(57)【要約】【課題】プランジャの各形式による制約の範囲内でチェーンテンショナに対してプランジャの動作を阻害することなくそのプランジャの位置によって突出限界位置を検出し得る検出手段を有するチェーンテンショナを得ることである。【解決手段】センサ付きチェーンテンショナ１は、ハウジング２内のシリンダ室２ａ内でスライド自在に挿入したプランジャ３と、プランジャを外方向に押圧しプランジャに突出性を付与するスプリング５と、このスプリング５を収納しプランジャ３の押圧時の押込量を調整するスクリューロッド４と、スクリューロッド４の後端を受けるロッドシート７と、シリンダ室に封入された油が給油通路に逆流するのを制限する逆流制限手段と、ハウジング外周に設けた位置検出センサ２０Ｓ及びプランジャ奥側端に設けた永久磁石２４によりプランジャの突出限界位置を検出できる位置検出手段とを備えている。上記構成によりプランジャの突出限界位置を検出してチェーンの異常、正常を知ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングにシリンダ室と、シリンダ室内にスライド自在に挿入したチェーン押圧用のプランジャと、このプランジャを外方向に押圧しプランジャに突出性を付与するスプリングと、シリンダ室の閉塞端において開口するように設けた給油通路を経由してプランジャ背部のシリンダ室に封入された油が給油通路側に逆流するのを制限する逆流制限手段を設けたチェーンテンショナにおいて、ハウジングのプランジャに対応する所定位置にホール素子による位置検出センサを設け、プランジャにはプランジャの移動位置によってセンサ出力に変化を与える磁石部材を取付けたことを特徴とするセンサ付きチェーンテンショナ。
【請求項２】
前記チェーンテンショナが、プランジャ内に鋸歯ねじを用いたねじ係合手段により衝撃を緩衝するダンパ機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のセンサ付きチェーンテンショナ。
【請求項３】
前記チェーンテンショナが、プランジャ外周に形成された複数の係合溝と、係合溝に係合可能なレジスタリングを備えたことを特徴とする請求項１に記載のセンサ付きチェーンテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンのカム軸駆動用チェーンの張力を一定に保持するセンサ付きチェーンテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのカム軸駆動用チェーンの張力を一定に保持するチェーンテンショナは、一般にハウジングに形成されたシリンダ室内にスライド自在にチェーン押圧用のプランジャを挿入し、このプランジャを外方向に押圧しプランジャに突出性を付与するスプリングを組込み、スプリングによって突出性が付与されたプランジャにより揺動自在に支持されたスリッパを介してチェーンを押圧するように構成される。このような構成のチェーンテンショナの一例として、特許文献１に開示されたものが公知である。
【０００３】
この公報のチェーンテンショナは、上記一般的な構成であり、かつシリンダ室に対しプランジャがチェーンによって押込まれた際にプランジャの背部のシリンダ室に封入された油が給油通路側に逆流するのを制限する逆流制限手段を備えている。プランジャ内にはロッド挿入孔が形成され、挿入孔内にスクリューロッドと、スクリューロッド内にはスプリング及びロッド挿入孔の端を押圧するスプリングロッドとが設けられている。スプリングによりプランジャに外方への突出性を付与し、スクリューロッドに形成されている鋸歯ねじ式のダンパ手段によりチェーンからの押圧力を緩衝するようになっている。
【０００４】
上記従来のチェーンテンショナの作動性やメンテナンス性を改善した形式のものとして、特許文献２によるチェーンテンショナが公知である。このチェーンテンショナは、ハウジング内にプランジャが挿入され、プランジャに突出性を付与するスプリング（リターンスプリング）と、シリンダ室内の油の逆流を制限する逆流制限手段が設けられている点では特許文献１と基本的な構成は同じであるが、プランジャの外周に複数の係合溝が形成され、係合溝と係合可能なレジスタリングを有し、係合溝に係合させたレジスタリングとの係合によりプランジャの後退を規制するストッパをハウジング内周に設け、これによりチェーンテンショナの作動状態の切替えをスムーズかつ容易に行えるようにしている。
【０００５】
