KR101143931B1 - 사일런트 체인 전동장치 - Google Patents

Abstract

맞물림에 의한 소음을 저감할 수 있고, 비용을 저감할 수 있는 사일런트 체인 전동장치를 제공한다.

사일런트 체인(11)과, 사일런트 체인(11)의 한 쌍의 링크톱니(13)와 맞물리는 복수의 톱니를 갖는 스프로켓을 구비하고, 각 링크톱니(13)는 안쪽 프랭크(13a)와 바깥쪽 프랭크(13b)로 형성되고, 사일런트 체인(11)이 스프로켓의 톱니에 대해서 안쪽 프랭크(13a)로 맞물림을 개시한 후에 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)로 착좌하여 동력을 전달하는 사일런트 체인 전동장치에 있어서, 사일런트 체인(11)의 각 링크열(L)을 구성하는 각 링크 플레이트(12)는 동일한 형상이며, 스프로켓(21ab)의 복수의 톱니는 원둘레방향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 2종류의 톱니(A,B)로 구성되고, 각 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름(df)을 갖는 것과 함께 각각의 톱니 높이(22ah,22bh)와 톱니면(23a,23b)의 형상이 다르다.

Description

사일런트 체인 전동장치 {SILENT CHAIN TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은, 주로 자동차용, 기타 산업기계 등에 있어서, 동력을 전달하는 경우에 이용되는 사일런트 체인 전동장치에 관한 것이다.

종래, 자동차 엔진의 크랭크축과 캠축간의 동력 전달(타이밍 체인) 등에 널리 이용되고 있는 사일런트 체인(silent chain)은, 스프로켓(sprocket)의 톱니와 맞물리는 각 링크 플레이트(link plate)의 한 쌍의 링크톱니(link teeth)의 안쪽 프랭크(inner flank) 또는 바깥쪽 프랭크가 스프로켓의 톱니면에 접촉하는 것에 의해서 동력 전달을 한다.

종래의 사일런트 체인 전동장치에 있어서는, 사일런트 체인은 각 링크 플레이트의 한 쌍의 링크톱니의 톱니형태가 일정하고, 또한, 각 링크 플레이트의 한 쌍의 링크톱니가 맞물리는 스프로켓의 톱니형태도 일정하다.

그 때문에, 각 링크 플레이트의 한 쌍의 링크톱니가 스프로켓의 각 톱니면과 맞물려 갈 때에 생기는 음(맞물림음)이, 거의 같은 소음이 되고, 어느 회전수영역에서는, 엔진의 진동과의 공진에 의해, 소음 레벨이 보다 커진다고 하는 결점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 사일런트 체인 전동장치에 있어서의 동력 전달시에 발생하는 소음을 저감시키기 위해서, 종래, 예를 들면, 다음과 같은 것이 제안되어 있다.

이 제안된 것은, 스프로켓 톱니에 안쪽 크러치(inner crotch, 본 발명에서 말하는 안쪽 프랭크에 상당한다)로 맞물리기 시작하여 바깥쪽 프랭크로 착좌하는 제 1 링크 플레이트와, 상기 스프로켓 톱니에 바깥쪽 프랭크만으로 맞물려 착좌하는 제 2 링크 플레이트가 체인 길이방향으로 혼재하여 무단형상으로 편성된 랜덤 배치형 사일런트 체인(random arrangement type silent chain)으로서, 상기 제 1 링크 플레이트의 전체 링크 플레이트에 대한 플레이트 혼재율이 50% 미만인 것과 함께, 제 2 링크 플레이트가, 상기 제 1 링크 플레이트의 전후에 적어도 1개 이상 랜덤으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 랜덤 배치형 사일런트 체인이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본특허공개공보 2002-250406호

그런데, 상기 일본 특허공개공보 2002-250406호에 개시된 랜덤 배치형 사일런트 체인에 있어서는, 다음의 문제가 있다.

상기 랜덤 배치형 사일런트 체인은, 서로 형상이 다른 제 1 링크 플레이트와 제 2 링크 플레이트를 사용하고 있으므로, 2종류의 링크 플레이트(즉, 제 1 링크 플레이트와 제 2 링크 플레이트)를 제조하는 것은 설비 투자의 면에서 불리하게 되어, 비용의 상승으로 연결된다.

따라서, 본 발명은 맞물림에 의한 소음을 저감할 수 있고, 비용을 저감할 수 있는 사일런트 체인 전동장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

청구항 1 기재의 발명은, 한 쌍의 링크톱니와 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 링크 플레이트를 체인의 폭방향으로 복수개 병렬하여 구성한 각 링크열을 체인의 길이방향으로 연결 핀으로 서로 굴곡 가능하게 또한 무단형상으로 연결하여 구성되는 사일런트 체인과, 상기 한 쌍의 링크톱니와 맞물리는 복수의 톱니를 갖는 스프로켓을 구비하고, 상기 각 톱니는 안쪽 프랭크와 바깥쪽 프랭크로 형성되고, 상기 사일런트 체인이 상기 스프로켓의 톱니에 대해서 상기 안쪽 프랭크로 맞물림을 개시한 후에 상기 안쪽 프랭크 또는 상기 바깥쪽 프랭크로 착좌하여 동력을 전달하는 사일런트 체인 전동장치에 있어서, 상기 사일런트 체인의 상기 각 링크열을 구성하는 상기 각 링크 플레이트는 동일한 형상이며, 상기 스프로켓의 복수의 톱니는 원둘레방 향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 2종류 이상의 톱니로 구성되고, 상기 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름을 갖는 것과 함께 각각의 톱니 높이와 톱니면의 형상이 다른 것이다.

