JP2010501792A - 押圧領域としての架橋ガイドチャネルセクションを備えたチェーンドライブ用テンショニングレール - Google Patents

Abstract

本発明は、回転中心の回りでピボットできかつチェーンと接触して配置されるガイドチャネルと、テンショニングピストンの押圧力により作動される押圧領域とを備えた支持ボディを有し、押圧領域が、周辺が閉じられたガイドチャネルセクションを形成することにより少なくとも数領域でガイドチャネルを架橋する構成のチェーンドライブ用テンショニングレールにおいて、押圧領域が、支持ボディとのワンピース構造に形成されていることを特徴とするテンショニングレールに関する。

Description

本発明は、回転中心の回りでピボットできかつチェーンと接触して配置されるガイドチャネルと、テンショニングピストンの押圧力により作動される押圧領域とを備えた支持ボディを有し、押圧領域が、周辺が閉じられたガイドチャネルセクションを形成することにより少なくとも数領域でガイドチャネルを架橋する構成のチェーンドライブ用テンショニングレールに関する。

従来技術によれば、取付け形押圧領域を備えたテンショニングレールが開示されている。下記特許文献１には、ガイドチャネルを備えた、チェーンドライブ用テンショニングレールが開示されている。このテンショニングレールでは、ガイドチャネルが開放した構成を有し、これにより、チェーンは、テンショニングレールの互いに対面する２つのフランクを通って容易に案内されかつガイドチャネルの底面上に設けられたスライドライニングボディと接触するようになっている。特許文献１に開示のテンショニングレールでは、押圧領域を備えた圧力ピースがガイドチャネルの２つのフランクにクリップされ、これにより、圧力ピースがガイドチャネルを架橋するようになっている。テンショニングピストンが、押圧領域に押圧力を加える。

テンショニングレールは、チェーンドライブ、より詳しくは内燃機関用のタイミングチェーンドライブに使用される。タイミングチェーンは、クランクシャフトとカムシャフトとを相互連結するものである。カムシャフトおよびクランクシャフトに取付けられたギヤからタイミングチェーンが脱落しないように、タイミングチェーンに充分な張力を付与するため、タイミングチェーンには、テンショニングレールを介して張力が付与される。テンショニングレールは非常に特殊な形状を有している。この場合、テンショニングレールは、押圧領域と、張力付与作動時にテンショニングレールがピボットする回転中心との間に配置されるタイミングチェーン用のガイドチャネルを有している。

テンショニングレールは、例えば下記特許文献２−６から知られている。しかしながら、今日の既知のテンショニングレールは非常に頑丈に作ることができないので、力の付与および力の吸収に関して欠点を有している。また、エンジン内にテンショニングレールを組付けた後に、テンショニングピストン用の接触面を形成すべく付加コンポーネントをテンショニングレールに取付けて、テンショニングピストンによりテンショニングレールの押圧領域に加えられる押圧力を導入して、テンショニングがピボットできるようにしかつタイミングチェーンに所望の張力が達成されるようにしなければならない。

ドイツ国特許ＤＥ ２０２００４０１３９２１ Ｕ１号明細書 米国特許第４７４１２９９号明細書 ドイツ国特許ＤＥ ４３４１０１９ Ａ１号明細書 ドイツ国特許ＤＥ １９７１３８２４ Ａ１号明細書 米国特許第４５３０６８１号明細書 日本国特許公報２００５／１０５１４７ Ａ号明細書

