(57)【要約】【課題】ガイド本体１６と摺接部２３とが融着されて一体化されたチェーンガイド１３，１４が、使用環境温度の変化により冷熱ショックを受けてもガイド本体１６の摺接部２３との界面の応力を低減して、チェーンガイド１３，１４の作動安定性や信頼性の向上を図る。【解決手段】摺接部２３の厚さｄ２をガイド本体１６における支持部１９の厚さｄ１よりも小さくする。また、摺接部２３四周の各隅角部２３ａを摺接部の厚さ方向から見た平面視で円弧面とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェーンに摺接して該チェーンを案内するようにしたチェーンガイドにおいて、
略板状の支持部を有する１次樹脂からなるガイド本体と、
上記ガイド本体の支持部に成形により融着されて一体化され、チェーンに摺接する２次樹脂からなる板状の摺接部とを備え、
上記摺接部の厚さが支持部の厚さよりも小さいことを特徴とするチェーンガイド。
【請求項２】
チェーンに摺接して該チェーンを案内するようにしたチェーンガイドにおいて、
略板状の支持部を有する１次樹脂からなるガイド本体と、
上記ガイド本体の支持部に成形により融着されて一体化され、チェーンに摺接する２次樹脂からなる板状の摺接部とを備え、
上記摺接部の隅角部は摺接部の厚さ方向から見た平面視で円弧面とされていることを特徴とするチェーンガイド。
【請求項３】
請求項１のチェーンガイドにおいて、
摺接部の隅角部は摺接部の厚さ方向から見た平面視で円弧面とされていることを特徴とするチェーンガイド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つのチェーンガイドにおいて、
摺接部の２次樹脂の線膨張係数又は成形収縮率は、ガイド本体の１次樹脂の１倍以上でかつ５倍以下であることを特徴とするチェーンガイド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つのチェーンガイドにおいて、
エンジンのカム軸駆動機構のチェーンに摺接して該チェーンを案内するように構成されていることを特徴とするチェーンガイド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェーンに摺接してそれを案内するチェーンガイドに関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のチェーンガイドとして、例えば特許文献１や特許文献２に開示されたものが知られており、このチェーンガイドは、例えばＯＨＣエンジンのカム軸駆動機構等のチェーン伝動機構におけるスプロケット間のチェーンに押し付けられて、その振動を抑制するために用いられる。
【０００３】
そして、上記特許文献１には、略板状の支持部を有する樹脂からなる補強部をなすガイド本体と、このガイド本体とは仕様の異なる樹脂からなり、チェーンに摺接する板状の摺接部とを備え、この摺接部をガイド本体の支持部に蟻溝結合等により一体的に連結するようになされている。
【０００４】
一方、特許文献２には、上記のガイド本体と摺接部とを成形により部分的又は全体で溶融接合して一体化することが提案されている。
【０００５】
つまり、摺接部に用いられる樹脂材料は耐摩耗性を要するために高価であり、この高価な樹脂材料を摺接部のみに少量使用し、他の大半部は安価な樹脂を用いるようにしており、このことで、耐摩耗性と高強度特性とを併せ持つ単一の樹脂材料を使用してチェーンガイドを成形する場合のようにコストが高くなることもなく、チェーンガイドのコストダウンを図ることができる。
【０００６】
そして、上記従来の特許文献２のように、ガイド本体と摺接部とを成形により溶融接合して一体化する場合、まず、成形型において１次樹脂によりガイド本体を成形した後、引き続いて２次樹脂により摺接部を成形し、その摺接部の２次樹脂が１次樹脂の表面を溶融しながら成形されることで、摺接部をガイド本体に融着一体化するようにしている（２色成形）。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３―２４３４２５号公報
【特許文献２】
特開２００１―３２３９７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなガイド本体と摺接部とが融着されて一体化されたチェーンガイドが例えば上記ＯＨＣエンジンのカム軸駆動機構に用いられた場合、その使用環境温度が例えば−４０℃から１５０℃までの広い温度範囲で変化するので、この温度変化によりチェーンガイドが冷熱ショックを受け、１次及び２次樹脂の線膨張係数（又は成形収縮率）に差があると、ガイド本体の摺接部との界面（特に外周部の隅角部や長さ方向端部）で応力が集中し、冷熱ショックの繰返しに伴って疲労破壊に至るという問題が生じる。
