JP6788181B2 - チェーン伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のエンジンルーム等に組み込まれるチェーン伝動装置に関する。

従来、自動車のエンジンルーム等に組み込まれ、クランク軸とカム軸との間で動力を伝達するチェーン伝動装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。このチェーン伝動装置は、クランク軸およびカム軸に取り付けられたスプロケットに掛け回されるチェーンと、チェーンを摺動案内するチェーンガイドとを備えている。

このようなチェーンガイドとしては、図８および図９に示すように、案内シュー１４０およびガイド本体（図示しない）から構成されたものが知られており、案内シュー１４０は、図９に示すように、その上面でチェーン１２０Ａを摺動案内するシュー面部１４１と、シュー面部１４１の幅方向外側に形成され、シュー面部１４１よりも上方側に突出するリップ部１４３とを有している。

シュー面部１４１の上面のチェーン走行方向の前端側には、図９に示すように、後方に向かうに従って緩やかに高さが上がるように傾斜したシュー面スロープ１４１ｂが形成されている。
また、リップ部１４３のチェーン走行方向の前端側の前方側リップ端部１４４には、図９に示すように、チェーンガイド１３０の前端ではシュー面部１４１の上面（シュー面スロープ１４１ｂ）との高低差が無い状態から後方側に向けて前記高低差が徐々に大きくなるように傾斜した上面スロープ１４４ｂと、後方側に向かうに従って幅方向内側に寄るように傾斜した内側面スロープ１４４ｃとが設けられている。

このような各スロープ１４１ｂ、１４４ｂ、１４４ｃを設けることにより、チェーンガイド１３０に対してチェーン１２０Ａが幅方向に片寄った状態で進入した場合であっても、各スロープ１４１ｂ、１４４ｂ、１４４ｃでチェーン１２０Ａを誘導し、チェーン１２０Ａを円滑に進入させることができる。

特開２０１４−１４５３９８号公報

ここで、従来は、図１０（ａ）に示すように、外プレート１２３の背面高さと内プレート１２１の背面高さとが同一に形成されたチェーン１２０Ａが主流であったが、近年、チェーンガイド１３０とチェーン１２０との間の摩擦抵抗を低減するために、図１０（ｂ）に示すように、外プレート１２３の背面高さを内プレート１２１の背面高さを低く設定したチェーン１２０Ｂが主流になりつつある。このチェーン１２０Ｂでは、チェーン走行時にチェーンガイド１３０に接触するプレート枚数を低減することができる。

ところが、上述したチェーンガイド１３０に対してチェーン１２０Ｂを走行させた場合、チェーンガイド１３０によってチェーン１２０を良好にガイドすることができず、騒音の発生や、案内シュー１４０やチェーン１２０の摩耗損傷等が生じることが分かった。

具体的に説明すると、まず、チェーン１２０Ｂでは、外プレート１２３の背面高さが内プレート１２１の背面高さよりも低く設定されていることから、図１１（ａ）に示すように、チェーンガイド１３０に対してチェーン１２０が幅方向に片寄った状態で進入した際に、前方側リップ端部１４４に対して外プレート１２３が浮いた状態となるため、チェーン１２０がチェーン走行方向の後方側に進むと、リップ部１４３上に外プレート１２３に乗り上げ易くなってしまう。

また、チェーン１２０Ｂでは、チェーンガイド１３０への進入開始時には、図１１（ａ）に示すように、シュー面部１４１上に内プレート１２１が接触している。そのため、図１１（ｂ）に示すように、チェーン１２０がチェーン走行方向の後方にある程度進んで、リップ部１４３上に外プレート１２３が乗り上げ、シュー面部１４１から内プレート１２１が離れるまでの間は、シュー面部１４１に対する内プレート１２１の接触によってチェーンガイド１３０に対するチェーン１２０の体勢が安定してしまうため、リップ部１４３から外プレート１２３が落下して通常のチェーン走行に復帰するのが遅くなってしまう。

