JP2003194163A - チェーン用ブレードテンショナシステム - Google Patents
チェーン用ブレードテンショナシステムInfo
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Abstract
特性を容易に改善できるようにする。 【解決手段】 ブレードシュー11と、そのチェーン摺
動面11aと逆側に配設され、ブレードシュー11を介
してチェーンに押付力を作用させるブレードスプリング
12とからブレードテンショナ10を構成する。ブレー
ドシュー11の基端部13を挿通するショルダーボルト
14により、ブレードシュー11を回動自在に支持さ
せ、ブレードシュー11の先端部15をエンジン内の支
持面16上にスライド自在に支持させる。エンジン内に
組み込まれたセット状態では、ブレードシュー11の先
端部15は平坦状の第1の支持面16aと点C0 で接触
しており、セット状態からチェーンの緊張力が増加した
とき、先端部15は、第1の支持面16aに連続する凹
面状の第2の支持面16bと点C1 で接触する。
Description
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。
て、オイルポンプなどの補機駆動用チェーンやタイミン
グ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、ブレードテンショナが用いられている。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
側に配設され、ブレードシューにばね力を作用させる板
ばね状のブレードスプリングとから主として構成されて
いる。ブレードシューの基端部はこれを挿通する支軸の
回りを回動自在になっており、先端部は、ブレードシュ
ーとは別個に設けられた支持面にスライド自在に支持さ
れている。
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変形
による弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用し
て、チェーンの緊張力が維持されるようになっている。
て、ブレードテンショナが共振を起こすと、チェーンに
十分な押付力が作用しなくなって、チェーンが歯飛びを
起こしたり、エンジンの点火タイミングがずれたりする
ことになるため、エンジンの常用回転域では、ブレード
テンショナが共振を起こさないようにする必要がある。
そのためには、ブレードスプリングのばね定数を大きく
することにより、ブレードテンショナの共振周波数をエ
ンジンの常用回転数よりも高く設定するのが効果的であ
る。
いて、積層されるブレードスプリングの枚数を増やした
り、各ブレードスプリングの板厚を増やしたりすること
により、ばね定数を大きくしようとすると、ブレードス
プリングをブレードシューに組み込みにくくなるという
不具合が発生する。このため、従来のブレードテンショ
ナでは、ばね特性を改善するのが容易ではない。
なされたものであって、ばね特性を容易に改善できるブ
レードテンショナシステムを提供することを目的とす
る。
レードテンショナシステムは、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
ョナシステムであって、このブレードテンショナは、ブ
レードシューと、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。ブレードスプリングは、ブ
レードシューのチェーン摺動面と逆側に配設され、ブレ
ードシューを介してチェーンに押付力を作用させるよう
に設けられている。ブレードシューの基端部は、これを
挿通する支軸の回りを回動自在に設けられている。エン
ジン内には、ブレードシューの先端部をスライド自在に
支持し得る第1および第2の支持面が設けられている。
第2の支持面は、第1の支持面に連続する円弧状凹面で
ある。または第2の支持面は、円弧状凹面を介して第1
の支持面に連続しかつ第1の支持面と交差する方向に延
びる平坦状面である。ブレードシューの先端部は、第1
または第2の支持面と接触し得る円弧状凸面を有してい
る。
先端部の円弧状凸面が、エンジン内において、第1また
は第2の支持面にスライド自在に支持されている。い
ま、ブレードシュー先端部の円弧状凸面が第1の支持面
に支持されているとする。この状態から、チェーンの緊
張力が増加してブレードテンショナに対するチェーンか
らの押付力が増加することにより、ブレードシューが変
形してブレードシュー先端部の円弧状凸面が第2の支持
面と接触した場合には、第2の支持面が第1の支持面と
連続する円弧状凹面であり、または円弧状凹面を介して
第1の支持面と連続しかつ第1の支持面と交差する方向
に延びる平坦状面であることにより、ブレードシューの
変形量が大きくなってブレードスプリングの撓み量が増
