JPWO2019168116A1 - 部材固定構造 - Google Patents
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Abstract
部材固定構造は、円筒部と、円筒部の端部より円筒部の軸方向内側へ設けられた底板と、底板に形成された取付孔と、を備えたハウジングと、円筒部の端部が当接する平板部と、平板部から突設され、底板に形成された取付孔へ挿入されかしめて拡径され底板にかしめ固定されるかしめ部と、を備えたフランジと、を備えている。
Description
本開示は、部材固定構造に関する。
特開2006−90449号公報には、プランジャが挿入される筒状のハウジングと、ハウジングをエンジンカバーに取り付けるための板状のフランジとを一体的に形成したチェーンテンショナが記載されている。
チェーンテンショナの構造、製法によっては、上記特開2006−90449号公報のように筒状のハウジングと板状のフランジとを一体的に形成することが難しい場合がある。例えば曲げ加工で形成されたハウジングと、鋳造で形成されたフランジとを一体的に形成することは難しい。したがって、ハウジングとフランジの構造又は製法の選択肢を広げるためには、それぞれを別部材とすることが好ましい。ハウジングとフランジとを別部材とする場合、それぞれを互いに固定し、さらに、外力が加わっても固定状態を維持する必要がある。
本開示は別部材で形成したハウジングとフランジとの固定状態を維持できる部材固定構造を提供する。
第1態様の部材固定構造は、筒状部と、前記筒状部の端部より前記筒状部の軸方向内側へ設けられた底板と、前記底板に形成された取付孔と、を備えたハウジングと、前記筒状部の端部が当接する平板部と、前記平板部から突設され、前記底板に形成された前記取付孔へ挿入されかしめて拡径され前記底板にかしめ固定されるかしめ部と、を備えたフランジと、を備えている。
第1態様の部材固定構造では、ハウジングの筒状部の底板に形成された取付孔へ、フランジの平板部から突設されたかしめ部が挿入される。そして、かしめ部をかしめて拡径させる。この結果、ハウジングがフランジにかしめ固定される。このとき、ハウジングの底板はフランジの平板部と接触しておらず、筒状部の端部がフランジの平板部に当接している。
これにより、ハウジングとフランジとが接する箇所が、かしめ部付近よりハウジングの外周側に配置される。このため、ハウジングがハウジングの軸方向と交差する方向の力を受けた際、筒状部の端部に大きな曲げモーメントが発生する。一方で、かしめ固定部には小さな曲げモーメントしか発生しない。これにより、ハウジングとフランジの固定状態を維持できる。
第2態様の部材固定構造は、前記底板の少なくとも一部が、前記筒状部に形成された係止部に係止された状態で保持されている。
第2態様の部材固定構造では、底板が、筒状部に形成された係止部に係止された状態で保持されている。このため、例えば底板が筒状部に溶接された状態で保持されている構成と比較して底板と筒状部の相対位置の可変量が大きい。このためかしめ固定した際に局部的な応力が発生し難い。また、溶接と比較して底板を保持状態にする作業が容易である。
第3態様の部材固定構造は、前記ハウジングは、前記筒状部の軸方向に沿って形成された縦割り部と、前記縦割り部の両側から前記筒状部の径方向外側へ向かって形成され、前記筒状部の端部と面一とされた端部を有する一対の突出部と、を備えている。
第3態様の部材固定構造では、筒状部の径方向外側に突出部が設けられている。これにより、筒状部の端部と突出部の端部とが、フランジの平板部に当接している。このため、ハウジングがハウジングの軸方向と交差する方向の力を受けた際、筒状部から離れた位置で、曲げモーメントに抵抗することができる。このため、ハウジングとフランジの固定状態を効率的に維持できる。
第4態様の部材固定構造は、前記ハウジングは、前記筒状部の端部と反対側の端部からプランジャが挿入されてテンショナを形成し、前記フランジは車両用エンジンに取り付けられる。
