JP7177342B2

JP7177342B2 - チェーンガイド

Info

Publication number: JP7177342B2
Application number: JP2018195250A
Authority: JP
Inventors: 良考岩崎; 薫森; 勇二榑松
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: JP2020063766A; DE102019127331A1; US11231092B2; US20200116240A1; KR20200042850A; CN111059234A

Description

本発明は、走行するチェーンを摺接させる摺接面を表面に備えた案内シューと、案内シューの裏面をガイド長手方向に沿って支持するシュー支持面を備えたベース部材とを２材成形加工により一体成形して組み付けたチェーンガイドに関する。

従来、自動車用エンジンなどの伝動装置に用いられるチェーンガイドとして、チェーンを摺接面上で摺動走行させる案内シューとこの案内シューのシュー形態を保持するベース部材とをそれぞれ別々に成形して一体に組み立てたものが知られている。
また、従来のチェーンガイドとして、案内シューと、ベース部材とを２材成形加工により一体成形して組み付けたものが知られている（例えば特許文献１～６参照）。このようなチェーンガイドにおいては、例えば、第１成形工程で、ベース部材（１次材）が射出成形により形成され、続く第２成形工程で、案内シューが射出成形により形成されることで、案内シューがベース部材に組み付けられる。
さらにまた、２材成形加工により一体成形されたチェーンガイドにおいては、ベース部材のシュー支持面にガイド長手方向に延びるベース溝を形成し、案内シューの裏面にベース溝にガイド長手方向に移動可能に係合されるシュー突条を形成することで、ガイド長手方向における剛性を高めることも周知である。

特許第５８０８２９９号公報特許第５６３４３５６号公報特許第５６１１１４５号公報特開２０１３－１６４１３４号公報特開２０１３－１０８６１２号公報特開２０１３－０８３２９２号公報

一般に、ベース部材および案内シューが一体成形されて組み付けられたチェーンガイドにおいては、チェーンガイドの使用環境温度に依存した、ベース部材と案内シューとの、ガイド長手方向での熱伸縮量の差に起因して、案内シューがベース部材に対してガイド長手方向に相対的に伸縮する。
而して、ベース部材と案内シューとが２材成形加工により一体成形されるものにおいては、２次材である案内シューの成形時の熱で１次材であるベース部材の溶解が生じ、案内シューとベース部材とが互いに溶着されることで、ベース部材に対する案内シューのガイド長手方向の移動が規制されてしまうことがある。ベース部材に対する案内シューのガイド長手方向の移動が規制されると、案内シューが破損する懸念がある。
特に、全長が例えば３００ｍｍを超える全長が大きいチェーンガイドは、使用環境温度変化が厳しい状況下においては、案内シューおよびベース部材の両部材の熱伸縮差によって発生する応力が大きくなるため、このような問題が生ずる蓋然性が高くなる。

また、案内シューとベース部材とが２材成形加工により一体成形されて組み付けられたチェーンガイドにおいては、孔形状やピポット形状等を有する箇所、すなわち断面変化の大きい箇所で成形変形が起き易くなる。成形変形は、概して、ベース溝に閉じ方向のテーパが付くように生ずる。このような成形変形が生ずると、ベース溝の溝幅が減少することによってベース部材に対する案内シューの作動抵抗が大きくなるため、ベース部材に対する案内シューのガイド長手方向の移動が規制されてしまうことがあり、この点においても、案内シューが破損する懸念がある。

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、案内シューとベース部材との組み付け作業負担がなく、しかも、ベース部材に対する案内シューのガイド長手方向の移動が規制されることが回避されて耐久性を向上させることのできるチェーンガイドを提供することを目的とする。

本発明は、走行するチェーンを摺接させる摺接面を表面に備えた案内シューと、当該案内シューの裏面をガイド長手方向に沿って支持するシュー支持面を備えたベース部材とが一体成形されて組み付けられてなり、前記案内シューの裏面に、前記ガイド長手方向に延びるシュー突条が形成され、前記ベース部材のシュー支持面に、前記ガイド長手方向に延びるベース溝が形成され、当該ベース溝は、前記シュー突条が前記ベース部材に対して長手方向に移動可能にかつ幅方向の移動を規制可能に係合するように構成されたチェーンガイドにおいて、前記案内シューが前記ベース部材に対して前記ガイド長手方向の移動が規制されるように係合される固定係合部と、前記案内シューが前記ベース部材に対して前記ガイド長手方向に移動可能に係合される可動係合部とを有し、前記固定係合部の形成位置またはその近傍位置に、成形時のゲート跡部を有し、前記ベース溝は、前記ガイド長手方向における前記可動係合部の形成位置に対応する位置を含む領域において、溝幅が前記固定係合部側に向かうに従って拡幅するようにテーパ状に形成された構成とすることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明のチェーンガイドによれば、案内シューとベース部材とが一体成形されて組み付けられた構成であることにより、案内シューとベース部材との組み付け作業が不要である。しかも、固定係合部の形成位置またはその近傍位置に、成形時のゲート跡部を有すること、すなわち、成形工程において高温となり易いゲート部が固定係合部の形成位置またはその近傍位置に設けられることにより、可動係合部側での溶着を生じにくくすることができる。このため、案内シューのガイド長手方向の移動が規制されることを回避することができ、案内シューの所期の作動性を確保することができる。従って、使用環境温度変化での案内シューとベース部材との熱伸縮差に起因して生ずる熱応力によって案内シューが破損することを確実に防止することができて耐久性を向上させることができる。

