JP2019190486A - プッシュチェーン - Google Patents

Abstract

【課題】ピン間距離及びブシュ間距離が、圧縮力作用時及び引張り力作用時異なる。【解決手段】外プレート１２のピン孔中心距離をＰ１’、内プレートのブシュ孔中心距離をＰ２、ピン１３とブシュ１７とのクリアランスをＣｌ＝（Ｄ−ｄ）、スプロケットの基準ピッチをＰとすると、Ｐ１’＝Ｐ＋Ｃｌ、Ｐ２＝Ｐとする。これにより、圧縮力作用時、すべてのピッチが基準ピッチＰとなる。【選択図】図４

Description

本発明は、一方向に屈曲可能であり、他方向に屈曲不可となるようにプレート端面を当接し、スプロケットの回転運動を直進運動として伝達するプッシュチェーンに関する。

従来、図７に示すように、両端が直線状の当接面からなる外プレート２の両端部をピン３で連結した外リンク５と、同様な形状からなる内プレート６の両端部をブシュ７で連結しかつ該ブシュ７にローラ８を被嵌した内リンク９とを、ブシュ７にピン３を嵌挿することにより交互に連結したプッシュチェーン１は知られている（特許文献１参照）。該プッシュチェーン１は、一方向の屈曲に対しては上記外プレート２同士及び内プレート６同士の当接面２ａ，６ａが当接して屈曲を阻止され、直進状に前進し、他方向の屈曲に対しては上記プレートのアール状の切欠き部２ｂ，６ｂにより屈曲が可能になり、スプロケットに巻付き得る。

特許文献１には、内プレート６及び外プレート２の長さをＰｌ、外リンク５のピン孔中心距離をＰｏ、内リンク９のブシュ孔中心距離をＰｉとし、ピンとブシュ間のクリアランスをＣｌとすると、Ｐｌ−Ｐｏ＞Ｐｉ−Ｃｌになるように設定することが記載されている。従って、上記プッシュチェーンにおける隣接する各リンクのプレート間距離は、圧縮時（Ｌ＋）が引張り時（Ｌ−）に対して上記クリアランス分小さくなり、圧縮時に内プレート及び外プレートの当接面が確実に当接して、座屈を発生することなく安定して押圧力を作用することができる。

特開２００３−３１４６３０号公報

上記プッシュチェーン１は、スプロケットに巻付く為に、引張り時のピン間距離がプッシュチェーンとして正規のピッチに規定され、かつ圧縮時と引張り時でのピン及びブシュ中心距離を異にしている。

このため、外プレート２及び内プレート６を、共にクリアランスを考慮してピッチを設計しなければならず、設計が面倒であると共に、圧縮時と引張り時とのピッチ差が大きくなり過ぎる傾向にあり、騒音の発生、ブシュに衝撃荷重が作用する等の不具合が生じる虞がある。

特に、プッシュチェーンがスプロケットに繰込まれる際、騒音を発生することがある。

そこで、本発明は、上記不具合を解決したプッシュチェーンを提供することを目的とするものである。

本発明は、外プレート（１２）の両端部をピン（１３）で連結した外リンク（１５）と、内プレート（１６）の両端部をブシュ（１７）で連結した内リンク（１９）と、を前記ピン（１３）を前記ブシュ（１７）に嵌挿して交互に連結し、前記外プレート（１２）及び前記内プレート（１６）の両端を直線状の当接面（２２）（２６）とし、前記外プレート（１２）の当接面（２２）同士及び前記内プレート（１６）の当接面（２６）同士を当接して直線状とし、かつ上記当接面の屈曲側を切欠いて（２３，２７）一方向に屈曲可能としたプッシュチェーン（１１）において、
前記外プレート（１２）の前記ピン（１３）を固定するピン孔（２１）の中心（Ｏ）間距離である外ピッチをＰ１、該ピン孔（２１）中心（Ｏ）から前記当接面（２２）までの距離をＥ１、前記内プレート（１６）のブシュ孔（２５）の中心（Ｏ）間距離である内ピッチをＰ２、該ブシュ孔（２５）中心（Ｏ）から前記当接面（２６）までの距離をＥ２、前記ブシュ（１７）の内径Ｄと前記ピン（１３）の外径ｄとの間の隙間（Ｄ−ｄ）をクリアランスＣｌとすると、
Ｃｌ≧２・Ｅ１−Ｐ２ ・・・（式１）
Ｃｌ≧Ｐ１−２・Ｅ２ ・・・（式２）
を満たすことを前提とする。

