JP2018145977A

JP2018145977A - 案内シュー

Info

Publication number: JP2018145977A
Application number: JP2017037978A
Authority: JP
Inventors: 近能　雅彦; Masahiko Konno; 雅彦近能; 幸三井上; Kozo Inoue
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2018-09-20
Also published as: US10612630B2; DE102018202706A1; CN108533705B; KR20180100482A; CN108533705A; US20180252301A1

Abstract

【課題】簡単な構成で、チェーン摺動時に摺動面との摺動抵抗が少なく、エンジン始動時においても摺動面に十分な潤滑油を保持でき、騒音や摩耗の発生が少ない案内シューを提供すること。【解決手段】走行するチェーン２００のリンクプレート２０１を摺動する摺動面１１１を有した案内シュー１００であって、摺動面１１１には、摺動面１１１から垂直方向に突出した複数の誘導突起１１２が設けられ、誘導突起１１２の、少なくともチェーン走行方向Ｄの上流側から誘導突起１１２の最上部までの表面は、凸曲面で形成されていること。【選択図】図１

Description

本発明は、走行するチェーンを摺動案内する摺動面を有した案内シューに関する。

従来、自動車のエンジンルーム内のタイミングシステムに組み込まれ、スプロケット間を走行するチェーンを摺動案内し、チェーン張力を適正に保持するチェーンガイドが公知である。
例えば、特許文献１には、チェーン（タイミングチェーン１５）が当接・摺動する摺動面（当接面１２Ａ）上に、しぼ加工による細かい凹凸や、摺動面（当接面１２Ａ）の長手方向略全体に沿って溝（２０）を形成した案内シュー（チェーンガイド１０）が開示されている。
この案内シュー（チェーンガイド１０）の摺動面（当接面１２Ａ）に潤滑油（オイル）を塗布すると、しぼ加工により形成された細かい凹部や、溝（２０）の凹部に潤滑油（オイル）が十分に保持されるため、チェーン（タイミングチェーン１５）が摺動面（当接面１２Ａ）上を摺動する際の摩耗を十分に抑えることができる。

また、特許文献２には、リンクプレート（２１）を連結して構成されたチェーン（２０）が当接・摺動する摺動面（ガイド溝１１）上が、曲率の等しい半円状の凸部（１２）と凹部（１３）とを交互に連続させた波形状のガイド溝（１１）として形成されるとともに、凸部（１２）と凹部（１３）の曲率半径が、リンクプレート（２１）の摺動面（ガイド溝１１）との当接部分の曲率半径よりも小さく形成された案内シュー（チェーンガイド１０）が開示されている。
この案内シュー（チェーンガイド１０）の波形状に形成された凸部（１２）と凹部（１３）に潤滑油（オイル）を塗布すると、凹部（１３）に潤滑油が十分に溜まり、摺動面（ガイド溝１１）を潤滑し、チェーン（２０）と案内シュー（チェーンガイド１０）との間に生じる摩擦抵抗を低減させることができる。

また、凸部（１２）と凹部（１３）の曲率半径が、リンクプレート（２１）の摺動面（ガイド溝１１）との当接部分の曲率半径よりも小さく形成されているため、摺動面（ガイド溝１１）に設けられた凹部（１３）にリンクプレート（２１）が嵌合する虞が抑制される。
これによって、チェーン（２０）の摺動を妨げることなく、リンクプレート（２１）と案内シュー（チェーンガイド１０）との接触面積を減少させることができ、チェーン（２０）と案内シュー（チェーンガイド１０）との間に生じる摩擦抵抗を低減することができる。

さらに、特許文献３には、チェーン走行方向（Ｄ）の前方側に向けて互いに接近する一対の誘導壁面（１２４ａ）を有した摺動面（油誘導部１２４）をシュー面（１２１）に形成した案内シュー（１２０）を有したチェーンガイド（１００）が開示されている。
この案内シュー（１２０）は、摺動面（油誘導部１２４）に、チェーン走行に伴って油溜まり（シュー凹部１２２）に溜められた潤滑油が一対の誘導壁面（１２４ａ）によって互いに接近するように誘導され、一対の誘導壁面（１２４ａ）の∨字状の壁接近部（１２４ｂ）において潤滑油の圧力が高まって油膜厚が増大するため、チェーン（ＣＨ）との間のフリクションを低減し、円滑なチェーン案内を実現するとともに、優れた耐摩耗性を発揮することができるものである。

