JPWO2007077616A1 - サイレントチェーン及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
予荷重前のインナリンク列9において、外側のリンクプレート37をその内側のリンクプレート38,39より孔ピッチを短くする(P17<P18<P19)。予荷重をかけた後、各リンクプレートの孔ピッチが略々揃うように塑性変形する。外側のリンクプレート37は、ピン孔部分が大きく変形して、残留応力により強度が向上する。予荷重をかけた後、各リンクプレートの孔ピッチが略々揃うようになるものでありながら、インナリンク列において、幅方向外側のリンクプレートが、残留応力による高い疲労強度を有するようにして、チェーンの耐摩耗性能を向上する。
Description
本発明は、運輸機械、産業機械、動力機械等のあらゆる分野での動力伝達装置として用いられるサイレントチェーン及びその製造方法に係り、特にエンジンのタイミングチェーンに適用して好適であり、詳しくは予荷重(プリストレス)をかけるサイレントチェーンに関する。
一般に、サイレントチェーン11は、図11及び図12に示すように、1対の歯3a,3aを有するリンクプレート3と歯を有さないガイドリンクプレート(アウタリンクプレート)6とを備え、リンクプレート3のピン孔3bにピン5を遊嵌すると共に、最外列にガイドリンクプレート6を配置してそのピン孔に上記ピン5をカシメ等により固定して、無端状に構成されている。従って、チェーンの長手方向に、ガイドリンクプレート6を有するガイドリンク列(アウタリンク列)7とガイドリンクプレートを有さないノンガイドリンク列(インナリンク列)9とが交互に連結されており、ガイドリンク列7のリンクプレート3は、ノンガイドリンク列9のリンクプレート3より1枚少なくなっているが、ガイドリンクプレート6を含むプレート全体では、ガイドリンク列7がノンガイドリンク列9に比して1枚多くなっている。
上記サイレントチェーンは、組立てられた後、チェーンの引張り強度の40〜85%相当の張力からなる予荷重を負荷して、各リンクプレートのピン孔3b部分を塑性変形して疲労寿命の向上を図っている(特許第2632656号公報参照)。
従来、上記リンクプレート3及びガイドリンクプレート6は、すべて同じ孔ピッチPのもので組立てられ、上記予荷重を作用することにより僅かではあるが、各リンクプレート及びガイドリンクプレートの孔ピッチが相違する。なお、ここでは、孔ピッチPは、図12(b)に示すように、リンクプレート3の1対のピン孔3b,3bの長手方向外側面までの間隔(外孔ピッチ)としているが、該外側面間隔からピン5の半径を引いた値でも同様である。また、1対のピン孔の中心間隔(中心孔ピッチ)でも、略々同様となり、孔ピッチPとして、すべて同一基準で用いれば、いずれの値を用いてもよい。
歯を有さないガイドリンクプレートは、リンクプレートに比して高い剛性を有し、かつ両外側端がガイドリンクプレートからなりかつリンクプレート全体の数が1枚多いガイドリンク列の剛性は、ノンガイドリンク列に比して大きい。そのため、予荷重作用後の孔ピッチは、図11に誇張して示すように、ガイドリンク列7にあっては、ガイドリンクプレート6は略々そのままの孔ピッチP1であるが、リンクプレート3は、内側(中央側)のものP3,P3が外側のものP2,P2より拡くなる。また、ノンガイドリンク列9(すべてリンクプレート3)にあっては、外側に行く程孔ピッチの伸び変形が大きく、中央側が小さくなっている。即ち、図13は、ガイド(アウタ)ガイド列7とノン(インナ)ガイド列9の各プレートの塑性変形を示すグラフであり、黒丸は、組付けた状態(負荷前)の孔ピッチであり、すべて同じであるが、予荷重を作用した後(予荷重)にあっては、白丸で示すように、ガイド列7は、P2=P2<P3=P3となっており、ノンガイド列9は、P4=P4>P5=P5>P6となっている。
また、チェーン幅方向中央側の複数のリンクプレートを、歯を長手方向上下の一方に向けて配置した正面駆動用リンクプレートとし、その左右両外側の複数のリンクプレートを、歯の向きを上下逆方向に配置した逆面駆動用リンクプレートとした、両面駆動用のサイレントチェーンがある(特許第3182387号公報参照)。具体的には、本両面駆動サイレントチェーンは、チェーン幅方向両外側の2枚のリンクプレートが、チェーンの巻掛け外方に歯を有する逆面駆動用リンクプレートであり、その内側の7枚のリンクプレートが、チェーンの巻掛け内方に歯を有する正面駆動用リンクプレートであり、正面駆動用リンクプレート及び逆面駆動用プレートは、それぞれ専用のスプロケットに噛合して、動力伝達する。
両面駆動用サイレントチェーンは、最外側の逆面駆動用リンクプレートにピンが固定されて、該最外側リンクプレートが、先に説明したガイドリンクプレートと同様なアウタリンクプレートを構成する。なお、正面駆動用スプロケットからの脱落を防止するためのガイドリンクプレートとして機能するものは、正面駆動用リンクプレートの両外側に隣接する逆面駆動用リンクプレート(内側の逆面駆動用リンクプレート)が相当する。従って、先の片面駆動用サイレントチェーン11は、そのガイドリンク列7が、アウタリンクプレートを有するアウタリンク列となり、ノンガイドリンク列9が、アウタリンクプレートを有さないインナガイド列となるが、両面駆動用サイレントチェーンであっても、最外側の逆面駆動用リンクプレートであるアウタリンクプレートを有する列がアウタリンク列であり、該アウタリンクプレートを有さない列がインナリンク列となる。
そして、本両面駆動用サイレントチェーン12は、先の片面駆動用サイレントチェーン11と同様に予荷重を負荷する前の組付け状態にあって、各リンクプレートは、すべて同じ孔ピッチからなる。即ち、図14に示すように、インナリンク列9は、両外側の各1枚が逆面駆動リンクプレート(孔ピッチPr2,Pr2)でありその内側の3枚が正面駆動用リンクプレート(孔ピッチPf3,Pf3,Pf4)であり、アウタリンク列7は、中央側の4枚が正面駆動用リンクプレート(孔ピッチPf1,Pf1,Pf2,Pf2)であり、外側の各1枚が逆面駆動用リンクプレート(孔ピッチPr1,Pr1)であり、その内の最外側のリンクプレート(孔ピッチPr1,Pr1)がアウタリンクプレートとなる。そして、上記インナリンク列7及びアウタリンク列9のすべてのリンクプレートは、予荷重の負荷前にあっては、同じ孔ピッチからなる(Pf1=Pf1=Pf2=Pf2=Pf3=Pf3=Pf4=Pr1=Pr1=Pr2=Pr2)。なお、アウタリンクプレート(孔ピッチPr1,Pr1)のピン孔は、本明細書のすべてのサイレントチェーンで同様であるが、ピンと嵌合・固定するため、ピンと遊嵌する他の(インナ)リンクプレートのピン孔に比して僅かに小径となっている。
