JP5513576B2 - チェーンテンショナレバー - Google Patents

Description

本発明は、複数のスプロケットに巻掛けられたチェーンと接触して張力を付加するチェーンテンショナレバーに関する。

一般に、チェーンを介して動力を伝動する動力伝動装置においては、油圧式テンショナ等と協動しながらチェーンに接触して適切な張力を付与するためのテンショナレバーを用いている。しかしながら、テンショナレバーによるチェーンの軌道が適切でないと、チェーンが強制変位変動を繰り返してばたついてしまい、耐久性低下や振動騒音を招く原因となる。

このため、特許文献１には、チェーンガイド（テンショナレバー）のチェーン接触面の軌道において、曲率半径Ｒの曲線軌道に隣接する直線軌道を、曲線軌道の端点における接線を曲線軌道の曲率中心から離れる方向に所定距離以上平行に移動した直線上に存在する軌道とすることで、曲線軌道と直線軌道との境目近傍での強制変位変動を防止する技術が開示されている。

特開平７−３５２０７号公報

チェーンが接触するテンショナレバーの曲線軌道は、特許文献１に開示されているように、通常、円弧で形成されることが多い。このため、チェーン接触領域の長さを要求される場合、複数の円弧同士を接線で繋いで曲線軌道を形成することになり、チェーンの強制変位変動で発生する慣性力が不連続的に変化し、チェーンがばたついて振動騒音が増加する虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、チェーンの強制変位変動で発生する慣性力の変化を滑らかにして、チェーンのばたつきを抑制することのできるチェーンテンショナレバーを提供することを目的としている。

本発明によるチェーンテンショナレバーは、エンジンのクランクスプロケットとカムスプロケットとの間に巻掛けられたタイミングチェーンと接触して張力を付加するチェーンテンショナレバーであって、前記チェーンテンショナレバーの長手方向に沿って形成され、前記タイミングチェーンに接触摺動するチェーン案内面を、前記クランクスプロケット側から前記カムスプロケット側に向けて曲率半径が連続的に大きくなるようなインボリュート曲線で形成したものである。

本発明によれば、チェーンの強制変位変動で発生する慣性力の変化を滑らかにしてチェーンのばたつきを抑制することができ、振動騒音を低減することができる。

エンジンのタイミングチェーンを示す正面図 チェーンテンショナレバーの平面図 チェーン案内面の曲線軌道を示す説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明をエンジン１のタイミングチェーンに適用した例を示す。本実施の形態においては、エンジン１は、クランク軸１ａを中心として左右のバンク（図１の右側が左バンク、左側が右バンク）の２つのシリンダブロック２に分離される水平対向型エンジンである。

エンジン１のクランク軸１ａには、クランクスプロケット３が取り付けられ、このクランクスプロケット３と、左バンクの吸気カム軸、排気カム軸にそれぞれ取り付けられたカムスプロケット４Ｌ，５Ｌと、右バンクの吸気カム軸、排気カム軸にそれぞれ取り付けられたカムスプロケット６Ｒ，７Ｒとの間に、タイミングチェーン８が巻掛けられている。このタイミングチェーン８により、クランク軸１ａ（ドライブ軸）の回転が左右のカム軸（ドリブン軸）に伝達される。

また、クランクスプロケット３の左右両側には、油圧式テンショナ９に押圧されてタイミングチェーン８に当接するチェーンテンショナレバー１０が介装されている。チェーンテンショナレバー１０は、タイミングチェーン８に張力を付加すると共に、チェーンの軌道ガイドやばたつき防止を行うものであり、その一端側がシリンダブロック２に揺動自在に軸支されている。

本実施の形態においては、チェーンテンショナレバー１０は、左バンクの吸気側カムスプロケット４Ｌとクランクスプロケット３との間、右バンクの排気側カムスプロケット７Ｒとクランクスプロケット３との間の２カ所に配置されている。尚、左バンクの排気側カムスプロケット５Ｌとクランクスプロケット３との間、右バンクの吸気側カムスプロケット６Ｒとクランクスプロケット３との間には、それぞれ、所定のチェーン軌道に沿ってタイミングチェーン８に当接する固定ガイド１１が配置されている。

詳細には、チェーンテンショナレバー１０は、図２に示すように、細長の湾曲した板状のレバー本体１０ａの長手方向一端側に、シリンダブロック２に軸支するためのボルト等が挿通されるボス部１０ｂが設けられている。このボス部１０ｂから離間したレバー本体１０ａの他端側には、油圧式テンショナ９のピストンが当接されるピストン当接部１０ｃが設けられている。

