JP2014211223A - チェーン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】チェーン100において、1対のリンクプレート150が屈曲可能に連結される1つのリンクユニット101は、1対の連結ピン部分110と1対のプレート部分120とが一体不離に接合されて形成される。プレート部分120の内側面121において、スプロケット側Riでは、後退面124が、幅中心面Pwに対して、幅方向で中心交差部122よりも遠方に後退している面形状である。
【選択図】図4
Description
該チェーンは、例えば伝動用チェーンとして使用される。
また、内リンクを構成する1対の内リンクプレートおよび1対のブシュが一体成形により一体化されたチェーンが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この提案されたチェーンによれば、1対の連結ピン部分は、長手方向での対向部に位置する前記接合部を通じて、各プレート部分に対し、チェーン張力を引張り力として作用させるので、従来のチェーンにおける前記集中引張り応力の発生が防止されて、プレート部分の疲労強度が向上し、チェーンの耐久性を向上させることができる。
そして、この事情は、特許文献1のチェーンにおいても同様である。
また、噛合い状態時とは、スプロケット歯がチェーンにより形成される第1,第2噛合い空間のそれぞれに進入してから退出するまでの、すなわちスプロケット歯が各噛合い空間内に位置しているときのスプロケット歯とチェーンとの状態を意味する。
また、噛合い状態でのスプロケット歯と内側面との擦合いを回避する構造が、後退面として内側面に設けられているので、スプロケット歯において、この擦合いを回避するための歯先部での先細の程度や形成範囲を減少させて、歯先部の歯幅を大きくすることが可能になるため、スプロケット歯の強度を向上させることができる。
本発明のチェーンのリンクユニットの形成材料は、合成樹脂(以下、「樹脂」という。)、金属、または、樹脂および金属(例えば、樹脂と、該樹脂にインサートされた金属とで形成される場合。)であってもよい。
本発明のチェーンは、走行時にチェーン張力が発生するチェーンであり、例えば伝動用チェーン(例えば、タイミングチェーン)または搬送用チェーンとして使用され、機械として、例えば、車両の動力装置(エンジンを含む。)、搬送機械および産業機械のいずれに使用されてもよい。
図1〜図3を参照すると、本発明の実施例において、伝動用チェーンとしてのチェーン100は、複数のリンクユニット101と、複数組の1対のリンクプレート150とを備え、すべてのリンクユニット101およびすべての組の1対のリンクプレート150が、1つのリンクユニット101および1対のリンクプレート150毎に、リンクユニット101の連結ピン部分110(以下、「ピン部分110」という。)により、長手方向に交互に、かつピン部分110の屈曲中心線Cを中心に屈曲可能に連結されることで形成されている無端チェーンである。
なお、幅方向は、リンクユニット101において、屈曲中心線Cに平行な方向であり、長手方向は、幅方向に直交すると共に高さ中心面Ph(図3)に平行な方向である。また、高さ方向は、高さ中心面Phに直交する方向である。
1対のピン部分110および各プレート部分120は、接合手段としての一体成形により一体化されて、リンクユニット101を形成している。このため、リンクユニット101は、樹脂からなる単一の成形品である。そして、リンクユニット101は、高さ中心面Phおよび幅中心面Pwをそれぞれ対称面とした面対称な部材である。このため、1対のピン部分110は同一形状であり、1対のプレート部分120は同一形状である。
「一体不離に接合」とは、走行時のチェーン100にチェーン張力が作用している状態で、1対のピン部分110と各プレート部分120とが接合部140において離れることがなく、さらにピン部分110およびプレート部分120に作用する引張り力が、接合部140を通じて、両部分110,120間で伝達される結合を意味する。
噛合い部113は、スプロケット10が有する複数のスプロケット歯11(図3)と噛合い可能であり、スプロケット歯11との間で動力の直接的な伝達を行う。突出部114は、幅方向でプレート部分120寄りの支持部115と、ピン端面117を有するピン端部116とを有する。支持部115には、リンクプレート150が屈曲中心線Cを中心に屈曲可能に支持される。