該両面駆動用サイレントチェーンは、予荷重を負荷した後、図14に白丸で示すように、孔ピッチが伸び方向に塑性変形する。即ち、インナリンク列9にあっては、両外側に行く程孔ピッチの変形が大きくなり(Pr2=Pr2>Pf3=Pf3>Pf5)、アウタリンク列7にあっては、中央側に行く程孔ピッチが大きくなっている(Pf2=Pf2>Pf1=Pf1>Pr1=Pr1)。
上記従来のサイレントチェーンは、片面駆動用サイレントチェーンも両面駆動用サイレントチェーンも共に、チェーン幅(ピンの長手)方向中央側のリンクプレートと外側のリンクプレートとの荷重分担が異なり、ピン及びリンクプレートのピン孔の偏摩耗を生じて、チェーンの耐摩耗伸び性能が低下する原因となっている。
そこで、図15に示すように、孔ピッチの異なる複数種類のリンクプレート31,32,33,34…を用意し、ガイドリンク列(アウタリンク列)7にあっては、孔ピッチの小さい(P10)リンクプレート31,31を外側に配置し、中央側に孔ピッチの大きな(P11)リンクプレート32を配置し、またノンガイドリンク列(インナリンク列)9にあっては、孔ピッチの大きな(P12)リンクプレート33,33を外側に配置し、中央側に孔ピッチの小さい(P13)リンクプレート34,34を配置したサイレントチェーン13が提案されている(特許第3271892号公報(請求項6及び段落番号[0048])参照)。即ち、図16に示すように、ガイド列7にあっては、リンクプレート31,32の孔ピッチをピン長手方向中央にいく程大きくすると共に(P11>P10=P10)、ノンガイド列9にあっては、リンクプレート33,34の孔ピッチをピン長手方向端部側(チェーンの幅方向外側)にいく程大きく設定して(P12=P12>P13=P13)、サイレントチェーン13に予荷重のような大きな張力を作用した際、リンクプレートの変形後、各リンクプレートの各孔ピッチをピン長手方向に揃えるようにしている。
上記特許第3271892号公報記載のサイレントチェーン13は、予めリンクプレートの孔ピッチを予荷重等による変形量に合せて調整し、予荷重等の大きな引張り力をチェーンに作用した後において、ガイドリンクプレート6及び各リンクプレート3…の孔ピッチP…が揃うようにするもの、いわば図13に示す予荷重(白丸参照)と予荷重前(黒丸参照)を平行移動して入れ換えたものであって、図16に示すように、ガイドリンク列(アウタリンク列)7にあっては、外側のリンクプレート31,31の変形量が中央側のリンクプレート32に比して大きく、またノンガイド列(インナリンク列)9にあっては、中央側のリンクプレート34,34の変形量が外側のリンクプレート33,33に比して大きくなっている。
一般に、サイレントチェーンにあっては、アウタリンク列及びインナリンク列共に、チェーンに作用する引張り荷重は、外側のリンクプレートに大きく作用するが、上記特許第3271892号公報のサイレントチェーン13は、特に、インナリンク列9にあっては、外側のリンクプレート33,33の変形量、従って予荷重による塑性変形量が小さくなっている。該塑性変形は、ピン孔3bのピン5による圧接部分に表面圧縮残留応力を生成し、チェーンの疲労強度を向上するが、上記サイレントチェーン13は、使用に際して大きな引張り荷重が作用するインナリンク列における外側のリンクプレート33が上記塑性変形による残留応力が小さく、サイレントチェーン全体の疲労寿命を低下する原因になると考えられる。
本発明は、予荷重をかけた後において、各リンクプレートの孔ピッチが略々揃うようになるものでありながら、特にインナリンク列において、チェーン幅方向最外側のリンクプレートが、残留応力に基づく高い強度となるように構成し、もってチェーン全体として耐摩耗性能を向上したサイレントチェーン及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、1対の歯(3a)及びピン孔(3b)を有する多数のリンクプレート(6,3…,23…,13…)を、前記ピン孔にピン(5)を遊嵌することにより連結すると共に、チェーン幅方向の前記リンクプレート数が1枚少ないリンク列における前記リンクプレートの最外側に、前記ピンに抜止めされてアウタリンクプレート(6,231)を配置し、
チェーンの長手方向に、前記アウタリンクプレートを有さないインナリンク列(9)と前記アウタリンクプレートを有するアウタリンク列(7)とを交互に組付けた状態で、前記リンクプレートの降伏荷重より大きい引張り荷重の予荷重を負荷してなる、サイレントチェーン(14,15,16,17)において、
前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、前記インナリンク列(9)におけるチェーン幅方向最外側の前記リンクプレート(37)(232)は、前記1対のピン孔の間隔からなる孔ピッチが、その中央側のもの(38,39)(132)に比して短く構成され(P17<P18<P19)(P22<P23)、
前記予荷重を負荷した後にあって、前記インナリンク列の前記リンクプレートの孔ピッチが、前記予荷重前に比して等しくなるように平準化してなることを特徴とする。
チェーンの長手方向に、前記アウタリンクプレートを有さないインナリンク列(9)と前記アウタリンクプレートを有するアウタリンク列(7)とを交互に組付けた状態で、前記リンクプレートの降伏荷重より大きい引張り荷重の予荷重を負荷してなる、サイレントチェーン(14,15,16,17)において、
前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、前記インナリンク列(9)におけるチェーン幅方向最外側の前記リンクプレート(37)(232)は、前記1対のピン孔の間隔からなる孔ピッチが、その中央側のもの(38,39)(132)に比して短く構成され(P17<P18<P19)(P22<P23)、
前記予荷重を負荷した後にあって、前記インナリンク列の前記リンクプレートの孔ピッチが、前記予荷重前に比して等しくなるように平準化してなることを特徴とする。
