JP4917785B2 - オートテンショナ - Google Patents

Description

この発明は、主として、カム軸を駆動するチェーンや歯付きベルトの張力を一定に保持するオートテンショナに関するものである。

一般に、クランク軸の端部に取付けられたスプロケットとカム軸の端部に取付けられたスプロケット間にチェーンをかけ渡したカム軸駆動用のチェーン伝動装置においては、チェーンの弛み側に揺動可能なチェーンガイドを接触し、そのチェーンガイドにオートテンショナの調整力を負荷してチェーンの張力を一定に保つようにしている。

上記チェーン伝動装置に採用されるオートテンショナとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このオートテンショナにおいては、ボディ内にロッドを先端に有するナット部材をスライド自在に挿入し、そのナット部材の内周に形成された鋸歯状の雌ねじにボルト部材の外周に形成された鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、上記ナット部材をボディの内部に組込まれたリターンスプリングによって外方への突出性を付与し、チェーンからチェーンガイドを介してナット部材のロッドに負荷される押し込み力を鋸歯状ねじの圧力側フランクで受けてナット部材の後退動を阻止し、上記押し込み力がリターンスプリングの押圧力より大きい場合に、その押し込み力とリターンスプリングのばね力とが釣り合う位置までナット部材を回転させつつ後退動させてチェーンの張力を一定に保つようにしている。

また、チェーンに弛みが生じた場合に、リターンスプリングの押圧力により、ナット部材を回転させつつ前進動させてチェーンの弛みを吸収するようにしている。
実開平１−４１７５５号公報

ところで、上記従来のオートテンショナにおいては、揺動可能に支持されたチェーンガイドにナット部材に設けられたロッドの先端を当接させる組付けであり、その組付け誤差等により、上記当接部にずれが生じると、ナット部材に回転力が負荷される。

また、チェーンガイドは揺動自在の支持であり、そのチェーンガイドの揺動によってチェーンの振動を吸収するため、チェーンガイドに先端のロッドが当接されたナット部材には回転モーメントが負荷され、その回転モーメントはナット部材とボルト部材のねじ係合部に直接作用することになる。

ここで、ナット部材に回転力が負荷されると、ナット部材は回転しつつ軸方向に移動することになり、チェーンの緊張時には、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができず、チェーンの張力を一定に保持することができなくなる。

また、ナット部材に負荷される回転モーメントが鋸歯状ねじに直接作用すると、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じてナット部材が動かなくなるという不都合を発生する可能性がある。

上記のようなオートテンショナにおいては、ナット部材がリターンスプリングにより付勢されてロッドが外部に大きく突出する伸長状態にあり、また、チェーンを取外すエンジン周りのメンテナンス時に、ナット部材はリターンスプリングの押圧により回転しつつ軸方向に移動して伸長状態となるため、エンジンブロックに対するオートテンショナの初期の組付けやメンテナンス後の再組付けには、ナット部材のロッドに回転力を負荷してナット部材をボディ内に後退させ、その後退させた状態を保持して初期組付けや再組付けを行なう必要が生じ、組付けに非常に手間がかかり、その組付けの容易化を図るうえにおいて改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、鋸歯状ねじによってチェーンの張力を一定に保つようにしたオートテンショナにおいて、揺動可能なチェーンガイドとの当接によって回転力や回転モーメントが負荷されても、その回転力や回転モーメントが鋸歯状ねじ部に作用されないようにして常に安定した動作が得られるようにすること、および組付けの容易化を図ることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、一端が開口するシリンダ室が形成されたハウジングと、そのハウジングのシリンダ室内に組込まれたナット部材と、そのナット部材の内周の雌ねじにねじ係合される雄ねじを後端部の外周に有するロッド部材と、そのロッド部材に外方向への突出性を付与するリターンスプリングとから成り、前記ロッド部材を、前記リターンスプリングのばね力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、そのプッシュロッドと同軸上の配置とされて雄ねじを外周に有するアジャストスクリュとに分割し、前記プッシュロッドを、その後端部に設けられてシリンダ室の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材とシリンダ室の嵌合面、およびシリンダ室の開口端側に設けられてプッシュロッドをスライド自在に支持するガイド部材とプッシュロッドの嵌合面の２箇所においてスライド自在に支持し、前記スライド部材に前記リターンスプリングのばね力を負荷し、前記アジャストスクリュをプッシュロッドに向けて付勢するスプリングを設け、前記ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじを、アジャストスクリュに負荷される押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状ねじとし、前記シリンダ室の閉塞端壁に前記スプリングの外径より大径とされてプラグのねじ込みによって閉塞されるねじ孔を形成し、アジャストスクリュにはそのねじ孔から挿入されるレンチが係合可能なレンチ係合部を設けた構成を採用している。

