JP5391442B2 - 特に車両駆動装置のためのリンクプレートチェン - Google Patents

Description

本発明は、特に車両駆動装置のためのリンクプレートチェンであって、押圧片を介して互いに枢着式に結合された複数のチェンリンクプレートが設けられており、押圧片が、リンクプレートチェンの縦方向に対して横向きに延びていて、かつチェンリンクプレートの開口内に配置されており、押圧片およびチェンリンクプレートに、それぞれカーブして形成された当接面が配置されており、これらの当接面に沿って、押圧片とチェンリンクプレートとが、力伝達のために互いに当接するようになっており、押圧片に、カーブして形成された転動面が配置されており、転動面に沿って、押圧片が、力伝達のために転動し合い、押圧片が、リンクプレートチェンの縦方向で延びる横断面で、押圧片高さ方向でみて非対称的に形成されており、当接面が、押圧片高さ方向で、押圧片とチェンリンクプレートとの間の上下の接触面領域に設けられている形式のものに関する。

冒頭で述べた形式のリンクプレートチェンは、車両駆動装置に使用することができる。車両伝動装置の一部として、無段階式の円錐ディスク巻掛伝動装置（ＣＶＴ）に用いる場合、押圧片（ロッカーピン）は、特別に成形された端面を備えており、端面を介して、円錐ディスクとリンクプレートチェンとの間の引張力は、摩擦力として伝達される。車両伝動装置における別の多くの使用例では、リンクプレートチェンは、少なくとも片側で歯を備えた歯付チェンであり、歯を介して、歯車とチェンとの間で引張力が伝達される。歯付チェンの構成をしたそのようなリンクプレートチェンは、たとえば全輪駆動式の自動車のトランスファに使用することができ、またディファレンシャルに軸間隔をブリッジするため、またはたとえば補助駆動装置における力伝達手段として、または自動車の補助ユニットのために使用することができる。

リンクプレートチェンは、多数のチェンリンクプレートから組み合わされており、チェンリンクプレートは、押圧片を介して互いに枢着式に結合されており、チェンリンクプレートは、リンクプレートセットとして配置することができ、複数のチェンリンクプレートは、互いに接して相並んで位置し、これを押圧片が貫通するので、リンクプレートチェンが形成され、リンクプレートチェンは、引張負荷され、大きな力を伝達することができる。

そのようなリンクプレートチェンは、たとえば米国特許第５６５１７４６号明細書から公知である。公知のリンクプレートチェンは、押圧片を備えており、押圧片は、力伝達のために、転動面で互いに当接する。転動面に起因する半径は、分配間隔に応じた窓の内側で最適に表される。これによって公知のリンクプレートチェンは、プレロード（予荷重）の間、転動面の領域において持続的な損傷を受けない。公知のリンクプレートチェンで引張力が伝達されると、押圧片の転動面の幾何学形状に基づいて、押圧片とチェンリンクプレートとの当接面の領域で不都合な力分配が生じ、これによってチェンリンクプレートの開口内で揺動押圧片の回動するリスクが高まり、ひいてはリンクプレートチェンの早期の故障をもたらす応力集中が生じる。

したがって本発明の課題は、押圧片とチェンリンクプレートと当接面の領域で適当な力分配を形成して、前述の問題を解消するリンクプレートチェンを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有するリンクプレートチェンよって解決される。有利な実施形態は、従属請求項に記載した。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、特に車両駆動装置のためのリンクプレートチェンであって、押圧片を介して互いに枢着式に結合された複数のチェンリンクプレートが設けられており、押圧片が、リンクプレートチェンの縦方向に対して横向きに延びていて、かつチェンリンクプレートの開口内に配置されており、押圧片およびチェンリンクプレートに、それぞれカーブして形成された当接面が配置されており、これらの当接面に沿って、押圧片とチェンリンクプレートとが、力伝達のために互いに当接するようになっており、押圧片に、カーブして形成された転動面が配置されており、転動面に沿って、押圧片が、力伝達のために転動し合い、押圧片が、リンクプレートチェンの縦方向で延びる横断面で、押圧片高さ方向でみて非対称的に形成されており、当接面が、押圧片高さ方向で、押圧片とチェンリンクプレートとの間の上下の接触面領域に設けられている形式のものにおいて、押圧片が、転動面の領域で、異なる曲率を有する少なくとも２つの領域を有していることを特徴とする。

