(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイレントチェーン・スプロケット組立体であって、
チェーン長手方向に交互に配置されかつ連結部材を介して互いに回動可能に連結された複数の内側リンク列および外側リンク列を有するサイレントチェーンと、
前記サイレントチェーンの背面側と噛み合うスプロケットとを備え、
前記内側リンク列および外側リンク列を構成する複数枚のリンクプレートの各背面部が凹状湾曲面から構成されており、
前記スプロケットの外周面が、前記各リンクプレートの前記各凹状湾曲面とそれぞれ一致する形状を有しかつ面接触する複数の凸状湾曲面から構成されるとともに、前記各凸状湾曲面が当該外周面に沿って突起歯を介在させることなく連続して形成されており、
前記各リンクプレートの前記背面部の前記各凹状湾曲面が前記スプロケットの前記外周面の前記各凸状湾曲面とそれぞれ面接触して係合することにより、前記サイレントチェーンおよび前記スプロケット間で駆動力が伝達されるようになっている、
ことを特徴とするサイレントチェーン・スプロケット組立体。
【請求項２】
請求項１において、
前記リンクプレートの前記凹状湾曲面が、当該リンクプレートの両端部に配置される一対の連結部材の各中心間の距離だけ延びている、
ことを特徴とするサイレントチェーン・スプロケット組立体。
【請求項３】
請求項１において、
前記リンクプレートが、背面部の両端に凸面状の肩部を有しており、前記凹状湾曲面が前記各肩部の間に配置されている、
ことを特徴とするサイレントチェーン・スプロケット組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、一般に、サイレントチェーン・スプロケット動力伝達システムに関し、とくに、サイレントチェーンのいずれの側からも動力を伝達することができるサイレントチェーン・スプロケットシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
サイレントチェーン・スプロケット動力伝達システムは、典型的には、自動車用のエンジンタイミングシステムのアプリケーションに使用されている。タイミングシステムは、自動車用エンジンのクランクシャフトからカムシャフトに動力を伝達し、カムシャフトはエンジンの吸気弁および排気弁を駆動する。タイミングシステムはまた、その他のエンジンの補機を駆動するのにも用いられる。
【０００３】
基本的なタイミングシステムは、チェーンと、二つ以上のスプロケットと、テンショナとから構成されている。その名の示すとおり、テンショナは、チェーンに緊張力を作用させる。テンショナは、チェーンがスプロケット上でスリップしてエンジンタイミングが変化することがないようにしている。
【０００４】
タイミングシステムのテンショナは重要である。というのは、多くのチェーンおよびスプロケットのアプリケーションと異なり、タイミングシステムにおけるチェーンのスリップは、エンジン性能の低下やエンジンの損傷に帰着することになるバルブタイミングの変化につながるからである。
【０００５】
自動車用タイミングシステムはまた、その他のチェーンおよびスプロケットへのアプリケーションと異なっている。というのは、タイミングシステムにより発生するノイズが、容認できないレベルにまで到達することがあるためである。
【０００６】
ローラチェーンは、チェーンのローラ部材がスプロケット歯底領域と衝突するときに、大きな衝突音を発生させる。エンジンタイミングシステム用のローラチェーン・スプロケット駆動システムは、容認できないレベルのノイズをしばしば発生させる。これに対し、サイレントチェーンは、ギヤ歯の噛合いの特徴である低騒音の滑り接触を再現している。
【０００７】
したがって、多くのタイミングシステムは、チェーンがスプロケットと噛み合うときに発生するノイズを低減させるために、サイレントチェーン・スプロケット駆動装置を現在使用している。
【０００８】
従来のサイレントチェーンは、典型的には、交互に配置された内向き歯リンクの組から構成されている。タイミングシステムに使用される伝統的なサイレントチェーンの内向き歯は、チェーンのスプロケットと噛み合う一方の側に２枚の歯を有している。
【０００９】
リンクの組または列は、数枚のリンクを互いに並んでまたは隣り合って配置することによって、組み立てられている。各リンクは、リンク列における各リンクの一対の開孔に受け入れられた通常丸ピンである枢支手段によって連結されている。
【００１０】
隣り合うリンク列は、隣り合うリンク列を連結しかつリンク列の相対回転を許容する枢支手段を受け入れるために、隣り合うリンク列の開孔が整列するように、交互に配置されている。ある連結リンク列から次の連結リンク列に向かう方向は、チェーン方向である。
