JP3988978B2 - チェーン用ブレードテンショナシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレードテンショナシステムに関し、詳細には、エンジン内の従動軸を駆動軸に駆動連結するチェーンに緊張力を作用させるためのブレードテンショナを含むチェーン用ブレードテンショナシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
チェーンに緊張力を作用させるためのテンショナとして、従来より、ブレードテンショナが用いられている。一般に、ブレードテンショナは、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有する樹脂製のブレードシューと、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側に配置されるとともに、ブレードシューにばね力を作用させるための金属製の板ばね状ブレードスプリングとから主として構成されている。
【０００３】
チェーンの運転時には、ブレードシューのチェーン摺動面上をチェーンが摺動しつつ走行し、このとき、ブレードシューおよびブレードスプリングの弾性反発力による押付荷重がチェーンに作用して、チェーンに緊張力が作用する。そして、運転中にチェーンに伸びが生じた場合には、曲率半径が大きくなる側に弾性変形していたブレードスプリングが、曲率半径が小さくなる側に戻り変形することにより、ブレードシューがチェーンの側に突出し、その結果、チェーンの弛みが吸収され、チェーンに常時一定の緊張力が維持されるようになっている。
【０００４】
ここで、ブレードテンショナがエンジンのオーバヘッドカムシャフト駆動用のタイミングチェーンに適用された例を図７に示す。図７は、ブレードシューのチェーン摺動面側から見たブレードテンショナの側面図である。同図中、符号５０はブレードシューを示しており、ブレードシュー５０のチェーン摺動面５０ａ上をチェーン６０が走行するようになっている。ブレードシュー５０の基部５１には、貫通穴５１ａが形成されており、該貫通穴５１ａには、ショルダーボルト７０が挿通している。ショルダーボルト７０は、エンジンのシリンダブロック７１に形成されたねじ穴に螺合している。
【０００５】
この構成により、ブレードシュー５０は、ショルダーボルト７０の回りを回動自在になっており、チェーン６０の伸びに応じてブレードシュー５０がショルダーボルト７０の回りを回動するとともに、ブレードスプリング（図示せず）の弾性変形量が変化することにより、ブレードシュー５０のチェーン６０の側への変位量が変化して、チェーン６０に適切な緊張力が作用するようになっている。
【０００６】
ところで、図７に示すように、ブレードシュー５０がショルダーボルト７０の回りを回動するためには、ショルダーボルト７０を支持するブレードシュー５０の貫通穴５１ａとショルダーボルト７０の頭部外周面７０ａとの間に一定のクリアランスが形成されている必要がある。
【０００７】
ところが、このようなクリアランスが形成されていることにより、運転中のチェーンの横方向（図７左右方向）の振れなどが原因で、図８に示すように、ブレードシュー５０が側方に傾く場合が生じ得る。一般に、タイミングチェーンに適用されるブレードテンショナの場合、オイルポンプなどの補機駆動用のチェーンに比べて駆動軸および従動軸間の芯間距離が長いために、チェーンスパンが長く、ブレードテンショナのブレードシューの全長も長くなる。このため、ブレードシューが側方に傾くとブレードシューの先端側の振れも大きくなって、先端側の振れΔは３ｍｍ程度にも達することになる（図８参照）。
【０００８】
また、このようなブレードシューの傾きにより、図８のIX部分拡大図である図９に示すように、ブレードシュー５０の貫通穴５１ａの開口縁部であるエッジ部５１ｂがショルダーボルト７０の頭部外周面７０ａと干渉を起こし、この状態でブレードシュー５０がショルダーボルト７０にロックされてしまう場合が生じ得る。このとき、ブレードシュー５０はショルダーボルト７０の回りを自由に回転できなくなり、その結果、チェーンの伸びに対して、ブレードシュー５０がチェーンの側に適切な量だけ変位することができず、チェーンに適切な緊張力を維持させることができなくなる。
【０００９】
さらに、ブレードシュー５０のエッジ部５１ｂとショルダーボルト７０との干渉により、エッジ部５１ｂに摩耗が発生する。これにより、ブレードシュー５０の貫通穴５１ａとショルダーボルト７０との間のクリアランスがさらに大きくなり、その結果、ブレードシュー５０の側方への傾きがさらに増すことにもなる。
【００１０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、エンジン内のチェーンに適用されるブレードテンショナにおいて、運転中にブレードテンショナの側方への傾きを防止できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、エンジン内の従動軸を駆動軸に駆動連結するチェーンに緊張力を作用させるためのブレードテンショナを含むチェーン用ブレードテンショナシステムである。ブレードテンショナは、ブレードシューと、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側に配置され、ブレードシューにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングとを備えている。ブレードシューは、弧状に湾曲するチェーン摺動面を有するシュー本体と、シュー本体の基端側に設けられた基端部と、シュー本体の先端側に設けられた先端部とから構成されている。そして、ブレードシューの基端部がこれを挿通する支軸の回りを回動自在に設けられるとともに、ブレードシューの先端部がエンジン内に設けられた支持面上をスライド自在に設けられており、先端部またはその近傍領域には、その側面において前記チェーン摺動面から突出しない位置に突起部が設けられている。さらに、エンジン内には、ブレードシューの先端部またはその近傍領域の側面との間に所定の隙間を隔てて、前記突起部が当接し得る平坦状の受け部が設けられている。
【００１２】
請求項２の発明に係るチェーン用ブレードテンショナシステムは、請求項１において、エンジン内の支持面に、ブレードシューの先端部の側方への移動を規制する規制部材が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明に係るチェーン用ブレードテンショナシステムは、請求項２において、前記規制部材が前記支持面に一体成形されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明に係るチェーン用ブレードテンショナシステムは、請求項１において、前記突起部が球面状に形成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項５の発明に係るチェーン用ブレードテンショナシステムは、請求項１において、前記ブレードスプリングを幅方向に支持するように前記シュー本体に設けられた支持片の側面に前記突起部が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項１の発明によれば、ブレードシューの先端部またはその近傍領域の側面に突起部が設けられるとともに、該突起部が当接し得る平坦状の受け部が突起部から所定の隙間を隔ててエンジン内の構成部品、たとえばシリンダブロックに設けられるので、運転中にブレードテンショナがシリンダブロック側に向かって側方に傾こうとした場合には、ブレードシューの突起部がシリンダブロックの受け部に当接し、これにより、ブレードシューの側方への傾きを防止できる。
【００１７】
なお、突起部が当接する受け部が設けられるエンジン内の構成部品としては、シリンダブロックの他に、シリンダヘッド、チェーンカバーまたはオイルパンでもよい。
【００１８】
請求項２の発明では、ブレードシューの先端部がスライド自在に当接する支持面に、該先端部の側方への移動を規制する規制部材が設けられるので、運転中にブレードテンショナがたとえばシリンダブロック側と逆側に向かって側方に傾こうとした場合には、ブレードシューの先端部が支持面の規制部材に当接し、これにより、ブレードシューの側方への傾きを防止できる。
【００１９】
請求項３の発明では、規制部材が支持面に一体成形されているので、支持面の構造を簡略化でき、製造コストを低減できる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、ブレードシューが弾性変形することによって突起部が受け部の上を移動した場合でも、突起部が球面状に形成されていることにより、突起部は受け部と点接触状態を保っており、これにより、突起部は受け部の上をスムーズに移動することができるとともに、突起部と受け部との接触面に潤滑油を容易に引き込むことができ、接触面の摩耗を防止できる。
【００２１】
請求項５の発明においては、ブレードスプリングを幅方向に支持するようにシュー本体に設けられた支持片に突起部が設けられており、この場合には、突起部により支持片を補強することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施態様によるブレードテンショナを含むエンジンカムシャフトタイミングシステムの概略構成図、図２は図１のブレードテンショナのチェーン摺動面側の側面図、図３は図２の第１の変形例を示す図、図４は図１のエンジンカムシャフトタイミングシステムの背面側の概略構成図、図５は図４のブレードテンショナのチェーン摺動面側の側面図であって図２の第２の変形例を示す図、図６は図４のVI-VI 線断面図である。
【００２３】
図１に示すように、このカムシャフトタイミングシステム１は、クランクシャフト２に固定されたクランクスプロケット２０と、カムシャフト３に固定されたカムスプロケット３０と、これらのスプロケット２０，３０間に巻き掛けられ、クランクシャフト２の駆動力をカムシャフト３に伝達するためのタイミングチェーン４とを備えている。なお、図中の矢印は、クランクシャフト２およびカムシャフト３のそれぞれの回転方向を示している。
【００２４】
タイミングチェーン４の弛み側スパンには、ブレードテンショナ１０が配置されている。このブレードテンショナ１０は、弧状に湾曲する樹脂製のブレードシュー１１と、ブレードシュー１１のチェーン摺動面１１ａと逆側に積層配置されるとともに、ブレードシュー１１にばね力を作用させるための板ばね状の複数枚のブレードスプリング１２とから主として構成されている。
【００２５】
ブレードシュー１１の基端部１３には、枢支穴（貫通穴）１３ａが形成されており、該枢支穴１３ａには、ショルダーボルト（支軸）１４が挿通している。ショルダーボルト１４は、エンジンのシリンダブロック５（図２）に形成されたねじ穴に螺合しており、ショルダーボルト１４の頭部外周面１４ａとブレードシュー１１の枢支穴１３ａとの間には一定のクリアランスが形成されている。これにより、ブレードシュー１１は、ショルダーボルト１４の回りを回動自在になっている。
【００２６】
ブレードシュー１１の先端部１５は、エンジン内に設けられた支持面１６に当接しており、該支持面１６上をスライドし得るようになっている。またブレードシュー１１には、ブレードスプリング１２を幅方向に支持するための支持片１９が設けられている。
【００２７】
図２に示すように、ブレードシュー１１の先端部１５の両側面には、半球状の一対の突起部１７，１８が形成されている。一方、エンジンのシリンダブロック５には、ブレードテンショナ１０側に突出する受け部５１が設けられており、受け部５１には、ブレードシュー１１との間に所定の隙間を隔てて平坦状の受け面５１ａが形成されている。ブレードシュー１１の先端部１５のシリンダブロック５側の突起部１７は、シリンダブロック５の受け面５１ａに当接し得るようになっている。なお、図２中の符号６はシリンダヘッドを示している。
【００２８】
また、エンジン内の支持面１６には、ブレードシュー１１の先端部１５の側方に配置され、ブレードシュー１１の先端部１５のシリンダブロック５側と逆側への振れを規制するための規制部材１６ａが設けられている。規制部材１６ａは支持面１６と一体成形されている。ブレードシュー先端部１５の突起部１８は、規制部材１６ａに当接し得るようになっている。
【００２９】
上記ブレードテンショナ１０、支持面１６および受け部５１により、本実施態様によるブレードテンショナシステムが構成されている。
【００３０】
チェーンの運転中には、チェーン４がブレードシュー１１のチェーン摺動面１１ａ上を摺動しつつ走行し、このとき、ブレードシュー１１およびブレードスプリング１２の弾性変形による反発力（ばね力）が押付荷重としてチェーン４に作用して、チェーン４に一定の緊張力が作用している。
【００３１】
運転中に、ブレードテンショナ１０がシリンダブロック５側に向かって側方に傾こうとした場合には、ブレードシュー１１の突起部１７が、シリンダブロック５の受け部５１に形成された受け面５１ａに当接し、これにより、ブレードシュー１１の側方への傾きが防止される。
【００３２】
この場合において、運転中に、ブレードシュー１１の突起部１７がシリンダブロック５の受け部５１に常時接触するようになった場合でも、シリンダ壁を伝わって滴下してくるエンジンオイルにより、これらの接触面が潤滑されることになるので、突起部１７および受け部５１間の接触面の摩耗を防止できる。
【００３３】
また、ブレードテンショナ１０がシリンダブロック５側と逆側に向かって側方に傾こうとした場合には、ブレードシュー１１の突起部１８が、支持面１６に設けられた規制部材１６ａに当接し、これにより、ブレードシュー１１の側方への傾きが防止される。
【００３４】
なお、ブレードシュー１１の各突起部１７，１８は、図２に示す位置よりもさらに先端側に設けるようにしてもよい。図３は、図２の第１の変形例を示しており、この場合には、ブレードシュー１１の最先端側に突起部１７′，１８′が設けられている。一方、突起部１７′が当接し得るエンジン側の構成部品としては、シリンダヘッド６においてブレードテンショナ１０側に突出する受け部６１が設けられており、受け部６１には、ブレードシュー１１との間に所定の隙間を隔てて平坦状の受け面６１ａが形成されている。また突起部１８′は、規制部材１６ａに当接している。
【００３５】
図４ないし図６は、図２の第２の変形例を説明するための図である。ブレードシュー１１の背面側において先端部の近傍領域には、図４に示すように、ブレードスプリング１２を幅方向から支持するための支持片１９′が設けられている。
【００３６】
支持片１９′の外側面には、図５および図６に示すように、突起部１７″が設けられている。突起部１７″は、シリンダブロック５の受け面５１ａに当接している。
【００３７】
この場合には、突起部１７″によって、ブレードテンショナ１０のシリンダブロック側への傾きを防止できるばかりでなく、運転中にブレードスプリング１２からの力が作用する支持片１９′を補強できるようになる。
【００３８】
なお、本実施態様では、シングルオーバヘッドカムシャフト（ＳＯＨＣ）型式のエンジンを例にとったが、本発明におけるブレードテンショナシステムは、ダブルオーバヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）型式のエンジンにも同様に適用できる。
【００３９】
また、本発明におけるブレードテンショナは、図１に示すような構成のものには限定されず、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側にブレードスプリングが配置されるようなブレードテンショナであれば、その他の任意の形状および構成のブレードテンショナに適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るチェーン用ブレードテンショナシステムによれば、ブレードシューの先端部またはその近傍領域の側面に突起部を設けるとともに、該突起部が当接し得る平坦状の受け部を先端部またはその近傍領域の側面から所定の隙間を隔ててエンジン内に設けるようにしたので、運転中にブレードテンショナの側方への傾きを防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様によるブレードテンショナを含むエンジンカムシャフトタイミングシステムの概略構成図である。
【図２】図１のブレードテンショナのチェーン摺動面側の側面図である。
【図３】図２の第１の変形例を示す図である。
【図４】図１のエンジンカムシャフトタイミングシステムの背面側の概略構成図である。
【図５】図４のブレードテンショナのチェーン摺動面側の側面図であって、図２の第２の変形例を示す図である。
【図６】図４のVI-VI 線断面図である。
【図７】ブレードテンショナをタイミングチェーンに適用した場合の側面図である。
【図８】図７のブレードテンショナの問題点を説明するための図である。
【図９】図８のIX部分拡大図である。
【符号の説明】
１： カムシャフトタイミングシステム
２： クランクシャフト（駆動軸）
２０： クランクスプロケット
３： カムシャフト（従動軸）
３０： カムスプロケット
４： タイミングチェーン
５： シリンダブロック
５１： 受け部
５１ａ： 受け面
６： シリンダヘッド
６１： 受け部
６１ａ： 受け面
１０： ブレードテンショナ
１１： ブレードシュー
１１ａ： チェーン摺動面
１２： ブレードスプリング
１３： 基端部
１３ａ： 枢支穴（貫通穴）
１４： ショルダーボルト（支軸）
１５： 先端部
１６： 支持面
１６ａ： 規制部材
１７，１８： 突起部
１７′，１８′，１７″： 突起部
１９，１９′： 支持片

Claims (5)

1. エンジン内の従動軸を駆動軸に駆動連結するチェーンに緊張力を作用させるためのブレードテンショナを含むチェーン用ブレードテンショナシステムであって、
   前記ブレードテンショナが、
   弧状に湾曲するチェーン摺動面を有するシュー本体と、シュー本体の基端側に設けられた基端部と、前記シュー本体の先端側に設けられた先端部とからなるブレードシューと、
   前記ブレードシューの前記チェーン摺動面と逆側に配置され、前記ブレードシューにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、
   を備え、
   前記ブレードシューの前記基端部がこれを挿通する支軸の回りを回動自在に設けられ、前記先端部がエンジン内に設けられた支持面上をスライド自在に設けられるとともに、前記先端部またはその近傍領域には、その側面において前記チェーン摺動面から突出しない位置に突起部が設けられており、
   エンジン内には、前記ブレードシューの前記先端部またはその近傍領域の前記側面との間に所定の隙間を隔てて、前記突起部が当接し得る平坦状の受け部が設けられている、
   ことを特徴とするチェーン用ブレードテンショナシステム。
2. 請求項１において、
   エンジン内の前記支持面には、前記ブレードシューの前記先端部の側方への移動を規制する規制部材が設けられている、
   ことを特徴とするチェーン用ブレードテンショナシステム。
3. 請求項２において、
   前記規制部材が前記支持面に一体成形されている、
   ことを特徴とするチェーン用ブレードテンショナシステム。
4. 請求項１において、
   前記突起部が球面状に形成されている、
   ことを特徴とするチェーン用ブレードテンショナシステム。
5. 請求項１において、
   前記シュー本体には、前記ブレードスプリングを幅方向に支持する支持片が設けられており、前記支持片の側面に前記突起部が設けられている、
   ことを特徴とするチェーン用ブレードテンショナシステム。

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