JP2008185123A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】鋸歯状ねじの作動によりチェーンの張力を一定に保つオートテンショナにおいて、コンタミの噛み込みによって挙動が阻害されるのを防止する。
【解決手段】ハウジング１１にシリンダ室１３を形成し、そのシリンダ室１３に組込まれたナット部材１５の鋸歯状の雌ねじ１６にロッド部材１７の鋸歯状の雄ねじ２１をねじ螺合する。ロッド部材１７をリターンスプリング１８により突出性が付与されるプッシュロッド１７ａと、ロッドスプリング２４によりプッシュロッド１７ａに押付けられるスクリュロッド１７ｂとに分割して、チェーンガイド６からプッシュロッド１７ａに回転力や回転モーメントが負荷されても、スクリュロッド１７ｂに伝達されないようにする。また、シリンダ室１３の閉塞端に磁性体２８を設け、その磁性体２８でシリンダ室１３内で発生するコンタミを吸着して、雌ねじ１６と雄ねじ２１のねじ係合部へのコンタミの噛み込みを防止する。
【選択図】図２

Description

この発明は、主として、カム軸を駆動するチェーンや歯付きベルトの張力を一定に保持するオートテンショナに関するものである。

一般に、クランク軸の端部に取付けられたスプロケットとカム軸の端部に取付けられたスプロケット間にチェーンをかけ渡したカム軸駆動用のチェーン伝動装置においては、チェーンの弛み側に揺動可能なチェーンガイドを接触し、そのチェーンガイドにオートテンショナの調整力を負荷してチェーンの張力を一定に保つようにしている。

上記チェーン伝動装置に採用されるオートテンショナとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このオートテンショナにおいては、有底円筒形のボディの内周に鋸歯状の雌ねじを形成し、その雌ねじにロッドの外周に形成された鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、そのロッドをボディの内部に組込まれたリターンスプリングによって外方への突出性を付与し、チェーンからチェーンガイドを介してロッドに負荷される押込み力を雄ねじと雌ねじの圧力側フランクで受けてロッドの後退動を阻止し、上記押込み力がリターンスプリングの押圧力より大きい場合に、その押込み力とリターンスプリングのばね力とが釣り合う位置までロッドを回転させつつ後退動させてチェーンの張力を一定に保つようにしている。

また、チェーンに弛みが生じた場合に、リターンスプリングの押圧力により、ロッドを回転させつつ外方に移動させてチェーンの弛みを吸収するようにしている。
実開平１−４１７５６号公報

ところで、上記従来のオートテンショナのように、鋸歯状雌ねじと鋸歯状雄ねじのねじ係合によってチェーンの振動を抑制する構成のオートテンショナにおいては、摩耗粉等のコンタミネーション（以下、コンタミという）が発生すると、ボデイ内部に封入された潤滑油中に浮遊して雌ねじと雄ねじのねじ係合部に侵入し、そのコンタミの噛み込みによってオートテンショナの挙動に悪影響を及ぼす可能性がある。

また、オートテンショナは揺動可能に支持されたチェーンガイドにロッドの先端を当接させる組付けであるため、その組付け誤差等により、上記ロッド先端面の中心に対する偏心位置がチェーンガイドに当接する組付けになると、チェーンガイドの揺動によってナット部材に軸心を中心としての回転力が負荷されることになる。

ここで、ナット部材に回転力が負荷されると、ナット部材は回転しつつ軸方向に移動することになり、チェーンの緊張時には、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができず、チェーンの張力を一定に保持することができなくなる。

さらに、チェーンガイドは揺動自在の支持であり、そのチェーンガイドの揺動によってチェーンの振動を吸収するため、チェーンガイドに先端が当接されたロッドに傾動させようとする回転モーメントが負荷され、その回転モーメントは雌ねじと雄ねじのねじ係合部に直接作用することになる。

上記のように、ロッドに負荷される回転モーメントが鋸歯状ねじに直接作用すると、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じてロッドが動かなくなるという不都合を発生する可能性がある。

