JP3712468B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カム軸駆動用チェーン等のチェーンの張力を一定に保持するチェーンテンショナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、カム軸駆動用のチェーンにおいては、エンジンを停止すると、カム軸に設けられたカムの停止位置の関係から、チェーンの弛み側が緊張し、エンジンを再始動すると、上記弛み側チェーンに弛みが生じる。
【0003】
そのようなチェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナとして、図5に示したものが知られている。このチェーンテンショナはハウジング30に形成されたシリンダ室31内にプランジャ32と、スプリング33とを組込み、上記スプリング33で突出性が付与されたプランジャ32によりチェーン34を押圧するようにしている。
【0004】
また、プランジャ32の背部に形成された圧力室35に給油通路36を連通し、その給油通路36にチェックバルブ37を設け、上記プランジャ32が外方向に移動して圧力室35の圧力が低下したとき、チェックバルブ37を開放させ、給油ポンプの駆動により給油通路36から圧力室35に油を流動させるようにしている。
【0005】
ところで、上記チェーンテンショナにおいては、エンジンの停止時、プランジャ32は緊張状態のチェーン34で押されているため、圧力室35の油はプランジャ32とシリンダ室31の摺動面からリークし、プランジャ32は後退した位置にある。
【0006】
このため、エンジンの始動によりチェーン34に弛みが生じると、プランジャ32は外方向に大きく移動する。このとき、油圧ポンプは始動直後であって吐出量が少ないため、圧力室35に充分な油を供給することができず、圧力室35に空気が侵入してダンピング特性が低下する。
【0007】
また、低温始動時には、油の粘度が高く、流動性が悪いため、上記と同様の問題が生じる。
【0008】
上記のような問題点を解決するため、実開昭64−25557号公報に記載されたチェーンテンショナにおいては、プランジャの外周にラックを設け、ハウジングにラチェット爪を揺動自在に取付け、そのラチェット爪とラックの係合によりプランジャの後退動を防止するようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されたチェーンテンショナにおいては、ラックとラチェット爪の係合部に遊び代がない場合、上記係合部にチェーンからの荷重を受けることになり、耐久性に問題が生じる。
【0010】
その問題の解決のため、ラックとラチェット爪の係合部に遊び代を設けると、エンジンの停止時、上記遊び代に相当する分、プランジャが押し込まれることになる。このため、再始動時のプランジャの変位が大きくなり、油室に空気が侵入するおそれが生じる。またプランジャの変位が大きいため、異音の発生の原因となる。
【0011】
この発明の課題は、エンジンの再始動時および作動油の流動性が悪い低温始動時に油圧ダンパの圧力室に空気が侵入するのを防止することができると共に、異音の発生のない耐久性に優れたチェーンテンショナを提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、ハウジングの外周一面で開口するシリンダ室の開口部にねじ孔を設け、そのねじ孔にねじ軸をねじ係合し、上記ねじ孔およびねじ軸のねじ山を、上記ねじ軸の外方向への移動時における進み側フランクのフランク角を追い側フランクのフランク角より小さい鋸歯状とし、その鋸歯状のねじ山を、ねじ軸の突出方向にはねじ軸が回転しつつ軸方向に移動するゆるみ条件に設定すると共に、押し込み方向にはねじ軸の後退動を阻止するロック条件に設定し、前記シリンダ室には上記ねじ軸の背部にプランジャと、そのプランジャをねじ軸の後端面に圧接させるスプリングとを組込み、前記プランジャの背部に形成された圧力室に給油通路を連通し、その給油通路に、圧力室の圧力低下時に給油通路を開放するチェックバルブを設け、前記ねじ軸とプランジャの接触を点接触とした構成を採用している。
【0013】
【作用】
上記の構成から成るチェーンテンショナは、スプリングによって外方向への突出性が付与されたねじ軸により揺動自在に支持されたチェーン押圧部材を押圧して、チェーンに張力を付与する。
【0014】
ここで、ねじ軸に形成したねじ山は鋸歯状であるため、エンジンの停止時におけるチェーンの張力増大時、その張力をねじ軸とねじ孔のねじ係合部で受けることができる。このため、ねじ軸は押し込まれず、エンジンが再始動されてチェーンに弛みが生じても、ねじ軸の外方向への移動量が小さく、油圧ダンパの圧力室に空気が侵入するのを防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図1乃至図4に基づいて説明する。