アウタリンク(7)にあっては、前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、例えば図1〜図3に示すように、チェーン幅方向中央部の前記リンクプレート(36)が、前記孔ピッチを、その外側のもの(35)に比して短く構成(P16<P15)してもよく、
また、前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、例えば図4〜図10に示すように、多数の前記リンクプレート(35,36,131)が、前記孔ピッチ(P15=P16,P20)を略々同じものにて構成してもよい。
また、前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、例えば図4〜図10に示すように、多数の前記リンクプレート(35,36,131)が、前記孔ピッチ(P15=P16,P20)を略々同じものにて構成してもよい。
本発明は、例えば図1〜図4に示すように、前記アウタリンクプレートが、スプロケット歯からのチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレート(6)であり、かつ前記ピン(5)に回転不能に固定され、ピッチ線の上下一方向のみに歯を有するものである、いわゆる片面サイレントチェーン(14,15)に適用し得る。
また、本発明は、例えば図5〜図10に示すように、前記リンクプレートが、前記歯の向きを上下一方に配置した正面駆動用リンクプレート(13…)と、前記歯の向きを上下逆方向に配置にした逆面駆動用リンクプレート(23…)とを有し、ピッチ線の上下両面に歯を有する両面駆動用サイレントチェーン(16,17)に適用し得る。
特に、両面駆動用サイレントチェーン(15,16)において、複数列の前記正面駆動用リンクプレート(13…)の左右両側に前記逆面駆動用リンクプレート(231,232)を複数列配置し、
前記アウタリンクプレート(231)は、前記逆面駆動用リンクプレートと同じ向きの1対の歯を有し、かつ前記ピン(5)に回転不能に固定され、
前記正面駆動用リンクプレートに隣接する前記逆面駆動用リンクプレート(232)は、その歯と上下反対側の背面(h)の高さを他の逆面駆動用リンクプレート(231)に比して高く構成され、スプロケット歯からのチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレートとして機能すると好適である。
前記アウタリンクプレート(231)は、前記逆面駆動用リンクプレートと同じ向きの1対の歯を有し、かつ前記ピン(5)に回転不能に固定され、
前記正面駆動用リンクプレートに隣接する前記逆面駆動用リンクプレート(232)は、その歯と上下反対側の背面(h)の高さを他の逆面駆動用リンクプレート(231)に比して高く構成され、スプロケット歯からのチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレートとして機能すると好適である。
本発明は、1対の歯及びピン孔を有する多数のリンクプレート(6,3…、23…,13…)を、前記ピン孔にピン(5)を遊嵌することにより連結すると共に、チェーン幅方向の前記リンクプレート数が1枚少ないリンク列における前記リンクプレートの最外側に、前記ピンに抜止めされてアウタリンクプレート(6,231)を配置し、チェーンの長手方向に、前記アウタリンクプレートを有さないインナリンク列(9)と前記アウタリンクプレートを有するアウタリンク列(7)とを交互に組付けてなる、サイレントチェーンの製造方法において、
前記多数のリンクプレートを、前記1対のピン孔の間隔からなる孔ピッチが異なるもの(37,38,39)(131,132,232)を複数種類用意して、チェーン幅方向最外側の前記リンクプレート(32,232)の孔ピッチがその中央側のもの(38,39)(132)に対して短くなるようにして(P19>P18>P17)(P23>P22)、前記インナリンク列(9)のリンクプレートを組付け、
チェーンの組付け終了後、前記リンクプレートの降伏荷重より大きい引張り荷重の予荷重をチェーンに負荷して、前記インナリンク列の前記リンクプレートの孔ピッチが、前記予荷重前に比して等しくなる方向に塑性変形してなる、ことを特徴とする。
前記多数のリンクプレートを、前記1対のピン孔の間隔からなる孔ピッチが異なるもの(37,38,39)(131,132,232)を複数種類用意して、チェーン幅方向最外側の前記リンクプレート(32,232)の孔ピッチがその中央側のもの(38,39)(132)に対して短くなるようにして(P19>P18>P17)(P23>P22)、前記インナリンク列(9)のリンクプレートを組付け、
チェーンの組付け終了後、前記リンクプレートの降伏荷重より大きい引張り荷重の予荷重をチェーンに負荷して、前記インナリンク列の前記リンクプレートの孔ピッチが、前記予荷重前に比して等しくなる方向に塑性変形してなる、ことを特徴とする。
本発明によると、インナリンク列において、予荷重前における最外側のリンクプレートを、その内側のリンクプレートより孔ピッチが短くなるように構成し、予荷重後において、インナリンク列の各リンクプレートの孔ピッチが略々揃うようにしたので、各リンクプレートの荷重負担が平準化されると共に、インナリンク列最外側のリンクプレートの予荷重による塑性変形を大きくして、残留応力によりピン孔部分の疲労強度を向上して、サイレントチェーンとしての疲労強度を向上すると共に、耐摩耗性を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。サイレントチェーンは、図11,図12に示す従来のサイレントチェーンと同様に、1対の歯3a,3a及びピン孔3b,3bを有するリンクプレート3と、歯を有さないガイドリンクプレート6とを備え、上記リンクプレート3は、そのピン孔3bにピン5を回転自在に遊嵌して交互に連結され、また上記ガイドリンクプレート6はピン5を圧入してカシメることにより回転不能に固定される。本サイレントチェーンは、リンクプレート3をその歯3aがピッチ線に対して一方のみに位置するように配置された、いわゆる片面駆動用サイレントチェーンであり、ピンの長手方向の列において、ガイドリンクプレート6を有するアウタリンク列7(ガイドリンク列)と、リンクプレート3のみからなるインナリンク列9(ノンガイドリンク列)とがチェーンの長手方向に交互に配置されてなる。
