JP3683119B2

JP3683119B2 - チェーンテンショナ

Info

Publication number: JP3683119B2
Application number: JP09587599A
Authority: JP
Inventors: 山本　　憲
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: JP2000291750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カム軸駆動用チェーンの張力を一定に保持するチェーンテンショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カム軸駆動用のチェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナとして、図５に示したものが知られている。このチェーンテンショナはハウジング４０に形成されたシリンダ室４１内にプランジャ４２と、スプリング４３とを組み込み、上記スプリング４３によって突出性が付与されたプランジャ４２によりチェーン４４を押圧するようにしている。
【０００３】
また、プランジャ４２の背部に形成された圧力室４５に給油通路４６を連通し、その給油通路４６にチェックバルブ４７を設け、上記プランジャ４２が外方向に移動して圧力室４５の圧力が低下したとき、チェックバルブ４７を開放させ、給油ポンプの駆動により給油通路４６から圧力室４５に油を流動させるようにしている。
【０００４】
ところで、カム軸駆動用のチェーンにおいては、エンジンを停止すると、カム軸に設けられたカムの停止位置の関係から、チェーン４４が緊張状態に保持されることがある。この場合、上記チェーンテンショナのプランジャ４２は緊張状態のチェーン４４により押し込まれるため、圧力室４５の油はプランジャ４２とシリンダ室４１の摺動面からリークし、プランジャ４２は後退して、チェーン４４の弾力とスプリング４３の張力とが釣り合う位置に保持される。
【０００５】
このため、エンジンの再始動によりチェーン４４に弛みが生じると、プランジャ４２は外方向に大きく移動する。このとき、油圧ポンプは始動直後であって吐出量が少ないため、圧力室４５に充分な油を供給することができず、圧力室４５に空気が侵入してダンピング特性が低下し、異音が発生することがある。
【０００６】
また、低温始動時には、油の粘度が高く、流動性が悪いため、上記と同様の問題が生じる。
【０００７】
上記のような問題点を解決するため、前記プランジャにその後端面で開口するロッド挿入孔を形成し、このロッド挿入孔の開口部内周に設けられた雌ねじにスクリューロッドの外周に形成された雄ねじをねじ係合し、その雄ねじと雌ねじのねじ山を鋸歯状とすると共に、プランジャとスクリューロッドの対向部間にスプリングを組込んで両部材を相反する方向に押圧したチェーンテンショナを本件出願人は既に提案している（特願平９−７１９４７号明細書）。
【０００８】
上記チェーンテンショナにおいては、エンジンが停止し、カムの停止位置の関係によりチェーンが緊張してプランジャに押し込み力が作用したとき、その押し込み力を鋸歯状ねじ山の圧力側フランクにより受けてプランジャが後退動するのを防止している。このため、エンジンが再始動されて弛みが生じても、その弛み量は小さいため、プランジャは外方向に大きく移動せず、圧力室に空気が侵入するのを防止することができるという特徴を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、既に提案したチェーンテンショナにおいては、軸方向荷重が負荷され、かつ回転力が付与されるスクリューロッドとの接触によって摩耗するのを防止するため、シリンダ室の閉塞端部にロッドシートを組み込んでスクリューロッドの後端面を受けるようにしている。この場合、ロッドシートがスクリューロッドとの接触によって回転すると、シリンダ室の閉塞端が摩耗するため、ロッドシートを回り止める必要がある。
