JP2013221554A - 内燃機関のカムチェーンテンショナ装置 - Google Patents

内燃機関のカムチェーンテンショナ装置 Download PDF

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Hiroshige Inui
博篤 乾
Takuro Kawakami
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Abstract

【課題】クランクシャフトに固設される駆動スプロケットならびにカムシャフトに固設される被動スプロケットに巻き掛けられる無端状のカムチェーンの弛緩側に、カムチェーンの走行方向に沿って長く延びるチェーンスリッパが摺接され、チェーンスリッパをカムチェーン側に押圧するテンショナリフタが機関本体に配設される内燃機関のカムチェーンテンショナ装置において、加工工数の増加を回避しつつチェーンスリッパの振動を抑える。
【解決手段】チェーンスリッパ38の長手方向一端部に設けられるピボット部38aが機関本体11に回動可能に支承され、チェーンスリッパ38の長手方向中間部に、テンショナリフタ39を当接させるリフタ受け部38bが設けられ、チェーンスリッパ38の長手方向他端部に、該チェーンスリッパ38を形成する材料よりも比重が大きな材料から成るウエイト40Aを保持するウエイト保持部38cが設けられる。
【選択図】図1

Description

本発明は、クランクケースに回転自在に支承されるクランクシャフトに固設される駆動スプロケットならびにシリンダヘッドに回転自在に支承されるカムシャフトに固設される被動スプロケットに巻き掛けられる無端状のカムチェーンの弛緩側に、該カムチェーンの走行方向に沿って長く延びるチェーンスリッパが摺接され、該チェーンスリッパを前記カムチェーン側に押圧するテンショナリフタが前記クランクケースおよび前記シリンダヘッドを含む機関本体に配設される内燃機関のカムチェーンテンショナ装置に関する。
カムチェーンの駆動スプロケットおよび被動スプロケットへの噛み合い振動や、機関本体の振動がカムチェーンに伝達されると、カムチェーンが高速走行する場合には振動に共振して騒音を発生することがあり、チェーンスリッパの振動を抑えるために、特許文献1で開示されたものでは、中空状としたチェーンスリッパ内をオイルで満たして、そのオイルで振動を吸収するようにしている。
特開平7−4480号公報
ところが、上記特許文献1で開示されるような構造では、チェーンスリッパにオイルを導くための油路が必要となり、複雑な油路構造を構成するための加工を機関本体に施すことが必要となり、加工工数の増加を招くことになる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、加工工数の増加を回避しつつチェーンスリッパの振動を抑え得るようにした内燃機関のカムチェーンテンショナ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、クランクケースに回転自在に支承されるクランクシャフトに固設される駆動スプロケットならびにシリンダヘッドに回転自在に支承されるカムシャフトに固設される被動スプロケットに巻き掛けられる無端状のカムチェーンの弛緩側に、該カムチェーンの走行方向に沿って長く延びるチェーンスリッパが摺接され、該チェーンスリッパを前記カムチェーン側に押圧するテンショナリフタが前記クランクケースおよび前記シリンダヘッドを含む機関本体に配設される内燃機関のカムチェーンテンショナ装置において、前記チェーンスリッパの長手方向一端部に設けられるピボット部が前記機関本体に回動可能に支承され、前記チェーンスリッパの長手方向中間部に、前記テンショナリフタを当接させるリフタ受け部が設けられ、前記チェーンスリッパの長手方向他端部に、該チェーンスリッパを形成する材料よりも比重が大きな材料から成るウエイトを保持するウエイト保持部が設けられることを第1の特徴とする。
また本発明は、第1の特徴の構成に加えて、前記チェーンスリッパの長手方向に沿う前記被動スプロケット側の一端部に前記ピボット部が設けられ、前記チェーンスリッパの長手方向に沿う前記駆動スプロケット側の他端部に前記ウエイト保持部が設けられることを第2の特徴とする。
