JP5709825B2 - チェーン伝動装置 - Google Patents
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Description
そして、チェーンの内リンクのみが可動ガイドおよび固定ガイドに摺接するチェーン伝動装置(例えば、特許文献1参照)が知られており、また、チェーンの内リンクおよび外リンクの一方のみが、可動ガイドまたは固定ガイドにおいて、局部的に摺接するチェーン伝動装置(例えば、特許文献2参照)が知られている。
また、可動ガイドおよび固定ガイドに摺接する内リンクおよび外リンクの端面が、円弧状であるチェーン(例えば、特許文献3参照)も知られている。
また、各ガイドにおいて、チェーンが進入する進入側端部および離脱する離脱側端部と、長手方向での進入側端部および離脱側端部の間の中央部とで、外リンクおよび内リンクが択一的に摺接するチェーン伝動装置においても、外リンクおよび内リンクの一方のリンクが両ガイドの前記中央部で摺接する長さが長いため、内リンクのみが両ガイドに摺接する前述のチェーン伝動装置と同様に、前記中央部に摺接する前記一方のリンクが摩擦熱により高温になる。
面の形状および断面での形状は、実質的な形状であり、記載された表現自体の形状、および、記載された表現自体の形状とは厳密には一致しないものの、該表現自体の形状と比べて作用効果に関して有意の差異がない範囲の形状を含む。
「円弧」は、1つの曲率半径の円弧のほかに、複数の曲率半径の円弧から構成される円弧を含む。
また、可動ガイドシューおよび固定ガイドシューのそれぞれにおける進入側端部および離脱側端部には、外リンクおよび内リンクのうちの異なる種類のリンクのみが摺接するので、チェーンは、常に、種類が異なるリンクで、可動ガイドシューおよび固定ガイドシューに対して進入および離脱を開始する。このため、可動ガイドシューおよび固定ガイドシューに対して常に同一種類のリンクが進入および離脱を開始することに起因する前記周期騒音を低減することができる。
長手方向断面が直線である外プレート摺接面が、可動ガイド走行面に摺接するので、可動ガイドが高さ方向に移動したときに、外プレート摺接面と可動ガイド走行面との接触状態が、外プレート摺接面の長手方向断面が円弧である場合に比べて、維持されやすいので、チェーンのバタツキに起因する騒音を低減することができ、さらにチェーンの走行安定性を向上させることができる。
そして、溝に溜まっている潤滑油により内プレート摺接面が冷却されて、固定ガイド走行面との摺接に起因する摩擦熱により加熱される内プレート摺接面の温度が低下するので、合成樹脂製の固定ガイドシューの軟化が抑制されて、該軟化に起因するチェーンの摺動抵抗および固定ガイドシューの摩耗を低減することができる。そして、溝内の潤滑油量が多い場合には、内プレート摺接面が潤滑油に浸漬されるので、潤滑油による内プレート摺接面の冷却効果が一層向上する。
さらに、溝内に位置している内プレートと溝面との幅方向での当接により、幅方向でのチェーンの移動が規制されるので、チェーンの走行安定性を向上させることができ、しかも、チェーンの幅方向移動を規制するために、幅方向での固定ガイドシューの両端部に固定ガイド走行面に対して立ち上がって設けられる1つの側壁が不要になるので、固定ガイドを小型化・軽量化することができる。
本発明のチェーン伝動装置のチェーンは、ローラチェーン(ブシュが有るもの、およびブシュレスのものを含む。)またはローラチェーン以外のチェーンである。
本発明のチェーン伝動装置を備える機械は、自動車用動力装置(エンジンが含まれる。)以外に、自動車用以外の動力装置(エンジンが含まれる。)、産業機械または搬送装置であってもよい。
図1〜図4は、本発明の第1実施例を説明するための図である。
図1を参照すると、第1実施例において、チェーン伝動装置100は、機械としての自動車用のエンジン10に備えられる。そして、チェーン伝動装置100は、エンジン10の動弁装置を駆動するためのタイミング用チェーン伝動装置である。
固定ガイド104は、エンジン本体11に固定状態で取り付けられて、チェーン張り側でチェーン101を案内する。
