JP2010242788A - オートテンショナ - Google Patents

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

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。

特開平９−２８０３３０号公報 特開２００８−２６７５６０号公報 特開２０００−１９９５５１号公報 特開２００４−２４５２４２号公報

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。

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。

この発明の第１実施形態のオートテンショナを組み込んだチェーン伝動装置を示す正面図 図１のII−II線に沿った拡大断面図 図２に示すスクリュロッドをナット部材内にねじ込んだ状態を示すオートテンショナの拡大断面図 図２に示す雄ねじと雌ねじの拡大断面図 図２に示すオートテンショナについて、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した結果を示す図 この発明の第２実施形態のオートテンショナを組み込んだチェーン伝動装置を示す正面図 図６のVII−VII線に沿った拡大断面図 図７に示すスクリュロッドをナット部材内にねじ込んだ状態を示すオートテンショナの拡大断面図

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。

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

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。

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