この発明の課題は、鋸歯状ねじの作動によってチェーンの張力を一定に保つようにしたオートテンショナにおいて、コンタミの噛み込みによって挙動が阻害されるのを防止することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、一端開口のシリンダ室を有するハウジングと、そのシリンダ室の開口部内に組込まれて内部に充填された潤滑油の外部への漏洩を防止するオイルシールと、前記シリンダ室内に組込まれたナット部材と、前記オイルシールをスライド自在に貫通し、シリンダ室内に位置する後端部外周にナット部材の内周の雌ねじにねじ係合する雄ねじが形成されたロッド部材と、そのロッド部材に外方向への突出性を付与するリターンスプリングとから成り、前記ナット部材の雌ねじとロッド部材の雄ねじを、ロッド部材が押込まれた際の押込み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い鋸歯状ねじとし、前記シリンダ室の閉塞端に磁性体を設けた構成を採用したのである。

上記の構成から成るオートテンショナにおいては、リターンスプリングによって外方向への突出性が付与されたロッド部材で揺動可能に支持されたチェーンガイドを押圧してチェーンに張力を付与する組付けとする。その組付け状態において、チェーンに弛みが生じると、リターンスプリングの押圧によりロッド部材が前進し、チェーンガイドをチェーンに押し付けてチェーンの弛みを吸収する。

また、チェーンが緊張し、そのチェーンからチェーンガイドを介してロッド部材に押込み力が負荷されると、その押込み力は鋸歯状ねじの圧力側フランクで支持され、プッシュロッドは後退動しない。上記押込み力がリターンスプリングのばね力より大きい場合、その押込み力とばね力とが釣り合う位置までロッド部材は回転しつつ後退動してチェーンの張力を一定に保つ。

上記のようなチェーンの張力調整時、シリンダ室内でコンタミが発生すると、そのコンタミはシリンダ室の閉塞端に設けた磁性体で吸着される。このため、コンタミが雌ねじと雄ねじのねじ係合部に侵入して噛み込むという不都合の発生はなく、オートテンショナの挙動が阻害されたり、摩耗が促進されるのを防止することができる。

ここで、シリンダ室の閉塞端壁にねじ孔を形成し、そのねじ孔にねじ係合したプラグの先端面に磁性体を固定し、あるいは、プラグを磁性体で形成することにより、シリンダ室の閉塞端に磁性体を簡単に設けることができる。

この発明に係るオートテンショナにおいて、ロッド部材は単一のものであってもよいが、ロッド部材が単一のものであると、チェーンガイドが揺動した際、そのチェーンガイドとロッド部材の接触部にずれ動きが生じてロッド部材に傾動させようとする回転モーメントが負荷され、鋸歯状ねじのねじ係合部が噛み込む可能性がある。

そこで、ロッド部材を、リターンスプリングの押圧力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、雄ねじを外周に有するスクリュロッドとに分割し、そのスクリュロッドをナット部材の内部に組込まれたロッドスプリングによりプッシュロッドに向けて付勢すると、チェーンテンショナの揺動によってプッシュロッドに傾動させようとする回転モーメントが負荷されても、スクリュロッドに回転モーメントが負荷されず、雌ねじと雄ねじのねじ係合部が噛み込むのを防止することができる。

上記のように、ロッド部材をプッシュロッドとスクリュロッドに分割したオートテンショナにおいて、プッシュロッドの後端部にシリンダ室の内径面に沿って摺動可能なスライド部材を設けると共に、前記シリンダ室の開口部にプッシュロッドをスライド自在に支持するウェアリングを設けると、プッシュロッドに負荷される回転モーメントは、スライド部材とシリンダ室の嵌合面およびプッシュロッドとウェアリングの嵌合面の２箇所で支持されることになるため、スクリュロッドに回転モーメントが負荷されるのをより確実に防止することができる。

