JP2024018150A - サイレントチェーン伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクプレートの強度低下の抑制及び摩耗の低減を図ることが可能であり、しかもチェーン浮きを抑制して動力伝達効率の向上を図ることが可能なサイレントチェーン伝動装置を提供すること。【解決手段】内股噛み合い・内股着座タイプのサイレントチェーン１００と、スプロケット歯１３１（１４１）を有するスプロケット１３０（１４０）とを備えたサイレントチェーン伝動装置において、サイレントチェーン１００における複数のリンクプレート１１０が、サイレントチェーン１００をすべてのスプロケット歯１３１（１４１）と噛み合うように巻き付けた状態において、リンクプレート１１０における一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々の内側フランク面１１３のみがスプロケット歯１３１（１４１）と接触するように構成される。【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、サイレントチェーンがスプロケット歯に対してリンクプレートにおける歯部の内側フランク面で噛み合いを開始した後に歯部の内側フランク面で着座して動力を伝達するサイレントチェーン伝動装置に関する。

チェーン伝動装置として、複数のスプロケットに掛け回されるサイレントチェーンを用いたものは周知であり、駆動力の伝達、回転タイミングの同期、回転数やトルクの変更等の用途で広く用いられている。

サイレントチェーンは、一般的に、一対の歯部及び一対の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屈曲可能に連結することにより構成されている。
サイレントチェーン伝動装置にあっては、リンクプレートの歯部の形状により種々の噛合い方式があり、例えば、リンクプレートが歯部の内側フランク面でスプロケット歯に対する噛み合い開始して歯部の内側フランク面で着座するいわゆる内股噛み合い・内股着座タイプのサイレントチェーン伝動装置などが公知である（例えば特許文献１参照。）。

内股噛み合い・内股着座タイプのサイレントチェーン伝動装置においては、リンクプレートにおける歯部のスプロケット歯に対する噛み合い点の、外側フランク面と内側フランク面との間での移行を伴わないので、スプロケットとの噛合・着座時に発生する騒音を少なくすることが可能となっている。

特開２０００－０６５１５６号公報

而して、従来における内股噛み合い・内股着座タイプのサイレントチェーン伝動装置においては、リンクプレートのスプロケット歯に対する着座点が歯部の先端側の位置であると、支点としての一対の歯部間の股状湾曲部から着座点までの離間距離が大きくなるため、股状湾曲部に応力が集中して強度低下を引き起こす、という問題がある。

このような事情から、従来におけるサイレントチェーン伝動装置においては、一般的には、内股噛み合い・外股着座タイプとして構成されるのが実情である。
しかしながら、内股噛み合い・外股着座方式のサイレントチェーン伝動装置は、スプロケットを小さく設計して巻き付きを良くするため、チェーン浮きが発生し、歯荷重分担を悪化させる、という問題があった。

また、サイレントチェーンにおいては、屈曲角度が大きくなると、一のリンクプレートにおける内側フランク面に対し、該リンクプレートとチェーン幅方向に隣接する他のリンクプレートの歯部が突出するように張り出してくる。このため、内股噛み合い・外股着座タイプのサイレントチェーン伝動装置においては、スプロケット歯を細く設計する必要があるなどスプロケットの構成上の制約が大きいのが実情であった。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、リンクプレートの強度低下の抑制及び摩耗の低減を図ることが可能であり、しかもチェーン浮きを抑制して動力伝達効率の向上を図ることが可能なサイレントチェーン伝動装置を提供することを目的とする。

本発明は、前後一対の歯部を有する複数のリンクプレートをチェーン幅方向に重ね合わせて連結ピンにより交互に屈曲可能に連結してなるサイレントチェーンと、前記サイレントチェーンが噛み合い可能な複数のスプロケット歯を有するスプロケットとを備え、前記サイレントチェーンが前記スプロケット歯に対して前記一対の歯部のうちのチェーン進行方向前方側の歯部の内側フランク面で噛み合いを開始した後に前記一対の歯部の各々の内側フランク面で着座して動力を伝達するサイレントチェーン伝動装置であって、前記複数のリンクプレートが、前記サイレントチェーンを前記スプロケットのすべてのスプロケット歯と噛み合うように巻き付けた状態において、前記一対の歯部の各々の内側フランク面のみが前記スプロケット歯と接触するように構成されることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、複数のリンクプレートが、サイレントチェーンをスプロケットのすべてのスプロケット歯と噛み合うように巻き付けた状態において、一対の歯部の各々の内側フランク面のみがスプロケット歯と接触するように構成されることで、チェーン浮きを抑制して内股噛み合い・内股着座の噛み合い方式を実現することが可能となる。
また、すべてのリンクプレートでバランスよく歯荷重を分散させることができると共にリンクプレートがスプロケット歯に着座してからリニアに歯荷重を減少させることができるため、リンクプレートの強度低下の抑制及び摩耗の低減を図ることが可能となる。しかも、歯荷重分担率のバランスがよくなることで、動力伝達効率の向上を図ることが可能となる。

