(57)【要約】【課題】 ピン端面およびシーブ面の耐摩耗性を向上させた動力伝達装置を提供する。【解決手段】  プーリ2と接触するドライブピン14の端面形状は、凸の曲面とされている。プーリ2のシーブ面2c,2dの断面形状は、所定径よりも小径側2f,2gの曲率半径が大径側の曲率半径より小さくなされている。  【選択図】    図４
2009264396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐状のシーブ面を有する第１のプーリと、円錐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ピンとを有し、第１ピンおよび第２ピンの少なくとも一方の両端面がプーリと接触して摩擦力により動力が伝達されるものである動力伝達装置において、
プーリと接触するピンの端面形状は、凸の曲面とされており、各プーリのシーブ面断面形状は、所定径よりも小径側の曲率半径が大径側の曲率半径より小さいことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
各プーリのシーブ面断面形状は、全体が凹の曲線とされていることを特徴とする請求項１の動力伝達装置。
【請求項３】
各プーリのシーブ面断面形状は、所定径よりも大径側では、直線または凸の曲線とされ、所定径よりも小径側では、凹の曲線とされていることを特徴とする請求項１の動力伝達装置。
【請求項４】
各曲線の曲率半径は、小径側で接触面圧が増加しないように設定されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかの動力伝達装置。
【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。
【０００３】
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２ピンより長くなされた第１ピンの両端面がプーリと接触して摩擦力により動力が伝達されるものが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２３３２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の動力伝達チェーンでは、数本の第１ピンが常時シーブ面間に挟持されるが、プーリ径（ピン端面とプーリのシーブ面とが接触している位置の径）が小さいときと大きいときとでは、挟持される本数が異なり、挟持される本数が相対的に少ない場合に、接触面圧が相対的に高くなる。接触面圧が高いと、ピン端面およびシーブ面ともに摩耗量が増加することになる。
【０００５】
この発明の目的は、ピン端面およびシーブ面の耐摩耗性を向上させ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】
【０００６】
この発明による動力伝達装置は、円錐状のシーブ面を有する第１のプーリと、円錐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ピンとを有し、第１ピンおよび第２ピンの少なくとも一方の両端面がプーリと接触して摩擦力により動力が伝達されるものである動力伝達装置において、プーリと接触するピンの端面形状は、凸の曲面とされており、各プーリのシーブ面断面形状は、所定径よりも小径側の曲率半径が大径側の曲率半径より小さいことを特徴とするものである。
【０００７】
各プーリのシーブ面断面形状を所定径よりも小径側の曲率半径が大径側の曲率半径より小さいようにするには、種々の形態が可能であり、例えば、各プーリのシーブ面断面形状は、全体が凹の曲線とされているものとすればよい。この場合、各プーリのシーブ面は、曲率半径が小径側に行くに連れて小さくなる除変曲面部とされる。大径側部分に直線部（円錐部）が一部残るようにしてももちろんよい。また、各プーリのシーブ面断面形状は、所定径よりも大径側では、直線または凸の曲線とされ、所定径よりも小径側では、凹の曲線とされているものとしてもよい。いずれにしろ、各プーリのシーブ面断面形状を形成する各曲線の曲率半径は、小径側で接触面圧が増加しないように設定されることが好ましい。
【０００８】
プーリと接触するピンの端面形状は、凸の曲面とされるとともに、プーリの傾斜面に対応するように、ピンの軸方向に直交する面に対して傾斜させられる。各プーリのシーブ面断面形状の所定径よりも大径側は、従来と同様、直線（凸の曲線とされることもあり）としてもよく、大きい曲率半径の凹の曲線としてもよい。所定径よりも小径側では、プーリと接触するピンの端面形状が凸の曲面であることに対応して、凹の曲線とされる。凹の曲線の曲率半径は、ピン端面の曲率半径よりも大きくなされる。プーリと接触するピンの凸の曲面は、１つの曲率半径で形成されてもよく、２つ以上の曲率半径で形成されてもよい。プーリのシーブ面断面形状の凹の曲線は、ピンの凸の曲面の形状にかかわらず、１つの曲率半径で形成されてもよく、２つ以上（例えば、小径側に行くにしたがって径を小さくするなど）の曲率半径で形成されてもよい。
【０００９】
シーブ面の凹の曲線は、変速比１：１に相当する位置を境にしてそれより小径側に設けられることがあり、これよりも狭い範囲（例えば、ピン高さに相当する範囲）に設けられることがある。シーブ面間に挟持されるピンの数は、変速比（シーブ面の径）によって変化し、Ｕ／Ｄ状態のドライブプーリ側またはＯ／Ｄ状態のドリブンプーリ側で最も少なくなる。シーブ面間に挟持されるピンの数が少なくなると、接触面圧が大きくなり、ピンにとってもプーリにとっても摩耗（耐久性）に不利となるが、シーブ面間に挟持されるピンの数が少なくなるプーリ小径側においては、そのシーブ面断面形状が凹の曲線とされているので、接触面積が増加して、接触面圧が低下し、これにより、ピンおよびプーリの耐久性が向上する。
【００１０】
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「ドライブピン」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。
【００１１】
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ことが好ましい。
【００１２】
チェーンは、例えば、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とともに、各リンク列に含まれるリンク枚数が異なるものとされることがある。
【００１３】
ピン固定部へのピンの固定は、例えば、機械的圧入によるピン固定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。嵌合固定は、ピン固定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、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付与される。
