JP5098348B2 - 動力伝達チェーンの製造に用いる圧入装置 - Google Patents

動力伝達チェーンの製造に用いる圧入装置 Download PDF

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Description

この発明は、動力伝達チェーンの製造に用いる圧入装置、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に用いる圧入装置に関する。
自動車用無段変速機として、図５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（チェーン式無段変速機）が知られている。
このような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と、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とを備え、各ピンが圧入によりリンクに固定されるものが知られており、特許文献１には、その製造方法として、所要数のピンを所定ピッチで垂直状に配置してチェーンとして組み立てられたときの配列状態で保持しておいてから、これらのピンに下端側から順次１枚ずつリンクを圧入していくものが提案されている。
特開２００６−９５５８３号公報
この種の動力伝達チェーンでは、チェーン幅方向に並ぶ複数のリンクについて、チェーン幅方向中心に対して対称に配置されるように工夫されているが、上記従来の動力伝達チェーンの製造方法によると、リンクをピンの下端側から圧入していくことから、最後に圧入されるピンの上端側に位置するリンクについては、リンクの板厚精度等の影響により、その位置のばらつきが大きくなり、チェーン幅方向に並ぶリンク列からのピンの出代が一端側と他端側とで相違してくることがある。このピンの出代のばらつきは騒音の原因となる。
この発明の目的は、ピンの一端側と他端側とでその出代の差が大きくなることを抑えることができる圧入装置を提供することにある。
この発明による圧入装置は、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を有しかつ各ピンが圧入によりリンクに固定される動力伝達チェーンを製造する際に使用される圧入装置であって、ピンの長手方向略半分を挿入可能な所要数のピン挿入孔を有する第１保持治具と、ピンの一端部を挿入可能な所要数のピン挿入孔を有する第２保持治具と、各リンクをピンの所定位置まで押し込む押圧治具とを備えていることを特徴とするものである。
「略半分」は、長手方向ちょうど半分であってもよく、長手方向ちょうど半分からリンクの１〜３枚程度分の厚みに相当する大きさ程度はずれていてもよいことを意味している。
保持治具および押圧治具は、炭素工具鋼や合金工具鋼などを用いて製作され、プレス機等に取り付けられる。この際、保持治具は、中心軸（例えば垂直軸）回りにリンク供給装置に対して相対的に回転可能に支持され、押圧治具は、保持治具に対して相対的に中心軸方向に移動可能に支持される。第１保持治具と第２保持治具とは、ピン挿入孔の深さが異なっており（一方がピンの長手方向略半分の深さ、他方がピンの出代に相当する深さ）、横断面形状や配置ピッチは同じとされる。保持治具のピン挿入孔は、所要数のピンを所定ピッチで配置してチェーンとして組み立てられたときの配列状態で保持するように形成され、押圧治具のピン挿通孔は、ピン保持治具のピン挿入孔に対応する位置に形成される。
上記の圧入装置は、圧入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。
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。
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。
この発明の圧入装置によると、ピンの一端側と他端側とでその出代の差が大きくなることが抑えられ、これにより、騒音が低減し、耐久性が向上する。
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。
図１は、この発明による圧入装置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)と、チェーン幅方向に並ぶリンク(11)同士をチェーン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。
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。
図２に示すように、リンク(11)の前挿通部(12)と後挿通部(13)との間には、柱部(21)が介在させられており、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。
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。
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。
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)同士のチェーン長さ方向（前後方向）の屈曲が可能とされる。
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。
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、インボリュート曲線とされており、この実施形態では、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、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)に対してその接触面がピン(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。
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インボリュート曲線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。
この動力伝達チェーン(1)は、図５に示したＣＶＴで使用されるが、この際、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。
図３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、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。
この動力伝達チェーン(1)は、所要数のピン(14)およびインターピース(15)を保持した後、所要数のリンク(11)を順次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。
図４は、この発明による動力伝達チェーンの製造方法およびこれに用いる圧入装置を示している。以下の説明において、上下は、図の上下をいうものとするが、これは便宜的なものであり、図の左右が上下になるようにすることもできる。
