JP2009168175A - サイレントチェーン - Google Patents

Abstract

【課題】サイレントチェーンに高荷重の引張り張力が加わって連結ピンが撓んだ場合でも、少なくとも非ガイド列に配置されている全てのインナープレートのピン孔に連結ピンを均等に接触させることができ、特定のインナープレートのピン孔と連結ピンとが摩耗することを抑制し、チェーン摩耗伸びを抑制すること。
【解決手段】サイレントチェーン１は、ガイド列６及び非ガイド列７に配置された一対のピン孔３を有するインナープレート４，５が、ピン孔３に遊嵌された連結ピン１０で無端状に連結されてなり、連結ピン１０は、両端部から中央部に向けて漸次外径が増大し、中央部が最大外径となっている。チェーンに加わった引張り張力により撓んだ連結ピン１０は、非ガイド列７に配置された各インナープレート５のピン孔３との当たり面１０ａが略真直ぐになってピン孔３に均等に接触するため、チェーン摩耗伸びを抑制できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車（例えば、自動車エンジンのカムスプロケットとクランクスプロケットとに懸回するタイミングチェーン）、産業用機械等の動力伝達、搬送機械等に用いられるサイレントチェーンに関する。

従来、一対の歯及び一対のピン孔を有する多数のインナープレートをそれぞれガイド列及び非ガイド列に配置し、該ガイド列の両最外にガイドプレートを配置して連結ピンで無端状に連結して形成されたサイレントチェーンが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図６に従来のサイレントチェーン１１の一例を示す。図６はサイレントチェーンに低荷重の引張り張力が作用しているとき（初期状態）のサイレントチェーン１１の要部説明図である。サイレントチェーン１１は、一対の歯（図示略）及び一対のピン孔１２を有するインナープレート１３，１４が、ガイド列１５及び非ガイド列１６にそれぞれ配置され、ガイド列１５に配置された各インナープレート１３と、非ガイド列１６に配置された各インナープレート１４とが交互に指組状に組み合わされると共に、ガイド列１５の両最外に歯のないガイドプレート１７，１７が配置されて連結ピン１９で連結されて無端状に形成される。この場合、インナープレート１３，１４の各ピン孔１２，１２には連結ピン１９が遊嵌（すきま嵌め）され、両最外のガイドプレート１７のピン孔１８には連結ピン１９の両端部が嵌合固定（しまり嵌め）される。この連結ピン１９は、長手方向に亘って外径が同じ断面円形の丸型ピンである。

上記のように、サイレントチェーン１１は、各インナープレートが交互に配置されている構造上、図６に示すように、非ガイド列１６に配置されるプレート（インナープレート１４）の総数がｎ枚（例えば４枚）、ガイド列１５に配置されるプレート（インナープレート１３とガイドプレート１７）の総数がｎ＋１枚（例えば５枚）となっている。このように、ガイド列１５に配置されるプレート数が非ガイド列１６のプレート数より多いので、ガイド列１５と非ガイド列１６とで強度の均衡を保つため、ガイド列１５に配置されるプレート１３，１７の板厚が非ガイド列１６のプレート１４より薄くなっている。
特許第３３８４５５６号公報（特に、段落番号０００２の記載参照）

サイレントチェーン１１は動力伝達の際、長手方向に高荷重の引張り張力を受けるため、図７に示すように、連結ピン１９には曲がりが発生し僅かに湾曲する。湾曲した連結ピン１９は、ガイド列１５の中央寄りに配置されているインナープレート１３ａ，１３ａのピン孔１２に接触すると共に、非ガイド列１６の両最外に配置されているインナープレート１４ａ，１４ａのピン孔１２に接触する。そのため、サイレントチェーン１１に引張り張力が加わると、ガイド列１５では中央寄りのインナープレート１３ａ，１３ａに高い応力がかかるが、両最外寄りのインナープレート１３，１３には低い応力しかかからない。一方、非ガイド列１６では両最外に配置されているインナープレート１４ａ，１４ａには格別高い応力が集中してかかり、中央寄りのインナープレート１４には低い応力しかかからない。その結果、それぞれのインナープレートにかかる負荷が異なるため、インナープレート毎の応力バランスが悪く、特に非ガイド列のインナープレート毎の応力バランスが悪い、という問題がある。

