JP5464643B2 - 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介してチェーンを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、一端が開放し、他端が閉じた筒状のシリンダをエンジンカバーのテンショナ取り付け孔にエンジンカバー内に開放端を向けた姿勢で挿入して固定し、そ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、そのプランジャをシリンダから突出する方向に付勢するリターンスプリングを設け、前記テンショナ取り付け孔の内周に開口する油孔から前記シリンダとプランジャとで囲まれた圧力室内にエンジンオイルを導入する給油通路を前記シリンダに設け、その給油通路の圧力室側の端部に、給油通路側から圧力室側へのエンジンオイルの流れのみを許容するチェックバルブを設け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、圧力室内のエンジンオイルが、プランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間を通って流出し、そのエンジンオイルの粘性抵抗によってダンパ作用が生じるので、プランジャはゆっくりと移動する。

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。このとき、チェックバルブが開いて、給油通路から圧力室にエンジンオイルが流入するので、プランジャは速やかに移動する。

特開２００６−１５３１１８号公報

ところで、上記チェーンテンショナをエンジンカバーに組み付けるときは、エンジンカバーに形成されたテンショナ取り付け孔にシリンダを挿入し、このシリンダの外周に形成されたフランジを複数のボルトでエンジンカバーの外面に固定するようにしている。

しかし、チェーンテンショナの組み付けに際して、複数のボルトを準備するのは煩雑であり、また、その複数のボルトをそれぞれ締め込む作業も煩雑である。

そこで、この発明の発明者は、エンジンカバーへの組み付け作業に優れるチェーンテンショナを検討し、そのようなチェーンテンショナとして、前記シリンダの外周に、前記テンショナ取り付け孔の内周に形成された雌ねじにねじ係合する雄ねじを形成したチェーンテンショナを考案した。

このチェーンテンショナは、エンジンカバーへの組み付け用の雄ねじがシリンダの外周に直接設けられているので、その組み付けに際してボルトが不要であり、エンジンカバーへの組み付け作業性に優れる。しかし、シリンダの外周の雄ねじは、その外径が大きいので、ダイスによる加工が難しく、旋盤で加工する必要があり、加工コストが高い。

この発明が解決しようとする課題は、エンジンカバーへの組み付け作業性に優れ、かつ、コストの低い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、前記シリンダの外周に、前記テンショナ取り付け孔の内周に形成された雌ねじにねじ係合する雄ねじを形成し、その雄ねじを鋳造により成形した。このようにすると、雄ねじをダイスまたは旋盤で加工する場合と比較して、雄ねじの加工コストを大幅に低減することが可能となる。このとき、雄ねじの表面は鋳肌面となる。

前記雄ねじを周方向に分断する二面取り部を設けると、その二面取り部に金型の合わせ面がくるように鋳造を行なうことにより、鋳バリによる雄ねじの不良を防止することができる。この場合、二面取り部の二面幅を、雄ねじの谷の径よりも小さく設定すると、雄ねじのねじ面に鋳バリが生じるのを確実に防止することが可能となる。

前記シリンダの外周に、前記テンショナ取り付け孔の内周に形成された円筒面と隙間をもって嵌合する円筒面を、その円筒面が前記雄ねじよりもシリンダの開放端側に位置するように形成する場合、その円筒面も鋳肌面とすると、シリンダの加工コストをより低減することができる。

ところで、テンショナ取り付け孔の内周の円筒面と、前記シリンダの外周の円筒面の間の隙間の大きさは、エンジンオイルの消費量を抑えるためには小さくしたほうが好ましいが、この場合、シリンダの外周の円筒面を鋳肌面とすると、鋳肌面は高精度に形成するのが難しいので、シリンダがテンショナ取り付け孔の内周に干渉して、組み付けができなくなる可能性がある。

