(57)【要約】【課題】 周長を均一化させ、変速比を安定させることができる動力伝達チェーンおよび動力伝達装置を提供する。【解決手段】  ピン14の転がり接触面は、それぞれが所定のインボリュート形状である複数の区画からなり、各区画のインボリュート形状の基礎円半径Ｒｂは、暫減、すなわち、ピン14とプーリとの接触径が小さい側のものでＲｂ大、ピン14とプーリとの接触径が大きい側のものでＲｂ小とされている。【選択図】    図３
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【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、いずれか一方のピンの転がり接触面が平坦面とされるとともに、同他方のピンの転がり接触面が所定の曲面とされて、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、無段変速機のプーリ間に掛け渡されて、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のシーブ面と接触することで摩擦力により動力を伝達するとともに、ピンとプーリとの接触径が変化することで無段変速機の変速比を変化させる動力伝達チェーンにおいて、
所定の曲面は、それぞれが所定のインボリュート形状である複数の区画からなり、各区画のインボリュート形状の基礎円半径は、ピンとプーリとの接触径が小さい側のもので大、ピンとプーリとの接触径が大きい側のもので小とされていることを特徴とする動力伝達チェーン。
【請求項２】
円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリと、円錐面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、動力伝達チェーンが請求項１に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力伝達チェーン、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および動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機用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が提案されている。
【０００３】
この動力伝達チェーンは、それぞれ固定シーブおよび可動シーブからなる１対のプーリを備えた無段変速機のプーリ間に掛け渡されることで動力伝達装置を構成し、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のシーブ面と接触することで摩擦力により動力を伝達するとともに、固定シーブと可動シーブとのシーブ面間距離の変化に応じてピンとプーリとの接触径が変化することで無段変速機の変速比を変化させ、これにより、スムーズな動きで無段の変速を行うことができるという利点を有している。
【０００４】
特許文献１において、第１ピンと第２ピン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、第１ピンの転がり接触面が、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、第２ピンの転がり接触面が平坦面（断面形状が直線）とされている。これにより、各リンクがチェーン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、前挿通部においては、第１ピンが固定状態の第２ピンに対してその転がり接触面が第２ピンの転がり接触面に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動し、後挿通部においては、第２ピンが第１ピンに対してその転がり接触面が第１ピンの転がり接触面に転がり接触（若干のすべり接触を含む）しながら移動するものとされている。
【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】
【０００５】
特許文献１の動力伝達チェーンによると、ピンがプーリに接触している径が変化し、これに伴って、隣り合うピン同士の接触位置間距離が変化することになる。隣り合うピン同士の接触位置間距離の変化は、周長が変化していることと同じであり、変速比の不安定要因となる可能性がある。
【０００６】
この発明の目的は、周長を均一化させ、変速比を安定させることができる動力伝達チェーンおよび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、いずれか一方のピンの転がり接触面が平坦面とされるとともに、同他方のピンの転がり接触面が所定の曲面とされて、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、無段変速機のプーリ間に掛け渡されて、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のシーブ面と接触することで摩擦力により動力を伝達するとともに、ピンとプーリとの接触径が変化することで無段変速機の変速比を変化させる動力伝達チェーンにおいて、所定の曲面は、それぞれが所定のインボリュート形状である複数の区画からなり、各区画のインボリュート形状の基礎円半径は、ピンとプーリとの接触径が小さい側のもので大、ピンとプーリとの接触径が大きい側のもので小とされていることを特徴とするものである。
【０００８】
曲面とされたピンの転がり接触面形状は、従来、半径Ｒｂ、中心Ｍの基礎円を持つ１つのインボリュートとされていた。これに対し、この発明のものでは、ピンの転がり接触面形状がそれぞれインボリュート形状とされた複数の区画によって形成される。各区画のインボリュート形状の基礎円半径は、ピンとプーリとの接触径が小さい側のもので大、ピンとプーリとの接触径が大きい側のもので小、すなわち、接触位置がチェーン内径側から外径側に移行するに連れてインボリュート形状の基礎円半径が暫減するものとされる。
【０００９】
ピッチ長（隣り合うピン同士の接触位置間距離）は、チェーン直線部分では、一定であるが、ピンがプーリに接触するチェーン曲線部分では、異なる値となり、ピンがプーリに接触している径が異なると、隣り合うピン同士の接触位置間距離（以下、「真実ピッチ」と称す）も違う値となる。従来のように１つのインボリュート形状とした場合、ピン／プーリ接触径が最小のときには、真実ピッチが小さく、ピン／プーリ接触径が大きくなるに連れて、真実ピッチは、まず、大きくなり、最大となった後、徐々に小さくなる。
【００１０】
ピン／プーリ接触径が最小のときに対応する真実ピッチと最大の真実ピッチとの差は、基礎円半径が大きいものでは、差が小さく、基礎円半径が小さいものでは差が大きくなっている。一方、ピン／プーリ接触径が最大のときに対応する真実ピッチと最大の真実ピッチとの差は、基礎円半径が大きいものでは、差が大きく、基礎円半径が小さいものでは差が小さくなっている。真実ピッチの変化（ばらつき）は、チェーンの周長のばらつきとなることから、小さく抑えることが好ましく、複数の区画のインボリュート形状の基礎円半径について、ピンとプーリとの接触径が小さい側のもので大、ピンとプーリとの接触径が大きい側のもので小とされていることで、真実ピッチのばらつきが抑えられる。隣り合う区画同士は、正接（滑らかに連なるもの）とされる。
【００１１】
区画数は、多いほど、真実ピッチの変化をより抑えることができるが、３以上とすることで、実用的に十分な効果を得ることができる。各区画の基礎円半径Ｒｂは、３０≦Ｒｂ≦８０の範囲内に収めることが好ましい。具体的には、ピンの転がり接触面のインボリュート基礎円半径Ｒｂが下から順に７０−６０−５０、７０−６５−６０−５０などとすればよい。
【００１２】
適切な基礎円半径を得るには、ピン／プーリ接触径の増加に伴って真実ピッチがどう変化するかを複数の基礎円半径について求めておき、真実ピッチが略一定（好ましくは、一定であるが、多少の差は許容される）となるように、基礎円半径を暫減させればよい。
【００１３】