テンショナのプランジャは、車両用エンジンのタイミングチェーン等から押圧力を受ける。この押圧力は必ずしもプランジャ及びハウジングの軸方向に沿った力ではなく、軸方向と交わる方向の力も含まれる。
第4態様の部材固定構造におけるテンショナでは、ハウジングの底板がフランジに当接せず、ハウジングの端部がフランジに当接している。このため、ハウジングにハウジングの軸方向と交わる方向の力が作用しても、大きな曲げモーメントはハウジングの端部に発生する。
このため、ハウジングとフランジの固定状態を維持できる。
このため、ハウジングとフランジの固定状態を維持できる。
本開示に係る部材固定構造によると、別部材で形成したハウジングとフランジとの固定状態を維持できる。
(テンショナ)
本開示の実施形態に係る部材固定構造は、図1に示すテンショナ10において、プランジャ20が挿入されるハウジング30と、フランジ40との固定部分に適用される。図2に示すように、テンショナ10が取り付けられるエンジン100には、クランクシャフトに取り付けられた駆動側スプロケット102及びカムシャフトに取り付けられた被駆動側スプロケット104の間に、タイミングチェーン106が巻き掛けられている。
本開示の実施形態に係る部材固定構造は、図1に示すテンショナ10において、プランジャ20が挿入されるハウジング30と、フランジ40との固定部分に適用される。図2に示すように、テンショナ10が取り付けられるエンジン100には、クランクシャフトに取り付けられた駆動側スプロケット102及びカムシャフトに取り付けられた被駆動側スプロケット104の間に、タイミングチェーン106が巻き掛けられている。
テンショナ10におけるフランジ40は、エンジン100にボルト50で固定されている。また、フランジ40に固定されたハウジング30に、プランジャ20が挿入されている。そしてハウジング30から離れる方向に付勢されたプランジャ20が、支軸108を中心に回動するチェーンガイド110を押圧している。また、このチェーンガイド110が、タイミングチェーン106を押圧している。
(ハウジング)
図3A〜図3Cに示すように、ハウジング30は、所定の形状の鋼板材にプレス加工、曲げ加工等を施して、有底筒状に形成されている。具体的には、ハウジング30は、図3A、図3Cに示した中心線CL(図3Bにおける中心点O)を取り囲むように配置された筒状の本体部32と、本体部32と一体的に形成された底板34と、を備えている。
図3A〜図3Cに示すように、ハウジング30は、所定の形状の鋼板材にプレス加工、曲げ加工等を施して、有底筒状に形成されている。具体的には、ハウジング30は、図3A、図3Cに示した中心線CL(図3Bにおける中心点O)を取り囲むように配置された筒状の本体部32と、本体部32と一体的に形成された底板34と、を備えている。
(本体部)
図3Bに示すように、本体部32は、中心点Oを中心とする円弧に沿って筒状に形成された円筒部32Aと、円筒部32Aから径方向外側へ突出して平板状に形成された平板部32Bと、円筒部32Aにおいて平板部32Bと中心点Oを挟んで反対側に形成された縦割り部32Cと、縦割り部32Cの周方向両側で、円筒部32Aの両端から径方向外側へ向かって突出する一対のフランジ部32Dと、を備えている。図3Cに示すように、フランジ部32Dは、円筒部32Aの全長に亘って形成されている。また、フランジ部32Dの一方の端面32DEと円筒部32Aの一方の端面32AEとは、面一に形成されている。なお、円筒部32A及び平板部32Bは、本開示における筒状部の一例であり、フランジ部32Dは本開示における突出部の一例である。
図3Bに示すように、本体部32は、中心点Oを中心とする円弧に沿って筒状に形成された円筒部32Aと、円筒部32Aから径方向外側へ突出して平板状に形成された平板部32Bと、円筒部32Aにおいて平板部32Bと中心点Oを挟んで反対側に形成された縦割り部32Cと、縦割り部32Cの周方向両側で、円筒部32Aの両端から径方向外側へ向かって突出する一対のフランジ部32Dと、を備えている。図3Cに示すように、フランジ部32Dは、円筒部32Aの全長に亘って形成されている。また、フランジ部32Dの一方の端面32DEと円筒部32Aの一方の端面32AEとは、面一に形成されている。なお、円筒部32A及び平板部32Bは、本開示における筒状部の一例であり、フランジ部32Dは本開示における突出部の一例である。
