(57)【要約】【課題】ガイド面に著しく摩耗する境界部分が存在せず、チェーンに過剰な負荷を与えたり、チェーンとガイド面の間に大きな面圧を与えることのないチェーン用ガイドを提供すること。【解決手段】チェーンに摺動接触するガイド面を備えたチェーン用ガイドにおいて、ガイド面が、チェーン側に凸状でその断面曲率半径が３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に変化するように構成されていること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェーン走行方向に沿って形成されたガイド本体と、該ガイド本体のチェーン側にチェーンに摺動接触するガイド面を備えたチェーン用ガイドにおいて、
前記ガイド面が、チェーン側に凸状で断面曲率半径が３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に変化するように構成されていることを特徴とするチェーン用ガイド。
【請求項２】
前記ガイド面が、前記チェーンに摺動接触する進入から離脱までの全域とその延長部分にわたって断面曲率半径が連続的に変化するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチェーン用ガイド。
【請求項３】
前記ガイド面が、前記ガイド面の長手方向の一端部側から他端部に向けて断面曲率半径が連続的に小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチェーン用ガイド。
【請求項４】
前記ガイド面が、長手方向の中間部に断面曲率半径が最も小さくなる最小点を有し、該最小点から両端部に向けて断面曲率半径が連続的に大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチェーン用ガイド。
【請求項５】
前記ガイド面が、長手方向の中間部に断面曲率半径が最も大きくなる最大点を有し、該最大点から両端部に向けて断面曲率半径が連続的に小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチェーン用ガイド。
【請求項６】
前記ガイド本体が、端部を回動自在に支持されて前記チェーン側に揺動可能なレバー状に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のチェーン用ガイド。
【請求項７】
前記ガイド本体が、固定的に支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のチェーン用ガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェーン走行方向に沿って形成されたガイド本体と、該ガイド本体のチェーン側にチェーンに摺動接触するガイド面を備え、チェーンを摺接状態で走行案内したり摺接状態で緊張させるチェーン用ガイドに関し、特にチェーン用ガイドにおけるチェーンに摺動接触するガイド面の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、チェーン走行方向に沿って形成されたガイド本体と、該ガイド本体のチェーン側にチェーンに摺動接触するガイド面を備えたチェーン用ガイドにおいて、チェーンのガイド面への円滑な進入および離脱のためのガイド面の形状として、ガイド面のチェーン進入および離脱部分付近の断面曲率半径を小さくしたものが知られている。
【０００３】
内燃機関の動弁装置の駆動等に用いられるタイミングシステム５００における例で説明すると、図５に示すように、タイミングチェーン５０１に適度の張力を発生させるために、タイミングチェーン５０１の弛み側スパンの揺動可能なチェーン用ガイドであるチェーンテンショナアーム５１０がテンショナ５１５とともに配設され、タイミングチェーン５０１の走行をガイドするために、タイミングチェーン５０１の張り側スパンに固定されたチェーン用ガイドである固定ガイド５２０が配設されている。
【０００４】
これらのチェーンテンショナアーム５１０および固定ガイド５２０のガイド面５１１、５２１は、図６に示すように、大きな曲率半径を有する円弧状の（または略直線状の）第１の面５１２、５２２と、その両端に形成され、チェーンテンショナアーム５１０または固定ガイド５２０の各端部に第１の面５１２、５２２を滑らかに接続するための小さな曲率半径ｒを有する円弧状の第２の面５１３、５２３とから構成されて、運転時において、チェーン５０１がチェーンテンショナアーム５１０または固定ガイド５２０のガイド面５１１、５２１上を走行する際には、チェーン５０１は、まず、ガイド面５１１、５２１の第２の面５１３、５２３に進入し、次にガイド面５１１、５２１の第１の面５１２、５２２上を走行した後、ガイド面５１１、５２１の前記第２の面５１３、５２３と逆側に配置された第２の面５１３、５２３を通って、ガイド面５１１、５２１から離脱する。
【０００５】
このような構造の場合、チェーン５０１はガイド面５１１、５２１の第１の面５１２、５２２とその両端の第２の面５１３、５２３との境界部分５１４、５２４に強く接触するとともに、曲率半径が急激に変化することで急激な反力の変化を受けることとなり、タイミングシステム５００のフリクションロスが増加したり、前記境界部分５１４、５２４が著しく摩耗したり、チェーン５０１に過剰な負荷を与えるという問題があった。
