JP2015068353A - チェーンガイドおよびチェーン伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラによってチェーンを転がり案内するチェーンガイドの振動および騒音を低減することである。【解決手段】チェーン５の移動方向に沿って設けられガイドベース２０のチェーン５と対向する面の長さ方向に間隔をおいて複数のローラ収容凹部２２を設け、そのローラ収容凹部２２のそれぞれ内部にローラ軸３０を組み込み、そのローラ軸３０によってチェーン５を転がり案内するローラ４０を回転自在に支持する。ガイドベース２０またはローラ軸３０の内部に制振材２５、２６を設け、その制振材２５、２６により振動を吸収し、騒音を低減する。【選択図】図３

Description

この発明は、チェーンの張力調整用として、あるいは、チェーンの移動案内用として使用され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。

クランク軸に取付けられた駆動スプロケットとカム軸に取付けられた従動スプロケット間にタイミングチェーン（以下、単に「チェーン」という）を掛け渡したカム軸駆動用のチェーン伝動装置においては、チェーンの弛み側チェーンの一側方に、そのチェーンの走行方向に沿って延びる揺動可能なチェーンガイドを設け、そのチェーンガイドの揺動側端部にチェーンテンショナの調整力を負荷してタイミングチェーンを緊張させ、チェーンの緩みやバタツキを防ぐようにしている。

また、チェーンの張り側チェーンにチェーンガイドを設けて固定の配置とし、その固定のチェーンガイドによりチェーンの移動を案内してバタツキを抑制するようにしている。

ここで、チェーンの張力調整用や移動案内用のチェーンガイドとして、チェーンを滑り接触によって面案内する形式のものが知られているが、チェーンの移動抵抗が大きく、トルクの伝達ロスが大きいという問題がある。

そのような問題点を解決するため、本件出願人においては、特許文献１において、チェーンの移動方向に長く延びる合成樹脂製のガイドベースによって曲線状に配置された複数のローラ軸の両端部を支持し、その複数のローラ軸のそれぞれによってころ軸受からなるローラを回転自在に支持し、その複数のローラによってチェーンを移動自在に案内するようにしたチェーンガイドを提案している。

上記のチェーンガイドにおいては、チェーンの案内が複数のローラの転がりによる案内であるため、チェーンの移動抵抗が小さく、トルクの伝達ロスが小さいという特徴を有している。

国際公開２０１０／０９０１３９号

ところで、特許文献１に記載のチェーンガイドにおいては、複数のローラが曲線状の配置とされているため、チェーンを形成するリンクプレートの接続部が複数のローラのそれぞれによって案内される際、その接続部が屈曲すると共に、ローラから離れると直線状に展開し、屈曲と展開を繰り返しながら走行することになる。そのため、チェーンに微妙なバタツキが生じて振動および騒音が発生し、その振動および騒音の低減化が要望されている。

この発明の課題は、ローラによってチェーンを転がり案内するチェーンガイドの振動および騒音を低減することである。

上記の課題を解決するため、第１の発明に係るチェーンガイドにおいては、トルク伝達チェーンの移動方向に沿って設けられ、前記チェーンと対向する面の長さ方向に間隔をおいて複数のローラ収容凹部が設けられた曲線状のガイドベースと、前記ローラ収容凹部のそれぞれ内部に組み込まれて両端部がローラ収容凹部の対向する側壁で支持されたローラ軸と、そのローラ軸のそれぞれにより回転自在に支持されてチェーンを転がり案内するローラとからなるチェーンガイドにおいて、前記ガイドベースまたはローラ軸の内部に制振材を設けた構成を採用したのである。

ここで、ガイドベースの幅方向両側の側板部を複数の板体を貼り合わせた積層体部とし、その積層体部の隣接する板体間に制振材を設けるようにしてもよく、あるいは、ローラ収容凹部の内表面に設けるようにしてもよい。また、ローラ軸に対しては、そのローラ軸を筒状とし、その軸心上に形成された軸方向孔内に設けるようにしてもよい。制振材は、ゴムであってもよく、樹脂であってもよい。ゴムとして、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム（ＶＱＭ）を採用することができる。

上記のように、ガイドベースまたはローラ軸に制振材を設けることにより、その制振材によってチェーンの走行時に発生する振動を吸収することができ、騒音を低減することができる。

