(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ室を有するハウジングと、上記シリンダ室内に後端部が挿入されたチェーン押圧用のロッド部材とを有し、前記ロッド部材が、前記シリンダ室内に後端部が摺動自在に挿入されたプランジャと、そのプランジャの後端面において開口する挿入孔に挿入されたロッドとから成り、前記プランジャの挿入孔内に、そのプランジャとロッドとを相反する方向に押圧する張力調整ばねを組込み、その張力調整ばねのばね力を受けるプランジャ側又はロッド側のばね受面と張力調整ばねとの間にばねシートを組込み、そのばねシートに設けた球面を上記ばね受面に点接触し、前記プランジャの内周とロッドの外周面にねじ係合手段を設け、そのねじ係合手段におけるねじ山を、チェーンからプランジャに負荷される押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状ねじ山に前記張力調整ばねの押圧力によってプランジャが外方向に移動するリード角を設けたチェーンテンショナ。
【請求項２】
シリンダ室を有するハウジングと、上記シリンダ室内に後端部が挿入されたチェーン押圧用のロッド部材とを有し、前記ロッド部材が、前記シリンダ室内に後端部が摺動自在に挿入されたプランジャと、そのプランジャの後端面において開口する挿入孔に挿入されたロッドとから成り、前記プランジャの挿入孔内に、そのプランジャとロッドとを相反する方向に押圧する張力調整ばねを組込み、その張力調整ばねのばね力を受けるプランジャ側又はロッド側のばね受面と張力調整ばねとの間にばねシートを組込み、そのばねシートと上記ばね受面間にボールを組込み、前記プランジャの内周とロッドの外周面にねじ係合手段を設け、そのねじ係合手段におけるねじ山を、チェーンからプランジャに負荷される押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状ねじ山に前記張力調整ばねの押圧力によってプランジャが外方向に移動するリード角を設けたチェーンテンショナ。
【請求項３】
前記ハウジングに後端面からシリンダ室内の外周部に連通するねじ孔を形成し、前記ロッドの後端部に取付けたロックプレートの外周部およびプランジャの後端部外周面に切欠部を設け、上記ねじ孔から切欠部にセットピンを挿入した請求項１又は２に記載のチェーンテンショナ。
【請求項４】
前記ハウジングの後端部にシリンダ室に貫通するねじ孔を形成し、前記ロッドの後端面に上記ねじ孔より小径のねじ孔を設け、各ねじ孔に対してねじ係合可能な径の異なる２種類のビスを選択的にねじ係合した請求項１又は２に記載のチェーンテンショナ。
【請求項５】
前記ハウジングの後端部にシリンダ室の閉塞端で開口する給油通路を設け、前記ロッドには、そのロッドとプランジャの挿入部間に形成された空間部とを連通させる油路を設けた請求項１又は２に記載のチェーンテンショナ。
【請求項６】
クランクシャフトに取付けたスプロケットの回転をカムシャフトに取付けたスプロケットに伝えるチェーンの弛み側チェーンに揺動自在に支持されたスリッパを接触し、そのスリッパを請求項１乃至５のいずれか１つに記載のチェーンテンショナにおけるプランジャで押圧したチェーンシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カムシャフト駆動用チェーン等のチェーンの張力を一定に保持するチェーンテンショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カムシャフト駆動用チェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナとして、図９に示したものが知られている。このチェーンテンショナはハウジング６０に形成されたシリンダ室６１内にプランジャ６２と、張力調整ばね６３とを組込み、その張力調整ばね６３によって突出性が付与されたプランジャ６２によりチェーン６４を押圧するようにしている。
