JP2009103188A - 動力伝達チェーン、動力伝達チェーンに用いられるリンクプレートの製造方法および動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達チェーンのリンクプレートの反りが大きいと、当該動力伝達チェーンに曲がりが生じ、実用上の耐久性および許容伝達容量を向上し難い。
【解決手段】チェーンは、チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクプレート２と、これらのリンクプレート２を互いに屈曲可能に連結する複数の連結部材とを備える。各リンクプレート２は、素材をプレス加工により打ち抜く工程を経て形成されており、相対的に厚肉の厚肉部２９と、打ち抜きによるリンクプレート２の反りを抑制するために相対的に薄肉にされた薄肉部３０とを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、動力伝達チェーン、動力伝達チェーンに用いられるリンクプレートの製造方法および動力伝達装置に関する。

例えば、自動車のプーリ式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）等の動力伝達装置に用いられる無端状の動力伝達チェーンは、複数のリンクプレートをピンで連結してなる。
特開２００５−２３３２７５号公報

上記のリンクプレートは、例えば、素材としての鋼板にプレス加工を施すことにより形成される。プレス加工は、通例、鋼板の一部を打ち抜くことにより行われるが、プレス加工に起因して、形成されたリンクプレートに反りが生じてしまう。反ったリンクプレートを用いてチェーンを構成すると、チェーンは、その幅方向に曲がった形状となる。その結果、チェーン内部の残留応力が大きくなり、実用上の耐久性および許容伝達容量を向上し難い。

本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、実用上の耐久性および許容伝達容量をより向上することのできる動力伝達チェーン、動力伝達チェーンに用いられるリンクプレートの製造方法および動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、チェーン進行方向（Ｘ）に並ぶ複数のリンクプレート（２）と、これらのリンクプレートを互いに屈曲可能に連結する複数の連結部材（５０）とを備え、各上記リンクプレートは、素材（３４）をプレス加工により打ち抜く工程を経て形成されており、相対的に厚肉の厚肉部（２９；２９Ａ）と、打ち抜きによるリンクプレートの反りを抑制するために相対的に薄肉にされた薄肉部（３０；３０Ａ）とを含むことを特徴とする動力伝達チェーン（１）を提供するものである（請求項１）。

本発明によれば、厚肉部と比べて可撓性に優れる薄肉部を設けていることにより、プレス加工を施して形成されたリンクプレートの反りを抑制できる。その結果、動力伝達チェーンがその幅方向に曲がった状態となることを抑制でき、動力伝達チェーン内の応力の低減を通じて実用上の耐久性および許容伝達容量の双方を向上できる。
また、本発明において、各上記リンクプレートは、チェーン進行方向に並び連結部材がそれぞれ挿通される一対の貫通孔（９，１０）と、一対の貫通孔間を仕切る柱部（８）と、を含み、上記柱部に薄肉部が配置されている場合がある（請求項２）。

動力伝達チェーンに引張力が作用したとき、リンクプレートには、連結部材によって、リンクプレートをチェーン進行方向に引っ張る力が作用するが、柱部にはこの引っ張る力がほとんど作用しないことから、柱部に作用する負荷は小さい。
この場合、動力伝達チェーンの駆動時における負荷の小さいリンクプレートの柱部に薄肉部を設けていることにより、リンクプレートに十分な強度を確保しつつ、リンクプレートの反りを確実に低減できる。

また、上記の動力伝達チェーンに用いられるリンクプレートの製造方法において、板状の素材にリンクプレートの薄肉部に対応する薄肉部（３７）を形成する工程と、薄肉部が形成された素材にプレス加工により一対の貫通孔（４０，４１）を打ち抜く工程とを含む場合がある（請求項３）。この場合、一対の貫通孔の打ち抜きに先立って薄肉部を形成しておくことにより、この打ち抜きに起因するリンクプレートの反りを確実に抑制することができる。

また、本発明において、上記薄肉部を形成する工程では、加圧により薄肉部が形成される場合がある（請求項４）。この場合、一対の貫通孔の打ち抜き方向と薄肉部形成のための加圧方向とが同じ方向であるので、加圧工程を、上記プレス加工の一連の工程として実施することが可能であり、製造が容易になる。
また、本発明において、相対向する一対の円錐面状のシーブ面（６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａ）をそれぞれ有する第１および第２のプーリ（６０，７０）と、これらのプーリ間に巻き掛けられ、シーブ面に係合して動力を伝達する上記の動力伝達チェーンとを備える場合がある（請求項５）。この場合、実用上の耐久性に優れるとともに、許容伝達容量の大きな動力伝達装置を実現できる。