【0016】
図1に示すように、クランクシャフトの端部に取付けられたスプロケット1の回転はチェーン2を介してカムシャフトの端部に取付けられたスプロケット3に伝達される。
【0017】
チェーン2の弛み側チェーン2aに設けたチェーン押圧部材4は下端部の軸5を中心として揺動自在に支持されている。このチェーン押圧部材4は、チェーンテンショナ10によってチェーン2が張る方向に押圧されている。
【0018】
図2乃至図4はチェーンテンショナを示す。このチェーンテンショナ10は、シリンダブロック6の内壁面にねじ止めされたハウジング11を有する。ハウジング11にはシリンダ室12が形成され、そのシリンダ室12は上記ハウジング11のチェーン押圧部材4と対向する面で開口している。
【0019】
シリンダ室12の開口部には圧入あるいは加締めにより手段を介してナット13が固定され、そのナット13のねじ孔14にねじ軸15がねじ係合されている。ここで、ナット13は焼結体から形成されている。また、ナット13の内周にはねじ山を横切る軸方向の溝13aが設けられ、その溝13aからシリンダ室12内で発生する空気を外部に排気させるようにしている。
【0020】
ねじ軸15のねじ山およびねじ孔14のねじ山は、上記ねじ軸15の外方向への移動時における進み側フランク16のフランク角が追い側フランク17のフランク角より小さい鋸歯状とされており、上記フランク角と、リード角の関係から、ねじ軸15は突出方向にゆるみ条件とされ、押し込み方向にロック条件とされている。
【0021】
ここで、ゆるみ条件とは、ねじ軸15の軸方向の押圧により、ねじ軸15が回転しつつ軸方向にスムーズに移動することをいい、ロック条件とは、ねじ軸15が軸方向に押されても、ねじ軸15が後退せず、その押し込み力がねじ山の追い側フランク17に作用する摩擦力より大きくなった場合にねじ軸15が回転しつつ後退動することをいう。
【0022】
前記シリンダ室11には、上記ねじ軸15の背部にプランジャ18が摺動自在に組込まれている。プランジャ18の組込みによって、その背部に圧力室19が形成され、その圧力室18内に組込まれたスプリング20は、プランジャ18をねじ軸15の後端面に押し付けている。
【0023】
プランジャ18は、その後端面で開口する凹部21を有し、先端面は凸円状の球面22に形成され、その球面22がねじ軸15の後端面に点接触している。
【0024】
また、プランジャ18には、前後に貫通する空気抜き用の小孔23が上記ねじ軸15の後端と接触する接触点周りに複数形成されている。
【0025】
前記ハウジング11の後端部には圧力室19に連通する給油通路24が設けられ、その給油通路24はシリンダブロック6に形成された給油孔7から油が供給される。
【0026】
給油通路24は圧力室19内に組込まれたチェック弁25によって開閉される。チェック弁25はリテーナ26によって保持され、そのリテーナ26はスプリング20によりシリンダ室12の閉塞端に押し付けられている。
【0027】
ここで、チェック弁25は、圧力室19の圧力が給油通路24の圧力より低下したときのみ給油通路24を開放する。
【0028】
いま、エンジンを始動すると、クランクシャフトの端部に取付けられたスプロケット1の矢印方向の回転により、チェーン2の弛み側チェーン2aに弛みが生じ、スプリング20の押圧力によって、プランジャ18およびねじ軸15が外方向に移動する。ここで、ねじ軸15のねじ山は、ねじ軸15の外方向への移動に対して弛み条件に設定されているため、ねじ軸25は回転しつつ外方向に移動する。このとき、ナット13は焼結体により形成されており、また、ねじ軸15とプランジャ18とは点接触であるため、ねじ軸25の回転はスムースであり、ねじ軸25は急速に外方向に移動してチェーン押圧部材4を押圧する。
【0029】
このため、チェーン2はチェーン押圧部材4で押されて緊張し、そのチェーン2がチェーン押圧部材4を介してねじ軸15を押圧する押圧力とスプリング20の弾力とが均衡するとねじ軸15が停止する。
【0030】
また、ねじ軸15の外方向への移動によって圧力室19の圧力が給油通路24の圧力より低くなるため、チェック弁25が給油通路24を開放する。このため、給油孔7から給油通路24に送り込まれる油は圧力室19に流入する。
【0031】
エンジンを停止すると、カムシャフトに設けられたカムの停止位置の関係から弛み側チェーン2aが緊張する。その緊張によってねじ軸15にチェーン押圧部材4からの押し込み力が作用するが、ねじ軸15のねじ山は押し込み方向に対してロック条件に設定されているため、ねじ軸15は後退しない。
【0032】
