JP2006329221A

JP2006329221A - チェーン式伝動装置

Info

Publication number: JP2006329221A
Application number: JP2005149355A
Authority: JP
Inventors: Takao Suzuki; 孝男鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】スリッパの摺動面上におけるチェーンの揺動を抑えてチェーンとスリッパとの間の摩擦を低減することができるチェーン式伝動装置を提供する。
【解決手段】一対の内側リンクプレート１０と、一対の内側リンクプレート１０のそれぞれの外側に配置される一対の外側リンクプレート１３とが交互に繋ぎ合わされたチェーン４と、チェーン４と接触する摺動面５ａを有するスリッパ５とを備えたチェーン式伝達装置１Ａにおいて、チェーン４の走行方向に関するスリッパ５上の少なくとも一部の区間において、各外側リンクプレート１３と摺動面５ａとを接触させる一方で、各内側リンクプレート１０の厚さ方向に関する少なくとも一部の範囲と摺動面５ａとが非接触となるようにチェーン４とスリッパ５の摺動面５ａとの間の接触状態を設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、チェーンとそのチェーンに接触するスリッパとを備えたチェーン式伝動装置に関する。

チェーンにスリッパ（又はチェーンガイド）を押し付けて張力を付与するタイプの動力伝達装置として、チェーンの一対の内側リンクプレートのそれぞれのプレート幅を、内側リンクプレートの外側に配置される一対の外側リンクプレートのそれぞれのプレート幅よりも大きく設定し、それにより各内側リンクプレートをスリッパと接触させる一方で、各外側リンクプレートとスリッパとの接触を阻止してチェーンとスリッパとの間の摩擦の低減を図るようにした動力伝達装置が知られている（非特許文献１参照）。
「チェーン」、トヨタ技術公開集、トヨタ自動車株式会社、１９９７年３月３１日、発行番号６６２８、ｐ．１５３−１５４

ところで、チェーンの内側リンクプレートのみをスリッパと接触させる構成では、内側リンクプレート間のスパンが外側リンクプレート間のそれよりも小さいため、スリッパ上にてチェーンがその幅方向（リンクプレートの厚さ方向に相当）に揺動し易い。特に、チェーンの走行速度が高い場合にその傾向が高まる。チェーンが揺動するとスリッパの摺動面が摩耗し、それによりチェーンとスリッパとの間の摩擦が増加するおそれがある。

そこで、本発明は、スリッパの摺動面上におけるチェーンの揺動を抑えてチェーンとスリッパとの間の摩擦を低減することができるチェーン式伝動装置を提供することを目的とする。

本発明のチェーン式伝動装置は、一対の内側リンクプレートと、前記一対の内側リンクプレートのそれぞれの外側に配置される一対の外側リンクプレートとが交互に繋ぎ合わされたチェーンと、前記チェーンと接触する摺動面を有するスリッパとを備え、前記チェーンの走行方向に関する前記スリッパ上の少なくとも一部の区間において、各外側リンクプレートと前記摺動面とが接触する一方で、各内側リンクプレートの厚さ方向に関する少なくとも一部の範囲と前記摺動面とが非接触となるように前記チェーンと前記スリッパの前記摺動面との間の接触状態が設定されることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明のチェーン式伝動装置によれば、外側リンクプレートと摺動面とが接触することにより、内側リンクプレートのみが摺動面と接触する従来の装置と比較して、チェーンの幅方向（リンクプレートの厚さ方向に相当）に関して広いスパンでチェーンとスリッパの摺動面とを接触させることができる。これにより、スリッパの摺動面上におけるチェーンの揺動を抑え、それにより摺動面の摩耗を抑えることができる。よって、チェーンとスリッパとの間の摩擦が低減される。

本発明の一形態において、前記スリッパには、一対の内側リンクプレートのそれぞれの前記厚さ方向に関する少なくとも一部の範囲と前記摺動面との接触を防ぐように当該摺動面から後退する溝部が設けられている（請求項２）。

上記の形態によれば、スリッパの溝部により内側リンクプレートの少なくとも一部の範囲を摺動面から離してそれらを非接触状態に保つことができる。溝部を潤滑油の液溜めとして機能させてチェーンとスリッパとの間の接触部分に必要十分な量の潤滑油を供給することができる。これにより、摩耗をさらに低減することができる。溝部内に潤滑油が保持されることにより、オイルジェット装置のような潤滑油供給装置からの潤滑油の供給量を減らし、あるいは潤滑油供給装置を省略することも可能となる。

