| 【発明の名称】 |
サイレントチェーン |
| 【発明者】 |
【氏名】鈴木 章
|
| 【要約】 |
【課題】動力損失を増大させることなく弦振動を抑制する。
【解決手段】両端に一対の連結孔１２が設けられた複数のリンクプレート４と、厚さ方向に重ね合わされたリンクプレート４同士の連結孔１２に挿入され、かつ、リンクプレート４同士を相対回転できる状態で連結して多数のリンクプレート４を無端状に連結するロッカーピン７と、リンクプレート４に接触してその厚さ方向に押圧力を作用させる皿ばね１０とを備えたサイレントチェーンにおいて、皿ばね１０の端部が、各リンクプレート４の厚さ方向の投影面で互いに重なり合うように配置され、これらの皿ばね１０が、サイレントチェーンの走行方向と直交する平面内で「くの字形」に屈曲されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 スプロケットに噛み合わされる歯部を有し、かつ、一対の連結孔が設けられた複数のリンクプレートと、厚さ方向に重ね合わされたリンクプレート同士の連結孔に挿入され、かつ、このリンクプレート同士を相対回転できる状態で連結して多数のリンクプレートを無端状に連結する連結部材と、前記リンクプレートに対して厚さ方向の押圧力を加える複数の板形状のばねとを備えているとともに、複数のスプロケットに巻き掛けられた状態で走行するサイレントチェーンにおいて、前記複数のばね同士の一部が、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で互いに重なり合うように、複数のばねがサイレントチェーンの走行方向に配置されているとともに、前記各ばねにおける前記投影面内で重なり合う部分に、前記リンクプレートの歯部が、一方のスプロケットから離れて他方のスプロケットに噛み合うまでの間にこのリンクプレートに加えられる押圧力よりも、前記リンクプレートの歯部が他方のスプロケットに噛み合った際にこのリンクプレートに加えられる押圧力の方が小さくなるように制御する押圧力制御機構が設けられていることを特徴とするサイレントチェーン。
【請求項２】 前記ばねを厚さ方向に貫通する一対の孔が形成され、この一対の孔には前記連結部材が挿入されているとともに、前記押圧力制御機構には、サイレントチェーンの走行方向に沿って直線状に形成されている押圧部が含ま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。
【請求項３】 前記押圧部が、サイレントチェーンの走行方向に沿い、かつ、前記一対の孔を通過する領域に設けられている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。
【請求項４】 スプロケットに噛み合わされる歯部を有し、かつ、一対の連結孔が設けられた複数のリンクプレートと、厚さ方向に重ね合わされたリンクプレート同士の連結孔に挿入され、かつ、このリンクプレート同士を相対回転できる状態で連結して多数のリンクプレートを無端状に連結する連結部材と、前記リンクプレートに対して厚さ方向の押圧力を加える複数の板形状のばねとを備えているとともに、複数のスプロケットに巻き掛けられた状態で走行するサイレントチェーンにおいて、前記複数のばね同士の一部が、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で互いに重なり合うように、複数のばねがサイレントチェーンの走行方向に配置されているとともに、前記各ばねにおける前記投影面内で重なり合う部分に、前記ばねを厚さ方向に貫通する一対の孔が形成され、この一対の孔には前記連結部材が挿入されているとともに、前記ばねの表面のうち、前記一対の孔を通過し、かつ、前記サイレントチェーンの走行方向に沿う帯状領域の摩擦係数の方が、この帯状領域以外の領域の摩擦係数よりも大きく設定されていることを特徴とするサイレントチェーン。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、動力伝動装置の一部を構成するために用いられるサイレントチェーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のサイレントチェーンの基本的な構造は、一対の歯を形成してある多数のリンクプレートを、長手方向および板厚方向のそれぞれに配列し、それらをピン（連結部材）によって相対回転できる状態で連結し、全体として無端状（環状）に構成したものである。このようなサイレントチェーンは、駆動側スプロケットおよび従動側スプロケットに巻き掛けられて走行し、駆動側スプロケットのトルクを従動側スプロケットに伝達する機能を有する。
【０００３】ところで、サイレントチェーンの走行中において、順次移動するリンクプレートの歯部が従動側スプロケットから離れて駆動側スプロケットに噛み合うまでの領域、つまりスパン領域では、サイレントチェーンの諸元で決まる固有周波数で弦振動が発生し、不快なノイズの原因となる場合が多い。