また、上記の課題を解決するため、第２の発明に係るチェーンガイドにおいては、ガイドベースに設けられた複数のローラ収容凹部の内表面に凹凸面を設けた構成を採用したのである。

ここで、凹凸面は、多数のディンプルからなるものであってもよく、あるいは、波面からなるものであってもよい。

上記のように、ローラ収容凹部の内表面に凹凸面を設けることにより、その凹凸面によって音を乱反射させることができるため、チェーンの走行時に発生する騒音を低減することができる。

この発明に係るチェーン伝動装置においては、駆動スプロケットと従動スプロケット間にチェーンを掛け渡し、そのチェーンの弛み側チェーンの一側部に、チェーンの移動を案内する揺動可能なチェーンガイドを設け、そのチェーンガイドの揺動側端部にチェーンテンショナの調整力を負荷して、その揺動側端部をチェーンに押し付けるようにしたチェーン伝動装置において、前記チェーンガイドとして、上記第１または第２の発明に係る上記のチェーンガイドを採用したのである。

第１の発明に係るチェーンガイドにおいては、上記のように、ガイドベースまたはローラ軸に制振材を設けたことにより、その制振材によってチェーンの走行時に発生する振動を吸収し、騒音を低減することができる。

また、第２の発明に係るチェーンガイドにおいては、凹凸面によって音を乱反射させることができるため、チェーンの走行時に発生する騒音を低減することができる。

この発明に係るチェーン伝動装置の実施の形態を示す概略図 図１に示すチェーンガイドの縦断面図 図２のIII−III線に沿った断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 振動および騒音の低減化を図る手段の他の例を示す断面図 騒音低減化対策の他の例を示す断面図 騒音低減化対策のさらに他の例を示す断面図 騒音低減化対策のさらに他の例を示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、カム軸駆動用のチェーン伝動装置を示し、クランク軸１の軸端部に取付けられた駆動スプロケット２とカム軸３の軸端部に取付けられた従動スプロケット４間にはタイミングチェーン５が掛け渡されている。

タイミングチェーン５はローラチェーンであっても、サイレントチェーンであってもよい。

クランク軸１は、図１の矢印で示す方向に回転する。そのクランク軸１の回転により、タイミングチェーン５（以下、単にチェーンという）が同図の矢印で示す方向に移動し、上方に向けて移動する部分が弛み側チェーン５ａとされ、下方に向けて移動する部分が張り側チェーン５ｂとされ、上記弛み側チェーン５ａの一側部にチェーンガイドＡ_１が設けられている。

チェーンガイドＡ_１は、チェーン５の移動方向に長く延び、その上端部がエンジンブロックから突設する支点軸１０により支持されて、その支点軸１０を中心に揺動可能とされ、下側の揺動側端部にチェーンテンショナ１１の調整力が負荷されて弛み側チェーン５ａに向けて押圧されている。

チェーン５における張り側チェーン５ｂの他側部にはチェーンガイドＡ_２が設けられている。このチェーンガイドＡ_２は、揺動可能なチェーンガイドＡ_１と同様に、チェーン５の移動方向に長く延び、その両端部がエンジンブロックにねじ込まれるボルト１２の締め付けにより固定されて、チェーン５の移動を案内するようになっている。

ここで、揺動可能なチェーンガイドＡ_１と固定のチェーンガイドＡ_２とは、ほぼ同一の構成とされ、揺動可能なチェーンガイドＡ_１が一端部に軸挿入用の挿入孔が形成されているのに対し、固定のチェーンガイドＡ_２が両端部にボルト挿入用の挿入孔が形成されている点が相違している。

そのため、ここでは、揺動可能なチェーンガイドＡ_１の構成について以下に説明し、固定配置のチェーンガイドＡ_２については同一の部分に同一の符号を付して説明を省略する。

図２乃至図４に示すように、チェーンガイドＡ_１は、チェーン５の移動方向に長く延びるガイドベース２０と、そのガイドベース２０の長さ方向に間隔をおいて設けられた複数のローラ軸３０と、その複数のローラ軸３０のそれぞれに回転自在に支持されたチェーン案内用の複数のローラ４０とからなっている。

