JP2010242788A - オートテンショナ - Google Patents
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Abstract
【課題】スクリュロッドをナット部材にねじ込んだ状態に保持することができ、また、過渡的にチェーンの振動が大きくなったときにチェーンが過張力となりにくいオートテンショナを提供する。
【解決手段】内周に雌ねじ17を有するナット部材10と、雌ねじ17にねじ係合する雄ねじ18を外周に有するスクリュロッド11と、そのスクリュロッド11を付勢するリターンスプリング12とを有し、雄ねじ18と雌ねじ17は、圧力側フランク20のフランク角θ1が遊び側フランク21のフランク角θ2よりも大きい鋸歯状に形成されたオートテンショナ1において、雄ねじ18と雌ねじ17のリード角αの大きさを、遊び側フランク21,21間の静摩擦係数μと、遊び側フランク21のフランク角θ2とに対してtanα<μ・secθ2を満たすように設定する。
【選択図】図2
【解決手段】内周に雌ねじ17を有するナット部材10と、雌ねじ17にねじ係合する雄ねじ18を外周に有するスクリュロッド11と、そのスクリュロッド11を付勢するリターンスプリング12とを有し、雄ねじ18と雌ねじ17は、圧力側フランク20のフランク角θ1が遊び側フランク21のフランク角θ2よりも大きい鋸歯状に形成されたオートテンショナ1において、雄ねじ18と雌ねじ17のリード角αの大きさを、遊び側フランク21,21間の静摩擦係数μと、遊び側フランク21のフランク角θ2とに対してtanα<μ・secθ2を満たすように設定する。
【選択図】図2
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チェーンや歯付きベルトの張力保持に用いられるオート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チェーン又は歯付きベルト(以下、チェーンを例に挙げて説明する)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介してチェーンを押圧するオート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オートテンショナとして、内周に雌ねじを有するナット部材と、前記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と、そのスクリュロッドをナット部材から突出する方向に付勢するリターンスプリングとを有し、前記スクリュロッドのナット部材からの突出によりチェーンの弛みを吸収するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1〜4参照)。
ここで、スクリュロッドの雄ねじとナット部材の雌ねじは、スクリュロッドをナット部材内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランクのフランク角θ1が、遊び側フランクのフランク角θ2よりも大きい鋸歯状に形成されている。
また、特許文献1,2に記載のオートテンショナにおいては、一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング内に、前記ナット部材を、前記スクリュロッドのナット部材からの突出側が前記ハウジングの開放端側となる向きで固定し、前記スクリュロッドでチェーンを押圧するようにしている。
また、特許文献3,4に記載のオートテンショナにおいては、一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング内に、前記ナット部材を、前記スクリュロッドのナット部材からの突出側が前記ハウジングの閉端側となる向きに摺動可能に挿入し、前記スクリュロッドのナット部材からの突出端を前記ハウジング内に設けたロッドシートに当接させ、前記ナット部材でチェーンを押圧するようにしている。
これらのオートテンショナは、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、スクリュロッドをナット部材内に押し込む方向(以下、「押し込み方向」という)の荷重が負荷され、その荷重を雄ねじと雌ねじの圧力側フランクで受け止めるが、その後、チェーンの振動に伴う圧力側フランク間の微小な滑りが累積して、スクリュロッドが押し込み方向に徐々に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、チェーンの振動に伴う圧力側フランク間の滑りは微小なので、スクリュロッドの移動速度が制限され、ダンパー作用が生じる。