【０００６】
このような問題に対処するため、前記第１の面とその両端の第２の面との境界部分にクロソイド曲線からなる接続面を挿入し、曲率半径を当該接続面で連続的に変化させたチェーン用ガイドが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このチェーン用ガイドのガイド面は、図７に示すように、ガイド面の大部分の領域にわたって延在する略直線状または円弧状の第１の面６１２と、チェーン６０１の進入側に形成され、第１の面６１２の曲率半径よりも小さな曲率半径を有する円弧状の第２の面６１３と、第１の面６１２および第２の面６１３の間に配置され、第１の面６１２および第２の面６１３を接続するクロソイド曲線からなる接続面６１４とから構成されている。
【０００８】
このように構成されるチェーン用ガイドにおいては、チェーン６００がチェーン用ガイドのガイド面上を走行する際には、チェーン６０１は、まず、ガイド面において第２の面６１３に進入し、次に接続面６１４上を通ってから、ガイド面の第１の面６１２上を走行し、その後、ガイド面の逆側に配置された第２の面６１３（図示せず）を通って、ガイド面上から離脱する。
【０００９】
このように、チェーン６０１がガイド面に進入する際に、クロソイド曲線からなる接続面６１４上をチェーン６０１が通るので、チェーン６０１がガイド面にスムーズに進入でき、上記問題を軽減するものである。
【特許文献１】特開２００７−６４３６９号公報（第５乃至７頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来のチェーン用ガイドのガイド面は、クロソイド曲線からなる接続面が第１の面とその両端の第２の面との境界部分のみの短区間であり、その短区間で曲率半径が急激に変化するため、多少は上記問題点が緩和されるものの、依然としてフリクションロスが増加したり、境界部分が著しく摩耗したり、チェーンに過剰な負荷を与えるという問題があり、また、チェーンの伸びに伴う揺動やチェーン用ガイドの位置設定の変更等によりガイド面へのチェーンの進入位置あるいは離脱位置が移動した場合に上記問題点の緩和がさらに困難となるという問題があった。
【００１１】
さらに、クロソイド曲線と第１の面及び第２の面の接続点においては曲率半径変化率が急激に変化する（クロソイド曲線は曲率半径変化率がゼロとなることはない）ため、該接続点において反力の急激な変化は不可避であり、該接続点が著しく摩耗したりチェーンに過剰な負荷を与えるという問題があり、また、クロソイド曲線の曲率半径変化はチェーンの移動距離に対し単純反比例であるため、曲率半径の大きな部分では必要以上に変化を与えることとなり、特にチェーンが高速で走行する場合にはクロソイド曲線部分においてもチェーンに過剰な負荷を与えるとともに、チェーン用ガイドに大きな面圧を与えるという問題があった。
【００１２】
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、チェーンが高速に走行してもフリクションロスが少なく、著しく摩耗する境界部分が存在せず、かつ、チェーンに過剰な負荷を与えたりチェーン用ガイドに大きな面圧を与えることがなく、ガイド面へのチェーンの進入位置あるいは離脱位置を問わないチェーン用ガイドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本請求項１に係る発明は、チェーン走行方向に沿って形成されたガイド本体と、該ガイド本体のチェーン側にチェーンに摺動接触するガイド面を備えたチェーン用ガイドにおいて、前記ガイド面が、チェーン側に凸状で断面曲率半径が３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に変化するように構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
【００１４】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載されたチェーン用ガイドの構成に加えて、前記ガイド面が、前記チェーンに摺動接触する進入から離脱までの全域とその延長部分にわたって断面曲率半径が連続的に変化するように構成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１５】
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたチェーン用ガイドの構成に加えて、前記ガイド面が、前記ガイド面の長手方向の一端部側から他端部に向けて断面曲率半径が連続的に小さくなるように構成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１６】
本請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたチェーン用ガイドの構成に加えて、前記ガイド面が、長手方向の中間部に断面曲率半径が最も小さくなる最小点を有し、該最小点から両端部に向けて断面曲率半径が連続的に大きくなるように構成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１７】
