(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状に架け渡されたチェーンと接触する複数のローラと、この複数のローラの支持軸の両端を支持する、チェーンの走行方向に沿って設けられるガイドベースとからなるチェーンガイドにおいて、前記ガイドベースが、チェーンの両側に沿って設けられる対向する側板部材と、この側板部材をつなぐ柱部材とを備え、前記側板部材の対向壁面に、前記支持軸の両端を支持する支持凹所を設け、この支持凹所が、前記チェーン側の端面に開口する挿入凹所と、この挿入凹所に連続し、前記支持軸の端部が嵌まる円弧形状の固定凹所からなり、前記ローラの支持軸の両端を、前記挿入凹所から前記固定凹所内に挿入して前記側板部材に支持し、この支持軸の支持凹所への挿入方向と平行に、側板部材をつなぐ各柱部材の向きを互いに平行に揃えて形成したことを特徴とするチェーンガイド。
【請求項２】
前記ガイドベースのチェーン走行面と反対側の面に、対向する側板部材をつなぐ底部材が形成されている請求項１記載のチェーンガイド。
【請求項３】
前記ガイドベースの側板部材の高さが、側板部材に支持されたローラの外径の高さよりも高く形成されている請求項１又は２記載のチェーンガイド。
【請求項４】
前記円弧形状の固定凹所の径を、前記支持軸の径より小さく形成し、前記支持軸を固定凹所に圧入固定していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチェーンガイド。
【請求項５】
前記挿入凹所と固定凹所とが連なる位置の挿入口の幅寸法が、円弧形状の固定凹所の径より小さく形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のチェーンガイド。
【請求項６】
前記ガイドベースに支持されるローラの配置間隔が、チェーンの走行方向に沿って不等になっている請求項１〜５のいずれかに記載のチェーンガイド。
【請求項７】
前記ガイドベースに支持されるローラの配置が、単一円又は互いに接触する2つ以上の円の円周上に配置されている請求項１〜６のいずれかに記載のチェーンガイド。
【請求項８】
前記ガイドベースが、繊維強化されたポリアミド（ＰＡ）６６を用いて一体成形されている請求項１〜７のいずれかに記載のチェーンガイド。
【請求項９】
前記ガイドベースが、軽金属によって形成されている請求項１〜８のいずれかに記載のチェーンガイド。
【請求項１０】
前記針状ころ軸受が、両端に内向きの鍔部を有する鋼製の外輪と、この外輪内に組込まれる保持器付きのころとからなる請求項１〜９のいずれかに記載のチェーンガイド。
【請求項１１】
無端状に架け渡されたチェーンの途中部分に、請求項１〜１０のいずれかに記載のチェーンガイドが配置されたチェーンテンショナ装置。
【請求項１２】
無端状に架け渡されたチェーンの途中部分に、請求項１〜１０のいずれかに記載のチェーンガイドが少なくとも２個配置され、一個のチェーンガイドが、一端側が回転軸によって支持され、他端側が押圧装置によって揺動してチェーンに張力を付与するように構成され、他の一個のチェーンガイドが、両端が固定されてチェーンに押し付けられるように構成されているチェーンテンショナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無端状に架け渡されたチェーンを押圧してチェーンに弛みが生じないように張力を付与するチェーンガイドおよびチェーンテンショナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
チェーンテンショナ装置は、駆動スプロケットと従動スプロケットに無端状に架け渡されたチェーンの途中部分に、チェーンに接触するチェーンガイドを設置し、チェーンガイドの少なくとも一つをチェーンの走行方向と略直角方向に押し付けることによって、高速で走行するチェーンに弛みが生じないように張力を付与するものであり、エンジンの動弁駆動装置のタイミングチェーン等に使用されている。
