JP2007315436A - サイレントチェーン伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイレントチェーンの製造負担を増大させることなく、２種類のリンクプレートで多様な噛み合いパターンを創成して噛み合い周期音を大幅に分散低減できるとともに、チェーン振動騒音を抑制できるサイレントチェーン伝動装置を提供すること。
【解決手段】Ｈｉａ＝Ｈｏ＋Ｈｓを満足してスプロケット２００の中心からフリースパンのチェーンまでの高さが常に一定となるように噛み合い着座するＡリンクプレート１１０と外側フランクのみで噛み合い着座するＢリンクプレート１２０とをチェーン長手方向に混在させて連結ピン１３０によりそれぞれ連結してなるサイレントチェーン１００と、このサイレントチェーン１００を巻き付けるインボリュート歯を備えたスプロケット２００とで動力伝達するサイレントチェーン伝動装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達チェーン伝動装置に関するものであって、特に、４輪駆動車用トランスファー機構などに用いられるサイレントチェーン伝動装置に関する。

従来、自動車や自動二輪車等に用いられる動力伝達チェーン伝動装置として、一対の歯部およびピン孔を有する多数のリンクプレートを厚み方向および長手方向に積層するとともに連結ピンで連結してなるサイレントチェーンを用いたものがある。
そして、このような動力伝達チェーン伝動装置に用いているサイレントチェーンは、ラックピッチの異なるリンクプレートをチェーン長手方向に不規則に混在させることによって、スプロケットとの噛み合い時に発生するピッチ音を低減してその音振性能を向上させている。
特開２０００−２６６１３１号公報（第１頁、図３−図４）

しかしながら、前述したような特開２０００−２６６１３１号公報に開示されている従来のサイレントチェーンは、高速回転させた場合、スプロケットとの噛み合い開始時においてチェーン多角形運動に伴う上下振動を生じてチェーン振動騒音を抑制することができないという問題があった。

また、リンクプレートのピン孔中心線から歯部側に所定の距離だけ離れて引いた平行線を歯部の両外側フランク面と交わる二つの交点との間の距離で規定してなる、所謂、ラックピッチが異なる２種類のリンクプレートで構成されているため、噛み合い周期をずらす噛み合いパターンが２種類に留まり、噛み合い周期音を分散低減することができず、噛み合い騒音を充分に低減することができないという騒音低減上の厄介な問題があった。

それゆえ、このような噛み合い周期をずらす噛み合いパターンを多様化して噛み合い周期音を分散低減しようとすると、これに相応する多種類のリンクプレートが必要となり、そのためにリンクプレートの製造負担とチェーン組み立て負担が困難かつ増大するというチェーン製造上の厄介な問題があった。

そこで、本発明の目的は、サイレントチェーンの製造負担を増大させることなく、２種類のリンクプレートで多様な噛み合いパターンを創成して噛み合い周期音を大幅に分散低減できるとともに、チェーン振動騒音を抑制できるサイレントチェーン伝動装置を提供することである。

まず、請求項１に係る発明は、ＡリンクプレートとＢリンクプレートとをチェーン長手方向に混在させて連結ピンによりそれぞれ連結してなるサイレントチェーンと、該サイレントチェーンを巻き付けるインボリュート歯を備えたスプロケットとで動力伝達するサイレントチェーン伝動装置において、前記Ａリンクプレートのリンク歯を形成するフランク形状が、チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの距離をＨｉａ、チェーンのピッチ線から外側フランク・ピッチ線までの距離をＨｏ、チェーン多角形運動の振幅をＨｓとしたとき、Ｈｉａ＝Ｈｏ＋Ｈｓを満足し、噛み合い開始時から噛み合って着座するまでの噛み合い過程においてスプロケットの中心からフリースパンのチェーンまでの高さが常に一定となるように形成されているとともに、前記Ｂリンクプレートのリンク歯を形成するフランク形状が、前記スプロケットのインボリュート歯に外側フランクのみで噛み合って着座するように形成されていることによって、前記課題を解決したものである。
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記ＡリンクプレートとＢリンクプレートとが、前記サイレントチェーンのチェーン長手方向に連続する４リンク分単位で常に混在していることによって、前記課題を更に解決したものである。

なお、ここで、本発明における「チェーン・ピッチ線」とは、リンクプレートにおけるピン中心の相互を結ぶ直線のことである。

また、本発明において、「内側フランク・ピッチ線」とは、内側フランクとの交点同志の距離がチェーン・ピッチの１／２となるような、チェーン・ピッチ線に平行なラインのことであり、また、「外側フランク・ピッチ線」とは、外側フランクとの交点同志の距離がチェーン・ピッチの３／２となるような、チェーン・ピッチ線に平行なラインのことである。

