JP2009180317A - ピン曲がり抑制手段を有するチェーン - Google Patents

Abstract

【課題】チェーンのピン曲げの発生を抑制し、長寿命化、高強度化を実現するチェーンを提供する。
【解決手段】外プレート１８の外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子１１が貼着されている共に、連結ピン１６の内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子１２が装填されており、曲がり量検出用圧電素子１１とピン曲がり修正用圧電素子１２とが直列に接続されていることにより、上記の課題を解決するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達用のチェーンに関し、特に好ましくは、高荷重下で使用されるブシュチェーン、ローラチェーン及びサイレントチェーンに関する。

近年、自動車用エンジンのカムシャフト駆動機構などに用いられる動力伝達媒体には、高荷重下での使用に耐え得るという要請から、従来、多用されていた歯付ベルトやＶベルトに替わり、耐久性に優れた金属製のブシュチェーン、ローラチェーン及びサイレントチェーンの採用が増加している。

一般に、ブシュチェーン又はローラチェーンは、図５に側面図を、図６に一部を切り欠いた上面図に示すように、円筒状のブシュ１５０の両端がそれぞれ一対の内プレート１７０のブシュ孔１７２に圧入され、ブシュ１５０内に遊貫された連結ピン１６０の両端が、一対の内プレート１７０の両外側に配置された一対の外プレート１８０のピン孔１８２に圧入された構成をしており、ローラチェーンは、ブシュチェーンのブシュ１５０にローラ１３０が外挿された構成をしている（例えば、特許文献１参照。）。

また、サイレントチェーンは、図８に側面図を、図９に上面図を示すように、一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレート２７０が、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイドリンク列ＧＬ及び内リンク列ＩＬにそれぞれ配置されていると共に、一対のピン孔２８２を有するガイドプレート２８０がガイドリンク列ＧＬの両最外側に配置され、内リンクプレート２７０の各ピン孔に連結ピン２６０が挿通され、この連結ピン２６０の両端がガイドプレート２８０のピン孔２８２に圧入された構成をしている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００６−９９４７号公報 特開２００１−２６３４３４号公報

ところが、前述した金属製のブシュチェーン及びローラチェーンを自動車エンジンのカムシャフト駆動機構などの高荷重下において使用した場合、次のような課題が指摘されていた。

すなわち、図７に示すようにブシュチェーン及びローラチェーンに高荷重Ｆが加わると、連結ピン１６０が曲がる、いわゆるピン曲げが発生する。その結果、連結ピン１６０とブシュ１５０とがＸ部において局所的に摩擦する、いわゆる偏当たりが発生する。そのため、チェーンの円滑な屈曲運動が阻害されたり、連結ピン１６０とブシュ１５０が局所的に摩耗し、チェーンの寿命が短くなったり、強度が低下するなどの課題が懸念されていた。

また、前述した金属製のサイレントチェーンを自動車エンジンのカムシャフト駆動機構などの高荷重下において使用した場合においても、ブシュチェーン及びローラチェーンと同様な課題が指摘されていた。

すなわち、図１０に示すようにサイレントチェーンに高荷重Ｆが加わると、連結ピン２６０が曲がる、いわゆるピン曲げが発生する。その結果、連結ピン２６０と最外側に位置する内リンクプレート２７０のピン孔２７２とがＸ部において局所的に摩擦する、いわゆる偏当たりが発生する。そのため、チェーンの円滑な屈曲運動が阻害されたり、連結ピン２６０と内リンクプレート２７０が局所的に摩耗し、チェーンの寿命が短くなったり、強度が低下するなどの課題が懸念されていた。

そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、チェーンのピン曲げの発生を抑制し、長寿命化、高強度化を実現するチェーンを提供することである。

まず、本請求項１に係る発明は、円筒状のブシュの両端がそれぞれ一対の内プレートのブシュ孔に圧入され、前記ブシュ内に遊貫された連結ピンの両端が前記一対の内プレートの両外側に配置された一対の外プレートのピン孔に圧入されてなるチェーンにおいて、前記外プレートの外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子が貼着されている共に、前記連結ピンの内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子が装填されており、前記曲がり量検出用圧電素子と前記ピン曲がり修正用圧電素子とが直列に接続されていることにより、前記課題を解決したものである。

