用于無(wú)級(jí)變速器的鏈條的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于無(wú)級(jí)變速器的鏈條，其卷繞成跨越在各自具有能夠改變其間的距離的面對(duì)的錐形表面的兩個(gè)帶輪之間并由所述面對(duì)的錐形表面夾在中間，該鏈條包括鏈節(jié)單元和銷(xiāo)，其中，所述鏈節(jié)單元中的每個(gè)鏈節(jié)單元均構(gòu)造成使得各自具有開(kāi)口的板形鏈節(jié)沿鏈條周向方向定向并沿鏈條寬度方向布置，所述銷(xiāo)中的每個(gè)銷(xiāo)均延伸穿過(guò)沿鏈條周向方向相鄰的鏈節(jié)單元中的鏈節(jié)的開(kāi)口并在其兩端處接觸滑輪（20、22）的錐形表面。表示每個(gè)銷(xiāo)的每個(gè)端面的、在垂直于鏈條周向方向的平面中的形狀的形狀曲線（52）的曲率半徑在帶輪徑向方向上的內(nèi)側(cè)處比在是每個(gè)銷(xiāo)上的載荷為0時(shí)的接觸點(diǎn)的初始接觸點(diǎn)（C0）處更大。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于無(wú)級(jí)變速器的鏈條
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器的鏈條，并且更具體地涉及該鏈條的結(jié)構(gòu)。【背景技術(shù)】
[0002]存在一種無(wú)級(jí)變速器，其包括兩個(gè)帶輪以及柔性環(huán)狀構(gòu)件。所述兩個(gè)帶輪各自具有能夠改變其間的距離的一對(duì)面對(duì)的錐形表面。該柔性環(huán)狀構(gòu)件卷繞成跨越在所述兩個(gè)滑輪之間。所述帶輪中的一個(gè)帶輪的旋轉(zhuǎn)通過(guò)該柔性環(huán)狀構(gòu)件傳遞至所述帶輪中的另一帶輪。此時(shí)，卷繞在每個(gè)帶輪上的柔性環(huán)狀構(gòu)件的半徑通過(guò)改變對(duì)應(yīng)的錐形表面之間的距離來(lái)改變，因此可以改變速比。在日本專(zhuān)利N0.4821022中描述了一種用作無(wú)級(jí)變速器的柔性環(huán)狀構(gòu)件的鏈條(板鏈節(jié)式鏈條)。
[0003]該鏈條構(gòu)造成使得沿鏈條周向方向布置的鏈節(jié)(板39、40)通過(guò)延伸穿過(guò)這些鏈節(jié)的銷(xiāo)(樞軸件32、33)彼此聯(lián)接。每個(gè)銷(xiāo)的端面接觸每個(gè)帶輪的錐形表面，并且每個(gè)銷(xiāo)均由每對(duì)面對(duì)的滑輪夾在中間。在垂直于鏈條周向方向的平面中，接觸每個(gè)滑輪的、每個(gè)銷(xiāo)的每個(gè)端面的形狀均為圓弧(見(jiàn)段落0023等)。通過(guò)使每個(gè)銷(xiāo)端面形成為圓弧形，減小了銷(xiāo)緊抓每個(gè)帶輪時(shí)的沖擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器的情況下，鏈條的銷(xiāo)緊抓帶輪時(shí)的沖擊變?yōu)檎駝?dòng)力，因而產(chǎn)生了噪音。然而，除非每個(gè)銷(xiāo)的端面形成為圓弧形以允許銷(xiāo)和帶輪與日本專(zhuān)利N0.4821022的情況一樣盡可能平滑地彼此接觸，否則可能不會(huì)獲得減小噪音的充分效果。
[0005]本發(fā)明涉及一種減小了鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器的噪音的鏈條。
[0006]本發(fā)明的一方面提供了一種用于無(wú)級(jí)變速器的鏈條，該鏈條卷繞成跨越在兩個(gè)帶輪之間，所述兩個(gè)帶輪各自具有能夠改變其間的距離的一對(duì)面對(duì)的錐形表面，該鏈條由成對(duì)的面對(duì)的所述錐形表面夾在中間。該鏈條在所述兩個(gè)帶輪之間傳遞動(dòng)力或旋轉(zhuǎn)。該鏈條包括鏈節(jié)單元和銷(xiāo)，其中，每個(gè)鏈節(jié)單元構(gòu)造成使得各自具有開(kāi)口的多個(gè)板形鏈節(jié)沿鏈條的周向方向定向，并且所述多個(gè)板形鏈節(jié)沿鏈條的寬度方向布置，每個(gè)銷(xiāo)延伸穿過(guò)所述鏈節(jié)單元中的一個(gè)鏈節(jié)單元的鏈節(jié)的開(kāi)口和所述鏈節(jié)單元中的另一鏈節(jié)單元的鏈節(jié)的開(kāi)口，所述鏈節(jié)單元中的所述另一鏈節(jié)單元與所述鏈單節(jié)元中的所述一個(gè)鏈節(jié)單元在鏈條的周向方向上相鄰，并且所述銷(xiāo)中的每個(gè)銷(xiāo)均在其兩端處接觸成對(duì)的所述錐形表面。每個(gè)銷(xiāo)的接觸帶輪的錐形表面的每個(gè)端面的形狀是這樣的形狀，使得:表示在垂直于鏈條的周向方向的平面中的形狀的形狀曲線的曲率半徑在帶輪徑向方向上的內(nèi)側(cè)處比在初始接觸點(diǎn)處更大，該初始接觸點(diǎn)為每個(gè)銷(xiāo)上的沿中心線方向的載荷為O時(shí)的接觸點(diǎn)。
