JP6823261B2 - チェーンガイド - Google Patents

Description

本発明は、走行するチェーンを摺動案内する案内面と、該案内面をチェーン走行方向に沿って支持する本体部とを備え、前記本体部が、補強リブを有するチェーンガイドに関するものである。

従来、スプロケット間を走行するチェーンを安定させ張力を適正に保持するために、走行するチェーンを摺動案内する案内面と、案内面をチェーン走行方向に沿って支持する本体部を備えたチェーンガイドを用いることは慣用されている。
例えば、図１０に示すように、エンジンルームＥ内のクランク軸とカム軸の夫々に設けたスプロケットＳ１、Ｓ２間に無端懸回したローラチェーン等の伝動チェーンＣＨを走行させるエンジンのタイミングシステムであって、タイミングチェーンＣＨがエンジンルームＥ内のクランク軸に取り付けた駆動スプロケットＳ１とカム軸に取り付けた一対の従動スプロケットＳ２との間に無端懸回されており、このタイミングチェーンＣＨが揺動するチェーンガイド（揺動ガイド）５００とチェーンガイド（固定ガイド）６００とによってガイドされるタイミングシステムが公知である。

この公知のタイミングシステムでは、固定ガイド６００は、２つの取付軸ＱでエンジンルームＥ内に固定され、揺動ガイド５００は、揺動軸Ｐを中心にタイミングチェーンＣＨの懸回平面内で揺動可能にエンジンルームＥ内に取り付けられている。
チェーンテンショナＴは、揺動ガイド５００を押圧することでタイミングチェーンＣＨの張力を適正に保持するとともに振動を抑制している。

このようなタイミングシステムに用いられる公知のチェーンガイド（揺動ガイド）５００は、図１０、図１１に示すように、案内面５１１を有する案内シュー５１０と本体部５２０とを備え、本体部５２０は、案内面５１１の反対側に延びる支持壁５２１を有し、２箇所の支持部として、取付ボス部５２３とテンショナＴによりチェーン側に押圧される押圧部５２４とを有している。
さらに、本体部５２０は、高さ方向に延びる補強リブ５２２が適宜の間隔、形状、方向で設けられ、本体部５２０の剛性を高めている。
また、チェーンガイド（固定ガイド）６００は、前述のチェーンガイド（揺動ガイド）５００の取付ボス部５２３、押圧部５２４に代えて、２箇所の支持部として２つの取付軸Ｑに固定するための２つの取付ボス部６２３が設けられている。
また、チェーンガイド５００、６００において、案内シュー５１０と本体部５２０とが射出成形等により一体的に形成されたものも公知である。

特表２００９−５０１８８７号公報

このような公知のチェーンガイドにおいては、図１０の例のようエンジンルームＥ内に取り付ける場合、その設置スペースに制約があり、より小さいサイズで剛性や耐久性を確保することが求められる。
そのためには、本体部の支持壁や補強リブの厚みを増したり、補強リブの数を増やす必要があるが、これらの対策では、軽量化が困難となり、また、材料コストも高くなるという問題があった。
また、チェーンから案内面に受ける力によって、内部応力が高さ方向に延びる補強リブの下端部に集中することは避けられず、チェーンガイド全体として強度や剛性は高まるものの、局所的な内部応力の集中による破損の虞が残るという問題があった。
さらに、本体部を射出成形により形成する場合、補強リブが金型内での樹脂の円滑な流動を阻害する要因となり、補強リブの厚みを増したり数を増やした場合、樹脂の配向性が不均一となり、寸法誤差、形状誤差や内部の歪、欠損等が発生するおそれがあるという問題があった。

このような問題を低減するために、チェーンからの押圧力の中心である本体部の長手方向の中間点付近から、それを受ける２箇所の支持部に向かって大きく傾斜して延びるように補強リブを設け、最も力のかかる方向のみ補強リブで補強するものが公知である（特許文献１等参照。）。
しかしながら、チェーンからの押圧力を２箇所の支持部で受けるため、本体部を曲げる力も発生するが、特許文献１のように補強リブを設けた場合、長手方向の中間点付近にその曲げ応力が集中するため、この応力により長手方向の中間点付近に集中して繰り返し変形が発生し、耐久性の向上を妨げるという問題があった。
また、補強リブから遠い長手方向の中間点付近の捻りに対する剛性が小さくなってしまうという問題があった。

