(57)【要約】【課題】  ガイドプレートにも動力伝達を担わせることで耐久性や静粛性の向上を図った動力伝達装置を提供する。【解決手段】  吸気カムスプロケット３２の主スプロケット歯３５には第１リンクプレート２のリンクプレート凹部１７と第２リンクプレート５のリンクプレート凹部１８とが噛み合い、副スプロケット歯３６にはガイドプレート６のガイドプレート凹部１９が噛み合う。また、ガイドプレート６の内側面は、主スプロケット歯３５の側面に摺接／係止される。これにより、両リンクプレート２，５のみならず、ガイドプレート６も動力伝達に寄与することになり、サイレントチェーン１の幅方向寸法が比較的小さく設定したにもかかわらず、高い動力伝達性能を確保できるとともに、主スプロケット歯３５の摩耗が効果的に抑制され、更に放射音の音圧レベルも有意に低減できた。【選択図】      図９
2012202489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに一対のピン孔を有する複数のリンクプレートを当該ピン孔に嵌挿されるピンによって交互に連結するとともに、前記リンクプレートの幅方向両側方に前記ピンが嵌挿されるガイドプレートをそれぞれ配置してなるサイレントチェーンと、当該サイレントチェーンが巻き掛けられるスプロケットとを有する動力伝達装置であって、
前記ガイドプレートは、前記サイレントチェーンの幅方向両側方に配置され、
前記スプロケットには、前記リンクプレートに形成されたリンクプレート凹部と噛み合う主スプロケット歯が幅方向中央に形成されるとともに、前記ガイドプレートに形成されたガイドプレート凹部と噛み合う副スプロケット歯が当該主スプロケット歯の両側方に形成され、
前記サイレントチェーンが前記スプロケットに巻き掛けられた状態で、前記ガイドプレートが前記主スプロケット歯の側面に係止されることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記一対のピン孔の中心線を結んだ面に対し、前記ガイドプレート凹部の底が前記リンクプレート凹部の底よりも離間していることを特徴とする、請求項１に記載された動力伝達装置。
【請求項３】
前記リンクプレートは、幅方向中央に配置された第１リンクプレートと、当該第１リンクプレートの両側方に配置された第２リンクプレートとからなることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された動力伝達装置。
【請求項４】
前記第２リンクプレートにおける両ピン孔と前記ガイドプレートにおける両ピン孔とが重なるように配置され、
前記第１リンクプレートの幅方向寸法は、前記第２リンクプレートの幅方向寸法と前記ガイドプレートの幅方向寸法との和に略等しいことを特徴とする、請求項３に記載された動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンや産業機械等に用いられる動力伝達装置に係り、詳しくは耐久性や静粛性の向上を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載されるレシプロエンジンでは、運転時にカムシャフトやオイルポンプを確実に作動させる必要があるため、これらが滑りを起こさない動力伝達部材を介してクランクシャフトに連結されている。動力伝達部材としては、ローラチェーンやタイミングベルトが一般に用いられた時期もあったが、現在では静粛性や耐久性に優れたサイレントチェーン（特許文献１，２参照）が主流となっている。
【０００３】
特許文献１のサイレントチェーンは、幅方向中央に配置された２枚のリンクプレート（以下、第１リンクプレートと記す）と、第１リンクプレートの両側方にそれぞれ配置された各１枚のリンクプレート（以下、第２リンクプレートと記す）とをピンによって交互に連結した無端状のものであり、第２リンクプレートの側方にはそれぞれ１枚のガイドプレートが配置されている。２枚の第１リンクプレートは第１リンク列として一体に作動し、第２リンクプレートおよびガイドプレートは第２リンク列として一体に作動する。また、第１，第２リンクプレートにはスプロケットに形成されたスプロケット歯に噛み合うリンクプレート歯がそれぞれ形成される一方、ガイドプレートはサイレントチェーンのスプロケットからの脱落を防止すべくスプロケットの外側面に係止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５３９８７号公報
【特許文献１】特開平５−１７２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サイレントチェーンは、その幅方向寸法が大きくなるとエンジンの体格も大きくなるため、エンジンの設計上の都合等によって自ずと幅方向寸法に制限が加えられる。したがって、特許文献１のサイレントチェーンでは、制限された幅方向寸法で必要とする動力伝達性能を確保するように、第１リンク列の幅方向寸法が第２リンク列の幅方向寸法の和よりも大きく設定されている。これは、第１リンク列を幅広とし幅方向で対称形状とすることで、サイレントチェーンの捩れも抑制されて有利となること（すなわち、重心が幅方向中心となること）等を目的とする。