청구항 1 기재의 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 갖는다.

청구항 1 기재의 발명은, 한 쌍의 링크톱니와 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 링크 플레이트를 체인의 폭방향으로 복수개 병렬하여 구성한 각 링크열을 체인의 길이방향으로 연결 핀으로 서로 굴곡 가능하게 또한 무단형상으로 연결하여 구성되는 사일런트 체인과, 상기 한 쌍의 링크톱니와 맞물리는 복수의 톱니를 갖는 스프로켓을 구비하고, 상기 각 링크톱니는 안쪽 프랭크와 바깥쪽 프랭크로 형성되고, 상기 사일런트 체인이 상기 스프로켓의 톱니에 대해서 상기 안쪽 프랭크로 맞물림을 개시한 후에 상기 안쪽 프랭크 또는 상기 바깥쪽 프랭크로 착좌하여 동력을 전달하는 사일런트 체인 전동장치에 있어서, 상기 사일런트 체인의 상기 각 링크열을 구성하는 상기 각 링크 플레이트는 동일한 형상이며, 상기 스프로켓의 복수의 톱니는 원둘레방향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 2종류 이상의 톱니로 구성되고, 상기 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름을 갖는 것과 함께 각각의 톱니 높이와 톱니면의 형상이 다른 것이므로,

맞물림시에, 상기 스프로켓의 톱니의 톱니면에 대해서 상기 안쪽 프랭크로부터 상기 바깥쪽 프랭크로 접촉이 이행하지만, 이 접촉 이행의 타이밍이 어긋나므로, 맞물림시의 소음을 저감할 수 있다.

또한, 상기 안쪽 프랭크 또는 상기 바깥쪽 프랭크의 상기 스프로켓의 톱니의 톱니면에 대한 착좌 형태가 변화하고 있어, 착좌의 타이밍(seating timing)이 어긋나게 되므로, 착좌시의 소음을 저감할 수 있다.

또한, 상기 스프로켓의 복수의 톱니를 톱니형태가 다른 2종류 이상의 톱니로 구성하고 있으므로, 상기 종래 기술과 같이 사일런트 체인의 링크 플레이트를 2종류 이상 설치하는 것에 의해 맞물림의 타이밍이 불규칙한 것과 비교하여, 비용을 저감할 수 있다.

또한, 자동차 엔진의 크랭크축과 캠축간의 동력 전달 등에 사용하는 경우, 사용되는 엔진에 따라서, 그 엔진의 고유 진동수가 다르기 때문에, 정해진 형상의 톱니형태가 반드시 최적인 조건이라고는 생각할 수 없는 경우가 있다. 그 때에도, 상기 스프로켓의 2종류 이상의 톱니의 톱니형태를 변경하거나 2종류 이상의 톱니의 배열순서를 변경함으로써, 보다 좋은 조건으로 튜닝할 수 있으므로, 대응하기 쉽다.

본 발명의 사일런트 체인 전동장치의 최선의 형태로서는, 이하와 같다.

즉, 한 쌍의 링크톱니(13)와 한 쌍의 핀 구멍(14)을 갖는 링크 플레이트(12)를 체인의 폭방향으로 복수개 병렬하여 구성한 각 링크열(L)을 체인의 길이방향으로 연결 핀(15)으로 서로 굴곡 가능하게 또한 무단형상으로 연결하여 구성되는 사일런트 체인(11)과, 한 쌍의 링크톱니(13)와 맞물리는 복수의 톱니를 갖는 스프로켓을 구비하고, 각 링크톱니(13)는 안쪽 프랭크(13a)와 바깥쪽 프랭크(13b)로 형성 되고, 사일런트 체인(11)이 스프로켓의 톱니에 대해서 안쪽 프랭크(13a)로 맞물림을 개시한 후에 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)로 착좌하여 동력을 전달하는 사일런트 체인 전동장치에 있어서, 사일런트 체인(11)의 각 링크열(L)을 구성하는 각 링크 플레이트(12)는 동일한 형상이며, 스프로켓(21ab)의 복수의 톱니는 원둘레방향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 2종류의 톱니(A,B)로 구성되고, 각 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름(df)을 갖는 것과 함께 각각의 톱니 높이(22ah,22bh)와 톱니면(23a,23b)의 형상이 다른 것이다.

그 각 실시예를 이하에 설명한다.

[실시예 1]

본 발명의 실시예 1의 사일런트 체인 전동장치에 대해서 이하에 설명한다. 도 1은 본 발명의 사일런트 체인 전동장치의 일부를 나타내는 개략도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 사일런트 체인의 일부를 나타내는 정면도이다. 도 3은 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예 1의 스프로켓의 정면도이다. 도 4는 도 2에 나타내는 사일런트 체인의 각 링크열을 구성하는 각 링크 플레이트가 실시예 1의 스프로켓의 톱니 A에 착좌한 상태를 나타내는 확대도이다. 도 5는 도 2에 나타내는 사일런트 체인의 각 링크열을 구성하는 각 링크 플레이트가 실시예 1의 스프로켓의 톱니 B에 착좌한 상태를 나타내는 확대도이다.

본 발명의 실시예 1의 사일런트 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 사일런트 체인(11)과 복수의 톱니를 갖는 스프로켓(21ab)을 구비하고 있다.

