(57)【要約】【課題】潤滑剤に動圧を発生させて充分に摺接抵抗を低減するとともに、摺接部分における摩耗量を低減するチェーンを提供すること。【解決手段】前後に連結孔を備えた多数のリンクプレート１１０、１２０が回動可能に連結され案内部材１５０に摺接案内されるチェーン１００において、少なくとも１つのリンクプレート１２０が、摺接案内される端縁１２１をチェーンの走行方向に連続的な曲からなる凸形に形成されるとともに、凸形状の端縁１２１の頂点１２３が、前後の連結孔の中心から等しい距離に位置し、該凸形状の端縁１２１が頂点の前後において異なる曲線形状を有すること。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に連結孔を備えた多数のリンクプレートが回動可能に連結され、該リンクプレートの少なくとも一方の端縁が案内部材に摺接案内されるチェーンにおいて、
少なくとも１つの前記リンクプレートが、摺接案内される端縁をチェーンの走行方向に連続的な曲線からなる凸形状に形成され、
該凸形状の端縁の頂点が、前後の連結孔の中心から等しい距離に位置し、
該凸形状の端縁が、前記頂点の前後において異なる曲線形状を有することを特徴とするチェーン。
【請求項２】
前記凸形状の端縁の前記頂点よりチェーン進行方向前側の曲線形状が、チェーン進行方向後側の曲線形状より曲率が小さいことを特徴とする請求項１に記載のチェーン。
【請求項３】
前記凸形状の端縁の前記頂点の前後の曲線形状が、それぞれ一定半径の円弧形状であ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４】
前記凸形状の端縁の前記頂点の前後の曲線形状が、それぞれサイクロイド曲線形状であ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５】
前記凸形状の端縁の前記頂点の前後の曲線形状が、いずれか一方が一定半径の円弧形状であり、他方がサイクロイド曲線形状であ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用機械等の動力伝達機構あるいは搬送機械などのチェーン伝動装置に使用される低フリクションチェーンに関し、特に、自動車エンジンのタイミングドライブシステムのチェーンに適した低フリクションチェーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車、産業用機械等の動力伝達機構あるいは搬送機械などには、駆動側スプロケットと従動側スプロケットに掛架されたチェーンによって動力を伝達する伝動装置が備えられている。
例えば、自動車のエンジンには、クランクスプロケット（駆動側スプロケット）とカムスプロケット（従動側スプロケット）に掛架されたチェーンにより動力を伝達するタイミングドライブシステムが備えられ、このチェーンはガイド、テンショナレバー等のガイド部材に摺接している。
【０００３】
これらのチェーンは、一対のピン孔が形成された複数のリンクプレートをチェーン長手方向にずらして該一対のピン孔にそれぞれ挿入された連結ピンにより屈曲自在に連結されてなり、リンクプレートの上下の少なくとも一方の端縁がガイド、テンショナレバー等の案内部材に摺接案内されるように形成されている。
【０００４】
そして、該リンクプレートの端縁と案内部材との摺接抵抗を低減するために、リンクプレートの案内部材に摺接する端縁を凸状に湾曲させて、摺接面積を小さくするとともに、潤滑剤に動圧を発生させるようにしたチェーンが公知である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１３７１４７号公報（第４乃至６頁、図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この公知のチェーン５００は、図６に示すように、内リンクプレート５１０および外リンクプレート５２０の案内部材に摺接する端縁５１１、５２１がそれぞれ同様に凸状に湾曲しており、該凸状端縁５１１、５２１の最も突出した部分が案内部材（図示せず）に摺接して走行することにより、摺接面積が小さくなるとともに、案内部材と凸状端縁５１１、５２１の摺接部分の前方に楔状の空間が生じ、チェーン５００の走行によりくさび膜効果が生じてクエット流れが発生し潤滑剤に動圧を発生させて摺接抵抗を低減するように構成されている。
【０００７】
