JP2009079604A - チェーンテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低いチェーンテンショナを提供する。
【解決手段】シリンダ１１内にプランジャ１４を摺動可能に挿入してシリンダ１１内に圧力室１５を形成し、給油通路１６をシリンダ１１に設け、その給油通路１６の圧力室１５側の端部にチェックバルブ１７を設け、プランジャ１４とシリンダ１１の摺動面間にリーク隙間１８を形成し、圧力室１５内に組み込んだリターンスプリング２８でプランジャ１４をシリンダ１１から突出する方向に付勢し、そのプランジャ１４でチェーン６を押圧するようにしたチェーンテンショナ１において、プランジャ１４のシリンダ１１からの突出端面から圧力室１５に至る貫通孔３１をプランジャ１４に設け、その貫通孔３１に、外周に雄ねじ３３を有するプラグ３２を圧入して貫通孔３１の内周とプラグ３２の外周との間に螺旋状のエア抜き通路３４を形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車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。

自動車のエンジンは、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チェーンに向けて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。

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、一端が開放した有底筒状のシリンダ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ内に圧力室を形成し、シリンダ外部から圧力室に連通する給油通路を前記シリンダに設け、その給油通路の圧力室側の端部に、シリンダ外部から圧力室内への作動油の流れのみを許容するチェックバルブを設け、前記プランジャと前記シリンダの摺動面間にリーク隙間を形成し、前記圧力室内に組み込んだリターンスプリングでプランジャをシリンダから突出する方向に付勢し、そのプランジャでチェーンガイドを押圧するようにしたものが知られている。

このチェーンテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、給油通路を通じて圧力室に供給される作動油の圧力と、リターンスプリングのばね力によって、プランジャ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。このとき、給油通路を通じて圧力室内に作動油が供給され、プランジャは速やかに移動する。

一方、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、プランジャ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、圧力室内の作動油は、プランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間を通じてエンジンルームに流出し、その作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、プランジャはゆっくりと移動する。

このようなチェーンテンショナにおいて、給油通路を通じて供給される作動油に空気が混入したり、作動油の圧力変動によって圧力室内の作動油に空気が析出したりすると、チェーンの張力が大きくなったときに、その気泡が圧縮することによってプランジャが移動するので、チェーンテンショナのダンパ作用が低下する。

そこで、圧力室内の空気を排出するため、プランジャのシリンダからの突出端面から圧力室に至るねじ孔をプランジャに設け、そのねじ孔に、外周に円筒面を有するプラグを圧入してねじ孔の内周とプラグの外周との間に螺旋状のエア抜き通路を形成し、そのエア抜き通路を通じて、圧力室内の空気をシリンダ外部に排出するようにしたものが知られている（特許文献１）。
特許第３６３５１９８号公報

ところで、上記チェーンテンショナは、プランジャのシリンダからの突出端面から圧力室に至るねじ孔を形成する必要があり、このねじ孔の内周の雌ねじは、切削加工により形成するので、製造コストが高い。また、上記チェーンテンショナは、雌ねじにバリが生じることがあり、そのバリがエア抜き通路に入り込むと、エア抜き通路の流路抵抗にばらつきが生じ、圧力室からの空気排出性能が不安定となるおそれがあった。

この発明が解決しようとする課題は、製造コストの低いチェーン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、前記プランジャのシリンダからの突出端面から前記圧力室に至る貫通孔を前記プランジャに設け、その貫通孔に、外周に雄ねじを有するプラグを圧入して貫通孔の内周とプラグの外周との間に螺旋状のエア抜き通路を形成した。

前記プラグの外周の雄ねじは、例えば、圧造または転造で形成することができ、この場合、前記プラグはアルミ合金で形成することができる。また、前記プラグは、樹脂成形で形成することもでき、この場合、前記プラグはフェノール樹脂で形成することができる。

