JP2004245242A

JP2004245242A - チェーンテンショナ

Info

Publication number: JP2004245242A
Application number: JP2003032756A
Authority: JP
Inventors: Ken Yamamoto; 山本　　憲; Eiji Maeno; 栄二前野
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: JP4251883B2

Abstract

【課題】鋸歯状ねじ機構を採用したエンジンのカム軸駆動用チェーンの張力を調整するチェーンテンショナにおいて、エンジンにＦＭオイルを使用した条件下でもねじ面間の摩擦係数が極端に低下しないように雄ねじ部材と雌ねじ部材の材質又はそのねじ面表面の材質を考慮してトライボケミカル反応膜の形成を抑制し得るようにする。
【解決手段】エンジンブロック１１に設けたロッド支持体１２の支持片１２ｂにねじ孔１３を設け、そのねじ孔１３にスクリューロッド１４をねじ係合して張力調整手段を形成する。ねじ孔１３の雌ねじとスクリューロッド１４の雄ねじのねじ山を鋸歯状とする。ねじ孔１３とスクリューロッド１４のいずれか一方、もしくは両方の材料、又はそのいずれか一方、もしくは両方の圧力側ねじ面の表面をＦＭオイルのオイル添加剤と非反応性の材料とし、これによりトライボケミカル反応膜の生成を抑制してチェーンテンショナの作動を安定化させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車エンジンのカム軸駆動用チェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カム軸駆動用チェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナとして図７に示す油圧式のチェーンテンショナが知られている。このチェーンテンショナは、ハウジング５０に形成されたシリンダ室５１内にプランジャ５２と、スプリング５３とを組込み、上記スプリング５３によって外方向への突出性が付与されたプランジャ５２で揺動可能に支持されたチェーンガイド５４を押圧してチェーン５５の弛み側チェーン５５ａを緊張させるようにしている。
【０００３】
また、プランジャ５２の背部に形成された圧力室５６に給油通路５７を連通し、その給油通路５７の出口側にチェックバルブ５８を設け、上記圧力室５６内の作動油によって弛み側チェーン５５ａからチェーンガイド５４を介してプランジャ５２に付与される押し込み力を緩衝し、上記プランジャ５２が外方向に移動して圧力室５６内の圧力が低下したとき、給油通路５７から圧力室５６内に作動油を供給するようにしている。
【０００４】
上記油圧式のチェーンテンショナは、エンジンの再始動時、あるいは低温作動時のプランジャによるダンピング特性の低下、又部品点数が多いためコスト高などの課題が指摘され、このような課題に対処するため種々の提案が行われており、例えば特許文献１、２、３によるチェーンテンショナが公知である。
【０００５】
上記特許文献１、特許文献２のチェーンテンショナは、ハウジングのシリンダ室に揺動自在に嵌合するプランジャを有し、プランジャの動きを規制する部材としてプランジャ内周に鋸歯状のねじ構造部を組込んでいる。又、特許文献３のチェーンテンショナは、スプリングにより付勢されるチェーンガイドにロッド支持体を介して支持され、ねじ係合されるスクリューロッドを連動アームを介して連結し、スクリューロッドのねじ構造を鋸歯状としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１３２０３９号公報
【特許文献２】
特開平１０−１３２０４０号公報
【特許文献３】