【０００３】
チェーンガイドは、チェーンと接触しながら案内するものであるから、チェーンとの間で摩擦による摺動抵抗が発生し、騒音やメカニカルロスが大きくなるという問題が生じる。
【０００４】
このチェーンガイドの騒音やメカニカルロスを抑制する技術として、特許文献１あるいは特許文献２に記載のものが知られている。これらの文献に記載のチェーンガイドは、チェーンの走行方向に沿って湾曲形状に形成され、チェーンと接触する摺動面部にローラを配設し、高速で走行するチェーンをローラが転がりながら押圧することによって、摺動抵抗を減少させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２３６１５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８０９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、これらの文献に記載されたチェーンガイドにおいては、チェーンに張力を与えるために、ローラを支持するガイドベースに大きな押圧力が作用するため、ガイドベースの強度向上が要求されている。
【０００７】
特に、樹脂製のガイドベースの場合には、強度が問題となる。
【０００８】
また、ローラを支持するガイドベースは、ローラが組み込み易いものでなければ、組み立ての作業効率が悪いという問題が生じる。
【０００９】
そこで、この発明は、ローラとガイドベースとの組み立て性に優れ、高強度のチェーンガイド並びにそれを用いたチェーンテンショナ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、この発明は、無端状に架け渡されたチェーンと接触する複数のローラと、この複数のローラの支持軸の両端を支持する、チェーンの走行方向に沿って設けられるガイドベースとからなるチェーンガイドにおいて、前記ガイドベースが、チェーンの両側に沿って設けられる対向する側板部材と、この側板部材をつなぐ柱部材とを備え、前記側板部材の対向壁面に、前記支持軸の両端を支持する支持凹所を設け、この支持凹所が、前記チェーン側の端面に開口する挿入凹所と、この挿入凹所に連続し、前記支持軸の端部が嵌まる円弧形状の固定凹所からなり、前記ローラの支持軸の両端を、前記挿入凹所から前記固定凹所内に挿入して前記側板部材に支持し、この支持軸の支持凹所への挿入方向と平行に、側板部材をつなぐ柱部材の向きを揃えて形成したものである。
【００１１】
前記ガイドベースのチェーン走行面と反対側の面には、対向する側板部材をつなぐ底部材を形成することができる。
【００１２】
前記ガイドベースの側板部材の高さは、側板部材に支持されたローラの外径の高さよりも高く形成することが好ましい。
【００１３】
前記円弧形状の固定凹所の径は、前記支持軸の径より小さく形成し、前記支持軸を固定凹所に圧入固定し、支持軸の回転を抑制している。
【００１４】
前記挿入凹所と固定凹所とが連なる位置の挿入口の幅寸法は、円弧形状の固定凹所の径より小さく形成され、支持軸の抜け止めが図られている。
【００１５】
前記針状ころ軸受は、両端に内向きの鍔部を有する鋼製の外輪と、この外輪内に組込まれる保持器付きのころとからなるものを使用することができる。
【００１６】
前記鋼製の外輪は、プレス成形によって形成されるが、削り出し成形によって形成してもよい。
【００１７】
前記外輪の硬度は、高速で走行するチェーンが接触しても摩耗しにくいように、チェーンの硬度よりも高いものを使用することが好ましい。
【００１８】
前記外輪の母線形状は、チェーンとの点接触による局部高面圧を避けるために、太鼓状又はストレート形状が望ましい。
【００１９】
