WO2013051549A1 - チェーンガイドおよびチェーン伝動装置 - Google Patents

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roller
rollers
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chain guide
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加藤　晃央
真司 大石
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0863—Finally actuated members, e.g. constructional details thereof
    • F16H2007/0865—Pulleys
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    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0889—Path of movement of the finally actuated member
    • F16H2007/0893—Circular path

Definitions

  • the present invention relates to a chain guide for guiding the traveling of a torque transmission chain and a chain transmission device using the chain guide.
  • the automobile engine transmits the rotation of the crankshaft to the camshaft via a timing chain (hereinafter simply referred to as “chain”), and opens and closes the combustion chamber valve by the rotation of the camshaft.
  • chain a timing chain
  • a camshaft drive chain transmission device As such a camshaft drive chain transmission device, a drive sprocket attached to a crankshaft, a driven sprocket attached to the camshaft, a chain spanned between the drive sprocket and the driven sprocket, and the chain A swingable chain guide disposed on the slack side, a chain tensioner that presses the chain guide toward the chain, and a fixed chain guide disposed on the tension side of the chain are often used.
  • the chain guide on the swing side keeps the chain tension constant by pressing the chain with the urging force of the chain tensioner, and the chain guide on the fixed side keeps the ideal chain travel line while maintaining the chain's tension. Suppresses vibration.
  • the inventors of the present invention have a guide base extending in the running direction of the chain, and a plurality of guide bases attached to the guide base along the same circumference along the running direction of the chain.
  • a chain guide that includes a roller shaft and a roller rotatably supported by each roller shaft, and that guides the chain by rolling with the roller (Patent Document 1).
  • This chain guide is characterized by low chain running resistance and low torque transmission loss because the chain contact is rolling contact.
  • the inventors of the present invention span a chain between a drive sprocket attached to a crankshaft and a driven sprocket attached to a camshaft.
  • a test machine that guides the running of the machine with a rolling chain guide was manufactured, and a durability test was performed in which the crankshaft of the test machine was rotated in the red zone region.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a chain guide having excellent durability.
  • the inventors of the present invention focused on the possibility of making the life of each roller uniform and extending the life of the chain guide as a whole by making the load applied to each roller from the chain uniform. If the contact point between the roller and the chain is shifted to the outside with respect to the reference circle drawn along the rollers adjacent to the upstream and downstream sides of the chain in the chain traveling direction, the contact point is shifted to the outside.
  • the load applied to the rollers tends to be larger than the load applied to the rollers adjacent to the upstream side and the downstream side, and in order to equalize the load applied to each roller, the contact point between the roller and the chain It is arranged so as not to be shifted outward as much as possible with respect to a reference circle drawn along rollers adjacent to the upstream side and the downstream side.
  • the contact point between the roller and the chain is within 0.8 mm on the outer side and within 1.0 mm on the inner side from the reference circle drawn along the rollers adjacent to the upstream side and the downstream side in the chain traveling direction.
  • the rollers were arranged so as to be in the range of.
  • the range where the contact point between the roller and the chain exists is within 0.8 mm outside the reference circle drawn along the rollers adjacent to the upstream side and downstream side of the chain in the chain traveling direction. It is possible to prevent the load applied to the specific roller from becoming larger than the load applied to the rollers adjacent to the upstream side and the downstream side in the chain traveling direction.
  • the range where the contact point between the roller and the chain exists is within 1.0 mm inside the reference circle drawn along the rollers adjacent to the upstream side and downstream side of the chain in the chain running direction. It is possible to prevent the load applied to the rollers adjacent to the upstream side and the downstream side of the chain in the chain traveling direction from becoming larger than the load applied to the chain. As a result, the load applied to each roller from the chain can be made uniform, the life of each roller can be made uniform, and the life of the chain guide as a whole can be extended.
  • the third and subsequent rollers from the upstream end in the chain running direction and the third and subsequent rollers from the downstream end are based on two rollers adjacent to the upstream side of the roller and two rollers adjacent to the downstream side. Rollers can be arranged using a regression circle as the reference circle.
  • a circumscribed circle that is in contact with the upstream end roller, the third roller from the upstream end, and the fourth roller from the upstream end is used as the reference circle.
  • a circumscribed circle that is in common contact with the roller at the downstream end, the third roller from the downstream end, and the fourth roller from the downstream end is used as the reference circle. Roller arrangement can be performed.
  • the guide base extends in the running direction of the chain and supports a pair of side plates that support both ends of each roller shaft, and a plurality of connections that are arranged between adjacent roller shafts to connect the pair of side plates.
  • the thing of the structure which has a part is employable.
  • the chain spanned between the drive sprocket and the driven sprocket, and the swingable chain guide provided on the slack side of the chain And a chain transmission having a chain tensioner that presses the chain guide toward the chain.
  • the chain guide can be used for the fixed chain guide.
