JP2014102000A - チェーン駆動体およびそのようなチェーン駆動体を有する内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 チェーン駆動体およびそのようなチェーン駆動体を有する内燃機関を提供する。
【解決手段】 チェーン駆動体（４）において、複数のリンク（１０）であってそれぞれが、互いに対して平行で、かつ互いから横方向に離間した１対のピボットピン（１１）と、互いに対して平行で、かつ隣り合って配置された少なくとも３つのストリップ（１２）とを設けられた複数のリンク（１０）を有するチェーン（９）の摩耗が、ストリップ（１２）の少なくとも１つの破損を検出し、チェーン（９）自体を交換することを指示する信号を送出するように構成された検出装置（２０）を用いて管理される。
【選択図】図１

Description

本発明は、チェーン駆動体に関する。

特に、本発明は、タイミングアセンブリを形成するために、例えば、航空用途用の内燃機関に有利には適用されるが、それに限るものではないチェーン駆動体に関し、以下の説明において、チェーン駆動体についての明示的言及がなされるが、このためにその一般性が失われることはない。

内燃機関の分野では、燃料吸入弁および燃焼生成物排出弁を使用することは公知であり、これらの弁の開放／閉止は、機械式チェーン駆動体によって駆動されるカムシャフトによって制御される。

チェーンは、高い応力と、連続的に進行する摩耗とを受ける構成要素であり、このため、多くの場合、チェーンは突然破損する。エンジンの修復不能な損傷を防止するために、チェーンの破損は完全に回避されなければならない。このために、上記のタイプの公知の駆動体は、チェーン自体が実用寿命の終わりに達したかどうかにかかわらず、所定の作動時間後にチェーンの交換を必要とする予防保守を受ける。

チェーンを計画的に交換することは、機械の長い休止時間と、高い交換コストが不可避であることを意味する。

本発明の目的は、予防保守作業をなくすことを可能にし、かつ、特に、限界摩耗状態に達するまでチェーンの使用を可能にする製造特徴を有するチェーン駆動体を作製することである。

本発明によれば、チェーン駆動体は、駆動スプロケットと、少なくとも１つの被動スプロケットと、前記駆動および被動スプロケットのまわりに巻かれ、複数のリンクを含むエンドレスチェーンとを含んで作製され、各前記リンクは、互いに平行で、かつ互いから横方向に離間した２つのピボットピンと、前記２つのピボットピン間に延び、前記ピボットピンが貫通する両端部分を有する少なくとも３つのストリップとを含み、チェーン駆動体は、前記チェーンの摩耗を管理する手段を含み、前記摩耗を管理する手段は、前記ストリップの少なくとも１つの破損を検出する検出手段と、前記検出手段から受け取った破損信号に応じて、前記エンドレスチェーンの交換を表す信号を送る送出手段とを含むことを特徴とする。

本発明の非限定的な実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明が以下に説明される。

本発明の要件に従って作製されたチェーンタイミング駆動体を設けた内燃機関の部分断面図を示している。 図１の駆動チェーンの側面図を示している。 図１の駆動チェーンの平面図を示している。 図１の駆動体の詳細を示している。 図４のＶ−Ｖ線に沿って切り取った断面を大きく拡大した縮尺で示している。 図１の駆動チェーンのさらに詳細な側面図を示している。 図１の駆動チェーンのさらに詳細な平面図を示している。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切り取った断面を大きく拡大した縮尺で示している。

図１において、参照符号１は、内燃機関を全体として示しており、本明細書で説明する特定の例では、その内燃機関は、シリンダブロックＡと、Ｖ字形配置の２つのシリンダ２とを含み、かつ、各シリンダ２ごとに、それぞれの一対の各シャフト３とシャフト３自体によって駆動されるそれぞれの機械式チェーン駆動体４とを含み、図１には、機械式チェーン駆動体４のうちの１つだけが示されている。

各駆動体４は、駆動シャフト７に取り付けられた駆動スプロケット６と、それぞれがそれぞれのカムシャフト３に取り付けられた２つの被動スプロケット８と、スプロケット６、８のまわりに巻かれたエンドレスチェーン９とを含む。

