JP2010001975A - サイレントチェーン - Google Patents

Abstract

【課題】 サイレントチェーンにおいて、プリストレス運転後のピッチバランスを均等にし、かつ、走行中にテンショナアームおよびチェーンガイドとの摺動抵抗を低減させる。
【解決手段】 一対の歯部２２およびピン孔２１を有する多数のリンクプレート２を厚み方向および長手方向に積層して連結ピン３で連結するとともに、連結ピン２にガイドプレート４を取り付けることによりサイレントチェーン１を構成する。この場合において、ガイドプレート４をガイド列Ｇの幅方向中央位置および幅方向両端位置に配置し、各ガイドプレート４の背部の高さＨをリンクプレート２の背部の高さｈよりも高くする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、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して連結ピンで連結してなるサイレントチェーンに関し、とくに、プリストレス運転後のピッチバランスを均等にしかつチェーン走行時のテンショナアームおよびチェーンガイドとの摺動抵抗を低減させるための構造の改良に関する。

自動車や自動二輪車等のタイミングチェーンとして、サイレントチェーンが用いられている。サイレントチェーンは、一般に、各々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各ピン孔内に挿入した連結ピンで各々枢支可能に連結するとともに、最外側のリンクプレートの外側にガイドプレートを配置して連結ピンの端部に固着することにより構成されている。ガイドプレートは、サイレントチェーンがスプロケットに巻き付く際にサイレントチェーンをスプロケットに対して位置決めするためのものであり、スプロケットと噛み合う歯部を有していない。

したがって、一般に、サイレントチェーンは、ガイドプレートを含む、チェーン幅方向の複数のリンクプレートからなるガイド列と、ガイドプレートを含まない、チェーン幅方向の複数のリンクプレートからなるノンガイド列とをチェーン長手方向に交互に配列することにより構成されている。

サイレントチェーンの組立後は、サイレントチェーンのリンクプレート間のピッチのばらつきを低減させかつサイレントチェーンの疲労強度を向上させるために、サイレントチェーン全体に過大な引張荷重を作用させるいわゆるプリストレス運転が行われている。

しかしながら、サイレントチェーンにおいては、歯部を有しないガイドプレートの剛性が、歯部を有するリンクプレートの剛性よりも高く、このため、プリストレス運転時に過大な引張荷重が作用すると、リンクプレートのピッチは変化しても、ガイドプレートのピッチはほとんど変化しない。また、この場合、連結ピンの中央付近のリンクプレートについてはピッチの変化が大きいが、連結ピンの端部寄りのリンクプレートについては、ガイドプレートと同様にピッチの変化があまりなく、ピッチバランスが不均等になる。その結果、プリストレス運転後には、連結ピンが湾曲する事象が発生することになる。

その一方、サイレントチェーンの走行中は、サイレントチェーンの背面側部分がテンショナアームおよびチェーンガイドの各チェーン摺動面上を摺動しつつ走行することにより、チェーンの弛み側スパンの弛みが除去されるとともに、張り側スパンの走行がガイドされるようになっている。

ところが、従来のサイレントチェーンにおいては、サイレントチェーンの背面側部分の全面がテンショナアームやチェーンガイドのチェーン摺動面に当接しており、このため、チェーン走行時の摺動抵抗が大きいという欠点がある。

そこで、特開平１０−１２２３０８号公報に示すサイレントチェーンにおいては、背部高さの高いリンクプレートと、背部高さの低いリンクプレートとを組み合わせることにより構成しており、テンショナアームおよびチェーンガイドとの接触時には、背部高さの高いリンクプレートのみがテンショナアームおよびチェーンガイドの各チェーン摺動面と接触するようになっており、これにより、チェーン走行時の摺動抵抗を低減させている。また、この場合、背部高さの低いリンクプレートの厚みを背部高さの高いリンクプレートの厚みよりも厚くすることで、両リンクプレートの剛性を同程度にしている。

特開平１１−１８２６３４号公報に示すサイレントチェーンにおいては、リンク列リンクプレートの背部高さを高くし、またはガイド列リンクプレートおよびガイドプレートの各背部高さを高くしており、これにより、テンショナアームおよびチェーンガイドの各チェーン摺動面との摺動抵抗を減少させている。