一方、カム軸駆動用のベルト等のベルト張力を一定に保持するオートテンショナとして、特許文献３に開示されたものが公知である。このオートテンショナは、シリンダ内に挿入されたプッシュロッドに調圧スプリングの弾性力を付与して外方向への突出性を付与し、そのプッシュロッドの軸方向への移動によってベルトの張力変化を吸収するように構成され、プッシュロッドが前進ストロークの限界位置に達したことを検出する検出手段を備えている。そして、この検出手段はシリンダに絶縁材を介して取付けられた電極と、プッシュロッドに設けられた接点部とから成り、電極に対する接点部の接触によってプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出するように設けられている。
【０００６】
ところで、上述した特許文献１、２のいずれのチェーンテンショナでも、プランジャの突出量が正常であるか、即ちチェーンを正規に取付けた状態か、又使用中であれば使用状態に応じた突出量であるか等、プランジャの突出量を確認したい場合でも、突出量を確認する方法は目視等によるしかなく、突出量を確実に確認し得る手段は設けられていない。チェーンテンショナはエンジンのカバー内にあり、チェーンをオイルで潤滑する方式として密封されているため、どうしてもプランジャの突出量を確認する必要がある場合は、エンジンのカバーを取外して密封状態を解除し、測定具によりプランジャの移動量を測定することとなる。従って、プランジャの突出量を確認する場合は、カバーの取外しや密封など多くの工数を要する。
【０００７】
又、チェーンは初期取付け時の誤差や使用中の摩耗伸びなどによりプランジャの突出量が一定とは限らない。プランジャの突出量が許容範囲内であれば問題ないが、初期取付け時や使用中に大きな伸びや異常摩耗などの大きな変化があった場合には確認する手段がなかった。そして、使用中にチェーンが摩耗して異常に伸びプランジャの突出量が限界に達しても異常は検知できないという不都合がある。
【０００８】
このようなチェーンテンショナに対し、特許文献３に示された検出手段を設けることが考えられるが、このような提案は未だなされたことはない。又、チェーンテンショナは、オートテンショナとはシリンダ内の構造が異なるため、オートテンショナの限界位置の検出手段をそのままチェーンテンショナに適用することができない。オートテンショナのプッシュロッドは、チェーンテンショナのプランジャに相当するが、プランジャにはレジスタリングを備えたものと備えていない形式のものがあり、その形式によって検出センサの形式及びセンサに変化を与える永久磁石又は溝等の能動化素子の組合わせやその取付位置について制約が生じ、又能動化素子はプランジャの動作を阻害しないように設ける必要がある。
【特許文献１】特開平１１−１０１３１７号公報
【特許文献２】特開２００１−３５５６９１号公報
【特許文献３】特開２００１−１４１００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、上記の問題に留意して、プランジャの各形式による制約の範囲内でチェーンテンショナに対してプランジャの動作を阻害することなくそのプランジャの位置によって突出限界位置を検出し得る検出手段を有するチェーンテンショナを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、ハウジングにシリンダ室と、シリンダ室内にスライド自在に挿入したチェーン押圧用のプランジャと、このプランジャを外方向に押圧しプランジャに突出性を付与するスプリングと、シリンダ室の閉塞端において開口するように設けた給油通路を経由してプランジャ背部のシリンダ室に封入された油が給油通路側に逆流するのを制限する逆流制限手段を設けたチェーンテンショナにおいて、ハウジングのプランジャに対応する所定位置にホール素子による位置検出センサを設け、プランジャにはその移動位置によってセンサ出力に変化を与える磁石部材を取付けたことを特徴とするセンサ付きチェーンテンショナとしたのである。
【００１１】
上記の構成としたこの発明のセンサ付きチェーンテンショナは、チェーンテンショナ自体としての機能については、従来のものと同様であり、プランジャの突出量によってチェーンの張力が常に一定となるよう保持することができる。しかし、上記チェーンテンショナでは、プランジャの前進（突出）、後退（押込）の動作時にその作用を阻害することなく、プランジャの位置を検出することができる。プランジャには能動化素子として磁石部材が設けられているため、プランジャの押込又は突出の移動ストロークによって位置検出センサの出力が変化し、その変化を検出手段により検出することによってプランジャの位置を知ることができる。