変形形態（図示せず）によれば、エンジン１は、単一のシリンダ２、ただ１つのカムシャフト３、ひいては単一の被動スプロケット８を含み、したがって、チェーン９は、２つのスプロケットのまわりにのみ巻かれる。

両方の問題解決手段において、チェーン９は、複数のストリップが隣り合って配置されたタイプ、例えば、商品名モース・チェーン（Ｍｏｒｓｅ ｃｈａｉｎ）で知られるタイプのものである。

図２および図３を参照すると、チェーン９は、複数のリンク１０を含み、次に、各リンク１０は、互いに対して平行で、かつ互いから横方向に離間した１対のピボットピン１１と、複数のストリップ１２すなわち連結ロッドとを含み、ストリップ１２は、それぞれのピン１１に対して直角に隣り合って配置され、かつ隣接するリンク１０のストリップ１２間に配置され、ストリップ１２は、それぞれのピボットピン１１が交差する両終端部分を有する。

再度図１を参照すると、駆動体４は、駆動スプロケット６と被動スプロケット８の一方との間でチェーン９に沿って配置されたテンショナシュー１４およびガイドシュー１５と、２つの被動スプロケット８間でチェーン９に沿って配置された基準シュー１６とをさらに含む。シュー１６はチェーン９の基準を規定し、特定の記載した例では、チェーン９自体の張力状態を補正するために、チェーン９とスライド可能に協働することはない。

テンショナシュー１４は、場合によっては強化されたプラスチック材料または他の電気絶縁材料で簡便に作製され、それ自体公知であり、詳細に説明しないリニアアクチュエータ１８の付勢下で、回転軸１４ａのまわりを揺動するように、シリンダブロックＡに枢着された端部部分を有する。シュー１５、１６もプラスチック材料または他の等価の電気絶縁材料で作製されるが、本質的に公知の態様で、かつ実質的に決まった位置で、シリンダブロックＡに連結されている。

再度図１を参照すると、駆動体４は、チェーン９自体の破損状態の始まりを検出し、エンジン１の誤動作および／または損傷を回避するために、チェーン９を交換しなければならないという可視信号または音響信号を送るように構成された、チェーン９の摩耗を管理する管理装置２０をさらに含む。

図１に示す例では、装置２０はシュー１５に取り付けられ、破損の始まりを検出する部材２１と、音響または可視警告信号を送出するように構成された送出装置２２とを含む。特定の記載した例では、検出部材２１は、チェーン９の破損したストリップ１２とスライドする態様で協働するように構成された金属製検出部分２３と、金属部分２３を送出装置２２に接続する電線２４とを含む。

好ましい実施形態によれば、金属部分２３は、細長い本体、簡便にはピン１１に対して平行に配置されたピン、または基本的にピン１１自体に対して平行なプレート状本体によって形成される。

変形形態によれば、金属部分２３は、櫛状に配置された２つ以上のピンによって形成される。

さらなる変形形態によれば、金属部分２３は、金網、または金属ワイヤもしくは他の等価の導電性材料、例えば、グラファイトの編組もしくはリンクからなる。

金属部分２３の実施形態に関係なく、同じ金属部分２３は、外部物質または汚染物から保護されるように、シュー１５の電気絶縁部分に完全に収容され、都合よくは電気絶縁部分に完全に埋設されている（図５）。好都合には、そのような問題解決手段では、チェーン９に面する金属部分２３の側面２５は、電気絶縁材料の層Ｓによって保護され、チェーン９の破損したストリップ１２によって部分的に除去または切除されるように構成されている。

変形形態によれば、金属部分２３は、外側側面２５が少なくとも部分的に露出するように、シュー１５の電気絶縁部分に一部のみが埋設される。

図６〜８を参照すると、駆動体４は、装置２０に加えて、またはそれに代えて、シュー１６にかかわるチェーンの摩耗を管理するさらなる管理装置２６をさらに含む。装置２６は、構成の観点から装置２０と同一である。

