CN101776139B - 正时链驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明目的在于提供一种正时链驱动装置,其能够防止因连结销的磨损而伸长并导致链整体伸长、强度降低,且能够减少链与链轮啮合时的噪音,并且还能够防止因张力变动的影响而导致的链的振动或噪音,同时实现了小型轻量化。在将链(110)卷挂于驱动链轮(150)和从动链轮(160)、(170)上的正时链驱动装置(100)中,驱动链轮(150)与链(110)的滚子(120)啮合,并且还与外链节板(112)及内链节板(111)的链节板齿(113)啮合。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过卷挂于链轮的链来传递动力的正时链驱动装置,例如,适于用来驱动发动机动阀系统或油泵等辅助机械等的从动轴的正时链驱动装置。
背景技术
以往,作为正时链驱动装置,公知有利用套筒链或滚子链等链的正时链驱动装置或使用无声链的正时链驱动装置。
并且,公知有由将无声链的链节和滚子链的链节组合后的链和具有与这些链节啮合的多个齿的链轮构成的正时链驱动装置。
该公知的正时链驱动装置500如图21、22所示,具有链510和链轮550,该链510在两侧配置有作为无声链而发挥作用的、具有一对链节板齿的链节板511,在其内侧配置作为滚子链发挥作用的、没有链节板齿的链节板512及滚子520,并通过连结销530连结在一起,该链轮550在两侧部形成有无声链用的侧链轮齿552,在中央部形成有滚子链用的滚子链轮齿551。
而且,该正时链驱动装置500通常的传动是通过作为无声链发挥作用的链节板511的链节板齿和侧链轮齿552进行的,在链节板511的链节板齿就位于侧链轮齿552后,滚子520与滚子链轮齿551抵接。(例如,参照专利文献1)。
【专利文献1】日本专利特公昭59-30936号公报(第2页,图2,图3)
然而,以往公知的采用无声链的正时链驱动装置存在因连结销的磨损而产生较大伸长,导致链整体伸长并造成强度降低的问题,并且,以往公知的采用滚子链的正时链驱动装置存在与链轮啮合时的噪音大的问题。
另外,上述公知的正时链驱动装置通常的传动是通过作为无声链发挥作用的链节板的链节板齿和链轮齿进行的,因此,因啮合连结销的磨损而产生较大伸长,导致链整体伸长并造成强度降低的问题会因滚子与链轮齿的抵接而得到缓解,但依然无法消除,并且还会出现因与链轮齿的齿数一致的阶数振动而产生噪音的问题。
此外,还会因从动轴的负载转矩变动或驱动轴的旋转速度变动等因素而引起张力变动的峰值过大,因此就需要采用能够容许其最大张力的拉伸强度较大的链,但上述公知的正时链驱动装置对于张力变动并没有采取任何对策,不仅正时链驱动装置的重量较重,还会产生因高张力引起的噪声,妨碍了小型轻量化及低噪音化的实现。
发明内容
本发明为解决上述以往的技术问题而做出的,其目的在于,提供如下的正时链驱动装置,其能够防止通过基于连结销的磨损的伸长而导致链整体伸长、强度降低,且能够减少链与链轮啮合时的噪音,并且还能够防止因张力变动的影响而导致的链的振动或噪音,同时实现了小型轻量化。
根据本技术方案1涉及的发明,通过如下的方式解决上述课题,即、一种正时链驱动装置具有一个驱动链轮、一个或多个从动链轮、搭设在各链轮之间而传递旋转力的链,使上述驱动链轮和从动链轮之间的相位以规定的关系同步地旋转驱动,其中,通过将连结销交替地松动嵌合于套筒中来将多个外链节和内链节连结在一起来形成上述链,该外链节是通过将上述连结销两端部分别嵌入固定于至少一对外链节板的前后的销孔中而形成的,该内链节是通过将上述套筒或松动嵌合有滚子的套筒分别嵌入固定于至少一对内链节板的前后的套筒孔中而形成的,上述外链节板及上述内链节板各自在链节板的前进方向前后两个位置具有链节板齿,上述驱动链轮具有与上述套筒或滚子啮合的驱动滚子链轮齿,并且在该驱动滚子链轮齿的侧方具有与上述链节板齿啮合的驱动侧链轮齿,上述驱动滚子链轮齿与上述驱动侧链轮齿的形状构成为:在上述链卷挂在上述驱动链轮上时上述驱动滚子链轮齿与上述驱动侧链轮齿的齿底以及齿尖沿周向相互以相同的相位整齐地排列。
本技术方案2涉及的发明在技术方案1中记载的正时链驱动装置的构成的基础上,通过使上述外链节板的链节板齿和内链节板的链节板齿 具有不同的形状,来解决上述课题。
本技术方案3涉及的发明,在技术方案1或技术方案2中记载的正时链驱动装置的构成的基础上,通过使上述外链节板的链节板齿和内链节板的链节板齿的外胯部为相同形状,而内胯部为不同形状,来进一步解决上述课题。