そして、本発明における「チェーン多角形運動の振幅」とは、外側フランクのみで噛み合うサイレントチェーンがインボリュート歯を有するスプロケットと噛み合い時にスプロケットの半径方向に生じる上下振動の幅のことである。また、本発明における「フリースパンのチェーン」とは、スプロケットと噛み合って着座する以前の噛み合い進行中のチェーンであって、いわゆる、スプロケットに完全に拘束されていない比較的フリーな状態のチェーンのことである。

更に、本発明における「サイレントチェーンのチェーン長手方向に連続する４リンク分単位で常に混在している」とは、ＡリンクプレートとＢリンクプレートのいずれか一方がサイレントチェーンのチェーン長手方向に４リンク分以上連続して、要するに４リンク分以上同じもので、配列しないように配置することである。

まず、請求項１に係る発明のＡリンクプレートとＢリンクプレートとをチェーン長手方向に混在させて連結ピンによりそれぞれ連結してなるサイレントチェーンと、該サイレントチェーンを巻き付けるインボリュート歯を備えたスプロケットとで動力伝達するサイレントチェーン伝動装置は、Ａリンクプレートのリンク歯を形成するフランク形状が、チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの距離をＨｉａ、チェーンのピッチ線から外側フランク・ピッチ線までの距離をＨｏ、チェーン多角形運動の振幅をＨｓとしたとき、Ｈｉａ＝Ｈｏ＋Ｈｓを満足し、噛み合い開始時から噛み合って着座するまでの噛み合い過程においてスプロケットの中心からフリースパンのチェーンまでの高さが常に一定となるように形成されていることによって、Ａリンクプレートが噛み合い開始時から噛み合って着座するまでの如何なる噛み合い過程においても、チェーン多角形運動に伴う上下動を解消してチェーン振動騒音を大幅に抑制できる。

また、請求項１に係る発明のサイレントチェーン伝動装置は、ＡリンクプレートとＢリンクプレートとをチェーン長手方向に混在させるとともに、Ｂリンクプレートのリンク歯を形成するフランク形状がスプロケットのインボリュート歯に外側フランクのみで噛み合って着座するように形成されていることによって、Ａリンクプレートの内側フランクによる連続的な噛み合い開始状態を回避してＢリンクプレートの混在状態に相応した多様な噛み合い開始パターンを創成し、また、Ａリンクプレートの内側フランクがこれに先行するリンクプレートの外側フランクより早くインボリュート歯型のスプロケットに噛み合い始めるため、これに先行して噛み合うＡリンクプレートの内側・外側フランクやＢリンクプレートの外側フランクの噛み合いに影響を及ぼして多様な噛み合いパターンを創成するので、その結果、従来のようなサイレントチェーンの製造負担を増大させることなく、２種類のリンクプレートで多様な噛み合いパターンを創成して噛み合い周期音を分散低減することができる。

そして、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、ＡリンクプレートとＢリンクプレートとがサイレントチェーンのチェーン長手方向に連続する４リンク分単位で常に混在していることによって、チェーン長手方向の如何なるチェーン領域においてもＡリンクプレートとＢリンクプレートとの配列形態が８通りに変化できるため、噛み合い周期音を大幅に分散低減することができる。

本発明のサイレントチェーン伝動装置は、ＡリンクプレートとＢリンクプレートとをチェーン長手方向に混在させて連結ピンによりそれぞれ連結してなるサイレントチェーンと、該サイレントチェーンを巻き付けるインボリュート歯を備え、Ａリンクプレートのリンク歯を形成するフランク形状が、チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの距離をＨｉａ、チェーンのピッチ線から外側フランク・ピッチ線までの距離をＨｏ、チェーン多角形運動の振幅をＨｓとしたとき、Ｈｉａ＝Ｈｏ＋Ｈｓを満足し、噛み合い開始時から噛み合って着座するまでの噛み合い過程においてスプロケットの中心からフリースパンのチェーンまでの高さが常に一定となるように形成されているとともに、Ｂリンクプレートのリンク歯を形成するフランク形状が、スプロケットのインボリュート歯に外側フランクのみで噛み合って着座するように形成されていることにより、サイレントチェーンの製造負担を増大させることなく、２種類のリンクプレートで多様な噛み合いパターンを創成して噛み合い周期音を大幅に分散低減するとともに、チェーン振動騒音を抑制するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても何ら構わない。

