(57)【要約】【課題】摩擦抵抗が小さく、かつ良好な耐摩耗性を有するシューを提供する。【解決手段】スプロケット１とスプロケット２，３との間にチェーン４が掛け渡されている。チェーン４の弛み側となる部分の外側にはテンショナ装置５が配置され、チェーン４の張り側となる部分にはガイド８が配置されている。テンショナ装置５はテンショナ６と、レバー７とを備え、レバー７は本体７１と、本体７１に取り付けられたシュー７２とを備える。ガイド８は、本体８１とチェーン４の走行面に摺接するシューとを備える。該シュー及びシュー７２は、曲げ弾性率が高い合成樹脂を含む。【選択図】図１
2018173140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テンショナ装置のレバー又はチェーンガイドに用いられるシューにおいて、
曲げ弾性率が高い合成樹脂を含むことを特徴とするシュー。
【請求項２】
前記合成樹脂の８０℃における曲げ弾性率が６００Ｎ／ｍｍ2以上５０００Ｎ／ｍｍ2以下であることを特徴とする請求項１に記載のシュー。
【請求項３】
Ｓｉを０．０１質量％以上１５質量％以下含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のシュー。
【請求項４】
ポリテトラフルオロエチレンを０．１質量％以上１５質量％以下含むことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のシュー。
【請求項５】
ポリエチレンを０．１質量％以上１５質量％以下含むことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のシュー。
【請求項６】
前記合成樹脂は、モノマーのジカルボン酸又はジアミンが芳香族化合物である半芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル・スチレン、及び分子骨格にパラヒドロキシ安息香酸を含む樹脂からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のシュー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油の存在下でチェーンと摺動し、テンショナ装置又はチェーンガイドに用いられるシューに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンのタイミングドライブに用いられるタイミングチェーンには、チェーンの弛み側となる部分の外側にチェーンの弛みを除去するためのテンショナ装置が配置されており、チェーンの張り側となる部分には、チェーン走行時の振れを防止するためにチェーンガイドが配置されている。テンショナ装置はテンショナとレバーとを備える。レバー及びチェーンガイドは、夫々、本体と、レール状をなし、チェーンの走行面に摺接するシューとを備える。
【０００３】
近年、摺動時の騒音の低減、軽量化という観点から、摺動部品に、合成樹脂が多く用いられている。
特に、上述のテンショナ装置及びチェーンガイドのシューには、摺動特性に加えて耐熱性及び耐油性が要求されることから、その合成樹脂材料として、ＰＡ４６，ＰＡ６６等の脂肪族ポリアミド樹脂が用いられている（例えば特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４１００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
環境保護の観点から、機械損失の低減のために、チェーンのリンクプレートとシューとの間の摩擦抵抗をより低減する必要がある。上述の脂肪族ポリアミド樹脂を材料とするシューは、摺動時の摩擦抵抗が高いという問題がある。このシューは、チェーンの押付力により変形し、摺動するリンクプレートの形状に倣うため、摺動面積が大きくなり、リンクプレート−シュー間の油膜を剪断する抵抗により、チェーンの摩擦抵抗が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、摩擦抵抗が小さく、かつ良好な耐摩耗性を有するシューを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るシューは、テンショナ装置のレバー又はチェーンガイドに用いられるシューにおいて、曲げ弾性率が高い合成樹脂を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、曲げ弾性率が高いので、チェーンの押付力による変形量が小さくなって摺動面積が小さくなる。従って、リンクプレート−シュー間の油膜を剪断する抵抗が小さくなって、チェーンの摩擦抵抗が小さくなる。
