JP4846825B2

JP4846825B2 - 低干渉音型サイレントチェーン

Info

Publication number: JP4846825B2
Application number: JP2009129309A
Authority: JP
Inventors: 隆戸原; 孝之森本; 毅樺井; 祥平足立
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: US8888633B2; US20100304910A1; JP2010276116A

Description

本発明は、自動車のタイミングチェーン、産業機械の動力伝達チェーン等として用いられるサイレントチェーンに関するものである。

従来、自動車のエンジンのクランクシャフトとカムシャフト間の動力伝達等に広く用いられているサイレントチェーンは、スプロケットの歯面と噛み合う二股状の一対のリンク歯が形成された多数のリンクプレートで指組み状に編成され、これらのリンクプレートに形成された一対のリンク歯の内側噛み合い面がチェーン伸張状態でチェーン幅方向に重なり合うリンク歯の外側噛み合い面より僅かに膨出しており、スプロケットの歯面に対してリンク歯の内側噛み合い面から噛み合い始めて外側噛み合い面で着座するように噛み合うことによって動力伝達が行なわれるようになっている。

そして、このようなサイレントチェーンは、スプロケットへ噛み合う場合、コーダルアクションと称する多角形運動によりスプロケット間のフリースパンから走行してくる際に走行ラインを上下動するため、スプロケットへの噛み合い開始時にリンクプレートが前のめり状態に傾斜しながら噛み合うが、スプロケットへの噛み合い開始時に或いはスプロケットから離れる時にリンク歯がスプロケットの歯面と滑り接触するような円弧状の内側噛み合い面をリンク歯に形成することにより、スプロケットへの噛み合い開始時に過剰な噛み合い干渉を回避している（例えば、特許文献１参照）。

特公平２−１９３３９号公報（第１頁、図１）

しかしながら、前述した従来のようなサイレントチェーンは、スプロケットへの噛み合い開始時に過剰な噛み合い干渉を回避するものの、その直後におけるスプロケットとの接触面積が少ないため、接触圧が高くなり、結局、噛み合い騒音を低減することが難しいという問題があった。

そこで、本発明は、従来の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、コーダルアクションにより前のめり状態に傾斜したリンクプレートの、スプロケットとの噛み合い時に、スプロケットとの干渉音を回避するとともにスプロケットとの接触圧を軽減してチェーン全体の騒音レベルを低減する低干渉音型サイレントチェーンを提供することである。

本請求項１記載の発明は、一対のリンク歯が二股状に形成された多数のリンクプレートを連結ピンで指組み状に連結し、スプロケットのスプロケット歯に対して前記リンク歯の内側噛み合い面から噛み合い始めて外側噛み合い面で着座するように噛み合う低干渉音型サイレントチェーンにおいて、前記内側噛み合い面が、前記リンク歯の歯先側に配置した円弧状噛み合い開始領域と歯元側に配置した直線状噛み合い誘導領域とで構成され、前記円弧状噛み合い開始領域および前記直線状噛み合い誘導領域が、前記内側噛み合い面での前記スプロケット歯との噛み合いが、コーダルアクションにより前のめり状態に傾斜している前記リンクプレートの前記円弧状噛み合い開始領域において開始され、前記スプロケットの回動につれて前記円弧状噛み合い開始領域から前記直線状噛み合い誘導領域へ連続的に移行するように配置されていることによって、前記課題を解決した。

また、本請求項２記載の発明である低干渉音型サイレントチェーンは、本請求項１に係る発明の構成に加えて、前記直線状噛み合い誘導領域が、前記円弧状噛み合い開始領域より長く設定されていることによって、前記課題をさらに解決した。

さらに、本請求項３記載の発明である低干渉音型サイレントチェーンは、本請求項１または本請求項２に係る発明の構成に加えて、前記直線状噛み合い誘導領域が、前記直線状噛み合い誘導領域と接触している前記スプロケット歯が、前記スプロケットの回動につれて、先行する前記リンクプレートの前記外側噛み合い面と同時接触を生じるように配置されていることによって、前記課題をさらに解決した。

