JP4976252B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

Description

この発明は、自動車エンジンのカムシャフトを駆動するタイミングチェーンの張力保持に用いられるチェーンテンショナに関する。

自動車のエンジンは、一般に、クランクシャフトの回転を、エンジンカバー内のエンジンルームに収容されたタイミングチェーンを介してカムシャフトに伝達し、そのカムシャフトの回転により燃焼室のバルブの開閉を行なう。ここで、チェーンの張力を適正範囲に保つために、支点軸を中心として揺動可能に設けたチェーンガイドと、そのチェーンガイドをチェーンに向けて押圧するチェーンテンショナとからなる張力調整装置が多く用いられる。

この張力調整装置に組み込まれるチェーンテンショナとして、一端が開放した有底筒状のシリンダ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入し、そのプランジャを、シリンダへの挿入端が開放する有底筒状とし、前記シリンダとプランジャとで囲まれた圧力室に作動油を導入する給油通路を前記シリンダに設け、前記圧力室内に組み込んだリターンスプリングで前記プランジャをシリンダから突出する方向に付勢し、そのプランジャで、チェーンガイドを介してチェーンを押圧するようにしたものが知られている（特許文献１）。

このチェーンテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、給油通路を通じて圧力室に供給される作動油の圧力と、リターンスプリングのばね力によって、プランジャがシリンダから突出する方向（以下、「突出方向」という）に移動し、チェーンの弛みを吸収する。このとき、給油通路を通じて圧力室内に作動油が供給され、プランジャは速やかに移動する。

一方、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャがシリンダ内に押し込まれる方向（以下、「押し込み方向」という）に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、圧力室内の作動油は、プランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間を通じて流出し、その作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、プランジャはゆっくりと移動する。

このようなチェーンテンショナにおいて、エンジンから供給される作動油に空気が混入したり、圧力室内の作動油に空気が析出したりすると、チェーンの張力が大きくなったときに、その気泡が圧縮することによってプランジャが移動するので、チェーンテンショナのダンパ作用が低下する。

そこで、このダンパ作用の低下を防止するために、このチェーンテンショナは、前記プランジャのシリンダからの突出部分に、プランジャを軸方向に貫通するねじ孔を形成し、そのねじ孔に円柱部材を圧入し、そのねじ孔と円柱部材の間に形成された螺旋状の隙間を通じて、圧力室内の空気を排出するようにしている。
特開平１１−１８２６３９号公報

ところで、エンジンからチェーンテンショナに供給される作動油には、スーツ（すす）やコンタミなどの固形粒子が混入することがあり、その固形粒子が原因で、エア抜き通路に詰まりが生じるおそれがある。特に、ディーゼルエンジンにおいては、作動油にスーツが発生しやすいので、エア抜き通路に詰まりが生じる可能性が高い。

しかし、特許文献１に記載のチェーンテンショナは、プランジャのシリンダからの突出部分に形成したねじ孔が一条ねじなので、エア抜き通路が一条だけしか形成されず、そのエア抜き通路に詰まりが生じると、圧力室内の空気が排出されなくなり、チェーンテンショナのダンパ作用が低下していた。

この発明が解決しようとする課題は、圧力室内に供給される作動油に固形粒子が混入した場合にも、圧力室内の空気を排出することが可能な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、前記プランジャのシリンダからの突出部分に、プランジャの外周から内周に貫通する貫通孔を、プランジャの周方向に間隔をおいて３箇所以上形成し、その各貫通孔に流体絞りを圧入し、その貫通孔を通じて前記圧力室内の空気を排出するようにした。

前記貫通孔の周方向の間隔は、等間隔とすることができ、また、前記流体絞りは、例えば、次の構成のものを挙げることができる。
１）軸方向に延びる溝を外周に有する溝付きピン。
２）空気透過性材料からなる栓体。
３）断面多角形のピン。

上記１）の構成を採用する場合、前記溝付きピンは、前記溝を周方向に間隔をおいて複数本有する構成を採用することができる。

前記プランジャのシリンダから突出する側の端部内面から、前記貫通孔の圧力室側の端部の開口の縁までの距離は、２ｍｍ以下とすることができる。

この発明のチェーンテンショナは、前記圧力室内の空気を排出する貫通孔を３箇所以上有するので、その貫通孔のうち、いずれかの貫通孔に詰まりを生じた場合にも、他の貫通孔を通じて、圧力室内の空気を排出することができる。そのため、このチェーンテンショナは、ディーゼルエンジンに組み込んだ場合にも、ダンパ作用の低下を生じにくい。

また、前記貫通孔の周方向の間隔を等間隔としたものは、シリンダに対するプランジャの回転位置にかかわらず、安定して圧力室内の空気を排出することができる。

図１に、この発明の実施形態のチェーンテンショナ１を組み込んだ張力調整装置を示す。この張力調整装置は、支点軸２を中心として揺動可能に設けたチェーンガイド３と、そのチェーンガイド３をカムシャフト駆動用のチェーン４に向けて押圧するチェーンテンショナ１とからなる。

図２に示すように、チェーンテンショナ１は、一端が開放した有底筒状のシリンダ５と、シリンダ５内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ６とを有する。シリンダ５は、プランジャ６のシリンダ５からの突出方向が斜め上向きとなるように配置され、ボルト７で固定されている。プランジャ６は、シリンダ５への挿入端が開放する有底筒状に形成されている。

シリンダ５には、シリンダ５とプランジャ６とで囲まれた圧力室８に連通する給油通路９が形成されている。給油通路９は、給油ポンプ（図示せず）に接続されており、その給油ポンプから送り出された作動油を、圧力室８内に導入するようになっている。給油通路９の圧力室８側の端部には、圧力室８の外部から内部への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ１０が設けられている。

プランジャ６とシリンダ５の摺動面間には、微小なリーク隙間１１が形成されており、そのリーク隙間１１を通じて、圧力室８内の作動油がリークするようになっている。

プランジャ６のシリンダ５内への挿入端内周には、雌ねじ１２が形成されている。また、圧力室８内には、プランジャ６の雌ねじ１２にねじ係合する雄ねじ１３を外周に形成したスクリュロッド１４が組み込まれている。

雄ねじ１３と雌ねじ１２は、軸線に沿った断面形状が非対称形状の鋸歯状に形成されており、プランジャ６をシリンダ５内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク１５のフランク角が、遊び側フランク１６のフランク角よりも大きくなっている。

プランジャ６とスクリュロッド１４の間には、リターンスプリング１７が組み込まれている。リターンスプリング１７は、一端がスクリュロッド１４で支持され、他端がスプリングシート１８を介してプランジャ６を押圧しており、その押圧によって、プランジャ６を、シリンダ５から突出する方向に付勢している。プランジャ６は、プランジャ６のシリンダ５からの突出端がチェーンガイド３に接触し、そのチェーンガイド３を介してチェーン４を押圧している。

プランジャ６のシリンダ５からの突出部分には、図３に示すように、プランジャ６の外周から内周に貫通する貫通孔１９が、プランジャ６の周方向に間隔をおいて３箇所以上（図では３箇所）形成され、各貫通孔１９に溝付きピン２０が圧入されている。ここで、貫通孔１９の周方向の間隔は、等間隔となっている。

また、各貫通孔１９は、プランジャの軸方向と直角に延びるように形成され、各貫通孔１９は、プランジャ６のシリンダ５から突出する側の端部内面２１（図２参照）から、貫通孔１９の圧力室８側の端部の開口の縁までの距離が２ｍｍ以下となるように配置されている。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、溝付きピン２０の外周には、軸方向に延びる溝２２が、周方向に間隔をおいて複数本形成されており、その溝２２を通って、圧力室８内の空気が排出されるようになっている。ここで、溝付きピン２０は、貫通孔１９を流れる流体に流路抵抗を付与する流体絞りとして作用する。

次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。

エンジン作動中にチェーン４の張力が小さくなると、給油通路９を通じて圧力室８に供給される作動油の圧力と、リターンスプリング１７のばね力とによって、プランジャ６がシリンダ５から突出する方向に移動し、チェーン４の弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ１０が開き、給油通路９を通じて圧力室８内に作動油が供給されるので、プランジャ６は速やかに移動する。

一方、エンジン作動中にチェーン４の張力が大きくなると、そのチェーン４の張力によって、プランジャ６がシリンダ５内に押し込まれる方向に移動し、チェーン４の緊張を吸収する。このとき、プランジャ６は、チェーン４の振動により、スクリュロッド１４に対して回転しながら軸方向に移動する。また、チェックバルブ１０が閉じて、圧力室８内の作動油がリーク隙間１１を通って流出し、ダンパ作用が生じるので、プランジャ６はゆっくりと移動する。

エンジン始動時に給油通路９を通じて供給される作動油に空気が混入したり、エンジン作動中に圧力室８の圧力が急激に低下して圧力室８内の作動油に空気が析出したりすると、その空気が、貫通孔１９を通じて排出される。そのため、圧力室８内の空気によるダンパ作用の低下が生じにくい。

エンジン停止時は、チェーン４が振動しないので、軸方向の力を受けてもプランジャ６が回転せず、プランジャ６の位置が固定される。そのため、エンジン停止時に、カムシャフト（図示せず）の停止位置によって、チェーン４の張力が大きくなった場合にも、プランジャ６は移動せず、エンジンを再始動するときに、円滑なエンジン始動が可能である。

このチェーンテンショナ１は、圧力室８内の空気を排出する貫通孔１９が３箇所以上設けられているので、その貫通孔１９のうち、いずれかの貫通孔１９に詰まりを生じた場合にも、他の貫通孔１９を通じて、圧力室８内の空気を確実に排出することができる。そのため、このチェーンテンショナ１は、ディーゼルエンジンに組み込んだ場合にも、ダンパ作用の低下を生じにくい。

また、このチェーンテンショナ１は、貫通孔１９の周方向の間隔が等間隔なので、シリンダ５に対するプランジャ６の回転位置にかかわらず、安定して圧力室８内の空気を排出することができる。

また、このチェーンテンショナ１は、溝付きピン２０に溝２２が複数本形成されているので、その溝２２のうち、いずれかの溝２２に詰まりを生じた場合にも、他の溝２２を通じて、圧力室８内の空気を確実に排出することができ、ダンパ作用の低下を生じにくい。

また、このチェーンテンショナ１は、圧力室８内の空気を排出するために溝付きピン２０を用いているので、プランジャ６のシリンダ５からの突出部分に、特開平１１−１８２６３９号公報に記載の従来のチェーンテンショナ（プランジャを軸方向に貫通するねじ孔を形成し、そのねじ孔に円柱部材を圧入したもの）と比べて、ねじ孔の加工が不要であり、低コストである。

また、このチェーンテンショナ１は、プランジャ６のシリンダ５から突出する側の端部内面２１から、貫通孔１９の圧力室８側の端部の開口の縁までの距離が２ｍｍ以下となるように、各貫通孔１９が配置されているので、プランジャ６のシリンダ５から突出する側の端部内に溜まった空気を確実に排出することができる。

上記実施形態では、貫通孔１９に圧入する流体絞りとして溝付きピン２０を採用したが、貫通孔１９に圧入する流体絞りは、図５に示すように、空気透過性材料（焼結金属など）からなる円柱状の栓体２３を採用してもよい。この場合、圧力室８内の空気は、栓体２３を透過して排出される。

また、貫通孔１９に圧入する流体絞りは、図６に示すように、断面多角形のピン２４を採用してもよい。この場合、圧力室８内の空気は、ピン２４の外周と貫通孔１９の内周との間に形成される複数の隙間２５を通って排出される。

この発明の実施形態のチェーンテンショナを組み込んだ張力調整装置を示す正面図 図１に示すチェーンテンショナの拡大断面図 図２のIII−III線に沿った拡大断面図 （ａ）は、図３に示す貫通孔近傍の拡大断面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った拡大断面図 図４の貫通孔に圧入された流体絞りの変形例を示す図 図４の貫通孔に圧入された流体絞りの他の変形例を示す図

符号の説明

１ チェーンテンショナ
４ チェーン
５ シリンダ
６ プランジャ
８ 圧力室
９ 給油通路
１７ リターンスプリング
１９ 貫通孔
２０ 溝付きピン
２１ プランジャの端部内面
２２ 溝
２３ 栓体
２４ ピン

Claims (6)

1. 一端が開放した有底筒状のシリンダ（５）内にプランジャ（６）を軸方向に摺動可能にかつシリンダ（５）に対して回転可能に挿入し、そのプランジャ（６）を、シリンダ（５）への挿入端が開放する有底筒状とし、前記シリンダ（５）とプランジャ（６）とで囲まれた圧力室（８）に作動油を導入する給油通路（９）を前記シリンダ（５）に設け、前記プランジャ（６）のシリンダ（５）内への挿入端内周に雌ねじ（１２）を形成し、そのプランジャ（６）の雌ねじ（１２）にねじ係合する雄ねじ（１３）を外周に形成したスクリュロッド（１４）を設け、前記圧力室（８）内に組み込んだリターンスプリング（１７）で前記プランジャ（６）をシリンダ（５）から突出する方向に付勢し、そのプランジャ（６）でチェーン（４）を押圧し、このプランジャ（６）は、前記チェーン（４）の振動により前記スクリュロッド（１４）に対して回転しながら軸方向に移動するチェーンテンショナ（１）において、
   前記プランジャ（６）のシリンダ（５）からの突出部分に、プランジャ（６）の外周から内周に貫通する貫通孔（１９）を、プランジャ（６）の周方向に等間隔をおいて３箇所以上形成し、その各貫通孔（１９）に流体絞り（２０）を圧入し、その貫通孔（１９）を通じて前記圧力室（８）内の空気を排出するようにしたことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記流体絞りが、軸方向に延びる溝（２２）を外周に有する溝付きピン（２０）である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記溝付きピン（２０）が、前記溝（２２）を周方向に間隔をおいて複数本有する請求項２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記流体絞りが、空気透過性材料からなる栓体（２３）である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
5. 前記流体絞りが、断面多角形のピン（２４）である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
6. 前記プランジャ（６）のシリンダ（５）から突出する側の端部内面（２１）から、前記貫通孔（１９）の圧力室（８）側の端部の開口の縁までの距離を２ｍｍ以下とした請求項１から５のいずれかに記載のチェーンテンショナ。

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