この発明に係るチェーンガイドを、無端状に架け渡されたチェーンの途中部分に、少なくとも２個配置し、一個のチェーンガイドを、一端側が回転軸によって支持され、他端側が押圧装置によって揺動してチェーンに張力を付与するように構成し、他の一個のチェーンガイドを、両端が固定されてチェーンに押し付けられるように構成することにより、メカニカルロスの少ない優れたチェーンテンショナ装置にすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明のチェーンガイドによれば、ガイドベースを構成する側板部材の対向壁面に設けた支持凹所に、ローラの支持軸を落とし込むように嵌め入れるだけで、ローラを側板部材の対向壁面間に支持することができるので、組立作業性が向上する。
【００２１】
また、ガイドベースは、チェーンの両側に沿って設けられる対向する側板部材と、この側板部材をつなぐ柱部材とを備えており、この側板部材をつなぐ柱部材の向きを、支持軸の支持凹所への挿入方向と平行に揃えて形成しているので、支持凹所と支持凹所間に設けられる柱部材を、太く形成することができ、ガイドベースの強度を高くすることができる。
【００２２】
すなわち、柱部材の向きが、支持軸の支持凹所への挿入方向と平行でないと、柱部材の太さを細くしなければ、支持凹所と支持凹所間に柱部材を配置することができない。
【００２３】
また、側板部材をつなぐ柱部材の向きを、支持軸の支持凹所への挿入方向と平行に揃えて形成することにより、金型の抜き方向を統一できるため、金型を安価に製造できる。
【００２４】
さらに、前記ガイドベースのチェーン走行面と反対側の面に、対向する側板部材をつなぐ底部材を形成することにより、ガイドベースの強度をより向上させることができる。
【００２５】
前記ガイドベースの側板部材の高さを、側板部材に支持されたローラの外径の高さよりも高く形成することにより、対向する側板部材の間にチェーンが嵌まった状態で走行するため、チェーンのガイドベースからの脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係るチェーンガイドの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のチェーンガイドをチェーン側から見た平面図である。
【図３】図１のチェーンガイドの正面図である。
【図４】図１のチェーンガイドからローラを取り除いた状態を示す平面図の実施形態を示す正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線の断面図である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】この発明に係るチェーンガイドの一実施形態を示す横断面図である。
【図８】この発明に係るチェーンガイドの他の実施形態を示す横断面図である。
【図９】この発明に係るチェーンガイドを使用するチェーンテンショナ装置の一例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００２８】
この発明の実施形態にかかるチェーンガイドは、例えば、エンジンの動弁駆動系のタイミングチェーンに張力を付与するために使用される。
【００２９】
タイミングチェーン１は、図９に示すように、クランク軸に取付けられるクランクスプロケット２と、動弁機構の第１カムシャフトに取り付けられる第１カムスプロケット３及び第２カムシャフトに取り付けられる第２カムスプロケット４の間に無端状に巻き掛けられている。
【００３０】
クランクスプロケット２と第１カムスプロケット３間、及びクランクスプロケット２と第２カムスプロケット４の間のタイミングチェーン１には、それぞれタイミングチェーン１が緩まないように第１チェーンガイド５ａと第２チェーンガイド５ｂを配設している。
【００３１】
第１チェーンガイド５ａは、長手方向の一端側が回転軸６によってエンジンに回転自在に支持され、他端側を押圧装置７によって揺動するように構成され、タイミングチェーン１に張力を付与している。
【００３２】
第２チェーンガイド５ｂは、長手方向の両端が取付け軸８によってエンジンに対して固定され、張力が付与されたタイミングチェーン１が弛まないように案内している。
【００３３】