外リンク110および内リンク120の一方のリンクとしての外リンク110において、幅方向で離隔している1対の外プレート111は、長手方向で離隔している1対のピン112により連結される。外リンク110および内リンク120の他方のリンクとしての内リンク120において、幅方向で離隔している1対の内プレート121は、長手方向で離隔している1対のブシュ122により連結される。
チェーン101は、駆動スプロケット150により駆動されることで、可動ガイド103および固定ガイド104がそれぞれ有する可動ガイド走行面133および固定ガイド走行面143に摺接している状態で、長手方向に走行して、駆動スプロケット150の動力を被動スプロケット151に伝達する。
外プレート111および内プレート121の他方のプレートとしての内プレート121は、幅方向から見たときの内プレート121の輪郭を形成する周端面124を有する。周端面124は、ピッチ面P(幅方向から見たときのピッチラインである。)を境に、チェーン外周側に、固定ガイド走行面143に摺接する内プレート摺接面126を有する外周側の端面125を有する。
ここで、ピッチ面Pは、各リンク110,120毎に、長手方向で隣り合う屈曲中心線Lcを含む平面である。
本実施例において、内プレート121および外プレート111は、ピッチ面Pを対称面として、面対称の形状であるが、別の例として、ピッチ面Pに対して、面対称でなくてもよい。
ここで、プレート高さH1,H2は、高さ方向でのピッチ面Pと摺接面116,126との間の最大距離である。
内プレート摺接面126は、固定ガイド走行面143に向かって凸状の湾曲面である。内プレート摺接面126の長手方向断面は、高さ方向でガイド走行面に向かって凸状の円弧である。このため、内プレート121は、いわゆる樽形プレートである。
各摺接面116,126の幅方向断面は、幅方向にほぼ平行なほぼ直線である。
なお、長手方向断面とは、長手方向での断面、すなわち幅方向に直交する平面での断面である。また、幅方向断面とは、幅方向での断面、すなわち長手方向に直交する平面での断面である。
なお、別の例として、ガイド本体130,140は合成樹脂製であってもよく、さらに、ガイド本体130,140およびシュー131,141が、同一の合成樹脂により一体成形されていてもよい。
したがって、可動ガイドシュー131および固定ガイドシュー141は、いずれも全体が合成樹脂から形成されている可動ガイド走行面133および固定ガイド走行面143を、それぞれ有する樹脂製シューである。
可動ガイドシュー131の可動ガイド対向面132は、外リンク110の1対の外プレート摺接面116がそれぞれ接触する1対の可動ガイド走行面部分134からなる可動ガイド走行面133と、幅方向で1対の可動ガイド走行面部分134に位置する内側での内側面145である溝面135とを有する。
各可動ガイド走行面部分134の幅方向断面は、幅方向に平行な直線であり、溝面135の幅方向断面は、高さ方向でチェーン101に対して凹状の段形状である。
溝面135は、平坦な底面135aと、高さ方向で各可動ガイド走行面部分134と底面135aとの間の1対の段差面135bとから構成される。底面135aは、内プレート121および外プレート111と非接触状態にある。段差面135bは、幅方向にチェーン101が移動したときに、内リンク120の1対の内プレート121のいずれかとの当接により、幅方向でのチェーン101の移動を規制する。
溝136には、底面135aおよび各段差面135bに付着した潤滑油が保留される。溝136の深さ、および、内プレート摺接面126と底面135aとの間の高さ方向隙間は、溝136に溜まっている潤滑油量が多いときに、内プレート摺接面126が溝136内の潤滑油に漬かる程度に設定される。
各固定ガイド走行面部分144、内側面145および外側面146の幅方向断面は、幅方向に平行であると共に、一直線上で延びている直線である。
チェーン伝動装置100は、複数の外リンク110および複数の内リンク120が屈曲可能に連結されているチェーン101と、チェーン101が掛け渡される駆動スプロケット150および被動スプロケット151から構成されるスプロケット群102と、チェーン弛み側でチェーン101が摺接する可動ガイドシュー131を有する可動ガイド103と、チェーン張り側でチェーン101が摺接する固定ガイドシュー141を有する固定ガイド104とを備えることにより、スプロケット群102に巻き掛けられたチェーン101は、チェーン弛み側で可動ガイドシュー131の可動ガイド走行面133に案内され、チェーン張り側で固定ガイドシュー141の固定ガイド走行面143に案内されて走行して、駆動スプロケット150および被動スプロケット151間で動力を伝達することができる。
