CN101230901B

CN101230901B - 链条传动装置

Info

Publication number: CN101230901B
Application number: CN2007103009440A
Authority: CN
Inventors: 佐仓俊儿; 平井晶
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: US20080176688A1; JP2008180288A; JP4823083B2; US7713156B2; CN101230901A

Abstract

本发明提供一种链条传动装置，标准滚子链条的滚子或者标准套筒链条的套筒与链轮的齿啮合，提高由夹装在链轮上的弹性部件起到的振动隔断性能，并且提高弹性部件的耐久性。链轮(100)具有相对于该链轮的中心而同心圆状地安装的环状的弹性部件(140)，并且，通过令链轮(100)的齿形为齿根圆直径或者齿根距离比标准齿形的齿根圆直径或者齿根距离大而解决上述课题。

Description

链条传动装置

技术领域

本发明涉及一种链条传动装置，可降低滚子链条的滚子或套筒链条的套筒与链轮的齿啮合时产生的振动以及噪音。

背景技术

以往，将链条卷挂在驱动侧以及从动侧的至少两个链轮上而传递动力的链条传动装置，在汽车的发动机等中，作为将曲柄轴的旋转传递给凸轮轴的传动装置而被广泛使用。

这种链条传动装置中，多使用按照日本工业标准(JIS)以及国际标准(ISO)规定的标准滚子链条或者标准套筒链条和标准链轮。

日本工业标准(JIS)中，有JIS B1801-1997(传动用滚子链条以及套筒链条)的规定，在其附属文件2(链轮的形状以及尺寸)中规定链轮的齿形(S齿形、U齿形)(参照非专利文献1)。

另一方面，国际标准(ISO)中，有ISO 606：1994(E)的规定，规定了链条以及链轮的齿形(ISO齿形)(参照非专利文献2)。

在本发明中，标准链条以及标准链轮是指符合上述JIS标准或者ISO标准的链条以及链轮，以下说明中，根据符合ISO标准的标准链条以及标准链轮进行说明。

以下，对由标准滚子链条、具有ISO齿形的标准链轮构成的传动装置的概要进行说明。图11是由具有符合ISO标准的ISO齿形的链轮400和标准滚子链条60构成的链条传动装置的主视图，图12是图11的XII部的放大图。图11以及图12所示的ISO齿形是符合ISO 606：1994(E)而由下式规定的。

d＝p/sin(180°/z)......(节圆直径)

df＝d-d1......(齿根圆直径)

dc＝df......(偶数齿的齿根距离)

dc＝d·cos(90°/z)-d1......(奇数齿的齿根距离)

re(max)＝0.12·d1(z+2)......(齿顶圆弧的半径最大值)

ri(min)＝0.505·d1......(齿根圆弧的半径最小值)

re(min)＝0.008·d1(z²+180)......(齿顶圆弧的半径最小值)

ri(max)＝0.505·d1+0.069(d1)^1/3......(齿根圆弧的半径最大值)

另外，在上述式中，p是滚子链条的节距，d是节圆直径，d1是滚子链条的滚子外径，df是齿根圆直径，dc是齿根距离、re(max)是齿顶圆弧的半径最大值，ri(min)是齿根圆弧的半径最小值、re(min)是齿顶圆弧的半径最小值，ri(max)是齿根圆弧的半径最大值，z是链轮的齿数。

此外，在图11以及图12中，pa是链轮400的弦节距。而且，该链轮400的弦节距pa与标准滚子链条60的链节距p相等。

如上述式可知，图12所示的链轮400的ISO齿形的齿根部43由比滚子62的半径(d1/2)稍大的齿根圆弧的半径ri的圆弧形成，齿面42由齿面圆弧的半径re的圆弧形成，该齿面42与齿根部43的两侧连接而形成。此外，齿根圆直径df形成为与节圆直径d和滚子链条60的滚子外径d1的差相等。此外，齿根圆直径df，形成为和节圆直径d与齿根圆弧的半径ri的两倍的差大致相等。