なお、上記において、括弧内の参照符号は、後述する実施の形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る動力伝達チェーンを備える動力伝達装置としてのチェーン式無段変速機（以下では、単に無段変速機ともいう）の要部構成を模式的に示す斜視図である。図１を参照して、無段変速機１００は、自動車等の車両に搭載されるものであり、第１のプーリとしての金属（構造用鋼等）製のドライブプーリ６０と、第２のプーリとしての金属（構造用鋼等）製のドリブンプーリ７０と、これらの両プーリ６０，７０間に巻き掛けられた無端状の動力伝達チェーン１（以下では、単にチェーンともいう）とを備えている。なお、図１中のチェーン１は、理解を容易にするために一部断面を示している。

図２は、図１のドライブプーリ６０（ドリブンプーリ７０）およびチェーン１の部分的な拡大断面図である。図１および図２を参照して、ドライブプーリ６０は、車両の駆動源に動力伝達可能に連なる入力軸６１に同行回転可能に取り付けられるものであり、固定シーブ６２と可動シーブ６３とを備えている。固定シーブ６２および可動シーブ６３は、相対向する一対のシーブ面６２ａ，６３ａをそれぞれ有している。各シーブ面６２ａ，６３ａは円錐面状の傾斜面を含んでいる。これらシーブ面６２ａ，６３ａ間に溝が区画され、この溝によってチェーン１を強圧に挟んで保持するようになっている。

また、可動シーブ６３には、溝幅を変更するための油圧アクチュエータ（図示せず）が接続されており、変速時に、入力軸６１の軸方向（図２の左右方向）に可動シーブ６３を移動させることにより、溝幅を変化させるようになっている。それにより、入力軸６１の径方向（図２の上下方向）にチェーン１を移動させて、プーリ６０のチェーン１に関する有効半径（以下、プーリ６０の有効半径ともいう）を変更できるようになっている。

一方、ドリブンプーリ７０は、図１および図２に示すように、駆動輪(図示せず）に動力伝達可能に連なる出力軸７１に同行回転可能に取り付けられており、ドライブプーリ６０と同様に、チェーン１を強圧で挟む溝を形成するための相対向する一対のシーブ面７３ａ，７２ａをそれぞれ有する固定シーブ７３および可動シーブ７２を備えている。
ドリブンプーリ７０の可動シーブ７２には、ドライブプーリ６０の可動シーブ６３と同様に油圧アクチュエータ（図示せず）が接続されており、変速時に、この可動シーブ７２を移動させることにより溝幅を変化させるようになっている。それにより、チェーン１を移動させて、プーリ７０のチェーン１に関する有効半径（以下、プーリ７０の有効半径ともいう）を変更できるようになっている。

図３は、チェーン１の要部の一部断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う一部断面図である。なお、以下では、チェーン１の直線領域を基準として説明する。図３および図４を参照して、チェーン１は、複数のリンクプレート２と、これらのリンクプレート２を互いに屈曲可能に連結する複数の連結部材５０とを備えている。
以下では、チェーン１の進行方向に沿う方向をチェーン進行方向Ｘといい、チェーン進行方向Ｘに直交し且つ連結部材５０の長手方向に沿う方向をチェーン幅方向Ｗといい、チェーン進行方向Ｘおよびチェーン幅方向Ｗの双方に直交する方向を直交方向Ｖという。

各リンクプレート２は、チェーン進行方向Ｘの前後に並ぶ一対の端部としての前端部５および後端部６、ならびにこれら前端部５および後端部６間に配置される中間部７を含んでいる。
前端部５および後端部６には、一対の貫通孔の一方としての前貫通孔９、および一対の貫通孔の他方としての後貫通孔１０がそれぞれ形成されている。中間部７は、前貫通孔９および後貫通孔１０間を仕切る柱部８を有している。

リンクプレート２を用いて、チェーン進行方向Ｘに並ぶ複数のリンクユニット５１，５２，５３，…，…（図３において、リンクユニット５１〜５３を例示）が形成されている。各リンクユニット５１，５２，５３，…は、それぞれ、チェーン幅方向Ｗに並ぶ複数のリンクプレート２を含んでいる。
各リンクユニット５１，５２，５３，…のリンクプレート２はそれぞれ、対応する連結部材５０を用いて、対応するリンクユニット５１，５２，５３，…のリンクプレート２と屈曲可能に連結されている。