  • the contact point between each roller and the chain is within 0.8 mm outside the reference circle drawn along the rollers adjacent to the upstream side and the downstream side and within 1.0 mm inside. Since each roller is arranged so as to be present in the chain, the load applied to each roller from the chain is made uniform, and it is possible to prevent a specific roller from having a shorter life than other rollers, and as a result, Exhibits excellent durability.
  • FIG. 2 Schematic which shows the chain transmission of embodiment of this invention 1 is a perspective view of the chain guide shown in FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the chain guide shown in FIG. Right side view of the chain guide shown in FIG. Sectional view along line VV in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view of the roller shown in FIG. Exploded front view showing part of guide base and rollers
  • FIG. 1 shows a chain transmission device incorporating a chain guide according to an embodiment of the present invention.
  • This chain transmission device spans between a drive sprocket 2 fixedly attached to a crankshaft 1 of an engine, a driven sprocket 4 fixedly attached to a camshaft 3, and the drive sprocket 2 and the driven sprocket 4.
  • the rotation of the crankshaft 1 is transmitted to the camshaft 3 through the chain 5, and the combustion chamber valve (not shown) is opened and closed by the rotation of the camshaft 3.
  • the rotation direction of the crankshaft 1 is constant (right rotation in the figure).
  • the chain 5 is stretched on the side that is pulled into the drive sprocket 2 as the crankshaft 1 rotates.
  • the portion on the side that is fed from the drive sprocket 2 is the slack side.
  • a fixed chain guide 9 is provided on the tension side of the chain 5.
  • the chain guide 7 extends vertically up and down along the chain 5, and a fulcrum shaft 6 is inserted into an insertion hole 10 provided at the upper end of the chain guide 7, and is supported so as to be swingable about the fulcrum shaft 6.
  • a chain tensioner 8 is in contact with the swing end portion of the chain guide 7, and the chain guide 7 is pressed toward the chain 5 by the chain tensioner 8.
  • the chain guide 9 also has a shape that extends vertically up and down along the chain 5, similarly to the chain guide 7.
  • the chain guide 9 is fixed by tightening the bolts 14 by inserting bolts 14 into insertion holes 13 provided at both upper and lower ends.
  • the swinging side chain guide 7 has an insertion hole 10 for inserting the swinging fulcrum shaft 6 at one end.
  • the chain guide 9 on the fixed side is different from that formed in that the insertion holes 13 for inserting the fixing bolts 14 are formed at both ends, but otherwise the same configuration. It is.
  • the chain guide 7 includes a guide base 15 extending in the traveling direction of the chain 5, and a plurality of guide bases 15 attached to the guide base 15 in an arc shape along the traveling direction of the chain 5.
  • the roller shaft 16 includes a roller 17 that is rotatably supported by each roller shaft 16.
  • the guide base 15 extends along the running direction of the chain 5 and is disposed between a pair of opposed side plates 18 and 18 that support both ends of each roller shaft 16 and the adjacent roller shafts 16, and the side plates 18 and 18. And a connecting portion 19 for connecting the two. Both ends of the connecting portion 19 are fixed to the side plate 18, and the facing interval of the side plate 18 is maintained. As shown in FIG. 3 and FIG. 7, the opposing surfaces of each side plate 18 communicate with the circular recess 20 that supports the shaft end of the roller shaft 16, and the circular recess 20 communicates from the convex edge of the side plate 18. A shaft introduction groove 21 is provided.
  • the shaft introduction groove 21 is formed in a tapered shape in which the groove width gradually decreases from the convex edge of the side plate 18 toward the circular recess 20, and the shaft of the roller shaft 16 passes through the shaft introduction groove 21.
  • the end is introduced into the circular recess 20.
  • the width D 1 of the narrow portion of the shaft introducing groove 21 is the inner diameter D of the circular recessed portion 20. It is formed to be smaller than 2 .
  • the inner diameter D 2 of the circular recess 20 is slightly smaller in diameter than the outer diameter d of the shaft end of the roller shaft 16 is adapted to fit into the circular recess 20 with interference the axial end of the roller shaft 16.
  • the guide base 15 can be formed by injection molding of a synthetic resin containing a fiber reinforcement.
  • a synthetic resin for example, polyamide (PA) such as PA66 or PA46 can be used. Glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, etc. can be used as the fiber reinforcing material blended in the synthetic resin.
  • the guide base 15 may be formed of a light metal such as an aluminum alloy or a magnesium alloy.
  • the roller shaft 16 is a solid cylindrical body formed of a steel material such as SUJ2 or SC material, and is heat-treated to improve the wear resistance of the surface. Examples of the heat treatment include bright quenching and induction quenching.
  • the roller 17 is rotatably mounted on the outer periphery of the roller shaft 16, and the cylindrical outer peripheral surface 17a of the roller 17 contacts the chain 5 for guidance.
  • the roller 17 is a roller bearing including an outer ring 22, a plurality of rollers 23 incorporated inside the outer ring 22, and a cage 24 that holds these rollers 23.
  • the outer ring 22 is a shell-shaped outer ring formed into a cup shape by drawing a steel plate such as SPC or SCM. Inward flanges 25 are formed at both ends of the outer ring 22.