しかしながら、公知のチェーン５００は、リンクプレート５１０、５２０が左右対称形状であり、凸状端縁５１１、５２１の頂点の前後で同一の曲率を有しており、くさび膜効果によって摺接抵抗は低減するものの、頂点付近が高い面圧で摺接することとなり、凸状端縁５１１、５２１の摩耗量が増加するという問題があった。
【０００８】
また、上記問題を解消するため、頂点の前後の曲率半径を大きくすると、頂点付近の面圧は低くできるものの、頂点の前後の長い区間で潤滑剤が凸状端縁５１１、５２１と接することにより、その粘性による抵抗でくさび膜効果が充分に発揮できず、摺動抵抗が増加するという問題があった。
【０００９】
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、潤滑剤に動圧を発生させて充分に摺接抵抗を低減するとともに、摺接部分における摩耗量を低減するチェーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本請求項１に係る発明は、前後に連結孔を備えた多数のリンクプレートが回動可能に連結され、該リンクプレートの少なくとも一方の端縁が案内部材に摺接案内されるチェーンにおいて、少なくとも１つの前記リンクプレートが、摺接案内される端縁をチェーンの走行方向に連続的な曲線からなる凸形状に形成されるとともに、該凸形状の端縁の頂点が、前後の連結孔の中心から等しい距離に位置し、該凸形状の端縁が、前記頂点の前後において異なる曲線形状を有することにより、前記課題を解決するものである。
【００１１】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載されたチェーンの構成に加えて、前記凸形状の端縁の前記頂点よりチェーン進行方向前側の曲線形状が、チェーン進行方向後側の曲線形状より曲率が小さいことにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１２】
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたチェーンの構成に加えて、前記凸形状の端縁の前記頂点の前後の曲線形状が、それぞれ一定半径の円弧形状であることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１３】
本請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたチェーンの構成に加えて、前記リ凸形状の端縁の前記頂点の前後の曲線形状が、それぞれサイクロイド曲線形状であることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１４】
本請求項５に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたチェーンの構成に加えて、前記凸形状の端縁の前記頂点の前後の曲線形状が、いずれか一方が一定半径の円弧形状であり、他方がサイクロイド曲線形状であることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のチェーンは、前後に連結孔を備えた多数のリンクプレートが回動可能に連結され、該リンクプレートの少なくとも一方の端縁が案内部材に摺接案内されるチェーンにおいて、少なくとも１つのリンクプレートが、摺接案内される端縁をチェーンの走行方向に連続的な曲線からなる凸形状に形成されることにより、摺接面積を小さくし、潤滑剤に動圧を発生させて摺接抵抗を低減することができるとともに、以下のような格別の効果を奏することができる。
【００１６】
すなわち、本請求項１に係る発明のチェーンは、凸形状の端縁の頂点が、前後の連結孔の中心から等しい距離に位置し、該凸形状の端縁が、前記頂点の前後において異なる曲線形状を有することにより、クエット流れを発生させ潤滑剤に動圧を発生させる効果に大きな影響を与える頂点より前方の曲線形状と、粘性による抵抗に大きな影響を与える頂点より後方の曲線形状とを、それぞれ独立して最適化することが可能となり、また、動圧や粘性に対応して頂点付近の面圧を最適化することが可能となるため、充分に摺接抵抗を低減するとともに、摺接部分における摩耗量を低減することができる。
【００１７】
本請求項２に係る発明のチェーンは、請求項１に係るチェーンが奏する効果に加えて、凸形状の端縁の頂点よりチェーン進行方向前側の曲線形状が、チェーン進行方向後側の曲線形状より曲率が小さいことにより、クエット流れによる潤滑剤の流速が頂点より前方で速く後方で遅くなるため、頂点付近の潤滑剤の保持性が向上して摺接部分における摩耗量が低減するとともに、頂点より後方の短い区間で摺接部分の距離が大きくなるため、粘性による抵抗が低減し摺動抵抗をより低減することができる。