ここで述べた形式のリンクプレートチェンは、延伸する荷重区分で、屈曲状態、つまりリンクプレートチェンがチェン車または円錐ディスク対で走行方向変換を行う場合における押圧片の間の接触領域とは異なる、押圧片の間の接触領域を有している。押圧片または揺動押圧片の間の接触領域は、延伸する負荷区分で、転動面を押圧片高さ方向で２分化する仮想線の下方に位置し、屈曲状態で、この線の上方に位置する。本発明は、このような認識から有利な形式で利用され、異なる曲率を有する少なくとも２つの領域を備えた転動面が提供される。これによって押圧片の転動運動は、転動面の領域における曲率の適合によって最適化することができ、たとえば揺動押圧片の接触面領域における面圧の低下に関して、また揺動押圧片の接触位置における摩耗低下に従って最適化することができる。

本発明の１実施形態によれば、少なくとも２つの領域の内側で、曲率がそれぞれ一定であり、つまりたとえば両方の領域の曲率半径は異なっているが、各領域の内側で曲率半径は一定である。

別の１実施形態によれば、少なくとも１つの領域の内側で、転動面に沿って変化する曲率が設けられている。したがって領域ごとに異なる曲率を有する少なくとも２つの領域が設けられており、少なくとも１領域で、転動面に沿った曲率も変化し、つまりたとえば転動面に沿って可変である。少なくとも２つの領域の間の境界面領域においてそれぞれ同じ曲率が設けられている場合、このことは無限小と解され、少なくとも２つの領域の転動面に沿って曲率は変化し、転動面全体に沿って可変に形成され、したがってたとえば数学的関数によって母線として特定される、押圧片の転動面の構成を有する。

総じて述べると、本発明によれば、隣接する２つの押圧片の、引張負荷時に真っ直ぐなリンクプレートチェン区分で生じる第２の接触領域の領域における曲率が、隣接する押圧片の、屈曲状態で生じる第１の接触領域の領域における曲率よりも小さくなっている。本発明によるリンクプレートチェンは、たとえば円錐ディスク巻掛伝動装置において２つの歯車または２つの円錐ディスク対によって形成される両方の変向点の間で循環走行し、そうして本発明によるリンクプレートチェンでは、揺動押圧片の間の接触領域が前述の仮想中心線の下方に生じ、本発明によるリンクプレートチェンの特徴によれば、第２の接触領域における曲率が、屈曲状態で前述の仮想中心線の上方に位置する押圧片の接触領域における曲率よりも小さい。両方の領域が異なる半径によって形成される場合、第１の、つまり上方の接触領域における半径は、第２の下方の接触領域における半径よりも小さい。転動面のカーブ長さ全体にわたって可変の半径を有する転動面が形成されている場合、本発明によれば、第２の接触領域における半径は、第１の接触領域における半径よりも大きい。

本発明によれば、隣接する２つの押圧片の間の接触点が、押圧片高さ方向でみて、押圧片高さ中心に向かって変位されるように、第２の接触領域における曲率が選択されている。これによって真っ直ぐなリンクプレートチェン区分で、対向する両方の揺動押圧部材の間の押圧力伝達が進み、押圧片とチェンリンクプレートとの各接触面に生じる反応力が下位の接触面と上位の接触面とでほぼ均等に分配され、公知のリンクプレートチェンで生じたような明確な不均等分配は生じない。なぜならばそのような不均等分配は、チェンリンクプレートの開口内での揺動押圧部材の回動を生じさせるからである。さらに本発明によれば、隣接する２つの押圧片の間の接触点または接触領域が、押圧片高さ方向でみて、同様に押圧片高さ中心に向かって変位されるように、第１の、つまり上位の接触領域における曲率が選択されている。これによって両方の揺動押圧片の間の力伝達のための接触領域は、屈曲状態でも、揺動押圧片もしくはチェンリンクプレートの上下の当接面の間に位置し、したがって一方ではチェンリンクプレートの開口内での押圧部材の回動傾向に対抗し、他方では上下の当接面の間の均等な力分配が達成される。

本発明の別の実施形態によれば、第１の接触領域に対する第２の接触領域の曲率の比は、０．２５から約０．９までの範囲、有利には０．２５から約０．８３までの範囲である。

したがって第１の接触領域の曲率は、第２の接触領域の曲率の約１．２倍から４倍であり、第２の接触領域の曲率は、あらゆる場合に第１の接触領域の曲率よりも小さくなっている。有利であると認識された曲率比は、約０．５の範囲であり、つまり第２の接触領域の曲率は、第１の接触領域の曲率の半分であり、本発明の別の有利な実施形態によれば、第１の接触領域に対する第２の接触領域の曲率の比は、約７：１６である。