特開２００２−１５６０１２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記チェーンテンショナに用いられる鋸歯ねじは、プランジャ又はチェーンガイドに負荷される押込荷重を受ける圧力側フランク面と遊び側フランク面との２つのフランク面を有し、それぞれのフランク面において雄ねじと雌ねじとのねじ面間の摩擦係数μとねじ諸元により一義的に決まる自立摩擦係数μｓとを有する。一般には、圧力側フランク面の自立摩擦係数μｓをねじ面間の摩擦係数μより小さく、遊び側フランク面の自立摩擦係数μｓがねじ面間の摩擦係数μより大きくなるように設計される。
【０００８】
具体的には上記チェーンテンショナにおけるねじ面間の摩擦係数μは実験的に０．１〜０．１５程度であることが知られており、前記３つの特許文献１、２、３に記載される発明の実施例においては、例えば、リード角α＝１１．５°、圧力側フランク角θ_１＝７５°、遊び側フランク角θ_２＝１５°とすることで、圧力側フランク面の自立摩擦係数μｓがねじ面間の摩擦係数μより小さく、遊び側フランク面の自立摩擦係数μｓがねじ面間の摩擦係数μより大きくなるように設計することができる（図６参照）。
【０００９】
一方、近年、自動車エンジンには摩擦低減と摺動部の直接接触を減らす目的で有機モリブデン入りのモータオイル（フリクションモディファイアオイル、以下ＦＭオイルと言う）が一般にも使われるようになってきた。ＦＭオイルを使うと摺動部には摩擦係数の非常に低い皮膜が生成され、各部の摺動抵抗が減少するため、自動車の燃費向上にも役立つ。代表的な有機モリブデンには▲１▼硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（通称モリブデンジチオカーバメイト；ＭｏＤＴＣ）、▲２▼硫化オキシモリブデン・ジアルキルジチオリン酸塩（通称モリブデンジチオフォスフェート；ＭｏＤＴＰ）があり、これらは摩擦緩和性、耐摩耗性、極圧性、耐酸化性を有する。
【００１０】
これらの効果はオイル中のオイル添加剤であるＺｎＤＴＰ（ジアルキルジチオリン亜鉛）と協力関係にあり、単独の効果よりも摩擦係数を下げることが知られており、これはＺｎＤＴＰが下地にリン酸鉄を作りその上にＭｏＳ_２皮膜を作るからだと言われている。又、このＺｎＤＴＰは鉄との反応性が高く、例えばＤＬＣ皮膜の施された摺動面にはその化学的安定性から上記のようなトライボケミカル反応膜は形成されないことが報告されている（技術誌「トライボロジスト」Ｖｏｌ．４７／Ｎｏ．１１／２００２／８１９頁）。
【００１１】
しかしながら、上記チェーンテンショナが組み込まれたエンジンにおいて、上記ＦＭオイルが使用された場合、ねじ面間の摩擦係数μは０．０４程度にまで極端に低下する可能性があり、摩擦係数μが圧力側フランク面の自立摩擦係数μｓを下回った場合、圧力側フランク面で過大な滑りを生じる虞れがある。圧力側フランク面での滑りが過大であると、エンジン駆動中に弛み側チェーンが緊張してスクリューロッドに押圧力が付与された際にスクリューロッドが押込まれ、チェーンの弛みが増加し、異音や歯跳びの虞れがある。
【００１２】
この発明は、上記の問題に留意して、上記鋸歯状ねじ機構を採用したチェーンテンショナにおいて、エンジンにＦＭオイルを使用した条件下でもねじ面間の摩擦係数が極端に低下しないように雄ねじ部材と雌ねじ部材の材質又はそのねじ面表面の材質を考慮してトライボケミカル反応膜の形成を抑制し得るようにすることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、カム軸駆動用チェーンの弛み側チェーンに、弾性押圧力を付与する弾性押圧部材と、チェーンの張力変化を軸方向の移動により吸収して張力の調整をする、雄ねじ部材及び雌ねじ部材を有する張力調整手段とを付設して備え、雄ねじ部材と雌ねじ部材のいずれか一方、もしくは両方を、又はそのいずれか一方、もしくは両方の圧力側ねじ面の表面を有機モリブデン入りオイルのオイル添加剤と非反応性の材料から形成したチェーンテンショナとしたのである。