【０００６】
しかしながら、このような構造とした場合、ガイドプレートがスプロケット歯に噛み合わないため、スプロケットとサイレントチェーンとの噛合幅が小さくなり、スプロケットの耐久性が低くなる（スプロケット歯の摩耗が大きくなる）。特に、スプロケット歯が偶数の場合、常に同一の箇所がサイレントチェーンの第１リンク列（または、第２リンク列）に噛み合うため、スプロケット歯の摩耗が進行しやすくなる問題があった。一方、動力伝達に寄与しないガイドプレートは、第２リンク列にとっては重量を増加させるだけのものであり、駆動騒音を増大させる要因となっていた。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、ガイドプレートにも動力伝達を担わせることで耐久性や静粛性の向上を図った動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面では、それぞれに一対のピン孔を有する複数のリンクプレートを当該ピン孔に嵌挿されるピンによって交互に連結するとともに、前記リンクプレートの幅方向両側方に前記ピンが嵌挿されるガイドプレートをそれぞれ配置してなるサイレントチェーンと、当該サイレントチェーンが巻き掛けられるスプロケットとを有する動力伝達装置であって、前記ガイドプレートは、前記サイレントチェーンの幅方向両側方に配置され、前記スプロケットには、前記リンクプレートに形成されたリンクプレート凹部と噛み合う主スプロケット歯が幅方向中央に形成されるとともに、前記ガイドプレートに形成されたガイドプレート凹部と噛み合う副スプロケット歯が当該主スプロケット歯の両側方に形成され、前記サイレントチェーンが前記スプロケットに巻き掛けられた状態で、前記ガイドプレートが前記主スプロケット歯の側面に係止される。
【０００９】
また、本発明の第２の側面では、前記一対のピン孔の中心線を結んだ面に対し、前記ガイドプレート凹部の底が前記リンクプレート凹部の底よりも離間している。
【００１０】
また、本発明の第３の側面では、前記リンクプレートは、幅方向中央に配置された第１リンクプレートと、当該第１リンクプレートの両側方に配置された第２リンクプレートとからなる。
【００１１】
また、本発明の第４の側面では、前記第２リンクプレートにおける両ピン孔と前記ガイドプレートにおける両ピン孔とが重なるように配置され、前記第１リンクプレートの幅方向寸法は、前記第２リンクプレートの幅方向寸法と前記ガイドプレートの幅方向寸法との和に略等しい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の側面によれば、ガイドプレートは、スプロケットからのサイレントチェーンの脱落を防止するだけでなく、ガイドプレート凹部が副スプロケット歯に噛み合うことで動力伝達の一部を担うため、サイレントチェーンの幅方向寸法を大きくすることなく比較的大きな動力伝達性能を確保できる。また、第２の側面によれば、ガイドプレートが主スプロケット歯の側面に摺接することで、サイレントチェーンのスプロケットからの脱落が防止される。また、第３の側面によれば、サイレントチェーンの捩れが抑制される。また、第４の側面によれば、第１リンクプレートが負担する動力伝達量と第２リンクプレートおよびガイドプレートが負担する動力伝達量とが略等しくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るエンジンの要部透視斜視図である。
【図２】サイレントチェーンの要部を示す側面図である。
【図３】実施形態に係るサイレントチェーンの要部を示す平面図である。
【図４】実施形態に係るサイレントチェーンの要部分解斜視図である。
【図５】実施形態に係る第１リンクプレートを示す側面図である。
【図６】実施形態に係る第２リンクプレートを示す側面図である。
【図７】実施形態に係るガイドプレートを示す側面図である。
【図８】実施形態に係るスプロケットの模式的斜視図である。
【図９】実施形態におけるスプロケットとサイレントチェーンとの噛み合いを示す図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】実施形態における駆動騒音の低減効果を示すグラフである。
【図１２】実施形態における駆動騒音の低減効果を示すグラフである。
【図１３】実施形態における駆動騒音の低減効果を示すグラフである。
【図１４】一部変形例に係るサイレントチェーンの要部分解斜視図である。
【図１５】一部変形例に係るガイドプレートを示す側面図である。
【図１６】一部変形例におけるスプロケットとサイレントチェーンとの噛み合いを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を自動車用エンジンのカムシャフト駆動に供される動力伝達装置の一実施形態とその一部変形例とを詳細に説明する。なお、各部材の説明にあたっては、図１，図４中に上下・左右・前後を矢印で示し、位置や方向をこれらに沿って表記する。
【００１５】
［実施形態］
