JP2009250384A - チェーンテンショナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動スプロケットおよび従動スプロケット間の無端チェーンの弛み側にメインアームを当接させて適切な張力を付与しながら、メインアームの自由端と従動スプロケットとの間にフリースパン部分が発生して騒音の原因となるのを防止する。
【解決手段】 無端チェーン２１に摺接するメインアーム２６の自由端側と該無端チェーン２１との間にサブアーム２９を配置し、テンショナリフタ３１でメインアーム２６を付勢してサブアーム２９を押圧することで、サブアーム２９により無端チェーン２１の従動スプロケット１９への噛み込み部１９ａの近傍に発生するフリースパン部分を最小限に抑え、無端チェーン２１をメインアーム２６から従動スプロケット２９へとスムーズに案内して騒音の発生を抑制することができるだけでなく、メインアーム２６が無端チェーン２１側に揺動するとサブアーム２９も追従するように無端チェーン２１側に揺動するため、メインアーム２６およびサブアーム２９を常に滑らかに連続させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動軸に設けられた駆動スプロケットと従動軸に設けられた従動スプロケットとに巻き掛けられた無端チェーンに所定の張力を付与すべく、第１支軸に揺動自在に枢支されて前記無端チェーンに摺接するメインアームと、前記メインアームを前記無端チェーンに向けて付勢する付勢力を発生するテンショナリフタとを備えるチェーンテンショナ装置に関する。

エンジンのクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するタイミングチェーンの弛み側に当接するテンショナアームに可撓性を持たせるとともに、テンショナリフタのプランジャとテンショナアームとの間に制御アームを介在させることで、可撓性を有するテンショナアームの振動がテンショナリフタに伝達されるのを制御アームにより抑制し、テンショナリフタの応答性および耐久性の向上を図るものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００４−１００８８６号公報

しかしながら上記従来のものは、テンショナリフタの押圧力を、従動スプロケットに近い位置に配置された制御アームを介して、従動スプロケットに遠い位置に配置されたテンショナアームに伝達するようになっているので、テンショナリフタのプランジャを突出させて制御アームおよびテンショナアームを揺動させたとき、テンショナアームによって大きく移動したタイミングチェーンが制御アームから浮き上がってしまい、制御アームの近傍でタイミングチェーンが宙に浮くフリースパン部分が発生して騒音の原因となる可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、駆動スプロケットおよび従動スプロケット間の無端チェーンの弛み側にメインアームを当接させて適切な張力を付与しながら、メインアームの自由端と従動スプロケットとの間にフリースパン部分が発生して騒音の原因となるのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動軸に設けられた駆動スプロケットと従動軸に設けられた従動スプロケットとに巻き掛けられた無端チェーンに所定の張力を付与すべく、第１支軸に揺動自在に枢支されて前記無端チェーンに摺接するメインアームと、前記メインアームを前記無端チェーンに向けて付勢する付勢力を発生するテンショナリフタとを備えるチェーンテンショナ装置において、前記メインアームの自由端側と前記無端チェーンとの間に、第２支軸に揺動自在に枢支されて前記無端チェーンに摺接するサブアームを配置し、前記メインアームの自由端側を前記サブアームの自由端側に当接させることで、前記メインアームの前記無端チェーンに接近する方向への揺動に伴って、前記サブアームを前記無端チェーンに向けて揺動させることを特徴とするチェーンテンショナ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記メインアームは前記サブアームよりも長尺であり、前記テンショナリフタは前記メインアームの自由端側を付勢することを特徴とするチェーンテンショナ装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第１支軸は前記駆動スプロケットの噛み離れ部の近傍に配置され、前記第２支軸は前記従動スプロケットの噛み込み部の近傍に配置されることを特徴とするチェーンテンショナ装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記サブアームのガイド面の曲率は前記メインアームのガイド面の曲率よりも大きいことを特徴とするチェーンテンショナ装置が提案される。

尚、実施の形態のクランクシャフト１３は本発明の駆動軸に対応し、実施の形態のカムシャフト１６は本発明の従動軸に対応し、実施の形態のタイミングチェーン２１は本発明の無端チェーンに対応する。

