JP2016038005A - サイレントチェーン伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、チェーン走行時におけるチェーン挙動を安定化させ、歯飛びの発生を抑制するとともに、弦振動音や噛合い音を低減するサイレントチェーン伝動装置を提供すること。【解決手段】サイレントチェーン１１０とスプロケット１８０とから構成されるサイレントチェーン伝動装置１００であって、サイレントチェーン１１０をスプロケット１８０に低荷重で巻き掛けた状態で、非ガイド列１５０の前後のピン孔１６１のロッカーピン１７０の転動点間ピッチＩが、スプロケットピッチにＳ等しくなるように設定されていること。【選択図】図４

Description

本発明は、サイレントチェーンとスプロケットとから構成されるサイレントチェーン伝動装置に関する。

従来、左右一対のガイドプレート及び前記左右一対のガイドプレート間に配置されたミドルプレートから成るガイド列と、複数のインナープレートから成る非ガイド列とを、前記ミドルプレート及びインナープレートに設けられた前後一対のピン孔に挿入される長ピン及び短ピンからなる一対のロッカーピンによってチェーン長手方向に交互に連結されることで構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。）。
そして、サイレントチェーンを複数のスプロケットに掛け回すことで、複数のスプロケットの間で、回転を確実に伝達するサイレントチェーン伝動装置が公知である。

一般に、サイレントチェーンとスプロケットとから構成されるサイレントチェーン伝動装置において、スプロケットの標準のピッチラインと各歯底を通る仮想線との交点の間隔が、スプロケットピッチと規定される。
そして、サイレントチェーンの各ピン孔に挿入された一対のロッカーピンの転動点のチェーン長手方向の間隔である転動点間ピッチとスプロケットピッチとが一致している状態で、サイレントチェーンがスプロケットに対して最適に巻き付くようにスプロケットの歯型及びサイレントチェーンの各プレートの形状が設計されている。

特許文献１に記載されたような公知のサイレントチェーンは、弾性伸びや摩耗伸びが生じることを予め想定し、図５の表に示すように、弾性伸びがほとんど生じない程度の荷重がサイレントチェーンに掛かる低負荷状態において、少なくとも非ガイド列における転動点ピッチがスプロケットピッチよりも小さくなるように設計されている。
これは、実使用時、弾性伸びや摩耗伸びが生じた時に、スプロケットピッチと転動点間ピッチの差が小さくなり、スプロケットに対するサイレントチェーンの巻き付きが良くなることを考慮したものである。

特開２００２−１３０３８４号公報

しかしながら、上述したようにピッチ関係を設定した場合、摩耗伸びが生じていない初期状態かつ低負荷状態でスプロケットに掛け回されたサイレントチェーンは、少なくとも非ガイド列における転動点間ピッチがスプロケットピッチより短くなるため、スプロケットに対する巻き付きが悪くなる。
その結果、チェーン挙動が安定せず、サイレントチェーンの弦振動音が大きくなったり、サイレントチェーンとスプロケットとの間の噛合い音が悪化するという問題が生じていた。

また、弾性伸びが生じる程度の高負荷がサイレントチェーンに掛かった時においても、サイレントチェーンがスプロケットから張力を受けずに巻き付く領域、すなわち、その重量によってサイレントチェーンがスプロケットに巻き付く領域や、スプロケット上においてサイレントチェーンに作用する荷重が小さくなる領域があるため、その領域では、少なくとも非ガイド列における転動点間ピッチがスプロケットピッチより短くなり、同様に、スプロケットに対するサイレントチェーンの巻き付きが悪くなり、チェーン挙動が安定せず、サイレントチェーンの弦振動音が大きくなったり、サイレントチェーンとスプロケットとの間の噛合い音が悪化するという問題が生じていた。