一方、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなったときは、リターンスプリングの付勢力によって、スクリュロッドがナット部材から突出する方向(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、エンジン停止時に、カムシャフト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、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間に滑りが生じず、スクリュロッド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。
特許文献1から4に記載の各オートテンショナにおいては、エンジン停止時にスクリュロッドの位置が固定されるようにするため、押し込み方向の軸方向荷重がスクリュロッドに静的に負荷されたときに、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の回転摩擦抵抗によってスクリュロッドの回転を阻止するように、雄ねじと雌ねじのリード角αの大きさを設定している。
ここで、押し込み方向の軸方向荷重がスクリュロッドに静的に負荷されたときに、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の回転摩擦抵抗によってスクリュロッドの回転が阻止されるための条件は、圧力側フランク間の静摩擦係数μが、雄ねじと雌ねじのリード角αと圧力側フランクのフランク角θ1とによって決定される自立摩擦係数μ1(=tanα・cosθ1)よりも大きいことである(特許文献4参照)。
この条件を満たすため、上述した雄ねじと雌ねじのリード角αの大きさは、圧力側フランク間の静摩擦係数μと、圧力側フランクのフランク角θ1とに対してtanα<μ・secθ1を満たすように設定されている。secθ1は、cosθ1の逆数である。
また、特許文献1から4に記載の各オートテンショナにおいては、リターンスプリングの付勢力によってスクリュロッドが突出方向に移動するようにするため、突出方向の軸方向荷重がスクリュロッドに静的に負荷されたときに、雄ねじと雌ねじの遊び側フランク間の滑りによってスクリュロッドが回転するように、雄ねじと雌ねじのリード角αの大きさを設定している。
ここで、突出方向の軸方向荷重がスクリュロッドに静的に負荷されたときに、雄ねじと雌ねじの遊び側フランク間の滑りによってスクリュロッドが回転するための条件は、遊び側フランク間の静摩擦係数μが、雄ねじと雌ねじのリード角αと遊び側フランクのフランク角θ2とによって決定される自立摩擦係数μ2(=tanα・cosθ2)よりも小さいことである(特許文献4参照)。
この条件を満たすため、上述した雄ねじと雌ねじのリード角αの大きさは、遊び側フランク間の静摩擦係数μと、遊び側フランクのフランク角θ2とに対してtanα>μ・secθ2を満たすように設定されている。secθ2は、cosθ2の逆数である。
ところで、上述した各オートテンショナは、エンジンから取り外した状態では、リターンスプリングの付勢力によってスクリュロッドがナット部材から突出する。このオートテンショナを、スクリュロッドがナット部材から突出した状態のままエンジンに組み付けようとすると、スクリュロッドが押し込み方向に移動しないので、チェーンが突っ張ってしまい、オートテンショナが組み付けられない。
そのため、オートテンショナをエンジンに組み付ける前に、あらかじめスクリュロッドをナット部材にねじ込んでおき、そのスクリュロッドをナット部材から突出しないように押さえておく必要があるが、スクリュロッドを押さえておくのは煩雑である。
そこで、特許文献2に記載のオートテンショナにおいては、ハウジングの閉端に着脱可能に設けたプラグでリターンスプリングの一端を支持しており、そのプラグを取り外すことによりリターンスプリングの一端を解放することができるようになっている。リターンスプリングの一端を解放すると、リターンスプリングの付勢力が無くなるのでスクリュロッドがナット部材から突出せず、オートテンショナをエンジンに組み付けるときにスクリュロッドを押さえておく必要がない。
しかし、このオートテンショナは、エンジンに組み付けた後、ハウジングの閉端にプラグを取り付ける必要があり、この取り付け作業が煩雑である。また、オートテンショナをエンジンに組み付けた後、プラグを付け忘れるおそれもある。
また、一般に、エンジンを加速または減速するとき、エンジンの回転数が共振回転域を通過する間、エンジンの共振によって、過渡的にチェーンの振動が大きくなることがある。
このとき、上述した各オートテンショナは、雄ねじと雌ねじの遊び側フランク間の静摩擦係数μが自立摩擦係数μ2よりも小さいので、チェーンの振動に伴う瞬間的な弛みに追従して、スクリュロッドがナット部材から一気に突出することがあった。
スクリュロッドがナット部材から一気に突出すると、エンジンの回転数が共振回転域を過ぎてからのスクリュロッドの復帰ストロークが長くなるが、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の静摩擦係数μが自立摩擦係数μ1よりも大きいので、スクリュロッドは、チェーンの一回の振動につき数μmしか移動せず、チェーンが過張力となる。