【０００３】
また、プランジャ６２の背部に形成された圧力室６５に給油通路６６を連通し、その給油通路６６にチェックバルブ６７を設け、上記プランジャ６２が外方向に移動して圧力室６５の圧力が低下したとき、チェックバルブ６７を開放させ、給油ポンプの駆動により給油通路６６から圧力室６５に油を流動させるようにしている。
【０００４】
上記チェーンテンショナにおいては、チェーン６４が緊張してプランジャ６２に押し込み力が作用したとき、その押し込み力を圧力室６５に封入された油によって緩衝し、チェーン６４に弛みが生じると、張力調整ばね６３の弾力によりプランジャ６２を急速に外方向に移動させてチェーン６４を緊張させるため、チェーン６４の張力変動に対するプランジャ６２の追従性が良好であり、チェーン６４の張力を常に一定に保持することができるという特徴を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カムシャフト駆動用のチェーンにおいては、エンジンを停止すると、カムシャフトに設けられたカムの停止位置の関係からチェーン６４が緊張する場合がある。このとき、チェーンテンショナのプランジャ６２は緊張状態のチェーン６４で押し込まれるため、圧力室６５の油はプランジャ６２とシリンダ室６１の摺動面からリークし、プランジャ６２は後退した位置にある。
【０００６】
このため、エンジンの再始動によりチェーン６４に弛みが生じると、プランジャ６２は外方向に大きく移動する。このとき、油圧ポンプは始動直後であって吐出量が少ないため、圧力室に充分な油を供給することができず、圧力室に空気が侵入し、その侵入空気によってダンピング特性が低下し、チェーンテンショナの機能を発揮させることができないという問題が発生する。
【０００７】
また、プランジャの押込み力を緩衝する油圧ダンパ機構がチェックバルブ６７を用いた方向性のある油圧ダンパであるため、部品点数が多くなり、組立てに手間がかかり、コストも高いという問題がある。
【０００８】
この発明の第１の課題は、一方向性油圧ダンパを用いたチェーンテンショナと同様の機能を発揮させることができるようにした部品点数の少ないコストの安いチェーンテンショナを提供することである。
【０００９】
また、第２の課題は、騒音の発生の少ないチェーンシステムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の第１の課題を解決するために、第１の発明においては、シリンダ室を有するハウジングと、上記シリンダ室内に後端部が挿入されたチェーン押圧用のロッド部材とを有し、前記ロッド部材が、前記シリンダ室内に後端部が摺動自在に挿入されたプランジャと、そのプランジャの後端面において開口する挿入孔に挿入されたロッドとから成り、前記プランジャの挿入孔内に、そのプランジャとロッドとを相反する方向に押圧する張力調整ばねを組込み、その張力調整ばねのばね力を受けるプランジャ側又はロッド側のばね受面と張力調整ばねとの間にばねシートを組込み、そのばねシートに設けた球面を上記ばね受面に点接触し、前記プランジャの内周とロッドの外周面にねじ係合手段を設け、そのねじ係合手段におけるねじ山を、チェーンからプランジャに負荷される押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状ねじ山に前記張力調整ばねの押圧力によってプランジャが外方向に移動するリード角を設けた構成を採用している。
また、第２の発明においては、シリンダ室を有するハウジングと、上記シリンダ室内に後端部が挿入されたチェーン押圧用のロッド部材とを有し、前記ロッド部材が、前記シリンダ室内に後端部が摺動自在に挿入されたプランジャと、そのプランジャの後端面において開口する挿入孔に挿入されたロッドとから成り、前記プランジャの挿入孔内に、そのプランジャとロッドとを相反する方向に押圧する張力調整ばねを組込み、その張力調整ばねのばね力を受けるプランジャ側又はロッド側のばね受面と張力調整ばねとの間にばねシートを組込み、そのばねシートと上記ばね受面間にボールを組込み、前記プランジャの内周とロッドの外周面にねじ係合手段を設け、そのねじ係合手段におけるねじ山を、チェーンからプランジャに負荷される押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状ねじ山に前記張力調整ばねの押圧力によってプランジャが外方向に移動するリード角を設けた構成を採用している。
