JP2009162320A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】チェーンの張力変化を吸収し、安定した動作が得られるオートテンショナを提供する。
【解決手段】シリンダ室１２とその内部のプランジャ１４の摺動面間にシール部材１７を組み、シリンダ室１２内の潤滑油の外部への漏洩を防止する。シリンダ室１２内のリターンスプリング１５によりプランジャ１４に突出性を付与し、ナット部材１８をシリンダ室１２の閉塞端に押付ける。ナット部材１８の鋸歯状の雌ねじ２０にスクリュロッド２１の外周の鋸歯状の雄ねじ２２を係合させ、スクリュロッド２１にロッドスプリング２６の押圧力を負荷してプランジャ１４の閉塞端に押付け、プランジャ１４にチェーンガイド６より回転モーメントや回転力が負荷されても、スクリュロッド２１に伝達せず、鋸歯状ねじの作動特性が発揮されるようにする。ハウジング１１に外部とシリンダ室１２を連通するエア流入路３３を形成し、プランジャ１４の外方向への移動を阻害しない。
【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、ボディ内にロッドを先端に有するナット部材をスライド自在に挿入し、そのナット部材の内周に形成された鋸歯状の雌ねじにボルト部材の外周に形成された鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、上記ナット部材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、チェーンから揺動可能に支持されたチェーンガイドを介してナット部材のロッドに負荷される押込み力を鋸歯状ねじの圧力側フランクで受けてナット部材の後退動を阻止し、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ナット部材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、ナット部材を回転させつつ前進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１−４１７５５号公報

ところで、従来のオートテンショナにおいては、ナット部材の先端のロッドに押込み力を負荷するチェーンガイドが揺動可能な支持であり、そのチェーンガイドの揺動によってロッドに押込み力が負荷されると、ナット部材には、そのナット部材を傾斜させる方向の回転モーメントが負荷されることになる。このとき、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ため、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じてナット部材の回転が阻害され、ナット部材をスムーズに後退動させることができない。

このため、カム軸の回転によるトルク変動等によってチェーンの張力が急激に大きくなると、そのチェーンの張力変化をスムーズに吸収することができず、チェーンが過張力になってチェーンの耐久性を低下させることになり、その耐久性の低下を抑制するうえにおいて改善すべき点が残されている。

また、オートテンショナの組付け時における取付け誤差によって、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であると、チェーンガイドの揺動によってナット部材に回転力が負荷される。その回転力の負荷により、ナット部材は回転しつつ軸方向に移動して、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。

この発明の課題は、チェーンの張力変化をスムーズに吸収することができると共に、常に安定した動作が得られるようにした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に、この発明においては、ハウジングに一端が開口し、他端が閉塞するシリンダ室を形成し、そのシリンダ室内に閉塞端を一端に有し、他端が開口する筒状のプランジャを、その閉塞端が外部に位置するよう摺動自在に挿入し、そのプランジャにリターンスプリングの押圧力を負荷して外方向への突出性を付与し、前記プランジャとシリンダ室の摺動面間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シール部材を組込み、前記プランジャの閉塞端とシリンダ室の閉塞端間に組込まれた筒状のナット部材を前記プランジャと同軸上の配置とし、そのナット部材の内周に形成された鋸歯状の雌ねじにスクリュ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、そのスクリュロッドの先端がプランジャの閉塞端に押し付けられる方向に向けてスクリュロッドを付勢するロッドスプリングを設け、前記ハウジングとプランジャの一方に、シリンダ室の容積拡大による圧力の低下時に外部のエアをシリンダ室に流入させるエア流入路を形成した構成を採用したのである。

上記の構成からな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り外方向への突出性が付与されたプランジャがチェーンと接触する揺動可能なチェーンガイドをチェーンに向けて押圧する組付けとする。

上記のようなオートテンショナの組付け状態において、チェーンガイドの揺動によりプランジャに傾きを生じさせるような回転モーメントが負荷されると、その回転モーメントはシリンダ室とプランジャの摺動面により受けられることになり、回転モーメントがナット部材とスクリュロッドのねじ係合部に作用するようなことはない。

このため、ねじ係合部に噛み込みが生じてスクリュロッドの回転が阻害されるというようなことがなく、スクリュロッドはプランジャから負荷される押込み力により回転しつつ軸方向にスムーズに移動してチェーンの張力変化を吸収する。

ここで、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プランジャが外方に突出してチェーンの弛みを吸収する。このとき、シリンダ室の容積が拡大し、内部圧力が逆に低下するため、外部のエアはエア流入路からシリンダ室内に流入する。このため、シリンダ室内が負圧になってプランジャの突出方向への移動が阻害されるという不都合の発生はなく、プランジャは外方にスムーズに移動してチェーンの弛みを直ちに吸収する。