総じて述べると、押圧片とチェンリンクプレートとのの当接面の領域に生じる力分配が、リンクプレートチェンに対する揺動押圧片の回動傾向に対抗するように、第２の接触領域における曲率が選択されている。

揺動押圧片の転動面は、異なる曲率を有する少なくとも２つの領域を備えていて、かつ転動面に沿って特定のカーブ長さを有しており、本発明によれば、第２の接触領域である比較的小さな曲率を有する領域のカーブ長さと、第１の接触領域である比較的大きな曲率を有する領域との比が、約１：２である。これによってリンクプレートは歯車または円錐ディスク対における走行方向転換時に比較的大きな屈曲角を占める、という条件を満たすことができる。

転動面は、上位の転動面領域で、押圧片高さ方向でみて上位の、第１の接触領域の開始点を形成し、下位の転動面領域で、押圧片高さ方向でみて下位の、第２の接触領域の開始点を形成する。両方の接触領域開始点が、仮想の直線と接続され、この直線の中心に垂線が引かれると、本発明によれば、両方の円弧セグメントの少なくとも一方の中心点が、転動面の領域の最終点の接続線の中心を通って引かれた垂線の外側に位置し、特に押圧片高さ方向で垂線の上方に位置する。

次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。

明確に看取されるように、押圧片１は、押圧片高さ方向で非対称に形成されており、要するに上位領域において、幅方向（両矢印Ｂ）でみて、リンクプレートチェン２の走行方向（矢印Ｌ）で比較的大きな幅延伸長さを有している。押圧片が別の押圧片と共にチェンリンクプレート４の開口に配置された組付状態で、押圧片１に別の押圧片１３が対向して配置されるので、両方の押圧片は、カーブして形成された転動面５で対向して転動し合う。

この場合押圧片１は、第１の接触領域６を備えており、第１の接触領域６は、押圧片１がこれに対向して位置する押圧片１３と共に屈曲状態で転動し合うと生じ、この場合屈曲状態はたとえば図３に例示した。さらに押圧片１の転動面５は、第２の接触領域７を備えており、リンクプレートチェンが真っ直ぐなリンクプレートチェン区分で引張負荷にさらされている場合、第２の接触領域７で、両方の押圧片が転動し合う。

図１において第１の接触領域で示した波線は、図９に示した中心点８を起点とする半径の長さを表しており、中心点８から出発して第１の接触領域６が形成されており、この場合半径は図９においてＲ₁で示した。同様の形式で、図１において第２の接触領域７に示した波線は、転動面５を第２の接触領域７に形成する半径を表しており、半径は、図９において符号９で表した中心点を起点としており、この半径は、図９においてＲ₂で示した。図１および図９により明確に看取されるように、半径Ｒ₂は、半径Ｒ₁より大きいので、第２の接触領域７における転動面５の曲率は、第１の接触面６における転動面５の曲率よりも小さい。

図２には、リンクプレートチェンの変化実施例による押圧片１０を示しており、押圧片１０の転動面１１は、全カーブ長さにわたって、連続的に変化する半径を有しており、この場合半径は、図２において、波線１２で示しており、波線１２の包絡線は実線で示した。

図４には、Ｐ₁からＰ_1'への、揺動押圧片１と１３との間の接触点もしくは接触面領域の変位を説明するために押圧片対を平面図で示した。この場合Ｐ₁は、公知のリンクプレートチェンで生じた、基準を表す目的で図示した接触領域であり、これに対してＰ_1'は、本発明によるリンクプレートチェンにおいて生じ、それも真っ直ぐなリンクプレートチェン区分で生じる接触面領域である。明確に看取されるように、接触面領域は、押圧片高さ中心Ｍに向かって変位されている。

同様の形式で、図５には、基準を表す目的で、それも図３に示した屈曲状態で図示した、公知のリンクプレートチェンにおける接触面領域の位置に相当する接触面領域Ｐ₂を有する揺動押圧片対を示しており、これに対してＰ_2'は、前述の負荷状態で、本発明によるリンクプレートチェンの接触面領域の位置を表した。明確に看取されるように、負荷状態でも、両方の押圧片１，１３の間の接触面領域は、押圧片高さ中心Ｍに向かって変位されている。