【００１４】
上記第１の発明および第２の発明において、チェーンテンショナの組付け前の輸送の段階で部品の分解を防止するため、ハウジングに後端面からシリンダ室内の外周部に連通するねじ孔を形成し、前記ロッドの後端部に取付けたロックプレートの外周部およびプランジャの後端部外周面に切欠部を設け、上記ねじ孔から切欠部にセットピンを挿入してプランジャを回り止めしておくのがよい。
【００１５】
また、上記と同様の目的を達成するため、ハウジングの後端部にシリンダ室に貫通するねじ孔を形成し、前記ロッドの後端面に上記ねじ孔より小径のねじ孔を設け、各ねじ孔に対してねじ係合可能な径の異なる２種類のビスを選択的にねじ係合し、ロッドのねじ孔に対するビスのねじ係合によってロッドを回り止めしてもよい。
【００１６】
第２の課題を解決するため、第３の発明においては、クランクシャフトに取付けたスプロケットの回転をカムシャフトに取付けたスプロケットに伝えるチェーンの弛み側チェーンに揺動自在に支持されたスリッパを接触し、そのスリッパを上記第１の発明に係るチェーンテンショナ又は第２の発明に係るチェーンテンショナのプランジャで押圧した構成を採用している。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図８に基づいて説明する。
【００１８】
図１は内燃機関のカムシャフト駆動用のチェーンシステムを示す。クランクシャフト１の端部に取付けられたスプロケット２の回転はチェーン３を介してカムシャフト４の端部に取付けられたスプロケット５に伝達される。
【００１９】
チェーン３の弛み側チェーン３ａに接触させたスリッパ６は、軸７を中心として揺動自在に支持されている。このスリッパ６は、チェーンテンショナ１０によってチェーン３が張る方向に押圧されている。
【００２０】
図２乃至図５は、上記チェーンテンショナ１０の一例を示す。このチェーンテンショナ１０は、シリンダブロック８のクランク室の壁面に固定されたハウジング１１を有する。ハウジング１１には上記スリッパ６と対向する端部において開口するシリンダ室１２と、上面からシリンダ室１２に連通する油流入口１３とが設けられている。
【００２１】
前記シリンダ室１２内にはロッド部材１４の後端部が挿入されている。ロッド部材１４は、シリンダ室１２に摺動自在に挿入されたプランジャ１５と、そのプランジャ１５の後端面で開口する軸方向の挿入孔１６に挿入されたロッド１７とから成る。
【００２２】
ロッド１７は、小径軸部１８を後端に有し、その小径軸部１８の端部にテーパ面１９が設けられている。また、ロッド１７には、先端面で開口する軸方向のばね収納孔２０が形成されている。
【００２３】
プランジャ１５の内周面とロッド１７の外周面間には、チェーン３からプランジャ１５に静荷重が負荷されたとき、その静荷重を受けるねじ係合機構２１が設けられている。
【００２４】
ねじ係合機構２１は、プランジャ１５の内周面後端部に雌ねじ２２を形成し、ロッド１７の外周には上記雌ねじ２２とねじ係合する雄ねじ２３を設けている。
【００２５】
図３に示すように、雌ねじ２２と雄ねじ２３のねじ山は、プランジャ１５の押し込み力を受ける圧力側フランク２４のフランク角が遊び側フランク２５のフランク角より大きい鋸歯状とされ、上記フランク角とリード角の関係から、プランジャ１５は突出方向にゆるみ条件とされ、押し込み方向にロック条件とされている。
【００２６】