これにより、隣接する外プレート間隔及び内プレート間隔は、クリアランス分余分があり、直線状態にあるプッシュチェーンは、当接面同士が確実に接触して、真直状態に保持することができる。

上記前提のプッシュチェーンにおいて、内プレート（１６）のブシュ孔間隔（内ピッチ）Ｐ２は、スプロケットの基準ピッチＰに合せた状態で（Ｐ２＝Ｐ）、外プレート（１２）のピン孔間隔（外ピッチ）Ｐ１を変更することにより、各状況に対応することができる。即ち、外プレート（１２）を変更するだけで、内プレート（１６）等の他の部材をそのままにして、各種状況に対応することができる。

例えば、内ピッチＰ２を基準ピッチＰに維持して（Ｐ２＝Ｐ）、外ピッチＰ１をクリアランス分短くする（Ｐ１＝Ｐ−Ｃｌ）。

これにより、プッシュチェーン（１１）に引張り力が作用した場合、該プッシュチェーン（１１）のブシュ間距離は、すべて基準ピッチとなる。

内ピッチＰ２を基準ピッチに維持し、外ピッチＰ１’をクリアランス分長くする（Ｐ１’＝Ｐ＋Ｃｌ）。

これにより、プッシュチェーン（１１’）に圧縮力が作用した場合、該プッシュチェーン（１１’）のブシュ間距離は、すべて基準ピッチとなり、プッシュチェーン（１１’）をスプロケットに噛込む際の騒音の発生を防止することができる。

ブシュ（１１）を図６の成分表の合金鋼とし、かつシームレスブシュとすると共に引張り強度を１２００［ＭＰａ］以上とするので、強度及び靭性の高いブシュにより、衝撃荷重に対する耐性及び耐久性を有する。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。

ブシュとピンの間のクリアランスにより外プレート同士及び内プレート同士の当接面が確実に当接して真直状態とするプッシュチェーンにあって、内プレートのブシュ孔中心間隔である内ピッチは、スプロケットの基準ピッチに維持して、外プレートピン孔中心間隔である外ピッチをクリアランスを考慮して変更することにより各状況に対応することができる。

外ピッチＰ１’＝Ｐ＋Ｃｌとすると、プッシュチェーンに圧縮力が作用している状態で、全てのブシュ間距離を基準ピッチとすることができる。

ブシュを高い張度、靭性及び耐久性を有するものとして、クリアランスに基づき負荷の方向変化に伴ってピンがブシュに衝突しても、充分に耐えることができる。

プッシュチェーンの正面図であり、（ａ）は、外プレート、（ｂ）は、内プレート、（ｃ）は、プッシュチェーンを示す。 プッシュチェーンの正面図であり、（ａ）は引張り状態、（ｂ）は圧縮状態を示す。 プッシュチェーンをスプロケットに繰込む状態を示し、（ａ）と（ｂ）とは異なる状態を示す。 圧縮状態におけるプッシュチェーンを示す正面図。 プッシュチェーンがスプロケットに噛合う状態を示す正面図で、（ａ）と（ｂ）は、チェーンの進行状態の異なる状態を示す。 ブシュ材料の化学成分を示す図。 一般のプッシュチェーンを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の基礎となるプッシュチェーンを説明する。プッシュチェーン１１は、図１に示すように、１対の外プレート１２の両端部をピン１３で連結した外リンク１５と、１対の内プレート１６の両端部をブシュ１７で連結した内リンク１９と、を有し、左右１対の外プレート１２を外側にして、ピン１３をブシュ１７に嵌挿して外リンク１５と内リンク１９とを交互に連結して構成される。外プレート１２は、ピン１３を圧入・固定する１対のピン孔２１，２１と、その前後方向両端面にあって直線状からなる当接面２２，２２と、その下方（屈曲方向）に位置するアール状の切欠き部２３，２３とを有する。内プレート１６は、ブシュ１７を圧入・固定する１対のブシュ孔２５，２５と、その前後方向両端面にあって直線状からなる当接面２６，２６と、その下方（屈曲側）に位置するアール状の切欠き部２７，２７とを有する。なお、図１では見えないが、図７（ａ）に示すように、ブシュ１７にはローラが遊嵌している。なお、該ローラはなくてもよい。