さらなる変形形態によれば、装置２０は、シュー１４に取り付けられる。

さらなる変形形態（図示せず）によれば、装置２０は、シュー１４〜１６によって担持されるのではなくて、摩耗センサの一部を形成し、固定された本体、例えば、シリンダブロックＡなどへの取付用本体と、それぞれの金属部分２３が少なくとも部分的に収容される電気絶縁材料のブロックとを含む。センサは、送出ブロック２２に接続されるように構成された電線を担持する。

チェーン９の実用寿命の終わりは、１つのストリップ１２の２つの部片への破断となって現れ、この２つの部片は、チェーンの移動中に、まだ無傷であるストリップに対してそれぞれのピン１１のまわりに回転する傾向があると実験から判明した。したがって、ストリップ１２の１つが破損するとすぐに、そのストリップは、（存在する場合）絶縁材料の裏当てを不可避的に切断する、すなわち、金属部分２３と接触した状態になる。金属部分２３に達すると、金属部分２３との接触、または金属部分２３の剪断により、送出装置２２が作動し、即座にチェーン９を交換する必要性がオペレータに通知される。

したがって、装置２０、２６の少なくとも１つが存在することで、定期的な点検も計画的な交換も回避することが可能になるのは上記から明らかであり、結果として、労働力および材料に関してコストが削減される。実際上、チェーン９は、破損の最初の兆候が現れたときのみを除いて、その摩耗状態に関わらず所定の作動時間数の後点検も交換もする必要がない。言い換えると、チェーンの実用寿命は、限界作動状態に達するまで延長される。

したがって、チェーン自体の通路の様々な地点に配置された、チェーンの摩耗を管理する複数の装置が存在すると、破損したストリップが、通路の幾何形状、ひいてはチェーンの曲率に応じて、他の無傷のストリップに対して異なる態様で回転するために、破損の始まりを即座に検出することが可能になるのは上記から明らかである。この点に関して、１つまたは複数の検出装置２０、２６は、例として示したものとは異なる地点に、特に、スプロケットの近く、またはスプロケットの位置に配置することができる。これは、金属部分が、チェーン９がたどる通路に沿って自由に配置できる専用のセンサの一部を構成することから可能である。

１ エンジン
２ シリンダ
３ カムシャフト
４ 機械式チェーン駆動体
６ 駆動スプロケット
７ 駆動シャフト
８ 被動スプロケット
９ エンドレスチェーン
１０ リンク
１１ ピボットピン
１２ ストリップ
１４ テンショナシュー
１４ａ 回転軸
１５ ガイドシュー
１６ 基準シュー
１８ リニアアクチュエータ
２０ 管理装置
２１ 検出部材
２２ 送出装置
２３ 金属部分
２４ 電線
２５ 外側側面
２６ 管理装置
Ａ シリンダブロック
Ｓ 電気絶縁材料の層

Claims (16)

