(57)【要約】【課題】ローラ付きチェーンガイドの摺動抵抗をさらに減少させることができるチェーン伝動装置を提供すること。【解決手段】ローラ付きチェーンガイド２０は複数のローラ２６を備えている。複数のローラ２６でチェーン１６を押圧すると、押圧されたチェーン１６の部分は、直線状に延在する複数の辺１６Ｅがそれぞれ屈曲部１６Ｆを介して接続された形状となる。ローラピッチＰ１がチェーン１６のピッチＰ２の整数倍になっているため、複数のローラ２６は、常に、辺１６Ｅあるいは屈曲部１６Ｆの部分でリンクプレート１６０６に接触することになる。したがって、チェーン１６がローラ２６に乗り上げ、あるいは、ローラ２６から落下するタイミングが揃い、チェーン１６の２次振動を抑制でき、摺動抵抗を低減することが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動スプロケットと従動スプロケット間に架け渡されたチェーンと、ローラ付きチェーンガイドとを備え、
前記ローラ付きチェーンガイドは、前記チェーンの長手方向に間隔をおいた複数箇所にそれぞれ当接可能で前記チェーン側に凸状の曲線上に並べられた複数のローラを有するチェーン伝動装置であって、
前記複数のローラは、隣り合うローラの外周面がそれぞれ前記チェーンに接触する接触点を結ぶ直線距離であるローラピッチが、チェーンのピッチの整数倍になるように配置されている、
ことを特徴とするチェーン伝動装置。
【請求項２】
前記チェーンガイドに設置された前記ローラは、前記チェーンガイド上のチェーン流れ上流側における前記ローラピッチが、下流側における前記ローラピッチよりも小さくなるように配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のチェーン伝動装置。
【請求項３】
前記整数倍の整数は奇数である、
ことを特徴とする請求項１または２記載のチェーン伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェーンとローラ付きチェーンガイドとを備えたチェーン伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、クランクシャフトの動力をカムシャフトに伝達する伝動装置として、ローラチェーンやブッシュチェーン、サイレントチェーンなどを用いたチェーン伝動装置が用いられている。
チェーン伝動装置では、チェーンの弛み側に、チェーンに張力を与える合成樹脂製で滑り接触式のチェーンガイドが当接され、また、チェーンの張り側に、チェーンの軌道を作るための合成樹脂製で滑り接触式のチェーンガイドが当接される（特許文献１）。
また、チェーンガイドとして、チェーンと滑り接触式のチェーンガイドとの摩擦による摺動抵抗を減少させるため、チェーンにローラを当接するローラ付きチェーンガイドが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０７５８３
【特許文献２】特開２０１０−１８０９００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、ローラ付きチェーンガイドのローラの外周面がチェーンに当接する箇所間のピッチと、チェーンのピッチとが特定の関係を満たす場合に、摺動抵抗を抑制できることを案出するに至った。
すなわち、本発明の目的は、ローラ付きチェーンガイドの摺動抵抗をさらに減少させることができるチェーン伝動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため本発明は、駆動スプロケットと従動スプロケット間に架け渡されたチェーンと、ローラ付きチェーンガイドとを備え、前記ローラ付きチェーンガイドは、前記チェーンの長手方向に間隔をおいた複数箇所にそれぞれ当接可能で前記チェーン側に凸状の曲線上に並べられた複数のローラを有するチェーン伝動装置であって、前記複数のローラは、隣り合うローラの外周面がそれぞれ前記チェーンに接触する接触点を結ぶ直線距離であるローラピッチが、チェーンのピッチの整数倍になるように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、チェーン伝動装置の駆動時、複数のローラがチェーンを押圧すると、チェーンは多数のリンクプレートが連結されて構成されているため、複数のローラが押圧されたチェーンの部分は、多角形の一部をなすように、直線状に延在する複数の辺がそれぞれ屈曲部を介して接続された形状となる。