前記溝部を設ける形態において、前記摺動面と直交する方向に関する各内側リンクプレートの幅と同一方向に関する各外側リンクプレートの幅とが互いに等しく、前記一対の内側リンクプレートと対向する部分の各々に前記溝部が設けられ、前記厚さ方向に関する各溝部の溝幅が各内側リンクプレートの厚さと略一致し、かつ各溝部が各外側リンクプレートよりも前記厚さ方向の内側に偏っていてもよい（請求項３）。このような構成によれば、外側リンクプレートをスリッパの摺動面と接触させる一方で、内側リンクプレートをその厚さ方向のほぼ全範囲に亘って摺動面と非接触とすることができる。チェーンが揺動して一方の外側リンクプレートが溝部上に移動した場合でも、これに隣接する内側リンクプレートが溝部の内側に移動して摺動面と接するため、チェーンの一方の側で内側リンクプレート及び外側リンクプレートのそれぞれが溝部に落ち込むおそれもない。

前記溝部が、前記一対の内側リンクプレートと対向する部分の各々に、内側リンクプレート及び外側リンクプレートを跨ぐように設けられ、各溝部の両側にて内側リンクプレート及び外側リンクプレートと前記摺動面とが接触してもよい（請求項４）。このような構成によれば、溝部の両側で内側リンクプレート及び外側リンクプレートが摺動面と接しているため、溝部の形成位置が多少ずれた場合でもチェーンの幅方向両側においてそれぞれのリンクプレートが摺動面と確実に接触する。従って、溝部の加工精度が緩和され、溝部の加工に要するコストを低減することができる。チェーンの幅方向両側において内外のリンクプレートのそれぞれが摺動面と接触するため、チェーンの揺動がさらに抑えられる。よって、摺動面の摩耗もさらに減少し、チェーンとスリッパとの間の摩擦がさらに低減される。

本発明の他の形態においては、前記一対の内側リンクプレートのそれぞれの前記摺動面と直交する方向の幅が前記一対の外側リンクプレートのそれぞれの前記直交する方向の幅よりも小さく設定されることにより、各内側リンクプレートと前記摺動面とが前記厚さ方向の全範囲において非接触状態に保たれる（請求項５）。

上記の形態によれば、スリッパの摺動面を外側リンクプレートのみと接触させてチェーンの揺動を抑えることができる。これにより、チェーンとスリッパとの間の摩擦を低減することができる。内側リンクプレートの幅を減少させることによりチェーンを軽量化することができる。チェーンが環状に繋ぎ合わされる場合には、チェーンの走行に伴って発生する遠心力を低減でき、それに伴ってチェーンとスリッパの摺動面との間に作用する垂直抗力を減らして両者間の摩擦をさらに低減することができる。

以上に説明したように、本発明のチェーン式伝動装置によれば、外側リンクプレートとスリッパの摺動面とを接触させる一方で、内側リンクプレートの厚さ方向に関する少なくとも一部の範囲と摺動面とを非接触状態に保つようにしているので、内側リンクプレートのみがスリッパの摺動面と接触する場合と比較して、チェーンの幅方向に関して広いスパンでチェーンとスリッパの摺動面とを接触させ、これにより、チェーンの揺動による摺動面の摩耗を抑えてチェーンとスリッパとの間の摩擦を低減することができる。

（第１の形態）
図１は本発明の第１の形態に係るチェーン式伝動装置を示している。チェーン式伝動装置１Ａは、内燃機関のクランクシャフト２からカムシャフト３に動力（トルク）を伝達するために設けられている。チェーン式伝動装置１Ａは、環状のチェーン４と、チェーン４に張力を付与するスリッパ５とを備えている。チェーン４は、クランクシャフト２及びカムシャフト３に取り付けられたスプロケット６、７に巻き掛けられている。スリッパ５は、スプロケット６とスプロケット７との間のチェーン４の外周４ａに沿って配置されている。スリッパ５は、チェーン４と接触する摺動面５ａを有している。なお、スリッパ５は、摺動面５ａを有していればよく、チェーン４の内周４ｂに沿って配置されていてもよい。スリッパ５は、チェーン４に張力を付与する目的で設けられたものに限らず、チェーン４を案内する目的で設けられたものでもよい。