≪実施形態の構成≫
＜全体構成＞
図１に示すエンジンＥは、自動車に搭載されるＤＯＨＣ４バルブ型の４サイクル直列４気筒ガソリンエンジンであり、そのシリンダヘッド５１に、各気筒２本ずつの吸気バルブ５２および排気バルブ５３、これら吸排気バルブ５２，５３を駆動する吸気カムシャフト５４および排気カムシャフト５５を備えている。両カムシャフト５４，５５は、クランクスプロケット３１、カムチェーンとしてのサイレントチェーン１、吸気カムスプロケット３２、排気カムスプロケット３３を介して、クランクシャフト５６によって１／２の回転速度をもって回転駆動される。なお、クランクシャフト５６は、コネクティングロッド５７を介してピストン５８に連結されており、ピストン５８がレシプロ運動することによって回転する。
【００１６】
＜サイレントチェーンの構成＞
図２〜図４に示すように、本実施形態のサイレントチェーン１は、鋼板を素材とする２枚の第１リンクプレート２からなる第１リンク列３と、どちらも鋼板を素材とする２枚の第２リンクプレート５および２枚のガイドプレート６からなる第２リンク列７と、両リンク列３，７を交互に連結するピン９とから構成されている。第２リンクプレート５は、ガイドプレート６が外側に位置するかたちでガイドプレート６に重ねられている。また、両第１リンクプレート２は、２枚重ねにされた状態で、両第２リンクプレート５の内側に介装されている。すなわち、本実施形態のサイレントチェーン１は、第１リンク列３が中央に配置される一方、第２リンク列７が第１リンク列３の左右に配置されており、幅方向で対称（左右対称）な配列となっている。
【００１７】
図５に示すように、第１リンクプレート２には、所定の間隔で一対のピン孔１１が前後に穿設されるとともに、後述する各スプロケット３１〜３３の主スプロケット歯３５に噛み合う一対のリンクプレート歯１２およびリンクプレート凹部１７（両リンクプレート歯１２間の凹部）が下側に形成されている。図６に示すように、第２リンクプレート５には、一対のピン孔１３が第１リンクプレート２と同一の位置に穿設されるとともに、第１リンクプレート２と同一形状のリンクプレート歯１４およびリンクプレート凹部１８が下側に形成されている。図７に示すように、ガイドプレート６には、一対のピン孔１５が第１リンクプレート２と同一の位置に穿設されるとともに、後述する各スプロケット３１〜３３の副スプロケット歯３６に噛み合う一対のガイドプレート歯１６およびガイドプレート凹部１９（両ガイドプレート歯１６間の凹部）が下側に形成され、更にガイドプレート凹部１９の直上に重量軽減孔２０が穿設されている。
【００１８】
図５〜図７に示すように、第１リンクプレート２（第２リンクプレート５）の両ピン孔１１（１３）の中心を結んだ面からリンクプレート歯１２（１４）の歯底までの距離Ｌ１に対し、ガイドプレート６の両ピン孔１５の中心を結んだ面からガイドプレート凹部１９の底までの距離Ｌ２は有意に大きく設定されている。また、本実施形態の場合、図３から判るように、第１リンク列３の幅方向寸法Ｔ１は、両第２リンク列７の幅方向寸法Ｔ２の和と等しくなっている（Ｔ１＝２×Ｔ２）。
【００１９】
＜スプロケット＞
各スプロケット３１〜３３は、径や歯数の相違はあるもののともに略同一形状の主スプロケット歯３５と副スプロケット歯３６とを有しており、サイレントチェーン１との噛み合い形態も同一であるため、吸気カムスプロケット３２について説明する。
【００２０】
図８に示すように、吸気カムスプロケット３２は、左右方向中央（すなわち、回転軸方向中央）に形成された１８枚の主スプロケット歯３５と、各主スプロケット歯３５の左右端に連続した副スプロケット歯３６とを備えている。副スプロケット歯３６は、主スプロケット歯３５と同一の歯底を有しているが、主スプロケット歯３５に較べて歯高が有意に低くなっている。図５〜図７において、主スプロケット歯３５の歯高をＳ１とし、副スプロケット歯３６の歯高をＳ２とすると、距離Ｌ１と歯高Ｓ１との和（Ｌ１＋Ｓ１）と距離Ｌ２と歯高Ｓ２との和（Ｌ２＋Ｓ２）とが等しく設定されている。なお、各スプロケット３１〜３３は、高強度合金鋼の微粉末を素材とし、焼結やＭＩＭ（Metal Injection Molding：金属粉末射出成形）等の粉末冶金法によって製造される。
【００２１】
≪実施形態の作用≫
エンジンＥが運転を開始すると、クランクシャフト５６とともにクランクスプロケット３１が回転し、サイレントチェーン１や両カムスプロケット３２，３３を介して両カムシャフト５４，５５が駆動される。図９，図１０に示すように、吸気カムスプロケット３２の主スプロケット歯３５には第１リンクプレート２のリンクプレート凹部１７と第２リンクプレート５のリンクプレート凹部１８とが噛み合い、副スプロケット歯３６にはガイドプレート６のガイドプレート凹部１９が噛み合う。また、ガイドプレート６の内側面は、主スプロケット歯３５の側面に摺接／係止される。
【００２２】
本実施形態では、このような構成を採ったことにより、両リンクプレート２，５のみならず、ガイドプレート６も動力伝達に寄与することになり、サイレントチェーン１の幅方向寸法を比較的小さく設定しても、高い動力伝達性能を確保できるとともに、第１リンク列３が負担する動力伝達量と第２リンク列７が負担する動力伝達量とが略等しくなる。
