KR20090079791A - 사일런트 체인 - Google Patents

Abstract

사일런트 체인에 고하중의 인장장력이 가해져 연결 핀이 휘어진 경우에도, 모든 이너 플레이트의 핀 구멍에 연결 핀을 균등하게 접촉시킬 수 있고, 특정의 이너 플레이트의 핀 구멍과 연결 핀이 마모하는 것을 억제하여, 그에 따라, 체인 마모신장을 억제할 수 있는 사일런트 체인을 제공하는 것.

사일런트 체인(1)은, 가이드열(6) 및 비가이드열(7)에 배치된 한 쌍의 핀 구멍(3)을 갖는 이너 플레이트(4,5)가, 핀 구멍(3)에 느슨하게 끼워진 연결 핀(10)으로 무단형상으로 연결되어 이루어진다. 가이드열(6)의 양 가장 바깥에 배치된 가이드 플레이트(9)의 한 쌍의 핀 구멍(8)에 각각 끼워맞춤 고정된 연결 핀(10,10)은, 중앙부(10a)가 서로 접근하는 방향으로 만곡하고 있다. 인장장력을 받아 휘어진 연결 핀(10)은 대략 똑바로 되어, 모든 이너 플레이트(4,5)의 핀 구멍(3)에 균등하게 접촉한다.

Description

사일런트 체인{SILENT CHAIN}

본 발명은, 자동차[예를 들면, 자동차 엔진의 캠 스프로킷(cam sprocket)과 크랭크 스프로킷(crank sprocket)에 매달아 회전하는(wrapped around) 타이밍 체인], 산업용 기계 등의 동력 전달, 반송 기계 등에 이용되는 사일런트 체인(silent chain)에 관한 것이다.

종래, 한 쌍의 톱니(teeth) 및 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 다수의 이너 플레이트(inner plate)를 각각 가이드열(guide row) 및 비가이드열에 배치하고, 상기 가이드열의 양 가장 바깥에 가이드 플레이트를 배치하고 연결 핀으로 무단 형상으로 (endlessly) 연결하여 형성된 사일런트 체인이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

도 6에 종래의 사일런트 체인(11)의 일례를 나타낸다. 도 6은 사일런트 체인에 저하중의 인장장력이 작용하고 있을 때(초기 상태)의 사일런트 체인(11)의 주요부 설명도이다. 사일런트 체인(11)은, 한 쌍의 톱니(도시 생략) 및 한 쌍의 핀 구멍(12)을 갖는 이너 플레이트(13,14)가, 가이드열(15) 및 비가이드열(16)에 각각 배치되며, 가이드열(15)에 배치된 각 이너 플레이트(13)와, 비가이드열(16)에 배치 된 각 이너 플레이트(14)가 교대로 깍지낀 형상으로 조합됨과 함께, 가이드열(15)의 양 가장 바깥에 톱니가 없는 가이드 플레이트(17,17)가 배치되어 연결 핀(19)으로 연결되어 무단형상으로 형성된다. 이 경우, 이너 플레이트(13,14)의 각 핀 구멍(12,12)에는 연결 핀(19)이 느슨하게 끼워(틈새 두고 끼워)지고, 양 가장 바깥의 가이드 플레이트(17)의 핀 구멍(18)에는 연결 핀(19)의 양 끝단부가 끼워맞춤 고정 (단단히 끼워)된다. 이 연결 핀(19)은, 길이방향에 걸쳐서 바깥지름이 같은 단면 원형의 둥근 형 핀이다.

상기와 같이, 사일런트 체인(11)은, 각 이너 플레이트가 교대로 배치되어 있는 구조상, 도 6에 나타내는 바와 같이, 비가이드열(16)에 배치되는 플레이트{이너 플레이트(14)}의 총수가 n매(예를 들면 4매), 가이드열(15)에 배치되는 플레이트{이너 플레이트(13)와 가이드 플레이트(17)}의 총수가 n+1매(예를 들면 5매)가 되고 있다. 이와 같이 가이드열(15)에 배치되는 플레이트수가 비가이드열(16)의 플레이트수보다 많기 때문에, 가이드열(15)과 비가이드열(16)에서 강도의 균형을 유지하기 위해, 가이드열(15)에 배치되는 플레이트(13,17)의 판두께가 비가이드열 (16)의 플레이트(14)보다 얇아지고 있다.