また、前記プラグの外周の雄ねじは、多条ねじとすることができる。

この発明のチェーンテンショナは、螺旋状のエア抜き通路を形成するためのねじが雄ねじなので、ねじ山の形成を簡易な方法で行なうことができ、低コストである。

また、前記プラグの外周の雄ねじを圧造または転造で形成したものは、雄ねじの形成時にプラグの外周の組織が切断されないため、プラグの外周にバリが生じにくい。そのため、エア抜き通路へのバリの混入が生じにくく、圧力室からの空気排出性能が安定する。

さらに、前記プラグがアルミ合金からなるものは、プラグの外周のねじ山の高さにばらつきがある場合にも、プラグを貫通孔に圧入するときに、プラグの外周のねじ山の頂点が塑性変形して貫通孔の内周に密着する。そのため、圧造または転造でねじ山を形成した後に、ねじ山の精度を高めるための追加工が不要であり、低コストである。

また、前記プラグを樹脂の射出成形で形成したものも、プラグの外周の雄ねじを圧造または転造で形成したものと同様、プラグの外周にバリが生じにくい。そのため、エア抜き通路へのバリの混入が生じにくく、圧力室からの空気排出性能が安定する。

さらに、前記プラグがフェノール樹脂からなるものは、周囲温度が上昇したときにプランジャとプラグの間に熱膨張差が生じにくい。そのため、高温時にもエア抜き通路の断面積が変化しにくく、安定した空気排出性能を確保することができる。

また、前記プラグの外周の雄ねじを多条ねじとしたものは、貫通孔の内周とプラグの外周との間に複数のエア抜き通路が形成されるので、そのエア抜き通路のうち、いずれかのエア抜き通路に詰まりを生じた場合にも、他のエア抜き通路を通じて圧力室内の空気を確実に排出することができる。

図１に、この発明の実施形態のチェーンテンショナ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に固定されたスプロケット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（図示せず）の開閉を行なう。スプロケット３、スプロケット５、チェーン６は、エンジンカバー７内のエンジンルームに収容されている。

また、エンジンカバー７内には、支点軸８を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド９が設けられ、エンジンカバー７には、チェーンガイド９を介してチェーン６を押圧するチェーンテンショナ１が、先端を斜め上向きにした姿勢で取り付けられている。

チェーンテンショナ１は、エンジンカバー７に形成したテンショナ取付け孔１０に嵌め込まれるシリンダ１１を有し、シリンダ１１の外周に一体に形成されたフランジ部１２が、エンジンカバー７の外面にボルト１３で固定されている。

シリンダ１１は、図２に示すように、エンジンカバー７内に向けて一端が開放した有底筒状に形成されており、シリンダ１１内には、鋼製のプランジャ１４が軸方向に摺動可能に挿入され、このプランジャ１４によって、シリンダ１１内に圧力室１５が形成されている。

シリンダ１１には、シリンダ１１の外部から圧力室１５に連通する給油通路１６が形成されている。給油通路１６は、給油ポンプ（図示せず）に接続されており、給油ポンプから送り出された作動油を、圧力室１５内に導入するようになっている。給油通路１６の圧力室１５側の端部には、シリンダ１１の外部から圧力室１５内へのオイルの流れのみを許容するチェックバルブ１７が設けられている。

プランジャ１４とシリンダ１１の摺動面間には、微小なリーク隙間１８が形成されており、そのリーク隙間１８を通じて、圧力室１５内の作動油がエンジンルームにリークするようになっている。

シリンダ１１のフランジ部１２には、圧力室１５から、フランジ部１２の内部を通って、フランジ部１２のエンジンカバー７に対する接触面に至る通路１９が形成されており、通路１９は、フランジ部１２とエンジンカバー７の接触面間に設けられた通路２０と、シリンダ１１とテンショナ取付け孔１０の嵌合面間に設けられた通路２１とを順に介してエンジンルームに連通している。また、通路１９の途中には、圧力室１５内の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに開くリリーフバルブ２２が組み込まれている。