具体的には、一のリンクユニットのリンクプレート２の前貫通孔９と、チェーン進行方向Ｘに関して当該一のリンクユニットに隣接するリンクプレート２の後貫通孔１０とが、チェーン幅方向Ｗに並んで配置されており、これらの貫通孔９，１０を挿通する連結部材５０によって、チェーン進行方向Ｘに隣り合うリンクプレート２同士が連結されている。これにより、無端状をなすチェーン１が形成されている。

各連結部材５０は、対をなす第１および第２のピン３，４を含んでおり、これら第１および第２のピン３，４は、対応するリンクプレート２同士の屈曲に伴い互いに転がり摺動接触するようになっている。なお、転がり摺動接触とは、転がり接触およびすべり接触の少なくとも一方を含む接触のことをいう。
第１のピン３は、チェーン幅方向Ｗに延びる長尺の第１の動力伝達部材である。第１のピン３の周面１１は、滑らかな面に形成されており、チェーン進行方向Ｘの前方を向く対向部としての前部１２と、直行方向Ｖに関する一端部１４および他端部１５とを有している。前部１２は、対をなす第２のピン４と対向しており、第２のピン４の後述する後部１９と接触部Ｔ（チェーン幅方向Ｗからみて、接触点）で転がり摺動接触している。

第１のピン３の長手方向（チェーン幅方向Ｗ）に関する一対の端部１６は、チェーン幅方向Ｗの一対の端部に配置されるリンクプレート２からチェーン幅方向Ｗにそれぞれ突出している。これら一対の端部１６には、一対の動力伝達部としての端面１７がそれぞれ設けられている。
図２および図４を参照して、これらの端面１７は、各プーリ６０，７０の対応するシーブ面６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａに潤滑油膜を介して動力伝達可能に係合するためのものである。

第１のピン３は、上記対応するシーブ面６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａ間に挟持され、これにより、第１のピン３の端面１７の接触領域１３と各プーリ６０，７０との間で動力が伝達される。第１のピン３は、その接触領域１３が直接動力伝達に寄与するため、例えば、軸受用鋼（ＳＵＪ２）等の高強度且つ耐摩耗性に優れた材料で形成されている。チェーン幅方向Ｗに沿って見て、接触領域１３は、例えば楕円形形状をなしており、この楕円の中心が接触中心点Ｃとなっている。

図３および図４を参照して、第２のピン４（ストリップ、またはインターピースともいう）は、第１のピン３と同様の材料により形成された、チェーン幅方向Ｗに延びる長尺の部材である。第２のピン４は、その一対の端部が上記各プーリのシーブ面に接触しないように、第１のピン３よりも短く形成されている。
第２のピン４の周面１８は、チェーン幅方向Ｗに延びている。この周面１８は、チェーン進行方向Ｘの後方を向く対向部としての後部１９と、直行方向Ｖに関する一端部２０および他端部２１とを有している。後部１９は、チェーン進行方向Ｘと直交する平坦面を含んでいる。この後部１９の平坦面は、対をなす第１のピン３の前部１２と対向している。一端部２０および他端部２１のそれぞれに、鍔部２２，２３が形成されている。鍔部２２，２３は、それぞれ、第２のピン４の主体部２４に対してチェーン進行方向Ｘの後方に延びるように形成されており、対応する前貫通孔９の周面との接触面積が大きくなるようにされている。

チェーン１は、いわゆる圧入タイプのチェーンとされている。具体的には、各リンクプレート２の前貫通孔９には、第１のピン３が相対移動可能に嵌合されているとともに、この第１のピン３と対をなす第２のピン４が圧入固定され、各リンクプレート２の後貫通孔１０には、第１のピン３が圧入固定されているとともに、この第１のピン３と対をなす第２のピン４が相対移動可能に嵌合されている。

直交方向Ｖに関する前貫通孔９の一端部および他端部には、それぞれ、第２のピン４が圧接される被圧接部２５，２６が設けられている。一方の被圧接部２５は、第２のピン４の一端部２０に圧接されて直交方向Ｖの一方（チェーン外径側）に押圧されている。他方の被圧接部２６は、第２のピン４の他端部２１に圧接されて直交方向Ｖの他方（チェーン内径側）に押圧されている。

直交方向Ｖに関する後貫通孔１０の一端部および他端部には、それぞれ、第１のピン３が圧接される被圧接部２７，２８が設けられている。一方の被圧接部２７は、第１のピン３の一端部１４に圧接されて直交方向Ｖの一方に押圧されている。他方の被圧接部２８は、第１のピン３の他端部１５に圧接されて直交方向Ｖの他方に押圧されている。
上記の構成により、第１のピン３の前部１２と対をなす第２のピン４の後部１９の平坦部とは、チェーン進行方向Ｘに隣接するリンクプレート２間の屈曲に伴って、接触部Ｔ上で互いに転がり摺動接触する。