また、チェーン１２０Ｂでは、チェーンガイド１３０に対してチェーン１２０が幅方向に片寄った状態で進入した場合、前方側リップ端部１４４に対して外プレート１２３が浮いた状態となるため、前方側リップ端部１４４の各スプロープ１４４ｂ、１４４ｃによるチェーン１２０の誘導が良好に機能しないことになる。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、チェーンガイドによってチェーンを良好にガイドし、騒音の発生や各部の摩耗損傷等を防止するチェーン伝動装置を提供することを目的とするものである。

本発明のチェーン伝動装置は、外プレートの背面高さが内プレートの背面高さよりも低く設定されたチェーンと、前記チェーンを摺動案内する案内シューを有したチェーンガイドとを備えたチェーン伝動装置であって、前記案内シューは、その上面でチェーンを摺動案内するシュー面部と、前記シュー面部の幅方向外側に形成され、前記シュー面部よりも上方側に突出するリップ部とを有し、前記シュー面部の幅方向寸法は、前記チェーンの幅方向寸法よりも大きく設定され、前記リップ部は、チェーン走行方向の前方側の前方側リップ端部を有し、前記前方側リップ端部は、チェーン走行方向の前方側に面するリップ前端面を有し、前記リップ前端面の高さ寸法は、前記内プレートと前記外プレートとの間の背面高さの寸法差よりも大きく設定され、前記前方側リップ端部は、前記リップ前端面の内側端縁からチェーン走行方向の後方に向けて延びる内側面スロープを有し、前記内側面スロープのチェーン走行方向の寸法は、チェーンピッチよりも短く設定されていることにより、前記課題を解決するものである。

なお、本明細書における用語「チェーンピッチ」とは、外プレートに前後一対で連結された連結ピンの中心がチェーン走行方向（チェーン長手方向）に離間する間隔のことを意味する。
また、本明細書における用語「背面高さ」とは、チェーンのピッチラインの法線方向における、ピッチラインからチェーンガイド側に面するプレートの端面までの寸法のことを意味する。
また、本明細書における用語「ピッチライン」とは、外プレートに前後一対で連結される連結ピンの中心をチェーン走行方向に結んだラインのことを意味する。
また、本明細書における用語「チェーンの幅方向寸法」とは、幅方向の両外側に配置された外プレートの外側面間の寸法のことを意味する。

本請求項１に係る発明によれば、リップ部の前方側リップ端部が、チェーン走行方向の前方側に面するリップ前端面を有し、リップ前端面の高さ寸法が、内プレートと外プレートとの間の背面高さの寸法差よりも大きく設定されていることにより、チェーンガイドに対してチェーンが幅方向に片寄った状態で進入した場合であっても、前方側リップ端部に外プレートが乗り上げ難くなり、外プレートの乗り上げに起因した騒音発生や各部の摩耗損傷等を回避できるばかりでなく、以下の効果を奏することができる。
すなわち、スプロケットとチェーンとの噛み合いで生じるコーダルアクション等に起因して、チェーンにバタつきが生じ、前方側リップ端部に外プレートが乗り上げた場合であっても、リップ前端面の高さ寸法が、内プレートと外プレートとの間の背面高さの寸法差よりも大きく設定されていることにより、チェーンの進入直後から、内プレートがシュー面部の上面から浮き上がった状態になるため、チェーン姿勢が不安定になり、早期に外プレートをリップ部から落下させ、通常のチェーン走行に復帰させることができる。
また、内プレートと外プレートとの間の背面高さの寸法差よりも大きく設定されていることにより、チェーンガイドに対してチェーンが幅方向に片寄った状態で進入した場合であっても、前方側リップ端部の内側面スロープに外プレートの外側面を接触させて、チェーンを幅方向内側に誘導することができる。
また、リップ前端面を高く設定することにより、前方側リップ端部とリップ部の後方側の部分との高低差が小さくなるため、前方側リップ端部の上面スロープの曲率を小さくする（曲率半径を大きくする）ことができ、前方側リップ端部の上面スロープに外プレートが衝突した場合の衝撃を抑制することができる。