本発明の目的は、従来技術から知られている欠点を解消することにある。

上記目的の総括的解決法は、押圧領域が、支持ボディとのワンピース構造に形成されるように構成することにある。ワンピース設計とは、テンショニングレールの押圧領域と、残りの領域との両者が単一コンポーネントとして作られることを意味する。これには、テンショニングレール、より詳しくはテンショニングレールの押圧領域および残りのコンポーネントを一体接合すること、および一種類の同じ材料で作ることの両方が含まれる。本発明による構成では、テンショニングレールはより大きい弾性を有するものとなる。これにより、テンショニングレールは大きなチェーン張力に対処でき、かつテンショニングピストンから押圧領域を介して、タイミングチェーンに大きい力を加えることもできる。本発明の構成により、押圧領域およびテンショニングレールに挿通されたチェーンを備えたテンショニングレールからなるサブアセンブリをエンジンに取付けることが可能になる。この新規なテンショニングレールは、従来のテンショニングレールおよび従来の別体の加圧ピースと置換できる。タイミングチェーンと本発明のテンショニングレールとは、予め組立てておくのが好ましい。これにより組立て時間が短縮されかつコストも節約される。レールへの力の付与は、一体コンポーネントを介して行われる。従来知られているツーパート解決法とは異なり、遊びのない連結を得るための公差を調和させる必要がない。有利なことは、全稼動寿命に亘って、押圧領域とテンショニングレール本体との間に遊びが全く生じないことである。エンジンの必要条件を考慮に入れて、射出成形部品およびダイキャスト部品の多くの可能な設計を維持できる。より詳しくは、オープンタイミングチェーンを挿通できるガイドチャネルを押出成形できる。テンショニングレールおよびタイミングチェーンからなるサブアセンブリが挿入された後、タイミングチェーンを閉じ、次にテンショニングピストンにより張力が付与される。

有利な開発を以下により詳細に説明しかつ特許請求の範囲の実施態様項において特許請求する。

押圧領域は、テンショニングレールの回転中心から１／２離れた位置に配置されるとき、好ましくは回転中心から１／３離れた位置に配置されるときが特に有利である。タイミングチェーンに作用する押圧力（この押圧力は、テンショニングピストンにより加えられる）は、タイミングチェーンがクランクシャフトおよびカムシャフトのチェーンスプロケットから脱落しないことを保証するのに必要なチェーン張力を得るのに適した大きさである。従って、テンショニングレールはメインテナンスが不要となりかつエンジン作動はよりフェールセーフなものとなる。テンショニングレールの捩れを防止するため、押圧領域は、他の実施形態において、押圧力の吸収が行えるように強化されることが有利である。

他の有利な実施形態では、押圧領域は、テンショニングレールの突出部として構成される場合に、特に容易な方法で作られかつテンショニングピストンが到達できる。

テンショニングピストンにより加えられる押圧力は、突出部が、チェーンが走行する平面と平行に配向された側壁上の凹部を備えている場合に、押圧領域が脱落するという結果をもたらすことなくテンショニングレール内で特に容易に分散される。

凹部が、テンショニングピストンによる押圧力の付与方向に最適押圧力を付与する態様で設けられる実施形態では、テンショニングレールに押圧力が生じたときの特殊な力経路が特に良く分散される。

他の実施形態では、ガイドチャネルの摩耗を最小にするには、スライドライニングボディ（この上でチェーンがスライドできる）がガイドチャネル内に配置される場合に有利であることが判明している。

スライドライニングボディがテンショニングレールの両端部にクリップされる場合には、スライドライニングボディは特に迅速かつ容易にテンショニングレールに取付けられる。これにより、コストを更に低減できる。

他の有利な実施形態において、テンショニングピストンがスライドライニングボディの表面からスライドするときの押圧領域の端部の最短距離が、テンショニングピストンが回転中心からスライドするときの押圧領域の端部の距離の約１／８から３／８、好ましくは１／４である場合には、特に容易に装着できる幾何学的な値が得られる。

テンショニングピストンがスライドライニングボディの表面からスライドするときの押圧領域の端部の最短距離が、スライドライニングボディの厚さの約６倍から８倍、好ましくは７倍である場合には、更に有利な実施形態が得られる。この場合にはガイドチャネルの横断面が充分に大きくなり、タイミングチェーンは、必要な遊びをもって間隔を隔てられた状態でテンショニングレールを通って走行すると同時に、寸法をできる限り小さく維持して、本発明によるこのようなテンショニングレールをできる限り多くのエンジンに装着できるようにしている。

閉じられたガイドチャネルセクションの領域内のガイドチャネルの高さが、ガイドチャネルの幅の１．２倍から２．１倍の間、好ましくは１．８倍である場合には、テンショニングレールの特に最適化された幅／高さ比を確保できる。

他の有利な実施形態において、ガイドチャネル内に挿入可能な、スライドライニングボディの表面から離れたチェーンの上面と、スライドライニングボディの表面に近い、ガイドチャネルを架橋するガイドチャネルセクションの下面との間に、ガイドチャネルの幅の約０．２倍から１．０倍の距離がある場合には、タイミングチェーンが、スライドライニングを備えていないガイドチャネルの縁部、すなわちほぼ押圧領域でテンショニングレールと接触することを防止する上で特に有効である。