【００１４】
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。
【００１５】
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。また、第１ピンおよび第２ピンは、それぞれの接触面が所要の曲面に形成されるようにしてもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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】
【００１９】
この発明の動力伝達装置によると、シーブ面間に挟持されるピンの数が少なくなるプーリ小径側において、そのシーブ面断面形状の曲率半径が小さくなされているので、接触面圧が低下し、これにより、ピンおよびプーリの耐摩耗性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【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装置で使用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)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ドライブピン（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、ドライブピン(14)よりも短くなされ、両者は、インターピース(15)が前側に、ドライブピン(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】
図２に示すように、ドライブピン(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いる。インターピース(15)の上下縁部には、ドライブピン(14)側にのびる突出縁部(15a)(15b)が設けられている。リンク(11)は、前挿通部(12)の前面形状を形成するための前側柱部(20)と、後挿通部(13)の後面形状を形成するための後側柱部(22)と、前挿通部(12)と後挿通部(13)との間の中間柱部(21)とを有している。リンク(11)の前挿通部(12)は、ドライブピン(14)が移動可能に嵌め合わせられるドライブピン可動部(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、ドライブピン(14)が固定されるドライブピン固定部(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。
【００２４】
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、ドライブピン(14)が一のリンク(11)の後挿通部(13)に固定されかつ他のリンク(11)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)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)の前挿通部(12)に固定される。そして、このドライブピン(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】
リンク(11)のドライブピン固定部(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)にそれぞれ連なりドライブピン固定部(18)に固定されているドライブピン(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)とドライブピン可動部(16)との境界部分には、ドライブピン可動部(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】
ドライブピン(14)を基準としたドライブピン(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、ドライブピン(14)の接触面が、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)の直線部分から曲線部分へまたは曲線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、ドライブピン(14)が固定状態のインターピース(15)に対してその接触面がインターピース(15)の接触面に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながらドライブピン可動部(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)内を固定状態のドライブピン(14)に対してその接触面がドライブピン(14)の接触面に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動する。なお、図２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ドライブピン(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。
【００２７】
図３は、この発明による動力伝達装置の第１実施形態を示すもので、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、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、ドライブピン(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に示すように、ドライブピン(14)の端面（接触面）形状は、凸の曲面とされている。そして、プーリ(2)の小径側に、接触面圧を低下させるための曲面部(2f)が形成されている。すなわち、プーリ(2)のシーブ面(2c)(2d)の断面形状は、小径側部分を除いて、従来と同様に所定の傾斜角（例えば１１°）の直線（全体としては円錐）とされるとともに、プーリ(2)の小径側は、曲面部(2f)とされて、その断面形状が凹の曲線とされている。
【００２９】
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（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（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。
【００３０】