第１チェーンガイド５ａと第２チェーンガイド５ｂは、第１チェーンガイド５ａが押圧装置７によって揺動するのに対し、第２チェーンガイド５ｂが揺動しないでエンジンに対して固定される点で相違するのみで、タイミングチェーン１を案内する基本構造は同一であるので、以下、チェーンガイド５と総称して説明することにする。なお、チェーンガイド５は、チェーンレバーとも称される。
【００３４】
チェーンガイド５は、無端状に架け渡されたタイミングチェーン１と接触する複数のローラ１２と、この複数のローラ１２の支持軸１３の両端を支持する、タイミングチェーン１の走行方向に沿って設けられるガイドベース９とからなる
【００３５】
ガイドベース９は、タイミングチェーン１に沿うように湾曲形状に形成された一対の側板部材９ａと、この側板部材９ａ間をつなぐ柱部材９ｂとからなる。
【００３６】
前記ガイドベース９のチェーン走行面と反対側の面には、対向する側板部材９ａをつなぐ底部材１０を形成している。
【００３７】
さらに、前記側板部材９ａの長手方向両端には、貫通孔１１が設けられている。この貫通孔１１に軸(図示しない)を挿入し、例えば、エンジンカバーの内壁に取り付けられる。
【００３８】
なお、前記第１チェーンガイド５ａのように、長手方向の一端側を回転軸によってエンジンに回転自在に支持し、他端側を押圧装置７によって揺動させて、タイミングチェーン１に張力を付与する場合には、側板部材９ａの貫通孔１１は、長手方向の一端側にのみ設ければよい。
【００３９】
第１チェーンガイド５ａを押圧する押圧装置７は、バネやネジにより押圧するメカニカル方式のものでも、油圧により押圧する油圧式でもよい。
【００４０】
前記一対の側板部材９ａは、幅方向に所定の間隔を有し、側板部材９間にタイミングチェーン１と接触する複数のローラ１２が配列される。このローラ１２の配列は、湾曲形状の側板部材９に対して、均一なピッチでもよいし、タイミングチェーン１の走行方向の入口側にローラ１２が多く配列されるように、ピッチを異ならせてもよい。また、前記ガイドベース９に支持されるローラ１２の配置が、単一円又は互いに接触する２つ以上の円の円周上に配置されるようにしてもよい。
【００４１】
側板部材９ａの対向壁面には、ローラ１２の支持軸１３の両端を支持する支持凹所１４が設けられている。
【００４２】
支持凹所１４は、図４、図５及び図６に示すように、前記タイミングチェーン１側の端面に開口する挿入凹所１４ａと、この挿入凹所１４ａに連続し、前記支持軸１３の端部が嵌まる円弧形状の固定凹所１４ｂとからなり、前記ローラ１２の支持軸１３の両端を、前記挿入凹所１４ａから前記固定凹所１４ｂ内に挿入して、前記側板部材９の両端を支持している。
【００４３】
前記支持凹所１４は、図５に示すように、側板部材９ａの湾曲形状に沿って複数配列され、支持凹所１４と支持凹所１４の間に柱部材９ｂが配置されている。
支持凹所１４と支持凹所１４の間に配置された柱部材９ｂの向き（図５に示す矢印Ｂ）は、支持軸１３の支持凹所１４への挿入方向（図５に示す矢印Ａ）と平行になるように揃えて形成されている。
このように柱部材９ｂの向きＢと、支持凹所１４の挿入方向の向きＡを統一することにより、成形型の抜き方向を統一できるので、成形型を安価に製造することができる。
【００４４】
前記挿入凹所１４ａは、図６の拡大図に示すように、開口部ａが広く、固定凹所１４ｂに至る位置まで徐々に狭くなって行くテーパ状に形成され、挿入凹所１４ａと固定凹所１４ｂとが連なる位置の挿入口ｂの幅寸法が、円弧形状の固定凹所１４ｂの径φより小さく形成されている。
【００４５】
前記円弧形状の固定凹所１４ｂの径φは、前記支持軸１３の径より小さく形成され、前記支持軸１３が固定凹所１４ｂに圧入固定されるようになっている。
【００４６】
また、この支持凹所１４は、図１及び図２に示すように、側板部材９ａに非貫通状態で形成されている。これにより、挿入された支持軸１３の軸方向の移動が規制されている。
【００４７】