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、耐久性を向上させ、かつ、軽量化を可能とし材料コストを低減するとともに、金型内での樹脂の円滑な流動を阻害せず、寸法誤差、形状誤差や内部の歪、欠損等を低減し、内部応力の集中や、繰り返しの曲げ変形を防止できるチェーンガイドを提供することを目的とするものである。

本請求項１に係る発明は、走行するチェーンを摺動案内する案内面と、前記案内面をチェーン走行方向に沿って支持する本体部とを備え、前記本体部が、所定の高さの支持壁と、前記支持壁の上下端縁以外の部分から側方に突出した補強リブとを有するチェーンガイドであって、前記補強リブが、横方向リブ部を有し、前記本体部が、長手方向の離れた位置に少なくとも２箇所の支持部を有し、前記横方向リブ部が、前記２箇所の支持部間の距離Ｌに対し２０％以上の長さにわたって補強リブの他の部分とは接続されない独立領域を有し、前記独立領域が、前記支持壁の高さ寸法の半分の位置より前記案内面から遠い側に設けられ、前記補強リブが、横方向リブ部のみで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。
本請求項３に係る発明は、走行するチェーンを摺動案内する案内面と、前記案内面をチェーン走行方向に沿って支持する本体部とを備え、前記本体部が、所定の高さの支持壁と、前記支持壁の上下端縁以外の部分から側方に突出した補強リブとを有するチェーンガイドであって、前記補強リブが、横方向リブ部を有し、前記本体部が、長手方向の離れた位置に少なくとも２箇所の支持部を有し、前記横方向リブ部が、前記２箇所の支持部間の距離Ｌに対し２０％以上の長さにわたって補強リブの他の部分とは接続されない独立領域を有し、前記独立領域が、前記支持壁の高さ寸法の半分の位置より前記案内面から遠い側に設けられ、前記補強リブが、横方向リブ部の独立領域のみで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。

本請求項１に係るチェーンガイドによれば、補強リブが横方向リブ部を有することにより、本体部を補強して耐久性が向上するとともに、撓みや捩じれ等の曲げ剛性を強化することができる。
また、本体部が長手方向の離れた位置に少なくとも２箇所の支持部を有し、横方向リブ部が２箇所の支持部間の距離Ｌに対し２０％以上の長さにわたって補強リブの他の部分とは接続されない独立領域を有することにより、チェーンから案内面に受ける力によって、内部応力が本体部の下端縁の特定の箇所に集中することがなく、局所的な内部応力の集中による破損を防止することが可能となる。
また、独立領域が支持壁の高さ寸法の半分の位置より案内面から遠い側に設けられていることにより、本体部の長手方向の中間点付近に曲げ応力が集中した際の、引張方向に内部応力が発生する部分を補強でき、繰り返し変形を抑制し、耐久性を向上することができるとともに、長手方向の中間点付近の捻りに対する剛性を高めることができる。
さらに、縦方向の補強リブを減少させ、あるいは、なくすことができるため、製造時の金型内での樹脂の流動を乱す部分を少なくでき、内部の樹脂の配向性が均一化され、寸法誤差、形状誤差や内部の歪、欠損等を低減することができ、かつ、撓みや捩じれ等の曲げ剛性を強化することができる。

また、補強リブが、横方向リブ部のみで構成されていることにより、全体が軽量化されるとともに、製造時の金型内での樹脂の流動がさらに均一化される。
本請求項２に記載の構成によれば、２箇所の支持部の少なくとも一方が、支持壁から側方に突出した取付ボス部で構成され、横方向リブ部が取付ボス部に接続されていることにより、製造時の金型内で取付ボス部と横方向リブ部との樹脂の流動が均一化される。
本請求項３に係るチェーンガイドによれば、補強リブが、横方向リブ部の独立領域のみで構成されていることにより、必要な剛性、耐久性を確保しつつ、小型軽量化を可能とし、材料コストを低減することが可能となる。
本請求項４に記載の構成によれば、独立領域が２箇所の支持部間の距離Ｌに対し５０％以上の長さにわたって設けられていることにより、さらに、全体の剛性を高めるとともに、本体部の下端縁への応力集中を緩和し、繰り返し変形を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の側面図。 図１の斜視説明図。 本発明と従来例の寸法説明図。 本発明と従来例の内部応力最大値のグラフ。 本発明の第２実施形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の側面図。 第１参考形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の側面図。 第２参考形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の側面図。 第３参考形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の側面図。 第４参考形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の側面図。 従来のエンジンのタイミングシステムの説明図。 従来のチェーンガイドの概略断面斜視図。