다음에, 사일런트 체인(11)에 대해서 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 사일런트 체인(11)은, 한 쌍의 링크톱니(13)와 한 쌍의 핀 구멍(14)을 갖는 링크 플레이트(12)를 체인의 폭방향으로 복수개 병렬하여 구성한 각 링크열(L)을 핀 구멍(14)에 삽입한 연결 핀(15)으로 체인의 길이방향으로 서로 굴곡 가능하게 또한 무단형상으로 연결하여 구성되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 각 링크열(L)을 구성하는 링크 플레이트(12)는, 상술과 같이 한 쌍의 링크톱니(13)와 한 쌍의 핀 구멍(14)을 가지고 있고, 각 링크톱니(13)은 평면형상의 안쪽 프랭크(13a)와 평면형상의 바깥쪽 프랭크(13b)로 형성되어 있다.

그리고, 각 링크열(L)을 구성하는 링크 플레이트(12)는 모두 동일한 형상을 하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 사일런트 체인(11)을 길이방향으로 직선형상으로 신장상태로 했을 때, 각 링크톱니(13)의 안쪽 프랭크(13a)는 체인의 폭방향으로 서로 포개지는 각 링크톱니(13)의 바깥쪽 프랭크(13b)보다 조금 바깥쪽으로 돌출하고 있다. 또한, 사일런트 체인(11)은 일정한 체인피치(p)를 가지고 있다. 그리고, 각 링크열(L)을 구성하는 링크 플레이트(12)는 모두 동일한 형상을 하고 있으므로, 체인의 길이방향에 인접하는 각 링크열(L)의 대응하는 안쪽 프랭크(13a)간의 간격, 및 체인의 길이방향에 인접하는 각 링크열(L)의 대응하는 바깥쪽 프랭크(13b)간의 간격은 모두 체인피치(p)와 동일하다.

한편, 체인피치(p)란, 링크 플레이트(12)의 한 쌍의 핀 구멍(14)에 삽입한 연결 핀(15)의 중심 사이의 간격이다.

다음에, 스프로켓(21ab)에 대해서 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 톱니를 갖는 스프로켓(21ab)은, 사일런트 체인(11)의 한 쌍의 링크톱니(13)와 맞물리는 복수의 톱니를 가지고 있다.

스프로켓(21ab)의 복수의 톱니는 원둘레방향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 2종류의 톱니(A,B)로 구성되어 있다.

톱니 A의 톱니형태는 톱니 높이(22ah)와 인볼류트 곡선(involute curve)에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23a)을 가지고 있다.

톱니 B의 톱니형태는 톱니 높이(22bh)와 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23b)을 가지고 있다.

톱니 A의 톱니 높이(22ah)는 톱니 B의 톱니 높이(22bh)보다 조금 크게 형성되어 있다. 즉, 22ah>22bh의 관계에 있다.

그리고, 2종류의 톱니(A,B)의 각 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름(df)을 가지고 있다. 그 때문에, 톱니 A의 톱니끝원지름(daa)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 A의 톱니 높이(22ah)와의 합으로 표시할 수 있다. 즉, daa=df+22ah×2의 관계에 있다.

또한, 톱니 B의 톱니끝원지름(dab)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 B의 톱니 높이(22bh)와의 합으로 표시할 수 있다. 즉, dab=df+22bh×2의 관계에 있다.

따라서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 톱니 A의 톱니끝원지름(daa)은 톱니 B의 톱니끝원지름(dab)보다 조금 크다. 즉, daa>dab의 관계에 있다.

또한, 톱니 A의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23a)의 형상과, 톱 니 B의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23b)의 형상은 서로 다르다.

다음에, 2종류의 톱니(A,B)를 갖는 스프로켓(21ab)의 제조 요령의 개요를 설명하면, 우선, 모든 톱니를 호브(hob)에 의해 톱니끝원지름(daa)이 큰 톱니 A에 톱니 절단가공(tooth-cut)한다. 다음에, 호브에 의해 톱니 절단가공된 톱니 A 중의 몇 개의 톱니 A를 프라이스(milling machine)에 의해 프라이스 가공하여 필요한 수의 톱니 B를 톱니 절단가공한다.

한편, 톱니 B를 프라이스 가공하는데 사용하는 프라이스의 칼날(blade)의 외형은, 톱니 A를 톱니 절단가공하는 호브의 칼날의 외형과 다르다.

이것에 의해, 2종류의 톱니(A,B)의 각 톱니형태는 각각의 톱니 높이(22ah,22bh)와 톱니면(23a,23b)의 형상이 다른 것이 되어, 2종류의 톱니(A,B)가 혼재한 스프로켓(21ab)을 가공할 수 있다.

또한, 칼날의 외형이 다른 호브, 또는 칼날의 외형이 다른 프라이스를 사용하는 것에 의해 2종류의 톱니(A,B)의 톱니형태를 변경할 수 있다.

또한, 프라이스 가공을 하는 톱니를 임의로 선택하는 것에 의해 2종류의 톱니(A,B)의 배열순서를 변경할 수 있다. 따라서, 도 3에 나타내는 2종류의 톱니(A,B)의 배열순서는 일례를 나타내는 것이다.

다음에, 본 발명의 실시예 1의 사일런트 체인 전동장치의 동작 및 효과에 대해서 설명한다.

본 발명의 실시예 1의 사일런트 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(21ab)이 시계방향으로 회전하면, 사일런트 체인(11)이 스프로 켓(21ab)의 2종류의 톱니(A,B)에 대해서 안쪽 프랭크(13a)로 맞물림을 개시한 후에 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)로 착좌하여 동력을 전달한다.

그 때, 스프로켓(21ab)의 2종류의 톱니(A,B)의 톱니면(23a,23b)에 대한 맞물림시가, 안쪽 프랭크(13a)로부터 바깥쪽 프랭크(13b)로 접촉 이행하지만, 2종류의 톱니(A,B)의 톱니형태(즉 톱니면의 형상 및 톱니 높이)가 다르므로, 이 접촉 이행의 타이밍이 어긋나게 되어, 맞물림시의 소음을 저감할 수 있다.

