JP2004116632A

JP2004116632A - サイレントチェーン伝動装置

Info

Publication number: JP2004116632A
Application number: JP2002279958A
Authority: JP
Inventors: Shigeyoshi Osada; 長田　重慶
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15
Also published as: EP1403553A2; US7048666B2; EP1403553A3; US20040060804A1

Abstract

【課題】サイレントチェーンおよびスプロケットホイールの摩耗が小さく低騒音化も達成できるようにする。
【解決手段】内側フランク１３および外側フランク１４から形成された一対の歯部１２を有するリンクプレート（１１Ａ等）が連結ピン１６によって所定個数無端状に連結されてなるサイレントチェーン１０と、このサイレントチェーン１０の各歯部１２と噛み合う所定個数の歯部２２を有するスプロケットホイール２０とを備えたサイレントチェーン伝動装置において、
各リンクプレート（１１Ａ等）の内側フランク１３および外側フランク１４が、それぞれチェーンピッチ線ＰＬ上に個別の中心（ｄ１等）を有する同一半径（ρ）の円弧形状とされており、
スプロケットホイール２０の各歯部２２が、それぞれ噛合する各リンクプレート（１１Ａ等）の内側フランク１３または外側フランク１４に対応して内方へ凹む円弧形状とされたものである。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイレントチェーン伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６および図７に、サイレントチェーン伝動装置の従来例を示す。これらの図において、１０Ｐはサイレントチェーン、２０Ｐはスプロケットホイールである。サイレントチェーン１０Ｐは、それぞれ一対の歯部１２およびピン孔１５を有する所定個数のリンクプレート（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ等）を、各ピン孔１５内に挿入した連結ピン１６によって無端状に連結してなる。ここでは、一部のリンクプレート（１１Ａ等）のみを図示する。
【０００３】
サイレントチェーン１０Ｐの各歯部１２は、同一形状とされており、内側フランク（内股）１３および外側フランク（外股）１４から形成されている。上記した内側フランク１３および外側フランク１４は、直線形状とされている。
【０００４】
なお、図６および図７において、ＰＬはチェーンピッチ線である。このチェーンピッチ線ＰＬは、各リンクプレート（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）のピン孔１５に挿入された連結ピン１６の中心を相互に結ぶ直線である。また、図６において、Ｐはサイレントチェーン１０Ｐのピッチである。図７中、ψは２π／Ｎラジアン（πは円周率、Ｎはスプロケットホイール２０Ｐの歯部２２の数）である。
【０００５】
一方、スプロケットホイール２０Ｐは、図６に示すように、サイレントチェーン１０Ｐの各歯部１２と噛み合う所定個数の歯部２２を有している。各歯部２２は、インボリュート歯形とされている。図６では、駆動側のスプロケットホイール２０Ｐのみを図示し、従動側のスプロケットホイールは図示を省略してある。
【０００６】
上記サイレントチェーン伝動装置では、駆動側スプロケットホイール２０Ｐの回転に伴いサイレントチェーン１０Ｐの各リンクプレート（１１Ａ等）の歯部１２がスプロケットホイール２０Ｐの各歯部２２と噛合することにより、駆動側スプロケットホイール２０Ｐから従動側スプロケットホイールへ動力が伝達される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記サイレントチェーン伝動装置では、各リンクプレート（１１Ａ等）の各フランク（１３，１４）が直線形状とされており、スプロケットホイール２０Ｐの各歯部２２がインボリュート歯形であるので、これらの接触は相対曲率およびすべり率ともに大きくなる。そのため、接触部の発生面圧応力が高く、摩耗しやすい欠点を有している。
【０００８】