ピン１３にブシュ１７が相対回転自在に嵌合して、上記プッシュチェーン１１は、屈曲してスプロケットと噛合し得るが、このためピン１３とブシュ１７との間には所定クリアランスＣｌが存在する。即ち、ピン１３の直径をｄ、ブシュ１７の内径をＤとすると、クリアランスＣｌは、Ｃｌ＝（Ｄ−ｄ）となる。ピン１３及びブシュ１７の中心Ｏ，Ｏを結ぶ線が各リンク１５，１９に力を伝達するピッチラインＬ−Ｌとなるが、上記当接面２２，２６は、外プレート１２及び内プレート１６の両端面における上記ピッチラインＬ−Ｌの上方に配置され、該ピッチラインＬ−Ｌの下方には上記切欠き部２３，２７が形成される。当接面２２，２６は、上記ピッチラインＬ−Ｌに直交する中心線ｖ−ｖと平行になっている。

外プレート１２のピン孔２１の中心間距離Ｏ−Ｏである外ピッチをＰ１、該ピン孔２１の中心Ｏから外プレート端の当接面２２までの距離をＥ１、内プレート１６のブシュ孔２５の中心間距離Ｏ−Ｏである内ピッチをＰ２、該ブシュ孔の中心Ｏから内プレート端の当接面２６までの距離をＥ２とすると、上記クリアランスＣｌは、下記の式１、式２を満たすように設定される。
Ｃｌ≧２・Ｅ１−Ｐ２ ・・・（式１）
Ｃｌ≧Ｐ１−２・Ｅ２ ・・・（式２）

これにより、プッシュチェーン１１は、図１（ｃ）に示すように、両端から圧縮力Ｆ１が作用する圧縮状態では、外リンク１５にあっては、隣接する外プレート１２の当接面２２同士が確実に当接し（式１）、かつ内リンク１９にあっては、隣接する内プレート１６の当接面２６同士が確実に当接して（式２）、正確な真直状態を保持する。

上記プッシュチェーン１１は、内プレート１６の両ブシュ孔２５，２５の中心Ｏ−Ｏの間隔（内ピッチ）Ｐ２が、該プッシュチェーンが噛合するスプロケットのピッチ（基準ピッチ）Ｐと同一寸法からなり（Ｐ２＝Ｐ）、外プレート１２の両ピン孔２１，２１の中心Ｏ−Ｏ間の間隔（外ピッチ）Ｐ１が、上記基準ピッチＰより上記クリアランスＣｌ（＝Ｄ−ｄ）だけ短く設定される（Ｐ１＝Ｐ−Ｃｌ）。

即ち、外プレート１２のピッチ（外ピッチ）をＰ１、内プレート１６のピッチ（内ピッチ）をＰ２、スプロケットの基準ピッチをＰとすると、本プッシュチェーン１１は、下記の式３、式４を満たすように設定される。
Ｐ１＝Ｐ−Ｃｌ ・・・（式３）
Ｐ２＝Ｐ ・・・（式４）

