JP2008138774A - Chain tensioner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、主として、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。 The present invention mainly relates to a chain tensioner used for maintaining tension of a timing chain that drives a camshaft of an engine.
エンジンは、一般に、クランクシャフトの回転を、エンジンカバー内のエンジンルームに収容された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。 In general, an engine transmits rotation of a crankshaft to a camshaft through a timing chain housed in an engine room in an engine cover, and the rotation of the camshaft opens and closes a valve in a combustion chamber. Here, in order to keep the chain tension within an appropriate range, a tension adjusting device composed of a chain guide provided so as to be able to swing around a fulcrum shaft and a chain tensioner that presses the chain via the chain guide is often used. It is done.
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、有底筒状のハウジングの内周に形成した雌ねじに、チェーン押圧用のロッドの外周に形成した雄ねじをねじ係合させ、そのロッドとハウジングの底の間に設けたスプリングでロッドをハウジングの底から離反する方向に付勢したものが知られている(特許文献1)。 As a chain tensioner incorporated in this tension adjusting device, a male screw formed on the outer periphery of a chain pressing rod is thread-engaged with a female screw formed on the inner periphery of a bottomed cylindrical housing, and the rod and the bottom of the housing are There is known a spring in which a rod is urged in a direction away from the bottom of a housing (Patent Document 1).
このチェーンテンショナは、エンジンを作動させた状態でチェーンの張力が変化すると、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ロッドが前進と後退を繰り返して少しずつ回転し、スプリングの付勢力がチェーンの張力とつり合う位置までロッドが軸方向に移動する。 In this chain tensioner, when the tension of the chain changes with the engine running, the rod repeatedly rotates forward and backward within the gap between the female screw and the male screw due to the vibration of the chain. The rod moves in the axial direction to the position where is balanced with the chain tension.
また、エンジンを停止させたときに、チェーンの張力がスプリングの付勢力よりも大きくなることがあるが、チェーンが振動しないので、ロッドは回転せず、軸方向に移動しない。そのため、エンジンを再始動するときにチェーンに弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
しかし、このチェーンテンショナは、チェーンの張力が大きくなってもチェーンが振動しないとロッドが回転しないので、エンジンに共振が生じたときや、クランクシャフトの回転力の変動やカムシャフトの回転抵抗の変動が大きいときに、チェーンの緊張を十分に吸収することができず、チェーンの張力が過大となることがあった。 However, this chain tensioner does not rotate if the chain does not vibrate even if the chain tension increases, so when the engine resonates, fluctuations in crankshaft torque or camshaft rotation resistance When is large, the tension of the chain cannot be sufficiently absorbed, and the chain tension may be excessive.
この発明が解決しようとする課題は、エンジンを再始動するときにチェーンに弛みを生じにくく、エンジン作動中は、チェーンの緊張を効果的に吸収することが可能なチェーンテンショナを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a chain tensioner that is less likely to loosen the chain when the engine is restarted, and that can effectively absorb chain tension during engine operation. .
上記の課題を解決するために、有底筒状のハウジング内にチェーン押圧用のロッドを軸方向に移動可能に挿入し、そのロッドの外周に設けたウエアリングをハウジング内に設けたリターンスプリングでハウジングの底から離反する方向に付勢し、前記ウエアリングと前記ハウジングの底の間にハウジングと同軸のナット部材を軸方向に移動可能に設け、そのナット部材とハウジングの底の間に設けた波形リング状のウェーブワッシャでナット部材をハウジングの底から離反する方向に付勢し、そのナット部材にねじ係合するスクリュロッドを前記ロッドと前記ハウジングの底の間に設け、そのスクリュロッドとハウジングの底の間に設けたスプリングでスクリュロッドをハウジングの底から離反する方向に付勢し、そのスクリュロッドの端面を前記ロッドに当接させた構成をチェーンテンショナに採用した。 In order to solve the above-mentioned problem, a rod for pressing a chain is inserted into a bottomed cylindrical housing so as to be movable in the axial direction, and a wear spring provided on the outer periphery of the rod is a return spring provided in the housing. Energized in a direction away from the bottom of the housing, a nut member coaxial with the housing is provided between the wear ring and the bottom of the housing so as to be movable in the axial direction, and provided between the nut member and the bottom of the housing. A wave rod-shaped wave washer urges the nut member in a direction away from the bottom of the housing, and a screw rod that engages with the nut member is provided between the rod and the bottom of the housing. The screw rod and the housing The end of the screw rod is urged by a spring provided between the bottom of the screw in the direction away from the bottom of the housing. Employing the configuration is brought into contact with the rod to the chain tensioner.