この発明が解決しようとする課題は、スクリュロッドをナット部材にねじ込んだ状態に保持することができ、また、過渡的にチェーンの振動が大きくなったときにチェーンが過張力となりにくいオートテンショナを提供することである。
上記課題を解決するため、この発明の発明者は、雄ねじと雌ねじの遊び側フランク間の静摩擦係数μが自立摩擦係数μ2より大きい場合にも、チェーンの振動に伴う遊び側フランク間の微小な滑りが累積することによって、スクリュロッドが突出方向に移動可能であることを見出し、前記雄ねじと雌ねじのリード角αの大きさを、遊び側フランク間の静摩擦係数μと、遊び側フランクのフランク角θ2とに対してtanα<μ・secθ2を満たすように設定したのである。
このようにすると、雄ねじと雌ねじの遊び側フランク間の静摩擦係数μが自立摩擦係数μ2よりも大きいので、突出方向の軸方向荷重がスクリュロッドに静的に負荷されたときに、遊び側フランク間の回転摩擦抵抗によってスクリュロッドの回転が阻止される。そのため、このオートテンショナをエンジンから取り外した状態で、スクリュロッドをナット部材にねじ込むと、そのスクリュロッドをナット部材から突出しないように押さえておかなくても、雄ねじと雌ねじの遊び側フランク間の回転摩擦抵抗によって、スクリュロッドをナット部材にねじ込んだ状態に保持することができる。
また、雄ねじと雌ねじの遊び側フランク間の静摩擦係数μが自立摩擦係数μ2よりも大きいので、エンジンの回転数が共振回転域を通過する間、スクリュロッドがナット部材から一気には突出せず、徐々に突出する。そのため、エンジンの回転数が共振回転域を過ぎてからのスクリュロッドの復帰ストロークが抑えられ、チェーンが過張力になりにくい。
この発明は、例えば、次のオートテンショナに適用することができる。
1)一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング内に、前記ナット部材を、前記スクリュロッドのナット部材からの突出側が前記ハウジングの閉端側となる向きに摺動可能に挿入し、前記スクリュロッドのナット部材からの突出端を前記ハウジング内に設けたロッドシートに当接させ、前記ナット部材でチェーンまたはベルトを押圧するようにしたオートテンショナ。
2)一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング内に、前記ナット部材を、前記スクリュロッドのナット部材からの突出側が前記ハウジングの開放端側となる向きで固定し、前記スクリュロッドでチェーンまたはベルトを押圧するようにしたオートテンショナ。
1)一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング内に、前記ナット部材を、前記スクリュロッドのナット部材からの突出側が前記ハウジングの閉端側となる向きに摺動可能に挿入し、前記スクリュロッドのナット部材からの突出端を前記ハウジング内に設けたロッドシートに当接させ、前記ナット部材でチェーンまたはベルトを押圧するようにしたオートテンショナ。
2)一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング内に、前記ナット部材を、前記スクリュロッドのナット部材からの突出側が前記ハウジングの開放端側となる向きで固定し、前記スクリュロッドでチェーンまたはベルトを押圧するようにしたオートテンショナ。
前記ハウジングに、ハウジングの外部から供給される作動油をハウジング内に導入する給油通路を設けると、ハウジング内が油圧室となり、その油圧室内の作動油の圧力によってダンパー作用が生じるので、前記圧力側フランク間の回転摩擦抵抗によるダンパー作用と共に、チェーンの振動を抑制することができる。
前記雄ねじと雌ねじは、多条ねじとすると、雄ねじと雌ねじが軸心に関して対称に接触するので、雄ねじと雌ねじの間の回転摩擦抵抗が安定し、スクリュロッドの動作が安定する。
この発明のオートテンショナは、雄ねじと雌ねじの遊び側フランク間の静摩擦係数μが自立摩擦係数よりも大きいので、遊び側フランク間の回転摩擦抵抗によって、スクリュロッドをナット部材にねじ込んだ状態に保持することができる。そのため、オートテンショナをエンジンに組み付けるときに、スクリュロッドをナット部材から突出しないように押さえておく必要がなく、エンジンへの組み付け作業性に優れる。また、エンジンの回転数が共振回転域を通過する間、スクリュロッドがナット部材から一気に突出せず、徐々に突出するので、エンジンの回転数が共振回転域を過ぎてからのスクリュロッドの復帰ストロークを抑えることができ、チェーンが過張力になりにくい。
図1に、この発明の第1実施形態のオートテンショナ1を組み込んだチェーン伝動装置を示す。このチェーン伝動装置は、エンジンのクランクシャフト2に固定されたスプロケット3と、カムシャフト4に固定されたスプロケット5とがチェーン6を介して連結されており、そのチェーン6がクランクシャフト2の回転をカムシャフト4に伝達し、そのカムシャフト4の回転により燃焼室のバルブ(図示せず)の開閉を行なう。