本請求項２に係る構成によれば、成形時において案内シュー形成材料およびベース部材形成材料を成形型内に均一に注入することができ、しかも、可動係合部側で溶着が生ずることを一層確実に防止することができる。

本請求項３および本請求項４に係る構成によれば、ベース溝の開口縁部の断面形状が、曲率半径が１ｍｍ以上であるＲ面取り形状またはＣ面取り形状であることにより、２次材である案内シューの成形時の熱を分散させることができるため、案内シューの成形時の熱が１次材であるベース部材におけるベース溝の開口縁部に集中することによるベース部材の溶解を生じにくくすることができる。これにより、案内シューとベース部材とが溶着することによって案内シューの作動性が低下することを回避することができる。従って、使用環境温度変化での案内シューとベース部材との熱伸縮差に起因して生ずる熱応力によって案内シューが破損することを確実に防止することができて耐久性を一層向上させることができる。

本請求項５に係る構成によれば、ベース溝がガイド長手方向における可動係合部の形成位置に対応する位置を含む領域において、溝幅が固定係合部側に向かうに従って拡幅するようにテーパ状に形成されていることにより、成形変形が生じた場合であっても、ベース溝は全体として開き方向のテーパ状態となるため、案内シューの作動性が低下することを回避することができる。従って、使用環境温度変化での案内シューとベース部材との熱伸縮差に起因して生ずる熱応力によって案内シューが破損することを確実に防止することができて耐久性を一層向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るチェーンガイドの構成を示す側面図である。図１に示すチェーンガイドにおける案内シューの構成を表面側から見た斜視図である。図１に示すチェーンガイドにおける案内シューの構成を裏面側から見た斜視図である。図１に示すチェーンガイドにおけるベース部材の構成を示す図であって、（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。図４におけるＡ－Ａ線断面図である。案内シューの成形時（第２成形工程）におけるベース部材に対する熱伝達の状態を概略的に示す観念図であって、（ａ）ベース溝の開口縁部に角部を有する場合、（ｂ）ベース溝の開口縁部がＲ面取り形状である場合、（ｃ）ベース溝の開口縁部がＣ面取り形状である場合をそれぞれ示す。図４における破線で囲まれた領域を示す拡大図である。図１に示すチェーンガイドにおける案内シューのガイド長手方向固定係合部側端部を拡大して示す斜視図である。本発明に係るチェーンガイドにおける案内シューの他の構成例におけるガイド長手方向固定係合部側端部を拡大して示す斜視図である。本発明に係るチェーンガイドにおける案内シューのさらに他の構成例におけるガイド長手方向固定係合部側端部を拡大して示す斜視図である。本発明に係るチェーンガイドにおける案内シューのさらに他の構成例におけるガイド長手方向固定係合部側端部を拡大して示す斜視図である。

本発明のチェーンガイドは、走行するチェーンを摺接させる摺接面を表面に備えた案内シューと、当該案内シューの裏面をガイド長手方向に沿って支持するシュー支持面を備えたベース部材とを２材成形加工により一体成形して組み付けたチェーンガイドであって、前記案内シューが前記ベース部材に対して前記ガイド長手方向の移動が規制されるように係合される固定係合部と、前記案内シューが前記ベース部材に対して前記ガイド長手方向に移動可能に係合される可動係合部とを有し、前記固定係合部の形成位置またはその近傍位置に、成形時のゲート跡部を有するものであれば、その具体的な態様はいかなるものであっても構わない。

本発明のチェーンガイドにおいて、該チェーンガイドにより案内されるチェーンは、例えば、ローラチェーンまたはサイレントチェーンである。
本発明のチェーンガイドは、可動チェーンガイドまたは固定チェーンガイドである。
本発明のチェーンガイドを備える機械は、自動車用動力装置（エンジンが含まれる。）以外に、自動車用以外の動力装置（エンジンが含まれる。）、産業機械または搬送装置であってもよい。