本発明は、第2の特徴の構成に加えて、前記チェーンスリッパが自己潤滑性を有する樹脂から成り、前記ウエイト保持部は、前記チェーンスリッパの他端部に金属製のウエイトを圧入、保持する保持孔が設けられて成ることを第3の特徴とする。
本発明は、第2または第3の特徴の構成に加えて、前記機関本体の一部を構成するシリンダボディに前記シリンダヘッドを締結する複数の締め付けボルトの1つで前記シリンダヘッドに支軸規制部材が締結され、該支軸規制部材に一端を近接、対向させて前記ピボット部に挿通される支軸の他端部が、前記シリンダヘッドに嵌合されることを第4の特徴とする。
本発明は、第1〜第4の特徴の構成のいずれかに加えて、前記テンショナリフタは、前記カムチェーン側に開口する摺動孔を有して前記機関本体に設けられる支持筒部と、一端部を前記リフタ受け部に当接させるようにして前記摺動孔に摺動自在に嵌合されるプランジャと、該プランジャを前記カムチェーン側に付勢するばね力を発揮して前記摺動孔内に収容されるばねと、前記プランジャの他端部を当接させることを可能としつつ前記プランジャの他端に対向するようにして前記摺動孔内に配設されるストッパラバーとを備えることを第5の特徴とする。
さらに本発明は、第5の特徴の構成に加えて、前記プランジャが、前記リフタ受け部に当接する端壁部を一端に有して有底円筒状に形成され、前記プランジャおよび前記支持筒部間に形成される空気室に通じる連通孔が、前記摺動孔内への嵌合量が多くなる側に前記プランジャが移動する際に前記支持筒部の内端部で閉じられるようにして前記プランジャの一端寄り側壁に設けられることを第6の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば、チェーンスリッパの長手方向一端部のピボット部が機関本体に回動可能に支承され、チェーンスリッパの長手方向中間部のリフタ受け部にテンショナリフタが当接され、チェーンスリッパの長手方向他端部に、チェーンスリッパを形成する材料よりも比重が大きな材料から成るウエイトを保持するウエイト保持部が設けられるので、ウエイトによってチェーンスリッパの振動を抑えることができ、チェーンスリッパにウエイトを保持するだけの簡単な構造でチェーンスリッパの制振効果を得ることを可能として加工工数の増加を回避することができ、その分だけテンショナリフタの負荷を減らすことができ、その結果、チェーンスリッパのカムチェーンへの押しつけ力を小さくしてフリクションロスを低減し、燃費の低減に寄与することができる。
また本発明の第2の特徴によれば、チェーンスリッパの弛緩側負荷の小さい駆動スプロケット側にウエイト保持部を配置することで、ウエイトを比較的小さく、軽くしても充分な制振効果を発揮することが可能となり、被動スプロケットが在るシリンダヘッド側で、チェーンスリッパの揺動スペースを確保する場合の機関本体の大型化を回避することができる。
本発明の第3の特徴によれば、自己潤滑性を有する樹脂から成るチェーンスリッパに設けられる保持孔に、金属製のウエイトが圧入されるので、チェーンスリッパおよびウエイトをそれぞれ個別に製作することを可能として製作コストの低減を図ることができ、またウエイトの重量調整も容易であり、内燃機関の特性に応じた最適な仕様のチェーンスリッパを得ることが容易となる。
本発明の第4の特徴によれば、シリンダボディにシリンダヘッドを締結する複数の締め付けボルトの1つでシリンダヘッドに支軸規制部材が締結され、一端を支軸規制部材に近接、対向させてピボット部に挿通される支軸の他端部がシリンダヘッドに嵌合されるので、部品点数の増大を回避しつつ簡単な構造でチェーンスリッパのピボット部をシリンダヘッドに回動可能に支承することができる。
本発明の第5の特徴によれば、テンショナリフタは、摺動孔を有して機関本体に設けられる支持筒部と、摺動孔に摺動自在に嵌合されるプランジャと、該プランジャをカムチェーン側に付勢するばね力を発揮するばねと、プランジャの他端部を当接させることを可能として摺動孔内に配設されるストッパラバーとを備えるので、カムチェーンからプランジャに作用する過大な振動をプランジャをストッパラバーに当接させることで吸収し、騒音の発生を防止することができる。
