JP2007085380A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】オートテンショナにおいて、安定した動作が得られるようにする。
【解決手段】ロッド部材１５をプッシュロッド１５ａとアジャストスクリュ１５ｂとに分割して、チェーンガイド６からプッシュロッド１５ａに回転力が負荷されても、その回転力がアジャストスクリュ１５ｂに伝達されないようにする。また、プッシュロッド１５ａの後端部に設けたスライド部材１８とシリンダ室１２の開口部に設けられたガイド部材１９とでチェーンガイド６からプッシュロッド１５ａに負荷される回転モーメントをアジャストスクリュ１５ｂに負荷されないようにする。アジャストスクリュ１５ｂにナット部材１３に通路３０を形成し、アジャストスクリュ１５ｂの前進時に外部空間２９内の潤滑油が内部空間２８内に流れるようにして、チェーンの張力変化に対するアジャストスクリュ１５ｂの追従性の向上を図る。
【選択図】図２

Description

この発明は、主として、カム軸を駆動するチェーンや歯付きベルトの張力を一定に保持するオートテンショナに関するものである。

一般に、クランク軸の端部に取付けられたスプロケットとカム軸の端部に取付けられたスプロケット間にチェーンをかけ渡したカム軸駆動用のチェーン伝動装置においては、チェーンの弛み側に揺動可能なチェーンガイドを接触し、そのチェーンガイドにオートテンショナの調整力を負荷してチェーンの張力を一定に保つようにしている。

上記チェーン伝動装置に採用されるオートテンショナとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このオートテンショナにおいては、ボディ内にロッドを先端に有するナット部材をスライド自在に挿入し、そのナット部材の内周に形成された鋸歯状の雌ねじにボルト部材の外周に形成された鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、上記ナット部材をボディの内部に組込まれたリターンスプリングによって外方への突出性を付与し、チェーンからチェーンガイドを介してナット部材のロッドに負荷される押し込み力を鋸歯状ねじの圧力側フランクで受けてナット部材の後退動を阻止し、上記押し込み力がリターンスプリングの押圧力より大きい場合に、その押し込み力とリターンスプリングのばね力とが釣り合う位置までナット部材を回転させつつ後退動させてチェーンの張力を一定に保つようにしている。

また、チェーンに弛みが生じた場合に、リターンスプリングの押圧力により、ナット部材を回転させつつ前進動させてチェーンの弛みを吸収するようにしている。
実開昭６４−４１７５５号公報

ところで、上記従来のオートテンショナにおいては、揺動可能に支持されたチェーンガイドにナット部材に設けられたロッドの先端を当接させる組付けであり、その組付け誤差等により、上記当接部にずれが生じると、ナット部材に回転力が負荷される。

また、チェーンガイドは揺動自在の支持であり、そのチェーンガイドの揺動によってチェーンの振動を吸収するため、チェーンガイドに先端のロッドが当接されたナット部材には回転モーメントが負荷され、その回転モーメントはナット部材とボルト部材のねじ係合部に直接作用することになる。

ここで、ナット部材に回転力が負荷されると、ナット部材は回転しつつ軸方向に移動することになり、チェーンの緊張時には、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができず、チェーンの張力を一定に保持することができなくなる。

また、ナット部材に負荷される回転モーメントが鋸歯状ねじに直接作用すると、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じてナット部材が動かなくなるという不都合を発生する可能性がある。