本請求項２、３に係る発明によれば、リップ前端面が平坦面状に形成されていることにより、リップ前端面が曲面状に形成されている場合と比較して、前方側リップ端部に外プレートが乗り上げることを確実に抑制することができる。
本請求項４に係る発明によれば、前方側リップ端部の上面スロープのチェーン走行方向の寸法が、チェーンピッチよりも短く設定されていることにより、チェーンガイドに対してチェーンが進入してから早い段階で、外プレートをリップ部からシュー面部の上面上に落下させることができる。
本請求項１に係る発明によれば、前方側リップ端部の内側面スロープのチェーン走行方向の寸法が、チェーンピッチよりも短く設定されていることにより、チェーンガイドに対してチェーンが進入してから早い段階で、チェーンガイドに対するチェーンの幅方向位置を修正することが可能であるため、チェーンガイド上を走行するチェーンに曲がりが生じることを抑制できる。

本発明の一実施形態に係るチェーン伝動装置を組み込んだタイミングシステムを示す説明図。 チェーンを示す説明図。 チェーンガイドの案内シューを示す説明図。 案内シュー上のチェーンの走行状態をチェーン走行方向に見て示す説明図。 案内シュー上のチェーンの走行状態を上方から見て示す説明図。 案内シューの第１変形例を示す説明図。 案内シューの第２変形例を示す説明図。 従来のチェーンガイドの案内シューを示す斜視図。 従来のチェーンガイドの案内シューを示す説明図。 チェーンを示す説明図。 従来の案内シューにおけるチェーンの走行状態を示す説明図。

以下に、本発明の一実施形態に係るチェーン伝動装置１０について、図面に基づいて説明する。

チェーン伝動装置１０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に組み込まれ、スプロケットＳ１が取り付けられたクランク軸とスプロケットＳ２、Ｓ３が取り付けられたカム軸との間で動力を伝達するものである。

チェーン伝動装置１０は、図１に示すように、スプロケットＳ１〜３間に懸回されたタイミングチェーンとしてのチェーン２０と、チェーン２０を摺動案内してチェーン２０の走行を安定させるとともに、テンショナＴによってチェーン２０側に押圧されてチェーン２０の張力を適正に保持するチェーンガイド３０とを備えている。

チェーン２０は、ローラチェーンとして構成され、図２に示すように、左右一対の内プレート２１に前後一対の円筒状のブシュ２２を連結して成る複数の内リンクと、内プレート２１の幅方向外側に配置された左右一対の外プレート２３に前後一対の連結ピン２４を連結して成る複数の外リンクと、ブシュ２２に外嵌されるローラ２５とを備えている。これら複数の内リンクおよび複数の外リンクは、ブシュ２２内に連結ピン２４を挿入することで、チェーン長手方向に交互に屈曲可能に連結されている。

チェーンガイド３０は、合成樹脂材料から形成され、図１や図３に示すように、チェーン２０を摺動案内する案内シュー４０と、エンジンブロックに揺動可能に軸支され、案内シュー４０をチェーン走行方向に亘って支持するガイド本体５０とを備えている。

案内シュー４０は、図３に示すように、その上面でチェーン２０を摺動案内するシュー面部４１と、シュー面部４１の幅方向の両外側に連続して形成された側方部４２と、シュー面部４１よりも上方側に突出するリップ部４３と、ガイド本体５０に案内シュー４０を取り付けるために使用される係合部４５とを有している。リップ部４３は、シュー面部４１の幅方向外側に形成され、具体的には、側方部４２の上面上に連続して形成されている。

シュー面部４１は、図３に示すように、チェーン走行方向の前方側に面する平坦面状のシュー前端面４１ａを有している。
また、シュー面部４１の上面のチェーン走行方向の前端側には、チェーン走行方向の後方に向かうに従って緩やかに高さが上がるようにチェーン走行方向（ピッチライン）に対して傾斜したシュー面スロープ４１ｂが形成されている。

リップ部４３は、図３に示すように、チェーン走行方向の前方側（チェーン２０を進入させる側）の前方側リップ端部４４を有している。
前方側リップ端部４４は、チェーン走行方向の前方側に面する平坦面状のリップ前端面４４ａと、リップ前端面４４ａの上端縁からチェーン走行方向の後方に向けて延びる上面スロープ４４ｂと、リップ前端面４４ａの内側端縁からチェーン走行方向の後方に向けて延びる内側面スロープ４４ｃとを有している。