請求項１の構成によれば、第１支軸に揺動自在に枢支されて無端チェーンに摺接するメインアームの自由端側と前記無端チェーンとの間に、第２支軸に揺動自在に枢支されて無端チェーンに摺接するサブアームを配置し、テンショナリフタでメインアームの自由端側を付勢してサブアームの自由端側を押圧することで、メインアームの無端チェーンに接近する方向への揺動に伴ってサブアームを無端チェーンに向けて揺動させるので、サブアームを無端チェーンに圧接して従動スプロケットへの噛み込み部の近傍に発生するフリースパン部分を最小限に抑え、無端チェーンをメインアームから従動スプロケットへとスムーズに案内して騒音の発生を抑制することができ、しかも、メインアームが無端チェーン側に揺動するとサブアームも追従するように無端チェーン側に揺動するため、メインアームおよびサブアーム２９を常に滑らかに連続させることができる。

また請求項２の構成によれば、メインアームをサブアームよりも長尺とし、テンショナリフタでメインアームの自由端側を付勢するので、無端チェーンからメインアームに伝達される荷重を拡大することなくテンショナリフタに伝達し、テンショナリフタの小型化に寄与することができる。

また請求項３の構成によれば、メインアームの第１支軸を駆動スプロケットの噛み離れ部の近傍に配置し、サブアームの第２支軸を従動スプロケットの噛み込み部の近傍に配置したので、メインアームおよびサブアームが揺動しても噛み離れ部および噛み込み部の近傍で無端チェーンが大きく移動することがなくなり、無端チェーンの駆動スプロケットからの噛み離れおよび従動スプロケットへの噛み込みがスムーズになる。

また請求項４の構成によれば、サブアームのガイド面の曲率をメインアームのガイド面の曲率よりも大きくしたので、サブアームの自由端への無端チェーンの引っ掛かりを防止できるだけでなく、メインアーム、サブアームおよび従動スプロケットを滑らかに連続させて無端チェーンをスムーズに案内することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１はエンジンのチェーンカバーを外した状態での部分正面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図１の３−３線拡大断面図、図４は図１の４−４線拡大断面図である。

図１に示すように、エンジンＥのシリンダブロック１１と、その下面に結合されたクランクケース１２との間にクランクシャフト１３が回転自在に支持される。またシリンダブロック１１の上面に結合されたシリンダヘッド１４と、その上面に結合されたヘッドカバー１５との間にカムシャフト１６が回転自在に支持される。クランクシャフト１３の軸端に設けた駆動スプロケット１８と、カムシャフト１６の軸端に設けた従動スプロケット１９とに無端チェーンよりなるタイミングチェーン２１が巻き掛けられており、カムシャフト１６はクランクシャフト１３の回転数の２分の１の回転数で駆動される。

駆動スプロケット１８と従動スプロケット１９との間に位置するタイミングチェーン２１の張り側の弦に摺接する固定チェーンガイド２２が、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１４に跨がるように複数のボルト２３…で固定されるとともに、前記タイミングチェーン２１の緩み側の弦に摺接するメインアーム２６の下端が、シリンダブロック１１に第１支軸２７を介して揺動自在に枢支される。また前記シリンダヘッド１４に第２支軸２８を介して上端を枢支されたサブアーム２９が、メインアーム２６の上部において前記タイミングチェーン２１の緩み側の弦に摺接する。シリンダヘッド１４に２本のボルト３０，３０で固定された油圧式のテンショナリフタ３１は、メインアーム２６の上部をタイミングチェーン２１に向けて付勢する。

メインアーム２６の下端を枢支する第１支軸２７は、タイミングチェーン２１が駆動スプロケット１８から離脱する噛み離れ部１８ａの近傍に配置され、サブアーム２９の上端を枢支する第２支軸２８は、タイミングチェーン２１が従動スプロケット１９に係合する噛み込み部１９ａの近傍に配置される。

図２から明らかなように、テンショナリフタ３１はボルト３０，３０でシリンダブロック１１に固定されるテンショナハウジング３２と、テンショナハウジング３２に形成されたシリンダ３２ａに摺動自在に嵌合するプランジャ３３と、プランジャ３３をシリンダ３２ａから突出する方向に付勢するコイルスプリング３４と、シリンダ３２ａに作動油を供給するチェックバルブ３５と、シリンダ３２ａから作動油を排出するリリーフバルブ３６とを備える。

チェックバルブ３５は、バルブハウジング３７に収納されたチェックボール３８と、チェックボール３８をバルブシート３９に着座する方向に付勢するバルブスプリング４０とを備えており、図示せぬオイルポンプから供給される作動油がテンショナハウジング３２に形成された油路３２ｂを介してバルブシート３９の背部に供給される。リリーフバルブ３６は、テンショナハウジング３２を貫通する開口３２ｃに配置されたバルブボディ４１と、バルブボディ４１を閉弁方向に付勢するバルブスプリング４２とで構成される。テンショナリフタ３１のプランジャ３３の部分球状の押圧３３ａが、メインアーム２６の背面の被押圧部２６ｂに当接する。