[0007]當(dāng)銷(xiāo)由于銷(xiāo)上的沿中心線方向的載荷而變形時(shí)，接觸點(diǎn)的位置朝向沿帶輪徑向方向的內(nèi)側(cè)移動(dòng)。當(dāng)銷(xiāo)上的載荷接近O時(shí)，形狀曲線的在接觸點(diǎn)附近的曲率半徑是小的，因此，接觸點(diǎn)的位置不會(huì)移動(dòng)得那么多。當(dāng)載荷增加并且接觸點(diǎn)向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，形狀曲線的該接觸點(diǎn)處的曲率半徑變大，并且接觸點(diǎn)的移動(dòng)增加。然而，由于載荷小時(shí)接觸點(diǎn)的移動(dòng)小，因此接觸點(diǎn)距離初始接觸點(diǎn)的距離同樣在載荷大時(shí)也受到抑制。當(dāng)載荷大時(shí)，曲率半徑大，因此接觸面積增加并且接觸力減小。[0008]該形狀曲線可以具有曲率半徑從初始接觸點(diǎn)朝向帶輪徑向方向上的內(nèi)側(cè)逐漸增加的部分。
[0009]該形狀曲線可以在相對(duì)于初始接觸點(diǎn)的、帶輪徑向方向上的內(nèi)側(cè)具有呈下述形狀的部分，該形狀在任意點(diǎn)處的曲率半徑由rO+rθ τ表示，其中形狀曲線上的任意點(diǎn)處的切線與初始接觸點(diǎn)處的切線之間所形成的角由Θ表示并且r0、r、τ為任意實(shí)數(shù)。
[0010]在上述ro+r0 τ中，任意實(shí)數(shù)τ可以為I。該曲線為漸開(kāi)線曲線。
[0011]銷(xiāo)沿鏈條的周向方向的布置節(jié)距可以是隨意節(jié)距。
[0012]每個(gè)銷(xiāo)的初始接觸點(diǎn)的位置可以從每個(gè)銷(xiāo)的中心線朝向帶輪徑向方向上的外側(cè)偏移。
[0013]偏移率可以大于或等于0.16。此外，偏移率可以小于或等于0.38。
[0014]每個(gè)銷(xiāo)的相對(duì)于帶輪的錐形表面的接觸點(diǎn)的位置被保持在沿帶輪徑向方向的外側(cè)處。因此，每個(gè)銷(xiāo)均容易變形，并且每個(gè)銷(xiāo)在緊抓時(shí)的沖擊被抑制，從而減小了噪音。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下文中將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)及工業(yè)意義，在附圖中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，并且在附圖中:
[0016]圖1為示出鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器的相關(guān)部分的視圖；
[0017]圖2為示出鏈條的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0018]圖3為用于說(shuō)明該鏈條的結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0019]圖4為示出該鏈條的結(jié)構(gòu)的平面圖；
[0020]圖5Α和圖5Β為說(shuō)明每個(gè)銷(xiāo)的變形的視圖；
[0021]圖6為示出每個(gè)銷(xiāo)的變形量改變時(shí)振動(dòng)力的頻數(shù)分布的變化的圖示；
[0022]圖7為示出每個(gè)銷(xiāo)接觸帶輪的狀態(tài)的細(xì)節(jié)圖；
[0023]圖8為示出初始接觸點(diǎn)的偏移率與銷(xiāo)長(zhǎng)度的變形率之間的相互關(guān)系的圖示；
[0024]圖9Α和圖9Β為示出取決于曲率半徑的接觸點(diǎn)的位移的差異的視圖；
[0025]圖10為示出每個(gè)銷(xiāo)端部的形狀的立體圖；
[0026]圖11為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的每個(gè)銷(xiāo)端面的形狀的視圖；
[0027]圖12為示出每個(gè)銷(xiāo)端面的相對(duì)于鏈條厚度方向上的位置的曲率半徑的圖示；
[0028]圖13為示出與銷(xiāo)在銷(xiāo)中心線處接觸帶輪的情況相比銷(xiāo)長(zhǎng)度相對(duì)于銷(xiāo)載荷的變形率的圖示；
[0029]圖14為示出與銷(xiāo)在銷(xiāo)中心線處接觸帶輪的情況相比每個(gè)銷(xiāo)的最大接觸壓力的圖示；
[0030]圖15為示出每個(gè)銷(xiāo)端面處的接觸壓力分布的視圖；以及
[0031]圖16為說(shuō)明曲率參數(shù)r和初始曲率半徑r0的選擇范圍的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1示出鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器10的相關(guān)部分。鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器10包括兩個(gè)帶輪12、14以及卷繞成跨越在這些帶輪之間的鏈條