このような変位の作用は、図６および図７に基づいて理解される。

図６には、左半部に、真っ直ぐなリンクプレートチェン区分で公知のリンクプレートチェンの力分配を示しており、この場合点Ｐ₁に掛かる力Ｆは、上位の当接面１５において点Ａに作用する力Ｆ_Aよりも大きな、下位の当接面１４において点Ｂに作用する力Ｆ_Bに分配されるので、不均等な力分配に基づいて、矢印１６で示唆した、チェンリンクプレート４の開口３内で押圧部材１の回動する傾向が生じる。これと比較して、図６には、右半部で、屈曲状態負荷の力分配を示しているので、力Ｆは点Ｐ₂において、その値で全く不均等に分配された力成分Ｆ_BとＦ_Aとに分けられ、それも下位の当接面１４と上位の当接面１５とにおいて分けられる。

図７には、左半部に、本発明に従って形成されたリンクプレートチェンにおける、図６の左半部に相当する負荷状態を示した。

明確に看取されるように、押圧片高さ中心に向かうＰ₁からＰ_1'への力作用点の変位によって、反応力Ｆ_B，Ｆ_Aの不均等分配がほぼ同じ大きさの力に明確に変化する。矢印１６の長さで表した、チェンリンクプレート４の開口内で押圧片１の回動する傾向が低減する。

図７には、右半部に、図６の右半部に対応する負荷状態を示しており、この場合押圧片高さ中心に向かう接触面領域Ｐ₂からＰ_2'への変位によって、生じる反応力Ｆ_AとＦ_Bとは、図６の右半部に示したものと比べて小さく異なっているので、チェンリンクプレートにおいて生じる構成部材応力もこれに応じて低減され、ひいてはチェンリンクプレートにおける亀裂形成リスクも低減される。

図８には、本発明によるリンクプレートチェン２の押圧片対１，１３の第２の接触領域７における面圧の質的経過を示した。

この場合図面から容易に判るように、第２の接触領域７の領域における比較的小さな曲率に基づいて面圧分配が生じ、この面圧分配は、比較的小さな曲率に基づいて均質に形成されていて、公知のリンクプレートチェンで生じたようなたとえば高さ方向（両矢印Ｈ）で圧縮されたレンズに相当するものではない。

さらに図９に示したように、第１の接触領域６もしくは第２の接触領域７を形成するのに役立つ半径の中心点８，９は、垂線１７の上方に位置し、垂線１７は、それぞれ押圧片高さ方向Ｈでみて外側に位置する、第１の接触領域６の開始点１８と第２の接触領域７の開始点１９との間の接続線を、中央で分割する。第１の接触領域６の縦延伸長さ、つまり転動面５に沿ったカーブ長さは、第２の接触領域７の領域における転動面５のカーブ長さのほぼ２倍の値を有する。

本発明によるリンクプレートチェンによって、揺動押圧片の当接面とチェンリンクプレートの当接面との間の極めて均等な力分配が達成されるので、これに応じてチェンリンクプレートにおける応力亀裂発生リスクは低減されている。揺動押圧片の転動面の領域における異なる曲率によって、真っ直ぐなリンクプレートチェン区分および屈曲された場合の異なる負荷が考慮される。

本発明で詳しく説明しなかった個々の詳細については、請求の範囲および図面の記載を参照されたい。

本発明のリンクプレートチェンの１実施例による揺動押圧片を概略的に示す平面図である。 リンクプレートチェンの変化実施例による揺動押圧片を示す図である。 本発明によるリンクプレートの一部を示す図である。 接触面領域の変位を説明するための、本発明によるリンクプレートチェンの押圧片対を示す平面図である。 図４に相当する図である。 負荷状態で公知のリンクプレートチェンにおける力分配を説明するための２つの図である。 図６に相当する、本発明によるリンクプレートチェンにおける力分配を説明するための図である。 負荷状態で生じる面圧分配を説明するための押圧片対を示す図である。 幾何学特性を説明するための図である。

符号の説明

１ 押圧片、 ２ リンクプレートチェン、 ３ 開口、 ４ チェンリンクプレート、 ５ 転動面、 ６ 第１の接触領域、 ７ 第２の接触領域、 ８ 中心点、 ９ 中心点、 １０ 押圧片、 １１ 転動面、 １２ 波線、 １３ 押圧片、 １４ 下位の当接面、 １５ 上位の当接面、 １６ 矢印、 １７ 垂線、 １８ 開始点、 １９ 開始点、 Ｂ 幅方向、 Ｍ 中心点、 Ｌ 走行方向、 Ｈ 高さ方向

