(57)【要約】【課題】 ミスアライメントを適正化することでチェーンの寿命を向上させた無段変速機を提供する。【解決手段】  高負荷時（チェーンの伸びが最大）のＵ／Ｄ（アンダードライブ）状態（変速比が最大）において、ミスアライメント（ドライブプーリのシーブ面間に形成された溝の中心線とドリブンプーリのシーブ面間に形成された溝の中心線との距離）が０とされている。【選択図】    図６
2007170618.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ドライブプーリと、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ドリブンプーリと、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無段変速機において、
高負荷時のアンダードライブ状態において、ミスアライメントが０とされていることを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
シーブ面の傾斜角度をβとして、アンダードライブ状態における負荷に伴うチェーンの伸びによって生じるミスアライメント変化量がミスアライメント変化量＝（伸び後の大径側半径−伸び前（自然長）の大径側半径）×tanβに設定されている請求項１の無段変速機。
【請求項３】
シーブ面の傾斜角度をβとして、アンダードライブ状態における負荷に伴うチェーンの伸びによって生じるミスアライメント変化量がミスアライメント変化量＝（伸び後の大径側半径−伸び前（自然長）の大径側半径）×tanβ＋（伸び後の小径側半径−伸び前（自然長）の小径側半径）×tanβに設定されている請求項１の無段変速機。
【請求項４】
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ものである請求項１から３までのいずれかの無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用無段変速機（ＣＶＴ）として、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ドライブプーリと、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ドリブンプーリと、両プーリ間に巻き掛けられたチェーンとを備え、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ものが知られている。
【特許文献１】特開２００５−５４９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この無段変速機では、チェーンの耐久性が特に重要なものとなっている。このチェーンの耐久性には、ミスアライメント（プーリ間のずれ）が関係してくるが、ミスアライメントを全ての変速比範囲で０とすることはできないことから、チェーンの耐久寿命を向上させるという点から、ミスアライメントをどのように設定するかが課題となっている。
【０００４】
この発明の目的は、ミスアライメントを適正化することでチェーンの寿命を向上させた無段変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明による無段変速機は、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ドライブプーリと、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ドリブンプーリと、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無段変速機において、高負荷時のアンダードライブ状態において、ミスアライメントが０とされていることを特徴とするものである。
【０００６】
無段変速機は、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。
【０００７】
無段変速機では、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。
【０００８】
ミスアライメントとは、ドライブプーリとドリブンプーリとのずれの度合いを表す指標であり、ドライブプーリのシーブ面間に形成された溝の中心線とドリブンプーリのシーブ面間に形成された溝の中心線とが一直線上に並んだ状態を０とし、その状態からドリブンプーリがずれた距離をいうものとする。
【０００９】
アンダードライブ（Ｕ／Ｄ）状態は、ドライブプーリ側の巻き掛け径が最小で、ドリブンプーリ側の巻き掛け径が最大である時を意味する。高負荷時は、無段変速機によって伝達されるトルクが最大となる時を意味し、チェーン（またはベルト）の張力が最大である時またはチェーン（またはベルト）が最も伸びた状態ということもできる。
【００１０】
この発明において、ミスアライメントは、単に、ドライブプーリ側の巻き掛け径が最小で、ドリブンプーリ側の巻き掛け径が最大の状態において０となるように設定されるのではなく、巻き掛け伝動部材（チェーン、ベルトなど）の伸びを考慮したＵ／Ｄ状態において０となるように設定される。
【００１１】