そして、図1は、予荷重作用前のサイレントチェーンを組付けた状態を示す図で、本サイレントチェーン14’は、孔ピッチPiの相違する複数の種類のリンクプレート35,36……が用意され、アウタリンク列7にあっては、チェーン幅方向外側のリンクプレートが、中央側のリンクプレートに比して孔ピッチの長いものが用いられ、インナリンク列9にあっては、チェーン幅方向中央側のリンクプレートが、外側のリンクプレートに比して孔ピッチの長いものが用いられる。具体的には、アウタガイド列7にあっては、ガイドリンクプレート6に隣接する外側のリンクプレート35,35は、孔ピッチP15の長いものが用いられ、中央側の2枚のリンクプレート36,36は、上記外側のリンクプレートに比して短い孔ピッチP16のものが用いられる(P15>P16)。インナリンク列9にあっては、チェーン幅方向両端側のリンクプレート37,37は、最も短い孔ピッチP17のものが用いられ、その内側の2枚のリンクプレート38,38は、上記両端側のリンクプレート3つに比して長い孔ピッチP18のものが用いられ、中央の1枚のリンクプレート39は、上記リンクプレート38に比して更に長い孔ピッチP19のものが用いられる(P17<P18<P19)。
そして、ピン5の両端部にガイドリンクプレート6が圧入されてカシメ等により固定されて、チェーンが組付けられた後、少なくともリンクプレート3の降伏荷重よりも大きな引張り荷重(チェーンの引張り強度の40〜85%相当)の予荷重がかけられる。これにより、各リンクプレート3、特にそのピン孔3b部分に集中応力が作用して、ピン孔3bが長円状になるように塑性変形され、これによりピン孔3bのプレート長手方向外側面に表面圧縮残留応力が生成し、疲労強度の向上が図れる。
図2は、上記予荷重を作用した後の上記サイレントチェーン14を示す平面図であり、塑性変形により各リンクプレート3…の孔ピッチPiが変えられている。アウタリンク列7にあっては、外側のリンクプレート35,35と中央側のリンクプレート36,36とが、略々同じ孔ピッチ(P15≒P16)になるか、又は中央側の孔ピッチP16が外側の孔ピッチP15よりも僅かに大きく(略々同じ範囲)なるように塑性変形される。インナリンク列9にあっては、各リンクプレート37,38,39が、略々同じ孔ピッチになるか(P17≒P18≒P19)、又は中央側のリンクプレート39から外側のリンクプレート37に向って、僅かずつ孔ピッチが長くなる(略々同じ範囲)ように塑性変形される。なお、図1及び図2は、孔ピッチの変化を拡大して示してあり、実際には、孔ピッチ8.8〜8.9mm程度のサイレントチェーンにあって、各リンクプレート3…の予荷重前の孔ピッチの差は、最大でも0.03mm程度であり、また予荷重による塑性変形も、最大で0.04mm程度である。
上記各リンクプレートの孔ピッチ及び予荷重による塑性変形の関係を、図3に示す。本サイレントチェーン14は、アウタリンク列7にあっては、中央側のリンクプレート36,36が外側のリンクプレート35,35に比して塑性変形量が大きく、インナリンク列9にあっては、チェーン幅方向外側のリンクプレート37がその内側のリンクプレート38,39に比して塑性変形量が大きい。即ち、インナリンク列9にあっては、最外側のリンクプレート37,37の塑性変形量が最も大きく、上述した塑性変形に伴うピン孔周囲の表面圧縮残留応力も最も大きく、該残留応力は、中央側になるに従って小さくなる。
サイレントチェーン14の使用状態にあっては、剛性の大きなガイドリンクプレート6に隣接するインナリンク列9の最外側のリンクプレート37に最も大きな引張り荷重が作用するが、上述したように、該リンクプレート37は、上記高い残留応力に基づく最も疲労強度の高い構造となっている。一方、アウタリンク列7にあっては、剛性の高いガイドリンクプレート6によりその両外側が担持されると共に、チェーン張力によりピンが弾性変形により曲ることにより、むしろ外側のリンクプレート35,35に比して中央側のリンクプレート36,36に大きな引張り荷重が作用するが、上述したように、予め中央側のリンクプレート36,36の孔ピッチP16,P16を外側のリンクプレート35,35の孔ピッチP15,P15より短くして予荷重を負荷してなるため、該中央側のリンクプレート36は大きな塑性変形量に伴う高い残留応力が生成されており、疲労強度の高い構造となっている。これらが相俟って、本サイレントチェーン14は、従来ウィークポイントであったリンクプレート37,36の疲労強度を向上して、チェーン全体の寿命を向上することができる。
また、図3に示すように、本サイレントチェーン14にあっては、アウタリンク列7及びインナリンク列9の各リンクプレート3…の塑性変形量を変えることにより、予荷重作用後において、各リンクプレートの孔ピッチPiが概ね揃うようになる。更に、チェーンの使用状態において引張り荷重が作用すると、インナリンク列9は、ピン5の僅かな曲りに沿った形で各々微小な変形をし、ピン及びピン穴の偏摩耗を減少し、チェーンの耐摩耗伸び性能を向上する。
なお、図3において、インナリンク列9は、予荷重前の最外側リンクプレート37と中央リンクプレート39との孔ピッチの差(P19−P17)は、孔ピッチ(P17)の0.4〜0.6%であり、各孔ピッチの差(P18−P17,P19−P17)は、その半分の約0.2〜0.3%となる。また、インナリンク列9において、予荷重をかけた後の最大変形量である最外側リンクプレート37の塑性変形量bは、孔ピッチ(P17)の0.6〜0.8%、好ましくは約0.7%であり、最小変形量である中央リンクプレート39の塑性変形量cは、孔ピッチ(P19)の0.08〜0.3%、好ましくは約0.2%である。また、アウタリンク列7の予荷重後の塑性変形量dは、孔ピッチ(P16)の0.08〜0.4%、好ましくは約0.2%である。
図4は、上述したサイレントチェーンを一部変更した実施の形態を示す。本サイレントチェーン15は、インナリンク列9にあっては、図1に示す先の実施の形態と同じリンクプレート37,38,39を用いるが、アウタリンク列7にあっては、孔ピッチの等しい(P15=P16)同じリンクプレート35(=36)が用いられている。予荷重を作用した際、インナリンク列9にあっては、図3で示したものと略々同様に塑性変形するが、アウタリンク列7にあっては、図13に示す従来のものと略々同様な変形をする。
