JP5489170B2

JP5489170B2 - チェーン用のシールリングと、それを使用するローラチェーン

Info

Publication number: JP5489170B2
Application number: JP2010275746A
Authority: JP
Inventors: 善行石垣; 良樹金井; 俊明西野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: JP2012122588A

Description

この発明は、チェーンの屈曲抵抗を過大にすることなく、シール性、耐久性を向上させることができるチェーン用のシールリングと、それを使用するローラチェーンに関する。

注油を必要としない無注油のローラチェーンは、ピンと、ピンに装着するブシュとの間に封入するオイルの漏出を防ぐために、シールリングが組み込まれている。

従来のシールリングは、いわゆるＸリングが普通であって、上下左右対称のＸ字状の断面形状を有する。これに対し、内周側のシールリップの軸方向の圧縮強度が外周側のシールリップのそれより格段に大きくなるように、内周側、外周側の各シールリップの形状を上下非対称に形成することが知られている（特許文献１）。このシールリングは、外周側のシールリップが形成する大径のシールの摩擦抵抗を小さくすることができるため、チェーンの屈曲抵抗を小さく抑えるとともに、シールリングの耐久性を向上させることができる。

特許第４３１７３５８号公報

かかる従来技術によるときは、以前に使用されていたＸリングに比して、組込み性、低屈曲抵抗性、耐久性などの向上を実現することができた。しかし、近年、チェーンの使用環境が一層苛酷になっており、シールリングを含むチェーンの更なる性能向上の要求が高まっている。

そこで、この発明の目的は、かかる実情に鑑み、従来の良好な性能を維持しつつ、シール性、耐久性の向上を図ることができるチェーン用のシールリングと、それを使用するローラチェーンを提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、内周側に設ける内周溝と、内周溝を挟んで設ける一対の内周リップと、外周側に設ける外周溝と、外周溝を挟んで設ける一対の外周リップとを備えてなり、各内周リップは、軸方向に突出する環状リブにより軸方向の先端を形成し、内周側の先端と軸方向の先端との径方向の距離を内周溝の深さより大きく形成するとともに、内周側の先端と環状リブの基部との間を凸面または斜面によって滑らかに接続することをその要旨とする。

なお、各内周リップは、内周側の先端と軸方向の先端との径方向の距離をブシュの内周面からブシュの先端のリング状の平坦面の外径までの径方向の距離より大きくすることができる。

また、内周リップは、軸方向の先端間の距離から環状リブの軸方向の高さを除去した距離を外周リップの軸方向の先端間の距離より小さくしてもよく、内周リップの幅は、外周リップの幅より大きくしてもよい。

第２発明（請求項５に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、ピンとブシュとを介して屈曲自在に連結する各一対の外リンクプレート、内リンクプレートと、ブシュを介して内リンクプレートの間に回転自在に装着するローラと、内リンクプレートの外側に突出するブシュの先端部を介して各外リンクプレート、内リンクプレートの間に介装する第１発明に係るチェーン用のシールリングとを備えてなり、シールリングは、少なくとも一方の内周リップがブシュの外周面上にシールを形成し、外周リップと環状リブとが外リンクプレート、内リンクプレートの表面上にシールを形成することをその要旨とする。

かかる第１発明の構成によるときは、シールリングをローラチェーンに適正に組み込むと、少なくとも一方の内周リップは、ブシュの外周面上にシールを形成し、各環状リブ、外周リップは、対応する外リンクプレートまたは内リンクプレートの表面上にシールを形成する。このとき、軸方向に圧縮される環状リブは、外リンクプレートまたは内リンクプレートの表面との接触面積を十分に小さくすることが可能なため、軸方向の圧縮強度が小さく、シール圧力を大きくして良好なシール性を実現することができる。なお、内周リップは、実質的に軸方向に圧縮する必要がないため、軸方向の圧縮強度が大きくてもよく、外周リップは、外周溝に向けて互いに近付く方向に弾性変形するため、軸方向の圧縮強度が十分小さい。したがって、環状リブ、外周リップによるシールの摩擦抵抗が十分小さく、それに起因するチェーンの屈曲抵抗を小さく抑えることができるとともに、シールリングの耐久性を向上させることができる。

各内周リップは、内周側の先端と軸方向の先端との径方向の距離を内周溝の深さより大きく形成することにより、軸方向の圧縮強度を十分に大きくするとともに、環状リブを含む軸方向の先端間の距離を必要最小に抑えることができる。なお、内周リップの間の内周溝は、ブシュの外周面との間にオイル溜りを形成する。また、各内周リップの内周側の先端と環状リブとの間を滑らかに接続する凸面または平面状の斜面は、シールリングをブシュに嵌め込む場合に、シールリングをブシュの中心に適切にガイドすることができる。