他の有利な実施形態において、押圧領域が、支持ボディとワンピースで確実に連結されたスチールプレートからなる場合には、特に有利なテンショニングレールが得られる。押圧領域の表面上の領域内で突出部の外側にこのようなスチールプレートを設ける場合には、押圧領域を押圧するピストンの衝撃が小さい摩耗で補償されるため、テンショニングレールの耐摩耗性が増大される。
添付図面を参照して、一実施形態を以下に説明する。

テンショニングレールを備えたテンショニングレールおよび該テンショニングレールの押圧領域を押圧するテンショニングピストンを示す概略平面図である。 図１のテンショニングレールを示す斜視図である。 図１および図２のテンショニングレールの押圧領域を示す詳細斜視図である。

図１は、押出成形可能な材料からなるテンショニングレール１を示す。テンショニングレール１は回転中心２を有している。テンショニングレール１は、タイミングチェーン側に凸状をなしている。テンショニングレール１は、タイミングチェーンとは反対側が凹状をなしている。図１において、タイミングチェーンは参照番号３で示されている。テンショニングレール１は支持ボディ４を有し、該支持ボディ４に押圧領域５が形成されている。押圧領域５は突出部６の一部である。タイミングチェーン３は、回転中心２と突出部６の押圧領域５との間で延びている。押圧領域５は、テンショニングレール１の支持ボディ４と同じ材料からワンピースで作られている。テンショニングレール１は、射出成形法で製造されている。突出部６の押圧領域５は、タイミングチェーン３を架橋する領域を形成している。タイミングチェーン３がガイドチャネル７内を走行するとき、前記領域はガイドチャネル７を架橋する。前記領域は、ガイドチャネルセクション８と呼ばれている。回転中心２は、テンショニングレール１すなわち支持ボディ４に組込まれるスライドブシュの中心である。ガイドチャネル７の形状は、任意のＵ形にすることができ、或いはＬ形にすることもできる。

支持ボディ４は、凸状湾曲面に沿う２つの間隔を隔てたウェブ９で形成されるように構成されている。支持ボディ４のウェブ９は、これらの間で延びているタイミングチェーン３の両側で、押圧領域５を形成する突出部６へと移行している。

突出部６の領域、より詳しくは押圧領域５の領域において、支持ボディ４のウェブ９は相互連結されているが、タイミングチェーン３を架橋している。開放状態において、タイミングチェーン３は、セクション８のガイドチャネル７の下でガイドチャネル７に挿通されなくてはならない。スライドライニングボディ１０が、ガイドチャネル７の回転中心の側部にクリップされている。スライドライニングボディ１０の両端部には、テンショニングレール１の支持ボディ４の両端部にクリップされた突出部が設けられている。タイミングチェーン３がガイドチャネル７内に挿入されるとき、タイミングチェーン３は、作動状態においてスライドライニングボディ１０の表面上をスライドする。テンショニングピストン１１がエンジン側に固定されており、可動シリンダにより押圧領域５を押圧する。テンショニングピストン１１が大きい度合いで押圧領域５を押圧すると、テンショニングレール１の支持ボディ４が回転中心２の回りで回転し、タイミングチェーン３に張力を付与する。図１において、支持ボディ４は、テンショニングピストン１１により突出部６およびこれと一体の押圧領域５に大きい押圧力が加えられるや否や、回転中心２の回りで反時計回り方向に回転する。

同一コンポーネンツについては、図２および図３においても図１と同じ参照番号を使用する。
図２および図３には、押圧領域５を備えた、タイミングチェーン３を架橋するガイドチャネルセクション８を有する突出部６の頑丈な形状が特に明瞭に示されている。同様にこれらの図面には、支持ボディ４の外側、すなわち支持ボディ４の凹状領域から、スライドライニングボディ１０の上方で支持ボディ４上に載っているタイミングチェーンの領域までのトラス状設計も明瞭に示されている。スライドライニングボディ１０は、その表面上にスライドライニングを有している。