リップ前端面４４ａは、図３に示すように、シュー前端面４１ａと同一平面上に形成されている。リップ前端面４４ａおよびシュー前端面４１ａは、チェーン走行方向（ピッチライン）に対して、垂直または略垂直に形成されている。
上面スロープ４４ｂは、後方側に向かうに従って高さが上がるようにチェーン走行方向（ピッチライン）に対して傾斜し、上方側に凸状のＲ形状で形成されている。上面スロープ４４ｂは、同一の曲率で形成され、上面スロープ４４ｂよりも後方側の部分とは異なる曲率で形成されている。
内側面スロープ４４ｃは、後方側に向かうに従って幅方向内側に寄るようにチェーン走行方向（ピッチライン）に対して傾斜し、幅方向内側に凸状のＲ形状で形成されている。内側面スロープ４４ｃは、同一の曲率で形成され、上面スロープ４４ｂよりも後方側の部分とは異なる曲率で形成されている。

なお、前方側リップ端部４４以外のリップ部４３の後方側部分の各面（上面、内側面、外側面）は、平面や曲面を任意に組み合わせて形成すればよい。
また、リップ部４３の高さ寸法は、前方側リップ端部４４を含めて全て同一の寸法で設定してもよく、また、チェーン走行方向の位置に応じて異なる寸法で設定してもよい。
また、本実施形態では、リップ部４３を形成する位置については、チェーン走行方向におけるチェーンガイド３０の任意の箇所に形成すればよい。

つぎに、チェーン２０および案内シュー４０の各部間の寸法関係について、以下に説明する。

まず、外プレート２３の背面高さＨ２は、内プレート２１の背面高さＨ１よりも低く設定されている。
シュー面部４１の幅方向寸法Ｉ（すなわち、リップ部４３の内側面間の寸法Ｉ）は、図２〜図４に示すように、チェーン２０の幅方向寸法Ｄ（すなわち、外プレート２３の外側面の寸法Ｄ）よりも大きく設定されている。
また、シュー面部４１の上面からのリップ前端面４４ａの高さ寸法Ａは、内プレート２１と外プレート２３との間の背面高さの寸法差Ｂよりも大きく設定されている。
また、上面スロープ４４ｂのチェーン走行方向の寸法Ｅは、チェーンピッチＦよりも短く設定されている。
また、内側面スロープ４４ｃのチェーン走行方向の寸法Ｇは、チェーンピッチＦよりも短く設定されている。このように、寸法ＧをチェーンピッチＦよりも短く設定することにより、図５（ａ）に示すように、寸法ＧをチェーンピッチＦよりも長く設定した場合に生じがちなチェーン２０の曲がりを回避することができる。

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なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、チェーン２０が自動車エンジン等に組み込まれるチェーンであるものとして説明したが、チェーン２０の用途はこれに限定されず、伝動用チェーンや搬送用チェーン等の如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、チェーン２０がローラチェーンであるものとして説明したが、チェーン２０の具体的態様は、内プレート２１および外プレート２３を備えるものであれば如何なるものでもよく、例えば、ブシュチェーンであってもよく、また、上述した実施形態では、幅方向に内リンクを１つ配置しているが、幅方向に複数の内リンクを配置してもよい。