このチェーンテンショナは、チェーンが振動した状態で、チェーンの張力が大きくなると、スクリュロッドとナット部材の隙間の範囲内でスクリュロッドが前進と後退を繰り返し、スクリュロッドがナット部材に対して少しずつ回転する。これにより、リターンスプリングの付勢力がチェーンの張力とつり合う位置までロッドが軸方向に移動し、チェーンの緊張を吸収する。 In this chain tensioner, when the chain is vibrated and the chain tension increases, the screw rod repeatedly moves forward and backward within the gap between the screw rod and the nut member, and the screw rod rotates little by little with respect to the nut member. To do. As a result, the rod moves in the axial direction to a position where the urging force of the return spring balances with the tension of the chain, and absorbs the tension of the chain.
また、エンジンに共振が生じたときや、クランクシャフトの回転力の変動やカムシャフトの回転抵抗の変動が大きいときに、チェーンの張力が急激に大きくなることがあるが、このときは、ウェーブワッシャが圧縮することによって、スクリュロッドがナット部材と一体に軸方向に移動し、チェーンの緊張を迅速に吸収する。 In addition, the chain tension may suddenly increase when the engine resonates, or when the crankshaft rotational force fluctuation or camshaft rotational resistance fluctuation is large. By compressing, the screw rod moves in the axial direction integrally with the nut member, and quickly absorbs the tension of the chain.
また、エンジンを停止させたときに、チェーンの張力がリターンスプリングの付勢力よりも大きくなることがあるが、チェーンが振動しないので、スクリュロッドは回転せず、軸方向に移動しない。 Further, when the engine is stopped, the tension of the chain may be larger than the urging force of the return spring. However, since the chain does not vibrate, the screw rod does not rotate and does not move in the axial direction.
上記のチェーンテンショナは、次の構成を加えることができる。
1)前記ナット部材と前記ハウジングの底の間に前記ウェーブワッシャを軸方向に隣り合わせて複数枚設け、隣り合うウェーブワッシャの間に平ワッシャを設ける。
2)筒部とその筒部の外周に形成したフランジ部とからなるストッパの前記フランジ部を前記ウェーブワッシャと前記ナット部材の間に挟み込み、前記ウェーブワッシャが軸方向に圧縮したときに前記ストッパの筒部が前記ハウジングの底に当接するようにする。
The chain tensioner described above can have the following configuration.
1) A plurality of the wave washers are provided adjacent to each other in the axial direction between the nut member and the bottom of the housing, and a flat washer is provided between the adjacent wave washers.
2) The flange portion of the stopper composed of a cylindrical portion and a flange portion formed on the outer periphery of the cylindrical portion is sandwiched between the wave washer and the nut member, and when the wave washer is compressed in the axial direction, The cylindrical portion is brought into contact with the bottom of the housing.
このチェーンテンショナは、エンジンが停止してチェーンが振動しないときは、チェーンの張力が大きくなっても、スクリュロッドは回転せず、軸方向に移動しない。そのため、エンジンを再始動するときにチェーンに弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。 In the chain tensioner, when the engine stops and the chain does not vibrate, the screw rod does not rotate and does not move in the axial direction even if the chain tension increases. Therefore, the chain is less likely to be slack when the engine is restarted, and the engine can be started smoothly.
一方、このチェーンテンショナは、エンジンを作動させた状態でチェーンの張力が大きくなると、スクリュロッドがナット部材に対して少しずつ回転することによってチェーンの緊張を吸収し、チェーンの張力が急激に大きくなったときは、ウェーブワッシャが圧縮することによってチェーンの緊張を迅速に吸収する。そのため、エンジン作動中はチェーンの緊張を効果的に吸収することができ、過大な張力によるチェーンの寿命低下を防止することができる。 On the other hand, in this chain tensioner, when the chain tension increases with the engine running, the screw rod gradually rotates relative to the nut member to absorb the chain tension, and the chain tension suddenly increases. When this happens, the wave washer compresses to quickly absorb the chain tension. Therefore, the tension of the chain can be effectively absorbed while the engine is operating, and the life of the chain can be prevented from being reduced due to excessive tension.