【００１８】
本請求項３に係る発明のチェーンは、請求項１または請求項２に係るチェーンが奏する効果に加えて、前後非対称形状のリンクプレートが、凸形状の端縁の頂点の前後の曲線形状が、それぞれ一定半径の円弧形状であることにより、設計・加工が容易となる。
【００１９】
本請求項４に係る発明のチェーンは、請求項１または請求項２に係るチェーンが奏する効果に加えて、凸形状の端縁の頂点の前後の曲線形状が、それぞれサイクロイド曲線形状であることにより、頂点付近の曲率半径が大きくなりくさび膜効果をより有効に発揮でき、面圧も低くできるとともに、頂点から離れるにつれ曲率半径が小さくなり、潤滑剤による粘性の影響をうける区間を短くし摺動抵抗を低減することができる。
【００２０】
本請求項５に係る発明のチェーンは、請求項１または請求項２に係るチェーンが奏する効果に加えて、凸形状の端縁の頂点の前後の曲線形状が、いずれか一方が一定半径の円弧形状であり、他方がサイクロイド曲線形状であることにより、くさび膜効果や潤滑剤による粘性の影響が大きい部分のみサイクロイド曲線形状、それらの影響が少ない部分を一定半径の円弧形状として、設計・加工を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のチェーンが使用されるタイミングドライブ装置の側面図。
【図２】本発明の一実施例であるチェーンの側面図。
【図３】本発明の第１実施例であるチェーンのリンクプレートの側面図。
【図４】図３に示す本発明の第１実施例であるチェーンの作用説明図。
【図５】本発明の第２実施例であるチェーンの側面図。
【図６】従来のチェーンの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明のチェーンは、前後に連結孔を備えた多数のリンクプレートが回動可能に連結され、該リンクプレートの少なくとも一方の端縁が案内部材に摺接案内されるチェーンにおいて、少なくとも１つのリンクプレートが、摺接案内される端縁をチェーンの走行方向に連続的な曲線からなる凸形状に形成され、該凸形状の端縁の頂点が、前後の連結孔の中心から等しい距離に位置し該凸形状の端縁が、前記頂点の前後において異なる曲線形状を有し、潤滑剤に動圧を発生させて充分に摺接抵抗を低減するとともに、摺接部分における摩耗量を低減できるものであれば、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。
【００２３】
すなわち、本発明のチェーンは、多数のリンクプレートが回動可能に連結され、該リンクプレートの端縁が案内部材に摺接案内されるものであれば、ローラチェーン、ブシュチェーン、サイレントチェーン等いかなる形式のチェーンであっても良い。
【００２４】
本発明のチェーンが使用される装置の一例である自動車の一般的なＤＯＨＣ型エンジンにおける夕イミングドライブ装置１６０は、図１に示すように、エンジンの出力クランク軸に設けられた駆動スプロケット１６１と２本のカムシャフトにそれぞれ設けられた従動スプロケット１６２、１６３にチェーン１００を掛架して動力を伝達するように構成されている。
【００２５】
チェーン１００の緩み側の従動スプロケット１６２と駆動スプロケット１６１との間に、テンショナ１６４と協動して循環走行するチェーン１００に摺接し適切な張力を付与するとともに走行中のチェーン１００の振動、横振れを防止するための滑り機能を備えた緩み側のチェーンガイド１６５が配置されており、チェーン１００の張り側の従動スプロケット１６３と駆動スプロケット１６１との間には、走行軌道を所定のスパン長さにガイド規制する張り側のチェーンガイド１６６からなるガイド機構が配置されている。
【００２６】
緩み側のチェーンガイド１６５は、エンジンの躯体Ｅの内壁に取付ボルト、取付ピン等の軸支手段Ｐで揺動可能に取り付けられて、テンショナ１６４により緩み側のチェーンガイド１６５のシュー部分をチェーン１００に向けて付勢しており、張り側のチェーンガイド１６６は、躯体Ｅの内壁に取付ボルト、取付ピン等の固定手段Ｑにより固設されて、循環走行するチェーン１００の走行軌道を規定している。
【実施例１】
【００２７】
本発明の第１実施例であるチェーン１００は、図２に示すように、それぞれ一対の連結孔１１２、１２２が形成された複数の内リンクプレート１１０および外リンクプレート１２０が連結ピン１３０によって屈曲自在に連結されている。