特開平８−３０３５４１号公報特開２０１５−２１８７５６号公報特開２０１５−１３７６８５号公報

ところが、上記特許文献等で公知の案内シューにおいては、未だ改善の余地があった。
すなわち、上記特許文献等で公知の案内シューの摺動面は、チェーンとの接触部分が面接触または線接触であり、チェーンとの接点を十分に削減できておらず、摩擦や耐摩耗性が十分に確保できていない虞があった。
また、チェーンの摺動に伴い摺動面から後方に飛ばされる潤滑油を回収できず、潤滑油の消費量を充分に削減できない虞があった。

さらに、特許文献１で公知の案内シュー（チェーンガイド１０）では、摺動面（当接面１２Ａ）にしぼ加工により形成された凹凸の凸部が設けられているが、摺動面（当接面１２Ａ）上においてしぼ加工の凹凸面の偏りが発生してしまうと、凸部がチェーン（タイミングチェーン１５）と全く接触しない箇所が生じてしまう虞や、潤滑油（オイル）が摺動面（当接面１２Ａ）全体に十分に保持できない虞があった。
特許文献２で公知の案内シューでは、曲率の等しい半円状の凹凸が摺動面（ガイド溝１１）長手方向に連続して設けられているが、エンジン始動時等、潤滑油（オイル）が摺動面（ガイド溝１１）上に少ない状況においては、潤滑油（オイル）保持量が足りず、特に凸部（１２）に潤滑油（オイル）が十分に保持されない状態でチェーン（２０）が摺動するため、摺動抵抗が悪化する虞があった。
また、周期的な凹凸状の摺動面（ガイド溝１１）上をチェーン（２０）が摺動するため、コーダルアクションが発生し、リンクプレート（２１）と凸部（１２）との衝突により、騒音や、摩耗の悪化などが発生する虞があった。

特許文献３で公知の案内シューでは、一対の誘導壁面（１２４ａ）の∨字状の壁接近部（１２４ｂ）によって、チェーン（ＣＨ）との摺動部分の潤滑油の油膜厚を増大させているため、リンクプレート（Ｌ）の端面と∨字状の壁接近部（１２４ｂ）との位置関係がずれてしまうと、油膜厚の増加量に偏りが出てしまい、チェーン（ＣＨ）とのフリクションが十分に低減されない虞があった。
また、エンジン始動時等、油溜まり（シュー凹部１２２）に潤滑油が少ない状況では、十分に油膜厚の増加量が不十分となり、チェーン（ＣＨ）と誘導壁面（１２４ａ）との摺動抵抗が悪化する虞があった。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構成で、チェーン摺動時に摺動面との摺動抵抗が少なく、エンジン始動時においても摺動面に十分な潤滑油を保持でき、騒音や摩耗の発生が少ない案内シューを提供することを目的とするものである。

本発明の案内シューは、走行するチェーンのリンクプレートを摺動案内する摺動面を有した案内シューであって、前記摺動面には、前記摺動面から垂直方向に突出した頂点を有する複数の誘導突起が設けられ、前記誘導突起の、少なくともチェーン走行方向の上流側から前記誘導突起の最上部までの表面は、凸曲面で形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。

請求項１に係る案内シューは、摺動面から垂直方向に突出した頂点を有する複数の誘導突起が設けられているため、誘導突起とチェーンとの接点は点接触となり、チェーン摺動時においてチェーンのリンクプレートと摺動面との摺動抵抗を極めて少なくすることができる。
また、少なくともチェーン走行方向の上流側から誘導突起の最上部までの表面が、凸曲面で形成されているため、誘導突起の周囲に溜まっている潤滑油が、チェーン走行の流れにのって誘導突起の曲面に沿って滑らかに誘導突起の最上部まで誘導させることができ、チェーン摺動中にチェーンのリンクプレートと摺動面との間の摺動抵抗を減少させるのに十分な厚みの油膜を安定して形成できる。