これにより、可動ガイド103および固定ガイド104に摺接するチェーン101において、可動ガイドシュー131および固定ガイドシュー141には、チェーン101が備える外リンク110および内リンク120からなる2種類のリンクのうちの1種類のリンクである外リンク110または内リンク120のみがそれぞれ摺接するので、外リンク110および内リンク120の両者が、可動ガイドおよび固定ガイドの少なくとも一方のガイドに摺接する場合に比べて、チェーン101に作用する摺動抵抗が低減する。
また、可動ガイドシュー131の進入側端部131iおよび離脱側端部131oには外リンク110のみが摺接し、固定ガイドシュー141の進入側端部141iおよび離脱側端部141oには内リンク120のみが摺接することから、各ガイドシュー131,141の進入側端部131i,141iおよび離脱側端部131o,141oには、外リンク110および内リンク120のうちの異なる種類のリンクのみが摺接するので、チェーン101は、常に、種類が異なるリンクで、可動ガイドシュー131および固定ガイドシュー141に対して進入および離脱を開始する。このため、可動ガイドシュー131および固定ガイドシュー141に対して常に同一種類のリンクが進入および離脱を開始することに起因する前記周期騒音を低減することができる。
これにより、幅方向で1対の外プレート111の間に配置される内リンク120のみが固定ガイド104に摺接するので、外プレート111が固定ガイドに摺接する場合に比べて、固定ガイド104を、幅方向で小型化し、軽量化することができる。また、幅方向での間隔が、1対の内プレート121に比べて大きい1対の外プレート111のみが可動ガイド103に摺接するので、チェーン張力の変動や可動ガイド103に伝達される振動により、高さ方向に移動すると共に、幅方向に移動しやすい可動ガイド103での、幅方向へのチェーン101の傾斜防止効果が高まり、可動ガイド103でのチェーン101の走行安定性を向上させることができる。
これにより、チェーン張力がチェーン弛み側に比べて大きいチェーン張り側でチェーン101が摺接する固定ガイド走行面143に、長手方向断面が円弧である内プレート摺接面126が摺接するので、固定ガイド走行面143とチェーン101との接触領域が小さくなって、チェーン101の摺動抵抗の低減効果を高めることができる。
また、長手方向断面が直線である外プレート摺接面116が、可動ガイド走行面133に摺接するので、可動ガイド103が高さ方向に移動したときに、外プレート摺接面116と可動ガイド走行面133との接触状態が、外プレート摺接面の長手方向断面が円弧である場合に比べて、維持されやすいので、チェーン101のバタツキに起因する騒音を低減することができ、さらにチェーン101の走行安定性を向上させることができる。
これにより、溝136に溜まっている潤滑油が溝136内に収容されている内プレート摺接面126に付着するので、内プレート摺接面126と固定ガイド走行面143との間の摩擦が低減して、チェーン101の摺動抵抗を低減することができる。しかも、可動ガイド103がチェーン張力の変動などに起因して高さ方向に移動することから、溝136内の潤滑油は、高さ方向での可動ガイド103の移動により流動して、内プレート摺接面126に一層付着し易くなる。
そして、溝136に溜まっている潤滑油により内プレート摺接面126が冷却されて、固定ガイド走行面143との摺接に起因する摩擦熱により加熱される内プレート摺接面126の温度が低下するので、合成樹脂製の固定ガイドシュー141の軟化が抑制されて、該軟化に起因するチェーン101の摺動抵抗および固定ガイドシュー141の摩耗を低減することができる。そして、溝136内の潤滑油量が多い場合には、内プレート摺接面126が潤滑油に浸漬されるので、潤滑油による内プレート摺接面126の冷却効果が一層向上する。
さらに、溝136内に位置している内プレート121と溝面135との幅方向での当接により、幅方向でのチェーン101の移動が規制されるので、チェーン101の走行安定性を向上させることができ、しかも、チェーン101の幅方向移動を規制するために、幅方向での固定ガイドシュー141の両端部に固定ガイド走行面143に対して立ち上がって設けられる1つの側壁が不要になるので、固定ガイド104を小型化・軽量化することができる。