  • the outer diameter of the outer ring 22 is set in the range of 10 mm to 25 mm, and the outer diameters of all the outer rings 22 are the same size.
  • the outer ring 22 is a heat-treated product cured by heat treatment, and the wear resistance of the outer peripheral surface 17a is ensured by the heat treatment. Examples of the heat treatment of the outer ring 22 include induction hardening, carburizing treatment, and carbonitriding treatment. Further, the cylindricity of the outer peripheral surface 17a of the outer ring 22 is 20 ⁇ m or less after the heat treatment.
  • the roller bearing is used alone as the roller 17 in order to reduce the weight of the roller 17 and minimize the running resistance of the chain 5, but a cylindrical resin is formed on the outer periphery of the outer ring 22 of the roller bearing.
  • a member attached with a member or an iron member may be used as the roller 17, and other types of bearings may be used instead of the roller bearings.
  • the roller bearing refers to a cylindrical roller bearing and a needle roller bearing.
  • Each roller 17 has a contact point between the roller 17 and the chain 5 within 0.8 mm outside the reference circle drawn along the rollers 17 adjacent to the upstream side and the downstream side in the running direction of the chain 5 and 1 inside. It arrange
  • rollers 17 1 , 17 2 , 17 3 , 17 4 , 17 5 ,... are sequentially moved from the upstream side to the downstream side in the running direction of the chain 5.
  • the arrangement will be specifically described.
  • the number of rollers is 7 in total from 17 1 to 17 7 .
  • roller 17 2 and the contact point P 2 of the chain 5 is the intersection of the straight line L 2 intersects the outer peripheral surface of the roller 17 2 connecting the center and the roller 17 2 of the center of the circumscribed circle R 2. Disposed from the downstream end of the second roller 17 6 is also conducted in a similar manner.
  • the chain 5 travels between the drive sprocket 2 and the driven sprocket 4, and torque is transmitted from the crankshaft 1 to the camshaft 3 by the chain 5.
  • the swing-side chain guide 7 keeps the tension of the chain 5 constant by pressing the chain 5 with the urging force of the chain tensioner 8, and the fixed-side chain guide 9 is used to run the ideal chain 5. The vibration of the chain 5 is suppressed while keeping the line.
  • each roller 17 of the chain guides 7 and 9 rotates while being in contact with the back side edge of each frame constituting the chain 5 to roll and guide the chain 5.
  • the contact between the chain 5 and the chain guides 7 and 9 is rolling contact, the running resistance of the chain 5 is small, and the torque transmission loss is small.
  • the contact point P 3 of the roller 17 3 and the chain 5 shown in FIG. 8 if, the upstream side and the downstream side each other rollers 17 1 adjacent to, 17 2, 17 4, 17 5 along drawn regression circle R If that is the arrangement shifted larger than 0.8mm on the outside with respect to 3, the load applied from the chain 5 to the roller 17 3, from the chain 5 on the upstream side and the roller 17 2 adjacent to the downstream side, 17 4 becomes larger than such a load, the rollers 17 3 is damaged earlier than the other rollers 17 2, 17 4, chain guide 7 is can lead to life. Conversely regression, the contact point P 3 of the roller 17 3 and the chain 5 shown in FIG.
  • the chain guide 7 in this embodiment the range is, the upstream side and the downstream adjacent side roller 17 1, 17 2 in the presence of the contact point P 3 of the roller 17 3 and the chain 5 shown in FIG. 8, 17 4, 17 because 5 than regression circle R 3 drawn along such within 0.8mm outside, the load applied from the chain 5 to the roller 17 3, the roller 17 2 adjacent to the upstream side and the downstream side, 17 4 It is possible to prevent the load from becoming larger than the load.
  • the existence range of the contact point P 3 of the roller 17 3 and the chain 5 is from the upstream side and the downstream side each other rollers 17 1 adjacent to, 17 2, 17 4, 17 regression circle R 3 which are drawn along the 5 also because within 1.0mm inwardly, the load applied from the chain 5 to the roller 17 3, it is possible to prevent the load applied to the roller 17 2, 17 4 adjacent to the upstream side and the downstream side is increased. As a result, the load is equalized according to the respective rollers 17 2-17 4 from the chain 5, to equalize the respective rollers 17 2-17 4 life, the life of the chain guide 7 can be extended as a whole.
  • circumscribed circle R of the range of existence of contact points P 2 of the roller 17 2 and the chain 5 shown in FIG. 9, is drawn along the upstream and downstream adjacent side roller 17 1, 17 3, 17 4 since 2 such within 0.8mm outside the, load applied from the chain 5 to the roller 17 2, be prevented from becoming larger than according the load on the upstream side and the downstream side each other rollers 17 1 adjacent to, 17 3 it can.
  • each roller 17 is disposed so as to be within a range of 1.0 mm or less on the inner side, the load applied to each roller 17 from the chain 5 is made uniform, and a specific roller 17 is more than the other rollers 17. The short life can be prevented, and as a result, excellent durability is exhibited.