【００１４】
上記の構成としたチェーンテンショナは、弾性押圧部材からチェーンガイドのような案内部材を介して弾性押圧力を付与し、チェーンが緊張するとチェーンからチェーンガイドを介して伝わる移動力を張力調整手段で吸収してチェーンの張力が常に一定となるよう張力の調整をする。従って、張力調整手段はダンパの一種としての作用をする。この調整機能は、鋸歯ねじではその雄ねじ部材と雌ねじ部材が互いに嵌合するねじ表面間の摩擦を利用して行われる。
【００１５】
ここで、上記チェーンテンショナに鋸歯ねじを使用した場合の鋸歯ねじについて説明する。一般にねじに軸方向圧縮荷重が負荷されると、その軸方向荷重の大きさに関係なく、ねじ面間の摩擦係数μがねじ諸元により一意的に決まる自立摩擦係数μｓ＝ｔａｎαｃｏｓθ（α：リード角、θ：フランク角）より大きければ、ねじは滑り回転を起こさず自立する。反対にねじ面間の摩擦係数μが自立摩擦係数μｓより小さければ、ねじは滑り回転を起こし、押込まれていく。
【００１６】
上記チェーンテンショナに使用される鋸歯ねじは、２つのフランク面のうち雄ねじ部材に負荷される押込荷重を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きくなっており、それぞれのフランク角は、圧力側フランク面の自立摩擦係数μｓがねじ面間の摩擦係数μより小さく、遊び側フランク面の自立摩擦係数μｓがねじ面間の摩擦係数μより大きくなるように設計される。従って、このねじ表面間の摩擦係数は調整機能を果たすに必要な所定範囲の値でなければならず、その範囲を大きく下回っても、上回ってもならない。
【００１７】
一方、チェーンテンショナには、エンジン駆動の際チェーン等の部材の動作の円滑化のため周辺に潤滑油が供給される。しかし、この潤滑油に前述したＦＭオイルが使用されると、ねじ部材を従来のような鉄系金属材で形成している場合ねじ表面間にトライボケミカル反応膜が形成されるため、摩擦係数が極端に低くなるが、この発明では上記のように、ねじ部材の材質又はねじ部材表面の材質としてオイル添加剤と非反応性の材料を用いたから、上記のような不都合は生じることがなく、チェーンテンショナとしての正常な機能が確保される。
【００１８】
上記非反応性の材料として、具体的にはねじ部材の材質を非鉄金属とすることができ、又ねじ部材の表面の材質としては、セラミック皮膜を形成、メッキ処理を施す、窒化化合層を形成、あるいは炭素膜を形成することにより実施してもよい。
【００１９】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１〜図３は第１実施形態のチェーンテンショナの構成を示す。図１に示すように、クランク軸の回転をカム軸に伝達するチェーン１の弛み側チェーン１ａにはチェーンガイド２が対設されている。チェーンガイド２は、ガイド本体２ａと、チェーン１の移動を案内するシュー２ｂとから成り、上記ガイド本体２ａはアルミ合金等の軽金属によって形成され、一方、シュー２ｂは合成樹脂によって形成されている。
【００２０】
ガイド本体２ａは弛み側チェーン１ａの長さ方向に延びていると共に、その長さ方向にわん曲する円弧状とされ、下端部を支持する軸３を中心として揺動自在に支持されている。シュー２ｂは、ガイド本体２ａの円弧状表面のほぼ全体を覆う長さと幅を有し、その表面には図３に示すように、チェーン１の移動を案内するガイド溝４が形成されている。このシュー２ｂはガイド本体２ａに着脱自在に取付けられている。
【００２１】