動力伝達チェーンの製造方法は、チェーン(1)で使用されるすべてのピン(14)およびインターピース(15)を対にして所定ピッチで配置してチェーン(1)として組み立てられたときの配列状態でその略下半部を保持するピン保持工程と、すべてのピン(14)およびインターピース(15)の長手方向中央部から上端部(14b)(15b)にかけてチェーン幅方向に並ぶ複数のリンク(11)の略半数を順次圧入する第１圧入工程（図４（ａ）参照）と、リンク(11)の略半数が圧入された状態のすべてのピン(14)およびインターピース(15)の上端部(14b)(15b)と下端部(14a)(15a)とを逆にして配置するピン反転工程と、逆にされたすべてのピン(14)およびインターピース(15)の長手方向中央部から上端部(14a)(15a)にかけてチェーン幅方向に並ぶ複数のリンク(11)の残り略半数を順次圧入する第２圧入工程（図４（ｂ）参照）とを備えている。
圧入装置(40)は、ピン(14)およびインターピース(15)の長手方向略半分を挿入可能な所要数のピン挿入孔(42)を有しピン保持工程および第１圧入工程で使用される円盤状の第１保持治具(41)と、ピン(14)およびインターピース(15)の下端部(14b)(15b)を挿入可能な所要数のピン挿入孔(44)を有しピン反転工程および第２圧入工程でのピン(14)およびインターピース(15)の保持に使用される円盤状の第２保持治具(43)と、第１圧入工程および第２圧入工程のいずれでも使用されて各リンク(11)をピン(14)およびインターピース(15)の所定位置まで押し込む押圧治具(45)とを備えている。
第１保持治具(41)のピン挿入孔(42)は、有底のもので、その深さは、ピン(14)およびインターピース(15)の長手方向略半分の長さに等しくされており、ピン挿入孔(42)の底面は、ピン(14)端面がインターピース(15)端面よりも突出するように、段付に形成されている。ピン挿入孔(42)の横断面形状は、リンク(11)の前後挿通部(12)(13)とほぼ同じ形状とされており、ピン(14)およびインターピース(15)の挿入および抜き出しが可能でかつ挿入されたピン(14)およびインターピース(15)が動かない程度の嵌め合いとされている。
第２保持治具(43)のピン挿入孔(44)は、有底のもので、その深さは、チェーン幅方向に並ぶリンク(11)の最外側のものからのピン(14)およびインターピース(15)の突出量（出代）に合致する大きさとされており、ピン挿入孔(44)の底面は、ピン(14)およびインターピース(15)がそれぞれ所定の出代を有するように、段付に形成されている。ピン挿入孔(44)の横断面形状は、リンク(11)の前後挿通部(12)(13)とほぼ同じ形状とされており、ピン(14)およびインターピース(15)の挿入および抜き出しが可能でかつ挿入されたピン(14)およびインターピース(15)が動かない程度の嵌め合いとされている。
押圧治具(45)は、リンク(11)を１枚ずつ圧入するためのもので、その大きさがリンクよりも若干大きい略方形の板状とされている、押圧治具(45)には、これを貫通するピン挿通孔(46)が設けられている。ピン挿通孔(46)の横断面形状は、リンク(11)の前後挿通部(12)(13)とほぼ同じ形状とされており、押圧治具(45)を下方に移動させる際にピン(14)およびインターピース(15)に接触するが干渉はしない程度の嵌め合いとされている。
第１保持治具(41)は、垂直軸回りに回転可能とされており、まず、チェーン(1)で使用されるすべてのピン(14)およびインターピース(15)がそのピン挿入孔(42)に挿入される。次いで、リンク(11)がピン(14)およびインターピース(15)の上端部に配置されて、押圧治具(45)が下降させられるが、ピン挿入孔(42)の深さがピン(14)およびインターピース(15)の長手方向略半分の長さに等しくされているので、最初に圧入されるリンク(11)は、チェーン幅方向の略中央に位置させられる。この後、順次リンク(11)が圧入される。押圧治具(45)の下降量は、１層目のリンク(11)と２層目のリンク(11)とを密着させるのではなく、隣り合う層のリンク(11)間に所定量の隙間が形成されるように制御される。このようにして、第１保持治具(41)を使用した圧入により、ピン(14)およびインターピース(15)の長手方向の略中央部から上端部(14b)(15b)にかけての部分にすべてのリンク(11)の略半数が配置され、第１圧入工程が終了する。
この後、図４（ｂ）に示すピン反転工程および第２圧入工程に移行し、この工程において、まず、略半数のリンク(11)が配置されたピン(14)およびインターピース(15)は、上下が逆にされ、その上端部(14b)(15b)が第２保持治具(43)のピン挿入孔(44)に挿入される。次いで、リンク(11)がピン(14)およびインターピース(15)の上端部(14a)(15a)に配置されて、押圧治具(45)が下降させられるが、ピン(14)およびインターピース(15)には既に略半数のリンク(11)が圧入により固定されているので、最初に圧入されるリンク(11)は、チェーン幅方向の略中央に位置させられる。この後、順次リンク(11)が圧入される。押圧治具(45)の下降量は、第１圧入工程と同様、隣り合う層のリンク(11)間に所定量の隙間が形成されるように制御される。このようにして、第２保持治具(43)を使用した圧入により、ピン(14)およびインターピース(15)の長手方向の略中央部から上端部(14a)(15a)にかけての部分に残りのリンク(11)が配置され、組立てが完了する。
こうして、ピン(14)およびインターピース(15)の下端側から上端側へと積層する工程を１回だけ行うのではなく、圧入工程を２回に分けて、いずれの工程でも、ピン(14)およびインターピース(15)の長手方向の略中央部からリンク(11)を積層することにより、ピン(14)およびインターピース(15)の一端側と他端側とでその出代を等しくすることができる。
なお、上記の製造方法および圧入装置は、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、圧入タイプの種々の動力伝達チェーンに適用することができる。
図１は、この発明による圧入装置を使用して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は、リンクの拡大側面図である。 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は、この発明による圧入装置の１実施形態を示す垂直断面図である。 図５は、無段変速機を示す斜視図である。
(1) 動力伝達チェーン
(11) リンク
(14) ピン（第１ピン）
(15) インターピース（第２ピン）
(40) 圧入装置
(41) 第１保持治具
(42) ピン挿入孔
(43) 第２保持治具
(44) ピン挿入孔
(45) リンク押圧治具

Claims (1)

  1. 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を有しかつ各ピンが圧入によりリンクに固定される動力伝達チェーンを製造する際に使用される圧入装置であって、
    ピンの長手方向略半分を挿入可能な所要数のピン挿入孔を有する第１保持治具と、ピンの一端部を挿入可能な所要数のピン挿入孔を有する第２保持治具と、各リンクをピンの所定位置まで押し込む押圧治具とを備えていることを特徴とする圧入装置。
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