JP3096274B2 - サイレントチェーン - Google Patents
サイレントチェーンInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
- F16G13/00—Chains
- F16G13/02—Driving-chains
- F16G13/04—Toothed chains
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Description
噛み合い時に発生する騒音を低減し得るリンクプレート
を備えたサイレントチェーンに関する。
レントチェーンは、運転時に発生する騒音を低減させる
ために種々の改良がなされたリンクプレートが用いられ
ているが、騒音の低減要求レベルに照らしてみると、ま
だ十分なものとは言えない。
リンクプレートとインボリュート曲線歯を有するスプロ
ケットとの噛み合いにおいて、理論的あるいは幾何学的
にはリンクプレートとスプロケットとの間にズレが無
く、両者の干渉は無い筈であるが、現実的にはチェーン
の製作誤差、負荷張力による弾性伸び、摩耗伸びによっ
てリンクプレートとスプロケットとの間に干渉が生じて
騒音を発生している。
リンクプレートの噛み込み動作を示したものであって、
リンクプレートBとスプロケットSとの間にズレの無い
場合には、スプロケットSに対して噛み込み途上にある
リンクプレートBの先端部Tと相対するスプロケットS
の歯面との間には隙間が存在しているが、同図の矢印方
向に負荷張力が作用した場合には、チェーンの弾性伸び
等によって噛み込み途上にあるリンクプレートBが右方
向にズレて、スプロケットSとの干渉を生じる。また、
摩耗伸びがチェーンに生じた場合にも同様な干渉を生じ
る。そして、このような干渉によってリンクプレートB
とスプロケットSとの間に意図しない衝突が生じて騒音
を発生するという問題があった。
ントチェーンとしては、例えば、特公平5−71818
号公報に記載されているようなリンクプレートを用いた
サイレントチェーンがある。しかしながら、このサイレ
ントチェーンに用いるリンクプレートは、図4に示すよ
うに、リンク歯の外側歯面を形成する円弧部分が他方の
リンク歯の連結穴を中心とした半径RO の円弧で形成さ
れているため、リンク歯の歯先を形成する円弧状部分が
少なくなっている。したがって、スプロケットとの干渉
を完全に回避することができず、円滑な噛み込みができ
ないため、スプロケットの歯面との衝突速度を十分に低
減することができないので、騒音の低減効果が不十分で
あった。また、スプロケットとの噛み合い時に生じる騒
音の要因となる負荷張力によるチェーン自体の弾性伸
び、負荷張力によるリンクプレートの噛み合い位置のズ
レ、チェーン及びスプロケットの摩耗による噛み合い位
置のズレなどに十分に対応することができないという問
題があった。
ンクプレートとスプロケットの噛み合い時における衝突
速度を低減して騒音を低減することができ、しかも、円
滑かつ確実な噛み合い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。
のサイレントチェーンは、外側フランクと円弧状歯先部
と内側フランクを有する一対の歯と連結部材を挿入する
一対の連結穴とを備えたリンクプレートを該連結部材に
よって無端状に多数連結してなるサイレントチェーンに
おいて、直線状歯面を有する外側フランクの噛み合い点
Kから歯先方向に延びる歯長Xを連結部材間ピッチPの
5〜15%とし、該外側フランクに隣接する円弧状歯先
部の小円弧と該内側フランクに隣接する円弧状歯先部の
微小円弧との接合点から外側フランクの面角形成ライン
に至る最短距離Yを、連結部材間ピッチPの0.5〜
3.0%とし、さらに、該外側フランクの噛み合いピッ
チPk が異なるリンクプレートをチェーン長手方向に不
規則に配置したものである。
ける「噛み合い点K」とは、リンクプレートがインボリ
ュート曲線歯を有するスプロケットに完全に噛み合った
時、すなわち、スプロケットの歯面に完全に着座した時