上述した各公報に記載の発明はいずれも、サイレントチェーンの背部がテンショナアームおよびチェーンガイドと接触する際の摺動抵抗を低減させる観点から、一部のリンクプレート（およびガイドプレート）の背部高さを相対的に高くしている。しかしながら、一部のリンクプレート（およびガイドプレート）の背部高さを高くすることによって、プリストレス運転後のピッチバランスは不均等になる。

特開平１０−１２２３０８号公報に示すものでは、背部高さの低いリンクプレートの厚みを背部高さの高いリンクプレートの厚みよりも厚くすることで両リンクプレートの剛性を同程度にする旨の記載はあるが、この場合は結局、連結ピンの両端に高剛性のガイドプレートが配置された従来のサイレントチェーンに帰着することになって、プリストレス運転後のピッチバランスは不均等になる。

特開平１１−１８２６３４号公報に示すものでは、リンク列リンクプレートの背部高さを高くした場合には、ガイド列リンクプレートの剛性が相対的に低くなるため、プリストレス運転後は、ガイド列リンクプレートのピッチの変化が相対的に大きくなって、ピッチバランスが不均等になる。また、ガイド列リンクプレートおよびガイドプレートの各背部高さを高くした場合には、リンク列リンクプレートの剛性が相対的に低くなるため、プリストレス運転後は、リンク列リンクプレートのピッチの変化が相対的に大きくなって、同様に、ピッチバランスが不均等になる。
特開平１０−１２２３０８号公報（図３および図４参照） 特開平１１−１８２６３４号公報（図１および図３参照）

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、プリストレス運転後のピッチバランスを均等にできるとともに、走行中にテンショナアームおよびチェーンガイドとの摺動抵抗を低減できるサイレントチェーンを提供する点にある。

請求項１の発明に係るサイレントチェーンは、各々一対の歯部およびピン孔を有し、厚み方向および長手方向に積層されるとともに、連結ピンで各々枢支可能に連結された多数のリンクプレートと、連結ピンに取り付けられ、サイレントチェーンがスプロケットに巻き付く際にサイレントチェーンをスプロケットに対して位置決めするためのガイドプレートとを備えており、ガイドプレートを含むチェーン幅方向の複数のリンクプレートからなるガイド列と、ガイドプレートを含まないチェーン幅方向の複数のリンクプレートからなるノンガイド列とをチェーン長手方向に交互に配列することにより構成されている。ガイドプレートは、ガイド列のチェーン幅方向両端位置およびチェーン幅方向中央位置に配置されており、各ガイドプレートの背部の高さは、ガイド列およびノンガイド列内のリンクプレートの背部の高さよりも高くなっている。

請求項１の発明によれば、ガイドプレートが、ガイド列のチェーン幅方向両端位置のみならず、チェーン幅方向中央位置にも配置されている。この場合、プリストレス運転時には、チェーン幅方向中央位置のガイドプレートによって、連結ピンの中央付近のリンクプレートのピッチ変化が抑えられ、これにより、各リンクプレートのピッチバランスを均等にできる。しかも、この場合には、各ガイドプレートの背部の高さが、ガイド列およびノンガイド列内のリンクプレートの背部の高さよりも高くなっているので、サイレントチェーンがテンショナアームおよびチェーンガイドと接触する際には、ガイドプレートの背部のみがテンショナアームおよびチェーンガイドの各チェーン摺動面上を摺動するので、チェーン走行時の摺動抵抗を低減できる。

請求項２の発明では、請求項１において、ガイドプレートの厚みがリンクプレートの厚みよりも薄くなっている。

ガイドプレートは、サイレントチェーンをスプロケットに対して位置決めする必要から、形状的にリンクプレートよりも剛性が大きくなっているが、請求項２の発明によれば、ガイドプレートの厚みをリンクプレートの厚みよりも薄くしているので、ガイドプレート全体の剛性を下げることがで、これにより、プリストレス運転後のピッチバランスを向上できる。

請求項３の発明では、請求項２において、ガイドプレートがリンクプレートの厚みの６０〜７０％の厚みを有している。

この場合には、ガイドプレートの剛性をリンクプレートの剛性と同程度にすることができ、これにより、プリストレス運転後のピッチバランスをさらに向上できる。

請求項４の発明では、請求項１ないし３のいずれかにおいて、ガイドプレートが、歯部を有しない概略矩形状のプレートである。

請求項５の発明では、請求項１ないし４のいずれかにおいて、ガイドプレートの少なくとも背部は仕上げ加工されているが、リンクプレートの背部は仕上げ加工されていない。

この場合には、テンショナアームおよびチェーンガイドの各チェーン摺動面と接触するガイドプレートの背部のみに仕上げ加工が施されるので、各チェーン摺動面の摩耗を低減できるとともに、製造コストを低減できる。