本発明の低干渉音型サイレントチェーンは、本発明の特有のチェーン構造を備えていることによって、以下のような効果を奏することができる。
すなわち、内側噛み合い面がリンク歯の歯先側に配置した円弧状噛み合い開始領域と歯元側に配置した直線状噛み合い誘導領域とで構成され、円弧状噛み合い開始領域および直線状噛み合い誘導領域が、内側噛み合い面でのスプロケット歯との噛み合いが、コーダルアクションにより前のめり状態に傾斜しているリンクプレートの円弧状噛み合い開始領域において開始され、スプロケットの回動につれて円弧状噛み合い開始領域から直線状噛み合い誘導領域へ連続的に移行するように配置されていることによって、スプロケットへ噛み合う場合、コーダルアクションと称する多角形運動によりスプロケット間のフリースパンから走行してくる際に走行ラインを上下動してスプロケットへの噛み合い開始時にリンクプレートが前のめり状態に傾斜しながら噛み合いを開始しても、スプロケットとの過剰な噛み合い干渉を回避するとともにスプロケットとの接触圧を軽減してチェーン全体の騒音レベルを低減することができる。

また、本請求項２に記載された発明では、本請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、直線状噛み合い誘導領域が円弧状噛み合い開始領域より長く設定されていることによって、直線状噛み合い誘導領域とスプロケット歯との接触時間を円弧状噛み合い開始領域よりも長く確保することができる。

さらに、本請求項３に記載された発明では、本請求項１または請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、直線状噛み合い誘導領域が、直線状噛み合い誘導領域と接触しているスプロケット歯が、スプロケットの回動につれて、先行するリンクプレートの外側噛み合い面と同時接触を生じるように配置されていることによって、外側噛み合い面が、直線状噛み合い誘導領域に代わってスプロケット歯に対して落差なく噛み合うことができる。

本発明の一実施例である低干渉音型サイレントチェーンの使用態様図。図１に示す低干渉音型サイレントチェーンの斜視図。図２の低干渉音型サイレントチェーンに用いたリンクプレートの拡大図。スプロケットとの噛み合い状態を示す図。

本発明は、一対のリンク歯が二股状に形成された多数のリンクプレートを連結ピンで指組み状に連結し、スプロケットのスプロケット歯に対してリンク歯の内側噛み合い面から噛み合い始めて外側噛み合い面で着座するように噛み合う低干渉音型サイレントチェーンにおいて、内側噛み合い面がリンク歯の歯先側に配置した円弧状噛み合い開始領域と歯元側に配置した直線状噛み合い誘導領域とで構成され、前記円弧状噛み合い開始領域および前記直線状噛み合い誘導領域が、前記内側噛み合い面での前記スプロケット歯との噛み合いが、コーダルアクションにより前のめり状態に傾斜している前記リンクプレートの前記円弧状噛み合い開始領域において開始され、前記スプロケットの回動につれて前記円弧状噛み合い開始領域から前記直線状噛み合い誘導領域へ連続的に移行するように配置されスプロケットとの干渉音を回避するとともにスプロケットとの接触圧を軽減してチェーン全体の騒音レベルを低減するものであれば、その具体的な態様は、如何なるものであって構わない。

たとえば、本発明の低干渉音型サイレントチェーンにおいてリンクプレートの直線状噛み合い誘導領域とスプロケットのスプロケット歯との間に形成される着座時のクリアランスについては、内側噛み合い面の直線状噛み合い誘導領域から先行するリンクプレートの外側噛み合い面に円滑に誘導されて間断無く噛み合うために、使用最大歯数を備えたスプロケットにおいて略ゼロとなる程度まで許容することができる。

本発明の低干渉音型サイレントチェーンに用いる連結ピンは、一対のリンク歯が二股状に形成された多数のリンクプレートを指組み状に連結するものであれば、丸ピンとロッカージョイントピンのいずれであっても何ら構わない。

一方、本発明の低干渉音型サイレントチェーンに噛み合うスプロケットのスプロケット歯は、インボリュート歯を対象にしているが、本発明におけるリンク歯と円滑に噛み合う歯面形状であれば、インボリュート歯以外の如何なる歯面形状であっても差し支えない。

以下、図面に基づいて本発明の一実施例である低干渉音型サイレントチェーンを詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例である低干渉音型サイレントチェーンの使用態様図であり、図２は、図１に示す低干渉音型サイレントチェーンの斜視図であり、図３は、図２の低干渉音型サイレントチェーンに用いたリンクプレートの拡大図であり、図４は、スプロケットとの噛み合い状態示す図である。

まず、本発明の一実施例である低干渉音型サイレントチェーン１００は、図１に示すような自動車エンジンのタイミングシステムに用いるものであって、自動車エンジン内のクランク軸側とカム軸側とに配置したスプロケットＳに掛け回されてクランク軸側の動力をカム軸側へ伝達するものである。
ここで、図１における符号Ｅは、エンジンブロック本体であり、符号Ｔｐは、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００に張力負荷するためのテンショナであり、符号Ｔｇは、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００を張力負荷状態で走行案内させるためのテンショナガイドであり、符号Ｆｇは、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００の走行軌跡を規制するための固定ガイドである。