上記の構成から成るオートテンショナは、プッシュロッドの先端が揺動可能なチェーンガイドに当接する組付けとする。その組付け状態でチェーンに弛みが生じると、リターンスプリングの押圧によりプッシュロッドが前進し、チェーンガイドをチェーンに押し付けてチェーンの弛みを吸収する。

また、チェーンが緊張し、そのチェーンからチェーンガイドを介してプッシュロッドに押し込み力が負荷されると、その押し込み力は鋸歯状ねじの圧力側フランクで支持され、プッシュロッドは後退動しない。上記押し込み力がリターンスプリングのばね力より大きい場合、その押し込み力とばね力とが釣り合う位置までアジャストスクリュは回転しつつ後退動してチェーンの張力を一定に保つ。

上記のようなチェーンの張力調整時、チェーンガイドが揺動すると、そのチェーンガイドとプッシュロッドの接触部にずれ動きが生じてプッシュロッドに回転モーメントが負荷される。このとき、プッシュロッドとアジャストスクリュは、対向端面が衝合し、分離されたものであるため、アジャストスクリュに回転モーメントが負荷されることはなく、雌ねじと雄ねじのねじ係合部が噛み込むという不都合の発生はない。

さらに、プッシュロッドのシリンダ室内に位置する後端部にシリンダ室の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材を設け、前記シリンダ室の開口部にプッシュロッドをスライド自在に支持するガイド部材を設けたことによって、プッシュロッドに負荷される回転モーメントをスライド部材とシリンダ室の嵌合面およびガイド部材とプッシュロッドの嵌合面の２箇所で受けることができるため、チェーンの張力変化に応じてプッシュロッドを軸方向にスムーズに移動させることができ、応答性に優れたオートテンショナを得ることができる。

スライド部材とガイド部材によってプッシュロッドの移動を案内するオートテンショナにおいて、前記ガイド部材を、シリンダ室の開口部に設けられた潤滑油封止用のシール部材よりシリンダ室の開口端側に設けることにより、そのガイド部材によってシール部材を抜け止めすることができるため、シール部材を抜け止めする止め輪等の抜け止め部材の組込みを不要とすることができる。

上記のようなオートテンショナの組付け時、組付け誤差等により、プッシュロッドの先端面中心に対する偏心位置がチェーンガイドと接触する場合がある。このとき、チェーンガイドの揺動によってプッシュロッドに回転力が負荷されるが、プッシュロッドとアジャストスクリュは分離されて同軸上に配置されているため、アジャストスクリュに回転力が負荷されることはない。このため、アジャストスクリュが回転して軸方向に移動するという不都合の発生はなく、チェーンの緊張時に、チェーンの振動を抑制する抵抗力の減少を防止し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができる。

ここで、プッシュロッドの後端面とアジャストスクリュの先端面における少なくとも一方を球面とすると、プッシュロッドからアジャストスクリュへの回転力の伝達をより確実に防止することができる。

上記オートテンショナにおいて、エンジン周りのメンテナンスによりチェーンが取り除かれ、あるいは、オートテンショナが取り外しされると、リターンスプリングの押圧によりプッシュロッドが外方に移動し、また、スプリングの押圧によりアジャストスクリュが回転しつつプッシュロッドに向けて移動してオートテンショナは伸長状態となる。そのオートテンショナの再組付けに際しては、プラグを取外し、ねじ孔から内部にレンチを挿入し、そのレンチをレンチ係合部に係合させ、レンチに負荷する回転力によりアジャストスクリュを後退させ、かつプッシュロッドを押し込み、オートテンショナを収縮させた状態でオートテンショナの組付けを行なう。

この場合、前記ハウジングの開口端部に半径方向に貫通するセット孔を形成し、プッシュロッドの先端部には半径方向に貫通するピン孔を設け、前記セット孔からピン孔にセットピンを挿入して、プッシュロッドを押し込み状態に保持することにより、上記セットピンによってオートテンショナを収縮状態に保持することができるため、再組付けを容易に行なうことができると共に、初期の組付けも容易とすることができる。

上記のように、チェーンガイドに調整力を負荷するロッド部材をプッシュロッドとアジャストスクリュとに分割したことにより、上記チェーンガイドからプッシュロッドに回転力や回転モーメントが負荷されても、これらの回転力や回転モーメントがアジャストスクリュに伝達されることはなく、チェーンの緊張時に、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少したり、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じる等の不都合の発生を防止し、チェーンの張力を常に一定に保持することができる。