メインアーム２６の一側面には、弓状に湾曲してタイミングチェーン２１に摺接する合成樹脂製のライナー２５が設けられており、そのライナー２５のガイド面２５ａの上端２５ｂの更に上方のメインアーム２６に第１当接面２６ａが形成される。合成樹脂製のサブアーム２９はタイミングチェーン２１に向かって弓状に湾曲するガイド面２９ａを備えるとともに、そのガイド面２９ａの裏側に前記第１当接面２６ａに当接する第２当接面２９ｂが形成される。

図３に示すように、メインアーム２６は、シリンダブロック１１に螺合するボルトよりなる第１支軸２７の外周にスペーサカラー４３を介して揺動自在に支持されており、そのライナー２５の断面溝状に形成されたガイド面２５ａにタイミングチェーン２１が脱落しないように案内される。

図４に示すように、サブアーム２９は、シリンダブロック１１に螺合するボルトよりなる第２支軸２８の外周にスペーサカラー４４を介して揺動自在に支持されており、そのサブアーム２９の断面溝状に形成されたガイド面２９ａにタイミングチェーン２１が脱落しないように案内される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

エンジンＥの運転に伴って、駆動スプロケット１８および従動スプロケット１９に巻き掛けたタイミングチェーン２１が回転するとき、クランクシャフト１３の回転速度の変動等の原因によりタイミングチェーン２１の張力が変動すると、張力が減少した部分で駆動スプロケット１８および従動スプロケット１９のスプロケット歯からタイミングチェーン２１が外れる歯飛び現象が発生する可能性がある。

これを防止するために、駆動スプロケット１８および従動スプロケット１９に挟まれたタイミングチェーン２１の緩み側の弦の張力が減少し、メインアーム２６およびタイミングチェーン２１の接触面圧が低くなると、テンショナリフタ３１の油路３２ｂから供給された高圧の作動油がチェックバルブ３５のチェックボール３８を押し開いてシリンダ３２ａ内に流入し、コイルスプリング３４の弾発力と協働してプランジャ３３をシリンダ３２ａから突出する方向に付勢する。その結果、プランジャ３３に被押圧部２６ｂを押圧されたメインアーム２６が第１支軸２７まわりに時計方向に揺動し、その第１当接面２６ａでサブアーム２９の第２当接面２９ｂを押圧することで、サブアーム２９は第２支軸２８まわりに反時計方向に揺動し、ガイド面２９ａがタイミングチェーン２１の緩み側の弦を押圧して張力を増加させる。

逆に、駆動スプロケット１８および従動スプロケット１９に挟まれたタイミングチェーン２１の緩み側の弦の張力が増加すると、タイミングチェーン２１からメインアーム２６を介して伝達される荷重によりプランジャ３３が圧縮され、シリンダ３２ａの内圧が高まることでチェックバルブ３５が閉弁してリリーフバルブ３６が開弁し、プランジャ３３はコイルスプリング３４を圧縮しながらシリンダ３２ａの内部に没する方向に後退する。

このように、タイミングチェーン２１の張力の増減に応じてテンショナリフタ３１のプランジャ３３がテンショナハウジング３２から出没することで、タイミングチェーン２１の張力を安定させて歯飛びを防止することができる。

ところで、サブアーム２９が存在しないと仮定すると、テンショナアリフタ３１に押圧されて時計方向に揺動したメインアーム２６のライナー２５の上端２５ｂと従動スプロケット１９の噛み込み部１９ａとの距離が増加するため、メインアーム２６に接しないタイミングチェーン２１のフリースパン部分の長さが増加してしまい、フリースパン部分でタイミングチェーン２１が振動して騒音が発生する可能性がある。またメインアーム２６のライナー２５の上端２５ｂと従動スプロケット１９の噛み込み部１９ａとの距離が増加すると、メインアーム２６のライナー２５の上端２５ｂでタイミングチェーン２１が急激に方向を変えてスムーズな移動ができなくなる可能性がある。