前記側板部材９及び柱部材９ｂは、この実施形態では、例えば、ジアミノンブタンとアジピン酸の重縮合によるポリマーであるポリアミド（ＰＡ）４６やポリアミド（ＰＡ）６６を用いた樹脂成形により一体に成形される。また、機械的強度を増すために、ガラス繊維や炭素繊維をＰＡ４６、ＰＡ６６に複合させたものを用いることもできる。
【００４８】
側板部材９と柱部材９ｂを樹脂で形成することにより、軽量化が図れる。また、側板部材９と柱部材９ｂと形成する樹脂は、摩擦熱を放熱するために、高熱伝導性のものを用いることもできる。
【００４９】
なお、側板部材９と柱部材９ｂは、樹脂以外でも、例えば、アルミニウム、マグネシウムなどの軽金属を用いて鋳造やダイカストによって形成することもできる。
【００５０】
前記ローラ１２は、図７に示すように、前記支持軸１３と、タイミングチェーン１と接触する鋼製の外輪１２ａを有する針状ころ軸受とからなる。
【００５１】
前記針状ころ軸受は、両端に内向きの鍔部を有する鋼製の外輪１２ａと、この外輪１２ａ内に組込まれる保持器１２ｂ付きのころ１２ｃとからなるラジアル針状ころ軸受である。
【００５２】
タイミングチェーン１と接触する外輪１２ａは、鋼製であるので、高強度である。
【００５３】
また、鋼製の外輪１２ａの硬度は、タイミングチェーン１の硬度よりも高い方が摩耗を防止することができる。
【００５４】
外輪１２ａの材質としては、ＳＵＪ２、ＳＣＭ等、熱処理により硬化処理が行えるものを使用している。
【００５５】
外輪１２ａを熱処理によって硬化させる場合、硬化深さは０．０５μｍ以上あることが好ましい。
【００５６】
外輪１２ａの表面には、潤滑油の保持性能を向上させるために、微小な凹凸を形成してもよい。
【００５７】
また、外輪１２ａの表面は、窒化処理を施して強度を向上させてもよい。
【００５８】
前記外輪１２ａの表面の母線形状は、タイミングチェーン１との点接触による局部高面圧を避けるために、太鼓状又はストレート形状が望ましい。
【００５９】
前記外輪１２ａは、プレス成形あるいは削り出し成形によって形成することができる。
【００６０】
プレス成形によって外輪１２ａを形成する場合には、両端の内向きの鍔部は、保持器１２ｂところ１２ｃを組み込んだ後に、縁曲げ加工を行い、組立後に熱処理することが好ましい。
【００６１】
前記外輪１２ａの真円度は、２０μｍ以下が望ましい。
【００６２】
また、外輪１２ａの肉厚は、１ｍｍ以上が強度的に好ましい。
【００６３】
ころ１２ｃは、保持器１２ｂにより周方向に対して所定間隔に保持されている。保持器１２ｂとしては、柱部の形状がＶ型をしているＶ型保持器を使用している。保持器１２ｂを用いることにより、ころ１２ｃのスキューを防ぐとともに、ころ１２ｃの端面が外輪１２ａの鍔部と直接触れることを避け、また、側板部材９ａの摩耗を防ぐことができる。なお、保持器１２ｂを用いない総ころ構造の転がり軸受で構成してもよい。
【００６４】
次に、ローラ１２を対向する側板部材９ａに対して組み付けるには、まず、図５に示すように、支持軸１３の外周面に針状ころを設けたローラ１２を用意する。そして、ローラ１２の支持軸１３の両端を、側板部材９ａの対向壁面に形成した支持凹所の挿入凹所１４ａに臨ませて、挿入凹所１４ａ内に落とし込むことにより、挿入凹所１４ａから固定凹所１４ｂ内に挿入する。この実施形態では、開口部ａは広く、挿入凹所１４ａはテーパ状に形成されているので、支持軸１３を挿入する際には、容易に支持軸１３を開口部ａから挿入口ｂを経て円弧状の固定凹所１４ｂに案内することができる。
【００６５】
そして、前記の実施形態によれば、円弧状の固定凹所１４ｂの径φは、支持軸１３の径より小さく形成しているので、支持軸１３は圧入されて固定凹所１４ｂに取り付けられる。この結果、支持軸１３の回転を抑制することができる。また、固定凹所１４ｂに連なる挿入口ｂの幅は、円弧状の固定凹所１４ｂの径φより小さく形成されているので、挿入口ｂが支持軸１３の抜け止め機能をはたしている。更に、支持凹所１４は側板部材９ａを非貫通状態で形成されているので、挿入される支持軸１３の軸方向の移動を規制することができる。
