JP4318781B2 - 一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体および支持ガイド構造体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用エンジンのためのタイミングシステムに関し、とくに、二本のカムシャフトを含むシステムに適用される一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体および支持ガイド構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
〔発明の背景〕
本発明が適用されるタイミングシステムにおける二本のカムシャフトはいずれも、エンジン駆動の単一のチェーンに連結されることにより回転させられる。また、一方のカムシャフトがエンジンにより直接駆動され、他方のカムシャフトが、システムに付加されたカムシャフト間駆動装置により駆動される場合もよくある。この駆動装置は、一般に、ドライブシャフト（駆動軸）およびドリブンシャフト（従動軸）に取り付けられた一対のスプロケットと、双方のスプロケットと噛み合うドライブチェーンと、中間のテンショニング装置とから構成されている。
【０００３】
液圧テンショナのようなテンショニング装置が、タイミングシステムのための制御装置として用いられている。チェーンがドライブスプロケットからドリブンスプロケットに動力を伝達する際には、スプロケット間の一方のチェーンスパンが張られるのに対し、他方のチェーンスパンは弛む。このチェーンの弛み側スパンにある程度の緊張力を与えてこれを維持するために、液圧テンショナは、テンショナアームあるいは他のチェーンガイド機構を押圧するピストンを用いている。
【０００４】
チェーンに余分な弛みが発生するのを防止することは、内燃機関におけるチェーン駆動のカムシャフトの場合にとくに重要である。というのは、十分な張力が作用していないチェーンは、歯飛びを起こしたり、カムシャフトタイミングをずらしたりして、その結果、エンジンに損傷を与えたり、エンジンを作動不良にしたりするからである。ところが、内燃機関が置かれる過酷な環境下においては、種々の要因がチェーン緊張力の変動を生じさせる。
【０００５】
たとえば、温度の幅広い変化やエンジンの種々の部品の熱膨張がチェーンの緊張力を非常に高い値と低い値の間で変化させる。長期間の使用中に、動力伝達システムの構成部品の摩耗がチェーン緊張力を減少させる。また、カムシャフトおよびクランクシャフトにより生じる捩じり振動がチェーンの緊張力をかなり変化させる。たとえばエンジン始動時の作動不良の際あるいはエンジン停止時に生じるエンジンの逆回転もまた、チェーン緊張力の変動を生じさせる。このような理由により、チェーンの弛み側スパンに必要な緊張力を確保するために、液圧テンショナのような機構が必要とされているのである。
【０００６】
液圧テンショナは、チェーンに適切な緊張力を維持するための一般的な手法である。一般に、これらの装置は、チェーンの弛み側においてチェーンを押圧するために、テンショナアームあるいはレバーアームを用いている。このレバーアームは、チェーンの弛み時には、チェーンを押圧してチェーンに緊張力を与えなければならず、またチェーンの緊張時には、抵抗力を与えなければならない。
【０００７】
典型的な液圧テンショナは、中空シリンダの形態をとるピストンを有している。ピストンは、ハウジングの孔内にスライド自在に配置されており、ピストンスプリングによって、ハウジングから外方のテンショナアームおよびチェーンの側に付勢されている。ピストンの内部は、ハウジングの孔または開孔との間で高圧流体チャンバを形成している。高圧流体チャンバは、液圧流体源を提供するまたは外部の液圧流体源に接続される低圧チャンバあるいはリザーバに一方向チェックバルブを介して接続されている。
【０００８】
エンジン始動の際においてチェーンの走行開始時には、ピストンに作用するスプリング力がピストンをさらに外方に移動させる。ピストンの外方への移動は、高圧流体チャンバ内に負圧状態を生じさせる。あるいは、吸入チェックバルブの両側部分に圧力差を生じさせる。これにより、吸入チェックバルブが開いて、リザーバあるいは低圧チャンバから高圧チャンバへの流体の流れが許容される。
【０００９】
高圧チャンバが流体で十分に満たされている場合には、ピストンを内方に押しやろうとするチェーンからの力は、チャンバ内の流体の抵抗力およびスプリング力による外方への力と釣り合っている。チャンバ内の流体に対するチェーンからの力はまた、チェックバルブを閉じさせ、これにより、チャンバ内へのそれ以上の流体の流入が妨げられる。
【００１０】
典型的なチェーンおよびテンショナシステムにおいては、種々の構成要素が別個に組み立てられ、その後、エンジンの完成されたシステムに結合されなければならない。個々の構成要素の他の配置や設置からそれぞれ切り離されたこれらの構成要素の組立ては、各エンジン間において、間違いが生じる可能性や相対的に長い組立時間、組立ての違いが生じる可能性、したがって、性能の違いが生じる可能性に帰することになる。本発明は、これらの問題点を解消する一体的な組立方法に関する。
【００１１】