そして、本実施例である低干渉音型サイレントチェーン１００は、図２，図３に示すように、一対のリンク歯１１０ａ、１１０ａが二股状に形成された多数のリンクプレート１１０をチェーン長手方向およびチェーン幅方向に丸ピンからなる連結ピン１２０で指組み状に連結したものであって、スプロケットＳの歯面に対してリンク歯１１０ａの内側噛み合い面１１１から噛み合い始めて外側噛み合い面１１２で着座するように噛み合うように編成されている。
なお、図２における符号１３０は、スプロケットＳの側方へのチェーン脱落防止などのためにチェーン幅方向の両側に編成したガイドプレートである。

また、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００に噛み合うスプロケットＳの歯面形状として、インボリュート歯を採用している。

そこで、本実施例の低干渉音型サイレントチェーンが最も特徴とするリンクプレート１１０の具体的な形態について、図３乃至図４に基づいて詳しく説明する。
すなわち、本実施例の低干渉音型サイレントチェーンに用いたリンクプレート１１０は、前述したリンク歯１１０ａの内側噛み合い面１１１が図３に示すようなリンク歯１１０ａの歯先側に配置した円弧状噛み合い開始領域１１１ａと歯元側に配置した直線状噛み合い誘導領域１１１ｂとで構成されているとともに、この直線状噛み合い誘導領域１１１ｂが円弧状噛み合い開始領域１１１ａより長く設定されている。

そして、リンクプレート１１０の形成されたリンク歯１１０ａの内側噛み合い面１１１は、チェーン伸張状態においてチェーン幅方向に重なり合うリンク歯１１０ａの外側噛み合い面１１２より僅かに膨出している。

さらに、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００では、円弧状噛み合い開始領域１１１ａの曲率半径Ｒａと円弧長Ｌａがチェーン長手方向におけるリンクプレート１１０の相互間で不均一に設定されていることによって、円弧状噛み合い開始領域１１１ａの噛み合いタイミングをチェーン長手方向におけるリンクプレート１１０の相互間で異ならせ、周期的な噛み合い変動を抑制するようになっている。

次に、図３，図４を参照しながら、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００における一連の噛み合い過程をリンクプレート１１０の経時変化に基づいて説明する。

先ず、図４に示すように、スプロケットＳのスプロケット歯Ｔ３は、リンクプレート１１０のチェーン進行側に形成されたリンク歯１１０ａの内側噛み合い面１１１、すなわち、円弧状噛み合い開始領域１１１ａに当接しながら噛み合い始める。

次に、スプロケット歯Ｔ３は、この円弧状噛み合い開始領域１１１ａと噛み合いながら一歯分回動する間に円弧状噛み合い開始領域１１１ａから直線状噛み合い誘導領域１１１ｂへ連続的に噛み合い移行していく。

このとき、コーダルアクションと称する多角形運動によりスプロケットＳ間のフリースパンから走行してくる際に走行ラインを持ち上げてスプロケットＳへの噛み合い開始時にリンクプレート１１０が前のめり状態に傾斜しても、直線状噛み合い誘導領域１１１ｂを摺接させているリンクプレート１１０が連結ピン１２０を中心として緩やかに傾動しながらスプロケットＳに巻き込まれていく間に、このリンクプレート１１０と重なり合って後続する前のめり状態の傾斜リンクプレート１１０の円弧状噛み合い開始領域１１１ａがスプロケットＳのスプロケット歯Ｔ４に対して緩やかに噛み合い始めるようになる。
すなわち、スプロケット歯Ｔ３、スプロケット歯Ｔ４は、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００におけるチェーン長手方向に重なり合うリンクプレート１１０のそれぞれの内側噛み合い面１１１が同時に接触するように誘導していく。

そして、スプロケットＳが一歯分回動しながら直線状噛み合い誘導領域１１１ｂのリンクプレート１１０に重なり合って先行するリンクプレート１１０を連結ピン１２０を中心に回動してスプロケットＳに巻き込んでいく間に、この直線状噛み合い誘導領域１１１ｂがスプロケットとの接触圧を軽減させた状態でスプロケットＳの同じスプロケット歯Ｔ３に対して先行するリンクプレート１１０の外側噛み合い面１１２と少なくとも瞬間的な同時接触を生じた後スプロケット歯Ｔ３から緩やかに離脱していく。
したがって、この先行するリンクプレート１１０の外側噛み合い面１１２が、リンクプレート１１０の直線状噛み合い誘導領域１１１ｂに代わってスプロケット歯Ｔ３に対して落差なく噛み合うことになる。