以下，概要说明标准滚子链条和标准链轮。

标准滚子链条具有：内链节，两根套筒的两端分别压入一对内板的套筒孔中，并且外径d1的滚子旋转自如地嵌在套筒的外周；外链节，旋转自如地插入套筒内的两根连结销的两端分别压入配置在一对内板的两外侧的一对外板的销孔中；内链节和外链节利用连结销而可相互弯曲地连结。而且，标准滚子链条具有均等的链节距p(各滚子的中心间的距离)。

接着，参照图11以及图12对于标准链轮进行说明。对于标准链轮400，与齿根部43连接的齿面42相对于连结链轮的旋转中心O和齿根部43的中心的齿根部中心线X形成为左右对称。而且，以各齿根部中心线X与节圆pc的交点为a，则相邻的齿根部中心线X所成的齿形节距角θ是节圆pc上的两个交点a、a的中心角，所以由链轮的齿数z决定，齿的节距角θ＝360°/z。

此外，齿形节距pa是各齿根部中心线X与节圆pc的交点a、a之间的距离。因此，齿形节距pa是与齿形节距角θ对应的弦的长度。标准链轮400由于齿形节距角θ全部相等，所以均等的齿形节距pa(弦节距)沿节圆pc的圆周方向排列。此外，齿形节距pa(弦节距)与标准滚子链条60的链节距p相等。

近年的发动机，由于对于环境问题的意识的提高，要求高燃烧效率，变得高输出化，向凸轮轴传递曲柄轴的旋转的传动装置的负荷增大，另一方面，由于用户需求的提高，汽车的低振动化以及低噪音化的要求水平也变得严格起来。而且，作为其原因之一，存在标准链条与标准链轮的啮合时的振动以及噪音大的问题。以往，作为降低啮合时的振动以及噪音的对策，如图10所示，公知有下述链轮400，即在具有嵌合固定轴的轴孔460a的内周部件460、和具有与链条啮合的齿部420a的外周部件420之间夹装环状的弹性部件440(例如参照专利文献1、2)。

(非专利文献1)JIS B1801-1997

(非专利文献2)ISO 606：1994(E)

(专利文献1)实开昭59-35765号公报

(专利文献2)特开平9-264400号公报

但是，具有图10所示的环状弹性部件的链轮400由于具有ISO齿形，所以在与图11所示的标准滚子链条60啮合时，若链轮400向顺时针方向旋转，则在滚子62的啮合开始部上，以已经就位而支承在齿根部上的先行滚子62的中心01为中心以链节距p为半径，后续滚子62相对运动，与链轮400的齿根部冲击。此时，后续滚子62，由于与齿根部的中心附近大致垂直地冲击，所以在后续滚子62开始啮合时，后续滚子62相对于链轮40的齿面的动能没有得到缓冲地传递到齿根部。因此，传递给轴的啮合冲击大，不仅不能充分地发挥由弹性部件440起到的振动隔断性能，而且由于在弹性部件440上施加过大的冲击力，所以存在弹性部件440的耐久性下降的问题。

此外，链轮400的齿形节距pa(弦节距)由于与标准滚子链条60的节距p相等，所以在各后续滚子62开始啮合时，各后续滚子62与链轮400的齿在用○标记表示的相同的抵接位置t即各齿根部中心线X与齿根部的交点抵接。因此，各后续滚子62与链轮400的齿开始啮合的时机始终一致。因此，由齿数决定的阶数的振动以及噪声变大，存在由弹性部件440起到的振动隔断性能不能充分发挥的问题。

另外，图11所示的标准滚子链条60，是国际标准(ISO)规定的传动用滚子链条，具有均等的链节距p(各滚子62的中心01之间的距离)。但是，图11中，构成标准滚子链条60的部件中仅表示滚子62，省略套筒、内板、连结销、外板等滚子以外的构成部件。此外，标准滚子链条60，即便为标准套筒链条也一样，该情况下，由附图标记62表示的部件表示套筒。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种标准滚子链条的滚子或者标准套筒链条的套筒与链轮的齿啮合的链条传动装置，提高由安装在链轮上的弹性部件起到的振动隔断性能，并且提高弹性部件的耐久性。

本发明通过下述方案可解决上述课题，即一种链条传动装置，标准滚子链条的滚子或标准套筒链条的套筒与链轮的齿啮合，其中，上述链轮具有相对于该链轮的中心而同心圆状地安装的环状的弹性部件，并且，上述链轮的齿根圆直径或者齿根距离比标准链轮的齿根圆直径或者齿根距离大。

