JP2005114080A

JP2005114080A - 制振性を有するチェーン

Info

Publication number: JP2005114080A
Application number: JP2003350310A
Authority: JP
Inventors: Kazuyo Akimoto; 一世秋本; Kahei Okanda; 佳平大神田
Original assignee: URBAN MATERIALS CO; Sanwa Packing Industry Co Ltd
Current assignee: URBAN MATERIALS CO; Sanwa Packing Industry Co Ltd
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】チェーンから発生する騒音を抑制し、構成と製造工程とを併せて簡略する。
【解決手段】エンジンにおける動力伝達手段として用いられるタイミングチェーン２６が、実質的に、Ａｌ：含有量６〜１０重量％と残部Ｆｅとを含んで構成される制振合金体を含んで構成されることを最も主要な特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例としてエンジンのタイミングシステムに用いられるタイミングチェーンなどの金属製チェーンに関するものである。

自動車のエンジンにおいて、シリンダヘッド上部にカム軸が配置され、このカム軸を回転可能に支持するカムハウジングが設けられ、このカムハウジングがハウジング取付ボルトによってシリンダヘッドに固定されている動弁装置が設けられている。

このような動弁装置において、エンジンのクランク軸の回転をカム軸に伝達するためにタイミングチェーンが設けられている場合がある。このタイミングチェーンは、従来、下記特許文献１に示されるように鋼材を用いて形成されており、前記クランク軸及びカム軸にそれぞれ設けられたスプロケットに巻きかけられている。

特表２００２−５１６９２４（第８段落及び第４７段落）

従来では、このようなタイミングチェーンの材料として鋼材が用いられているため、タイミングチェーンとスプロケットの接触、タイミングチェーンのリンクプレートとピンとローラとブッシュなどとの間の摩擦などに起因して多大な騒音が発生している。このような騒音を防止するために、従来から各種のサイレントチェーンが採用されている。このようなサイレントチェーンは、例として、リンクプレートを複数枚積層した構成である場合や、チェーンのブッシュ、ピンなどの表面に低摩擦化加工を施すなどにより、低騒音化を図っている。

従って、従来のサイレントチェーンは、構成が複雑であったり、製造工程が複雑になるなどの問題点を有している。

本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課題に着目してなされたものであって、チェーンから発生する騒音を抑制するして、騒音に関する環境を改善することができ、しかも、構成と製造工程とを併せて簡略することができる制振性を有するチェーンを提供することを目的とする。

本発明は、動力伝達手段として用いられる金属製チェーンが、実質的に、Ａｌ：含有量６〜１０重量％と残部Ｆｅとを含んで構成される制振合金体を含んで構成されることを最も主要な特徴とする。

本発明は、このような構成を有するので、以下の作用を実現することができる。本発明に含まれる制振合金体は強磁性材料であるので、その主な振動減衰機構は、磁壁の非可逆移動に伴う磁気・機械的履歴損失によるものになる。これにより、本発明における振動の吸収のメカニズムは、外部から制振合金体に進入する振動の前記磁壁の非可逆移動に伴う磁気・機械的履歴損失による振動抑制作用によって実現される。

本発明は、金属製チェーンが、それ自身制振作用を有する制振合金体によって形成されるので、走行駆動されるチェーンから大きな騒音が発生する事態が防止され、騒音に関する環境を改善することができる。また、サイレントチェーンとして周知であるリンクプレートを多層構造とした従来技術や、チェーンのブッシュやピンに低摩擦化加工を施す従来技術と比較して、構成の簡略化、製造工程の簡略化を図ることができる。

チェーンが、実質的に、Ａｌ：含有量６〜１０重量％と残部Ｆｅとを含んで構成される制振合金体を含んで構成されるようにする。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明の実施例に従うシリンダヘッドの動弁装置の平面図であり、図２は図１の切断面線Ｘ２―Ｘ２から見たエンジンの断面図であり、図3は図１の切断面線Ｘ３―Ｘ３から見たエンジンの断面図であり、図4は本実施例の作用を説明するグラフである。

以下、図１〜図３を併せて参照して、本実施例に従う動弁機構について説明する。エンジン２において、シリンダブロック４の上部にシリンダヘッド６が設置されている。シリンダブロック４の下部には、クランク軸８が回転自在に支持されている。このクランク軸８の一端部には、クランクスプロケット１０が固定して取り付けられている。

シリンダヘッド６上部には、動弁装置１２を構成するべく、シリンダヘッド６上部の図３左右方向両端側において離間して位置して吸気、排気カム軸１４、１６が配置されている。この吸気、排気カム軸１４、１６には、吸気、排気カムスプロケット１８、２０が固定して取付けられている。また、シリンダヘッド６には、シリンダヘッドカバー２２が装着されている。

前記吸気カム軸１４の一端部位には、タイミングチェーンスプロケット２４が取り付けられている。前記クランクスプロケット１０とタイミングチェーンスプロケット２４とには、本発明のチェーンの一実施例であるタイミングチェーン２６が巻掛けて設けられる。また、前記吸気カムスプロケット１８と排気カムスプロケット２０とには、カムチェーン２８が巻掛けて設けられる。

前記クランク軸８の一端側には、前記クランクスプロケット１０と略同径のオイルポンプチェーンスプロケット３０が設けられている。オイルポンプチェーンスプロケット３０に巻掛けられたオイルポンプチェーン３２は、オイルポンプ（図示せず）のオイルポンプスプロケット（図示せず）に巻掛けられている。

本実施例において、前記タイミングチェーン２６、カムチェーン２８及びオイルポンプチェーン３２を含んで本発明のタイミングチェーンが構成される。以下の説明では、タイミングチェーン２６を例示するが、タイミングチェーン２６に関して後述される本発明の作用効果は、カムチェーン２８及びオイルポンプチェーン３２に関しても成立するものである。