本発明に係るサイレントチェーンによれば、ガイドプレートをガイド列のチェーン幅方向両端位置のみならずチェーン幅方向中央位置にも配置するようにしたので、プリストレス運転時には、チェーン幅方向中央位置のガイドプレートによって、連結ピンの中央付近のリンクプレートのピッチ変化が抑えられ、これにより、各リンクプレートのピッチバランスを均等にできる。しかも、この場合には、各ガイドプレートの背部の高さが、ガイド列およびノンガイド列内のリンクプレートの背部の高さよりも高くなっているので、サイレントチェーンがテンショナアームおよびチェーンガイドと接触する際には、ガイドプレートの背部のみがテンショナアームおよびチェーンガイドの各チェーン摺動面上を摺動し、これにより、チェーン走行時の摺動抵抗を低減できる。

図１ないし図６は、本発明の一実施例によるサイレントチェーンを説明するための図であって、図１は本実施例によるサイレントチェーンを採用するエンジンのカムシャフトタイミングシステムの概略構成図、図２および図３はサイレントチェーンの斜視部分図、図４（ａ）はリンクプレートの正面図、（ｂ）はその側面図、図５（ａ）はガイドプレートの正面図、（ｂ）はその側面図、図６は図１のVI-VI 線断面図である。

図１に示すように、本実施例によるサイレントチェーンを採用するエンジンのカムシャフトタイミングシステム１００は、クランクシャフト５０に取り付けられたクランクスプロケット５１と、２本のカムシャフト５２，５３にそれぞれ取り付けられたカムスプロケット５４，５５と、これらのスプロケット５１，５４，５５の周りに巻き掛けられたサイレントチェーン１とを備えている。なお、図１中、時計回りの各矢印は各スプロケット５１，５４，５５の回転方向を示している。

サイレントチェーン１の張り側スパンには、チェーン１の走行をガイドするためのチェーンガイド５６が配設されている。チェーンガイド５６は、その両端側に設けられた固定ボルト５６ａ，５６ｂを介してエンジン側の部材に固定されている。チェーンガイド５６は、走行中のチェーン１が摺動するチェーン摺動面５６Ａと、その左右両側縁部に配設されかつチェーン摺動面５６Ａから立ち上がる一対のガイド壁部５６Ｂとを有している。

サイレントチェーン１の弛み側スパンには、チェーン１の張力を維持するためのテンショナアーム５７が配設されている。テンショナアーム５７は、その枢支端側に設けられた枢支ボルト５７ａを介してエンジン側の部材に揺動自在に取り付けられている。テンショナアーム５７の自由端側には、テンショナアーム５７に押付力を作用させるテンショナ５８が設けられている。テンショナ５８のピストンロッド５８ａの先端は、テンショナアーム５７の自由端に当接している。テンショナアーム５７は、走行中のチェーン１が摺動するチェーン摺動面５７Ａと、その左右両側縁部に配設されかつチェーン摺動面５７Ａから立ち上がる一対のガイド壁部５７Ｂとを有している。

図２および図３に示すように、このサイレントチェーン１は、多数のリンクプレート２を厚み方向（図２矢印Ａ方向）および長手方向（同図矢印Ｂ方向）に積層し、これらのリンクプレート２を連結ピン３で各々枢支可能に連結するとともに、その最外側およびチェーン幅方向（同図矢印Ａ方向）中央にガイドプレート４を配置して連結ピン３に取り付けることにより構成されている。最外側のガイドプレート４は、連結ピン３の両端部にかしめ等により固着されている。なお、ここでは、連結ピン３として、断面円形状の丸ピンを例にとって説明するが、本発明は、長短一対のジョイントピンおよびロッカーピンからなるロッカージョイントを用いたサイレントチェーンにも同様に適用可能である。

サイレントチェーン１は、ガイドプレート４と同じチェーン長手方向（図２矢印Ｂ方向）位置に配置され、リンクプレート２およびガイドプレート４から構成される複数のガイド列Ｇと、チェーン長手方向に隣り合う各ガイド列Ｇの間に配置され、ガイドプレート４を含まず、リンクプレート２のみから構成される複数のノンガイド列Ｌとを有している。各ガイド列Ｇおよび各ノンガイド列Ｌはチェーン長手方向に交互に配置されている。