そこで、テンショナ取り付け孔の内周の円筒面と、前記シリンダの外周の円筒面の間の隙間を、前記給油通路よりもシリンダの開放端側で密封するシール部材を設けると、テンショナ取り付け孔の内周の円筒面と、前記シリンダの外周の円筒面の間の隙間を大きく設定することができ、テンショナ取り付け孔の内周にシリンダが干渉するのを防止することができる。

前記シール部材としては、例えば、Ｏリングを採用し、そのＯリングを前記シリンダの外周の円筒面に形成されたリング溝に組み込むことができる。また、円周の一部を切り離す合い口を有するシールリングを採用し、そのシールリングを前記シリンダの外周の円筒面に形成されたリング溝に組み込んでもよい。このシールリングは、フッ素樹脂で形成することができる。

前記シリンダとしては、例えば、アルミダイカスト品を採用することができる。

この発明のチェーンテンショナは、エンジンカバーへの組み付け用の雄ねじがシリンダの外周に直接設けられているので、その組み付けに際してボルトが不要であり、エンジンカバーへの組み付け作業性に優れる。また、シリンダの外周の雄ねじを鋳造により成形しているので、低コストである。

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動装置を示す正面図 図１のチェーンテンショナ近傍の拡大断面図 図２のシリンダを示す部分断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図３に示すＯリングをシールリングに置き換えた例を示す部分断面図

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、チェーンテンショナ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、チェーンテンショナ１は、一端が開放し、他端が閉じた筒状のシリンダ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、エンジンカバー１１内に開放端を向けた姿勢でエンジンカバー１１のテンショナ取り付け孔１２に挿入して固定されている。

プランジャ１０は、シリンダ９内への挿入端が開放する有底筒状に形成されており、その内周に雌ねじ１３が形成されている。シリンダ９とプランジャ１０とで囲まれる圧力室１４内には、雌ねじ１３にねじ係合する雄ねじ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。スクリュロッド１６は、一端がプランジャ１０から突出しており、その突出端が、シリンダ９内に圧入して固定されたロッドシート１７に当接している。

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１８が組み込まれている。リターンスプリング１８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１９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。プランジャ１０は、シリンダ９からの突出端でチェーンガイド８を押圧する。

雄ねじ１５と雌ねじ１３は、プランジャ１０をシリンダ９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のフランク角が、遊び側フランク２１のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている。

シリンダ９は、テンショナ取り付け孔１２への挿入部分の外周に雄ねじ２２と円筒面２３とが形成されている。円筒面２３は、雄ねじ２２よりもシリンダ９の開放端側に位置しており、雄ねじ２２の外径よりも小径である。

一方、テンショナ取り付け孔１２の内周には、エンジンカバー１１の外面側から内面側に向かって順に、シリンダ９の外周の雄ねじ２２にねじ係合する雌ねじ２４と、シリンダ９の外周の円筒面２３との間に環状の油溜り２５を形成する凹部２６と、シリンダ９の外周の円筒面２３と隙間をもって嵌合する円筒面２７とが形成されている。凹部２６内には、エンジンカバー１１に形成された油孔２８の一端が開口している。

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１４にエンジンオイルを導入する給油通路２９が形成されている。給油通路２９は、シリンダ９を半径方向に貫通しており、その外径側の端部が油溜り２５に連通し、内径側の端部が圧力室１４に連通している。そのため、エンジンカバー１１の油孔２８を通ってオイルポンプ（図示せず）から供給されたエンジンオイルは、油溜り２５と給油通路２９とを順に介して圧力室１４内に導入される。給油通路２９の圧力室１４側の端部には、給油通路２９側から圧力室１４側へのエンジンオイルの流れのみを許容するチェックバルブ３０が設けられている。

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３１が形成されており、そのリーク隙間３１を通って圧力室１４内のエンジンオイルが流出するようになっている。