【０００４】このような弦振動を抑制することのできるサイレントチェーンの一例が、特開平８−７４９３９号公報に記載されている。この公報に記載されたサイレントチェーンは、各々一対のピン孔が形成されたリンクプレートと、ピン孔に挿入されてリンクプレート同士を連結する連結ピンと、リンクプレートの最も外側に配置されたガイドプレートとを有している。また、ガイドプレートとリンクプレートとの間、または隣り合うリンクプレート同士の間には、一対のピン孔が形成されたばねリングが配置されている。この一対のピン孔には連結ピンが挿入されている。
【０００５】上記構成のサイレントチェーンは、ばねリングの弾性力により、リンクプレート同士がその厚さ方向に押圧されて、リンクプレート同士の接触部分の面圧が高められる。すると、サイレントチェーンが走行する際に、前記スパンの領域でリンクプレート同士を相対回転させる力が働いたとしても、リンクプレート同士の接触面の摩擦力が高められているために、その相対回転が抑制され、弦振動を低減することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、サイレントチェーンの走行時には、スパン領域に位置していたリンクプレートが、順次、駆動側スプロケットに噛み合う際には、リンクプレートの移動方向が、直線方向からスプロケットの外形状に沿った方向（疑似円弧方向）に切り換わる。このようにして、リンクプレートの移動方向が切り換わる際には、隣り合うリンクプレート同士が連結ピンを中心として相対回転する。
【０００７】しかしながら上記公報に記載されたサイレントチェーンにおいては、ばねリングの弾性力により、リンクプレート同士がその厚さ方向に常に押圧されてリンクプレート同士の接触面圧が高められている。このため、リンクプレートの移動方向が切り換わる部分において、各リンクプレート同士の相対回転する際にも大きな摩擦力が発生し、リンクプレート同士の相対回転が阻害される。したがって、動力損失が増加してサイレントチェーンのトルク伝達効率が低下する可能性があった。
【０００８】この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、動力損失を増大させることなく弦振動を抑制することの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ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目的を達成するため請求項１の発明は、スプロケットに噛み合わされる歯部を有し、かつ、一対の連結孔が設けられた複数のリンクプレートと、厚さ方向に重ね合わされたリンクプレート同士の連結孔に挿入され、かつ、このリンクプレート同士を相対回転できる状態で連結して多数のリンクプレートを無端状に連結する連結部材と、前記リンクプレートに対して厚さ方向の押圧力を加える複数の板形状のばねとを備えているとともに、複数のスプロケットに巻き掛けられた状態で走行するサイレントチェーンにおいて、前記複数のばね同士の一部が、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で互いに重なり合うように、複数のばねがサイレントチェーンの走行方向に配置されているとともに、前記各ばねにおける前記投影面内で重なり合う部分に、前記リンクプレートの歯部が、一方のスプロケットから離れて他方のスプロケットに噛み合うまでの間にこのリンクプレートに加えられる押圧力よりも、前記リンクプレートの歯部が他方のスプロケットに噛み合った際にこのリンクプレートに加えられる押圧力の方が小さくなるように制御する押圧力制御機構が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】請求項１の発明によれば、サイレントチェーンが走行する際に、リンクプレートの歯部が、一方のスプロケットから離れて他方のスプロケットに噛み合うまでの間で、リンクプレート同士を相対回転させる力が作用した場合の摩擦力よりも、リンクプレートの歯部が他方のスプロケットに噛み合った際にリンクプレート同士を相対回転させる力が作用した場合の摩擦力の方が小さくなる。
【００１１】請求項２の発明は請求項１の構成に加えて、前記ばねを厚さ方向に貫通する一対の孔が形成され、この一対の孔には前記連結部材が挿入されているとともに、前記押圧力制御機構には、サイレントチェーンの走行方向に沿って直線状に形成されている押圧部が含まれていることを特徴とするものである。
【００１２】請求項２の発明によれば、請求項１と同様の作用が生じるほか、リンクプレートの歯部が他方のスプロケットに噛み合うことにより、リンクプレート同士が相対回転すると、リンクプレートに対して厚さ方向の押圧力を加える押圧部同士が、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で重なる面積が減少する。