本技术方案4涉及的发明,在技术方案1至技术方案3中任一项记载的正时链驱动装置的构成的基础上,通过使上述外链节板及内链节板的前进方向前后两个位置的链节板齿的内胯部具有不同的形状,来进一步解决上述课题。
本技术方案5涉及的发明,在技术方案1至技术方案4中任一项记载的正时链驱动装置的构成的基础上,通过上述驱动侧链轮齿设置在上述驱动滚子链轮齿的两侧,来进一步解决上述课题。
本技术方案6涉及的发明,在技术方案1至技术方案5中任一项记载的正时链驱动装置的构成的基础上,通过至少一个从动链轮的齿的节距被设定为以与在驱动轴上产生的旋转速度变动、或从动轴的周期负载变动同步的相位在周向周期性地增减,并被设定成为在驱动轴的旋转速度最大或从动轴的负载为峰值的旋转角处,张紧侧链的啮合脱离点处的齿的节距最小,来进一步解决上述课题。
本技术方案7涉及的发明,在技术方案1至技术方案6中任一项记载的正时链驱动装置的构成的基础上,通过至少一个从动链轮具有与上述套筒或滚子啮合的从动滚子链轮齿,并且在该从动滚子链轮齿的侧方具有与上述链节板齿啮合的从动侧链轮齿,来进一步解决上述课题。
本技术方案8涉及的发明,在技术方案1至技术方案7中任一项记载的正时链驱动装置的构成的基础上,通过上述从动侧链轮齿设置在上述从动滚子链轮齿的两侧,来进一步解决上述课题。
本技术方案1涉及的发明的正时链驱动装置,具有一个驱动链轮、一个或多个从动链轮、搭设在各链轮之间而传递旋转力的链,使驱动链轮和从动链轮之间的相位以规定的关系同步地旋转驱动,其中,通过将连结销交替地松动嵌合于套筒中来将多个外链节和内链节连结在一起 来形成链,该外链节是通过将连结销两端部分别嵌入固定于至少一对外链节板的前后的销孔中而形成的,该内链节是通过将套筒或松动嵌合有滚子的套筒分别嵌入固定于至少一对内链节板的前后的套筒孔中而形成的,外链节板及内链节板各自在链节板的前进方向前后两个位置具有链节板齿,驱动链轮具有与套筒或滚子啮合的驱动滚子链轮齿,并且在该驱动滚子链轮齿的侧方具有与链节板齿啮合的驱动侧链轮齿,从而,特别是在啮合负载大且容易产生噪音的驱动链轮中,将以往的无声链和滚子链的两种功能并用,能够与无声链一样减少噪音,并且能够与滚子链一样防止通过基于连结销磨损的链伸长而导致链整体伸长而强度降低。
本技术方案2涉及的发明的正时链驱动装置,在技术方案1涉及的正时链驱动装置所起到的效果的基础上,外链节板的链节板齿和内链节板的链节板齿具有不同的形状,从而,特别是在向啮合负载大且容易产生噪音的驱动链轮卷挂链时,能够将链节板齿和侧链轮齿啮合的时机错开,因此,能够大幅度地减少与链轮齿的齿数一致的阶数振动或噪音,从而为减少正时链驱动装置的整体噪音做出了巨大的贡献。
本技术方案3涉及的发明的正时链驱动装置,在技术方案1或技术方案2的任一项涉及的正时链驱动装置所起到的效果的基础上,外链节板的链节板齿和内链节板的链节板齿的外胯部为相同形状,而内胯部具有不同形状,基于在卷挂结束时进行接触的外胯部的链的定位在所有的链节板中都是相同的,因此,动力的传递稳定,并且利用最初接触的内胯部能够使链节板齿和侧链轮齿啮合的时机错开,因此,能够大幅度减少与链轮齿的齿数相一致的阶数振动或噪音。
本技术方案4涉及的发明的正时链驱动装置,在技术方案1至技术方案3的任一项涉及的正时链驱动装置所起到的效果的基础上,上述外链节板及内链节板的前进方向前后两个位置的链节板齿的内胯部具有不同的形状,从而,在链从链轮脱离时,也能够使链节板齿和侧链轮齿脱离的时机错开,因此,能够减少与链轮齿的齿数相一致的阶数振动和噪音。
本技术方案5涉及的发明的正时链驱动装置,在技术方案1至技术方案4的任一项涉及的正时链驱动装置所起到的效果的基础上,驱动侧 链轮齿设置在驱动滚子链轮齿的两侧,从而在卷挂时在链的两侧均等地传递力,能够进一步减少振动和噪音。
本技术方案6涉及的发明的正时链驱动装置,在技术方案1至技术方案5的任一项涉及的正时链驱动装置所起到的效果的基础上,至少一个从动链轮的齿的节距被设定为以与在驱动轴上产生的旋转速度变动、或从动轴的周期负载变动同步的相位在周向周期性地增减,并被设定成为在驱动轴的旋转速度最大或从动轴的负载为峰值的旋转角处,张紧侧链的啮合脱离点处的齿的节距最小,从而,张紧侧链与从动链轮齿啮合脱离的齿位置发生变化,存在链轮间的链张紧区间的链的实质长度发生变化,因此能够使张力变化并吸收旋转速度变动或负载变动而不对链施加行走方向以外的变位或力,能够使正时链驱动装置整体可动部分少、构造简单且小型轻量,并能够减少振动和噪音。