本請求項２に係る構成によれば、一対の歯部間の股状湾曲部への応力集中を発生させず強度低下を抑制することが可能となると共に摩耗を低減することが可能となる。また、リンクプレートにおける一対の歯部のスプロケット歯に対する接触力が低減されることで、エネルギー損失を抑制して動力伝達効率の低下を抑制することが可能となる。さらにまた、リンクプレートとスプロケットの製造公差による接触位置のズレを最小限に抑えることができるので、リンクプレートの強度のバラツキ及びＮＶ（騒音・振動）性能のバラツキを低減することが可能となる。

本請求項３に係る構成によれば、サイレントチェーンの屈曲角度が大きくなった場合であっても、一のリンクプレートにおける内側フランク面に対し、該リンクプレートとチェーン幅方向に隣接する他のリンクプレートの歯部が突出するように張り出してくることがなく、スプロケット歯数に拘わらず、内股噛み合い・内股着座の噛み合い方式が実現可能となる。
本請求項４に係る構成によれば、リンクプレートにおける歯部の外側フランク面がスプロケット歯に接触することを確実に回避することが可能となる。

本発明のサイレントチェーン伝動装置の一例における構成を概略的に示す図である。 サイレントチェーンにおけるリンクプレートの一例における構成を示す平面図である。 サイレントチェーンがスプロケット歯に対して噛み合いを開始した状態を概略的に示す図である。 サイレントチェーンのスプロケット歯に対する噛み合いが進行した状態を概略的に示す図である。 サイレントチェーンがスプロケット歯に対して着座した状態を概略的に示す図である。 サイレントチェーンをスプロケットに対しすべてのスプロケット歯と噛み合うように巻き付けた状態を概略的に示す図である。 一のガイド列に属するリンクプレートとスプロケット歯との噛み合い状態を概略的に示す図である。 一のガイド列とチェーン幅方向に隣接する他のガイド列に属するリンクプレートとスプロケット歯との噛み合い状態を概略的に示す図である。 本発明に係るサイレントチェーンにおける一のリンクプレートのスプロケット歯に対する噛み合い開始から噛み外れまでの歯荷重の経時的変化を示す図である。 本発明に係るサイレントチェーンにおけるリンクプレートの歯部の荷重分担率を示す図である。 本発明のサイレントチェーン伝動装置の他の例における構成を概略的に示す図である。 図８に示すサイレントチェーン伝動装置における一のリンクプレートのスプロケット歯に対する噛み合い開始から噛み外れまでの歯荷重の経時的変化を示す図である。 図８に示すサイレントチェーン伝動装置におけるリンクプレートの歯部の荷重分担率を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係るサイレントチェーン伝動装置について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のサイレントチェーン伝動装置の一例における構成を概略的に示す図である。
こ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と、サイレントチェーン１００が噛み合い可能なスプロケット歯を有しスプロケット歯数及び直径の異なる大スプロケット１３０及び小スプロケット１４０とを備える。

サイレントチェーン１００は、複数のリンクプレート１１０をチェーン幅方向に重ね合わせて連結ピン１２５により交互に屈曲可能に連結して構成されている。
なお、図１における符号１２０は、チェーン幅方向最も外側に配置されてリンクプレート１１０に遊嵌された連結ピン１２５の両端部を圧入嵌合して抜け止め固定するためのガイドプレートである。

リンクプレート１１０は、図２にも示すように、チェーン進行方向前後両側に湾曲面として形成された肩部１１１と、二股状に形成された前後一対の歯部１１２ａ，１１２ｂと、前後一対のピン孔１１８とを有する。一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々は、平面状の内側フランク面１１３及び平面状の外側フランク面１１４を有している。
本実施形態に係るサイレントチェーン１００においては、連結ピン１２５は、例えば、ロッカーピン１２６とジョイントピン１２７とからなるロッカージョイントピンにより構成されているが、連結ピンは、丸ピンで構成されていてもよい。