ガイドベース２０は、曲線状をなし、チェーン５と対向する面の両側には対向一対の側板部２１が設けられ、その一対の側板部２１間においてガイドベース２０の長さ方向に複数のローラ収容凹部２２が間隔をおいて設けられている。

また、ガイドベース２０の上端部には、支点軸１０が挿入される挿入孔２３が形成されている。

複数のローラ収容凹部２２のそれぞれにおいて、対向する内側面にはローラ軸３０の軸端部を支持する複数の軸係合部２４が設けられている。

軸係合部２４は、側板部２１のチェーン５と対向する外側面部において開口して、その開口端が広幅とされたテーパ溝部２４ａと、そのテーパ溝部２４ａの狭小端に連通する円形状の軸支持部２４ｂとからなっている。

ローラ軸３０は、その両端部がテーパ溝部２４ａから軸支持部２４ｂに締め代をもって嵌合されて非回転の支持とされている。テーパ溝部２４aの狭小部はローラ軸３０の軸径より小さく、そのテーパ溝部２４aの狭小部によってローラ軸３０は抜止めされている。

複数の軸係合部２４は、その軸支持部２４ｂの中心を結ぶ線が凸形の円弧状線を描く円弧状の配置とされているが、曲線状の配置とされていてもよい。

上記ガイドベース２０は、合成樹脂の成形品とされている。合成樹脂として耐油性、耐候性および強度的に優れた樹脂を用いるのが好ましい。そのような樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）やポリアミド６６（ＰＡ６６）を挙げることができる。機械的強度をさらに向上させるために、それらの樹脂に強化ガラス繊維を混入するのが好ましい。

ガイドベース２０における両側の側板部２１は、樹脂からなる複数の板体２１ａを貼り合わせた積層体部とされ、その積層体部における板体２１ａ間に制振材２５が設けられている。また、ローラ収容凹部２２の内表面としての底面四隅部にも制振材２６が設けられている。

制振材２５、２６は、ゴムからなる。ゴムとして、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム（ＶＱＭ）を採用することができる。なお、ゴム製制振材に代えて樹脂製制振材を採用するようにしてもよい。

図３および図４に示すように、ローラ軸３０は、ストレート形状をなし、ＳＵＪ２やＳＣ材を素材としている。このローラ軸３０は、耐摩耗性を向上させるため、熱処理されて硬度が高められている。熱処理として、ここでは、光輝焼入れを採用しているが、高周波焼入れしてもよく、浸炭焼入れしてもよい。あるいは、浸炭窒化処理してもよい。

複数のローラ４０は、複数のローラ軸３０のそれぞれによって回転自在に支持されている。ローラ４０はころ軸受からなり、外輪４１と、その内側に組み込まれた複数のころ４２、および、そのころ４２を保持する保持器４３とからなっている。

外輪４１は、ＳＰＣやＳＣＭ等の金属板を絞り成形したシェル形であり、熱処理によって硬度が高められている。シェル形外輪４１の両端部には、保持器４３を抜止めする内向き鍔４４が形成されている。内向き鍔４４は、ころ軸受４０の組立ての容易化を図るため、ころ４２を保持する保持器４３の組込み後において曲げ成形される。

なお、ころ軸受４０は、針状ころ軸受であってもよく、円筒ころ軸受であってもよい。

実施の形態で示すチェーン伝動装置は上記の構造からなり、駆動スプロケット２と従動スプロケット４間に掛け渡されたチェーン５の移動によってクランク軸１の回転をカム軸３に伝達するトルク伝達状態において、負荷の変動によりチェーン５の張力が変化すると、チェーンテンショナ１１が作動して、その張力変化を吸収する。このため、チェーン５は常に所定の張力状態に保持される。

クランク軸１の回転をカム軸３に伝達するトルク伝達時、揺動可能なチェーンガイドＡ_１および固定のチェーンガイドＡ_２のそれぞれに設けられたころ軸受４０はチェーン５との接触により回転し、チェーン５は転がり案内される。

ここで、チェーンガイドＡ_１および固定のチェーンガイドＡ_２のそれぞれに設けられたころ軸受４０は曲線状の配置とされているため、チェーン５を形成するリンクプレートの接続部が複数のころ軸受４０のそれぞれによって案内される際、接続部が屈曲すると共に、ころ軸受４０から離れると直線状に展開し、屈曲と展開を繰り返しながら走行することになる。そのため、チェーン５に微妙なバタツキが生じて振動および騒音が発生する。