本技术方案7涉及的发明的正时链驱动装置,在技术方案1至技术方案6的任一项涉及的正时链驱动装置所起到的效果的基础上,至少一个从动链轮具有与上述套筒或滚子啮合的从动滚子链轮齿,并且在该从动滚子链轮齿的侧方具有与上述链节板齿啮合的从动侧链轮齿,从而,在从动链轮中,通过并用以往的无声链和滚子链的两种功能,进一步地,能够与无声链一样减轻噪音,并能够与滚子链一样防止通过基于连结销磨损的伸长所导致的链整体的伸长而强度降低。
本技术方案8涉及的发明的正时链驱动装置,在技术方案7涉及的正时链驱动装置所起到的效果的基础上,从动侧链轮齿设置在从动滚子链轮齿的两侧,从而,在卷挂时,从链的两侧均等地传递力,因此,能够进一步减少振动和噪音。
附图说明
图1是本发明的正时链驱动装置的整体说明图。
图2是本发明第一实施例的正时链驱动装置的链和链轮的配置图。
图3是图2的驱动链轮部分的立体图。
图4是图3的侧视图。
图5是图2的链的分解立体图。
图6是图5的内链节板的侧视图。
图7是图5的外链节板的侧视图。
图8是图2的驱动链轮的立体图。
图9是图8的驱动链轮的分解立体图。
图10是图2的链和驱动链轮的动作说明图。
图11是图2的链和驱动链轮的动作说明图。
图12是图2的链和驱动链轮的动作说明图。
图13是图2的链和驱动链轮的动作说明图。
图14是图2的链和驱动链轮的动作说明图。
图15是图2的链和驱动链轮的动作说明图。
图16是第一实施例的正时链驱动装置的从动链轮的从动滚子链轮齿的概略图。
图17是图16的链和从动链轮的动作说明图。
图18是表示图17中示出的动作时的从动滚子链轮齿的位置的变化与负载的关系。
图19是图16示出的从动链轮与标准的从动链轮的试验结果的比较图。
图20是本发明第二实施例的正时链驱动装置的链和链轮的配置图。
图21是以往的正时链驱动装置的链的俯视图。
图22是以往的正时链驱动装置的链轮的剖视图。
符号说明
100...正时链驱动装置;101...张紧侧的链引导件;102...松弛侧的链引导件;110、510...链;111...内链节板;112...外链节板;113...链节板齿;114...内胯部;115...外胯部;116...套筒孔;117...销孔;118...外链节;119...内链节;120、520...滚子;130、530...连结销;140、540...套筒;150...驱动链轮;550...链轮;151...驱动滚子链轮齿;551...滚子链轮齿;152...驱动侧链轮齿;552...侧链轮齿;153...中心驱动链轮;154...侧驱动链轮;160...从动链轮(松弛侧);170、270...从动链轮(张紧侧);171...从动滚子链轮齿;172...第一标记;173...第二标记;K...啮合脱离点;T...张紧器;P...轴支承机构;Q...固定机构;E...发动机壳体。
具体实施方式
本发明的正时链驱动装置及链,其具有一个驱动链轮、一个或多个从动链轮、搭设在各链轮之间而传递旋转力的链,使上述驱动链轮和从动链轮之间的相位以规定的关系同步地旋转驱动,其中,通过将连结销交替地松动嵌合于套筒中来将多个外链节和内链节连结在一起来形成链,该外链节是通过将连结销两端部分别嵌入固定于至少一对外链节板的前后的销孔中而形成的,该内链节是通过将套筒或松动嵌合有滚子的套筒分别嵌入固定于至少一对内链节板的前后的套筒孔中而形成的,外链节板及内链节板各自在链节板的前进方向前后两个位置具有链节板齿,驱动链轮具有与套筒或滚子啮合的驱动滚子链轮齿,并且在该驱动滚子链轮齿的侧方具有与链节板齿啮合的驱动侧链轮齿,只要是起到如下的效果,则可以是任意实施方式,即、能够防止因连结销的磨损而伸长所导致的链整体伸长和强度降低,能够减少链与链轮啮合时的噪音,并且能够防止因张力变动的影响所导致的链的振动和噪音,使整体小型轻量。
即、本发明的正时链驱动装置可以是驱动发动机动阀系统或油泵等辅助机械等的从动轴的装置,也可以是在其他传动机构或输送机构中使用的装置,可以是在任何机构中使用的装置。
另外,本发明的正时链驱动装置的链的外链节及内链节可以仅由一对外链节板及一对内链节板构成,还可以在内侧设置多张链节板,另外,也可以是省略了滚子的套筒链。
此外,在内侧还设置有多张链节板的情况下,可以是内侧的链节板具有链节板齿,也可以是仅内侧的多张链节板的一部分具有链节板齿,也可以是所有的链节板具有链节板齿。
另外,本发明的正时链驱动装置的驱动链轮可以在单一的部件的外面设置滚子链轮齿及侧链轮齿,也可以将具有滚子链轮齿及侧链轮齿的多个链轮同轴固定。
