JP6802482B2

JP6802482B2 - チェーンおよびチェーン伝動装置

Info

Publication number: JP6802482B2
Application number: JP2017019665A
Authority: JP
Inventors: 近能　雅彦; 雅彦近能
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2020-12-16
Anticipated expiration: 2037-02-06
Also published as: KR102114735B1; CN108397518A; JP2018128034A; DE102018201282B4; KR20180091719A; CN108397518B; US10619722B2; US20180223985A1; DE102018201282A1

Description

本発明は、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チェーンおよびチェーン伝動装置に関する。

従来、自動車のエンジンルーム内のタイミングシステム等に組み込まれ、複数のスプロケットに巻き掛けられたローラチェーン等のチェーンと、チェーン張力を適正に保持するチェーンガイドとを備えたチェーン伝動装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

チェーンガイドには、チェーンのリンクプレートを摺動案内する走行案内面と、走行案内面の幅方向の両端において上方に突出するガイドリップ部とが形成され、このガイドリップ部によって、走行案内面上をチェーンが走行する時に、チェーンがチェーン幅方向に片寄りを生じた場合であっても、チェーンガイドからチェーンが脱落することを防止している。

特開２００６−２００５７７号公報

ところが、従来のチェーン伝動装置では、チェーンガイドの走行案内面上をチェーンが走行する時に、チェーンがチェーン幅方向に片寄りを生じた場合、ガイド長手方向に亘って、ガイドリップ部の内側面に対して外プレートの外側面が摺動接触することになるため、摺動抵抗が大きく、自動車エンジンの燃費性能が低下してしまうという問題があった。

また、ガイド長手方向に沿ったチェーンガイドの湾曲が大きく、走行案内面の曲率半径が小さい場合、チェーンが張った時に、チェーンからガイドリップ部の内側面への圧力が高まるため、上述した問題が一層悪化することになる。

更には、ガイドリップ部の内側面に対して外プレートの外側面が接触した状態で、チェーンが走行した場合、ガイド長手方向の中央付近において、ガイドリップ部の内側面と外プレートの外側面との間の油膜が薄くなる、または、油膜が切れることがあるため、ガイドリップ部の内側面の摩耗が進行し、その結果、チェーンの円滑な走行が阻害されたり、ガイドリップ部に破損が生じてチェーンの脱落が生じる懸念もあった。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、ガイドリップ部に対するチェーンの摺動抵抗を低減するとともに、ガイドリップ部と外プレートとの間の油膜を安定して維持することが可能なチェーンおよび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。