【００１２】
磁石部材は、プランジャに対しその動作を阻害しないようにするため、例えばプランジャの奥側端に異径段部を設けてその位置に固定することができる。磁石部材をこの奥側端に設けた場合、磁石部材が位置検出センサに出力変化の影響を及ぼすセンサ取付位置に来るとセンサ出力が送り出される。従って、このチェーンテンショナによればプランジャのストロークエンドを検出できることとなる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のチェーンテンショナは、ハウジングに設けた位置検出センサとプランジャに設けた磁石部材とにより、プランジャの押込、突出動作に対応してプランジャのストロークエンドの位置を検出できるようにしたから、プランジャの動作を阻害することなくプランジャのストロークエンドを検出でき、これにより組立初期や使用中のチェーンの状態が正常か異常かを判断してチェーンの使用限界を知ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は実施形態のセンサ付きチェーンテンショナの主断面図である。図示のように、チェーンテンショナ１は、エンジンブロックにねじ止めされるハウジング２内のシリンダ室２ａにその一方の開放端２E からプランジャ３がスライド自在に挿入され、プランジャ３の後端面で開口するロッド挿入孔３ａ内にスクリューロッド４と、さらにスクリューロッド４内に形成されたスプリング収納孔５ａ内にスプリング５と、このスプリング５によりプランジャ内のロッド挿入孔３ａの端を押圧するスプリングロッド６とを備えている。
【００１５】
ハウジング２の閉塞端部にはスクリューロッド４の後端を受けるロッドシート７が組込まれている。ロッドシート７はシリンダ室２ａに圧入されて軸方向に非可動に嵌合され、そのロッドシート７に給油通路８とシリンダ室２ａとを連通する通路９が設けられている。通路９には、チェックバルブの作用をするボール１０と、そのチェックバルブ開閉量を制限するリテーナ１１とが組込まれ、チェックバルブはシリンダ室２ａ内の圧力が給油通路８内の圧力より高くなると通路９を閉じるようにして逆流制限手段を形成している。
【００１６】
スクリューロッド４の外周には雄ねじ１３が形成され、プランジャ３のロッド挿入孔３ａの開口部内周に設けられた雌ねじ１４にねじ係合されている。スクリューロッド４の後端にはスプリング収納孔５ａに貫通する連通孔１２が形成されている。スプリング収納孔５ａ内のスプリングロッド６は浸炭焼入れされ、先端に形成された球形表面６H がロッド挿入孔３ａの閉塞端と点接触している。
【００１７】
又、スクリューロッド４の雄ねじ１３とプランジャ３の雌ねじ１４のねじ山は、プランジャ３が軸方向に押された際の押込力を受ける圧力側フランク１５ａのフランク角が遊び側フランク１５ｂのフランク角より大きい鋸歯状とされている。そして、その鋸歯状ねじ山にスプリング５の押圧によってスクリューロッド４が回転しつつシリンダ室２ａの閉塞端に向けて移動するリード角が設けられている。
【００１８】
さらに、この実施形態のチェーンテンショナ１にはプランジャ３の移動、特にプランジャ３が突出した場合のストロークエンドを検出するための検出センサ２０Ｓが設けられている。この検出センサ２０Ｓは、ハウジング２の外周に設けた取付穴に、ホール素子を含むホールＩＣ２１をケース２２で囲んだセンサを固定している。ホールＩＣ２１へはケーブル２３を介して外部から所定の電流が送られている。また、検出センサ２０Ｓに対応してこれを作動させるための能動化素子の磁石部材としてプランジャの外周端の異径段部にリング状の永久磁石２４が設けられている。
【００１９】
検出センサ２０Ｓの設けられている位置は、プランジャ３の先端が限界位置まで突出したとき、永久磁石２４の磁気が検出センサ２０Ｓに変化を与える位置であり、プランジャ３のストロークエンドを検出する位置である。永久磁石２４がこの位置に来るとホール素子への磁気作用で出力が変化する。なお、リング状の永久磁石２４は、図１の（ｂ）、（ｃ）図に示すように外周側をＳ極、内周側をＮ極に着磁している。磁石はプラスティックマグネット（プラマグ）、あるいは芯金付のゴム磁石でもよい。永久磁石２４の外径は、プランジャ外径よりも小さい。