根据本发明，在标准滚子链条的滚子或标准套筒链条的套筒与链轮的齿啮合的链条传动装置中，上述链轮具有相对于该链轮的中心而同心圆状地安装的环状的弹性部件，并且，上述链轮的齿根圆直径或者齿根距离比标准链轮的齿根圆直径df或者齿根距离dc大。通过这样的构成，在滚子的啮合开始部处，标准滚子链条的后续滚子最初与链轮的旋转方向背面侧的齿面抵接。而且，后续滚子从大致切线方向与旋转方向背面侧的齿面抵接，所以，由相对运动产生的冲击降低。因此，可缓和滚子或者套筒与链轮的齿根部的啮合冲击，充分发挥由弹性部件起到的振动隔断性能。此外，由于降低了施加在弹性部件上的冲击力，所以提高弹性部件的耐久性。

进而，由于标准滚子链条的滚子或者标准套筒链条的套筒与链轮啮合的时机错开，所以可降低仅通过弹性部件而无法降低的由链轮的齿数决定的阶数的振动以及噪音，可与由弹性部件起到的振动隔断性能相结合而显著降低综合(OA)音，即链条传动装置的整体的噪音。

附图说明

图1是本发明的实施例1、实施例4的链条传动装置中使用的链轮的组装立体图。

图2(a)是图1所示的链轮的主视图，图2(b)是图2(a)的IIB-IIB线的剖视图。

图3是本发明的实施例2、实施例5的链条传动装置中使用的链轮的组装立体图。

图4(a)是图3所示的链轮的主视图，图4(b)是图4(a)的IVB-IVB线的剖视图。

图5是本发明的实施例3、实施例6的链条传动装置中使用的链轮的主视图。

图6是图5所示的链轮中夹装的弹性部件的立体图。

图7是向实施例1的链轮上安装环状部件时的剖视图。

图8是表示实施例1至实施例3的链轮的齿形的一部分的放大俯视图。

图9是表示实施例4至实施例6的链轮的齿形的一部分的放大主视图。

图10是具有以往的振动隔断用弹性部件的链轮的概要主视图。

图11是表示图10所示的以往的链轮与标准滚子链条的啮合的概要主视图。

图12是表示符合ISO标准的链轮的齿形的一部分的放大主视图。

附图标记说明

12a、22a...旋转方向前面侧的齿面

12b、22b...旋转方向背面侧的齿面

13、23、43...齿根部

14、24、44...齿槽

15、25、45...齿

42...齿面

50、60...标准滚子链条

52、62...(标准滚子链条的)滚子

100、110、200、210、300、310、400...链轮

120、220、320、420...外周部件

140、240、340、440...弹性部件

160、260、360、460...内周部件

160a、260a、360a、460a...轴孔

180...环状部件

320a、360b...凹槽

340a...(弹性部件的)圆筒部

340b...(弹性部件的)圆弧状板

380...中心销

d1...(标准滚子链条的)滚子外径

01...(标准滚子链条的)滚子的中心

p...(标准滚子链条的)链节距

pa、pa11、pa21...弦节距(齿形节距)

pc、pc11、pc21...节圆

re、re12a、re12b、re22a、re22b...齿面圆弧半径

ri、ri13、ri23...齿根部圆弧半径

d、d11、d21...节圆直径

dc、dc13、dc23...齿根距离

df、df13、df23...齿根圆直径

θ...齿形节距角(标准节距角)

O...链轮的旋转中心

X...齿根部中心线

a...节圆与齿根部中心线的交点

t...抵接位置

z...链轮的齿数

具体实施方式

本发明是一种链条传动装置，标准滚子链条的滚子或标准套筒链条的套筒与链轮的齿啮合，其中，上述链轮具有相对于该链轮的中心而同心圆状地安装的环状的弹性部件，并且，上述链轮的齿根圆直径或者齿根距离比标准链轮的齿根圆直径或者齿根距离大，可充分发挥由弹性部件起到的振动隔断性能，提高弹性部件的耐久性，可降低由链轮的齿数决定的阶数的振动以及噪音，能够与弹性部件的振动隔断性能相结合而显著降低综合(OA)音，只要是上述链条传动装置，其具体方式可以任意。

