JP2024129304A - サイレントチェーン及びチェーン伝動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】強度の高いサイレントチェーン及びチェーン伝動機構を提供すること。
【解決手段】サイレントチェーンは、複数のリンクプレートを連結ピンによって屈曲可能に連結して成るサイレントチェーンであって、前記複数のリンクプレートは、互いに形状の異なる二種以上のリンクプレートを含み、互いに形状の異なる前記リンクプレートは、スプロケットに着座した際に、ピッチラインが同一高さとなるように構成される。チェーン伝動機構はこれを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、サイレントチェーン及びチェーン伝動機構に関する。

チェーン伝動機構として、複数のスプロケットと、当該スプロケットに掛け回されるサイレントチェーンを用いたものがある。このようなチェーン伝動機構は、駆動力の伝達、回転タイミングの同期、回転数やトルクの変更等の用途で広く用いられている。

サイレントチェーンは、一般的に、一対の歯部及び一対のピン孔を有する多数のリンクプレートを各ピン孔内に挿入した連結ピンで屈曲可能に連結することにより構成されており、チェーン伝動機構は、複数のスプロケットに無端状に掛け回され、リンクプレートの歯部がスプロケットの歯に噛み合うことで回転を伝達するように構成されている。

特許文献１では、二種類のリンクプレート、スプロケット歯に内側クロッチで噛み合い始めて外側フランクで着座する第１リンクプレートと、前記スプロケット歯に外側フランクのみで噛み合い着座する第２リンクプレートとがチェーン長手方向に混在して無端状に編成されたランダム配置型サイレントチェーンが開示されている。このサイレントチェーンでは、第１リンクプレートの全リンクプレートに対するプレート混在率が５０％未満であるとともに、前記第２リンクプレートが、前記第１リンクプレートの前後に少なくとも１個以上ランダムに配置されている。

特開２００２－２５０４０６号公報

しかしながら、上記のようなランダム配置型サイレントチェーンでは、テンションサイドにかかる張力が大きくなり、リンクプレートが単一であるモノタイプのサイレントチェーンと比較すると強度が低いという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、強度の高いサイレントチェーン及びチェーン伝動機構を提供することを目的とする。

本発明のサイレントチェーンは、複数のリンクプレートを連結ピンによって屈曲可能に連結して成るサイレントチェーンであって、複数の前記リンクプレートは、互いに形状の異なる二種以上の前記リンクプレートを含み、互いに形状の異なる前記リンクプレートは、スプロケットに着座した際に、ピッチラインが同一高さとなるように構成されたことを特徴とする。リンクプレートのピッチラインが同一高さとなるように各リンクプレートが構成されたことで、サイレントチェーンの着座状態を安定させ、チェーンにかかる最大張力が抑制されたため、強度を高めることが可能である。

互いに形状の異なる前記リンクプレートは、内股角度が異なること、特に互いに形状の異なる前記リンクプレートは、前記内股角度の差が２８°以内であるように構成されたことが好ましい。この範囲であることで、従来のサイレントチェーンよりも十分にチェーンにかかる張力が抑制され、強度をさらに高めることが可能である。

本発明の好ましい実施形態としては、各屈曲部に一対のロッカーピンを有するロッカージョイントピン型サイレントチェーンまたは各屈曲部に1本の丸ピンを有する丸ピン型サイレントチェーンであることが挙げられる。

また、本発明のチェーン伝動機構は、複数のリンクプレートを連結ピンによって屈曲可能に連結して成るサイレントチェーンと、前記サイレントチェーンが巻き掛けられる複数のスプロケットを有するチェーン伝動機構であって、複数の前記リンクプレートは、互いに形状の異なる二種以上の前記リンクプレートを含み、前記サイレントチェーンの互いに形状の異なる前記リンクプレートは、前記複数のスプロケットの少なくとも一つに着座した際に、ピッチラインが同一高さとなるように構成されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、高い強度を有するサイレントチェーン及びチェーン伝動機構を提供することができる。