  • a silent chain As the chain 5 for transmitting the rotation of the crankshaft 1 to the camshaft 3, a silent chain, a roller chain, a bush chain in which a roller is omitted from the roller chain, and the like can be used.

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Abstract

　優れた耐久性をもつチェーンガイドを提供する。チェーン（５）の走行方向に延びるガイドベース（１５）と、そのガイドベース（１５）にチェーン（５）の走行方向に沿って円弧状に並んで取り付けられた複数のローラ軸（１６）と、その各ローラ軸（１６）に回転可能に支持されたローラ（１７１，１７２，１７３，１７４，１７５）とからなり、その各ローラ（１７１，１７２，１７３，１７４，１７５）でチェーン（５）を転がり案内するチェーンガイドにおいて、ローラ１７３とチェーン５の接触点（Ｐ３）が、その上流側と下流側に隣り合うローラ（１７１，１７２，１７４，１７５）に沿って描かれる回帰円（Ｒ３）よりも外側に０．８ｍｍ以内かつ内側に１．０ｍｍ以内の範囲に存在するように各ローラ（１７１，１７２，１７３，１７４，１７５）を配置する。

Description

チェーンガイドおよびチェーン伝動装置
　この発明は、トルク伝達用チェーンの走行を案内するチェーンガイドおよびそのチェーンガイドを用いたチェーン伝動装置に関する。
　自動車エンジンは、クランク軸の回転をタイミングチェーン（以下、単に「チェーン」という）を介してカム軸に伝達し、そのカム軸の回転により燃焼室のバルブを開閉する。
　このようなカム軸駆動用のチェーン伝動装置として、クランク軸に取り付けられた駆動スプロケットと、カム軸に取り付けられた従動スプロケットと、駆動スプロケットと従動スプロケットの間に掛け渡されたチェーンと、そのチェーンの弛み側に配置された揺動可能なチェーンガイドと、そのチェーンガイドをチェーンに向けて押圧するチェーンテンショナと、チェーンの張り側に配置された固定のチェーンガイドとを有するものが多く用いられる。
　ここで、揺動側のチェーンガイドは、チェーンテンショナの付勢力でチェーンを押圧することによりチェーンの張力を一定に保ち、固定側のチェーンガイドは、理想的なチェーンの走行ラインを保ちながらチェーンの振動を抑制する。
　かかるチェーン伝動装置で使用される揺動側のチェーンガイドや固定側のチェーンガイドとして、チェーン走行方向に沿って延びる案内面をチェーンに滑り接触させる形式のものが知られているが、この滑り形式のチェーンガイドは、チェーンに対する接触が滑り接触なので、チェーンの走行抵抗が大きく、トルクの伝達ロスが大きいという問題がある。
　このような問題を解消するため、本願発明の発明者らは、チェーンの走行方向に延びるガイドベースと、そのガイドベースにチェーンの走行方向に沿って同一円周上に並んで取り付けられた複数のローラ軸と、その各ローラ軸に回転可能に支持されたローラとからなり、そのローラで前記チェーンを転がり案内するチェーンガイドを提案している（特許文献１）。
　このチェーンガイドは、チェーンに対する接触が転がり接触なので、チェーンの走行抵抗が小さく、トルクの伝達ロスが小さいという特徴がある。
国際公開２０１０／０９０１３９号
　ところで、この発明の発明者らは、上記転がり形式のチェーンガイドの耐久性を評価するために、クランク軸に取り付けた駆動スプロケットとカム軸に取り付けた従動スプロケットの間にチェーンを掛け渡し、そのチェーンの走行を転がり形式のチェーンガイドで案内する試験機を製作し、その試験機のクランク軸をレッドゾーン域で回転させる耐久試験を行なった。
　この結果、レッドゾーン域で数千時間を経過した後も、チェーンガイドの各ローラが損傷せずに使用することができ、実用に耐える程度の耐久性を有することを確認することができたが、更に長時間にわたって耐久試験を継続したところ、ローラ軸にうろこ状の剥離（フレーキング）が生じる場合があり、このとき、最初に剥離を生じるローラ軸はいつも同じ位置のローラ軸であり、その特定のローラ軸の剥離によりチェーンガイドが寿命に至ることが分かった。
　この発明が解決しようとする課題は、優れた耐久性をもつチェーンガイドを提供することである。
　本願発明の発明者らは、チェーンから各ローラにかかる荷重を均一化することで、各ローラの寿命を均一化し、チェーンガイドの寿命を全体として延ばすことができる可能性に着眼した。そして、ローラとチェーンの接触点が、チェーン走行方向のチェーン上流側と下流側に隣り合うローラに沿って描かれる基準円に対して外側にずれた配置となっている場合、その外側にずれたローラにかかる荷重が、上流側と下流側に隣り合うローラにかかる荷重よりも大きくなる傾向にあることを見出し、各ローラにかかる荷重を均一化するために、ローラとチェーンの接触点が、その上流側と下流側に隣り合うローラに沿って描かれる基準円に対して極力外側にずれないように配置したのである。