従って、ノンガイド列9にあっては、先の実施の形態と同様に、外側のリンクプレート37が、中央側のリンクプレート38,39に比して大きな塑性変形を生じて、残留応力による高い耐疲労性能を有するが、アウタリンク列7にあっては、僅かではあるが内側のリンクプレート35が、外側のリンクプレート36に比して大きな塑性変形を生じて、残留応力による高い耐疲労性能を有する。
本サイレントチェーン15にあっては、アウタリンク列7にあっては、疲労強度及び耐摩耗性能の向上については先の実施の形態に比して劣る可能性があるが、アウタリンク列は、同じリンクプレートを用いるので、部品点数の減少並びに組立性能等に関して優れている。
ついで、両面駆動用サイレントチェーンに適用した本発明の他の実施の形態について説明する。図5は、予荷重前の一部断面した平面図であり、図6は、正面図である。本両面駆動用サイレントチェーン16は、外側各2枚が歯3aを外側に向けた逆(背)面駆動用リンクプレート231,232であり、その内側の7枚が歯3aを内側に向けた正面駆動用リンクプレート13…からなり、ピン5が最外側のリンクプレート231,231にカシメにより固定されて、無端状に構成されている。
従って、上記最外側の逆面駆動用リンクプレート231,231がアウタリンクプレートとなり、該リンクプレートと幅方向に同列のリンクプレート(231,131,131,131,)がアウタリンク列7となり、その内側の逆面駆動用リンクプレート232と幅方向の同列のリンクプレート(232,132,132,132,232)がインナリンク列9となる。正面駆動用リンクプレート13…は、側面視すべて同じ形状からなるが、逆面駆動用リンクプレート231,232は、歯3aの形状は同じであるが、背面側は相違している。即ち、最外側の外面駆動用リンクプレート231は、背面gが低くかつ中央が凹んで軽量化された形状からなるのに対し、内側の逆面駆動用リンクプレート232は、背面hが高くなっており、該背面hが内面駆動スプロケット15(図7参照)の側面に接してチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレートの機能を奏する。また、逆面駆動用リンクプレート231,232の1対の歯3aは、正面駆動用リンクプレート13…の背面iより突出しており、チェーンガイド(テンショナー)16の側面に当接するガイドとして機能する。
図7は、上記両面駆動用サイレントチェーン16を適用したチェーン伝動装置19を示す模式図であるが、本サイレントチェーン16は、1対の正面駆動用スプロケット15,15に巻掛けられる。正面駆動用スプロケット15は、その側面に内側逆面駆動用リンクプレート232の高い背面hを挟持しつつ、チェーンの中央側に配置された正面駆動用リンクプレート13…の歯に噛合するスプロケット歯を有している。上記サイレントチェーン16の背面側に逆面駆動用スプロケット16が配置されていると共に、チェーンガイド(テンショナー)17が配置されている。
逆面駆動用スプロケット16は、軸方向に所定間隔隔てて1対のスプロケット歯を有しており、これらスプロケット歯が、チェーン左右両外側に配置された逆面駆動用リンクプレート23…に噛合する。また、チェーンガイド17は、チェーンの内側逆面駆動用リンクプレート232の歯3a側面にその側面を摺接しつつ、正面駆動用リンクプレート13…の背面iに当接して、チェーン16に所定張力を付与する。
予荷重前の両面駆動用サイレントチェーン16は、図5に示すように、アウタリンク列7にあっては、各リンクプレート231,231,131,131はすべて略々同じ孔ピッチP20(≒P21)からなる。なお、最外側のアウタリンクプレート231の孔ピッチP21は、実質的に同じであるが、ピン5をカシメて固定する関係で僅かに小さく設定されている。インナリンク列9にあっては、外側のリンクプレート232,232の孔ピッチP22が他のリンクプレート132,132,132の孔ピッチP23より所定量短く設定されている(P22<P23)。内側のリンクプレート132の孔ピッチP23は、すべて実質的に同じであり、かつインナリンク列9及びアウタリンク列7の正面駆動用リンクプレート131,132は、略々同じ孔ピッチからなる(P20=P23)。
従って、本両面駆動用サイレントチェーン16は、インナリンク列9及びアウタリンク列7に拘らず同じ正面駆動用リンクプレート131,132が用いられ、2種類の逆面駆動用リンクプレート231,232と合せて、3種類のリンクプレートからなる。
上記両面駆動用サイレントチェーン16に破断荷重の約65%の引張り力からなる予荷重をかけた状態を図8に示す。本両面駆動用サイレントチェーン16にあっても、上述した片面駆動用サイレントチェーン14,15と同様な結果となる。アウタリンク列7にあっては、予荷重をかけた後、最外側から中央側のリンクプレートに向って、僅かずつ孔ピッチが長くなる。また、インナリンク列9にあっては、孔ピッチP22が短い外側のリンクプレート(内側逆面駆動用リンクプレート)232が大きく伸び、予荷重後にあっては、該外側リンクプレート232が他のリンクプレート132に比して僅かに短い孔ピッチとなるが、殆ど同じ孔ピッチに揃えられる。
これにより、内側逆面駆動用リンクプレート232は、ガイドリンクプレート機能のため背面hが高くなり、引張り強度の高い構造となっているのに拘らず、片面駆動用チェーンと同様に、ピン5をカシメているアウタリンクプレート231との関連で、それに隣接するリンクプレート232は、ピン孔部分で塑性変形し、残留応力により疲労強度の向上が図られると共に、孔ピッチが揃えられる。
ついで、図9に沿って、一部変更した両面駆動用サイレントチェーン17について説明する。上述したサイレントチェーンは、すべて同じ板厚のリンクイプレートを用いているが、本実施の形態は、一部のリンクプレートの板厚を相違している。両面駆動用サイレントチェーン17は、先のサイレントチェーン16と同様に、外側に各2枚の逆面駆動用リンクプレート231,232を有し、その内側に正面駆動用リンクプレート131,132,133を有している。逆面駆動用リンクプレート231,232は,先の実施の形態と同様に、その内側のリンクプレート232が背面側の高いガイドリンクプレートの機能を有し、正面駆動用リンクプレート13…は、その最外側(逆面駆動用リンクプレート232に隣接するプレート)のもの133が他のリンクプレート131,132に比して板厚が薄くなっている。即ち、上記外側正面駆動用リンクプレート133の板厚tを除いて、他のリンクプレート131,132,231,232は、すべて同じに板厚Tからなり、上記外側正面駆動用リンクプレート133が上記板厚Tより薄い板厚tからなる(T>t)。一例として、ピッチ6.35[mm]のチェーンにおいて、上記のリンクプレート131,132,231,232の板厚Tは、1.20[mm]であるのに対し、上記外側リンクプレート133の板厚tは、0.90[mm]からなる。