本発明の作動モードについて、以下により詳細に説明する。
テンショニングレール１は射出成形法でワンピースから作られ、支持ボディ４は、押圧領域５を備えた突出部６を形成するウェブ９を有している。押圧領域５はまた、ガイドチャネル７を架橋するガイドチャネルセクション８と協働する。ウェブ９の外側は、トラスの態様で支持されている。同様に、突出部６もトラスの態様で支持されかつ凹部１２を有している。スライドライニングボディ１０は、ガイドチャネル７内にクリップされている。これにより、タイミングチェーン３は、ガイドチャネル７を通って開状態で案内される。テンショニングレール１および導入され、依然として開いているタイミングチェーン３の両者は、エンジン内に挿入されかつカムシャフトおよびクランクシャフトのチェーンスプロケットの周囲に配置される。次に、タイミングチェーンが閉じられる。次に、設置されたテンショニングピストン１１が、より詳しくはエンジンの作動中に、押圧領域５を押圧しかつ回転中心２の回りでのテンショニングレール１の撓みによりタイミングチェーン３に張力を付与する。

１ テンショニングレール
２ 回転中心
３ タイミングチェーン
４ 支持ボディ
５ 押圧領域
６ 突出部
７ ガイドチャネル
８ ガイドチャネルセクション
９ ウェブ
１０ スライドライニングボディ
１１ テンショニングピストン
１２ 凹部

Claims (13)

1. 回転中心（２）の回りでピボットできかつチェーン（３）と接触して配置されるガイドチャネル（７）と、テンショニングピストン（１１）の押圧力により作動される押圧領域（５）とを備えた支持ボディ（４）を有し、押圧領域（５）が、周辺が閉じられたガイドチャネルセクションを形成することにより少なくとも数領域でガイドチャネル（７）を架橋する構成のチェーンドライブ用テンショニングレール（１）において、押圧領域（５）が、支持ボディ（４）とのワンピース構造に形成されていることを特徴とするテンショニングレール（１）。
2. 前記押圧領域（５）は、テンショニングレール（１）の回転中心から１／２離れた位置、好ましくは１／３離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のテンショニングレール（１）。
3. 前記押圧領域（５）は、押圧力の吸収が行えるように強化されていることを特徴とする請求項１または２記載のテンショニングレール（１）。
4. 前記押圧領域（５）は、テンショニングレールの突出部（６）として構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のテンショニングレール（１）。
5. 前記突出部（６）は、チェーンが走行する平面と平行に配向された側壁上の凹部（１２）を有していることを特徴とする請求項４記載のテンショニングレール（１）。
6. 前記凹部（１２）は、テンショニングピストン（１１）により加えられる押圧力の方向に、押圧力を最適化する態様で設けられていることを特徴とする請求項５記載のテンショニングレール（１）。
7. 前記ガイドチャネル（７）内には、チェーン（３）がスライドできるスライドライニングボディ（１０）が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のテンショニングレール。
8. 前記スライドライニングボディ（１０）は、テンショニングレール（１）の両端部にクリップされていることを特徴とする請求項７記載のテンショニングレール（１）。
9. テンショニングピストンがスライドライニングボディの表面からスライドするときの押圧領域（５）の端部の最短距離は、テンショニングピストンが回転中心（２）からスライドするときの押圧領域（５）の端部の距離の約１／８から３／８、好ましくは１／４であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のテンショニングレール（１）。
10. テンショニングピストンがスライドライニングボディの表面からスライドするときの押圧領域（５）の端部の最短距離は、スライドライニングボディの厚さの約６倍から８倍、好ましくは７倍であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のテンショニングレール（１）。
11. 閉じられたガイドチャネルセクション（８）の領域内のガイドチャネル（７）の高さは、ガイドチャネル（７）の幅の１．２倍から２．１倍の間、好ましくは１．８倍であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載のテンショニングレール（１）。
12. 前記ガイドチャネル（７）内に挿入可能な、スライドライニングボディの表面から離れたチェーン（３）の上面と、スライドライニングボディの表面に近い、ガイドチャネル（７）を架橋するガイドチャネルセクション（８）の下面との間に、ガイドチャネルの幅の約０．２倍から１．０倍の距離があることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載のテンショニングレール（１）。
13. 前記押圧領域（５）は、支持ボディ（４）と確実に一体連結されたスチールプレートからなることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載のテンショニングレール。

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