以下に、本発明の一実施形態に係るチェーンガイドについて、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のチェーンガイドの一例における構成を示す側面図である。
このチェーンガイド１００は、走行するチェーンをガイド長手方向に沿って摺動案内する案内シュー１１０と、案内シュー１１０を支持するベース部材１６０とを備えている。

案内シュー１１０は、図２および図３に示すように、ガイド長手方向に延びチェーンを案内する摺接面（シュー面）１１２を表面に有する摺接面形成部１１１と、走行するチェーンをガイドするリップ部１１６と、ベース部材１６０と係合されて固定係合部１２０を構成する固定フック部１２１と、ベース部材１６０と係合されて可動係合部１２５を構成する可動フック部１２６と、ベース部材１６０のシュー支持面に設けられたベース溝に摺動可能に係合されるシュー突条１３０とを有する。

リップ部１１６は、摺接面１１２に対して垂直な方向に立設された板状部分であって、摺接面形成部１１１の摺接面１１２におけるガイド幅方向の両側縁においてガイド長手方向全域にわたって延びるように形成されている。

固定フック部１２１は、ガイド長手方向における一端部において、ベース部材１６０との係合により、高さ方向およびガイド長手方向への案内シュー１１０の移動を規制し、ガイド長手方向で案内シュー１１０を固定するように構成されている。この実施形態においては、固定フック部１２１はガイド幅方向における一方の側面側に設けられている。

可動フック部１２６は、ガイド長手方向における他端部において、ベース部材１６０との係合により、高さ方向への案内シュー１１０の移動を規制すると共に熱変形に基づく、ガイド長手方向での案内シュー１１０の伸縮時に、ベース部材１６０に対してガイド長手方向に移動可能となるように構成されている。

シュー突条１３０は、例えば矩形状の断面形状を有し、摺接面形成部１１１の裏面１１３においてガイド長手方向に延びるように形成されている。このシュー突条１３０は、１対の側面および頂面が後述するベース部材１６０における矩形状の断面を有するベース溝の１対の側壁面および底面に、それぞれ長手方向に摺動可能に面接触している。
この実施形態は、ガイド幅方向において１列のシュー突条１３０が形成されたものであるが、複数列のシュー突条が形成されていてもよい。

ベース部材１６０は、図４に示すように、ガイド長手方向に沿って湾曲して形成され案内シュー１１０の裏面１１３を支持するシュー支持面１６１と、シュー支持面１６１に設けられ案内シュー１１０のシュー突条１３０がガイド長手方向に摺動可能に係合されるベース溝１６２と、案内シュー１１０の固定フック部１２１と係合されて固定係合部１２０を構成する固定側被係合部１６５と、案内シューの可動フックと係合されて可動係合部１２５を構成する可動側被係合部１７０とを有する。１７５は、エンジンブロックから突出したボルト等が挿通される取付部である。

ベース溝１６２の開口縁部の断面形状は、角部のない面取り形状とされていることが好ましい。
本実施形態に係るベース部材１６０においては、ベース溝１６２の開口縁部１６３の断面形状は、例えば図５（ａ）に示すように、Ｒ面取り形状とされている。このような構成のものにおいては、Ｒ面取り形状の曲率半径は、例えば１ｍｍ以上とされることが好ましい。
図６（ａ）に示すように、ベース溝６６２の開口縁部６６３が角部を有する構成とされる場合には、２次材である案内シューの成形時（Ｓｒは案内シュー形成材料である。）の熱がベース溝６６２の開口縁部６６３に集中して高温となり易いため、案内シューとベース部材６６０との融着が生じやすくなる。図６（ａ）においては、黒色のベタ部分で示される領域が高温であることを示していている。図６（ｂ），（ｃ）についても同様である。
然るに、ベース溝１６２の開口縁部１６３の断面形状が、所定の大きさの曲率半径を有するＲ面取り形状とされることにより、図６（ｂ）に示すように、２次材である案内シュー１１０の成形時の熱を分散させることができるため、案内シュー１１０の成形時の熱が１次材であるベース部材１６０におけるベース溝１６２の開口縁部１６３に集中することを回避することができる。

また、図５（ｂ）に示すように、ベース溝２６２の開口縁部２６３の断面形状は、Ｃ面取り形状とされていてもよい。このような構成のベース部材２６０においても、上記と同様の効果を得ることができる。すなわち、ベース溝２６２の開口縁部２６３の断面形状が、Ｃ面取り形状とされることにより、図６（ｃ）に示すように、２次材である案内シュー１１０の成形時の熱を分散させることができるため、案内シュー１１０の成形時の熱が１次材であるベース部材２６０におけるベース溝２６２の開口縁部２６３に集中することを回避することができる。