この発明の課題は、鋸歯状ねじによってチェーンの張力を一定に保つようにしたオートテンショナにおいて、揺動可能なチェーンガイドとの当接によって回転力や回転モーメントが負荷されても、その回転力や回転モーメントが鋸歯状ねじ部に作用されないようにして常に安定した動作が得られるようにすること、およびチェーンの弛みを良好に吸収することができるようにすることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、一端が開口するシリンダ室が形成されたハウジングと、そのハウジングのシリンダ室内に組込まれたナット部材と、そのナット部材の内周の雌ねじにねじ係合される雄ねじを後端部の外周に有するロッド部材と、そのロッド部材に外方向への突出性を付与するリターンスプリングとから成り、前記ロッド部材を、前記リターンスプリングのばね力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、雄ねじを外周に有するアジャストスクリュとに分割し、そのアジャストスクリュをプッシュロッドに向けて付勢するスプリングを設け、前記ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじを、アジャストスクリュに負荷される押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状ねじとし、前記ナット部材とアジャストスクリュの少なくとも一方に、ナット部材の内側においてアジャストスクリュの背部に形成された内部空間とナット部材の外側の外部空間を連通する通路を形成した構成を採用したのである。

上記の構成から成るオートテンショナは、プッシュロッドの先端が揺動可能なチェーンガイドに当接する組付けとする。その組付け状態でチェーンに弛みが生じると、リターンスプリングの押圧によりプッシュロッドが前進し、チェーンガイドをチェーンに押し付けてチェーンの弛みを吸収する。また、アジャストスクリュはスプリングの押圧により、回転しつつ前進してプッシュロッドの後端に当接する。このとき、ナット部材の内側に形成された内部空間の容積が拡大して圧力が低下するため、ナット部材の外側に形成された外部空間内の潤滑油が通路から内部空間内に流入し、アジャストスクリュはプッシュロッドの後端に当接する位置までスムーズに前進し、チェーンの弛みを素速く吸収する。

また、チェーンが緊張し、そのチェーンからチェーンガイドを介してプッシュロッドに押し込み力が負荷されると、その押し込み力は鋸歯状ねじの圧力側フランクで支持され、プッシュロッドは後退動しない。上記押し込み力がリターンスプリングのばね力より大きい場合、その押し込み力とばね力とが釣り合う位置までアジャストスクリュは回転しつつ後退動してチェーンの張力を一定に保つ。

上記のようなチェーンの張力調整時、チェーンガイドが揺動すると、そのチェーンガイドとプッシュロッドの接触部にずれ動きが生じてプッシュロッドに回転モーメントが負荷される。このとき、プッシュロッドとアジャストスクリュは、対向端面が衝合し、分離されたものであるため、アジャストスクリュに回転モーメントが負荷されることはなく、雌ねじと雄ねじのねじ係合部が噛み込むという不都合の発生はない。

ここで、プッシュロッドのシリンダ室内に位置する後端部にシリンダ室の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材を設け、前記シリンダ室の開口部にプッシュロッドをスライド自在に支持するガイド部材を設けると、プッシュロッドに負荷される回転モーメントをスライド部材とシリンダ室の嵌合面およびガイド部材とプッシュロッドの嵌合面の２箇所で受けることができるため、チェーンの張力変化に応じてプッシュロッドを軸方向にスムーズに移動させることができ、応答性に優れたオートテンショナを得ることができる。

スライド部材とガイド部材によってプッシュロッドの移動を案内するオートテンショナにおいて、前記ガイド部材を、シリンダ室の開口部に設けられた潤滑油封止用のシール部材よりシリンダ室の開口端側に設けることにより、そのガイド部材によってシール部材を抜け止めすることができるため、シール部材を抜け止めする止め輪等の抜け止め部材の組込みを不要とすることができる。

上記のようなオートテンショナの組付け時、組付け誤差等により、プッシュロッドの先端面中心に対する偏心位置がチェーンガイドと接触する場合がある。このとき、チェーンガイドの揺動によってプッシュロッドに回転力が負荷されるが、プッシュロッドとアジャストスクリュは分離されて同軸上に配置されているため、アジャストスクリュに回転力が負荷されることはない。このため、アジャストスクリュが回転して軸方向に移動するという不都合の発生はなく、チェーンの緊張時に、チェーンの振動を抑制する抵抗力の減少を防止し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができる。

ここで、プッシュロッドの後端面とアジャストスクリュの先端面における少なくとも一方を球面とすると、プッシュロッドからアジャストスクリュへの回転力の伝達をより確実に防止することができる。