(係止孔)
図3B、図3Cに示すように、本体部32の円筒部32Aからフランジ部32Dに亘って、本体部32の径方向外側から内側へ貫通する係止孔36が形成されている。係止孔36は、縦割り部32Cを挟んで対向する一対のフランジ部32Dのそれぞれに形成されている。また、2つの係止孔36における孔壁36Aは、中心線CL方向における位置を揃えて形成されている。
図3B、図3Cに示すように、本体部32の円筒部32Aからフランジ部32Dに亘って、本体部32の径方向外側から内側へ貫通する係止孔36が形成されている。係止孔36は、縦割り部32Cを挟んで対向する一対のフランジ部32Dのそれぞれに形成されている。また、2つの係止孔36における孔壁36Aは、中心線CL方向における位置を揃えて形成されている。
(底板、貫通孔)
図3Aに示すように、本体部32の平板部32Bの一方の端部は、径方向内側へ向かって折り返され、中心線CLに対して略直交するように配置されている。この折り返された部分が、ハウジング30の底板34を形成している。
図3Aに示すように、本体部32の平板部32Bの一方の端部は、径方向内側へ向かって折り返され、中心線CLに対して略直交するように配置されている。この折り返された部分が、ハウジング30の底板34を形成している。
図3Bに示すように、底板34は、本体部32の平板部32Bと反対側の端部34Aが、本体部32に形成された係止孔36に係止されている。また、端部34Aは、図3Aに示すように、底板34の係止孔36の孔壁36Aに当接している。
底板34は、図3Aに距離tで示すように、平板部32Bから折り返された部分から端部34Aまでの部分(すなわち、底板34の全体)が、円筒部32Aの端面32AE及びフランジ部32Dの端面32DEよりハウジング30の軸方向内側に形成されている。また、底板34の中央部には、端部34Aから見て円筒部32Aの端面32AE側へ凹んだ窪み34Bが形成されている。窪み34Bには、本体部32の円筒部32Aを形成する円弧と同心円に沿う取付孔38が形成されている。
なお、窪み34Bには、図1に示すように、プランジャ20をハウジング30に組付けた状態で、プランジャ20の推進力を得るためのスプリングバネ22の一端が嵌め込まれる。
(フランジ)
図4に示すように、フランジ40は、ハウジング30が当接して固定される平板部42と、平板部42の周囲の外周部44と、を備えている。平板部42は、外周部44に形成された凹部である。外周部44には、フランジ40を図1に示すエンジン100に固定するためのボルトを挿通するためのボルト孔46が形成されている。
図4に示すように、フランジ40は、ハウジング30が当接して固定される平板部42と、平板部42の周囲の外周部44と、を備えている。平板部42は、外周部44に形成された凹部である。外周部44には、フランジ40を図1に示すエンジン100に固定するためのボルトを挿通するためのボルト孔46が形成されている。
平板部42の中央部には、円筒状のかしめ部48が形成されている。かしめ部48は、平板部42の中央部から突出している。かしめ部48は、ハウジング30を固定する前の状態においては、先端部48Aの外径が他の部分の外径と等しく形成されている。さらに、この先端部48Aの外径は、ハウジング30の底板34に形成された取付孔38の内径よりわずかに小さい。このため、かしめ部48を取付孔38へ挿通することができる。かしめ部48を取付孔38へ挿通した後、先端部48Aをかしめることで、先端部48Aが押し潰され、先端部48Aの外径が広げられる。これにより、図1に示すように、ハウジング30の底板34(窪み34B)が、かしめ部48によってフランジ40に保持される。
(作用)
本開示の実施形態に係る部材固定構造においては、図3Aに距離tで示すように、ハウジング30における底板34が、円筒部32Aの端面32AE及びフランジ部32Dの端面32DEよりハウジング30の軸方向内側に形成されている。また、端面32AE、32DEは面一に構成されている。このため、図1に示すように、ハウジング30は、端面32AE、32DEがフランジ40の平板部42に当接するが、底板34は平板部42に当接しない。
本開示の実施形態に係る部材固定構造においては、図3Aに距離tで示すように、ハウジング30における底板34が、円筒部32Aの端面32AE及びフランジ部32Dの端面32DEよりハウジング30の軸方向内側に形成されている。また、端面32AE、32DEは面一に構成されている。このため、図1に示すように、ハウジング30は、端面32AE、32DEがフランジ40の平板部42に当接するが、底板34は平板部42に当接しない。
底板34は、平板部42に当接しない状態で、かしめ部48によってかしめられる。このため底板34は、かしめ部48の先端部48Aから、平板部42へ向かう方向へ引っ張られる(引張力T)。また、底板34を平板部42の方向に荷重を与えて撓ませてかしめを行うと、底板34のたわみにより引張力がさらに大きくなる。
なお、本実施形態においては、底板34と平板部42の間に、図1に2点鎖線で示す板バネ24が差し込まれる。板バネ24の厚みは、底板34と平板部42の間の距離t(図3A参照)より薄い。なお、板バネ24は、プランジャ20の後退移動(すなわち、ハウジング30の軸方向内側へ戻る移動)を規制するようにラッチ26を付勢するための付勢部材である。
底板34がかしめ部48から受ける引張力Tは、底板34の内部へ伝達される。そして底板34の端部34Aにおいて、係止孔36の孔壁36Aを押圧する。さらにこの押圧力が、本体部32における円筒部32A、フランジ部32Dの内部に伝達されて、円筒部32A、フランジ部32Dの端面32AE、32DEが、フランジ40の平板部42を押圧する(押圧力C1)。
これにより、図4に2点鎖線で示す領域S(すなわち、端面32AE、32DEを平板部42へ投影した領域)において、ハウジング30とフランジ40とが密着するようにして固定される。
これに対して、図5に示す比較例に係るテンショナ120のハウジング300のように、底板340におけるフランジ40と対向する面が、端面320AE及び端面320DEより外側(換言するとフランジ40側、図5においては左側)に形成されている場合、底板340がフランジ40の平板部42に当接する。このとき底板340は、かしめ部48によってかしめられて、フランジ40の平板部42を押圧する(押圧力C2)。また、筒状部320A、フランジ部320Dの端面320AE、320DEは、フランジ40の平板部42を押圧しない。これにより、比較例に係るテンショナ120では、底板340とフランジ40とが密着して、ハウジング300とフランジ40とが固定される。
本開示の実施形態に係る部材固定構造が適用されたハウジング30がフランジ40に固定された位置を、中心線CLからの距離を用いて距離R1(図1参照)とする。また、比較例に係るハウジング300がフランジ40に固定された位置を、同様に距離R2(図5参照)とする。ハウジング30は、ハウジング300と比較して、中心線CLから離れた位置でフランジ40に固定されているため、距離R1は、距離R2より大きい(距離R1>R2)。
ハウジング30に中心線CLと交わる方向の外力P(図1参照)が作用した際、ハウジング30とフランジ40との固定部分には曲げモーメントが発生する。ハウジング30は、この曲げモーメントに対して、距離R1の位置で抵抗することができる。また、距離R1の位置に大きな曲げモーメントが作用するため、かしめ部48には小さな曲げモーメントしか作用しない。このため、ハウジング30とフランジ40との固定強度が高く、強力な固定状態を維持できる。
これに対して比較例に係るハウジング300では、外力Pが作用した際にハウジング300とフランジ40との固定部分に発生する曲げモーメントに対して、距離R2の位置で抵抗する。上述した通り、距離R1>R2であるため、同じ大きさの曲げモーメントが作用した際には、ハウジング300とフランジ40との固定部分に作用する力は、ハウジング30とフランジ40との固定部分に作用する力より大きい。このため、ハウジング300とフランジ40との固定強度が低く、固定状態を維持し難い。