그리고, 스프로켓(21ab)의 톱니 A에 대해서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)와 바깥쪽 프랭크(13b)가 4개소의 착좌점 ta(○표로 표시)에서 동시에 착좌한다. 또한, 스프로켓(21ab)의 톱니 B에 대해서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 바깥쪽 프랭크(13b)만이 2개소의 착좌점 tb(○표로 표시)에서 착좌한다.

이와 같이, 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)의 스프로켓(21ab)의 2종류의 톱니(A,B)의 톱니면(23a,23b)에 대한 착좌형태가 변화하고 있어, 착좌의 타이밍이 어긋나게 되므로, 착좌시의 소음을 저감할 수 있다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)와 바깥쪽 프랭크(13b)가 4개소의 착좌점 ta(○표로 표시)에서 동시에 착좌하는 것에 의해, 착좌시의 하중이 분담되기 때문에, 응력을 저감 할 수 있고, 착좌에 의한 충격력도 경감하므로, 소음 레벨을 저감할 수 있다.

또한, 스프로켓(21ab)의 톱니를 톱니형태가 다른 2종류의 톱니(A,B)로 구성하고 있으므로, 상기 종래 기술과 같이 사일런트 체인의 링크 플레이트를 2종류 이상 설치하는 것에 의해 맞물림의 타이밍이 불규칙한 것과 비교하여, 비용을 저감할 수 있다.

또한, 자동차 엔진의 크랭크축과 캠축간의 동력 전달 등에 사용하는 경우, 사용되는 엔진에 따라서, 그 엔진의 고유 진동수가 다르기 때문에, 정해진 형상의 톱니형태가 반드시 최적인 조건이라고는 생각할 수 없는 경우가 있다. 그 때에도, 스프로켓(21ab)의 2종류의 톱니(A,B)의 톱니형태를 변경하거나 2종류의 톱니(A,B)의 배열순서를 변경함으로써, 보다 좋은 조건으로 튜닝할 수 있으므로, 대응하기 쉽다.

[실시예 2]

본 발명의 실시예 2의 사일런트 체인 전동장치에 대해서 이하에 설명한다. 도 6은 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예 2의 스프로켓의 정면도이다. 도 7은 도 2에 나타내는 사일런트 체인의 각 링크열을 구성하는 각 링크 플레이트가 실시예 2의 스프로켓의 톱니 C에 착좌한 상태를 나타내는 확대도이다.

본 발명의 실시예 2의 사일런트 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 사일런트 체인(11)과 복수의 톱니를 갖는 스프로켓(21ac)을 구비하고 있다.

본 발명의 실시예 2의 사일런트 체인 전동장치에 사용하는 사일런트 체인(11)은 , 본 발명의 실시예 1의 사일런트 체인 전동장치에 사용하는 사일런트 체인(11)(도 2 참조)과 동일하므로, 사일런트 체인(11)의 설명은 생략한다.

다음에, 스프로켓(21ac)에 대해서 설명한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 복수의 톱니를 갖는 스프로켓(21ac)은, 사일런트 체인(11)의 한 쌍의 링크톱니(13)와 맞물리는 복수의 톱니를 가지고 있다. 스 프로켓(21ac)의 복수의 톱니는 원둘레방향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 2종류의 톱니 A, C로 구성되어 있다.

톱니 A의 톱니형태는 톱니 높이(22ah)와 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23a)을 가지고 있다.

톱니 C의 톱니형태는 톱니 높이(22ch)와 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23c)을 가지고 있다.

톱니 C의 톱니 높이(22ch)는 톱니 A의 톱니 높이(22ah)보다 조금 크게 형성되어 있다. 즉, 22ch>22ah의 관계에 있다.

그리고, 2종류의 톱니 A, C의 각 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름(df)을 가지고 있다. 그 때문에, 톱니 A의 톱니끝원지름(daa)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 A의 톱니 높이(22ah)와의 합으로 표시할 수 있다. 즉, daa=df+22ah×2의 관계에 있다.

또한, 톱니 C의 톱니끝원지름(dac)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 C의 톱니 높이(22ch)와의 합으로 표시할 수 있다. 즉, dac=df+22ch×2의 관계에 있다.

따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 톱니 C의 톱니끝원지름(dac)은 톱니 A의 톱니끝원지름(daa)보다 조금 크다. 즉, dac>daa의 관계에 있다.

또한, 톱니 A의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23a)의 형상과, 톱니 C의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23c)의 형상은 서로 다르다.

다음에, 2종류의 톱니 A, C를 갖는 스프로켓(21ac)의 제조 요령의 개요를 설명하면, 우선, 모든 톱니를 호브에 의해 톱니끝원지름(dac)이 큰 톱니 C에 톱니 절 단가공한다. 다음에, 호브에 의해 톱니 절단가공된 톱니 C 중의 몇개의 톱니 C를 프라이스에 의해 프라이스 가공하여 필요한 수의 톱니 A를 톱니 절단가공한다.

한편, 톱니 A를 프라이스 가공하는데 사용하는 프라이스의 칼날의 외형은, 톱니 C를 톱니 절단가공하는 호브의 칼날의 외형과 다르다.

이것에 의해, 2종류의 톱니 A, C의 각 톱니형태는 각각의 톱니 높이(22ah,22ch)와 톱니면(23a,23c)의 형상이 다른 것이 되어, 2종류의 톱니 A, C가 혼재한 스프로켓(21ac)을 가공할 수 있다.