また、チェーンガイド３０の具体的態様については、上述した実施形態に限定されず、シュー面部４１の幅方向外側のうち少くとも一方にリップ部４３を有するものであれば如何なるものでもよく、種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、上述した実施形態では、チェーンガイド３０が、揺動可能に軸支される揺動ガイドとして構成されているが、エンジンルーム内で固定状態で設置される固定ガイドＧとしてチェーンガイド３０を構成してもよい。
また、上述した実施形態では、チェーンガイド３０が、案内シュー４０とガイド本体５０の２部品から構成されるものとして説明したが、チェーンガイドを１部品から構成してもよい。
また、図６に示すように、左右のリップ部４３の少なくとも一方の幅方向外側に、リップ部４３よりも高く形成された側壁部４６を形成してもよい。この場合、エンジン内での取り付け時における誤組み付けを防止することができる。
また、エンジンブロックの突起等との干渉を回避するために、図７に示すように、側方部４２やシュー面部４１の一部を切り欠いた切り欠き部４７を形成してもよい。
また、上述した実施形態では、本発明のチェーンガイド３０が、外プレート２３の背面高さＨ２が内プレート２１の背面高さＨ１よりも低く設定されたチェーン２０を走行させるものとして説明したが、本発明のチェーンガイド３０によって、図１０（ａ）に示すような内プレート１２１と外プレート１２３とが同一の背面高さで形成されたチェーン１２０Ａを走行案内してもよい。

１０ ・・・ チェーン伝動装置
２０ ・・・ チェーン
２１ ・・・ 内プレート
２２ ・・・ ブシュ
２３ ・・・ 外プレート
２４ ・・・ 連結ピン
２５ ・・・ ローラ
３０ ・・・ チェーンガイド
４０ ・・・ 案内シュー
４１ ・・・ シュー面部
４１ａ ・・・ シュー前端面
４１ｂ ・・・ シュー面スロープ
４２ ・・・ 側方部
４３ ・・・ リップ部
４４ ・・・ 前方側リップ端部
４４ａ ・・・ リップ前端面
４４ｂ ・・・ 上面スロープ
４４ｃ ・・・ 内側面スロープ
４５ ・・・ 係合部
４６ ・・・ 側壁部
４７ ・・・ 切り欠き部
５０ ・・・ ガイド本体
Ａ ・・・ リップ前端面の高さ寸法
Ｂ ・・・ 内プレートと外プレートとの間の背面高さの寸法差
Ｃ ・・・ 上面スロープの曲率
Ｄ ・・・ チェーンの幅方向寸法
Ｅ ・・・ 上面スロープのチェーン走行方向の寸法
Ｆ ・・・ チェーンピッチ
Ｇ ・・・ 内側面スロープのチェーン走行方向の寸法
Ｈ１ ・・・ 内プレートの背面高さ
Ｈ２ ・・・ 外プレートの背面高さ
Ｉ ・・・ シュー面部の幅方向寸法

Claims (4)

1. 外プレートの背面高さが内プレートの背面高さよりも低く設定されたチェーンと、前記チェーンを摺動案内する案内シューを有したチェーンガイドとを備えたチェーン伝動装置であって、
   前記案内シューは、その上面でチェーンを摺動案内するシュー面部と、前記シュー面部の幅方向外側に形成され、前記シュー面部よりも上方側に突出するリップ部とを有し、
   前記シュー面部の幅方向寸法は、前記チェーンの幅方向寸法よりも大きく設定され、
   前記リップ部は、チェーン走行方向の前方側の前方側リップ端部を有し、
   前記前方側リップ端部は、チェーン走行方向の前方側に面するリップ前端面を有し、
   前記リップ前端面の高さ寸法は、前記内プレートと前記外プレートとの間の背面高さの寸法差よりも大きく設定され、
   前記前方側リップ端部は、前記リップ前端面の内側端縁からチェーン走行方向の後方に向けて延びる内側面スロープを有し、
   前記内側面スロープのチェーン走行方向の寸法は、チェーンピッチよりも短く設定されていることを特徴とするチェーン伝動装置。
2. 前記リップ前端面は、平坦面であることを特徴とする請求項１に記載のチェーン伝動装置。
3. 前記シュー面部は、チェーン走行方向の前方側に面する平坦面状のシュー前端面を有し、
   前記リップ前端面は、前記シュー前端面と同一平面上に形成されていることを請求項２に記載のチェーン伝動装置。
4. 前記前方側リップ端部は、前記リップ前端面の上端縁からチェーン走行方向の後方に向けて延びる上面スロープを有し、
   前記上面スロープのチェーン走行方向の寸法は、チェーンピッチよりも短く設定さ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伝動装置。
   

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