シリンダ９の閉端には、スパナ係合用の六角頭部３２が形成されており、この六角頭部３２にスパナ（図示せず）をかけて、雄ねじ２２の締め付け操作をすることが可能となっている。六角頭部３２とエンジンカバー１１の間にはガスケット３３が挟み込まれている。ガスケット３３は、六角頭部３２とエンジンカバー１１の間を密封しており、シリンダ９とテンショナ取り付け孔１２の間の隙間からエンジンカバー１１の外側にエンジンオイルが漏れるのを防止している。

また、シリンダ９の外周の円筒面２３に形成されたリング溝３４に、ゴム製のＯリング３５が組み込まれている。Ｏリング３５は、テンショナ取り付け孔１２の内周の円筒面２７と、シリンダ９の外周の円筒面２３の間の隙間を、給油通路２９よりもシリンダ９の開放端側で密封している。

図３、図４に示すように、シリンダ９の外周には、雄ねじ２２を周方向に分断する二面取り部３６が設けられている。ここで、二面取り部３６は、シリンダ９の軸心を含む平面に平行な２平面に沿ってシリンダ９の外周を切り取った形状の部分である。二面取り部３６の二面幅は、雄ねじ２２の谷の径よりも小さく設定されている。

シリンダ９は、溶融したアルミを金型に流し込んで成形するアルミダイカスト（すなわち、アルミ鋳造）で形成されたアルミダイカスト品である。雄ねじ２２、二面取り部３６、円筒面２３は、このシリンダ９のアルミダイカストにより成形されており、その結果、雄ねじ２２の表面、二面取り部３６の表面、円筒面２３は、いずれも鋳肌面となっている。このアルミダイカストは、図４の鎖線に示すように、金型３７，３７の合わせ面３７ａが二面取り部３６にくるようにして行なう。

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１８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、チェックバルブ３０が開いて、給油通路２９から圧力室１４にエンジンオイルが流入するので、プランジャ１０は速やかに移動する。

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と雌ねじ１３の間の軸方向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１０に対して徐々に回転する。また、圧力室１４内のエンジンオイルが、プランジャ１０とシリンダ９の摺動面間のリーク隙間３１を通って流出し、そのエンジンオイルの粘性抵抗によってダンパ作用が生じるので、プランジャ１０はゆっくりと移動する。

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、雄ねじ１５と雌ねじ１３の圧力側フランク２０，２０間の接触によってプランジャ１０がスクリュロッド１６で受け止められ、プランジャ１０は押し込み方向に移動しない。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、エンジンカバー１１への組み付け用の雄ねじ２２がシリンダ９の外周に直接設けられているので、その組み付けに際してボルトが不要であり、エンジンカバー１１の外面に複数のボルトで固定するフランジをシリンダ９の外周に設けたものと比較して、エンジンカバー１１への組み付け作業性に優れる。

また、このチェーンテンショナ１は、シリンダ９の外周の雄ねじ２２を鋳造により成形しているので、雄ねじ２２をダイスまたは旋盤で加工する場合と比較して、雄ねじ２２の加工コストを大幅に低減することができ、低コストである。

また、このチェーンテンショナ１は、金型３７，３７の合わせ面３７ａが二面取り部３６にくるようにシリンダ９のアルミダイカストを行なっているので、雄ねじ２２のねじ面に鋳バリが生じず、鋳バリによる雄ねじ２２の不良を防止することができる。

シリンダ９の外周の円筒面２３は仕上げ加工を施してもよいが、上記実施形態に示すように、仕上げ加工を施さずに鋳肌面のままとすると、シリンダ９の加工コストをより低減することができる。

このように、シリンダ９の外周の円筒面２３を鋳肌面とする場合、鋳肌面は高精度に形成するのが難しいので、シリンダ９がテンショナ取り付け孔１２の内周に干渉して、エンジンカバー１１への組み付けができなくなる可能性がある。しかし、上記実施形態に示すチェーンテンショナ１は、円筒面２７と円筒面２３の間の隙間を密封するＯリング３５を設けているので、円筒面２７と円筒面２３の間の隙間を大きく設定しても、エンジンオイルの消費量が抑えられ、その結果、テンショナ取り付け孔１２の内周にシリンダ９が干渉するのを防止することが可能となっている。