また、プラグを取外し、ねじ孔から内部にレンチを挿入してレンチ係合部に係合させることにより、そのレンチに負荷する回転によってアジャストスクリュを後退動させることができ、その後退動後に、プッシュロッドを押し込むことによってオートテンショナを収縮状態とすることができるため、オートテンショナを容易に再組付けすることができる。

さらに、ねじ孔の内径をスプリングの外径より大きくしたことにより、ねじ孔からスプリングを引き抜くことができるため、疲労等によって破損したスプリングを新しいものと簡単に交換することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、カム軸駆動用チェーンの張力調整装置を示す。図示のように、クランク軸１の端部に取付けられたスプロケット２と、カム軸３の端部に取付けられたスプロケット４間にはチェーン５がかけ渡され、そのチェーン５の弛み側にチェーンガイド６が設けられている。

チェーンガイド６は、その下端部に設けられた軸７を中心として揺動可能とされている。このチェーンガイド６はオートテンショナ１０から負荷される調整力によりチェーン５に押し付けられている。

図２に示すように、オートテンショナ１０はハウジング１１を有し、そのハウジング１１の外周にはエンジンブロックにボルト止めされる複数の取付片１２が設けられている。また、ハウジング１１には一端が開口するシリンダ室１３が形成されている。

シリンダ室１３内にはナット部材１４が組込まれ、そのナット部材１４の内周に雌ねじ１５が形成されている。また、シリンダ室１３内にはロッド部材１６と、そのロッド部材１６に外方向への突出性を付与するリターンスプリング１７とが組込まれている。

ロッド部材１６は、プッシュロッド１６ａと、アジャストスクリュ１６ｂとに分割され、プッシュロッド１６ａは、シリンダ室１３の開口部を密封するオイルシール等のシール部材１８をスライド自在に貫通しており、上記シリンダ室１３内に位置する後端部にはシリンダ室１３の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材１９が設けられ、そのスライド部材１９にリターンスプリング１７の押圧力が負荷されている。

一方、シリンダ室１３の開口部には、上記シール部材１８からシリンダ室１３の開口端側にリング状のガイド部材２０が設けられ、そのガイド部材２０の内径面によってプッシュロッド１６ａがスライド自在に支持されている。

アジャストスクリュ１６ｂは、雄ねじ２１を外周に有し、その雄ねじ２１がナット部材１４の雌ねじ１５にねじ係合している。その雄ねじ２１と雌ねじ１５のねじ係合部およびスライド部材１９とシリンダ室１３の摺動面間は、シリンダ室１３内に封入された潤滑油によって潤滑される。

アジャストスクリュ１６ｂには、その後端面で開口するスプリング収容凹部２２と、そのスプリング収容凹部２２の閉塞端に角孔から成るレンチ係合部２３とが形成されている。一方、ハウジング１１には、シリンダ室１３の閉塞端壁にねじ孔２４が設けられ、そのねじ孔２４はプラグ２５のねじ込みによって閉塞されている。

プラグ２５と上記スプリング収容凹部２２の閉塞端面間にはスプリング２６と、スプリングシート２７とが組込まれ、上記スプリングシート２７の後端に形成された球面２７ａがプラグ２５の先端面に接触している。

スプリング２６は、アジャストスクリュ１６ｂをプッシュロッド１６ａに向けて付勢し、その付勢によってアジャストスクリュ１６ｂの先端面に設けられた突軸部２８の先端の球面２８ａがプッシュロッド１６ａの後端面に押し付けられている。

図３に示すように、ナット部材１４の内周に形成された雌ねじ１５とアジャストスクリュ１６ｂの外周に形成された雄ねじ２１のねじ山は、アジャストスクリュ１６ｂが押し込まれた際の押し込み力を受ける圧力側フランク２９のフランク角が遊び側フランク３０のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじ山にスプリング２６の押圧力によっ
てアジャストスクリュ１６ｂが回転しつつ軸方向に移動するリード角が設けられている。

図５に示すように、ハウジング１１の開口端部には、半径方向に貫通するセット孔３１が形成され、一方、プッシュロッド１６ａの先端部には、そのプッシュロッド１６ａの押し込み状態において上記セット孔３１に一致するピン孔３２が設けられている。

プッシュロッド１６ａおよびアジャストスクリュ１６ｂはセット孔３１からピン孔３２に挿入されるセットピン３３によって押し込み状態に保持される。

実施の形態で示すチェーンの張力調整装置は上記の構造から成り、オートテンショナ１０の組付けに際しては、セット孔３１およびピン孔３２にセットピン３３が挿入され、プッシュロッド１６ａおよびアジャストスクリュ１６ｂが押し込み状態に保持されたオートテンショナ１０の収縮状態でハウジング１１の取付片１２をエンジンブロックにボルト止めする。