摩擦抵抗が小さくなり、摺動ロスによる熱の発生量が少なくなるので、局部的な温度上昇が抑制される。従って、シューの合成樹脂材料へのダメージが小さくなり、摩耗を抑制することができる。
【０００９】
本発明に係るシューは、前記合成樹脂の８０℃における曲げ弾性率が６００Ｎ／ｍｍ2以上５０００Ｎ／ｍｍ2以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、チェーンの摩擦抵抗がより小さくなる。
【００１１】
本発明に係るシューは、Ｓｉを０．０１質量％以上１５質量％以下含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、摩擦抵抗をより小さくすることができ、耐摩耗性がより良好になる。
【００１３】
本発明に係るシューは、ポリテトラフルオロエチレンを０．１質量％以上１５質量％以下含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、摩擦抵抗をより小さくすることができ、耐摩耗性がより良好になる。
【００１５】
本発明に係るシューは、ポリエチレンを０．１質量％以上１５質量％以下含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、摩擦抵抗をより小さくすることができ、耐摩耗性がより良好になる。
【００１７】
本発明に係るシューは、前記合成樹脂は、モノマーのジカルボン酸又はジアミンが芳香族化合物である半芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル・スチレン、及び分子骨格にパラヒドロキシ安息香酸を含む樹脂からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、曲げ弾性率が高く、摩擦抵抗を小さくすることができ、耐摩耗性がより良好になる。
そして、本発明に係るシューの合成樹脂は脂肪族ポリアミド樹脂と比較して耐熱性が高いので、潤滑油が高温になった場合においても、ダメージを受けず、良好な耐摩耗性を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、曲げ弾性率が高い合成樹脂を含むので、チェーンの押付力による変形量が小さくなって摺動面積が小さくなる。従って、リンクプレート−シュー間の油膜を剪断する抵抗が小さくなって、チェーンの摩擦抵抗が小さくなり、耐摩耗性がより良好になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係るレバー及びガイドが配置された自動車用エンジンのタイミングドライブを示す正面図である。
【図２】図１のII−II線模式的断面図である。
【図３】シューの平面図である。
【図４】曲げ弾性率が低い場合の内プレートとシューとの摺動部を示す模式的断面図である。
【図５】曲げ弾性率が高い場合の内プレートとシューとの摺動部を示す模式的断面図である。
【図６】試験片の曲げ弾性率と、ＰＡ６６のトルク差との関係を調べた結果を示すグラフである。
【図７】試験片の各合成樹脂材料と摩擦係数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は実施の形態に係るレバー及びガイドが配置された自動車用エンジンのタイミングドライブを示す正面図、図２は図１のII−II線模式的断面図、図３はシューの平面図である。
エンジンのクランクシャフトに固定されている駆動側スプロケット１と各カムシャフトに夫々固定されている被駆動側スプロケット２，３との間にチェーン４が掛け渡されている。クランクシャフトの回転が駆動側スプロケット１からチェーン４を介して被駆動側スプロケット２，３に伝達されて、各カムシャフトが回転駆動される。
【００２２】