【００１１】
チェーンの一方の側に歯を有するサイレントチェーンは、チェーンの双方の側でスプロケットを駆動することはできない。タイミングシステムに使用される伝統的なサイレントチェーンの例は、米国特許第 4,509,323号に見出される。
【００１２】
ところで、別個のエンジン補機駆動システムのために使用できるエンジン内部のスペースが限られているために、自動車用タイミングシステムの多くは、カムシャフトのみならずエンジン補機をも駆動するように用いられている。伝統的なサイレントチェーンがチェーンの双方の側でスプロケットを駆動することができないために、エンジン補機を駆動するのに、長く複雑に曲がりくねった配列が要求される。
【００１３】
もしスプロケットをタイミングチェーンの双方の側で駆動することができれば、今日の自動車用タイミングシステムの大きさや複雑さを最小限に抑えることが可能になる。
【００１４】
ローラチェーン・スプロケットシステムは、チェーンの前面側および背面側の双方でスプロケットを駆動するのによく適合しているが、上述のように、ローラチェーンシステムのノイズ特性がローラチェーンのタイミングシステムへの適用を好ましくないものにしている。
【００１５】
さらに、チェーンの双方の側でスプロケットと噛み合うことができる現行サイレントチェーンの設計は、チェーンの背面側および歯付スプロケット間で駆動接触が得られるようにチェーンの双方の側に歯を有するリンクを提供することによって、チェーンの双方の側でスプロケットと噛み合わせている。
【００１６】
このような背面駆動チェーンの初期の例は、米国特許第1,140,319号に開示されている。図１は、歯付スプロケット５６と背面駆動接触しているチェーン５４を示している。背面側の歯５８は、スプロケット５６を噛み合う。
【００１７】
しかしながら、図１のリンクに類似した歯付背面駆動リンクを有する従来のサイレントチェーンが背面側のチェーンテンショナとともに使用される場合、背面側のリンク歯５８とチェーンテンショナとの間の断続的な接触が、摩耗および振動の問題に帰着することになる。
【００１８】
テンショナを含むタイミングシステムにおいては、このようなチェーンにおける背面側の歯の頂上部は、テンショナのシューフェース面と断続的に接触する。このような断続的な接触は、摩耗を発生させ、テンショナシューの寿命を短くし、さらに、システムのノイズレベルを増加させるとともにチェーンを伸長させる振動の問題につながることになる。
【００１９】
米国特許第 5,967,926号は、サイレントチェーンの背面側に平坦面を有するリンクを加えることによって、断続接触の問題に取り組んでいる。チェーン背面側とチェーンテンショナとの間で滑り接触を増やすために、図２に示すように、非駆動の外側リンク６６がチェーンに加えられた。
【００２０】
これら外側リンク６６の背面側の平坦形状６８は、背面側のリンク歯６４を越えて延びている。チェーンの背面側の平坦形状６８は、テンショナのシューフェース面と滑り接触するのを容易にするとともに、背面側の歯６４がテンショナシューフェース面と接触するのを防止する。
【００２１】
当然のことながら、追加されたこれらのリンクは、チェーン全体の重量を増加させ、チェーンの材料費を増大させる。図２に示すように、背面駆動チェーンリンク６０は、背面側の歯６４によるスプロケットとの噛合いを制限する浅い背面側歯底部６２を有していてもよい。
【００２２】
チェーンテンショナとともに使用され、サイレントチェーンの双方の側で駆動接触することができるサイレントチェーン・スプロケット組立体の必要性が存在する。さらに、チェーンテンショナとともに使用され、チェーンの重量および材料コストをアップさせることなく現行のデザインに対して改良された摩耗および振動特性を提供するサイレントチェーン・スプロケット組立体の必要性も存在する。
【００２３】
このように本発明は、サイレントチェーンの重量および材料費を増大させることなく、摩耗および振動を低減できるサイレントチェーン・スプロケット組立体を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るサイレントチェーン・スプロケット組立体は、チェーン長手方向に交互に配置されかつ連結部材を介して互いに回動可能に連結された複数の内側リンク列および外側リンク列を有するサイレントチェーンと、サイレントチェーンの背面側と噛み合うスプロケットとを備えている。内側リンク列および外側リンク列を構成する複数枚のリンクプレートの各背面部は、凹状湾曲面から構成されている。スプロケットの外周面は、各リンクプレートの各凹状湾曲面とそれぞれ一致する形状を有しかつ面接触する複数の凸状湾曲面から構成されるとともに、各凸状湾曲面が当該外周面に沿って突起歯を介在させることなく連続して形成されている。そして、各リンクプレートの背面部の各凹状湾曲面がスプロケットの外周面の各凸状湾曲面とそれぞれ面接触して係合することにより、サイレントチェーンおよびスプロケット間で駆動力が伝達されるようになっている。