本発明の実施形態１に係るサイレントチェーン伝動装置を示す図。 本発明の実施形態１のサイレントチェーンのリンクプレートの正面図。 本発明の実施形態１のサイレントチェーンの着座状態を示す図。 従来のサイレントチェーンの着座状態を示す図。 第一リンクプレートと第二リンクプレートとの内股角度差に対する張力を示すグラフ。 本実施形態のサイレントチェーンと従来のサイレントチェーンとのY方向の変位を示すグラフ。

(実施形態１)
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、この実施形態は例であり、本発明はこれに限定されるものではない。なお、同じ構成要素には同じ参照符号を付すが、位置や形状により区別するときには、参照符号にさらにアルファベットを付すこともある。

図１に本実施形態に係るサイレントチェーン伝動装置１を示す。サイレントチェーン伝動装置１は、サイレントチェーン１０と複数のスプロケット２０とから構成されている。サイレントチェーン１０は、ガイドプレートからなるガイド列１１とリンクプレート３０からなるリンクプレート列１２とを、チェーン長手方向に半ピッチずらして交互に配置し、一対のピン１３によって屈曲可能に連結したものである。図２に示すように、リンクプレート３０は、一対のピン１３がそれぞれ挿入される一対のピン孔３１と、一対の歯３２とを備える。一対の歯３２は、内フランク３３と外フランク３４を有する。図１に戻り、本実施形態のサイレントチェーン１０は、ランダムタイプであり、形状のことなる２種のリンクプレート３０（後述する）を含む。このようなサイレントチェーン伝動装置１においては、サイレントチェーン１０の各リンクプレート３０がフリースパンからスプロケット２０に進入する際、まず、リンクプレート３０の歯３２がスプロケット２０の歯に当接して噛み合い（噛合動作）、サイレントチェーン１０が巻き付き屈曲して着座する（着座動作）。回転中は各リンクプレート３０が全てこの噛合・着座動作を高速、かつ周期的に繰り返す。

図３に示す第一リンクプレート３０Aと第二リンクプレート３０Bとは、それぞれ内股角度が異なることでその形状が異なるリンクプレート３０である。本実施形態では、一例としてサイレントチェーン１０全体に対し、第一リンクプレート１０が３０％含有されているものを示している。第一リンクプレート３０Aは、第二リンクプレート３０Bよりもリンクプレート３０の内股角度が大きい。ここで、本実施形態において内股角度とは、リンクプレート３０の内フランク３３の直線部分間の内角角度ＩＡをいい、外股角度とは、リンクプレート３０の外フランク３４の直線部分間の内角角度ＯＡをいう。したがって、第一リンクプレート３０Aと第二リンクプレート３０Bとでは、着座時のスプロケットとの内側フランクの噛み合い位置が異なる。

他方で、第一リンクプレート３０Aと第二リンクプレート３０Bとでは、着座時のピッチラインPの高さが同一となるように構成されている。図３中、各リンクプレート３０のピッチラインPは一致している。即ち、第一リンクプレート３０Aが第二リンクプレート３０Bよりも内股角度が2°大きいので、第一リンクプレート３０Aのピン孔３１の形成位置が第二リンクプレート３０Bのピン孔３１と同一であると着座時のピッチラインPの高さが第二リンクプレート３０Bよりも低くなってしまうので、ピッチラインPの高さを同一にするために、第一リンクプレート３０Aはピン孔３１の形成位置を第二リンクプレート３０Bよりも高い位置としている。これにより、第一リンクプレート３０Aと第二リンクプレート３０Bとは、着座時のピッチラインPの高さが同一となっている。ここで、ピッチラインPの高さとは、リンクプレート３０の着座時におけるピッチラインのスプロケット回転中心からの距離（半径）をいう。