このとき、ガイドベース２０における側板部２１の板体２１ａ間には制振材２５が設けられ、また、ローラ収容凹部２２の底面四隅部も制振材２６が設けられているため、チェーン５からころ軸受４０に負荷される振動およびその振動に伴う騒音は制振材２５、２６で吸収されて低減される。

図３および図４では、ガイドベース２０に制振材２５、２６を設けるようにしたが、図５に示すように、ローラ軸３０を筒状とし、そのローラ軸３０に設けられた軸方向孔３１内に制振材２７を設けるようにしてもよい。

図６乃至図８は騒音を低減する低減化手段の他の例を示す。図６においては、ローラ収容凹部２２の内表面に多数のディンプル５１を形成して凹凸面５０を設けるようにしている。また、図７においては、ローラ収容凹部２２の底部に波面からなる凹凸面５０を設けている。

図６および図７に示すように、ローラ収容凹部２２の内表面に凹凸面５０を設けると、その凹凸面５０によって音を乱反射させることができるため、騒音の低減を図ることができる。

図８においては、ローラ収容凹部２２の底面に孔５２を形成し、その孔５２によって反響音をなくし、騒音を低減するようにしている。

Ａ_１ チェーンガイド
Ａ_２ チェーンガイド
２ 駆動スプロケット
４ 従動スプロケット
５ タイミングチェーン（トルク伝達用チェーン）
２０ ガイドベース
２１ 側板部
２１ａ 板体
２２ ローラ収容凹部
２５ 制振材
２６ 制振材
２７ 制振材
３０ ローラ軸
３１ 軸方向孔
４０ ころ軸受(ローラ)
５０ 凹凸面
５１ ディンプル

Claims (8)

1. トルク伝達チェーンの移動方向に沿って設けられ、前記チェーンと対向する面の長さ方向に間隔をおいて複数のローラ収容凹部が設けられた曲線状のガイドベースと、前記ローラ収容凹部のそれぞれ内部に組み込まれて両端部がローラ収容凹部の対向する側壁で支持されたローラ軸と、そのローラ軸のそれぞれにより回転自在に支持されてチェーンを転がり案内するローラとからなるチェーンガイドにおいて、
   前記ガイドベースまたはローラ軸の内部に制振材を設けたことを特徴とするチェーンガイド。
2. 前記ガイドベースの幅方向両側の側板部が複数の板体を貼り合わせた積層体部とされ、その積層体部の板体間に前記制振材を介在させた請求項１に記載のチェーンガイド。
3. 前記制振材が、前記ローラ収容凹部の内表面に設けられた請求項１または２に記載のチェーンガイド。
4. 前記制振材が、前記ローラ軸に形成された軸方向孔内に設けられた請求項１乃至３のいずれか１項に記載のチェーンガイド。
5. トルク伝達チェーンの移動方向に沿って設けられ、前記チェーンと対向する面の長さ方向に間隔をおいて複数のローラ収容凹部が設けられた曲線状のガイドベースと、前記ローラ収容凹部のそれぞれ内部に組み込まれて両端部がローラ収容凹部の対向する側壁で支持されたローラ軸と、そのローラ軸のそれぞれにより回転自在に支持されてチェーンを転がり案内するローラとからなるチェーンガイドにおいて、
   前記ローラ収容凹部の内表面に凹凸面を設けたことを特徴とするチェーンガイド。
6. 前記凹凸面が、多数のディンプルからなる請求項５に記載のチェーンガイド。
7. 前記凹凸面が、波面からなる請求項５に記載のチェーンガイド。
8. 駆動スプロケットと従動スプロケット間にタイミングチェーンを掛け渡し、そのタイミングチェーンの弛み側チェーンの一側部に、タイミングチェーンの移動を案内する揺動可能なチェーンガイドを設け、そのチェーンガイドの揺動側端部にチェーンテンショナの調整力を負荷して、その揺動側端部をタイミングチェーンに押し付けるようにした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乃至７のいずれか１項に記載のチェーンガイドからなることを特徴とするチェーン伝動装置。

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