また、サイレントチェーンがスプロケットから張力を受けて巻き付く高負荷の領域では、強い弾性により転動点間ピッチが小さくなる方向の力が加わり、スプロケットの歯から外れる方向の力が発生してスプロケット歯からインナープレートのリンク歯が乗り上げ易くなり、いわゆる歯飛びが生じるおそれがあった。
さらに、ガイド列においても、サイレントチェーンに伸びが生じることを予め想定し、図５の表に示すように、伸びが生じた時にスプロケットに対するサイレントチェーンの巻き付きが良くなるように、低負荷状態において、転動点間ピッチをスプロケットピッチと同等以下としていたため、上述した非ガイド列と同様の問題が生じる。

なお、上述した「転動点間ピッチ」及び「スプロケットピッチ」を詳しく説明すると、「転動点間ピッチ」は、サイレントチェーンをスプロケットに低負荷状態で巻き掛けた状態で、ミドルプレート及びインナープレートのピン孔に挿入された一対のロッカーピン転動面が当接する点をピン転動点とした場合に、チェーン長手方向に隣接するピン転動点間の間隔である。
また、「スプロケットピッチ」は、各ピン転動点を通ってチェーン長手方向に延びるピッチラインと、スプロケットの回転中心及びスプロケットの各歯底を通る仮想線との間の交点を仮想交点とした場合に、チェーン長手方向に隣接する仮想交点間の間隔である。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、チェーン走行時におけるチェーン挙動を安定化させ、歯飛びの発生を抑制するとともに、弦振動音や噛合い音を低減するサイレントチェーン伝動装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係るサイレントチェーン伝動装置は、サイレントチェーンとスプロケットとから構成されるサイレントチェーン伝動装置であって、前記サイレントチェーンは、左右一対のガイドプレート及び前記左右一対のガイドプレート間に配置されたミドルプレートから成るガイド列と、複数のインナープレートから成る非ガイド列とを、前記ミドルプレート及びインナープレートに設けられた前後一対のピン孔に挿入される長ピン及び短ピンからなる一対のロッカーピンによってチェーン長手方向に交互に連結されることで構成され、前記サイレントチェーンを前記スプロケットに低荷重で巻き掛けた状態で、前記非ガイド列の前後のピン孔のロッカーピンの転動点間ピッチが、前記スプロケットピッチに等しくなるように設定されていることにより、前記課題を解決するものである。

本発明に係るサイレントチェーン伝動装置によれば、サイレントチェーンをスプロケットに低負荷で巻き掛けた状態で、非ガイド列における転動点間ピッチが、スプロケットピッチに等しくなるように設定されていることにより、サイレントチェーンが初期状態かつ低負荷状態にある場合に、非ガイド列における転動点間ピッチがスプロケットピッチに等しくなる。
これにより、スプロケットに対するサイレントチェーンの巻き付きが良くなり、チェーン走行時におけるチェーン挙動が安定し、サイレントチェーンの弦振動音や噛合い音を低減することができる。
また、サイレントチェーンに高負荷が掛かった時や摩耗伸びが生じた時においても、サイレントチェーンがスプロケットから張力を受けずに巻き付く領域、すなわち、重量によってサイレントチェーンがスプロケットに巻き付く領域や、スプロケット上においてサイレントチェーンに作用する荷重が小さくなる領域において、非ガイド列における転動点間ピッチがスプロケットピッチに等しくなる。
これにより、スプロケットに対するサイレントチェーンの巻き付きが良くなり、チェーン走行時におけるチェーン挙動が安定し、サイレントチェーンの弦振動音や噛合い音を低減することができるとともに、サイレントチェーンがスプロケットから張力を受けて巻き付く高負荷の領域でも、歯飛びの発生を抑制することができる。

本請求項２に記載の構成によれば、サイレントチェーンをスプロケットに低負荷で巻き掛けた状態で、ガイド列における転動点間ピッチが、スプロケットピッチに等しくなるように設定されていることにより、サイレントチェーンが初期状態かつ低負荷状態にある場合に、ガイド列における転動点間ピッチがスプロケットピッチに等しくなる。
このことにより、ガイド列においても非ガイド列と同様の作用を生じ、サイレントチェーン全体としてスプロケットに対するサイレントチェーンの巻き付きが良くなり、さらに、チェーン走行時におけるチェーン挙動が安定し、サイレントチェーンの弦振動音や噛合い音を低減することができるとともに、サイレントチェーンがスプロケットから張力を受けて巻き付く高負荷の領域でも、歯飛びの発生を抑制することができる。

