KR20090022996A - 사일런트 체인 - Google Patents

Abstract

링크 플레이트의 표리 랜덤 배치에 의해서 체인폭방향의 뛰어난 좌우 밸런스와 저소음과 낮은 진동의 안정된 맞물림을 실현하는 것과 동시에, 링크 플레이트의 피로 파괴와 체인의 마모신장을 억제하여, 체인 조립 부담과 그 제작 정밀도 부담을 경감한 사일런트 체인을 제공하는 것이다.

표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치한 링크 플레이트(111)의 안쪽 맞물림면(111b)이 스프로켓에 맞물림 시작한 후에 링크 플레이트(111)의 바깥쪽 맞물림면(111c)이 착좌상태로 맞물려 동력 전달하는 사일런트 체인(100)으로서, 링크 플레이트(111)의 프레스 가공으로 펀칭된 안쪽 맞물림면(111b)과 핀 구멍 내면(111a)과 바깥쪽 맞물림면(111c)이 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 동시에 형성된 전단면을 구비하고 있는 것이다.

Description

사일런트 체인{SILENT CHAIN}

본 발명은, 자동차의 타이밍 체인, 산업기계의 동력 전달 체인 등으로서 이용되는 사일런트 체인에 관한 것이다.

종래, 엔진 등에 이용되고 있는 사일런트 체인은, 복수의 링크 플레이트를 체인폭방향으로 병렬 배치한 링크열이 링크 플레이트의 핀 구멍 내면에 끼워 통해진 연결핀에 의해서 서로 손가락을 깍지낀 형상으로 연결되는 것과 동시에, 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이 스프로켓에 맞물림 시작한 후에, 링크 플레이트의 바깥쪽 맞물림면이 착좌상태로 맞물려 동력 전달하도록 구성되어 있다.

그리고, 그들 링크 플레이트는, 프레스 가공시에 강재로 이루어지는 블랭크재를 차례차례 프레스 위치로 이동시키면서, 제 1 프레스 공정에서 핀 구멍 내면을 펀치에 의해서 동시에 뚫으면, 제 2 프레스 공정에서 펀치에 의해서 안쪽 맞물림면, 바깥쪽 맞물림면, 배면 등으로 구성되는 플레이트 윤곽을 펀칭 형성하거나, 혹은, 반대로, 블랭크재로부터 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면, 바깥쪽 맞물림면, 배면 등으로 구성되는 플레이트 윤곽을 펀칭 형성한 후, 이 링크 플레이트에 핀 구멍 내면을 형성하여 제조되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 2005-22107호(제 1 페이지, 도 1)

그러나, 상술한 종래와 같은 사일런트 체인은, 링크 플레이트 자체의 펀칭 정밀도나 치수 정밀도를 개선하는 것에 의해서 저소음화나 내마모성을 실현하고자 하는 것으로, 링크 플레이트를 체인폭방향으로 병렬 배치하여 이루어지는 링크열의 형상 구조, 혹은, 맞물리는 스프로켓과의 맞물림 상태에 착안한 저소음화나 내마모성의 실현에 대해 종합적인 동시에 상승적으로 충분히 대응할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

예를 들면, 종래와 같은 사일런트 체인(500)은, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 링크 플레이트(511)를 정밀하게 펀칭 가공해도 펀칭 가공시의 펀칭 진동 등에 의해서 핀 구멍 내면(511a)의 천공 위치와의 사이에 작은 엇갈림(A>B, C<D)을 일으켜, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 반드시 링크 플레이트(511)의 각 부위가 좌우 대칭(A=B, C=D)으로는 되지 않기 때문에, 체인 조립시에 이러한 다수의 링크 플레이트(511)를 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치하여 링크열(510)을 형성하면, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 체인폭방향으로 병렬 집합한 모든 링크 플레이트(511)를 투영 한 링크열(510)의 링크 외형치수(W, H)는 링크열(510)을 구성하는 개개의 링크 플레이트(511)의 플레이트 외형치수(w, h)보다 조금 커지는 경향이 있다.

그렇게 하면, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 링크열(510)의 링크 외형치수(W, H)가 개개의 링크 플레이트(511)의 플레이트 외형치수(w, h)보다 커지고 있는 분량(δw, δh)만큼, 사일런트 체인 전동시에 있어서의 사일런트 체인(500)과 스프로켓과의 맞물림이 부자연스럽게 되어 맞물림 불량을 일으켜 진동이나 소음을 발생시키거나, 양자의 맞물림면에 맞물림 간섭을 일으켜 내마모성을 현저하게 저하시킨다고 하는 문제가 있었다.