(实施例1)

以下，根据图1、图2以及图8说明本发明的实施例1的链条传动装置。图1是本发明的实施例1的链条传动装置中所用的链轮100的组装立体图，图2(a)是图1所示的链轮100的主视图，图2(b)是用IIB-IIB线将图2(a)所示的链轮100剖开时的剖视图。如图1以及图2所示，在该实施例中，弹性部件140安装在具有嵌合固定轴的轴孔160a的内周部件160上，即一体组装。构成该弹性部件140的弹性材料由杨氏模量(young’s modulus)比具有与链条啮合的齿部的外周部件120小的材料构成，例如可使用树脂、橡胶、金属等。

此外，链轮100，在图2(a)中没有明示，但具有图8所示的与ISO齿形(标准齿形)不同的齿形。即，链轮100利用齿槽14而形成多个齿15，所述齿槽14是对置的齿面12a以及齿面12b与齿根部13连接而成的。另外，图8中，为了比较而用虚线图示ISO齿形(标准齿形)。

链轮100的齿形，如图8所示，链轮100的旋转方向前面侧的齿面12a和旋转方向背面侧的齿面12b相对于连结链轮100的旋转中心O(未图示)和各齿根部13的中心的齿根部中心线X而左右对称地形成。齿面12a以及齿面12b分别由截面凸状的圆弧形成。形成齿面12a以及齿面12b的圆弧分别由比ISO齿形(标准齿形)的圆弧状的齿面的齿面半径re大的齿面半径re12a、re12b形成。即re12a＞re、以及re12b＞re的关系。而且，齿面12a以及齿面12b与齿根部13平滑地连接。

此外，齿根部13由在齿根部中心线X上具有中心的圆弧形成。形成齿根部13的圆弧由比ISO齿形(标准齿形)的圆弧状的齿根部的齿根部圆弧半径ri大的齿根部圆弧半径ri13形成。即ri13＞ri的关系。该齿根部圆弧半径ri13的中心在齿根部中心线X上，并且位于比ISO齿形(标准齿形)的齿根部圆弧半径ri的中心靠外侧。

而且，通过令齿根部圆弧半径ri13的中心位于比ISO齿形(标准齿形)的齿根部圆弧半径ri的中心还外侧的位置，在链轮100的齿数z为偶数时，齿根圆直径df13比ISO齿形(标准齿形)的齿根圆直径df大。即，df13＞df的关系。此外，在链轮100的齿数z为奇数时，齿根距离dc13比ISO齿形(标准齿形)的齿根距离dc大。即，dc13＞dc的关系。

此外，通过令齿根圆直径df13或者齿根距离dc13大于ISO齿形(标准齿形)的齿根圆直径df或者齿根距离dc，链轮100的弦节距pa11(即节圆pc11与齿根部中心线X的交点a、a之间的距离)大于具有ISO齿形(标准齿形)的标准链轮的弦节距pa(即节圆pc和齿根部中心线X的交点a、a之间的距离，参照图11以及图12)。即pa11＞pa的关系。

而且，链轮100，由于用于标准滚子链条50，所以具有ISO齿形(标准齿形)的标准链轮的弦节距pa与标准滚子链条50的链节距p(即滚子52的中心间的距离)相等，与之相对，链轮100的弦节距pa11比标准滚子链条50的链节距p大。即pa11＞p的关系。

(实施例2)

以下，根据图3、图4以及图8说明本发明的实施例2的链条传动装置。图3是本发明的实施例2的链条传动装置中所用的链轮200的组装立体图，图4(a)是图3所示的链轮200的主视图，图4(b)是用IVB-IVB将图4(a)所示的链轮200剖开时的剖视图。如图3以及图4所示，在该实施例中，弹性部件240安装在具有与链条啮合的齿部220a的外周部件220上，即一体组装。构成该弹性部件240的弹性材料由杨氏模量比外周部件220的小的材料构成，例如可使用树脂、橡胶、金属等。

此外，链轮200，在图4中没有明示，但具有图8所示的与ISO齿形(标准齿形)不同的齿形，即具有齿根圆直径df13或者齿根距离dc13比ISO齿形(标准齿形)的齿根圆直径df或者齿根距离dc大的齿形。其详细情况与实施例1相同，所以省略详细说明。