本実施形態では、サイレントチェーン１０がスプロケット２０に着座した際に、サイレントチェーン１０を構成する全てのリンクプレート３０のピッチラインPの高さが同じであるため、サイレントチェーン１０がスプロケット２０に巻き付く際のチェーンの浮き沈みを抑えてサイレントチェーン１０の着座状態を安定させることが可能である。

ここで、図４に示すような従来の二種以上のリンクプレート４１（第一リンクプレート４１A、第二リンクプレート４１B）を含むサイレントチェーンにおいては、スプロケット４２に着座した際の第一リンクプレート４１AのピッチラインPAと第二リンクプレート４１BのピッチラインPBの高さは一定ではなかった。これによりサイレントチェーンがスプロケット４２に巻き付く際の第一リンクプレート４１Aと第二リンクプレート４１Bとの切り替わり部ではリンクプレート４１の浮き沈みが起こる為、サイレントチェーンのテンションサイドにかかる張力が大きくなり、単一のリンクプレート４１のみからなるモノタイプのサイレントチェーンと比較すると強度が低下する原因となっていた。

このような従来のピッチラインを考慮していないサイレントチェーンに比べ、本実施形態のサイレントチェーン１０では、ピッチラインが同一となることでサイレントチェーン１０の着座状態を安定させ、チェーンにかかる張力が抑制されたため、強度が高い。また、張力が抑制されるとともにチェーンの浮き沈みを抑えたことで弦振動が抑えられるので、音と振動も抑制することが可能である。また、本実施形態のサイレントチェーン１０では、その強度が高いことにより、サイレントチェーン１０の幅を細くすることができ、小型化、軽量化できる。さらには、サイレントチェーン１０にかかる張力が抑制されることでサイレントチェーン１０とスプロケット２０との接触力が低下するので、サイレントチェーン１０及びスプロケット２０の摩耗を抑制することができる。

また、本実施形態では、リンクプレート３０の内股角度は、リンクプレート３０全体での内股角度の角度差が２８°以内であるように規定されている。図５は、第一リンクプレート３０Aと第二リンクプレート３０Bとの間の内股角度を変更した場合のサイレントチェーン３０にかかる張力変化を測定したグラフである。比較として、従来のサイレントチェーンにおける第一リンクプレート４１A、第二リンクプレート４１Bとの内股角度を変更した場合の張力変化、モノタイプのサイレントチェーンの張力を測定し、合わせて図５に示す。

図５に示すように、ピッチラインが同一である本実施形態のリンクプレート３０の場合には、つねに従来のサイレントチェーンよりも張力が小さかったが、特に内股角度の差がー１３°から１５°の間で、即ち二つのリンクプレート３０の内股角度の差が２８°となる範囲（図５中矢印で示す範囲）で、従来のサイレントチェーンの最小値よりも常に小さくなっている。したがって、内股角度がこの角度差範囲に含まれていることで、より張力を低下させ、音と振動を抑制することが可能である。リンクプレート３０の内股角度の差は、好ましくは７°以内であることが挙げられる。この範囲にあることで、ランダムタイプのサイレントチェーンではなく、モノタイプのサイレントチェーンとほぼ同等の張力となり、より音と振動を抑制することが可能である。

本実施形態のサイレントチェーンを実施例を用いて詳細に説明する。図６は、本実施形態のサイレントチェーン１０における任意のリンクプレートのテンションサイドでの走行ラインを示すグラフである。横軸はX方向での変位を、縦軸はY方向での変位を示す。ここで、X方向とはチェーンの走行方向を、Y方向は、チェーンの浮き上がり等走行方向に対して垂直方向の変位を意味する。また、比較として、従来の着座時のピッチラインの高さが一定ではないサイレントチェーンにおける任意のリンクプレートのテンションサイドでの走行ラインも示している。