請求項２に記載の構成によれば、誘導突起の表面は、摺動面上から誘導突起の最上部まで球面上に形成されているため、誘導突起に異物などが引っかかり不意に強い力がかかっても、誘導突起の変形を最小限に抑え、チェーンのリンクプレートとの摺動を安定させることができる。
また、誘導突起の最上部を通過した潤滑油が、誘導突起の周囲に溜まっている潤滑油の流れを乱すことなく滑らかに回収されるため、潤滑油の飛び散りを抑制できる。

請求項３に記載の構成によれば、複数の誘導突起は、チェーン走行方向の異なる位置に配置されるものを含み、チェーン走行方向に見た前記チェーンのリンクプレートが摺動する範囲における複数の誘導突起の最上部のシュー幅方向の間隔が、チェーンのリンクプレートのプレート厚以下であるため、摺動面上を通過する間、リンクプレートは少なくとも１つ以上の誘導突起の最上部と常に接触しており、チェーンの幅方向においてチェーンが誘導突起間の凹部に落ちることはなく、安定したチェーン走行を維持できる。

請求項４に記載の構成によれば、シュー幅方向に見た複数の誘導突起の最上部のチェーン走行方向の間隔は、チェーンのピンピッチの長さ以下であるため、摺動面上を通過する間、リンクプレートは少なくとも１つ以上の誘導突起の頂最上部と常に接触しており、チェーンの長手方向においてチェーンが誘導突起間の凹部に落ちることはなく、より一層安定したチェーン走行を維持できる。

請求項５に記載の構成によれば、複数の誘導突起は、摺動面上に千鳥状に複数配置されているため、摺動面上における誘導突起の配置密度を高めることができるため、複数のリンクプレートの各々を、誘導突起の最上部により確実に走行させることができる。

請求項６に記載の構成によれば、摺動面上に凹溝上の貯留穴が形成されているため、リンクプレートと摺動面との摺動で発生する振動によって誘導突起の周囲に溜まっている潤滑油が弾き飛ばされても、弾き飛ばされた潤滑油が貯留穴に回収されることで、潤滑油の消費量を抑えることができる。

請求項７に記載の構成によれば、貯留穴が、少なくとも摺動面上のチェーン走行方向の下流側の端部に形成されているため、チェーンのリンクプレートに付着した潤滑油が、摺動面を通過した後チェーン走行方向の下流側に飛ばされても、チェーン走行方向の下流側の貯留穴に回収でき、潤滑油の消費量をより効果的に抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る案内シュー１００の、チェーンガイドの構成部材としてタイミングシステム内に組み込まれた状態を示す模式図と、摺動面１１１付近の拡大斜視図。本発明の一実施形態に係る案内シュー１００の、摺動面１１１の形成状態を示す拡大斜視図。本発明の一実施形態に係る案内シュー１００のシュー面１１０の形成状態を示す側方断面図。本発明の一実施形態に係る案内シュー１００と、チェーン２００との摺動状態を示す正面断面図及び側面断面図。本発明の一実施形態の変形例に係る案内シュー１００のシュー面１１０の形成状態を示す、チェーン走行方向Ｄの下流側の摺動面１１１付近の拡大斜視図。

以下に、本発明の一実施形態に係る案内シュー１００について、図面に基づいて説明する。

案内シュー１００は、図１に示すように、エンジンルーム内に設置されるタイミングシステム内に組み込まれ、スプロケットＳ間を走行するチェーン２００を摺動案内し、チェーン張力を適正に保持するチェーンガイドの構成部材であり、チェーン２００のリンクプレート２０１を摺動する摺動面１１１を、チェーン走行方向Ｄに延びるシュー面１１０上に有している。
また、案内シュー１００のシュー幅方向両側には、ガイド壁１１５が形成されている。
シュー面１１０のうち、摺動面１１１のチェーン走行方向Ｄの下流側の端部には、凹溝状の貯留穴１１４が、ガイド壁１１５間を横断するように設けられている。