ここで、ローラピッチがチェーンのピッチの整数倍になっていると、複数のローラは、全てが同時に、辺の部分でチェーンに接触することになり、あるいは、全てが同時に、屈曲部の箇所でチェーンに接触することになる。
したがって、チェーン伝動装置の駆動時、チェーンがローラに乗り上げ、あるいは、ローラから落下するタイミングが揃い、チェーンの２次振動を抑制でき、摺動抵抗を低減することが可能となる。
請求項２記載の発明によれば、チェーン流れの上流側、即ちチェーンがチェーンガイドに導入される側のローラピッチを、チェーン流れの下流側、即ちチェーンがすでにチェーンガイドに沿って流れている区間のローラピッチよりも小さくしたので、チェーンがチェーンガイドに導入される際にチェーンの流れを整えるためにローラがチェーンから受ける大きな荷重を低減でき、ローラ付きチェーンガイドの耐久性を高める上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、全てのローラがプレートの枚数の多い複数のリンク列に同時に当接することが解消され、複数のローラが、枚数の多い複数のリンク列と枚数の少ない複数のリンク列とに対して当接することになり、チェーン伝動装置の騒音を抑制する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】カムシャフト駆動系を示す自動車用エンジンの側面図である。
【図２】サイレントチェーンの平面図である。
【図３】ローラ付きチェーンガイドの一部の斜視図である。
【図４】ローラピッチとチェーンピッチの説明図である。
【図５】（Ａ）は、本実施の形態のローラ付きチェーンガイドがチェーンを押圧している状態の側面図、（Ｂ）は、従来のローラ付きチェーンガイドがチェーンを押圧している状態の側面図である。
【図６】実験例１〜３の説明図である。
【図７】実験例１〜３のフリクショントルクの測定結果を示す図である。
【図８】実験例１〜３のフリクション低減率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、自動車用エンジンのクランクシャフトの動力をカムシャフトに伝達するチェーン伝動装置に適用した場合について図面にしたがって説明する。
図１に示すように、チェーン伝動装置１０は、クランクシャフトに取着された駆動スプロケット１２と、カムシャフトに取着された従動スプロケット１４と、それらスプロケット１２、１４に架け渡されたチェーン１６と、チェーン１６の緩み側に配置された可動式のローラ付きチェーンガイド２０と、チェーン１６の張り側に配置された固定式のローラ付きチェーンガイド２２とを備えている。
【０００９】
本実施の形態ではチェーン１６はサイレントチェーンである。
図２に示すように、サイレントチェーン１６はガイドリンク列１６Ａと間接リンク列１６Ｂとを連結ピン１６０２で無端状に連結することで構成されている。
ガイドリンク列１６Ａは、両側のガイドプレート１６０４と、それらガイドプレート１６０４の間に配設された１枚以上のリンクプレート１６０６で構成されている。
間接リンク列１６Ｂは、ガイドリンク列１６Ａのガイドプレート１６０４とリンクプレート１６０６との間、あるいは、リンクプレート１６０６の間に配設された複数枚のリンクプレート１６０６で構成されている。
リンクプレート１６０６の枚数は、ガイドリンク列１６Ａが間接リンク列１６Ｂよりも一枚少ない。
図５に、ガイドプレート１６０４を省略したサイレントチェーン１６の側面図を示すように、ガイドリンク列１６Ａと間接リンク列１６Ｂのリンクプレート１６０６の一方の側部に、スプロケットに噛合する歯部が形成され、他方の側部は平坦面や曲面からなる背面となっている。
【００１０】
図１に示すように、可動式のローラ付きチェーンガイド２０はチェーン１６に張力を与えるものである。
可動式のローラ付きチェーンガイド２０は、図３に示すように、ガイドベース２４と、ガイドベース２４に回転可能に取付された複数のローラ２６とで構成されている。
ローラ２６として、例えば、シャフトと、ニードルと、肉厚のアウタレースからなるニードルベアリングなど、従来公知の様々な構造のものが使用可能である。
ガイドベース２４は細長形状を呈し、互いに対向する支持板部２４０２を有している。
図１に示すように、ガイドベース２４は上端が軸２４０４によりシリンダブロックに回転可能に支持され、下端にテンショナ２８が連結されている。
そして、テンショナ２８によりガイドベース２４をチェーン１６に近づける方向に揺動させ、ローラ２６をチェーン１６のリンクプレート１６０６に押圧し、チェーン１６に張力を付与する。本実施の形態では、ローラ２６は、間接リンク列１６Ｂに対しては全てのリンクプレート１６０６の背面に当接して押圧し、ガイドリンク列１６Ａに対しては両側のガイドプレート１６０４と全てのリンクプレート１６０６の背面に当接して押圧する。