ここにおいて、通常、リンクプレート（１１Ａ等）は、チェーンの破断強度等の観点から鋼材の焼入れ品が用いられている。一方、スプロケットホイール２０Ｐは、鋼材や粉末冶金を用いるが、粉末冶金の場合鋼材に対して材料特性が低下するため、硬度の高いリンクプレートに焼入れを行っても耐磨耗性の確保が厳しい状況である。
【０００９】
また、一般に、サイレントチェーン伝動装置はローラチェーン方式に比べて騒音の発生が少ないが、より一層の低騒音化が求められている。
【００１０】
本発明の目的は、サイレントチェーンおよびスプロケットホイールの摩耗が小さく低騒音化も達成できるサイレントチェーン伝動装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の好適な解決手段は、請求項１に記載するサイレントチェーン伝動装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明に係るサイレントチェーン伝動装置は、図１および図２に示すように、基本的構成は従来例（図６，図７）と同様であるが、各リンクプレート（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ等）の内側フランク１３および外側フランク１４が、それぞれチェーンピッチ線ＰＬ上に個別の中心（ｄ１，ｄ２，ｄ３等）を有する同一半径（ρ）の円弧形状とされており、スプロケットホイール２０の各歯部２２が、それぞれ噛合する各リンクプレート（１１Ａ等）の内側フランク１３または外側フランク１４に対応して内方へ凹む円弧形状とされている。
【００１４】
なお、従来例と共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略する。また、図１，図２では、一部のリンクプレートのみ図示する。スプロケットホイールは駆動側のみ図示する。
【００１５】
図１において、リンクプレート１１Ａの内側フランク（内股）１３は、チェーンピッチ線上の中心点（ｄ１，ｄ３）を中心として半径ρの円弧形状とされている。また、リンクプレート１１Ａの外側フランク（外股）１４は、チェーンピッチ線ＰＬ上の中心点ｄ２を中心として半径ρの円弧形状とされている。すなわち、リンクプレート１１Ａの各フランク（１３，１４）は、同じ曲率半径を有する同一円弧形状とされている。
【００１６】
なお、リンクプレート１１Ａの内側フランク１３と外側フランク１４との接続部分は、半径ｒ１の円弧形状とされている。また、リンクプレート１１Ａの内側フランク（１３，１３）同士の接続部分は、半径ｒ２の円弧形状とされている。図１中、Ｐはサイレントチェーン１０のピッチである。ＰＬはチェーンピッチ線である。このチェーンピッチ線ＰＬは、各リンクプレート（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）のピン孔１５に挿入された連結ピン１６の中心を相互に結ぶ直線である。また、上記した中心点（ｄ２等）は、図１に示すように、連結ピン１６の中心からＰ／２だけ離れた位置にある。他のリンクプレート（１１Ｂ，１１Ｃ）も、上記リンクプレート１１Ａと同一構成とされている。
【００１７】
また、スプロケットホイール２０の各歯部２２の一方歯面２３および他方歯面２４は、図２に示すように、リンクプレート（１１Ａ等）の各フランク（１３，１４）と同一の曲率半径を有している。
【００１８】
上記構成の本サイレントチェーン伝動装置では、図３および図４に示すように、サイレントチェーン１０はスプロケットホイール２０に正多角形状に巻き付き、当該スプロケットホイール２０が等速回転しても不等速運動（非線形運動）する。すなわち、サイレントチェーン１０の速さは、最大値Ｖｍａｘ（＝Ｒω）と最小値Ｖｍｉｎ（＝Ｒω・ｃｏｓψ）との間で変化する。なお、Ｒはスプロケットホイール２０のピッチ円半径、ωはスプロケットホイール２０の角速度（＝ｄφ／ｄｔ）である。また、ψは、π／Ｎラジアン（πは円周率、Ｎはスプロケットホイール２０の歯部２２の数）である。
【００１９】
ここで、本サイレントチェーン伝動装置におけるサイレントチェーン１０とスプロケットホイール２０とは、歯車のラックとピ二オンによく似た噛み合い運動をする。以下に、図５に示すように、本伝動装置のサイレントチェーン１０の直線部分をラック（５０）に、またスプロケットホイール２０をピ二オン（５５）に置き換えて、本発明の原理を説明する。