【００１３】請求項３の発明は請求項２の構成に加えて、前記押圧部が、サイレントチェーンの走行方向に沿い、かつ、前記一対の孔を通過する領域に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】請求項３の発明によれば、請求項２と同様の作用が生じるほか、歯部がいずれのスプロケットからも離れているリンクプレートに対して押圧力を加えるばねは、複数のばねの押圧部同士が、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内おいて、サイレントチェーンの走行方向で重なる長さが最大になる。
【００１５】請求項４の発明は請求項１の構成に加えて、スプロケットに噛み合わされる歯部を有し、かつ、一対の連結孔が設けられた複数のリンクプレートと、厚さ方向に重ね合わされたリンクプレート同士の連結孔に挿入され、かつ、このリンクプレート同士を相対回転できる状態で連結して多数のリンクプレートを無端状に連結する連結部材と、前記リンクプレートに対して厚さ方向の押圧力を加える複数の板形状のばねとを備えているとともに、複数のスプロケットに巻き掛けられた状態で走行するサイレントチェーンにおいて、前記複数のばね同士の一部が、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で互いに重なり合うように、複数のばねがサイレントチェーンの走行方向に配置されているとともに、前記各ばねにおける前記投影面内で重なり合う部分に、前記ばねを厚さ方向に貫通する一対の孔が形成され、この一対の孔には前記連結部材が挿入されているとともに、前記ばねの表面のうち、前記一対の孔を通過し、かつ、前記サイレントチェーンの走行方向に沿う帯状領域の摩擦係数の方が、この帯状領域以外の領域の摩擦係数よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１６】請求項４の発明によれば、歯部が一方のスプロケットから離れて他方のスプロケットに噛み合うまでの間に位置しているリンクプレート同士において、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で摩擦係数の大きい帯状領域同士が重なる面積よりも、歯部が他方のスプロケットに噛み合って相対回転するリンクプレート同士において、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で摩擦係数の大きい帯状領域同士が重なる面積の方が狭くなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。図２はチェーン駆動機構ユニットＫ１を示す正面図であり、このチェーン駆動機構ユニットＫ１は、各種の動力伝達装置の一部を構成するために用いられるものであり、例えば四輪駆動車のトランスファや、車両用エンジンのカムシャフト駆動機構などに用いられる。チェーン駆動機構ユニットＫ１は、サイレントチェーン１と、サイレントチェーン１が巻き掛けられた駆動側スプロケット２および従動側スプロケット３を有している。
【００１８】図１は、サイレントチェーン１の部分的な平面図であり、図３は、サイレントチェーン１の部分的な正面図である。サイレントチェーン１は、複数のリンクプレート４を有しており、各リンクプレート４の正面形状は、楔形の歯部５を２つ備えた形状に設定されている。各リンクプレート４における歯部５の基端側には、リンクプレート４を厚さ方向に貫通する連結孔６が、それぞれ２つずつ形成されている。この連結孔６の正面形状はほぼ円形に構成されている。
【００１９】各リンクプレート４がその長手方向に多数配列され、かつ、厚さ方向に多数配列されている。ここで、各リンクプレート４をその厚さ方向に配列する場合は、隣接するリンクプレート４同士が、長手方向に半分ずつ位置ずれした状態で配置されている。そして、厚さ方向において隣り合うリンクプレート４同士の連結孔６にロッカーピン７を挿入することにより、各リンクプレート４が相互に回転可能に連結されている。
【００２０】また、各リンクプレート４の厚さ方向の両端に配置されているリンクプレート４の側面側にはガイドプレート８がそれぞれ配置されている。また、ガイドプレート８を厚さ方向に貫通する２つの孔９が形成され、各孔９にロッカーピン７が挿入されている。そして、各ロッカーピン７の長さ方向の両端にカシメ加工が施されることにより、ロッカーピン７が連結孔６および孔９から脱落しないように構成されている。このようにして、各リンクプレート４をその長手方向および厚さ方向に連結することにより、図２に示すような無端状（言い換えれば環状）のサイレントチェーン１が構成されている。また、各リンクプレート４の歯部５が、サイレントチェーン１の内側に向けられており、サイレントチェーン１の一部を構成する複数のリンクプレート４の歯部５が、駆動側スプロケット２および従動側スプロケット３に噛み合わされている。
【００２１】さらに、厚さ方向に隣り合わせて配置されているリンクプレート４同士の間には、皿ばね１０が配置されている。この皿ばね１０はばね鋼などの材料を板形状に成形したものであり、皿ばね１０の正面形状はリンクプレート４と相似する形状に構成されている。そして、図３に示すように、リンクプレート４の厚さ方向の投影面における皿ばね１０の面積の方が、リンクプレート４の面積よりも狭く設定されている。