本請求項５に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたチェーン用ガイドの構成に加えて、前記ガイド面が、長手方向の中間部に断面曲率半径が最も大きくなる最大点を有し、該最大点から両端部に向けて断面曲率半径が連続的に小さくなるように構成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１８】
本請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載されたチェーン用ガイドの構成に加えて、前記ガイド本体が、端部を回動自在に支持されて前記チェーン側に揺動可能なレバー状に構成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１９】
本請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載されたチェーン用ガイドの構成に加えて、前記ガイド本体が、固定的に支持されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本請求項１に係る発明のチェーン用ガイドは、チェーン走行方向に沿って形成されたガイド本体と、該ガイド本体のチェーン側にチェーンに摺動接触するガイド面を備えたチェーン用ガイドにおいて、前記ガイド面が、チェーン側に凸状で断面曲率半径が３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に変化するように構成されていることによって、曲率半径変化率が急激に変化することがないため、チェーンが高速に走行してもフリクションロスが少なく、著しく摩耗する境界部分が存在せず、３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いることで、極めて大きな曲率半径の部分でも滑らかに連続させることができるため、チェーンに過剰な負荷を与えたりチェーン用ガイドに大きな面圧を与えることがない。
【００２１】
そして、本請求項２に係る発明のチェーン用ガイドは、請求項１に係るチェーン用ガイドが奏する効果に加えて、前記ガイド面が、前記チェーンに摺動接触する進入から離脱までの全域とその延長部分にわたって断面曲率半径が連続的に変化するように構成されていることによりことにより、チェーン用ガイドの位置・姿勢の変化やチェーンの振動等でチェーンの進入・離脱位置が変化しても常に断面曲率半径が連続的に変化している部分で滑らかにガイドすることができる。
【００２２】
また、本請求項３に係る発明のチェーン用ガイドは、請求項１または請求項２に係るチェーン用ガイドが奏する効果に加えて、前記ガイド面が、前記ガイド面の長手方向の一端部側から他端部に向けて断面曲率半径が連続的に小さくなるように構成されていることにより、他端部においてチェーンの進入位置が大きく変化しても、常に断面曲率半径が連続的に変化している部分で滑らかにガイドすることができる。
【００２３】
また、本請求項４に係る発明のチェーン用ガイドは、請求項１または請求項２に係るチェーン用ガイドが奏する効果に加えて、前記ガイド面が、長手方向の中間部に断面曲率半径が最も小さくなる最小点を有し、該最小点から両端部に向けて断面曲率半径が連続的に大きくなるように構成されていることにより、チェーンの走行方向を大きく変化させる場合においても、面圧の変化は滑らかとなりチェーンを滑らかにガイドすることができる。
【００２４】
また、本請求項５に係る発明のチェーン用ガイドは、請求項１または請求項２に係るチェーン用ガイドが奏する効果に加えて、前記ガイド面が、長手方向の中間部に断面曲率半径が最も大きくなる最大点を有し、該最大点から両端部に向けて断面曲率半径が連続的に小さくなるように構成されていることにより、チェーンの走行方向をほとんど変化させない場合において、面圧の変化は滑らかとなりチェーンを滑らかにガイドすることができるとともに、チェーンの振動等による進入・離脱位置の微妙な変化に対して常に断面曲率半径が連続的に変化している部分で滑らかにガイドすることができる。
【００２５】
また、本請求項６に係る発明のチェーン用ガイドは、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに係るチェーン用ガイドが奏する効果に加えて、前記ガイド本体が、端部を回動自在に支持されて前記チェーン側に揺動可能なレバー状に構成されていることにより、チェーンの伸びに追随して揺動させることができるため、チェーンのテンションを一定に保つチェーンテンショナアームとして使用することができる。
【００２６】