ここで、ゆるみ条件とは、ロッド１７のばね収納孔２０内に組込まれた張力調整ばね２６の押圧力によってプランジャ１５が外方向にスムースに移動することをいう。一方、ロック条件とはプランジャ１５が急激に押し込まれても、シリンダ室１２内に向けて移動せず、また、チェーン３の振動がプランジャ１５に作用したとき、ねじ係合部のねじ山間に形成された軸方向すき間分だけ間歇的に当接、離反を繰り返し、接触するねじ山の２つのフランク面間の相対ねじ運動を瞬間的にロックすることなくロッド１７は少しずつ間歇的に回転を続けて、押し込み力と張力調整ばね２６の付勢力とが釣り合う位置までプランジャ１５がシリンダ室１２内に向けてゆっくりと移動することをいう。
【００２７】
ここで、プランジャ１５とロッド１７の相対的な回転をスムースに行なわせるため、張力調整ばね２６の端部と、その張力調整ばね２６のばね力を受けるロッド側のばね受面２７間にばねシート２８を組込み、そのばねシート２８に設けた球面２９を上記ばね受面２７に点接触させている。
【００２８】
上記ばねシート２８は、プランジャ側のばね受面２７と張力調整ばね２６との間に設けるようにしてもよい。
【００２９】
図４および図５に示すように、ロッド１７の後端とシリンダ室１２の閉塞端間にはロッドシート３０が組込まれている。ロッドシート３０にはロッド１７の後端のテーパ面１９を受けるテーパ面３１が設けられている。また、ロッドシート３０には外周一部に平坦部３２が形成され、その平坦部３２とシリンダ室１２の内周面間にピン挿入用の間隙３３が設けられている。
【００３０】
ロッド１７の後端部には環状のロッドプレート３４の内径部に設けた円筒部３５が圧入されている。ロックプレート３４の外周部には複数の切欠部３６が形成され、一方、プランジャ１５の後端部外周には１つの切欠部３７が設けられ、その両切欠部３６、３７に挿入されたセットピン３８はロッドシート３０の平坦部３２とシリンダ室１２の内周間に形成された上記間隙３３に挿通され、さらに、ハウジング１１の後端部に形成されたねじ孔３９に挿通されて外部に臨んでいる。
【００３１】
上記セットピン３８は、プランジャ１５を軸方向に押し込んだ状態において、ねじ孔３９からロックプレート３４の切欠部３６とプランジャ１５の切欠部３７に挿入され、その挿入によって、プランジャ１５とロッド１７とは相対的に回転するのが防止される。
【００３２】
このため、チェーンテンショナをシリンダブロック８に組付ける前の輸送の段階でプランジャ１５がシリンダ室１２から抜け出してロッド１７とプランジャ１５とが分離するのを防止することができ、しかも、プランジャ１５は押し込み状態に保持されるため、チェーンテンショナの組付け作業性を向上させることができる。
【００３３】
セットピン３８はチェーンテンショナの組付け後、引き抜かれ、ねじ孔３９は図２に示すように、ビス４０の締付けによって閉塞される。
【００３４】
図１に示すチェーンシステムにおいて、クランクシャフト１の回転をカムシャフト４に伝えるチェーン３はトルク変動によって張力が変化する。チェーン３の弛み側チェーン３ａの張力が弱くなると、図２に示すチェーンテンショナのプランジャ１５は張力調整ばね２６の押圧力により外方向に向けて移動する。このとき、プランジャ１５は遊び側フランク２５のフランク角とリード角の関係から突出方向に弛み条件とされるため、プランジャ１５は外方向に移動してスリッパ６を押圧する。
【００３５】
プランジャ１５が外方向に移動するとき、ロッド１７は回転し、その回転時、ロッド１７はロッドシート３０のテーパ面３１と接触し、かつ、ばねシート２８に設けられた球面２９と点接触する状態で回転するため、回転時における抵抗は小さく、ロッド１７はスムースに回転し、プランジャ１５は外方向に急速に移動して、弛み側チェーン３ａの弛みを素速く吸収する。その弛み側チェーン３ａがプランジャ１５を押圧する押圧力と張力調整ばね２６の押圧力とが釣り合うと、プランジャ１５は停止する。
【００３６】
一方、トルク変動によりチェーン３の弛み側チェーン３ａの張力が増大すると、その弛み側チェーン３ａによりスリッパ６を介してプランジャ１５に押し込み力が作用する。その押し込み力は動荷重であるため、プランジャ１５の雌ねじ２２とロッド１７の雄ねじ２３のねじ係合機構２１における相対ねじ運動は阻害されず、上記ねじ係合機構２１の圧力側フランク２４によって上記押圧力が受けられる。