タイミングチェーン２６を構成する外リンクプレート３５、内リンクプレート３６、ピン３７及び図示しないブッシュやローラなどは、前述した制振合金体から各種プレス加工などを経て形成される。ここで、制振合金体は、Ａｌ含有率が６〜１０重量％であり、その他、Ｆｅおよび不可避的不純物（Ｓｉ０．１重量％以下；Ｍｎ０．１重量％以下；その他Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｏなど併せて０．１重量％以下）を含んで構成される。また、制振合金体の結晶の平均粒径は３００〜７００μｍの範囲内にあるように製造される。

このような制振合金体は強磁性材料であるので、外部から加えられた振動により、磁壁の非可逆移動に伴う磁気・機械的履歴損失によって振動減衰機構を実現することができる。これにより、タイミングチェーン２６がクランクスプロケット１０やタイミングチェーンスプロケット２４などに接触する際に発生する騒音を抑制することができ、騒音に関する環境を改善することができる。

また、本発明によれば、タイミングチェーン２６の材料として、サンドイッチ鋼板など制振性を有するものの、複雑な構成を有する既存の材料などを用いる必要が解消され、構成の簡略化と部品点数の削減とを図ることができる。

また、リンクプレートを多層構造としたサイレントチェーンや、ブッシュやピンに低摩擦化加工を施したタイミングチェーンなどの従来技術と比較して、構成の簡略化、製造工程の簡略化を図ることができる。

前記制振合金体は、以下のようにして製造することができる。まず、製造後の合金中のＡｌ含有量が所定値となる割合に予め調整したＡｌとＦｅ素材とを、窒素および酸<DP N="0003"><TXF LY="0300" LX="0200" WI="080" HE="180" FR="0001">素の侵入を防止するために、０．１〜０．０１ｐＡ程度の減圧下で溶融した後、鋳型に流し込んで、Ａｌ―Ｆｅ合金鋳塊を得る。次いで、得られた合金鋳塊を圧延、鍛造などの塑性加工と機械加工により、所定の製品形状の塑性加工材に仕上げる。

次いで、得られた塑性加工材を７００〜１０００℃程度の温度に３０分〜２時間程度保持して、焼き鈍し処理する。焼き鈍し処理時の温度および時間は、合金の組成、製品形状と関連する塑性加工条件などを考慮して、上記の範囲から適宜選択する。

次いで、得られた焼き鈍し材を、所定の保持温度から６００度までの温度域における冷却速度を、一例として２０度／分以下（好ましくは１０度／分以下、さらに好ましくは１〜５度／分程度）として、徐冷する。６００度未満の温度域では、自然冷却（放冷）を行えば良い。

このようにして、制振合金体の塑性加工による内部歪みが除去され、結晶の平均粒径が３００〜７００μｍであるＡｌ―Ｆｅ合金材料が得られる。結晶の平均粒径は、合金組成に応じて、焼き鈍し処理時の温度および時間、徐冷速度などにより、制御することができる。

例えば、前記塑性加工材を８５０度で１時間保持した後、８５０〜６００度の温度域での冷却速度を５度／分として徐冷することにより、結晶粒径５００〜７００μｍ程度の材料が得られる。この様な材料は、内部摩擦が大きいので、その制振性能はより一層改善される。

また、本実施例において、タイミングチェーン２６の振動モードの最低次の固有振動数が、タイミングチェーン２６の共振周波数と合致する場合でも、タイミングチェーン２６の振動が格段に抑制されるので、タイミングチェーン２６の共振によって、タイミングチェーン２６に高い応力が発生する事態が防止され、タイミングチェーン２６における疲労破壊を防止することができる。

また、本発明の他の実施例として、タイミングチェーン２６を構成する制振合金体の片面または両面に、液状ゴム材をコーティング、加硫してゴム粘弾性層を形成する構成例も含まれる。液状ゴムを構成するゴム材料は、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ウレタンゴム、エチレン−酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴムなどのゴム材料から適宜選択される。

本件発明者は、典型的な対比例としてスチール板及び前記制振合金体の２件に関して、振動の減衰能になる減衰係数をそれぞれ計測した。その結果が、図４のラインＬ１、Ｌ２に示されている。図４から明らかなように、本発明の制振合金体を用いるタイミングチェーン２６に関して、従来のスチール板を用いる場合よりも制振性が格段に向上されていることが確認された。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例を含むものである。例として、上記実施例は、エンジンのタイミングシステムに関するタイミングチェーンとして説明されているが、本発明は、このような具体例に限定されず、二輪車の後輪への動力伝達用チェーンや自転車の走行用チェーン、搬送用のクレーン、特にホイスト型クレーンに使用されるチェーンなど、広範な種類のチェーンに関して実施され得るものである。

本発明の実施例に従うシリンダヘッドの動弁装置の平面図である。図１の切断面線Ｘ２―Ｘ２から見たエンジンの断面図である。図１の切断面線Ｘ３―Ｘ３から見たエンジンの断面図である。本実施例の作用を説明するグラフグラフである。

符号の説明

２エンジン
６シリンダヘッド
８クランク軸
１０クランクスプロケット
１２動弁機構
１８吸気カムスプロケット
２０排気カムスプロケット
２４タイミングチェーンスプロケット
２６タイミングチェーン
２８カムチェーン
３０オイルポンプチェーンスプロケット
３２オイルポンプチェーン
３５外リンクプレート
３６内リンクプレート
３７ピン

Claims

金属製チェーンが、実質的に、Ａｌ：含有量６〜１０重量％と残部Ｆｅとを含んで構成される制振合金体を含んで構成されることを特徴とする制振性を有するチェーン。