また、レバー本体１０ａの湾曲形状外側には、レバー長手方向に沿ってタイミングチェーン８に接触摺動するチェーン案内面１０ｄが形成されている。このチェーン案内面１０ｄのボス部１０ｂ近辺の両側部には、タイミングチェーン８を幅方向で挟持してチェーン外れを防止するための側壁部１０ｅが立設されている。

尚、クランクスプロケット３の左右に配置される２つのチェーンテンショナレバー１０は、それぞれ、油圧式テンショナ９（ピストン当接部１０ｃ）がクランクスプロケット３側に位置し、互いにクランク軸周りに略１８０°回転した位置となるように配置されている。

ここで、チェーン案内面１０ｄは、ボス部１０ｂ近辺の端部側からピストン当接部１０ｃ近辺の端部側にかけての主要範囲において、タイミングチェーン８と摺接するチェーン走行方向の曲線軌道がインボリュート曲線やクロソイド曲線等の曲率半径が連続的に変化するような曲線となるように形成されている。

例えば、チェーン案内面１０ｄの曲線軌道を形成する曲線として、円の伸開線で表されるインボリュート曲線を採用する場合、クランクスプロケット３側からカムスプロケット４Ｌ，７Ｒ側に向けて（ピストン当接部１０ｃの反対側の端部側からボス部１０ｂの反対側の端部側に向けて）、曲線上の点と基礎円の接点との距離（接線の長さ；曲率半径）が連続的に大きくなるようにチェーン案内面１０ｄを形成する。

このインボリュート曲線でチェーン案内面１０ｄを形成することにより、タイミングチェーン８が曲面に沿って走行する際に、チェーンの慣性力が不連続的に変化することを防止することができ、従来のチェーンテンショナレバーのように複数の円弧で繋いてチェーン案内面を形成するものに対して、チェーンのばたつきの原因となる起振力を低減することができる。

すなわち、図３に示すように、ＸＹ平面の原点Ｏを中心とした半径ａの円をインボリュート曲線の基礎円とするとき、点(ａ，０)を起点とするインボリュート曲線上の点Ｐ(x,y)は、中心角θを用いて以下の式で表すことができる。
ｘ＝ａ(ｃｏｓθ＋θ×ｓｉｎθ)
ｙ＝ａ(ｓｉｎθ−θ×ｃｏｓθ)

曲線上の点Ｐ(x,y)から基礎円に引いた接線の交点Ｃ(a×cosθ,a×sinθ)と、点Ｐ(x,y)との距離（曲率半径）Ｒは、基礎円の中心角θの円弧の長さａ×θで示すことができ、距離Ｒで示される変位の時間変化すなわち中心角θの時間変化に基づいて、チェーンの強制変位変動による慣性力を求めることが可能となる。従って、中心角θに応じて曲率半径Ｒが連続的に変化するインボリュート曲線でチェーン案内面１０ｄを形成することにより、チェーンの強制変位変動による慣性力の不連続的な変化を低減することができる。

これにより、タイミングチェーン８やチェーンテンショナレバー１０に入力される振動加振力を低減することができ、チェーンのばたつきを抑制することができる。チェーン案内面１０ｄをクロソイド曲線で形成する場合も同様であり、慣性力の不連続的な変化を低減してチェーンのばたつきの原因となる起振力を低減することができる。

このように本実施の形態においては、チェーンテンショナレバー１０のチェーン案内面１０ｄを、曲率半径が連続的に変化する曲線で形成し、チェーンの慣性力が不連続的に変化することを防止するようにしている。これにより、チェーンのばたつきの原因となる起振力を低減することができる。

特に、エンジンのタイミングチェーンへの適用では、チェーンテンショナレバーからシリンダブロックへ伝搬される振動加振力を低減して、車室内に放射されるエンジン騒音を低減すると共に、フリクション低減による燃費向上を図ることが可能となる。しかも、既存のチェーンテンショナレバーに対して、チェーン案内面の形状デザインを変更するだけで対応することができ、量産性を損なうことなく、コスト増加を最小限に抑制することができる。

１ エンジン
３ クランクスプロケット
４Ｌ，５Ｌ，６Ｒ，７Ｒ カムスプロケット
８ タイミングチェーン
１０ チェーンテンショナレバー
１０ｄ チェーン案内面
Ｒ 曲率半径

Claims (1)

1. エンジンのクランクスプロケットとカムスプロケットとの間に巻掛けられたタイミングチェーンと接触して張力を付加するチェーンテンショナレバーであって、
   前記チェーンテンショナレバーの長手方向に沿って形成され、前記タイミングチェーンに接触摺動するチェーン案内面を、前記クランクスプロケット側から前記カムスプロケット側に向けて曲率半径が連続的に大きくなるようなインボリュート曲線で形成したことを特徴とするチェーンテンショナレバー。

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