なお、上記公知のチェーン５００と同様に内リンクプレート１１０の連結孔１１２にはブシュが嵌合されて連結ピン１３０を遊嵌することで屈曲可能とするブシュチェーン、さらにブシュの外周にローラを遊嵌するローラチェーンとしても良いことは言うまでもない。
【００２８】
外リンクプレート１２０の上下の端縁は、チェーンの走行方向に連続的な曲線からなる凸形状に形成されて摺接案内される凸状端縁１２１とされており、内リンクプレート１１０の上下の端縁は、摺接案内されないように、上下方向の端縁の幅が外リンクプレート１２０より小さく形成されている。
【００２９】
外リンクプレート１２０は、図３に示すように、凸状端縁１２１の頂点１２３と前後の連結孔１２２の中心Ｐｃとの距離が等しい、すなわち、前後の連結孔１２２を結ぶ線の中間点Ｃｃの垂線上に凸状端縁１２１の頂点１２３が位置するように形成されている。
【００３０】
そして、外リンクプレート１２０の摺接案内される曲線状の凸状端縁１２１は、頂点１２３よりチェーンの走行方向前側の前方端縁１２４が、前後の連結孔１２２を結ぶ線の中間点Ｃｃの垂線上の中心点Ｔ１を中心とした半径Ｒの円弧に形成され、頂点１２３よりチェーンの走行方向後側の後方端縁１２５が、前後の連結孔１２２を結ぶ線の中間点Ｃｃの垂線上の中心点Ｔ２を中心とした半径ｒの円弧に形成されており、前方端縁１２４の半径Ｒは後方端縁１２５の半径ｒよりも大きくなるように設定されている。
【００３１】
なお、図示された形状は、本発明の特徴を分かりやすく説明するために誇張されたものであり、実際の半径Ｒ、ｒは極めて大きい（凸状端縁１２１が直線に近い）ものであっても良い。
【００３２】
以上のように構成されたチェーン１００の動作について、図４に基づいて説明する。
チェーン１００は、外リンクプレート１２０の凸状端縁１２１が案内部材１５０の摺接案内面１５１に当接し図面右方向に摺接走行すると、外リンクプレート１２０の凸状端縁１２１の前方端縁１２４と案内部材１５０の摺接案内面１５１の間に楔状の前方空間１５２が存在し、チェーン１００の走行に伴って摺接案内面１５１と当接する頂点１２３の近傍にくさび膜効果が生じてクエット流れが発生し潤滑剤に動圧を発生させて摺接抵抗が低減する。
【００３３】
このとき、頂点１２３の後方にも後方端縁１２５と摺接案内面１５１の間に楔状の後方空間１５３が存在し、前方端縁１２４の半径Ｒは後方端縁１２５の半径ｒよりも大きくなるように設定されていることから、後方空間１５３が前方空間１５２より単位距離あたりの体積が大きくなり、クエット流れの流速は後方空間１５３が前方空間１５２より小さくなる。
【００３４】
このことで、後方空間１５３の頂点１２３の近傍における潤滑剤の保持性が高まり、振動等の外乱が生じても摺接案内面１５１と頂点１２３との間で潤滑剤膜が切れることが抑制され、摺接部分における摩耗量を低減することができる。
【００３５】
また、後方端縁１２５の半径ｒは前方端縁１２４の半径Ｒより小さいため、図４に示すように、頂点１２３からｌだけ離れた位置で後方端縁１２５と摺接案内面１５１の距離はｈ２と前方端縁１２４と摺接案内面１５１の距離ｈ１より大きく離れるため、潤滑剤の粘性による抵抗を受ける区間を短くすることができる。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明の第２実施例であるチェーンについて以下に詳しく説明する。
本発明の第２実施例であるチェーンは、第１実施例と同様に構成されており、その外リンクプレートの形状が相違する。
本発明の第２実施例であるチェーンの外リンクプレート２２０は、図５に示すように、凸状端縁２２１の頂点２２３と前後の連結孔２２２の中心Ｐｃとの距離が等しい、すなわち、前後の連結孔２２２を結ぶ線の中間点Ｃｃの垂線上に凸状端縁２２１の頂点２２３が位置するように形成されている。
【００３７】
そして、外リンクプレート２２０の摺接案内される曲線状の凸状端縁２２１は、頂点２２３よりチェーンの走行方向前側の前方端縁２２４が、頂点２２３近傍で前後の連結孔２２２を結ぶ線の中間点Ｃｃの垂線上の中心点Ｔ１を中心とした半径Ｒ１で、頂点２２３から離れるに従いＲ２・・・と半径が小さくなるサイクロイド曲線に形成され、頂点２２３よりチェーンの走行方向前側の後方端縁２２５が、頂点２２３近傍で前後の連結孔２２２を結ぶ線の中間点Ｃｃの垂線上の中心点Ｔ２を中心とした半径ｒ１で、頂点２２３から離れるに従い半径ｒ２・・・と小さくなるサイクロイド曲線に形成されており、前方端縁２２４の半径Ｒ１、Ｒ２・・・は後方端縁２２５の半径ｒ１、ｒ２・・・よりも大きくなるように設定されている。