【０００９】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記の如きガイド本体と摺接部とが融着されて一体化されたチェーンガイドにおいて、その構造に改良を加えることにより、使用環境温度の変化によりチェーンガイドが冷熱ショックを受けてもガイド本体の摺接部との界面の応力を低減して、チェーンガイドの作動安定性や信頼性の向上を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、摺接部の厚さをガイド本体よりも薄くするか、摺接部の隅角部を円弧面に形成するようにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明では、チェーンに摺接して該チェーンを案内するようにしたチェーンガイドにおいて、略板状の支持部を有する１次樹脂からなるガイド本体と、このガイド本体の支持部に成形により融着されて一体化され、チェーンに摺接する２次樹脂からなる板状の摺接部とを備え、上記摺接部の厚さが支持部の厚さよりも小さいことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によると、摺接部の厚さが支持部の厚さよりも小さいので、摺接部の絶対収縮量が小さくなり、使用環境温度が例えば−４０℃から１５０℃までの広い温度範囲で変化してチェーンガイドが冷熱ショックを受けても、ガイド本体の摺接部との界面、特にその隅角部及び長さ方向の端部での応力を低減でき、冷熱ショックの繰返しに伴って疲労破壊に至ることはなく、チェーンガイドの作動安定性や信頼性を向上させることができる。
【００１３】
請求項２の発明では、チェーンに摺接して該チェーンを案内するようにしたチェーンガイドにおいて、略板状の支持部を有する１次樹脂からなるガイド本体と、このガイド本体の支持部に成形により融着されて一体化され、チェーンに摺接する２次樹脂からなる板状の摺接部とを備え、上記摺接部の隅角部は摺接部の厚さ方向から見た平面視で円弧面とされていることを特徴とする。
【００１４】
このことで、摺接部の隅角部は円弧面であるので、その応力が分散され、使用環境温度が広い温度範囲で変化してチェーンガイドが冷熱ショックを受けても、ガイド本体の摺接部との界面での応力を低減して、冷熱ショックの繰返しに伴って疲労破壊に至ることはなく、チェーンガイドの作動安定性や信頼性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３の発明では、上記請求項１の発明において、請求項２の発明と同様に、摺接部の隅角部を摺接部の厚さ方向から見た平面視で円弧面とする。このことで、請求項１及び２の発明の作用効果が相乗的に得られ、チェーンガイドの作動安定性や信頼性をさらに向上させることができる。
【００１６】
請求項４の発明では、上記摺接部の２次樹脂の線膨張係数又は成形収縮率は、ガイド本体の１次樹脂の１倍以上でかつ５倍以下とする。すなわち、この摺接部の２次樹脂の線膨張係数又は成形収縮率がガイド本体の１次樹脂の１倍未満か５倍を越えると、有効な効果が期待できないので、１倍以上でかつ５倍以下とされている。
【００１７】
このことで、摺接部の２次樹脂とガイド本体の１次樹脂との間の線膨張係数の差又は成形収縮率の差が小さくなり、使用環境温度が例えば−４０℃から１５０℃までの広い温度範囲で変化してチェーンガイドが冷熱ショックを受けても、ガイド本体の摺接部との界面で発生する応力が小さくなり、チェーンガイドの作動安定性や信頼性をより一層向上させることができる。
【００１８】
請求項５の発明では、チェーンガイドは、エンジンのカム軸駆動機構のチェーンに摺接して該チェーンを案内するものとする。このことで、本発明の効果が有効に発揮されるのに最適なチェーンガイドが得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図８はチェーン伝動機構としてのエンジンのカム軸駆動機構を示し、１はＤＯＨＣエンジン（尚、ＯＨＣエンジンであってもよい）の下部に配置されたクランク軸、２，３はエンジンの上部にクランク軸１と平行に配置されたカム軸であって、上記クランク軸１にはクランクスプロケット５が、また各カム軸２，３にはカムスプロケット６，７がそれぞれ回転一体に取り付けられ、これら３つのスプロケット５，６，７にはチェーン８が巻き掛けられており、カム軸２，３をクランク軸１によりその半分の回転数で同期して回転駆動するようにしている。
【００２０】