また、本請求項７に係る発明のチェーン用ガイドは、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに係るチェーン用ガイドが奏する効果に加えて、前記ガイド本体が、固定的に支持されていることにより、チェーンの方向を大きく変化させたり、走行振動等を防止する固定ガイドとして使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のチェーン用ガイドは、チェーン走行方向に沿って形成されたガイド本体と、該ガイド本体のチェーン側にチェーンに摺動接触するガイド面を備えたチェーン用ガイドにおいて、前記ガイド面が、チェーン側に凸状で断面曲率半径が３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に変化するように構成されて、チェーンが高速に走行してもフリクションロスが少なく、著しく摩耗する境界部分が存在せず、かつ、チェーンに過剰な負荷を与えたりチェーン用ガイドに大きな面圧を与えることがなく、ガイド面へのチェーンの進入位置あるいは離脱位置を問わないという効果を発揮するものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００２８】
すなわち、本発明のチェーン用ガイドのガイド面は、ガイド本体と一体のものであっても良く、別体として分離交換可能としても良い。
そして、該ガイド面の具体的な材料については、摺動摩擦が少なく、かつ、耐久性の高いものを用いるのが好ましい。
【００２９】
また、本発明で用いるガイド本体の具体的な材料については、剛性が高く、かつ、軽量のものを用いるのが好ましく、例えば、アルミニウム合金のようなものであっても良く、樹脂製のものであっても良い。
【実施例】
【００３０】
以下に、本発明の実施例であるチェーン用ガイドについて図面を基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施例であるチェーン用ガイドの側面図であり、図２は、本発明の第２実施例であるチェーン用ガイドの側面図であり、図３は、本発明の第３実施例であるチェーン用ガイドの使用形態図であり、図４は、本発明の第３実施例であるチェーン用ガイドの側面図である。
【００３１】
本発明の第１実施例であるチェーン用ガイド１１０は、図１に示すように、一方の端部に回動自在に支持される支点１２１を有し、他方の端部にはテンショナにより押圧される押圧面１３０を有しており、図５に示す前述の従来例のチェーンテンショナアーム５１０として使用される。
【００３２】
チェーン用ガイド１１０のガイド面１１１は、支点１２１側の一方の端部Ｌ１の曲率半径がｒｌ１、押圧面１３０側の他方の端部Ｓ１の曲率半径がｒｓ１、中間部Ｍ１の曲率半径がｒｍ１で構成されており、
ｒｌ１＞ｒｍ１＞ｒｓ２
の関係で、一方の端部Ｌ１から他方の端部Ｓ１までガイド面１１１全体を３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に曲率半径が変化するように構成されている。
それぞれの曲率中心はＯｌ１、Ｏｍ１、Ｏｓ１である。
チェーン（図示せず）は一方の端部Ｌ１近傍から他方の端部Ｓ１近傍に渡ってガイド面１１１に沿って走行するため、チェーンに摺動接触する進入から離脱までの全域とその延長部分にわたって断面曲率半径が連続的に変化するように構成されていることとなる。
【００３３】
チェーンの伸び等が発生すると押圧面１３０がテンショナ（図示せず）によって押圧され支点１２１を中心に図１の上方に回動する。
この時、他方の端部Ｓ１側のチェーンの離脱点（進入点）は大きく他方の端部Ｓ１に近づくこととなるが、端部Ｓ１の曲率半径ｒｓ１が小さく設定されているため離脱点（進入点）でのチェーンの走行の乱れはほとんどなく、また、ガイド面１１１全体が３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に変化するように構成されているため、チェーンがどの位置で進入・離脱しても、チェーンに摺動接触しているどの部分にも著しく摩耗する境界部分が存在せず、かつ、チェーンに過剰な負荷を与えたりチェーン用ガイドに大きな面圧を与えることがない。
【００３４】
本発明の第２実施例であるチェーン用ガイド２１０は、図２に示すように、両方の端部に固定的に支持される固定部２２１、２２２を有し、図５に示す前述の従来例の固定ガイド５２０として使用される。
【００３５】
チェーン用ガイド２１０の一方の端部Ｓ２１から中間部Ｌ２までのガイド面２１１と、他方の端部Ｓ２２から中間部Ｌ２までのガイド面２１２は、それぞれの中間部Ｌ２の曲率半径がｒｌ２、一方の端部Ｓ２１及び他方の端部Ｓ２１の曲率半径がｒｓ２１及びｒｓ２２で構成されており、
ｒｌ２＞ｒｓ２１
ｒｌ２＞ｒｓ２２
の関係で、ガイド面２１１及びガイド面２１２はそれぞれ、３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に曲率半径が変化し、中間部Ｌ２で同一の曲率半径を有するように構成されている。
それぞれの曲率中心はＯｓ２１、Ｏｌ２、Ｏｓ２２である。
なお、中間部Ｌ２はガイド面全体のちょうど中心であっても、いずれかの端部に近くても良く、ｒｓ２１とｒｓ２２も同一であっても、どちらかが大きくても良い。
チェーン（図示せず）は一方の端部Ｓ２１近傍から他方の端部Ｓ２２近傍に渡ってガイド面２１１、２１２に沿って走行するため、チェーンに摺動接触する進入から離脱までの全域とその延長部分にわたって断面曲率半径が連続的に変化するように構成されていることとなる。