또한, 종래와 같은 사일런트 체인(500)의 링크 플레이트(511)가 스프로켓에 맞물려 감아붙여지면서 착좌할 때, 체인 다각형 운동을 일으키는 것이 되기 때문에, 사일런트 체인(500)의 진동, 소음, 장력 변동을 완전하게 해소할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

게다가, 상술한 링크 플레이트(511)에 형성된 한 쌍의 안쪽 맞물림면 (511b,511b)에 연속하여 개재하는 안쪽 만곡면(511e)이 스프로켓의 톱니끝부와 간섭하는 것과 동시에 V자형상 링크톱니의 톱니끝부가 스프로켓의 톱니바닥부와 간섭하고, 링크 플레이트(511)의 안쪽 만곡면(511e)이나 V자형상 링크톱니의 톱니끝부나 스프로켓의 톱니바닥부에 편마모, 톱니 빠짐 등의 마모손실을 일으킬 우려도 있다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은, 상술한 바와 같은 종래의 기술의 문제점을 해결하는 것으로서, 즉, 본 발명의 목적은, 링크 플레이트의 표리 랜덤 배치에 의해서 체인폭방향의 뛰어난 좌우 밸런스와 저소음과 낮은 진동의 안정된 맞물림을 실현하는 것과 동시에, 링크 플레이트의 피로 파괴와 체인의 마모신장을 억제하여, 체인 조립 부담과 그 제작 정밀도 부담을 경감하여 체인 생산성이 뛰어난 사일런트 체인을 제공하는 것이다.

본 청구항 1에 관한 발명은, 복수의 링크 플레이트를 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치한 링크열이 상기 링크 플레이트의 핀 구멍 내면에 끼워 통해진 연결핀에 의해서 서로 손가락을 깍지낀 형상으로 연결되는 것과 동시에, 상기 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이 스프로켓에 맞물림 시작한 후에 상기 링크 플레이트의 바깥쪽 맞물림면이 착좌상태로 맞물려 동력 전달하는 사일런트 체인으로서, 상기 링크 플레이트의 프레스 가공으로 펀칭된 안쪽 맞물림면과 핀 구멍 내면과 바깥쪽 맞물림면이, 상기 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 동시에 형성된 전단면을 구비하고 있는 것에 의해, 상술한 과제를 해결하는 것이다.

그리고 본 청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 관한 사일런트 체인의 구성에 더하여, 상기 링크 플레이트에 배치한 한 쌍의 핀 구멍 내면을 기준 위치로 하여 쉐이빙가공된 플레이트 외형치수(w, h)가 상기 링크열을 체인폭방향으로 투영하여 윤곽지어지는 링크 외형치수(W, H)보다 작고, 상기 링크열의 링크 외형치수(W, H)가 상기 스프로켓과 정규(正規)로 맞물리기 위한 설계 기준 치수(Ws, Hs)에 합치하고 있는 것에 의해, 상술한 과제를 한층 더 해결하는 것이다.

또한, 본 청구항 3에 관한 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 관한 사일런트 체인구성에 더하여, 상기 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이, 스프로켓톱니를 형성시키는 호브·커터(hob cutter)의 호브축방향(hob axial direction)으로 윤곽 형성된 단면 톱니형과 동일 형상을 구비하고 있는 것에 의해, 상술한 과제를 한층 더 해결하는 것이다.

덧붙여, 본 청구항 4에 관한 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 관한 사일런트 체인의 구성에 더하여, 상기 링크 플레이트의 서로 대향하여 벌어진 안쪽 맞물림면에 연속 형성된 안쪽 만곡면이, 상기 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 형성된 전단면을 구비하고 있는 것에 의해, 상술한 과제를 한층 더 해결하는 것이다.

본 발명의 사일런트 체인은, 복수의 링크 플레이트를 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치한 링크열이 링크 플레이트의 핀 구멍 내면에 끼워 통해진 연결핀에 의해서 서로 손가락을 깍지낀 형상으로 연결되는 것과 동시에, 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이 스프로켓에 맞물림 시작한 후에 링크 플레이트의 바깥쪽 맞물림면이 착좌상태로 맞물려 동력 전달하는 것과 동시에, 이하와 같은 각별한 효과를 이룰 수 있다.

즉, 본 청구항 1에 관한 사일런트 체인은, 링크 플레이트의 프레스 가공으로 펀칭된 안쪽 맞물림면과 핀 구멍 내면과 바깥쪽 맞물림면이 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 동시에 형성된 전단면을 구비하고 있는 것에 의해서, 각각의 링크 플레이트에 있어서 안쪽 맞물림면, 핀 구멍 내면, 바깥쪽 맞물림면의 플레이트 평면에 대한 직각도가 향상하는 것과 동시에 각 면의 평행도 및 평면 정밀도가 향상하기 때문에, 핀 구멍 내면과 연결핀이 평행하게 접촉하여 편하중(偏荷重)이 가해지지 않고, 상호의 접촉 면적이 증가 하여 마모가 적어져서 체인의 마모신장을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 안쪽 맞물림면 및 바깥쪽 맞물림면의 핀 구멍 내면에 대한 거리 정밀도가 향상하기 때문에, 스프로켓 톱니면과의 안정된 맞물림 상태를 달성할 수 있다.