本発明のチェーンは、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チェーンであって、前記複数のリンクプレートには、チェーン幅方向の両外側に配置される外プレートが含まれ、前記各外プレートは、前記連結ピンが挿入される前後一対のピン孔と、チェーンガイドの走行案内面側に面するガイド側端面と、前記外プレートの外側面に形成された凹部と、前記外プレートの内側面において、前記外プレートの外側面における前記凹部の位置に対応する位置に形成された凸部とを有し、前記凹部および前記凸部は、プレート高さ方向における前記ピン孔と前記ガイド側端面との間の領域において、チェーン長手方向に沿って延びる帯状に形成され、前記帯状の凹部および前記帯状の凸部のチェーン長手方向における両端は、前記ピン孔の中心を通ってチェーン長手方向に直交する方向に延びるラインよりもチェーン長手方向の外側に位置していることにより、前記課題を解決するものである。
本発明のチェーン伝動装置は、前記チェーンと、前記チェーンを摺動案内するチェーンガイドとを備えたチェーン伝動装置であって、前記チェーンガイドは、前記チェーンを摺動案内する走行案内面と、前記走行案内面のガイド幅方向の少なくとも一端において上方に突出するガイドリップ部とを有し、前記凹部は、前記チェーンがチェーン幅方向に片寄りを生じた時に、前記ガイドリップ部の内側面に対面する高さ位置に形成されていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１、４に係る発明によれば、外プレートの外側面に形成された凹部が、プレート高さ方向におけるピン孔とガイド側端面との間の領域に形成されていることにより、外プレートの外側面に形成された凹部が油貯留部として機能するため、チェーンがチェーン幅方向に片寄りを生じ、ガイドリップ部の内側面に外プレートの外側面が接触した場合であっても、凹部から潤滑油がガイドリップ部と外プレートとの間に供給され、ガイドリップ部と外プレートとの間の摺動抵抗を低減することができる。
また、凹部に供給された潤滑油によって、ガイドリップ部と外プレートとの摺動接触によって生じる熱を冷却することが可能であるため、チェーンガイドの温度上昇を抑制することができる。これにより、チェーンガイドの熱劣化の促進を抑制し、長寿命化を図ることができ、また、温度上昇を抑制することによって、チェーンガイドの硬さを維持することができるため、摺動抵抗の上昇を抑えることができる。
また、チェーンがチェーン幅方向に片寄りを生じ、ガイドリップ部の内側面に外プレートの外側面が衝突した場合であっても、当該衝突によって発生する圧縮空気を凹部に逃がすことが可能であるため、衝突による騒音を抑制することができる。
また、外プレートの外側面に凹部を形成することにより、ガイドリップ部の内側面に対する外プレートの外側面の接触面積を低減することが可能であるため、ガイドリップ部の内側面と外プレートとの間の油膜が薄くなることや油膜が切れることを抑制し、ガイドリップ部の摩耗や破損の発生を防止することができ、また、外プレートの質量を低減して、チェーンの軽量化を図ることができる。
また、外プレートの凹部をプレス加工で形成する場合には、プレート表面の残留応力を除去することが可能であるため、外プレートの強度を向上させることができる。

本請求項１に係る発明によれば、凹部が、チェーン長手方向に沿って延びる帯状に形成されていることにより、凹部に貯留可能な油量を増大させることができるとともに、ガイドリップ部の内側面に対する外プレートの外側面の接触面積を更に低減することができる。
本請求項２に係る発明によれば、チェーン長手方向に沿って延びる帯状の凹部が、外プレートのチェーン長手方向の一端縁および他端縁に達していることにより、外部から凹部に潤滑油を供給することができ、また、帯状の凹部を利用して、ガイドリップ部と外プレートとの摺動接触によって生じる熱や、前述した圧縮空気を外部へ放出することができる。
凹部を複数形成した場合、凹部に貯留可能な油量を増大させることができる等、上述した効果を向上させることができ、また、凹部の形成位置を調整することで、凹部を形成することによる外プレートの強度低下を抑制することもできる。
外プレートの内側面に、外プレートの外側面における凹部の位置に対応する位置に、第２凹部が形成されている場合、外プレートの質量を更に低減できるばかりでなく、外プレートの外側面および内側面の形状を同一にすることが可能であるため、チェーン組立時に、外プレートの向き（表裏）を揃える必要が無くなり、製造コストを低減することができ、また、第２凹部にも油貯留部としての機能を担わせることが可能であるため、外プレートと内プレートとの間の摺動抵抗を低減することができる。
本請求項１に係る発明によれば、外プレートの内側面には、外プレートの外側面における凹部の位置に対応する位置に、凸部が形成されていることにより、外側面側から外内側面側に向けて外プレートの一部を押し込むプレス加工によって、外プレートに凹凸を形成することも可能であるため、チェーンの製造負担を低減することができ、また、外プレートの内側面側に突出した凸部によって、外プレートの内側面と内プレートの外側面とが潤滑油の表面張力で密着することに起因した、外プレートの内側面と内プレートの外側面との間の摺動抵抗の増加を回避することができる。