このとき、ハウジング１１はプッシュロッド１６ａの先端がチェーンガイド６と対向する取付けとし、そのハウジング１１の固定後にセットピン３３を引き抜くと、リターンスプリング１７の押圧によりプッシュロッド１６ａが外方に向けて移動してチェーンガイド６を押圧し、また、アジャストスクリュ１６ｂはスプリング２６の押圧により回転しつつ前進して突軸部２８の先端の球面２８ａがプッシュロッド１６ａの後端面に当接し、チェーン５は張力調整状態とされる。

上記のように、セット孔３１およびピン孔３２にセットピン３３を挿入することによってオートテンショナ１０を収縮状態に保持することができるため、オートテンショナ１０の初期の組付けを容易に行なうことができる。

図２は、オートテンショナ１０の組付け状態を示し、その組付け状態において、カム軸３の回転によるトルク変動等によりチェーン５が振動し、そのチェーン５の弛み側チェーンに弛みが生じると、リターンスプリング１７の押圧力によりプッシュロッド１６ａが外方に移動してチェーンガイド６を押圧し、その押圧によってチェーン５の弛みが吸収される。

プッシュロッド１６ａが外方向に移動するとき、スプリング２６の押圧力によりアジャストスクリュ１６ｂが回転しつつプッシュロッド１６ａ側に向けて移動して突軸部２８の先端の球面２８ａがプッシュロッド１６ａの後端面に当接する。

一方、チェーン５の弛み側チェーンの張力が増大し、そのチェーン５からチェーンガイド６を介してプッシュロッド１６ａに押し込み力が負荷されると、上記押し込み力はアジャストスクリュ１６ｂにも負荷される。このため、ナット部材１４の雌ねじ１５とアジャストスクリュ１６ｂの雄ねじ２１の圧力側フランク２９が互に密着し、その密着する圧力側フランク２９によって上記押し込み力が受けられる。

上記押し込み力がリターンスプリング１７の押圧力より強い場合、互に密着する圧力側フランク２９の接触面で滑りが生じ、アジャストスクリュ１６ｂは上記押し込み力とリターンスプリング１７の押圧力とが釣り合う位置までゆっくりと回転しつつ後退してチェーン５の張力を一定に保持する。

ここで、オートテンショナ１０の調整力が負荷されるチェーンガイド６は軸７を中心として揺動自在に支持されているため、チェーンガイド６からプッシュロッド１６ａに押し込み力が負荷されるとき、プッシュロッド１６ａに回転モーメントが負荷される。

このとき、プッシュロッド１６ａの後端部に設けられたスライド部材１９はシリンダ室１３の内径面に沿ってスライド自在とされ、また、シリンダ室１３の開口部に設けられたガイド部材２０はプッシュロッド１６ａをスライド自在に支持しているため、プッシュロッド１６ａに負荷される回転モーメントは、シリンダ室１３とスライド部材１９の嵌合面およびプッシュロッド１６ａとガイド部材２０の嵌合面の２箇所で支持されることになる。

このため、アジャストスクリュ１６ｂに回転モーメントが負荷されることはなく、雌ねじ１５と雄ねじ２１のねじ係合部に噛み込みが生じるという不都合の発生はない。

オートテンショナ１０の組付け時、その取付け誤差等により、プッシュロッド１６ａの先端面中心に対する偏心位置がチェーンガイド６に当接する組付けとされる場合がある。このとき、チェーンガイド６の揺動によってプッシュロッド１６ａに回転力が負荷されることになるが、そのプッシュロッド１６ａとアジャストスクリュ１６ｂは同軸上の配置であって、アジャストスクリュ１６ｂの突軸部２８の先端の球面２８ａがプッシュロッド１６ａの後端面に点接触しているため、アジャストスクリュ１６ｂに上記回転力が負荷されることはない。

このため、アジャストスクリュ１６ｂが回転して軸方向に移動するという不都合の発生はなく、チェーン５の緊張時に、チェーン５の振動を抑制する鋸歯状ねじ部での摩擦抵抗力の減少を防止し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができる。

エンジン周りのメンテナンスにおいて、チェーン５やオートテンショナ１０が取り除かれると、リターンスプリング１７の押圧によってプッシュロッド１６ａが外方に移動し、また、スプリング２６の押圧によりアジャストスクリュ１６ｂが回転しつつプッシュロッド１６ａに向けて移動して、図５に示すように、オートテンショナ１０は伸長状態となる。