シーブ面(2c)(2d)間に挟持されるドライブピン(14)の数は、変速比（シーブ面の径）によって変化し、巻き掛け径が最小となるＵ／Ｄ状態のドライブプーリ(2)側またはＯ／Ｄ状態のドリブンプーリ(3)側で最も少なくなる。シーブ面(2c)(2d)間に挟持されるドライブピン(14)の数が少なくなると、接触面圧が相対的に大きくなり、ドライブピン(14)にとってもプーリ(2)(3)にとっても摩耗（耐久性）に不利となる。プーリ(2)（プーリ(3)についても同様）の小径側の曲面部(2f)は、この耐摩耗性を向上させるためのもので、シーブ面(2c)(2d)間に挟持されるドライブピン(14)の数が少なくなるプーリ(2)の小径側にこの曲面部(2f)が形成されていることで、プーリ(2)小径側において、ドライブピン(14)の端面（曲面）は、断面形状が凹の曲線とされた曲面部(2f)に接触することになり、接触面積が増加して、接触面圧が低下する。これにより、ドライブピン(14)およびプーリ(2)(3)ともに耐摩耗性が向上し、動力伝達装置の耐久性が向上する。
【００３１】
図４は、この発明による動力伝達装置の第２実施形態を示すもので、上記第１実施形態のものとは、プーリ(2)(3)の断面形状が相違している。
【００３２】
同図において、プーリ(2)（プーリ(3)についても同様）の小径側には、第１実施形態と同様の曲面部(2f)が形成されているとともに、この曲面部(2f)の曲率半径を最小として、曲面部(2f)よりも大径側の部分に、径が大きくなるに連れて曲率半径が大きくなる除変曲面部(2g)が形成されている。
【００３３】
第２実施形態のものによると、シーブ面(2c)(2d)間に挟持されるドライブピン(14)の数が少なくなるプーリ(2)の小径側に最小曲率半径の曲面部(2f)および除変曲面部(2g)が形成されていることで、プーリ(2)小径側において、ドライブピン(14)の端面（曲面）は、断面形状が凹の曲線とされた曲面部(2f)および除変曲面部(2g)に接触することになり、接触面積が増加して、接触面圧が低下する。これにより、ドライブピン(14)およびプーリ(2)(3)ともに耐摩耗性が向上し、動力伝達装置の耐久性が向上する。
【００３４】
図５は、従来の動力伝達装置とこの発明による動力伝達装置とについて、ドライブピン(14)とプーリ(2)との接触径と接触面圧との関係を示している。同図に示すように、従来の動力伝達装置では、Ａで示すプーリ(2)の大径側では、接触面圧が比較的小さく、また、接触径が小さくなっても、接触面圧はそれほど変化しないが、（ａ）に矢印で示す部分では、接触面圧が相対的に大きくなり、Ｂで示すプーリ(2)の小径側では、接触面圧が急激に増加して、Ｃで示すプーリ(2)の最小径部分で、接触面圧が最大となっている。したがって、ドライブピン(14)およびプーリ(2)(3)の摩耗がＢおよびＣで示す小径側部分で相対的に大きなものとなり、耐摩耗性の低下要因となる可能性がある。この発明による動力伝達装置では、各プーリ(2)のシーブ面断面形状を形成する各曲線の曲率半径は、小径側で接触面圧が増加しないように設定されており、第１実施形態のものは、Ｃで示すプーリ(2)の最小径部分での接触面圧を下げることにより、第２実施形態のものは、ＢおよびＣで示す小径側部分（（ｂ）に矢印で示す部分）での接触面圧を下げることにより、それぞれ耐摩耗性を向上させるものとなっている。
【００３５】
なお、図５から分かるように、プーリ(2)のシーブ面断面形状については、上記のものに限られるものではなく、所定径よりも小径側の曲線の曲率半径が大径側の曲線（直線を含む）の曲率半径より小さいものとするとともに、各曲線の曲率半径を小径側で接触面圧が増加しないように設定することにより、耐摩耗性を向上させることができる。
【００３６】
この動力伝達チェーン(1)は、必要な数のドライブピン(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、ドライブピン(14)およびインターピース(15)の上下縁部とドライブピン固定部(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。
【００３７】
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、ドライブピン(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ドライブピン(14)を基準としたドライブピン(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、ドライブ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。そして、ＣＶＴで使用された場合、ドライブピン(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)に対してドライブピン(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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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チェーンの一部を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の要部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第１実施形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装置の第２実施形態を示す正面図である。
【図５】図５は、従来の動力伝達装置とこの発明による動力伝達装置とについて、ドライブピンとプーリとの接触径と接触面圧との関係を示す図である。
【図６】図６は、従来の動力伝達装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
(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
(2f)              曲面部
(2g)              除変曲面部
(11)              リンク
(12)              前挿通部
(13)              後挿通部
(14)              ドライブピン（第１ピン）
(15)              インターピース（第２ピン）
【図１】
2009264396.tif 000003
【図２】
2009264396.tif 000004
【図３】
2009264396.tif 000005
【図４】
2009264396.tif 000006
【図５】
2009264396.tif 000007
【図６】
2009264396.tif 000008