【００３７】
ここで、圧力側フランク２４のフランク角は遊び側フランク２５のフランク角より大きく、圧力側フランク２４の接触部に作用する摩擦抵抗は大きいため、プランジャ１５は張力調整ばね２６のばね力とチェーン３の張力とが釣り合う位置までゆっくりと後退する。
【００３８】
このとき、プランジャ１５はスリッパ６との接触によって回り止めされているため、ロッド１７が回転する。
【００３９】
上記のようなチェーン３の張力調整時、エンジンのシリンダブロック内において掻き上げられた油は、油流入口１３からハウジング１１内に流入し、その流入油によってプランジャ１５の摺動面および雌ねじ２２と雄ねじ２３のねじ係合面が潤滑される。
このため、チェーンテンショナをきわめて円滑に作動させることができる。
【００４０】
次に、エンジンを停止すると、カムシャフト４に設けられたカムの停止位置の関係から、チェーン３の弛み側チェーン３ａが緊張する場合がある。この場合、弛み側チェーン３ａの張力増大により、プランジャ１５に押圧力が付与されるが、その押圧力は静荷重であり、その静荷重はプランジャ１５とロッド１７のねじ係合機構２１における圧力側フランク２４によって受けられる。この圧力側フランク２４のフランク角とリード角の関係から、プランジャ１５は押し込み方向にロック条件とされているため、プランジャ１５は後退しない。
【００４１】
このため、エンジンの停止後、再始動されても、チェーン３の弛み側チェーン３ａに大きな弛みが生じず、プランジャ１５およびスリッパ６はチェーン３に衝撃的に当ることがないため、異音の発生はなく、不快感を与えることがない。
【００４２】
図６乃至図８は、この発明の他の実施の形態を示す。
【００４３】
図５（Ｉ）に示す実施の形態においては、ハウジング１１の後端部にねじ孔４０を設け、一方、ロッド１７の後端部に上記ねじ孔４０より小径のねじ孔４１を形成し、上記ハウジング側ねじ孔４０に余裕をもって挿入したロッド固定用ビス４２をロッド側ねじ孔４１にねじ係合してロッド１７を固定している。
【００４４】
また、プランジャ１５の背部にスプリング４３を組込み、そのスプリング４３との接触によってシリンダ室１２内に押し込まれたプランジャ１５を回り止めしている。
【００４５】
なお、他の構成は、先に述べた図２の実施の形態と同一であるため、同一部品に同一の符合を付して説明を省略する。
【００４６】
上記のように、固定用ビス４２の締付けによってロッド１７を固定し、スプリング４３との接触によってプランジャ１５を回り止めすることにより、チェーンテンショナの組付け前の輸送の段階でプランジャ１５およびロッド１７がシリンダ室１２内から抜け出すのを防止することができる。また、プランジャ１５はシリンダ室１２内に押し込まれた状態に保持されるため、チェーンテンショナの組付けの容易性を図ることができる。
【００４７】
チェーンテンショナの組付け後は、固定用ビス４２を取外し、図６（II）に示すように、ハウジング側ねじ孔４０に栓体用ビス４４をねじ込んで、上記ねじ孔４０を閉塞し、油の外部漏洩を防止する。
【００４８】
図７に示す実施の形態においては、ロッド１７に形成されたばね収納孔２０内にばねシート４５とボール４６とを組込み、上記ばね収納孔２０内に組込まれた張力調整ばね２６の押圧力によって、ばねシート４５をボール４６に点接触させ、かつ、ボール４６をばね収納孔２０の閉塞端に設けたテーパ面４７に接触させている。
【００４９】
なお、ばねシート４５およびボール４６をプランジャ１５に形成された挿入孔１６の閉塞端部側に組込んで、ボール４６を挿入孔１６の閉塞端面に接触させてもよい。
【００５０】
他の構成は、図６に示す実施の形態と同じであるため、同一部品に同一の符合を付して説明を省略する。
【００５１】