１つのチェーンで使用される転がり接触面形状は、１種類に限定されるものではなく、２種類（全体として相対的に曲率が大のものと相対的に曲率が小のもの）存在するようにしてもよい。例えば、一方のピンの転がり接触面をＲｂが下から順に７０−６０−５０などとし、他方のピンの転がり接触面をＲｂが下から順に６０−５０−４０などとすることができる。
【００１４】
動力伝達チェーンは、好ましくは、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、さらに、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る。
【００１５】
この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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、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。
【００１８】
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。
【００１９】
上記の動力伝達チェーンは、いずれか一方のピン（インターピース）が他方のピン（ピン）よりも短くされ、長い方のピンの端面が無段変速機のプーリの円錐状シーブ面に接触し、この接触による摩擦力により動力を伝達するものであることが好ましい。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し、スムーズな動きで無段の変速を行うことができる。
【００２０】
この発明による動力伝達装置は、円錐面状のシーブ面を有する第１のプーリと、円錐面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たもので、動力伝達チェーンが上記に記載のものとされる。
【００２１】
この動力伝達装置は、自動車等の無段変速機としての使用に好適なものとなる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の動力伝達チェーンおよび動力伝達装置によると、ピン／プーリ接触径の変化に伴う隣り合うピン同士の接触位置間距離（真実ピッチ）の変化が抑えられ、これにより、チェーン周長の変化がなくなり、無段変速機で使用された場合に、無段変速機の変速比を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１および図２は、この発明による動力伝達チェーンの基本構成を示しており、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、また、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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
図２に示すように、各リンク(11)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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
リンク(11)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。
【００３１】
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形状を有し、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)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、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。
【００３２】
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。
【００３３】
上記の動力伝達チェーンは、ＣＶＴで使用されるが、この際、図６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。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。そして、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、ドリブンプーリの巻き掛け径が最小のＯ／Ｄ状態が得られる。
【００３４】
ピン(14)の転がり接触面(14a)の形状は、従来、半径Ｒｂ、中心Ｍの基礎円を持つ１つのインボリュートとされていた。この場合の真実ピッチは、図５に示すように、ピン／プーリ接触径が最小のときには、小さく、ピン／プーリ接触径が大きくなるに連れて、まず、大きくなり、最大となった後、徐々に小さくなる。そして、ピン／プーリ接触径が小さいときには、真実ピッチの変化が大きく、ピン／プーリ接触径が大きいときには、真実ピッチの変化が小さくなっている。また、ピン／プーリ接触径が小さいときの真実ピッチの変化は、基礎円半径Ｒｂが大きいものが基礎円半径Ｒｂが小さいものに比べて小さいものとなっており、逆に、ピン／プーリ接触径が大きいときの真実ピッチの変化は、基礎円半径Ｒｂが小さいものが基礎円半径Ｒｂが大きいものに比べて小さいものとなっている。
【００３５】
真実ピッチの変化（ばらつき）は、チェーンの周長のばらつきとなることから、小さく抑えることが好ましい。
【００３６】
そこで、上記の知見に基づき、この発明による動力伝達チェーン(1)では、図３に示すように、ピン(14)の転がり接触面(14a)の形状が複数（図示の例は３つ）の区画のインボリュート形状から形成されているとともに、各区画の基礎円半径について、ピン／プーリ接触径が小さい側の接触位置からピン／プーリ接触径が大きい側の接触位置に移行するに連れて、暫減、すなわち、ピン／プーリ接触径が小さいところでＲｂ大、ピン／プーリ接触径がこれよりも大きいところでＲｂ中、ピン／プーリ接触径が大きいところでＲｂ小とされている。隣り合う区画同士は、正接（滑らかに連なるもの）とされる。
【００３７】
適切な基礎円半径を得るには、図３と同様にして、ピン／プーリ接触径の増加に伴って真実ピッチがどう変化するかを複数の基礎円半径について求めておき、図４に示すように、真実ピッチが一定となるような基礎円半径をつなげていくようにすればよい。
【００３８】
このようにすることで、この発明の動力伝達チェーン(1)によると、ピン(14)とインターピース(15)との転がり接触移動によってプーリ(2)のシーブ面(2c)(2d)に対してピン(14)がほとんど回転しないようにするというインボリュート形状の特性が維持されて、摩擦損失が低減し、高い動力伝達率が確保されるとともに、真実ピッチの変化が抑えられて、チェーン周長の変化がなくなり、無段変速機で使用された場合に、無段変速機の変速比をより安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、この発明によ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、リンクおよびピン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チェーンのピン接触面形状を示す図である。
【図４】図４は、この発明による動力伝達チェーンのピン接触面形状を得る手順を説明する図である。
【図５】図５は、ピン／プーリ接触径と真実ピッチとの関係を示す図である。
【図６】図６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。
【符号の説明】
【００４０】
(1)       動力伝達チェーン
(2)       プーリ
(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）
(14a)     転がり接触面
(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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