さらに本発明の第6の特徴によれば、有底円筒状のプランジャの一端寄り側壁に設けられる連通孔が、摺動孔内への嵌合量が多くなる側にプランジャが移動する際に支持筒部の内端で閉じられることで、プランジャおよび支持筒部間に形成される空気室が密閉状態となり、より大きな振動によってプランジャに作用する荷重に対抗する力を密閉された空気室の縮小に伴う空気圧で発揮するようにして、騒音の発生を防止することができる。
第1の実施の形態での内燃機関の縦断側面図であって図2の1−1線に沿う断面図である。 ヘッドカバーを外した状態での図1の2−2線矢視図である。 図2の3−3線断面図である。 第2の実施の形態のウエイトを示す斜視図である。
本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
本発明の第1の実施の形態について図1〜図3を参照しながら説明すると、先ず図1において、この内燃機関の機関本体11は、クランクシャフト16を回転自在に支承するクランクケース12と、該クランクケース12に結合されるシリンダボディ13と、該シリンダボディ13に結合されるシリンダヘッド14と、該シリンダヘッド14に結合されるヘッドカバー15とを備える。
図2を併せて参照して、前記シリンダヘッド14には吸気弁17および排気弁18が開閉作動可能に配設されており、前記シリンダヘッド14および前記ヘッドカバー15間には、前記吸気弁17および前記排気弁18を開閉駆動する動弁装置19が収容される。
前記動弁装置19は、前記クランクシャフト16と平行な軸線を有するカムシャフト20と、該カムシャフト20の回転に応じて揺動する吸気側および排気側ロッカアーム21,22とを備えており、前記カムシャフト20はカムホルダ23を介して前記シリンダヘッド14で回転自在に支承される。前記カムホルダ23は、4つの締め付けボルト24,24…で前記シリンダヘッド14に締結されており、前記締め付けボルト24,24…は、前記カムホルダ23を前記シリンダヘッド14に締結するだけなく、シリンダヘッド14およびシリンダボディ13を前記クランクケース12に締結する機能をも果たす。
而して前記カムホルダ23には、前記カムシャフト20が回転自在に支承されるだけでなく、前記吸気側および前記排気側ロッカアーム21,22を揺動可能に支持するロッカシャフト(図示せず)も支持される。
前記カムシャフト20にはクランクシャフト16からの回転動力が調時伝動装置25により1/2に減速されて伝達されるものであり、この調時伝動装置25は、クランクシャフト16に固設される駆動スプロケット26と、前記カムシャフト20の一端部に固設される被動スプロケット27と、駆動スプロケット26および被動スプロケット27に巻き掛けられる無端状のカムチェーン28とを備え、前記シリンダボディ13および前記シリンダヘッド14には、前記カムチェーン28を走行させるカムチェーン室29が形成される。
ところで、駆動スプロケット26は矢印30で示す方向に回転するものであり、駆動スプロケット26および被動スプロケット27間のカムチェーン28のうち駆動スプロケット26で牽引される側である緊張側の外周にカムチェーンガイド31が摺接される。このカムチェーンガイド31は、適度な剛性および弾性を有する合成樹脂によってカムチェーン28側に向けて沿った略弓形をなすように形成されており、カムチェーンガイド31のクランクシャフト16側端部は、上方に開いてクランクケース12に設けられる支持凹部32に嵌合、支持される。またカムチェーンガイド31のカムシャフト20側には前記カムチェーン28とは反対側に臨む支持面33が形成されており、該支持面33に当接する当接支持部34が、シリンダヘッド14に設けられる。またカムチェーンガイド31の前記支持面33寄り中間部両側には、横断面円形の突起35が一体に突設され、シリンダボディ13のシリンダヘッド14への結合面には、突起35を嵌合して位置決めする位置決め凹部36が設けられる。
前記駆動スプロケット26および被動スプロケット27間のカムチェーン28のうち駆動スプロケット26から送り出される側である弛緩側の外周にはチェーンスリッパ38が摺接されており、このチェーンスリッパ38にカムチェーン28と反対側から当接するテンショナリフタ39が機関本体11のシリンダボディ13に配設される。
前記チェーンスリッパ38は、自己潤滑性を有する樹脂たとえばポリアミド66等によって、前記カムチェーン28の走行方向に沿って長く延びるとともにカムチェーン28の弛緩側外周に凸曲面を摺接させるようにして弓形に形成される。