【００６６】
次に、対向する側板部材９ａの支持凹所１４に、ローラ１２の支持軸１３を嵌め入れた状態で、図1、図３、図４及び図７に示すように、ローラ１２を構成する針状ころ軸の外輪１２ａが、側板部材９ａの端面よりも低い。
【００６７】
すなわち、対向する側板部材９ａの端面の高さを、ローラ１２の外径の高さよりも高くすることにより、走行するタイミングチェーン１が側板部材９ａの対向壁面から脱落することを防止することができる。
【００６８】
また、前記ローラ１２を構成する針状ころ軸の外輪１２ａと側板部材９ａの端面までの高さは、図７に示すように、タイミングチェーン１を構成するプレート１ａを連結する連結ピン１ｂの位置よりも低くすることが望ましい。外輪１２ａと側板部材９の端面までの高さｈが、タイミングチェーン１を構成するプレート１ａを連結する連結ピン１ｂの位置よりも高い位置にあると、連結ピン１ｂが側板部材９ａの対向壁面に当たるので、好ましくない。
【００６９】
次に、図８は、この発明の他の実施形態のチェーンガイド５を示す横断面図である。この実施形態につき、上述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。この実施形態では、図８に示すように、支持軸１３の中心部に油穴１５を設け、タイミングチェーン１と反対側の位置に油が排出される排出穴１５ａを設ける。そして、側板部材９に油穴１５と連なる穴１６を設ける。このように、油穴１５を設けることにより、軸受内部に油が供給できる。また、熱を逃がすこともできる。油穴１５の排出穴１５ａの方向は、上記のように、タイミングチェーン１と反対方向にするのが好ましく、これにより、軸受け内部へ油の供給がスムーズに行われる。さらに、油穴１５ａにより支持軸１３が中空になることにより、軽量化も図れる。
【００７０】
また、この発明の各実施形態のチェーンガイド５は、エンジンのタイミングチェーンの他、様々な駆動チェーンに張力を付与することができ、しかもメカニカルロスを低減することができる。
【００７１】
そして、この発明のチェーンガイド５を使用するチェーンテンショナ装置は、図９に示すように、一端の貫通孔１１に回転軸６を挿通し、他端側を押圧装置７によって揺動する第１チェーンガイド５ａと、両端が取付け軸８によってエンジンに対して固定した第２チェーンガイド５ｂとによって構成される。このチェーンテンショナ装置によれば、エンジンのタイミングチェーンのメカニカルロスの低減並びに軽量化が図られ、燃料消費率を向上させることができる。
【００７２】
なお、タイミングチェーン１は、ローラーチェーンでも、サイレントチェーンのいずれでも使用することができる。
【００７３】
また、以上の実施形態では、側板部材９と柱部材９ｂとを一体に形成した例を示したが、両者を分割して別体に形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
この発明によるチェーンガイドは、エンジンなど駆動チェーンに張力を与える機構において有効に利用される。
【符号の説明】
【００７５】
１  タイミングチェーン
２  クランクスプロケット
３  第１カムスプロケット
４  第２カムスプロケット
５  チェーンガイド
５ａ  第１チェーンガイド
５ｂ  第２チェーンガイド
６  回転軸
７  押圧装置
８  取付け軸
９  ガイドベース
９ａ  側板部材
９ｂ  柱部材
１０  底部材
１１  貫通孔
１２  ローラ
１２ａ  外輪
１２ｂ  保持器
１２ｃ  ころ
１３  支持軸
１４  支持凹所
１４ａ  挿入凹所
１４ｂ  固定凹所
１５  油穴
１５ａ  排出穴
１６  穴
【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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【図９】
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