図1に、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1に固定されたスプロケット2と、カムシャフト3に固定されたスプロケット4とがチェーン5を介して連結されており、そのチェーン5がクランクシャフト1の回転をカムシャフト3に伝達し、そのカムシャフト3の回転により燃焼室のバルブ(図示せず)の開閉を行なう。
FIG. 1 shows a chain transmission device incorporating a chain tensioner according to an embodiment of the present invention. In this chain transmission device, a
チェーン5には、エンジンブロック(図示せず)に固定された支点軸6で揺動可能に支持されたチェーンガイド7が接触しており、チェーンガイド7は、チェーンテンショナ8によってチェーン5に押さえ付ける方向に付勢されている。
The
チェーンテンショナ8は、エンジンブロックにボルト9で固定されるハウジング10を有する。ハウジング10は、図2に示すように、一端が開放した有底筒状に形成され、ハウジング10内には、移動側ウエアリング11が軸方向に摺動可能に挿入されている。移動側ウエアリング11は、ハウジング10と同軸に設けたロッド12の外周に嵌め合わされ、移動側ウエアリング11とロッド12とが軸方向に一体に移動可能となっている。
The
ハウジング10内には作動油が充填され、ハウジング10内の作動油は、ロッド12を摺動可能に貫通させるリング状のオイルシール13で密封されている。移動側ウエアリング11には、軸方向に貫通するオイル通路14が周方向に間隔をおいて形成されている。
The
移動側ウエアリング11とハウジング10の開放端15の間には、ロッド12を摺動可能に貫通させる固定側ウエアリング16が設けられている。固定側ウエアリング16は、ハウジング10の内周に圧入して固定されており、ロッド12の外周を支持している。
Between the moving
移動側ウエアリング11とハウジング10の底17の間には、内周に雌ねじ18を形成したナット部材19が、ハウジング10と同軸に軸方向に移動可能に組み込まれ、ナット部材19は、外周に雄ねじ20を形成したスクリュロッド21とねじ係合している。
A
雌ねじ18と雄ねじ20は、軸方向に遊びを有した状態でねじ係合している。また、雌ねじ18と雄ねじ20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、ハウジングの底17に近接させる方向の力がスクリュロッド21に作用した状態で圧力を受ける圧力側フランク22のフランク角が、遊び側フランク23のフランク角よりも大きくなるように形成されている。
The
ハウジング10内には、ナット部材19と移動側ウエアリング11の間にリターンスプリング24が組み込まれ、このリターンスプリング24によって、移動側ウエアリング11はハウジング10の底17から離反する方向に付勢されている。
A
ナット部材19とハウジング10の底17の間には、波形リング状のウェーブワッシャ25,25が軸方向に隣り合わせて設けられ、隣り合うウェーブワッシャ25,25の間には、円板リング状の平ワッシャ26が組み込まれている。各ウェーブワッシャ25は、ナット部材19をハウジング10の底17から離反する方向に付勢している。
Between the
ハウジング10の底17とスクリュロッド21の間には、スプリング27でスクリュロッド21に向けて付勢されたスプリングシート28が組み込まれ、スプリングシート28のスクリュロッド21側の球面状の端面29がスクリュロッド21に当接している。これにより、スプリング27の付勢力がスプリングシート28を介してスクリュロッド21に伝わり、スクリュロッド21はハウジング10の底17から離反する方向に付勢されている。また、スクリュロッド21は、ロッド12側の球面状の端面30がロッド12に当接している。
A
つぎに、このチェーンテンショナ8の動作例を説明する。
Next, an operation example of the
カムシャフト3を駆動してチェーン5が振動した状態で、チェーン5の張力が大きくなると、雌ねじ18と雄ねじ20の隙間の範囲内でスクリュロッド21が前進と後退を繰り返し、スクリュロッド21がナット部材19に対して少しずつ回転する。これにより、リターンスプリング24の付勢力がチェーン5の張力とつり合う位置までロッド12が軸方向に移動し、チェーン5の緊張を吸収する。
When the tension of the
また、エンジンに共振が生じたときや、クランクシャフト1の回転力の変動やカムシャフト3の回転抵抗の変動が大きいときに、チェーン5の張力が急激に大きくなることがあるが、このときは、図3に示すように、各ウェーブワッシャ25が圧縮することによって、スクリュロッド21がナット部材19と一体に軸方向に移動し、チェーン5の緊張を迅速に吸収する。