しかしながら、本実施の形態によれば、メインアーム２６のライナー２５のガイド面２５ａおよびサブアーム２９のガイド面２９ａが滑らかに連続するように設けられているため、タイミングチェーン２１のフリースパン部分が殆ど発生しなくなるだけでなく、ライナー２５の上端２５ｂにおいてタイミングチェーン２１が急激に方向を変えることもなくなるため、タイミングチェーン２１のスムーズな移動が可能にして騒音を低減することができる。しかもメインアーム２６がタイミングチェーン２１側に揺動すると、メインアーム２６の第１当接面２６ａに第２当接面２９ｂを押されたサブアーム２９が追従するようにタイミングチェーン２１側に揺動するため、メインアーム２６のライナー２５のガイド面２５ａおよびサブアーム２９のガイド面２９ａを常に滑らかに連続させることができる。

またサブアーム２９よりも長尺のメインアーム２６の自由端側をテンショナリフタ３１で付勢するので、タイミングチェーン２１からメインアーム２６に伝達される荷重を拡大することなくテンショナリフタ３１に伝達し、テンショナリフタ３１の小型化に寄与することができる。

更に、メインアーム２６の第１支軸２７を駆動スプロケット１８の噛み離れ部１８ａの近傍に配置し、サブアーム２９の第２支軸２８を従動スプロケット１９の噛み込み部１９ａの近傍に配置したので、メインアーム２６およびサブアーム２９が揺動しても噛み離れ部１８ａおよび噛み込み部１９ａの近傍でタイミングチェーン２１が大きく移動することがなくなり、タイミングチェーン２１の駆動スプロケット１８からの噛み離れおよび従動スプロケット１９への噛み込みがスムーズになる。

更にまた、サブアーム２９のガイド面２９ａの曲率をメインアーム２６のライナー２５のガイド面２５ａの曲率よりも大きくしたので、サブアーム２９の自由端におけるタイミングチェーン２１の引っ掛かりを防止できるだけでなく、メインアーム２６、サブアーム２９および従動スプロケット１９を滑らかに連続させてタイミングチェーン２１をスムーズに案内することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態のテンショナリフタ３１は油圧式であるが、本発明は油圧を用いずにプランジャをスプリングで付勢する機械式のテンショナリフタに対しても適用することができる。

また実施の形態では従動スプロケット１９の個数は１個であるが、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトに対応する２個であっても良い。

またメインアーム２６は剛体である必要はなく、板ばねから成るいわゆるブレードテンショナであっても良い。

エンジンのチェーンカバーを外した状態での部分正面図 図１の要部拡大図 図１の３−３線拡大断面図 図１の４−４線拡大断面図

符号の説明

１３ クランクシャフト（駆動軸）
１６ カムシャフト（従動軸）
１８ 駆動スプロケット
１８ａ 噛み離れ部
１９ 従動スプロケット
１９ａ 噛み込み部
２１ タイミングチェーン（無端チェーン）
２５ａ ガイド面
２６ メインアーム
２７ 第１支軸
２８ 第２支軸
２９ サブアーム
２９ａ ガイド面
３１ テンショナリフタ

Claims (4)

1. 駆動軸（１３）に設けられた駆動スプロケット（１８）と従動軸（１６）に設けられた従動スプロケット（１９）とに巻き掛けられた無端チェーン（２１）に所定の張力を付与すべく、
   第１支軸（２７）に揺動自在に枢支されて前記無端チェーン（２１）に摺接するメインアーム（２６）と、
   前記メインアーム（２６）を前記無端チェーン（２１）に向けて付勢する付勢力を発生するテンショナリフタ（３１）とを備えるチェーンテンショナ装置において、
   前記メインアーム（２６）の自由端側と前記無端チェーン（２１）との間に、第２支軸（２８）に揺動自在に枢支されて前記無端チェーン（２１）に摺接するサブアーム（２９）を配置し、前記メインアーム（２６）の自由端側を前記サブアーム（２９）の自由端側に当接させることで、前記メインアーム（２６）の前記無端チェーン（２１）に接近する方向への揺動に伴って、前記サブアーム（２９）を前記無端チェーン（２１）に向けて揺動させることを特徴とするチェーンテンショナ装置。
2. 前記メインアーム（２６）は前記サブアーム（２９）よりも長尺であり、前記テンショナリフタ（３１）は前記メインアーム（２６）の自由端側を付勢することを特徴とする、請求項１に記載のチェーンテンショナ装置。
3. 前記第１支軸（２７）は前記駆動スプロケット（１８）の噛み離れ部（１８ａ）の近傍に配置され、前記第２支軸（２８）は前記従動スプロケット（１９）の噛み込み部（１９ａ）の近傍に配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のチェーンテンショナ装置。
4. 前記サブアーム（２９）のガイド面（２９ａ）の曲率は前記メインアーム（２６）のガイド面（２５ａ）の曲率よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のチェーンテンショナ装置。

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