게다가, 쉐이빙가공을 실시한 복수의 링크 플레이트가 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치되어 있는 것에 의해서, 쉐이빙가공에 의해 얻어진 각각의 링크 플레이트의 전단면과 파단면이 링크열단위의 체인폭방향에서 랜덤하게 배치된 상태가 되기 때문에, 쉐이빙가공의 펀칭 방향의 영향을 받는 일 없이, 링크열단위로 안쪽 맞물림면, 핀 구멍 내면, 바깥쪽 맞물림면의 플레이트 평면에 대한 직각도가 향상하는 것과 동시에 각 면의 평행도 및 평면 정밀도가 향상하기 때문에, 스프로켓 톱니면과의 균일하고 안정된 맞물림 상태가 달성 가능해지고, 또한, 링크 플레이트의 표리 랜덤 배치에 의해서 체인폭방향의 뛰어난 좌우 밸런스를 발휘할 수 있다.

그리고, 본 청구항 2에 관한 사일런트 체인은, 청구항 1에 관한 사일런트 체인이 이루는 효과에 더하여, 링크 플레이트에 배치한 한 쌍의 핀 구멍 내면을 기준 위치로 하여 쉐이빙가공된 플레이트 외형치수(w, h)가 링크열을 체인폭방향으로 투영하여 윤곽지어지는 링크 외형치수(W, H)보다 작고, 링크열의 링크 외형치수(W, H)가 스프로켓과 정규로 맞물리기 위한 설계 기준 치수(Ws, Hs)에 합치하고 있는 것에 의해서, 사일런트 체인의 링크열이 스프로켓과 확실히 맞물리기 때문에, 스프로켓에 설정된 체인 주행라인상을 정확하게 주행하여 저소음과 낮은 진동의 맞물림을 실현할 수 있고, 게다가, 사일런트 체인 조립시에 링크 플레이트가 좌우 비대칭이라도 그 표리를 문제시하는 일 없이 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 간편하게 병 렬 배치하여 조립하여 부착할 수 있으므로, 체인폭방향의 뛰어난 좌우 밸런스를 발휘할 수 있는 것과 동시에 체인 조립 부담과 그 제작 정밀도가 경감되어 체인 생산성이 현저하게 향상한다.

또한, 본 청구항 3에 관한 사일런트 체인은, 청구항 1 또는 청구항 2에 관한 사일런트 체인이 이루는 효과에 더하여, 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이 스프로켓톱니를 형성시키는 호브·커터의 호브축방향으로 윤곽 형성된 단면 톱니형과 동일 형상을 구비하고 있는 것에 의해서, 스프로켓의 접선방향으로부터 호브·커터와 같이 차례차례 직진해 오는 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이 스프로켓의 체인 주행라인상에서 상하로 움직이는 일 없이 받아 들여져서 안정되고 원활한 맞물림을 시작하고, 안쪽 맞물림면의 맞물림 시간을 충분히 확보하여 안쪽 맞물림으로부터 바깥쪽 맞물림으로 유연하게 이행하므로, 스프로켓 사이에 팽팽하게 걸린 사일런트 체인의 주행 진동에 의한 소음이 저감되는 것과 동시에 스프로켓에 대한 충격 소음을 저감할 수 있다.

또한, 본 청구항 4에 관한 사일런트 체인은, 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 관한 사일런트 체인이 이루는 효과에 더하여, 링크 플레이트의 서로 대향하여 벌어진 안쪽 맞물림면에 연속 형성된 안쪽 만곡면이 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 형성된 전단면을 구비하고 있는 것에 의해, 안쪽 만곡면에 있어서 생기기 쉬운 미세한 표면의 균열을 회피하여 링크 플레이트의 피로 파괴를 방지하기 때문에, 뛰어난 체인 내구성을 발휘할 수 있다.

본 발명은, 복수의 링크 플레이트를 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치한 링크열이 링크 플레이트의 핀 구멍 내면에 끼워 통해진 연결핀에 의해서 서로 손가락을 깍지낀 형상으로 연결되는 것과 동시에, 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이 스프로켓에 맞물림 시작한 후에 링크 플레이트의 바깥쪽 맞물림면이 착좌상태로 맞물려 동력 전달하는 사일런트 체인으로서, 링크 플레이트의 프레스 가공으로 펀칭된 안쪽 맞물림면과 핀 구멍 내면과 바깥쪽 맞물림면이 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 동시에 형성된 전단면을 구비하고, 링크 플레이트의 표리 랜덤 배치에 의해서 체인폭방향의 뛰어난 좌우 밸런스와 저소음과 낮은 진동의 안정된 맞물림을 실현하는 것과 동시에, 링크 플레이트의 피로 파괴와 체인의 마모신장을 억제하여, 체인 조립 부담과 그 제작 정밀도 부담을 경감하는 것이라면, 그 구체적인 실시형태는 어떠한 것이라도 좋다.