「특허문헌 1」

일본특허공보 제3384556호 공보 (특히, 단락 번호 0002의 기재 참조)

사일런트 체인(11)은 동력 전달시, 길이방향에 고하중의 인장장력을 받기 때 문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 연결 핀(19)에는 구부러짐이 발생하여 조금 만곡한다. 만곡한 연결 핀(19)은 가이드열(15)의 중앙 가까이에 배치되어 있는 이너 플레이트(13a,13a)의 핀 구멍(12)에 접촉함과 함께, 비가이드열(16)의 양 가장 바깥에 배치되어 있는 이너 플레이트(14a,14a)의 핀 구멍(12)에 접촉한다. 그 때문에, 사일런트 체인(11)에 인장장력이 가해지면, 가이드열(15)에서는 중앙 가까이의 이너 플레이트(13a,13a)에 높은 응력이 걸리지만, 양 가장 바깥 가까이의 이너 플레이트(13,13)에는 낮은 응력 밖에 걸리지 않는다. 한편, 비가이드열(16)에서는 양 가장 바깥에 배치되어 있는 이너 플레이트(14a,14a)에는 각별히 높은 응력이 집중하여 걸리고, 중앙 가까이의 이너 플레이트(14)에는 낮은 응력 밖에 걸리지 않는다. 그 결과, 각각의 이너 플레이트에 걸리는 부하가 다르기 때문에, 이너 플레이트마다의 응력 밸런스가 나쁘고, 특히 비가이드열의 이너 플레이트마다의 응력 밸런스가 나쁘다고 하는 문제가 있다.

또한, 비가이드열(16)의 양 가장 바깥에 배치되어 있는 특정의 이너 플레이트(14a,14a)는, 각별히 높은 응력을 집중하여 받기 때문에, 사일런트 체인(11)이 스프로킷에 감겨 굴곡할 때, 핀 구멍(12) 안둘레면과 연결 핀(19)과의 닿는 면에 과도의 면압(surface pressure)이 가해져 양자가 마모하여, 체인 마모신장(chain wear elongation)이나 파단이 발생한다고 하는 문제가 있다.

상기 문제를 해소할 수 있도록, 비가이드열(16)의 양 가장 바깥의 이너 플레이트(14a,14a)의 판두께를 다른 이너 플레이트(14)보다 두껍게 하면 사일런트 체인 자체의 질량이 증대함과 함께 재료를 많이 사용해야 한다는 문제가 있다.

또한, 종래의 사일런트 체인(11)을 엔진의 타이밍 체인으로서 사용한 경우, 상기와 같은 문제가 있기 때문에, 엔진의 연비가 나빠지고, 소음성도 악화되어, 환경에 악영향을 줌과 함께, 고출력의 엔진에는 고강도, 즉 질량의 큰 사일런트 체인을 사용하지 않으면 안되어, 재료를 많이 사용하여 연비도 나빠진다고 하는 문제가 있다

덧붙여서, 종래의 사일런트 체인(11)을 타이밍 체인에 사용하여 불량이 되었을 때의 상태를 조사해 보면, 연결 핀(19)이 인장력을 받는 방향으로 구부러져 만곡하고 있음과 함께, 파단 부위가 90% 이상의 비율로 비가이드열(16) 양 가장 바깥의 특정의 이너 플레이트(14a,14a)에 발생하여, 마모량 측정 결과에서도 상기 이너 플레이트(14a)의 핀 구멍(12)의 마모가 다른 이너 플레이트(13,13a,14) 등에 비해 커지고 있다. 이것이 의미하는 것은, 연결 핀(19)에 곡선이 발생한 경우에도, 모든 이너 플레이트(13,13a,14,14a)의 핀 구멍(12)에 균등하게 접촉하고 있으면, 고하중의 인장장력이 사일런트 체인(11)에 가해져도 각각의 이너 플레이트(13,13a, 14,14a)에 걸리는 부하를 균등하게 할 수 있고, 그에 따라, 특정의 이너 플레이트 (14a,14a)의 핀 구멍(12)이나 연결 핀(19)의 국부적 마모, 체인 마모신장, 파단을 억제할 수 있다고 하는 것이다.