　具体的には、前記ローラとチェーンの接触点が、チェーン走行方向のチェーン上流側と下流側に隣り合うローラに沿って描かれる基準円よりも外側に０．８ｍｍ以内かつ内側に１．０ｍｍ以内の範囲に存在するように前記各ローラを配置した。
　このようにすると、ローラとチェーンの接触点の存在する範囲が、チェーン走行方向のチェーン上流側と下流側に隣り合うローラに沿って描かれる基準円よりも外側に０．８ｍｍ以内なので、チェーンから特定のローラにかかる荷重が、チェーン走行方向のチェーン上流側と下流側に隣り合うローラにかかる荷重よりも大きくなるのを防止することができる。また、ローラとチェーンの接触点の存在する範囲が、チェーン走行方向のチェーン上流側と下流側に隣り合うローラに沿って描かれる基準円よりも内側に１．０ｍｍ以内なので、チェーンから特定のローラにかかる荷重よりも、チェーン走行方向のチェーン上流側と下流側に隣り合うローラにかかる荷重が大きくなるのを防止することができる。その結果、チェーンから各ローラにかかる荷重が均一化され、各ローラの寿命を均一化し、チェーンガイドの寿命を全体として延ばすことができる。
　ここで、チェーン走行方向の上流端から３番目以降かつ下流端からも３番目以降のローラについては、そのローラの上流側に隣り合う２個のローラと下流側に隣り合う２個のローラに基づく回帰円を前記基準円としてローラの配置を行なうことができる。
　また、チェーン走行方向の上流端から２番目のローラについては、上流端のローラと上流端から３番目のローラと上流端から４番目のローラに共通して接する外接円を前記基準円として前記ローラの配置を行なうことができる。同様に、チェーン走行方向の下流端から２番目のローラについては、下流端のローラと下流端から３番目のローラと下流端から４番目のローラに共通して接する外接円を前記基準円として前記ローラの配置を行なうことができる。
　前記ガイドベースは、前記チェーンの走行方向に沿って長く延びて前記各ローラ軸の両端を支持する一対の側板と、隣り合うローラ軸の間に配置されて前記一対の側板を連結する複数の連結部とを有する構成のものを採用することができる。
　また、この発明では、上記のチェーンガイドを用いたチェーン伝動装置として、駆動スプロケットと従動スプロケットの間に掛け渡されたチェーンと、そのチェーンの弛み側に設けられた揺動可能な上記のチェーンガイドと、そのチェーンガイドをチェーンに向けて押圧するチェーンテンショナとを有するチェーン伝動装置を提供する。
　チェーンの張り側に固定のチェーンガイドを更に設ける場合、その固定のチェーンガイドにも上記チェーンガイドを使用することができる。
　この発明のチェーンガイドは、各ローラとチェーンの接触点が、その上流側と下流側に隣り合うローラに沿って描かれる基準円よりも外側に０．８ｍｍ以内かつ内側に１．０ｍｍ以内の範囲に存在するように各ローラが配置されているので、チェーンから各ローラにかかる荷重が均一化され、特定のローラが他のローラよりも短寿命となるのを防止することができ、その結果、優れた耐久性を発揮する。
この発明の実施形態のチェーン伝動装置を示す概略図 図１に示すチェーンガイドの斜視図 図２に示すチェーンガイドの縦断面図 図３に示すチェーンガイドの右側面図 図３のV－V線に沿った断面図 図５に示すローラの拡大断面図 ガイドベースの一部とローラとを示す分解正面図 図３に示すチェーンガイドの上流側から３番目のローラの配置方法を示す図 図３に示すチェーンガイドの上流側から２番目のローラの配置方法を示す図 図８に示す３番目のローラの拡大図 図９に示す２番目のローラの拡大図
　図１に、この発明の実施形態のチェーンガイドを組み込んだチェーン伝動装置を示す。このチェーン伝動装置は、エンジンのクランク軸１に固定して取り付けられた駆動スプロケット２と、カム軸３に固定して取り付けられた従動スプロケット４と、駆動スプロケット２と従動スプロケット４の間に掛け渡されたチェーン５を有し、このチェーン５を介してクランク軸１の回転をカム軸３に伝達し、そのカム軸３の回転により燃焼室のバルブ（図示せず）を開閉する。
　エンジンが作動しているときのクランク軸１の回転方向は一定（図では右回転）であり、このときチェーン５は、クランク軸１の回転に伴って駆動スプロケット２に引き込まれる側の部分が張り側となり、駆動スプロケット２から送り出される側の部分が弛み側となる。そして、チェーン５の弛み側には、支点軸６を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド７と、チェーンガイド７をチェーン５に向けて押圧するチェーンテンショナ８とが設けられている。一方、チェーン５の張り側には、固定のチェーンガイド９が設けられている。
　チェーンガイド７は、チェーン５に沿って上下に長く延び、その上端部に設けた挿入孔１０に支点軸６が挿入され、この支点軸６を中心に揺動可能に支持されている。チェーンガイド７の揺動端部にはチェーンテンショナ８が接触しており、このチェーンテンショナ８によってチェーンガイド７はチェーン５に向けて押圧されている。
