JP3752166B2 - ブレードテンショナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェーン摺動面を有するブレードシューと、これにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングとを備えたブレードテンショナに関し、詳細には、ブレードテンショナ全体のばね特性の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
自動車エンジンにおいて、タイミングチェーンやオイルポンプなどの補機駆動用チェーンに緊張力を作用させるためのテンショナとして、ブレードテンショナが用いられている。従来のブレードテンショナは、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有するブレードシューと、ブレードシューの基端部を回動自在に支持するとともに、先端部をスライド自在に支持するベース部材と、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側に積層配置され、ブレードシューにばね力を作用させるための板ばね状の複数枚のブレードスプリングとから主として構成されている。
【０００３】
チェーンの運転時には、ブレードシューのチェーン摺動面上をチェーンが摺動しつつ走行し、このとき、ブレードシューおよびブレードスプリングの変形にともなう弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用して、チェーンに緊張力が維持されるようになっている。
【０００４】
ところで、エンジンの使用回転域において、ブレードテンショナが共振を起こすと、チェーンに十分な押付力が作用しなくなって、チェーンが歯飛びを起こしたり、エンジンの点火タイミングがずれたりすることになるため、エンジンの使用回転域では、ブレードテンショナが共振を起こさないようにする必要がある。そのためには、ブレードスプリングのばね定数を大きくすることにより、ブレードテンショナの共振周波数をエンジンの使用回転数よりも高く設定するのが効果的である。
【０００５】
ところが、従来のブレードテンショナにおいて、積層されるブレードスプリングの枚数を増やしたり、その板厚を増やすことにより、ばね定数を大きくしようとすると、ブレードスプリングをブレードシューに組み込みにくくなるという不具合が発生する。このため、従来のブレードシューでは、ばね特性を改善するのが容易ではない。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、ばね特性を容易に改善できるブレードテンショナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るブレードテンショナは、弧状に湾曲するチェーン摺動面を有するブレードシューと、ブレードシューの基端部を回動自在に支持する支持部を有し、ブレードシューの先端部をスライド自在に支持するスライド面を有するベース部材と、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側に配置され、ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、ベース部材にその一端が固定されるとともに、先端がブレードスプリングの長手方向略中央部分と接触し得る補助ばねとを備え、ブレードテンショナをチェーンに組み込んだとき、補助ばねは、たわみが零の状態で先端がブレードスプリングから離れている。
【０００８】
請求項１の発明では、ブレードスプリングと接触し得る補助ばねがベース部材に設けられるので、ブレードテンショナの運転時において、補助ばねの先端がブレードスプリングに当接した場合には、ブレードスプリングのみならず、補助ばねの変形による弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用する。これにより、ブレードテンショナ全体のばね定数を大きくすることができる。この場合には、ブレードスプリングとは別個に設けられた補助ばねを用いるようにしたので、ブレードテンショナのばね特性を容易に改善することができる。
【０００９】
さらに、この場合には、ブレードテンショナをチェーンに組み込んだとき、補助ばねの先端は、たわみが零の状態でブレードスプリングから離れた状態におかれている。そして、運転中にチェーンがブレードテンショナの側に振れて、ブレードスプリングが補助ばねに当接し、ブレードスプリングおよび補助ばねの双方が変形すると、これらの変形による弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用して、チェーンの振れが抑制される。また、チェーンがブレードテンショナから離れる側に振れた場合には、ブレードシューの曲率半径が小さくなる側にブレードシューおよびブレードスプリングが戻り変形して、ブレードスプリングのみの変形による弾性反発力がチェーンに作用することになる。なお、このとき、補助ばねの先端はブレードスプリングから離れた状態におかれている。