本発明は、走行するチェーンを摺動案内する案内面と、前記案内面をチェーン走行方向に沿って支持する本体部とを備え、前記本体部が、所定の高さの支持壁と、前記支持壁の上下端縁以外の部分から側方に突出した補強リブとを有するチェーンガイドであって、前記補強リブが、横方向リブ部を有し、前記本体部が、長手方向の離れた位置に少なくとも２箇所の支持部を有し、前記横方向リブ部が、前記２箇所の支持部間の距離Ｌに対し２０％以上の長さにわたって補強リブの他の部分とは接続されない独立領域を有し、前記独立領域が、前記支持壁の高さ寸法の半分の位置より前記案内面から遠い側に設けられ、前記補強リブが、横方向リブ部のみで構成され、あるいは、前記補強リブが、横方向リブ部の独立領域のみで構成され、簡単な構成で、耐久性を向上させ、かつ、軽量化を可能とし材料コストを低減するとともに、金型内での樹脂の円滑な流動を阻害せず、寸法誤差、形状誤差や内部の歪、欠損等を低減し、内部応力の集中や、繰り返しの曲げ変形を防止できるものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。
本体部、案内面は別体であっても一体で形成されていてもよく、また材質は、それぞれ、剛性、摺動特性、成形性、コスト等に応じて公知の適宜のものを選択すればよい。

本発明の第１実施形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）は、タイミングシステムを有するエンジン内に固定され、タイミングチェーンＣＨの走行をガイドして安定させるものであり、図１、図２に示すように上方に案内面（図示せず）を一体に有する本体部１２０を備えている。
本体部１２０は、前述の公知のチェーンガイド（揺動ガイド）５００と同様、支持壁１２１の長手方向両端部にエンジン等への取付部である２箇所の取付ボス部１２３を有しており、支持壁１２１の上端縁及び下端縁には、２箇所の取付ボス部１２３を結んで支持壁１２１の側方には外側には補強リブ１２２が設けられ、本体部１２０の剛性、耐久性を高めている。
なお、案内面（図示せず）は、本体部１２０の上方に固定されてもよく、本体部１２０の上面を摺動案内面として形成し、案内面の機能を一体化してもよい。

本実施形態では、補強リブ１２２は、長手方向の離れた位置の２箇所の支持部Ｐｔ（取付ボス部１２３の中心）を結ぶ方向に延びる横方向リブ部１２５のみで構成されており、かつ、他の部分とは接続されない独立領域１２６のみで構成されている。
図３に示すように、独立領域１２６の長さＬｄは、２箇所の支持部Ｐｔ間の距離Ｌに対し２０％以上であり、独立領域１２６は支持壁１２１の高さ寸法Ｈの半分（Ｈ／２）の位置より案内面から遠い側に設けられている。
このことによって、チェーンから案内面に受ける力によって、内部応力が本体部１２０の下端縁の特定の箇所に集中することがなく、局所的な内部応力の集中による破損を防止することが可能となる。

また、本体部１２０にかかる曲げ応力は、支持壁１２１の高さ寸法Ｈの半分（Ｈ／２）の位置より上（案内面側）では圧縮応力、半分（Ｈ／２）の位置より下（案内面から遠い側）では引張応力となり、これが繰り返されることで特に引張応力となる半分（Ｈ／２）の位置より下が破損しやすくなる。
本発明では、独立領域１２６が支持壁１２１の高さ寸法Ｈの半分（Ｈ／２）の位置より案内面から遠い側に設けられていることで、補強されるとともに、引張応力が分散して中央付近への集中が緩和され、破損を防ぐことが可能となる。

図３の下段に示す第１実施形態に係るチェーンガイドの本体部１２０の独立領域１２６の長さＬｄ、高さ位置Ｈｄを変化させた時に、下端の外縁リブでの最大応力の解析結果を、図４に示す。
図４の左のＬｄ／Ｌ＝０、及び、右のリブ無しの結果は、図３の上段に示す、比較例チェーンガイド７００（第１実施形態に係るチェーンガイドの本体部１２０から補強リブ１２２をなくしたもの）による解析結果である。
図４の左のＬｄ／Ｌの解析結果からわかるように、実用上、Ｌｄ／Ｌ≧２０％で、充分な応力低減効果を得ることができ、Ｌｄ／Ｌ≒５０％まではほぼリニアに応力低減効果が大きくなることから、Ｌｄ／Ｌ≧５０％とするのが好適である。
また、図４の右のＨｄ／Ｈの解析結果からわかるように、第１実施形態に係るチェーンガイドのでは、リブの高さ位置Ｈｄ／Ｈが５０％を超えると圧縮応力部分を補強することとなり、下端の外縁リブでの最大応力はむしろ大きくなる。
したがって、Ｈｄ／Ｈ≦５０％、すなわち、独立領域が支持壁の高さ寸法Ｈの半分（Ｈ／２）の位置より案内面から遠い側に設けられるのが好適である。

