(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、リンク同士のチェーン長さ方向の屈曲が可能とされている動力伝達チェーンを製造する方法であって、
予張荷重を動力伝達チェーンに負荷して予張を行う工程を含んでおり、該工程において、リンクの材料の耐力をσｙ、予張時のリンク応力をＰｓとすると、シェイクダウン係数α＝Ｐｓ／σｙであり、前記シェイクダウン係数αとリンク寿命との関係から算出された前記シェイクダウン係数α＝１．５〜２．１として、決定した前記シェイクダウン係数αと前記耐力とからリンク応力Ｐｓを求め、予張荷重と応力との関係に基づいて、目標応力Ｐｓが得られるような予張荷重Ｆを付与することを特徴とする動力伝達チェーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力伝達チェーンの製造方法、さらに詳しくは、自動車等の車両の無段変速機（ＣＶＴ）に好適な動力伝達チェーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無段変速機に適した動力伝達チェーンとしては、ピンが挿通される複数のリンクおよびチェーン幅方向に並ぶリンク同士を連結する複数のピンからなるものが知られており、耐久性を向上させるために、その製造工程において、実際に使用される無段変速機（実機）を考慮した構成の予張装置を使用し、張力をチェーンに予め付与（予張）することにより、チェーンの周長のばらつきを低減するとともに、リンクに適当な残留圧縮応力を付与して疲労寿命を向上させることが開示されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、予張荷重の決定時、複数種類の条件を与えて弾塑性解析（ＦＥＭ解析）を行い、その結果のコンタ図から、リンクの塑性域が貫通する手前の張力を予張荷重とすることが記載されている。この方法は、具体的には、図６に例示するコンタ図が得られた場合、図６（ａ）では、塑性域が貫通せず、図６（ｂ）では、塑性域が貫通しているので、図６（ａ）が得られる条件に近い条件で予張するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７０９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、弾塑性解析に基づいて予張荷重を算出することで、高い耐久性を有する動力伝達チェーンを得ることができるが、この方法では、弾塑性解析結果の図（コンタ図）を見た目で判断する必要があり、数値的に目標にすべき指標が分からないという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、耐久性を向上させるために必要な予張荷重を数値目標として決定することを可能とした動力伝達チェーンの製造方法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チェーンの製造方法は、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、リンク同士のチェーン長さ方向の屈曲が可能とされている動力伝達チェーンを製造する方法であって、
予張荷重を動力伝達チェーンに負荷して予張を行う工程を含んでおり、該工程において、リンクの材料の耐力をσｙ、予張時のリンク応力をＰｓとすると、シェイクダウン係数α＝Ｐｓ／σｙであり、前記シェイクダウン係数αとリンク寿命との関係から算出された前記シェイクダウン係数α＝１．５〜２．１として、決定した前記シェイクダウン係数αと前記耐力とからリンク応力Ｐｓを求め、予張荷重と応力との関係に基づいて、目標応力Ｐｓが得られるような予張荷重Ｆを付与することを特徴とするものである。
【０００８】
耐力は、リンクの材料が決まれば一義的に決まる。リンクは、通常、鋼製とされて、圧延材をプレス加工することで製作される。予張荷重と応力とは、比例関係にあるとみなすことができる。シェイクダウン係数と寿命との関係については、シェイクダウン係数が１．８で最高の寿命を得ることができ、これより上に離れても下に離れても寿命は低下する。１．５〜２．１は、この知見に基づき得られた値で、１．８を最適目標値として使用し、その前後に多少ばらつきがあっても所要の性能を確保することができることを意味している。
【０００９】
動力伝達チェーンの製造に際しては、チェーンの周長のばらつきを低減するとともに、リンクに適当な残留圧縮応力を付与して疲労寿命を向上させるために、これを実車に搭載する前に荷重を負荷し、塑性変形まで引張り、残留圧縮応力を付与する工程（この明細書において、「予張」と称す）が採用されている。予張工程で付与する予張荷重の最適値を求める方法として、弾塑性解析を行って、その解析結果の図（コンタ図）から判断するものがあるが、この方法は、数値化できないという問題があり、数値化可能な予張荷重算出方法が求められている。
【００１０】
そこで、この発明による製造方法では、弾塑性解析ではなく、弾性解析とし、予張荷重を次のようにして算出する。
【００１１】
まず、リンクに与える応力Ｐｓとリンクの材料の耐力σｙとの比としてのシェイクダウン係数α＝Ｐｓ／σｙを考えて、このシェイクダウン係数αと寿命との関係を求め、この関係から高寿命となるシェイクダウン係数の適正値を判定する。この関係によると、α≒１．８が最適値で、±０．３の許容範囲を認めて、α＝１．５〜２．１とすれば、所要の高寿命が得られることが分かり、この知見に基づいて、シェイクダウン係数αが１．５〜２．１となるようなＰｓ＝α×σｙを求めて、このようなＰｓが得られる予張荷重Ｆを算出する。
【００１２】
このようにして得られた予張荷重Ｆを予張工程で付与することにより、高寿命の動力伝達チェーンを得ることができる。ここで、予張荷重Ｆを求めるに際し、解析結果の図を見た目で判断することは不要であり、耐久性を向上させるために必要な予張荷重Ｆを数値目標として決定することができる。
【００１３】
上記の製造方法は、予張を必要とする種々の動力伝達チェーンを製造するのに適しているが、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、リンク同士のチェーン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圧入により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圧入により固定されているものである動力伝達チェーンを製造するのにより適している。この場合の圧入は、挿通部のチェーン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。
【００１４】
上記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。
【００１５】