このサイレントチェーン１００の大スプロケット１３０及び小スプロケット１４０に対する噛み合い方式は、いわゆる内股噛み合い・内股着座タイプである。すなわち、サイレントチェーン１００は、図３Ａに示すように、大スプロケット１３０のスプロケット歯１３１及び小スプロケット１４０のスプロケット歯１４１に対してチェーン進行方向前方側の歯部１１２ａの内側フランク面１１３で噛み合いを開始した後に、図３Ｂに示すように、噛み合い点が噛み合いの進行に伴って内側フランク面１１３に沿って一対の歯部１１２ａ，１１２ｂ間の股状湾曲部１１５に向かって移動し、最終的に、図３Ｃに示すように、一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々の内側フランク面１１３で着座するように構成されている。すなわち、一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々の外側フランク面１１４は噛み合いに関与しないようになっている。

而して、このサイレントチェーン１００は、図４に示すように、サイレントチェーン１００をスプロケット歯数に拘わらずスプロケットに対しすべてのスプロケット歯と噛み合うように巻き付け可能であって、大スプロケット１３０のスプロケット歯１３１及びサイレントチェーン１００の屈曲角度θが大きくなる小スプロケット１４０のスプロケット歯１４１のいずれに対しても、内股噛み合い・内股着座の噛み合い方式が実現可能となっている。

具体的に説明すると、このサイレントチェーン１００におけるリンクプレート１１０は、図２に示すように、一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々の外側フランク面１１４に、スプロケット歯１３１，１４１との接触を回避する逃がし部１１６を有する。
逃がし部１１６は、サイレントチェーン１００におけるリンクプレート１１０が大スプロケット１３０（小スプロケット１４０）におけるスプロケット歯１３１（１４１）に着座した状態において、チェーン幅方向に隣接する他のリンクプレート１１０における歯部１１２ａ，１１２ｂの内側フランク面１１３より前後方向内方側に位置されるように、肩部１１１及び歯部１１２ａ，１１２ｂに対する接線Ｔに対し内方に向かって湾曲するように形成されている。

このため、図５Ａに示すように、チェーン進行方向に並ぶ一のガイド列に属する複数のリンクプレート１１０ａの各々は、サイレントチェーン１００を大スプロケット１３０または小スプロケット１４０に対しすべてのスプロケット歯１３１（１４１）と噛み合うように巻き付けた状態において、一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々における外側フランク面１１４ａとスプロケット歯１３１（１４１）との間には空隙が形成され、一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々の内側フランク面１１３ａのみがスプロケット歯１３１（１４１）と接触するようになっている。
また、一のガイド列とチェーン幅方向に隣接する他のガイド列に属する、チェーン進行方向に並ぶ複数のリンクプレート１１０ｂの各々は、図５Ｂに示すように、一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々における外側フランク面１１４ｂとスプロケット歯１３１（１４１）との間には空隙が形成され、一対の歯部１１２ａ，１１２ｂの各々の内側フランク面１１３ｂのみがスプロケット歯１３１（１４１）と接触するようになっている。

スプロケットに巻き付けたサイレントチェーン１００のピッチ線に外接する円ＰＣ１の直径（チェーンＰＣＤ）をＤ１、サイレントチェーン１００におけるリンクプレート１１０のスプロケット歯１３１（１４１）に対する着座点を結ぶ円ＰＣ２の直径（着座点ＰＣＤ）をＤ２としたとき（例えば図５Ａ参照。）、Ｄ２／Ｄ１は、例えば０．９以上１未満の範囲内の大きさとされることが好ましい。
着座点をＤ２／Ｄ１が０．９未満となるように設定した場合には、支点としての股状湾曲部１１５から着座点までの離間距離が大きくなるため、股状湾曲部１１５に応力が集中し、リンクプレート１１０の強度が低下することとなる。その結果、リンクプレート１１０の内側フランク面１１３及びスプロケット歯１３１，１４１の摩耗が生じやすくなると共に動力伝達効率を低下させることとなる。