上記のように、チェーンガイドに調整力を負荷するロッド部材をプッシュロッドとアジャストスクリュとに分割したことにより、上記チェーンガイドからプッシュロッドに回転力や回転モーメントが負荷されても、これらの回転力や回転モーメントがアジャストスクリュに伝達されることはなく、チェーンの緊張時に、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少したり、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じる等の不都合の発生を防止し、チェーンの張力を常に一定に保持することができる。

また、ナット部材とアジャストスクリュの少なくとも一方にナット部材の内側の内部空間と外側の外部空間を連通する通路を形成したことにより、スプリングの押圧によってアジャストスクリュが回転しつつプッシュロッドの後端に向けて前進するとき、外部空間内の潤滑油は通路から内部空間内に流れ込むことになる。このため、内部空間が負圧になってアジャストスクリュの前進動を阻害するという不都合の発生はなく、そのアジャストスクリュとプッシュロッドとでチェーンの弛みを直ちに吸収することができ、追従性の良好なオートテンショナを得ることができる。

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、カム軸駆動用チェーンの張力調整装置を示す。図示のように、クランク軸１の端部に取付けられたスプロケット２と、カム軸３の端部に取付けられたスプロケット４間にはチェーン５がかけ渡され、そのチェーン５の弛み側にチェーンガイド６が設けられている。

チェーンガイド６は、その下端部に設けられた軸７を中心として揺動可能とされている。このチェーンガイド６はオートテンショナ１０から負荷される調整力によりチェーン５に押し付けられている。

図２に示すように、オートテンショナ１０はハウジング１１を有し、そのハウジング１１には一端が開口するシリンダ室１２が形成されている。

シリンダ室１２内にはナット部材１３が組込まれ、そのナット部材１３の内周に雌ねじ１４が形成されている。また、シリンダ室１２内にはロッド部材１５と、そのロッド部材１５に外方向への突出性を付与するリターンスプリング１６とが組込まれている。

ロッド部材１５は、プッシュロッド１５ａと、アジャストスクリュ１５ｂとに分割され、プッシュロッド１５ａは、シリンダ室１２の開口部を密封するオイルシール等のシール部材１７をスライド自在に貫通しており、上記シリンダ室１２内に位置する後端部にはシリンダ室１２の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材１８が設けられ、そのスライド部材１８にリターンスプリング１６の押圧力が負荷されている。

一方、シリンダ室１２の開口部には、上記シール部材１７からシリンダ室１２の開口端側にリング状のガイド部材１９が設けられ、そのガイド部材１９の内径面によってプッシュロッド１５ａがスライド自在に支持されている。

アジャストスクリュ１５ｂは、雄ねじ２０を外周に有し、その雄ねじ２０がナット部材１３の雌ねじ１４にねじ係合している。その雄ねじ２０と雌ねじ１４のねじ係合部およびスライド部材１８とシリンダ室１２の摺動面間は、シリンダ室１２内に封入された潤滑油によって潤滑される。

アジャストスクリュ１５ｂには、その後端面で開口するスプリング収容凹部２１が形成され、そのスプリング収容凹部２１の閉塞端面とシリンダ室１２の閉塞端面間にスプリング２２と、スプリングシート２３とが組込まれ、上記スプリングシート２３の先端に形成された球面２３ａがスプリング収容凹部２１の閉塞端面に接触している。

スプリング２２は、アジャストスクリュ１５ｂをプッシュロッド１５ａに向けて付勢し、その付勢によってアジャストスクリュ１５ｂの先端面に設けられた突軸部２４の先端の球面２４ａがプッシュロッド１５ａの後端面に押し付けられている。

図３に示すように、ナット部材１３の内周に形成された雌ねじ１４とアジャストスクリュ１５ｂの外周に形成された雄ねじ２０のねじ山は、アジャストスクリュ１５ｂが押し込まれた際の押し込み力を受ける圧力側フランク２５のフランク角が遊び側フランク２６のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじ山にスプリング２２の押圧力によってアジャストスクリュ１５ｂが回転しつつ軸方向に移動するリード角が設けられている。