本請求項３に記載の構成によれば、一対のロッカーピンの短ピンのチェーン長手方向の厚さが、長ピンのチェーン長手方向の厚さと異なることにより、各プレートのピン孔の位置を従来のものと変更することなく、転動点間ピッチをスプロケットピッチに等しくなるように設定することが可能となる。
本請求項４に記載の構成によれば、非ガイド列の前後のピン孔位置が、ガイド列の前後のピン孔位置と異なることにより、一対のロッカーピン、ガイドプレート及びミドルプレートを従来のものと変更することなく、非ガイド列の前後のピン孔のロッカーピンの転動点間ピッチをスプロケットピッチに等しくなるように設定することが可能となる。
本請求項５に記載の構成によれば、ガイド列と非ガイド列で転動点間ピッチが異なることで、ミドルプレートとインナープレートでスプロケットとの接触のタイミングや接触位置が変化し、周期的な騒音や振動が抑制され、さらに弦振動音や噛合い音を低減することができる。

本発明の第１実施形態のサイレントチェーン伝動装置の一部側面図。 本発明の第１実施形態のサイレントチェーン伝動装置のサイレントチェーンの断面説明図。 本発明の第１実施形態のサイレントチェーン伝動装置のサイレントチェーンとスプロケットの関係説明図。 本発明の第１実施形態のサイレントチェーン伝動装置の各ピッチの関係表。 従来のサイレントチェーン伝動装置の各ピッチの関係表。

本発明は、サイレントチェーンとスプロケットとから構成されるサイレントチェーン伝動装置であって、サイレントチェーンは、左右一対のガイドプレート及び左右一対のガイドプレート間に配置されたミドルプレートから成るガイド列と、複数のインナープレートから成る非ガイド列とを、ミドルプレート及びインナープレートに設けられた前後一対のピン孔に挿入される長ピン及び短ピンからなる一対のロッカーピンによってチェーン長手方向に交互に連結されることで構成され、サイレントチェーンをスプロケットに低荷重で巻き掛けた状態で、非ガイド列の前後のピン孔のロッカーピンの転動点間ピッチが、スプロケットピッチに等しくなるように設定され、簡素な構成で、チェーン走行時におけるチェーン挙動を安定化させ、歯飛びの発生を抑制するとともに、弦振動音や噛合い音を低減するものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。

本発明のサイレントチェーンの各構成部材の具体的な素材は、チェーンの張力を適正に保持するための強度を有するものであれば如何なるものでも良く、強度、加工性、経済性の観点から鋼材や鋳鉄等の鉄系材料を用いるのが好ましく、特にガイドプレート、ミドルプレート及びインナープレートは、鋼鈑を打ち抜いて形成するのが好ましい。
以下に、本発明の実施形態であるサイレントチェーンについて、図面に基づいて説明する。

本発明の１実施形態に係るサイレントチェーン伝動装置１００は、図１にその一部を示すように、サイレントチェーン１１０とスプロケット１８０とから構成されている。
サイレントチェーン１１０は、図２に示すように、複数のガイド列１２０と複数の非ガイド列１５０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、一対のロッカーピン１７０によって屈曲可能に連結したものである。
ガイド列１２０は、チェーン幅方向の両外側に配置された左右一対のガイドプレート１３０と、左右一対のガイドプレート１３０の間に配置された複数のミドルプレート１４０とから構成されている。また、非ガイド列１５０は、チェーン幅方向に並列配置された複数のインナープレート１６０から構成されている。