따라서, 본 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 해결하여, 사일런트 체인에 고하중의 인장장력이 가해져 연결 핀이 휘어진 경우에도, 모든 이너 플레이트의 핀 구멍에 연결 핀을 균등하게 접촉시킬 수 있음과 함께, 이너 플레이트마다의 응력 밸런스를 양호하게 할 수 있어, 사일런트 체인의 강도 저하를 방지함과 함께, 특정 의 이너 플레이트의 핀 구멍과 연결 핀이 마모하는 것을 억제하고, 그에 따라, 체인 마모신장을 억제할 수 있는 사일런트 체인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 관한 본 발명은, 한 쌍의 톱니 및 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 다수의 이너 플레이트가, 체인 길이방향으로 교대로 위치를 어긋나게 하여 가이드열 및 비가이드열에 각각 배치됨과 함께, 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 가이드 플레이트가 상기 가이드열의 양 가장 바깥에 배치되고, 상기 이너 플레이트의 각 핀 구멍에 단면 원형의 연결 핀이 느슨하게 끼워지고, 상기 연결 핀의 양 끝단부가 상기 가이드 플레이트의 핀 구멍에 끼워맞춤 고정되어 이루어지는 사일런트 체인에 있어서, 상기 가이드열의 양 가장 바깥에 배치된 가이드 플레이트의 한 쌍의 핀 구멍에 양 끝단부가 끼워맞춤 고정된 각각의 연결 핀은, 중앙부가 서로 접근하는 방향으로 만곡하고 있는 사일런트 체인이라는 구성으로 한 것이다.

청구항 2에 관한 본 발명은, 청구항 1에 관한 본 발명의 사일런트 체인에 있어서, 상기 각 이너 플레이트의 핀 구멍은 안지름이 모두 같은 크기라고 하는 구성으로 한 것이다.

청구항 3에 관한 본 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 관한 본 발명의 사일런트 체인에 있어서, 상기 연결 핀은, 체인에 가해진 인장장력에 의해 휘어져 대략 똑바로 되고, 상기 각 이너 플레이트의 핀 구멍에 균등하게 접촉한다고 하는 구성으로 한 것이다.

청구항 1에 관한 본 발명에 의하면, 한 쌍의 톱니 및 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 다수의 이너 플레이트가, 체인 길이방향에 교대로 위치를 어긋나게 하여 가이드열 및 비가이드열에 각각 배치됨과 함께, 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 가이드 플레이트가 상기 가이드열의 양 가장 바깥에 배치되고, 상기 이너 플레이트의 각 핀 구멍에 단면 원형의 연결 핀이 느슨하게 끼워지고, 상기 연결 핀의 양 끝단부가 상기 가이드 플레이트의 핀 구멍에 끼워맞춤 고정되어 이루어지는 사일런트 체인에 있어서, 상기 가이드열의 양 가장 바깥에 배치된 가이드 플레이트의 한 쌍의 핀 구멍에 양 끝단부가 끼워맞춤 고정된 각각의 연결 핀은, 중앙부가 서로 접근하는 방향으로 만곡하고 있으므로, 사일런트 체인에 고하중의 인장장력이 가해져 연결 핀이 휘어졌을 때, 상기 연결 핀이 대략 똑바로 되기 때문에, 모든 이너 플레이트의 핀 구멍 안둘레면과 연결 핀과의 면압을 균등하게 하여 양자의 마모를 억제할 수 있다. 그 결과, 체인 마모신장 및 특정의 이너 플레이트의 파단을 방지할 수 있음과 함께, 체인의 마모신장에 의한 소음 발생을 억제할 수 있다.

청구항 2에 관한 본 발명의 사일런트 체인에 의하면, 청구항 1에 관한 발명이 이루는 효과에 더하여, 상기 각 이너 플레이트의 핀 구멍은 안지름이 모두 같은 크기이므로, 가이드열에 배치되는 이너 플레이트를 통일 규격(unified standard)으로 함과 함께, 비가이드열에 배치되는 이너 플레이트를 통일 규격으로 할 수 있어, 그 결과, 사일런트 체인의 제작을 간소화할 수 있다.