上記プッシュチェーン１１がスプロケットに噛合する際、該プッシュチェーン１１は、引張り状態となってスプロケットに噛込む。該引張り状態のプッシュチェーン１１は、図２（ａ）に示すように、引張り方向の力Ｆ２が作用し、ピン１３とブシュ１７とのクリアランスＣｌは、該力Ｆ２方向に寄る。従って、内プレート１６に嵌合する１対のブシュ１７，１７（従ってローラ）の中心の間隔である上記内ピッチＰ２は、基準ピッチＰであるスプロケットピッチと同じである。隣接する内プレートの１対のブシュ、即ち１個の外プレート１２の１対のピン１３，１３に嵌挿しているブシュ１７，１７（従ってローラ）の中心の間隔は、上記隣接している内プレート１６，１６同士がクリアランスＣｌ分離れているため、上記外ピッチＰ１から該離間長さＳ１（＝Ｃｌ）だけ長くなり、Ｐ１＋Ｓ１＝Ｐ−Ｃｌ＋Ｃｌ＝Ｐ、即ち基準ピッチＰとなる。

これにより、本プッシュチェーン１１は、引張り力Ｆ２が作用する状態にあっては、外プレート１２及び内プレート１６の各当接面２２，２６間に充分な隙間Ｓ１を有し、外リンク１５及び内リンク１９を矢印Ｍ１方向に確実に屈曲し得、かつスプロケットピッチ（基準ピッチ）Ｐに対応するピッチにて、図示しないローラがスプロケットに噛込んで、正確に直進方向に押出し又は引込むことができる。

スプロケットから送出された上記プッシュチェーン１１は、直進状態となって被作動体に押圧力を作用する。この状態では、本プッシュチェーン１１は、図２（ｂ）に示すように、圧縮力Ｆ１が作用する。この状態では、上記ブシュ１７とピン１３との間のクリアランスＣｌにより、各外プレート１２間及び内プレート１６間は移動し得、隣接する外プレート１２及び内プレート１６の当接面２２，２６同士が当接し、矢印Ｍ２方向の屈曲が阻止されて、スプロケットの回転に伴って直進状に押される。この際、本プッシュチェーン１１は、当接面同士の当接により長さ方向が規定され、ピン１３とブシュ１７とはクリアランスＣｌにより自由状態となっているが、設計上は、隣接する外プレート１２間のピッチは、内ピッチＰ２即ち基準ピッチ（スプロケットピッチ）Ｐとなり（Ｐ２＝Ｐ）、隣接する内プレート１６間のピッチは、外ピッチＰ１（＝Ｐ−Ｃｌ）となる。

図３は、真直状態にあるプッシュチェーン１１が、矢印Ｓに示す方向に引込まれて、スプロケットに噛合する状態を示す。駆動スプロケット３０は、図３（ａ）において、プッシュチェーン１１のローラにスプロケット３０の歯３０ａが噛込み、スプロケットの矢印Ｔ方向の回転に伴ってプッシュチェーン１１は、屈曲して巻付く。この際、プッシュチェーン１１は、被作動体から圧縮方向の負荷が作用した状態にあり、スプロケット３０の回転に伴って、矢印Ｓ方向に引込まれる。