【００２３】
また、本発明者等が、実機（エンジン）を比較的高速で運転させた場合と同様の条件で試験（ベンチテスト）を行ったところ、ガイドプレート６のガイドプレート凹部１９に副スプロケット歯３６が噛み合わない従来のもの（以下、”ガイド噛み合い無し”と記す）に較べ、各スプロケット３１〜３３における主スプロケット歯３５の摩耗が１／３程度となることが確認できた。
【００２４】
一方、本発明者等が、吸気カムスプロケット３２の回転速度を変化させながら１次振動の放射音の音圧レベルを計測したところ、図１１に示すように、ガイド噛み合い無しの場合の音圧レベル（破線で示す）に較べ、大半の回転領域で実施形態の音圧レベル（実線で示す）が低くなることが確認できた。そして、図１２に示す２次振動の放射音の音圧レベルや、図１３に示す１．５次振動の放射音の音圧レベルについても、ガイド噛み合い無しの場合の音圧レベル（破線で示す）に較べ、大半の回転領域で実施形態の音圧レベル（実線で示す）が低くなることが確認できた。
【００２５】
［一部変形例］
一部変形例のサイレントチェーン１は、図１４に示すように実施形態と同様の構成を採っているが、図１５に示すようにガイドプレート６における重量軽減孔２０の位置やガイドプレート凹部１９の形状が異なっている。すなわち、一部変形例においては、重量軽減孔２０が実施形態のものに対して下方に穿設されるとともに、ガイドプレート凹部１９の上端（最深部）が連通部２１を介して重量軽減孔２０に連通している。
【００２６】
一部変形例では、吸気カムスプロケット３２にサイレントチェーン１が巻き掛けられ、ガイドプレート凹部１９に副スプロケット歯３６に噛み合うと、図１６に示すように、副スプロケット歯３６の先端が連通部２１に進入する。そして、重量軽減孔２０と連通部２１とが存在することにより、副スプロケット歯３６の進入に伴って両ガイドプレート歯１６が微少に弾性変形し（すなわち、ガイドプレート凹部１９が微少に開き）、両ガイドプレート歯１６の傾斜面によって副スプロケット歯３６が挟み込まれるかたちとなる。
【００２７】
これにより、副スプロケット歯３６の先端とガイドプレート凹部１９との衝突に起因する衝突音が発生しなくなるとともに、副スプロケット歯３６とガイドプレート歯１６との衝突音もガイドプレート歯１６が撓むことによって緩和され、上述した実施形態のものに較べて駆動騒音を更に減少させることができる。
【００２８】
以上で具体的実施形態および一部変形例の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態や一部変形例に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、第１リンク列３が２枚の第１リンクプレート２から構成され、第２リンク列７が各１枚の第２リンクプレート５とガイドプレート６とから構成されるものとしたが、第１リンク列３を構成する第１リンクプレート２を１枚あるいは３枚以上としてもよいし、第２リンク列７を構成する第２リンクプレート５を２枚以上としてもよい。また、上記実施形態は幅方向中央に第１リンクプレートが配置されたサイレントチェーンに本発明を適用したものであるが、本発明は、幅方向の中央に第２リンクプレートが配置されたサイレントチェーン等にも適用可能である。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、主スプロケット歯や副スプロケット歯の歯数や形状等についても適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１      サイレントチェーン
２      第１リンクプレート
３      第１リンク列
５      第２リンクプレート
６      ガイドプレート
７      第２リンク列
９      ピン
１１    ピン孔
１２    リンクプレート歯
１３    ピン孔
１４    リンクプレート歯
１５    ピン孔
１６    ガイドプレート歯
１７    リンクプレート凹部
１８    リンクプレート凹部
１９    ガイドプレート凹部
２０    重量軽減孔
２１    連通部
３２    吸気カムスプロケット
３５    主スプロケット歯
３６    副スプロケット歯
【図１】
2012202489.tif 000003
【図２】
2012202489.tif 000004
【図３】
2012202489.tif 000005
【図４】
2012202489.tif 000006
【図５】
2012202489.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012202489.tif 000009
【図８】
2012202489.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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