JP2009115227A - チェーンテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低いチェーンテンショナを提供する。
【解決手段】一端が開口した有底筒状のシリンダ２内にプランジャ３を軸方向に摺動可能に挿入し、プランジャ３をシリンダ２内への挿入端が開口した有底筒状とし、そのプランジャ３の内周に雌ねじ１０を設け、その雌ねじ１０にねじ係合する雄ねじ１１を外周に有するスクリュロッド１２をシリンダ２内に設け、プランジャ３とスクリュロッド１２の間に組み込んだリターンスプリング１５でプランジャ３をシリンダ２から突出する方向に付勢し、そのプランジャ３でチェーンを押圧するようにしたチェーンテンショナ１において、プランジャ３を、シリンダ２内への挿入端が開口した有底筒状のプランジャ本体８と、そのプランジャ本体８内に嵌め込まれた二つ割りナット９とで構成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車エンジンのカムシャフトを駆動するタイミングチェーンの張力保持に用いられるチェーンテンショナに関する。

自動車のエンジンは、一般に、クランクシャフトの回転をタイミングチェーンを介してカムシャフトに伝達し、そのカムシャフトの回転により燃焼室のバルブの開閉を行なう。ここで、チェーンの張力を適正範囲に保つために、支点軸を中心として揺動可能に設けたチェーンガイドと、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からなる張力調整装置が多く用いられる。

この張力調整装置に組み込まれるチェーンテンショナとして、一端が開口した有底筒状のシリンダ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入し、前記プランジャをシリンダ内への挿入端が開口した有底筒状とし、そのプランジャの内周に雌ねじを設け、その雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するスクリュロッドを前記シリンダ内に設け、前記プランジャとスクリュロッドの間に組み込んだリターンスプリングで前記プランジャをシリンダから突出する方向に付勢し、そのプランジャでチェーンを押圧するようにしたものが知られている（特許文献１）。

このチェーンテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャがシリンダ内に押し込まれる方向（以下、「押し込み方向」という）に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、スクリュロッドは、チェーンの振動により、雌ねじと雄ねじの隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、プランジャに対して回転する。

一方、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力によって、プランジャがシリンダから突出する方向（以下、「突出方向」という）に移動し、チェーンの弛みを吸収する。

また、エンジン停止時は、カムの停止位置によってチェーンの力が大きくなっても、チェーンが振動しないので、プランジャの雌ねじがスクリュロッドの雄ねじで受け止められ、プランジャの位置が固定される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーンの弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
特開平１１−１０１３１６号公報

ところで、上記チェーンテンショナは、プランジャが有底筒状なので、その内周の雌ねじをタップで加工するときに、タップの先端がプランジャの底に干渉しない範囲で加工を行なう必要がある。そのため、タップの食付き長さを十分にとることができず、雌ねじの加工が難しかった。

そこで、この発明の発明者は、雌ねじの加工が容易なチェーンテンショナを検討し、前記プランジャを、シリンダ内への挿入端が開口した有底筒状のプランジャ本体と、そのプランジャ本体に嵌め込まれたナット部材とで構成したチェーンテンショナを考案した。

このようにすると、ナット部材は両端が開口した筒状なので、食付き長さが長いタップでナット部材の雌ねじを加工することができ、雌ねじの加工が容易である。

しかし、このようにしても、ナット部材の内周の雌ねじはタップで切削加工する必要があるので、ナット部材の製造コストが高く、よりコストの低いチェーンテンショナが望まれていた。

この発明が解決しようとする課題は、製造コストの低いチェーンテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するため、前記プランジャを、シリンダ内への挿入端が開口した有底筒状のプランジャ本体と、そのプランジャ本体内に嵌め込まれた二つ割りナットとで構成した。

前記二つ割りナットは、塑性加工（鍛造など）または粉末冶金加工（粉末成形体の焼結など）によって成形することができ、また、前記雌ねじは二条ねじとすることができる。

また、このチェーンテンショナは、次の構成を加えることができる。
１）前記二つ割りナットの外周を、プランジャ本体への挿入側を小径とする５度以下のテーパ形状とする。
２）前記二つ割りナットの外周を外径が一定のストレート形状とし、その二つ割りナットを前記プランジャ本体に圧入して固定する。
３）前記二つ割りナットの外周を、プランジャ本体への挿入側を小径とする５度以上のテーパ形状とし、その二つ割りナットを前記プランジャ本体に押し込む方向に付勢するアシストスプリングを前記シリンダ内に組み込む。