【００１０】
そこで、既に提案したチェーンテンショナでは、シリンダ室にロッドシートを圧入により取り付けて回り止めしていたが、この場合、シリンダ室およびロッドシートの嵌め合い部を高精度に加工する必要があるため、加工コストが高くつき、また、圧入時に圧入粉が生じるため、組立て後に洗浄を必要とし、組立てコストも高く、これらのコストの低減化を図るうえにおいて改善すべき点が残されていた。
【００１１】
この発明の課題は、既に提案したチェーンテンショナのコストの低減化を図ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、ハウジングにシリンダ室を設け、このシリンダ室の閉塞端面に形成された嵌合凹部の内周に互いに平行する一対の平坦面と、円筒面とを設け、前記嵌合凹部の周壁には前記円筒面で開口する給油通路を形成し、前記シリンダ室内にチェーン押圧用のプランジャをスライド自在に挿入し、このプランジャの後端面で開口するロッド挿入孔の開口部内周に雌ねじを設け、その雌ねじにスクリューロッドをねじ係合し、前記ロッド挿入孔内にはスクリューロッドをシリンダ室の閉塞端に向けて押圧するスプリングを組込み、前記シリンダ室の閉塞端部に組み込まれてスクリューロッドの後端を受けるロッドシートに前記嵌合凹部に挿入されてその嵌合凹部の底面間に間隙を形成する嵌合凸部と、その嵌合凸部の端面からスクリューロッドの後端を受ける受面に貫通する通路とを設け、前記嵌合凸部の外周に前記平坦面と係合する係合面と、前記円筒面との間に油通路を形成する平坦面とを形成した構成を採用している。
【００１３】
上記のように構成すれば、嵌合凹部の平坦面と嵌合凸部の係合面の係合によってロッドシートを回り止めすることができ、その嵌合凹部および嵌合凸部の形成に精度の高い加工を必要とせず、また、嵌合時に圧入粉が生じることもないため、組立て後の洗浄作業を不要とし、加工コストおよび組立てコストの低減を図ることができる。
【００１４】
また、シリンダ室の嵌合凹部にロッドシートの嵌合凸部を嵌合することによって、その嵌合部間に作動油の導入路を確保することができるため、シリンダの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００１５】
ここで、ロッドシートの嵌合凸部に形成された係合面の二面幅と、平坦面の二面幅を同一にすると、ロッドシートを９０°回転した状態でも嵌合凹部に嵌合凸部を嵌合することができるので、ロッドシートの組み付け方向に制約を受けることが少なくなり、組み付けの容易化を図ることができる。
【００１６】
また、前記嵌合凹部およびロッドシートを型成形により形成することにより、製造コストの低減を図ることができる。この場合、ロッドシートを焼結金属により形成してもよい。
【００１７】
前記ロッドシートの通路内に、シリンダ室内の作動油が給油通路側に逆流するのを防止するチェックバルブを組み込んでおくと、シリンダ室内の作動油によってプランジャに負荷される軸方向荷重を受けることができ、ダンパ効果の優れたチェーンテンショナを得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、クランクシャフト１の端部に取付けられたスプロケット２とカムシャフト３の端部に取付けられたスプロケット４間にチェーン５がかけ渡され、そのチェーン５の弛み側チェーン５ａにスリッパ６が接触されている。スリッパ６は軸７を中心として揺動自在に支持されている。このスリッパ６はチェーンテンショナ１０により押圧され、その押圧によってチェーン５は一定の張力に保持される。
【００２０】
図２（Ｉ）、（II）に示すように、チェーンテンショナ１０は、エンジンブロックにねじ止めされるハウジング１１を有する。ハウジング１１にはシリンダ室１２が形成され、そのシリンダ室１２の閉塞端面に嵌合凹部１３が設けられている。
【００２１】
嵌合凹部１３の内周には、互いに平行する一対の平坦面１３ａと、一対の円筒面１３ｂとが設けられている。この嵌合凹部１３の周壁には外周面から一方の円筒面１３ｂに貫通する給油通路１４が形成されている。