リンクは、例えば、ばね鋼や炭素工具鋼製とされる。リンクの材料は、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。ピンの材料としては、軸受鋼などの適宜な鋼が使用される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の動力伝達チェーンの製造方法によると、予張工程において、リンクの材料の耐力をσｙ、シェイクダウン係数をα、α＝１．５〜２．１として、σｙ×αによって目標応力Ｐｓを求め、弾性解析で得られる予張荷重と応力との関係に基づいて、目標応力Ｐｓが得られるような予張荷重Ｆを付与するので、耐久性を向上させるために必要な予張荷重を数値目標として決定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明による動力伝達チェーンの製造方法で製造され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】図２は、リンクの拡大側面図である。
【図３】図３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４】図４は、この発明による動力伝達チェーンの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、この発明による動力伝達チェーンの製造方法で使用されるシェイクダウン係数について、これと寿命との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、従来の動力伝達チェーンの製造方法で使用されている予張荷重算出方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、この発明による動力伝達チェーンの製造方法を使用して製造され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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図３は、上記動力伝達チェーン(1)がＶ型プーリ式ＣＶＴに取り付けられた動力伝達装置を示しており、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。
【００２８】
図３に実線で示した位置にあるドライブプーリ(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、ドライブプーリ(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。ドリブンプーリ(3)では、図示省略するが、その可動シーブがドライブプーリ(2)の可動シーブ(2b)とは逆向きに移動し、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が大きくなると、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が小さくなり、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が小さくなると、ドリブンプーリ(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、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が最小で、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が最大であるＵ／Ｄ（アンダードライブ）状態が得られ、また、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が最大で、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が最小のＯ／Ｄ（オーバードライブ）状態が得られる。
【００２９】
この動力伝達チェーン(1)は、ピン(14)およびインターピース(15)にリンク(11)(21)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、予張工程において、適切な張力が付与される。
【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】
この発明による動力伝達チェーンの製造方法は、図４に示すように、予張荷重を算出する工程(S1)と、無端状の動力伝達チェーンを組み立てる工程(S2)と、予張荷重を動力伝達チェーンに負荷して予張を行う工程(S3)とを含んでいる。
【００３３】
無端状の動力伝達チェーンを組み立てる工程(S2)は、従来と同様に行われ、例えば、所要数のピン(14)およびインターピース(15)がチェーンとして組み立てられたときの配列状態となるように所要数のピン挿通孔が設けられた組立治具を使用し、所要数のピン(14)およびインターピース(15)を組立治具の各ピン挿通孔に嵌め合わせ、これらのピン(14)およびインターピース(15)にリンク(11)(21)を順次圧入していくことで、無端状の動力伝達チェーンが組み立てられる。
【００３４】
予張荷重を算出する工程(S1)は、従来、弾塑性解析（ＦＥＭ解析）を行って、図６に示したようなコンタ図を作成して、この図から適正予張荷重を求めることが行われていたのに対し、この発明による動力伝達チェーンの製造方法では、次のようにして行われる。
【００３５】
まず、弾性解析によるものとし、リンク(11)(21)に与える応力Ｐｓとリンク(11)(21)の材料の耐力σｙとの比としてのシェイクダウン係数α＝Ｐｓ／σｙを考える(S11)。ついで、このシェイクダウン係数αと寿命との関係を実験的に求める(S12)。そして、この関係から高寿命となるシェイクダウン係数αの適正値を判定する(S13)。この関係は、図５に示されており、この図から、α≒１．８が最適値で、±０．３の許容範囲を認めて、α＝１．５〜２．１とすれば、所要の高寿命が得られることが分かる。したがって、シェイクダウン係数αが１．５〜２．１となるようなＰｓ＝α×σｙを求めて(S14)、このようなＰｓが得られる予張荷重Ｆを算出し(S15)、この予張荷重Ｆを予張工程(S3)で付与することで、高寿命の動力伝達チェーン(1)を得ることができる。リンク(11)(21)に与える応力Ｐｓと予張荷重Ｆは、ほぼ比例関係にあり、予め、この関係を求めておくことで、応力Ｐｓから予張荷重Ｆへの換算は容易に行うことができる。
【００３６】
上記の製造方法は、リンク、ピンおよびインターピースの形状に限定されることはなく、予張を必要とする種々の動力伝達チェーンに適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
(1)       動力伝達チェーン
(11)(21)  リンク
(14)      ピン（第１ピン）
(15)      インターピース（第２ピン）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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