オートテンショナの組付け時、組付け誤差等により、プッシュロッドの先端面中心に対する偏心位置がチェーンガイドと接触する場合がある。このとき、チェーンガイドの揺動によってロッド部材に回転力が負荷されるが、ロッド部材をプッシュロッドとスクリュロッドとに分割することによって、スクリュロッドに回転力が負荷されるのを防止することができる。

このため、スクリュロッドが回転して軸方向に移動するという不都合の発生はなく、チェーンの緊張時に、チェーンの振動を抑制する抵抗力の減少を防止し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができる。

ここで、プッシュロッドの後端面とスクリュロッドの先端面における少なくとも一方を球面とすると、プッシュロッドからスクリュロッドへの回転力の伝達をより確実に防止することができる。

上記のように、シリンダ室の閉塞端に磁性体を設け、その磁性体によってシリンダ室内で発生するコンタミを吸着するようにしたので、雌ねじと雄ねじのねじ係合部にコンタミが侵入して噛み込むのを防止することができ、オートテンショナの挙動が阻害されるのを防止することができる。また、ねじ係合部の摩耗が促進されるのを防止することができ、オートテンショナの寿命の低下を抑制することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、カム軸駆動用チェーンの張力調整装置を示す。図示のように、クランク軸１の端部に取付けられたスプロケット２と、カム軸３の端部に取付けられたスプロケット４間にはチェーン５がかけ渡され、そのチェーン５の弛み側にチェーンガイド６が設けられている。

チェーンガイド６は、その下端部に設けられた軸７を中心として揺動可能とされている。チェーンガイド６の一側方には、そのチェーンガイド６をチェーン５に向けて押圧するオートテンショナ１０が設けられている。

図２に示すように、オートテンショナ１０は円筒状のハウジング１１を有し、そのハウジング１１にはエンジンブロックにボルト止めされる複数の取付片１２が設けられている。

また、ハウジング１１にはチェーンガイド６と対向する一端面で開口するシリンダ室１３が形成され、そのシリンダ室１３の開口端部内にシリンダ室内に充填された潤滑油の外部への漏洩を防止するオイルシール１４が組み込まれている。

さらに、シリンダ室１３内にはナット部材１５が組込まれ、そのナット部材１５の内周に雌ねじ１６が形成されている。また、シリンダ室１３内には、ロッド部材１７と、そのロッド部材１７に外方向への突出性を付与するリターンスプリング１８とが組込まれている。

ロッド部材１７は、プッシュロッド１７ａと、スクリュロッド１７ｂとに分割されている。プッシュロッド１７ａはオイルシール１４をスライド自在に貫通し、シリンダ室１３内に位置する後端部には、シリンダ室１３の内径面に沿って摺動可能なスライド部材１９が設けられ、そのスライド部材１９にリターンスプリング１８の押圧力が負荷されている。

一方、シリンダ室１３の開口部には、オイルシール１４の外端側に上記プッシュロッド１７ａをスライド自在に支持するウェアリング２０が圧入されている。

スクリュロッド１７ｂは、雄ねじ２１を外周に有し、その雄ねじ２１がナット部材１５の雌ねじ１６にねじ係合している。雄ねじ２１と雌ねじ１６のねじ係合部およびスライド部材１９とシリンダ室１３の摺動面間はシリンダ室１３内に封入された潤滑油によって潤滑される。

スクリュロッド１７ｂには、その後端面で開口するスプリング収容孔２２が形成され、そのスプリング収容孔２２内にスプリングシート２３とロッドスプリング２４とが組込まれ、上記ロッドスプリング２４によりスクリュロッド１７ｂはプッシュロッド１７ａに向けて付勢されて先端面に設けられた突軸部２５の先端の球面２５ａがプッシュロッド１７ａの後端面に押し付けられている。

ハウジング１１には、シリンダ室１３の閉塞端壁に上記ロッドスプリング２４より大径のねじ孔２６が設けられ、そのねじ孔２６にねじ込まれたプラグ２７のシリンダ室１３と対向する先端面には円柱状の磁性体２８が固定されている。