チェーンガイド２は弾性押圧力を付与する弾性押圧部材として設けられるスプリング５によって弛み側チェーン１ａを緊張させる方向に付勢されている。図１では、スプリング５によってチェーンガイド２を弛み側チェーン１ａに向けて押圧するようにしたが、チェーンガイド２のガイド本体２ａにガイド本体と反対側へ延びる連結片を設け、その連結片にスプリングの一端を連結して、チェーンガイド２を弛み側チェーン１ａに向けて引くようにしてもよい。あるいは、チェーンガイド２を支持する軸３に捩りコイルばねを取り付けてチェーンガイド２を弛み側チェーン１ａに向けて押すようにしてもよい。
【００２２】
上記チェーンガイド２におけるガイド本体２ａの揺動側端部にはチェーンの張力変化を軸方向の移動により吸収して張力の調整をする張力調整手段が設けられており、この張力調整手段は、チェーンの緊張による軸方向の力を減衰して張力を適宜の状態に設定する一種のダンパ手段の役目をするものであり、図示のように、この張力調整手段はロッド当接部材７と、連動アーム１９と、スクリューロッド１４と、ロッド支持体１２とを備えている。
【００２３】
図示の例ではガイド本体２ａの揺動側端に合成樹脂から成るロッド当接部材７がピン８によって取付けられている。又、図２および図３に示すように、ロッド当接部材７の弛み側チェーン１ａに対する背面側には上下方向にわん曲する円弧面９が設けられている。
【００２４】
エンジンブロック１１には、上記ロッド当接部材７の背面と間隔をおいて対向配置されるロッド支持体１２が設けられている。ロッド支持体１２はボルトの締付けによってエンジンブロック１１に固定されるベース１２ａと、そのベース１２ａの前面に設けられた支持片１２ｂとを有し、この支持片１２ｂにねじ孔１３が設けられ、そのねじ孔１３にスクリューロッド１４の外周に形成された雄ねじ１５がねじ係合されている。なお、この実施の形態ではエンジンブロック１１にロッド支持体１２を取り付けるようにしたが、エンジンブロック１１にロッド支持体１２を一体に設けてもよい。
【００２５】
スクリューロッド１４に形成された雄ねじ１５のねじ山とねじ孔１３に設けられた雌ねじ１６のねじ山は、弛み側チェーン１ａからチェーンガイド２およびロッド当接部材７を介してスクリューロッド１４が押された際の押し込み力を受ける圧力側フランク１７のフランク角が遊び側フランク１８のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじ山に前記スプリング５の弾性によってスクリューロッド１４がロッド当接部材７を押圧する方向に向けて回転しつつ移動するリード角が設けられている。
【００２６】
上記チェーンガイド２には、ロッド当接部材７の連結部に連動アーム１９の先端部が連結されている。その連結に際し、連動アーム１９の先端部に形成された長孔から成るピン孔２０にピン８を嵌合し、上記ピン８の先端部に止めピン２１を取付けてピン孔２０を嵌合状態に保持している。
【００２７】
連動アーム１９はスクリューロッド１４と平行する配置とされ、その後端にはスクリューロッド１４の後端面に対向する係合片２２が設けられ、その係合片２２に設けられた半球状の突起２３がスクリューロッド１４の後端面に当接している。また、連動アーム１９の後端部にはスクリューロッド１４の後端部を受ける支持片２４が設けられている。なお、上記構成の張力調整機構のスクリューロッド１４、ロッド支持体１２の支持片１２ｂに形成される雄ねじ部、雌ねじ部の材質又はそのねじ表面材質については従来と異なる材質のものが使用されているが、これについては後で説明する。
【００２８】
上記構成のチェーンテンショナでは、エンジンを始動し、図示省略したクランク軸の端部に取付けられたスプロケットの回転によりチェーン１の弛み側チェーン１ａに弛みが生じると、スプリング５の弾力により、チェーンガイド２が弛み側チェーン１ａを緊張させる方向に揺動して弛み側チェーン１ａの弛みを吸収する。
【００２９】