另外,本发明的正时链驱动装置可以是在构成的多个链轮中仅驱动链轮具有侧链轮齿的结构,也可以是其他的链轮具有侧链轮齿的机构。
以下,结合附图对本发明的实施例、即正时链驱动装置进行说明。
图1是本发明的正时链驱动装置的整体说明图,图2是本发明第一实施例、即正时链驱动装置的链和链轮的配置图,图3是图2的驱动链轮部分的立体图,图4是图3的侧视图,图5是图2的链轮的分解立体图,图6是图5的内链节板的侧视图,图7是图5的外链节板的侧视图,图8是图2的驱动链轮的立体图,图9是图8的驱动链轮的分解立体图,图10至15是图2的链和驱动链轮的动作说明图,图16是第一实施例、即正时链驱动装置的从动链轮的从动滚子链轮齿的该略图,图17是图16的链和从动链轮的动作说明图,图18是示出图17所示动作时的从动滚子链轮齿的位置的变化与负载之间的关系的图,图19是图16所示从动链轮与标准的从动链轮的试验结果的比较图,图20是本发明的第二实施例即、正时链驱动装置的链和链轮的配置图。
本发明的实施例、即正时链驱动装置100如图1所示,构成为利用搭挂在驱动链轮150和从动链轮160、从动链轮170上的链110来传递动力,在链110的松弛侧的从动链轮160和驱动链轮150之间配置有松弛侧的链引导件102,该链引导件102与张紧器T协动并与循环行驶的链110滑动接触,从而赋予链适当的张力,并且该链引导件102还具有用于防止行驶中的链110的振动、横摆的滑动功能。
另一方面,在链110的张紧侧的从动链轮170和驱动链轮150之间使用了引导机构,该引导机构由以规定的跨长(由从动链轮170的啮合脱离点~驱动链轮150的啮合开始点为止的轨道的长度)对行驶轨道进行引导限制的张紧侧的链引导件101构成。
该松弛侧的链引导件102通过安装螺栓、安装销等轴支承机构P可摆动地安装在发动机的壳体E的内壁,利用张紧器T对松弛侧的链引导件102的滑靴部分向链110施力。
另一方面,张紧侧的链引导件101通过安装螺栓、安装销等固定机构Q固定设置在壳体E的内壁上,对循环行驶的链110的行驶轨道进行引导限制。
本发明的第一实施例、即正时链驱动装置如图2至图4所示,驱动 链轮150具有与链110的滚子啮合的驱动滚子链轮齿,且在该驱动滚子链轮齿的侧方具有与链110的链节板啮合的驱动侧链轮齿。
另外,如图2所示,从动链轮160、170仅具有从动滚子链轮齿,张紧侧的从动链轮170被设定为,齿的节距以与在驱动轴上产生的旋转速度变动、或从动轴的周期负载变动同步的相位在周向上周期地增减。
如图5所示,链110构成为,通过将连结销130交替地松动嵌合于套筒140来将多个外链节118和内链节119连结在一起,该外链节118构成为,连结销130的两端部分别嵌入固定于一对外链节板112的前后的销孔117中,而该内链节119构成为将松动嵌合有滚子120的套筒140分别嵌入固定于一对内链节板111的前后的套筒孔116中。
如图6所示,内链节板111前后具有套筒孔116,并且在前后的套筒孔116的下方分别具有链节板齿113Af、113Ar,该链节板齿113Af、113Ar由前后的链节板齿113Af、113Ar的相对置侧的齿面即、内胯部114Af、114Ar和外侧的齿面即、外胯部115Af、115Ar构成。
如图7所示,外链节板112在前后具有销孔117,并且在前后的销孔117的下方分别具有链节板齿113Bf、113Br,该链节板齿113Bf、113Br由前后的链节板齿113Bf、113Br的相对置侧的齿面、即内胯部114Bf、114Br和外侧的齿面、即外胯部115Bf、115Br构成。
而且,各内胯部114Af、114Ar、114Bf、114Br以相互稍微不同的形状形成,各外胯部115Af、115Ar、115Bf、115Br全部形成为相同形状。
另外,各内胯部114Af、114Ar、114Bf、114Br也可以形成为相同的形状。
如图8、图9所示,驱动链轮150由中心驱动链轮153和侧驱动链轮154构成,将侧驱动链轮154配置在中心驱动链轮153的两侧面,并使它们一体旋转,上述中心驱动链轮153具有与链110的滚子120啮合的驱动滚子链轮齿151,而上述侧驱动链轮154具有与链110的链节板齿113Af、113Ar、113Bf、113Br啮合的驱动侧链轮齿152。
另外,驱动链轮150也可以是在单一的部件上形成驱动滚子链轮齿151及驱动侧链轮齿152。