各固定ガイド走行面部分244および内側面245の幅方向断面は、幅方向に平行であると共に、一直線上で延びている直線である。
各外側面246は、幅方向での固定ガイドシュー241の各端部が段形状に切り欠かれて形成された面であり、その幅方向断面は、高さ方向で固定ガイド走行面部分244に対して反チェーン側(チェーン201とは反対側)に位置する段形状である。
このため、対向面242の幅方向断面は、1対の固定ガイド走行面部分244および内側面245がチェーン201に向かって突出した凸形状である。
固定ガイドシュー241の固定ガイド対向面242が、固定ガイド走行面243を構成する1対の固定ガイド走行面部分244と、幅方向で1対の固定ガイド走行面部分244の外側の外側面246とを有し、固定ガイド対向面242の幅方向断面で、外側面246が、高さ方向で固定ガイド走行面部分244に対して反チェーン側に位置することにより、外側面246が反チェーン側に位置する分、固定ガイドシュー241の一部が除去されているので、固定ガイドシュー241を軽量化することができ、また、材料削減により、固定ガイドシュー241のコストを削減することができる。
溝336を形成する溝面335は、チェーン301に向かって凹状の湾曲面であり、その幅方向断面は、凹状の円弧である。溝面335が湾曲面であることで、溝336に溜まっている潤滑油が、幅方向に流動しつつ、高さ方向でチェーン301に向かって流動しやすくなるので、溝336内に位置する内プレート摺接面326に付着しやすくなる。
可動ガイド対向面332の幅方向断面で、溝面335が、高さ方向で可動ガイド走行面部分334に対して反チェーン側に位置する凹状の円弧であり、内リンク320の1対の内プレート摺接面326が溝336に収容されている。
これにより、溝336内に位置している内プレート320と溝面335とが幅方向で当接することで、幅方向でのチェーン301の移動が規制されるので、チェーン301の走行安定性を向上させることができる。また、可動ガイド303がチェーン張力の変動などに起因して高さ方向に移動することで、溝336内の潤滑油が、高さ方向での可動ガイド303の移動により、溝面335に沿って流動し易くなるので、内プレート摺接面326に一層付着しやすくなる。このため、内プレート摺接面326と固定ガイド走行面343との間の摩擦が低減して、チェーン301の摺動抵抗を低減すること、および内プレート摺接面326の冷却効果を高めることができる。
両プレート411,421は、小判形プレートおよび樽形プレートのいずれであってもよく、また、一方が小判形プレートで、他方が樽形プレートであってもよく、さらに、少なくとも一方が、小判形プレートおよび樽形プレート以外の形状のプレートであってもよい。
第4実施例によれば、外プレートおよび内プレートの形状が異なることに基づく作用および効果を除いて、第2実施例と同様の作用および効果が奏される。
一方のリンクが内リンクで、他方のリンクが外リンクであってもよい。この場合に、一方のプレートは内プレートであり、他方のプレートは外プレートである。
シューは、幅方向での両端部に、走行面に対して高さ方向に立ち上がっていてチェーンの幅方向移動を規制可能な1対の側壁を有していてもよい。この場合に、対向面は、幅方向で前記1対の側壁の間に位置する。
外プレートおよび内プレートは、前記各実施例では、1つの摺接面をそれぞれ有していたが、外プレートまたは内プレートが、長手方向で離隔する2以上の摺接面を有していてもよい。
可動ガイドシューおよび固定ガイドシューのうちで、一方のガイドシューが樹脂製シューであり、他方のガイドシューが合成樹脂以外の材料、例えば金属から形成されていてもよい。
樹脂製シューは、一部が樹脂であってもよく、さらに走行面の一部が樹脂で形成されていてもよい。
101,201,301,401・・・チェーン
102・・・スプロケット群
103,303,403・・・可動ガイド
104,204,404・・・固定ガイド
110,210,310,410・・・外リンク
111,211,311,411・・・外プレート
116,216,316,416・・・外プレート摺接面
120,220,320,420・・・内リンク