支持板部２４０２は、複数のローラ２６がリンクプレート１６０６を押圧する際に、両側のガイドプレート１６０４の外側面に当接することでチェーン１６がローラ付きチェーンガイド２０から外れないようにしている。
複数のローラ２６は、互いに対向する支持板部２４０２の間で支持板部２４０２の長手方向に間隔をおいた箇所で支軸２４０６を介して回転可能に支持されている。
複数のローラ２６は、チェーン１６側に凸状の曲線（複数の直線からなる折れ線を含む）上に並べられている。
【００１１】
図４に示すように、隣り合うローラ２６の外周面がそれぞれリンクプレート１６０６の背面に接触する接触点Ｓ１とＳ２とを結ぶ直線距離Ｌ１であるローラピッチＰ１が、チェーン１６のピッチＰ２の整数倍になるように、複数のローラ２６はガイドベース２４に配置されている。
より厳密には、ローラピッチＰ１とは、複数のローラ２６が押圧されて屈曲された形状となったチェーン１６の連結ピン１６０２の中心を結ぶ円弧Ｃ１と、チェーン１６に接触する隣り合うローラ２６の外周面の箇所とこのローラ２６の中心とを結ぶ中心線Ｃ２とが交差する２箇所Ｘ、Ｙの間の直線距離Ｌ２を言うが、上記のように定義しても直線距離Ｌ２に対する直線距離Ｌ１の誤差は少ないため、本発明では上記のように定義している。
【００１２】
図１に示すように、固定式のローラ付きチェーンガイド２２は、チェーン１６の軌道を作るためのものであり、複数のボルト２２０２によりシリンダブロックに取着され、複数のローラ２６が、両側のガイドプレート１６０４を含むリンクプレート１６０６の背面に当接する。
固定式のローラ付きチェーンガイド２２の構成は、可動式のローラ付きチェーンガイド２０と同様であり、ガイドベース２５と、ガイドベース２５に取着されたローラ２６とで構成され、ローラピッチＰ１がチェーン１６のピッチＰ２の整数倍になるように、複数のローラ２６はガイドベース２５に配置されている。
【００１３】
次に、作用効果について説明する。
チェーン伝動装置１０の駆動時、テンショナ２８の作動により可動式のローラ付きチェーンガイド２０の複数のローラ２６が両側のガイドプレート１６０４を含むリンクプレート１６０６の背面を押圧すると、複数のローラ２６が押圧されたチェーン１６の部分は、多数のリンクプレート１６０６が連結されて構成されているため、図５（Ａ）に示すように、多角形の一部をなすように、直線状に延在する複数の辺１６Ｅがそれぞれ屈曲部１６Ｆを介して接続された形状となる。
ここで、ローラピッチＰ１がチェーン１６のピッチＰ２の整数倍になるように、複数のローラ２６が配置されているため、複数のローラ２６は、図５（Ａ）に示すように、全てが同時に、辺１６Ｅの部分でリンクプレート１６０６（ガイドプレート１６０４を含む）に接触することになり、あるいは、全てが同時に、屈曲部１６Ｆの部分でリンクプレート１６０６（ガイドプレート１６０４を含む）に接触することになる。
したがって、チェーン伝動装置１０の駆動時、チェーン１６がローラ２６に乗り上げ、あるいは、ローラ２６から落下するタイミングが揃い、チェーン１６の２次振動を抑制でき、摺動抵抗を低減することが可能となる。
【００１４】
これに対してローラピッチＰ１がチェーン１６のピッチＰ２の整数倍となっていないと、図５（Ｂ）で示すように、複数のローラ２６のうちの一部のローラ２６が辺１６Ｅの部分で接触し、残りの一部のローラ２６が屈曲部１６Ｆで接触することになり、チェーン１６がローラ２６に乗り上げ、あるいは、ローラ２６から落下するタイミングがまちまちとなり、チェーン１６に２次振動が発生し、騒音が発生すると共に摺動抵抗が増大する。
なお、可動式のローラ付きチェーンガイド２０についても同様な効果が発揮される。
また、以上の作用効果は、チェーン１６がサイレントチェーン１６のみに限定されず、ローラチェーンやブッシュチェーンなど、複数のリンクプレートが連結ピンで連結されて構成された他のチェーンにも同様に発揮される。
また、前記の実施の形態では、本発明を可動式のローラ付きチェーンガイド２０と固定式のローラ付きチェーンガイド２２の双方に適用した場合について説明したが、本発明をいずれか一方のチェーンガイドに適用してもよく、その場合には、本発明が適用されたチェーンガイドの摺動抵抗を低減することが可能となる。
【００１５】
一方、駆動スプロケット１２に近いローラ２６は、駆動スプロケット１２から離れたローラ２６に比べ、チェーン１６から離れる方向への大きな力を受ける。