図9に示すように、上記外側リンクプレート133を有するアウタリンク列9は、それに隣接するインナリンク列7よりリンクプレートが1枚多い。具体的には、アウタリンク列9の正面駆動用リンクプレート131,133は4枚であるのに対し、インナリンク列7の正面駆動用リンク列132は3枚であり、逆面駆動用リンク列231を含めたアウタリンク列9の板厚合計(T×4+t×2)は6.6[mm]であるのに対し、インナリンク列7の板厚合計(T×5)は6.0[mm]となる。リンクプレートを同じ材料、同じ熱処理(硬さ)としてすべて同じ引張り応力とすると、僅かにアウタリンク列9の全板厚が大きくなるが、実際は、インナリンク列7における正面駆動用リンクの内側リンクプレート232は背面までの高さ(h)が大きく、引張り強度が大きくなっているため、アウタリンク列9、インナリンク列7の引張り強度バランスは略々等しくなる。
本サイレントチェーン17においても、予荷重前の各リンクプレートの孔ピッチを先のサイレントチェーン16と同様な孔ピッチ、即ちインナリンク列9の外側リンクプレート232のみを他のリンクプレートより短く設定する(P21≒P20=P23>P22)。そして、本サイレントチェーン17に予荷重をかけると、図10のようになることが予測される。即ち、アウタリンク列7にあって、最外側(アウタ)リンクプレート231と共に抵抗している2番目のリンクプレート133が薄いため、容易に変形して、略々一直線状に揃う。また、インナリンク列9においても、各リンクプレート232,132が略々一直線状に揃うことが予測される。
上述した各実施の形態は、片面駆動用サイレントチェーン、両面駆動用サイレントチェーンと個別に説明したが、各実施の形態に適用した技術は、片面及び両面駆動用の双方のサイレントチェーンに適用可能である。例えば、片面駆動用サイレントチェーンに適用したインナリンク列の各リンクプレートが、最外側から中央側に向けて順次孔ピッチを長くする構成、又はアウタリンク列の各リンクプレートが、中央側が外側に比して孔ピッチを短くする構成を、両面駆動用サイレントチェーンに適用してもよく、また両面駆動用サイレントチェーンに適用したインナリンク列の最外側のリンクプレート以外すべて同じ孔ピッチのリンクプレートを用いる構成、又はリンクプレートの板厚を異ならせる構成を、片面駆動用サイレントチェーンに適用してもよい。
また、予荷重後に各リンクプレートの孔ピッチを略々等しくすることは、孔ピッチが実質的に等しいことも勿論、予荷重前の各リンクプレートの孔ピッチに比して等しくなること、即ち予荷重前の各リンクプレートの孔ピッチの最大差よりも、予荷重後の各リンクプレートの孔ピッチの最大差が小さいことを意味する。
本サイレントチェーンは、運輸機械、産業機構、動力機械等のあらゆる分野での動力伝達装置に用いることが可能であり、特に自動車のタイミングチェーンに用いて好適である。
従来、上記リンクプレート3及びガイドリンクプレート6は、すべて同じ孔ピッチPのもので組立てられ、上記予荷重を作用することにより僅かではあるが、各リンクプレート及びガイドリンクプレートの孔ピッチが相違する。なお、ここでは、孔ピッチPは、図12(b)に示すように、リンクプレート3の1対のピン孔3b,3bの長手方向外側縁までの間隔(外孔ピッチ)としているが、該外側縁間隔からピン5の半径を引いた値でも同様である。また、1対のピン孔の中心間隔(中心孔ピッチ)でも、略々同様となり、孔ピッチPとして、すべて同一基準で用いれば、いずれの値を用いてもよい。
そして、本両面駆動用サイレントチェーン12は、前述の片面駆動用サイレントチェーン11と同様に予荷重を負荷する前の組付け状態にあって、各リンクプレートは、すべて同じ孔ピッチからなる。即ち、図14に示すように、インナリンク列9は、両外側の各1枚が逆面駆動リンクプレート(孔ピッチPr2,Pr2)でありその内側の3枚が正面駆動用リンクプレート(孔ピッチPf3,Pf3,Pf4)であり、アウタリンク列7は、中央側の4枚が正面駆動用リンクプレート(孔ピッチPf1,Pf1,Pf2,Pf2)であり、外側の各1枚が逆面駆動用リンクプレート(孔ピッチPr1,Pr1)であり、その内の最外側のリンクプレート(孔ピッチPr1,Pr1)がアウタリンクプレートとなる。そして、上記インナリンク列9及びアウタリンク列7のすべてのリンクプレートは、予荷重の負荷前にあっては、同じ孔ピッチからなる(Pr1=Pr1=Pf1=Pf1=Pf2=Pf2、Pr2=Pr2=Pf3=Pf3=Pf4)。なお、アウタリンクプレート(孔ピッチPr1,Pr1)のピン孔は、本明細書のすべてのサイレントチェーンで同様であるが、ピンと嵌合・固定するため、ピンと遊嵌する他の(インナ)リンクプレートのピン孔に比して僅かに小径となっている。
該両面駆動用サイレントチェーンは、予荷重を負荷した後、図14に白丸で示すように、孔ピッチが伸び方向に塑性変形する。即ち、インナリンク列9にあっては、両外側に行く程孔ピッチの変形が大きくなり(Pr2=Pr2>Pf3=Pf3>Pf5)、アウタリンク列7にあっては、中央側に行く程孔ピッチの変形が大きくなっている(Pf2=Pf2>Pf1=Pf1>Pr1=Pr1)。
上記特許第3271892号公報記載のサイレントチェーン13は、予めリンクプレートの孔ピッチを予荷重等による変形量に合せて調整し、予荷重等の大きな引張り力をチェーンに作用した後において、ガイドリンクプレート6及び各リンクプレート3…の孔ピッチP…が揃うようにするもの、いわば図13に示す予荷重後(白丸参照)と予荷重前(黒丸参照)を平行移動して入れ換えたものであって、図16に示すように、ガイドリンク列(アウタリンク列)7にあっては、外側のリンクプレート31,31の変形量が中央側のリンクプレート32に比して大きく、またノンガイド列(インナリンク列)9にあっては、中央側のリンクプレート34,34の変形量が外側のリンクプレート33,33に比して大きくなっている。