【００３６】
チェーン用ガイド２１０は固定的に支持されているため、チェーンの離脱点（進入点）は振動等によりごくわずかに変化するもののほぼ一定位置であり、両方の端部Ｓ２１、Ｓ２２の曲率半径ｒｓ２１、ｒｓ２２が小さく設定されているため離脱点（進入点）でのチェーンの走行の乱れはほとんどなく、ガイド面２１１、２１２が３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に変化するように構成されているため、チェーンに摺動接触する進入から離脱までのどの部分にも著しく摩耗する境界部分が存在せず、かつ、チェーンに過剰な負荷を与えたりチェーン用ガイドに大きな面圧を与えることがない。
【００３７】
本発明の第３実施例であるチェーン用ガイド３１０は、図４に示すように、チェーンの走行方向を大きく変更する部分の固定ガイドとして使用され、図５に示すように、両方の端部及び中間部に固定的に支持される固定部３２１、３２２、３２３を有している。
【００３８】
チェーン用ガイド３１０の一方の端部Ｌ３１から中間部Ｓ３までのガイド面３１１と、他方の端部Ｌ３２から中間部Ｓ３までのガイド面３１２は、それぞれの中間部Ｓ３の曲率半径がｒｓ３、一方の端部Ｌ３１及び他方の端部Ｌ３２の曲率半径がｒｌ３１及びｒｌ３２で構成されており、
ｒｓ３＜ｒｌ３１
ｒｓ３＜ｒｌ３２
の関係で、ガイド面３１１及びガイド面３１２はそれぞれ、３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に曲率半径が変化し、中間部Ｓ３で同一の曲率半径を有するように構成されている。
それぞれの曲率中心はＯｌ３１、Ｏｓ３、Ｏｌ３２である。
なお、中間部Ｓ３はガイド面全体のちょうど中心であっても、いずれかの端部に近くても良く、ｒｌ３１とｒｌ３２も同一であっても、どちらかが大きくても良い。
チェーン３０１は一方の端部Ｌ３１近傍から他方の端部ｌ３２近傍に渡ってガイド面３１１、３１２に沿って走行するため、チェーンに摺動接触する進入から離脱までの全域とその延長部分にわたって断面曲率半径が連続的に変化するように構成されていることとなる。
【００３９】
チェーン用ガイド３１０はチェーンの走行方向を大きく変更するため中間部Ｓ３の曲率半径ｒｓ３が最も小さく設定されており、中間部Ｓ３における面圧が最も大きくなるが、ガイド面３１１、３１２が３次曲線またはサイン半波長逓減曲線を用いて連続的に変化するように構成されているため、進入から離脱までの面圧の変化は滑らかであり、チェーンに摺動接触する進入から離脱までのどの部分にも著しく摩耗する境界部分が存在せず、かつ、チェーンに過剰な負荷を与えたりチェーン用ガイドに局所的に大きな面圧を与えることがない。
【００４０】
したがって、このようにして得られた本発明のチェーン用ガイドは、チェーンが高速に走行してもフリクションロスが少なく、著しく摩耗する境界部分が存在せず、かつ、チェーンに過剰な負荷を与えたりチェーン用ガイドに大きな面圧を与えることがなく、ガイド面へのチェーンの進入位置あるいは離脱位置を問わないなど、その効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施例であるチェーン用ガイドの側面図。
【図２】本発明の第２実施例であるチェーン用ガイドの側面図。
【図３】本発明の第３実施例であるチェーン用ガイドの使用形態図。
【図４】本発明の第３実施例であるチェーン用ガイドの側面図。
【図５】従来のチェーン用ガイドが用いられるタイミングシステムの説明図。
【図６】従来のチェーン用ガイドの説明図。
【図７】従来のクロソイド曲線を有するチェーン用ガイドの説明図。
【符号の説明】
【００４２】
３００，５００        ・・・タイミングシステム
３０１，５０１，６０１・・・タイミングチェーン
１１０                  ５１０        ・・・チェーン用ガイド
（チェーンテンショナアーム）
２１０，３１０，５２０        ・・・チェーン用ガイド（固定ガイド）
１１１，２１１，３１１，５１１        ・・・ガイド面
２１２，３１２，５２１        ・・・ガイド面
１１５，                ５１５        ・・・テンショナ
１２１                                ・・・支点
２２１，３２１                ・・・固定点
２２２，３２２                ・・・固定点
３２３                ・・・固定点
【図１】
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【図２】
2009210015.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009210015.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009210015.tif 000008
【図７】
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