ナット部材１５の内周に形成された雌ねじ１６とスクリュロッド１７ｂの外周に形成された雄ねじ２１のねじ山は、スクリュロッド１７ｂが押し込まれた際の押込み力を受ける圧力側フランク２９のフランク角が遊び側フランク３０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ロッドスプリング２４の押圧力によってスクリュロッド１７ｂが回転しつつ軸方向に移動するリード角が設けられている。

実施の形態で示すチェーンの張力調整装置は上記の構造から成り、図２は、オートテンショナ１０のプッシュロッド１７ａがチェーンガイド６を押圧して図１に示すチェーン５に張力を付与するチェーン５の張力調整状態を示す。

上記のようなチェーン５の張力調整状態において、カム軸３の回転によるトルク変動等によりチェーン５が振動し、そのチェーン５の弛み側チェーンに弛みが生じると、リターンスプリング１８の押圧力によりプッシュロッド１７ａが外方に移動してチェーンガイド６を押圧し、その押圧によってチェーン５の弛みが吸収される。

プッシュロッド１７ａが外方向に移動するとき、ロッドスプリング２４の押圧力によりスクリュロッド１７ｂが回転しつつプッシュロッド１７ａに向けて移動して、突軸部２５の先端の球面２５ａがプッシュロッド１７ａの後端面に当接する。

一方、チェーン５の弛み側チェーンの張力が増大し、そのチェーン５からチェーンガイド６を介してプッシュロッド１７ａに押込み力が負荷されると、その押込み力はスクリュロッド１７ｂにも負荷される。このため、ナット部材１５の雌ねじ１６とスクリュロッド１７ｂの雄ねじ２１の圧力側フランク２９が互に密着し、その密着する圧力側フランク２９によって上記押込み力が受けられる。

上記押込み力がリターンスプリング１８の押圧力より強い場合、互に密着する圧力側フランク２９の接触面で滑りが生じ、スクリュロッド１７ｂは上記押込み力とリターンスプリング１８の押圧力とが釣り合う位置までゆっくりと回転しつつ後退してチェーン５の張力を一定に保持する。

このとき、スクリュロッド１７ｂとスプリングシート２３、および、スクリュロッド１７ｂとプッシュロッド１７ａとは点接触であるため、スクリュロッド１７ｂの回転抵抗は小さく、スクリュロッド１７ｂはスムーズに回転し、チェーン５の張力変化にスムーズに追従する。

オートテンショナ１０においては、上記のように、スクリュロッド１７ｂが回転しつつ軸方向に移動してチェーン５の張力を調整するため、雌ねじ１６と雄ねじ２１の接触回転によりねじ係合部が摩耗して、シリンダ室１３内に摩耗粉等のコンタミが発生する場合がある。

このとき、シリンダ室１３の閉塞端には磁性体２８が設けられているため、コンタミはその磁性体２８で吸着されることになる。このため、コンタミが雌ねじ１６と雄ねじ２１のねじ係合部に侵入して噛み込むという不都合の発生はなく、オートテンショナの挙動が阻害されるようなことはない。また、ねじ係合部の摩耗が促進されるようなこともなく、オートテンショナの寿命の低下を抑制することができる。

ここで、オートテンショナ１０の調整力が負荷されるチェーンガイド６は軸７を中心として揺動自在に支持されているため、チェーンガイド６からプッシュロッド１７ａに押込み力が負荷されるとき、プッシュロッド１７ａに傾動させようとする回転モーメントが負荷される。

このとき、プッシュロッド１７ａの後端部に設けられたスライド部材１９はシリンダ室１３の内径面に沿って摺動自在とされ、また、シリンダ室１３の開口部に設けられたウェアリング２０はプッシュロッド１７ａをスライド自在に支持しているため、プッシュロッド１７ａに負荷される回転モーメントは、シリンダ室１３とスライド部材１９の嵌合面、およびプッシュロッド１７ａとウェアリング２０の嵌合面の２箇所で支持されることになる。