このように本発明は、チェーンおよびテンショナシステムにおいて、組立時に生じる可能性のある種々の組立ミスをなくすことができるようにすることを目的とする。また、本発明の他の目的は、とくに、カムシャフト間駆動形式のチェーン駆動装置における組立作業を容易にすることにある。本発明のさらに他の目的は、チェーン駆動装置およびテンショナを含むシステムのための組立時間を減少させることにある。本発明の別の目的は、反復的な特性を備えたこのような駆動装置の大量生産および組立てができるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体は、第１，第２のスプロケットと、前記第１，第２のスプロケットに巻き付けられ、前記第１のスプロケットから前記第２のスプロケットに駆動力を伝達する駆動チェーンと、前記各スプロケット間に配置されたガイドシューを有する中間構造体と、位置調整可能なテンショニングシューを有するとともに、内部に収容されかつ前記テンショニングシューに固定された可動ピストンを有する本体部を備えた液圧テンショナとを備え、前記中間構造体が、前記各スプロケットを収容するスプロケット収容部を有しており、前記中間構造体、各スプロケット、液圧テンショナおよび各シューが単一の一体的な組立体として製作されており、前記中間構造体が、スプロケット収容部および固定ガイドシューを有する第１の構成部材と、前記本体部、前記可動ピストン、前記テンショニングシューを有する第２の構成部材とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明に係る一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体は、請求項１において、前記スプロケット収容部が、ラグによって限定された円弧状の溝を有し、前記ラグが、スプロケット部分を収容するように間隔を隔てて配置されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明に係る一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体は、請求項１において、前記第１の構成部材がプラスチックから作製されるとともに、前記第２の構成部材が、前記中間構造体をこれに関連するエンジンブロックに固定するための小孔をさらに有しており、前記第２の構成部材が金属製であることを特徴としている。
【００１５】
請求項４の発明に係る一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体は、請求項１において、前記第１，第２の構成部材が、その少なくとも一部がプラスチックからなる単一の部材で構成されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項５の発明に係る一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体は、請求項１において、前記駆動チェーンがローラチェーンであることを特徴としている。
【００１７】
請求項６の発明に係る支持ガイド構造体は、二つのスプロケット間でチェーンにより駆動力を伝達する駆動装置組立体のための支持ガイド構造体であって、チェーンのための固定ガイドシューと、前記固定ガイドシューの逆側に配置された、伸長し得るテンショニングシューと、前記スプロケットのための支持ガイド部材と、前記固定ガイドシューおよび前記支持ガイド部材を構成する第１の構成要素と、前記テンショニングシューを有するハウジングボディを構成する第２の構成要素とを備え、これら第１，第２の構成要素が一体的に製作されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項７の発明に係る支持ガイド構造体は、請求項６において、前記支持ガイド部材が、ラグ間に配置された、前記スプロケットのための通路を有していることを特徴としている。
【００１９】
請求項８の発明に係る支持ガイド構造体は、請求項６において、前記構成要素が、前記固定ガイドシュー、前記支持ガイド部材および前記ハウジングボディを形成する単一の本体部により構成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明においては、第１，第２のスプロケット間に中間構造体が配置されるとともに、該中間構造体、各スプロケット、液圧テンショナ、ガイドシューおよびテンショナシューが単一の一体的な組立体として製作されている。
【００２１】
したがって、組立体を一つのユニットとしてエンジンに組み付けることができるようになる。これにより、組立時に生じる可能性のある種々の組立ミスをなくすことができ、その結果、組立体を含む装置全体の特性を維持することができる。
【００２２】
また、本発明においては、固定ガイドシューと、テンショニングシューと、支持ガイド部材とから支持ガイド構造体が構成されている。したがって、支持ガイド構造体を一つのユニットとして駆動装置組立体に組み込むことができ、これにより、組立時に生じる可能性のある種々の組立ミスをなくすことができ、組立体全体の特性を維持することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔発明の要約〕
本発明は、第１，第２のスプロケットおよびこれらと噛み合う伝達チェーンの一体的な組立体に関する。各スプロケット間の中間の構造体は、各スプロケットのための支持ガイド部を有する該構造体に固定されたガイドシューを備えている。当該システムはまた、位置調整可能なピストンを備えた可動テンショニング装置と、該可動テンショニング装置のための円筒状に形成された部分とを有している。