図２および図３に示すように、アジャストスクリュ１５ｂの先端部には、ナット部材１３の内側においてアジャストスクリュ１５ｂの背部に形成された内部空間２８とナット部材１３の外側に設けられた外部空間２９を連通する通路３０が形成されている。

実施の形態で示すチェーンの張力調整装置は上記の構造から成り、エンジンの駆動状態において、カム軸３の回転によるトルク変動等によりチェーン５が振動し、そのチェーン５の弛み側チェーンに弛みが生じると、リターンスプリング１６の押圧力によりプッシュロッド１５ａが外方に移動してチェーンガイド６を押圧し、その押圧によってチェーン５の弛みが吸収される。

プッシュロッド１５ａが外方向に移動するとき、スプリング２２の押圧力によりアジャストスクリュ１５ｂが回転しつつプッシュロッド１５ａ側に向けて前進して突軸部２４の先端の球面２４ａがプッシュロッド１５ａの後端面に当接する。

このとき、アジャストスクリュ１５ｂの背部に形成された内部空間２８内の容積が拡大して圧力が低下するため、外部空間２９内の潤滑油は通路３０から内部空間２８内に流入する。

このため、内部空間２８内が負圧になってアジャストスクリュ１５ｂの前進動が阻害されるという不都合の発生はなく、アジャストスクリュ１５ｂはスムーズに前進してチェーン５の弛みを直ちに吸収することになり、チェーン５が高周波振動した場合においても、そのチェーン５の弛みを素速く吸収する。

一方、チェーン５の弛み側チェーンの張力が増大し、そのチェーン５からチェーンガイド６を介してプッシュロッド１５ａに押し込み力が負荷されると、上記押し込み力はアジャストスクリュ１５ｂにも負荷される。このため、ナット部材１３の雌ねじ１４とアジャストスクリュ１５ｂの雄ねじ２０の圧力側フランク２５が互に密着し、その密着する圧力側フランク２５によって上記押し込み力が受けられる。

上記押し込み力がリターンスプリング１６の押圧力より強い場合、互に密着する圧力側フランク２５の接触面で滑りが生じ、アジャストスクリュ１５ｂは上記押し込み力とリターンスプリング１６の押圧力とが釣り合う位置までゆっくりと回転しつつ後退してチェーン５の張力を一定に保持する。

ここで、オートテンショナ１０の調整力が負荷されるチェーンガイド６は軸７を中心として揺動自在に支持されているため、チェーンガイド６からプッシュロッド１５ａに押し込み力が負荷されるとき、プッシュロッド１５ａに回転モーメントが負荷される。

このとき、プッシュロッド１５ａの後端部に設けられたスライド部材１８はシリンダ室１２の内径面に沿ってスライド自在とされ、また、シリンダ室１２の開口部に設けられたガイド部材１９はプッシュロッド１５ａをスライド自在に支持しているため、プッシュロッド１５ａに負荷される回転モーメントは、シリンダ室１２とスライド部材１８の嵌合面およびプッシュロッド１５ａとガイド部材１９の嵌合面の２箇所で支持されることになる。

このため、アジャストスクリュ１５ｂに回転モーメントが負荷されることはなく、雌ねじ１４と雄ねじ２０のねじ係合部に噛み込みが生じるという不都合の発生はない。

オートテンショナ１０の組付け時、その取付け誤差等により、プッシュロッド１５ａの先端面中心に対する偏心位置がチェーンガイド６に当接する組付けとされる場合がある。このとき、チェーンガイド６の揺動によってプッシュロッド１５ａに回転力が負荷されることになるが、そのプッシュロッド１５ａとアジャストスクリュ１５ｂは同軸上の配置であって、アジャストスクリュ１５ｂの突軸部２４の先端の球面２４ａがプッシュロッド１５ａの後端面に点接触しているため、アジャストスクリュ１５ｂに上記回転力が負荷されることはない。