16。所述帶輪中的一個(gè)帶輪被稱(chēng)作輸入帶輪12，并且所述帶輪中的另一帶輪被稱(chēng)作輸出帶輪14。輸入帶輪12包括定滑輪20和動(dòng)滑輪22。定滑輪20固定到輸入軸18。動(dòng)滑輪22能夠沿著輸入軸18在輸入軸18上可滑動(dòng)地移動(dòng)。定滑輪20和動(dòng)滑輪22的互相面對(duì)的表面各自具有錐形側(cè)面形狀，并且這些表面被稱(chēng)作錐形表面(圓錐形表面)24、26。此處，每個(gè)錐形表面均包括完全(常規(guī))錐形表面以及略微凸形或略微凹形的大致錐形表面。錐形表面24,26形成V形凹槽，并且鏈條16位于該凹槽中，使得鏈條16的側(cè)表面由錐形表面24、26夾在中間。同輸入帶輪12—樣，輸出帶輪14包括定滑輪30和動(dòng)滑輪32。定滑輪30固定到輸出軸28。動(dòng)滑輪32能夠沿著輸出軸28在輸出軸28上可滑動(dòng)地移動(dòng)。定滑輪30和動(dòng)滑輪32的互相面對(duì)的表面各自具有錐形側(cè)面形狀，并且這些表面被稱(chēng)作錐形表面34、36。錐形表面34、36形成V形凹槽，并且鏈條16位于該凹槽中，使得鏈條16的側(cè)表面由錐形表面34、36夾在中間。
[0033]輸入帶輪12的定滑輪和動(dòng)滑輪的布置與輸出帶輪14的定滑輪和動(dòng)滑輪的布置相反。即，動(dòng)滑輪26在輸入帶輪12中位于圖1中的右側(cè)處；而動(dòng)滑輪32在輸出帶輪14中位于左側(cè)處。通過(guò)滑動(dòng)動(dòng)滑輪22、32，互相面對(duì)的錐形表面24、26之間的距離和互相面對(duì)的錐形表面34、36之間的距離發(fā)生變化，并且由這些錐形表面形成的V形凹槽中的每個(gè)V形凹槽的寬度發(fā)生變化。由于凹槽寬度的變化，鏈條的卷繞半徑變化。即，當(dāng)動(dòng)滑輪22遠(yuǎn)離定滑輪20移動(dòng)或動(dòng)滑輪32遠(yuǎn)離定滑輪30移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的凹槽寬度擴(kuò)大，并且鏈條16移動(dòng)至凹槽的更深的位置，因此卷繞半徑減小。另一方面，當(dāng)動(dòng)滑輪22靠近定滑輪20或動(dòng)滑輪32靠近定滑輪30時(shí)，對(duì)應(yīng)的凹槽寬度變窄，并且鏈條16移動(dòng)至凹槽的較淺的位置，因此卷繞半徑增大。卷繞半徑的變化在輸入帶輪12與輸出帶輪14之間互逆。因此，防止了鏈條16的松弛。由于動(dòng)滑輪22或動(dòng)滑輪32滑動(dòng)，對(duì)應(yīng)的V形凹槽的寬度連續(xù)變化，并且卷繞半徑也連續(xù)變化。因此，可以連續(xù)改變動(dòng)力從輸入軸18傳遞至輸出軸28的速比。
[0034]圖2至圖4為示出鏈條16的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)圖。在以下描述中，鏈條16延伸的方向被稱(chēng)作周向方向，垂直于該周向方向并平行于輸入軸18和輸出軸28的方向被稱(chēng)作寬度方向，并且垂直于該周向方向和該寬度方向兩者的方向被稱(chēng)作厚度方向。圖2為示出沿寬度方向觀察時(shí)鏈條16的一部分的視圖。圖3為鏈條16的提取部分的分解圖。圖4為示出從外周側(cè)沿厚度方向觀察時(shí)鏈條16的一部分的視圖。
[0035]在圖2中，水平方向?yàn)橹芟蚍较?，豎直方向?yàn)楹穸确较?，并且延伸穿過(guò)紙張的方向?yàn)閷挾确较?。此外，上?cè)是鏈條16的外側(cè)。鏈條16通過(guò)使板形鏈節(jié)40與棒形銷(xiāo)42a、42b組合而形成。每個(gè)鏈節(jié)40均具有開(kāi)口 38a、38b。各單個(gè)鏈節(jié)40具有包括厚度的相同形狀，棒形銷(xiāo)42a具有相同形狀，并且棒形銷(xiāo)42b具有相同形狀。鏈節(jié)40以預(yù)定模式沿寬度方向布置(見(jiàn)圖4)，并且每對(duì)銷(xiāo)42a、42b分別在鏈節(jié)40的兩端處延伸穿過(guò)開(kāi)口 38a、38b。當(dāng)鏈條16被滑輪對(duì)夾在中間時(shí),一對(duì)銷(xiāo)42a、42b中的每個(gè)銷(xiāo)的兩端或一對(duì)銷(xiāo)42a、42b中的任一銷(xiāo)的兩端接觸輸入帶輪12的錐形表面24、26以及輸出帶輪14的錐形表面34、36。一對(duì)銷(xiāo)42a、42b與所述銷(xiāo)所延伸穿過(guò)的鏈節(jié)40的組被稱(chēng)作鏈條元件44 (見(jiàn)圖3)。