の、スプロケットの歯面に対するリンクプレートの外側
フランクの接点を意味しており、このような噛み合い点
の位置は、サイレントチェーンに噛み合うことのできる
スプロケットの歯数に応じて定まる。また、本発明のサ
イレントチェーンにおける「連結部材間ピッチP」と
は、リンクプレートに有する一対の連結穴にそれぞれ挿
入される連結部材の相互間隔を意味している。さらに、
本発明のサイレントチェーンにおける「噛み合いピッチ
Pk 」とは、リンクプレートがスプロケットの歯面に完
全に着座した状態においてスプロケットの歯面に対する
左右両方の噛み合い点K,Kの相互間隔を意味してい
る。
いるリンクプレートは、インボリュート曲線歯を有する
スプロケットの歯面に対して内側フランクが噛み合うこ
となく、外側フランクのみが噛み合う基本的な外形を有
するものである。すなわち、外側フランクは、直線状歯
面を有するものであり、この直線状歯面の噛み合い点K
から歯先方向に延びる歯長Xについては、連結部材間ピ
ッチPの5〜15%とすることが噛み合い衝撃緩和機能
を奏するうえで不可欠の要件であり、連結部材間ピッチ
Pの5%未満である場合には、噛み合い点Kにおける接
触応力が過度に増大し、噛み合い時のスプロケットの歯
面に対するリンクプレートの噛み合い点Kの位置とリン
クプレートの噛み合い姿勢が著しく不安定となり、一
方、連結部材間ピッチPの15%を越えると、外側フラ
ンクに隣接する円弧状歯先部がスプロケットの歯面に対
して干渉することになり、スプロッケトの歯面に対する
衝突速度も増加し、過度に騒音を発生させるばかりでな
く、円弧状歯先部の摩耗が著しく増大してチェーンの耐
久性を低下させる。
線歯を有するスプロケットの歯面に対して噛み合いを回
避するため、直線状歯面とこの直線状歯面に連続する円
弧状底面を形成するとともに、その円弧状底面の曲率半
径についてはチェーンの伝動張力によって発生する応力
を小さくするために可能な限り大きくするのが望まし
い。
部の小円弧と該内側フランクに隣接する円弧状歯先部の
微小円弧との接合点から外側フランクの面角形成ライン
に至る最短距離Yは、連結部材間ピッチPの0.5〜
3.0%であって、連結部材間ピッチPの0.5%未満
では、リンクプレートの円弧状歯先部とスプロケットの
歯面との間に生じる干渉を回避することができず、過度
に騒音を発生し、また、連結部材間ピッチPの3.0%
を越えると、噛み合い時に円弧状歯先部がスプロケット
の歯面に対して滑動接触しなくなるので、スプロケット
に対するリンクプレートの円滑な歯面誘導機能を発揮す
ることができない。なお、本発明のサイレントチェーン
に用いる連結部材としては、ロッカーピン、丸ピンの両
方が使用可能であることは言うまでもない。
と噛み合いを開始する時に、先ず、円弧状歯先部の微小
円弧がスプロケットの歯面の歯先側に干渉することなく
滑動当接し、次いで円弧状歯先部の小円弧がスプロケッ
トの歯面と干渉することなく滑動接触しながら噛み合い
点Kを通過すると同時に外側フランクの直線状歯面をス
プロケットの歯面に干渉することなく滑動当接するよう
に誘導する、いわゆる、歯面誘導機能を発揮する。そし
て、外側フランクの直線状歯面がスプロケットの歯面に
滑動接触しながら、円弧状歯先部の小円弧がスプロケッ
トの歯面から離脱した状態では、外側フランクの直線状
歯面とスプロケットの歯面とが噛み合い点Kにおいて所
定の噛み合いを達成し、外側フランクの直線状歯面はス
プロケットからリンクプレートが離脱するまで継続して
スプロケットの歯面と当接して動力の伝動が行われる。
常の使用状態においてチェーン自体に弾性伸びや摩耗伸
びが生じた場合であっても、リンクプレートの円弧状歯
先部とインボリュート曲線歯を有するスプロケットの歯
面との過度な干渉を回避しつつ、スプロケットに対する
衝突速度を減速するとともに噛み合い点における接触応
力を軽減し得る、いわゆる、噛み合い衝撃緩和機能を発
揮する。
k が異なるリンクプレートをチェーン長手方向に不規則
に配置した本発明のサイレントチェーンは、噛み合い音
がランダムに分散される、いわゆる、騒音分散機能を発