チェーン４の弛み側となる部分の外側にチェーン４の弛みを除去するためのテンショナ装置５が配置されている。テンショナ装置５は、テンショナ６と、レバー７とを備える。レバー７は、本体７１と、本体７１に取り付けられたシュー７２とを備える。レバー７の基端部は図示しないエンジンブロックに揺動自在に取り付けられており、レバー７の先端部近傍の背面側がテンショナ６のプランジャ６１の先端によって押圧されている。これにより、レバー７のシュー７２がチェーン４の走行面に摺接し、チェーン４に張力を付与し、その結果チェーン４の弛みを除去している。
【００２３】
チェーン４は、２本のピン４２により連結された一対の外プレート４１，４１と、２つのブシュ（不図示）により連結された一対の内プレート４３，４３とが、ブシュにピン４２が遊嵌された状態で交互に複数連結されている。内プレート４３は小判状をなし、内プレート４３の周縁部は、長手方向の中央部が少し外側に膨らんでいる。ブシュには、ローラ４４が外嵌されている。
【００２４】
レバー７のシュー７２は、断面がコの字型のレール状をなし、壁部７２１と、底部７２２とを有する。底部７２２に内プレート４３が摺接する。
【００２５】
チェーン４の張り側となる部分にはチェーン４の走行時の振れを防止するためのチェーンガイド（以下、ガイドという）８が配置されている。ガイド８は、ガイド８の本体８１とチェーン４の走行面に摺接する図示しないシューとを備える。ガイド８も図示しないエンジンブロックに取り付けられている。これにより、ガイド８のシューがチェーン４の走行面に摺接し、チェーン４の走行時の振れが防止されている。
【００２６】
レバー７のシュー７２及びガイド８のシューは、曲げ弾性率が高い。
【００２７】
図４は、曲げ弾性率が低い場合の内プレート４３と、レバー７のシュー７２との摺動部を示す模式的断面図である。外プレート４１は内プレート４３に当接しているが、図示は省略している。
内プレート４３とシュー７２との間には、潤滑油の油膜９が介在する。
シュー７２の曲げ弾性率が低い場合、シュー７２は柔らかい。従って、摺動部において、シュー７２は、チェーンの押付力により、内プレート４３の形状に倣って大きく凹み、摺動面積が大きくなるため、内プレート４３−シュー７２間の油膜９を剪断する抵抗は大きくなり、チェーンの摩擦抵抗が大きくなる
【００２８】
図５は、曲げ弾性率が高い場合の内プレート４３とレバー７のシュー７２との摺動部を示す模式的断面図である。外プレート４１は内プレート４３に当接しているが、図示は省略している。
シュー７２の曲げ弾性率が高い場合、シュー７２は硬い。従って、摺動部においてシュー７２の凹み量は小さく、摺動面積が小さくなるため、内プレート４３−シュー７２間の油膜９を剪断する抵抗は小さいので、チェーンの摩擦抵抗が小さくなる。
【００２９】
レバー７のシュー７２及びガイド８のシューは、曲げ弾性率が６００Ｎ／ｍｍ2以上５０００Ｎ／ｍｍ2以下であるのが好ましい。この場合、剪断抵抗が小さく、摩擦抵抗が小さい。
曲げ弾性率の上限値は、４０００Ｎ／ｍｍ2、３５００Ｎ／ｍｍ2、３２００Ｎ／ｍｍ2、３０００Ｎ／ｍｍ2の順に好ましい。
曲げ弾性率の下限値は１０００Ｎ／ｍｍ2であるのが好ましい。
【００３０】
レバー７のシュー７２及びガイド８のシューは、Ｓｉを０．０１質量％以上１５質量％以下含むのが好ましい。これにより、摩擦抵抗をより小さくすることができ、耐摩耗性がより良好になる。
【００３１】
レバー７のシュー７２及びガイド８のシューは、ＰＴＦＥを０．１質量％以上１５質量％以下含むのが好ましい。これにより、摩擦抵抗をより小さくすることができ、耐摩耗性がより良好になる。
【００３２】
レバー７のシュー７２及びガイド８のシューは、ポリエチレンを０．１質量％以上１５質量％以下含むのが好ましい。これにより、摩擦抵抗をより小さくすることができ、耐摩耗性がより良好になる。
【００３３】
レバー７のシュー７２及びガイド８のシューは、分子骨格中にベンゼン環を含む合成樹脂を含むのが好ましい。
合成樹脂は、モノマーのジカルボン酸又はジアミンが芳香族化合物である半芳香族ポリアミド、分子骨格中にＳを含む、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ），ポリスルホン（ＰＳＵ），及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳＵ）、芳香族ジカルボン酸がモノマーであるポリアリレート（ＰＡＲ）、イミド系樹脂であるポリアミドイミド（ＰＡＩ）及びポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）、並びに分子骨格にパラヒドロキシ安息香酸を含む樹脂からなる群から選択される１種以上であるのが好ましい。