加する。
発力を大きくできる。この場合には、第1の支持面に対
して第2の支持面の形状を変えるだけでよいので、ブレ
ードテンショナのばね特性を容易に改善できる。
が第2の支持面に支持されているとする。この場合に
は、第2の支持面が第1の支持面と連続する円弧状凹面
であり、または円弧状凹面を介して第1の支持面と連続
しかつ第1の支持面と交差する方向に延びる平坦状面で
あることにより、該円弧状凸面が第1の支持面に支持さ
れている場合に比べて、ブレードスプリングの撓み量を
大きくでき、これにより、ブレードスプリングの弾性反
発力を大きくできる。この場合においても、第1の支持
面に対して第2の支持面の形状を変えるだけでよいの
で、ブレードテンショナのばね特性を容易に改善でき
る。
低下してブレードテンショナに対するチェーンからの押
付力が低下することにより、ブレードシューが戻り変形
してブレードシュー先端部の円弧状凸面が第1の支持面
の側に移動したときには、戻り変形後も第2の支持面に
支持されている場合に比べて、ブレードスプリングの撓
み量の減少が少ないので、ブレードスプリングの戻り変
形に対するブレードスプリングの弾性反発力の減少分を
小さくできる。これにより、ブレードテンショナのばね
特性をさらに改善できる。
連続しているという意味である。すなわち、第1および
第2の支持面の間には、段差などの不連続部がなく、第
1および第2の支持面は滑らかに接続されている。
がエンジン内に組み込まれたセット状態においては、ブ
レードシュー先端部の円弧状凸面が第1の支持面にスラ
イド自在に支持されており、このセット状態からチェー
ンの緊張力が増加したときには、ブレードシュー先端部
の円弧状凸面が第2の支持面と接触し得るようになって
いる。ここで、第2の支持面は、第1の支持面と連続す
る円弧状凹面であり、または、円弧状凹面を介して第1
の支持面と連続しかつ第1の支持面と交差する方向に延
びる平坦状面である。このため、ブレードシュー先端部
の円弧状凸面が第1の支持面から第2の支持面の側にそ
の接触点を移動させると、ブレードスプリングの撓み量
が増加するようになっている。
ドテンショナの芯間距離が伸びたときや、ブレードテン
ショナの共振時などにおいて、チェーンの緊張力が増加
してブレードテンショナに対するチェーンからの押付力
が増加した場合に、ブレードスプリングの弾性反発力を
大きくできる。このようにして、ブレードテンショナの
ばね特性を容易に改善できる。
状面であり、請求項4の発明では、第1の支持面が円弧
状凸面である。第1の支持面が円弧状凸面である場合に
は、運転中にチェーンが伸びたときに、第1の支持面か
らブレードシュー先端部に作用する垂直抗力を大きくで
き、これにより、チェーンに対する減衰性能を向上でき
る。また、請求項5の発明のように、ブレードテンショ
ナをエンジン内に組み込んだセット状態において、ブレ
ードシューの先端部の円弧状凸面と第1の支持面との接
触点を、第1の支持面の円弧状凸面と第2の支持面の円
弧状凹面との変曲点に配置するようにしてもよい。
ャフトであって、従動軸がカムシャフトである。つま
り、この場合には、ブレードテンショナがエンジンのカ
ムシャフトタイミングシステムに適用される。
ャフトであって、従動軸が補機駆動軸である。つまり、
この場合には、ブレードテンショナがエンジンの補機駆
動システムに適用される。
面に基づいて説明する。図1および図3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であって、図
1はブレードテンショナをエンジンに組み込んだ直後の
セット状態を示し、図3は図1のセット状態からチェー
ンの緊張力が増加した状態を示している。また図2およ
び図4は、それぞれ図1および図3の拡大図である。
ミングシステム1は、クランクシャフト(駆動軸)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
(従動軸)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。
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を介してチェーン4に押付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。
れを貫通する枢支穴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
ロックに形成されたねじ穴に螺合している。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。
ジン内に設けられた支持面16に当接しており、支持面
16上をスライドし得るようになっている。この支持面
16およびブレードテンショナ10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築されている。