リンクプレート２は、図４（ａ）に示すように、一対のピン孔２１および歯部２２を有している。各ピン孔２１には、連結ピン３が挿入される。各歯部２２は、図示しないスプロケット歯と噛み合う内側フランク面２２ａおよび外側フランク面２２ｂからそれぞれ構成されており、各内側フランク面２２ａはクロック部２３を介して連結されている。同図（ｂ）に示すように、リンクプレート２の背部２４の高さはｈであり、厚みはｔである。

ガイドプレート４は、図５（ａ）に示すように、一対のピン孔４１を有する概略矩形状のプレートであって、歯部を有しておらず、その底部には、サイレントチェーン１がスプロケットに巻き付く際に、サイレントチェーン１をスプロケットに対して位置決めするためのガイド部４３が形成されている。同図（ｂ）に示すように、ガイドプレート４の背部４４の高さはＨであって、高さＨは、リンクプレート２の背部２４の高さｈよりも高い（つまりＨ＞ｈ）。また、ガイドプレート４の厚みはＴであって、厚みＴは、リンクプレート２の厚みｔよりも薄い（つまりＴ＜ｔ）。好ましくは、ガイドプレート４の厚みＴは、リンクプレート２の厚みｔの６０〜７０％になっている。すなわち、Ｔ＝（０．６〜０．７）×ｔになっている。

図６は、ガイドプレート４の中央部を通るチェーン幅方向断面をチェーンガイド５６と併せて示している。同図中、ガイド列Ｇ内のリンクプレート２およびガイドプレート４は斜線で示されており、これらとチェーン長手方向に隣り合うノンガイド列Ｌのリンクプレート２は白抜きで示されている。同図に示すように、ガイドプレート４は、ガイド列Ｇ内において、最外側の２個所および中央位置の１個所の計３個所に設けられている。また、チェーンガイド５６のチェーン摺動面５６Ａには、ガイドプレート４の背部４４のみが当接している。

次に、本実施例の作用効果について説明する。
図２および図３に示すようにサイレントチェーン１を組み立てた後、サイレントチェーン１には、過大な引張荷重をかけるためのプリストレス運転が実行される。このとき、サイレントチェーン１には、ガイドプレート４が、ガイド列Ｇのチェーン幅方向両端位置のみならず、チェーン幅方向中央位置にも配置されている。

この場合、プリストレス運転時には、チェーン幅方向両端位置のガイドプレート４によって、連結ピン３の両端寄りのリンクプレート２のピッチ変化が抑えられるが、このとき、チェーン幅方向中央位置のガイドプレート４によって、連結ピン３の中央付近のリンクプレート２のピッチ変化も抑えられており、これにより、各リンクプレート２のピッチバランスを均等にできる。しかも、この場合には、ガイドプレート４の厚みＴをリンクプレート２の厚みｔよりも薄くしたので、ガイドプレート４の剛性を下げることができ（とくに、厚みＴを厚みｔの６０〜７０％にした場合には、ガイドプレート４の剛性をリンクプレート２の剛性と同程度にすることができ）、プリストレス運転時のピッチバランスをさらに向上できる。

また、サイレントチェーン１の運転時には、サイレントチェーン１は、チェーンガイド５６およびテンショナアーム５７上を摺動しつつ走行する。

ここで、サイレントチェーン１とチェーンガイド５６との接触状態を図６を用いて説明する。同図に示すように、サイレントチェーン１がチェーンガイド５６上を走行する際には、チェーンガイド５６のチェーン摺動面５６Ａには、サイレントチェーン１のガイドプレート４の背部４４のみが接触しており、リンクプレート２の背部２４はチェーン摺動面５６Ａに接触していない。また、チェーンガイド５６上のサイレントチェーン１の走行は、チェーン摺動面５６Ａの左右両側縁部の各ガイド壁部５６Ｂがガイドプレート４の移動をガイドすることにより、ガイドされる。

この場合には、各ガイドプレート４の背部４４の高さが、ガイド列Ｇおよびノンガイド列Ｌ内のリンクプレート２の背部２４の高さよりも高くなっているので、サイレントチェーン１がチェーンガイド５６と接触する際には、ガイドプレート４の背部４４のみがチェーンガイド５６のチェーン摺動面５６Ａ上を摺動することになり、これにより、チェーン走行時の摺動抵抗を低減でき、フリクションロスを低減できる。