[0036]圖3以部分省略狀態(tài)示出兩個(gè)鏈條元件44-1、44-2。后綴“_3”在使鏈條元件以及該鏈條元件的鏈節(jié)和銷(xiāo)區(qū)別于其他元件時(shí)使用。鏈條元件44-2由多個(gè)鏈節(jié)40-2以及延伸穿過(guò)鏈節(jié)40-2的一對(duì)銷(xiāo)42a-2、42b-2形成。銷(xiāo)42a_2、42b_2被分別在鏈節(jié)40-2的兩端處壓配合至開(kāi)口 38a-l、38b-l，或者通過(guò)另一方法固定就位并連接。鏈條元件44-1也是由多個(gè)鏈節(jié)40-1以及延伸穿過(guò)鏈節(jié)40-1的一對(duì)銷(xiāo)42a-l、42b-l類(lèi)似地形成。此夕卜，一個(gè)鏈條元件的多個(gè)鏈節(jié)40組成鏈節(jié)單元46。
[0037]相鄰的鏈條元件44-1、44_2通過(guò)使銷(xiāo)42a、42b分別穿過(guò)配對(duì)的鏈節(jié)40的開(kāi)口38b、38a而被聯(lián)接。如圖3所示，左側(cè)鏈條元件44_2的銷(xiāo)42b_2布置在開(kāi)口 38a_l中以位于右側(cè)鏈條元件44-1的銷(xiāo)42a-l的右側(cè)上。另一方面，右側(cè)鏈條元件44_1的銷(xiāo)42a_l布置在開(kāi)口 38b-2中以位于左側(cè)鏈條元件44-2的銷(xiāo)42b-2的左側(cè)上。銷(xiāo)42b_2、42a_l在它們的側(cè)表面處彼此接觸，并且鏈條16的張力被傳遞。當(dāng)鏈條16彎曲時(shí)，相鄰的銷(xiāo)，例如銷(xiāo)42b-2、42a-l，移動(dòng)以在互相接觸表面上滾動(dòng)，并且允許彎曲。
[0038]圖5A和圖5B為說(shuō)明銷(xiāo)被滑輪對(duì)夾在中間時(shí)每個(gè)銷(xiāo)的變形的視圖。圖5A和圖5B示出輸入帶輪12。然而，這同樣適用于輸出帶輪。圖5A和圖5B示出接觸輸入帶輪的滑輪的錐形表面24、26的銷(xiāo)。在下文中，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，將通過(guò)將附圖標(biāo)記42指定給銷(xiāo)42a和42b之中接觸錐形表面的銷(xiāo)來(lái)進(jìn)行描述。
[0039]圖5A和圖5B示出在垂直于鏈條16的周向方向的橫截面中銷(xiāo)42、定滑輪20和動(dòng)滑輪22的示意性形狀。此外，省略了鏈條的鏈節(jié)40。在銷(xiāo)42未承受來(lái)自輸入帶輪12的兩個(gè)滑輪20、22的力的狀態(tài)下，銷(xiāo)42沿著中心線的長(zhǎng)度(自由長(zhǎng)度)為L(zhǎng) (見(jiàn)圖5A)。當(dāng)銷(xiāo)42以載荷F夾置在滑輪20與22之間時(shí)，銷(xiāo)42沿帶輪徑向方向朝向內(nèi)側(cè)彎曲并且隨后銷(xiāo)中心軸線方向上的長(zhǎng)度如圖5B所示地減小。此時(shí)銷(xiāo)42長(zhǎng)度的變化用Λ L表示。通過(guò)將長(zhǎng)度變化Λ L除以載荷和銷(xiāo)自由長(zhǎng)度L而獲得的值被定義為銷(xiāo)長(zhǎng)度的變形率，并且銷(xiāo)的變形量被常規(guī)化。
[0040](銷(xiāo)長(zhǎng)度的變形率)=AL/(FXL) (I)
[0041]圖6為示出設(shè)置銷(xiāo)的變形量的差異時(shí)的振動(dòng)力的頻率特性的對(duì)比計(jì)算結(jié)果的圖示。示出了相同旋轉(zhuǎn)速度時(shí)的頻率分布。由實(shí)線表示的圖線示出了銷(xiāo)的變形量的特性，該變形量為用于由虛線表示的圖線的銷(xiāo)的變形量的兩倍。通過(guò)增加銷(xiāo)的變形量，減小高階分量特別是三階分量和更高階分量是有效的，并且這在3kHz和更高頻帶中——特別是在3至5kHz頻帶中——被確認(rèn)為是有效的。
[0042]在本實(shí)施方式中，為了改變銷(xiāo)42的變形率，當(dāng)無(wú)載荷F施加時(shí)銷(xiāo)42與滑輪的錐形表面24、26之間的接觸點(diǎn)C的位置從銷(xiāo)的中心線轉(zhuǎn)移。在下文中，無(wú)載荷施加(F=O)時(shí)的接觸點(diǎn)被稱(chēng)作“初始接觸點(diǎn)CO”。銷(xiāo)42的每個(gè)端面略微彎曲。通過(guò)轉(zhuǎn)移彎曲形狀的頂點(diǎn)的位置，可以改變每個(gè)初始接觸點(diǎn)CO的位置。圖7為圖5A的初始接觸點(diǎn)CO附近的部分的放大視圖，并且如同圖5A的情況示出垂直于鏈條的周向方向的橫截面。如圖7所示，銷(xiāo)42與滑輪22之間的初始接觸點(diǎn)CO的位置由距離穿過(guò)銷(xiāo)42的沿帶輪徑向方向的尺寸b的中心的中心線s的距離d定義。此外，通過(guò)將偏移量d除以尺寸b而獲得的值被稱(chēng)作偏移率。
[0043](偏移率)=d/b(2)
[0044]此處，在附圖中，從圖7中的銷(xiāo)的中心線的向上偏移為正，而向下偏移為負(fù)。