链节板齿113Af、113Ar、113Bf、113Br、驱动滚子链轮齿151及驱动侧链轮齿152的形状构成为,在链110卷挂在驱动链轮150上时,最初,位于链节板111(112)的前进方向前方侧的链节板齿113Af(113Bf)的内胯部114Af(114Bf)与驱动侧链轮齿152接触,接着,位于该链节板111(112)的前进方向前方侧的滚子120与驱动滚子链轮齿151接触,进而,位于该链节板111(112)的前进方向后方侧的滚子120就位于驱动滚子链轮齿151的齿底。这时,位于该链节板111(112)的前进方向前方侧的链节板齿113Af(113Bf)的外胯部115Af(115Bf)及位于前进方向后方侧的链节板齿的外胯部115Ar(115Br)与驱动侧链轮齿152接触。
相反,在链110脱离驱动链轮150时,位于先行链节板112(111)的前进方向后方侧的链节板齿113Bf(113Af)的内胯部114Bf(114Af)与驱动侧链轮齿152接触,由此位于先行链节板112(111)的前进方向后方侧的滚子120即、位于链节板111(112)的前进方向前方侧的滚子120从驱动滚子链轮齿151的齿底脱离,位于链节板111(112)的前进方向前方侧的链节板齿113Af(113Bf)的外胯部115Af(115Bf)及位于前进方向后方侧的链节板齿的外胯部115Ar(115Br)也从驱动侧链轮齿152脱离,位于链节板111(112)的前进方向后方侧的链节板齿113Af(113Bf)的内胯部114Af(114Bf)与驱动侧链轮齿152接触,位于链节板111(112)的前进方向后方侧的滚子120从驱动滚子链轮齿151脱离。
例如,驱动滚子链轮齿151采用标准的齿形,链节板齿113及驱动侧链轮齿152的形状根据链轮的齿数等被设定成为可进行上述动作的关系。
结合图10至图15,对以上构成的本发明第一实施例、即正时链驱动装置的链110和驱动链轮150的动作进行说明。
图10至图15对驱动链轮150向图中逆时针方向旋转,且链110依次卷挂在驱动链轮150上的动作进行经时地说明,为了方便说明,在图 中图示为将驱动了150固定为同一姿势而使链110顺次弯曲。
在图10至图15中,各链节板(内链节板111或外链节板112)从链110的前进方向前侧开始顺次表示为链节板L1、链节板L2、链节板L3,各滚子从链节板L1的前进方向前侧的滚子开始顺次表示为滚子R1、滚子R2、滚子R3。
另外,各链节板L1、L2、L3的各链节板齿,将链110的前进方向前侧的链节板齿表示为链节板齿H1f、链节板齿H2f、链节板齿H3f,将链110的前进方向后侧的链节板齿表示为链节板齿H1r、链节板齿H2r、链节板齿H3r,将各链节板齿的齿面的外胯部表示为外胯部G1f、外胯部G2f、外胯部G3f、外胯部G1r、外胯部G2r、外胯部G3r,将各链节板齿的齿面的内胯部表示为内胯部U1f、内胯部U2f、内胯部U3f、内胯部U1r、内胯部U2r、内胯部U3r。
首先,从滚子R1就位于驱动滚子链轮齿151的状态开始说明。
若链110前进,则如图10所示,链节板L1以滚子R1为中心弯曲,滚子R2及链节板齿H1r向驱动链轮150靠近,而链节板L2的链节板齿H2f也同时向驱动链轮150靠近,链节板L2的内胯部U2f抢在滚子R2及链节板齿H1r之前与驱动侧链轮齿152接触。
该链节板L2的内胯部U2f和驱动侧链轮齿152的接触,与以往的采用无声链的正时链驱动装置一样,形成为从斜向与驱动侧链轮齿152接触,因此噪音小。
若链110进一步前进,则如图11所示,链节板L2的内胯部U2f在驱动侧链轮齿152的齿面滑动,同时链节板L2开始弯曲,滚子R2缓缓地向驱动滚子链轮齿151靠近。
而且,如图12所示,通过滚子R2与驱动滚子链轮齿151接触,而完成了链节板L1向驱动链轮150的卷挂。
滚子R2与驱动滚子链轮齿151的接触如前所述,是被链节板L2的内胯部U2f在驱动侧链轮齿152的齿面滑动的动作所约束而缓缓靠近的接触,因此,与采用以往的滚子链的传动装置相比,噪音极小。
进而,在滚子R1、R2都就位于驱动滚子链轮齿151时,构成为链节板L1的外胯部G1f及G1r都与驱动侧链轮齿152接触的形状,通过滚子R1、R2和驱动滚子链轮齿151来进行链110和驱动链轮150的动力的传递,且链节板L1通过在外胯部G1f及G1r这两点与驱动侧链轮齿152接触而被定位,由此,与采用以往的滚子链的传动装置相比能够减轻振动和噪音。
滚子R1、R2就位后,如图13所示,链节板L2以滚子R2为中心开始弯曲,链节板L2的内胯部U2f从驱动侧链轮齿152的齿面脱离,如图14所示,链节板L2的链节板齿H2r及滚子R3迅速向驱动链轮150靠近。