또한, 칼날의 외형이 다른 호브, 또는 칼날의 외형이 다른 프라이스를 사용하는 것에 의해 2종류의 톱니 A, C의 톱니형태를 변경할 수 있다.

또한, 프라이스 가공을 하는 톱니를 임의로 선택하는 것에 의해 2종류의 톱니 A, C의 배열순서를 변경할 수 있다. 따라서, 도 6에 나타내는 2종류의 톱니 A, C의 배열순서는 일례를 나타내는 것이다.

다음에, 본 발명의 실시예 2의 사일런트 체인 전동장치의 동작 및 효과에 대해서 설명한다.

본 발명의 실시예 2의 사일런트 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(21ac)이 시계방향으로 회전하면, 사일런트 체인(11)이 스프로켓(21ac)의 2종류의 톱니 A, C에 대해서 안쪽 프랭크(13a)로 맞물림을 개시한 후에 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)로 착좌하여 동력을 전달한다. 그 때, 스프로켓(21ac)의 2종류의 톱니 A, C의 톱니면(23a,23c)에 대한 맞물림시가, 안쪽 프랭크(13a)로부터 바깥쪽 프랭크(13b)로 접촉 이행하지만, 2종류의 톱니 A, C의 톱니형태(즉 톱니면의 형상 및 톱니 높이)가 다르므로, 이 접촉 이행의 타이밍이 어긋나게 되어, 맞물림시의 소음을 저감할 수 있다.

그리고, 스프로켓(21ac)의 톱니 A에 대해서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)와 바깥쪽 프랭크(13b)가 4개소의 착좌점 ta(○표로 표시)에서 동시에 착좌한다. 또한, 스프로켓(21ac)의 톱니 C에 대해서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)만이 2개소의 착좌점 tc(○표로 표시)에서 착좌한다.

이와 같이, 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)의 스프로켓(21ac)의 2종류의 톱니 A, C의 톱니면(23a,23c)에 대한 착좌형태가 변화하고 있어, 착좌의 타이밍이 어긋나게 되므로, 착좌시의 소음을 저감할 수 있다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)와 바깥쪽 프랭크(13b)가 4개소의 착좌점 ta(○표로 표시)에서 동시에 착좌하는 것에 의해, 착좌시의 하중이 분담되기 때문에, 응력을 저감할 수 있고, 착좌에 의한 충격력도 경감하므로, 소음 레벨을 저감할 수 있다.

또한, 스프로켓(21ac)의 톱니를 톱니형태가 다른 2종류의 톱니 A, C로 구성하고 있으므로, 상기 종래 기술과 같이 사일런트 체인의 링크 플레이트를 2종류 이상 설치하는 것에 의해 맞물림의 타이밍이 불규칙한 것과 비교하여, 비용을 저감할 수 있다.

또한, 자동차 엔진의 크랭크축과 캠축간의 동력 전달 등에 사용하는 경우, 사용되는 엔진에 따라서, 그 엔진의 고유 진동수가 다르기 때문에, 정해진 형상의 톱니형태가 반드시 최적인 조건이라고는 생각할 수 없는 경우가 있다. 그 때에도, 스프로켓(21ac)의 2종류의 톱니 A, C의 톱니형태를 변경하거나 2종류의 톱니 A, C의 배열순서를 변경함으로써, 보다 좋은 조건으로 튜닝할 수 있으므로, 대응하기 쉽다.

[실시예 3]

본 발명의 실시예 3의 사일런트 체인 전동장치에 대해서 이하에 설명한다. 도 8은 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예 3의 스프로켓의 정면도이다.

본 발명의 실시예 3의 사일런트 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 사일런트 체인(11)과 복수의 톱니를 갖는 스프로켓(21bc)을 구비하고 있다.

본 발명의 실시예 3의 사일런트 체인 전동장치에 사용하는 사일런트 체인(11)은, 본 발명의 실시예 1의 사일런트 체인 전동장치에 사용하는 사일런트 체인(11)(도 2 참조)과 동일하므로, 사일런트 체인(11)의 설명은 생략한다.

다음에, 스프로켓(21bc)에 대해서 설명한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 복수의 톱니를 갖는 스프로켓(21bc)은, 사일런트 체인(11)의 한 쌍의 링크톱니(13)와 맞물리는 복수의 톱니를 가지고 있다. 스프로켓(21bc)의 복수의 톱니는 원둘레방향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 2종류의 톱니 B, C로 구성되어 있다.

톱니 B의 톱니형태는 톱니 높이(22bh)와 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23b)을 가지고 있다.

톱니 C의 톱니형태는 톱니 높이(22ch)와 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23c)을 가지고 있다.

톱니 C의 톱니 높이(22ch)는 톱니 B의 톱니 높이(22bh)보다 조금 크게 형성되어 있다. 즉, 22ch>22bh의 관계에 있다.

그리고, 2종류의 톱니 B, C의 각 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름(df)을 가지고 있다. 그 때문에, 톱니 B의 톱니끝원지름(dab)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 B의 톱니 높이(22bh)의 합으로 표시할 수 있다. 즉, dab=df+22bh×2의 관계에 있다.

또한, 톱니 C의 톱니끝원지름(dac)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 C의 톱니 높이(22ch)와의 합으로 표시할 수 있다. 즉, dac=df+22ch×2의 관계에 있다.

따라서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 톱니 C의 톱니끝원지름(dac)은 톱니 B의 톱니끝원지름(dab)보다 조금 크다. 즉, dac>dab의 관계에 있다.

또한, 톱니 B의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23b)의 형상과, 톱니 C의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23c)의 형상은 서로 다르다.