ここで、請求項１におけるチェーンとは、ブシュチェーン及びブシュチェーンのブシュにローラを外挿させたローラチェーンとの両方を包含したものである。

そして、本請求項２に係る発明は、請求項１に係るチェーンにおいて、曲がり量検出用圧電素子及びピン曲がり修正用圧電素子の圧電材料が、チタン酸ジルコン酸鉛であることにより、前記課題をさらに解決したものである。

また、本請求項３に係る発明は、一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイドリンク列及び内リンク列にそれぞれ配置されていると共に、一対のピン孔を有するガイドプレートが前記ガイドリンク列の両最外側に配置され、前記内リンクプレートの各ピン孔に連結ピンが挿通され、該連結ピンの両端が前記ガイドプレートのピン孔に圧入されてなるサイレントチェーンにおいて、前記ガイドプレートの外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子が貼着されている共に、前記連結ピンの内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子が装填されており、前記曲がり量検出用圧電素子と前記ピン曲がり修正用圧電素子とが直列に接続されていることにより、前記課題を解決したものである。

そして、本請求項４に係る発明は、請求項３に係るサイレントチェーンにおいて、曲がり量検出用圧電素子及びピン曲がり修正用圧電素子の圧電材料が、チタン酸ジルコン酸鉛であることにより、前記課題をさらに解決したものである。

本請求項１に係るチェーンによれば、円筒状のブシュの両端がそれぞれ一対の内プレートのブシュ孔に圧入され、前記ブシュ内に遊貫された連結ピンの両端が前記一対の内プレートの両外側に配置された一対の外プレートのピン孔に圧入され、前記外プレートの外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子が貼着されている共に、前記連結ピンの内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子が装填されており、前記曲がり量検出用圧電素子と前記ピン曲がり修正用圧電素子とが直列に接続されていることにより、外プレートの外表面に貼着された曲がり量検出用圧電素子が伸ばされることによりマイナス電圧が発生し、このマイナス電圧が連結ピンの内部に装填されたピン曲がり修正用圧電素子に印加されることによりピン曲がり修正用圧電素子が縮むため、高荷重によるピン曲げが強制的に修正され、チェーンの長寿命化、高強度化が実現できる。

また、本請求項２に係るチェーンによれば、請求項１に係るチェーンにおいて、曲がり量検出用圧電素子及びピン曲がり修正用圧電素子の圧電材料が、チタン酸ジルコン酸鉛であることにより、この圧電材料が焼結性がよく、分極も比較的容易で十分な分極が可能で高い圧電定数を有する圧電素子を作ることができるため、より一層、高荷重によるピン曲げが強制的に修正され、チェーンの更なる長寿命化、高強度化が実現できる。

そして、本請求項３に係るサイレントチェーンによれば、一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイドリンク列及び内リンク列にそれぞれ配置されていると共に、一対のピン孔を有するガイドプレートが前記ガイドリンク列の両最外側に配置され、前記内リンクプレートの各ピン孔に連結ピンが挿通され、該連結ピンの両端が前記ガイドプレートのピン孔に圧入され、前記ガイドプレートの外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子が貼着されている共に、前記連結ピンの内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子が装填されており、前記曲がり量検出用圧電素子と前記ピン曲がり修正用圧電素子とが直列に接続されていることにより、ガイドプレートの外表面に貼着された曲がり量検出用圧電素子が伸ばされることによりマイナス電圧が発生し、このマイナス電圧が連結ピンの内部に装填されたピン曲がり修正用圧電素子に印加されることによりピン曲がり修正用圧電素子が縮むため、高荷重によるピン曲げが強制的に修正され、サイレントチェーンの長寿命化、高強度化が実現できる。

また、本請求項４に係るサイレントチェーンによれば、請求項３に係るサイレントチェーンにおいて、曲がり量検出用圧電素子及びピン曲がり修正用圧電素子の圧電材料が、チタン酸ジルコン酸鉛であることにより、この圧電材料が焼結性がよく、分極も比較的容易で十分な分極が可能で高い圧電定数を有する圧電素子を作ることができるため、より一層、高荷重によるピン曲げが強制的に修正され、サイレントチェーンの更なる長寿命化、高強度化が実現できる。

本発明のチェーンは、最外側に位置するプレートの外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子が貼着されている共に、連結ピンの内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子が装填されており、曲がり量検出用圧電素子とピン曲がり修正用圧電素子とが直列に接続されていることにより、高荷重によるピン曲げの発生が抑制され、チェーンの長寿命化、高強度化が実現できるものであれば、その具体的な実施の態様は、如何なるものであっても何ら構わない。