【００２２】
シリンダ室１２にはプランジャ１５がスライド自在に挿入されている。プランジャ１５には後端面で開口するロッド挿入孔１６が形成され、そのロッド挿入孔１６の開口部内周に設けられた雌ねじ１７にスクリューロッド１８の外周に形成された雄ねじ１９がねじ係合されている。
【００２３】
スクリューロッド１８には、先端から軸方向に延びるスプリング収納孔２０と、後端からそのスプリング収納孔２０に貫通する連通孔２１とが形成され、上記スプリング収納孔２０とロッド挿入孔１６の閉塞端間にスプリング２２と、スプリングシート２３とが組込まれている。スプリングシート２３は、浸炭焼入れされ、先端に形成された球形表面２４がロッド挿入孔１６の閉塞端と点接触している。
【００２４】
プランジャ１５に形成された前記雌ねじ１７とスクリューロッド１８に設けられた雄ねじ１９のねじ山は、プランジャ１５が軸方向に押された際の押し込み力を受ける圧力側フランク２５のフランク角が遊び側フランク２６のフランク角より大きい鋸歯状とされている。その鋸歯状ねじ山にスプリング２２の押圧によってスクリューロッド１８が回転しつつシリンダ室１２の閉塞端に向けて移動するリード角が設けられている。
【００２５】
ここで、そのプランジャ１５の後端に別体のステンレス鋼等から成るナットを衝合、または固定して雌ねじ１７を設けると、ねじ特性が向上する。
【００２６】
前記シリンダ室１２の閉塞端部にはスクリューロッド１８の後端を受けるロッドシート２７が組み込まれている。
【００２７】
図２および図３に示すように、ロッドシート２７には嵌合凹部１３に嵌合される嵌合凸部２８と、その嵌合凸部２８の端面からスクリューロッド１８の後端を受ける受面に貫通する通路２９とが設けられている。
【００２８】
嵌合凸部２８の軸方向長さは嵌合凹部１３の深さより短く、その端面と嵌合凹部１３の底面間に間隙３０が設けられている。また、嵌合凸部２８の外周には一対の平坦な係合面２８ａと、一対の平坦面２８ｂとが周方向に交互に形成され、各係合面２８ａと平坦面２８ｂとの間に円弧面２８ｃが設けられている。
【００２９】
係合面２８ａは嵌合凹部１３の平坦面１３ａと係合してロッドシート２７を回り止めしている。一方、平坦面２８ｂは嵌合凹部１３の円筒面１３ｂと対向して、対向面間に油通路３１を形成し、さらに、円弧面２８ｃは前記円筒面１３ｂに嵌合する。
【００３０】
ここで、ロッドシート２７の一対の係合面２８ａの二面幅Ｗ₁は、一対の平坦面２８ｂの二面幅Ｗ₂と等しく、ロッドシート２７を９０°回転した状態でもシリンダ室１２の嵌合凹部１３に、このロッドシート２７の嵌合凸部２８を嵌合し得るようになっている。
【００３１】
前記ロッドシート２７は焼結金属から成り、型成形により形成されている。なお、シリンダ室１２の嵌合凹部１３もダイキャスト等の型成形により形成されている。
【００３２】
ロッドシート２７とプランジャ１５との間には、プランジャ１５に外方向への突出性を付与するスプリング３２が設けられている。後述するチェックバルブを設けた場合は、このスプリング３２は省略してもよい。
【００３３】
いま、エンジンを始動し、クランクシャフト１の端部に取付けたスプロケット２の矢印方向の回転によってチェーン５の弛み側チェーン５ａに弛みが生じると、給油通路１４から油通路３１、間隙３０および通路２９に送り込まれる作動油の圧力およびスプリング３２の弾力によってプランジャ１５およびスクリューロッド１８が外方向に移動し、その移動によってスクリューロッド１８がロッドシート２７から離れ、シリンダ室１２内に油が供給される。
【００３４】
また、プランジャ１５の外方向への移動によって、そのプランジャ１５はスリッパ６を押圧するため、チェーン５の弛みは吸収されると共に、スプリング２２の弾力により、スクリューロッド１８は回転しつつシリンダ室１２の閉塞端に向けて移動してロッドシート２７に当接し、プランジャ１５とスクリューロッド１８の停止によってチェーン５は所定の張力に保持される。
