで最大限利用することが必要であり、Ｕ／Ｄ時において巻き掛け伝動部材の弾性伸びが大きいことを考慮すると、セカンダリプーリの外径をプライマリプーリの外径よりも大きくすることが好ましいことになる。径の差αと変速比幅との関係は、軸間距離やプーリの軸径によっても変化するが、比例関係にはなく、αが３ｍｍぐらいでピークを有する曲線状（略放物線状）となる。したがって、α＝０．５〜５ｍｍ、すなわち、プライマリプーリの外径をＤｐ（ｍｍ）、セカンダリプーリの外径をＤｓ（ｍｍ）として、Ｄｐ＋０．５ｍｍ＜Ｄｓ＜Ｄｐ＋５ｍｍが実用的に好ましい範囲となる。Ｄｐ＜Ｄｓであることは、Ｄｓを大きくすることで、Ｕ／Ｄ時の巻き掛け伝動部材の弾性伸びを巻き掛け径が大径となっているセカンダリプーリ側で吸収しやすくしていることを意味している。
【００１３】
なお、プーリ同士が干渉してはいけないことから、（Ｄｐ＋Ｄｓ）／２＜プーリ軸間距離が満たされる必要がある。
【００１４】
巻き掛け伝動部材は、好ましくは、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とされる。このような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。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。
【００１５】
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。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。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。
【００１６】
この動力伝達装置は、自動車等の車両の無段変速機としての使用に好適なものとなる。
【００１７】
このような無段変速機では、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するものとされる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の動力伝達装置によると、プライマリプーリの外径をＤｐ（ｍｍ）、セカンダリプーリの外径をＤｓ（ｍｍ）として、Ｄｐ＋０．５ｍｍ＜Ｄｓ＜Ｄｐ＋５ｍｍが満たされていることにより、巻き掛け伝動部材の弾性伸びが考慮されて、変速比幅が大きくなるＤｓおよびＤｐが得られる。したがって、自動車用の無段変速機に使用された場合に、実車燃費の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、この発明による動力伝達装置で使用されている動力伝達チェーンの一部を示す平面図である。
【図２】図２は、リンクの拡大側面図である。
【図３】図３は、この発明による動力伝達装置の１実施形態を示す正面断面図である。
【図４】図４は、この発明による動力伝達装置の要部を模式的に示す側面図である。
【図５】図５は、α＝（Ｄｓ−Ｄｐ）と変速比幅との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、従来の動力伝達装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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２の上下をいうものとする。
【００２１】
図１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)(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。インターピース(15)は、ピン(14)よりも短くなされ、両者は、インターピース(15)が前側に、ピン(14)が後側に配置された状態で対向させられている。
【００２２】
チェーン(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。この実施形態では、リンク枚数が９枚のリンク列とリンク枚数が８枚のリンク列２つとが１つのリンクユニットとされている。
【００２３】
この発明の動力伝達チェーン(1)では、リンク(11)(21)については、ショートリンク(11)およびロングリンク(21)の２種類が使用されている。ショートリンク(11)とロングリンク(21)とでは、チェーン(1)の直線領域においてピン(14)とインターピース(15)とが接触している線（断面では点）間の距離（図２に符号Ａで示す点とＢで示す点との距離）＝「ピッチ長」が異なっている。
【００２４】
図２に示すように、ショートリンク(11)（ロングリンク(12)も同じ）の前挿通部(12)は、ピン(14)が移動可能に嵌め合わせられるピン可動部(16)およびインターピース(15)が固定されるインターピース固定部(17)からなり、後挿通部(13)は、ピン(14)が固定されるピン固定部(18)およびインターピース(15)が移動可能に嵌め合わせられるインターピース可動部(19)からなる。
【００２５】
各ピン(14)は、インターピース(15)に比べて前後方向の幅が広くなされており、インターピース(15)の上下縁部には、各ピン(14)側にのびる突出縁部(15a)(15b)が設けられている。
【００２６】
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)と他のリンク(11)(21)の後挿通部(13)とが対応するようにリンク(11)(21)同士が重ねられ、ピン(14)が一のリンク(11)(21)の後挿通部(13)に固定されかつ他のリンク(11)(21)の前挿通部(12)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)(21)の後挿通部(13)に移動可能に嵌め合わせられかつ他のリンク(11)(21)の前挿通部(12)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)(21)同士の長さ方向（前後方向）の屈曲が可能とされる。
【００２７】
リンク(11)(21)のピン固定部(18)とインターピース可動部(19)との境界部分には、インターピース可動部(19)の上下の凹円弧状案内部(19a)(19b)にそれぞれ連なりピン固定部(18)に固定されているピン(14)を保持する上下の凸円弧状保持部(18a)(18b)が設けられている。同様に、インターピース固定部(17)とピン可動部(16)との境界部分には、ピン可動部(16)の上下の凹円弧状案内部(16a)(16b)にそれぞれ連なりインターピース固定部(17)に固定されているインターピース(15)を保持する上下の凸円弧状保持部(17a)(17b)が設けられている。