【００３８】
以上のように構成された外リンクプレート２２０の動作、および作用は、第１実施例と同様に、頂点２２３の近傍にくさび膜効果が生じてクエット流れが発生し潤滑剤に動圧を発生させて摺接抵抗が低減し、頂点２２３の近傍における潤滑剤の保持性が高まり、振動等の外乱が生じても潤滑剤膜が切れることが抑制され、摺接部分における摩耗量を低減することができるとともに、前方端縁２２４および後方端縁２２５がそれぞれサイクロイド曲線に形成されていることから、頂点２２３からｌだけ離れた位置での摺接案内面との距離は、第１実施例のものよりさらに大きくなるため、潤滑剤の粘性による抵抗を受ける区間をさらに短くすることができる。
【００３９】
なお、上記、図２乃至図４に記載の第１、第２実施例では上下対称な凸状端縁１２１、２２１を有しているが、一方の端縁のみが摺接案内されるような使用形態の場合や、サイレントチェーンのように一方の端縁にはスプロケットと噛み合う歯が設けられている場合は、一方の端縁のみ凸状端縁１２１、２２１とすれば良い。
【００４０】
また、上記第１、第２実施例ではチェーンの凸状端縁１２１、２２１を有するリンクプレートは外リンクプレートのみであるが、内リンクプレートが凸状端縁１２１、２２１を有してもよく、内リンクプレート、外リンクプレートともに凸状端縁１２１、２２１を有しても良い。
【００４１】
また、上記第１、第２実施例はローラチェーンまたはブシュチェーンを例示しているが、サイレントチェーンであってもよく、その場合凸状端縁１２１、２２１を設ける一部のリンクプレートに設けても良く全部のリンクプレートに設けても良い。
【００４２】
さらに、粘性による抵抗の影響が大きい頂点よりチェーンの走行方向後側の後方端縁のみをサイクロイド曲線とし、前方端縁を一定半径の円弧形状として、設計・加工を容易としてもよく、サイクロイド曲線に代えて段階的に半径が変化する擬似的なサイクロイド曲線として設計・加工をさらに容易としても良い。
【００４３】
以上のように、本発明によれば、摺接案内される端縁をチェーンの走行方向に連続的な曲線からなる凸形状に形成されることにより、摺接面積を小さくし、潤滑剤に動圧を発生させて摺接抵抗を低減することができるとともに、クエット流れを発生させ潤滑剤に動圧を発生させる効果に大きな影響を与える頂点より前方の曲線形状と、粘性による抵抗に大きな影響を与える頂点より後方の曲線形状とを、それぞれ独立して最適化することが可能となり、また、動圧や粘性に対応して頂点付近の面圧を最適化することが可能となるため、充分に摺接抵抗を低減するとともに、摺接部分における摩耗量を低減することができるなど、その効果は甚大である。
【符号の説明】
【００４４】
１００、２００、５００  ・・・チェーン
１１０、２１０、５１０  ・・・内リンクプレート
２１１、５１１  ・・・凸状端縁
１１２、２１２、        ・・・連結孔
１２０、２２０、５２０  ・・・外リンクプレート
１２１、２２１、５２１  ・・・凸状端縁
１２２、２２２          ・・・連結孔
１２３、２２３          ・・・頂点
１２３、２２４          ・・・前方端縁
１２５、２２５          ・・・後方端縁
１３０、２３０、５３０  ・・・連結ピン
５４０  ・・・ブシュ
１５０、                ・・・案内部材
１５１、                ・・・摺接案内面
１６０                  ・・・夕イミングドライブ装置
１６１                  ・・・駆動スプロケット
１６２                  ・・・従動スプロケット
１６３                  ・・・従動スプロケット
１６４                  ・・・テンショナ
１６５                  ・・・チェーンガイド
１６６                  ・・・チェーンガイド
Ｅ                    ・・・エンジン躯体
Ｐ                    ・・・軸支手段
Ｑ                    ・・・固定手段
【図１】
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【図２】
2011231822.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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