揮する。
る。図1は、本発明の一実施例であるサイレントチェー
ンのリンクプレートを示すものであって、リンクプレー
ト10には、外側フランク11と円弧状歯先部12と内
側フランク13を有する一対の歯と連結部材(図示せ
ず)を挿入する一対の連結穴14が形成されている。し
たがって、本実施例のサイレントチェーンは、このリン
クプレート10をロッカーピン等の連結ピンからなる連
結部材によって無端状に多数連結して屈曲自在にしたも
のである。
フランク11、円弧状歯先部12、内側フランク13の
具体的な形態について、以下に詳説する。まず、外側フ
ランク11は、直線状歯面を有するものであり、この直
線状歯面の噛み合い点Kから歯先方向に延びる歯長X
は、連結部材間ピッチPの5〜15%である。また、内
側フランク13は、インボリュート曲線歯を有するスプ
ロケットSの歯面に対して噛み合いを回避するため、直
線状歯面13aとこの直線状歯面13aに連続する円弧
状底面13bを形成するとともに、その円弧状底面13
bの曲率半径についてはチェーンの伝動張力によって発
生する応力を小さくするために一対の歯を形成し得る範
囲内で可能な限り大きくしている。
歯先部12は、小円弧12aと微小円弧12bとを備え
ており、小円弧12aは外側フランク11と微小円弧1
2bのそれぞれに滑らかに接合し、微小円弧12bは小
円弧12aと内側フランク13のそれぞれに滑らかに接
合している。そして、小円弧12aと微小円弧12bの
接合点Lから外側フランク11の面角形成ラインMに至
る最短距離Yは、連結部材間ピッチPの0.5〜3.0
%である。
ェーンは、スプロケットSと噛み合いを開始する時に、
先ず、円弧状歯先部12の微小円弧12bがスプロケッ
トSの歯面の歯先側に干渉することなく滑動当接し、次
いで円弧状歯先部12の小円弧12aがスプロケットS
の歯面と干渉することなく滑動接触しながら噛み合い点
Kを通過すると同時に外側フランク11の直線状歯面を
スプロケットSの歯面に干渉することなく滑動当接する
ように誘導する。そして、外側フランク11の直線状歯
面がスプロケットSの歯面に滑動接触しながら、円弧状
歯先部12の小円弧12aがスプロケットSの歯面から
離脱した状態では、外側フランク11の直線状歯面とス
プロケットSの歯面とが噛み合い点Kにおいて所定の噛
み合いを完全に達成し、外側フランク11の直線状歯面
はスプロケットSからリンクプレート10が離脱するま
で継続してスプロケットSの歯面と当接して動力の伝達
が行われる。
トに噛み合う場合の衝突速度V(mm/s)について、
前述した歯長X(mm)、最短距離Y(mm)との関係
をコンピュータにより解析した結果を表1に示す。
例におけるサイレントチェーンのリンクプレートを使用
する際の共通する前提条件については、P=9.525
mm、リンクプレートの圧力角=30度、駆動スプロケ
ット歯数=30T、受動スプロケット歯数=30T、ス
プロケット回転数=100rpm、負荷張力=3.1K
Nとした。
を駆動スプロケット歯数=30T、受動スプロケット歯
数=30Tと組み合わせて回転数3000rpmで駆動
させた場合の騒音実験を実施して、表2に示す実験結果
が得られた。
レントチェーンは、スプロケットSに対する衝突速度を
減速するとともに噛み合い点Kにおける接触応力を軽減
し得る噛み合い衝撃緩和機能と円弧状歯先部12が外側
フランク11をスプロケットSの歯面に誘導する歯面誘
導機能を奏するため、噛み込み時の滑動接触に起因する
騒音と噛み合い時の滑動接触に起因する騒音を低減する
ことができるとともに円滑かつ確実な噛み合いを達成す
ることができ、しかも、噛み合い時における噛み合い点
Kの位置とリンクプレートの噛み合い姿勢を安定化する
ことができ、チェーンとしての優れた耐摩耗性を発揮す
ることができる。
サイレントチェーンのリンクプレートを示すものであっ
て、噛み合いピッチPk10 であるリンクプレート10と
噛み合いピッチPk20 であるリンクプレート20の大小
関係を明らかにするために、相互に重ねて図示したもの