예를 들면, 본 발명의 사일런트 체인에서 채용한 연결핀의 구체적 형태에 대해서는, 원형 단면을 갖는 둥근 핀이라도 좋고, 짧은 핀과 긴 핀으로 이루어지는 로커 조인트 핀(rocker joint pin)이라도 좋고, 둥근 핀을 이용한 경우에는, 링크 플레이트의 핀 구멍 내면과 평행하게 접촉하기 쉽고 편하중이 가해지지 않고 상호 접촉 면적이 증가하기 때문에, 마모가 적어져서 체인의 마모신장을 억제할 수 있다.

그리고, 본 발명의 사일런트 체인에서 채용하는 쉐이빙가공이란, 블랭크재를 펀치로 꿰뚫어 형성한 펀칭부분의 가장자리부의 윤곽보다, 조금 큰 윤곽을 갖는 막 대형상 또는 기둥형상의 쉐이빙 공구를 이용하여, 펀치와 마찬가지로 블랭크재의 펀칭부분을 쳐서 빼내는 것에 의해, 가장자리의 윤곽을 소량 깎아내어, 펀치의 펀칭시에 생긴 거친 면이나 새깅(Sagging)을 제거하여, 펀칭부분의 표면 거칠기나 표면 정밀도를 향상시키는 가공을 말한다.

한편, 본 발명에서는, 적어도 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면, 핀 구멍 내면, 바깥쪽 맞물림면에 쉐이빙가공이 실시되어 있으면 좋지만, 이것들에 더하여, 배면에 쉐이빙가공이 실시되어 있는 경우에는 체인 가이드와의 원활한 미끄럼접촉 주행을 달성할 수 있다.

또한, 본 발명의 사일런트 체인에 있어서의 안쪽 맞물림면의 구체적인 형상은, 스프로켓의 톱니면형상을 형성시키는 호브·커터에 형성된 호브축방향의 단면 톱니형과 동일하면 좋고, 직선형상 톱니형, 곡선형상 톱니형 등의 어느 톱니형이라도 지장 없다. 또한 본 발명에서 사용하는 호브·커터에는, 스프로켓에 인볼류트 톱니형(involute tooth form)을 형성시킬 수 있는 직선형상 톱니형을 채용하고 있지만, 스프로켓의 톱니형에 대응하는 특수한 곡선형상 톱니형을 채용할 수도 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 안쪽 만곡면의 구체적인 형상에 대해서는, 원호면으로 구성되는 곡면 형상이 사일런트 체인으로서 동력 전달할 때에 안쪽 만곡면에 부하되는 응력 집중을 균일 분산할 수 있으므로 바람직하다.

여기서, 본 발명에 있어서의 사일런트 체인에서 의미하는 '체인·피치'란, 링크 플레이트에 끼워 통해진 한 쌍의 연결핀 사이의 중심 간격, 혹은, 링크 플레이트에 펀칭가공된 한 쌍의 연결핀 구멍 사이의 중심 간격이다.

또한, 본 발명에 있어서의 사일런트 체인의 '플레이트 외형치수(w, h)'란, 링크 플레이트의 연결 방향에 있어서의 최대 양단폭 w와 링크 플레이트의 양 바깥쪽 맞물림면의 연장선이 교차하는 점으로부터 체인 피치라인까지의 최단거리 h로 결정되는 외형치수를 의미하고, '링크 외형치수(W, H)'란, 링크열을 체인폭방향으로 투영하여 윤곽지어지는 링크열의 연결방향에 있어서의 최대 양단폭 W와 링크열을 체인폭방향으로 투영하여 윤곽지어지는 링크열의 양 바깥쪽 맞물림면의 연장선이 교차하는 점으로부터 체인 피치라인까지의 최단거리 H로 결정되는 외형치수를 의미하고 있다. 한편, '체인 피치라인'이란, 링크 플레이트에 펀칭가공된 연결핀 구멍의 중심을 서로 연결한 라인, 혹은, 링크 플레이트에 끼워 통해진 연결핀의 중심을 서로 연결한 라인이다.