しかも前記チェーンスリッパ38の長手方向一端部に設けられるピボット部38aが前記機関本体11に回動可能に支承され、前記チェーンスリッパ38の長手方向中間部に、前記テンショナリフタ39を当接させるリフタ受け部38bが設けられ、前記チェーンスリッパ38の長手方向他端部に、該チェーンスリッパ38を形成する材料よりも比重が大きな材料から成るウエイト40Aが保持されるウエイト保持部38cが設けられる。
前記ピボット部38aは、前記チェーンスリッパ38の長手方向に沿う前記被動スプロケット27側の一端部に設けられ、前記ウエイト保持部38cは、前記チェーンスリッパ38の長手方向に沿う前記駆動スプロケット26側の他端部に設けられる。
前記ウエイト保持部38cは、前記チェーンスリッパ38の他端部に金属製のウエイト40Aを圧入、保持する保持孔41が設けられて成り、短円柱状に形成される前記ウエイト40Aの外周の半径よりも小さな半径の仮想円に先端を配置するようにした複数の突部42,42…が前記保持孔41の内周にその周方向に等間隔をあけて突設され、それらの頭部42,42…の先端が前記ウエイト40Aの外周に弾発的に当接することでウエイト40Aが前記チェーンスリッパ38のウエイト保持部38cに保持される。
前記チェーンスリッパ38のピボット部38aは、該ピボット部38aに挿通される支軸43を介して前記機関本体11のシリンダヘッド14に回動可能に支承されるものであり、前記支軸43の一端を近接、対向させる支軸規制部材44が前記シリンダヘッド14に締結され、前記支軸43の他端部は前記シリンダヘッド14に嵌合される。
ところで前記シリンダヘッド14は、前記カムホルダ23をシリンダヘッド14に締結する4つの締め付けボルト24,24…に加えて、前記カムチェーン室29に隣接した位置で前記シリンダヘッド14に挿通される一対の締め付けボルト45,45でシリンダボディ13およびクランクケース12に締結されるものであり、前記支軸規制部材44は、複数の締め付けボルト24,24…,45…の1つである締め付けボルト45でシリンダヘッド14に締結される。
前記テンショナリフタ39は、前記カムチェーン28側に開口する摺動孔48を有して前記機関本体11のシリンダボディ13に設けられる支持筒部13aと、一端部を前記リフタ受け部38bに当接させるようにして前記摺動孔48に摺動自在に嵌合されるプランジャ49と、該プランジャ49を前記カムチェーン28側に付勢するばね力を発揮して前記摺動孔48内に収容されるばね50と、前記プランジャ49の他端部を当接させることを可能としつつ前記プランジャ49の他端に対向するようにして前記摺動孔48内に配設されるストッパラバー51とを備える。
前記摺動孔48の外端を閉じるようにして前記支持筒部13aの外端部にはプラグ52がねじ込まれる。また前記プランジャ49は、前記チェーンスリッパ38の前記リフタ受け部38bに当接する端壁部49aを一端に有して有底円筒状に形成されており、このプランジャ49および支持筒部13a間には空気室53が形成され、前記プランジャ49の他端に対向する前記ストッパラバー51は、前記プラグ52に当接、支持されるようにして前記空気室53内に収容される。
また前記プランジャ49の一端寄り側壁には、前記空気室53に通じる連通孔54が、前記摺動孔48内への嵌合量が多くなる側に前記プランジャ49が移動する際に、支持筒部13aの内端部で閉じられるようにして設けられる。
次にこの第1の実施の形態の作用について説明すると、チェーンスリッパ38の長手方向一端部に設けられるピボット部38aが機関本体11に回動可能に支承され、チェーンスリッパ38の長手方向中間部に、テンショナリフタ39を当接させるリフタ受け部38bが設けられ、チェーンスリッパ38の長手方向他端部に、チェーンスリッパ38を形成する材料よりも比重が大きな材料から成るウエイト40Aを保持するウエイト保持部38cが設けられるので、ウエイト40Aによってチェーンスリッパ38の振動を抑えることができ、チェーンスリッパ38にウエイト40Aを保持するだけの簡単な構造でチェーンスリッパ38の制振効果を得ることを可能として加工工数の増加を回避することができ、その分だけテンショナリフタ39の負荷を減らすことができ、その結果、チェーンスリッパ38のカムチェーン28への押しつけ力を小さくしてフリクションロスを低減し、燃費の低減に寄与することができる。