上記クランクスプロケット５と各カムスプロケット６，７との間のチェーン８に摺接して該チェーン８を案内する本発明の実施形態に係る第１及び第２の２つのチェーンガイド１３，１４が設けられ、第１チェーンガイド１３はクランクスプロケット５と各カムスプロケット６，７との間のチェーン８の張り側スパン８ａに、また第２チェーンガイド１４は同緩み側スパン８ｂにそれぞれ摺接している。第１チェーンガイド１３は移動不能に固定されているが、第２チェーンガイド１４の上端部（カムスプロケット７側）は支持軸１０により揺動可能に支持され、この第２チェーンガイド１４の下端部には油圧シリンダ１１が駆動連結されており、この油圧シリンダ１１により第２チェーンガイド１４を支持軸１０回りに図８で反時計回り方向に回動させることで、チェーン８の緩み側スパン８ｂを押圧するようにしている。つまり、第２チェーンガイド１４はチェーンテンショナとしての機能を有する。
【００２１】
上記第１及び第２チェーンガイド１３，１４の基本構造はいずれも同じであり、ここでは第２チェーンガイド１４について説明し、第１チェーンガイド１３については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。すなわち、第２チェーンガイド１４は、図１〜図７に示すように、ガラス繊維を混入したＭＸＤ６ナイロン（ＭＰ６ナイロン）等の１次樹脂からなるガイド本体１６と、４６ナイロン（ＰＡ４６）等の２次樹脂からなる略板状の摺接部２３とで構成され、ガイド本体１６は摺接部２３を補強するための補強部をなしている。そして、このチェーンガイド１４を成形してガイド本体１６と摺接部２３とを融着一体化する場合、まず、成形型において１次樹脂によりガイド本体１６を成形した後、引き続いて２次樹脂により摺接部２３を成形し、その摺接部２３の２次樹脂が１次樹脂の表面を溶融しながら成形されることで、摺接部２３をガイド本体１６に融着一体化する２色成形が行われる。
【００２２】
上記ガイド本体１６の一端部（上端部）にはボス部１７が一体に形成され、このボス部１７には上記支持軸１０を挿通させる軸孔１８が貫通形成されている。また、ガイド本体１６の一側部にはチェーン８の回行面に沿って円弧状に延びる平板状の支持部１９が一体に形成されている。尚、ガイド本体１６の他端部（下端部）に上記油圧シリンダ１１が駆動連結される。また、２０，２０，…はガイド本体１６の軽量化のためにその表面、裏面又は表裏面の双方に形成された凹部である。
【００２３】
一方、上記摺接部２３はその裏面にて上記ガイド本体１６の支持部１９表面に融着されて一体化されていて、チェーン８の回行面に沿って延びる曲率半径Ｒの円弧状に形成されている。この摺接部２３の表面には摺接部２３の長さ方向に延びる断面矩形状の凹溝２４が形成されており、この凹溝２４内でチェーン８が凹溝２４の主に底面に摺接しながら走行するようになっている。
【００２４】
本発明の特徴として、図１、図３〜図６に示すように、上記凹溝２４底部における摺接部２３の厚さｄ２はガイド本体１６の支持部１９の厚さｄ１（＞ｄ２）よりも小さくされている。
【００２５】
また、図７に拡大して示すように、上記平板状の摺接部２３の四周の隅角部２３ａ，２３ａ，…（コーナ部）は平面視でつまり摺接部の厚さ方向から見て円弧面とされている。この各隅角部２３ａの円弧面の曲率半径ｒは１ｍｍ以上（ｒ≧１ｍｍ）であることが望ましい。
【００２６】
さらに、上記摺接部２３の２次樹脂の線膨張係数（成形収縮率であってもよい）は、ガイド本体１６の１次樹脂の１倍以上でかつ５倍以下とされている。例えば、ガイド本体１６の１次樹脂の線膨張係数は２×１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃とするのに対し、摺接部２３の２次樹脂の線膨張係数は８×１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃とする（この場合は４倍）。
【００２７】
したがって、上記実施形態においては、エンジンの状態が停止状態と運転状態との間で変化したとき、これに伴いチェーンガイド１３，１４の使用環境温度が例えば−４０℃から１５０℃までの広い温度範囲で変化して、チェーンガイド１３，１４が冷熱ショックを受けるが、各チェーンガイド１３，１４の摺接部２３のうち凹溝２４底部での厚さｄ２はガイド本体１６の支持部１９の厚さｄ１よりも小さいので、その摺接部２３の絶対収縮量が小さくなる。このため、各チェーンガイド１３，１４が上記冷熱ショックを受けたとしても、ガイド本体１６の摺接部２３との界面（支持部１９の表面）での応力を低減することができる。しかも、チェーンガイド１３，１４の上記摺接部２３四周の各隅角部２３ａは円弧面であるので、その応力が分散され、上記ガイド本体１６の摺接部２３との界面での応力をさらに低減することができる。これらにより、冷熱ショックの繰返しに伴ってチェーンガイド１３，１４が疲労破壊に至ることはなく、チェーンガイド１３，１４の作動安定性や信頼性を向上させることができる。
