JP6583040B2 - チェーン - Google Patents

Description

本発明は、チェーンガイドによって摺動案内される摺動プレートを備えたチェーンに関する。

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等には、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り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、チェーンガイドによって摺動案内される。

従来、チェーンガイドによって摺動案内される摺動プレートを備えたチェーンとして、外プレートおよび内プレートが、いずれも平行な上端面と下端面とを有する略々小判形の板で形成され、外プレートおよび内プレートを、それぞれのピン孔およびブシュ孔の中心を結んだピッチラインが水平直線状になるように配置した状態において、外プレートの上端面が内プレートの上端面より下方に位置するチェーンが知られている（例えば特許文献１を参照）。

この特許文献１に記載のチェーンでは、チェーンガイドと摺動するプレートの上端面が直線状に形成されているために、チェーンガイドとプレートの摺動面積が大きくなるので、チェーン走行時の摺動抵抗が大きく、フリクションロスが大きくなり、例えばタイミングドライブシステムのチェーンとして使用した場合は、自動車エンジンの動力損失が多く、燃費が悪くなるという問題があった。

そこで、上述したフリクションロスの問題の解決を図ったチェーンとして、チェーンガイドによって摺動案内されるプレートのガイド側端面を凸状に湾曲させたチェーンが知られている（例えば特許文献２を参照）。

この特許文献２に記載のチェーンでは、図５に示すように、プレート１３０のガイド側端面１３１が凸状に湾曲していることにより、プレート１３０とチェーンガイドＧとの摺動面積を低減し、チェーン走行時の摩擦抵抗を低減できるばかりでなく、以下の効果を奏する。

すなわち、特許文献２に記載のチェーンでは、図５に示すように、チェーン走行時に、プレート１３０とチェーンガイドＧとの間に挟まれた潤滑油Ｌが、チェーンガイドＧとプレート１３０のチェーン走行方向の前方部分との間の広い隙間から、チェーンガイドＧとガイド側端面１３１の頂点付近との間の狭い隙間へ入り込み、くさび膜効果によるクエット流れを発生させ、チェーンガイドＧとプレート１３０が離間する方向に動圧を発生させることが可能であるため、チェーン走行時の摩擦抵抗を低減することができる。

なお、上述したくさび膜効果とは、運動方向に狭まっているくさび状隙間内に、流体（潤滑油）が粘性によって引き込まれて圧力、従って負荷能力を発生する効果をいう（「潤滑用語集」、日本潤滑学会、昭和５６年７月２０日、Ｐ２５）。また、上述したクエット流れとは、２枚の平板間に流体を満たし、一方を板に平行に動かし、他方を静止させた場合、この２平板間に生じる流れをいう（「理工学辞典」、東京理科大学理工学辞典編集委員会、平成８年３月２８日、Ｐ３８７）。

特開２００３−１７６８５３号公報 特開２００８−０２５７４４号公報

ところが、特許文献２に記載のチェーンでは、前述したように、ガイド側端面１３１の頂点よりもチェーン走行時の前方側において、チェーンガイドＧとプレート１３０が離間する方向に動圧が生じ、チェーン走行時の摩擦抵抗を低減することができるものの、ガイド側端面１３１の頂点よりもチェーン走行時の後方側においては、チェーンガイドＧとプレート１３０との隙間の間隔が徐々に広くなっているため、当該隙間を流れる潤滑油Ｌによって、チェーンガイドＧとプレート１３０とを接近させる負圧が生じ、チェーン走行時の摩擦抵抗が増大してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、チェーン走行時におけるチェーンガイドとの摩擦抵抗を低減するチェーンを提供することを目的とする。

本発明は、チェーンガイドによって摺動案内される摺動プレートを含む複数のプレートを連結ピンにより屈曲可能に連結して成るチェーンであって、前記摺動プレートは、前記チェーンガイド側に配置されるガイド側端面を有し、前記ガイド側端面は、前記ガイド側端面を切り欠いた切り欠き部と、前記切り欠き部のチェーン走行方向の前方側に位置するガイド摺動部とを、それぞれ１つずつ有し、前記切り欠き部のチェーン走行方向の前方側に位置する前記ガイド摺動部のみで、前記チェーンガイドに摺動するように形成され、前記切り欠き部は、チェーン走行方向の前端に、負圧キャンセル面を有し、前記切り欠き部のチェーン走行方向の前端は、チェーン走行方向における前記ガイド側端面の中央または中央よりも後方側に形成されていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、摺動プレートのガイド側端面が、ガイド側端面を切り欠いた切り欠き部と、切り欠き部のチェーン走行方向の前方側に位置するガイド摺動部とを有し、切り欠き部が、チェーン走行方向の前端に、負圧キャンセル面を有していることにより、チェーン走行時に、チェーンガイドと摺動プレートのガイド側端面との隙間に潤滑油が入り込むことで形成された油膜を、切り欠き部の前端に形成された負圧キャンセル面によって途切れさせることが可能であるため、ガイド摺動部のチェーン走行方向の後方側においてチェーンガイドと摺動プレートとを接近させる負圧が発生することを抑制でき、簡素な構成で、チェーン走行時におけるチェーンガイドとの間の摩擦抵抗を低減することができる。