さらに、非ガイド列１６の両最外に配置されている特定のインナープレート１４ａ，１４ａは、格別高い応力を集中して受けるため、サイレントチェーン１１がスプロケットに巻き付いて屈曲するとき、ピン孔１２内周面と連結ピン１９との当たり面に過度の面圧が加わって両者が摩耗し、チェーン摩耗伸びや破断が発生する、という問題がある。

上記問題を解消すべく、非ガイド列１６の両最外のインナープレート１４ａ，１４ａの板厚を他のインナープレート１４より厚くするとサイレントチェーン自体の質量が増大する共に材料を多く使用しなければならない、という問題がある。

また、従来のサイレントチェーン１１をエンジンのタイミングチェーンとして使用した場合、上記のような問題があるため、エンジンの燃費が悪くなり、騒音性も悪化し、環境に悪影響を与えると共に、高出力のエンジンには高強度、すなわち質量の大きいサイレントチェーンを使用しなければならず、材料を多く使い燃費も悪くなる、という問題がある。

ちなみに、従来のサイレントチェーン１１をタイミングチェーンに使用して不良になったときの状態を調べてみると、連結ピン１９が引張力を受ける方向に曲がり湾曲していると共に、破断部位が９０％以上の割合で非ガイド列１６両最外の特定のインナープレート１４ａ、１４ａに発生し、摩耗量測定結果でも該インナープレート１４ａのピン孔１２の摩耗が他のインナープレート１３，１３ａ，１４等に比べて大きくなっている。ということは、連結ピン１９に曲がりが発生した場合でも、少なくとも非ガイド列のインナープレート１４，１４ａのピン孔１２に連結ピン１９が均等に接触していれば、高荷重の引張り張力がサイレントチェーン１１に加わってもそれぞれのインナープレート１４，１４ａにかかる負荷を均等にすることができ、それに伴って、特定のインナープレート１４ａ，１４ａのピン孔１２や連結ピン１９の局部的摩耗、チェーン摩耗伸び、破断を抑制できる、ということである。

そこで、本発明は、前記従来技術の問題を解決し、サイレントチェーンに高荷重の引張り張力が加わって連結ピンが撓んだ場合でも、少なくとも非ガイド列に配置されている全てのインナープレートのピン孔に連結ピンを均等に接触させることができると共に、非ガイド列に配置されているインナープレート毎の応力バランスを良好にすることができ、サイレントチェーンの強度低下を防止すると共に、特定のインナープレートのピン孔と連結ピンとが摩耗することを抑制し、それに伴って、チェーン摩耗伸びを抑制することができるサイレントチェーンを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る本発明は、一対の歯及び一対のピン孔を有する多数のインナープレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイド列及び非ガイド列にそれぞれ配置されると共に、一対のピン孔を有するガイドプレートが前記ガイド列の両最外に配置され、前記インナープレートの各ピン孔に断面円形の連結ピンが遊嵌され、該連結ピンの両端部が前記ガイドプレートのピン孔に嵌合固定されてなるサイレントチェーンにおいて、前記連結ピンは、両端部から中央部に向けて漸次外径が増大し、該中央部が最大外径となっているサイレントチェーン、という構成としたものである。

請求項２に係る本発明は、請求項１に係る本発明のサイレントチェーンにおいて、前記各インナープレートのピン孔は、内径が全て同じ大きさで前記連結ピンの最大外径より僅かに大きい、という構成としたものである。

請求項３に係る本発明は、請求項１又は請求項２に係る本発明のサイレントチェーンにおいて、前記連結ピンは、チェーンに加わった引張り張力により撓んでピン孔との当たり面が略真直ぐとなり、該略真直ぐな当たり面が前記非ガイド列に配置された各インナープレートのピン孔に均等に接触する、という構成としたものである。

