JP2008286227A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】チェーンの弛みを吸収するときのロッドの移動速度が大きく、チェーンのばたつきを効果的に抑えることが可能なオートテンショナを提供する。
【解決手段】一端が開放した有底のシリンダ９内にナット部材１９を設け、そのナット部材１９の内周に形成された雌ねじ２０にねじ係合する雄ねじ１８を外周に有するロッド１０を設け、そのロッド１０のシリンダ９からの突出部分に転がり軸受１５を装着し、その転がり軸受１５で回転可能に支持したばね座１６を、シリンダ９の外周を囲むように設けたリターンスプリング１７で、ロッド１０がシリンダ９から突出する方向に付勢し、そのばね座１６でチェーン６またはベルトを押圧するようにした構成をオートテンショナに採用する。
【選択図】図２

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やタイミングベルトの張力保持に用いられるオートテンショナに関する。

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又はタイミングベルト（以下、タイミングチェーンを例に挙げて説明する）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オートテンショナとからなる張力調整装置が多く用いられる。

この張力調整装置に組み込まれるオートテンショナとして、一端が開放した有底のシリンダ内にナット部材を設け、そのナット部材の内周に形成された雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するロッドを設け、そのロッドのシリンダ内への挿入端にばね収容凹部を形成し、そのばね収容凹部内に組み込んだリターンスプリングで、前記ロッドをシリンダから突出する方向に付勢し、そのロッドのシリンダからの突出端でチェーンを押圧するようにしたものが知られている（特許文献１）。

このオートテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、ロッドがシリンダ内に押し込まれる方向（以下、「押し込み方向」という）に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、ロッドは、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前進と後退を繰り返しながら、ナット部材に対して回転する。

一方、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力によって、ロッドがシリンダから突出する方向（以下、「突出方向」という）に移動し、チェーンの弛みを吸収する。

また、エンジン停止時は、チェーンが振動しないので、軸方向の力を受けてもロッドが回転せず、ロッドの位置が固定される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーンの弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
実開平１−４１７５６号公報

しかし、このオートテンショナは、ロッドのばね収容凹部内にリターンスプリングを組み込んでいるので、リターンスプリングの直径が小さく、リターンスプリングのばね力を大きく設定することができない。そのため、このオートテンショナは、チェーンの弛みを吸収するときのロッドの移動速度が小さく、チェーンのばたつきを効果的に抑えることができない場合があった。

この発明が解決しようとする課題は、チェーンの弛みを吸収するときのロッドの移動速度が大きく、チェーンのばたつきを効果的に抑えることが可能なオートテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するため、ロッドのシリンダからの突出部分に転がり軸受を装着し、その転がり軸受で回転可能に支持したばね座を、前記シリンダの外周を囲むように設けたリターンスプリングで、ロッドがシリンダから突出する方向に付勢し、そのばね座でチェーンまたはベルトを押圧するようにした。このオートテンショナは、リターンスプリングのばね力が、転がり軸受を介してロッドに伝達するので、ロッドの回転がリターンスプリングに伝達せず、ロッドが円滑に回転する。

このオートテンショナは、前記ロッドのシリンダ内への挿入部分に第２転がり軸受を装着し、その第２転がり軸受を前記シリンダの内周で軸方向にスライド可能に支持し、その第２転がり軸受を、前記ロッドの外周と前記シリンダの内周との間に設けた第２リターンスプリングで、前記ロッドがシリンダから突出する方向に付勢すると好ましい。さらに、前記シリンダの開放端内周にウエアリングを固定し、そのウエアリングの内周で前記ロッドをスライド可能に支持するとより好ましい。

また、このオートテンショナは、次の構成を加えることができる。
１）前記雌ねじと前記雄ねじを、前記ロッドをシリンダ内に押し込む方向の力が作用したときに圧力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も大きくなるように形成する。
２）前記シリンダ内に潤滑油を密封する。
３）前記ロッドのシリンダ内への挿入端にばね収容凹部を形成し、そのばね収容凹部内に組み込んだアシストスプリングで、前記ロッドをシリンダから突出する方向に付勢する。

この発明のオートテンショナは、シリンダの外周を囲むようにリターンスプリングを設けているので、リターンスプリングの直径が大きく、リターンスプリングのばね力を大きく設定することができる。そのため、この発明のオートテンショナは、チェーンの弛みを吸収するときのロッドの移動速度が大きく、チェーンのばたつきを効果的に抑えることができる。

また、前記ロッドのシリンダ内への挿入部分に装着した第２転がり軸受を、前記ロッドの外周と前記シリンダの内周との間に設けた第２リターンスプリングで、前記ロッドがシリンダから突出する方向に付勢するようにしたものは、チェーンの弛みを吸収するときのロッドの移動速度がより大きく、チェーンのばたつきをより効果的に抑えることができる。

さらに、前記シリンダの開放端内周にウエアリングを固定し、そのウエアリングの内周で前記ロッドをスライド可能に支持したものは、ロッドが、軸方向に離れた２点で支持されるので、ロッドのシリンダからの突出端に斜め方向の力が作用した場合にも、ロッドの中心がナット部材の中心からずれにくく、ロッドが円滑に回転する。