上記のように、張力調整ばね２６の端部にばねシート４５とボール４６とを組込んだことにより、プランジャ１５の軸方向の移動によってロッド１７が回転するとき、ボール４６とばねシート４５とは点接触する状態で回転するため、ロッド１７の回転抵抗は小さく、ロッド１７を円滑に回転させることができる。
【００５２】
図８に示す実施の形態においては、図２に示すハウジング１１の油流入口１３を省略し、その代りに、ハウジング１１の後端部にシリンダ室１２の閉塞端が開口する給油通路４８を設け、ロッド１７には、上記給油通路４８に送り込まれる油圧をロッド１７とプランジャ１５の挿入部間に形成された空間４９に導く油路５０を設け、この油路５０に送り込まれる油圧と張力調整ばね２６とによってプランジャ１５に外方向への突出性を付与している。
【００５３】
また、張力調整ばね２６の端部とプランジャ１５側のばね受面５１間にばねシート２８を組込み、そのばねシート２８の球面２９をばね受面５１に点接触させている。
【００５４】
上記実施の形態におけるチェーンテンションにおいては、給油通路４８に送り込まれる油圧と張力調整ばね２６のばね力とによってプランジャ１５は外方向に押圧されるため、チェーン３の大幅な弛みに対してプランジャ１５を良好に追従させることができる。
【００５５】
また、給油通路４８から送り込まれる油圧は、プランジャ１５の背部とシリンダ室１２の閉塞端間に形成された空間内に流れて溜るため、プランジャ１５に作用するチェーン３の振動を上記油によって緩衝することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、チェーンからロッド部材に負荷される荷重をねじ係合手段によって受け、そのねじ係合手段におけるねじ山を、ロッド部材の押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状ねじ山のフランク角とリード角の関係によってロッド部材を突出方向への移動をゆるみ条件とし、押し込み方向への移動をロック条件としたので、チェーンの張力変動に対してロッド部材を良好に追従させることができ、一方向性油圧ダンパを用いた場合と同様の機能を発揮する部品点数の少ないコストの安いチェーンテンショナを実現することができる。
【００５７】
また、ロッド部材に負荷される荷重をねじ係合手段で受けるため、騒音の少ないチェーンシステムを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るチェーンシステムを示す概略図
【図２】同上のチェーンテンションの断面図
【図３】同上のプランジャとロッドのねじ係合部の拡大断面図
【図４】同上のプランジャ、ロッドおよびロッドシートを示す分解斜視図
【図５】同上チェーンテンショナの組付け前の状態を示す断面図
【図６】（Ｉ）はこの発明に係るチェーンテンショナの他の実施の形態を示す断面図、（II）は使用状態を示す断面図
【図７】この発明に係るチェーンテンショナのさらに他の実施の形態を示す断面図
【図８】この発明に係るチェーンテンショナのさらに他の実施の形態を示す断面図
【図９】従来のチェーンテンショナを示す断面図
【符号の説明】
１  クランクシャフト
２  スプロケット
３  チェーン
４  カムシャフト
５  スプロケット
６  スリッパ
１１  ハウジング
１２  シリンダ室
１４  ロッド部材
１５  プランジャ
１６  挿入孔
１７  ロッド
２１  ねじ係合機構
２４  圧力側フランク
２５  遊び側フランク
２６  張力調整ばね
２７  ばね受面
２８  ばねシート
２９  球面
３４  ロックプレート
３６、３７  切欠部
３８  セットピン
３９、４０、４１  ねじ孔
４２、４４  ビス
４５  ばねシート
４６  ボール
４８  給油通路
４９  空間
５０  油路
５１  ばね受面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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