ミスアライメントは、巻き掛け径の変化によって最大で１ｍｍ未満程度変化し、巻き掛け伝動部材の伸びによって、０．１ｍｍかそれより大きい程度で変化する。通常、ミスアライメントの設定においては、巻き掛け伝動部材は伸びないと仮定して、ドライブプーリのシーブ面間に形成された溝の中心線とドリブンプーリのシーブ面間に形成された溝の中心線との距離をミスアライメント量とし、これが例えば初期設定値（変速比が１：１）の時に０となるように設定されている。一方、軽負荷時のミスアライメントカーブと高負荷時のミスアライメントカーブとは、大きく相違しており、従来のミスアライメントの設定の考え方では、チェーンの耐久性にとって厳しいのは高負荷条件下であるにもかかわらず、その高負荷条件が考慮されていないことになり、チェーンの耐久性を大幅に向上させることは難しかった。これに対し、チェーンにとって最も厳しい条件（高負荷時のＵ／Ｄ状態）で０になるようにミスアライメントを設定することにより、チェーンの耐久性を大幅に向上させることができる。
【００１２】
巻き掛け伝動部材の伸びを考慮するに際しては、シーブ面の傾斜角度をβとして、例えば、アンダードライブ状態における負荷に伴うチェーンの伸びによって生じるミスアライメント変化量がミスアライメント変化量＝（伸び後の大径側半径−伸び前（自然長）の大径側半径）×tanβとすればよい。シーブ面の傾斜角度βは、プーリの円錐面とプーリの軸線に対して直交する線とがなす角度である。この式を使用することにより、チェーンの伸び量が分かっていれば、これに相当するミスアライメント変化量を求めることができ、また、所要のミスアライメント変化量を得るためのチェーンの伸び量を求めることができる。
【００１３】
また、アンダードライブ状態における負荷に伴うチェーンの伸びによって生じるミスアライメント変化量の式として、ミスアライメント変化量＝（伸び後の大径側半径−伸び前（自然長）の大径側半径）×tanβ＋（伸び後の小径側半径−伸び前（自然長）の小径側半径）×tanβを使用することもできる。ここで、（伸び後の大径側半径−伸び前（自然長）の大径側半径）×tanβ×２は、Ｕ／Ｄ時のミスアライメントの変化量を示し、（伸び後の小径側半径−伸び前（自然長）の小径側半径）×tanβ×２は、Ｏ／Ｄ時のミスアライメントの変化量を意味している。したがって、この式の値と初期設定値（変速比１：１での値を基準に設定される）に対するミスアライメント量とが等しくなるように、巻き掛け伝動部材の伸び量を設定することにより、Ｕ／Ｄ時およびＯ／Ｄ時の両方においてミスアライメント量を０かほぼ０にすることができる。
【００１４】
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ものであることが好ましい。
【００１５】
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。嵌合固定は、挿通部の長さ方向に対して直交する部分の縁（上下の縁）で行われるのが好ましい。この嵌合固定の後、上記の予張力付与工程において予張力が付与されることにより、リンクのピン固定部（ピン圧入部）に均等にかつ適正な残留圧縮応力が高精度に付与される。
【００１６】
このようなピン固定（ピン圧入）タイプのチェーンでは、ミスアライメントにより、屈曲が円滑でなくなり、動力損失が大きくなるという問題や、耐久性が低下したりするという問題が生じやすいことから、ミスアライメントの取り扱いが極めて重要なものとなっている。したがって、このタイプのチェーンを使用した無段変速機に上記のミスアライメントの設定を適用すると、特に効果的なものとなる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の無段変速機によると、ミスアライメントの設定に際し、従来考慮されていなかった高負荷時（チェーンの伸び量）を考慮することにより、チェーンの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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。
【００１９】
この発明による無段変速機は、図１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。
【００２０】
動力伝達チェーン(1)は、図３および図４に示すように、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。
【００２１】
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。
【００２２】
この無段変速機では、図２に示すように、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。
【００２３】
図２において、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、チェーン(1)の巻き掛け径は、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（初期値）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状態が得られる。
【００２４】
図５に示すように、リンク(11)の前挿通部(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。