다음에, 2종류의 톱니 B, C를 갖는 스프로켓(21bc)의 제조 요령의 개요를 설명하면, 우선, 모든 톱니를 호브에 의해 톱니끝원지름(dac)이 큰 톱니 C에 톱니 절단가공한다. 다음에, 호브에 의해 톱니 절단가공된 톱니 C중의 몇 개의 톱니 C를 프라이스에 의해 프라이스 가공하여 필요한 수의 톱니 B를 톱니 절단가공한다.

한편, 톱니 B를 프라이스 가공하는데 사용하는 프라이스의 칼날의 외형은, 톱니 C를 톱니 절단가공하는 호브의 칼날의 외형과 다르다.

이것에 의해, 2종류의 톱니 B, C의 각 톱니형태는 각각의 톱니 높이(22bh,22ch)와 톱니면(23b,23c)의 형상이 다른 것이 되어, 2종류의 톱니 B, C가 혼재한 스프로켓(21bc)을 가공할 수 있다.

또한, 칼날의 외형이 다른 호브, 또는 칼날의 외형이 다른 프라이스를 사용하는 것에 의해 2종류의 톱니 B, C의 톱니형태를 변경할 수 있다.

또한, 프라이스 가공을 하는 톱니를 임의로 선택하는 것에 의해 2종류의 톱니 B, C의 배열순서를 변경할 수 있다. 따라서, 도 8에 나타내는 2종류의 톱니 B, C의 배열순서는 일례를 나타내는 것이다.

다음에, 본 발명의 실시예 3의 사일런트 체인 전동장치의 동작 및 효과에 대해서 설명한다.

본 발명의 실시예 3의 사일런트 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(21bc)이 시계방향으로 회전하면, 사일런트 체인(11)이 스프로켓(21bc)의 2종류의 톱니 B, C에 대해서 안쪽 프랭크(13a)로 맞물림을 개시한 후에 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)로 착좌하여 동력을 전달한다.

그 때, 스프로켓(21bc)의 2종류의 톱니 B, C의 톱니면(23b,23c)에 대한 맞물림시가, 안쪽 프랭크(13a)로부터 바깥쪽 프랭크(13b)로 접촉 이행하지만, 2종류의 톱니 B, C의 톱니형태(즉 톱니면의 형상 및 톱니 높이)가 다르므로, 이 접촉 이행의 타이밍이 어긋나게 되어, 맞물림시의 소음을 저감할 수 있다.

그리고, 스프로켓(21bc)의 톱니 B에 대해서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 바깥쪽 프랭크(13b)만이 2개소의 착좌점 tb(○표로 표시)에서 착좌한다. 또한, 스프로켓(21bc)의 톱니 C에 대해서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)만이 2개소의 착좌점 tc(O표로 표시)에서 착좌한다.

이와 같이, 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)의 스프로켓(21bc)의 2종류의 톱니 B, C의 톱니면(23b,23c)에 대한 착좌형태가 변화하고 있어, 착좌의 타이밍이 어긋나게 되므로, 착좌시의 소음을 저감할 수 있다.

또한, 스프로켓(21bc)의 톱니를 톱니형태가 다른 2종류의 톱니 B, C로 구성하고 있으므로, 상기 종래 기술과 같이 사일런트 체인의 링크 플레이트를 2종류 이상 설치하는 것에 의해 맞물림의 타이밍이 불규칙한 것과 비교하여, 비용을 저감할 수 있다.

또한, 자동차 엔진의 크랭크축과 캠축간의 동력 전달 등에 사용하는 경우, 사용되는 엔진에 따라서, 그 엔진의 고유 진동수가 다르기 때문에, 정해진 형상의 톱니형태가 반드시 최적인 조건이라고는 생각할 수 없는 경우가 있다. 그 때에도, 스프로켓(21bc)의 2종류의 톱니 B, C의 톱니형태를 변경하거나 2종류의 톱니 B, C의 배열순서를 변경함으로써, 보다 좋은 조건으로 튜닝할 수 있으므로, 대응하기 쉽다.

[실시예 4]

본 발명의 실시예 4의 사일런트 체인 전동장치에 대해서 이하에 설명한다. 도 9는 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예 4의 스프로켓의 정면도이다.

본 발명의 실시예 4의 사일런트 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 사일런트 체인(11)과 복수의 톱니를 갖는 스프로켓(21abc)을 구비하고 있다.

본 발명의 실시예 4의 사일런트 체인 전동장치에 사용하는 사일런트 체인(11)은, 본 발명의 실시예 1의 사일런트 체인 전동장치에 사용하는 사일런트 체 인(11)(도 2 참조)과 동일하므로, 사일런트 체인(11)의 설명은 생략한다.

다음에, 스프로켓(21abc)에 대해서 설명한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 복수의 톱니를 갖는 스프로켓(21abc)은, 사일런트 체인(11)의 한 쌍의 링크톱니(13)와 맞물리는 복수의 톱니를 가지고 있다. 스프로켓(21abc)의 복수의 톱니는 원둘레방향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 3종류의 톱니(A,B,C)로 구성되어 있다.

톱니 A의 톱니형태는 톱니 높이(22ah)와 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23a)을 가지고 있다.

톱니 B의 톱니형태는 톱니 높이(22bh)와 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23b)을 가지고 있다.

톱니 C의 톱니형태는 톱니 높이(22ch)와 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 형상의 톱니면(23c)을 가지고 있다.