【００３５】
エンジンが温度上昇し、熱膨張によりクランクシャフト１とカムシャフト３の心間距離が大きくなり、チェーン５の張力増大によってプランジャ１５が押圧されると、その押圧力はシリンダ室１２内に封入された作動油およびスプリング３２によって受けられると共に、雌ねじ１７と雄ねじ１９の圧力側フランク２５によって受けられ、プランジャ１５は後退しない。プランジャ１５を押圧する押圧力がスプリング２２、３２の弾力と油圧力の合力より強くなると、スクリューロッド１８が回転し、プランジャ１５が後退する。
【００３６】
このとき、シリンダ室１２内の作動油は、シリンダ室１２とプランジャ１５の摺動面間からリークし、プランジャ１５は、押圧力とスプリング２２、３２の弾力と供給油の圧力との合力とが釣り合う位置までゆっくりと後退動する。
【００３７】
エンジンを停止すると、カムシャフト３に設けられたカムの停止位置の関係からチェーン５の弛み側チェーン５ａが緊張する場合がある。この場合は、プランジャ１５はチェーン５によって押圧され、その押圧力は雌ねじ１７と雄ねじ１９のねじ係合部における圧力側フランク２５により受けられる。
【００３８】
ここで、上記押圧力は振動を伴わない静的な荷重であるため、上記押圧力がスプリング２２の弾力より大きい場合でもスクリューロッド１８は回転せず、プランジャ１５は後退しない。
【００３９】
このため、エンジンが再始動されてチェーン５の弛み側チェーン５ａに弛みが生じても、その弛み量はきわめて小さく、プランジャ１５の突出量も小さい。したがって、シリンダ室１２における圧力低下も少ないため、シリンダ室１２に空気が侵入することもなく、ダンピング特性が低下するという不都合の発生を防止することができる。
【００４０】
なお、エンジンの低温始動時、ポンプから給油通路１４に送られる油の粘度が高く、シリンダ室１２への作動油の流入が悪いが、この場合でも、プランジャ１５の外方向への移動量が少ないため、シリンダ室１２内に空気が侵入するのを防止することができる。
【００４１】
スクリューロッド１８の後端を受けるロッドシート２７は、一対の平坦面１３ａがシリンダ室１２の内周に形成された嵌合凹部１３と一対の係合面２８ａがロッドシート２７の外周に形成された嵌合凸部２８の嵌合によってロッドシート２７が回り止めされているため、嵌合凹部１３および嵌合凸部２８の形成に精度の高い加工を必要とせず、これらの嵌合凹部１３および嵌合凸部２８は型成形によってのみ形成され、切削加工が不要となり、加工コストの低減を図ることができる。
【００４２】
また、嵌合凹部１３に嵌合凸部２８を挿入することによってロッドシート２７を回り止めすることができるため、圧入粉の発生はない。このため、ロッドシート２７の組み付け後における洗浄作業を不要とすることができ、圧入工程の廃止と共に、組立てコストの低減を図ることができる。
【００４３】
ロッドシート２７の嵌合凸部２８の外周に形成した平坦面２８ｂは、シリンダ室１２の嵌合凹部１３の内周に設けられた円筒面１３ｂとの間に油通路３１を形成し、この油通路３１は、嵌合凸部２８の後端面と嵌合凹部１３の底面に形成された間隙３０と連通して、給油通路１４からの作動油をロッドシート２７の通路２９に導く導入路を形成するため、嵌合凹部１３の端壁に導入路を設ける必要がなくなり、その分、ハウジング１１の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００４４】
実施の形態に示すように、ロッドシート２７の嵌合凸部２８の外周に形成した一対の係合面２８ａの二面幅Ｗ₁を一対の平坦面２８ｂの二面幅Ｗ₂と同一とすると、ロッドシート２７を９０°回転した状態でもシリンダ室１２の嵌合凹部１３にこの嵌合凸部２８を挿入することができるため、ロッドシート２７の組み付けの容易化を図ることができる。
【００４５】
図４は、この発明に係るチェーンテンショナ１０の他の例を示す。この例におけるチェーンテンショナ１０と先に述べた図２に示すチェーンテンショナ１０とは、ロッドシート２７の通路２９にシリンダ室１２内の作動油が給油通路１４側に逆流するのを防止するチェックバルブ３３と、そのチェックバルブ３３の開閉量を制限するリテーナ３４とを組み込んだ点で相違している。