対向部111および非対向部112は、ピン部分110の、幅方向での任意の位置における長手方向断面で、スプロケット側Riおよび反スプロケット側Roのピン高さH1(すなわち、外周面118における高さ方向での高さ中心面Phからの距離の最大値)を規定する2つの部位118a,118bを通る直線L(図3)により、ピン部分110が二分されるときの2つの部分である。
本実施例では、両ピン高さH1は等しく、直線Lは屈曲中心線Cを通り高さ方向に平行な直線である。ピン部分110は、幅方向で全長に亘って一定の外径を有する。
ここで、長手方向断面は、幅方向に直交する平面での断面である。また、スプロケット側Riは、高さ中心面Phに対してスプロケット10の回転中心線(図示されず)が位置する側であり、反スプロケット側Roは、高さ中心面Phに対してスプロケット側Riとは反対側である。
また、長手方向で隣り合うリンクユニット101同士の1対のピン部分110において、1対の非対向部112は、長手方向で該1対の非対向部112の間の領域、すなわち1対の非対向部112を長手方向での境界とする領域である非対向領域を規定する。
したがって、各ピン部分110において、接合部140は、対向部111のみに、幅方向でプレート部分120の範囲で、周方向で対向部111の少なくとも一部に、本実施例では、周方向で対向部111の全体に亘って、存在(または、位置)している一方で、非対向部112には存在(または、位置)していない。
スプロケット側Riおよび反スプロケット側Roで、高さ方向での接合部140の形成範囲である接合高さH4は、ピン高さH1の最大値以下に設定され、ここでは、ピン高さH1の最大値に等しい。これにより、接合部140での接合領域が大きくなるので、プレート部分120に発生する引張り応力が小さくなって、リンクユニット101の耐久性が向上する。
なお、径方向および周方向は、それぞれ、屈曲中心線Cを中心とする径方向および周方向である。
そして、非対向部112および非対向領域には、プレート部分120に連続している部分であって、かつ外周面118から長手方向および径方向外方に突出している部分が存在しない。このため、噛合い状態で、後述する第2噛合い空間S2においてスプロケット歯11がプレート部分120と干渉することはないので、噛合い状態時の動力損失を低減することができる。また、プレート部分120が非対向領域に存在しない分、プレート部分120がチェーン長手方向で小型化されるので、プレート部分120を軽量化、ひいてはチェーン100を軽量化することができる。
内側面121は、高さ中心面Phと交わる交線部分である中心交差部122を含む内側中央側面123(以下、「中央側面123」という。)と、中央側面123に連なると共に高さ中心面Phに対してスプロケット側Riおよび反スプロケット側Roにそれぞれ位置する1対の後退面124とを有する。
したがって、後退面124は、スプロケット側Riおよび反スプロケット側Roのそれぞれで、中央側面123および縁部129に連なる。
後退面124の幅方向断面形状(図4)は、スプロケット側Riおよび反スプロケット側Roにおいて、任意の長手方向位置において、幅方向で幅中心面Pwに向かって凸状で、かつ高さ方向で中央側面123から縁部129に近づくにつれて幅中心面Pwからの幅方向距離が連続的に増加する凸状の円弧状である。このため、後退面124は、幅中心面Pwに向かって凸状の曲面形状である。
ここで、幅方向断面とは、長手方向に直交する平面での断面である。円弧状とは、1つの曲率半径の単一円弧、または、異なる曲率半径の複数の円弧から構成される複合円弧を意味する。
そして、後退面124の平断面形状は、任意の高さ方向位置において、長手中心面Pnから長手方向でピン部分110に近づくにつれて幅中心面Pwからの幅方向距離が連続的に増加する凸状の円弧状である。長手中心面Pnは、後退面124において、幅方向で最も近接している部位と交わる平面でもある。なお、平断面とは、高さ方向に直交する平面での断面である。
一方、中央部133でのプレート厚さt3(図4)は、長手方向および幅方向での全体に亘って実質的に一定であり、その全体でプレート厚さt4よりも大きい。
1対の縁部129は、長手方向でその全長に亘って、しかもその全体で、ピン部分110の外周面118において高さ中心面に平行な1対の接平面P1上にそれぞれ位置する平面である。このため、プレート部分120は、高さ方向での両方向でピン部分110よりも突出していないので、プレート部120を、高さ方向で小型化することができ、軽量化することができる。
形成材料としての金属により形成されているリンクプレート150には、長手方向で離間している1対のピン孔155が設けられている。リンクプレート150は、ピン孔155において支持部115まで挿入されることで、該支持部115に遊嵌された(つまり、隙間嵌めされた)状態で、ピン部分110に屈曲可能に連結される。