Claims (12)

1. 車両駆動装置のためのリンクプレートチェンであって、
   押圧片（１，１３）を介して互いに枢着式に結合された複数のチェンリンクプレート（４）が設けられており、押圧片（１，１３）が、リンクプレートチェン（２）の縦方向に対して横向きに延びていて、かつチェンリンクプレート（４）の開口（３）内に配置されており、押圧片（１，１３）およびチェンリンクプレート（４）に、それぞれカーブして形成された当接面（１４，１５）が配置されており、これらの当接面（１４，１５）に沿って、押圧片（１，１３）とチェンリンクプレート（４）とが、力伝達のために互いに当接するようになっており、押圧片（１，１３）に、カーブして形成された転動面（５）が配置されており、転動面（５）に沿って、押圧片（１，１３）が、力伝達のために転動し合い、押圧片（１，１３）が、リンクプレートチェン（２）の縦方向で延びる横断面で、押圧片高さ方向（Ｈ）でみて非対称的に形成されており、当接面（１４，１５）が、押圧片高さ方向で、押圧片（１，１３）とチェンリンクプレート（４）との間の上下の接触面領域に設けられている形式のものにおいて、
   押圧片（１，１３）が、転動面（５）の領域で、異なる曲率を有する少なくとも２つの領域（６，７）であって、隣接する押圧片（１，１３）の、屈曲状態で生じる第１の接触領域（６）と、該第１の接触領域（６）よりも小さい曲率を有する、隣接する押圧片（１，１３）の、引張負荷時に真っ直ぐなリンクプレートチェン区分で生じる第２の接触領域（７）とを有しており、
   転動面（５）に沿った領域（６，７）が、それぞれカーブ長さを有しており、第１の領域（６）のカーブ長さが第２の領域（７）のカーブ長さよりも長いことを特徴とする、リンクプレートチェン。
2. 少なくとも２つの領域（６，７）の内側で、曲率がそれぞれ一定である、請求項１記載のリンクプレートチェン。
3. 少なくとも１つの領域（６，７）の内側で、転動面（５）に沿って変化する曲率が設けられている、請求項１記載のリンクプレートチェン。
4. 隣接する２つの押圧片（１，１３）の間の接触点が、押圧片高さ方向でみて、押圧片高さ中心（Ｍ）に向かって変位されるように、第２の接触領域（７）における曲率が選択されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のリンクプレートチェン。
5. 隣接する２つの押圧片（１，１３）の間の接触点が、押圧片高さ方向でみて、押圧片高さ中心（Ｍ）に向かって変位されるように、第１の接触領域（６）における曲率が選択されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のリンクプレートチェン。
6. 第１の接触領域（６）に対する第２の接触領域（７）の曲率の比が、０．２５から０．９までの範囲である、請求項１から５までのいずれか１項記載のリンクプレートチェン。
7. 前記曲率の比が０．２５から０．８３までの範囲である、請求項６記載のリンクプレートチェン。
8. 第１の接触領域（６）に対する第２の接触領域（７）の曲率の比が、０．５である、請求項１から７までのいずれか１項記載のリンクプレートチェン。
9. 前記第２の接触領域（７）における曲率と、前記第１の接触領域（６）における曲率との比が７：１６である、請求項１から７までのいずれか１項記載のリンクプレートチェン。
10. 押圧片（１，１３）とチェンリンクプレート（４）との当接面（１４，１５）の領域に生じる力分配が、リンクプレートチェン（４）に対する押圧片（１，１３）の回動傾向に対抗するように、第２の接触領域（７）における曲率が選択されている、請求項４から９までのいずれか１項記載のリンクプレートチェン。
11. 前記第２の領域（７）のカーブ長さと、前記第１の領域（６）のカーブ長さとの比が、１：２である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のリンクプレートチェン。
12. 少なくとも１つの領域（６，７）が、円弧セグメントであり、該円弧セグメントの中心点（８，９）が、転動面（５）に沿った領域（６，７）の、外側に位置する開始点（１８，１９）の接続線の中心上にひかれた垂線（１７）の外側に位置する、請求項１から１１までのいずれか１項記載のリンクプレートチェン。

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