このため、スクリュロッド１７ｂに回転モーメントが負荷されることはなく、雌ねじ１６と雄ねじ２１のねじ係合部に噛み込みが生じるという不都合の発生はない。

オートテンショナ１０の組付け時、その取付け誤差等により、プッシュロッド１７ａの先端面中心に対する偏心位置がチェーンガイド６に当接する組付けとされる場合がある。このとき、チェーンガイド６の揺動によってプッシュロッド１７ａに回転力が負荷されることになるが、そのプッシュロッド１７ａとスクリュロッド１７ｂは同軸上の配置であって、スクリュロッド１７ｂの突軸部２５の先端の球面２５ａがプッシュロッド１７ａの後端面に点接触しているため、スクリュロッド１７ｂに上記回転力が負荷されることはない。

このため、スクリュロッド１７ｂが回転して軸方向に移動するという不都合の発生はなく、チェーン５の緊張時に、チェーン５の振動を抑制する鋸歯状ねじ部での摩擦抵抗力の減少を防止し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができる。

なお、図２に示す例においては、プッシュロッド１７ａの後端面を平面とし、その後端面にスクリュロッド１７ｂの突軸部２５の球面２５ａを接触させるようにしたが、突軸部２５の先端面を平面とし、プッシュロッド１７ａの後端に球面を設けるようにしてもよい。

また、実施の形態では、プラグ２７の先端面に磁性体２８を固定したが、プラグ２７を磁性体で形成してもよい。

この発明に係るオートテンショナを採用したチェーンの張力調整装置の概略図 この発明に係るオートテンショナの縦断正面図 プラグの斜視図

符号の説明

１１ ハウジング
１３ シリンダ室
１５ ナット部材
１６ 雌ねじ
１７ ロッド部材
１７ａ プッシュロッド
１７ｂ スクリュロッド
１８ リターンスプリング
１９ スライド部材
２０ ウェアリング
２１ 雄ねじ
２４ ロッドスプリング
２５ａ 球面
２６ ねじ孔
２７ プラグ
２８ 磁性体
２９ 圧力側フランク
３０ 遊び側フランク

Claims (6)

1. 一端開口のシリンダ室を有するハウジングと、そのシリンダ室の開口部内に組込まれて内部に充填された潤滑油の外部への漏洩を防止するオイルシールと、前記シリンダ室内に組込まれたナット部材と、前記オイルシールをスライド自在に貫通し、シリンダ室内に位置する後端部外周にナット部材の内周の雌ねじにねじ係合する雄ねじが形成されたロッド部材と、そのロッド部材に外方向への突出性を付与するリターンスプリングとから成り、前記ナット部材の雌ねじとロッド部材の雄ねじを、ロッド部材が押込まれた際の押込み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い鋸歯状ねじとし、前記シリンダ室の閉塞端に磁性体を設けたオートテンショナ。
2. 前記ロッド部材を、前記リターンスプリングの押圧力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、雄ねじを外周に有するスクリュロッドとに分割し、そのスクリュロッドをナット部材の内部に組込まれたロッドスプリングによりプッシュロッドに向けて付勢した請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記プッシュロッドのシリンダ室内に位置する後端部にシリンダ室の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材を設け、前記シリンダ室の開口部にプッシュロッドをスライド自在に支持するウェアリングを設けた請求項２に記載のオートテンショナ。
4. 前記プッシュロッドの後端面とスクリュロッドの先端面における一方を球面とした請求項２又は３に記載のオートテンショナ。
5. 前記シリンダ室の閉塞端壁にねじ孔を形成し、そのねじ孔にねじ係合されたプラグのシリンダ室内と対向する先端面に磁性体を固定した請求項１乃至４のいずれか１項に記載のオートテンショナ。
6. 前記シリンダ室の閉塞端壁にねじ孔を形成し、そのねじ孔に磁性体から成るプラグをねじ係合した請求項１乃至４のいずれか１項に記載のオートテンショナ。

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