1. 駆動スプロケットと、少なくとも１つの被動スプロケットと、前記駆動および被動スプロケットのまわりに巻かれ、複数のリンクを含むエンドレスチェーンとを含むチェーン駆動体であって、各前記リンクは、互いに平行で、かつ横方向に離間した２つのピボットピンと、前記２つのピボットピン間に延び、前記ピボットピンが貫通する両端部分を有する少なくとも３つのストリップとを含むチェーン駆動体において、前記チェーンの摩耗を管理する手段をさらに含み、前記摩耗を管理する手段は、前記ストリップの少なくとも１つの破損を検出する検出手段と、前記検出手段から受け取った破損信号に応じて、前記エンドレスチェーンの交換を表す信号を送る送出手段とを含むことを特徴とする、チェーン駆動体。
2. 前記検出手段は、電気絶縁材料でできた少なくとも１つの部分と、前記電気絶縁材料の部分に少なくとも部分的に収容され、前記チェーンの前記破損したストリップと摩擦によって協働するように構成された１つの検出金属部分とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のチェーン駆動体。
3. 前記電気絶縁材料の部分は、前記エンドレスチェーンと摩擦によって協働することを特徴とする、請求項１または２に記載のチェーン駆動体。
4. 前記電気絶縁材料の部分は、前記エンドレスチェーンから離間した位置に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載のチェーン駆動体。
5. 前記電気絶縁材料の部分は、前記エンドレスチェーンに面した保護用外側側面部分を含み、前記金属部分は、前記エンドレスチェーンに対して前記保護用側面部分の反対側に配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のチェーン駆動体。
6. 前記金属部分は、前記ピンに対して平行に延び、前記破損したストリップによって少なくともひっかかれるように構成された、金属材料でできた少なくとも１つの細長い本体を含むことを特徴とする、請求項５に記載のチェーン駆動体。
7. 前記金属部分は、前記ピンに対して平行で、前記破損したストリップによって少なくともひっかかれるように構成された、少なくとも１つのプレート状本体または格子状本体を含むことを特徴とする、請求項５に記載のチェーン駆動体。
8. 前記エンドレスチェーンのテンショナシューをさらに含み、前記検出手段は、前記テンショナシューによって担持されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のチェーン駆動体。
9. 前記エンドレスチェーンのガイドシューをさらに含み、前記検出手段は、前記ガイドシューによって担持されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のチェーン駆動体。
10. 前記シューは、少なくとも部分的に電気絶縁材料でできており、少なくとも部分的に埋設された前記検出用金属部分を担持することを特徴とする、請求項８または９に記載のチェーン駆動体。
11. エンドレスチェーン駆動体のエンドレスチェーンに張力をかける、またはエンドレスチェーンを案内するためのシューであって、前記チェーン駆動体は、複数のリンクを含むエンドレスチェーンを有し、各前記リンクは、互いに対して平行で、かつ互いから横方向に離間した２つのピボットピンと、前記２つのピボットピン間に延び、前記ピボットピンが貫通する両端部分を有する少なくとも３つのストリップとを含み、前記シューは、前記エンドレスチェーン用の外側摩擦面または案内面を含むシューにおいて、前記エンドレスチェーンの摩耗を管理する管理手段をさらに含み、前記摩耗を管理する管理手段は、前記ストリップの少なくとも１つの破損を検出するために、前記シュー内に少なくとも部分的に収容された検出手段と、前記検出手段をチェーン交換信号の送出手段に接続する電気ケーブルとを含むことを特徴とする、シュー。
12. 前記検出手段は、少なくとも１つの電気絶縁材料の部分と、前記電気絶縁材料の部分に少なくとも部分的に収容され、前記エンドレスチェーンの前記破損したストリップと摩擦によって協働するように構成された１つの検出金属部分とを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のシュー。
13. 複数のリンクを含み、各前記リンクごとに、互いに平行で、かつ互いから横方向に離間した１対のピボットピンと少なくとも３つの長手方向のストリップとを含むチェーン駆動体のエンドレスチェーンの摩耗を検出するセンサであって、支持手段に連結するための本体と、前記連結用本体と連結され、前記ストリップの少なくとも１つの破損を検出するように構成された検出手段と、前記検出手段をチェーン交換信号の送出手段に接続する電気ケーブルとを含むセンサ。
14. 前記検出手段は、前記支持用本体に連結された少なくとも１つの電気絶縁材料の部分と、前記電気絶縁材料の部分に少なくとも部分的に収容され、前記エンドレスチェーンの破損したストリップと摩擦によって協働する、または破損したストリップによってひっかかれるように構成された１つの検出金属部分とを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のセンサ。
15. 前記金属材料の部分は、使用時、前記エンドレスチェーンまたは金属リンクの前記ピボットピンに対して平行に配置された少なくとも１つの細長い部分を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のセンサ。
16. 内燃機関用のタイミングアセンブリであって、作動流体を流入させるための弁手段と、燃焼生成物を流出させるための弁手段と、請求項１に記載の、前記弁手段を制御するためのチェーン駆動体とを含むタイミングアセンブリ。