プランジャ１４のシリンダ１１内への挿入端は筒状に形成されており、その挿入端内周に雌ねじ２３が形成されている。また、圧力室１５内には、プランジャ１４の雌ねじ２３にねじ係合する雄ねじ２４を外周に形成したスクリュロッド２５が組み込まれている。

雄ねじ２４と雌ねじ２３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、プランジャ１４をシリンダ１１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２６のフランク角が、遊び側フランク２７のフランク角よりも大きくなっている。

プランジャ１４とスクリュロッド２５の間には、リターンスプリング２８が組み込まれている。リターンスプリング２８は、一端がスクリュロッド２５で支持され、他端がスプリングシート２９を介してプランジャ１４を押圧しており、その押圧によって、プランジャ１４を、シリンダ１１から突出する方向に付勢している。また、圧力室１５内には、リターンスプリング２８のばね力を補助するアシストスプリング３０が組み込まれている。プランジャ１４は、シリンダ１１からの突出端が、チェーンガイド９に当接している。

プランジャ１４のシリンダ１１からの突出部分には、プランジャ１４のシリンダ１１からの突出端面から圧力室１５に至る貫通孔３１が形成され、その貫通孔３１に、アルミ合金製のプラグ３２が圧入されている。プラグ３２の外周には、図３に示すように、三角ねじからなる雄ねじ３３が転造によって形成されており、プラグ３２の外周の雄ねじ３３と貫通孔３１の内周の円筒面との間に、螺旋状のエア抜き通路３４が形成されている。

次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。

エンジン作動中にチェーン６の張力が小さくなると、給油通路１６を通じて圧力室１５に供給される作動油の圧力と、リターンスプリング２８のばね力とによって、プランジャ１４がシリンダ１１から突出する方向に移動し、チェーン６の弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ１７が開き、給油通路１６を通じて圧力室１５内に作動油が供給されるので、プランジャ１４は速やかに移動する。

一方、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、プランジャ１４がシリンダ１１内に押し込まれる方向に移動し、チェーン６の緊張を吸収する。このとき、プランジャ１４は、チェーン６の振動により、スクリュロッド２５に対して回転しながら軸方向に移動する。また、チェックバルブ１７が閉じて、圧力室１５内の作動油がリーク隙間１８を通ってエンジンルームに流出し、ダンパ作用が生じるので、プランジャ１４はゆっくりと移動する。

また、チェーン６の張力が急激に大きくなると、圧力室１５内の圧力が上昇してリリーフバルブ２２が開く。これにより、圧力室１５内の作動油が通路１９，２０，２１を順に通ってエンジンルームに逃げ、チェーン６の張力が過大となるのを防止する。

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プランジャ１４が回転せず、プランジャ１４の位置が固定される。そのため、エンジン停止時に、カムシャフト４に接続したカム（図示せず）の停止位置によって、プランジャ１４に作用する押し込み方向の力が大きくなった場合にも、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。

このチェーンテンショナ１は、エンジン始動時に給油通路１６を通じて供給される作動油に空気が混入したり、エンジン作動中に作動油の圧力変動によって圧力室１５内の作動油に空気が析出したりすると、その空気が、エア抜き通路３４を通ってエンジンルームに排出される。そのため、圧力室１５内の空気によるダンパ作用の低下が生じにくい。

このチェーンテンショナ１は、螺旋状のエア抜き通路３４を形成するためのねじが雄ねじ３３なので、ねじ山の形成を転造で行なうことができ、低コストである。

また、このチェーンテンショナ１は、転造による雄ねじ３３の形成時にプラグ３２の外周の組織が切断されず、プラグ３２の外周にバリが生じにくい。そのため、エア抜き通路３４へのバリの混入が生じにくく、圧力室１５からの空気排出性能が安定している。