本発明の第１参考例に係るチェーン伝動装置の使用態様を示す説明図。チェーンガイドの案内シューを示す斜視図。チェーンの一部を断面視して示す説明図。第１参考例に係る外プレートを示す説明図。第１参考例におけるチェーンガイド上のチェーン走行状態を示す説明図。第２参考例に係る外プレートを示す説明図。第３参考例に係る外プレートを示す説明図。第４参考例に係る外プレートを示す説明図。第４参考例におけるチェーンガイド上のチェーン走行状態を示す説明図。第１実施形態に係る外プレートを示す説明図。第１実施形態におけるチェーンガイド上のチェーン走行状態を示す説明図。外プレートの変形例を示す説明図。

以下に、本発明の第１参考例であるチェーン伝動装置１０について、図面に基づいて説明する。

チェーン伝動装置１０は、図１に示すように、自動車エンジン用のタイミングシステムに組み込まれ、エンジンルーム内のクランク軸およびカム軸に設けたスプロケットＳ１〜Ｓ３と、スプロケットＳ１〜Ｓ３に懸回されたチェーン２０と、チェーン２０の弛み側に設置された可動ガイドとしてのチェーンガイド８０と、チェーン２０の張り側に設置された固定ガイドＧと、チェーンガイド８０をチェーン２０側に向けて押圧するテンショナＴとを備えている。

チェーンガイド８０は、エンジンブロック（図示しない）に揺動可能に取り付けられ、チェーン２０を摺動案内するものであり、図１に示すように、走行するチェーン２０を摺動案内する案内シュー８１と、案内シュー８１をガイド長手方向（チェーン長手方向）に沿って支持するベース部材８２とを備えている。案内シュー８１およびベース部材８２は、合成樹脂材料等から形成されている。

案内シュー８１は、図２に示すように、チェーン長手方向に延びチェーン２０を摺動案内する走行案内面８１ａと、走行案内面８１ａのガイド幅方向の両端において上方に突出するガイドリップ部８１ｂとを有している。

各ガイドリップ部８１ｂのチェーン走行方向の手前側端部には、チェーン走行方向の奥側に向かうに従って幅方向内側に寄るように傾斜した内側面スロープが設けられている。各内側面スロープは、幅方向内側に凸状のＲ形状で形成されている。

チェーン２０は、所謂ローラチェーンとして構成され、図３に示すように、前後一対のブシュ３０の両端を左右一対の内プレート（リンクプレート）４０のブシュ孔に固定してなる複数の内リンクと、前後一対の連結ピン５０の両端を左右一対の外プレート（リンクプレート）６０のピン孔６１に固定してなる複数の外リンクと、ブシュ３０に外嵌されたローラ７０とを備えている。これら内リンクおよび外リンクは、ブシュ３０内に連結ピン５０を挿入することで、チェーン長手方向に交互に連結されている。連結ピン５０の両端は、外プレート６０の外側面から突出している。

外プレート６０は、図４に示すように、連結ピン５０が挿入される前後一対のピン孔６１と、チェーンガイド８０の走行案内面８１ａ側に面するガイド側端面（下端面）６２と、外プレート６０の外側面に形成された凹部６３とを有している。

凹部６３は、外プレート６０の外側面に切削等を施すことで形成され、図４に示すように、プレート高さ方向におけるピン孔６１（の外縁）とガイド側端面６２との間の領域に形成され、更に具体的には、図５に示すように、チェーン２０がチェーン幅方向に片寄りを生じた場合に、ガイドリップ部８１ｂの内側面に対面する高さ位置に形成されている。

凹部６３は、図４に示すように、チェーン長手方向に沿って延びる帯状に形成されている。
チェーン長手方向における凹部６３の両端は、図４に示すように、外プレート６０のチェーン長手方向の一端縁および他端縁に達しておらず、更に具体的には、凹部６３の両端が、ピン孔６１の中心を通ってチェーン長手方向に直交する方向に延びるラインよりもチェーン長手方向の外側に位置するように、凹部６３は形成されている。
また、凹部６３の断面形状（チェーン長手方向に直交する仮想平面で断面視した場合の断面形状）は、半円または略半円状に形成されている。