톱니 C의 톱니 높이(22ch)는 톱니 A의 톱니 높이(22ah)보다 조금 크게 형성되고, 또한, 톱니 A의 톱니 높이(22ah)는 톱니 B의 톱니 높이(22bh)보다 조금 크게 형성되어 있다. 즉, 22ch>22ah>22bh의 관계에 있다.

그리고, 3종류의 톱니(A,B,C)의 각 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름(df)을 가지고 있다. 그 때문에, 톱니 A의 톱니끝원지름(daa)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 A의 톱니 높이(22ah)와의 합으로 표시할 수 있다. 즉, daa=df+22ah×2의 관계에 있다.

또한, 톱니 B의 톱니끝원지름(dab)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 B의 톱니 높이(22bh)와의 합으로 표시할 수 있다. 즉, dab=df+22bh×2의 관계에 있다.

또한, 톱니 C의 톱니끝원지름(dac)은 공통의 톱니바닥원지름(df)과 톱니 C의 톱니 높이(22ch)와의 합으로 표시할 수 있다. 즉, dac=df+22ch×2의 관계에 있다.

따라서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 톱니 C의 톱니끝원지름(dac)은 톱니 A의 톱니끝원지름(daa)보다 조금 크고, 또한, 톱니 A의 톱니끝원지름(daa)은 톱니 B의 톱니끝원지름(dab)보다 조금 크다. 즉, dac>daa>dab의 관계에 있다.

또한, 톱니 A의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23a)의 형상과, 톱니 B의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23b)의 형상과, 톱니 C의 인볼류트 곡선에 의해서 형성되는 톱니면(23c)의 형상은 서로 다르다.

다음에, 3종류의 톱니(A,B,C)를 갖는 스프로켓(21abc)의 제조 요령의 개요를 설명하면, 우선, 모든 톱니를 호브에 의해 톱니끝원지름(dac)이 큰 톱니 C에 톱니 절단가공한다. 다음에, 호브에 의해 톱니 절단가공된 톱니 C 중의 몇개의 톱니 C를 프라이스에 의해 프라이스 가공하여 필요한 수의 톱니 A를 톱니 절단가공한다.한편, 톱니 A를 프라이스 가공하는데 사용하는 프라이스의 칼날의 외형은, 톱니 C를 톱니 절단가공하는 호브의 칼날의 외형과 다르다.

또한, 호브에 의해 톱니 절단가공된 톱니 C 중의 나머지의 몇 개의 톱니 C를 프라이스에 의해 프라이스 가공하여 필요한 수의 톱니 B를 톱니 절단가공한다.

한편, 톱니 B를 프라이스 가공하는데 사용하는 프라이스의 칼날의 외형은, 톱니 C를 톱니 절단가공하는 호브의 칼날의 외형, 및 톱니 A를 프라이스 가공하는데 사용하는 프라이스의 칼날의 외형과 다르다.

이것에 의해, 3종류의 톱니(A,B,C)의 각 톱니형태는 각각의 톱니 높이(22ah,22bh,22ch)와 톱니면(23a,23b,23c)의 형상이 다른 것이 되어, 3종류의 톱니(A,B,C)가 혼재한 스프로켓(21abc)을 가공할 수 있다.

또한, 칼날의 외형이 다른 호브, 또는 칼날의 외형이 다른 프라이스를 사용하는 것에 의해 3종류의 톱니(A,B,C)의 톱니형태를 변경할 수 있다.

또한, 프라이스 가공을 하는 톱니를 임의로 선택하는 것에 의해 3종류의 톱니(A,B,C)의 배열순서를 변경할 수 있다. 따라서, 도 9에 나타내는 3종류의 톱니(A,B,C)의 배열순서는 일례를 나타내는 것이다.

다음에, 본 발명의 실시예 4의 사일런트 체인 전동장치의 동작 및 효과에 대해서 설명한다.

본 발명의 실시예 4의 사일런트 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(21abc)가 시계방향으로 회전하면, 사일런트 체인(11)이 스프로켓(21abc)의 3종류의 톱니(A,B,C)에 대해서 안쪽 프랭크(13a)로 맞물림을 개시한 후에 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)로 착좌하여 동력을 전달한다.

그 때, 스프로켓(21abc)의 3종류의 톱니(A,B,C)의 톱니면(23a,23b,23c)에 대한 맞물림시가, 안쪽 프랭크(13a)로부터 바깥쪽 프랭크(13b)로 접촉 이행하지만, 3종류의 톱니(A,B,C)의 톱니형태(즉 톱니면의 형상 및 톱니 높이)가 다르므로, 이 접촉 이행의 타이밍이 어긋나게 되어, 맞물림시의 소음을 저감할 수 있다.

그리고, 스프로켓(21abc)의 톱니 A에 대해서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)와 바깥쪽 프랭크(13b)가 4개소의 착좌점 ta(○표로 표시)에서 동 시에 착좌한다. 또한, 스프로켓(21abc)의 톱니 B에 대해서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 바깥쪽 프랭크(13b)만이 2개소의 착좌점 tb에서 착좌한다. 또한, 스프로켓(21abc)의 톱니 C에 대해서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)만이 2개소의 착좌점 tc(○표로 표시)에서 착좌한다.

이와 같이, 안쪽 프랭크(13a) 또는 바깥쪽 프랭크(13b)의 스프로켓(21abc)의 3종류의 톱니(A,B,C)의 톱니면(23a,23b,23c)에 대한 착좌 형태가 변화하고 있어, 착좌의 타이밍이 어긋나게 되므로, 착좌시의 소음을 저감할 수 있다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 안쪽 프랭크(13a)와 바깥쪽 프랭크(13b)가 4개소의 착좌점 ta(○표로 표시)에서 동시에 착좌하는 것에 의해, 착좌시의 하중이 분담되기 때문에, 응력을 저감할 수 있고, 착좌에 의한 충격력도 경감하므로, 소음 레벨을 저감할 수 있다.