또한, 본 발명에 있어서의 '설계 기준 치수(Ws, Hs)'란, 사일런트 체인 전동시에 스프로켓 톱니면의 체인 주행라인상에 있어서 최종적으로 착좌상태로 맞물리도록 설정된 사일런트 체인의 외형기준 치수를 의미하고 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 사일런트 체인의 바람직한 실시의 형태인 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

여기서, 도 1은, 본 발명의 일 실시예인 사일런트 체인의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 2는, 도 1의 사일런트 체인에 이용한 링크 플레이트의 확대도이고, 도 3은, 도 2의 A-A선 위치에 있어서의 화살표 방향에서 본 부분 확대 단면도이고, 도 4는, 사일런트 체인의 링크열의 부분 확대 단면도로서, (a)는 본 실시예를 나타 낸 도면이고, (b)는 종래예를 나타낸 도면이고, 도 5는, 도 1의 사일런트 체인에 있어서의 플레이트 외형치수와 링크 외형치수와 설계 기준 치수와의 대소 관계를 나타낸 것으로서, (a)는 링크 플레이트의 확대도이고, (b)는 링크열의 확대도이며, 도 6은, 사일런트 체인에 있어서의 맞물림 상태를 나타낸 것으로서, (a)는 본 실시예의 맞물림 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 종래의 맞물림 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은, 도 6의 맞물림 상태를 일부 확대한 모식도로서, (a)는 본 실시예의 맞물림 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 종래의 맞물림 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은, 도 1에 나타내는 사일런트 체인과 스프로켓와의 맞물림 기구의 모식도이고, 도 9는, 도 1에 나타내는 사일런트 체인의 맞물림 동작도이다.

우선, 본 발명의 일 실시예의 사일런트 체인(100)은, 도시하지 않지만, 자동차 엔진의 흡기 밸브와 배기밸브를 크랭크축의 2회전당 1회전 작동시키기 위한 밸브 개폐 타이밍 전동기구에 있어서의 밸브 구동용 크랭크축 스프로켓과 흡기 밸브용 캠축 스프로켓과 배기 밸브용 캠축 스프로켓과의 사이에 걸쳐져 동력 전달하는, 소위, 타이밍 체인으로서 이용하는 것이다.

즉, 본 실시예의 사일런트 체인(100)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 복수의 링크 플레이트(111)를 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치한 링크열(110)이 링크 플레이트(111)의 핀 구멍 내면(111a)에 끼워 통해진 둥근 핀으로 이루어지는 연결핀(120)에 의해서 서로 손가락을 깍지낀 형상으로 연결되는 것과 동시에, 링크 플레이트(111)의 안쪽 맞물림면(111b)이 스프로켓에 맞물림 시작한 후에 링크 플레이트(111)의 바깥쪽 맞물림면(111c)이 착좌상태로 맞물려 동력 전달하게 되어 있 다.

또한 도 1에 있어서의 부호 112는, 체인폭방향으로 가장 바깥쪽에 배치되어 링크 플레이트(111)에 유동가능하게 끼워진 둥근 핀으로 이루어지는 연결핀(120)의 양단부를 압입 끼워맞춤하여 연결핀(120)이 빠져 나오는 것을 방지하여 고정하기 위한 가이드 플레이트이다.

그리고 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 링크 플레이트(111)의 프레스 가공으로 펀칭된 연결핀(120)이 끼워 통해진 핀 구멍 내면(111a)과 체인 안둘레측의 스프로켓에 접하는 안쪽 맞물림면(111b)과 바깥쪽 맞물림면(111c)과 체인 바깥둘레측에 면하는 배면(111d)과 서로 대향하여 벌어진 한 쌍의 안쪽 맞물림면(111b,111b)에 연속 형성된 안쪽 만곡면(111e)에는, 도 3에 나타내는 것과 같은 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께 T의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 동시에 형성된 평활한 전단면(F)을 구비하고 있다.

한편, 도 2는, 쉐이빙가공을 실시한 핀 구멍 내면(111a)과 안쪽 맞물림면 (111b)과 바깥쪽 맞물림면(111c)과 배면(111d)과 안쪽 만곡면(111e)의 존재를 과장하여 나타내기 위하여, 이것들을 굵은 선으로 명시하고 있다.

여기서, 플레이트 판두께 T의 70% 이상을 평활한 전단면(F)으로 하는 이유는, 플레이트의 실용상의 강도를 얻을 수 있고, 통상의 프레스에 의한 펀칭가공만으로 실현될 수 있기 때문이다.

즉, 링크 플레이트(111)의 쉐이빙가공은, 0.1mm 정도의 가공 마진(margin)으로, 플레이트 판두께 T의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 실시되어 있으면 실용상의 효 과를 얻을 수 있다.

한편, 도 3은, 도 2의 A-A선에서 본 단면도이며, 도 3에 있어서의 부호 R은, 쉐이빙가공에 의해서 플레이트 판두께 T의 70% 이상을 평활한 전단면(F)으로 한 나머지의 30% 미만의 범위에 걸쳐서 생긴 거친 파단면이다.