121,221,321,421・・・内プレート
126,226,426・・・内プレート摺接面
130,330,430・・・ガイド本体
131,331,431・・・可動ガイドシュー
132,332,432・・・可動ガイド対向面
133,333,433・・・可動ガイド走行面
134,334,434・・・可動ガイド走行面部分
135,335,435・・・溝面
136,336,436・・・溝
141,241,441・・・固定ガイドシュー
142,242,442・・・固定ガイド対向面
143,243,443・・・固定ガイド走行面
144,244,444・・・固定ガイド走行面部分
145,245,445・・・内側面
146,246,446・・・外側面
150・・・駆動スプロケット
151・・・被動スプロケット
H1,H2・・・プレート高さ
Claims (7)
- 複数の外リンクおよび複数の内リンクが長手方向で隣り合う前記外リンクおよび前記内リンク毎に屈曲可能に連結されているチェーンと、前記チェーンが掛け渡される1以上の駆動スプロケットおよび1以上の被動スプロケットから構成されるスプロケット群と、チェーン弛み側で前記チェーンが摺接する可動ガイド走行面を有する可動ガイドシューを有する可動ガイドと、チェーン張り側で前記チェーンが摺接する固定ガイド走行面を有する固定ガイドシューを有する固定ガイドとを備えるチェーン伝動装置において、
前記可動ガイドシューおよび前記固定ガイドシューの少なくとも一方が、合成樹脂から形成されている前記可動ガイド走行面または前記固定ガイド走行面を有する樹脂製シューであり、
前記チェーンが、前記外リンクおよび前記内リンクの一方のリンクのみで前記可動ガイド走行面に摺接し、前記外リンクおよび前記内リンクの他方のリンクのみで前記固定ガイド走行面に摺接することを特徴とするチェーン伝動装置。 - 請求項1に記載のチェーン伝動装置であって、
前記一方のリンクが、幅方向で離隔する1対の外プレートを有する前記外リンクであり、
前記他方のリンクが、幅方向で前記1対の外プレートの間に配置される1対の内プレートを有する前記内リンクであり、
前記外プレートが、前記可動ガイド走行面に摺接する外プレート摺接面を有し、
前記内プレートが、前記固定ガイド走行面に摺接する内プレート摺接面を有することを特徴とするチェーン伝動装置。 - 請求項2に記載のチェーン伝動装置であって、
前記外プレートのプレート高さが、前記内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チェーン伝動装置。 - 請求項2または請求項3に記載のチェーン伝動装置であって、
前記内プレート摺接面の長手方向断面が、高さ方向で前記固定ガイド走行面に向かって凸状の円弧であり、
前記外プレート摺接面の長手方向断面が直線であることを特徴とするチェーン伝動装置。 - 請求項4に記載のチェーン伝動装置であって、
前記可動ガイド走行面の長手方向曲率半径が、前記固定ガイド走行面の長手方向曲率半径よりも小さいことを特徴とするチェーン伝動装置。 - 請求項2から請求項5のいずれか1つに記載のチェーン伝動装置であって、
前記固定ガイドシューが、高さ方向で前記チェーンと対面する固定ガイド対向面を有し、
前記固定ガイド対向面が、前記固定ガイド走行面を構成する1対の固定ガイド走行面部分と、幅方向で前記1対の固定ガイド走行面部分の外側の外側面とを有し、
前記固定ガイド対向面の幅方向断面で、前記外側面が、高さ方向で前記固定ガイド走行面部分に対して反チェーン側に位置することを特徴とするチェーン伝動装置。 - 潤滑雰囲気中に配置される請求項2から請求項6のいずれか1つに記載のチェーン伝動装置であって、
前記可動ガイドシューが、高さ方向で前記チェーンと対面する可動ガイド対向面を有し、
前記可動ガイド対向面が、前記可動ガイド走行面を構成する1対の可動ガイド走行面部分と、幅方向で前記1対の可動ガイド走行面部分の内側の溝面とを有し、
前記可動ガイド対向面の幅方向断面で、前記溝面が、高さ方向で前記可動ガイド走行面部分に対して凹状の段形状または円弧であり、
前記内リンクの1対の前記内プレート摺接面が、前記溝面により形成される溝に収容されていることを特徴とするチェーン伝動装置。
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