矢印Ｓ方向に引込まれるプッシュチェーン１１は、図２（ｂ）に示すように、圧縮状態にあり、各リンク１５，１９の外プレート１２及び内プレート１６同士の当接面２２，２６が当接して真直状態にあり、被作動体を移動するが、歯３０ａに噛込まれてスプロケット３０に巻付く際には、上記当接面２２，２６の当接が外れる。この際、内リンク１９の内ピッチＰ２、従ってブシュ孔２５に嵌合しているブシュ１７（及びローラ）の中心の間隔Ｐ２は、基準ピッチＰである。外リンク１５の外ピッチＰ１は、上述した通り、Ｐ１＝Ｐ−Ｃｌであるが、該外ピッチのピン１３に遊嵌しているブシュ１７の中心間隔は、左右両方のピン１３及びブシュ１７のクリアランスＣｌが詰ることになり、外リンク１５のブシュ１７（従ってローラ）間隔は、基準ピッチＰに比しクリアランスＣｌの２倍分短くなる（Ｐ−２Ｃｌ）。このため、図３（ａ）に示すように、スプロケット３０に繰込まれる直前の外プレート１２及び内プレート１６は、各ピン１３（ブシュ及びローラ）の中心を結ぶピッチライン軌跡Ｌが、正規のピッチライン（スプロケットのピッチ円の接線状に延びるライン）から内側に入り込み、外プレート１２の各当接面２２，２２の外側部分（切欠き部２３の反対側）が僅かに離れる。即ち、スプロケット３０は、隣接する歯に各ローラが噛合している各プレートが多角形状になることに起因して、プレートの軸方向中央部分がスプロケットピッチ円の内側を通ることになり、外リンクのブシュ間隔（ローラ間距離）が上述したように短いことと相俟って、上記正規のピッチラインの内側に入り込む。ついで、図３（ｂ）に示すように、プッシュチェーン１１の進行に伴い、上記離れた当接面２２が当接し、正規の真直状態になるが、この際、上記当接面２２同士が接触することによる異音が発生する。

ついで、上記異音の発生を低減する本発明の実施の形態について説明する。図１（ａ）に示した外プレート１２のピン孔２１の中心Ｏ−Ｏ間隔である外ピッチＰ１’を、基準ピッチＰにクリアランスＣｌを加えた値に設定し、図１（ｂ）に示した内プレート１６のブシュ孔２５の中心Ｏ−Ｏ間隔である内ピッチＰ２は、先の形態と同様に基準ピッチＰに設定する。

即ち、外プレート１２のピッチ（外ピッチ）をＰ１’、内プレート１６のピッチ（内ピッチ）をＰ２、スプロケットの基準ピッチをＰとすると、下記の式４，５を満たすように設定する。
Ｐ２＝Ｐ ・・・（式４）
Ｐｌ’＝Ｐ＋Ｃｌ ・・・（式５）

本実施の形態によるプッシュチェーン１１’は、図４に示すように、圧縮状態にある場合、隣接する外プレート１２のブシュ１７（ローラ）間隔は、１対の内プレートのブシュ１７の間隔である内ピッチＰ２であって基準ピッチＰであり、隣接する内プレート１６のブシュ（ローラ）間隔は、外プレート１２のピッチＰ１’に、引張り時の各プレート間の隙間Ｓ１（＝Ｃｌ）を引いた値となり、Ｐ１’−Ｓ１＝Ｐ＋Ｃｌ−Ｃｌ＝Ｐとなる。即ち、圧縮状態におけるプッシュチェーン１１’は、すべてのピッチがスプロケット基準ピッチＰとなり、ピッチラインＬは、スプロケットピッチ径の接線状となる。これにより、各プレートの当接面上側部が拡がることがなく、上述した異音の発生を防止することができる。

なお、クリアランスＣｌは、小さな値であるため、本発明にあって、ピッチ及びクリアランス等の数値は、充分に大きな公差を含むものであって、具体的な数値の実証が不充分であっても、本発明に沿う設計意図があるものは、本発明に含まれる。

図５は、プッシュチェーン１１（又は１１’）がスプロケット３０に巻付いた状態を示す。スプロケット３０の歯３０ａにプッシュチェーン１１のローラ１８が係合して、該プッシュチェーン１１をチェーン進行方向Ｕに送り出す。図５（ａ）に示すように、スプロケット歯３０ａにローラ１８が係合して、該スプロケット３０から動力伝達される状態では、プッシュチェーン１１は、ピン１３がブシュ１７の進行方向後側の面に接触し（接触面ｇを示す）、クリアランスＣｌは、前側に片寄る。図５（ｂ）に示すように、前方側の外又は内プレート（１６_１と表記）が、スプロケットから外れて、その後方のプレート（１６_２と表記）に当接して押圧されると、該前方プレート１６_１に作用する負荷方向が変わり、ブシュ１７は相対移動して、ピン１３の上面に接触する（接触面ｇ１）。即ち、該ブシュ１７は、ピン１３の下面に接触ｇした状態からピン１３の上面に接触ｇ１するように切換わり、これによりプレート１２，１６後側の各ブシュ１７は、クリアランスに帰因する衝撃力が作用する。