而且,若链110前进,则如图15所示,链节板L2以滚子R2为中心弯曲,滚子R3及链节板齿H2r向驱动链轮150靠近,进而,后方的链节板L3的链节板齿H3f也同时向驱动链轮150靠近,链节板L3的内胯部U3f抢在滚子R3及链节板齿H2r之前与驱动侧链轮齿152接触,成为链节板前进一个节距后的图10所示的状态。
这样,重复上述的循环,如上所述,各内胯部114Af、114Ar、114Bf、114Br分别形成为稍稍不同的形状,即、U1f、U1r、U2f、U2r分别形成为稍稍不同的形状,因此,在上述每一循环中,由于最初链轮与链节板接触的时机发生变化,因此,能够减少与链轮齿的齿数一致的阶数振动或噪音。
在链从链轮脱离时,与上述动作相反,在从图13向图12前进时,链节板12的内胯部U2f与驱动侧链轮齿152的齿面接触,同样,在每一循环中,由于时机发生变化,能够减少与链轮齿的齿数一致的阶数振动或噪音。
这样,外链节板112的链节板齿113B和内链节板111的链节板齿113A具有不同的形状,从而在链110卷挂到驱动链轮150上时,能够使链节板齿113与驱动侧链轮齿152啮合的时机错开,因此,能够大大减少与驱动链轮150的齿数一致的阶数振动或噪音。
另外,各外胯部115Af、115Ar、115Bf、115Br也可以形成为几乎 不与驱动侧链轮齿152接触的形状,相反,滚子120也可以形成为几乎不与驱动滚子链轮齿151接触,而与以往的无声链一样几乎全部通过链节板齿113和驱动侧链轮齿152来实现传动的功能的形状。
另外,也可以是在链110卷挂在驱动链轮150上时,各外胯部115Af、115Ar、115Bf、115Br最初接触的形状,这种情况下,使各外胯部115Af、115Ar、115Bf、115Br形成为不同的形状即可。
此外,各内胯部114Af、114Ar、114Bf、114Br及U1f、U1r、U2f、U2r也可以各自形成为相同的形状。
接下来,对本发明的第一实施例即正时链驱动装置的张紧侧的从动链轮170进行说明。
例如在适用于直列四汽缸的DOHC发动机的情况下,驱动轴1每旋转一周会产生两个周期的旋转速度变动,即、从动链轮170每旋转一周会产生四个周期的旋转速度变动,因此,链110的张紧侧的从动链轮170如图16所示,构成为与每旋转一周产生四个周期的旋转速度变动相同步地,从动滚子链轮齿171的齿位置变化也反复进行四个周期,并且,从动滚子链轮齿171的节距按照节距最宽的Pmax部分和节距最窄的Pmin部分以45度的间隔交替的方式周期性地增减。
这样,在从动链轮170旋转时,在链110的啮合脱离点处的从动滚子链轮齿171的齿位置与链轮齿为等节距的情况相比较,周期性地重复前进、延迟。
另外,在从动链轮170的侧面的从动滚子链轮齿171的附近,标有表示节距最窄的Pmin部分的第一标记172,和表示节距最宽的Pmax部分的第二标记173。
另外,图16中为了方便说明,夸张地示出了从动滚子链轮齿171的节距最宽的Pmax部分和节距最窄的Pmin部分的节距,但是,作为实际节距,在链110的张紧侧的从动链轮170与驱动链轮150之间的链张紧区间的距离大约为300mm的普通的直列四汽缸的DOHC发动机中,只要相对于通常的节距宽度存在大约0.2mm的增减即可,不会因节距的变化对链110的啮合造成影响,并且在没有第一标记172和第二 标记173的状态下,难以目视确定位置。
结合图17对以上述方式构成的链110的张紧侧的从动链轮170的链轮齿171与链轮齿为等节距的情况相比较的齿位置及其动作进行说明。
如图17(a)至(d)所示,在张紧侧的从动链轮170上卷挂链110并向图面上顺时针方向而传递旋转。链110在啮合脱离点K从张紧侧的从动链轮170脱离。
另外,对于张紧侧的从动链轮170的从动滚子链轮齿171,为了进行说明,以空白示意性地表示节距最宽部分Pmax,以涂黑示意性地表示节距最窄部分Pmin,省略具体的齿形的图示。并且,在本实施例中,节距呈正弦波曲线状变化。
首先,图17(a)的状态是如下的状态:张紧侧的从动链轮170的Pmax越过啮合脱离点K且随后的Pmin正在到达啮合脱离点K的途中,从图17(d)的状态开始,位于啮合脱离点K的齿的节距逐渐变窄、齿位置的延迟速度变慢,与标准的节距相当的链轮齿位于啮合脱离点K,是节距比标准节距宽的齿全部通过啮合脱离点K,齿位置在啮合脱离点K处滞后最多的状态。
其次,图17(b)的状态是如下的状态:从图17(a)的状态开始,处于啮合脱离点K的齿的节距逐渐变窄,齿位置的前进速度变快,节距最窄的Pmin位于啮合脱离点K,齿位置的前进速度在啮合脱离点K最快。