一対のロッカーピン１７０は、長ピン１７１及び短ピン１７２から構成されている。長ピン１７１及び短ピン１７２は、長さが異なる点を除いて同一形状のピンであるが、別の例として、チェーン幅方向に直交する平面での断面形状が互いに異なるピンであってもよい。
長ピン１７１及び短ピン１７２は、ミドルプレート１４０のピン孔１４１及びインナープレート１６０のピン孔１６１に遊嵌状態で一緒に挿入され、また、長ピン１７１の両端は、ガイドプレート１３０のピン保持孔１３１に固定されている。

長ピン１７１及び短ピン１７２は、図３に示すように、チェーン長手方向内側に形成された転動面１７１ａ、１７２ａと、チェーン長手方向外側に形成された凹状の背面とをそれぞれ有し、また、ミドルプレート１４０のピン孔１４１及びインナープレート１６０のピン孔１６１は、チェーン長手方向外側に形成されピン姿勢を規制する凸状のシート面を有している。長ピン１７１及び短ピン１７２は、各転動面１７１ａ、１７２ａを対向させるとともに、ピン１７１、１７２の各背面をピン孔１４１、１６１のシート面に着座させた状態で、ピン孔１４１、１６１に挿入されている。
ミドルプレート１４０及びインナープレート１６０は、スプロケット１８０のスプロケット歯１８１と噛み合うための一対のＶ字状のリンク歯１４２、１６２をスプロケット噛合側にそれぞれ有している。

次に、サイレントチェーン伝動装置１００における各部材間のピッチ関係について、以下に説明する。
まず、本実施形態では、サイレントチェーン１１０をスプロケット１８０に低負荷状態で巻き掛けた状態で、図４の表に示すように、ガイド列１２０及び非ガイド列１５０における転動点間ピッチＩが、スプロケットピッチＳに等しくなるように設定されている。
ここで、上述した転動点間ピッチＩとは、図３に示すように、サイレントチェーン１１０をスプロケット１８０に低負荷状態で巻き掛けた状態で、ミドルプレート１４０及びインナープレート１６０のピン孔１４１、１６１に挿入された一対のロッカーピン１７０間の転動点をピン転動点Ｐｒとした場合に、チェーン長手方向に隣接するピン転動点Ｐｒ間の間隔のことである。
上述したスプロケットピッチＳとは、各ピン転動点Ｐｒを通ってチェーン長手方向に延びるピッチラインＬと、スプロケット１８０の回転中心（図示しない）及びスプロケット１８０の各歯底１８２を通る仮想線ＶＬとの間の交点を仮想交点Ｐｃとした場合に、チェーン長手方向に隣接する仮想交点Ｐｃ間の間隔のことである。

このように、サイレントチェーン伝動装置１００の各部材間のピッチ関係を設定した場合、サイレントチェーン１１０が初期状態かつ低負荷状態にある場合に、ガイド列１２０及び非ガイド列１５０における転動点間ピッチＩがスプロケットピッチＳに等しくなり、一方、サイレントチェーン１１０に高負荷が掛かった時や摩耗伸びが生じた時においても、その重量によってサイレントチェーン１１０がスプロケット１８０に巻き付く領域や、スプロケット１８０上においてサイレントチェーン１１０に作用する荷重が小さくなる領域において、転動点間ピッチＩがスプロケットピッチＳに等しくなる。

上述したように各部材間のピッチ関係を設定するための具体的構成を列挙する。
第１の具体例は、非ガイド列１５０における転動点間ピッチＩを決定する短ピン１７２の大きさや形状を調整することで、非ガイド列１５０における転動点間ピッチＩとスプロケットピッチＳとの関係を調整するものである。
この場合、従来と同じ構成のスプロケット１８０をそのまま使用することができるとともに、短ピン１７２以外のサイレントチェーン１１０のパーツをそのまま使用することができる。

第２の具体例は、スプロケット１８０の歯形を調整することで、ガイド列１２０及び非ガイド列１５０における転動点間ピッチＩとスプロケットピッチＳとの関係を調整するものである。
この場合、従来と同じ構成のサイレントチェーン１１０をそのまま利用することができるとともに、ガイド列１２０及び非ガイド列１５０の両方について、転動点間ピッチＩとスプロケットピッチＳとの関係を調整することができる。