【００２８】
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曲線とされ、インターピース(15)の転がり接触面(15c)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)の直線領域から曲線領域へまたは曲線領域から直線領域へと移行する際、前挿通部(12)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(15c)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(16)内を移動し、後挿通部(13)においては、インターピース(15)がインターピース可動部(19)内を固定状態のピン(14)に対してその転がり接触面(15c)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）しながら移動する。
【００２９】
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)を組立て治具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(18)およびインターピース固定部(17)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。
【００３０】
上記の動力伝達チェーン(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。
【００３１】
そして、ＣＶＴで使用された場合、ピン(14)とインターピース(15)とは、上述のように、各可動部(16)(19)に案内されて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。
【００３２】
図３は、この発明による動力伝達装置を示すもので、上記動力伝達チェーン(1)が図６に示すＶ型プーリ式ＣＶＴに取り付けられたものである。動力伝達装置では、図３に示すように、プーリ軸(2e)を有するプーリ(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)にインターピース(15)の端面が接触しない状態で、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。
【００３３】
図３に実線で示した位置にあるプライマリプーリ(2)の可動シーブ(2b)を固定シーブ(2a)に対して接近・離隔させると、プライマリプーリ(2)における巻き掛け径は、同図に鎖線で示すように、接近時には大きく、離隔時には小さくなる。セカンダリプーリ(3)では、図示省略するが、その可動シーブがプライマリプーリ(2)の可動シーブ(2b)とは逆向きに移動し、プライマリプーリ(2)の巻き掛け径が大きくなると、セカンダリプーリ(3)の巻き掛け径が小さくなり、プライマリプーリ(2)の巻き掛け径が小さくなると、セカンダリプーリ(3)の巻き掛け径が大きくなる。この結果、変速比が１：１である状態を基準にして、プライマリプーリ(2)の巻き掛け径が最小で、セカンダリプーリ(3)の巻き掛け径が最大であるＵ／Ｄ状態が得られ、また、プライマリプーリ(2)の巻き掛け径が最大で、セカンダリプーリ(3)の巻き掛け径が最小のＯ／Ｄ状態が得られる。
【００３４】
この発明による動力伝達装置の要部を模式的に示す図４において、プライマリプーリ(2)の巻き掛け径がＲｐ、セカンダリプーリ(3)の巻き掛け径がＲｓとなっており、プライマリプーリ(2)の角速度がωｐ、セカンダリプーリ(3)の角速度がωｓとすると、変速比γは、γ＝ωｐ／ωｓ≒Ｒｓ／Ｒｐとなる。図は、Ｕ／Ｄに近い状態になっており、Ｏ／Ｄ時には、セカンダリプーリ(3)の巻き掛け径が小さくなる。（Ｕ／Ｄ時の変速比）／（Ｏ／Ｄ時の変速比）が変速比幅となる。この変速比幅は、大きいと、変速比を選択できる幅が大きくなり、車両の状態（必要トルク・車両速度）に合わせて、最適な変速比を設定する範囲が広がるため、燃費が向上する。
【００３５】
従来の動力伝達装置では、Ｕ／Ｄ時とＯ／Ｄ時との関係がちょうど逆になるように、その寸法が設定されており、Ｕ／Ｄ時のプライマリプーリ(2)の巻き掛け径＝Ｏ／Ｄ時のセカンダリプーリ(3)の巻き掛け径およびＯ／Ｄ時のプライマリプーリ(2)の巻き掛け径＝Ｕ／Ｄ時のセカンダリプーリ(3)の巻き掛け径とされている。
【００３６】
しかしながら、駆動のための大きな負荷がかかるＵ／Ｄ時と高速走行となって負荷トルクが小さくなったＯ／Ｄ時とでは、動力伝達チェーン(1)にかかる張力が相違しており、動力伝達チェーン(1)にかかる張力は、Ｕ／Ｄ時に大きくなり、したがって、動力伝達チェーン(1)の伸びもＵ／Ｄ時に大きくなる（Ｏ／Ｄ時に比べて１．６〜１．８倍）。
【００３７】
この伸びを考慮した場合のα＝（Ｄｓ−Ｄｐ）と変速比幅との関係を図５に示す。ここで、プライマリプーリ(2)およびセカンダリプーリ(3)の軸径については、同じとされている。
【００３８】
図５から分かるように、プライマリプーリ(2)とセカンダリプーリ(3)との径の差αと変速比幅との関係は、軸間距離やプライマリプーリ(2)およびセカンダリプーリ(3)の軸径によっても変化するが、比例関係にはなく、αが３ｍｍぐらいでピークを有する曲線状（略放物線状）となる。したがって、α＝０．５〜５ｍｍ、すなわち、プライマリプーリ(2)の外径をＤｐ（ｍｍ）、セカンダリプーリ(3)の外径をＤｓ（ｍｍ）として、Ｄｐ＋０．５ｍｍ＜Ｄｓ＜Ｄｐ＋５ｍｍが実用的に好ましい範囲となる。
【００３９】
なお、プライマリプーリ(2)とセカンダリプーリ(3)とが干渉してはいけないことから、（Ｄｐ＋Ｄｓ）／２＜プライマリプーリ(2)とセカンダリプーリ(3)との軸間距離が満たされる必要がある。
【００４０】
なお、図５に示した関係は、動力伝達チェーン(1)だけでなくベルトでも成り立つものであり、巻き掛け伝動部材がベルトであるベルト式の動力伝達装置（無段変速機）でも、Ｄｐ＋０．５ｍｍ＜Ｄｓ＜Ｄｐ＋５ｍｍとすることで、変速比幅を大きくすることができる。
【符号の説明】
【００４１】
(1)               動力伝達チェーン（巻き掛け伝動部材）
(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
【図１】
2011069410.tif 000003
【図２】
2011069410.tif 000004
【図３】
2011069410.tif 000005
【図４】
2011069410.tif 000006
【図５】
2011069410.tif 000007
【図６】
2011069410.tif 000008