JP4925635B2 - 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。

さらに、上記従来のオートテンショナにおいては、ボディの開口端部をシールしてボディ内に封入された潤滑油の外部への漏洩を防止するようにしているが、シール構造が複雑でコストが高いという不都合がある。

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、およびシール構造を簡素化してコストの低減を図ることである。

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部内に圧入されてプッシュロッドをスライド自在に支持するウェアリング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、前記ウェアリングの内径面に形成されたリング溝内にシリンダ室内に封入された潤滑油の外部への漏洩を防止するシールリングを組み込み、前記ナット部材の内側にはアジャストスクリュをプッシュロッドに向けて付勢してアジャストスクリュの先端面をプッシュロッドの後端面に押し付けるコイルスプリングを組込み、その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一方を球面として点接触し、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、プッシュロッドの後端部に設けたスライド部材がシリンダ室の内径面に沿って摺動自在に支持され、またシリンダ室の開口端部に設けたウェアリングはプッシュロッドをスライド自在に支持しているため、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ウェアリングとプッシュロッドの嵌合面の２箇所で受けられることになる。このため、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に噛み込みが発生することはないので、チェーンの張力変化に応じてプッシュロッドは軸方向にスムーズに移動する。

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。

この発明のように、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。

この発明にかかるオートテンショナにおいて、ウェアリングをリング溝の一方の内側面に沿って軸方向に分割することによって、一方の分割リングの側面内周部に凹部を形成し、その凹部形成面に他方の分割リングを衝合することによってリング溝を形成することができるため、ウェアリングの製作が容易であるとともに、リング溝に対してシールリングを簡単に組み込むことができる。

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、プッシュロッドをスライド自在に支持するウェアリングの内径面にリング溝を形成し、そのリング溝に潤滑油の外部への漏洩を防止するシールリングを組み込むようにしたので、シール構造が簡単であり、コストの低減を図ることができる。

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とに分割されている。プッシュロッド１６ａのシリンダ室１３内に位置する後端部にはシリンダ室１３の内径面に沿って摺動可能なスライド部材１８が設けられ、そのスライド部材１８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、上記プッシュロッド１６ａをスライド自在に支持するウェアリング１９が圧入されている。ウェアリング１９は、内径面にリング溝２０を有し、そのリング溝２０内にシリンダ室１３内に封入された潤滑油の外部への漏洩を防止するシールリング２１が組み込まれている。図２および図５では、シールリング２１としてＸリングを示したが、図６に示すように、Ｏリングを用いるようにしてもよい。

アジャストスクリュ１６ｂは、雄ねじ２２を外周に有し、その雄ねじ２２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２２と雌ねじ１５のねじ係合部およびスライド部材１８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孔２３が形成され、そのスプリング収容孔２３の開口端部の内周に係合部としての雌ねじ２４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２５が設けられ、そのねじ孔２５はプラグ２６のねじ込みによって閉塞されている。

プラグ２６と上記スプリング収容孔２３の閉塞端面間にはコイルスプリング２７と、ピンから成るスプリングシート２８とが組込まれている。スプリングシート２８は頭部２８ａを有し、その頭部２８ａに形成された球形表面２８ｂがスプリング収容孔２３の閉塞端に押し付けられて点接触している。

コイルスプリング２７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２９の先端の球面２９ａ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２２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３０のフランク角が遊び側フランク３１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コイルスプリング２７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。

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、図１および図２に示すチェーン５の張力調整状態において、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、コイルスプリング２７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２９の先端の球面２９ａ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２２の圧力側フランク３０が互に密着し、その密着する圧力側フランク３０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３０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。

このとき、アジャストスクリュ１６ｂとスプリングシート２８、およびアジャストスクリュ１６ｂとプッシュロッド１６ａとは点接触であるため、アジャストスクリュ１６ｂの回転抵抗は小さく、アジャストスクリュ１６ｂはスムーズに回転し、チェーン５の張力変化にスムーズに追従する。

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１８はシリンダ室１３の内径面に沿って摺動自在とされ、また、シリンダ室１３の開口部に設けられたウェアリング１９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１８の嵌合面およびプッシュロッド１６ａとウェアリング１９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２２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２９の先端の球面２９ａ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、コイルスプリング２７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、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２６を取外し、コイルスプリング２７およびスプリングシート２８をねじ孔２５から外部に取り出したのち、ねじ孔２５にボルトを挿入してスプリング収容孔２３の内周の雌ねじ２４にねじ係合し、そのボルトに回転力を負荷してアジャストスクリュ１６ｂをナット部材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むようにする。なお、プッシュロッド１６ａの押し込みによってオートテンショナを収縮状態としたのちは、ねじ孔２５から内部にコイルスプリング２７およびスプリングシート２８を組込むと共に、ねじ孔２５にプラグ２６をねじ係合してねじ孔２５を閉塞して収縮状態のオートテンショナ１０の再組付けを行なう。

図２に示すように、プッシュロッド１６ａをスライド自在に支持するウェアリング１９の内径面にリング溝２０を形成し、そのリング溝２０内にＸリングやＯリング等のシールリング２１を組み込んでシリンダ室１３内の潤滑油の外部への漏洩を防止することにより、シール構造の簡素化を図り、コストの低減化を図ることができる。

ここで、図７に示すように、ウェアリング１９を軸方向に分割して２枚の分割リング１９ａ、１９ｂを形成し、一方の分割リング１９ａの分割面の内周部に凹部を形成して、２枚の分割リング１９ａ，１９ｂを互いに重ね合わせることにより、その衝合面間にリング溝２０を形成することができるため、ウェアリング１９の製作が容易であり、コストのより低減化を図ることができると共に、リング溝２０に対してシールリング２１を簡単に組み込むことができる。

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２９の球面２９ａを接触させるようにしたが、図４に示すように、突軸部２９の先端面を平面とし、プッシュロッド１６ａの後端に球面３２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 プッシュロッドとウェアリングの嵌合面間のシール部を拡大して示す断面図 シールリングの他の例を示す断面図 ウェアリングの他の例を示す断面図

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
１８ スライド部材
１９ ウェアリング
２０ リング溝
２１ シールリング
２２ 雄ねじ
２７ コイルスプリング
２９ａ 球面
３０ 圧力側フランク
３１ 遊び側フランク
３２ 球面

Claims (2)

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部内に圧入されてプッシュロッドをスライド自在に支持するウェアリング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、前記ウェアリングの内径面に形成されたリング溝内にシリンダ室内に封入された潤滑油の外部への漏洩を防止するシールリングを組み込み、前記ナット部材の内側にはアジャストスクリュをプッシュロッドに向けて付勢してアジャストスクリュの先端面をプッシュロッドの後端面に押し付けるコイルスプリングを組込み、その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一方を球面として点接触し、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たオートテンショナ。
2. 前記ウェアリングを、リング溝の一方の内側面に沿って軸方向に２分割した請求項１に記載のオートテンショナ。

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