またチェーンスリッパ38の長手方向に沿う被動スプロケット27側の一端部にピボット部38aが設けられ、チェーンスリッパ38の長手方向に沿う駆動スプロケット26側の他端部にウエイト保持部38cが設けられるので、チェーンスリッパ38の弛緩側負荷の小さい駆動スプロケット26側にウエイト保持部38cが配置されることでウエイト40Aを比較的小さく、軽くしても充分な制振効果を発揮することが可能となり、被動スプロケット27が在るシリンダヘッド14側で、チェーンスリッパ38の揺動スペースを確保する場合の機関本体11の大型化を回避することができる。
またチェーンスリッパ38が自己潤滑性を有する樹脂から成り、ウエイト保持部38cは、チェーンスリッパ38の他端部に金属製のウエイト40Aを圧入、保持する保持孔41が設けられて成るので、チェーンスリッパ38およびウエイト40Aをそれぞれ個別に製作することを可能として製作コストの低減を図ることができ、またウエイト40Aの重量調整も容易であり、内燃機関の特性に応じた最適な仕様のチェーンスリッパ38を得ることが容易となる。
また機関本体11の一部を構成するシリンダボディ13にシリンダヘッド14を締結する複数の締め付けボルト24,24…,45…の1つの締め付けボルト45でシリンダヘッド14に支軸規制部材44が締結され、該支軸規制部材44に一端を近接、対向させてピボット部38aに挿通される支軸43の他端部が、シリンダヘッド14に嵌合されるので、部品点数の増大を回避しつつ簡単な構造でチェーンスリッパ38のピボット部38aをシリンダヘッド14に回動可能に支承することができる。
またテンショナリフタ39は、カムチェーン28側に開口する摺動孔48を有して機関本体11のシリンダボディ13に設けられる支持筒部13aと、一端部をリフタ受け部38bに当接させるようにして摺動孔48に摺動自在に嵌合されるプランジャ49と、該プランジャ49をカムチェーン28側に付勢するばね力を発揮して摺動孔48内に収容されるばね50と、プランジャ49の他端部を当接させることを可能としつつ前記プランジャ49の他端に対向するようにして摺動孔48内に配設されるストッパラバー51とを備えるので、カムチェーン28からプランジャ49に作用する過大な振動をプランジャ49をストッパラバー51に当接させることで吸収し、騒音の発生を防止することができる。
さらにプランジャ49が、リフタ受け部38bに当接する端壁部49aを一端に有して有底円筒状に形成され、プランジャ49および支持筒部13a間に形成される空気室53に通じる連通孔54が、摺動孔48内への嵌合量が多くなる側にプランジャ49が移動する際に前記支持筒部13aの内端部で閉じられるようにして前記プランジャ49の一端寄り側壁に設けられるので、摺動孔48内への嵌合量が多くなる側にプランジャ49が移動すると、連通孔54が支持筒部13aの内端部で閉じられることで、プランジャ49および支持筒部13a間に形成される空気室53が密閉状態となり、より大きな振動によってプランジャ49に作用する荷重に対抗する力を密閉された空気室53の縮小に伴って発生する空気圧で発揮するようにして、騒音の発生を防止することができる。
本発明の第2の実施の形態として、図4で示すように、ウエイト40Bが、中心孔55を有して円筒状に形成されるものであってもよく、このようなウエイト40Bによれば、中心孔55の内径を変更することで重量を調整することが容易である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、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。
たとえばテンショナリフタを、従来のねじ式のテンショナリフタと、上記実施の形態のテンショナリフタ39とを組み合わせて構成することも可能である。
11・・・機関本体
12・・・クランクケース
13・・・シリンダボディ
13a・・・支持筒部
14・・・シリンダヘッド
16・・・クランクシャフト
20・・・カムシャフト
24,45・・・締め付けボルト
26・・・駆動スプロケット
27・・・被動スプロケット
28・・・カムチェーン
38・・・チェーンスリッパ
38a・・・ピボット部
38b・・・リフタ受け部
38c・・・ウエイト保持部