また、前記雌ねじと前記雄ねじを、前記ロッドをシリンダ内に押し込む方向の力が作用したときに圧力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も大きくなるように形成したものは、チェーンが緊張したときは、ロッドがシリンダ内に必要以上に押し込まれるのを防止することができ、チェーンが弛んだときは、その弛みを速やかに吸収することができる。

また、前記シリンダ内に潤滑油を密封したものは、その潤滑油によって、ロッドの外周の雄ねじと、ナット部材の内周の雌ねじとの間が潤滑されるので、ロッドが円滑に回転する。

また、前記ロッドのシリンダ内への挿入端にばね収容凹部を形成し、そのばね収容凹部内に組み込んだアシストスプリングで、前記ロッドをシリンダから突出する方向に付勢したものは、アシストスプリングによってもロッドが付勢されるので、チェーンの弛みを吸収するときのロッドの移動速度がより大きく、チェーンのばたつきをより効果的に抑えることができる。

図１に、この発明の実施形態のオートテンショナ１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２に固定されたスプロケット３と、カムシャフト４，４に固定されたスプロケット５，５とがチェーン６を介して連結されており、そのチェーン６がクランクシャフト２の回転をカムシャフト４に伝達し、そのカムシャフト４の回転により燃焼室のバルブの開閉を行なう。

チェーン６は、支点軸７を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド８を介して、オートテンショナ１で押圧されている。

オートテンショナ１は、図２に示すように、一端が開放した有底のシリンダ９と、そのシリンダ９内に挿入されたロッド１０とを有する。シリンダ９は、エンジンカバー１１のテンショナ取り付け孔１２に、エンジンカバー１１内に開放端を向けた姿勢で挿入されており、シリンダ９と一体に設けたフランジ部１３が、図１に示すように、エンジンカバー１１の外面にボルト１４で固定されている。ロッド１０は、シリンダ９の開放端から一端が突出した状態でシリンダ９内に挿入されている。

ロッド１０は、図２に示すように、シリンダ９からの突出端外周に、転がり軸受１５が装着されており、その転がり軸受１５で、ばね座１６が回転可能に支持されている。ばね座１６とフランジ部１３の間には、シリンダ９の外周を囲むようにリターンスプリング１７が組み込まれている。リターンスプリング１７は、ロッド１０がシリンダ９から突出する方向にばね座１６を付勢しており、ばね座１６の端面がチェーンガイド８に当接している。

ロッド１０は、シリンダ９内への挿入端外周に、雄ねじ１８が形成されている。雄ねじ１８は、シリンダ９内に同軸に設けられたナット部材１９の内周の雌ねじ２０にねじ係合している。雄ねじ１８と雌ねじ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ており、ロッド１０をシリンダ９内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク２１のフランク角が、遊び側フランク２２のフランク角よりも大きくなっている。

また、ロッド１０は、シリンダ９内への挿入部分に、第２転がり軸受２３が装着されている。第２転がり軸受２３は、内輪２４が止め輪２５でロッド１０の外周に軸方向に固定されるとともに、外輪２６が、シリンダ９の内周で軸方向にスライド可能に支持されている。

外輪２６は、ロッド１０の外周とシリンダ９の内周との間に組み込まれた第２リターンスプリング２７で押圧されており、その押圧によって、ロッド１０がシリンダ９から突出する方向に、第２転がり軸受２３が付勢されている。第２リターンスプリング２７は、ナット部材１９の外周に形成された段部２８で支持されている。

シリンダ９の開放端内周には、ロッド１０を摺動可能に貫通させるリング状のオイルシール２９が組み込まれており、このオイルシール２９によって、シリンダ９内に潤滑油が密封され、その潤滑油によって、ロッド１０の雄ねじ１８と、ナット部材１９の雌ねじ２０との間を潤滑している。また、ロッド１０は、シリンダ９の開放端内周に固定されたウエアリング３０の内周でスライド可能に支持されている。

次に、このオートテンショナ１の動作例を説明する。

エンジン作動中にチェーン６の張力が大きくなると、そのチェーン６の張力によって、ロッド１０が押し込み方向に移動し、チェーン６の緊張を吸収する。このとき、ロッド１０は、チェーン６の振動により、雌ねじ２０と雄ねじ１８の隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、ナット部材１９に対して回転する。

一方、エンジン作動中にチェーン６の張力が小さくなると、リターンスプリング１７と第２リターンスプリング２７の付勢力によって、ロッド１０が突出方向に移動し、チェーン６の弛みを吸収する。このとき、ロッド１０がばね座１６に対して回転するが、ばね座１６が転がり軸受１５で支持されているので、ロッド１０の回転がリターンスプリング１７に伝達しない。また、ロッド１０が第２転がり軸受２３で支持されているので、ロッド１０の回転が第２リターンスプリング２７に伝達しない。そのため、ロッド１０の回転抵抗が小さく、ロッド１０が円滑に回転する。