なお、シールリングは、全体として均一な断面形状のリング状に一体成形するものとする。また、シールリングの材料は、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ふっ素ゴムなどの合成ゴム材が好ましく、温度条件を含む使用条件によって適宜選択することができる。

各内周リップの内周側の先端と軸方向の先端との径方向の距離を適切に設定にすると、シールリングをブシュに嵌め込む場合に、有害な捻れの発生を防止することができる。

環状リブの軸方向の高さを除く内周リップの軸方向の先端間の距離を外周リップの軸方向の先端間の距離より小さくすれば、環状リブは、外周リップにより外リンクプレートまたは内リンクプレート上にシールを形成するために、軸方向に過大に圧縮する必要がない。

内周リップの幅を外周リップの幅より大きくすれば、内周リップは、軸方向の圧縮強度が大きくなり、実質的に軸方向に弾性変形することがなく、軸方向の先端間の距離を最小にすることができる。

第２発明の構成によるときは、シールリングは、少なくとも一方の内周リップがブシュの外周面上にシールを形成し、各環状リブ、外周リップが外リンクプレート、内リンクプレートの表面上にシールを形成することにより、チェーンの屈曲抵抗を過大にすることなく、ピンとブシュとの間に封入されているオイルの漏出を有効に防止することができる。また、内周リップの軸方向の先端間の距離を小さくして、チェーンの強度を向上させることができる。

ローラチェーンの要部拡大断面図シールリングの要部拡大断面図シールリングの組立状態説明図シールリングの使用状態説明図

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

ローラチェーンは、ピン２１、ブシュ２２を介して各一対の外リンクプレート２３、２３、内リンクプレート２４、２４を屈曲自在に連結してなる（図１）。ただし、図１は、特定のピン２１による連結部分の模式断面図であり、ローラチェーンは、等ピッチに配設するピン２１、２１…を介し、多数組の外リンクプレート２３、２３…、内リンクプレート２４、２４…が図１の左右方向に連続的に連鎖されている。

ピン２１には、ブシュ２２が相対回転自在に装着されている。ピン２１の両端は、それぞれ外リンクプレート２３のピン孔２３ａに挿入してかしめ付けられており、ブシュ２２の両端は、それぞれ内リンクプレート２４のピン孔２４ａに圧入されている。そこで、ピン２１の両端、ブシュ２２の両端は、それぞれ外リンクプレート２３、２３、内リンクプレート２４、２４の外側にまで突出している。ブシュ２２には、内リンクプレート２４、２４の間において、ローラ２５が相対回転自在に装着されている。

ピン２１の両端部の外リンクプレート２３、２３、内リンクプレート２４、２４の間には、それぞれブシュ２２の先端部を介してシールリング１０が介装されている。各シールリング１０は、外リンクプレート２３、内リンクプレート２４により軸方向に圧縮されて弾性変形し、外リンクプレート２３、内リンクプレート２４の各表面上にシールを形成するとともに、内リンクプレート２４の外側に突出するブシュ２２の外周面上にもシールを形成し、ピン２１、ブシュ２２の間に封入されるオイルの漏出を防止する。

シールリング１０の自由形状を図２に示す。

シールリング１０は、内周側に設ける滑らかな凹形状の内周溝１１と、内周溝１１を挟んで左右対称に設ける一対の内周リップ１２、１２と、外周側に設ける滑らかな凹形状の外周溝１３と、外周溝１３を挟んで左右対称に設ける一対の外周リップ１４、１４とを備えている。なお、ここでいう左右対称とは、軸Ｃに直交し、内周リップ１２、１２の内周側の先端１２ｃ、１２ｃの中間を通る仮想平面ＰＬに関して対称であることをいう。

各内周リップ１２は、内向きに滑らかな凸形状の内周側の先端１２ｃを有し、軸Ｃ方向に突出する環状リブ１２ａにより軸Ｃ方向の先端１２ｂを形成している。環状リブ１２ａによる先端１２ｂは、断面円弧状の山形に形成されている。なお、先端１２ｂは、曲率半径０．１〜０．２mmとすれば、シール性と成形性の面で好適である。各内周リップ１２は、内周側の先端１２ｃと軸Ｃ方向の先端１２ｂとの径方向の距離Ｌ2 を内周溝１１の深さＬ1 より大きく形成し、また、先端１２ｃと環状リブ１２ａの基部との間を凸面１２ｄによって滑らかに接続している。