レードシュー11の先端部15を構成する円弧状凸面1
5aは、支持面16と点C0 で接触している。支持面1
6を構成する面ABは、AC0 間において直線状に延び
る第1の支持面16aと、C 0 B間において第1の支持
面16aに連続する円弧状凹面の第2の支持面16bと
から構成されている。なお、破線17は従来の支持面を
示しており、これは、第1の支持面16aを点C0 の逆
側に直線状に延長したものである。すなわち、従来の支
持面17は一直線状に形成されている。
学的に連続しているという意味である。すなわち、第1
および第2の支持面16a,16bの間には、段差など
の不連続部がなく、第1および第2の支持面16a,1
6bは滑らかに接続されている。
の共振や熱膨張による芯間距離の伸びなどにより、チェ
ーンの緊張力が増加してブレードテンショナ10に対す
るチェーンからの押付力が増加すると、図3に示すよう
に、ブレードテンショナ10は、ブレードシュー11お
よびブレードスプリング12の曲率半径が大きくなる側
に変形するが、このとき、ブレードシュー11の基端部
13はショルダーボルト14の回りを回動するととも
に、先端部15は支持面16の上を図上方にスライド移
動する。
レードシュー11の先端部15の円弧状凸面15aは、
第2の支持面16bと点C1 で接触している。図4にお
いて、点C1 と従来の支持面17との距離をΔとする
と、本実施態様によるブレードテンショナの場合には、
従来の支持面17で支持される場合と比較して、ブレー
ドシューしたがってブレードスプリングの撓み量がΔだ
け増加することになる。これにより、ブレードスプリン
グの弾性反発力を大きくでき、その結果、ブレードテン
ショナのばね特性が改善されることになる。この場合に
は、支持面の形状を変えるだけでよいので、ブレードテ
ンショナのばね特性の改善を容易に行えるようになる。
の支持面16bが、第1の支持面16aに連続する円弧
状凹面のみから構成された例を示したが、本発明の適用
はこれに限定されない。図5は本発明の第1の変形例を
示しており、同図中、前記実施態様と同一符号は同一ま
たは相当部分を示している。
Bは、AC0 間において直線状に延びる第1の支持面1
6aと、C0 D間において第1の支持面16aに連続す
る円弧状凹面と、DB間において該円弧状凹面に連続し
かつ直線状に延びる平坦面とから構成されている。すな
わち、この場合には、第2の支持面16bは、第1の支
持面16aに連続する円弧状凹面と、該円弧状凹面に連
続する平坦面とから構成されている。ブレードシュー1
1の先端部15の円弧状凸面15aは、支持面16と点
C0 で接触している。
に、チェーンの緊張力が増加すると、ブレードシュー先
端部15の支持面上における接触点が、第1の支持面1
6a上の点C0 からC0 D間の円弧状凹面を通って第2
の支持面上の点C1 に移動し、これにより、従来の支持
面17で支持される場合と比較して、ブレードシューし
たがってブレードスプリングの撓み量がΔだけ増加する
ことになる。これにより、ブレードスプリングの弾性反
発力を大きくでき、その結果、ブレードテンショナのば
ね特性を容易に改善できるようになる。
第1の変形例では、第1の支持面16aが平坦面から構
成された例を示したが、本発明の適用はこれに限定され
ない。図6は本発明の第2の変形例を示しており、同図
中、前記実施態様と同一符号は同一または相当部分を示
している。
Bは、AC0 間において円弧状凸面である第1の支持面
16aと、C0 B間において第1の支持面16aに連続
する円弧状凹面とから構成されている。すなわち、この
場合、点C0 は、円弧状凸面および円弧状凹面から構成
される支持面16上の変曲点になっている。ブレードシ
ュー11の先端部15の円弧状凸面15aは、支持面1
6と点C0 で接触している。
の変形例と同様に、チェーンの緊張力が増加すると、ブ
レードシュー先端部15の支持面上における接触点が点
C0から点C1 に移動し、これにより、従来の支持面1
7と比較して、ブレードシューしたがってブレードスプ
リングの撓み量がΔだけ増加する。その結果、ブレード
スプリングの弾性反発力を大きくでき、ブレードテンシ
ョナのばね特性を容易に改善できる。
伸びてブレードシューが戻り変形した場合において、ブ
レードシュー先端部15と、円弧状凸面である第1の支
持面16aおよび平坦面である支持面16a′との各接
触点をそれぞれC2 ,C2 ′とするとき、点C2 におい
てブレードシュー先端部15に作用する摩擦力を点
C 2 ′においてブレードシュー先端部15に作用する摩
擦力よりも大きくできる。これを図7および図8を用い
て説明する。
C0 ,C2 ′における力の釣り合いを説明するための図
である。同図に示すように、支持面16a′上の各点C
0 ,C2 ′において、ブレードシューからチェーンに作
