JP2009156281A - Chain tensioner - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a chain tensioner used for maintaining tension of a timing chain that drives a camshaft of an automobile engine.
自動車のエンジンは、一般に、クランクシャフトの回転を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。 In general, an engine of an automobile transmits rotation of a crankshaft to a camshaft via a timing chain, and opens and closes a valve of a combustion chamber by the rotation of the camshaft. Here, in order to keep the chain tension within an appropriate range, a tension adjusting device consisting of a chain guide that can be swung around a fulcrum shaft and a chain tensioner that presses the chain guide toward the chain 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、一端が開口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、前記プランジャをシリンダ内への挿入端が開口した有底筒状とし、そのプランジャの内周に設けた雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するスクリュロッドを前記シリンダ内に設け、そのスクリュロッドのプランジャからの突出端を前記シリンダの底に設けたロッドシートに接触させ、そのスクリュロッドと前記プランジャの間に組み込んだリターンスプリングで前記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を押圧するようにしたものが知られている(特許文献1)。 As a chain tensioner incorporated in the tension adjusting device, a plunger is slidably inserted in a cylinder with a bottom having an opening at one end in an axial direction, and the plunger is inserted with an opening at the insertion end into the cylinder. A rod seat in which a screw rod having a male screw on its outer periphery that engages with a female screw provided on the inner periphery of the plunger is provided in the cylinder, and a protruding end of the screw rod from the plunger is provided on the bottom of the cylinder The plunger is urged in a direction protruding from the cylinder by a return spring incorporated between the screw rod and the plunger, and the chain is pressed by the plunger (Patent Document). 1).
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、スクリュロッドは、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、プランジャに対して回転する。 When the chain tension increases during engine operation, the chain tensioner moves in a direction in which the plunger is pushed into the cylinder (hereinafter referred to as “push-in direction”) due to the chain tension, and absorbs the chain tension. At this time, the screw rod rotates with respect to the plunger while repeating forward and backward movements within the gap between the female screw and the male screw due to the vibration of the chain.
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、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。 On the other hand, when the tension of the chain is reduced during engine operation, the plunger moves in a direction protruding from the cylinder (hereinafter referred to as “protruding direction”) by the urging force of the return spring, and absorbs the slackness of the chain.
また、エンジン停止時は、カムの停止位置によってチェーンの力が大きくなっても、チェーンが振動しないので、プランジャの雌ねじがスクリュロッドの雄ねじで受け止められ、プランジャ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。
ところで、このチェーンテンショナは、スクリュロッドのプランジャからの突出端がロッドシートに接触しているので、スクリュロッドが回転したときに、スクリュロッドのロッドシートに対する接触部分が摩耗する。この摩耗が進行すると、ロッドシートとの摩擦によってスクリュロッドの回転抵抗が増加し、その結果、エンジン作動中、チェーンの張力が大きくなったときにスクリュロッドが円滑に回転しなくなるおそれがあった。 By the way, in this chain tensioner, since the protruding end of the plunger of the screw rod is in contact with the rod sheet, when the screw rod rotates, the contact portion of the screw rod with respect to the rod sheet is worn. As this wear progresses, the rotational resistance of the screw rod increases due to friction with the rod sheet. As a result, there is a risk that the screw rod will not rotate smoothly when the chain tension increases during engine operation.
この発明が解決しようとする課題は、スクリュロッドのロッドシートに対する接触部分が摩耗しにくい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 in which a contact portion of a screw rod with respect to a rod sheet is not easily worn.
上記の課題を解決するため、前記スクリュロッドを、前記雄ねじを外周に有する筒部材と、その筒部材よりも硬度が高く、前記筒部材の一端に固定されたキャップ部材とで構成し、そのキャップ部材が前記ロッドシートに接触するようにした。 In order to solve the above-mentioned problem, the screw rod is composed of a cylindrical member having the male screw on the outer periphery, and a cap member having a hardness higher than that of the cylindrical member and fixed to one end of the cylindrical member. The member was made to contact the rod sheet.
前記キャップ部材の固定は、前記キャップ部材を前記筒部材の一端に圧入することにより行なってもよいが、前記キャップ部材を前記筒部材の一端に嵌め込むとともに、その筒部材とキャップ部材の嵌合面を固相溶接することにより、前記キャップ部材の固定を行なうと好ましい。 The cap member may be fixed by press-fitting the cap member into one end of the cylindrical member. The cap member is fitted into one end of the cylindrical member, and the cylindrical member and the cap member are fitted together. Preferably, the cap member is fixed by solid phase welding of the surfaces.
また、前記キャップ部材は、ショットピーニングを施すことにより硬度を高めてもよく、キャップ部材の表面に、セラミック皮膜や、窒化化合物層、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、酸化皮膜を形成することによって硬度を高めてもよい。 The cap member may be increased in hardness by shot peening. The cap member may be increased in hardness by forming a ceramic film, a nitride compound layer, a diamond-like carbon film, or an oxide film on the surface of the cap member. Also good.