In addition, the tension of the
一方、チェーン5の張力が小さくなると、ロッド12はハウジング10の底17から離反する方向に移動し、リターンスプリング24の付勢力がチェーン5の張力とつり合う位置まで移動する。このとき、ロッド12の移動量が雌ねじ18と雄ねじ20の隙間の範囲よりも大きくなると、ロッド12がスクリュロッド21の端面30から離れるが、その後、スクリュロッド21は、スプリング27の付勢力によりナット部材19に対して回転しながら軸方向に移動してロッド12に当接する。
On the other hand, when the tension of the
また、エンジンを停止させると、カムシャフト3の回転抵抗の変動により、エンジン停止時のチェーン5の張力がリターンスプリング24の付勢力よりも大きくなることがあるが、チェーン5が振動しないのでスクリュロッド21はナット部材19に対して回転せず、ロッド12は軸方向に移動しない。
When the engine is stopped, the tension of the
このように、このチェーンテンショナ8は、エンジンが停止してチェーン5が振動しないときは、チェーン5の張力が大きくなっても、スクリュロッド21は回転せず、軸方向に移動しない。そのため、エンジンを再始動するときにチェーン5に弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
As described above, when the engine is stopped and the
また、このチェーンテンショナ8は、エンジンを作動させた状態でチェーン5の張力が大きくなると、スクリュロッド21がナット部材19に対して少しずつ回転することによってチェーン5の緊張を吸収し、チェーン5の張力が急激に大きくなったときは、ウェーブワッシャ25が圧縮することによってチェーン5の緊張を迅速に吸収する。そのため、エンジン作動中はチェーン5の緊張を効果的に吸収することができ、過大な張力によるチェーン5の寿命低下を防止することができる。
Further, the
また、このチェーンテンショナ8は、ねじ係合するスクリュロッド21とナット部材19がいずれもロッド12と別体であり、そのロッド12にスクリュロッド21の端面30を当接させているので、ロッド12のハウジング10からの突出端に軸直角方向の力が作用した場合に、その力がスクリュロッド21に伝わりにくい。そのため、チェーン5の張力が大きくなってチェーンガイド7が揺動し、その揺動によりチェーンガイド7とロッド12の接触面間にずれが生じた場合など、ロッド12のハウジング10からの突出端に軸直角方向の力が作用した場合にも、ナット部材19に対するスクリュロッド21の回転抵抗が大きくなりにくく、安定して動作する。
In the
チェーンテンショナ8は、図4に示すように、筒部31と、筒部31の外周に形成したフランジ部32とからなるストッパ33のフランジ部32を、ウェーブワッシャ25とナット部材19の間に挟み込み、ウェーブワッシャ25が軸方向に圧縮したときに筒部31がハウジング10の底17に当接するようにすることができる。このようにすると、ストッパ33の筒部31の長さを変えることによって、ウェーブワッシャ25が圧縮することによるナット部材19の移動ストロークを調節することが可能となる。
As shown in FIG. 4, the
上記実施形態では、ナット部材19とハウジング10の底17の間にウェーブワッシャ25を軸方向に隣り合わせて複数枚設け、隣り合うウェーブワッシャ25,25の間に平ワッシャ26を設けることによって、ウェーブワッシャ25が圧縮することによるナット部材19の移動ストロークを長くしているが、ナット部材19とハウジング10の底17の間に組み込むウェーブワッシャ25は1枚だけでもよい。
In the above embodiment, a plurality of
10 ハウジング
11 移動側ウエアリング
12 ロッド
17 底
19 ナット部材
21 スクリュロッド
24 リターンスプリング
25 ウェーブワッシャ
26 平ワッシャ
27 スプリング
30 端面
31 筒部
32 フランジ部
33 ストッパ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (2)
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JP2006325682A JP2008138774A (en) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | Chain tensioner |
US11/987,479 US7766775B2 (en) | 2006-12-01 | 2007-11-30 | Chain tensioner |
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