本請求項１に係る発明によれば、切り欠き部のチェーン走行方向の前端が、チェーン走行方向におけるガイド側端面の中央または中央よりも後方側に形成されていることにより、通常のプレートと同様に、ガイド側端面のチェーン走行方向の中央でチェーンガイドに接触するように、摺動プレートを設計することが可能であり、通常のプレートを用いた場合と同様のチェーン設計を行うことができる。
本請求項２に係る発明によれば、ガイド摺動部は、チェーン走行方向の前端側から後端側に向かうに従ってチェーンガイドに近接する形状を有していることにより、ガイド摺動部とチェーンガイドとの間に潤滑油を入り込ませ、くさび膜効果によってガイド摺動部とチェーンガイドとを離間させる方向に動圧を発生させることができる。
本請求項３に係る発明によれば、切り欠き部のチェーン走行方向の前端側における、プレート高さ方向の深さ寸法が、１００μｍ以上であることにより、チェーンガイドと摺動プレートの切り欠き部との間隙に毛細管現象によってエンジン内の潤滑油が誘導されることを回避して、当該間隙に空気を導入し、摺動プレートの切り欠き部において油膜を確実に途切れさせることができる。

本発明の一実施形態に係るチェーンを示す斜視図。 摺動プレートを示す平面図。 チェーンガイドに対する摺動プレートの摺動状態を説明する説明図。 摺動プレートの変形例を示す平面図。 従来のチェーンにおける、チェーンガイドに対するプレートの摺動状態を説明する説明図。

以下に、本発明の一実施形態に係るチェーン１０について、図面に基づいて説明する。

本実施形態のチェーン１０は、自動車エンジン用のタイミングチェーンとして構成され、図１に示すように、前後一対のブシュ２０の両端を左右一対の内プレート３０のブシュ孔に固定してなる複数の内リンクと、前後一対の連結ピン４０の両端を左右一対の外プレート５０のピン孔に固定してなる複数の外リンクと、ブシュ２０に外嵌されたローラ６０とを備えている。これら内リンクおよび外リンクは、ブシュ２０内に連結ピン４０を挿入することで、チェーン長手方向に交互に屈曲可能に連結されている。

本実施形態では、内プレート３０が、外プレート５０よりもプレート高さ方向の厚みが大きく設定されており、内プレート３０のみが、チェーンガイドＧに対して摺動するように構成され、言い換えると、チェーンガイドＧによって摺動案内される摺動プレートとして機能する。

内プレート３０は、チェーンガイド側に配置されるガイド側端面３１を有している。
なお、本実施形態においては、このガイド側端面３１が、図２に示すように、チェーン走行方向の中央が僅かに凸状に湾曲した形状で形成され、すなわち、後述するガイド摺動部３３がチェーン走行方向の前端側から後端側に向かうに従ってチェーンガイドＧに近接する形状を有しているが、チェーンガイドＧのガイド面Ｇ１が凸状に湾曲していることを考慮すると、ガイド側端面３１（ガイド摺動部３３）をチェーン走行方向に平行な平坦面状に形成してもよい。

ガイド側端面３１は、図２に示すように、ガイド側端面３１のチェーン走行方向の後方側を切り欠いた切り欠き部３２と、切り欠き部３２のチェーン走行方向の前方側に位置するガイド摺動部３３とを有している。

切り欠き部３２は、図２に示すように、そのチェーン走行方向の前端に、平面状の負圧キャンセル面３２ａを有している。この負圧キャンセル面３２ａは、本実施形態では、ガイド摺動部３３のチェーン走行方向の後端面との間の角度αが９０°になるように形成されている。
なお、負圧キャンセル面３２ａの具体的態様は、平面状のものに限定されず、負圧キャンセル面３２ａを曲面状に形成してもよい。

また、切り欠き部３２は、図２に示すように、負圧キャンセル面３２ａのチェーン走行方向の後方側に、後続面３２ｂを有している。この後続面３２ｂは、負圧キャンセル面３２ａの上端から、チェーン走行方向の後方側に向けてチェーンガイドＧに対向するように形成されている。

なお、後続面３２ｂの具体的態様については、複数の平面を組み合わせて形成したもの、複数の湾曲面を組み合わせて形成したもの、平面および湾曲面を組み合わせて形成したもの等、如何なるものでもよく、言い換えると、チェーン走行方向における負圧キャンセル面３２ａの後方側のプレート形状については如何なるものでもよい。
例えば、図４に示すように、内プレート３０のブシュ孔（外プレート５０が摺動プレートである場合はピン孔）周囲のプレート強度を確保するために、ブシュ孔下部にプレート膨出部３２ｃが形成されるように、後続面３２ｂを形成してもよい。