また、組付け誤差によりプランジャの先端面の中心に対する偏心位置がチェーンガイドに接触し、そのチェーンガイドの揺動によってプランジャに回転力が負荷されても、プランジャとスクリュロッドは、そのスクリュロッドの先端がプランジャの閉塞端に接触する分離されたものであるため、上記回転力はスクリュロッドに負荷されない。このため、スクリュロッドが回転しつつ軸方向に移動して、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少するという不都合の発生はなく、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、ハウジングの取付け状態における上部外周に外周面からシリンダ室の内径面に至るねじ孔を形成し、そのねじ孔にねじ軸をねじ係合し、そのねじ軸とねじ孔のねじ隙間をエア流入路とし、あるいは、ハウジングの取付け状態における上部外周に外周面からシリンダ室の内径面に至る貫通孔を形成し、その貫通孔に焼結金属を圧入し、その焼結金属の連続気泡をエア流入路とすることにより、ねじ係合部を潤滑する潤滑油の外部への漏洩を確実に防止することができる流路径の小さいエア流入路を簡単に形成することができる。

ねじ軸を用いるエア流入路の形成に際し、ねじ軸は、頭部付きのビスであってもよく、六角穴付きねじであってもよい。プランジャの閉塞端にエア流入路を形成する場合は、六角穴付きねじを採用するようにして、チェーンガイドの揺動を阻害しないようプランジャの先端面から露出することのない取付けとする。

頭部付きのビスの場合、強く締め付けると、頭部の底面がハウジングの表面に密着してエア流入路を確保することができなくなる可能性がある。そこで、頭部とハウジングの外周面間にばね座金を組込むと、そのばね座金に形成されたスリットがエア流入路の一部を形成するため、エア流入路を確実に確保することができる。

上記エア流入路がシリンダ室内に充填された潤滑油の油面より下部に位置すると、エアの流入を阻害するため、実機に対するオートテンショナの取付け状態で潤滑油の油面上にエア流入路を設けるようにする。

上記のように、この発明においては、ハウジングに形成したシリンダ室内にプランジャを摺動自在に組込み、そのプランジャの閉塞端とシリンダ室の閉塞端間に互いにねじ係合するナット部材およびスクリュロッドを組込み、そのスクリュロッドをロッドスプリングの押圧によりプランジャの閉塞端に先端を押付けるようにしたので、チェーンガイドの揺動によりプランジャに傾きを生じさせるような回転モーメントや軸心を中心とする回転力が負荷されても、その回転モーメントや回転力がスクリュロッドに負荷されるようなことはなく、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じたり、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少する等の不都合の発生を防止し、チェーンの張力変化をスムーズに吸収することができ、常に安定した動作を得ることができる。

また、ハウジングとプランジャの一方に外部とシリンダ室を連通するエア流入路を形成したことにより、プランジャが突出する方向に移動して、シリンダ室の容積が拡大し、内部圧力が逆に低下すると、外部のエアがシリンダ室内に流入するため、シリンダ室内が負圧になってプランジャの突出方向への移動が阻害されるという不都合の発生はなく、チェーンの挙動に対して追従性の良好なオートテンショナを得ることができる。

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。このチェーンガイド６はオートテンショナ１０から負荷される調整力によりチェーン５に押し付けられている。

図２に示すように、オートテンショナ１０はハウジング１１を有し、そのハウジング１１には一端が開口するシリンダ室１２が形成されている。このシリンダ室１２は段付き孔からなり、閉塞端部が小径部１３とされている。

シリンダ室１２内にはプランジャ１４が摺動自在に組込まれている。プランジャ１４は閉塞端を有する筒状とされ、その閉塞端がハウジング１１の外部に位置するようにして摺動自在に組込まれ、上記閉塞端を押圧するリターンスプリング１５によって外方向への突出性が付与されている。

シリンダ室１２の開口端部の内周には環状のシール溝１６が形成され、そのシール溝１６内に組込まれたＯリングからなるシール部材１７はプランジャ１４の外径面に弾性接触して、シリンダ室１２とプランジャ１４の摺動面間を密封し、シリンダ室１２内に充填された潤滑油の外部への漏洩を防止している。

プランジャ１４の閉塞端とシリンダ室１２の閉塞端間には筒状のナット部材１８が組込まれている。ナット部材１８は、シリンダ室１２の閉塞端部側に位置する後端部外周にフランジ１９を有し、上記シリンダ室１２の小径部１３内に対するフランジ１９の嵌合によってプランジャ１４はシリンダ室１２と同軸上の配置とされている。