次に、本発明の第２参考例に係るチェーン伝動装置１０について、図６に基づいて説明する。ここで、第２参考例では、外プレート６０の一部構成以外については、前述した第１参考例と全く同じであるため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

第２参考例では、図６に示すように、凹部６３が、外プレート６０のチェーン長手方向の一端縁および他端縁に達するように形成されている。

次に、本発明の第３参考例に係るチェーン伝動装置１０について、図７に基づいて説明する。ここで、第３参考例では、外プレート６０の一部構成以外については、前述した第１参考例と全く同じであるため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

第３参考例では、図７に示すように、凹部６３が、チェーン長手方向に複数並べて形成されている。なお、図７に示す例では、凹部６３が２つ形成されているが、凹部６３の数量については３つ以上等、如何なるものでもよい。

次に、本発明の第４参考例に係るチェーン伝動装置１０について、図８および図９に基づいて説明する。ここで、第４参考例では、外プレート６０の一部構成以外については、前述した第１参考例と全く同じであるため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

第４参考例では、図８に示すように、外プレート６０の内側面には、外プレート６０の外側面における凹部６３の位置に対応する位置に、第２凹部６４が形成されている。

これにより、外プレート６０の外側面および内側面の形状を同一にする（すなわち、外プレート６０を表裏対称にする）ことが可能であるため、チェーン組立時に、外プレート６０の向き（表裏）を揃える必要が無くなり、製造コストを低減することができ、また、図９に示すように、第２凹部６４にも油貯留部としての機能を担わせることが可能であるため、外プレート６０と内プレート４０との間の摺動抵抗を低減することができる。

次に、本発明の第１実施形態に係るチェーン伝動装置１０について、図１０および図１１に基づいて説明する。ここで、第１実施形態では、外プレート６０の一部構成以外については、前述した第１参考例と全く同じであるため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

第１実施形態では、図１０に示すように、外プレート６０の内側面には、外プレート６０の外側面における凹部６３の位置に対応する位置に、凸部６５が形成されている。なお、凸部６５の頂点を曲面状に形成するのが好ましい。

凹部６３は、外側面側から内側面側に向けて外プレート６０の一部を押し込むプレス加工によって、凸部６５と共に形成される。なお、凹部６３および凸部６５を切削等の他の方法で形成してもよい。

このようにして得られた第１実施形態では、図１１に示すように、外プレート６０の内側面側に突出した凸部６５によって、外プレート６０の内側面と内プレート４０の外側面とが潤滑油の表面張力で密着することに起因した、外プレート６０の内側面と内プレート４０の外側面との間の摺動抵抗の増加を回避することができる。

次に、第１〜４参考例および第１実施形態に共通した変形例について、以下に説明する。なお、以下では、第１〜４参考例および第１実施形態との相違点のみについて説明する。

すなわち、図１２に示す例のように、凹部６３をプレート高さ方向に複数並べて形成してもよい。なお、図１２では、第１参考例における凹部６３をプレート高さ方向に複数並べた例を示したが、第２〜４参考例および第１実施形態における凹部６３（および、第２凹部６４、凸部６５）をプレート高さ方向に複数並べて形成してもよい。