摺動面１１１には、図２および図３に示すように、摺動面１１１から垂直方向に突出した頂点を有する複数の誘導突起１１２と、誘導突起１１２の周囲に潤滑油を貯める油誘導部１１３とが設けられている。
誘導突起１１２は、摺動面１１１から球面状に突出形成され、図２（ａ）に示すように碁盤目状に複数配置されているが、図２（ｂ）に示すように千鳥状に複数配置されていてもよい。
また、隣り合う誘導突起１１２の最上部の間隔は、チェーン走行方向Ｄ及びシュー幅方向のどちらもｔａになるように配置されている。

チェーン２００は、図４に示すように、外リンクプレート２０１ａと、内リンクプレート２０１ｂと、ローラ２０３と、ピン２０４とを有し、ピン２０４を回転中心としてリンクプレート２０１が回転可能にローラ２０３と接続されている。
また、内リンクプレート２０１ｂは、外リンクプレート２０１ａよりも大きく形成され、内リンクプレート２０１ｂのみ摺動面１１１と当接・摺動する。

次に、本実施形態における案内シュー１００による、チェーン２００の摺動について、図４を用いて説明する。

まず、エンジンを始動させて、チェーン２００を走行させる。
このとき、チェーン２００は静止状態から走行を始めるため、摺動面１１１との接触面に大きな摩擦力が発生するが、内リンクプレート２０１ｂと誘導突起１１２とは点接触であるため、内リンクプレート２０１ｂと誘導突起１１２との接触面積が十分に少なく、チェーン２００の走行に影響が出る程の大きな摩擦力は発生せず、チェーン２００摺動中の内リンクプレート２０１ｂと誘導突起１１２との摩擦力も抑え、摩耗などの劣化を抑制できる。
また、誘導突起１１２は摺動面から球面上に突出形成されているため、誘導突起１１２に不意に強い力がかかった場合においても、誘導突起１１２の変形は最小限に抑えることができ、内リンクプレート２０１ｂとの摺動を安定させることができる。

次に、チェーン２００と摺動面１１１との摺動に従って、油誘導部１１３に溜まっている潤滑油が内リンクプレート２０１ｂと誘導突起１１２との間に油膜を形成する。
このとき、誘導突起１１２は摺動面１１１から球面状に突出形成されているため、潤滑油をチェーン２００の走行の流れにのせて誘導突起１１２の曲面に沿って滑らかに誘導突起１１２の最上部まで誘導させて迅速に油膜を形成できるとともに、誘導突起１１２の最上部を通過した潤滑油が、誘導突起１１２の周囲に溜まっている潤滑油の流れを乱すことなく滑らかに回収されるため、潤滑油の飛び散りを抑制できる。

チェーン２００が摺動面１１１を通過した後、内リンクプレート２０１ｂは誘導突起１１２から離脱する。
このとき、内リンクプレート２０１ｂには誘導突起１１２との摺動時に付着した潤滑油や、チェーン２００の走行の勢いによって摺動面１１１から引き出された潤滑油が、摺動面１１１を離脱した後に飛び散ることがあるが、摺動面上のチェーン走行方向Ｄの下流側の端部には貯留穴１１４が形成されているため、これらの潤滑油を貯留穴１１４に回収でき、貯留穴１１４から油誘導部１１３へ供給して再使用できることによって、潤滑油の消費量を効果的に抑えることができる。

なお、誘導突起１１２は、摺動面１１１上に碁盤目状に配置されており、隣り合う誘導突起１１２の最上部の間隔ｔａは、内リンクプレート２０１ｂのプレート幅ｔｂ以下かつチェーン２００のピンピッチ間距離ｔｃ以下になるように配置されているため、チェーン２００が摺動面１１１上のどの位置を走行していても、内リンクプレート２０１ｂは誘導突起１１２の最上部と常に２点以上接触している。
これによって、チェーン２００が油誘導部１１３へ落ちることや、摺動面１１１にひっかかるなどの動作不良が発生せず、騒音の発生も抑制された安定したチェーン走行を維持することができる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

なお、上述した実施形態では、誘導突起は、摺動面から球面状に突出形成されているものとして説明したが、誘導突起の形成状態はこれに限定されず、例えば、チェーン走行方向の上下流方向から誘導突起の最上部までのみを球面状に形成してもよい。
また、上述した実施形態では、誘導突起は、摺動面状に碁盤目状や千鳥状に配置されているものとして説明したが、誘導突起の配置方法はこれに限定されず、例えば、誘導突起間距離が内リンクプレートの幅やチェーンのピンピッチ間距離よりも小さい状態を維持した状態で、形状の異なる誘導突起を無秩序に配置してもよい。