また、このチェーンテンショナ１は、プラグ３２がアルミ合金からなるので、プラグ３２の外周のねじ山の高さにばらつきがある場合にも、プラグ３２を貫通孔３１に圧入するときに、プラグ３２の外周のねじ山の頂点が塑性変形して貫通孔３１の内周に密着する。そのため、転造でねじ山を形成した後に、ねじ山の精度を高めるための追加工（研磨など）が不要であり、低コストである。

上記実施形態では、プラグ３２の外周の雄ねじ３３を転造で形成したが、雄ねじ３３は、圧造によって形成してもよい。

また、プラグ３２を樹脂の射出成形で形成して、その成形によってプラグ３２の外周の雄ねじ３３を形成してもよい。このようにしても、プラグ３２の外周の雄ねじ３３を圧造または転造で形成したものと同様、プラグ３２の外周にバリが生じにくいので、エア抜き通路３４へのバリの混入が生じにくく、圧力室１５からの空気排出性能が安定する。この場合、プラグ３２を形成する樹脂は、フェノール樹脂を用いると好ましい。このようにすると、周囲温度が上昇したときに、プランジャ１４とプラグ３２の間に熱膨張差が生じにくいので、高温時にもエア抜き通路３４の断面積が変化しにくく、安定した空気排出性能を確保することができる。

また、プラグ３２の外周の雄ねじ３３は、多条ねじとすることができる。このようにすると、貫通孔３１の内周とプラグ３２の外周との間に複数のエア抜き通路３４が形成されるので、そのエア抜き通路３４のうち、いずれかのエア抜き通路３４に詰まりを生じた場合にも、他のエア抜き通路３４を通じて、圧力室１５内の空気を確実に排出することができる。

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正面図 図１に示すチェーンテンショナの拡大断面図 図２に示すプランジャのシリンダからの突出端近傍の拡大断面図

符号の説明

１ チェーンテンショナ
６ チェーン
１１ シリンダ
１４ プランジャ
１５ 圧力室
１６ 給油通路
１７ チェックバルブ
１８ リーク隙間
２８ リターンスプリング
３１ 貫通孔
３２ プラグ
３３ 雄ねじ
３４ エア抜き通路

Claims (6)

1. 一端が開放した有底筒状のシリンダ（１１）内にプランジャ（１４）を軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ（１１）内に圧力室（１５）を形成し、シリンダ（１１）外部から前記圧力室（１５）に連通する給油通路（１６）を前記シリンダ（１１）に設け、その給油通路（１６）の圧力室（１５）側の端部に、シリンダ（１１）外部から前記圧力室（１５）内への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（１７）を設け、前記プランジャ（１４）と前記シリンダ（１１）の摺動面間にリーク隙間（１８）を形成し、前記圧力室（１５）内に組み込んだリターンスプリング（２８）で前記プランジャ（１４）をシリンダ（１１）から突出する方向に付勢し、そのプランジャ（１４）でチェーン（６）を押圧するようにしたチェーンテンショナ（１）において、前記プランジャ（１４）のシリンダ（１１）からの突出端面から前記圧力室（１５）に至る貫通孔（３１）を前記プランジャ（１４）に設け、その貫通孔（３１）に、外周に雄ねじ（３３）を有するプラグ（３２）を圧入して貫通孔（３１）の内周とプラグ（３２）の外周との間に螺旋状のエア抜き通路（３４）を形成したことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記プラグ（３２）の外周の雄ねじ（３３）を、圧造または転造で形成した請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記プラグ（３２）がアルミ合金からなる請求項２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記プラグ（３２）を樹脂成形で形成した請求項１に記載のチェーンテンショナ。
5. 前記プラグ（３２）がフェノール樹脂からなる請求項４に記載のチェーンテンショナ。
6. 前記プラグ（３２）の外周の雄ねじ（３３）を、多条ねじとしたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のチェーンテンショナ。

Images