JP5122876B2 - チェーンテンショナの製造方法 - 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てシリンダ内に圧力室を形成し、シリンダ外部から前記圧力室に連通する給油通路を前記シリンダに設け、その給油通路の圧力室側の端部に、シリンダ外部から前記圧力室内への作動油の流れのみを許容するチェックバルブを設け、前記プランジャと前記シリンダの摺動面間にリーク隙間を形成し、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押圧するようにしたものが知られている。

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エンジンルームに流出し、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、給油通路を通じて供給される作動油に空気が混入したり、作動油の圧力変動によって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、圧力室内の空気を排出するため、プランジャのシリンダからの突出端面から圧力室に至る貫通孔をプランジャに設け、その貫通孔の内周に形成した雌ねじに軸体を圧入して雌ねじと軸体の間に螺旋状のエア抜き通路を形成し、そのエア抜き通路を通じて、圧力室内の空気をシリンダ外部に排出するようにしたものが知られている（特許文献１）。
特許第３６３５１９８号公報

ところで、上記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端を、チェーンガイドに当接させて用いられ、チェーンガイドの形状は、エンジンの種類によって異なる。そのため、このチェーンテンショナは、チェーンガイドの形状に応じてプランジャの形状を変えて設計する必要があり、コスト高であった。

この発明が解決しようとする課題は、プランジャの形状をチェーンガイドの形状によらず共通化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端面から前記圧力室に至る貫通孔を前記プランジャに設け、その貫通孔の内周に形成した雌ねじに軸体を圧入して雌ねじと軸体の間に螺旋状のエア抜き通路を形成し、その軸体の一端に設けたフランジ部を前記プランジャのシリンダからの突出端面で支持し、そのフランジ部が前記チェーンガイドに当接するようにした。

このチェーンテンショナは、次の構成を加えることができる。
１）前記フランジ部の前記プランジャに対する接触面に、前記貫通孔から前記フランジ部の外周に至る溝を形成する。
２）前記軸体を圧造加工によって形成する。
３）前記フランジ部の外周に、互いに平行な２平面を形成する。
４）前記貫通孔の内周の雌ねじとして三角ねじを用いる。
５）前記プランジャのシリンダ内への挿入端を筒状とし、その挿入端内周に雌ねじを形成し、その雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するスクリュロッドを設け、そのスクリュロッドで前記リターンスプリングを支持する。

この発明のチェーンテンショナは、チェーンガイドに当接する部材として、プランジャとは別個に設けた軸体を用いているので、チェーンガイドの形状に応じて軸体のフランジ部の形状を変えることにより、プランジャの形状を共通化することができる。そのため、この発明のチェーンテンショナは、チェーンガイドの形状に応じてプランジャの形状を変える必要がなく、低コストである。

図１に、この発明の実施形態のチェーンテンショナ１を組み込んだチェーン伝導装置を示す。このチェーン伝導装置は、エンジンのクランクシャフト２に固定されたスプロケット３と、カムシャフト４，４に固定されたスプロケット５，５とがチェーン６を介して連結されており、そのチェーン６がクランクシャフト２の回転をカムシャフト４に伝達し、そのカムシャフト４の回転により燃焼室のバルブ（図示せず）の開閉を行なう。

チェーン６には、支点軸７を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド８が接触しており、チェーンガイド８は、チェーンテンショナ１でチェーン６に向けて押圧されている。チェーンテンショナ１は、エンジンブロック（図示せず）にボルト９で固定されている。

チェーンテンショナ１は、図２に示すように、一端が開放した有底筒状のシリンダ１０内に、プランジャ１１が軸方向に摺動可能に挿入されており、そのプランジャ１１によって、シリンダ１０内に圧力室１２が形成されている。

シリンダ１０には、シリンダ１０の外部から圧力室１２に連通する給油通路１３が形成されている。給油通路１３は、給油ポンプ（図示せず）に接続されており、給油ポンプから送り出された作動油を、圧力室１２内に導入するようになっている。給油通路１３の圧力室１２側の端部には、シリンダ１０の外部から圧力室１２内へのオイルの流れのみを許容するチェックバルブ１４が設けられている。

プランジャ１１とシリンダ１０の摺動面間には、微小なリーク隙間１５が形成されており、そのリーク隙間１５を通じて、圧力室１２内の作動油がエンジンルームにリークするようになっている。

プランジャ１１のシリンダ１０内への挿入端は筒状に形成されており、その挿入端内周に雌ねじ１６が形成されている。また、圧力室１２内には、プランジャ１１の雌ねじ１６にねじ係合する雄ねじ１７を外周に形成したスクリュロッド１８が組み込まれている。

雄ねじ１７と雌ねじ１６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１１をシリンダ１０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１９のフランク角が、遊び側フランク２０のフランク角よりも大きくなっている。

プランジャ１１とスクリュロッド１８の間には、リターンスプリング２１が組み込まれている。リターンスプリング２１は、一端がスクリュロッド１８で支持され、他端がスプリングシート２２を介してプランジャ１１を押圧しており、その押圧によって、プランジャ１１を、シリンダ１０から突出する方向に付勢している。また、圧力室１２内には、リターンスプリング２１のばね力を補助するアシストスプリング２３が組み込まれている。

プランジャ１１のシリンダ１０からの突出部分には、プランジャ１１のシリンダ１０からの突出端面から圧力室１２に至る貫通孔２４が形成されている。貫通孔２４の内周には、図３に示すように、三角ねじからなる雌ねじ２５が形成されている。雌ねじ２５には、フランジ部２６を一端に有する軸体２７が圧入されており、その軸体２７と雌ねじ２５の間に螺旋状のエア抜き通路２８が形成されている。また、フランジ部２６のプランジャ１１に対する接触面には、貫通孔２４からフランジ部２６の外周に至る溝２９が形成されており、圧力室１２内に混入した空気が、エア抜き通路２８、溝２９を順に通ってエンジンルーム内に抜けるようになっている。軸体２７は、圧造加工によって形成されている。

フランジ部２６は、図２に示すように、チェーンガイド８に当接しており、そのフランジ部２６を介して、プランジャ１１がチェーンガイド８を押圧するようになっている。また、フランジ部２６は、プランジャ１１のシリンダ１０からの突出端面で支持されている。

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６の張力が小さくなると、給油通路１３を通じて圧力室１２に供給される作動油の圧力と、リターンスプリング２１のばね力とによって、プランジャ１１がシリンダ１０から突出する方向に移動し、チェーン６の弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ１４が開き、給油通路１３を通じて圧力室１２内に作動油が供給されるので、プランジャ１１は速やかに移動する。

一方、エンジン作動中にチェーン６の張力が大きくなると、そのチェーン６の張力によって、プランジャ１１がシリンダ１０内に押し込まれる方向に移動し、チェーン６の緊張を吸収する。このとき、プランジャ１１は、チェーン６の振動により、スクリュロッド１８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１４が閉じて、圧力室１２内の作動油がリーク隙間１５を通ってエンジンルームに流出し、ダンパ作用が生じるので、プランジャ１１はゆっくりと移動する。

また、エンジン始動時に給油通路１３を通じて供給される作動油に空気が混入したり、エンジン作動中に作動油の圧力変動によって圧力室１２内の作動油に空気が析出したりすると、その空気が、エア抜き通路２８、溝２９を順に通ってエンジンルームに排出される。そのため、圧力室１２内の空気によるダンパ作用の低下が生じにくい。

また、エンジン停止時は、チェーン６が振動しないので、軸方向の力を受けてもプランジャ１１が回転せず、プランジャ１１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４に接続したカム（図示せず）の停止位置によって、プランジャ１１に作用する押し込み方向の力が大きくなった場合にも、エンジンを再始動するときに、チェーン６の弛みを生じにくく、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、チェーンガイド８に当接する部材として軸体２７を用いているので、チェーンガイド８の形状に応じて軸体２７のフランジ部２６の形状を変えることにより、プランジャ１１の形状を共通化することができる。そのため、このチェーンテンショナ１は、チェーンガイド８の形状に応じてプランジャ１１の形状を変える必要がなく、低コストである。