本実施の形態にあっては、プッシュチェーンの前方側のブシュ若しくは前方側及び後方側の全ブシュを、継ぎ目のないシームレスブシュとし、図６に示す合金鋼を用い、適切な熱処理を施した引張り強度１２００Ｍｐａ以上の鋼材を用いる。合金鋼は、炭素Ｃ；０．３〜０．５［ｗｔ％］、マンガンＭｎ；０．３〜１．０［ｗｔ％］、クロムＣｒ；０．５〜１．５［ｗｔ％］、モリブデンＭｏ；０．１〜０．５［ｗｔ％］を含む。

これにより、上記ブシュ１７に衝撃力が作用しても、充分な耐力及び耐久性を備える。

上記強い強度及び靭性を有するブシュ１７は、上述した外ピッチＰ１＝Ｐ−Ｃｌからなるプッシュチェーン１１に用いて有効であり、上記外ピッチＰ１’＝Ｐ＋Ｃｌからなるプッシュチェーン１１’に適用してもよい。

本プッシュチェーンは、１対の外プレート及び内プレートからなるチェーンを用いたが、これに限らず、長いピンにより複数のチェーンを並設したものでもよく、また外プレート及び内プレートを複数枚重ねて用いるものでもよい。

１１，１１’ プッシュチェーン
１２ 外プレート
１３ ピン
１５ 外リンク
１６ 内プレート
１７ ブシュ
１９ 内リンク
２１ ピン孔
２２ 当接面
２３ 切欠き部
２５ ブシュ孔
２６ 当接面
３０ スプロケット
Ｐ１，Ｐ１’ 外ピッチ
Ｐ２ 内ピッチ
Ｐ 基準ピッチ
Ｃｌ クリアランス

Claims (2)

1. 外プレートの両端部をピンで連結した外リンクと、内プレートの両端部をブシュで連結した内リンクと、を前記ピンを前記ブシュに嵌挿して交互に連結し、前記外プレート及び前記内プレートの両端を直線状の当接面とし、前記外プレートの当接面同士及び前記内プレートの当接面同士を当接して直線状とし、かつ上記当接面の屈曲側を切欠いて一方向に屈曲可能としたプッシュチェーンにおいて、
   前記外プレートの前記ピンを固定するピン孔の中心間距離である外ピッチをＰ１’、該ピン孔中心から前記当接面までの距離をＥ１、前記内プレートのブシュ孔の中心間距離である内ピッチをＰ２、該ブシュ孔中心から前記当接面までの距離をＥ２、前記ブシュの内径Ｄと前記ピンの外径ｄとの間の隙間（Ｄ−ｄ）をクリアランスＣｌとすると、
   Ｃｌ≧２・Ｅ１−Ｐ２ ・・・（式１）
   Ｃｌ≧Ｐ１’−２・Ｅ２ ・・・（式２）
   であり、かつ前記プッシュチェーンが噛合するスプロケットの基準ピッチをＰとすると、
   Ｐ２＝Ｐ ・・・（式４）
   Ｐ１’＝Ｐ＋Ｃｌ ・・・（式５）
   の各式１，２，４，５を満たすことを特徴とするプッシュチェーン。
2. 前記ブシュは、継ぎ目のないシームレスブシュであり、炭素を０．３〜０．５［ｗｔ％］、マンガンを０．３〜１．０［ｗｔ％］、クロムを０．５〜１．５［ｗｔ％］、モリブデンを０．１〜０．５［ｗｔ％］含む合金鋼材から形成され、熱処理により１２００［ＭＰａ］以上の引張り強度を有する、
   請求項１記載のプッシュチェーン。

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