各外周リップ１４は、軸Ｃ方向の先端１４ａを有し、先端１４ａは、断面円弧状の山形に形成されている。なお、先端１４ａは、曲率半径０．１〜０．２mmとすれば、シール性と成形性の面で好適である。また、各外周リップ１４の先端１４ａの外周側、内周側は、それぞれ径方向に対して傾き角θb ＝４５°の斜面１４ｂ、１４ｃに形成されている。各斜面１４ｂは、滑らかな外向きの凸形状となって外周溝１３と接続されている。

なお、内周リップ１２、１２の軸Ｃ方向の先端１２ｂ、１２ｂ間の距離Ｈ1 から環状リブ１２ａ、１２ａの軸Ｃ方向の高さｈ、ｈを除去した距離Ｈ2 ＝Ｈ1 −２ｈは、外周リップ１４、１４の軸Ｃ方向の先端１４ａ、１４ａ間の距離Ｈ3 より小さくなっている。ただし、図２において、Ｈ1 ＝Ｈ3 となっているが、Ｈ1 、Ｈ3 は、必ずしも同じにする必要はない。

各内周リップ１２の軸Ｃ方向の先端１２ｂは、各外周リップ１４の軸Ｃ方向の先端１４ａと滑らかな凹形状の中間溝１５を介して径方向に接続されている。また、中間溝１５、１５は、仮想平面ＰＬに対して左右対称の一対として形成されている。なお、各中間溝１５の内周側、外周側は、それぞれ斜面１５ａ、１４ｃに形成されている。そこで、各内周リップ１２の内周側の先端１２ｃから環状リブ１２ａの基部までの間の凸面１２ｄは、中間溝１５の斜面１５ａに倣って、内周側の先端１２ｃに滑らかに接続する斜面としてもよい。

各内周リップ１２の内周側の先端１２ｃと軸Ｃ方向の先端１２ｂとの径方向の距離Ｌ2 は、ブシュ２２の内周面からブシュ２２の先端のリング状の平坦面２２ａの外径までの径方向の距離Ｌ3 より大きくなっている（図３）。ただし、ブシュ２２の両端は、それぞれ内周面側に微少な面取りが施され、外周面側が適切な曲率半径に滑らかに丸められている。また、図３において、距離Ｌ2 は、ブシュ２２の厚さｔに対し、Ｌ2 ＜ｔに図示されているが、Ｌ2 ≧ｔとしてもよい。

シールリング１０は、内リンクプレート２４の外側に突出するブシュ２２の先端に嵌め込むために、内周リップ１２、１２の内周側の先端１２ｃ、１２ｃによる最小内径Ｄ1 が、ブシュ２２の外径Ｄ2 に対し、Ｄ1 ＜Ｄ2 の関係に設定されている（図１、図２）。すなわち、シールリング１０は、全長を引き伸ばすようにしてブシュ２２の先端に嵌め込むことができ（図３の矢印Ａ方向）、このとき、シールリング１０のブシュ２２側の凸面１２ｄは、シールリング１０を適切にガイドしてブシュ２２の中心に自動的に心合せすることができる。凸面１２ｄを斜面に代えても、全く同様である。なお、ブシュ２２に嵌め込んだシールリング１０の内周側には、ブシュ２２に嵌め込む前の深さＬ1 より浅く内周溝１１が残存するものとする。

各シールリング１０は、ローラチェーンに正規に組み込まれると、外リンクプレート２３、内リンクプレート２４に挟まれ、軸Ｃ方向に圧縮されて弾性変形する（図１、図４）。このとき、内周リップ１２、１２の内周側の先端１２ｃ、１２ｃは、ブシュ２２の外周面上に弾発的に当接して二重のシールを形成する。また、環状リブ１２ａによる一方の内周リップ１２の軸Ｃ方向の先端１２ｂ、外周リップ１４の軸Ｃ方向の先端１４ａは、外リンクプレート２３の表面上に弾発的に当接して小径、大径の二重のシールを形成し、他方の先端１２ｂ、１４ａは、内リンクプレート２４の表面に当接して二重のシールを形成する。ただし、図４において、環状リブ１２ａ、１２ａは、いずれも軸Ｃ方向に圧縮されて消失している。

また、シールリング１０は、中間溝１５、１５間の距離Ｂが外リンクプレート２３と内リンクプレート２４との距離Ｓより小さく、中間溝１５、１５が消失しない限度において全体として軸Ｃ方向に圧縮するものとし、したがって、左右対称の中間溝１５、１５は、それぞれ外リンクプレート２３または内リンクプレート２４の表面上の二重のシール間にオイル溜りを形成する。また、内周リップ１２、１２の間の内周溝１１も、ブシュ２２の外周面上の二重のシール間にオイル溜りを形成する。