チェーン6には、支点軸7を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド8が接触しており、オートテンショナ1は、そのチェーンガイド8を介してチェーン6を押圧している。
図2に示すように、オートテンショナ1は、一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング9と、ハウジング9内に固定されたナット部材10と、ナット部材10にねじ係合するスクリュロッド11と、スクリュロッド11を付勢するリターンスプリング12とを有する。
ハウジング9は、エンジンカバー13内に開放端を向けた姿勢でエンジンカバー13のテンショナ取り付け孔14に挿入されている。このハウジング9は、図1に示すように、その外周に一体に形成されたフランジ15がエンジンカバー13にボルト16で固定されている。
図2に示すように、ナット部材10は、両端が開放する筒状に形成され、その内周に形成された雌ねじ17が、スクリュロッド11の外周に形成された雄ねじ18とねじ係合している。ナット部材10は、スクリュロッド11のナット部材10からの突出側がハウジング9の開放端側となる向きにハウジング9内に圧入して固定されている。
リターンスプリング12は、一端がハウジング9の閉端で支持され、他端がスプリングシート19を介してスクリュロッド11に軸方向力を付与しており、その軸方向力によって、スクリュロッド11をナット部材10から突出する方向に付勢している。スクリュロッド11のナット部材10からの突出端はチェーンガイド8に当接している。
雄ねじ18と雌ねじ17は、軸心に関して対称な2条のねじ山からなる2条ねじである。また、雄ねじ18と雌ねじ17は、スクリュロッド11をナット部材10内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク20のフランク角θ1が、遊び側フランク21のフランク角θ2よりも大きい鋸歯状に形成されている。
図4に示すように、雄ねじ18と雌ねじ17のリード角αの大きさは、雄ねじ18と雌ねじ17の圧力側フランク20,20間の静摩擦係数μと、圧力側フランク20のフランク角θ1とに対してtanα<μ・secθ1を満たすように設定されている。すなわち、雄ねじ18と雌ねじ17の圧力側フランク20,20間の静摩擦係数μは、雄ねじ18と雌ねじ17のリード角αと圧力側フランク20のフランク角θ1とによって決定される自立摩擦係数μ1(=tanα・cosθ1)よりも大きい。そのため、押し込み方向の軸方向荷重がスクリュロッド11に静的に負荷されたときに、雄ねじ18と雌ねじ17の圧力側フランク20,20間の摩擦抵抗によってスクリュロッド11の回転が阻止される。
また、雄ねじ18と雌ねじ17のリード角αの大きさは、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の静摩擦係数μと、遊び側フランク21のフランク角θ2とに対してtanα<μ・secθ2を満たすように設定されている。すなわち、雄ねじ18と雌ねじ17の間の静摩擦係数μは、雄ねじ18と雌ねじ17のリード角αと遊び側フランク21のフランク角θ2とによって決定される突出側の自立摩擦係数μ2(=tanα・cosθ2)よりも大きい。そのため、突出方向の軸方向荷重がスクリュロッド11に静的に負荷されたときに、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の摩擦抵抗によってスクリュロッド11の回転が阻止される。
例えば、雄ねじ18と雌ねじ17の間の静摩擦係数μが0.12、圧力側フランク20のフランク角θ1が75°、遊び側フランク21のフランク角θ2が15°の場合、雄ねじ18と雌ねじ17のリード角αを7°に設定すると、
tanα(=0.122)<μ・secθ1(=0.463)
tanα(=0.122)<μ・secθ2(=0.124)
となり、上記関係が満たされる。
tanα(=0.122)<μ・secθ1(=0.463)
tanα(=0.122)<μ・secθ2(=0.124)
となり、上記関係が満たされる。
また、雄ねじ18と雌ねじ17の間には軸方向隙間が設けられており、その軸方向隙間の範囲内で、スクリュロッド11とナット部材10が軸方向に相対移動可能となっている。この軸方向隙間の大きさは、0.2〜0.4mmの範囲に設定されている。
上述したオートテンショナ1のエンジンカバー13への組み付けは、例えば、次のようにして行なう。
まず、図3に示すように、スクリュロッド11をナット部材10に最後までねじ込む。このとき、リターンスプリング12が圧縮されて、リターンスプリング12からスクリュロッド11に突出方向の荷重が静的に負荷された状態となるが、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の回転摩擦抵抗によってスクリュロッド11の回転が阻止され、スクリュロッド11は、ナット部材10にねじ込んだ状態に保持される。次に、このオートテンショナ1を、エンジンカバー13のテンショナ取り付け孔14に挿入して、ボルト16でフランジ15を固定する。