このため、アジャストスクリュ１５ｂが回転して軸方向に移動するという不都合の発生はなく、チェーン５の緊張時に、チェーン５の振動を抑制する鋸歯状ねじ部での摩擦抵抗力の減少を防止し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができる。

図３に示す例では、プッシュロッド１５ａの後端面を平面とし、その後端面にアジャストスクリュ１５ｂの突軸部２４の先端の球面２４ａを接触させるようにしたが、図４に示すように、突軸部２４の先端面を平面とし、プッシュロッド１５ａの後端に球面２７を設けるようにしてもよい。

また、図３に示す例では、アジャストスクリュ１５ｂの先端部にナット部材１３の内部空間２８と外部空間２９とを連通する通路３０を設けたが、図４に示すように、ナット部材１３に外径面から内径面に貫通する孔から成る通路３１を形成してもよく、あるいは、図５に示すように、ナット部材１３の雌ねじ１４を周方向に分断する軸方向の溝から成る通路３２を形成してもよい。さらに、図では省略したが、アジャストスクリュ１５ｂの外周に雄ねじ２０を周方向に分断する軸方向の溝から成る通路を形成してもよい。

図５に示すように、ナット１３の雌ねじ１４を周方向に分断する軸方向の溝３２を形成すると、アジャストスクリュ１５ｂに押し込み力が負荷されたとき、雌ねじ１４と雄ねじ２０の圧力側フランク２５間に形成される油膜を上記軸方向の溝３２内に押し出すことができるため、油膜の介在による摩擦抵抗力の低減化を防止することができる。

この発明に係るオートテンショナを採用したチェーンの張力調整装置の概略図 この発明に係るオートテンショナの縦断正面図 アジャストスクリュの組込み部を拡大して示す断面図 ナット部材の内部空間と外部空間を連通する通路の他の例を示す断面図 ナット部材の内部空間と外部空間を連通する通路のさらに他の例を示す断面図

符号の説明

１１ ハウジング
１２ シリンダ室
１３ ナット部材
１４ 雌ねじ
１５ ロッド部材
１５ａ プッシュロッド
１５ｂ アジャストスクリュ
１６ リターンスプリング
１８ スライド部材
１９ ガイド部材
２０ 雄ねじ
２４ａ 球面
２５ 圧力側フランク
２６ 遊び側フランク
２７ 球面
２８ 内部空間
２９ 外部空間
３０ 通路
３１ 通路
３２ 通路

Claims (4)

1. 一端が開口するシリンダ室が形成されたハウジングと、そのハウジングのシリンダ室内に組込まれたナット部材と、そのナット部材の内周の雌ねじにねじ係合される雄ねじを後端部の外周に有するロッド部材と、そのロッド部材に外方向への突出性を付与するリターンスプリングとから成り、前記ロッド部材を、前記リターンスプリングのばね力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、雄ねじを外周に有するアジャストスクリュとに分割し、そのアジャストスクリュをプッシュロッドに向けて付勢するスプリングを設け、前記ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじを、アジャストスクリュに負荷される押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状ねじとし、前記ナット部材とアジャストスクリュの少なくとも一方に、ナット部材の内側においてアジャストスクリュの背部に形成された内部空間とナット部材の外側の外部空間を連通する通路を形成したオートテンショナ。
2. 前記プッシュロッドのシリンダ室内に位置する後端部にシリンダ室の内径面に沿ってス
   ライド可能なスライド部材を設け、前記シリンダ室の開口部にプッシュロッドをスライド
   自在に支持するガイド部材を設けた請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記ガイド部材を、シリンダ室の開口部に設けられた潤滑油封止用のシール部材よりシリンダ室の開口端側に設けた請求項２に記載のオートテンショナ。
4. 前記プッシュロッドの後端面とアジャストスクリュの先端面におけるいずれか一方を球
   面とした請求項１乃至３のいずれかに記載のオートテンショナ。

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