【００２５】
請求項２の発明では、請求項１において、リンクプレートの凹状湾曲面が、当該リンクプレートの両端部に配置される一対の連結部材の各中心間の距離だけ延びている。
【００２６】
請求項３の発明では、請求項１において、リンクプレートが、背面部の両端に凸面状の肩部を有しており、凹状湾曲面が各肩部の間に配置されている。
【００２７】
本発明は、サイレントチェーンリンクの背面側における高さの低い幾何学的形状と、これと噛み合う高さの低い突出部を有するスプロケットとにより、従来技術における上述した問題に取り組んでいる。
【００２８】
本発明によれば、チェーンのいずれの側でもスプロケットを駆動することができ、一般的なチェーンテンショナを有するシステム内で使用することができるサイレントチェーン・スプロケット組立体が提供されている。
【００２９】
チェーンの前面側と噛み合うスプロケットは、その外周の回りに配置された複数枚の一般的なスプロケット歯を有している。チェーンの背面側と噛み合うスプロケットは、スプロケットの外周回りに配置された、高さの低い小さな突出部を複数枚有している。
【００３０】
本発明によるサイレントチェーンは、交互に配置された一連の内側リンクおよび外側リンクの列を備えている。リンク列は、隣り合う内向き歯リンクによって構成されている。外側リンク列は、離間配置されたピン部材に取り付けられた一対の外側リンクプレートをそれぞれ有している。
【００３１】
外側リンクプレートは、前面側および背面側を有している。外側リンクプレートの前面側は、一般的な態様で前面側スプロケットの３枚のスプロケット歯と噛み合う２枚の歯を形成している。
【００３２】
外側リンクプレートの背面側は、チェーンが背面側スプロケットに巻き付くときに、単一の突出部と単独で重なることにより、または、隣り合う突出部の隣り合う面に沿って延びる隣り合うリンク列と協働することにより、背面側スプロケットの外周上における高さの低い突出部と噛み合うように、形成されている。
【００３３】
各内側リンク列は、外側リンクプレートに取り付けられるピンが挿通する一対のブシュを有していてもよい。内側リンク列もまた、外側リンクプレートの前面側および背面側と隣り合う前面側および背面側を有している。内側リンク列の前面側は、一般的な態様で前面側スプロケットの３枚のスプロケット歯と噛み合う２枚の歯を形成している。
【００３４】
内側リンク列の背面側は、チェーンが背面側スプロケットに巻き付くときに、単一の突出部と単独で重なることにより、または、隣り合う突出部の隣り合う面に沿って延びる隣り合うリンク列と協働することにより、背面側スプロケットの外周上における高さの低い突出部と噛み合うように、形成されている。
【００３５】
チェーンの背面側において歯丈の高い一般的な歯をなくすことは、リンクのチェーンテンショナとの滑り接触を促進させるとともに、従来のチェーン歯とテンショナシューとの接触の特徴であった突発的な衝突を減少させる。
【００３６】
本装置によれば、滑り接触を達成するのに、コストのかかるチェーンリンクを追加する必要性が回避される一方、低減されたチェーンノイズレベルと、改良された摩耗および振動特性とに帰着することになる。
【００３７】
本発明の目的および利点は、好ましい実施態様の詳細な説明とともに、図面および以下の記述から十分に理解されるだろう。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明によるサイレントチェーン・スプロケット組立体は、サイレントチェーンの背面側から駆動する周知のサイレントチェーン・スプロケット組立体に改良を加えている。本発明によれば、全体的に滑らかな背面を有するリンクを備えたチェーンが提供されている。
【００３９】
チェーンは、チェーンリンクがスプロケット外周に巻き付くときに、高さの低い突出部を有するスプロケットと噛み合うようになっており、該突出部は、このときチェーンリンクの背面側と噛み合う。チェーンリンクは、図３および図４に示すように個々に、または図５ないし図８に示すように、隣り合うリンクと連係して、スプロケットの突出部に適合している。
【００４０】
これらのリンクにおける全体的に滑らかな背面形状は、サイレントチェーン背面側のテンショナとの滑り接触を増加させるとともに、図２に示されるような特殊リンクを用いることにより、チェーン全体の重量や材料費を増加させることなく、チェーンの背面側でスプロケットと噛み合う従来のサイレントチェーンに関連する摩耗および振動の問題を実質的に減少させる。