なお、リンクプレート２およびガイドプレート４の製作時においては、リンクプレート２の背部２４には仕上げ加工を施さずに、ガイドプレート４の少なくとも背部４４にのみ仕上げ加工（例えばファインブランキングによる打抜き加工）を施すようにしてもよい。

この場合、サイレントチェーン１の製造コストを低減できるとともに、ガイドプレート４の背部４４が摺動するチェーンガイド５６およびテンショナアーム５７の各チェーン摺動面５６Ａ、５７Ａの摩耗を低減できる。

また、サイレントチェーン１がチェーンガイド５６およびテンショナアーム５７の各チェーン摺動面５６Ａ、５７Ａと接触しているとき、サイレントチェーン１のリンクプレート２の背部２４とチェーン摺動面５６Ａ、５７Ａとの間には、隙間Ｃ（図６参照）が形成されているので、この隙間Ｃによって、サイレントチェーン背面部とチェーン摺動面５６Ａ、５７Ａとの間で発生した熱を各チェーン摺動面５６Ａ、５７Ａの外に放出させることができ、これにより、発熱を抑えることができ、オイルの酸化を防止できる。また、この隙間Ｃ内に新鮮なオイルを供給することができるので、オイルの劣化を防止できる。

前記実施例では、ガイドプレート４として、つま先部を有しない概略矩形状のガイドプレートを例にとって説明したが、本発明が適用されるガイドプレートとしては、上側につま先部を有するいわゆる低剛性ガイドプレートであってもよい。

本発明の一実施例によるサイレントチェーンを採用するエンジンのカムシャフトタイミングシステムの概略構成図である。 本発明の一実施例によるサイレントチェーンを背部側から見た斜視部分図である。 サイレントチェーン（図２）を底部側から見た斜視部分図である。 （ａ）はサイレントチェーンを構成するリンクプレートの正面拡大図、（ｂ）はその側面拡大図である。 （ａ）はサイレントチェーンを構成するガイドプレートの正面拡大図、（ｂ）はその側面拡大図である。 サイレントチェーンとチェーンガイドとの接触状態を説明するための図であって、図１のVI-VI線断面に相当する図である。

符号の説明

１： サイレントチェーン

２： リンクプレート
２１： ピン孔
２２： 歯部
２４： 背部
ｈ： 背部高さ
ｔ： 厚み
Ｌ： ノンガイド列

３： 連結ピン

４： ガイドプレート
４１： ピン孔
４４： 背部
Ｈ： 背部高さ
Ｔ： 厚み
Ｇ： ガイド列

５１、５４、５５： スプロケット

５６： チェーンガイド
５６Ａ： チェーン摺動面
５６Ｂ： ガイド部

５７： テンショナアーム
５７Ａ： チェーン摺動面
５７Ｂ： ガイド部

Ａ： 厚み方向
Ｂ： 長手方向

Claims (5)

1. サイレントチェーンにおいて、
   各々一対の歯部およびピン孔を有し、厚み方向および長手方向に積層されるとともに、連結ピンで各々枢支可能に連結された多数のリンクプレートと、
   連結ピンに取り付けられ、サイレントチェーンがスプロケットに巻き付く際にサイレントチェーンをスプロケットに対して位置決めするためのガイドプレートとを備え、
   サイレントチェーンが、ガイドプレートを含む、チェーン幅方向の複数のリンクプレートからなるガイド列と、ガイドプレートを含まない、チェーン幅方向の複数のリンクプレートからなるノンガイド列とをチェーン長手方向に交互に配列することにより構成されるとともに、
   ガイドプレートが、ガイド列のチェーン幅方向両端位置およびチェーン幅方向中央位置に配置されるとともに、各ガイドプレートの背部の高さが、ガイド列およびノンガイド列内のリンクプレートの背部の高さよりも高くなっている、
   ことを特徴とするサイレントチェーン。
2. 請求項１において、
   ガイドプレートの厚みがリンクプレートの厚みよりも薄くなっている、
   ことを特徴とするサイレントチェーン。
3. 請求項２において、
   ガイドプレートが、リンクプレートの厚みの６０〜７０％の厚みを有している、
   ことを特徴とするサイレントチェーン。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   ガイドプレートが、歯部を有しない概略矩形状のプレートである、
   ことを特徴とするサイレントチェーン。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
   ガイドプレートの少なくとも背部が仕上げ加工されており、リンクプレートの背部は仕上げ加工されていない、
   ことを特徴とするサイレントチェーン。

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