【００２８】
また、上記摺接部２３の２次樹脂の線膨張係数（又は成形収縮率）は、ガイド本体１６の１次樹脂の１倍以上でかつ５倍以下であるので、摺接部２３の２次樹脂とガイド本体１６の１次樹脂との間の線膨張係数（又は成形収縮率）の差が小さくなり、上記冷熱ショックをチェーンガイド１３，１４が受けても、ガイド本体１６の摺接部２３との界面で発生する応力自体が小さくなり、チェーンガイド１３，１４の作動安定性や信頼性をより一層向上させることができる。
【００２９】
尚、上記実施形態は、エンジンのカム軸駆動機構に適用した例であるが、本発明はその他のチェーン伝動機構にも適用できるのは勿論のことである。
【００３０】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。本発明者は、チェーンガイドのモデルとして、図９及び図１０に示すように、ガイド本体１６（支持部１９）の表面に摺接部２３を融着一体化した単純化したＦＥＭ解析用基本モデルを作り、この基本モデルにおいて、▲１▼摺接部２３の円弧長さＬ（チェーン回行面に沿う方向の長さ）、▲２▼摺接部２３の円弧曲率半径Ｒ、▲３▼摺接部２３四周の各隅角部２３ａの曲率半径ｒ、及び▲４▼摺接部２３の厚さｄ２とガイド本体１６の厚さｄ１（＝４ｍｍ）との比ｄ２／ｄ１の各々を下記表１に示すように変量させ、サンプル１〜８とした。尚、ガイド本体１６はガラス繊維を３０％混入したＭＸＤ６ナイロン（商品名：レニー１００２ＨＳ）で、その線膨張係数は２×１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃である一方、摺接部２３は４６ナイロン（商品名：スタニールＴＷ３００）で、その線膨張係数は８×１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃である。また、冷熱ショックの条件は温度差１５０℃である。
【００３１】
【表１】
2004150551.tif 000003
【００３２】
そして、このようなサンプル１〜８について、図１１に示すようにガイド本体１６の摺接部２３との界面において、その側部Ａ、四周の各隅角部Ｂ、長さ方向端部Ｃ、及び表面Ｄ（界面の中央部）にそれぞれ作用する応力の変化をＦＥＭ解析により求め、上記４種類の変量値Ｌ，Ｒ，ｒ，ｄ２／ｄ１が応力に及ぼす影響を調べた。その結果を下記表２及び図１２〜図１５に示す。表２中の下段は、サンプル４の応力を「１」としたときの指数である。図１２は摺接部２３の円弧長さＬが応力に及ぼす影響を、また図１３は摺接部２３の曲率半径Ｒが応力に及ぼす影響を、さらに図１４は摺接部２３の四周の各隅角部２３ａの曲率半径ｒが応力に及ぼす影響、さらにまた図１５は摺接部２３及びガイド本体１６の支持部１９の厚さの比ｄ２／ｄ１が応力に及ぼす影響をそれぞれ示している。
【００３３】
【表２】
2004150551.tif 000004
【００３４】
この表２におけるサンプル１〜３及び図１２、図１３を見ると、摺接部２３の円弧長さＬ及び曲率半径Ｒがそれぞれ変化しても、ガイド本体１６の摺接部２３との界面における側部Ａ、隅角部Ｂ、長さ方向端部Ｃ及び表面Ｄにそれぞれ作用する応力は大きく変わらず（摺接部２３の曲率半径Ｒの減少変化に応じて側部Ａのみが大きく減少変化している）、これらの応力に及ぼす影響は殆どないか少ない。
【００３５】
これに対し、表２におけるサンプル４〜６及び図１４の結果から、摺接部２３四周の各隅角部２３ａの曲率半径ｒが増大変化したとき、ガイド本体１６の摺接部２３との界面における側部Ａに作用する応力は上昇しているものの、各隅角部Ｂと長さ方向端部Ｃとにそれぞれ作用する応力は低下し、ｒ≧１ｍｍで効果がある。そして、この隅角部Ｂと端部Ｃとはいずれも摺接部２３との界面の外周部であって冷熱ショックの繰返しに伴って疲労破壊に至る際の起点となる部分であり、この部分に対する応力を低下させることで、有効な効果が得られる。つまり、本発明のように、摺接部２３四周の各隅角部２３ａを円弧面とすれば、ガイド本体１６の摺接部２３との界面における各隅角部Ｂ及び長さ方向端部Ｃにそれぞれ作用する応力を低減して冷熱ショックに対する疲労破壊を抑制し、チェーンガイドの作動安定性や信頼性を向上できることが判る。
【００３６】