一般に、サイレントチェーンにあっては、アウタリンク列及びインナリンク列共に、チェーンに作用する引張り荷重は、外側のリンクプレートに大きく作用するが、上記特許第3271892号公報のサイレントチェーン13は、特に、インナリンク列9にあっては、外側のリンクプレート33,33 の予荷重による塑性変形量が小さくなっている。該塑性変形は、ピン孔3bのピン5による圧接部分に表面圧縮残留応力を生成し、チェーンの疲労強度を向上するが、上記サイレントチェーン13は、使用に際して大きな引張り荷重が作用するインナリンク列における外側のリンクプレート33が上記塑性変形による残留応力が小さく、サイレントチェーン全体の疲労寿命を低下する原因になると考えられる。
本発明は、予荷重をかけた後において、各リンクプレートの孔ピッチが略々揃うようになるものでありながら、特にインナリンク列において、チェーン幅方向最外側のリンクプレートが、残留応力に基づく高い強度となるように構成し、もってチェーン全体として疲労強度を向上すると共に耐摩耗性能を向上したサイレントチェーン及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
アウタリンク列(7)にあっては、前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、例えば図1〜図3に示すように、チェーン幅方向中央部の前記リンクプレート(36)が、前記孔ピッチを、その外側のもの(35)に比して短く構成(P16<P15)してもよく、
また、前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、例えば図4〜図10に示すように、多数の前記リンクプレート(35,36,131)が、前記孔ピッチ(P15=P16,P20)を略々同じものにて構成してもよい。
また、前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、例えば図4〜図10に示すように、多数の前記リンクプレート(35,36,131)が、前記孔ピッチ(P15=P16,P20)を略々同じものにて構成してもよい。
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明のサイレントチェーンは、図11,図12に示す従来のサイレントチェーンと同様に、1対の歯3a,3a及びピン孔3b,3bを有するリンクプレート3と、歯を有さないガイドリンクプレート6とを備え、上記リンクプレート3は、そのピン孔3bにピン5を回転自在に遊嵌して交互に連結され、また上記ガイドリンクプレート6はピン5を圧入してカシメることにより回転不能に固定される。本サイレントチェーンは、リンクプレート3をその歯3aがピッチ線に対して一方のみに位置するように配置された、いわゆる片面駆動用サイレントチェーンであり、ピンの長手方向の列において、ガイドリンクプレート6を有するアウタリンク列7(ガイドリンク列)と、リンクプレート3のみからなるインナリンク列9(ノンガイドリンク列)とがチェーンの長手方向に交互に配置されてなる。
図2は、上記予荷重を作用した後の上記サイレントチェーン14を示す平面図であり、塑性変形により各リンクプレート3…の孔ピッチPiが変えられている。アウタリンク列7にあっては、外側のリンクプレート35,35と中央側のリンクプレート36,36とが、略々同じ孔ピッチ(P15≒P16)になるか、又は中央側のリンクプレートの孔ピッチP16が外側のリンクプレートの孔ピッチP15よりも僅かに大きく(略々同じ範囲)なるように塑性変形される。インナリンク列9にあっては、各リンクプレート37,38,39が、略々同じ孔ピッチになるか(P17≒P18≒P19)、又は中央側のリンクプレート39から外側のリンクプレート37に向って、僅かずつ孔ピッチが長くなる(略々同じ範囲)ように塑性変形される。なお、図1及び図2は、孔ピッチの変化を拡大して示してあり、実際には、孔ピッチ8.8〜8.9mm程度のサイレントチェーンにあって、各リンクプレート3…の予荷重前の孔ピッチの差は、最大でも0.03mm程度であり、また予荷重による塑性変形も、最大で0.04mm程度である。
また、図3に示すように、本サイレントチェーン14にあっては、アウタリンク列7及びインナリンク列9の各リンクプレート3…の塑性変形量を変えることにより、予荷重作用後において、各リンクプレートの孔ピッチPiが概ね揃うようになる。更に、チェーンの使用状態において引張り荷重が作用すると、インナリンク列9のリンクプレートは、ピン5の僅かな曲りに沿った形で各々微小な変形をし、ピン及びピン穴の偏摩耗を減少し、チェーンの耐摩耗伸び性能を向上する。
従って、上記最外側の逆面駆動用リンクプレート231,231がアウタリンクプレートとなり、該リンクプレートと幅方向に同列のリンクプレート(231,131,131,131,131,231)がアウタリンク列7となり、その内側の逆面駆動用リンクプレート232と幅方向の同列のリンクプレート(232,132,132,132,232)がインナリンク列9となる。正面駆動用リンクプレート13…は、側面視すべて同じ形状からなるが、逆面駆動用リンクプレート231,232は、歯3aの形状は同じであるが、背面側は相違している。即ち、最外側の逆面駆動用リンクプレート231は、背面gが低くかつ中央が凹んで軽量化された形状からなるのに対し、内側の逆面駆動用リンクプレート232は、背面hが高くなっており、該背面hが内面駆動スプロケット15(図7参照)の側面に接してチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレートの機能を奏する。また、逆面駆動用リンクプレート231,232の1対の歯3aは、正面駆動用リンクプレート13…の背面iより突出しており、チェーンガイド(テンショナー)17の側面に当接するガイドとして機能する。