内周リップ１２は組込性の機能も備えるため幅Ｗ1 を大きくして剛性を上げているが、外周リップ１４、１４は外部からのダスト侵入防止を目的とし、リップ屈曲性を持たせるため幅Ｗ2 を小さくして剛性を下げている（図２）。よって、外周リップ１４、１４は図４のように、外周リップ１４、１４がそれぞれ外周溝１３に向けて傾き、互いに近づくように容易に弾性変形する。なお、各外周リップ１４は、外周溝１３に向けて傾くと、外周側の斜面１４ｂの傾き角θb ＞４５°となり、外部からのダストの侵入を防止するとともに、付着したダストを外部に落とし易い。

シールリング１０は、軸Ｃ方向に圧縮し易い環状リブ１２ａ、１２ａを設けることによって、従来品の組込み性、低屈曲抵抗性などを維持しつつシール性、耐久性を向上させることができる。また、シールリング１０を装着するための外リンクプレート２３と内リンクプレート２４との距離Ｓを従来品より１０％以上小さくし、ローラチェーン自体の強度を高めることができる。

他の実施の形態

各環状リブ１２ａは、軸Ｃ方向に圧縮し易く、外リンクプレート２３または内リンクプレート２４に対する接触面積が小さく、良好なシール性を実現し得ることなどを条件として、断面円弧状の山形以外の断面形状としてもよい。

また、シールリング１０は、内リンクプレート２４側の一方の内周リップ１２の内周側の先端１２ｃだけをブシュ２２の外周面上に当接させ、一重のシールを形成してもよい。すなわち、内周リップ１２、１２は、少なくとも一方がブシュ２２の外周面上にシールを形成することができる。

なお、シールリング１０の材料は、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、多硫化ゴム、ポリエーテルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴムなどの合成ゴム材も使用可能である。

この発明は、たとえばバイクの走行用チェーンのような苛酷な使用条件のローラチェーンに対し、特に好適に適用することができる。

Ｃ…軸
Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 …距離
Ｌ1 …深さ
Ｌ2 、Ｌ3 …距離
ｈ…高さ
ｔ…厚さ
Ｗ1 、Ｗ2 …幅
１０…シールリング
１１…内周溝
１２…内周リップ
１２ａ…環状リブ
１２ｂ、１２ｃ…先端
１２ｄ…凸面
１３…外周溝
１４…外周リップ
１４ａ…先端
２１…ピン
２２…ブシュ
２２ａ…平坦面
２３…外リンクプレート
２４…内リンクプレート
２５…ローラ

Claims

内周側に設ける内周溝と、該内周溝を挟んで設ける一対の内周リップと、外周側に設ける外周溝と、該外周溝を挟んで設ける一対の外周リップとを備えてなり、前記各内周リップは、軸方向に突出する環状リブにより軸方向の先端を形成し、内周側の先端と前記軸方向の先端との径方向の距離を前記内周溝の深さより大きく形成するとともに、前記内周側の先端と前記環状リブの基部との間を凸面または斜面によって滑らかに接続することを特徴とするチェーン用のシールリング。
前記各内周リップは、前記内周側の先端と前記軸方向の先端との径方向の距離をブシュの内周面からブシュの先端のリング状の平坦面の外径までの径方向の距離より大きくすることを特徴とする請求項１記載のチェーン用のシールリング。
前記内周リップは、前記軸方向の先端間の距離から前記環状リブの軸方向の高さを除去した距離を前記外周リップの軸方向の先端間の距離より小さくすることを特徴とする請求項１または請求項２記載のチェーン用のシールリング。
前記内周リップの幅は、前記外周リップの幅より大きくすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のチェーン用のシールリング。
ピンとブシュとを介して屈曲自在に連結する各一対の外リンクプレート、内リンクプレートと、前記ブシュを介して前記内リンクプレートの間に回転自在に装着するローラと、前記内リンクプレートの外側に突出する前記ブシュの先端部を介して前記各外リンクプレート、内リンクプレートの間に介装する請求項１ないし請求項４のいずれか記載のチェーン用のシールリングとを備えてなり、該シールリングは、少なくとも一方の前記内周リップが前記ブシュの外周面上にシールを形成し、前記外周リップと前記環状リブとが前記外リンクプレート、内リンクプレートの表面上にシールを形成することを特徴とするローラチェーン。