【００４１】
このような改良点は、図３に示された本発明の一実施態様によって実現される。サイレントチェーン５は、チェーンリンク１０を有している。リンク１０は、チェーン５のチェーン方向に沿って互いに隣接して配置されており、ピン１１によって連結されている。リンク１０は、リンク１０の列を構成するように、チェーン方向と直交する横方向において互いに隣接して配置されている。
【００４２】
図４にもっともよく示されるように、リンク１０は、チェーン方向に沿って隔てられた開孔１３を限定している。開孔１３は、リンク１０のチェーン方向に沿った各端部近傍に配置されており、ピン１１を受け入れるような大きさに形成されている。リンク１０は、凹面状の背面１２を有している。
【００４３】
背面１２は、スプロケット１６の外周に沿って低い高さに形成された、なだらかな湾曲面からなる凸状部（突出部）１８に適合している。凹面状の背面１２は、リンク１０の一方の開孔１３に隣接する位置から他方の開孔１３に隣接する位置まで、チェーン方向に沿ってリンク１０の実質的長さ分だけ延びている。
【００４４】
サイレントチェーン５がスプロケット１６の回りに巻き付くとき、各突出部１８が単一の列のリンク１０と接触する。図３にもっともよく示されるように、各リンク１０の背面１２は、スプロケット１６の突出部１８の上に重なるとともに、駆動接触するように突出部１８と噛み合う。突出部１８は、該突出部１８と重なるリンク１０とチェーン方向に隣り合うリンク１０とは噛み合わない。
【００４５】
背面１２はまた、リンク前面側のような従来の歯付構造における断続的な接触と比較して、リンク１０およびテンショナシュー間の滑り接触を増進させる。リンク１０の前面側のリンク歯１４は、一般的なサイレントチェーンにおける歯付構造を有している。
【００４６】
各リンク１０の歯１４は、一般的な前面側歯付スプロケットの３枚の歯、すなわち、リンク１０のチェーン方向に沿った各端部における１枚の歯と、各歯１４間においてリンク１０に沿った１枚の歯と噛み合う。これに対して、各リンク１０の背面１２は、チェーン方向に沿って実質的にリンク長さ分だけ延びるただ一つの突出部１８と噛み合うように形成されている。
【００４７】
突出部１８における高さの低い形状と、実質的にチェーン方向長さに沿って一つのリンク１０と噛み合う突出部１８の長さとにより、背面１２が、リンク１０の歯１４に沿った前面側の形状よりも滑らかな形状を有するようになる。
【００４８】
本発明の第１の参考例は、図５に示すように、ピン２７によって連結されたリンク２２を有するサイレントチェーン２５を備えている。図６に示すように、リンク２２は、平坦な背面２４を有している。サイレントチェーン２５は、隣り合う平坦面３２により形成された突出部３０を外周に有するスプロケット２８と噛み合う。
【００４９】
各平坦面３２は、概略スプロケット２８の外周に沿って延びており、隣の面３２と交差するとともに、スプロケット２８の外周に沿って面３２の各端部において隣の面３２との間で突出部３０を形成している。リンク２２の背面２４は、スプロケット２８の突出部３０と重ならず、むしろ平坦面３２と重なっている。
【００５０】
サイレントチェーン２５のリンク２２がスプロケット２８の回りに巻き付くとき、隣り合うリンク２２は、ピン２７の回りに互いに屈曲（つまり関節運動）する。隣り合う２枚のリンク２２は、スプロケット２８における低い平坦状突出部３０に巻き付くように屈曲して、隣り合うリンク２２の背面２４を、突出部３０を形成する面３２に配置させる。
【００５１】
隣り合うリンク２２の背面２４は、スプロケット突出部３０を形成する面３２と駆動接触する。背面２４は、リンク２２のチェーン方向に沿って実質的にリンク長さ分の長さを有している。スプロケット２８の外周に沿った突出部３０の長さは、実質的に、チェーン方向に沿ったリンク２２の実質的長さであるピン２７間の距離である。
【００５２】
リンク２２の平坦な背面２４もまたテンショナに沿ってスライドするが、これは、従来の歯付構造における断続的接触に対する改良点である。リンク２２の前面側２６は、各リンク２２が前面側スプロケットの３枚の歯と係合することによりスプロケットと静粛に噛み合う、一般的なサイレントチェーンの歯付構造である。
【００５３】
図７および図８に示される本発明の第２の参考例においては、図６に示されたリンク２２の平坦な背面２４と異なり、チェーン３７のリンク３６が前側縁部４０および後側縁部４２から少量の材料が除去された形状を有している。図５および図６の第１の参考例と同様に、隣り合う２枚のリンク３６は、これらを連結するピン３４の回りを互いに屈曲するように構成されている。