【００１０】
請求項２の発明に係るブレードスプリングは、弧状に湾曲するチェーン摺動面を有するとともに、エンジン側の部品に回動自在に支持される基端部と、エンジン側の部品にスライド自在に支持される先端部とを有するブレードシューと、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側に配置され、ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングとを備えており、エンジン側の部品に取り付けられた補助ばねの先端が当接し得る受け部がブレードスプリングに設けられるとともに、ブレードテンショナをチェーンに組み込んだとき、補助ばねは、たわみが零の状態で先端がブレードスプリングから離れている。
【００１１】
この場合には、請求項１の発明と同様に、運転時において、補助ばねの先端がブレードスプリングに当接した場合には、ブレードスプリングのみならず、補助ばねの変形による弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用するので、ブレードテンショナ全体のばね定数を大きくすることができ、ブレードテンショナのばね特性を容易に改善することができる。さらに、この場合には、ブレードスプリング上で補助ばねの先端が接触する部分に受け部が形成されるので、補助ばねの先端がブレードスプリング上をスムーズに摺動でき、ブレードスプリング表面の摩耗を低減できる。
【００１２】
また、この場合には、ブレードテンショナをチェーンに組み込んだとき、補助ばねの先端は、たわみが零の状態でブレードスプリングから離れた状態におかれている。そして、運転中にチェーンがブレードテンショナの側に振れて、ブレードスプリングが補助ばねに当接し、ブレードスプリングおよび補助ばねの双方が変形すると、これらの変形による弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用して、チェーンの振れが抑制される。また、チェーンがブレードテンショナから離れる側に振れた場合には、ブレードシューの曲率半径が小さくなる側にブレードシューおよびブレードスプリングが戻り変形して、ブレードスプリングのみの変形による弾性反発力がチェーンに作用することになる。なお、このとき、補助ばねの先端はブレードスプリングから離れた状態におかれている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図３は、いずれも本発明の一実施態様によるブレードテンショナの正面図であって、図１はチェーンに組み込んだときのセット状態を示し、図２は運転時にブレードスプリングが補助ばねに当接しかつ補助ばねのたわみが零の状態を示し、図３は運転時に補助ばねにたわみが生じた状態を示している。すなわち、図１および図２に示す状態では、ブレードスプリングのみにたわみが生じており、これに対して、図３に示す状態では、ブレードスプリングおよび補助ばねの双方にたわみが生じている。
【００１４】
これらの図に示すように、ブレードテンショナ１は、弧状に湾曲したチェーン摺動面２ａを有するブレードシュー２と、ブレードシュー２のチェーン摺動面２ａと逆側に積層配置されるとともに、ブレードシュー２を介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状の複数枚のブレードスプリング３と、ブレードシュー２を支持するベース部材４と、ベース部材４に設けられた補助ばねとしての板ばね５とから主として構成されている。
【００１５】
ブレードシュー２の先端部２１および基端部２２には、溝２１ａ，２２ａがそれぞれ形成されており、ブレードスプリング３の各端部３ａ，３ｂは、これらの溝２１ａ，２２ａにそれぞれ挿入されている。
【００１６】
ベース部材４の先端には、ブレードシュー２の先端部２１が接触しつつスライドし得るスライド面４１が形成されている。ベース部材４の他端には、ブレードシュー２の基端部２２を回動自在に支持するピン４２の一端が固定されている。また、ベース部材４には、ブレードテンショナをエンジン内に据え付けるための複数のボルト穴（図示せず）が形成されており、これらのボルト穴にはボルト４４が挿入されている。
【００１７】
板ばね５は、その一端がベース部材４の平坦状のベース面４ａ上に固定されており、先端には半球状部材５ａが固着されている。図１に示すように、ブレードテンショナ１がチェーンに組み込まれたセット状態においては、ブレードシュー２およびブレードスプリング３にたわみが生じているものの、板ばね５の半球状部材５ａと最下層のブレードスプリング３の下面との間には、所定の隙間ｃが形成されている。一方、図２および図３に示すように、運転時にブレードスプリング３が板ばね５に当接した状態では隙間ｃがなくなっており、板ばね５の半球状部材５ａは、最下層のブレードスプリング３の下面において長手方向略中央部に当接している。
【００１８】