上記実施形態では、円筒面２７と円筒面２３の間の隙間を密封するシール部材としてＯリング３５を採用したが、図５に示すように、円周の一部を切り離す合い口３８を有するシールリング３９を採用し、そのシールリング３９を前記シリンダ９の外周の円筒面２３に形成されたリング溝４０に組み込んでもよい。このシールリング３９は、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ）で形成することができる。

１ チェーンテンショナ
９ シリンダ
１０ プランジャ
１１ エンジンカバー
１２ テンショナ取り付け孔
１４ 圧力室
１８ リターンスプリング
２２ 雄ねじ
２３ 円筒面
２４ 雌ねじ
２７ 円筒面
２８ 油孔
２９ 給油通路
３０ チェックバルブ
３４ リング溝
３５ Ｏリング
３６ 二面取り部
３８ 合い口
３９ シールリング
４０ リング溝

Claims (7)

1. 一端が開放し、他端が閉じた筒状のシリンダ（９）をエンジンカバー（１１）のテンショナ取り付け孔（１２）にエンジンカバー（１１）内に開放端を向けた姿勢で挿入して固定し、そのシリンダ（９）内にプランジャ（１０）を軸方向に摺動可能に挿入し、そのプランジャ（１０）をシリンダ（９）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（１８）を設け、前記テンショナ取り付け孔（１２）の内周に開口する油孔（２８）から前記シリンダ（９）とプランジャ（１０）とで囲まれた圧力室（１４）内にエンジンオイルを導入する給油通路（２９）を前記シリンダ（９）に設け、その給油通路（２９）の圧力室（１４）側の端部に、給油通路（２９）側から圧力室（１４）側へのエンジンオイルの流れのみを許容するチェックバルブ（３０）を設けたチェーンテンショナにおいて、
   前記シリンダ（９）の外周に、前記テンショナ取り付け孔（１２）の内周に形成された雌ねじ（２４）にねじ係合する雄ねじ（２２）を形成し、その雄ねじ（２２）の表面を鋳肌面とし、
   前記雄ねじ（２２）を周方向に分断する二面取り部（３６）を設け、この二面取り部（３６）に金型（３７）の合わせ面（３７ａ）がくるようにして前記シリンダ（９）をアルミダイカストで形成したことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記二面取り部（３６）の二面幅を前記雄ねじ（２２）の谷の径よりも小さく設定した請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記シリンダ（９）の外周に、前記テンショナ取り付け孔（１２）の内周に形成された円筒面（２７）と隙間をもって嵌合する円筒面（２３）を、その円筒面（２３）が前記雄ねじ（２２）よりもシリンダ（９）の開放端側に位置するように形成し、その円筒面（２３）を鋳肌面とした請求項１または２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記テンショナ取り付け孔（１２）の内周の円筒面（２７）と、前記シリンダ（９）の外周の円筒面（２３）の間の隙間を、前記給油通路（２９）よりもシリンダ（９）の開放端側で密封するシール部材を設けた請求項３に記載のチェーンテンショナ。
5. 前記シール部材がＯリング（３５）であり、そのＯリング（３５）を前記シリンダ（９）の外周の円筒面（２３）に形成されたリング溝（３４）に組み込んだ請求項４に記載のチェーンテンショナ。
6. 前記シール部材が、円周の一部を切り離す合い口（３８）を有するシールリング（３９）であり、そのシールリング（３９）を前記シリンダ（９）の外周の円筒面（２３）に形成されたリング溝（４０）に組み込んだ請求項４に記載のチェーンテンショナ。
7. 前記シールリング（３９）がフッ素樹脂からなる請求項６に記載のチェーンテンショナ。

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