本発明の一実施例について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例であるローラチェーンの一部を示す断面図であり、図２は、図１に示したローラチェーンに高荷重Ｆが加わった瞬間の状態を示した断面図である。

本発明の実施例１であるローラチェーン１０は、図１に示すように、円筒状のブシュ１５の両端がそれぞれ一対の内プレート１７のブシュ孔に圧入され、ブシュ１５内に遊貫された連結ピン１６の両端が一対の内プレート１７の両外側に配置された一対の外プレート１８のピン孔に圧入されており、外プレート１８の外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子１１が貼着されている共に、連結ピン１６の内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子１２が装填されている。そして、曲がり量検出用圧電素子１１の基準電極１１ａとピン曲がり修正用圧電素子１２の基準電極１２ａとが接続され、曲がり量検出用圧電素子１１の非基準電極１１ｂとピン曲がり修正用圧電素子１２の非基準電極１２ｂとが接続されることによって、２つの曲がり量検出用圧電素子１１と２つのピン曲がり修正用圧電素子１２とが直列回路を構成している。

ここで、基準電極とは、圧電素子の製造時における分極処理時において、プラス電位を印加した電極面を意味している。そして、圧電素子は、伸張されることにより基準電極にマイナス電圧が発生し、逆に、基準電極にマイナス電圧を印加することにより収縮する性質を有している。

なお、曲がり量検出用圧電素子１１及びピン曲がり修正用圧電素子１２を構成する圧電材料は、チタン酸ジルコン酸鉛を用いている。

次に、実施例１のローラチェーン１０の動作原理について説明する。ローラチェーン１０に高荷重Ｆが加わると、図２に示すように、連結ピン１６が弓形に伸張すると共に、外プレート１８が伸張する。その結果、外プレート１８に貼着された曲がり量検出用圧電素子１１も伸張し、基準電極１１ａにマイナス電圧が発生する。そして、そのマイナス電圧が、連結ピン１６に装填されたピン曲がり修正用圧電素子１２の基準電極１２ａに印加され、ピン曲がり修正用圧電素子１２が縮む。その結果、連結ピン１６が収縮しピン曲げが強制的に修正され、ローラチェーン１０は、図１に示された状態に戻る。そのため、連結ピン１６とブシュ１５との偏当たりが解消され、ローラチェーン１０の長寿命化、高強度化が実現でき、その効果は甚大である。

本発明の別の実施例について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２であるサイレントチェーンの一部を示す断面図であり、図４は、図３に示したサイレントチェーンに高荷重Ｆが加わった瞬間の状態を示した断面図である。

本発明の実施例２であるサイレントチェーン２０は、図３に示すように、一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレート２５、２７が、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイドリンク列及び内リンク列にそれぞれ配置されていると共に、一対のピン孔を有するガイドプレート２８がガイドリンク列の両最外側に配置され、内リンクプレート２５、２７の各ピン孔に連結ピン２６が挿通され、連結ピン２６の両端がガイドプレート２８のピン孔に圧入されており、ガイドプレート２８の外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子２１が貼着されている共に、連結ピン２６の内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子２２が装填されている。そして、曲がり量検出用圧電素子２１の基準電極２１ａとピン曲がり修正用圧電素子２２の基準電極２２ａとが接続され、曲がり量検出用圧電素子２１の非基準電極２１ｂとピン曲がり修正用圧電素子２２の非基準電極２２ｂとが接続されることによって、２つの曲がり量検出用圧電素子２１と２つのピン曲がり修正用圧電素子２２とが直列回路を構成している。

ここで、基準電極と圧電素子の動作の関係については、実施例１での説明と同じであるので説明を省略する。

なお、曲がり量検出用圧電素子２１及びピン曲がり修正用圧電素子２２を構成する圧電材料は、実施例１と同様にチタン酸ジルコン酸鉛を用いている。

次に、実施例２のサイレントチェーン２０の動作原理について説明する。サイレントチェーン２０に高荷重Ｆが加わると、図４に示すように、連結ピン２６が弓形に伸張すると共に、ガイドプレート２８が伸張する。その結果、ガイドプレート２８に貼着された曲がり量検出用圧電素子２１も伸張し、基準電極２１ａにマイナス電圧が発生する。そして、そのマイナス電圧が、連結ピン２６に装填されたピン曲がり修正用圧電素子２２の基準電極２２ａに印加され、ピン曲がり修正用圧電素子２２が縮む。その結果、連結ピン２６が収縮しピン曲げが強制的に修正され、サイレントチェーン２０は、図３に示された状態に戻る。そのため、連結ピン２６と内リンクプレート２７との偏当たりが解消され、サイレントチェーン２０の長寿命化、高強度化が実現でき、その効果は甚大である。