第３の具体例は、ミドルプレート１４０及びインナープレート１６０のピン孔１４１、１６１の形成位置、及び、ガイドプレート１３０のピン保持孔１３１の形成位置を調整することで、ガイド列１２０及び非ガイド列１５０における転動点間ピッチＩとスプロケットピッチＳとの関係を調整するものである。
この場合、従来と同じ構成のスプロケット１８０をそのまま使用することができるとともに、プレート１３０、１４０、１６０以外のサイレントチェーン１１０のパーツをそのまま使用することができる。
なお、これらの具体例は、それぞれ単独で採用してもよく、適宜複数組み合わせてもよく、また、上述以外の構成で実現してもよい。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
例えば、上述した実施形態では、サイレントチェーンをスプロケットに低負荷状態で巻き掛けた状態で、非ガイド列及びガイド列の両方において、転動点間ピッチがスプロケットピッチに等しくなるように設定されているものとして説明したが、非ガイド列のみにおいて、転動点間ピッチがスプロケットピッチに等しくなるように設定してもよい。

１００ ・・・ サイレントチェーン伝動装置
１１０ ・・・ サイレントチェーン
１２０ ・・・ ガイド列
１３０ ・・・ ガイドプレート
１３１ ・・・ ピン保持孔
１４０ ・・・ ミドルプレート
１４１ ・・・ ピン孔
１４２ ・・・ リンク歯
１５０ ・・・ 非ガイド列
１６０ ・・・ インナープレート
１６１ ・・・ ピン孔
１６２ ・・・ リンク歯
１７０ ・・・ ロッカーピン
１７１ ・・・ 長ピン
１７１ａ ・・・ 転動面
１７２ ・・・ 短ピン
１７２ａ ・・・ 転動面
１８０ ・・・ スプロケット
１８１ ・・・ スプロケット歯
１８２ ・・・ 歯底
Ｉ ・・・ 転動点間ピッチ
Ｓ ・・・ スプロケットピッチ
Ｐｒ ・・・ ピン転動点
Ｐｃ ・・・ 仮想交点
Ｌ ・・・ ピッチライン
ＶＬ ・・・ 仮想線

Claims (5)

1. サイレントチェーンとスプロケットとから構成されるサイレントチェーン伝動装置であって、
   前記サイレントチェーンは、左右一対のガイドプレート及び前記左右一対のガイドプレート間に配置されたミドルプレートから成るガイド列と、複数のインナープレートから成る非ガイド列とを、前記ミドルプレート及びインナープレートに設けられた前後一対のピン孔に挿入される長ピン及び短ピンからなる一対のロッカーピンによってチェーン長手方向に交互に連結されることで構成され、
   前記サイレントチェーンを前記スプロケットに低荷重で巻き掛けた状態で、前記非ガイド列の前後のピン孔のロッカーピンの転動点間ピッチが、前記スプロケットピッチに等しくなるように設定されていることを特徴とするサイレントチェーン伝動装置。
2. 前記サイレントチェーンを前記スプロケットに低荷重で巻き掛けた状態で、前記ガイド列の前後のピン孔のロッカーピンの転動点間ピッチが、前記スプロケットピッチに等しくなるように設定されてい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伝動装置。
3. 前記一対のロッカーピンの短ピンのチェーン長手方向の厚さが、長ピンのチェーン長手方向の厚さと異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサイレントチェーン伝動装置。
4. 前記非ガイド列の前後のピン孔位置が、前記ガイド列の前後のピン孔位置と異なることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のサイレントチェーン伝動装置。
5. 前記非ガイド列の前後のピン孔のロッカーピンの転動点間ピッチが、前記ガイド列の前後のピン孔のロッカーピンの転動点間ピッチと異なることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のサイレントチェーン伝動装置。

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