图17(c)的状态是如下的状态:张紧侧的从动链轮170的Pmin越过啮合脱离点K且随后的Pmax正在到达啮合脱离点K的途中,从图17(b)的状态开始,位于啮合脱离点K的齿的节距逐渐变宽、齿位置的前进速度变慢,与标准的节距相当的链轮齿位于啮合脱离点K,是节距比标准节距窄的齿全部通过啮合脱离点K,齿位置在啮合脱离点K处前进地最多的状态。
图17(d)的状态是如下的状态:从图17(c)的状态开始,位于啮合脱离点K的齿的节距逐渐变宽,齿位置的延迟速度变快,节距最宽的Pmax位于啮合脱离点K,齿位置的延迟速度在啮合脱离点K处最慢。
如上所述,重复图17(a)至(d)的状态而周期性地产生齿位置的前进、滞后,从而,存在于链110的张紧侧的从动链轮170与驱动链轮之间的链张紧区间的链110的实质长度周期性地变化。
下面,使用图18对链110的张紧侧的从动链轮170的从动滚子链轮齿171的齿位置与旋转速度变动的关系进行说明。
此处,图18的a至d点分别与图17(a)至(d)的状态对应。
首先,在a点处,处于啮合脱离点K处的齿位置滞后最大的状态且存在于链张紧区间内的链110的实质长度最短的状态,随着相位从a点朝向随后的c点前进,存在于链张紧区间的链110的实质长度变长。
该区间是能够通过使链110的实质长度增大来减轻由旋转速度增大引起的张力的增大的区间。
进而,b点是齿位置的前进速度在啮合脱离点K处最快的点,链110的实质长度的增大速度也最大,通过使旋转速度最大的点在此处同步,能够最有效地减轻因旋转速度增大引起的张力的增大。
其次,在c点处,处于啮合脱离点K处的齿位置前进最大的状态且存在于链张紧区间内的链110的实质长度最长的状态,随着齿位置从c点朝随后的a点滞后,存在于链张紧区间内的链110的实质长度变短。
该区间是难以减轻因旋转速度增大引起的张力的增大的区间,特别是d点是齿位置的滞后速度在啮合脱离点K处最快的点,链110的实质长度的减少速度也最高,因此最难减轻张力的增大,使旋转速度最小的点与该d点同步。
如上所述,通过使链110张紧侧的从动链轮170的从动滚子链轮齿171的相位和旋转速度变动以最佳的相位关系同步,能够提供如下的正时链驱动装置:能够有效地吸收旋转速度变动而完全不会赋予链的行驶方向以外的变位或力,能够减轻施加在链上的最大张力并使链小型轻量化,同时,能够将使时链驱动装置整体可动部分少、构造简单且小型轻量,还能够防止由链的振动引起的噪音。
图19作为一例在图表中表示了直列四汽缸发动机且从动链轮为标 准链轮的正时链驱动装置和从动链轮为作为本发明的第1实施例的节距周期性增减的链轮的峰值张力(单位:kN)的实验测定结果。
图19(a)表示链轮为标准链轮且曲轴的旋转速度不发生变动的状态,张力因其他的变动要素(例如凸轮轴的负载变动等)稍稍变动。
图19(b)表示链轮为标准链轮且曲轴的旋转速度周期性地变动的状态,与旋转速度变动周期同步地产生大的张力变动。
图19(c)表示链轮为作为本发明实施例的节距周期性增减的链轮且曲轴的旋转速度周期性地变动的状态,通过设定成张紧侧链的啮合脱离点的链轮齿的节距在旋转速度最大的旋转角处最小,从而形成为与图19(a)相同的仅因其他的结构要素而引起张力的微小变动,且随着旋转速度变动的张力变动几乎被吸收。
在该实验例中示出了曲轴的旋转速度(转数)为6000rpm时的效果,表现出显著效果的旋转速度因发动机的形式或大小、其他的结构要素的大小或配置等各种条件的不同而不同,由于一般情况下在低旋转速度下张力变动一定程度上由其他的张力吸收要素吸收,因此尤其是旋转速度越高越能够发挥显著的效果。
进而,一般情况下,当提高发动机的性能或者使发动机小型轻量化时,重要的课题是使该发动机直到高转速为止都具有充分的耐久性地进行使用,根据本发明,尤其是转速越高越能够发挥显著的效果。
另外,在本实施例中,从动滚子链轮齿171的齿位置的前进、滞后以及从动链轮的旋转速度变动都是基于正弦波曲线的周期变动,但是,即便是在实际的旋转速度变动不是正弦波曲线的情况下,只要以使啮合脱离点K处的齿位置的前进速度在旋转速度最高的旋转角位置处最快的方式,适当地设定从动滚子链轮齿171的齿位置的前进、滞后的曲线即可。
并且,在本实施例中,设定成节距遍及整周以周期性地增减的链轮是从动链轮170,但是,也可以将驱动链轮150设定成节距遍及整周周期性地增减,并且,也可以将从动链轮160、170及驱动链轮150都设定成节距遍及整周周期性地增减。
在将驱动链轮150设定成节距遍及整周周期性地增减的情况下,链张紧区间成为链110的行进方向后方,并且相当于从动链轮170的啮合脱离点的点即、开始啮合点处的齿位置的前进、滞后和Pmax、Pmin的关系,被设定成与从动链轮的啮合脱离点的关系完全相反。