また、エンジン停止時は、チェーン６が振動しないので、軸方向の力を受けてもロッド１０が回転せず、ロッド１０の位置が固定される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーン６の弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。

このオートテンショナ１は、シリンダ９の外周を囲むようにリターンスプリング１７を設けているので、リターンスプリング１７の直径が大きく、リターンスプリング１７のばね力を大きく設定することができる。そのため、チェーン６の弛みを吸収するときのロッド１０の移動速度が大きく、チェーン６のばたつきを効果的に抑えることができる。

さらに、このオートテンショナ１は、リターンスプリング１７に加えて、第２リターンスプリング２７でもロッド１０を付勢するので、チェーン６の弛みを吸収するときのロッド１０の移動速度がより大きく、チェーン６のばたつきをより効果的に抑えることができる。

また、このオートテンショナ１は、雌ねじ２０と雄ねじ１８を、圧力側フランク２１のフランク角が、遊び側フランク２２のフランク角よりも大きくなるように形成しているので、チェーン６が緊張したときは、ロッド１０がシリンダ９内に必要以上に押し込まれるのを防止することができ、チェーン６が弛んだときは、その弛みを速やかに吸収することができる。

また、このオートテンショナ１は、シリンダ９の内周を軸方向にスライド可能に設けた第２転がり軸受２３と、シリンダ９の開放端内周に固定したウエアリング３０とが、ロッド１０を、軸方向に離れた２点で支持しているので、ロッド１０のシリンダ９からの突出端に斜め方向の力が作用した場合にも、ロッド１０の中心がナット部材１９の中心からずれにくく、ロッド１０が円滑に回転する。

上記実施形態では、リターンスプリング１７と第２リターンスプリング２７でロッド１０を付勢しているが、図３に示すように、ロッド１０のシリンダ９内への挿入端に形成したばね収容凹部３１内に、アシストスプリング３２とスプリングシート３３を組み込み、そのアシストスプリング３２によっても、ロッド１０をシリンダ９から突出する方向に付勢してもよい。このようにすると、アシストスプリング３２によってもロッド１０が付勢されるので、チェーン６の弛みを吸収するときのロッド１０の移動速度がより大きく、チェーン６のばたつきをより効果的に抑えることができる。

この発明の実施形態のオートテンショナを組み込んだチェーン伝導装置を示す正面図 図１に示すオートテンショナの拡大断面図 図２のオートテンショナの変形例を示すナット部材近傍の拡大断面図

符号の説明

１ オートテンショナ
９ シリンダ
１０ ロッド
１５ 転がり軸受
１６ ばね座
１７ リターンスプリング
１８ 雄ねじ
１９ ナット部材
２０ 雌ねじ
２１ 圧力側フランク
２２ 遊び側フランク
２３ 第２転がり軸受
２７ 第２リターンスプリング
３０ ウエアリング
３１ ばね収容凹部
３２ アシストスプリング

Claims (6)

1. 一端が開放した有底のシリンダ（９）内にナット部材（１９）を設け、そのナット部材（１９）の内周に形成された雌ねじ（２０）にねじ係合する雄ねじ（１８）を外周に有するロッド（１０）を設け、そのロッド（１０）のシリンダ（９）からの突出部分に転がり軸受（１５）を装着し、その転がり軸受（１５）で回転可能に支持したばね座（１６）を、前記シリンダ（９）の外周を囲むように設けたリターンスプリング（１７）で、ロッド（１０）がシリンダ（９）から突出する方向に付勢し、そのばね座（１６）でチェーン（６）またはベルトを押圧するようにしたオートテンショナ。
2. 前記ロッド（１０）のシリンダ（９）内への挿入部分に第２転がり軸受（２３）を装着し、その第２転がり軸受（２３）を前記シリンダ（９）の内周で軸方向にスライド可能に支持し、その第２転がり軸受（２３）を、前記ロッド（１０）の外周と前記シリンダ（９）の内周との間に設けた第２リターンスプリング（２７）で、前記ロッド（１０）がシリンダ（９）から突出する方向に付勢した請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記シリンダ（９）の開放端内周にウエアリング（３０）を固定し、そのウエアリング（３０）の内周で前記ロッド（１０）をスライド可能に支持した請求項２に記載のオートテンショナ。
4. 前記雌ねじ（２０）と前記雄ねじ（１８）を、前記ロッド（１０）をシリンダ（９）内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク（２１）のフランク角が、遊び側フランク（２２）のフランク角よりも大きくなるように形成した請求項１から３のいずれかに記載のオートテンショナ。
5. 前記シリンダ（９）内に潤滑油を密封した請求項１から４のいずれかに記載のオートテンショナ。
6. 前記ロッド（１０）のシリンダ（９）内への挿入端にばね収容凹部（３１）を形成し、そのばね収容凹部（３１）内に組み込んだアシストスプリング（３２）で、前記ロッド（１０）をシリンダ（９）から突出する方向に付勢した請求項１から５のいずれかに記載のオートテンショナ。

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