図６に示すように、従来の着座時のピッチラインの高さが一定ではないサイレントチェーンの場合（図６中点線で示す）には、リンクプレートのX方向の変位に対し、Y方向の変位が大きかった。これに対し、本実施形態のサイレントチェーン１０の場合（図６中実線で示す）は、X方向の変位に対し、Y方向の変位が抑制されており、ピッチラインが一定となることで、サイレントチェーン１０の着座状態を安定させ、チェーンにかかる張力を抑制することができた。
（変形例）

本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態では、二種のリンクプレート３０を有するサイレントチェーン１０を説明したが、これに限定されず、着座時のピッチラインの高さが同一である二種以上の形状の異なるリンクプレート３０を有していてもよい。また、本実施形態では例として第一リンクプレート３０Aの含有比を全体の３０％であるものを示したが、リンクプレート３０における二種以上のリンクプレート３０の含有比も特に限定されない。さらに、第一リンクプレート３０Aと第二リンクプレート３０Bとは、その内股角度が異なるものであったが、外股角度を変更してもよい。リンクプレート３０のスプロケット２０の歯に対するかみ合いも、内側フランク３３、外側フランク３４のいずれであってもよい。また、本実施形態では、リンクプレート３０の任意のリンクプレート３０同士の内股角度差は２８°以内としたが、これは好ましい形態であり、サイレントチェーンのリンクプレート３０が少なくとも着座時のピッチラインの高さが一定であるように構成されていればよい。

本実施形態のサイレントチェーンは、各屈曲部に一対のロッカーピンを有するロッカージョイントピン型サイレントチェーンや、各屈曲部に1本の丸ピンを有する丸ピン型サイレントチェーンとして用いることもできる。

本実施形態のサイレントチェーン１０を用いたチェーン電動装置１においては、リンクプレート３０は、複数のスプロケット２０の少なくとも一つに着座した際に、リンクプレートのピッチライン３０が同一高さとなれば張力を抑制し、強度を高めることができるが、全てのスプロケットにおいてリンクプレートのピッチライン３０が同一高さとなるように構成すればより張力を抑制でき、強度をさらに高めることができる。

１ サイレントチェーン伝動装置
１０ サイレントチェーン
１１ ガイド列
１２ リンクプレート列
１３ ピン
２０ スプロケット
３０ リンクプレート
３１ ピン孔
３２ 歯
３３ 内フランク
３４ 外フランク
４１ リンクプレート
４２ スプロケット
P ピッチライン
PA ピッチライン
PB ピッチライン

Claims (5)

1. 複数のリンクプレートを連結ピンによって屈曲可能に連結してなるサイレントチェーンであって、
   複数の前記リンクプレートは、互いに形状の異なる二種以上の前記リンクプレートを含み、
   互いに形状の異なる前記リンクプレートは、スプロケットに着座した際に、ピッチラインが同一高さとなるように構成されたことを特徴とするサイレントチェーン。
2. 互いに形状の異なる前記リンクプレートは、内股角度が異なることを特徴とする請求項１に記載のサイレントチェーン。
3. 互いに形状の異なる前記リンクプレートは、前記内股角度の差が２８°以内であるように構成されたことを特徴とする請求項２に記載のサイレントチェーン。
4. 前記サイレントチェーンは、各屈曲部に一対のロッカーピンを有するロッカージョイントピン型サイレントチェーンまたは各屈曲部に1本の丸ピンを有する丸ピン型サイレントチェーンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のサイレントチェーン。
5. 複数のリンクプレートを連結ピンによって屈曲可能に連結して成るサイレントチェーンと、前記サイレントチェーンが巻き掛けられる複数のスプロケットを有するチェーン伝動機構であって、
   複数の前記リンクプレートは、互いに形状の異なる二種以上の前記リンクプレートを含み、
   前記サイレントチェーンの互いに形状の異なる前記リンクプレートは、前記複数のスプロケットの少なくとも一つに着座した際に、ピッチラインが同一高さとなるように構成されたことを特徴とするチェーン伝動機構。
   
   
   

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