进一步,对于周期性的旋转速度变动以外的各种振动或噪音,通过遍及链轮的整周以周期性地增减的方式设定节距、使存在于链张紧区间内的链的实质长度伴随着链轮的旋转而变化、并以不会对链赋予链的行驶方向以外的变位或力的方式使张力变化,能够防止伴随着共振或共鸣的振动或噪音等。
此外,通过标有可识别齿节距最大的位置和齿节距最小位置的标记,即便是很小的节距的差异,也可通过标记来正确地特定其位置,因此,能够容易地进行负载大的齿的特定或相位对准,并且,由于能够兼用时标,因此,能够提高组装或维修的效率。
本发明的第二实施例的正时链驱动装置,如图20所示,驱动链轮150与第一实施例一样,具有与链110的滚子啮合的驱动滚子链轮齿,并且在该驱动滚子链轮齿的侧方具有与链110的链节板啮合的驱动侧链轮齿。
另外,张紧侧的从动链轮270具有与链110的滚子啮合的从动滚子链轮齿,并且在该从动滚子链轮齿的侧向具有与链110的链节板啮合的侧链轮齿,并且齿的节距被设定成为以与在驱动轴上产生的旋转速度变动、或从动轴的周期性的负载变动同步的相位,在周向上周期性地增减。
与张紧侧的从动链轮270和链110啮合及啮合脱离时的动作,与在第一实施例中说明的与驱动链轮150和链110啮合及啮合脱离的动作一样,并且针对关于齿的节距的动作,与第一实施例中说明的张紧侧的从动链轮170的动作一样。
另外,对于松弛侧的从动链轮160,仅仅具有从动滚子链轮齿,但也可以与张紧侧的从动链轮270一样具有侧链轮齿,另外,关于齿的节距,被设定成为以与在驱动轴上产生的旋转速度变动、或从动轴的周期性的负载变动同步的相位在周向上周期性地增减。
如以上说明的那样,根据本发明的正时链驱动装置,特别是在啮合负载大,且容易产生噪音的驱动链轮中,并用了滚子链和无声链的两种功能,此外,将节距设定成为遍及张紧侧的从动链轮的整周周期性地增减,从而使张力变化而不会对链施加行走方向以外的变位或力,通过这些构成的叠加作用,能够防止因连结销的磨损所造成的链伸长导致链整体的伸长而强度降低,并能够减轻与链轮啮合时的噪音,防止了因张力变动的影响造成的链的振动或噪音,同时可实现小型轻量化等,效果很大。
Claims (7)
1.一种正时链驱动装置,其具有一个驱动链轮、一个或多个从动链轮、搭设在各链轮之间而传递旋转力的链,使上述驱动链轮和从动链轮之间的相位以规定的关系同步地旋转驱动,其特征在于,
通过将连结销交替地松动嵌合于套筒中来将多个外链节和内链节连结在一起来形成上述链,该外链节是通过将上述连结销两端部分别嵌入固定于至少一对外链节板的前后的销孔中而形成的,该内链节是通过将上述套筒或松动嵌合有滚子的套筒分别嵌入固定于至少一对的内链节板的前后的套筒孔中而形成的,
上述外链节板及上述内链节板各自在链节板的前进方向前后两个位置具有链节板齿,
上述驱动链轮具有与上述套筒或滚子啮合的驱动滚子链轮齿,并且在该驱动滚子链轮齿的侧方具有与上述链节板齿啮合的驱动侧链轮齿,
上述驱动滚子链轮齿与上述驱动侧链轮齿的形状构成为:在上述链卷挂在上述驱动链轮上时上述驱动滚子链轮齿与上述驱动侧链轮齿的齿底以及齿尖沿周向相互以相同的相位整齐地排列,
至少一个从动链轮的齿的节距被设定为以与在驱动轴上产生的旋转速度变动、或从动轴的周期负载变动同步的相位在周向周期性地增减,并被设定成为在驱动轴的旋转速度最大或从动轴的负载为峰值的旋转角处,张紧侧链的啮合脱离点处的齿的节距最小。
2.根据权利要求1所述的正时链驱动装置,其特征在于,上述外链节板的链节板齿和内链节板的链节板齿具有不同的形状。
3.根据权利要求1所述的正时链驱动装置,其特征在于,上述外链节板的链节板齿和内链节板的链节板齿的外胯部为相同形状,而内胯部为不同形状。
4.根据权利要求1所述的正时链驱动装置,其特征在于,上述外链节板及内链节板的前进方向前后两个位置的链节板齿的内胯部具有不同的形状。
5.根据权利要求1所述的正时链驱动装置,其特征在于,上述驱动侧链轮齿设置在上述驱动滚子链轮齿的两侧。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的正时链驱动装置,其特征在于,至少一个从动链轮具有与上述套筒或滚子啮合的从动滚子链轮齿,并且在该从动滚子链轮齿的侧方具有与上述链节板齿啮合的从动侧链轮齿。
7.根据权利要求6所述的正时链驱动装置,其特征在于,上述从动侧链轮齿设置在上述从动滚子链轮齿的两侧。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |