JP4943928B2 - チェーンテンショナ - 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チェーン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チェーン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チェーンテンショナとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このチェーン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。

実開昭６４−４１７５５号公報

ところで、上記従来のチェーン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、その組付け時の誤差等により、上記当接部にずれが生じると、ロッドを介して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、そのナット部材を傾斜させる方向の回転モーメントが負荷され、その回転モーメントは雌ねじと雄ねじ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。

この発明の課題は、揺動可能なチェーンガイドから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作動が得られるようにしたチェーンテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、エンジンのチェーンカバーに取付けられるハウジングに閉塞端を有するシリンダ室を形成し、そのシリンダ室内に先端が閉塞し、その閉塞端がチェーンガイドの当接部とされる円筒状のプランジャを摺動自在に挿入し、前記シリンダ室の開口端部の内周に環状のシール溝を形成し、そのシール溝内にシリンダ室とプランジャの摺動面間をシールしてシリンダ室内に充填された潤滑油の漏洩を防止するシール部材を組込み、前記シリンダ室内にナット部材と、そのナット部材をシリンダ室の閉塞端に押付けると共に、プランジャを外方向に向けて付勢するリターンスプリングを組み込み、前記ナット部材の内周に形成された雌ねじにスクリュロッドの外周に形成された雄ねじをねじ係合し、そのスクリュロッドをその背部に組込まれたロッドスプリングにより先端がプランジャの閉塞端に当接する方向に向けて付勢し、前記ナット部材の雌ねじとスクリュロッドの雄ねじを、プランジャを介してスクリュロッドに負荷される押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。

上記の構成からなるチェーンテンショナにおいては、チェーンカバーにハウジングを取付け、リターンスプリングによって外方向への突出性が付与されたプランジャにより揺動自在に支持されたチェーンガイドを押圧してチェーンにテンションを付与し、チェーンに弛みが生じた場合には、リターンスプリングの押圧によりプランジャを外方向に移動させて、チェーンの弛みを吸収する。

一方、チェーンが緊張した際には、そのチェーンからチェーンガイドを介してプランジャに負荷される押し込み力により、ナット部材の雌ねじとスクリュロッドの雄ねじの圧力側フランクを互いに密着させてプランジャの後退動を阻止し、上記押し込み力がリターンスプリングの弾性力より大きい場合に、上記押込み力とリターンスプリングの弾性力とが釣り合う位置までスクリュロッドをゆっくりと回転させつつ後退させてチェーンの張力を一定に保持する。

チェーンの張力調整は、チェーンテンショナの調整力が負荷されるチェーンガイドの揺動によるものであるため、そのチェーンガイドの揺動によって、プランジャに傾きを生じさせるような回転モーメントが作用する。また、組付け誤差によってプランジャの先端面の中心に対する偏心位置がチェーンガイドに接触していると、チェーンガイドの揺動によってプランジャに回転力が負荷される。

このとき、プランジャとスクリュロッドは、そのスクリュロッドの先端面がプランジャの閉塞端に接触する組付けであるため、プランジャに回転モーメントや回転力が負荷されても、これらの回転モーメントや回転力はスクリュロッドに伝達されることはない。このため、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じたり、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す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。

ここで、プランジャをプレス成形品とすると、製作が容易となり、コストの低減を図ることができる。また、スクリュロッドの先端を球面とし、その球面をプランジャの閉塞端に点接触させることにより、プランジャに負荷される回転モーメントや回転力がスクリュロッドに伝達されるのを効果的に防止することができる。

上記のように、この発明においては、チェーンガイドからプランジャに回転モーメントや回転力が負荷されても、その回転モーメントや回転力はスクリュロッドに伝達されることがないため、ナット部材の雌ねじとスクリュロッドの雄ねじによる鋸歯状ねじの作動性が阻害されるようなことはなく、安定した作動を得ることができる。

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はチェーンカバー７に取付けられたチェーンテンショナ１０から負荷される調整力によってチェーン５に押し付けられている。

図２に示すように、チェーンテンショナ１０はハウジング１１を有している。このハウジング１１は円筒状をなし、その内部には一端が閉塞し、他端が開口するシリンダ室１２が形成されている。

ハウジング１１は、図１に示すように、チェーンカバー７の外部からそのチェーンカバー７に形成されたねじ孔８にねじ込まれて取付け状態とされる。そのねじ込みのため、ハウジング１１の外周には上記ねじ孔８にねじ係合される雄ねじ１３が形成され、また、一端部にはチェーンカバー７の外表面に当接してハウジング１１のねじ込み量を制限するフランジ１４が設けられている。

図２に示すように、ハウジング１１のシリンダ室１２内にはプランジャ１５が摺動自在に挿入されている。プランジャ１５は閉塞端を有する円筒状をなし、その閉塞端がチェーンガイド６に対する当接部とされている。

ここで、プランジャ１５は旋削によって形成されたものであってもよいが、製作に手間がかかり、コスト的に不利となるため、プレスの成形品とするのが好ましい。

シリンダ室１２の開口端部の内周には環状のシール溝１６が形成され、そのシール溝１６内に組込まれたＯリングからなるシール部材１７の内周はプランジャ１５の外周面に弾性接触してシリンダ室１２とプランジャ１５の摺動面間をシールし、シリンダ室１２内に充填された潤滑油の外部への漏洩を防止している。

シリンダ室１２内には、ナット部材１８とリターンスプリング１９とが組み込まれ、そのリターンスプリング１９によってナット部材１８はシリンダ室１２の閉塞端に押付けられ、また、プランジャ１５はチェーンガイド６を押圧する方向に付勢されている。

ナット部材１８の内周には雌ねじ２０が形成され、その雌ねじ２０にスクリュロッド２１の外周に形成された雄ねじ２２がねじ係合されている。スクリュロッド２１は、その後端面で開口するスプリング収容孔２３を有し、そのスプリング収容孔２３の閉塞端面とシリンダ室１２の閉塞端面間にロッドスプリング２４とスプリングシート２５が組み込まれている。

ロッドスプリング２４はスクリュロッド２１をプランジャ１５の閉塞端に向けて付勢しており、その付勢によってスクリュロッド２１の先端に形成された球面２６がプランジャ１５の閉塞端に押付けられて点接触している。

ナット部材１８の内周に形成された雌ねじ２０とスクリュロッド２１の外周に形成された雄ねじ２２のねじ山は、スクリュロッド２１が押し込まれた際の押込み力を受ける圧力側フランク２７のフランク角が遊び側フランク２８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ロッドスプリング２４の押圧力によってスクリュロッド２１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。

ハウジング１１の閉塞端部には潤滑油注入用のねじ孔２９が形成され、そのねじ孔２９はプラグ３０のねじ込みによって閉塞されている。

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に示すようなチェーンテンショナ１０の組付け状態において、エンジンを駆動し、カム軸３の回転によるトルク変動等によりチェーン５が振動して、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１９の押圧によりプランジャ１５が外方向に移動してチェーンガイド６を押圧する。その押圧によりチェーンガイド６が揺動してチェーン５の弛みを吸収する。

このとき、ロッドスプリング２４の押圧によりスクリュロッド２１もプランジャ１５と同方向に移動して、先端の球面２６がプランジャ１５の閉塞端に当接する。

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を介してプランジャ１５に押込み力が負荷されると、その押込み力はスクリュロッド２１にも負荷されるため、ナット部材１８の雌ねじ２０とスクリュロッド２１の雄ねじ２２の圧力側フランク２７が互いに密着し、その密着する圧力側フランク２７によって上記押込み力が受けられる。

上記押込み力がリターンスプリング１９の押圧力より強い場合、互に密着する圧力側フランク２７の接触面で滑りが生じ、スクリュロッド２１は上記押込み力とリターンスプリング１９の押圧力とが釣り合う位置までゆっくり回転しつつ後退し、同時に、プランジャ１５も後退してチェーン５の張力を一定に保持する。

ここで、チェーンガイド６は軸７を中心として揺動自在であり、そのチェーンガイド６の揺動によってチェーン５の張力を調整するため、チェーンガイド６からプランジャ１５に押込み力が負荷されるとき、プランジャ１５に傾きを生じさせるような回転モーメントが負荷される。

このとき、プランジャ１５とスクリュロッド２１は、そのスクリュロッド２１の先端の球面２６をプランジャ１５の閉塞端に点接触させた組付けであるため、プランジャ１５に負荷される回転モーメントはスクリュロッド２１に伝達されるようなことはない。

また、チェーンテンショナ１０の組付け時、その取付け誤差等により、プランジャ１５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の揺動によってプランジャ１５にその軸心を中心とする回転力が負荷されることになるが、上記のように、プランジャ１５とスクリュロッド２１は点接触しているため、スクリュロッド２１に上記回転力が負荷されることはない。

このように、プランジャ１５に回転モーメントや回転力が負荷されても、その回転モーメントや回転力がスクリュロッド２１に伝達されることがないため、ナット部材１８の雌ねじ２０とスクリュロッド２１の雄ねじ２２による鋸歯状ねじの作動性が阻害されるようなことはなく、安定した作動を得ることができる。

この発明に係るチェーン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 この発明に係るチェーンテンショナの縦断正面図

符号の説明

７ チェーンカバー
１１ ハウジング
１２ シリンダ室
１５ プランジャ
１６ シール溝
１７ シール部材
１８ ナット部材
１９ リターンスプリング
２０ 雌ねじ
２１ スクリュロッド
２２ 雄ねじ
２４ ロッドスプリング
２６ 球面
２７ 圧力側フランク
２８ 遊び側フランク

Claims (2)

1. エンジンのチェーンカバーに取付けられるハウジングに閉塞端を有するシリンダ室を形成し、そのシリンダ室内に先端が閉塞し、その閉塞端がチェーンガイドの当接部とされる円筒状のプランジャを摺動自在に挿入し、前記シリンダ室の開口端部の内周に環状のシール溝を形成し、そのシール溝内にシリンダ室とプランジャの摺動面間をシールしてシリンダ室内に充填された潤滑油の漏洩を防止するシール部材を組込み、前記シリンダ室内にナット部材と、そのナット部材をシリンダ室の閉塞端に押付けると共に、プランジャを外方向に向けて付勢するリターンスプリングを組み込み、前記ナット部材の内周に形成された雌ねじにスクリュロッドの外周に形成された雄ねじをねじ係合し、そのスクリュロッドをその背部に組込まれたロッドスプリングにより先端がプランジャの閉塞端に当接する方向に向けて付勢し、そのスクリュロッドの先端に、前記プランジャの閉塞端の中央部に点接触される球面を設け、前記ナット部材の雌ねじとスクリュロッドの雄ねじを、プランジャを介してスクリュロッドに負荷される押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チェーンテンショナ。
2. 前記プランジャがプレス成形品からなる請求項１に記載のチェーンテンショナ。

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