ベース溝１６２は、図７に示すように、ガイド長手方向における可動係合部１２５側の開口端からガイド長手方向固定係合部１２０側に向かうに従って拡幅するようにテーパ状に形成されていることが好ましい。
ベース溝１６２は、ガイド長手方向全域にわたってテーパ状に形成されている必要はなく、少なくとも、可動側被係合部１７０の形成位置や取付部１７５の形成位置等のガイド長手方向において断面変化が大きい部位が含まれる領域内で、テーパ状に形成されていればよい。この場合には、ベース溝１６２の他の部分は、ガイド長手方向において幅寸法が均等な大きさ（ストレート形状）となるように形成される。
ベース溝１６２におけるテーパ部１６４のテーパ角度θは、例えば０．２°以上であることが好ましく、０．２°～１．０°であることがより好ましい。このような構成とされていることにより、成形変形が生じた場合であっても、ベース溝１６２は全体として開き方向のテーパ状態となるため、案内シュー１１０の作動性が低下することを確実に回避することができる。一方、テーパ角度θが過大であると、シュー突条１３０のガイド幅方向の寸法が大きくなり、ヒケにより摺接面１１２の精度の悪化が懸念される。

以上において、案内シュー形成材料およびベース部材形成材料としては、２材成形加工での成形時の温度条件において、案内シュー１１０およびベース部材１６０が互いに融着（すなわち、相対移動不能に結合）しない非融着性材料が選定される。
案内シュー形成材料としては、耐摩耗性および自己潤滑性に優れた樹脂、例えば繊維強化されていないポリアミド樹脂などを用いることができる。
ベース部材形成材料としては、案内シュー形成材料に比して高強度であり、耐摩耗性に優れた樹脂、例えば繊維強化樹脂、一例としてガラス繊維を含有した強化ポリアミド樹脂などを用いることができる。
そして、案内シュー形成材料およびベース部材形成材料は、互いに異なる熱膨張係数および成形時の熱収縮率を有し、案内シュー形成材料の熱膨張係数および熱収縮率は、それぞれベース部材形成材料の熱膨張係数および熱収縮率よりも大きいものである。また、ベース部材形成材料は、案内シュー形成材料の熱伝導率よりも大きい。

このため、案内シュー１１０およびベース部材１６０は、裏面１１３およびシュー支持面１６１にて、互いに融着することなく、相対移動可能な接触状態にある。そして、案内シュー１１０およびベース部材１６０は、チェーンガイド１００が使用される環境における環境温度（本実施例では、運転状態および停止状態でのエンジンのエンジン雰囲気温度である。）に応じた熱膨張率など熱的要因により発生する熱変形に基づく熱変形量（例えば、熱膨張率に起因する熱伸縮量）の相違に起因して、それぞれ伸縮したときに、相対的に移動し、特に、ガイド長手方向には、ガイド幅方向および高さ方向に比べて大きい移動量で移動する。
ここで、前記熱的要因には、いずれも環境温度に依存する熱膨張率および結晶性成形材料での結晶化が含まれ、さらに、成形時の熱収縮率が含まれる。

而して、この実施形態に係るチェーンガイド１００は、案内シュー１１０とベース部材１６０とが２材成形加工により一体成形されて互いに組み付けられて構成されており、図８に示すように、例えば四角柱状の成形時のゲート跡部１５０を固定係合部１２０の形成位置またはその近傍位置、具体的には、案内シュー１１０のガイド長手方向固定係合部１２０側の一端面１１４における固定フック部１２１の端面部分に有する。

このチェーンガイド１００においては、先ず、射出成形による第１成形工程で、ガイド長手方向における固定係合部１２０側の端部に設けられたゲートからベース部材形成材料が成形型内に注入されてベース部材１６０が形成される。次いで、射出成形による第２成形工程で、同一金型内に当該ゲートから案内シュー形成材料が注入されて案内シュー１１０が形成される。これにより、案内シュー１１０がベース部材１６０に組み付けられる。なお、第１成形工程で案内シュー１１０が形成され、第２成形工程でベース部材１６０が形成されてもよい。この場合には、得られるチェーンガイドは、ベース部材１６０の、ガイド長手方向における固定係合部１２０側の端部に、成形時のゲート跡部を有するものとなる。