このようにオートテンショナ1をエンジンカバー13に組み付けた後、エンジンのクランキングによってクランクシャフト2を回転させると、チェーン6から伝わる振動により、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21同士が接触と離反を繰り返す。このとき、遊び側フランク21,21が動的に接触するので、その遊び側フランク21,21間に微小な滑りが生じ、この微小な滑りが累積することによってスクリュロッド11が突出方向に徐々に移動する。その結果、スクリュロッド11は、リターンスプリング12の付勢力とチェーン6の張力とがつりあう位置までナット部材10から突出する。
エンジン作動中にチェーン6の張力が大きくなると、そのチェーン6の張力によって、スクリュロッド11に押し込み方向の荷重が負荷され、その荷重が雄ねじ18と雌ねじ17の圧力側フランク20,20で受け止められるが、その後、チェーン6の振動に伴う圧力側フランク20,20間の滑りが累積することによって、スクリュロッド11が押し込み方向に徐々に移動し、チェーン6の緊張が吸収される。このとき、チェーン6の振動に伴う圧力側フランク20,20間の滑りは微小なので、スクリュロッド11の移動速度が制限され、ダンパー作用が生じる。
一方、エンジン作動中にチェーン6の張力が小さくなったときは、リターンスプリング12の付勢力によって、スクリュロッド11に突出方向の荷重が負荷され、その荷重が雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21で受け止められるが、その後、チェーン6の振動に伴う遊び側フランク21,21間の微小な滑りが累積することによって、スクリュロッド11が突出方向に徐々に移動し、チェーン6の弛みが吸収される。
ここで、エンジンを加速または減速するとき、エンジンの回転数が共振回転域を通過する間、エンジンの共振によって、過渡的にチェーン6の振動が大きくなることがある。このとき、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の静摩擦係数μが自立摩擦係数μ2よりも小さいと、チェーン6の振動に伴う瞬間的な弛みに追従して、スクリュロッド11がナット部材10から一気に突出するおそれがある。このようになった場合、エンジンの回転数が共振回転域を過ぎてからのスクリュロッド11の復帰ストロークが長くなるが、雄ねじ18と雌ねじ17の圧力側フランク20,20間の静摩擦係数μが自立摩擦係数μ1よりも大きいので、スクリュロッド11は、チェーン6の一回の振動につき数μmしか移動せず、チェーン6が過張力となる。
これに対し、上述したオートテンショナ1は、エンジンの回転数が共振回転域を通過する間、エンジンの共振によって、過渡的にチェーン6の振動が大きくなっても、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の静摩擦係数μが自立摩擦係数μ2よりも大きいので、スクリュロッド11がナット部材10から一気には突出せず、徐々に突出する。そのため、エンジンの回転数が共振回転域を過ぎてからのスクリュロッド11の復帰ストロークが抑えられ、チェーン6が過張力になりにくい。
また、エンジン停止時に、カムシャフト4の停止位置によってチェーン6の張力が大きくなる場合があるが、この場合、チェーン6が振動しないので、雄ねじ18と雌ねじ17の圧力側フランク20,20間に滑りが生じず、スクリュロッド11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6の弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
エンジンのメンテナンス時に、エンジンからチェーン6を取り外すと、スクリュロッド11に対する押し込み方向の荷重が解除されるので、スクリュロッド11は、リターンスプリング12の付勢力によって突出方向の荷重が負荷された状態となるが、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の回転摩擦抵抗によってスクリュロッド11の回転が阻止されるので、スクリュロッド11はナット部材10から突出しない。そのため、エンジンのメンテナンス時に、スクリュロッド11をナット部材10から突出しないように押さえておく必要がなく、スクリュロッド11がナット部材10から脱落する心配もない。
このように、このオートテンショナ1は、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の回転摩擦抵抗によって、スクリュロッド11をナット部材10にねじ込んだ状態に保持することができるので、オートテンショナ1をエンジンに組み付けるときに、スクリュロッド11をナット部材10から突出しないように押さえておく必要がなく、エンジンへの組み付け作業性に優れる。