例えば、本発明のサイレントチェーン伝動装置においてリンクプレートを相互に連結する連結ピンは、丸ピン、ロッカージョイントピンのいずれを用いても良いが、本発明のサイレントチェーン伝動装置をトランスファー機構に適用する場合には、ロッカージョイントピンが好ましい。

更に、本発明のサイレントチェーン伝動装置において使用するサイレントチェーンは、リンクプレートの噛み合い面にシェービング加工、或いは、ファイン・ブランキング加工を施すことが好ましく、例えば、シェービング加工を施した場合には、その剪断面長さがリンクプレートの板厚の約７０％以上となっているので、衝撃騒音を低減するとともにサイレントチェーン自体の耐久性を長期にわたって持続することができるばかりでなく、これらの効果に相乗してスプロケット歯面の摩耗を低減させ、サイレントチェーンの屈曲不良の発生を防止することができる。

以下、本発明の一実施例であるサイレントチェーン伝動装置を、図面に基づいて説明する。
まず、図１は、本実施例のサイレントチェーン伝動装置に用いたサイレントチェーンの全体概要を示す側面図であり、図２は、図１の平面図であり、図３は、図１のサイレントチェーンを構成するＡリンクプレートとＢリンクプレートとの一部編成状態を示す図であり、図４は、Ａリンクプレートの外形を示す図であり、図５は、Ｂリンクプレートの外形を示す図である。

本実施例のサイレントチェーン伝動装置は、自動車用トランスファー機構などに用いられるものであって、図１乃至図２に示すようにＡリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０とがチェーン長手方向に混在して一対のロッカーピン１３２とジョイントピン１３１からなる連結ピン１３０によりそれぞれ連結されたサイレントチェーン１００と、このサイレントチェーン１００を巻き付けるインボリュート歯を備えたスプロケット２００（図１乃至図２には図示されていない）とで動力伝達するように構成されたものである。
なお、図１乃至図２における符号１４０は、チェーン長手方向に混在したＡリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０とを連結する連結ピン１３０の長い方のロッカーピン１３２がかしめなどで嵌合固定され、スプロケット２００との噛み合いにおいてスプロケット歯の側面に沿って案内されるガイドプレートである。また、図１乃至図２における符号１３１は、連結ピン１３０の短い方を構成するジョイントピンである。

そして、前記サイレントチェーン１００は、図２に示すように、連結ピン１３０のピン長手方向に構成されるリンク列内では、Ａリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０のいずれか一方に統一して配列されているが、図３に示すように、チェーン長手方向に混在して配列され、本実施例の場合には、これらのＡリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０とをおおよそ２：１の配合割合で混在しているが、これ以外の配合割合であっても何ら差し支えない。
なお、本実施例で用いたＡリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０における一対の連結ピン間の距離、すなわち、チェーンピッチＰは、全て同一寸法を採用するとともに、Ａリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０における一対の外側フランク間の距離は、前述したピッチＰの３／２倍に等しくなるように構成されている。

そこで、前記サイレントチェーン１００における配合割合の大部分を占めているＡリンクプレート１１０のリンク歯を形成するフランク形状は、チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの距離をＨｉａ、チェーン・ピッチ線から外側フランク・ピッチ線までの距離をＨｏ、チェーン多角形運動の振幅をＨｓとしたとき、
Ｈｉａ＝Ｈｏ＋Ｈｓ
を満足し、噛み合い開始時から噛み合って着座するまでの噛み合い過程においてスプロケット２００の中心からフリースパンのチェーンまでの高さが常に一定となるように形成されている。

他方、前記Ｂリンクプレート１２０のリンク歯を形成するフランク形状は、スプロケット２００のインボリュート歯に外側フランクのみで噛み合って着座するように形成されている。

このようにして得られた本実施例のサイレントチェーン伝動装置の作動状態を図６乃至図７に基づいて説明すると、以下のとおりである。
ここで、本実施例のサイレントチェーン伝動装置に用いるサイレントチェーン１００は、配合割合の大部分を占めているＡリンクプレート１１０が主たる噛み合い動作を呈することとなり、この主たる噛み合い動作にＢリンクプレート１２０の副次的な噛み合い動作が混在して奏するようになっているため、説明の便宜上、Ａリンクプレート１１０が連続してなる主たる噛み合い動作を説明する。
なお、図６は、スプロケット２００の中心と連結ピン１３０ａとフリースパンのチェーンとが直角を成す場合の模式的な噛み合い状態を示す。