請求項１に係る本発明によれば、一対の歯及び一対のピン孔を有する多数のインナープレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイド列及び非ガイド列にそれぞれ配置されると共に、一対のピン孔を有するガイドプレートが前記ガイド列の両最外に配置され、前記インナープレートの各ピン孔に断面円形の連結ピンが遊嵌され、該連結ピンの両端部が前記ガイドプレートのピン孔に嵌合固定されてなるサイレントチェーンにおいて、前記連結ピンは、両端部から中央部に向けて漸次外径が増大し、該中央部が最大外径となっているので、サイレントチェーンに高荷重の引張り張力が加わって連結ピンが撓んで湾曲したとき、非ガイド列に配置された各インナープレートのピン孔との当たり面を略真直ぐにすることができる。その結果、非ガイド列に配置されたインナープレートの各ピン孔内周面と連結ピンとの当たり面の面圧を均等にして両者の摩耗を抑制することができる。それに伴って、チェーン摩耗伸び及び特定のインナープレートの破断を防止することができると共に、チェーンの摩耗伸びによる騒音発生を抑制することができる。

請求項２に係る本発明のサイレントチェーンによれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、前記各インナープレートのピン孔は、内径が全て同じ大きさで前記連結ピンの最大外径より僅かに大きいので、ガイド列に配置されるインナープレートを統一規格にすると共に、非ガイド列に配置されるインナープレートを統一規格にすることができ、その結果、サイレントチェーンの製作を簡素化することができる。

請求項３に係る本発明のサイレントチェーンによれば、請求項１または請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、前記連結ピンは、チェーンに加わった引張り張力により撓んでピン孔との当たり面が略真直ぐとなり、該略真直ぐな当たり面が前記非ガイド列に配置された各インナープレートのピン孔に均等に接触するので、サイレントチェーンに高荷重の引張り張力が加わったとき、非ガイド列に配置されたインナープレートには均等な負荷がかかり、インナープレート毎の応力バランスを良好にすることができる。

本発明の実施例を図１〜図５に基づいて説明する。図１はサイレントチェーンの一部を示す平面図、図２はサイレントチェーンの一部を示す正面図、図３の（Ａ）はインナープレートの正面図、（Ｂ）はガイドプレートの正面図、図４は低荷重の引張り張力が作用しているとき（初期状態）のサイレントチェーンの要部説明図、図５はサイレントチェーンが高荷重の引張り張力を受けて連結ピンが撓んだときの要部説明図である。

図１〜図３に示すように、サイレントチェーン１は、一対の歯２及び一対のピン孔３を有する多数のインナープレート４，５が、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイド列６及び非ガイド列７にそれぞれ配置されると共に、一対のピン孔８を有するガイドプレート９がガイド列６の両最外に配置され、インナープレート４，５の各ピン孔３に断面円形の連結ピン１０が遊嵌（すきま嵌め）され、該連結ピン１０の両端部が前記ガイドプレート９のピン孔８に嵌合固定（しまり嵌め）されて無端状に形成されている。

サイレントチェーン１は、前記従来のサイレントチェーン１１と同じように、ガイド列６に配置されるプレート（インナープレート４とガイドプレート９）の数（６枚）が非ガイド列７のプレート（インナープレート５）の数（５枚）より多い。ガイド列６と非ガイド列７とで強度の均衡を保つため、ガイド列６に配置されるプレート４，９の板厚が非ガイド列７のプレート５より僅かに薄くなっている。なお、この実施例では、インナープレート４、５の数をそれぞれ４枚、５枚のものとして図示して説明しているが、インナープレート４、５はこのような数に限らず適宜である。

ガイド列６に配置されるインナープレート４、及び非ガイド列７に配置されるインナープレート５は、図３（Ａ）に示すように、一対の歯２及び一対のピン孔３を有する外郭形状が同じもので、ピン孔３の内径は、全て同じ大きさで連結ピン１０の最大外径より僅かに大きい。また、ガイド列６の最外に配置され連結ピン１０に固定されるガイドプレート９は、図３（Ｂ）に示すように、一対のピン孔８を有するが、歯を備えていない。

サイレントチェーン１を構成する断面円形の連結ピン１０は、図４に示すように、その両端部がガイドプレート９のピン孔８に嵌合固定されているが、この両端部から中央部に向けて漸次外径が僅かずつ増大し、この中央部が最大外径となって表面が湾曲面になっている。なお、図４、図５は説明の都合上、連結ピン１０の形状を誇張して示したもので、連結ピン１０の両端部外径と最大外径との差はほんの僅かである。なお、この連結ピン１０外径の漸次増大程度は、高荷重の引張り張力がサイレントチェーン１に加わって撓んだときに、非ガイド列７の各インナープレート５のピン孔３との当たり面１０ａが略真直ぐになる程度であればよい。