また、このオートテンショナ1は、エンジンの回転数が共振回転域を通過する間、スクリュロッド11がナット部材10から一気に突出せず、徐々に突出するので、エンジンの回転数が共振回転域を過ぎてからのスクリュロッド11の復帰ストロークを抑えることができ、チェーン6が過張力になりにくい。
また、このオートテンショナ1は、スクリュロッド11をナット部材10にねじ込んだ状態に保持した後、そのスクリュロッド11にチェーン6から振動が伝わると、スクリュロッド11が自動的に突出方向に移動するので、スクリュロッド11の保持を解除する操作が不要である。
雄ねじ18と雌ねじ17は、一条ねじとしてもよいが、上記実施形態に示すように多条ねじとすると、雄ねじ18と雌ねじ17が軸心に関して対称に接触するので、雄ねじ18と雌ねじ17の間の回転摩擦抵抗が安定し、スクリュロッド11の動作が安定する。
上述したオートテンショナ1について、エンジンを徐々に加速した場合に、エンジンの回転数に応じて、スクリュロッド11の位置がどのように変化するかを測定する試験を行なった。
この結果、図5に示すように、エンジンの回転数が共振回転域を通過する間、スクリュロッド11は、突出方向に徐々に移動した後、押し込み方向に徐々に移動しており、この間のスクリュロッド11の突出方向の移動速度は、スクリュロッド11の押し込み方向の移動速度と同程度に抑えられていることを確認することができた。これにより、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の静摩擦係数μを自立摩擦係数μ2よりも大きくすると、スクリュロッド11がナット部材10から一気には突出せず、徐々に突出することが分かる。
なお、図5において、実線のグラフは、チェーン6から伝わる振動により、雄ねじ18と雌ねじ17の軸方向隙間の範囲内で突出方向に移動したときのスクリュロッド11の位置をあらわし、鎖線のグラフは、チェーン6から伝わる振動により、雄ねじ18と雌ねじ17の軸方向隙間の範囲内で押し込み方向に移動したときのスクリュロッド11の位置をあらわす。また、スクリュロッド11の位置は、エンジン停止時のスクリュロッド11の位置を基準としている。
図6、図7に、この発明の第2実施形態のオートテンショナ31を示す。第1実施形態に対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
ハウジング32は、一端が開放し、他端が閉じた筒状に形成されており、その開放端をチェーンガイド8に向けた姿勢でエンジンブロック33にボルト34で固定されている。ハウジング32内には、ナット部材10が軸方向に摺動可能に挿入されている。
ナット部材10は、一端が開放し、他端が閉じた筒状に形成されており、その内周に形成された雌ねじ17が、スクリュロッド11の外周の雄ねじ18とねじ係合している。ナット部材10は、スクリュロッド11のナット部材10からの突出側がハウジング32の閉端側となる向きでハウジング32内に挿入されている。
リターンスプリング12は、一端がスプリングシート35を介してナット部材10で支持され、他端がスクリュロッド11に軸方向力を付与しており、その軸方向力によって、スクリュロッド11をナット部材10から突出する方向に付勢している。スクリュロッド11のナット部材10からの突出端は、ハウジング32内に圧入して固定されたロッドシート36に当接している。
ここで、ナット部材10は、リターンスプリング12の反力によってハウジング32から突出する方向に付勢されている。ナット部材10は、ハウジング32からの突出端がチェーンガイド8に当接しており、このチェーンガイド8を介してチェーン6を押圧する。
ハウジング32には、ハウジング32の外部から供給される作動油をハウジング32内に導入する給油通路37が形成されている。給油通路37は、エンジンブロック33に形成された油孔38に連通しており、油孔38を通ってオイルポンプ(図示せず)から供給される作動油をハウジング32内に導入する。給油通路37の出口には、作動油の逆流を防止するチェックバルブ39が設けられている。
ハウジング32内に導入された作動油は、ハウジング32とナット部材10とで囲まれた空間に満たされ、この空間が油圧室41となる。ナット部材10に押し込み方向の荷重が負荷されたとき、その荷重は、雄ねじ18と雌ねじ17の圧力側フランク20,20で受け止められるとともに、油圧室41内の作動油の圧力によっても受け止められる。
ナット部材10とハウジング32の摺動面間には、微小なリーク隙間40が形成されており、そのリーク隙間40を通じて油圧室41内の作動油がリークするようになっている。
上述したオートテンショナ31のエンジンブロック33への組み付けは、例えば、次のようにして行なう。
まず、ハウジング32から抜き出した状態のナット部材10にスクリュロッド11を最後までねじ込む。このとき、リターンスプリング12が圧縮されて、リターンスプリング12からスクリュロッド11に突出方向の荷重が静的に負荷された状態となるが、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の回転摩擦抵抗によってスクリュロッド11の回転が阻止され、スクリュロッド11は、ナット部材10にねじ込んだ状態に保持される。次に、図8に示すように、スクリュロッド11のナット部材10からの突出側がハウジング32の閉端側となる向きで、ナット部材10をハウジング32内に挿入し、そのハウジング32を、エンジンブロック33にボルト34で固定する。