図２に詳しく示すように、チェーン４は内側リンク８と外側リンク９とを交互に連結して構成されている。内側リンク８は、一対の内側リンクプレート１０と、一対の中空円筒状のブッシュ１１とを備えている。各内側リンクプレート１０の両端部１０ａ、１０ｂにはブッシュ孔１２が設けられている。ブッシュ孔１２にブッシュ１１が圧入されることにより、チェーン４の幅方向に対向する一対の内側リンクプレート１０が相互に連結される。外側リンク９は、一対の外側リンクプレート１３と一対のピン１４とを備えている。各外側リンクプレート１３の両端部１３ａ、１３ｂにはピン孔１５が設けられている。ピン１４はブッシュ１１の内径よりも小径である。一対の外側リンクプレート１３のそれぞれは、チェーン４の幅方向、言い換えれば内側リンクプレート１０の厚さ方向（図２の矢印Ａ方向）に関して一対の内側リンクプレート１０の外側に配置される。内側リンク８のブッシュ１１にピン１４を通し、そのピン１４の両端部を一対の外側リンクプレート１３のピン孔１５に圧入することにより一対の外側リンクプレート１３が相互に連結され、かつ内側リンク８と外側リンク９とがピン１４を中心として互いに回転自在に連結される。なお、内側リンクプレート１０同士をブッシュ１１にて連結する際にブッシュ１１の外周にはローラ１９が回転自在に嵌め合わされる。

図３はチェーン４とスリッパ５との接触状態を示す断面図である。但し、図３はチェーン４が幅方向に関して揺動していない状態を示している。スリッパ５にはチェーン４と接触する摺動面５ａが形成されている。その摺動面５ａと直交する方向に関する内側リンクプレート１０の幅Ｗｉｎと外側リンクプレート１３の幅Ｗｏｕｔは互いに等しい。なお、図２から明らかなように内側リンクプレート１０はブッシュ孔１２間において一定幅Ｗｉｎに形成され、外側リンクプレート１３はピン孔１５間において一定幅Ｗｏｕｔに形成されている。但し、リンクプレート１０、１３の一部に幅Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔよりも狭められた部分があってもよい。その場合、幅Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔはそれぞれのリンクプレート１０、１３の最大幅によって定義される。

さらに、スリッパ５の摺動面５ａの一対の内側リンクプレート１０と対向する部分のそれぞれには、内側リンクプレート１０の外周面１６とスリッパ５との接触を防止するように摺動面５ａから後退する溝部１８が形成されている。図１から明らかなように、溝部１８はチェーン４の走行方向に関してスリッパ５の全長に亘って設けられている。内側リンクプレート１０の厚さ方向に関する各溝部１８の溝幅Ｗｇは各内側リンクプレート１０の厚さｔｉｎと略一致する。なお、内側リンクプレート１０の厚さｔｉｎと外側リンクプレート１３の厚さｔｏｕｔとは互いに等しい。また、内側リンクプレート１０の厚さ方向における溝部１８同士の間隔Ｄｇは内側リンクプレート１０の間隔Ｄｐ以下である。これにより、溝部１８は外側リンクプレート１３と重ならないように外側リンクプレート１３よりもそれらの厚さ方向内側に偏り、外側リンクプレート１３の外周面１７が外側リンクプレート１３の厚さ方向全範囲において摺動面５ａと接触する。その一方、内側リンクプレート１０の外周面１６は厚さ方向にほぼ全範囲において摺動面５ａと非接触状態に保たれる。なお、間隔Ｄｇ、Ｄｐは溝部１８又は内側リンクプレート１０の中心間の距離である。

以上の構成のチェーン式伝動装置１Ａによれば、外側リンクプレート１３と摺動面５ａとが接触するので、内側リンクプレート１３のみを摺動面５ａと接触させたと仮定した場合と比較して、より広いスパンでチェーン４と摺動面５ａとを接触させることができる。従って、チェーン４の揺動を抑え、それにより摺動面５ａの摩耗を抑えてチェーン４とスリッパ５との間の摩擦を低減することができる。摩擦の低減により騒音が減少し、内燃機関の始動性が向上してスタータモータの負荷が減少し、それに伴ってスタータモータの電源としてのバッテリに必要な容量も減らすことができる。

さらに、上記の構成によれば、溝部１８を潤滑油の液溜として機能させることができるので、チェーン４及びスリッパ５との潤滑を十分に確保し、それにより摩擦をさらに低減させることができる。チェーン４とスプロケット６、７との噛み合いもスムーズに行われ、これによってもチェーン４の摩耗が抑制される。チェーン４又はスリッパ５に対する潤滑油の供給装置（一例としてオイルジェット装置）が設けられる場合において、潤滑油を溝部１８に保持できるので、潤滑油の供給量を減少させることができる。あるいは、そのような潤滑油供給装置を省略することも可能である。