このとき、チェーンガイド２の揺動側端部に連結された連動アーム１９はチェーンガイド２の揺動方向に移動し、その後端に設けられた係合片２２がスクリューロッド１４の後端を押圧する。その押圧によってスクリューロッド１４は回転しつつ連動アーム１９と同方向に移動し、前記チェーンガイド２が停止すると、スクリューロッド１４も停止し、弛み側チェーン１ａは所定の張力に保持される。
【００３０】
エンジン温度が上昇し、エンジンブロックの熱膨張によりクランク軸とカム軸間の心間距離が大きくなり、弛み側チェーン１ａが緊張すると、チェーンガイド２およびロッド当接部材７を介してスクリューロッド１４が押圧される。その押圧力はスクリューロッド１４の外周に形成された雄ねじ１５のねじ山とねじ孔１３の内周に設けられた雌ねじ１６のねじ山の圧力側フランク１７で受けられる。
【００３１】
このため、スクリューロッド１４は後退せず、弛み側チェーン１ａは緊張状態に保持される。上記押圧力がチェーンガイド２を付勢するスプリング５の弾力より強くなると、スクリューロッド１４は回転しつつ後退して、上記押圧力とスプリング５の弾力とが釣り合う位置で停止し、弛み側チェーン１ａは所定の張力に保持される。
【００３２】
エンジンを停止すると、カム軸（図示せず）に設けられたカム（図示せず）の停止位置によっては、チェーン１の弛み側チェーン１ａが緊張する場合がある。この場合、チェーンガイド２およびロッド当接部材７を介してスクリューロッド１４は押圧され、その押圧力は前記と同様に、雄ねじ１５と雌ねじ１６のねじ山における圧力側フランク１７によって受けられる。
【００３３】
ここで、上記押圧力は振動を伴わない静的な荷重であるため、その押圧力がスプリング５の弾力より大きい場合でもスクリューロッド１４は回転せず、後退しない。このため、エンジンが再始動されて弛み側チェーン１ａに弛みが生じても、その弛み量はきわめて小さく、チェーン１の振動によって異音が生じるという不具合は発生しない。
【００３４】
以上、図示のチェーンテンショナの構成及び作用について説明したが、この実施形態では前述したように自動車エンジンにＦＭオイルが使用されてもチェーンテンショナとしての機能を十分保持できる。これは、ロッド支持体１２の支持片１２ｂ及びスクリューロッド１４の材質又は互いのねじ係合する圧力側ねじ面の表面の材質として、有機モリブデン入りオイルのオイル添加剤と非反応性の材料を用いてそれぞれの部材を形成しているからである。そして、これによりそのねじ面間のトライボケミカル反応膜の形成を抑制するというものである。
【００３５】
上記非反応性の材料として、ロッド支持体１２の支持片１２ｂ及びスクリューロッド１４の何れか一方、もしくは両方の圧力側ねじ面の表面にＤＬＣ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮ等のいずれかを用いた化学的に安定したセラミック皮膜を形成することができる。又、セラミック皮膜の他にも、硬質クロムメッキや無電解ニッケルメッキ等のメッキを施してもよいし、又表面の化学的安定性の高いステンレスを素材としてもよい。さらに、タフトライド（塩浴軟窒化）処理や浸硫窒化等の窒化処理により生じる窒化化合物層、又酸化物膜や炭素膜も化学的に非常に安定しており、かつ非金属的性質を持つため好ましい。あるいは、ロッド支持体１２の支持片１２ｂ及びスクリューロッド１４の何れか一方、もしくは両方のねじの素材としてチタンやアルミ等の非鉄金属を用いてもよい。このような材料を用いることにより、トライボケミカル反応膜の生成を抑えることができる。
【００３６】
上記メッキ処理、炭素膜、窒化処理の具体例としては次のような材料を挙げることができる。即ち、炭素膜としてダイヤモンドライクカーボン膜、窒化処理として窒化チタンＴｉＮ、窒化クロムＣｒＮが用いられる。又、メッキ処理の例として、Ｎｉ−Ｐメッキ処理、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４のような硬質粒子分散膜を形成、あるいはＮｉ−Ｐメッキ処理とＰＴＦＥ分散膜を形成する処理が挙げられる。