【００２２】図４は、サイレントチェーン１を組み立てる前の状態における皿ばね１０の正面図、図５は、図４のＶ−Ｖ線における平面断面図、図６は、図４のVI−VI線における側面断面図である。皿ばね１０はサイレントチェーン１の内側に向けて突出する２つの歯部１１を有し、２つの歯部１１の基端側には一対の孔１２が、皿ばね１０を厚さ方向に貫通して形成されている。この一対の孔１２の正面形状はほぼ円形に構成され、孔１２の内径と連結孔６の内径とが同一に設定されている。
【００２３】皿ばね１０は、一対の孔１２の中心を通過する帯状片１３と、この帯状片１３の幅方向の両側に接続され、かつ、帯状片１３に対して所定角度傾斜した傾斜片１４，１５とを有している。つまり、皿ばね１０は、図６に示すように側面断面形状がほぼ「くの字形」に折り曲げられている。言い換えれば、皿ばね１０は、サイレントチェーン１の走行方向に対して直交する平面（図示せず）内で屈曲されている。このようにして、皿ばね１０の見かけ上の曲げ剛性が高められている。各皿ばね１０は傾斜片１４，１５が同じ方向に向けられた状態で、リンクプレート４同士の間に設けられている。そして、前記一対の孔１２は帯状片１３および傾斜片１４，１５に亘って配置され、一方の傾斜片１５に前記歯部１１が形成されている。この歯部１１がサイレントチェーン１の内側に向けて配置されている。
【００２４】上記のように構成された皿ばね１０が、図１に示すようにリンクプレート４同士の間に対して、各皿ばね１０の長さ方向の一部を重ね合わせた状態で組み付けられており、各孔１２にロッカーピン７が挿入されている。そして、ロッカーピン７の両端にカシメ加工が施された状態、つまり、サイレントチェーン１の組立状態においては、その組み付け荷重により、皿ばね１０の平面形状がほぼ一直線になっている。このため、皿ばね１０の弾性力が各リンクプレート４に対してその厚さ方向に作用している。
【００２５】ここで、この発明の実施形態とこの発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、駆動側スプロケット２がこの発明の一方のスプロケットに相当し、従動側スプロケット３がこの発明の他方のスプロケットに相当し、ロッカーピン７がこの発明の連結部材に相当し、皿ばね１０がこの発明のばねに相当し、帯状片１３がこの発明の押圧力制御機構および押圧部に相当する。
【００２６】上記構成のチェーン駆動機構ユニットＫ１の動作を説明する。駆動側スプロケット２が図２において反時計方向に回転すると、サイレントチェーン１が図２において反時計方向に走行（回転移動）し、駆動側スプロケット２のトルクが従動側スプロケット３に伝達されて、従動側スプロケット３が図２の反時計方向に回転する。つぎに、サイレントチェーン１の走行中における具体的な作用について説明する。
【００２７】まず、リンクプレート４の歯部５が従動側スプロケット３から離れる離脱位置Ａ１から、駆動側スプロケット２に噛み合うまでの噛み合い位置Ｂ１に至るまでの領域、つまりスパン領域Ｓ１においては、多数のリンクプレート４の一部がほぼ直線方向に移動する。そして、この実施形態のサイレントチェーン１においては、皿ばね１０の弾性力によりリンクプレート４同士が厚さ方向に押圧されて、リンクプレート４同士の接触面圧が高められている。また、図３に示すように、隣り合う皿ばね１０の帯状片１３同士がほぼ直線状に位置している。つまり、帯状片１３同士の長さ方向の中心線（図示せず）なす角度がほぼ零度に設定されている。
【００２８】具体的には、皿ばね１０からリンクプレート４に対して厚さ方向に押圧力を作用させる領域の主要部、つまり、リンクプレート４の厚さ方向の投影面内における帯状片１３同士の重なり領域（斜線で示す領域）Ｐ１が、皿ばね１０の長手方向における最大長さに設定されている。このようにして、帯状片１３同士の全てが、リンクプレート４の厚さ方向の投影面内で重なって（交錯して）おり、リンクプレート４同士の単位面積あたりの接触面圧が、一層高められている。
【００２９】このため、スパン領域Ｓ１においてリンクプレート４同士を相対回転させようとする力が働いたとしても、リンクプレート４同士の接触面の摩擦力が高められているために、ロッカーピン７を中心とするリンクプレート同士の相対回転が抑制される。したがって、スパン領域Ｓ１において、サイレントチェーン１の諸元で決まる固有周波数で弦振動（図２において上下方向の振動）することが抑制され、不快なノイズ（騒音）を回避することができる。