(实施例3)

以下，根据图5、图6以及图8说明本发明的实施例3的链条传动装置。图5是本发明的实施例3的链条传动装置中所用的链轮300的主视图，图6是图5所示的链轮300上安装的弹性部件340的立体图。如图5以及图6可知，在该实施例中，弹性部件340夹装在具有嵌合固定轴的轴孔360a的内周部件360与具有与链条啮合的齿部的外周部件320之间。而且，该弹性部件340由杨氏模量比外周部件320小的材料构成，例如可使用树脂、橡胶、金属等。

此外，弹性部件340如图5以及图6所示，由在圆周方向上等间隔地分开设置的多个圆筒部340a和分别在圆周方向上连结圆筒部340a的多个圆弧状板340b形成，夹装在内周部件360的外周面与外周部件320的内周面之间。该情况下，圆筒部340a嵌合在多个凹槽360b、320a之间，所述多个凹槽360b、320a在内周部件360的外周面以及外周部件320的内周面中分别在圆周方向上等间隔地对置配置，在圆筒部340a的中心部嵌装中心销380。中心销380可使用与弹性部件340相比刚性足够高的材料。

根据该弹性部件340，中心部处嵌装有中心销380的圆筒部340a在圆周方向上等间隔地配置，所以可防止被链轮300的外周部件320的内周面和内周部件360的外周面切断。即，可防止外周部件320和内周部件360相对于弹性部件340滑动。

另外，链轮300，在图5中没有明示，但具有图8所示的与ISO齿形(标准齿形)不同的齿形，即具有齿根圆直径df13或者齿根距离dc13比ISO齿形(标准齿形)的齿根圆直径df或者齿根距离dc大的齿形。其详细情况与实施例1相同，所以省略详细说明。

(实施例4)

以下，根据图1、图2以及图9说明本发明的实施例4的链条传动装置。

构成实施例4中使用的链轮110的弹性部件的形状以及其功能、材质等由于与图1以及图2所示的实施例1的弹性部件140相同，所以省略说明。

此外，链轮110，在图2(a)中没有明示，但具有图9所示的与ISO齿形(标准齿形)不同的齿形。即，链轮110利用齿槽24而形成多个齿25，所述齿槽24是对置的齿面22a以及齿面22b与齿根部23连接而成的。另外，图9中，为了比较而用虚线图示ISO齿形(标准齿形)。

链轮110的齿形，如图9所示，链轮110的旋转方向前面侧的齿面22a和旋转方向背面侧的齿面22b相对于连结链轮110的旋转中心O(未图示)和各齿根部23的中心的齿根部中心线X而左右对称地形成。齿面22a以及齿面22b分别由截面凸状的圆弧形成。形成齿面22a以及齿面22b的圆弧分别由与ISO齿形(标准齿形)的圆弧状的齿面的齿面半径re相等的齿面半径re22a、re22b形成。即re22a＝re、以及re22b＝re的关系。而且，齿面22a以及齿面22b与齿根部23平滑地连接。

此外，齿根部23由在齿根部中心线X上具有中心的圆弧形成。形成齿根部23的圆弧由比ISO齿形(标准齿形)的圆弧状的齿根部的齿根部圆弧半径ri大的齿根部圆弧半径ri23形成。即ri23＞ri的关系。该齿根部圆弧半径ri23的中心在齿根部中心线X上，并且位于比ISO齿形(标准齿形)的齿根部圆弧半径ri的中心靠外侧。

而且，通过令齿根部圆弧半径ri23的中心位于比ISO齿形(标准齿形)的齿根部圆弧半径ri的中心还外侧的位置，在链轮110的齿数z为偶数时，齿根圆直径df23比ISO齿形(标准齿形)的齿根圆直径df大。即，df23＞df的关系。此外，在链轮110的齿数z为奇数时，齿根距离dc23比ISO齿形(标准齿形)的齿根距离dc大。即，dc23＞dc的关系。