【００４６】
図４に示すように、ロッドシート２７の通路２９にチェックバルブ３３を組み込むことにより、シリンダ室１２内の作動油によってプランジャ１８に負荷される軸方向荷重を受けることができるため、ダンパ効果の優れたチェーンテンショナを得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、シリンダ室の閉塞端に嵌合凹部を形成し、ロッドシートにはその嵌合凹部に嵌合される嵌合凸部を設け、この嵌合凸部の外周に前記嵌合凹部の内周に形成された一対の平坦面と係合する一対の係合面を設けてロッドシートを回り止めしたので、嵌合凹部および嵌合凸部の双方に精度の高い加工を必要とせず、加工コストの低減を図ることができると共に、嵌合凹部に対する嵌合凸部の嵌合時に圧入粉が生じることもないため、ロッドシートの組み付け後における洗浄作業を不要とすることができ、組立てコストの低減も図ることができる。
【００４８】
また、嵌合凸部の外周に嵌合凹部の円筒面との間に油通路を形成する平坦面を設けたことによって、嵌合凹部と嵌合凸部の嵌合部間に給油通路からの作動油をロッドシートの通路に導く導入路を確保することができるため、ハウジングの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００４９】
さらに、ロッドシートの通路にチェックバルブを組み込んだことによってダンパの効果の優れたチェーンテンショナを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るチェーンテンショナの使用状態を示す正面図
【図２】（Ｉ）は図１に示すチェーンテンショナの横断平面図、（II）は（Ｉ）のａ−ａ線に沿った断面図
【図３】図２に示すチェーンテンショナのロッドシートを示す斜視図
【図４】この発明に係るチェーンテンショナの他の例を示す一部切欠平面図
【図５】従来のチェーンテンショナを示す縦断正面図
【符号の説明】
１１ハウジング
１２シリンダ室
１３嵌合凹部
１３ａ平坦面
１３ｂ円筒面
１４給油通路
１５プランジャ
１６ロッド挿入孔
１７雌ねじ
１８スクリューロッド
２２スプリング
２７ロッドシート
２８嵌合凹部
２８ａ係合面
２８ｂ平坦面
３１油通路
３３チェックバルブ

Claims

ハウジングにシリンダ室を設け、このシリンダ室の閉塞端面に形成された嵌合凹部の内周に互いに平行する一対の平坦面と、円筒面とを設け、前記シリンダ室の嵌合凹部の周壁には前記円筒面で開口する給油通路を形成し、前記シリンダ室内にチェーン押圧用のプランジャをスライド自在に挿入し、このプランジャの後端面で開口するロッド挿入孔の開口部内周に雌ねじを設け、その雌ねじにスクリューロッドをねじ係合し、前記ロッド挿入孔内にはスクリューロッドをシリンダ室の閉塞端に向けて押圧するスプリングを組込み、前記シリンダ室の閉塞端部に組み込まれてスクリューロッドの後端を受けるロッドシートに前記嵌合凹部に挿入され、その嵌合凹部の底面間に間隙を形成する嵌合凸部と、その嵌合凸部の端面からスクリューロッドの後端を受ける受面に貫通する通路とを設け、前記ロッドシートの嵌合凸部の外周に前記平坦面と係合する係合面と、前記円筒面との間に油通路を形成する平坦面とを形成したチェーンテンショナ。
前記嵌合凸部に形成された係合面の二面幅と平坦面の二面幅を同一とした請求項１に記載のチェーンテンショナ。
前記嵌合凹部およびロッドシートが型成形により形成された請求項１又は２に記載のチェーンテンショナ。
前記ロッドシートが焼結金属から成る請求項１乃至３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
前記ロッドシートの通路内に、シリンダ室内の作動油が給油通路側に逆流するのを防止するチェックバルブを組み込んだ請求項１乃至４のいずれかに記載のチェーンテンショナ。