このようにオートテンショナ31をエンジンブロック33に組み付けた後、エンジンのクランキングによってクランクシャフト2を回転させると、チェーン6から伝わる振動により、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21同士が接触と離反を繰り返す。このとき、遊び側フランク21,21が動的に接触するので、その遊び側フランク21,21間に微小な滑りが生じ、この微小な滑りが累積することによってスクリュロッド11が突出方向に徐々に移動する。その結果、ナット部材10は、リターンスプリング12の付勢力とチェーン6の張力とがつりあう位置までハウジング32から突出する。
エンジン作動中にチェーン6の張力が大きくなると、そのチェーン6の張力によって、スクリュロッド11に押し込み方向の荷重が負荷され、その荷重が雄ねじ18と雌ねじ17の圧力側フランク20,20で受け止められるが、その後、チェーン6の振動に伴う圧力側フランク20,20間の滑りが累積することによって、スクリュロッド11が押し込み方向に徐々に移動するので、ナット部材10のハウジング32からの突出量が小さくなり、チェーン6の緊張が吸収される。このとき、チェーン6の振動に伴う圧力側フランク20,20間の滑りは微小なので、スクリュロッド11の移動速度が制限され、ダンパー作用が生じる。また、ハウジング32内からリーク隙間40を通って流出する作動油の粘性抵抗によってもダンパー作用が生じる。
一方、エンジン作動中にチェーン6の張力が小さくなったときは、リターンスプリング12の付勢力によって、スクリュロッド11に突出方向の荷重が負荷され、その荷重が雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21で受け止められるが、その後、チェーン6の振動に伴う遊び側フランク21,21間の微小な滑りが累積することによって、スクリュロッド11が突出方向に徐々に移動するので、ナット部材10のハウジング32からの突出量が大きくなり、チェーン6の弛みが吸収される。このとき、チェックバルブ39が開き、給油通路37を通ってハウジング32内に作動油が流入するので、ナット部材10は速やかに移動する。
このオートテンショナ31は、第1実施形態と同様、雄ねじ18と雌ねじ17の遊び側フランク21,21間の回転摩擦抵抗によって、スクリュロッド11をナット部材10にねじ込んだ状態に保持することができるので、オートテンショナ31をエンジンに組み付けるときに、スクリュロッド11をナット部材10から突出しないように押さえておく必要がなく、エンジンへの組み付け作業性に優れる。また、エンジンの回転数が共振回転域を通過する間、スクリュロッド11がナット部材10から一気に突出せず、徐々に突出するので、エンジンの回転数が共振回転域を過ぎてからのスクリュロッド11の復帰ストロークを抑えることができ、チェーン6が過張力になりにくい。
また、このオートテンショナ31は、ナット部材10の軸心が傾かないようにナット部材10がハウジング32で案内されているので、チェーンガイド8の接触により、ナット部材10に倒れモーメントが作用しても、雄ねじ18と雌ねじ17の軸心同士が斜めにずれにくく、雄ねじ18と雌ねじ17の偏摩耗が生じにくい。
また、このオートテンショナ31は、油圧室41内の作動油の圧力によってダンパー作用が生じるので、チェーン6の振動が大きくなったときにスクリュロッド11が過度に押し込まれるのを、効果的に防止することができる。
第1実施形態においても、第2実施形態と同様、ハウジング9の外部から供給される作動油をハウジング9内に導入する給油通路(図示せず)をハウジング9に設けることができ、このようにすると、ハウジング9内が油圧室となり、その油圧室内の作動油の粘性抵抗によってダンパー作用が生じるので、チェーン6の振動が大きくなったときにスクリュロッド11が過度に押し込まれるのを、効果的に防止することが可能となる。
1 オートテンショナ
6 チェーン
9 ハウジング
10 ナット部材
11 スクリュロッド
12 リターンスプリング
17 雌ねじ
18 雄ねじ
20 圧力側フランク
21 遊び側フランク
31 オートテンショナ
32 ハウジング
37 給油通路
α リード角
θ1 圧力側フランクのフランク角
θ2 遊び側フランクのフランク角
6 チェーン
9 ハウジング
10 ナット部材
11 スクリュロッド
12 リターンスプリング
17 雌ねじ
18 雄ねじ
20 圧力側フランク
21 遊び側フランク
31 オートテンショナ
32 ハウジング
37 給油通路
α リード角
θ1 圧力側フランクのフランク角
θ2 遊び側フランクのフランク角
Claims (6)