具体的には、プレート部分120のプレート高さH2は、長手方向での第1噛合い空間S1の全体に亘って、または、長手方向でのプレート部分120の全長に亘って、同じ値であり、この実施例ではピン高さH1に等しい。また、図3に示されるように、プレート高さH2は、リンクプレート150の、非対向領域における部分、および、対向領域において、幅方向から見たときに、両プレート部分120と重ならない部分で、プレート高さH5よりも小さい。
チェーン100において、長手方向で交互に配置されている第1,第2噛合い空間S1,S2のそれぞれに対して、スプロケット10の回転により、チェーン100がスプロケット10と噛み合うときに、スプロケット歯11が、1つずつ順次、進入し、チェーン100がスプロケット10から噛み外れるときに、スプロケット歯11が、1つずつ順次、退出する。
キャップ103は、両支持部115にそれぞれ支持されている1対のリンクプレート150に対して、1対のピン端部116に設けられる。キャップ103は、ピン端面117を覆って、固定手段としての圧入によりピン端部116に固定されている。
以下、同様の組付工程を経て、リンクユニット101および1対のリンクプレート150が長手方向に交互に連結されたチェーン100が組み立てられる。
チェーン100にチェーン張力が発生すると、ピン部分110は、チェーン張力を、各接合部140のみを通じて、対向領域においてプレート部分120に作用させる。このとき、接合部140には引張り応力が発生する。
一方、ピン部分110は、対向領域で、リンクプレート150に対してチェーン張力を押付力として作用させる。
チェーン100は、1つのリンクユニット101と1対のリンクプレート150とを長手方向に交互に屈曲可能に連結することにより形成されて、スプロケット機構を構成する複数のスプロケット10に巻き掛けられることにより、複数のスプロケット10との間で動力を伝達することができる。
これにより、ピン部分110は、対向領域で、接合部140を通じて、プレート部分120に対し、チェーン張力を引張り力として作用させるので、プレート部分120においてピン部分110を囲む部位で発生する引張り応力は、接合部140に分散して発生し、対向領域と非対向領域との境界B(図4)を中心とする境界部A(図4)での応力集中の発生が防止される。このため、リンクユニット101のプレート部分120の疲労強度が向上して、リンクユニット101の耐久性、ひいてはチェーン100の耐久性を向上させることができる。
これにより、チェーン100とスプロケット10との噛合い時に、スプロケット10が回転することで、第1,第2噛合い空間S1,S2にスプロケット歯11が進入して、スプロケット10とチェーン100との間での動力の伝達が行われる際に、スプロケット歯11との間での動力の伝達は、チェーン100においては、ピン部分110およびプレート部分120が一体不離に接合されていて、ピン部分110およびプレート部分120に関して、それらピン部分110とプレート部分120との間での隙間の存在に起因する相対移動が生じないリンクユニット101を通じて行われるので、前記相対移動に起因する騒音の発生が防止されて、チェーン100の静粛性能を向上させることができる。
また、噛合い状態でのスプロケット歯11と内側面121との擦合いを回避する構造が、後退面124として内側面121に設けられているので、スプロケット歯11において、この擦合いを回避するための歯先部13での先細(または幅狭)の程度や形成範囲を減少させて、歯先部13の歯幅W13を大きくすることが可能になるため、スプロケット歯11の強度を向上させることができる。
これにより、後退面124の幅方向断面形状は、高さ方向で中央側面123からスプロケット側Riの縁部129に近づくにつれて幅中心面Pwからの幅方向距離が連続的に増加する円弧状であるので、スプロケット歯11が後退面124により案内されて幅方向に移動するときの、高さ方向移動量に対する幅方向移動量の割合は、後退面124におけるスプロケット歯11の接触部位が縁部129に近づくほど大きくなる。このため、第1噛合い空間S1に進入したスプロケット歯11の、後退面124での前記接触部位が縁部129に近いほど、幅方向位置ズレが早期に矯正されるので、後続するスプロケット歯11が後続する第1噛合い空間S1に進入するときの内側面121との擦合いの回避が促進されて、プレート部分120の摩耗、接触騒音、そしてスプロケット歯11とプレート部分120と摩擦を低減することができる。