チェーン幅方向Ｗに沿ってみて、前部１２のうち、第２のピン４の後部１９と接触可能な部分の形状は、例えば、インボリュート曲線とされている。これにより、隣接するリンクプレート２同士が屈曲する際に、対応する第１および第２のピン３，４が滑らかに転がり接触でき、リンクプレート２同士の滑らかな屈曲を達成してチェーン１の弦振動的な運動を抑制できる。

図５（Ａ）はリンクプレート２の斜視図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢ線に沿う断面図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、本実施の形態の特徴の１つは、リンクプレート２は、素材をプレス加工により打ち抜く工程を経て形成されており、相対的に厚肉の厚肉部２９と、打ち抜きによるリンクプレート２の反りを抑制するために相対的に薄肉にされた薄肉部３０とを含んでいる点にある。

リンクプレート２の素材としては、炭素鋼（Carbon Steel）や高張力低合金鋼（HSLA Steel）等を用いて形成された鋼板を例示することができる。
また、リンクプレート２を形成する際のプレス加工方法として、ポンチとダイの組み合わせ金型を用いたプレス加工や、ポンチとダイに加え、板押さえおよび逆押さえを含む組み合わせ金型を用いたファインブランキング加工を例示することができる。

薄肉部３０は、リンクプレート２のうちの柱部８に形成されている。直交方向Ｖに関して、柱部８の位置は少なくとも一方の貫通孔９，１０の位置と重なっている。
薄肉部３０は、リンクプレート２の一対の側面３１，３２の少なくとも一方（本実施の形態において、双方）を窪ますことにより形成されており、柱部８の少なくとも一部に配置されている。薄肉部３０における一方の側面３１の窪み量Ｄ１と、他方の側面３２の窪み量Ｄ２とは、概ね等しくされている。

厚肉部２９は、リンクプレート２のうちの薄肉部３０以外の部分に形成されている。厚肉部２９と薄肉部３０とは、肉厚変化部３３を介して接続されている。肉厚変化部３３は、薄肉部３０から厚肉部２９側に進むに従い肉厚が連続的に増している。
リンクプレート２は、例えば、以下のようにして製造される。すなわち、図６（Ａ）を参照して、まず、リンクプレート２の素材３４を用意する。リンクプレート２の素材としては、前述した鋼板を例示することができる。

次に、図６（Ｂ）に示すように、リンクプレート２の一対の側面３１，３２に対応する素材３４の一対の側面３５，３６のそれぞれに、リンクプレート２の薄肉部３０に対応する薄肉部３７を形成する。薄肉部３０の形成は、ポンチ３８を用いて素材３４の一対の側面３５，３６のそれぞれの所定部を加圧することにより行われる。薄肉部３７は、例えば、平面視において矩形形状に形成される。

次に、図６（Ｃ）に示すようにポンチ３９を用意し、図６（Ｄ）に示すように、ポンチ３９の加圧によって素材３４にプレス加工が施されることにより、リンクプレート２の一対の貫通孔９，１０に対応する一対の貫通孔４０，４１が打ち抜かれる。
図６（Ｅ）を参照して、リンクプレート２の外周縁４２の内側に対応する部分４３は、貫通孔４０，４１が形成された後に素材３４から打ち抜かれてもよいし、貫通孔４０，４１が形成されるときに一括して素材３４から打ち抜かれてもよいし、貫通孔４０，４１が形成される前に素材３４から打ち抜かれていてもよい。

なお、ポンチ３９を用いたプレス加工は、ポンチ３９とダイ（図示せず）を用いたプレス加工でもよいし、ポンチ３９とダイに加え、板押さえおよび逆押さえ（図示せず）を用いたファインブランキング加工でもよい。
以上の次第で、本実施の形態によれば、リンクプレート２に、厚肉部２９と比べて可撓性に優れる薄肉部３０を設けていることにより、プレス加工を施して形成されたリンクプレート２の反りを抑制できる。その結果、チェーン１がその幅方向Ｗに曲がった状態となることを抑制でき、チェーン１内の応力の低減を通じて実用上の耐久性および許容伝達容量の双方を向上できる。

また、チェーン１に引張力が作用したとき、リンクプレート２には、連結部材５０によって、リンクプレート２をチェーン進行方向Ｘに引っ張る力が作用するが、柱部８にはこの引っ張る力がほとんど作用しないことから、柱部８に作用する負荷は小さい。このように、チェーン１の駆動時における負荷の小さいリンクプレート２の柱部８に薄肉部３０を設けていることにより、リンクプレート２に十分な強度を確保しつつ、リンクプレート２の反りを確実に低減できる。