である。なお、両者のリンクプレートは、噛み合いピッ
チPkのみが異なっており、その基本的なプレート形態
については、前述した実施例のサイレントチェーンにお
けるリンクプレートの形態と同一である。
ーンは、噛み合いピッチPk10 のリンクプレート10と
噛み合いピッチPk20 のリンクプレート20をチェーン
長手方向に不規則に配置したものである。
例であるサイレントチェーンは、前述したサイレントチ
ェーンと同様な騒音の低減効果を達成することができる
ばかりでなく、相互に隣接するリンクプレート10,2
0の噛み合い音をランダムに分散し得る騒音分散機能を
発揮するため、噛み合い音の周期的な集中を排除するこ
とができるので、チェーン全体として騒音を低減するこ
とができる。
ントチェーンは、次のような効果を奏することができ
る。すなわち、 1)直線状歯面を有する外側フランクの噛み合い点から
歯先方向に延びる歯長Xを連結部材間ピッチPの5〜1
5%としたことによって、スプロケットの歯面に対する
衝突速度を減速するとともに噛み合い点における接触応
力を軽減し得る噛み合い衝撃緩和機能を奏するため、噛
み合い時の滑動接触に起因する騒音を低減することがで
き、しかも、噛み合い時のスプロケットの歯面に対する
リンクプレートの噛み合い点の位置とリンクプレートの
噛み合い姿勢を安定化することができ、チェーンとして
の優れた耐摩耗性を発揮することができる。
接合点から外側フランクの面角形成ラインに至る最短距
離Yを連結部材間ピッチPの0.5〜3.0%としたこ
とによって、円弧状歯先部の小円弧が外側フランクの直
線状歯面をスプロケットの歯面に滑動当接するように誘
導する歯面誘導機能を奏するため、円滑かつ確実な噛み
合いを達成することができるので、噛み込み時の滑動接
触に起因する騒音を低減することができる。特に、チェ
ーンの製作誤差、負荷張力による弾性伸び、摩耗伸びに
よってリンクプレートとスプロケットとの間に多少のズ
レが生じても、円弧状歯先部の小円弧が円滑な歯面誘導
機能を奏するため、スプロケットとリンクプレートとの
間に起こり得る干渉を回避することができるので、この
干渉に起因する騒音を抑制することができ、しかも、円
弧状歯先部における過度の摩耗を防止してチェーンとし
ての耐久性を長期に亙って確保することができる。
異なるリンクプレートをチェーン長手方向に不規則に配
置したことによって、相互に隣接するリンクプレートの
噛み合い音をランダムに分散し得る騒音分散機能を発揮
するため、噛み合い音の周期的な集中を排除することが
できるので、チェーン全体として騒音を低減することが
できる。
に用いたリンクプレートの平面図。
ンに用いた二種のリンクプレートの平面図。
レートの噛み込み動作を示した図。
レートの平面図。
2bの接合点 M ・・・ 面角形成ライン P ・・・ 連結部材間ピッチ Pk10 ,Pk20 ・・・ 外側フランクの噛み合いピ
ッチ S ・・・ スプロケット X ・・・ 噛み合い点Kから歯先方向
に延びる歯長 Y ・・・ 接合点Lから面角形成ライ
ンMに至る最短距離
Claims (2)
- 【請求項1】 外側フランクと円弧状歯先部と内側フラ
ンクを有する一対の歯と連結部材を挿入する一対の連結
穴とを備えたリンクプレートを該連結部材によって無端
状に多数連結してなるサイレントチェーンにおいて、直
線状歯面を有する外側フランクの噛み合い点Kから歯先
方向に延びる歯長Xを連結部材間ピッチPの5〜15%
とし、該外側フランクに隣接する円弧状歯先部の小円弧
と該内側フランクに隣接する円弧状歯先部の微小円弧と
の接合点から外側フランクの面角形成ラインに至る最短
距離Yを、連結部材間ピッチPの0.5〜3.0%とし
たことを特徴とするサイレントチェーン。 - 【請求項2】 前記外側フランクの噛み合いピッチPk
が異なるリンクプレートを、チェーン長手方向に不規則
に配置したことを特徴とする請求項1記載のサイレント
チェーン。
Priority Applications (3)
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