JP6823261B2 - チェーンガイド - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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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