JPWO2019168116A1 - 部材固定構造 - Google Patents

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。

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。

本開示の実施形態に係る部材固定構造が適用されたテンショナを示す断面図である。 本開示の実施形態に係る部材固定構造が適用されたテンショナが車両用エンジンに取付けられた状態を示す断面図である。 本開示の実施形態に係る部材固定構造が適用されたテンショナにおけるハウジングを示す断面図である。 図３ＡにおけるＢ−Ｂ線断面図である。 図３ＡにおけるＣ−Ｃ線矢視図である。 本開示の実施形態に係る部材固定構造が適用されるテンショナにおけるハウジングとフランジとを固定する前の状態を示した分解斜視図である。 比較例に係るテンショナを示す断面図である。 本開示の実施形態に係る部材固定構造が適用されるハウジングの本体部と底板とを別体で構成した変形例を示す断面図である。

（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。

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。

（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。

（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。

（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。

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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。