また、前記キャップ部材の硬度は786HV以上とすると、キャップ部材の耐久性を確保することができ、前記キャップ部材の表面粗さをRa1.6以下とすると、スクリュロッドの回転抵抗を小さく抑えることができる。 Further, when the hardness of the cap member is 786 HV or more, the durability of the cap member can be ensured, and when the surface roughness of the cap member is Ra 1.6 or less, the rotational resistance of the screw rod can be kept small. it can.
この発明のチェーンテンショナは、スクリュロッドを構成する部材のうち、ロッドシートに接触するキャップ部材の硬度が筒部材の硬度よりも高いので、スクリュロッドのロッドシートに対する接触部分が摩耗しにくく、耐久性に優れる。そのため、ロッドシートに対する接触部分の摩耗によるスクリュロッドの回転抵抗の増加が生じにくい。 Since the hardness of the cap member that contacts the rod sheet is higher than the hardness of the cylindrical member among the members constituting the screw rod, the chain tensioner of the present invention is less likely to wear the contact portion of the screw rod with respect to the rod sheet. Excellent. Therefore, an increase in the rotational resistance of the screw rod due to wear of the contact portion with the rod sheet is unlikely to occur.
また、前記キャップ部材を前記筒部材の一端に嵌め込むとともに、その筒部材とキャップ部材の嵌合面を固相溶接することにより、前記キャップ部材の固定を行なったものは、筒部材の固定強度が高く、耐久性に優れる。また、その溶接は、融点以下の温度で行なう固相溶接なので、筒部材とキャップ部材の接合精度が高く、スクリュロッドの寸法精度が高い。 Further, the cap member is fixed to one end of the cylindrical member, and the cap member is fixed by solid-phase welding the fitting surface of the cylindrical member and the cap member. And high durability. Further, since the welding is solid phase welding performed at a temperature below the melting point, the joining accuracy between the cylindrical member and the cap member is high, and the dimensional accuracy of the screw rod is high.
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。
FIG. 1 shows a chain transmission device incorporating a chain tensioner 1 according to an embodiment of the present invention. In this chain transmission device, a
チェーン6には、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が接触しており、チェーンテンショナ1が、チェーンガイド8をチェーン6に向けて押圧している。
The chain 6 is in contact with a
図2に示すように、チェーンテンショナ1は、一端が開放した有底筒状のシリンダ9と、シリンダ9内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ10とを有する。シリンダ9は、ボルト11でエンジンブロック(図示せず)に固定されている。
As shown in FIG. 2, the chain tensioner 1 includes a bottomed
シリンダ9には、シリンダ9とプランジャ10とで囲まれた圧力室12に連通する給油通路13が形成されている。給油通路13は、給油ポンプ(図示せず)に接続され、その給油ポンプから送り出された作動油を圧力室12内に導入する。給油通路13の圧力室12側の端部には、圧力室12の外部から内部への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ14が設けられている。
An
プランジャ10とシリンダ9の摺動面間には、微小なリーク隙間15が形成されており、そのリーク隙間15を通じて圧力室12内の作動油がリークするようになっている。
A
プランジャ10は、シリンダ9内への挿入端が開口した有底筒状に形成されており、その内周に雌ねじ16が形成されている。また、シリンダ9内には、プランジャ10の雌ねじ16にねじ係合する雄ねじ17を外周に形成したスクリュロッド18が組み込まれており、スクリュロッド18のプランジャ10からの突出端が、シリンダ9の底に固定されたロッドシート19に接触している。
The
雄ねじ17と雌ねじ16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20のフランク角が、遊び側フランク21のフランク角よりも大きくなっている。
The
スクリュロッド18は、図3に示すように、雄ねじ17を外周に有する筒部材18Aと、その筒部材18Aの一端に固定されたキャップ部材18Bとで構成されている。ここで、キャップ部材18Bの固定は、図6に示すように、キャップ部材18Bと筒部材18Aの間に電流を流した状態で、キャップ部材18Bを筒部材18Aの一端に締め代をもって嵌め込むことによって行なわれており、このとき、キャップ部材18Bの表面の不純物層22が削り取られて清浄になるので、筒部材18Aとキャップ部材18Bの嵌合面23は固相溶接される。
As shown in FIG. 3, the
すなわち、図6(a)に示すように、筒部材18Aの一端にキャップ部材18Bを対向させた状態で、筒部材18Aとキャップ部材18Bの間に電圧をかけ、図6(b)に示すように、キャップ部材18Bを筒部材18Aの一端に接触させる。さらに、図6(c)に示すように、キャップ部材18Bを筒部材18Aの一端に嵌め込んでいくと、キャップ部材18Bと筒部材18Aの接触部分に流れる電流の発熱と、キャップ部材18Bと筒部材18Aの接触部分の摩擦とにより、キャップ部材18Bの表面の不純物層22が削り取られて清浄になり、図6(d)に示すように、キャップ部材18Bの嵌め込みが完了した時点で、筒部材18Aとキャップ部材18Bの嵌合面23は融点以下の温度で接合した状態となる。
That is, as shown in FIG. 6A, a voltage is applied between the