39・・・テンショナリフタ
40A,40B・・・ウエイト
41・・・保持孔
43・・・支軸
44・・・支軸規制部材
48・・・摺動孔
49・・・プランジャ
49a・・・端壁部
50・・・ばね
51・・・ストッパラバー
53・・・空気室
54・・・連通孔

Claims (6)

  1. クランクケース(12)に回転自在に支承されるクランクシャフト(16)に固設される駆動スプロケット(26)ならびにシリンダヘッド(14)に回転自在に支承されるカムシャフト(20)に固設される被動スプロケット(27)に巻き掛けられる無端状のカムチェーン(28)の弛緩側に、該カムチェーン(28)の走行方向に沿って長く延びるチェーンスリッパ(38)が摺接され、該チェーンスリッパ(38)を前記カムチェーン(28)側に押圧するテンショナリフタ(39)が前記クランクケース(12)および前記シリンダヘッド(14)を含む機関本体(11)に配設される内燃機関のカムチェーンテンショナ装置において、前記チェーンスリッパ(38)の長手方向一端部に設けられるピボット部(38a)が前記機関本体(11)に回動可能に支承され、前記チェーンスリッパ(38)の長手方向中間部に、前記テンショナリフタ(39)を当接させるリフタ受け部(38b)が設けられ、前記チェーンスリッパ(38)の長手方向他端部に、該チェーンスリッパ(38)を形成する材料よりも比重が大きな材料から成るウエイト(40A,40B)を保持するウエイト保持部(38c)が設けられることを特徴とする内燃機関のカムチェーンテンショナ装置。
  2. 前記チェーンスリッパ(38)の長手方向に沿う前記被動スプロケット(27)側の一端部に前記ピボット部(38a)が設けられ、前記チェーンスリッパ(38)の長手方向に沿う前記駆動スプロケット(26)側の他端部に前記ウエイト保持部(38c)が設けられることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のカムチェーンテンショナ装置。
  3. 前記チェーンスリッパ(38)が自己潤滑性を有する樹脂から成り、前記ウエイト保持部(38c)は、前記チェーンスリッパ(38)の他端部に金属製のウエイト(40A,40B)を圧入、保持する保持孔(41)が設けられて成ることを特徴とする請求項2記載の内燃機関のカムチェーンテンショナ装置。
  4. 前記機関本体(11)の一部を構成するシリンダボディ(13)に前記シリンダヘッド(14)を締結する複数の締め付けボルト(24,45)の1つ(45)で前記シリンダヘッド(14)に支軸規制部材(44)が締結され、該支軸規制部材(44)に一端を近接、対向させて前記ピボット部(38a)に挿通される支軸(43)の他端部が、前記シリンダヘッド(14)に嵌合されることを特徴とする請求項2または3記載の内燃機関のカムチェーンテンショナ装置。
  5. 前記テンショナリフタ(39)は、前記カムチェーン(28)側に開口する摺動孔(48)を有して前記機関本体(11)に設けられる支持筒部(13a)と、一端部を前記リフタ受け部(38b)に当接させるようにして前記摺動孔(48)に摺動自在に嵌合されるプランジャ(49)と、該プランジャ(49)を前記カムチェーン(28)側に付勢するばね力を発揮して前記摺動孔(48)内に収容されるばね(50)と、前記プランジャ(49)の他端部を当接させることを可能としつつ前記プランジャ(49)の他端に対向するようにして前記摺動孔(48)内に配設されるストッパラバー(51)とを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関のカムチェーンテンショナ装置。
  6. 前記プランジャ(49)が、前記リフタ受け部(38b)に当接する端壁部(49a)を一端に有して有底円筒状に形成され、前記プランジャ(49)および前記支持筒部(13a)間に形成される空気室(53)に通じる連通孔(54)が、前記摺動孔(48)内への嵌合量が多くなる側に前記プランジャ(49)が移動する際に前記支持筒部(13a)の内端部で閉じられるようにして前記プランジャ(49)の一端寄り側壁に設けられることを特徴とする請求項5記載の内燃機関のカムチェーンテンショナ装置。
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