【００２４】
一実施態様においては、組立体がチェーン、スプロケットおよび液圧テンショナを有しており、これらすべてが組み立てられるとともに、一つのユニットとしてエンジン本体に取り付けられるようになっている。
【００２５】
テンショナの本体部またはシリンダは、中間構造体の一構成要素を構成しており、金属材料から作製されている。スプロケットのための支持ガイド部および固定ガイドシューは、プラスチックから作製された構成要素を構成している。これら両構成要素は、互いに一体的に作製され、あるいは互いに規制して作製されている。
【００２６】
他の実施態様においては、固定シューおよび円筒状の本体部を備えた、スプロケットのためのガイドサポートおよび固定部が、単一のブロック内でプラスチックから製作されており、さらにメタルコーティングが施されている。
【００２７】
この一体的な組立体は、全体として製作され、輸送され、組み立てられるが、組立作業、組立誤差、該組立体を採用する装置の特性の一貫性ということに関して、かなりの利点を有している。
【００２８】
本発明のこれらおよびその他の特徴・目的をよく理解するためには、添付図面に関連して以下の詳細な記述が参照されるべきである。
【００２９】
〔好ましい実施態様の詳細な説明〕
以下、本発明の実施態様を添付図面に基づいて説明する。
図において、本発明による一体的な組立体が参照符号１０で示されている。この組立体１０は、第１のスプロケット１２と、第２のスプロケット１４と、これらのスプロケットと噛み合う伝達チェーンつまり駆動チェーン１６とを備えている。
【００３０】
支持ガイド構造体（中間構造体）２０は、各スプロケット１２，１４の中間に配置されている。歯付スプロケット１２，１４およびチェーン１６は、一般的なタイプであり、したがって、ここでの詳細な説明は省略する。支持ガイド構造体２０は、固定ガイドシュー２１を有している。ガイド部（収容部，支持ガイド部材）２２は一方のスプロケット１２の外周の一部を収容するために設けられており、ガイド部（収容部，支持ガイド部材）２４は他方のスプロケット１４の外周の一部を収容するために設けられている。構造体２０はまた、調整可能なテンショニング装置として本体またはシリンダ２５を備えている。小孔２６，２７は、組立体をエンジンブロックに固定するために設けられている。
【００３１】
構造体２０の各部２１，２２，２４は、単一のプラスチック部材２０ａから作製されている。小孔２６，２７を有する本体２５は、単一の金属部材２０ｂから作製されており、これは、任意の適切な手法により部材２０ａと一体的に作製され、好ましくは、部材２０ａにより規制されて作製されている。プラスチックからなる部材２０ａとともに一つの部材でもって、全体的にあるいは部分的にプラスチックから作製される本体２５を備えた構造体２０もまた、本発明の範囲内において可能である。
【００３２】
各スプロケット１２，１４のためのガイド部２２，２４は、図３に示すように、縦方向に延びるＵ字状の通路または溝を有している。これらの溝は、ガイド部２２側において対向するラグまたはタブ２２′，２２″を有し、またガイド部２４側において対向するラグまたはタブ２４′または２４″を有している。ラグ２２′，２２″およびラグ２４′，２４″のそれぞれの対向面間の距離は、各スプロケット１２，１４の回転を許容するような大きさである。
【００３３】
図３において、組立体は、シャフトＡ１に取り付けられてボルトＢ１により固定されたスプロケット１２とともに示されている。同様に、スプロケット１４は、ボルトＢ２によりシャフトＡ２に固定されている。ボルトＢ２６，Ｂ２７は、下方に位置する固定ケーシング（図示せず）に構造体を固定するために設けられている。各ボルトＢ２６，Ｂ２７は、対応する各小孔２６，２７内に挿入されている。
【００３４】
図４は、本体内に限定された内部流体チャンバ２８を示している。この流体チャンバ２８は、スライド可能かつ軸方向位置が調整可能なピストンを収容している。可動テンショニングシュー３０は、ピストンの上部に取り付けられている。この構成により、本体内には、液圧テンショナが収容されている。また、ピストンおよび可動テンショニングシュー３０は、流路４２およびチェックバルブ４４を通って供給された流体によって通常の手法で制御されている。
【００３５】
図５は、ロックピン４０を示している。このロックピン４０は、輸送のために、可動テンショニングシュー３０を縮退位置でロックするためのものである。固定ガイドシュー２１は、可動テンショニングシュー３０と逆側に配置されている。図６は、組立体を後方および下方から見た状態を示している。なお、図示の便宜上、チェーンが接続されていない（つまりエンドレスにされていない）状態で示されている。構造体２０は、可動テンショニングシュー３０を保持している。駆動チェーン１６は、第１，第２のスプロケット１２，１４と噛み合っている。
【００３６】
ローラチェーン駆動装置からなる典型的な実施態様に関連して説明されてきたが、本発明は、異なる形式のチェーン駆動装置にも同様に適用される。また、エンジン用のカムシャフト間駆動装置にとくに関連して説明されてきたが、他の分野のその他の形式の駆動装置にも同様に適用可能である。
【００３７】