[0045]由于每個(gè)銷(xiāo)端面均是彎曲的，因此當(dāng)銷(xiāo)42由于載荷F而變形時(shí)，銷(xiāo)42的每個(gè)接觸點(diǎn)C的位置朝向輸入帶輪12徑向內(nèi)側(cè)(圖5A和圖7中向下)移動(dòng)。此外，通過(guò)施加載荷F，銷(xiāo)42的每個(gè)端面變平，并且接觸錐形表面的部分變成具有面積的接觸區(qū)域。在下文中，接觸區(qū)域中接觸壓力最大的點(diǎn)被稱(chēng)作接觸點(diǎn)C。[0046]圖8為示出了接觸點(diǎn)的偏移率與3至5kHz頻帶中的聲壓(總值)之間的相互關(guān)系的圖示。如該圖示所示，能夠理解的是，在初始接觸點(diǎn)的偏移率增加時(shí)，即，在初始接觸點(diǎn)CO的位置設(shè)定在沿帶輪徑向方向的外側(cè)處時(shí)，更有效地減小噪音。因此，在銷(xiāo)42由滑輪20、22夾在中間并且也施加載荷F之后，理想的是，每個(gè)接觸點(diǎn)C盡可能地不移動(dòng)并且位于外側(cè)處。這是第一個(gè)要求。當(dāng)實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求時(shí)，銷(xiāo)42變形并且進(jìn)一步吸收沖擊。
[0047]圖9A和圖9B為示出了每個(gè)接觸點(diǎn)在每個(gè)銷(xiāo)端面的曲線為圓弧曲線——即具有單一 /簡(jiǎn)單曲率半徑的曲線一時(shí)移動(dòng)的狀態(tài)的視圖。圖9A示出曲率半徑大的情況。圖9B示出曲率半徑小的情況。在兩種情況之間，初始接觸點(diǎn)CO的位置相同，并且當(dāng)施加相同載荷時(shí)，即當(dāng)銷(xiāo)42的彎曲相同時(shí)，接觸點(diǎn)分別由附圖標(biāo)記Cl、C2表示。從圖9A和圖9B中能夠理解的是，接觸點(diǎn)的移動(dòng)隨曲率半徑的增加而增加。因此，為了盡可能地將接觸點(diǎn)C的位置保持在帶輪的徑向外側(cè)處，理想地曲率半徑是小的。另一方面，當(dāng)曲率半徑減小時(shí)，接觸面積減小，并且接觸壓力增加。因此，當(dāng)載荷F大時(shí)，理想地曲率半徑是大的。這是第二個(gè)要求。
[0048]上述兩個(gè)要求通過(guò)減小每個(gè)初始接觸點(diǎn)CO處或每個(gè)初始接觸點(diǎn)CO附近的曲率半徑并增加沿帶輪徑向方向的內(nèi)側(cè)處的曲率半徑而實(shí)現(xiàn)。通過(guò)減小每個(gè)初始接觸點(diǎn)CO處或每個(gè)初始接觸點(diǎn)CO周?chē)那拾霃?，?dāng)銷(xiāo)中心線方向上的載荷F小時(shí)，可以抑制每個(gè)接觸點(diǎn)C的移動(dòng)。此時(shí)，載荷F是小的，因此接觸壓力不會(huì)增加到影響銷(xiāo)的強(qiáng)度等。另一方面，當(dāng)曲率半徑大時(shí)，相對(duì)于銷(xiāo)的變形的每個(gè)接觸點(diǎn)的移動(dòng)增加。然而，由于每個(gè)接觸點(diǎn)C在載荷F小的范圍內(nèi)的位移是小的，因此即使當(dāng)輔助F大時(shí)仍可以抑制從初始接觸點(diǎn)CO的位移。如果假定載荷F逐漸增加并且變成高載荷，這是能夠容易理解的。當(dāng)載荷小時(shí)，接觸點(diǎn)C的移動(dòng)在載荷增加的情況下是小的；然而，隨著載荷的增加，接觸點(diǎn)C的移動(dòng)在載荷增加的情況下增加。然而，由于小載荷時(shí)的位移小，因此載荷已增加前的總位移被相應(yīng)地抑制。另一方面，當(dāng)接觸點(diǎn)處的曲率半徑大時(shí)，接觸區(qū)域增加，因此可以減小接觸壓力。
[0049]將描述每個(gè)銷(xiāo)端面的形狀的另一具體示例。圖10為銷(xiāo)42的端面50的細(xì)節(jié)圖。銷(xiāo)端面50形成為大致凸形形狀。附圖中用雙箭頭表示的方向是鏈條的周向方向。在附圖中，豎直方向是鏈條的厚度方向，并且該方向在銷(xiāo)42位于帶輪中——即銷(xiāo)42由滑輪夾在中間——時(shí)與帶輪徑向方向一致。在附圖中，上側(cè)是沿帶輪徑向方向的外側(cè)，并且下側(cè)是沿帶輪徑向方向的內(nèi)側(cè)。銷(xiāo)42的縱向方向是鏈條的寬度方向，以及該方向與帶輪的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的方向一致。穿過(guò)鏈條的中心線并垂直于鏈條的周向方向的平面中的每個(gè)銷(xiāo)端面的形狀被稱(chēng)作形狀曲線。該形狀曲線通過(guò)由附圖標(biāo)記52表示的虛線和從圖10中的虛線延伸的實(shí)線示出。初始接觸點(diǎn)CO被允許相對(duì)于銷(xiāo)的中心線定位在沿帶輪徑向方向的外側(cè)處。接觸點(diǎn)C在施加載荷時(shí)從初始接觸點(diǎn)CO沿著形狀曲線52的實(shí)線部分移動(dòng)。接觸點(diǎn)C無(wú)需移動(dòng)至形狀曲線52的下端。