또한, 본 실시예의 사일런트 체인(100)에 편성되는 개개의 링크 플레이트(111) 는, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 핀 구멍 내면(111a)을 기준 위치로 하여 블랭크 강판으로부터 쉐이빙가공에 의해서 펀칭가공되고, 또한, 이와 같이 하여 얻어진 링크 플레이트(111)로 구성되는 링크열(110)은, 도 4의 (a), 또는, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 다수의 링크 플레이트(111)가 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치되어 있다.

또한, 상기 링크 플레이트(111)는, 플레이트 펀칭 가공시에 발생하는 펀칭 진동, 펀칭 충격 등에 의해서, 핀 구멍 내면(111a)의 기준 위치와 플레이트 외형과의 사이에 작은 엇갈림(A>B, C<D)을 일으켜 좌우 비대칭이 되고 있어, 개개의 링크 플레이트(111)에 있어서 편차가 있지만, 이 링크 플레이트(111)의 플레이트 외형치수(w, h)는, 링크열(110)을 체인폭방향으로 투영하여 윤곽지어지는 링크 외형치수(W, H )보다 작게(w<W, h<H) 되어 있다.

그리고, 링크 플레이트(111)가 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치하여 이루어지는 링크열(110)의 링크 외형치수(W, H)는, 스프로켓(S)과 정규로 맞물리기 위한 설계 기준 치수(Ws, 즉, 도 6의 (a) 및 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 사일런트 체인 전동시에 스프로켓 톱니면의 체인 주행라인(Lc)상에 있어서 최종적으 로 착좌상태로 맞물리도록 설정된 사일런트 체인(100)의 외형 기준 치수(Ws, Hs)에 합치(W=Ws, H=Hs)하고 있다.

또한, 이 링크 플레이트(111)의 안쪽 맞물림면(111b)은, 후술하는 스프로켓톱니를 형성시키는 호브·커터(HC)의 호브축방향으로 윤곽 형성된 단면 톱니형과 동일하게 형성되어 있다.

즉, 도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 사일런트 체인(100)에 있어서의 체인·피치(Pc)는, 스프로켓톱니(S1)를 형성시키는 호브·커터(HC)의 호브·피치(Ph)와 동일 피치로 설정되어 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 의미하는 '체인·피치(Pc)'란, 링크 플레이트 (111)에 끼워 통해진 둥근 핀으로 이루어지는 한 쌍의 연결핀(120)간의 중심 간격이다.

이와 같이 하여 구성된 본 실시예의 사일런트 체인(100)에 있어서의 기본적인 맞물림 상태를 도 6 내지 도 7에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.

복수의 링크 플레이트(111)를 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 집합한 링크열(110)이 연결핀(120)에 의해서 서로 손가락을 깍지낀 형상으로 연결된 사일런트 체인(100)은, 링크 플레이트(111)의 플레이트 외형치수(w, h)가 링크열(110)의 링크 외형치수(W, H)보다 작고(w<W, h<H), 링크열(110)의 링크 외형치수(W, H)가 스프로켓과 정규로 맞물리기 위한 설계 기준 치수(Ws, Hs)와 합치(W=Ws, H=Hs)하고 있기 때문에, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 크랭크축 스프로켓, 캠축 스프로켓 등의 스프로켓(S)에 설정된 체인 주행라인(Lc)상을 정확하게 주행함과 동시에, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 스프로켓 톱니면과 확실히 맞물린다.

특히, 작은 톱니 수의 크랭크축 스프로켓으로부터 감아 붙여지는 링크 플레이트(111)의 링크수가 많은 큰 톱니 수의 캠축 스프로켓이나 감아 붙임 각도가 큰 밸런서 구동용 크랭크축 스프로켓이더라도, 동일한 톱니 절단 조건으로 이루어지는 인볼류트 톱니, 즉, 상술한 바와 같은 사일런트 체인의 체인·피치와 동일 피치의 호브·피치를 갖는 호브·커터로 톱니 절단된 인볼류트 톱니가 형성되어 있어, 링크열(110)의 링크 외형치수(W, H)가 스프로켓과 정규로 맞물리기 위한 설계 기준 치수(Ws, Hs)와 합치하고 있으므로, 도 6의 (b)에 나타내는 종래의 사일런트 체인 (500)과 같이 부자연스러운 맞물림이 보다 많이 누적하여 본래의 체인 피치라인 (La)보다 δl 분량만큼 바깥쪽으로 벗어나 주행하는 것과 같은 일이 없고, 또한, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이 스프로켓 톱니면과의 맞물림 불량이나 과도한 맞물림 간섭(X)을 일으키는 일도 없다.