上記構成からなるサイレントチェーン１の作用効果は次のとおりである。サイレントチェーン１が高荷重の引張り張力を受けて撓んだ連結ピン１０は、図５に示すように、非ガイド列７に配置されている各インナープレート５のピン孔３との当たり面１０ａが略真直ぐになってピン孔３に接触するので、非ガイド列７に配置されたそれぞれのインナープレート５のピン孔３内周面と連結ピン１０との面圧を均等として両者３，１０の摩耗を抑制することができる。その結果、チェーン摩耗伸び及び両最外の特定のインナープレート５の破断を防止することができると共に、チェーンの摩耗伸びによる騒音発生を抑制することができる。

また、連結ピン１０は、当たり面１０ａが略真直ぐとなって非ガイド列７に配置された各インナープレート５のピン孔３に均等に接触するので、これらインナープレート５毎の応力バランスを良好にすることができると共に、インナープレート５毎の応力バランスを良好にすることができ、サイレントチェーンの強度低下を防止することができる。この場合、図５に示すように、連結ピン１０の反対側の突出湾曲面１０ｂもガイド列６中央寄りインナープレート４のピン孔３に接触するが、ガイド列６では連結ピン１０両端が固定されたガイドプレート９で応力を受け止めるため、中央寄りのインナープレート４の応力負担は小さくピン孔３の摩耗も少ないため、インナープレート４毎の応力バランスも良好になり、ひいては、全てのインナープレート４，５毎の応力バランスも良好になる。

インナープレート４とインナープレート５とは、ピン孔３の大きさ及び外郭形状が同じで、板厚が異なるだけなので、ガイド列６に配置されるインナープレート４を統一規格とすることができると共に、非ガイド列７に配置されるインナープレート５を統一規格とすることができ、その結果、サイレントチェーン１の製作工程の簡素化を図ることができる。

本発明実施例のサイレントチェーンの一部を示す平面図である。 サイレントチェーンの一部を示す正面図である。 （Ａ）はインナープレートの正面図、（Ｂ）はガイドプレートの正面図である。 低荷重の引張り張力が作用しているときのサイレントチェーンの要部説明図である。 サイレントチェーンが高荷重の引張り張力を受けて連結ピンが撓んだときの要部説明図である。 従来のサイレントチェーンを示し、低荷重の引張り張力が作用しているときの要部説明図である。 サイレントチェーンが高荷重の引張り張力を受けて連結ピンが撓んだときの要部説明図である。

符号の説明

１ サイレントチェーン
２ 一対の歯
３ 一対のピン孔
４ ガイド列のインナープレート
５ 非ガイド列のインナープレート
６ ガイド列
７ 非ガイド列
８ 一対のピン孔
９ ガイドプレート
１０ 連結ピン
１０ａ 略真っ直ぐな当たり面
１０ｂ 突出湾曲面

Claims (3)

1. 一対の歯及び一対のピン孔を有する多数のインナープレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイド列及び非ガイド列にそれぞれ配置されると共に、一対のピン孔を有するガイドプレートが前記ガイド列の両最外に配置され、前記インナープレートの各ピン孔に断面円形の連結ピンが遊嵌され、該連結ピンの両端部が前記ガイドプレートのピン孔に嵌合固定されてなるサイレントチェーンにおいて、
   前記連結ピンは、両端部から中央部に向けて漸次外径が増大し、該中央部が最大外径となっていることを特徴とするサイレントチェーン。
2. 前記各インナープレートのピン孔は、内径が全て同じ大きさで前記連結ピンの最大外径より僅かに大きいことを特徴とする請求項１記載のサイレントチェーン。
3. 前記連結ピンは、チェーンに加わった引張り張力により撓んでピン孔との当たり面が略真直ぐとなり、該略真直ぐな当たり面が前記非ガイド列に配置された各インナープレートのピン孔に均等に接触することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のサイレントチェーン。
   
   
   
   

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