まず、図６に示すように、Ａリンクプレート１１０ａは、インボリュート歯を有するスプロケット２００に対して両側の外側フランクで噛み合って着座しているから、スプロケット２００の中心からフリースパンのチェーンの連結ピン１３０ａまでの距離は、
Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（θ／２）
となるが、スプロケット２００の中心からフリースパンのチェーンのＡリンクプレート１１０ｂのチェーン・ピッチ線までの距離は、リンク進行方向の内側フランクでインボリュート歯を有するスプロケット２００と噛み合うから、連結ピン１３０ａと同じようには定まらない。

すなわち、Ａリンクプレート１１０ｂに後続するフリースパンのチェーンは、チェーン張力によって直線状に引っ張られた状態において、内側フランクが外側フランクの輪郭と対称な仮想輪郭よりも外側に膨出しているため、スプロケット２００をピニオンとした場合に多数の内側フランクで構成された台形歯型のラックと見做すことができる。すなわち、フリースパンのチェーンとインボリュート歯を有するスプロケット２００とは、一般的に良く知られたラックとピニヨンとの噛み合い関係を呈することになる。

したがって、Ａリンクプレート１１０ｂは、リンク進行方向の内側フランクでインボリュート歯を有するスプロケット２００と噛み合っており、内側フランク・ピッチ線は外側フランク・ピッチ線よりＨｓだけチェーン・ピッチ線から相対的に遠い位置にあるため、スプロケット２００の中心からフリースパンのチェーンのＡリンクプレート１１０ｂのチェーン・ピッチ線までの距離は、Ｖ＋Ｈｓ＝Ｕとなる。

次に、図７は、図６の噛み合い状態からスプロケット２００が半ピッチ角θ／２だけ回転してＡリンクプレートが半ピッチだけ進んだときの模式的な噛み合い状態を示す。
すなわち、Ａリンクプレート１１０ａは、インボリュート歯を有するスプロケット２００に対して両側の外側フランクで噛み合って着座しているから、スプロケット２００の中心から連結ピン１３０ａまでの高さとなる距離は、
Ｖ＝Ｐ／２ｔａｎ（θ／２）である。

しかし、Ａリンクプレート１１０ｃは、リンク進行方向の内側フランクでインボリュート歯を有するスプロケット２００と噛み合っており、内側フランクのピッチ線がＨｉ＝Ｈｏ＋Ｈｓとなっているため、噛み合い高さＶがＨｓだけ高くなるので、スプロケット２００の中心から連結ピン１３０ｂまでの高さとなる距離は、
Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（θ／２）となる。

すなわち、図６において、Ａリンクプレート１１０ｃの内側フランクがスプロケット２００に噛み合い始めてから、連結ピン１３０ｂが連結ピン１３０ａのあった位置まで進むまでの間、Ａリンクプレート１１０ｃの高さは、常にＵに保たれる。

この間、Ａリンクプレート１１０ｂの内側フランクは、連結ピン１３０ａを中心とする屈曲運動によってスプロケット２００から離れ、Ａリンクプレート１１０ｂは連結ピン１３０ａと連結ピン１３０ｂに支持されて滑らかにスプロケット２００に噛み込んで行く。他方、Ａリンクプレート１１０ｂの外側フランクは、Ｈｉａ＝Ｈｏ＋Ｈｓの関係を有しているので、まだ、インボリュート歯を有するスプロケット２００と接触しない。

したがって、インボリュート歯を有するスプロケット２００に対するサイレントチェーン１００の噛み合いの全区間において、フリースパンのチェーンは、常にＵの高さにあり、多角形運動による上下動を発生しなくなる。

すなわち、このような本実施例のサイレントチェーン伝動装置は、チェーンのピッチ線から内側フランクのピッチ線までの距離が外側フランクのピッチ線よりも多角形運動の振幅Ｈｓだけ遠い内側フランク形状のＡリンクプレート１１０を、インボリュート歯型のスプロケット２００に噛み合わせているため、噛み合い開始時から噛み合って着座するまでの如何なる噛み合い過程においてもスプロケット２００の中心からチェーンまでの高さを一定値Ｕに維持してチェーン多角形運動をゼロにすることができ、この多角形運動に伴う上下振動を解消して噛み合い時の振動騒音と衝撃騒音を低減することができる。

また、Ａリンクプレートの内側フランクがこれに先行するリンクプレートの外側フランクより早くインボリュート歯型のスプロケット２００に噛み合い始めるため、これに先行して噛み合うＡリンクプレート１１０の内側・外側フランクやＢリンクプレート１２０の外側フランクの噛み合いに影響を及ぼして多様な噛み合いパターンを創成するので、その結果、従来のようなサイレントチェーンの製造負担を増大させることなく、２種類のリンクプレートで多様な噛み合いパターンを創成して噛み合い周期音を分散低減することができる。