また、上述した実施形態では、シュー面のうち、摺動面のチェーン走行方向の下流側の端部には、凹溝状の貯留穴が、ガイド壁間を横断するように設けられているものとして説明したが、貯留穴の形状や位置はこれに限定されず、例えば、図５（ｃ）に示すように、ガイド壁１１５と摺動面１１１ｃとの間に誘導突起１１２のないシュー面１１０ｃを設けるとともに、チェーン走行方向の下流側に複数の貯留穴１１４ｃを設けてもよく、図５（ｄ）に示すように、摺動面１１１ｄの周囲を囲むような堀状の貯留穴１１４ｄを設けてもよい。
また、上述した実施形態では、内リンクプレートのみ誘導突起と接触するものとして説明したが、誘導突起とチェーンとの接触関係はこれに限定されず、例えば、外リンクプレートのみ誘導突起と接触するように構成してもよく、内リンクプレートと外リンクプレートのどちらも誘導突起と接触するように構成してもよく、サイレントチェーンの場合、図５（ｅ）に示すように、幅方向の全プレートの背面が誘導突起と接触するように摺動面１１１ｅを設けるとともに、幅方向の全プレートの背面が摺動しない、ガイド壁１１５と摺動面１１１ｅとの間に誘導突起１１２のないシュー面１１０ｅを設けてもよい。
さらに、上述した実施形態では、誘導突起を幅方向全体に均等に設けたが、ローラチェーンの場合、ガイド壁によってチェーンの幅方向位置が規制されるため、リンクプレートが摺動する可能性のある幅方向位置は限定されることから、図５（ｆ）に示すように、その幅方向位置のみに誘導突起１１２が設けられるように摺動面１１１ｆを設けるとともに、リンクプレートが摺動することがない幅方向位置には誘導突起１１２のないシュー面１１０ｆを設けてもよい。

１００・・・案内シュー
１１０，１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅ，１１０ｆ・・・シュー面
１１１，１１１ｃ，１１１ｄ，１１１ｅ，１１１ｆ・・・摺動面
１１２・・・誘導突起
１１３・・・油誘導部
１１４，１１４ｃ，１１４ｄ・・・貯留穴
１１５・・・ガイド壁
２００・・・チェーン
２０１ａ・・・外リンクプレート
２０１ｂ・・・内リンクプレート
２０３・・・ローラ
２０４・・・ピン
Ｔ・・・テンショナ
Ｇ・・・揺動ガイド
Ｓ・・・スプロケット
ｔａ・・・誘導突起間距離
ｔｂ・・・内リンクプレート幅
ｔｃ・・・チェーンピンピッチ間距離
Ｄ・・・チェーン走行方向

Claims

走行するチェーンのリンクプレートを摺動案内する摺動面を有した案内シューであって、
前記摺動面には、前記摺動面から垂直方向に突出した頂点を有する複数の誘導突起が設けられ、
前記誘導突起の、少なくともチェーン走行方向の上流側から前記誘導突起の最上部までの表面は、凸曲面で形成されていることを特徴とする案内シュー。
前記誘導突起の表面は、前記摺動面上から前記誘導突起の最上部まで、球面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の案内シュー。
前記複数の誘導突起は、チェーン走行方向の異なる位置に配置されるものを含み、
チェーン走行方向に見た前記チェーンのリンクプレートが摺動する範囲における前記複数の誘導突起の最上部のシュー幅方向の間隔は、前記チェーンのリンクプレートのプレート厚以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の案内シュー。
シュー幅方向に見た前記複数の誘導突起の最上部のチェーン走行方向の間隔は、前記チェーンのピンピッチの長さ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の案内シュー。
前記複数の誘導突起は、前記摺動面上に千鳥状に複数配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の案内シュー。
前記摺動面上には、凹溝状の貯留穴が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の案内シュー。
前記貯留穴は、少なくとも前記摺動面上のチェーン走行方向の下流側の端部に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の案内シュー。