また、板ばね５の半球状部材５ａが最下層のブレードスプリング３の下面と当接する個所は、図２および図３に示すように、ブレードシュー２のチェーン摺動面２ａ上においてチェーン１０が摺動接触する領域の逆側に配置されている。
【００１９】
次に、図１中の二点鎖線は、ブレードテンショナをチェーンに組み込む前の状態におけるブレードシュー２のチェーン摺動面２ａを示している。このチェーン摺動面２ａに対してベース部材４のベース面４ａと平行に接線Ｌを引き、この接線Ｌから下方にブレードテンショナの変位（たわみ）δをとり、変位δのときのブレードテンショナのばね荷重をＷとする。このとき、図１中の実線に示すセット状態においては、δ＝δ_０，Ｗ＝Ｗ_０である。
【００２０】
同様に、図２および図３において、ブレードシュー２のチェーン摺動面２ａに対してそれぞれ接線Ｌ_１，Ｌ₂ を引く。そして、図２に示す状態のとき、δ＝δ₁（＞δ₀ ），Ｗ＝Ｗ₁（＞Ｗ₀ ）とし、図３に示す状態のとき、δ＝δ₂（＞δ₁ ），Ｗ＝Ｗ₂（＞Ｗ₁）とする。この場合、図２においては、板ばね５のたわみが零なので、ばね荷重Ｗ₁はブレードスプリング３のみによる荷重を示している。図３では、板ばね５が撓んでいるので、ばね荷重Ｗ₂はブレードスプリング３および板ばね５双方による荷重を示している。
【００２１】
次に、ブレードテンショナにおけるばね荷重Ｗと変位δとの関係をグラフに表したものが図４である。図１ないし図３を参照しつつ、図４について説明する。図４中、δ＝０，Ｗ＝０の原点は、ブレードテンショナをチェーンに組み込む前の状態を示している（図１中の二点鎖線参照）。次に、δ＝δ₀，Ｗ＝Ｗ₀ の点Ａ₀ は、ブレードテンショナをチェーンに組み込んだセット状態を示している（図１中の実線参照）。また、このときのばね定数ｋ₁ は、ブレードスプリング３のみのばね定数を表している。
【００２２】
図４中の点Ａ₀ から変位δがさらに大きくなると、荷重−変位線図は、δ＝δ₁，Ｗ＝Ｗ₁ の点Ａ₁ に移行する。このとき、図２に示すように、最下層のブレードスプリング３が板ばね５先端の半球状部材５ａと接触しているが、板ばね５のたわみは零である。したがって、このときのばね定数もｋ₁ である。
【００２３】
変位δがさらに増大すると、荷重−変位線図は、点Ａ₁ から点Ａ₂ に移行する。このとき、図３に示すように、板ばね５にたわみが生じている。すなわち、荷重−変位線図中の区間Ａ₁ Ａ₂ では、ブレードスプリング３および板ばね５の双方が撓んでおり、ばね定数ｋ₂ は、区間ＯＡ₁ 部分のばね定数ｋ₁ よりも大きくなっている。
【００２４】
このように本実施態様では、ベース部材４に板ばね５が設けられており、ブレードシュー２およびブレードスプリング３のたわみがある一定値を超えてさらに増加すると、板ばね５が撓むようになっているので、ブレードテンショナの運転時においてブレードシューの振幅が増大したときには、ブレードスプリング３のみならず、板ばね５の変形による弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用する。これにより、ブレードテンショナ全体のばね定数を大きくすることができる。この場合には、ブレードスプリング３とは別個に設けられた板ばね５が用いられるので、ブレードテンショナのばね特性を容易に改善できる。
【００２５】
〔他の実施態様〕
図５ないし図７は、本発明の他の実施態様によるブレードテンショナの正面図であって、これらは、前記実施態様の図１、図２、図３にそれぞれ相当しており、これらの図において、前記実施態様と同一符号は同一または相当部分を示している。
【００２６】
この実施態様においては、前記実施態様における板ばね５のかわりに、補助ばねとしてコイルばね５０が設けられている点が前記実施態様と異なっている。コイルばね５０は、ベース部材４のベース部４０に取り付けられたケース部材５１の内部に配設されている。コイルばね５０には、筒状部材５２が上方から被せられており、該筒状部材５２の上部には、半球状部材５３が固着されている。
【００２７】
この場合においても、前記実施態様と同様に、ブレードシュー２およびブレードスプリング３のたわみがある一定値を超えてさらに増加すると、補助ばねとしてのコイルばね５０が撓むようになっているので、ブレードテンショナの運転時においてブレードシューの振幅が増大したときには、ブレードスプリング３のみならず、コイルばね５０の変形による弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用する。これにより、ブレードテンショナ全体のばね定数を大きくすることができる。この場合には、ブレードスプリング３とは別個に設けられたコイル５０が用いられるので、ブレードテンショナのばね特性を容易に改善できる。
【００２８】
なお、前記各実施態様においては、ブレードスプリング３上で補助ばねの先端が接触する部分にとくに受け部が設けられていない例を示したが、図８に示すように、ブレードスプリング３のうちの最下層のブレードスプリング３０の長手方向略中央部分に、補助ばねの先端が当接する平坦状の受け面３０ｆを形成するようにしてもよい。