청구항 3에 관한 본 발명의 사일런트 체인에 의하면, 청구항 1 또는 청구항 2에 관한 발명이 이루는 효과에 더하여, 상기 연결 핀은, 체인에 가해진 인장장력 에 의해 휘어져 대략 똑바로 되고, 상기 각 이너 플레이트의 핀 구멍에 균등하게 접촉하므로, 사일런트 체인에 고하중의 인장장력이 가해졌을 때, 모든 이너 플레이트에는 균등인 부하가 걸려, 이너 플레이트마다의 응력 밸런스를 양호하게 할 수 있다.

본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 5에 기초하여 설명한다. 도 1은 사일런트 체인의 일부를 나타내는 평면도, 도 2는 사일런트 체인의 일부를 나타내는 정면도, 도 3의 (A)는 이너 플레이트의 정면도, (B)는 가이드 플레이트의 정면도, 도 4는 저하중의 인장장력이 작용하고 있을 때(초기 상태)의 사일런트 체인의 주요부 설명도, 도 5는 사일런트 체인이 고하중의 인장장력을 받아 연결 핀이 대략 똑바로 되었을 때의 주요부 설명도이다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 사일런트 체인(1)은, 한 쌍의 톱니 (2) 및 한 쌍의 핀 구멍(3)을 갖는 다수의 이너 플레이트(4,5)가, 체인 길이방향에 교대로 위치를 어긋나게 하여 가이드열(6) 및 비가이드열(7)에 각각 배치됨과 함께, 한 쌍의 핀 구멍(8)을 갖는 가이드 플레이트(9)가 가이드열(6)의 양 가장 바깥에 배치되고, 이너 플레이트(4,5)의 각 핀 구멍(3)에 단면 원형의 연결 핀(10)이 느슨하게 끼워(틈새 두고 끼워)지고, 상기 연결 핀(10)의 양 끝단부가 가이드열(6)의 양 가장 바깥에 배치된 가이드 플레이트(9,9)의 핀 구멍(8)에 끼워맞춤 고정(단단히 끼워)져서 무단형상으로 형성되어 있다.

사일런트 체인(1)은, 상기 종래의 사일런트 체인(11)과 마찬가지로, 가이드 열(6)에 배치되는 플레이트{이너 플레이트(4)와 가이드 플레이트(9)}의 수가 비가이드열(7)의 플레이트{이너 플레이트(5)}의 수보다 많다. 가이드열(6)과 비가이드열(7)에서 강도의 균형을 유지하기 위해, 가이드열(6)에 배치되는 플레이트(4,9)의 판두께가 비가이드열(7)의 플레이트(5)보다 조금 얇아지고 있다. 한편, 이 실시예에서는, 이너 플레이트(4,5)의 수를 각각 4매, 5매의 것으로 하여 도시하고 설명하고 있지만, 이너 플레이트(4,5)는 이와 같은 수에 한정하지 않고 적절히 변화된다.

가이드열(6)에 배치되는 이너 플레이트(4), 및 비가이드열(7)에 배치되는 이너 플레이트(5)는, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 톱니(2) 및 한 쌍의 핀 구멍(3)을 갖는, 외곽 형상이 같은 것으로, 핀 구멍(3)의 안지름은, 모두 같은 크기이다. 또한, 가이드열(6)의 가장 바깥에 배치되어 연결 핀(10)에 고정되는 가이드 플레이트(9)는, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 핀 구멍(8)을 갖지만, 톱니를 구비하지 않는다.

사일런트 체인(1)을 구성하는 연결 핀(10)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 길이방향에 걸쳐서 바깥지름이 같은 단면 원형의 둥근 형 핀으로, 조금 만곡하고 있다. 그리고, 가이드열(6)의 양 가장 바깥에 배치된 가이드 플레이트(9)의 한 쌍의 핀 구멍(8,8)에 양 끝단부가 끼워맞춤 고정된 각각의 연결 핀(10,10)끼리는, 그 중앙부(10a)가 서로 접근하는 방향으로 조금 만곡하고 있다. 이 만곡하고 있는 연결 핀(10)의 곡률 반지름 R은, 고하중의 인장장력이 사일런트 체인(1)에 가해져 휘어졌을 때에 똑바르게 되는 정도이면 좋다.