　チェーンガイド９も、チェーンガイド７と同様に、チェーン５に沿って上下に長く延びる形状である。チェーンガイド９は、上下両端部にそれぞれ設けられた挿入孔１３にボルト１４が挿入され、このボルト１４の締め付けによって固定されている。
　ここで、揺動側のチェーンガイド７と固定側のチェーンガイド９とを対比した場合、揺動側のチェーンガイド７は、一端部に揺動の支点軸６を挿入するための挿入孔１０が形成されているのに対し、固定側のチェーンガイド９は、両端部に固定用のボルト１４を挿入するための挿入孔１３が形成されている点で相違するが、その他の点では同一の構成である。
　そのため、揺動側のチェーンガイド７について以下に説明し、固定側のチェーンガイド９については、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
　図２～図４に示すように、チェーンガイド７は、チェーン５の走行方向に延びるガイドベース１５と、そのガイドベース１５にチェーン５の走行方向に沿って円弧状に並んで取り付けられた複数のローラ軸１６と、その各ローラ軸１６に回転可能に支持されたローラ１７とからなる。
　ガイドベース１５は、チェーン５の走行方向に沿って長く延びて各ローラ軸１６の両端を支持する対向一対の側板１８，１８と、隣り合うローラ軸１６の間に配置されて側板１８，１８同士を連結する連結部１９とを有する。連結部１９は、その両端が側板１８に固定され、側板１８の対向間隔を保持している。図３および図７に示すように、各側板１８の互いに対向する対向面には、ローラ軸１６の軸端を支持する円形凹部２０と、側板１８の凸側の縁から円形凹部２０に連通する軸導入溝２１とが設けられている。
　図７に示すように、軸導入溝２１は、側板１８の凸側の縁から円形凹部２０に向かって次第に溝幅が狭くなるテーパ状に形成され、この軸導入溝２１を通じてローラ軸１６の軸端を円形凹部２０に導入するようになっている。ここで、円形凹部２０内に導入されたローラ軸１６の軸端が軸導入溝２１に逆戻りするのを防止するため、軸導入溝２１は、狭小部分の幅Ｄ１が円形凹部２０の内径Ｄ２よりも小さくなるよう形成されている。
　円形凹部２０の内径Ｄ２は、ローラ軸１６の軸端の外径ｄよりもわずかに小径とされ、ローラ軸１６の軸端が締め代をもって円形凹部２０に嵌合するようになっている。
　ガイドベース１５は、繊維強化材を配合した合成樹脂の射出成形により形成することができる。合成樹脂としては、例えば、ＰＡ６６やＰＡ４６などのポリアミド（ＰＡ）を使用することができる。合成樹脂に配合する繊維強化材は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維などを使用することができる。ガイドベース１５はアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成してもよい。
　ローラ軸１６は、ＳＵＪ２やＳＣ材等の鋼材で形成された中実の円柱体であり、表面の耐摩耗性を向上させるために熱処理が施されている。熱処理としては、光輝焼入れ、高周波焼入れが挙げられる。
　図５、図６に示すように、ローラ１７は、ローラ軸１６の外周に回転可能に装着され、ローラ１７の円筒状の外周面１７ａがチェーン５に接触して案内を行なう。ここで、ローラ１７は、外輪２２と、外輪２２の内側に組み込まれた複数のころ２３と、これらのころ２３を保持する保持器２４とからなるころ軸受である。外輪２２は、ＳＰＣやＳＣＭ等の鋼板を絞り成形してカップ状とされたシェル形外輪である。外輪２２の両端には、内向きの鍔２５が形成されている。
　外輪２２の外径は１０ｍｍ～２５ｍｍの範囲に設定されており、全ての外輪２２の外径が同一の大きさとされている。外輪２２は、熱処理を施すことにより硬化した熱処理品であり、熱処理によって外周面１７ａの耐摩耗性が確保されている。外輪２２の熱処理としては、高周波焼入れ、浸炭処理、浸炭窒化処理が挙げられる。また、外輪２２の外周面１７ａの円筒度は、熱処理後の状態で２０μｍ以下となっている。
　なお、この実施形態では、ローラ１７を軽量化してチェーン５の走行抵抗を最小限に抑えるためにころ軸受を単独でローラ１７として用いているが、ころ軸受の外輪２２の外周に円筒状の樹脂部材や鉄部材を取り付けたものをローラ１７として用いてもよく、ころ軸受にかえて他の形式の軸受を用いることも可能である。ここで、ころ軸受とは、円筒ころ軸受および針状ころ軸受をいう。
　各ローラ１７は、ローラ１７とチェーン５の接触点が、チェーン５の走行方向の上流側と下流側に隣り合うローラ１７に沿って描かれる基準円よりも外側に０．８ｍｍ以内かつ内側に１．０ｍｍ以内の範囲に存在するように配置されている。
　以下、図８、図９に示すように、各ローラ１７をチェーン５の走行方向の上流側から下流側に向かって順にローラ１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，・・・と称してその配置を具体的に説明する。ここで、ローラの数は１７１～１７７までの計７個とする。