【００３０】つぎに、サイレントチェーン１の走行により、リンクプレート４がスパン領域Ｓ１から噛み合い位置Ｂ１に向けて、順次移動する場合の作用を説明する。この場合は、リンクプレート４の移動方向が駆動側スプロケット２の外径状に沿って疑似円弧形状になるため、リンクプレート４同士がロッカーピン７を中心として所定角度の範囲で相対回転する。つまり、帯状片１３同士の長手方向の中心線（図示せず）の成す角度が、零度を越えた状態になる。すると、リンクプレート４の厚さ方向の投影面内において、帯状片１３同士の重なり領域Ｐ２の面積が、スパン領域Ｓ１の時点の重なり領域Ｐ１の面積よりも急激に減少する。このため、スパン領域Ｓ１から噛み合い位置Ｂ１にさしかかった場合は、リンクプレート４同士の接触面圧が低減され、リンクプレート４同士の接触面の摩擦力が減少して相対回転が容易になる。したがって、リンクプレート４同士の摩擦力による動力損失が抑制され、チェーン駆動機構ユニットＫ１のトルク伝達効率の低下を抑制することができる。すなわち、サイレントチェーン１の弦振動の抑制機能と、動力伝達損失の抑制機能とを両立させることができる。
【００３１】この実施形態においては、皿ばねにおける一対の孔を含む帯状領域の表面粗さを、その他の領域の表面粗さよりも粗く設定することもできる。このように構成すると、リンクプレート同士がスパン領域にある場合は、各皿ばねの帯状領域がほぼ直線状に位置し、互いにリンクプレートの厚さ方向の投影面内で全て重なることになり、各リンクプレート同士の接触面の摩擦力が高められる。これに対して、リンクプレートがスパン領域から噛み合い位置にさしかかった場合は、リンクプレート同士の相対回転により帯状領域同士の重なり面積が減少するため、リンクプレート同士の接触面の摩擦力が減少する。したがって、上記実施形態と同様の効果を得られる。このように、皿ばねの一部の領域の表面粗さを、ほかの領域の表面粗さよりも粗く設定する、つまり、皿ばねの一部の領域の摩擦係数を、ほかの領域の摩擦係数よりも大きく設定する具体例としては、皿ばねの表面に摩擦材を貼着する方法が例示される。また、この実施形態において、皿ばねをリンクプレートとガイドプレートとの間に配置することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、サイレントチェーンの走行中は、リンクプレートが一方のスプロケットから離れて他方のスプロケットに到達するまでの間は、リンクプレート同士を相対回転させようとする力が働いたとしても、リンクプレート同士の接触面における摩擦力が高められてサイレントチェーンの弦振動を抑制することができる。これに対して、リンクプレートの歯部が他方のスプロケットに噛み合ってリンクプレート同士を相対回転させようとする力が働いた場合は、リンクプレート同士の接触面の摩擦力が減少するため、動力の損失が抑制されてトルク伝達効率の低下を抑制することができる。
【００３３】請求項２の発明によれば、リンクプレート同士が相対回転すると、複数のばねからリンクプレートの厚さ方向に対して押圧力を加える押圧部同士が、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で重なる面積が減少し、押圧部同士による単位面積あたりの押圧力が低下することにより、請求項１と同様の効果を得られる。
【００３４】請求項３の発明によれば、請求項２と同様の効果を得られるほか、リンクプレート同士が相対回転しない状態では、複数のばねからリンクプレートの厚さ方向に対して押圧力を加える押圧部同士が、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内において、サイレントチェーンの走行方向で重なる長さが最大になる。したがって、サイレントチェーンの一部が直線移動する場合の相対回転抑制機能が向上し、弦振動を一層抑制することができる。
【００３５】請求項４の発明によれば、歯部が一方のスプロケットから離れて他方のスプロケットに噛み合うまでの間に位置しているリンクプレート同士において、各リンクプレートの厚さ方向の投影面内で摩擦係数の大きい帯状領域同士が重なる面積が広くなる。したがって、リンクプレートが一方のスプロケットから離れて他方のスプロケットに到達するまでの間は、リンクプレート同士を相対回転させようとする力が働いたとしても、リンクプレート同士の接触面における摩擦力が高められてサイレントチェーンの弦振動を抑制することができる。これに対して、リンクプレートの歯部が他方のスプロケットに噛み合ってリンクプレート同士を相対回転させようとする力が働いた場合は、摩擦係数の大きい帯状領域同士が重なる面積が減少してリンクプレート同士の接触面の摩擦力が減少するため、動力の損失が抑制されてトルク伝達効率の低下を抑制することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年４月２２日（１９９９．４．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３９９８
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 丈夫
|
| 【公開番号】 |
特開２０００−３０４１０５（Ｐ２０００−３０４１０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２日（２０００．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１１５４００ |
|