このようにして形成されたスクリュロッド18は、図2に示すように、キャップ部材18Bがプランジャ10からの突出端となるように組み込まれ、そのキャップ部材18Bがロッドシート19に接触する。
As shown in FIG. 2, the
キャップ部材18Bは、熱処理などによって筒部材18Aよりも硬度が高められている。さらに、キャップ部材18Bのロッドシート19に対する接触部分27は、図4に示すように、ショットピーニングを施すことによって硬度が高められており、その硬度は786HV以上とされている。また、スクリュロッド18の回転抵抗を小さくするため、キャップ部材18Bのロッドシート19に対する接触部分27の表面粗さは、Ra1.6以下とされている。
The
図2に示すように、プランジャ10とスクリュロッド18の間には、リターンスプリング24が組み込まれている。リターンスプリング24は、一端がスクリュロッド18で支持され、他端がスプリングシート25を介してプランジャ10を押圧しており、その押圧によって、プランジャ10を、シリンダ9から突出する方向に付勢している。
As shown in FIG. 2, a
また、プランジャ10とロッドシート19の間には、プランジャ10をシリンダ9から突出する方向に付勢するアシストスプリング26が組み込まれており、そのアシストスプリング26によってリターンスプリング24のばね力が補助されている。
Further, an
次に、このチェーンテンショナ1の動作例を説明する。 Next, an operation example of the chain tensioner 1 will be described.
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24の付勢力によって、プランジャ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、チェックバルブ14が開き、給油通路13を通じて圧力室12内に作動油が供給されるので、プランジャ10は速やかに移動する。
When the tension of the chain 6 is reduced during the operation of the engine, the
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、スクリュロッド18は、チェーン6の振動により、雌ねじ16と雄ねじ17の隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、リターンスプリング24の付勢力によって、プランジャ10に対して回転する。
On the other hand, when the tension of the chain 6 increases during engine operation, the
エンジン停止時に、カムシャフト4の停止位置によってチェーン6の張力が大きくなる場合があるが、この場合、チェーン6が振動しないので、プランジャ10の雌ねじ16の圧力側フランク20がスクリュロッド18の雄ねじ17の圧力側フランク20で受け止められ、プランジャ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。
When the engine is stopped, the tension of the chain 6 may increase depending on the stop position of the camshaft 4. In this case, the chain 6 does not vibrate, so the
このチェーンテンショナ1は、スクリュロッド18を構成する部材のうち、ロッドシート19に接触するキャップ部材18Bの硬度が筒部材18Aの硬度よりも高いので、スクリュロッド18のロッドシート19に対する接触部分27が摩耗しにくく、耐久性に優れる。そのため、ロッドシート19に対する接触部分27の摩耗によるスクリュロッド18の回転抵抗の増加が生じにくい。
In the chain tensioner 1, the hardness of the
また、このチェーンテンショナ1は、筒部材18Aとキャップ部材18Bの嵌合面23を溶接しているので、筒部材18Aの固定強度が高く、耐久性に優れる。また、その溶接は、融点以下の温度で行なう固相溶接なので、筒部材18Aとキャップ部材18Bの接合精度が高く、スクリュロッド18の寸法精度が高い。
Moreover, since this chain tensioner 1 welds the
上記実施形態では、筒部材18Aとキャップ部材18Bの嵌合面23を固相溶接することによりキャップ部材18Bを固定したが、キャップ部材18Bの固定は、キャップ部材18Bを筒部材18Aの一端に圧入することにより行なってもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、キャップ部材18Bのロッドシート19に対する接触部分27にショットピーニングを施すことによってキャップ部材18Bの硬度を高めているが、キャップ部材18Bの硬度を高めるため、図5に示すように、キャップ部材18Bのロッドシート19に対する接触部分27の表面に、セラミック皮膜や、窒化化合物層、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)皮膜、酸化皮膜などの皮膜を形成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the hardness of the
1 チェーンテンショナ
6 チェーン
9 シリンダ
10 プランジャ
16 雌ねじ
17 雄ねじ
18 スクリュロッド
18A 筒部材
18B キャップ部材
19 ロッドシート
23 嵌合面
24 リターンスプリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chain tensioner 6
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007331775A JP2009156281A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Chain tensioner |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2007331775A JP2009156281A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Chain tensioner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009156281A true JP2009156281A (en) | 2009-07-16 |
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ID=40960528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007331775A Pending JP2009156281A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Chain tensioner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009156281A (en) |
-
2007
- 2007-12-25 JP JP2007331775A patent/JP2009156281A/en active Pending
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