【００３７】
表１に上記構成のチェーンテンショナに対してＦＭオイルを使用した場合の特性試験結果を示す。表中▲１▼は浸炭鋼を浸炭処理した雄ねじ及び雌ねじを使用した比較例、▲２▼は雄ねじ及び雌ねじの両方にＴｉＮ皮膜処理した例、▲３▼は雄ねじのみにＤＬＣ皮膜処理をし、雌ねじは浸炭のままとした例、▲４▼は雌ねじにのみ無電解ニッケルメッキを施し、雄ねじは浸炭のままとした例である。
【００３８】
▲１▼は圧力側フランク面においてねじの滑りが確認され、▲２▼、▲３▼、▲４▼は滑りの発生は起こらなかった。このように、雄ねじ雌ねじの少なくとも一方の圧力側フランク面をＦＭオイルのオイル添加剤と非反応性の材料として非鉄金属物質とすることで、圧力側ねじ面の滑りを防止する十分な効果があることが分かる。
【００３９】
【表１】

【００４０】
図４、図５に他の実施形態のチェーンテンショナ３０を示す。このチェーンテンショナ３０は、弾性押圧部材と張力調整手段を一体型に形成したものであり、シリンダブロック９のクランク室の壁面に固定されたハウジング３１を有する。ハウジング３１にはスリッパ２’と対向する端部において開口するシリンダ室３２と、上面からシリンダ室３２に連通する油流入口３３とが設けられている。
【００４１】
上記シリンダ室３２内にはロッド部材３４の後端部が挿入されている。ロッド部材３４は、シリンダ室３２に摺動自在に挿入されたプランジャ３５と、そのプランジャ３５の後端面で開口する軸方向の挿入孔３６に挿入されたロッド３７とから成る。ロッド３７は、小径軸部３８を後端に有し、その小径軸部３８の端部にテーパ面３９が設けられている。
【００４２】
また、ロッド３７には、先端面で開口する軸方向のばね収納孔４０が形成されている。プランジャ３５の内周面とロッド３７の外周面間には、チェーン１からプランジャ３５に静荷重が負荷されたとき、その静荷重を受けるねじ係合機構４１が設けられている。ねじ係合機構４１は、プランジャ３５の内周面後端部に雌ねじ４２を形成し、ロッド３７の外周には上記雌ねじ４２とねじ係合する雄ねじ４３を設けている。
【００４３】
図５に示すように、雌ねじ４２と雄ねじ４３のねじ山は、プランジャ３５の押し込み力を受ける圧力側フランク４４のフランク角が遊び側フランク４５のフランク角より大きい鋸歯状とされ、上記フランク角とリード角の関係から、プランジャ３５は突出方向にゆるみ条件とされ、押し込み方向にロック条件とされている。
【００４４】
ここで、ゆるみ条件とは、ロッド３７のばね収納孔４０内に組込まれた張力調整ばね４６の押圧力によってプランジャ３５が外方向にスムースに移動することをいう。張力調整ばね４６は弾性押圧部材として設けられている。一方、ロック条件とはプランジャ３５が急激に押し込まれても、シリンダ室３２内に向けて移動せず、また、チェーン１の振動がプランジャ３５に作用したとき、ねじ係合部のねじ山間に形成された軸方向すき間分だけ間歇的に当接、離反を繰り返し、接触するねじ山の２つのフランク面間の相対ねじ運動を瞬間的にロックすることなくロッド３７は少しずつ間歇的に回転を続けて、押し込み力と張力調整ばね４６の付勢力とが釣り合う位置までプランジャ３５がシリンダ室３２内に向けてゆっくりと移動することをいう。
【００４５】
ここで、プランジャ３５とロッド３７の相対的な回転をスムースに行なわせるため、張力調整ばね４６の端部と、その張力調整ばね４６のばね力を受けるロッド側のばね受面４７間にばねシート４８を組込み、そのばねシート４８に設けた球面４９を上記ばね受面４７に点接触させている。上記ばねシート４８は、プランジャ側のばね受面４７と張力調整ばね４６との間に設けるようにしてもよい。
【００４６】
