JP5381381B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

Description

本発明は、油圧式のチェーンテンショナの改良に関する。

特許文献１に示すように、内燃機関のクランクシャフトの回転力をシリンダヘッド上のカムシャフトに伝達するチェーンには、その張力を油圧により調整する油圧式チェーンテンショナが設けられる。このチェーンテンショナは、ハウジング内に取り付けられた有底筒状のスリーブと、このスリーブ内を摺動するプランジャと、を有し、上記スリーブの内側底面と、この底面に対向するプランジャの背面と、の間の圧力室内に封入される作動油によって、上記プランジャにチェーン側への付勢力が与えられるようになっている。スリーブは、例えば、その全長にわたってハウジングの取付凹部に圧入することによって固定される。

特開２００４−１４４１９０

このような油圧式のチェーンテンショナにおいては、スリーブ内を摺動するプランジャの外周とスリーブの内周との間の隙間を通して油圧室内の作動油が過度に漏洩することのないように、この隙間を精度良く管理する必要がある。しかしながら、スリーブを全長にわたってハウジングに圧入すると、圧入時にスリーブの全長にわたってその内径が縮小する。このため、このような内径縮小をみこした形で、プランジャとスリーブとの隙間を予め大きく確保しておく必要があり、圧入後の組立状態では隙間が大きくならざるを得ない。この結果、上記隙間を通して圧力室内の作動油が漏れ易く、プランジャのチェーン側への荷重が不足したり、あるいは機関始動時に油圧室内の作動油が不足してプランジャの背面とスリーブの内側底面との接触による異音の発止などの不具合を招くおそれがある。

他方、スリーブをハウジングに鋳込んで固定するものでは、鋳込み時の圧力でやはり内径縮小が生じてしまう。スリーブをハウジングに一体的に形成する場合、ハウジング全体をプランジャとの熱膨張率に応じた金属材料により形成する必要があり、コストが嵩むとともに、プランジャが摺動する部分の加工が必要となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スリーブをハウジングに圧入により簡易に固定する構造でありながら、プランジャとスリーブの隙間の拡大を抑制することができる新規なチェーンテンショナを提供することを目的としている。

すなわち、本発明のチェーンテンショナは、ハウジングと、このハウジング内に取り付けられる有底筒状のスリーブと、このスリーブ内をスリーブ軸方向に摺動するプランジャと、上記スリーブの内側底面と、この底面に対向するプランジャの背面と、の間の油圧室に油圧を供給する油圧供給回路と、を有し、上記油圧室内の油圧により上記プランジャにチェーン張り方向の付勢力が与えられるものである。

そして、上記スリーブが、上記プランジャが所定の隙間を介して摺動する均一内径の摺動部と、上記ハウジングの被圧入部に対して圧入することにより固定される圧入部と、を有し、この圧入部が、スリーブ軸方向について上記摺動部から外れた位置に設けられている。

このように、スリーブのうち、プランジャが摺動する摺動部と、ハウジングに圧入により固定される圧入部と、がスリーブ軸方向について異なる位置に設けられているために、摺動部では、圧入による内径縮小の影響を直接的に受けることがない。従って、スリーブをハウジングに圧入により簡易に固定可能な構造でありながら、圧入による内径縮小の影響を抑制することで、スリーブ内周面とプランジャ外周面との隙間を十分に小さなものとして、この隙間からの過度な作動油の漏れによる機能低下を抑制することができる。

また、この圧入部は、スリーブ軸方向について上記摺動部よりも上記チェーンの張り方向と反対方向に外れた位置に設けられ、上記摺動部よりも外径が小さく細いものとなっている。このように、圧入部を摺動部よりも細くすることで、寸法公差が小さくなって寸法管理が容易となり、かつ、圧入時のプレス荷重が軽減され、圧入作業が容易なものとなる。

このように本発明によれば、スリーブをハウジングに圧入により固定する構造でありながら、プランジャとスリーブの隙間の拡大を抑制することで、この隙間からの作動油の漏れを抑制し、プランジャに安定した油圧力が付与され、チェーンの張力を適正に保つことができる。

本発明の一実施例に係るチェーンテンショナを示す断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。 図１のチェーンテンショナが適用されるカム駆動用チェーンやスプロケット等を示す正面図。

以下、本発明を自動車用内燃機関に設けられた油圧式のチェーンテンショナに適用した一実施例について図面に基づいて説明する。

図５を参照して、カム駆動用チェーン１は、クランクシャフトに取り付けられたクランクスプロケット２と、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトに取り付けられた２つのカムスプロケット３，４と、に掛け渡され、クランクシャフトの回転動力をカムシャフトに伝達する。カムシャフトはクランクシャフトの２回転毎に１回転し、その回転に伴って吸・排気弁を駆動する。

本実施例のチェーンテンショナ１０は、シュー５をチェーン１に押し付ける方向に付勢することで、環境変化や経時劣化等によらずチェーン１に所定のテンション（張力）を付与するものである。シュー５は、一端側でボルト６によりチェーンカバー，シリンダヘッド，シリンダブロック等の機関本体側に固定され、他端側でチェーンテンショナ１０によりチェーン１側へ押し付けられる。なお、符号７はチェーンガイドである。