また、表２におけるサンプル４，７，８及び図１５の結果を見ると、摺接部２３の厚さｄ２とガイド本体１６の厚さｄ１との比ｄ２／ｄ１が１未満（ｄ１＞ｄ２）となると、ガイド本体１６の摺接部２３との界面における側部Ａ、各隅角部Ｂ、長さ方向端部Ｃ及び表面Ｄにそれぞれ作用する応力はいずれも低下している。このことから、本発明のように、摺接部２３の厚さｄ２を支持部１９の厚さｄ１よりも小さくすることで、ガイド本体１６の摺接部２３との界面に作用する応力を低減して冷熱ショックに対する疲労破壊を抑制し、チェーンガイドの作動安定性や信頼性の向上に有効な効果が得られることが判る。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明した如く、請求項１の発明では、１次樹脂からなるガイド本体と、このガイド本体の支持部に成形により融着されて一体化され、チェーンに摺接する２次樹脂からなる摺接部とを備えたチェーンガイドに対し、その摺接部の厚さを支持部の厚さよりも小さくした。また、請求項２の発明では、同様のチェーンガイドにおける摺接部の隅角部を摺接部の厚さ方向から見た平面視で円弧面とした。さらに、請求項３の発明では、請求項１の発明のチェーンガイドにおける摺接部の隅角部を摺接部の厚さ方向から見た平面視で円弧面とした。従って、これら発明によれば、使用環境温度が例えば−４０℃から１５０℃までの広い温度範囲で変化してチェーンガイドが冷熱ショックを受けても、ガイド本体の摺接部との界面での応力を低減でき、チェーンガイドの作動安定性や信頼性の向上を図ることができる。
【００３８】
請求項４の発明によると、摺接部の２次樹脂の線膨張係数又は成形収縮率を、ガイド本体の１次樹脂の１倍以上でかつ５倍以下としたことにより、摺接部の２次樹脂とガイド本体の１次樹脂との間の線膨張係数の差又は成形収縮率の差を小さくして、チェーンガイドが冷熱ショックを受けたときのガイド本体の摺接部との界面で発生する応力を低減でき、チェーンガイドの作動安定性や信頼性のより一層の向上を図ることができる。
【００３９】
請求項５の発明によると、チェーンガイドは、エンジンのカム軸駆動機構のチェーンに摺接してチェーンを案内するものとしたことにより、本発明の効果が有効に発揮されるのに最適なチェーンガイドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るチェーンガイドの全体構成を示す正面図である。
【図２】チェーンガイドの平面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線拡大断面図である。
【図７】図１のＶＩＩ方向拡大矢視図である。
【図８】ＤＯＨＣエンジンのカム軸駆動機構を概略的に示す図である。
【図９】冷熱条件で発生する応力を調べるためのチェーンガイドの基本モデルを示す正面図である。
【図１０】チェーンガイドの基本モデルを示す側面図である。
【図１１】チェーンガイドの基本モデルにおいてガイド本体の支持部における摺接部との界面を示す平面図である。
【図１２】チェーンガイドの摺接部の円弧長さが応力に及ぼす影響を示す特性図である。
【図１３】チェーンガイドの摺接部の曲率半径が応力に及ぼす影響を示す特性図である。
【図１４】チェーンガイドの摺接部における隅角部の曲率半径が応力に及ぼす影響を示す特性図である。
【図１５】チェーンガイドの摺接部及びガイド本体の支持部の厚さの比が応力に及ぼす影響を示す特性図である。
【符号の説明】
１  クランク軸
２  カム軸
３  カム軸
８  チェーン
１３  第１チェーンガイド
１４  第２チェーンガイド
１６  ガイド本体
１９  支持部
２３  摺接部
２３ａ  隅角部
ｄ１  支持部の厚さ
ｄ２  摺接部の厚さ
ｒ  摺接部の隅角部曲率半径
【図１】
2004150551.tif 000005
【図２】
2004150551.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004150551.tif 000009
【図６】
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【図７】
2004150551.tif 000011
【図８】
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【図９】
2004150551.tif 000013
【図１０】
2004150551.tif 000014
【図１１】
2004150551.tif 000015
【図１２】
2004150551.tif 000016
【図１３】
2004150551.tif 000017
【図１４】
2004150551.tif 000018
【図１５】
2004150551.tif 000019