또한, 스프로켓(21abc)의 톱니를 톱니형태가 다른 3종류의 톱니(A,B,C)로 구성하고 있으므로, 상기 종래 기술과 같이 사일런트 체인의 링크 플레이트를 2종류 이상 설치하는 것에 의해 맞물림의 타이밍이 불규칙한 것과 비교하여, 비용을 저감할 수 있다.

또한, 자동차 엔진의 크랭크축과 캠축 사이의 동력 전달 등에 사용하는 경우, 사용되는 엔진에 따라서, 그 엔진의 고유 진동수가 다르기 때문에, 정해진 형상의 톱니형태가 반드시 최적인 조건이라고는 생각할 수 없는 경우가 있다. 그 때에도, 스프로켓(21abc)의 3종류의 톱니(A,B,C)의 톱니형태를 변경하거나 3종류의 톱니(A,B,C)의 배열순서를 변경함으로써, 보다 좋은 조건으로 튜닝할 수 있으므로, 대응하기 쉽다.

한편, 도 10은 톱니(A,B,C)를 비교하기 위해서, 도 2에 나타내는 사일런트 체인의 각 링크열(L)을 구성하는 각 링크 플레이트(12)가 스프로켓의 톱니(A,B,C)에 착좌한 가상상태를 나타내는 비교 확대도이다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서는, 사일런트 체인(11)의 각 링크열(L)을 서로 연결하는 연결 핀(15)으로서, (단면 원형의) 환핀을 사용한 예를 나타내고 있지만, 본 발명에 있어서는 연결 핀(15)으로서 환핀에 대신해 공지의 로커 핀(rocker pin)을 사용해도 좋다.

도 1은 본 발명의 사일런트 체인 전동장치의 일부를 나타내는 개략도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 사일런트 체인의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 3은 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예 1의 스프로켓의 정면도이다.

도 4는 도 2에 나타내는 사일런트 체인의 각 링크열을 구성하는 각 링크 플레이트가 실시예 1의 스프로켓의 톱니 A에 착좌한 상태를 나타내는 확대도이다.

도 5는 도 2에 나타내는 사일런트 체인의 각 링크열을 구성하는 각 링크 플레이트가 실시예 1의 스프로켓의 톱니 B에 착좌한 상태를 나타내는 확대도이다.

도 6은 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예 2의 스프로켓의 정면도이다.

도 7은 도 2에 나타내는 사일런트 체인의 각 링크열을 구성하는 각 링크 플레이트가 실시예 2의 스프로켓의 톱니 C에 착좌한 상태를 나타내는 확대도이다.

도 8은 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예 3의 스프로켓의 정면도이다.

도 9는 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예 4의 스프로켓의 정면도이다.

도 10은 톱니(A,B,C)를 비교하기 위해서, 도 2에 나타내는 사일런트 체인의 각 링크열을 구성하는 각 링크 플레이트가 스프로켓의 톱니(A,B,C)에 착좌한 상태를 나타내는 비교 확대도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 사일런트 체인 12 : 링크 플레이트

13 : 링크톱니 13a : 안쪽 프랭크

13b : 바깥쪽 프랭크 14 : 핀 구멍

15 : 연결 핀

L : 링크열 p : 사일런트 체인의 피치

21ab : 실시예 1의 스프로켓 21ac : 실시예 2의 스프로켓

21bc : 실시예 3의 스프로켓 21abc : 실시예 4의 스프로켓

A,B,C : 스프로켓의 톱니

22ah : 톱니 A의 톱니 높이 22bh : 톱니 B의 톱니 높이

22ch : 톱니 C의 톱니 높이

23a : 톱니 A의 톱니면 23b : 톱니 B의 톱니면

23c : 톱니 C의 톱니면

df : 톱니바닥원지름 daa : 톱니 A의 톱니끝원지름

dab : 톱니 B의 톱니끝원지름 dac : 톱니 C의 톱니끝원지름

ta : 톱니 A의 착좌점 tb : 톱니 B의 착좌점

tc : 톱니 C의 착좌점

Claims (1)

1. 한 쌍의 링크톱니와 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 링크 플레이트를 체인의 폭방향으로 복수개 병렬하여 구성한 각 링크열을 체인의 길이방향으로 연결 핀으로 서로 굴곡 가능하게 또한 무단형상으로 연결하여 구성되는 사일런트 체인과, 상기 한 쌍의 링크톱니와 맞물리는 복수의 톱니를 갖는 스프로켓을 구비하고, 상기 각 톱니는 안쪽 프랭크와 바깥쪽 프랭크로 형성되고, 상기 사일런트 체인이 상기 스프로켓의 톱니에 대해서 상기 안쪽 프랭크로 맞물림을 개시한 후에 상기 안쪽 프랭크 또는 상기 바깥쪽 프랭크로 착좌하여 동력을 전달하는 사일런트 체인 전동장치에 있어서,

   상기 사일런트 체인의 상기 각 링크열을 구성하는 상기 각 링크 플레이트는 동일한 형상이며,

   상기 스프로켓의 복수의 톱니는 원둘레방향으로 등각도로 배열되는 것과 함께 톱니형태가 다른 2종류 이상의 톱니로 구성되고, 상기 톱니형태는 공통의 톱니바닥원지름을 갖는 것과 함께 각각의 톱니 높이와 톱니면의 형상이 다른 것을 특징으로 하는 사일런트 체인 전동장치.

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