図１〜図４を参照して、チェーンテンショナ１０は、ハウジング１１と、このハウジング１１内に取り付けられる有底筒状のスリーブ１２と、このスリーブ１２内をスリーブ軸方向Ｘに摺動するプランジャ１３と、プランジャ１３をスリーブ軸方向Ｘに沿うチェーンの張り方向（図の上方向）Ｘ１へ付勢する付勢手段としてのスプリング１４と、を有している。ハウジング１１は、軽量・低コストなアルミ合金製で、２本のボルト１５（図５参照）によって、機関本体１６（チェーンカバー，シリンダブロックやシリンダヘッドなど）に固定されている。スリーブ１２及びプランジャ１３は、温度変化によりスリーブ１２の内周面とプランジャ１３の外周面との隙間ΔＳ１の大きさが変化することを抑制するように、同一の金属材料、あるいは同様の熱膨張率を有する異なる金属材料により形成されている。

スリーブ１２の内側底面と、この底面に対向するプランジャ１３の背面と、の間に画成された油圧室１７に油圧を供給する油圧供給回路として、油路１８（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）が機関本体１６，ハウジング及びスリーブ１２にそれぞれ形成されている。これらの油路１８は図示しないオイルポンプの吐出側に連通しており、オイルポンプから吐出され潤滑油が油路１８を経由して油圧室１７へ圧送される。なお、油路１８には図示しない逆止弁が設けられている。油圧室１７内に封入される作動油の油圧と、上記スプリング１４の付勢力と、によりプランジャ１３がスリーブ１２より突出方向・チェーン張り方向Ｘ１へ押し出され、シュー５を介してチェーン１に所定の張力を付与するようになっている。

そして本実施例では、スリーブ１２が、プランジャ１３が所定の隙間ΔＳ１を介して摺動する均一内径の摺動部２１と、ハウジング１１に圧入することにより固定される第１圧入部２２及び第２圧入部２３と、を有している。これらの圧入部２２，２３は、スリーブ軸方向Ｘについて摺動部２１から外れた位置に設けられている。

第１圧入部２２は、内部に油路１８Ｃが貫通形成された筒状をなし、スリーブ軸方向Ｘについて摺動部２１よりもチェーン張り方向Ｘ１と反対方向Ｘ２、すなわちスリーブ１２がハウジング１１に挿入される挿入方向Ｘ２に外れた位置に設けられ、摺動部２１よりも外径が小さく細い形状に設定されている。つまり、スリーブ１２における摺動部２１の挿入方向Ｘ２の端面中央より小径の第１圧入部２２が同軸状に一体的に突出している。

第２圧入部２３は、スリーブ軸方向Ｘについて摺動部２１よりもチェーン張り方向Ｘ１に外れた位置に設けられ、摺動部２１よりも外径及び内径が大きく設定され、チェーン張り方向Ｘ１の端部が開放する筒状をなしている。

このようにスリーブ１２は、挿入方向Ｘ１からチェーン張り方向Ｘ２へ向けて、第１圧入部２２，摺動部２１及び第２圧入部２３の順に外径が大きくなるように設定されている。ここで、スリーブ１２の内周面及び外周面には、摺動部２１から第２圧入部２３へかけて徐々に拡径する傾斜面からなるテーパ部２４が形成されている。一方、摺動部２１と第１圧入部２２との間には、このようなテーパ部は形成されておらず、スリーブ軸方向Ｘに直交する段差面２５が形成されている。

このようなスリーブ１２の形状に応じて、スリーブ１２が取り付けられるハウジング１１には、挿入方向Ｘ２から順に、第１圧入部２２が圧入される第１被圧入部２８と、摺動部２１が挿入される均一内径の摺動対応部２７と、第２圧入部２３が圧入される第２被圧入部２９と、が形成され、かつ、上記テーパ部２４に対応して、摺動対応部２７から第２被圧入部２９へ向けて徐々に拡径するテーパ対応部３０が形成されている。

摺動部２１が円滑に挿入されるように摺動対応部２７は摺動部２１の内径よりも僅かに大きな外径に予め形成されている。一方、第１，第２被圧入部２８，２９は、それぞれ対応する第１，第２圧入部２２，２３が圧入により固定されるように、これらの第１，第２圧入部２２，２３よりも外径が僅かに小さく設定されている。従って、組立の際にスリーブ１２をハウジング１１の取付凹部２６に挿入方向に差し込むことで、圧入部２２，２３がそれぞれの被圧入部２８，２９により圧入固定され、摺動部２１と摺動対応部２７との間には適宜な間隙ΔＳ２が確保される。この間隙ΔＳ２に対し、その内側に位置する隙間ΔＳ１は十分に小さな値に設定されている。