チェーン４が揺動して一方の外側リンクプレート１３が溝部１８上に移動した場合、これに隣接する内側リンクプレート１０が溝部１８から外れて摺動面５ａに接触するため、チェーン４の片側において両リンクプレート１０、１３がいずれも溝部１８に落ち込むおそれがない。なお、図３では溝部１８の外側の端部が内側リンクプレート１０と外側リンクプレート１３との中間位置に合わされているが、溝部１８をチェーン４の幅方向に関して幾らか内側に偏らせて配置することにより、外側リンクプレート１３を厚さ方向全範囲において摺動面５ａと接触させるだけでなく、内側リンクプレート１０の一部をも摺動面５ａと接触させてもよい。チェーン４の揺動範囲が小さくて内側リンクプレート１０と外側リンクプレート１３とが共に溝部１８に落ち込むおそれがない場合には、左右の溝部１８を繋げた形状の単一の溝部をスリッパ５に設けてもよい。この場合、内側リンクプレート１０の幅Ｗｉｎは、溝部１８の底に接触しない範囲において外側リンクプレート１３の幅Ｗｏｕｔよりも大きく設定されてもよい。

（第２の形態）
図４は本発明の第２の形態に係るチェーン式伝動装置を図３と対応させて示している。図４において図３と共通する構成要素には同一符号を付してそれらの説明を省略する。第２の形態のチェーン式伝達装置１Ｂは、一対の内側リンクプレート１０のそれぞれの厚さ方向に関する少なくとも一部の範囲と摺動面５ａとの接触を防ぐように摺動面５ａから後退する一対の溝部１８がスリッパ５に設けられている点において第１の形態の伝達装置１Ａと共通する。しかしながら、各溝部１８の位置が第１の形態と異なる。すなわち、図４においては、各溝部１８が内側リンクプレート１０及び外側リンクプレート１３を跨ぐように設けられ、各溝部１８の両側にて内側リンクプレート１０及び外側リンクプレート１３と摺動面５ａとが接触している。溝部１８の溝幅Ｗｇはリンクプレート１０、１３の厚さｔｉｎ、ｔｏｕｔのほぼ１／２であり、溝幅Ｗｇの中心位置は内側リンクプレート１０と外側リンクプレート１３との中間位置に合わされている。つまり、溝部１８同士の間隔Ｄｇは左右の内側リンクプレート１０と外側リンクプレート１３との中間位置の間隔Ｄｉｎｔに等しい。従って、リンクプレート１０、１３はそれぞれの厚さ方向外側のほぼ１／２の範囲で摺動面５ａと接触し、内側のほぼ１／２の範囲で摺動面５ａに対して接触しない。

以上の構成のチェーン式伝動装置１Ｂによれば、チェーン４の幅方向に関して各内側リンクプレート１０と各外側リンクプレート１３とが摺動面５ａにそれぞれ接することにより、チェーン４がその幅方向に関して４箇所で摺動面５ａと接触する。このため、内側リンクプレート１０のみ、又は外側リンクプレート１３のみを摺動面５ａと接触させた場合と比較してチェーン４の揺動をさらに抑えることができる。リンクプレート１０、１３に跨って溝部１８が設けられているため、溝部１８の加工位置がチェーン４の幅方向に多少ずれた場合でもリンクプレート１０、１３と摺動面５ａとを確実に接触させることができる。従って、溝部１８を形成する際の加工精度を高める必要がなく、製造コストを抑えることができる。溝部１８を潤滑油の液溜めとして機能させることにより第１の形態と同様の作用効果が得られる。

なお、第２の形態においては溝部１８が内側リンクプレート１０と外側リンクプレート１３とを跨いでいればよく、内側リンクプレート１０の幅Ｗｉｎと外側リンクプレート１３の幅Ｗｏｕｔとは異なっていてもよい。例えば、内側リンクプレート１０の幅Ｗｉｎを外側リンクプレート１３の幅Ｗｏｕｔよりも小さく設定し、これに合わせて溝部１８の内側において摺動面５ａを溝部１８の外側よりも高く設定してもよい。反対に、内側リンクプレート１０の幅Ｗｉｎを外側リンクプレート１３の幅Ｗｏｕｔよりも大きく設定し、これに合わせて溝部１８の内側において摺動面５ａを溝部１８の外側よりも低く設定してもよい。