而して、上記のサイレントチェーン伝動装置によれば、図６において実線の曲線で示すように、スプロケット歯１３１（１４１）との噛み合い時におけるリンクプレート１１０の歯部１１２ａ，１１２ｂに作用する歯荷重（接触力）を小さく低減することが可能となると共に、噛み合い開始から噛み外れまでの間の歯荷重の経時的変化を緩やかにすることが可能となる。
また、従来の内股噛み合い・外股着座タイプのサイレントチェーン伝動装置においては、図６において破線で示すように、チェーン浮き（αで示す荷重変動。）が巻き掛かり途中で発生する。然るに、本実施形態に係るサイレントチェーン伝動装置によれば、巻き掛かり途中でチェーン浮きが発生することがなく、リンクプレート１１０がスプロケット歯１３１（１４１）に着座してからリニアに歯荷重を減少させることが可能となる。
そして、サイレントチェーン１００の屈曲角度が大きくなる小スプロケット１４０に対しても、図７において実線の曲線で示すように、スプロケット歯１４１と噛み合うすべてのリンクプレート１１０でバランスよく歯荷重を分散させることが可能となる。
なお、図７における横軸は、噛み合い開始時のスプロケット歯ｔ１を基準にしたスプロケット歯の配列番号であり、縦軸における数値はスプロケット歯ｔ１～ｔ１０の荷重分担率である。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上記実施形態においては、速度比を有するサイレントチェーン伝動装置について説明したが、図８に示すように、サイレントチェーン１００が互いに同一のスプロケット歯数及び外径を有するスプロケット１５０に掛け回されてなる速度比を有さないサイレントチェーン伝動装置であってもよい。
本実施形態に係るサイレントチェーン伝動装置においても、図９において実線の曲線で示すように、スプロケット歯との噛み合い時におけるリンクプレート１１０の歯部に作用する歯荷重を小さく低減することが可能となると共に、噛み合い開始から噛み外れまでの間の歯荷重の経時的変化を緩やかにすることが可能となる。また、巻き掛かり途中でチェーン浮きが発生することがなく、リンクプレート１１０がスプロケット歯に着座してからリニアに歯荷重を減少させることが可能となる。そして、図１０において実線の曲線で示すように、スプロケット歯と噛み合うすべてのリンクプレート１１０でバランスよく歯荷重を分散させることが可能となる。
なお、図９及び図１０において破線の曲線は、従来の内股噛み合い・外股着座タイプのサイレントチェーン伝動装置の結果であって、図９におけるαで示す歯荷重の変動は、チェーン浮きが発生することによるものである。また、図１０における横軸は、噛み合い開始時のスプロケット歯ｔ１を基準にしたスプロケット歯の配列番号であり、縦軸における数値はスプロケット歯ｔ１～ｔ２３の荷重分担率である。

１００ ・・・ サイレントチェーン
１１０ ・・・ リンクプレート
１１０ａ ・・・ リンクプレート
１１０ｂ ・・・ リンクプレート
１１１ ・・・ 肩部
１１２ａ ・・・ 歯部
１１２ｂ ・・・ 歯部
１１３ ・・・ 内側フランク面
１１３ａ ・・・ 内側フランク面
１１３ｂ ・・・ 内側フランク面
１１４ ・・・ 外側フランク面
１１４ａ ・・・ 外側フランク面
１１４ｂ ・・・ 外側フランク面
１１５ ・・・ 股状湾曲部
１１６ ・・・ 逃がし部
１１８ ・・・ ピン孔
１２０ ・・・ ガイドプレート
１２５ ・・・ 連結ピン
１２６ ・・・ ロッカーピン
１２７ ・・・ ジョイントピン
１３０ ・・・ 大スプロケット
１３１ ・・・ スプロケット歯
１４０ ・・・ 小スプロケット
１４１ ・・・ スプロケット歯
１５０ ・・・ スプロケット

Claims (4)

1. 前後一対の歯部を有する複数のリンクプレートをチェーン幅方向に重ね合わせて連結ピンにより交互に屈曲可能に連結してなるサイレントチェーンと、前記サイレントチェーンが噛み合い可能な複数のスプロケット歯を有するスプロケットとを備え、前記サイレントチェーンが前記スプロケット歯に対して前記一対の歯部のうちのチェーン進行方向前方側の歯部の内側フランク面で噛み合いを開始した後に前記一対の歯部の各々の内側フランク面で着座して動力を伝達するサイレントチェーン伝動装置であって、
   前記複数のリンクプレートは、前記サイレントチェーンを前記スプロケットのすべてのスプロケット歯と噛み合うように巻き付けた状態において、前記一対の歯部の各々の内側フランク面のみが前記スプロケット歯と接触するように構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. 前記スプロケットに巻き付けた前記サイレントチェーンのピッチ線に外接する円の直径をＤ１、前記サイレントチェーンにおけるリンクプレートの前記スプロケットにおけるスプロケット歯に対する着座点を結ぶ円の直径をＤ２としたとき、Ｄ２／Ｄ１が０．９以上１未満の範囲内の大きさであることを特徴とする請求項１に記載のサイレントチェーン伝動装置。
3. 前記複数のリンクプレートは、前記一対の歯部の各々の外側フランク面に、前記スプロケット歯との接触を回避する逃がし部を有することを特徴とする請求項１に記載のサイレントチェーン伝動装置。
4. 前記逃がし部は、前記サイレントチェーンにおけるリンクプレートが前記スプロケットにおけるスプロケット歯に着座した状態において、チェーン幅方向に隣接する他のリンクプレートにおける歯部の内側フランク面より前後方向内方側に位置されるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のサイレントチェーン伝動装置。
   
   

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