　まず、チェーン５の走行方向の上流端から３番目以降かつ下流端からも３番目以降のローラ１７３，１７４，１７５の配置について説明する。例えば、図８に示すように、チェーン走行方向の上流端から３番目（下流端から５番目）のローラ１７３は、そのローラ１７３の上流側に隣り合う２個のローラ１７１，１７２と下流側に隣り合う２個のローラ１７４，１７５に基づく回帰円Ｒ３を描き、この回帰円Ｒ３を基準円として用いる。回帰円Ｒ３は、この場合４個のローラ１７１，１７２，１７４，１７５の外周面からの距離の二乗平均が最小となるような円であり、各ローラ１７１，１７２，１７４，１７５の中心位置と半径から求めることができる。
　そして、図１０に示すように、回帰円Ｒ３よりも半径が０．８ｍｍ大きい円と回帰円Ｒ３よりも半径が１．０ｍｍ小さい円とで挟まれる領域にローラ１７３とチェーン５の接触点Ｐ３が存在するようにローラ１７３を配置する。ローラ１７３とチェーン５の接触点Ｐ３は、回帰円Ｒ３の中心とローラ１７３の中心を結ぶ直線Ｌ３がローラ１７３の外周面に交わる交点である。他のローラ１７４，１７５の配置も同様にして行なわれている。
　次に、チェーン５の走行方向の上流端から２番目のローラ１７２と下流端から２番目のローラ１７６の配置について説明する。例えば、図９に示すように、チェーン５の走行方向の上流端から２番目のローラ１７２は、上流端のローラ１７１と上流端から３番目のローラ１７３と上流端から４番目のローラ１７４に共通して接する外接円Ｒ２を描き、この外接円Ｒ２を基準円として用いる。
　そして、図１１に示すように、外接円Ｒ２よりも半径が０．８ｍｍ大きい円と外接円Ｒ２よりも半径が１．０ｍｍ小さい円とで挟まれる領域にローラ１７２とチェーン５の接触点Ｐ２が存在するようにローラ１７２を配置する。ローラ１７２とチェーン５の接触点Ｐ２は、外接円Ｒ２の中心とローラ１７２の中心を結ぶ直線Ｌ２がローラ１７２の外周面に交わる交点である。下流端から２番目のローラ１７６の配置も同様にして行なわれている。
　次に、上記構成からなるチェーン伝動装置の動作例を説明する。
　エンジンが作動しているとき、駆動スプロケット２と従動スプロケット４の間でチェーン５が走行し、そのチェーン５によってクランク軸１からカム軸３にトルクが伝達される。このとき、揺動側のチェーンガイド７は、チェーンテンショナ８の付勢力でチェーン５を押圧することによりチェーン５の張力を一定に保ち、固定側のチェーンガイド９は、理想的なチェーン５の走行ラインを保ちながらチェーン５の振動を抑制する。
　ここで、チェーンガイド７，９の各ローラ１７は、チェーン５を構成する各コマの背側の縁に接触しながら回転し、チェーン５を転がり案内する。ここで、チェーン５とチェーンガイド７，９の接触が転がり接触なので、チェーン５の走行抵抗が小さく、トルクの伝達ロスが小さい。
　ところで、図８に示すローラ１７３とチェーン５の接触点Ｐ３が、仮に、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７１，１７２，１７４，１７５に沿って描かれる回帰円Ｒ３に対して外側に０．８ｍｍよりも大きくずれた配置となっている場合、チェーン５からローラ１７３にかかる荷重が、チェーン５から上流側と下流側に隣り合うローラ１７２，１７４にかかる荷重よりも大きくなるので、そのローラ１７３が他のローラ１７２，１７４よりも先に損傷し、チェーンガイド７が寿命に至ることになる。また逆に、図８に示すローラ１７３とチェーン５の接触点Ｐ３が、仮に、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７１，１７２，１７４，１７５に沿って描かれる回帰円Ｒ３に対して内側に１．０ｍｍよりも大きくずれた配置となっている場合、その内側にずれたローラ１７３にかかる荷重よりも、上流側と下流側に隣り合うローラ１７２，１７４にかかる荷重が大きくなり、そのいずれかのローラ１７２，１７４がローラ１７３よりも先に損傷し、チェーンガイド７が寿命に至ることになる。
　これに対し、この実施形態のチェーンガイド７は、図８に示すローラ１７３とチェーン５の接触点Ｐ３の存在する範囲が、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７１，１７２，１７４，１７５に沿って描かれる回帰円Ｒ３よりも外側に０．８ｍｍ以内なので、チェーン５からローラ１７３にかかる荷重が、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７２，１７４にかかる荷重よりも大きくなるのを防止することができる。また、ローラ１７３とチェーン５の接触点Ｐ３の存在する範囲が、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７１，１７２，１７４，１７５に沿って描かれる回帰円Ｒ３よりも内側に１．０ｍｍ以内なので、チェーン５からローラ１７３にかかる荷重よりも、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７２，１７４にかかる荷重が大きくなるのを防止することができる。その結果、チェーン５から各ローラ１７２～１７４にかかる荷重が均一化され、各ローラ１７２～１７４の寿命を均一化し、チェーンガイド７の寿命を全体として延ばすことができる。