図9に示すように、上記外側リンクプレート133を有するアウタリンク列7は、それに隣接するインナリンク列9よりリンクプレートが1枚多い。具体的には、アウタリンク列7の正面駆動用リンクプレート131,133は4枚であるのに対し、インナリンク列9の正面駆動用リンクプレート132は3枚であり、逆面駆動用リンクプレート231を含めたアウタリンク列7の板厚合計(T×4+t×2)は6.6[mm]であるのに対し、インナリンク列9の板厚合計(T×5)は6.0[mm]となる。リンクプレートを同じ材料、同じ熱処理(硬さ)としてすべて同じ引張り応力とすると、僅かにアウタリンク列7の全板厚が大きくなるが、実際は、インナリンク列9における正面駆動用リンクプレートの内側リンクプレート232は背面hまでの高さが大きく、引張り強度が大きくなっているため、アウタリンク列7、インナリンク列9の引張り強度バランスは略々等しくなる。
Claims (12)
- 1対の歯及びピン孔を有する多数のリンクプレートを、前記ピン孔にピンを遊嵌することにより連結すると共に、チェーン幅方向の前記リンクプレート数が1枚少ないリンク列における前記リンクプレートの最外側に、前記ピンに抜止めされてアウタリンクプレートを配置し、
チェーンの長手方向に、前記アウタリンクプレートを有さないインナリンク列と前記アウタリンクプレートを有するアウタリンク列とを交互に組付けた状態で、前記リンクプレートの降伏荷重より大きい引張り荷重の予荷重を負荷してなる、サイレントチェーンにおいて、
前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、前記インナリンク列におけるチェーン幅方向最外側の前記リンクプレートは、前記1対のピン孔の間隔からなる孔ピッチが、その中央側のものに比して短く構成され、
前記予荷重を負荷した後にあって、前記インナリンク列の前記リンクプレートの孔ピッチが、前記予荷重前に比して等しくなるように平準化されてなる、
ことを特徴とするサイレントチェーン。 - 前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、前記アウタリンク列におけるチェーン幅方向中央部の前記リンクプレートは、前記孔ピッチが、その外側のものに比して短く構成されてなる、
請求項1記載のサイレントチェーン。 - 前記予荷重を負荷しないチェーンの組付け状態にあって、前記アウタリンク列の多数の前記リンクプレートは、前記孔ピッチが略々同じものにて構成されてなる、
請求項1記載のサイレントチェーン。 - 前記アウタリンクプレートは、スプロケット歯からのチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレートであり、かつ前記ピンに回転不能に固定され、
前記サイレントチェーンが、ピッチ線の上下一方向のみに歯を有するものである、
請求項1ないし3のいずれか記載のサイレントチェーン。 - 前記リンクプレートは、前記歯の向きを上下一方に配置した正面駆動用リンクプレートと、前記歯の向きを上下逆方向に配置にした逆面駆動用リンクプレートとを有し、
前記サイレントチェーンが、ピッチ線の上下両面に歯を有する両面駆動用サイレントチェーンである、
請求項1ないし3のいずれか記載のサイレントチェーン。 - 複数列の前記正面駆動用リンクプレートの左右両側に前記逆面駆動用リンクプレートを複数列配置し、
前記アウタリンクプレートは、前記逆面駆動用リンクプレートと同じ向きの1対の歯を有し、かつ前記ピンに回転不能に固定され、
前記正面駆動用リンクプレートに隣接する前記逆面駆動用リンクプレートは、その歯と上下反対側の背面の高さを他の逆面駆動用リンクプレートに比して高く構成され、スプロケット歯からのチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレートとして機能してなる、
請求項5記載のサイレントチェーン。 - 1対の歯及びピン孔を有する多数のリンクプレートを、前記ピン孔にピンを遊嵌することにより連結すると共に、チェーン幅方向の前記リンクプレート数が1枚少ないリンク列における前記リンクプレートの最外側に、前記ピンに抜止めされてアウタリンクプレートを配置し、チェーンの長手方向に、前記アウタリンクプレートを有さないインナリンク列と前記アウタリンクプレートを有するアウタリンク列とを交互に組付けてなる、サイレントチェーンの製造方法において、
前記多数のリンクプレートを、前記1対のピン孔の間隔からなる孔ピッチが異なるものを複数種類用意して、チェーン幅方向最外側の前記リンクプレートの孔ピッチがその中央側のものに対して短くなるようにして、前記インナリンク列のリンクプレートを組付け、
チェーンの組付け終了後、前記リンクプレートの降伏荷重より大きい引張り荷重の予荷重をチェーンに負荷して、前記インナリンク列の前記リンクプレートの孔ピッチが、前記予荷重前に比して等しくなる方向に塑性変形してなる、
ことを特徴とするサイレントチェーンの製造方法。 - チェーン幅方向中央部の前記リンクプレートの孔ピッチがその外側のものに比して短くなるようにして、前記アウタリンク列のリンクプレートを組付ける、
請求項7記載のサイレントチェーンの製造方法。 - 前記アウタリンク列の多数のリンクプレートは、前記孔ピッチが略々同じものにて組付けられる、
請求項7記載のサイレントチェーンの製造方法。 - 前記アウタリンクプレートは、スプロケット歯からのチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレートであり、かつ前記ピンに回転不能に組付けられ、
前記サイレントチェーンが、ピッチ線の上下一方向のみに歯を有するものである、
請求項7ないし9のいずれか記載のサイレントチェーンの製造方法。 - 前記リンクプレートは、前記歯の向きを上下一方に配置した正面駆動用リンクプレートと、前記歯の向きを上下逆方向に配置にした逆面駆動用リンクプレートとを有し、
前記サイレントチェーンが、ピッチ線の上下両面に歯を有する両面駆動用サイレントチェーンである、
請求項7ないし9のいずれか記載のサイレントチェーンの製造方法。 - 複数列の前記正面駆動用リンクプレートの左右両側に前記逆面駆動用リンクプレートを複数列配置し、
前記アウタリンクプレートは、前記逆面駆動用リンクプレートと同じ向きの1対の歯を有し、かつ前記ピンに回転不能に固定され、
前記正面駆動用リンクプレートに隣接する前記逆面駆動用リンクプレートは、その歯と上下反対側の背面の高さを他の逆面駆動用リンクプレートに比して高く構成され、スプロケット歯からのチェーンの脱落を防止するガイドリンクプレートを共用してなる、
請求項11記載のサイレントチェーンの製造方法。
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