ロッド３７の後端とシリンダ室３２の閉塞端間にはロッドシート６０が組込まれている。ロッドシート６０にはロッド３７の後端のテーパ面３９を受けるテーパ面６１が設けられている。また、ロッドシート６０には外周一部に平坦部６２が形成され、その平坦部６２とシリンダ室３２の内周面間にピン挿入用の間隙６３が設けられている。ロッド３７の後端部には環状のロッドプレート６４の内径部に設けた円筒部６５が圧入されている。
【００４７】
なお、この実施形態では上記プランジャ３５、ロッド３７及びこれらに形成されている雄ねじ４３、雌ねじ４２等の部材により一種のダンパとしての張力調整手段を形成している。
【００４８】
上記のように構成した張力調整ばねを含む張力調整手段のプランジャ３５、ロッド３７に形成されている雌ねじ部雄ねじ部の材質又はそのねじ表面材質についても第１実施形態と同様であり、従来と異なる材質の材料が用いられている。
【００４９】
チェーン１の弛み側チェーン１ａの張力が弱くなると、図４に示すチェーンテンショナのプランジャ３５は張力調整ばね４６の押圧力により外方向に向けて移動する。このとき、プランジャ３５は遊び側フランク４５のフランク角とリード角の関係から突出方向に弛み条件とされるため、プランジャ３５は外方向に移動してスリッパ２’を押圧する。
【００５０】
プランジャ３５が外方向に移動するとき、ロッド３７は回転し、その回転時、ロッド３７はロッドシート６０のテーパ面６１と接触し、かつ、ばねシート４８に設けられた球面４９と点接触する状態で回転するため、回転時における抵抗は小さく、ロッド３７はスムースに回転し、プランジャ３５は外方向に急速に移動して、弛み側チェーン１ａの弛みを素速く吸収する。その弛み側チェーン１ａがプランジャ３５を押圧する押圧力と張力調整ばね４６の押圧力とが釣り合うと、プランジャ３５は停止する。
【００５１】
一方、トルク変動によりチェーン１の弛み側チェーン１ａの張力が増大すると、その弛み側チェーン１ａによりスリッパ２’を介してプランジャ３５に押し込み力が作用する。その押し込み力は動荷重であるため、プランジャ３５の雌ねじ４２とロッド３７の雄ねじ４３のねじ係合機構４１における相対ねじ運動は阻害されず、上記ねじ係合機構４１の圧力側フランク４４によって上記押圧力が受けられる。
【００５２】
ここで、圧力側フランク４４のフランク角は遊び側フランク４５のフランク角より大きく、圧力側フランク４４の接触部に作用する摩擦抵抗は大きいため、プランジャ３５は張力調整ばね４６のばね力とチェーン１の張力とが釣り合う位置までゆっくりと後退する。このとき、プランジャ３５はスリッパ２’との接触によって回り止めされているため、ロッド３７が回転する。
【００５３】
上記のようなチェーン１の張力調整時、エンジンのシリンダブロック内において掻き上げられた油は、油流入口３３からハウジング３１内に流入し、その流入油によってプランジャ３５の摺動面および雌ねじ４２と雄ねじ４３のねじ係合面が潤滑される。このため、チェーンテンショナをきわめて円滑に作動させることができる。
【００５４】
次に、エンジンを停止すると、カムシャフトに設けられたカムの停止位置の関係から、チェーン１の弛み側チェーン１ａが緊張する場合がある。この場合、弛み側チェーン１ａの張力増大により、プランジャ３５に押圧力が付与されるが、その押圧力は静荷重であり、その静荷重はプランジャ３５とロッド３７のねじ係合機構４１における圧力側フランク４４によって受けられる。この圧力側フランク４４のフランク角とリード角の関係から、プランジャ３５は押し込み方向にロック条件とされているため、プランジャ３５は後退しない。
【００５５】
このため、エンジンの停止後、再始動されても、チェーン１の弛み側チェーン１ａに大きな弛みが生じず、プランジャ３５およびスリッパ２’はチェーン１に衝撃的に当ることがないため、異音の発生はなく、不快感を与えることがない。