【００２５】
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)に対してその接触面(15a)がピン(14)の接触面(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)に対してその接触面(14a)がインターピース(15)の接触面(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。
【００２６】
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。こうして、組み立てられたチェーン(1)には予張力が付与される。
【００２７】
図６は、変速比とミスアライメント量との関係を示すもので、同図に実線で示されているのは、軽負荷時のものであり、同図に破線で示されているのは、高負荷時のものである。図６から、軽負荷時のミスアライメントカーブと高負荷時のミスアライメントカーブとでそのカーブが大きく異なっていることが分かる。本発明の無段変速機では、高負荷時のミスアライメントカーブに着目し、高負荷時のアンダードライブ状態において、ミスアライメントが０とされている。
【００２８】
すなわち、高負荷時には、チェーンの伸び量のミスアライメントへの寄与を無視することができないものとなっていることから、図７（ａ）において、ドライブプーリ(2)の巻き掛け径が最小（以下では「小径側半径」とする）で、ドリブンプーリ(3)の巻き掛け径が最大（以下では「大径側半径」とする）であるＵ／Ｄ状態であり、しかも、高負荷によって生じるチェーン(1)の伸びを考慮した状態において、ミスアライメントが０とされている。言い換えると、図７（ｂ）に示す変速比が１：１である状態（初期値）におけるミスアライメント量Ｍは、高負荷時のＵ／Ｄ状態のミスアライメントが０となるように、所要の値に設定される。チェーン(1)に負荷がかかっていないかまたはかかっていても軽負荷であるＵ／Ｄ状態では、ミスアライメントは小さいが０ではない。
【００２９】
高負荷時のＵ／Ｄ状態のミスアライメントを０に設定するに際しては、例えば、各シーブ(2a)(2b)(3a)(3b)のシーブ面の傾斜角度（各シーブ(2a)(2b)(3a)(3b)の円錐面とプーリ(2)(3)の軸線に対して直交する線とがなす角度）をβとして、アンダードライブ状態における負荷に伴うチェーン(1)の伸びによって生じるミスアライメント変化量がミスアライメント変化量＝（伸び後の大径側半径−伸び前（自然長）の大径側半径）×tanβとされる。
【００３０】
また、シーブ面の傾斜角度をβとして、アンダードライブ状態における負荷に伴うチェーン(1)の伸びによって生じるミスアライメント変化量がミスアライメント変化量＝（伸び後の大径側半径−伸び前（自然長）の大径側半径）×tanβ＋（伸び後の小径側半径−伸び前（自然長）の小径側半径）×tanβとしてもよい。（伸び後の大径側半径−伸び前（自然長）の大径側半径）×tanβ×２は、Ｕ／Ｄ時のミスアライメント量の変化量であり、（伸び後の小径側半径−伸び前（自然長）の小径側半径）×tanβ×２は、Ｏ／Ｄ時のミスアライメント量の変化量であり、これらを平均した値が初期設定値（変速比が１：１での値を基準に設定される）に対するミスアライメント量に近似した値になるようにチェーン(1)の伸び量（リンク(11)の伸び量）を設定することにより、Ｕ／Ｄ時およびＯ／Ｄ時にチェーン(1)に発生するミスアライメントをほぼ０とすることができ、チェーン(1)の耐久寿命を向上させることができる。チェーン(1)の伸び量は、チェーンの全長、１つのリンク列を形成するリンクの枚数、リンクユニットを形成するリンク列の構成等を考慮して設定される。
【００３１】
なお、上記においては、無段変速機がＶ型プーリ式でチェーンを使用したタイプについて説明したが、上記のミスアライメントの設定は、これに限られるものではなく、ベルト式の無段変速機など各種の無段変速機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、この発明による無段変速機を示す斜視図である。
【図２】図２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断面図である。
【図３】図３は、動力伝達チェーンの平面図である。
【図４】図４は、同拡大斜視図である。
【図５】図５は、リンクの拡大側面図である。
【図６】図６は、軽負荷時および高負荷時のミスアライメントカーブを示す図である。
【図７】図７は、Ｕ／Ｄ時と初期設定値とにおけるミスアライメントの大きさを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
(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）
【図１】
2007170618.tif 000003
【図２】
2007170618.tif 000004
【図３】
2007170618.tif 000005
【図４】
2007170618.tif 000006
【図５】
2007170618.tif 000007
【図６】
2007170618.tif 000008
【図７】
2007170618.tif 000009