따라서, 본 실시예의 사일런트 체인(100)은, 종래의 사일런트 체인(500)의 스프로켓(S)에 대한 맞물림 동작을 비교하면, 복수의 링크 플레이트(111)를 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치한 링크열(110)이 연결핀(120)에 의해서 서로 손가락을 깍지낀 형상으로 연결되고 있는 것에 의해, 도 9에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(S)의 접선방향으로부터 호브·커터(HC)와 같이 차례차례 진입하는 링크 플레이트(111)의 안쪽 맞물림면(111b)이 스프로켓(S)의 체인 주행라인(Lc)상에서 상하로 움직이는 일 없이 받아 들여져 스프로켓톱니와 안정되고 원활한 맞물림을 시작하고, 이어서, 안쪽 맞물림면(111b)의 맞물림 시간을 충분히 확보하여 안쪽 맞 물림으로부터 바깥쪽 맞물림으로 유연하게 이행하여, 바깥쪽 맞물림면(111c)과 스프로켓톱니에 맞물리면서 착좌하여 동력 전달하도록 되어 있다.

이상과 같이 하여 얻어진 본 실시예의 사일런트 체인(100)은, 링크 플레이트 (111)의 프레스 가공으로 펀칭된 연결핀(120)이 끼워 통해진 핀 구멍 내면(111a)과 체인 안둘레측의 스프로켓에 접하는 안쪽 맞물림면(111b)과 바깥쪽 맞물림면(111c)과 체인 바깥둘레측에 면하는 배면(111d)과 서로 대향하여 벌어진 한 쌍의 안쪽 맞물림면(111b,111b)에 연속 형성된 안쪽 만곡면(111e)이 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 동시에 형성된 전단면(F)을 구비하고 있는 것에 의해서, 각각의 링크 플레이트(111)에 있어서 안쪽 맞물림면(111b), 핀 구멍 내면(111a), 바깥쪽 맞물림면(111c)의 플레이트 평면에 대한 직각도가 향상하는 것과 동시에 각 면의 평행도 및 평면 정밀도가 향상하기 때문에, 핀 구멍 내면(111a)과 연결핀(120)이 평행하게 접촉하여 편하중이 가해지지 않고, 상호의 접촉 면적이 증가하여 마모가 적어져서 마모신장을 억제할 수 있을 뿐만이 아니라, 안쪽 맞물림면(111b) 및 바깥쪽 맞물림면(111c)의 핀 구멍 내면(111a)에 대한 거리 정밀도가 향상하기 때문에, 스프로켓 톱니면(S1)과의 안정된 맞물림 상태를 달성할 수 있다.

게다가, 쉐이빙가공을 한 복수의 링크 플레이트(111)가 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치되어 있는 것에 의해서, 쉐이빙가공에 의해 얻어진 각각의 링크 플레이트(111)의 전단면(F)과 파단면(R)이 링크열단위의 체인폭방향으로 랜덤하게 배치된 상태가 되기 때문에, 쉐이빙가공의 펀칭방향의 영향을 받는 일 없이, 링 크열단위로 안쪽 맞물림면(111b), 핀 구멍 내면(111a), 바깥쪽 맞물림면(111c)의 플레이트 평면에 대한 직각도가 향상하는 것과 동시에 각 면의 평행도 및 평면 정밀도가 향상하기 때문에, 스프로켓 톱니면(S1)과의 균일하고 안정된 맞물림 상태를 달성할 수 있는 것과 동시에, 체인폭방향의 뛰어난 좌우 밸런스를 발휘할 수 있다.

그리고, 링크 플레이트(111)에 배치한 한 쌍의 핀 구멍 내면(111a)을 기준 위치로 하여 쉐이빙가공된 플레이트 외형치수(w, h)가 링크열(110)을 체인폭방향으로 투영하여 윤곽지어지는 링크 외형치수(W, H)보다 작고, 링크열(110)의 링크 외형치수(W, H)가 스프로켓(S)과 정규로 맞물리기 위한 설계 기준 치수(Ws, Hs)에 합치하고 있는 것에 의해서, 링크열(110)이 스프로켓(S)과 확실히 맞물리기 때문에, 스프로켓(S)에 설정된 체인 주행라인(Lc)상을 정확하게 주행하여 저소음과 낮은 진동의 맞물림을 실현할 수 있고, 체인 조립시에 링크 플레이트(111)가 좌우 비대칭이더라도 그 표리를 문제시하는 일 없이 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 간편하게 병렬 배치하여 조립 부착할 수 있으므로, 체인 조립 부담과 그 제작 정밀도가 경감되어, 체인 생산성이 현저하게 향상한다.

또한, 링크 플레이트(111)의 안쪽 맞물림면(111b)이 스프로켓톱니(S1)를 형성시키는 호브·커터(HC)의 호브축방향으로 윤곽 형성된 단면 톱니형과 동일 형상을 구비하고 있는 것에 의해서, 스프로켓(S)의 접선방향으로부터 호브·커터(HC)와 같이 차례차례 직진해 오는 링크 플레이트(111)의 안쪽 맞물림면(111b)이 스프로켓 (S)의 체인 주행라인(Lc)상에서 상하로 움직이는 일 없이 받아 들여져서 안정되고 원활한 맞물림을 시작하여, 안쪽 맞물림면(111b)의 맞물림 시간을 충분히 확보하여 안쪽 맞물림으로부터 바깥쪽 맞물림으로 유연하게 이행하므로, 스프로켓 사이에 팽팽하게 걸린 사일런트 체인의 주행 진동에 의한 소음이 저감되는 것과 동시에 스프로켓(S)에 대한 충격 소음을 저감할 수 있다.