後退面は、曲面形状以外に、単一の傾斜面形状または傾斜が異なる複数の傾斜面形状であってもよい。
プレート部分120または内側面の形状は、高さ中心面Phに関して非面対称であり、スプロケット側Riと反スプロケット側Roとで異なっていてもよい。
後退面124の高さ方向幅W4は、中央側面123の高さ方向幅W3以上であってもよい。
リンクユニット101が有するプレート部分120は3以上であってもよい。
101・・・リンクユニット
110・・・連結ピン部分
111・・・対向部
112・・・非対向部
120・・・プレート部分
121・・・内側面
122・・・中心交差部
123・・・内側中央側面
124・・・後退面
129・・・縁部
140・・・接合部
141・・・接合境界部、
150・・・リンクプレート
A ・・・境界部
B ・・・境界
H1 ・・・ピン高さ
H2,H5・・・プレート高さ
H4 ・・・接合高さ
Ph ・・・高さ中心面
Pw ・・・幅中心面
Pn ・・・長手中心面
Pc,Ps・・・幅方向中心位置
Ri ・・・スプロケット側
Ro ・・・反スプロケット側
S1,S2・・・噛合い空間
t3,t4・・・プレート厚さ
Claims (5)
- 複数のリンクユニットおよび複数組の1対のリンクプレートが、1つのリンクユニットおよび1対のリンクプレート毎に、長手方向に交互に屈曲中心線を中心に屈曲可能に連結されることにより形成されて、スプロケットに巻き掛けられるチェーンであって、
前記リンクユニットが、長手方向で離間している1対の連結ピン部分と、前記1対の連結ピン部分を連結していると共に幅方向で離間している1対のプレート部分とから構成され、
前記プレート部分が、前記1対の連結ピン部分と前記プレート部分とが一体不離に接合している1対の接合部で、前記1対の連結ピン部分を連結しており、
前記1対の連結ピン部分が、長手方向で対向する側の1対の対向部と、長手方向で前記1対の対向部とは反対側の1対の非対向部とを有し、
前記連結ピン部分が、チェーン張力を、前記1対の対向部にそれぞれ位置している前記1対の接合部を通じて前記プレート部分に作用させ、
前記1対のリンクプレートが、幅方向で前記1対のプレート部分を挟んで、前記連結ピン部分の1対の支持部に屈曲可能にそれぞれ連結され、
前記リンクユニットの前記1対の連結ピン部分および前記1対のプレート部分により囲繞された第1噛合い空間と、長手方向で隣り合う前記リンクユニット同士の連結ピン部分および前記1対のリンクプレートにより囲繞された第2噛合い空間とが、長手方向に交互に形成され、
前記スプロケットの複数のスプロケット歯が、前記第1噛合い空間および前記第2噛合い空間のそれぞれに対して1つずつ、順次、進入可能であり、
前記プレート部分が、高さ方向に面する1対の縁部と、高さ方向で前記1対の縁部の間に前記第1噛合い空間に面する内側面とを有し、
前記内側面が、高さ中心面と交わる中心交差部と、前記高さ中心面に対してスプロケット側に位置すると共に前記スプロケット側の前記縁部に連なる後退面とを有し、
前記後退面が、前記幅中心面に対して、幅方向で前記中心交差部よりも遠方に後退している面形状であることを特徴とするチェーン。 - 前記スプロケット側での前記プレート部分のプレート高さが、前記スプロケット側での前記リンクプレートのプレート高さよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のチェーン。
- 前記後退面の幅方向断面形状が、幅方向で前記幅中心面に向かって凸状で、かつ、高さ方向で前記高さ中心面から前記スプロケット側の前記縁部に近づくにつれて前記幅中心面からの幅方向距離が連続的に増加する円弧状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のチェーン。
- 前記内側面が、前記中心交差部を含むと共に高さ方向で前記後退面に連なる平面形状の中央側面を有し、
前記中央側面でのプレート厚さが、前記後退面でのプレート厚さよりも大きいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載のチェーン。 - 前記後退面が、長手方向で長手中心面から前記連結ピン部分に近づくにつれて、前記幅中心面からの幅方向距離が連続的に増加する曲面形状であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1つに記載のチェーン。
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