このため、メンテナンス後のオートテンショナ１０の再組付けに際しては、オートテンショナ１０を収縮状態にして組付けを行なう必要がある。

オートテンショナ１０の収縮に際しては、プラグ２５を取外し、スプリングシート２７およびスプリング２６をねじ孔２４から外部に取り出したのち、図５に示すように、ねじ孔２４にレンチＡを挿入してレンチ係合部２３に係合し、そのレンチＡに回転力を負荷してアジャストスクリュ１６ｂを同図の鎖線で示すようにナット部材１４の内側に納まる位置まで後退させる。

アジャストスクリュ１６ｂの後退後、プッシュロッド１６ａをリターンスプリング１７の弾性に抗して押し込み、ピン孔３２がセット孔３１に一致するまでプッシュロッド１６ａを押し込んだのち、セット孔３１およびピン孔３２にセットピン３３を挿入して、オートテンショナ１０を収縮状態に保持する。

セットピン３３の挿入後、レンチＡを引き抜き、ねじ孔２４から内部にスプリング２６およびスプリングシート２７を挿入し、ねじ孔２４にプラグ２５をねじ係合してねじ孔２４を閉塞したのち、オートテンショナ１０の再組付けを行なう。

上記のように、ねじ孔２４にレンチＡを挿入し、そのレンチＡをレンチ係合部２３に係合して回転させることにより、アジャストスクリュ１６ｂを後退動させることができ、その後退動後にプッシュロッド１６ａを押し込むことによってオートテンショナ１０を収縮状態とすることができるため、オートテンショナ１０を簡単に再組付けすることができる。

図３に示す例においては、プッシュロッド１６ａの後端面を平面とし、その後端面にアジャストスクリュ１６ｂの突軸部２８の球面２８ａを接触させるようにしたが、図４に示すように、突軸部２８の先端面を平面とし、プッシュロッド１６ａの後端に球面３４を設けるようにしてもよい。

この発明に係るオートテンショナを採用したチェーンの張力調整装置の概略図 この発明に係るオートテンショナの縦断正面図 アジャストスクリュの組込み部を拡大して示す断面図 アジャストスクリュの他の例を示す断面図 アジャストスクリュのレンチ係合部にレンチを係合させた状態の縦断正面図

符号の説明

１１ ハウジング
１３ シリンダ室
１４ ナット部材
１５ 雌ねじ
１６ ロッド部材
１６ａ プッシュロッド
１６ｂ アジャストスクリュ
１７ リターンスプリング
１９ スライド部材
２０ ガイド部材
２１ 雄ねじ
２３ レンチ係合部
２８ａ 球面
２９ 圧力側フランク
３０ 遊び側フランク
３１ セット孔
３２ ピン孔
３３ セットピン
３４ 球面

Claims (4)

1. 一端が開口するシリンダ室が形成されたハウジングと、そのハウジングのシリンダ室内に組込まれたナット部材と、そのナット部材の内周の雌ねじにねじ係合される雄ねじを後端部の外周に有するロッド部材と、そのロッド部材に外方向への突出性を付与するリターンスプリングとから成り、前記ロッド部材を、前記リターンスプリングのばね力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、そのプッシュロッドと同軸上の配置とされて雄ねじを外周に有するアジャストスクリュとに分割し、前記プッシュロッドを、その後端部に設けられてシリンダ室の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材とシリンダ室の嵌合面、およびシリンダ室の開口端側に設けられてプッシュロッドをスライド自在に支持するガイド部材とプッシュロッドの嵌合面の２箇所においてスライド自在に支持し、前記スライド部材に前記リターンスプリングのばね力を負荷し、前記アジャストスクリュをプッシュロッドに向けて付勢するスプリングを設け、前記ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじを、アジャストスクリュに負荷される押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状ねじとし、前記シリンダ室の閉塞端壁に前記スプリングの外径より大径とされてプラグのねじ込みによって閉塞されるねじ孔を形成し、アジャストスクリュにはそのねじ孔から挿入されるレンチが係合可能なレンチ係合部を設けたオートテンショナ。
2. 前記ガイド部材を、シリンダ室の開口部に設けられた潤滑油封止用のシール部材よりシリンダ室の開口端側に設けた請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記プッシュロッドの後端面とアジャストスクリュの先端面におけるいずれか一方を球面とした請求項１又は２に記載のオートテンショナ。
4. 前記ハウジングの開口端部に半径方向に貫通するセット孔を形成し、プッシュロッドの先端部には半径方向に貫通するピン孔を設け、前記セット孔からピン孔にセットピンを挿入して、プッシュロッドを押し込み状態に保持するようにした請求項１乃至３のいずれかに記載のオートテンショナ。

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