[0050]該形狀曲線可以是由具有兩個(gè)或更多個(gè)曲率半徑的連續(xù)圓弧形成的曲線。此時(shí)，第一部分的曲率半徑大于相對(duì)于第一部分位于沿帶輪徑向方向的外側(cè)的第二部分的曲率半徑。所述曲率半徑可以朝向沿帶輪徑向方向的內(nèi)側(cè)連續(xù)變化。
[0051]圖11是形狀曲線52的示例的細(xì)節(jié)圖。圖11所示的形狀曲線52具有任意點(diǎn)處的曲率半徑被如下表示的部分，其中，在該形狀曲線52中，曲線的任意點(diǎn)處的切線與初始接觸點(diǎn)CO處的切線之間形成的角度為Θ。[0052]rO+r θ τ (其中 rO、r、τ 為任意實(shí)數(shù))(3)
[0053]由上述數(shù)學(xué)表達(dá)式(3 )表示的部分可以看作是可以由于載荷而彎曲成接觸滑輪的部分。具體地，例如，該部分的范圍為從初始接觸點(diǎn)CO、朝向沿帶輪徑向方向的內(nèi)側(cè)、至最大載荷施加至銷(xiāo)時(shí)的接觸點(diǎn)C或接觸區(qū)域。當(dāng)銷(xiāo)42在形狀曲線52上的點(diǎn)C處接觸滑輪20、
22時(shí)，形狀曲線的曲率半徑用rO+rθ τ表示，其大于初始接觸點(diǎn)CO處的rO。數(shù)學(xué)表達(dá)式
(3)在τ=1時(shí)表示漸開(kāi)線曲線。
[0054]圖12為示出改變?chǔ)拥闹禃r(shí)形狀曲線的曲率半徑的變化的圖示。橫坐標(biāo)軸表示相對(duì)于銷(xiāo)中心(O)的位置，并且右側(cè)表示沿帶輪徑向方向的外側(cè)。初始接觸點(diǎn)的位置由CO表示。能夠理解的是，曲率半徑從初始接觸點(diǎn)CO逐漸增加。
[0055]在垂直于鏈條的厚度方向的平面所截取的橫截面中銷(xiāo)端面50的形狀可以具有單一的曲率半徑。在與滑輪的接觸被假定為沿厚度方向的范圍中，銷(xiāo)端面50可以具有共同的截面形狀。
[0056]圖13為利用由數(shù)學(xué)表達(dá)式(I)限定的銷(xiāo)長(zhǎng)度的變形率來(lái)示出與接觸點(diǎn)位于銷(xiāo)中心線處的情況相比的變形量的對(duì)比的圖示。即，2.0的變形率意味著變形是與銷(xiāo)在銷(xiāo)中心線處接觸滑輪的情況下的銷(xiāo)長(zhǎng)度的變形率對(duì)應(yīng)的變形的兩倍。該圖示中的虛線示出了初始接觸點(diǎn)CO轉(zhuǎn)移至外側(cè)并且形狀曲線具有單一曲率半徑的情況。該圖示中的實(shí)線表示初始接觸點(diǎn)CO設(shè)定為與虛線的情況中一樣并且形狀曲線具有通過(guò)在數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)中設(shè)定τ =1而獲得的曲率半徑的情況。數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)中的參數(shù)設(shè)定成使得最大載荷時(shí)的最大接觸壓力與單一曲率半徑(虛線)的情況中的相等。
[0057]圖14為示出與沿中心線方向施加到銷(xiāo)的載荷F對(duì)應(yīng)的最大接觸壓力的圖示。實(shí)線與虛線之間的區(qū)別類(lèi)似于圖13的實(shí)線與虛線之間的區(qū)別。如上所述，在實(shí)線與虛線之間，最大載荷時(shí)的最大接觸壓力相等。
[0058]從圖13中能夠理解的是，銷(xiāo)在由數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)表示形狀曲線的情況下比在單一曲率半徑的情況下變形了更大的量。因此，銷(xiāo)緊抓帶輪時(shí)的沖擊減小，從而能夠預(yù)期有利地減小了噪音。此外，從圖14中能夠理解的是，接觸壓力增加，但是接觸壓力的增加量并不那么大。
[0059]圖15為示出載荷F施加到銷(xiāo)時(shí)的接觸壓力分布的視圖。每個(gè)銷(xiāo)端面50中繪出的圈是連接相等接觸壓力的等壓線。內(nèi)部等壓線表示更高的接觸壓力。低載荷F1、中間載荷F2以及高載荷F3分別對(duì)應(yīng)于圖13和圖14中所示的銷(xiāo)載荷“F1”、“F2”以及“F3”。此外，上列表示在形狀曲線52為單一曲線即圓弧的情況下的接觸壓力分布。即，上列對(duì)應(yīng)于由圖13和圖14中的虛線表示的情況。下列表示在形狀曲線52通過(guò)在數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)中設(shè)定τ=1而獲得一即形狀曲線52為漸開(kāi)線曲線一的情況下的接觸壓力分布。即，下列對(duì)應(yīng)于由圖13和圖14中的實(shí)線表示的情況。在低載荷Fl時(shí)，接觸點(diǎn)處的曲率半徑在漸開(kāi)線情況下比在圓弧情況下更小，因此接觸區(qū)域狹窄并且最大接觸壓力也高。此時(shí)的最大接觸壓力由于小載荷而不是那么高，并且不會(huì)影響銷(xiāo)的強(qiáng)度、耐用性等。數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)中的參數(shù)(r、rO)被確定成使得在高載荷F3時(shí)最大接觸壓力與圓弧情況下的相等。