また、フランジ１９はリターンスプリング１５の端部を受け、そのリターンスプリング１５の押圧によってナット部材１８はシリンダ室１２の閉塞端に押付けられている。

ナット部材１８の内周には雌ねじ２０が形成され、その雌ねじ２０にスクリュロッド２１の外周に形成された雄ねじ２２がねじ係合されている。スクリュロッド２１には、プランジャ１４の閉塞端と対向する先端面に小径軸部２３が形成され、その小径軸部２３の先端は球面２４とされている。

また、スクリュロッド２１には後端面から軸方向に延びるスプリング収容孔２５が形成され、そのスプリング収容孔２５内にロッドスプリング２６と、スプリングシート２７が組込まれ、上記ロッドスプリング２６によりスクリュロッド２１はナット部材１８から突出する方向に付勢されて先端の球面２４がプランジャ１４の閉塞端に押付けられて点接触している。

ここで、ナット部材１８の内周に形成された雌ねじ２０とスクリュロッド２１の外周に形成された雄ねじ２２は、スクリュロッド２１に負荷される押込み方向
の荷重を受ける圧力側フランク２８のフランク角が遊び側フランク２９のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじにロッドスプリング２６の押圧によりスクリュロッド２１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。

図２および図３に示すように、ハウジング１１には、シリンダ室１２内に充填された潤滑油の油面より上部に、その外周面から内周面に貫通するねじ孔３０が形成され、そのねじ孔３０に頭部３１ａを有するねじ軸としてのビス３１がねじ係合され、そのビス３１の頭部３１ａとハウジング１１の外周面間にばね座金３２が組込まれている。

ねじ孔３０とビス３１のねじ係合部に形成されたねじ隙間およびばね座金３２に形成されたスリットはエア流入路３３とされ、そのエア流入路３３は外部とシリンダ室１２内とを連通し、プランジャ１４が外方向に突出してシリンダ室１２内の圧力が低下した際に、外部のエアをシリンダ室１２内に流入させるようになっている。

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なり、エンジンの駆動状態において、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の弛み側チェーンが緊張すると、チェーンガイド６を介してプランジャ１４に押込み力が負荷されると共に、そのプランジャ１４を介してスクリュロッド２１に押込み力が負荷される。

このため、ナット部材１８の雌ねじ２０とスクリュロッド２１の雄ねじ２２の圧力側フランク２８が互に密着し、その密着する圧力側フランク２８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１５の押圧力より強い場合、互に密着する圧力側フランク２８の接触面で滑りが生じ、スクリュロッド２１は上記押込み力とリターンスプリング１５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。

ここで、チェーンガイド６は揺動可能な支持であるため、そのチェーンガイド６の揺動によってプランジャ１４に押込み力が負荷される際、プランジャ１４には傾きを生じさせるような回転モーメントが負荷されることになる。

このとき、回転モーメントはシリンダ室１２とプランジャ１４の摺動面により受けられることになり、上記回転モーメントがナット部材１８とスクリュロッド２１のねじ係合部に作用するようなことはない。

このため、雌ねじ２０と雄ねじ２２のねじ係合部に噛み込みを生じてスクリュロッド２１の回転が阻害されるというようなことがなく、スクリュロッド２１はプランジャ１４から負荷される押込み力により回転しつつスムーズに軸方向に移動してチェーン５の張力変化を吸収する。

また、オートテンショナの組付け誤差等により、プランジャ１４の閉塞端の中心に対する偏心位置がチェーンガイド６に接触する組付けであると、そのチェーンガイド６の揺動により、プランジャ１４に軸心を中心とする回転力が負荷され、プランジャ１４が回転する可能性がある。

プランジャ１４が仮に回転しても、そのプランジャ１４とスクリュロッド２１とは、小径軸部２３の球面２４がプランジャ１４の閉塞端の中心に点接触する構成であるため、プランジャ１４の回転はスクリュロッド２１に伝達されない。

このため、スクリュロッド２１が回転しつつ軸方向に移動して、チェーン５の振動を抑制する抵抗力が減少するという不都合の発生はなく、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。

一方、チェーン５に弛みが生じると、リターンスプリング１５の押圧によりプランジャ１４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。

プランジャ１４が外方向に移動する時、シリンダ室１２の容積が拡大し、逆に、圧力が低下するため、外部のエアはエア流入路３３からシリンダ室１２内に流入する。このため、シリンダ室１２内が負圧になってプランジャ１４の突出方向への移動が阻害されるという不都合の発生はなく、プランジャ１４は外方にスムーズに移動してチェーン５の弛みを直ちに吸収する。