また、本実施形態においては、図4に示すように、ハウジング30の本体部32にフランジ部32Dが形成されている。このため、フランジ部32Dが形成されていない場合と比較して、中心線CLから離れた位置においても、ハウジング30とフランジ40とが当接する。これにより、中心線CLと交わる方向の外力に対して、より高い抵抗力を発揮することができる。
なお、本体部32に対して、フランジ部32Dを設けることは必須ではない。また、フランジ部32Dを設けた場合であっても、その端面32DEを、円筒部32Aの端面32AEと面一にすることは必須ではない。これらの場合においても、底板34がフランジ40の底板34と当接しない状態で、円筒部32Aの端面32AEがフランジ40の平板部42と当接すれば、ハウジング30をフランジ40に固定することができる。また、ハウジング300と比較して外力に対して高い抵抗力を発揮できる。
また、本実施形態においては、図3A、図3Bに示すように、ハウジング30の底板34は、本体部32と一体的に形成されているが、本開示の実施形態はこれに限らない。例えば図6に示す底板35のように、本体部32とは別部材としてもよい。この場合、本体部32には、底板35の端部35Aを係止する係止孔36の他、端部35Aと逆側の端部35Bを係止する係止孔37を設ける。本体部32と底板35とを別部材とすることで、本体部32の一部を折り曲げた底板34を形成するための平板部32Bを設ける必要がない。このため、ハウジング30の構成を簡略化できる。
さらに、底板34や底板35を本体部32に係止する構成としては、係止孔36、37に限定されるものではなく、これらに代えてスリット、凹部(すなわち有底の溝)、凸部等としてもよい。本開示における「係止部」とは、これらの係止孔36、37、スリット、凹部、凸部等を含むものである。
また、本実施形態においては、図3Aに示すように、底板34には、中央部が円筒部32Aの端面32AE側へ凹んだ窪み34Bが形成されているが、本開示の実施形態はこれに限らず、窪み34Bを形成しなくてもよい。窪み34Bを形成しなくても、底板34はかしめ部48Bから引っ張り力を受けることができる。このとき、かしめ部48の軸方向長さは適宜調整すればよい。
またさらに、本実施形態の部材固定構造は、テンショナ10におけるハウジング30とフランジ40との固定部分に適用するものとしたが、本開示の実施形態はこれに限らず、有底の筒状部材と板状部材とを固定する様々な実施形態において適用可能である。
2018年3月2日に出願された日本国特許出願2018−037985号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (4)
- 筒状部と、前記筒状部の端部より前記筒状部の軸方向内側へ設けられた底板と、前記底板に形成された取付孔と、を備えたハウジングと、
前記筒状部の端部が当接する平板部と、前記平板部から突設され、前記底板に形成された前記取付孔へ挿入されかしめて拡径され前記底板にかしめ固定されるかしめ部と、を備えたフランジと、
を備えた部材固定構造。 - 前記底板の少なくとも一部が、前記筒状部に形成された係止部に係止された状態で保持されている、請求項1に記載の部材固定構造。
- 前記ハウジングは、
前記筒状部の軸方向に沿って形成された縦割り部と、
前記縦割り部の両側から前記筒状部の径方向外側へ向かって形成され、前記筒状部の端部と面一の端部を有する一対の突出部と、を備えている、
請求項1又は請求項2に記載の部材固定構造。 - 前記ハウジングは、前記筒状部の端部と反対側の端部からプランジャが挿入されてテンショナを形成し、
前記フランジは車両用エンジンに取り付けられる、
請求項1〜3の何れか1項に記載の部材固定構造。
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