該接觸區(qū)域也大致相等。漸開(kāi)線情況下從低載荷Fl到高載荷F3的接觸點(diǎn)的位移D2小于接觸點(diǎn)的位移Dl(D1>D2)。通過(guò)采用漸開(kāi)線，接觸點(diǎn)在高載荷時(shí)位于沿帶輪徑向方向的外側(cè)處，因此銷(xiāo)42容易變形并且能夠預(yù)期有利 地減小噪音。[0060]圖16為說(shuō)明設(shè)定表示形狀曲線的示例的數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)中的參數(shù)(曲率參數(shù)r、初始曲率半徑r0)的方法的視圖。在這種方法中，由數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)表示的形狀曲線與具有單一曲率半徑(150mm)的形狀曲線52對(duì)比來(lái)進(jìn)行估算。此處，漸開(kāi)線(τ=1)將作為示例來(lái)描述。此外，對(duì)比是在鏈條的卷繞半徑最小并且銷(xiāo)載荷F最大的情況下做出的。這是銷(xiāo)端面上的接觸壓力最高的條件。
[0061]在圖16中，由數(shù)學(xué)表達(dá)式(I)限定的銷(xiāo)長(zhǎng)度的變形率的對(duì)比由實(shí)線表示。指定給線的附圖標(biāo)記表示與單一曲率半徑的情況相比銷(xiāo)長(zhǎng)度的變形的變化程度。例如，當(dāng)數(shù)值為1.1時(shí)，其表示變形以1.1的系數(shù)發(fā)生。與單一曲率半徑的情況相比需要進(jìn)一步的變形，因此，例如，參數(shù)(r、r0)被選擇成落入由數(shù)值1.05表示的實(shí)線的左側(cè)的區(qū)域內(nèi)。
[0062]圖16中的虛線表示接觸壓力的最大值的對(duì)比。當(dāng)數(shù)值為0.9時(shí)，其表示最大接觸壓力為單一曲率半徑(150_)的情況下的最大接觸壓力的0.9倍。如果該單一曲率半徑考慮到銷(xiāo)的強(qiáng)度、耐用性等而確定，則承受比單一曲率半徑的接觸壓力更高的接觸壓力可能會(huì)導(dǎo)致銷(xiāo)的強(qiáng)度、耐用性等性能出現(xiàn)問(wèn)題。因此，參數(shù)(r、r0)被選擇成落入數(shù)值1.0的虛線的右上側(cè)的區(qū)域內(nèi)。
[0063]通過(guò)上述兩個(gè)條件(銷(xiāo)長(zhǎng)度的變形率、接觸壓力的最大值)，曲率參數(shù)r和初始曲率半徑r0被允許從圖16中的斜線陰影范圍中選擇。
[0064]在圖8中，空?qǐng)A“O”表示實(shí)際測(cè)量值。虛線為近似曲線。接觸點(diǎn)C位于銷(xiāo)的中心線s處的情況由點(diǎn)A2表示。為了將點(diǎn)A2轉(zhuǎn)移至點(diǎn)B2，需要將偏移率O改變?yōu)槠坡?.16，其中，在點(diǎn)A2時(shí)的聲壓在點(diǎn)B2中減小了 3dB。噪音的實(shí)際測(cè)量值在速比為1、無(wú)載荷、輸入旋轉(zhuǎn)速度為700至3000rpm以及施加了對(duì)應(yīng)于低載荷的帶輪夾緊力的條件下獲得。通過(guò)將偏移率設(shè)定到點(diǎn)B2的右側(cè)的范圍內(nèi)，即設(shè)定到大于或等于約0.16的值，與初始接觸點(diǎn)CO位于銷(xiāo)的中心線處的情況相比，能夠預(yù)期獲得在3至5kHz頻帶中的總值的3dB或更大改善的有利效果。
[0065]如果偏移率增加，則銷(xiāo)42的變形會(huì)在銷(xiāo)42由輸入帶輪12或輸出帶輪14夾在中間時(shí)增加，因此疲勞強(qiáng)度成為問(wèn)題。疲勞強(qiáng)度為上限時(shí)的偏移率為約0.38。圖8中的點(diǎn)E2是考慮到疲勞強(qiáng)度的上限值。
[0066]通過(guò)將初始接觸點(diǎn)CO的偏移率設(shè)定到0.16至0.38，可以滿足對(duì)3至5kHz頻帶中的噪音的減小以及對(duì)疲勞強(qiáng)度的要求。
[0067]銷(xiāo)42a、42b沿鏈條16的周向方向的布置的節(jié)距可以是恒定節(jié)距；作為替代，該節(jié)距也可以是隨意節(jié)距。通過(guò)采用隨意節(jié)距，可以減小鏈條的噪音中的銷(xiāo)緊抓的一階分量。通過(guò)隨意節(jié)距，更高階分量增加；然而，可以通過(guò)允許銷(xiāo)容易地變形來(lái)抑制更高階分量的增力口。隨意節(jié)距可以通過(guò)改變用于每個(gè)鏈節(jié)單元46的每個(gè)鏈節(jié)的開(kāi)口 38a、38b之間的間距來(lái)采用。當(dāng)開(kāi)口 38a、38b之間的間距改變時(shí)，每個(gè)鏈節(jié)40的長(zhǎng)度可以變化，或者開(kāi)口 38a、38b的位置可以改變而每個(gè)鏈節(jié)40的長(zhǎng)度保持不變。