또한, 링크 플레이트(111)의 서로 대향하여 벌어진 안쪽 맞물림면(111b)에 연속 형성된 안쪽 만곡면(111e)이 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께 T의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 형성된 전단면(F)을 구비하고 있는 것에 의해, 안쪽 만곡면(111e)에 대해 생기기 쉬운 미세한 표면의 균열을 회피하여 링크 플레이트(111)의 피로 파괴를 방지하기 때문에, 뛰어난 체인 내구성을 발휘할 수 있는 등, 그 효과는 심대하다

도 1은 본 발명의 일 실시예인 사일런트 체인의 외관을 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 사일런트 체인에 이용된 링크 플레이트의 확대도.

도 3은 도 2의 A-A선 위치에 있어서의 화살표 방향에서 본 부분 확대 단면도.

도 4는 사일런트 체인의 링크열의 부분 확대 단면도로서, (a)는 본 실시예를 나타낸 도면이고, (b)는 종래예를 나타낸 도면.

도 5는 도 1의 사일런트 체인에 있어서의 플레이트 외형치수와 링크 외형치수와 설계 기준 치수와의 대소 관계를 나타낸 것으로서, (a)는 링크 플레이트의 확대도이고, (b)는 링크열의 확대도.

도 6은 사일런트 체인에 있어서의 맞물림 상태를 나타낸 것으로서, (a)는 본 실시예의 맞물림 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 종래의 맞물림 상태를 나타낸 도면.

도 7은 도 6의 맞물림 상태를 일부 확대한 모식도로서, (a)는 본 실시예의 맞물림 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 종래의 맞물림 상태를 나타낸 도면.

도 8은 도 1에 나타낸 사일런트 체인과 스프로켓과의 맞물림 기구의 모식도.

도 9는 도 1에 나타낸 사일런트 체인의 맞물림 동작도.

도 10은 종래의 사일런트 체인에 있어서의 플레이트 외형치수와 링크 외형치수와의 대소 관계를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 사일런트 체인

110 : 링크열

111 : 링크 플레이트

111a : 핀 구멍 내면

111b : 안쪽 맞물림면

111c : 바깥쪽 맞물림면

111d : 배면

111e : 안쪽 만곡면

112 : 가이드 플레이트

120 : 연결핀

F : 전단면

R : 파단면

Lc : 체인 주행라인

La : 체인 피치라인

X : 맞물림 간섭

Hc : 호브·커터

Pc : 체인·피치

Ph : 호브·피치

Claims (4)

1. 복수의 링크 플레이트를 표리 랜덤하게 체인폭방향으로 병렬 배치한 링크열이 상기 링크 플레이트의 핀 구멍 내면에 끼워 통해진 연결핀에 의해서 서로 손가락을 깍지낀 형상으로 연결되는 것과 동시에, 상기 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이 스프로켓에 맞물림 시작한 후에 상기 링크 플레이트의 바깥쪽 맞물림면이 착좌상태로 맞물려 동력 전달하는 사일런트 체인으로서,

   상기 링크 플레이트의 프레스 가공으로 펀칭된 안쪽 맞물림면과 핀 구멍 내면과 바깥쪽 맞물림면이, 상기 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 동시에 형성된 전단면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 사일런트 체인.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 링크 플레이트에 배치된 한 쌍의 핀 구멍 내면을 기준 위치로 하여 쉐이빙가공된 플레이트 외형치수(w, h)가 상기 링크열을 체인폭방향으로 투영하여 윤곽지어지는 링크 외형치수(W, H)보다 작고, 상기 링크열의 링크 외형치수(W, H)가 상기 스프로켓과 정규(正規)로 맞물리기 위한 설계기준 치수(Ws, Hs)에 합치하고 있는 것을 특징으로 하는 사일런트 체인.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 링크 플레이트의 안쪽 맞물림면이, 스프로켓톱니를 형성시키는 호브·커터(hob cutter)의 호브축방향(hob axial direction)으로 윤곽 형성된 단면 톱니형과 동일 형상을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 사일런트 체인.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 링크 플레이트의 서로 대향하여 벌어진 안쪽 맞물림면에 연속 형성된 안쪽 만곡면이, 상기 프레스 가공 후의 쉐이빙가공에 의하여 플레이트 판두께의 70% 이상의 범위에 걸쳐서 형성된 전단면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 사일런트 체인.

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