前記二つ割りナットの雌ねじのねじ山は、二つ割りナットの周長よりも短い長さに形成することができる。

この発明のチェーンテンショナは、二つ割りナットを塑性加工や粉末冶金加工で成形し、その成形と同時に二つ割りナットの内周の雌ねじも成形することができるので、ナット部材の内周のタップ加工が不要であり、製造コストが低い。

また、前記雌ねじを二条ねじとすると、雌ねじが軸心に対して対称形状となるので、二つ割りナットの各分割体を互いに同一形状として、製造コストをより抑えることが可能となる。

また、前記二つ割りナットの雌ねじのねじ山を、二つ割りナットの周長よりも短い長さに形成したものは、二つ割りナットの加工がより容易であり低コストである。

図１に、この発明の実施形態のチェーンテンショナ１を示す。このチェーンテンショナ１は、一端が開放した有底筒状のシリンダ２と、シリンダ２内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ３とを有し、そのプランジャ３によってシリンダ２内に圧力室４が形成されている。

シリンダ２には、圧力室４に連通する給油通路５が形成されている。給油通路５は、給油ポンプ（図示せず）に接続され、その給油ポンプから送り出された作動油を圧力室４内に導入する。給油通路５の圧力室４側の端部には、圧力室４の外部から内部への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ６が設けられている。

プランジャ３とシリンダ２の摺動面間には、微小なリーク隙間７が形成されており、そのリーク隙間７を通じて圧力室４内の作動油がリークするようになっている。

プランジャ３は、図２、図３に示すように、シリンダ２内への挿入端が開口した有底筒状のプランジャ本体８と、そのプランジャ本体８内に嵌め込まれた二つ割りナット９とからなる。二つ割りナット９は、周方向に２分割された分割体９ａ，９ｂを組み合わせて形成されており、その内周に二条の雌ねじ１０が形成されている。

分割体９ａ，９ｂは、塑性加工（鍛造など）または粉末冶金加工（粉末成形体の焼結など）によって成形され、その成形と同時に雌ねじ１０も成形されている。ここで、雌ねじ１０は二条ねじなので軸心に対して対称形状であり、分割体９ａ，９ｂの形状が互いに同一となっている。また、二つ割りナット９の外周は、プランジャ本体８への挿入側を小径とする５度以下のテーパ形状となっており、その楔作用によってプランジャ本体８に固定されている。

図１に示すように、シリンダ２内には、二つ割りナット９の雌ねじ１０にねじ係合する雄ねじ１１を外周に形成したスクリュロッド１２が組み込まれている。

雄ねじ１１と雌ねじ１０は、軸線に沿った断面形状が非対称形状の鋸歯状に形成されており、プランジャ３をシリンダ２内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク１３のフランク角が、遊び側フランク１４のフランク角よりも大きくなっている。

プランジャ３とスクリュロッド１２の間には、リターンスプリング１５が組み込まれている。リターンスプリング１５は、一端がスクリュロッド１２で支持され、他端がスプリングシート１６を介してプランジャ３を押圧しており、その押圧によって、プランジャ３を、シリンダ２から突出する方向に付勢している。

シリンダ２には、シリンダ２の外面から内面に貫通するねじ孔１７が形成され、そのねじ孔１７にビス１８がねじ係合している。また、ビス１８の頭部とシリンダ２の外面との間には、スプリングワッシャ１９が組み込まれており、そのスプリングワッシャ１９によって、ビス１８が弛み止めされている。ここで、圧力室４内の空気は、ねじ孔１７とビス１８の間に形成されたねじ隙間と、スプリングワッシャ１９の切れ目とを通ってエンジンルームに排出される。

上記の構成のチェーンテンショナ１は、エンジンブロック（図示せず）に固定して使用され、このとき、プランジャ３は、シリンダ２からの突出端がチェーンガイド（図示せず）に接触し、そのチェーンガイドを介してチェーン（図示せず）を押圧する。

この状態において、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリング１５の付勢力によって、プランジャ３が突出方向に移動し、チェーンの弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ６が開き、給油通路５を通じて圧力室４内に作動油が供給されるので、プランジャ３は速やかに移動する。

一方、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャ３が押し込み方向に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、スクリュロッド１２は、チェーンの振動により、雌ねじ１０と雄ねじ１１の隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、リターンスプリング１５の付勢力によって、プランジャ３に対して回転する。