プランジャ１３は、挿入方向Ｘ２側の端部が開放する均一外径の有底筒状をなし、内部に上記スプリング１４が収容されるとともに、このスプリング１４の一端が着座するチェーン張り方向Ｘ１側の頂部に、油排出孔３１が貫通形成されている。図１に示すように、油圧室１７内の作動油は、符号Ｙ１，Ｙ２に示すように、プランジャ１３の内部から油排出孔３１を通してテンショナ外部（機関内部）へ排出されるとともに、符号Ｙ３に示すように、その一部がスリーブ１２とプランジャ１３の隙間ΔＳ１を通して排出されることとなる。

以上のように本実施例によれば、摺動部２１を挟んで上下二箇所の圧入部２２，２３によりスリーブ１２をハウジング１１に安定して圧入固定することができる上、摺動部２１と摺動対応部２７との間に所定の間隙ΔＳ２が確保されているために、圧入時に摺動部２１の変形、特に内径縮小を招くことがない。この結果、スリーブ１２の摺動部２１の内径を精度良く管理することができ、ひいては、スリーブ１２の摺動部２１の内周面とプランジャ１３の外周面との隙間ΔＳ１を十分に小さく設定することができ、この隙間ΔＳ１を通して作動油が過度に漏れ出すことがない。この結果、油圧室１７内の油圧を適正に保つことができ、隙間ΔＳ１からの過度な油漏れに起因するプランジャ１３の荷重不足や、機関始動時などに油圧室１７内の油量不足に起因するプランジャ１３の背面とスリーブ１２の底面との衝突による異音発生などを招くことがない。

また、スリーブ１２の摺動部２１とハウジング１１の摺動対応部２７との間に十分な間隙ΔＳ２が確保されているために、ハウジング１１をスリーブ１２とは異種材、より具体的には軽量かつ安価なアルミ合金製としても、上記の間隙ΔＳ２により熱膨張差を吸収することが可能で、スリーブ１２の摺動部２１の内径縮小を抑制することができる。

更に、圧入固定という簡素な工法で組み付けることができるため、鋳込みによる固定やプラグ等を用いて固定する場合に比して工数削減やコスト低減を図ることができる。

挿入側の第１圧入部２２を摺動部２１よりも細いものとすることで、寸法管理が容易となり、かつ、圧入時のプレス荷重が軽減され、圧入作業が容易となる。ハウジングへのスリーブ挿入時には、第１圧入部２２の先端面もしくは段差面２５がハウジング１１側の対応する座面に当接する位置までスリーブを押し込めば良く、その作業が容易である。

第２圧入部２３を摺動部２１を挟んで第１圧入部２２とは反対側に設け、つまり摺動部２１を挟んで上下の２箇所でスリーブ１２を圧入固定する構造としたために、図１に示すように、チェーン１・シュー５側から入力を受けるプランジャ１３側からの倒れ方向の入力Ｍに対しても、スリーブ１２がふらつくことがなく、２箇所での部分的な圧入構造でありながら、スリーブ１２を安定してハウジング１１に固定することができる。

更に、摺動部２１から第２圧入部２３へかけて徐々に拡径するテーパ部２４を設けたので、組立時に摺動部２１から第２圧入部２３へスムースに圧入作業を行うことができる。

以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、本実施例では圧入部２２，２３を摺動部２１の上下二箇所に設けているが、いずれか一方の圧入部のみを設ける構造としても良い。あるいは、摺動部の途中に、内径及び外径が部分的に大きい圧入部を設けるようにしても良い。

１…チェーン
１０…チェーンテンショナ
１１…ハウジング
１２…スリーブ
１３…プランジャ
１７…油圧室
１８…油路（油圧供給手段）
２１…摺動部
２２…第１圧入部
２３…第２圧入部
２４…テーパ部

Claims (4)

1. ハウジングと、
   このハウジング内に取り付けられる有底筒状のスリーブと、
   このスリーブ内をスリーブ軸方向に摺動するプランジャと、
   上記スリーブの内側底面と、この底面に対向するプランジャの背面と、の間の油圧室に油圧を供給する油圧供給回路と、を有し、上記油圧室内の油圧により上記プランジャにチェーン張り方向の付勢力が与えられるチェーンテンショナにおいて、
   上記スリーブは、上記プランジャが所定の隙間を介して摺動する均一内径の摺動部と、上記ハウジングの被圧入部に対して圧入することにより固定される圧入部と、を有し、
   この圧入部は、上記スリーブ軸方向について上記摺動部よりも上記チェーンの張り方向と反対方向に外れた位置に設けられ、上記摺動部よりも外径が小さく設定され、
   かつ、上記スリーブの摺動部と、この摺動部が挿入されるハウジングの摺動対応部との間には、所定の間隙が確保されていることを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 上記スリーブが、スリーブ軸方向について上記摺動部よりも上記チェーンの張り方向に外れた位置に設けられ、上記ハウジングに設けられた第２の被圧入部に対してスリーブ軸方向に圧入することにより固定される第２の圧入部を有していることを特徴とする請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 上記第２の圧入部は、上記摺動部よりも外径が大きく設定されていることを特徴とする請求項２に記載のチェーンテンショナ。
4. 上記スリーブの内周面及び外周面に、上記摺動部から第２の圧入部へ向けて徐々に拡径するテーパ部を形成したことを特徴とする請求項３に記載のチェーンテンショナ。

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