【００２９】
この場合には、補助ばねの先端がブレードスプリング上をスムーズに摺動でき、ブレードスプリング表面の摩耗を低減できる。
【００３０】
また、前記各実施態様では、ただ一つの補助ばねを設けた例を示したが、ブレードテンショナに要求されるばね特性に応じて、一つのブレードテンショナに複数の補助ばねを設けるようにしてもよい。
【００３１】
さらに、前記各実施態様では、ベース部材とともにユニット化されたブレードテンショナを例にとって説明したが、本発明は、ベース部材とともにユニット化されていない、つまり、ベース部材に相当するエンジン側の部品にブレードシューが取り付けられるように構成されたブレードテンショナであってもよい。このとき、補助ばねも同様に、エンジン側の部品に取り付けられる。
【００３２】
この場合においても、前記各実施態様と同様に、運転時には、ブレードスプリングのみならず、補助ばねの変形による弾性反発力が押付荷重としてチェーンに作用するので、ブレードテンショナ全体のばね定数を大きくすることができ、ブレードテンショナのばね特性を容易に改善することができる。
【００３３】
また、本発明によるブレードテンショナは、とくに自動車エンジンのタイミングチェーン用として好適であるが、オイルポンプなどの補機駆動用チェーンに適用するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るブレードテンショナによれば、ブレードスプリングと接触し得る補助ばねをベース部材に設けたので、または、エンジン側の補助ばねと当接するようにブレードスプリングを設けたので、ばね特性を容易に改善できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様によるブレードテンショナの正面図であって、チェーンに組み込まれたときのセット状態を示している。
【図２】本発明の一実施態様によるブレードテンショナの正面図であって、運転時においてブレードスプリングが補助ばねに当接しかつ補助ばねのたわみが零の状態を示している。
【図３】本発明の一実施態様によるブレードテンショナの正面図であって、運転時において補助ばねにたわみが生じた状態を示している。
【図４】前記ブレードテンショナ（図１〜図３）において、ばね荷重Ｗと変位δとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施態様によるブレードテンショナの正面図であって、前記実施態様の図１に相当する図である。
【図６】本発明の他の実施態様によるブレードテンショナの正面図であって、前記実施態様の図２に相当する図である。
【図７】本発明の他の実施態様によるブレードテンショナの正面図であって、前記実施態様の図３に相当する図である。
【図８】前記各実施態様におけるブレードスプリングの変形例を示す拡大部分図である。
【符号の説明】
１： ブレードテンショナ
２： ブレードシュー
３： ブレードスプリング
４： ベース部材
５： 板ばね（補助ばね）
１０： チェーン
２ａ： チェーン摺動面
２１： 先端部
２２： 基端部
４１： スライド面
４２： ピン（支持部）
δ： 変位
Ｗ： ばね荷重

Claims (2)

1. チェーンに緊張力を作用させるためのブレードテンショナであって、
   弧状に湾曲するチェーン摺動面を有するブレードシューと、
   前記ブレードシューの基端部を回動自在に支持する支持部を有し、前記ブレードシューの先端部をスライド自在に支持するスライド面を有するベース部材と、
   前記ブレードシューの前記チェーン摺動面と逆側に配置され、前記ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、
   前記ベース部材にその一端が固定されるとともに、先端が前記ブレードスプリングの長手方向略中央部分と接触し得る補助ばねとを備え、
   前記ブレードテンショナをチェーンに組み込んだとき、前記補助ばねは、たわみが零の状態で前記先端が前記ブレードスプリングから離れている、
   ことを特徴とするブレードテンショナ。
2. チェーンに緊張力を作用させるためのブレードテンショナであって、
   弧状に湾曲するチェーン摺動面を有するとともに、エンジン側の部品に回動自在に支持される基端部と、エンジン側の部品にスライド自在に支持される先端部とを有するブレードシューと、
   前記ブレードシューの前記チェーン摺動面と逆側に配置され、前記ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングとを備え、
   前記ブレードスプリングには、エンジン側の部品に取り付けられた補助ばねの先端が当接し得る受け部が設けられており、
   前記ブレードテンショナをチェーンに組み込んだとき、前記補助ばねは、たわみが零の状態で前記先端が前記ブレードスプリングから離れている、
   ことを特徴とするブレードテンショナ。

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