エンジン停止時に、カムシャフト（図示せず）の停止位置によってチェーンの張力が大きくなる場合があるが、この場合、チェーンが振動しないので、プランジャ３の雌ねじ１０の圧力側フランク１３がスクリュロッド１２の雄ねじ１１の圧力側フランク１３で受け止められ、プランジャ３の位置が固定される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーンの弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。

このチェーンテンショナ１は、二つ割りナット９の各分割体９ａ，９ｂを塑性加工や粉末冶金加工で成形し、その成形と同時に二つ割りナット９の内周の雌ねじ１０も成形することができるので、二つ割りナット９の内周のタップ加工が不要であり、製造コストが低い。

また、このチェーンテンショナ１は、雌ねじ１０が軸心に対して対称形状なので、二つ割りナット９の分割体９ａ，９ｂを互いに同一形状とすることができる。そのため、製造コストがより低い。

上記実施形態では、二つ割りナット９の外周のテーパ角度を５度以下とし、その楔作用によって二つ割りナット９をプランジャ本体８に固定しているが、図４に示すように、二つ割りナット９の外周のテーパ角度を５度以上とし、その二つ割りナット９をプランジャ本体８に押し込む方向に付勢するアシストスプリング２０をシリンダ２内に組み込んでもよい。このようにすると、アシストスプリング２０の付勢力によって二つ割りナット９をプランジャ本体８に固定することができる。また、図５に示すように、二つ割りナット９の外周を外径が一定のストレート形状とし、その二つ割りナット９をプランジャ本体８に圧入して固定してもよい。

また、上記実施形態では、二つ割りナット９の内周の雌ねじ１０を、二つ割りナット９の全周にわたって形成しているが、二つ割りナット９の雌ねじ１０は、図６，７に示すように、二つ割りナット９の周長よりも短い長さに形成してもよい。このようにすると、二つ割りナット９の各分割体９ａ，９ｂの加工がより容易であり、製造コストをより抑えることが可能となる。

この発明の実施形態のチェーンテンショナの断面図 図１に示すチェーンテンショナのプランジャの拡大断面図 図２に示すプランジャの端面図 図１に示すチェーンテンショナの変形例を示す一部拡大断面図 図２に示すプランジャの変形例を示す一部拡大断面図 図２に示すプランジャの他の変形例を示す一部拡大断面図 図６に示すプランジャの端面図

符号の説明

１ チェーンテンショナ
２ シリンダ
３ プランジャ
８ プランジャ本体
９ 二つ割りナット
１０ 雌ねじ
１１ 雄ねじ
１２ スクリュロッド
１５ リターンスプリング
２０ アシストスプリング

Claims (7)

1. 一端が開口した有底筒状のシリンダ（２）内にプランジャ（３）を軸方向に摺動可能に挿入し、前記プランジャ（３）をシリンダ（２）内への挿入端が開口した有底筒状とし、そのプランジャ（３）の内周に雌ねじ（１０）を設け、その雌ねじ（１０）にねじ係合する雄ねじ（１１）を外周に有するスクリュロッド（１２）を前記シリンダ（２）内に設け、前記プランジャ（３）とスクリュロッド（１２）の間に組み込んだリターンスプリング（１５）で前記プランジャ（３）をシリンダ（２）から突出する方向に付勢し、そのプランジャ（３）でチェーンを押圧するようにしたチェーンテンショナ（１）において、前記プランジャ（３）を、シリンダ（２）内への挿入端が開口した有底筒状のプランジャ本体（８）と、そのプランジャ本体（８）内に嵌め込まれた二つ割りナット（９）とで構成したことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記二つ割りナット（９）を、塑性加工または粉末冶金加工によって成形した請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記雌ねじ（１０）が二条ねじである請求項１または２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記二つ割りナット（９）の外周を、プランジャ本体（８）への挿入側を小径とする５度以下のテーパ形状とした請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
5. 前記二つ割りナット（９）の外周を外径が一定のストレート形状とし、その二つ割りナット（９）を前記プランジャ本体（８）に圧入して固定した請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
6. 前記二つ割りナット（９）の外周を、プランジャ本体（８）への挿入側を小径とする５度以上のテーパ形状とし、その二つ割りナット（９）を前記プランジャ本体（８）に押し込む方向に付勢するアシストスプリング（２０）を前記シリンダ（２）内に組み込んだ請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
7. 前記二つ割りナット（９）の雌ねじ（１０）のねじ山を二つ割りナット（９）の周長よりも短い長さに形成した請求項１から６のいずれかに記載のチェーンテンショナ。

Images