そこで、ローラピッチＰ１を、駆動スプロケット１２に近いローラ２６ほど小さい値にしておくと、チェーン１６から離れる方向への大きな力を複数のローラ２６で分散でき、駆動スプロケット１２に近いローラ２６が受ける荷重を低減し、ローラ付きチェーンガイド２０、２２の耐久性を高める上で有利となる。
なお、張り側と緩み側でローラピッチＰ１をずらすと、共振を防ぐ上で有利となり、一方、張り側と緩み側のローラピッチＰ１を揃えると、各部のチェーン速度の変動を抑える上で有利となる。
以上の作用効果は、チェーン１６がサイレントチェーン１６のみに限定されず、ローラチェーンやブッシュチェーンなど、複数のリンクプレートが連結ピンで連結されて構成された他のチェーンにも同様に発揮される。
【００１６】
また、チェーン１６がサイレントチェーン１６である場合、実施の形態のようにローラ２６が両側のガイドプレート１６０４に当接する場合には、ローラ２６に当たるプレートの数は、ガイドプレート１６０４の枚数がリンクプレート１６０６に加えられるため、ガイドリンク列１６Ａが間接リンク列１６Ｂよりも一枚多くなる。
また、ローラ２６が両側のガイドプレート１６０４に当接せず、ローラ２６がリンクプレート１６０６のみに当接する場合には、ローラ２６に当たるプレートの数は、間接リンク列１６Ｂがガイドリンク列１６Ａよりも一枚多くなる。
すなわち、何れの場合にも、ローラ２６に当接するプレートの枚数は、ガイドリンク列１６Ａと間接リンク列１６Ｂでは異なる。
ここで、ローラ２６と、プレートの枚数の多いリンク列とが当接する際の騒音は、ローラ２６と、プレートの枚数の少ない複数のリンク列とが当接する騒音よりも大きい。したがって、全てのローラ２６が、プレートの枚数の多い複数のリンク列に同時に当接すると騒音はさらに大きくなる。
そこで、ローラピッチＰ１をチェーン１６のピッチＰ２の整数倍とする場合の整数を奇数にしておくと、全てのローラ２６とプレートの枚数の多い複数のリンク列とが同時に当接することが解消され、複数のローラ２６が、枚数の多い複数のリンク列と枚数の少ない複数のリンク列とに対して当接することになり、騒音を抑制する上で有利となる。
【００１７】
次に、図６〜図８を参照して実験結果について説明する。
図１に示すチェーン伝動装置１０の可動式のチェーンガイドと固定式のチェーンガイドとして、図６に示す実験例１〜３のチェーンガイドを用い、それぞれについて必要な駆動トルクを測定しその測定結果を図７に示し、また、図７の測定結果から駆動トルク低減率を求めその結果を図８に示した。
【００１８】
実験例１〜３で用いたチェーンはサイレントチェーンで、そのピッチＰ２は６．３５ｍｍであった。
実験例１では、張り側と緩み側の双方に本発明のローラ付きチェーンガイドを配置した。それらローラ付きチェーンガイドのローラピッチＰ１は、チェーンピッチＰ２の５倍である３１．７５ｍｍであり、ローラ数は張り側、緩み側でそれぞれ８つであった。
また、実験例２では、張り側と緩み側の双方に整数倍からややずらしたローラピッチを持つローラ付きチェーンガイドを配置した。それらローラ付きチェーンガイドのローラピッチＰ１は３０．８ｍｍであり、ローラ数は張り側、緩み側でそれぞれ８つであった。
また、実験例３では、張り側と緩み側の双方に滑り接触式のチェーンガイドを配置した。
【００１９】
図７、図８において、折れ線Ａは、実験例１の測定結果を示し、折れ線Ｂは、実験例２の測定結果を示し、折れ線Ｃは、実験例３の測定結果を示している。
図７から明らかなように、本実施の形態のローラ付きチェーンガイド２０を用いた場合、従来のローラ付きチェーンガイドやすべり軸受け滑り接触式のチェーンガイドを用いた場合に比べ駆動トルクを低減していることが明らかである。
図８から明らかなように、本実施の形態のローラ付きチェーンガイド２０を用いた場合、従来のローラ付きチェーンガイドやすべり軸受け滑り接触式のチェーンガイドを用いた場合に比べ駆動トルク低減率を高めていることが明らかである。
【符号の説明】
【００２０】
１０……チェーン伝動装置、１２……駆動スプロケット、１４……従動スプロケット、１６……チェーン、１６Ａ……ガイドリンク列、１６Ｂ……間接リンク列、１６０２……連結ピン、１６０４……ガイドプレート、１６０６……リンクプレート、２０……可動式のチェーンガイド、２２……固定式のチェーンガイド、２４……ガイドベース、２６……ローラ、２８……テンショナ、Ｐ１……ローラピッチ、Ｐ２……チェーンピッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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