- 内周に雌ねじ(17)を有するナット部材(10)と、前記雌ねじ(17)にねじ係合する雄ねじ(18)を外周に有するスクリュロッド(11)と、そのスクリュロッド(11)をナット部材(10)から突出する方向に付勢するリターンスプリング(12)とを有し、前記雄ねじ(18)と雌ねじ(17)は、スクリュロッド(11)をナット部材(10)内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク(20)のフランク角θ1が、遊び側フランク(21)のフランク角θ2よりも大きい鋸歯状に形成され、前記スクリュロッド(11)のナット部材(10)からの突出によりチェーン(6)またはベルトの弛みを吸収するオートテンショナにおいて、
前記雄ねじ(18)と雌ねじ(17)のリード角αの大きさを、遊び側フランク(21,21)間の静摩擦係数μと、遊び側フランク(21)のフランク角θ2とに対して次式
tanα<μ・secθ2
を満たすように設定したことを特徴とするオートテンショナ。 - 一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング(32)内に、前記ナット部材(10)を、前記スクリュロッド(11)のナット部材(10)からの突出側が前記ハウジング(32)の閉端側となる向きに摺動可能に挿入し、前記スクリュロッド(11)のナット部材(10)からの突出端を前記ハウジング(32)内に設けたロッドシート(36)に当接させ、前記ナット部材(10)でチェーン(6)またはベルトを押圧するようにした請求項1に記載のオートテンショナ。
- 前記ハウジング(32)に、ハウジング(32)の外部から供給される作動油をハウジング(32)内に導入する給油通路(37)を設けた請求項2に記載のオートテンショナ。
- 一端が開放し、他端が閉じた筒状のハウジング(9)内に、前記ナット部材(10)を、前記スクリュロッド(11)のナット部材(10)からの突出側が前記ハウジング(9)の開放端側となる向きで固定し、前記スクリュロッド(11)でチェーン(6)またはベルトを押圧するようにした請求項1に記載のオートテンショナ。
- 前記ハウジング(9)に、ハウジング(9)の外部から供給される作動油をハウジング(9)内に導入する給油通路を設けた請求項4に記載のオートテンショナ。
- 前記雄ねじ(18)と雌ねじ(17)が多条ねじである請求項1から5のいずれかに記載のオートテンショナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009089235A JP2010242788A (ja) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | オートテンショナ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009089235A JP2010242788A (ja) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | オートテンショナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010242788A true JP2010242788A (ja) | 2010-10-28 |
Family
ID=43096008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009089235A Pending JP2010242788A (ja) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | オートテンショナ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010242788A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012255477A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Ntn Corp | チェーンテンショナ |
WO2017217384A1 (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 日本発條株式会社 | テンショナ |
EP3431814A4 (en) * | 2016-03-17 | 2019-01-23 | NTN Corporation | KETTENSPANNER |
-
2009
- 2009-04-01 JP JP2009089235A patent/JP2010242788A/ja active Pending
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EP3431814A4 (en) * | 2016-03-17 | 2019-01-23 | NTN Corporation | KETTENSPANNER |
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