また、リンクプレート２を製造する際、薄肉部３０が形成された素材３４にプレス加工により一対の貫通孔４０，４１を打ち抜くようにしている。このように、一対の貫通孔４０，４１の打ち抜きに先立って薄肉部３０を形成しておくことにより、この打ち抜きに起因するリンクプレート２の反りを確実に抑制することができる。
さらに、素材３４の一対の貫通孔４０，４１の打ち抜き方向と、薄肉部３７形成のための加圧方向とが同じ方向であるので、加圧工程を、上記プレス加工の一連の工程として実施することが可能であり、製造が容易になる。

また、薄肉部３０を形成することによりリンクプレート２を軽量にできるので、チェーン１の駆動時にチェーン１に作用する遠心力を低減でき、チェーン１の負荷をより少なくできる。
以上より、実用上の耐久性に優れるとともに、許容伝達容量の大きな無段変速機１００を実現できる。

本発明は、以上の各実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、図７に示すように、リンクプレート２の厚肉部２９Ａと薄肉部３０Ａとの間にリンクプレート２の厚み方向に延びる段部４４を形成してもよい。これにより、リンクプレート２の薄肉部３０Ａと厚肉部２９Ａとの境界において、リンクプレート２の肉厚が不連続に変化している。

また、本発明は、ピンに一体に形成され、ピンに対してチェーン幅方向の両側に突出する動力伝達ブロックを含む、いわゆるブロックタイプチェーンに適用できる。
また、ドライブプーリ６０およびドリブンプーリ７０の双方の溝幅が変動する態様に限定されるものではなく、何れか一方の溝幅のみが変動し、他方が変動しない固定幅にした態様であっても良い。さらに、上記では溝幅が連続的（無段階）に変動する態様について説明したが、段階的に変動したり、固定式（無変速）である等の他の動力伝達装置に適用しても良い。

本発明の一実施の形態に係る動力伝達チェーンを備える無段変速機の要部構成を模式的に示す斜視図である。 図１のドライブプーリ（ドリブンプーリ）およびチェーンの部分的な拡大断面図である。 チェーンの要部の一部断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う一部断面図である。 （Ａ）はリンクプレートの斜視図であり、（Ｂ）は図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢ線に沿う断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ、リンクプレートの製造について説明するための要部の模式図である。 本発明の別の実施の形態の要部の断面図である。

符号の説明

１…動力伝達チェーン、２…リンクプレート、８…柱部、９…前貫通孔（一対の貫通孔の一方）、１０…後貫通孔（一対の貫通孔の他方）、２９，２９Ａ…厚肉部、３０，３０Ａ…薄肉部、３４…素材、３７…（素材の）薄肉部、４０，４１…（素材の）貫通孔、５０…連結部材、６０，７０…プーリ、６２ａ，６３ａ，７２ａ，７３ａ…シーブ面、１００…無段変速機（動力伝達装置）Ｘ…チェーン進行方向。

Claims (5)

1. チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクプレートと、これらのリンクプレートを互いに屈曲可能に連結する複数の連結部材とを備え、
   各上記リンクプレートは、素材をプレス加工により打ち抜く工程を経て形成されており、相対的に厚肉の厚肉部と、打ち抜きによるリンクプレートの反りを抑制するために相対的に薄肉にされた薄肉部とを含むことを特徴とする動力伝達チェーン。
2. 請求項１において、各上記リンクプレートは、チェーン進行方向に並び連結部材がそれぞれ挿通される一対の貫通孔と、一対の貫通孔間を仕切る柱部とを含み、
   上記柱部に薄肉部が配置されている動力伝達チェーン。
3. 請求項１または２に記載の動力伝達チェーンに用いられるリンクプレートの製造方法において、
   板状の素材にリンクプレートの薄肉部に対応する薄肉部を形成する工程と、
   薄肉部が形成された素材にプレス加工により一対の貫通孔を打ち抜く工程とを含むリンクプレートの製造方法。
4. 請求項３において、上記薄肉部を形成する工程では、加圧により薄肉部が形成されるリンクプレートの製造方法。
5. 相対向する一対の円錐面状のシーブ面をそれぞれ有する第１および第２のプーリと、これらのプーリ間に巻き掛けられ、シーブ面に係合して動力を伝達する請求項１または２記載の動力伝達チェーンとを備える動力伝達装置。

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