【００３４】
前記半芳香族ポリアミドは、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、又はポリアミドＭＸＤ６であるのが好ましい。ＰＰＡは、例えばテレフタル酸，イソフタル酸等のフタル酸、及びジアミンをモノマーとする。ＰＰＡとして、ジアミンのメチレンの炭素数に対応して、ＰＡ６Ｔ（前記炭素数：６）、ＰＡ９Ｔ（前記炭素数：９）、ＰＡ１０Ｔ（前記炭素数：１０）、ＰＡ１１Ｔ（前記炭素数：１１）、ＰＡ１２Ｔ（前記炭素数：１２）が挙げられる。
ポリアミドＭＸＤ６はジアミンが芳香族化合物である。
【００３５】
レバー７のシュー７２及びガイド８のシューは、上述の添加剤以外の添加剤を用いることができる。
【００３６】
以下、シューの曲げ弾性率と、ＰＡ６６のトルク差との関係を調べた結果について説明する。
図６は、下記（１）〜（７）の合成樹脂材料及び添加剤を含む試験片の曲げ弾性率と、ＰＡ６６のトルク差との関係を調べた結果を示すグラフである。横軸は曲げ弾性率（Ｎ／ｍｍ2）、縦軸は（６）のＰＡ６６のトルクを０としたときのトルク差（Ｎｍ）である。
曲げ弾性率は、ＪＩＳＫ７１７１に従い、８０℃で測定した。トルクは、トルクメータにより測定した。
【００３７】
図６中の（１）〜（７）の各点の試験片の材料の内容は以下の通りである。下記の添加剤Ａ及びＢは、Ｓｉ、ＰＴＦＥ、ＰＥ以外の添加剤である。
（１）ＰＡ１０Ｔ＋添加剤Ａ
（２）ＰＡ１１Ｔ＋添加剤Ｂ
（３）ＰＡ１０Ｔ＋ＰＴＦＥ
（４）ＰＡ１０Ｔ
（５）ＰＰＳ
（６）ＰＡ６６
（７）ＰＡ６６＋ＰＥ
【００３８】
図６より、本実施の形態に係る、８０℃における曲げ弾性率が６００Ｎ／ｍｍ2以上５０００Ｎ／ｍｍ2以下であるシューに対応する試験片は、曲げ弾性率が夫々５３０〜５４０である、従来のＰＡ６６を用いた従来のシューに対応する試験片と比較して、トルクが小さいことが分かる。曲げ弾性率が高くなるのに従い、トルクはより小さくなる。
【００３９】
曲げ弾性率の上限値は４０００Ｎ／ｍｍ２、３５００Ｎ／ｍｍ2、３２００Ｎ／ｍｍ2、３０００Ｎ／ｍｍ2の順に好ましい。曲げ弾性率の下限値は１０００Ｎ／ｍｍ2であるのが好ましい。
【００４０】
次に、各合成樹脂材料を用いて試験片を作製し、摩擦抵抗を求めた結果について説明する。摩擦係数はボールオンディスク法により測定した。
【００４１】
図７に、その結果を示す。図７は、試験片の各合成樹脂材料と摩擦係数との関係を示すグラフである。横軸に各試験片の成分（合成樹脂材料と添加剤）を示す。縦軸は摩擦係数である。図中、図６の試験片と対応する試験片は同一の番号を付してある。従来のシューの合成樹脂材料であるＰＡ６６を試験片の材料として用いた場合（試験片（６））の摩擦係数（図７中、太線で示す）を基準として大小を比較した。
【００４２】
図７より、本実施の形態に係るシューの材料として用いられ、分子骨格中にベンゼン環を含む合成樹脂であるＰＰＳ、ＰＡ６Ｔ、ＰＡ１０Ｔ、ＰＡ１１Ｔ、ＰＡ１２Ｔを含む試験片は、従来のシューの合成樹脂材料として用いられているＰＡ４６及びＰＡ６６より、摩擦係数が低いことが分かる。そして、（１）〜（５）の試験片は、上述したように曲げ弾性率が高く、トルクが小さいが、摩擦係数が小さいことが確認された。また、ＰＰＳの場合、Ｓｉを添加したとき、摩擦係数はより小さくなっている。
【００４３】
以上より、本実施の形態に係るレバー７のシュー７２、及びガイド８のシューは、摩擦係数が小さく、摩擦抵抗が小さく、機械損失を低減できることが確認された。
【００４４】
本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１、２、３  スプロケット
４  チェーン
４１  外プレート
４２  ピン
４３  内プレート
４４  ローラ
５  テンショナ装置
６  テンショナ
７  レバー
７１  本体
７２  シュー
７２１  壁部
７２２  底部
８  チェーンガイド
８１  本体
【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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