本発明の第２実施形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の本体部１２０ａは、図５に示すように、補強リブ１２２ａが、長手方向の離れた位置の２箇所の支持部Ｐｔ（取付ボス部１２３の中心）を結ぶ方向に延びる横方向リブ部１２５ａのみで構成されており、両端が取付ボス部１２３と接続されるとともに、全体が他の部分とは接続されない独立領域１２６ａで構成されている。
このことで、Ｌｄ／Ｌが１００％に近くなり、最大限の応力低減効果を発揮することができる。

参考例１

第１参考形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の本体部１２０ｂは、図６に示すように、補強リブが、長手方向の離れた位置の２箇所の支持部Ｐｔ（取付ボス部１２３の中心）を結ぶ方向に延びる横方向リブ部１２５ｂと、その両端から上方の外縁リブ１２７に向かって延びる２箇所の接続リブ部１２８ｂで構成されている。
２箇所の接続リブ部１２８ｂは、それぞれ取付ボス部１２３の近傍で外縁リブ１２７と接続されている。
このことで、必要な長さの独立領域１２６ｂを確保しつつ、金型内での樹脂の円滑な流動を可能とし、寸法誤差、形状誤差や内部の歪、欠損等を低減することができる。

参考例２

第２参考形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の本体部１２０ｃは、図７に示すように、補強リブが、長手方向の離れた位置の２箇所の支持部Ｐｔ（取付ボス部１２３の中心）を結ぶ方向に延びる横方向リブ部１２５ｃと、その両端から上方の外縁リブ１２７に向かって延びる２箇所の接続リブ部１２８ｃで構成されている。
２箇所の接続リブ部１２８ｃは、それぞれ長手方向中央付近で外縁リブ１２７と接続されている。
このことで、チェーンからの押圧力の最も大きくなる外縁リブ１２７の中央付近の力を接続リブ部１２８ｃで横方向リブ部１２５ｃまで伝えることで補強することが可能となり、少ないリブ長さで縦方向の補強も充分に行うことが可能となる。

参考例３

第３参考形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の本体部１２０ｄは、図８に示すように、補強リブが、長手方向の離れた位置の２箇所の支持部Ｐｔ（取付ボス部１２３の中心）を結ぶ方向に延びる横方向リブ部１２５ｄと、その両端から下方の外縁リブ１２７に向かって延びる２箇所の接続リブ部１２８ｄで構成されている。
２箇所の接続リブ部１２８ｄは、それぞれ取付ボス部１２３の近傍で外縁リブ１２７と接続されている。
このことで、必要な長さの独立領域１２６ｄを確保しつつ、金型内での樹脂の円滑な流動を可能とし、寸法誤差、形状誤差や内部の歪、欠損等を低減することができる。

参考例４

第４参考形態に係るチェーンガイド（固定ガイド）の本体部１２０ｅは、図９に示すように、補強リブが、長手方向の離れた位置の２箇所の支持部Ｐｔ（取付ボス部１２３の中心）を結ぶ方向に延び、両端が取付ボス部１２３と接続される横方向リブ部１２５ｅと、上方の外縁リブ１２７の中央付近から、下方の外縁リブ１２７の取付ボス部１２３付近に向かって延びる２箇所の接続リブ部１２８ｅで構成されている。
横方向リブ部１２５ｅと２箇所の接続リブ部１２８ｅは、それぞれ交差状に接続され、２つの交差部の間に独立領域１２６ｅが構成されている。
このことで、必要な長さの独立領域１２６ｅを確保しつつ、金型内での樹脂の円滑な流動を可能とし、寸法誤差、形状誤差や内部の歪、欠損等を低減することができるとともに、チェーンからの押圧力の最も大きくなる外縁リブ１２７の中央付近の力を接続リブ部接続リブ部１２８ｅによって両端方向に分散させることが可能となる。
また、横方向リブ部１２５ｅと２箇所の接続リブ部１２８ｅを交差状に接続することで、本体部１２０ｅの撓みや捻じれに対する剛性を高めることができる。