[0068]下文將描述本發(fā)明的合適的模式。一種用于無(wú)級(jí)變速器的鏈條，該鏈條卷繞成跨越在兩個(gè)帶輪之間，所述兩個(gè)帶輪各自具有能夠改變其間的距離的一對(duì)面對(duì)的錐形表面，并且所述鏈條環(huán)繞所述帶輪。該鏈條通過(guò)聯(lián)接如下鏈條元件而形成。每個(gè)鏈條元件均包括鏈節(jié)單元以及兩個(gè)銷(xiāo)，其中，該鏈節(jié)單元構(gòu)造成使得各自具有開(kāi)口的多個(gè)板形鏈節(jié)沿鏈條的周向方向定向并且沿鏈條的寬度方向布置，所述兩個(gè)銷(xiāo)分別在鏈節(jié)的兩端處延伸穿過(guò)開(kāi)口，所述銷(xiāo)中的至少一個(gè)銷(xiāo)在兩端處接觸錐形表面。所述鏈條元件聯(lián)接成使得沿鏈條的周向方向相鄰的鏈條元件中的一個(gè)鏈條元件的銷(xiāo)穿過(guò)鏈條元件中的另一鏈條元件的鏈節(jié)的開(kāi)口。在垂直于鏈條的周向方向的平面中，銷(xiāo)的接觸錐形表面的每個(gè)端面的曲率半徑從銷(xiāo)上的沿中心線方向的載荷為O時(shí)的初始接觸點(diǎn)朝向沿每個(gè)帶輪的徑向方向的內(nèi)側(cè)增加。
【權(quán)利要求】
1.一種用于無(wú)級(jí)變速器(10)的鏈條(16)，所述鏈條卷繞成跨越在兩個(gè)帶輪(12、14)之間，所述兩個(gè)帶輪(12、14)各自具有能夠改變其間的距離的一對(duì)面對(duì)的錐形表面(24、26、34、36)，所述鏈條由成對(duì)的面對(duì)的所述錐形表面夾在中間，所述鏈條的特征在于包括:鏈節(jié)單元(46)，所述鏈節(jié)單元(46)各自構(gòu)造成使得各自具有開(kāi)口(38a、38b)的多個(gè)板形鏈節(jié)(40)沿所述鏈條的周向方向定向并且所述多個(gè)板形鏈節(jié)沿所述鏈條的寬度方向布置；以及 銷(xiāo)(42a、42b),所述銷(xiāo)(42a、42b)各自延伸穿過(guò)所述鏈節(jié)單元中的一個(gè)鏈節(jié)單元的鏈節(jié)的開(kāi)口和所述鏈節(jié)單元中的另一鏈節(jié)單元的鏈節(jié)的開(kāi)口，所述鏈節(jié)單元中的所述另一鏈節(jié)單元與所述鏈節(jié)單元中的所述一個(gè)鏈節(jié)單元在所述鏈條的周向方向上相鄰，并且所述銷(xiāo)各自在該銷(xiāo)的兩端處接觸成對(duì)的所述錐形表面，其中， 表示每個(gè)銷(xiāo)的每個(gè)端面的、在垂直于所述鏈條的周向方向的平面中的形狀的形狀曲線(52 )的曲率半徑在帶輪徑向方向上的內(nèi)側(cè)處比在初始接觸點(diǎn)(CO )處更大，每個(gè)銷(xiāo)的每個(gè)端面接觸各自的錐形表面，所述初始接觸點(diǎn)為當(dāng)所述銷(xiāo)上的沿中心線方向的載荷為O時(shí)的接觸點(diǎn)(C)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈條，其中，所述形狀曲線具有曲率半徑從所述初始接觸點(diǎn)朝向帶輪徑向方向上的所述內(nèi)側(cè)逐漸增加的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏈條，其中，所述形狀曲線在相對(duì)于所述初始接觸點(diǎn)的、帶輪徑向方向上的所述內(nèi)側(cè)具有呈下述形狀的部分，所述形狀在任意點(diǎn)處的曲率半徑由rO+rθ τ表示，其中所述形狀曲線上的任意點(diǎn)處的切線與所述初始接觸點(diǎn)處的切線之間所形成的角由Θ表示并且r0、r、τ為任意實(shí)數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈條，其中，所述任意實(shí)數(shù)τ為I。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4 中 任一項(xiàng)所述的鏈條，其中，所述銷(xiāo)沿所述鏈條的周向方向以隨意節(jié)距布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鏈條，其中，所述初始接觸點(diǎn)的位置從每個(gè)銷(xiāo)的中心線朝向帶輪徑向方向上的外側(cè)偏移。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鏈條，其中，所述偏移的比率大于等于0.16。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鏈條，其中，所述偏移的比率小于等于0.38。
【文檔編號(hào)】F16G13/06GK103671716SQ201310403978
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月6日
【發(fā)明者】中澤輝彥, 樽谷一郎, 服部治博, 長(zhǎng)沢裕二, 山根伸志, 森敬祐 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特