【００２０】
なお、このチェーンテンショナは、図示省略しているが、エンジンのカム軸駆動用チェーンの張力を一定に保持するため、プランジャ３の頭部３H によりチェーンに押圧力を加えるように設けられている。チェーンは、クランクシャフト端のスプロケットとカムシャフト端のスプロケット間に掛け廻され、そのチェーンの弛み側にスリッパが接触するように置かれ、スリッパはチェーン外の所定位置を中心に揺動自在に支持されている。そしてスリッパはチェーンテンショナにより押圧され、その押圧によってチェーンは一定の張力に保持される。
【００２１】
上記の構成としたこの実施形態のチェーンテンショナ１の基本作用は、前述した特許文献１のものと同様であり、従って基本作用については簡単に説明する。エンジン始動後チェーンの弛み側に弛みが生じると、給油通路８から通路９に送り込まれる油圧によってプランジャ３のスクリューロッド４が外方へ移動し、その移動によりスクリューロッド４がロッドシート７から離れ、シリンダ室２ａに油が供給される。プランジャ３の外方向への移動によってプランジャ３はスリッパを押圧し、これによりチェーンの弛みが吸収され、又スプリング５の弾力によりスクリューロッド４は回転しつつシリンダ室２ａの閉塞端に向けて移動してロッドシート７に当接し、プランジャ３とスクリューロッド４の停止によってチェーンは所定の張力に保持される。
【００２２】
エンジンが温度上昇し、熱膨張によりクランクシャフトとカムシャフトの心間距離が大きくなり、チェーンの張力増大によってプランジャ３が押圧されると、その押圧力はシリンダ２ａ内に封入された油によって受けられると共に、雌ねじ１４と雄ねじ１３の圧力側フランク１５ａによって受けられ、プランジャ３は後退しない。プランジャ３を押圧する押圧力がスプリング５の弾性力と油圧力の合力より強くなると、スクリューロッド４が回転し、プランジャ３が後退する。このとき、シリンダ室２ａ内の油はシリンダ室２ａとプランジャ３の摺動面からリークし、プランジャ３は押圧力とスプリング５の弾性力と供給油圧力との合力とが釣り合う位置までゆっくりと後退する。
【００２３】
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の弛み側チェーンが緊張する場合がある。この場合、プランジャ３はチェーンによって押圧され、その押圧力は雌ねじ１４と雄ねじ１３のねじ係合部における圧力側フランク１５ａにより受けられる。上記押圧力は、振動を伴わない静的荷重であるため、上記押圧力がスプリング５の弾性力より大きい場合でもスクリューロッド４は回転せず、プランジャ３は後退しない。このため、エンジンが再始動されてチェーンの弛み側チェーンに弛みが生じてもその弛み量はきわめて小さく、プランジャ３の突出量も小さい。
【００２４】
以上がこの実施形態のチェーンテンショナ１の基本作用であるが、このような基本作用に基づく動作時に、プランジャ３が移動ストロークの最大限外方へ突出した場合、そのストロークエンドの位置が上記検出センサ２０Ｓにより検出される。前述したように、プランジャ３が移動ストロークの最大限外方へ突出すると能動化素子の永久磁石２４に応答してホールＩＣ２１の出力電圧に変化が生じる。これにより、組立初期や使用中のチェーンの状態が正常か異常かを判断するために、チェーンの使用限界をプランジャの突出限界位置を測定することにより知ることができることとなる。
【００２５】
次に、図２に第２実施形態のチェーンテンショナの主断面図を示す。この実施形態のチェーンテンショナ１’は、特許文献２によるチェーンテンショナに第１実施形態に用いられたホールＩＣによる検出センサ２０Ｓを有する検出手段を適用できることを示すための例である。この実施形態のチェーンテンショナも、基本構成、基本作用は、第１実施形態と共通するが、鋸歯形式のスクリューロッド４、スプリングロッド６が省略され、かつプランジャ３の外周に複数の環状係合溝３M 、これら溝に係合するレジスタリング１７等が設けられている点が第１実施形態と異なる。以下では第１実施形態と同じ構成、機能の部材には同一符号を付して重複説明を省略し、異なる点について説明するが、その相違点は特許文献２と第１実施形態との相違であるから簡単に説明する。
【００２６】