【００５６】
以上はこの実施形態のチェーンテンショナ３０によるチェーン１に対する張力調整作用であるが、上記動作は張力調整手段のプランジャ３５、ロッド３７の雄ねじ４３と雌ねじ４２間の摩擦が所定範囲の値であることを前提としたものである。そして、上記雄ねじ４３、雌ねじ４２の材質又はそれらのねじ表面の材質について第１実施形態と同様の材質としたから、ＦＭオイルを使用した場合でも上記張力調整作用が失われることがない。
【００５７】
なお、第１実施形態、第２実施形態は、この発明の張力調整手段を種々の形態のチェーンテンショナに適用できることを示すために例示したが、図示しない他の形式のチェーンテンショナであっても張力調整手段として鋸歯状の雄ねじ、雌ねじ部を有する形式のものであればどのような形式のものにも適用できる。また、同様の目的で使用されるチェーンテンショナには鋸歯ねじの代わりに角ねじや台形ねじを用いたものが知られているが、本発明の効果はこれらのねじ部材に対しても同様に有効である。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、この発明のチェーンテンショナは張力調整手段の雄ねじ部材と雌ねじ部材のねじ山を鋸歯状とし、両部材の一方もしくは両方の材質、又は両部材の圧力側ねじ面の表面の一方もしくは両方をＦＭオイルのオイル添加剤と非反応性の材料から形成したから、エンジンの潤滑油としてＦＭオイルが使用された場合でもＦＭオイルによるトライボケミカル反応膜の生成を抑制することができ、このためねじ面の摩擦係数を一定の値に保つことができる。その結果、圧力側ねじ面でのねじの過大な滑りが生じず、チェーン張力が一定に保たれると共に、異常音や歯跳びの発生が確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るチェーンテンショナの実施の形態を示す正面図
【図２】図１に示すチェーンテンショナの一部を拡大して示す正面図
【図３】図２の横断平面図
【図４】この発明に係るチェーンテンショナの他の実施の形態を示す正面図
【図５】図４に示すチェーンテンショナの一部を拡大して示す正面図
【図６】ねじ諸元と自立摩擦係数のグラフ
【図７】従来のチェーンテンショナを示す断面図
【符号の説明】
１チェーン
１ａ弛み側チェーン
５スプリング
７ロッド当接部材
９円弧面
１２ロッド支持体
１３ねじ孔
１４スクリューロッド
１５雄ねじ
１６雌ねじ
１７圧力側フランク
１８遊び側フランク
１９連動アーム
２０ピン孔

Claims

カム軸駆動用チェーンの弛み側チェーンに、弾性押圧力を付与する弾性押圧部材と、チェーンの張力変化を軸方向の移動により吸収して張力の調整をする、雄ねじ部材及び雌ねじ部材を有する張力調整手段とを付設して備え、雄ねじ部材と雌ねじ部材のいずれか一方、もしくは両方を、又はそのいずれか一方、もしくは両方の圧力側ねじ面の表面を有機モリブデン入りオイルのオイル添加剤と非反応性の材料から形成したチェーンテンショナ。
前記雄ねじ部材と雌ねじ部材の何れか一方、もしくは両方を非鉄金属により形成したことを特徴とする請求項１に記載のチェーンテンショナ。
前記雄ねじ部材と雌ねじ部材の何れか一方、もしくは両方の圧力側ねじ面の表面にセラミック皮膜を形成したことを特徴とする請求項１に記載のチェーンテンショナ。
前記雄ねじ部材と雌ねじ部材の何れか一方、もしくは両方の圧力側ねじ面の表面にメッキ処理を施したことを特徴とする請求項１に記載のチェーンテンショナ。
前記雄ねじ部材と雌ねじ部材の何れか一方、もしくは両方の圧力側ねじ面の表面に窒化化合物層を形成したことを特徴とする請求項１に記載のチェーンテンショナ。
前記雄ねじ部材と雌ねじ部材の何れか一方、もしくは両方の圧力側ねじ面の表面に炭素膜を形成したことを特徴とする請求項１に記載のチェーンテンショナ。