ここで、プランジャ１４が外方向に移動すると、そのプランジャ１４の閉塞端とスクリュロッド２１の先端間に隙間が生じるため、ロッドスプリング２６の押圧によりスクリュロッド２１が回転しつつ軸方向に移動して、小径軸部２３の先端の球面２４がプランジャ１４の閉塞端に当接する。

図３では、ハウジング１１に形成されたねじ孔３０にビス３１をねじ係合し、そのビス３１の頭部３１ａとハウジング１１の外周面間にばね座金３２を組込むようにしたが、上記ばね座金３２を省略してもよい。上記のように、ばね座金３２を組込むことにより、そのばね座金３２のスリットがエア流入路３３の一部を形成するため、エア流入路３３を確実に確保することができる。

図４では、頭部付きのビス３１に代えて、六角穴付きねじ３４をねじ係合し、そのねじ３４とねじ孔３０のねじ係合部に形成されるねじ隙間をエア流入路３３としている。

図５は、エア流入路３３の他の例を示す。この例においては、ハウジング１１の取付け状態における上部外周に外周面からシリンダ室１２の内径面に至る貫通孔３５を形成し、その貫通孔３５に焼結金属３６を圧入し、その焼結金属３６の連続気泡をエア流入路３３としている。

上記のように、ねじ孔３０に対するビス３１あるいは六角穴付きねじ３４のねじ込みや、貫通孔３５に対する焼結金属３６の圧入によってエア流入路３３を形成することにより、潤滑油の外部への漏洩を防止する流路径のエア流入路３３を簡単に形成することができる。

図２では、ハウジング１１にエア流入路３３を形成したが、図６に示すように、プランジャ１４の閉塞端にねじ孔３７を形成し、そのねじ孔３７に六角穴付きねじ３８をねじ係合して、ねじ孔３７とねじ３８のねじ係合部間に形成されるねじ隙間をエア流入路３３としてもよい。この場合、ねじ孔３７は、閉塞端の中心に対する偏心位置に形成して、チェーンガイド６の揺動を阻害することのないようにしておく。

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実施の形態を示す縦断正面図 エア流入路の形成部位を拡大して示す断面図 エア流入路の他の例を示す断面図 エア流入路のさらに他の例を示す断面図 この発明に係るオートテンショナの他の例を示す縦断正面図

符号の説明

１１ ハウジング
１２ シリンダ室
１４ プランジャ
１５ リターンスプリング
１６ シール溝
１７ シール部材
１８ ナット部材
２０ 雌ねじ
２１ スクリュロッド
２２ 雄ねじ
２６ ロッドスプリング
３０ ねじ孔
３１ ビス
３１ａ 頭部
３２ ばね座金
３３ エア流入路
３４ 六角穴付きねじ
３５ 貫通孔
３６ 焼結金属
３７ ねじ孔
３８ 六角穴付きねじ

Claims (6)

1. ハウジングに一端が開口し、他端が閉塞するシリンダ室を形成し、そのシリンダ室内に閉塞端を一端に有し、他端が開口する筒状のプランジャを、その閉塞端が外部に位置するよう摺動自在に挿入し、そのプランジャにリターンスプリングの押圧力を負荷して外方向への突出性を付与し、前記プランジャとシリンダ室の摺動面間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シール部材を組込み、前記プランジャの閉塞端とシリンダ室の閉塞端間に組込まれた筒状のナット部材を前記プランジャと同軸上の配置とし、そのナット部材の内周に形成された鋸歯状の雌ねじにスクリュ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、そのスクリュロッドの先端がプランジャの閉塞端に押し付けられる方向に向けてスクリュロッドを付勢するロッドスプリングを設け、前記ハウジングとプランジャの一方に、シリンダ室の容積拡大による圧力の低下時に外部のエアをシリンダ室に流入させるエア流入路を形成したオートテンショナ。
2. 前記ハウジングの取付け状態における上部外周に外周面からシリンダ室の内径面に至るねじ孔を形成し、そのねじ孔にねじ軸をねじ係合し、そのねじ軸とねじ孔のねじ隙間をエア流入路とした請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記ねじ軸が頭部付きのビスからなり、そのビスの頭部とハウジングの外周面間にばね座金を組込んだ請求項２に記載のオートテンショナ。
4. 前記ねじ軸が、六角穴付きねじからなる請求項２に記載のオートテンショナ。
5. 前記ハウジングの取付け状態における上部外周に外周面からシリンダ室の内径面に至る貫通孔を形成し、その貫通孔に焼結金属を圧入し、その焼結金属の連続気泡をエア流入路とした請求項１に記載のオートテンショナ。
6. 前記エア流入路が、実機に対するテンショナ取付け状態で潤滑油の油面上に配置された請求項１乃至５のいずれかの項に記載のオートテンショナ。

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