用する押付荷重の反作用としてチェーンからブレードシ
ューに作用する押付力をそれぞれF0 ,F2 ′とする。
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
その復元力により曲率半径が小さくなる側に戻り変形す
る結果、ブレードスプリングの弾性変形量が減少してお
り、チェーンに対するブレードスプリングの押付荷重も
減少している。すなわち F0 > F2 ′ ……(1) となっている。
力F0 は、ブレードシューを点Oの回りに回転させる曲
げモーメントM0 (=F0 ×OC0 )を生じさせ、同様
に、点C2 ′においてチェーンから作用する押付力
F2 ′は、ブレードシューを点Oの回りに回転させる曲
げモーメントM2 ′(=F2 ′×OC2 ′)を生じさせ
る。なお、点Oは、ブレードシューの回転中心であり、
ショルダーボルト14の中心に対応している。
a′に平行な方向とこれに直交する方向とにそれぞれ分
解し、押付力F0 ,F2 ′の作用方向が支持面直交方向
となす角度をそれぞれθ0 ,θ2 ′とする。
持面直交成分であるF0 cosθ0は、支持面16a′
の垂直抗力N0 と釣り合っており、また、支持面平行成
分であるF0 sinθ0 は、支持面16a′に沿ってブ
レードシューを滑らせる方向に作用するが、このF0 s
inθ0 と逆向きに作用するのが摩擦力μN0 (μ:摩
擦係数)つまりμF0 cosθ0 である。
F2 ′のうち、支持面直交成分であるF 2 ′cos
θ2 ′は、支持面16a′の垂直抗力N2 ′と釣り合っ
ており、また、支持面平行成分であるF2 ′sin
θ2 ′は、支持面16a′に沿ってブレードシューを滑
らせる方向に作用しており、このF2 ′sinθ2 ′と
逆向きに作用するのが摩擦力μN2 ′つまりμF2 ′c
osθ2 ′である。
べて摩擦力が低減していることが分かる。
点C0 ,C2 における力の釣り合いを説明するための図
である。同図に示すように、第1の支持面16a上の各
点C 0 ,C2 に作用するチェーンからの押付力をそれぞ
れF0 ,F2 ′とし、図7の場合と同様にして、各点に
おける力の釣り合いを考える。
て、押付力F0 ,F2 ′を支持面16aの接線方向とこ
れに直交する方向とにそれぞれ分解し、押付力F0 ,F
2 ′の作用方向が支持面直交方向となす角度をそれぞれ
θ0 ,θ2 とする。
持面直交成分であるF0 cosθ0は、支持面16aの
垂直抗力N0 と釣り合っており、また、支持面接線方向
成分であるF0 sinθ0 の作用方向と逆方向に摩擦力
μN0 (μ:摩擦係数)が作用している。
支持面直交成分であるF2 ′cosθ2 は、支持面16
aの垂直抗力N2 と釣り合っており、また、支持面接線
方向成分であるF2 ′sinθ2 の作用方向と逆方向に
摩擦力μN2 が作用している。
摩擦力が点C2 ′における摩擦力よりも大きくなってい
る。このように本実施態様によれば、チェーンが伸びた
場合でも、支持面からブレードシューに作用する摩擦力
を大きくでき、これにより、ブレードテンショナのチェ
ーンに対する減衰性能を向上できる。
ヘッドカムシャフト(SOHC)型式のエンジンを例に
とったが、本発明によ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。また、本発明による
ブレードテンショナシステムの適用は、エンジンカムシ
ャフトタイミングシステムに限定されるものではなく、
当該システムは、エンジン内においてオイルポンプ等の
補機を駆動する補機駆動用チェーンにも適用可能であ
る。
ナは、図1および図3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
ンショナに適用可能である。
ンショナシステムによれば、チェーンの緊張力が増加し
てブレードテンショナに対するチェーンからの押付力が
増加した場合には、ブレードスプリングの弾性反発力を
大きくでき、また、チェーンの緊張力が低下してブレー
ドテンショナに対するチェーンからの押付力が低下した
場合には、ブレードスプリングの弾性反発力の減少分を
小さくできるので、ブレードテンショナのばね特性を容
易に改善できるようになる効果がある。
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
構成図であって、ブレードテンショナをエンジンに組み
込んだ直後のセット状態を示している。
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
構成図であって、図1のセット状態からチェーンの緊張
力が増加した状態を示している。
実施態様の図2および図4に相当する図である。
実施態様の図2および図4に相当する図である。
おいて、ブレードシューの先端部と従来の支持面との各
接触点における力の釣合いを説明するための図である。