以上、本発明の実施形態および参考例を詳述したが、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、上述した複数の実施形態や参考例の各構成を、任意に組み合わせてチェーン伝動装置を構成しても何ら構わない。
また、上述した実施形態や参考例では、チェーンが、所謂ローラチェーンであるものとして説明したが、チェーンの具体的態様については、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たものであれば如何なるものでもよく、例えば、ブシュチェーンやサイレントチェーンであってもよい。
また、上述した実施形態や参考例では、チェーンが自動車エンジン用のタイミングチェーンであるものとして説明したが、チェーンの具体的用途は如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態や参考例では、チェーンが、チェーンガイドの走行案内面に対して外プレートおよび内プレートのガイド側端面（下端面）を摺動させた状態で走行するものとして説明したが、チェーンの具体的態様は上記に限定されず、例えば、チェーン走行時に走行案内面に対して外プレートのガイド側端面のみを接触させてもよく、また、チェーン走行時に走行案内面に対して内プレートのガイド側端面のみを接触させてもよい。
また、上述した実施形態や参考例では、チェーンガイドが、エンジンブロック（取付対象）に揺動可能に取り付けられる揺動ガイドとして構成されているが、エンジンブロックに固定される固定ガイドとしてチェーンガイドを構成してもよい。
また、上述した実施形態や参考例では、チェーンガイドが、案内シューとベース部材とから構成され、走行案内面およびガイドリップ部の両方が案内シューに形成されているものとして説明したが、チェーンガイドの具体的態様についてはこれに限定されず、例えば、チェーンガイド全体が一体成形されていてもよく、また、ガイドリップ部をベース部材に形成してもよい。
また、上述した実施形態や参考例では、ガイドリップ部が、走行案内面のガイド幅方向の両端に形成されているものとして説明したが、ガイドリップ部は、走行案内面のガイド幅方向の少なくとも一端において形成すればよい。
また、上述した実施形態や参考例では、凹部がチェーン長手方向に沿って延びる帯状に形成されているものとして説明したが、凹部の具体的形状については上記に限定されず、例えば、凹部を、（チェーン長手方向に沿って延びていない）窪み状に形成してもよい。

１０・・・チェーン伝動装置
２０・・・チェーン
３０・・・ブシュ
４０・・・内プレート（リンクプレート）
５０・・・連結ピン
６０・・・外プレート（リンクプレート）
６１・・・ピン孔
６２・・・ガイド側端面
６３・・・凹部
６４・・・第２凹部
６５・・・凸部
７０・・・ローラ
８０・・・チェーンガイド
８１・・・案内シュー
８１ａ・・・走行案内面
８１ｂ・・・ガイドリップ部
８２・・・ベース部材
Ｓ１〜Ｓ３・・・スプロケット
Ｔ・・・テンショナ
Ｇ・・・固定ガイド

Claims

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チェーンであって、
前記複数のリンクプレートには、チェーン幅方向の両外側に配置される外プレートが含まれ、
前記各外プレートは、前記連結ピンが挿入される前後一対のピン孔と、チェーンガイドの走行案内面側に面するガイド側端面と、前記外プレートの外側面に形成された凹部と、前記外プレートの内側面において、前記外プレートの外側面における前記凹部の位置に対応する位置に形成された凸部とを有し、
前記凹部および前記凸部は、プレート高さ方向における前記ピン孔と前記ガイド側端面との間の領域において、チェーン長手方向に沿って延びる帯状に形成され、
前記帯状の凹部および前記帯状の凸部のチェーン長手方向における両端は、前記ピン孔の中心を通ってチェーン長手方向に直交する方向に延びるラインよりもチェーン長手方向の外側に位置していることを特徴とするチェーン。
前記凹部は、前記外プレートのチェーン長手方向の一端縁および他端縁に達していることを特徴とする請求項１に記載のチェーン。
前記凹部は、プレート高さ方向に複数並べて形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチェーン。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のチェーンと、前記チェーンを摺動案内するチェーンガイドとを備えたチェーン伝動装置であって、
前記チェーンガイドは、前記チェーンを摺動案内する走行案内面と、前記走行案内面のガイド幅方向の少なくとも一端において上方に突出するガイドリップ部とを有し、
前記凹部は、前記チェーンがチェーン幅方向に片寄りを生じた時に、前記ガイドリップ部の内側面に対面する高さ位置に形成されていることを特徴とするチェーン伝動装置。