また、チェーンテンショナ１を取り付ける角度によっては、プランジャ１１のシリンダ１０からの突出端にエア抜きが不要な場合（例えば、プランジャ１１のシリンダ１０からの突出端を斜め下向きにしてチェーンテンショナ１を設置する場合）もあるが、この場合も、フランジ部２６の形状を、プランジャ１１に対する接触面に溝２９がない形状とすることにより、エア抜き通路２８の一端を閉塞することができるので、プランジャ１１の形状を変える必要がない。

また、このチェーンテンショナ１は、雌ねじ２５が三角ねじなので、軸体２７を雌ねじ２５に圧入するときに、雌ねじ２５のねじ山の頂部が塑性変形しやすく、軸体２７を確実に圧入することができる。

フランジ部２６は、図４に示すように、円形としてもよいが、図５に示すように、フランジ部２６の外周に互いに平行な平面３０，３０を形成すると好ましい。このようにすると、軸体２７を雌ねじ２５に圧入するときの溝２９の方向を、平面３０，３０を基準として決めることができる。

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チェーン伝導装置を示す正面図 図１のチェーンテンショナ近傍の拡大断面図 図２のプランジャのシリンダからの突出端近傍の拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図４の変形例を示す断面図

符号の説明

１ チェーンテンショナ
８ チェーンガイド
１０ シリンダ
１１ プランジャ
１２ 圧力室
１３ 給油通路
１４ チェックバルブ
１５ リーク隙間
１６ 雌ねじ
１７ 雄ねじ
１８ スクリュロッド
２１ リターンスプリング
２４ 貫通孔
２５ 雌ねじ
２６ フランジ部
２７ 軸体
２８ エア抜き通路
２９ 溝
３０ 平面

Claims (1)

1. 一端が開放した有底筒状のシリンダ（１０）内にプランジャ（１１）を軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ（１０）内に圧力室（１２）を形成し、シリンダ（１０）外部から前記圧力室（１２）に連通する給油通路（１３）を前記シリンダ（１０）に設け、その給油通路（１３）の圧力室（１２）側の端部に、シリンダ（１０）外部から前記圧力室（１２）内への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（１４）を設け、前記プランジャ（１１）と前記シリンダ（１０）の摺動面間にリーク隙間（１５）を形成し、前記プランジャ（１１）をシリンダ（１０）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（２１）を設け、前記プランジャ（１１）でチェーンガイド（８）を押圧するようにしたチェーンテンショナの製造方法において、
   前記プランジャ（１１）のシリンダ（１０）からの突出端面から前記圧力室（１２）に至る貫通孔（２４）を前記プランジャ（１１）に設け、その貫通孔（２４）の内周に形成した雌ねじ（２５）に軸体（２７）を圧入して雌ねじ（２５）と軸体（２７）の間に螺旋状のエア抜き通路（２８）を形成し、その軸体（２７）の一端に設けたフランジ部（２６）を前記プランジャ（１１）のシリンダ（１０）からの突出端面で支持し、そのフランジ部（２６）の前記プランジャ（１１）に対する接触面に、前記貫通孔（２４）から前記フランジ部（２６）の外周に至る溝（２９）を形成し、前記フランジ部（２６）が前記チェーンガイド（８）に当接するようにした第１のチェーンテンショナを製造し、
   前記フランジ部（２６）のプランジャ（１１）に対する接触面に前記溝（２９）がない点を除いて前記第１のチェーンテンショナと同じ構成であり、前記プランジャ（１１）と同一形状のプランジャ（１１）を有する第２のチェーンテンショナを製造する、
   ことを特徴とするチェーンテンショナの製造方法。

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