【００５４】
隣り合うリンク３６は、スプロケット４６の突出部４８の回りに巻き付く。隣り合うリンク３６の各面３８は、スプロケット４６上で隣り合う低い突出部４８の隣り合う面を形成する面４７と一致する幾何学的形状を有している。面４７は、該面４７の端部間において概略平坦であり、面４７の端部近傍においてスプロケット４６から外方に延びている。
【００５５】
サイレントチェーンのリンク３６がスプロケット４６の回りに巻き付くとき、隣り合うリンク３６の背面３８は、スプロケット４６の突出部４８と面４７において駆動接触する。チェーン３７は、図５および図６の第１の参考例における突出部よりも大きな突出部４８と噛み合う。これにより、チェーンがスプロケット４６上でより確実に保持されるようになる。
【００５６】
リンク２２において相対的に平坦な背面３８は、従来の歯付構造における断続的な接触と比較して、リンク背面およびテンショナシュー間の滑り接触を増進させることに帰着する。リンク３６の前面４４は、前面側スプロケットの３枚の歯と接触するようにスプロケットと静粛に噛み合う一般的なサイレントチェーンの歯付構造を有している。
【００５７】
すべての実施態様および参考例において、チェーン方向に沿って隣り合うリンクの背面は、サイレントチェーンにおいて全体的に連続する滑らかな背面を形成している。チェーンリンクの背面は、単一の低い突出部と重なるか、または、隣り合うスプロケット突出部の隣り合う面を形成する面の上に延設される。このことは、従来のスプロケットの３枚の歯と噛み合うように形成されたリンクの前面側における従来の歯と対照的である。
【００５８】
リンクの背面側は、前面側の従来の歯と異なり、スプロケット外周に沿って噛み合う面が少ないので、リンクの背面側の面は、従来のスプロケット歯と噛み合うリンク前面側の歯のフランク面よりも、リンクのチェーン方向に沿って長い距離延びている。
【００５９】
本発明が関連する技術分野の当業者は、とくに上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神あるいは本質的な特徴から外れることなく、本発明の原理を利用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【００６０】
それゆえ、本発明の範囲は、上記記述内容よりもむしろ添付の請求の範囲に示されている。したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該分野の当業者にとって明らかであろう。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るサイレントチェーン・スプロケット組立体によれば、スプロケット外周に高さの低い突出部である凸状湾曲面を複数形成するとともに、これら凸状湾曲面と重なりかつ一致する凹状湾曲面を有する背面部をリンクに形成するようにしたので、サイレントチェーンの重量および材料費を増大させることなく、摩耗および振動を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】両面歯付リンクを有するサイレントチェーンの前面側および背面側と噛み合う従来の歯付スプロケットの側面図である。
【図２】両面歯付リンクと、テンショナに接触してテンショナ上をスライドする面を有する追加リンクとを備えた従来のサイレントチェーンの側面部分図である。
【図３】本発明によるサイレントチェーンの一部の背面側と駆動接触している、歯丈の低い歯（突出部）を有するスプロケットの側面部分図である。
【図４】図３に示されたサイレントチェーンの構成リンクの側面図である。
【図５】本発明による平坦な背面を有するリンクを備えたサイレントチェーンと噛み合う、歯丈の低い歯を有するスプロケットの側面部分図である。
【図６】図５に示されたサイレントチェーンの構成リンクの側面図である。
【図７】本発明によるサイレントチェーンの一部の背面側と駆動接触している、歯丈の低い歯を有するスプロケットの側面部分図であって、サイレントチェーンは、歯丈の低い隣り合う突出部の間の面に沿ってスプロケット外周と一致する背面を有するリンクから構成されている。
【図８】図７に示されたサイレントチェーンの構成リンクの側面図である。
【符号の説明】
５：  サイレントチェーン
１０：  チェーンリンク
１１：  ピン
１２：  背面
１４：  歯
１６：  スプロケット
１８：  突出部
【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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