本発明の実施例１のローラチェーンの一部を示す断面図。 図１に示したローラチェーンに高荷重が加わった瞬間の状態を示す断面図。 本発明の実施例２のサイレントチェーンの一部を示す断面図。 図３に示したサイレントチェーンに高荷重が加わった瞬間の状態を示す断面図。 従来のローラチェーンの側面図。 従来のローラチェーンの一部を切り欠いた上面図。 従来のローラチェーンに高荷重が加わった状態を示す断面図。 従来のサイレントチェーンの側面図。 従来のサイレントチェーンの上面図。 従来のサイレントチェーンに高荷重が加わった状態を示す断面図。

符号の説明

１０、１００ ・・・ ローラチェーン
１１ ・・・ 曲がり量検出用圧電素子
１１ａ ・・・ （曲がり量検出用圧電素子の）基準電極
１１ｂ ・・・ （曲がり量検出用圧電素子の）非基準電極
１２ ・・・ ピン曲がり修正用圧電素子
１２ａ ・・・ （ピン曲がり修正用圧電素子の）基準電極
１２ｂ ・・・ （ピン曲がり修正用圧電素子の）非基準電極
１３、１３０ ・・・ ローラ
１５、１５０ ・・・ ブシュ
１６、１６０ ・・・ 連結ピン
１７、１７０ ・・・ 内プレート
１８、１８０ ・・・ 外プレート
２０、２００ ・・・ サイレントチェーン
２１ ・・・ 曲がり量検出用圧電素子
２１ａ ・・・ （曲がり量検出用圧電素子の）基準電極
２１ｂ ・・・ （曲がり量検出用圧電素子の）非基準電極
２２ ・・・ ピン曲がり修正用圧電素子
２２ａ ・・・ （ピン曲がり修正用圧電素子の）基準電極
２２ｂ ・・・ （ピン曲がり修正用圧電素子の）非基準電極
２５、２７、２５０、２７０ ・・・ 内リンクプレート
２６、２６０ ・・・ 連結ピン
２８、２８０ ・・・ ガイドプレート

Claims (4)

1. 円筒状のブシュの両端がそれぞれ一対の内プレートのブシュ孔に圧入され、前記ブシュ内に遊貫された連結ピンの両端が前記一対の内プレートの両外側に配置された一対の外プレートのピン孔に圧入されてなるチェーンにおいて、
   前記外プレートの外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子が貼着されている共に、前記連結ピンの内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子が装填されており、前記曲がり量検出用圧電素子と前記ピン曲がり修正用圧電素子とが直列に接続されていることを特徴とするチェーン。
2. 前記曲がり量検出用圧電素子及び前記ピン曲がり修正用圧電素子の圧電材料が、チタン酸ジルコン酸鉛であることを特徴とする請求項１記載のチェーン。
3. 一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイドリンク列及び内リンク列にそれぞれ配置されていると共に、一対のピン孔を有するガイドプレートが前記ガイドリンク列の両最外側に配置され、前記内リンクプレートの各ピン孔に連結ピンが挿通され、該連結ピンの両端が前記ガイドプレートのピン孔に圧入されてなるサイレントチェーンにおいて、
   前記ガイドプレートの外表面に変形させると電圧を発生する曲がり量検出用圧電素子が貼着されている共に、前記連結ピンの内部に電圧を印加することにより変形するピン曲がり修正用圧電素子が装填されており、前記曲がり量検出用圧電素子と前記ピン曲がり修正用圧電素子とが直列に接続されていることを特徴とするサイレントチェーン。
4. 前記曲がり量検出用圧電素子及び前記ピン曲がり修正用圧電素子の圧電材料が、チタン酸ジルコン酸鉛であることを特徴とする請求項３記載のサイレントチェーン。

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