（第３の形態）
図５は本発明の第３の形態に係るチェーン式伝動装置を図３と対応させて示している。図５において図３と共通する構成要素には同一符号を付してそれらの説明を省略する。第２の形態のチェーン式伝動装置１Ｃにおいては、スリッパ５から溝部を省略し、これに代えて内側リンクプレート１０の幅Ｗｉｎを外側リンクプレート１３の幅Ｗｏｕｔよりも小さく設定している。このため、内側リンクプレート１０の外周面１６は厚さ方向全範囲において摺動面５ａと非接触状態に保たれ、その一方で外側リンクプレート１３の外周面１７は厚さ方向全範囲において摺動面５ａと接触する。チェーン４が揺動しても上記の関係に変化はない。

第３の形態の伝達装置１Ｃにおいては、内側リンクプレート１０の幅Ｗｉｎが外側リンクプレート１３の幅Ｗｏｕｔよりも小さく設定されることにより、内側リンクプレート１０の重量を削減し、それによりチェーン４を軽量化することができる。チェーン４の軽量化に伴って、チェーン４の走行時に発生する遠心力が低下するため、スリッパ５からチェーン４に与えるべき張力も第１の形態に比して小さくて済む。これにより、外側リンクプレート１３の外周面１７とスリッパ５の摺動面５ａとの間に作用する垂直抗力が減少し、チェーン４とスリッパ５との間の摩擦がさらに低減される。スリッパ５に溝部１８を加工する手間を省略してスリッパ５の製造コストを削減することができる。

本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、チェーンはローラチェーンに限らず、例えばサイレントチェーンであってもよい。本発明のチェーン式伝達装置は内燃機関のカムシャフトの駆動に適用されるものに限らず、各種の運動伝達機構に適用可能である。第１及び第２の形態では溝部１８をスリッパ５の全長に設けているが、溝部はチェーンの走行方向に関する少なくとも一部の区間に設けられていればよい。

なお、以上の説明から明らかなように、本発明において、内側リンクプレート及び外側リンクプレートとスリッパの摺動面との接触状態に関する表現は、図３〜図５に示したようにチェーンがその幅方向に関して揺動していない状態を基準としたものである。

本発明のチェーン式伝動装置の第１の形態を示す図。チェーンの一部を示す斜視図。図１のIII−III線における断面図。本発明の第２の形態を示す図。本発明の第３の形態を示す図。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ、１Ｃチェーン式伝動装置
４チェーン
５スリッパ
５ａ摺動面
１０内側リンクプレート
１３外側リンクプレート
１８溝部

Claims

一対の内側リンクプレートと、前記一対の内側リンクプレートのそれぞれの外側に配置される一対の外側リンクプレートとが交互に繋ぎ合わされたチェーンと、前記チェーンと接触する摺動面を有するスリッパとを備え、
前記チェーンの走行方向に関する前記スリッパ上の少なくとも一部の区間において、各外側リンクプレートと前記摺動面とが接触する一方で、各内側リンクプレートの厚さ方向に関する少なくとも一部の範囲と前記摺動面とが非接触となるように前記チェーンと前記スリッパの前記摺動面との間の接触状態が設定されていることを特徴とするチェーン式伝動装置。
前記スリッパには、一対の内側リンクプレートのそれぞれの前記厚さ方向に関する少なくとも一部の範囲と前記摺動面との接触を防ぐように当該摺動面から後退する溝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のチェーン式伝動装置。
前記摺動面と直交する方向に関する各内側リンクプレートの幅と同一方向に関する各外側リンクプレートの幅とが互いに等しく、前記一対の内側リンクプレートと対向する部分の各々に前記溝部が設けられ、前記厚さ方向に関する各溝部の溝幅が各内側リンクプレートの厚さと略一致し、かつ各溝部が各外側リンクプレートよりも前記厚さ方向の内側に偏っていることを特徴とする請求項２に記載のチェーン式伝動装置。
前記厚さ方向に関して前記チェーンの両側と対向する部分の各々に、内側リンクプレート及び外側リンクプレートを跨ぐように前記溝部が設けられ、各溝部の両側にて内側リンクプレート及び外側リンクプレートと前記摺動面とが接触していることを特徴とする請求項２に記載のチェーン式伝動装置。
前記一対の内側リンクプレートのそれぞれの前記摺動面と直交する方向の幅が前記一対の外側リンクプレートのそれぞれの前記直交する方向の幅よりも小さく設定されることにより、各内側リンクプレートと前記摺動面とが前記厚さ方向の全範囲において非接触とされたことを特徴とする請求項１に記載のチェーン式伝動装置。