このような構成とされること、すなわち射出成形時のゲート（成形材料注入口）がガイド長手方向における固定係合部１２０側の端部に設けられることにより、基本的には、案内シュー形成材料およびベース部材形成材料を成形型内に均一に注入することができ、しかも、可動係合部１２５側での溶着を生じにくくすることができる。このため、案内シュー１１０のガイド長手方向の移動が規制されることを回避することができ、案内シュー１１０の所期の作動性を確保することができる。従って、使用環境温度変化での案内シュー１１０とベース部材１６０との熱伸縮差に起因して生ずる熱応力によって案内シュー１１０が破損することを確実に防止することができて耐久性を向上させることができる。特に、チェーンガイドの全長が例えば３００ｍｍを超える大きさであり、使用環境温度変化が厳しい状況下で用いられるものである場合に有用である。

以上、本発明の一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なうことが可能である。

例えば、本実施形態に係るチェーンガイドにおいては、成形時のゲート跡部を固定係合部１２０の形成位置またはその近傍位置に有していれば、ゲート跡部の位置（成形時のゲートの種類）、ゲート跡部の数、ゲート跡部のサイズ、形状およびその他の構成については、特に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
具体的には例えば、案内シューのガイド長手方向固定係合部側の端面にゲート跡部を有する場合には、図９（ａ）に示すように、摺接面形成部の端面にゲート跡部３５０を有する構成、あるいは、図９（ｂ）に示すように、ガイド幅方向中央部にゲート跡部３５１を有する構成とされていてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、ゲート跡部３５１の形状は円柱状であってもよい。
また、図１０に示すように、ゲート跡部４５１を案内シュー１１０の一方の側面１１５に有する構成、もしくは、図１１に示すように、ゲート跡部５５０を案内シュー１１０のリップ部１１６の上面またはガイド長手方向端面に形成された構成とされていてもよい。
なお、ゲート跡部４５１が案内シュー１１０の側面に形成される場合には、ゲート跡部４５１はいずれの側面に形成されてもよく、また、ゲート跡部４５１が両側面に形成されてもよい。ゲート跡部５５０がリップ部１１６に形成される場合も同様である。
図９乃至図１１において例示したいずれの構成を有する案内シューを備えたチェーンガイドにおいても、上記実施形態に係るチェーンガイド１００と同様の作用効果を得ることができる。

１００・・・チェーンガイド
１１０・・・案内シュー
１１１・・・摺接面形成部
１１２・・・摺接面
１１３・・・裏面
１１４・・・一端面
１１５・・・側面
１１６・・・リップ部
１２０・・・固定係合部
１２１・・・固定フック部
１２５・・・可動係合部
１２６・・・可動フック部
１３０・・・シュー突条
１５０，３５０，５５０・・・ゲート跡部
３５１，４５１・・・ゲート跡部
１６０，２６０，６６０・・・ベース部材
１６１，２６１・・・シュー支持面
１６２，２６２，６６２・・・ベース溝
１６３，２６３，６６３・・・開口縁部
１６４・・・テーパ部
１６５・・・固定側被係合部
１７０・・・可動側被係合部
１７５・・・取付部
Ｓｒ・・・シュー形成材料

Claims

走行するチェーンを摺接させる摺接面を表面に備えた案内シューと、当該案内シューの裏面をガイド長手方向に沿って支持するシュー支持面を備えたベース部材とが一体成形されて組み付けられてなり、
前記案内シューの裏面に、前記ガイド長手方向に延びるシュー突条が形成され、
前記ベース部材のシュー支持面に、前記ガイド長手方向に延びるベース溝が形成され、当該ベース溝は、前記シュー突条が前記ベース部材に対して長手方向に移動可能にかつ幅方向の移動を規制可能に係合するように構成されたチェーンガイドであって、
前記案内シューが前記ベース部材に対して前記ガイド長手方向の移動が規制されるように係合される固定係合部と、前記案内シューが前記ベース部材に対して前記ガイド長手方向に移動可能に係合される可動係合部とを有し、
前記固定係合部の形成位置またはその近傍位置に、成形時のゲート跡部を有し、
前記ベース溝は、前記ガイド長手方向における前記可動係合部の形成位置に対応する位置を含む領域において、溝幅が前記固定係合部側に向かうに従って拡幅するようにテーパ状に形成されていることを特徴とするチェーンガイド。
前記固定係合部が前記ガイド長手方向一端部に形成され、
前記ゲート跡部が、前記案内シューの前記ガイド長手方向における前記固定係合部側の端面に設けら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。
前記ベース溝の開口縁部の断面形状がＲ面取り形状であって、当該Ｒ面取り形状の曲率半径が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチェーンガイド。
前記ベース溝の開口縁部の断面形状がＣ面取り形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチェーンガイド。