JP5179840B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

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、外周に雄ねじを有するスクリュロッドを前記シリンダ内に組み込み、そのスクリュロッドの雄ねじにねじ係合する雌ねじを前記プランジャの内周に設け、前記雄ねじと雌ねじは、プランジャをシリンダ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のフランク角を、遊び側フランクのフランク角よりも大きい鋸歯状とし、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１０−１９０９５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、プランジャの加工が難しかった。

この発明が解決しようとする課題は、プランジャの加工が容易な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、前記プランジャの内周の突起を設ける範囲を、プランジャの内周のうちの円弧状の範囲としたのである。

前記突起としては、例えば、前記スクリュロッドの雄ねじに対応したリード角を有する断面鋸歯状のねじ山や、前記プランジャの周方向に延びる断面鋸歯状の突起、前記プランジャの開口端面を凹ませて形成した突起を採用することができる。

前記スクリュロッドの雄ねじを多条ねじとする場合、前記突起は、その多条ねじの条数と同じ個数設けることができる。また、前記プランジャは、前記突起を内周に有する両端が開放した筒体と、その筒体の一端に嵌め込まれたキャップ部材とで構成することができる。この場合、前記キャップ部材は、前記筒体に圧入して固定してもよく、前記筒体に溶接して固定してもよい。

この発明のチェーンテンショナは、プランジャ内周の円弧状の範囲に突起が設けられているので、プランジャ内周の全周にわたって突起が設けられたものと比較して突起の範囲が小さく、プランジャの加工が容易である。また、このチェーンテンショナは、プランジャ内周の全周にわたって前記突起が設けられたものと比較して軽量である。

図１に、この発明の実施形態のチェーンテンショナ１を組み込んだチェーン伝導装置を示す。このチェーン伝導装置は、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、チェーンテンショナ１が、チェーンガイド８をチェーン６に向けて押圧している。

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９と、シリンダ９内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ１０とを有する。シリンダ９は、ボルト１１でエンジンブロック（図示せず）に固定されている。

シリンダ９には、シリンダ９とプランジャ１０とで囲まれた圧力室１２に連通する給油通路１３が形成されている。給油通路１３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１２内に導入する。

プランジャ１０とシリンダ９の摺動面間には、微小なリーク隙間１４が形成されており、そのリーク隙間１４を通じて圧力室１２内の作動油がリークするようになっている。

シリンダ９内には、二条の雄ねじ１５を外周に有するスクリュロッド１６が組み込まれている。プランジャ１０は、シリンダ９内への挿入端が開口する有底筒状に形成されており、その内周には、スクリュロッド１６の雄ねじ１５にねじ係合する２つの突起１７が設けられている。

雄ねじ１５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１０をシリンダ９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１８のフランク角が、遊び側フランク１９のフランク角よりも大きくなっている。

突起１７は、図２に示すように、スクリュロッド１６の雄ねじ１５に対応したリード角を有する断面鋸歯状のねじ山であり、図３に示すように、プランジャ１０の内周のうち、周方向に間隔をおいて配置される２箇所の円弧状の範囲に設けられている。

図１に示すように、プランジャ１０とスクリュロッド１６の間には、リターンスプリング２０が組み込まれている。リターンスプリング２０は、一端がスクリュロッド１６で支持され、他端がスプリングシート２１を介してプランジャ１０を押圧しており、その押圧によって、プランジャ１０を、シリンダ９から突出する方向に付勢している。

次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。

エンジン作動中にチェーン６の張力が小さくなると、リターンスプリング２０の付勢力によって、プランジャ１０が突出方向に移動し、チェーン６の弛みを吸収する。このとき、給油通路１３を通じて圧力室１２内に作動油が供給される。

一方、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、プランジャ１０が押し込み方向に移動し、チェーン６の緊張を吸収する。このとき、スクリュロッド１６は、チェーン６の振動により、雄ねじ１５と突起１７の軸方向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２０の付勢力によって、プランジャ１０に対して回転する。

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、プランジャ１０の内周の突起１７がスクリュロッド１６の雄ねじ１５の圧力側フランク１８で受け止められ、プランジャ１０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。

このチェーンテンショナ１は、プランジャ１０の内周の円弧状の範囲に突起１７が設けられているので、プランジャ１０の内周の全周にわたってねじ山が設けられたものと比較して、プランジャ１０の内周をタップで加工するときの切削抵抗が小さく、プランジャ１０の加工が容易である。また、プランジャ１０の内周の全周にわたってねじ山が設けられたものと比較して軽量である。

プランジャ１０は、図４，５に示すように、突起１７を内周に有する両端が開放した筒体１０ａと、その筒体１０ａの一端に嵌め込まれたキャップ部材１０ｂとで構成してもよい。このようにすると、筒体１０ａ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突起１７を加工することができ、突起１７の加工が容易である。この場合、キャップ部材１０ｂは、筒体１０ａに圧入して固定するようにしてもよく、筒体１０ａに溶接して固定するようにしてもよい。

上記実施形態では、雄ねじ１５が二条ねじなので、雄ねじ１５の二条のねじ山に対応する２つの突起１７をプランジャ１０の内周に設けたが、スクリュロッドの雄ねじが三条ねじの場合は、その雄ねじの三条のねじ山に対応する３つの突起をプランジャ１０の内周に設ければよい。

上記実施形態では、雄ねじ１５にねじ係合する突起として、スクリュロッド１６の雄ねじ１５に対応したリード角を有する断面鋸歯状のねじ山を採用したが、図６に示すように、プランジャ１０の周方向に延びる断面鋸歯状の突起２２を採用し、その突起２２を、図７に示すように、プランジャ１０の内周の円弧状の範囲に設けてもよい。このようにしても、プランジャ１０の内周の全周にわたって突起が設けられたものと比較して突起２２の範囲が小さく、プランジャ１０の加工が容易である。さらに、プランジャ１０は、図８，９に示すように、突起２２を内周に有する両端が開放した筒体１０ａと、その筒体１０ａの一端に嵌め込まれたキャップ部材１０ｂとで構成してもよい。このようにすると、より簡単に突起２２を形成することが可能となる。

また、雄ねじ１５にねじ係合する突起は、図１０に示すように、プランジャ１０の開口端面２３を凹ませて形成した突起２４を採用し、その突起２４を、図１１に示すように、プランジャ１０の内周の円弧状の範囲に設けてもよい。さらに、プランジャ１０は、図１２，１３に示すように、突起２４を内周に有する両端が開放した筒体１０ａと、その筒体１０ａの一端に嵌め込まれたキャップ部材１０ｂとで構成してもよい。

この発明の実施形態のチェーンテンショナを組み込んだチェーン伝導装置を正面から見た一部断面図 図１に示すプランジャを正面から見た断面図 図２に示すプランジャの左側面図 図２に示すプランジャを筒体とキャップ部材とで構成した変形例を示す断面図 図４に示すプランジャの左側面図 図２に示す突起を、プランジャの周方向に延びる断面鋸歯状の突起に置き換えた変形例を示す断面図 図６に示すプランジャの左側面図 図６に示すプランジャを筒体とキャップ部材とで構成した変形例を示す断面図 図８に示すプランジャの左側面図 図２に示す突起を、プランジャの開口端面を凹ませて形成した突起に置き換えた変形例を示す断面図 図１０に示すプランジャの左側面図 図１０に示すプランジャを筒体とキャップ部材とで構成した変形例を示す断面図 図１２に示すプランジャの左側面図

符号の説明

１ チェーンテンショナ
６ チェーン
９ シリンダ
１０ プランジャ
１０ａ 筒体
１０ｂ キャップ部材
１５ 雄ねじ
１６ スクリュロッド
１７ 突起
１８ 圧力側フランク
１９ 遊び側フランク
２０ リターンスプリング
２２ 突起
２３ 開口端面
２４ 突起

Claims (7)

1. 一端が開口した有底筒状のシリンダ（９）内にプランジャ（１０）を軸方向に摺動可能に挿入し、前記プランジャ（１０）をシリンダ（９）内への挿入端が開口した有底筒状とし、外周に雄ねじ（１５）を有するスクリュロッド（１６）を前記シリンダ（９）内に組み込み、そのスクリュロッド（１６）の雄ねじ（１５）にねじ係合する突起（１７）を前記プランジャ（１０）の内周に設け、前記雄ねじ（１５）は、プランジャ（１０）をシリンダ（９）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（１８）のフランク角を、遊び側フランク（１９）のフランク角よりも大きい鋸歯状とし、前記プランジャ（１０）とスクリュロッド（１６）の間に組み込んだリターンスプリング（２０）で前記プランジャ（１０）をシリンダ（９）から突出する方向に付勢し、そのプランジャ（１０）でチェーン（６）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（１０）の内周の突起（１７）を設ける範囲を、プランジャ（１０）の内周のうちの円弧状の範囲とし、
   前記スクリュロッド（１６）の雄ねじ（１５）が多条ねじであり、前記突起（１７）が、その多条ねじの条数と同じ個数設けられた
   ことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記突起（１７）が、前記スクリュロッド（１６）の雄ねじ（１５）に対応したリード角を有する断面鋸歯状のねじ山である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記突起（２２）が、前記プランジャ（１０）の周方向に延びる断面鋸歯状の突起である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記突起（２４）が、前記プランジャ（１０）の開口端面（２３）を凹ませて形成した突起である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
5. 前記プランジャ（１０）を、前記突起（１７）を内周に有する両端が開放した筒体（１０ａ）と、その筒体（１０ａ）の一端に嵌め込まれたキャップ部材（１０ｂ）とで構成した請求項１から４のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
6. 前記キャップ部材（１０ｂ）を、前記筒体（１０ａ）に圧入して固定した請求項５に記載のチェーンテンショナ。
7. 前記キャップ部材（１０ｂ）を、前記筒体（１０ａ）に溶接して固定した請求項５に記載のチェーンテンショナ。

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