本発明が関連する技術分野の当業者は、とくに上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神あるいは本質的な特徴から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【００３８】
それゆえ、本発明の範囲は、上記記述内容よりもむしろ添付の請求の範囲に示されている。したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該分野の当業者にとって明らかであろう。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、組立体または支持ガイド構造体を一つのユニットとして組み込むことができるようになり、これにより、組立時に生じる可能性のある種々の組立ミスをなくすことができ、全体の特性を維持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一体的なカムシャフト間駆動装置およびテンショナ組立体の全体斜視図である。
【図２】前記組立体（図１）の平面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】図３の４−４線に沿った断面拡大図であって、組立体の支持ガイド構造体を示している。
【図５】図４の５−５線に沿った断面図である。
【図６】前記組立体（図１）を下方から見た斜視図である。
【符号の説明】
１０ （チェーン・テンショナ・スプロケット）組立体
１２ 第１のスプロケット
１４ 第２のスプロケット
１６ 駆動チェーン
２０ 支持ガイド構造体（中間構造体）
２１ 固定ガイドシュー
２２ ガイド部（収容部，支持ガイド部材）
２４ ガイド部（収容部，支持ガイド部材）
２５ シリンダ，本体

Claims (8)

1. 一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体であって、
   第１，第２のスプロケットと、
   前記第１，第２のスプロケットに巻き付けられ、前記第１のスプロケットから前記第２のスプロケットに駆動力を伝達する駆動チェーンと、
   前記各スプロケット間に配置されたガイドシューを有する中間構造体と、
   位置調整可能なテンショニングシューを有するとともに、内部に収容されかつ前記テンショニングシューに固定された可動ピストンを有する本体部を備えた液圧テンショナとを備え、
   前記中間構造体が、前記各スプロケットを収容するスプロケット収容部を有しており、前記中間構造体、各スプロケット、液圧テンショナおよび各シューが単一の一体的な組立体として製作されており、
   前記中間構造体が、スプロケット収容部および固定ガイドシューを有する第１の構成部材と、前記本体部、前記可動ピストン、前記テンショニングシューを有する第２の構成部材とを備えている、
   ことを特徴とする一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体。
2. 請求項１記載の組立体において、
   前記スプロケット収容部が、ラグによって限定された円弧状の溝を有し、前記ラグが、スプロケット部分を収容するように間隔を隔てて配置されている、
   ことを特徴とする一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体。
3. 請求項１記載の組立体において、
   前記第１の構成部材がプラスチックから作製されるとともに、前記第２の構成部材が、前記中間構造体をこれに関連するエンジンブロックに固定するための小孔をさらに有しており、前記第２の構成部材が金属製である、
   ことを特徴とする一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体。
4. 請求項１記載の組立体において、
   前記第１，第２の構成部材が、少なくとも一部がプラスチックからなる単一の部材で構成されている、
   ことを特徴とする一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体。
5. 請求項１記載の組立体において、
   前記駆動チェーンがローラチェーンである、
   ことを特徴とする一体型のチェーン・テンショナ・スプロケット組立体。
6. 二つのスプロケット間でチェーンにより駆動力を伝達する駆動装置組立体のための支持ガイド構造体であって、
   チェーンのための固定ガイドシューと、
   前記固定ガイドシューの逆側に配置された、伸長し得るテンショニングシューと、
   前記スプロケットのための支持ガイド部材と、
   前記固定ガイドシューおよび前記支持ガイド部材を構成する第１の構成要素と、
   前記テンショニングシューを有するハウジングボディを構成する第２の構成要素と、
   を備え、
   これら第１，第２の構成要素が一体的に製作されている、
   ことを特徴とする支持ガイド構造体。
7. 請求項６記載の支持ガイド構造体において、
   前記支持ガイド部材が、ラグ間に配置された、前記スプロケットのための通路を有している、
   ことを特徴とする支持ガイド構造体。
8. 請求項６記載の支持ガイド構造体において、
   前記構成要素が、前記固定ガイドシュー、前記支持ガイド部材および前記ハウジングボディを形成する単一の本体部により構成されている、
   ことを特徴とする支持ガイド構造体。

Images