このため、エンジンの停止後、エンジンが再始動されて弛み側チェーン2aに弛みが生じても、ねじ軸15の突出量は少なく、圧力室19の圧力の低下も少ないため、圧力室19内に空気が侵入し、あるいは油中から空気が析出するという不都合の発生はきわめて少ない。
【0033】
なお、低温始動時、油の粘性が高く、圧力室19への油の流入が悪いが、この場合でもねじ軸15の突出量が小さいため、圧力室19に空気が侵入し、あるいは油中から空気が析出するのを防止することができる。
【0034】
仮に、圧力室19に空気が侵入し、あるいは油中から空気が析出したとしても、その空気はプランジャ18が弛み側チェーン2aで押されてゆっくりと後退する移動時に、プランジャ18に形成された空気抜き用の小孔23からシリンダ室12内に抜け出し、圧力室19内において滞溜することはない。
【0035】
実施の形態においては、プランジャ18の先端面に球面22を形成して、プランジャ18とねじ軸15とを点接触させるようにしたが、プランジャ18の先端面を平面とし、ねじ軸18の後端面を凸円状の球面としてプランジャ18とねじ軸15とを点接触させるようにしてもよい。あるいは、ねじ軸15の後端面およびプランジャ18の先端面それぞれを凸円状の球面として両者を点接触させるようにしてもよい。
【0036】
また、実施の形態では、給油孔7から給油通路24に油を供給したが、ハウジング11に上面で開口するリザーバ室を形成し、カムシャフトを給油した油をシリンダブロック6の内面により上記リザーバ室に導いて貯留し、その油を給油通路24に流入させるようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、ねじ孔とねじ軸のねじ山を進み側フランクのフランク角が追い側フランクのフランク角より小さい鋸歯状としたので、エンジンの停止によりチェーンが緊張してねじ軸に押圧力が作用しても、ねじ軸はロックして後退しない。このため、エンジンの再始動あるいは低温始動時にチェーンに弛みが生じても、ねじ軸の突出量が少なく、圧力室への空気の侵入および異音の発生を防止することができる。
【0038】
また、ねじ軸とプランジャとを点接触させるようにしたので、ねじ軸の回転時における接触抵抗が小さく、チェーンに弛みが生じた場合に、ねじ軸はスムースに回転して外方向に素速く移動し、チェーンの弛みを効果的に吸収することができる。
【0039】
さらに、プランジャに後端面で開口するスプリング収納用の凹部を形成したことにより、チェーンテンショナの小型化を図ることができる。
【0040】
また、プランジャに空気抜き用の小孔を形成したことによって、圧力室内の油に空気が侵入したとしても、プランジャの後退時にその空気を圧力室の外部に排気することができ、ダンパ効果の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るチェーンテンショナの使用状態を示す断面図
【図2】同上チェーンテンショナの断面図
【図3】図2のIII −III 線に沿った断面図
【図4】同上のねじ軸とプランジャの接触部を拡大して示す断面図
【図5】従来のチェーンテンショナを示す断面図
【符号の説明】
11 ハウジング
14 ねじ孔
15 ねじ軸
16 進み側フランク
17 追い側フランク
18 プランジャ
19 圧力室
20 スプリング
21 凹部
22 球面
23 小孔
24 吸引通路
25 チェック弁

Claims (4)

  1. ハウジングの外周一面で開口するシリンダ室の開口部にねじ孔を設け、そのねじ孔にねじ軸をねじ係合し、上記ねじ孔およびねじ軸のねじ山を、上記ねじ軸の外方向への移動時における進み側フランクのフランク角を追い側フランクのフランク角より小さい鋸歯状とし、その鋸歯状のねじ山を、ねじ軸の突出方向にはねじ軸が回転しつつ軸方向に移動するゆるみ条件に設定すると共に、押し込み方向にはねじ軸の後退動を阻止するロック条件に設定し、前記シリンダ室には上記ねじ軸の背部にプランジャと、そのプランジャをねじ軸の後端面に圧接させるスプリングとを組込み、前記プランジャの背部に形成された圧力室に給油通路を連通し、その給油通路に、圧力室の圧力低下時に給油通路を開放するチェックバルブを設け、前記ねじ軸とプランジャの接触を点接触としたことを特徴とするチェーンテンショナ。
  2. 前記点接触させる手段が、ねじ軸の後端面とプランジャの先端面における一方に凸円状の球面を設け、他方に平面を形成した構成から成る請求項1に記載のチェーンテンショナ。
  3. 前記プランジャに、その背面で開口するスプリング収納用の凹部を形成した請求項1又は2に記載のチェーンテンショナ。
  4. 前記プランジャに前後に貫通する空気抜き用の小孔を形成した請求項3に記載のチェーンテンショナ。
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