切り欠き部３２のチェーン走行方向の前端は、チェーン走行方向におけるガイド側端面３１の中央または中央よりも後方側に形成され、本実施形態では、ガイド側端面３１の中央に形成されている。
なお、本実施形態のように、ガイド側端面３１が、チェーン走行方向の中央が僅かに凸状に湾曲した形状で形成されている場合、図３に示すように、ガイド側端面３１の頂点よりもチェーン走行方向の前方側において、くさび膜効果によってチェーンガイドＧとガイド側端面３１とが離間する方向に動圧を発生させつつ、ガイド側端面３１の頂点よりもチェーン走行方向の後方側において負圧を生じさせないために、切り欠き部３２のチェーン走行方向の前端をガイド側端面３１の中央に形成するのが望ましい。

また、図２に示すように、切り欠き部３２のチェーン走行方向の前端側における、プレート高さ方向の深さ寸法Ｄは、１００μｍ以上に設定されている。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、チェーンがローラチェーンであるものとして説明したが、チェーンの具体的態様はチェーンガイドのガイド面によって案内される摺動プレートを含むものであれば如何なるものでもよく、例えば、ブシュチェーンであってもよい。
また、上述した実施形態では、チェーンが自動車エンジン用のタイミングチェーンであるものとして説明したが、チェーンの具体的用途は如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、内プレートのみが、チェーンガイドのシュー面によって案内される摺動プレートであるものとして説明したが、複数のプレートのうち任意のプレートを摺動プレートとして形成すればよく、例えば、外プレートのみを摺動プレートとして形成してもよく、全てのプレート（内プレートおよび外プレート）を摺動プレートとして形成してもよい。
また、ガイド側端面に形成された切り欠き部のチェーン走行方向の後方にも、チェーンガイドに摺動するガイド摺動部を設けてもよい。
また、上述した実施形態では、ガイド摺動部のチェーン走行方向の後端面と負圧キャンセル面との間の角度αが９０°であるものとして説明したが、角度αの具体的設定については、８０°や１００°等、如何なるものでもよい。しかしながら、角度αが９０°以下である場合、ガイド摺動部のチェーン走行方向の後方側において、チェーンガイドと摺動プレートとの隙間の間隔が徐々に広くなることを回避し、チェーンガイドと摺動プレートとを接近させる負圧が発生することを確実に阻止できるので、角度αが９０°以下であることが望ましい。
また、上述した角度αは、設計上の角度のことを意味している。すなわち、プレート製造時には、プレートの磨き工程等が必要になるため、プレートの各角部に多少のＲが不可避的に形成されるが、本発明の角度αは、このようなＲが形成される前の設計上の角度のことを意味している。

１０ ・・・ チェーン
２０ ・・・ ブシュ
３０ ・・・ 内プレート（摺動プレート）
３１ ・・・ ガイド側端面
３２ ・・・ 切り欠き部
３２ａ ・・・ 負圧キャンセル面
３２ｂ ・・・ 後続面
３２ｃ ・・・ プレート膨出部
３３ ・・・ ガイド摺動部
４０ ・・・ 連結ピン
５０ ・・・ 外プレート
６０ ・・・ ローラ
Ｄ ・・・ 切り欠き部の深さ寸法
α ・・・ 負圧キャンセル面とシュー摺動部の後端面との間の角度
Ｇ ・・・ チェーンガイド
Ｇ１ ・・・ ガイド面

Claims (3)

1. チェーンガイドによって摺動案内される摺動プレートを含む複数のプレートを連結ピンにより屈曲可能に連結して成るチェーンであって、
   前記摺動プレートは、前記チェーンガイド側に配置されるガイド側端面を有し、
   前記ガイド側端面は、前記ガイド側端面を切り欠いた切り欠き部と、前記切り欠き部のチェーン走行方向の前方側に位置するガイド摺動部とを、それぞれ１つずつ有し、前記切り欠き部のチェーン走行方向の前方側に位置する前記ガイド摺動部のみで、前記チェーンガイドに摺動するように形成され、
   前記切り欠き部は、チェーン走行方向の前端に、負圧キャンセル面を有し、
   前記切り欠き部のチェーン走行方向の前端は、チェーン走行方向における前記ガイド側端面の中央または中央よりも後方側に形成されていることを特徴とするチェーン。
2. 前記ガイド摺動部は、チェーン走行方向の前端側から後端側に向かうに従って前記チェーンガイドに近接する形状を有していること特徴とする請求項１に記載のチェーン。
3. 前記切り欠き部のチェーン走行方向の前端側における、プレート高さ方向の深さ寸法は、１００μｍ以上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。

Images