상기 구성으로 이루어지는 사일런트 체인(1)의 작용 효과는 다음과 같다. 사일런트 체인(1)이 고하중의 인장장력을 받아 휘어진 연결 핀(10)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 대략 똑바로 되어 가이드열(6) 및 비가이드열(7)에 배치된 각각의 이너 플레이트(4,5)의 핀 구멍(3)에 균등하게 접촉하기 때문에, 모든 이너 플레이트(4,5)의 핀 구멍(3) 안둘레면과 연결 핀(10)과의 면압이 균등하게 되어, 양자 (3,10)의 마모를 억제할 수 있음과 함께, 종래와 같은 특정의 이너 플레이트(5)가 파단하는 것을 방지할 수 있다. 그에 따라, 체인 마모신장, 체인의 마모신장에 의한 소음 발생을 억제할 수 있다. 또한, 각각의 이너 플레이트(4,5)에는 균등하게 부하가 걸리기 때문에, 모든 이너 플레이트(4,5)마다의 응력 밸런스를 양호하게 할 수 있어, 사일런트 체인의 강도 저하를 방지할 수 있다.

또한, 이너 플레이트(4)와 이너 플레이트(5)는, 핀 구멍(3)의 크기 및 외곽 형상이 같고, 판두께가 다를 뿐이므로, 가이드열(6)에 배치되는 이너 플레이트(4)를 통일 규격으로 할 수 있음과 함께, 비가이드열(7)에 배치되는 이너 플레이트(5)를 통일 규격으로 할 수 있고, 그 결과, 사일런트 체인(1)의 제작 공정의 간소화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명 실시예의 사일런트 체인의 일부를 나타내는 평면도이다.

도 2는 사일런트 체인의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 3은 (A)는 이너 플레이트의 정면도, (B)는 가이드 플레이트의 정면도이다.

도 4는 저하중의 인장장력이 작용하고 있을 때의 사일런트 체인의 주요부 설명도이다.

도 5는 사일런트 체인이 고하중의 인장장력을 받아 연결 핀이 대략 똑바로 되었을 때의 주요부 설명도이다.

도 6은 종래의 사일런트 체인을 나타내고, 저하중의 인장장력이 작용하고 있을 때의 주요부 설명도이다.

도 7은 사일런트 체인이 고하중의 인장장력을 받아 연결 핀이 휘어졌을 때의 주요부 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 사일런트 체인

2 : 한 쌍의 톱니 3 : 한 쌍의 핀 구멍

4 : 가이드열의 이너 플레이트 5 : 비가이드열의 이너 플레이트

6 : 가이드열 7 : 비가이드열

8 : 한 쌍의 핀 구멍 9 : 가이드 플레이트

10 : 연결 핀 10a : 연결 핀의 중앙부

Claims (3)

1. 한 쌍의 톱니 및 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 다수의 이너 플레이트가, 체인 길이방향으로 교대로 위치를 어긋나게 하여 가이드열 및 비가이드열에 각각 배치됨과 함께, 한 쌍의 핀 구멍을 갖는 가이드 플레이트가 상기 가이드열의 양 가장 바깥에 배치되고, 상기 이너 플레이트의 각 핀 구멍에 단면 원형의 연결 핀이 느슨하게 끼워지고, 상기 연결 핀의 양 끝단부가 상기 가이드 플레이트의 핀 구멍에 끼워맞춤 고정되어 이루어지는 사일런트 체인에 있어서,

   상기 가이드열의 양 가장 바깥에 배치된 가이드 플레이트의 한 쌍의 핀 구멍에 양 끝단부가 끼워맞춤 고정된 각각의 연결 핀은, 중앙부가 서로 접근하는 방향으로 만곡하고 있는 것을 특징으로 하는 사일런트 체인.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 이너 플레이트의 핀 구멍은, 안지름이 모두 같은 크기인 것을 특징으로 하는 사일런트 체인.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연결 핀은, 체인에 가해진 인장장력에 의해 휘어져 대략 똑바로 되어, 상기 각 이너 플레이트의 핀 구멍에 균등하게 접촉하는 것을 특징으로 하는 사일런트 체인.

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