以上説明した各実施形態は、本発明に係るチェーンガイドの具体例であるが、本発明に係るチェーンガイドはこれらに限定されるものではなく、各構成部材の形状、位置、寸法、配置関係等、様々な変形が可能である。
例えば、各実施形態は固定ガイドとして使用される形態を示したが、２箇所の支持部の一方をテンショナによる押圧部として揺動ガイドとして使用されるものであってもよい。
また、各実施形態は２箇所の支持部を有するチェーンガイドであるが、３箇所以上の支持部を有するものであってもよく、その場合、横方向リブ部は、任意の２箇所の支持部の間の少なくとも１箇所、例えば、チェーン走行方向で最も長い間隔を有する隣接する２箇所の支持部の間に設けることで、応力の低減を図ることが可能となる。
また、補強リブの支持壁から側方への突出高さ、幅、断面形状等は任意に決定すればよく、また、各実施形態は中央を境に左右対称の形態のものを示したが、左右異なる形態としてもよく、上述した実施形態以外の他の形態を採用してもよい。
さらに、支持壁の上下端縁の外縁リブの支持壁から側方への突出高さ、幅、断面形状等もいかなるものであってもよく、省略されてもよい。
また、前述した各実施形態は、タイミングシステムを有するエンジン内に設けられるものであるが、これに限定されず様々な機器類に適用可能である。
また、チェーンによる伝動機構に限らず、ベルト、ロープ等の類似の伝動機構に適用されてもよく、種々の産業分野において利用可能である。

５００ ・・・ チェーンガイド（揺動ガイド）
１００、６００ ・・・ チェーンガイド（固定ガイド）
７００ ・・・ チェーンガイド（固定ガイド：比較例）
５１０ ・・・ 案内シュー
５１１ ・・・ 案内面
５１２ ・・・ リップ
１２０、５２０ ・・・ 本体部
１２１、５２１ ・・・ 支持壁
１２２、５２２ ・・・ 補強リブ
１２３、５２３ ・・・ 取付ボス部
５２４ ・・・ 押圧部
１２５ ・・・ 横方向リブ部
１２６ ・・・ 独立領域
１２７ ・・・ 外縁リブ
１２８ ・・・ 接続リブ部
Ｅ ・・・ エンジンルーム
Ｓ１ ・・・ 駆動スプロケット
Ｓ２ ・・・ 従動スプロケット
ＣＨ ・・・ タイミングチェーン
Ｑ ・・・ 取付軸
Ｐ ・・・ 揺動軸
Ｔ ・・・ チェーンテンショナ
Ｐｔ ・・・ 支持部
Ｌ ・・・ 支持部間距離
Ｈ ・・・ 支持壁の高さ

Claims (4)

1. 走行するチェーンを摺動案内する案内面と、前記案内面をチェーン走行方向に沿って支持する本体部とを備え、前記本体部が、所定の高さの支持壁と、前記支持壁の上下端縁以外の部分から側方に突出した補強リブとを有するチェーンガイドであって、
   前記補強リブが、横方向リブ部を有し、
   前記本体部が、長手方向の離れた位置に少なくとも２箇所の支持部を有し、
   前記横方向リブ部が、前記２箇所の支持部間の距離Ｌに対し２０％以上の長さにわたって補強リブの他の部分とは接続されない独立領域を有し、
   前記独立領域が、前記支持壁の高さ寸法の半分の位置より前記案内面から遠い側に設けられ、
   前記補強リブが、横方向リブ部のみで構成されていることを特徴とするチェーンガイド。
2. 前記２箇所の支持部の少なくとも一方が、前記支持壁から側方に突出した取付ボス部で構成され、
   前記横方向リブ部が、前記取付ボス部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のチェーンガイド。
3. 走行するチェーンを摺動案内する案内面と、前記案内面をチェーン走行方向に沿って支持する本体部とを備え、前記本体部が、所定の高さの支持壁と、前記支持壁の上下端縁以外の部分から側方に突出した補強リブとを有するチェーンガイドであって、
   前記補強リブが、横方向リブ部を有し、
   前記本体部が、長手方向の離れた位置に少なくとも２箇所の支持部を有し、
   前記横方向リブ部が、前記２箇所の支持部間の距離Ｌに対し２０％以上の長さにわたって補強リブの他の部分とは接続されない独立領域を有し、
   前記独立領域が、前記支持壁の高さ寸法の半分の位置より前記案内面から遠い側に設けられ、
   前記補強リブが、横方向リブ部の独立領域のみで構成されていることを特徴とするチェーンガイド。
4. 前記独立領域が、前記２箇所の支持部間の距離Ｌに対し５０％以上の長さにわたって設けられてい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チェーンガイド。
   

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