この実施形態のチェーンテンショナ１’は、ハウジング２内に組込まれたプランジャ３の外周に複数の環状係合溝３M と、その外周に嵌合されたレジスタリング１７とを備えている。なお、スプリング５はこの実施形態では特にリターンスプリングと呼ばれているが、同一機能部材である。上記レジスタリング１７は、ハウジング内周の開口端に円周方向の一箇所に軸方向の切欠き１６が形成され、この切欠き１６を通ってその操作部１７ａがハウジング２の外周側に突出し、かつ切欠き１６の軸方向略中間付近を中心として形成された環状のガイド溝３G にリング１７ｂが挿置されている。
【００２７】
レジスタリング１７は、リング部１７ｂの両端が一箇所で互いにクロスして角状にリング部１７ｂの円周より突出するように形成され、先端角部を操作部１７ａとして指で挟むとリング部１７ｂの径が拡径するようになっている。又、 ガイド溝３G の軸方向両端の対向面には第１ストッパ３ｓ、第２ストッパ３ｓ’が形成され、後方の第１ストッパ３ｓは前方側に拡径するテーパ状とし、前方の第２ストッパ３ｓ’は略半径方向に延びる端壁としている。ガイド溝３G の軸方向幅は、レジスタリング１７のリング部１７ｂの直径よりも大きく、リング部１７ｂがガイド溝３G 内を前後方向に移動可能に形成されている。
【００２８】
プランジャ３の外周に形成された複数の環状係合溝３M は、最深部を挟む軸方向両側の壁面がいずれもテーパ状に形成され、前方の壁面（ロック壁）が後方の壁面（テーパ面）よりも傾斜角が大きく、両壁面は曲面を介して滑らかに連続している。又、環状係合溝３M の後方には環状の安全溝３R が形成されている。安全溝３R の後方壁面は、レジスタリング１７をハウジング内周面の第２ストッパ３ｓ’に係合させることによりプランジャ３の飛出しを規制することができる。なお、各環状係合溝３M の後方には各テーパ面に隣接して円筒面３ｃがそれぞれ形成されている。
【００２９】
大略上記の構成としたチェーンテンショナ１’において、プランジャ３の奥側端は異径段部とされ、この小径の異径段部にリング状の永久磁石２４が圧入、嵌合されている。そして、この永久磁石２４がプランジャ３の飛出しを規制すべき位置まで突出した際に磁気により出力変化を与える検出センサ２０Ｓをこの位置に対応してハウジング２の外周に設けた取付穴にそのケース２２を固定している。従って、検出センサ２０Ｓは、第１実施形態と同様に適用される。
【００３０】
上記の構成とした第２実施形態のチェーンテンショナ１’の基本作用は第１実施形態と同様であるが、レジスタリング１７を設けているため、この実施形態ではいくつかの機能が付加されている。即ち、プランジャの飛出し規制（分離規制）、チェーンテンショナの初期セット状態維持、プランジャの戻り運動規制などであり、かつ取扱い性の向上が図られている。このような機能を有する第２実施形態のチェーンテンショナ１’では、プランジャ３が押込、外方への突出の移動を繰り返す際に、プランジャが移動ストロークの最大限外方へ突出すると、能動化素子の永久磁石２４に応答してホールＩＣ２１の出力電圧に変化が生じる。
【００３１】
これにより組立初期や使用中のチェーンの状態が正常か異常かを判断するために、チェーンの使用限界をプランジャの突出限界位置（ストロークエンド）を測定することにより知ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明のセンサ付きチェーンテンショナは、プランジャの突出限界位置（ストロークエンド）を検出できるようにしたものであるから、カム軸駆動用チェーン等の張力を一定に保持するためのチェーンシステムに広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態のチェーンテンショナの（ａ）主断面図、（ｂ）磁石の図、（ｃ）（ｂ）のＣ−Ｃ断面図
【図２】第２実施形態のチェーンテンショナの主断面図
【符号の説明】
【００３４】
１、１’  チェーンテンショナ
２        ハウジング
２ａ      シリンダ室
３        プランジャ
４        スクリューロッド
５        スプリング
６        スプリングロッド
７        ロッドシート
８        給油通路
１０      ボール
１１      リテーナ
２０Ｓ    検出センサ
２１      ホールＩＣ
２２      ケース
２３      ケーブル
２４      永久磁石
【図１】
2006144954.tif 000003
【図２】
2006144954.tif 000004