そこで、本実施例のサイレントチェーン伝動装置が創成する噛み合いパターンについて更に説明する。
すなわち、本実施例では、Ａリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０とがサイレントチェーン１００のチェーン長手方向に４リンク分以上連続することなく、連続する３リンク分単位で常に混在していることによって、チェーン長手方向の如何なるチェーン領域においてもＡリンクプレート１１０（Ａリンク）とＢリンクプレート１２０（Ｂリンク）とが、以下に示す８通りの配列形態のいずれかで連結されている。
（１）Ａリンク−Ａリンク−Ａリンクからなる配列形態
（２）Ａリンク−Ａリンク−Ｂリンクからなる配列形態
（３）Ａリンク−Ｂリンク−Ａリンクからなる配列形態
（４）Ａリンク−Ｂリンク−Ｂリンクからなる配列形態
（５）Ｂリンク−Ａリンク−Ａリンクからなる配列形態
（６）Ｂリンク−Ａリンク−Ｂリンクからなる配列形態
（７）Ｂリンク−Ｂリンク−Ａリンクからなる配列形態
（８）Ｂリンク−Ｂリンク−Ｂリンクからなる配列形態

したがって、本実施例のサイレントチェーン伝動装置は、サイレントチェーン１００の製造負担を増大させることなく、２種類のＡリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０で８種類の噛み合いパターンを創成して噛み合い周期音を大幅に分散低減できるとともに、チェーン振動騒音を抑制できる。
更に、本実施例のサイレントチェーン伝動装置において使用するサイレントチェーン１００のＡリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０には、剪断面長さがＡリンクプレート１１０とＢリンクプレート１２０の板厚の約７０％以上となるシェービング加工を噛み合い面にそれぞれ施すことによって、スプロケット歯面の摩耗を低減させ、サイレントチェーン１００の屈曲不良の発生を防止することができるが、上述したような噛み合い時の振動騒音と衝撃騒音をより一層低減することができるなど、その効果は甚大である。

本実施例に用いたサイレントチェーンの全体概要を示す側面図。 図１の平面図。 ＡリンクプレートとＢリンクプレートとの一部編成状態を示す図。 Ａリンクプレートの外形を示す図。 Ｂリンクプレートの外形を示す図。 本実施例における模式的な噛み合い状態を示す図。 図６の噛み合い状態からピッチ角の半分（θ／２）回転した時の模式的な噛み合い状態を示す図。

符号の説明

１００ ・・・サイレントチェーン
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ ・・・Ａリンクプレート
１２０ ・・・Ｂリンクプレート
１３０ａ，１３０ｂ ・・・連結ピン
１４０ ・・・ガイドプレート
２００ ・・・スプロケット
Ｐ ・・・チェーンピッチ
Ｈｉａ ・・・チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの距離
Ｈｉｂ ・・・チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの距離
Ｈｏ ・・・チェーン・ピッチ線から外側フランク・ピッチ線までの距離
Ｈｓ ・・・チェーン多角形運動の振幅

Claims (2)

1. ＡリンクプレートとＢリンクプレートとをチェーン長手方向に混在させて連結ピンによりそれぞれ連結してなるサイレントチェーンと、該サイレントチェーンを巻き付けるインボリュート歯を備えたスプロケットとで動力伝達するサイレントチェーン伝動装置において、
   前記Ａリンクプレートのリンク歯を形成するフランク形状が、チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの距離をＨｉａ、チェーンのピッチ線から外側フランク・ピッチ線までの距離をＨｏ、チェーン多角形運動の振幅をＨｓとしたとき、Ｈｉａ＝Ｈｏ＋Ｈｓを満足し、噛み合い開始時から噛み合って着座するまでの噛み合い過程においてスプロケットの中心からフリースパンのチェーンまでの高さが常に一定となるように形成されているとともに、
   前記Ｂリンクプレートのリンク歯を形成するフランク形状が、前記スプロケットのインボリュート歯に外側フランクのみで噛み合って着座するように形成されていることを特徴とするサイレントチェーン伝動装置。
2. 前記ＡリンクプレートとＢリンクプレートとが、前記サイレントチェーンのチェーン長手方向に連続する４リンク分単位で常に混在していることを特徴とする請求項１記載のサイレントチェーン伝動装置。

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