おいて、ブレードシューの先端部と第1の支持面との各
接触点における力の釣合いを説明するための図である。
Claims (7)
- 【請求項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、
前記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設
され、前記ブレードシューを介してチェーンに押付力を
作用させる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をス
ライド自在に支持し得る第1および第2の支持面が設け
られるとともに、第2の支持面が前記第1の支持面に連
続する円弧状凹面であって、または第2の支持面が、円
弧状凹面を介して前記第1の支持面に連続しかつ前記第
1の支持面と交差する方向に延びる平坦状面であって、
前記先端部が前記第1または第2の支持面と接触し得る
円弧状凸面を有しており、 前記ブレードシューは、エンジン内において、前記先端
部の前記円弧状凸面が前記第1または第2の支持面にス
ライド自在に支持されている、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。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記ブレードテンショナがエンジン内に組み込まれたセ
ット状態において、前記ブレードシューの前記先端部の
前記円弧状凸面が前記第1の支持面にスライド自在に支
持されており、前記セット状態からチェーンの緊張力が
増加したとき、前記先端部の前記円弧状凸面が、前記第
2の支持面と接触し得るようになっている、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。 - 【請求項3】 請求項1または2において、 前記第1の支持面が平坦状面である、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。 - 【請求項4】 請求項1または2において、 前記第1の支持面が円弧状凸面である、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。 - 【請求項5】 請求項4において、 前記ブレードテンショナがエンジン内に組み込まれたセ
ット状態において、前記ブレードシューの前記先端部の
前記円弧状凸面と前記第1の支持面との接触点が、前記
第1の支持面の円弧状凸面と第2の支持面の円弧状凹面
との変曲点に配置されている、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。 - 【請求項6】 請求項1または2において、 前記駆動軸がクランクシャフトであって、前記従動軸が
カムシャフトである、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。 - 【請求項7】 請求項1または2において、 前記駆動軸がクランクシャフトであって、前記従動軸が
補機駆動軸である、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。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001400353A JP3753373B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | チェーン用ブレードテンショナシステム |
US10/317,900 US7014585B2 (en) | 2001-12-28 | 2002-12-12 | Blade-type chain tensioner system |
DE2002612931 DE60212931T2 (de) | 2001-12-27 | 2002-12-23 | Hydraulische Spannvorrichtung mit Halte-Mechanismus |
EP20020258823 EP1323949B8 (en) | 2001-12-27 | 2002-12-23 | Hydraulic tensioner with stop mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001400353A JP3753373B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | チェーン用ブレードテンショナシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003194163A true JP2003194163A (ja) | 2003-07-09 |
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