【００２０】
図５において、ピ二オン５５の回転運動とラック５０の直線運動との相対速度の場は、歯車歯形論よりピッチ点ｄの回りの回転運動になる。ピッチ点ｄを中心とするラック５０の円弧状歯５１とピニオン５５の円弧状歯５６とは瞬間的に噛み合う。なお、図５では、説明便宜上、故意に円弧状歯（５１，５６）の半径を変えているが、実際は同一である。また、ラック５０の円弧状歯５１は、各リンクプレート（１１Ａ等）の各フランク（１３，１４）に相当する。ピニオン５５の円弧状歯５６は、スプロケットホイール２０の各歯部２２の歯面（２３，２４）に相当する。
【００２１】
ここで、ラック５０の円弧状歯５１が、ピニオン５５の円弧状歯５６と接触するときに等速である場合には、当該ラック５０の円弧状歯５１がピニオン５５の円弧状歯５６に近づくときに当該ピニオン５５の半径方向Ｓに近づくので、両者（５１，５６）が接触する際に定速で衝突するように当たる。しかし、本伝動装置のように不等速であると、ピニオン５５の半径方向Ｓに近づいたときには両円弧状歯（５１，５６）は図５のように離れており、近づいてから接線方向Ｔに低速で接触する。すなわち、接触作用が滑らかである。
【００２２】
而して、本サイレントチェーン伝動装置は、各リンクプレート（１１Ａ等）の内側フランク１３および外側フランク１４が、それぞれチェーンピッチ線ＰＬ上に個別の中心（ｄ１等）を有する同一半径（ρ）の円弧形状とされており、スプロケットホイール２０の各歯部２２が、それぞれ噛合する各リンクプレート（１１Ａ等）の各フランク（１３，１４）に対応して内方へ凹む円弧形状とされているので、各リンクプレート（１１Ａ等）とスプロケットホイール２０の各歯部２２との接触は相対曲率および滑り率が共に零（０）となる。そのため、リンクプレート（１１Ａ等）とスプロケットホイール２０との接触において発生面圧応力は小さく低強度材料でも摩耗が小さい。また、サイレントチェーン１０の不等速運動（非線形運動）を利用してリンクプレート（１１Ａ等）の各フランク（１３，１４）とスプロケットホイール２０の歯部２２の各歯面（２３，２４）とが静かに近づくので接触作用が滑らかとなり低騒音化が図られる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、各リンクプレートの内側フランクおよび外側フランクが、それぞれチェーンピッチ線上に個別の中心を有する同一半径の円弧形状とされており、スプロケットホイールの各歯部が、それぞれ噛合する各リンクプレートの内側フランクまたは外側フランクに対応して内方へ凹む円弧形状とされているので、サイレントチェーンおよびスプロケットホイールの摩耗が小さく低騒音化も達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図である。
【図２】スプロケットホイールに巻きついたリンクプレートを説明するための図である。
【図３】サイレントチェーンの不等速運動を説明するための図である。
【図４】サイレントチェーンの不等速運動を説明するための図である。
【図５】本発明の原理を説明するための概念図である。
【図６】サイレントチェーン伝動装置の従来例を説明するための図である。
【図７】従来のリンクプレートを説明するための図である。
【符号の説明】
１０　サイレントチェーン
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ　リンクプレート
１２　歯部
１３　内側フランク
１４　外側フランク
１５　ピン孔
１６　連結ピン
２０　スプロケットホイール
２２　歯部
２３　一方歯面
２４　他方歯面
５０　ラック
５１　円弧状歯
５５　ピニオン
５６　円弧状歯

Claims

内側フランクおよび外側フランクから形成された一対の歯部を有するリンクプレートが連結ピンによって所定個数無端状に連結されてなるサイレントチェーンと、このサイレントチェーンの各歯部と噛み合う所定個数の歯部を有するスプロケットホイールとを備えたサイレントチェーン伝動装置において、
前記各リンクプレートの内側フランクおよび外側フランクが、それぞれチェーンピッチ線上に個別の中心を有する同一半径の円弧形状とされており、
前記スプロケットホイールの各歯部が、それぞれ噛合する前記各リンクプレートの内側フランクまたは外側フランクに対応して内方へ凹む円弧形状とされたことを特徴とするサイレントチェーン伝動装置。