以上のようにして、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００は、それぞれのリンクプレート１１０がスプロケット歯Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・に順次着座して噛み合って動力を伝達していくようになっている。

また、本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００は、図４に示すように、噛み合い開始時にスプロケットＳのスプロケット歯に乗り上げるように当接しながら噛み合う走行ラインをスプロケット歯先側にチェーン持ち上げ分ｈだけ持ち上げてチェーン張力を増加させるため、チェーン戻り側で生じたチェーン弛緩を解消して弦振動を抑制している。

このようにして得られた本実施例の低干渉音型サイレントチェーン１００は、内側噛み合い面１１１がリンク歯１１０ａの歯先側に配置した円弧状噛み合い開始領域１１１ａと歯元側に配置した直線状噛み合い誘導領域１１１ｂとで構成されていることによって、スプロケットＳとの噛み合い時にリンク歯１１０ａの内側噛み合い面１１１から外側噛み合い面１１２に連続して円滑に噛み合うばかりでなく、スプロケットＳへ噛み合う場合にコーダルアクションと称する多角形運動によりスプロケットＳ間のフリースパンから走行してくる際に走行ラインをスプロケット歯先側にチェーン持ち上げ分ｈだけ持ち上げてスプロケットＳへの噛み合い開始時にリンクプレート１１０が前のめり状態に傾斜しながら噛み合いを開始しても、スプロケットＳとの干渉音を回避するとともにスプロケットＳとの接触圧を軽減してチェーン全体の騒音レベルを低減することができる。

しかも、直線状噛み合い誘導領域１１１ｂが円弧状噛み合い開始領域１１１ａより長く設定されていることによって、チェーン長手方向に重なり合う複数のリンクプレート１１０の内側噛み合い面１１１がスプロケットＳに対して同時に接触するように誘導されるため、噛み合い開始時に内側噛み合い面１１１の噛み合い衝撃力が緩和されると同時にその衝撃音がチェーン長手方向に重なり合って先行するリンクプレート１１０の内側噛み合い面１１１に分散させることができるなど、その効果は甚大である。

１００・・・低干渉音型サイレントチェーン
１１０・・・リンクプレート
１１１・・・内側噛み合い面
１１１ａ・・・円弧状噛み合い開始領域
１１１ｂ・・・直線状噛み合い誘導領域
１１２・・・外側噛み合い面
１２０・・・連結ピン
１３０・・・ガイドプレート
Ｒａ・・・円弧状噛み合い開始領域の曲率半径
Ｌａ・・・円弧状噛み合い開始領域の円弧長
Ｌｂ・・・直線状噛み合い誘導領域
Ｓ・・・スプロケット
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・スプロケット歯
ｈ・・・チェーン持ち上げ分

Claims

一対のリンク歯が二股状に形成された多数のリンクプレートを連結ピンで指組み状に連結し、スプロケットのスプロケット歯に対して前記リンク歯の内側噛み合い面から噛み合い始めて外側噛み合い面で着座するように噛み合う低干渉音型サイレントチェーンにおいて、
前記内側噛み合い面が、前記リンク歯の歯先側に配置した円弧状噛み合い開始領域と歯元側に配置した直線状噛み合い誘導領域とで構成され、
前記円弧状噛み合い開始領域および前記直線状噛み合い誘導領域が、前記内側噛み合い面での前記スプロケット歯との噛み合いが、コーダルアクションにより前のめり状態に傾斜している前記リンクプレートの前記円弧状噛み合い開始領域において開始され、前記スプロケットの回動につれて前記円弧状噛み合い開始領域から前記直線状噛み合い誘導領域へ連続的に移行するように配置されていることを特徴とする低干渉音型サイレントチェーン。
前記直線状噛み合い誘導領域が、前記円弧状噛み合い開始領域より長く設定されていることを特徴とする請求項１記載の低干渉音型サイレントチェーン。
前記直線状噛み合い誘導領域が、前記直線状噛み合い誘導領域と接触している前記スプロケット歯が、前記スプロケットの回動につれて、先行する前記リンクプレートの前記外側噛み合い面と同時接触を生じるように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の低干渉音型サイレントチェーン。