此外，通过令齿根圆直径df23或者齿根距离dc23大于ISO齿形(标准齿形)的齿根圆直径df或者齿根距离dc，链轮110的弦节距pa21(即节圆pc21与齿根部中心线X的交点a、a之间的距离)大于具有ISO齿形(标准齿形)的标准链轮的弦节距pa(即节圆pc和齿根部中心线X的交点a、a之间的距离，参照图11以及图12)。即pa21＞pa的关系。

而且，链轮110，由于用于标准滚子链条50，所以具有ISO齿形(标准齿形)的标准链轮的弦节距pa与标准滚子链条50的链节距p(即滚子52的中心间的距离)相等，与之相对，链轮110的弦节距pa21比标准滚子链条50的链节距p大。即pa21＞p的关系。

(实施例5)

以下，根据图3、图4以及图9说明本发明的实施例5的链条传动装置。

构成实施例5中使用的链轮210的弹性部件的形状以及其功能、材质与图3以及图4所示的实施例2的弹性部件240相同，所以省略说明。

此外，链轮210，在图4中没有明示，但具有图9所示的与ISO齿形(标准齿形)不同的齿形，即具有齿根圆直径df23或者齿根距离dc23比ISO齿形(标准齿形)的齿根圆直径df或者齿根距离dc大的齿形。其详细情况与实施例4相同，所以省略详细说明。

(实施例6)

以下，根据图5、图6以及图9说明本发明的实施例6的链条传动装置。

构成实施例6中使用的链轮310的弹性部件的形状以及其功能、材质与图5以及图6所示的实施例3的弹性部件340相同，所以省略说明。

另外，链轮310，在图5中没有明示，但具有图9所示的与ISO齿形(标准齿形)不同的齿形，即具有齿根圆直径df23或者齿根距离dc23比ISO齿形(标准齿形)的齿根圆直径df或者齿根距离dc大的齿形。其详细情况与实施例4相同，所以省略详细说明。

实施例1、2、4、5中，弹性部件140、240为厚度均一的圆筒形状，但由于令链轮的齿形形状与ISO齿形(标准齿形)不同，结果齿啮合时产生的冲击的大小不同，所以通过令位于冲击大的齿的附近的弹性材料厚，可提高冲击的吸收、振动的隔断性能。

此外，在实施例1至实施例6中，弹性部件140、240、340安装在链轮的外周部件120、220、320和内周部件160、260、360的任意一个上或者夹装在二者之间，但通过例如以实施例1为例而如图7中所示那样在弹性部件140的两侧面部上固设环状部件180，在弹性部件损坏时可令齿部不会脱落。

另外，在上述本发明的各实施例中，作为链条，对使用标准滚子链条50的情况进行了说明，但本发明的链条传动装置中使用的链条当然也可使用取代滚子而是套筒与链轮的齿槽啮合的标准套筒链条。此外，上述各实施例中，链轮的齿形形状本身可采用与标准链轮不同的齿形，但链轮的齿形只要满足其齿根圆直径或者齿根距离大于标准链轮的齿根圆直径或者齿根距离这一条件，即使齿形形状本身与标准链轮相同也可具有相同的效果。另外，在全部实施例中通过令齿形的最大外径与标准链轮的最大外径对应，可确保与使用以往的链轮即标准链轮的链条传动装置的互换性。

根据本发明的链条传动装置，可充分地发挥由弹性部件起到的振动隔断性能，提高弹性部件的耐久性，由链轮的齿数决定的阶数的振动以及噪音降低，与由弹性部件起到的振动隔断性能相结合而显著降低综合(OA)音，所以该链条传动装置在产业上的利用可能性非常高。

Claims

1.一种链条传动装置，其中符合日本工业标准JIS或者国际标准ISO的标准滚子链条的滚子或标准套筒链条的套筒与链轮的齿啮合，其特征在于，

上述链轮具有相对于该链轮的中心而同心圆状地安装的环状的弹性部件，

并且，上述链轮的齿根圆直径或者齿根距离比标准链轮的齿根圆直径或者齿根距离大，

上述弹性部件由在该弹性部件的圆周方向上等间隔地分开设置的多个圆筒部、和分别在圆周方向上连结该多个圆筒部的多个圆弧状板构成，

嵌装在上述圆筒部的中心部的中心销由与上述弹性部件相比刚性高的材料构成。