　同様に、図９に示すローラ１７２とチェーン５の接触点Ｐ２の存在する範囲が、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７１，１７３，１７４に沿って描かれる外接円Ｒ２よりも外側に０．８ｍｍ以内なので、チェーン５からローラ１７２にかかる荷重が、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７１，１７３にかかる荷重よりも大きくなるのを防止することができる。また、ローラ１７２とチェーン５の接触点Ｐ２の存在する範囲が、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７１，１７３，１７４に沿って描かれる外接円Ｒ２よりも内側に１．０ｍｍ以内なので、チェーン５からローラ１７２にかかる荷重よりも、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７１，１７３にかかる荷重が大きくなるのを防止することができる。その結果、チェーン５から各ローラ１７１～１７３にかかる荷重が均一化され、各ローラ１７１～１７３の寿命を均一化し、チェーンガイド７の寿命を全体として延ばすことができる。
　以上のように、この実施形態のチェーンガイド７は、各ローラ１７とチェーン５の接触点が、その上流側と下流側に隣り合うローラ１７に沿って描かれる基準円よりも外側に０．８ｍｍ以内かつ内側に１．０ｍｍ以内の範囲に存在するように各ローラ１７が配置されているので、チェーン５から各ローラ１７にかかる荷重が均一化され、特定のローラ１７が他のローラ１７よりも短寿命となるのを防止することができ、その結果、優れた耐久性を発揮する。
　クランク軸１の回転をカム軸３に伝達するチェーン５としては、サイレントチェーンのほか、ローラチェーンや、ローラチェーンからローラを省いたブシュチェーン等を採用することができる。
２　　　　駆動スプロケット
４　　　　従動スプロケット
５　　　　チェーン
６　　　　支点軸
７　　　　チェーンガイド
８　　　　チェーンテンショナ
１５　　　ガイドベース
１６　　　ローラ軸
１７，１７１，１７２，１７３，１７４，１７５　ローラ
２２　　　外輪
Ｐ２，Ｐ３　接触点
Ｒ２　　　外接円
Ｒ３　　　回帰円

Claims (7)

  1. 　チェーンの走行方向に延びるガイドベースと、そのガイドベースにチェーンの走行方向に沿って円弧状に並んで取り付けられた複数のローラ軸と、その各ローラ軸に回転可能に支持されたローラとからなり、その各ローラで前記チェーンを転がり案内するチェーンガイドにおいて、
    　前記ローラとチェーンの接触点が、その上流側と下流側に隣り合うローラに沿って描かれる基準円よりも外側に０．８ｍｍ以内かつ内側に１．０ｍｍ以内の範囲に存在するように前記各ローラを配置したことを特徴とするチェーンガイド。
  2. 　チェーン走行方向の上流端から３番目以降かつ下流端からも３番目以降のローラについては、そのローラの上流側に隣り合う２個のローラと下流側に隣り合う２個のローラに基づく回帰円を前記基準円として前記ローラの配置がされている請求項１に記載のチェーンガイド。
  3. 　チェーン走行方向の上流端から２番目のローラについては、上流端のローラと上流端から３番目のローラと上流端から４番目のローラに共通して接する外接円を前記基準円として前記ローラの配置がされている請求項１または２に記載のチェーンガイド。
  4. 　チェーン走行方向の下流端から２番目のローラについては、下流端のローラと下流端から３番目のローラと下流端から４番目のローラに共通して接する外接円を前記基準円として前記ローラの配置がされている請求項１から３のいずれかに記載のチェーンガイド。
  5. 　前記ガイドベースが、前記チェーンの走行方向に沿って長く延びて前記各ローラ軸の両端を支持する一対の側板と、隣り合うローラ軸の間に配置されて前記一対の側板を連結する複数の連結部とを有する請求項１から４のいずれかに記載のチェーンガイド。
  6. 　駆動スプロケットと従動スプロケットの間に掛け渡されたチェーンと、そのチェーンの弛み側に設けられた揺動可能なチェーンガイドと、そのチェーンガイドをチェーンに向けて押圧するチェーンテンショナとを有するチェーン伝動装置において、
    　前記チェーンガイドが請求項１から５のいずれかに記載のチェーンガイドであることを特徴とするチェーン伝動装置。
  7. 　前記チェーンの張り側に設けられた固定のチェーンガイドを更に有し、そのチェーンガイドが請求項１から５のいずれかに記載のチェーンガイドである請求項６に記載のチェーン伝動装置。
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