(57)【要約】【課題】チェーンテンショナにおけるレジスタリングと周溝との衝突音を抑制し、車のエンジン周囲の騒音を可及的に低減できるチェーンテンショナとすることである。【解決手段】一端が開口し、他端が閉じた筒状の金属製シリンダ２と、そのシリンダ２内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ３と、そのプランジャ３を前記シリンダ２から突出する方向に付勢するリターンスプリング８と、前記プランジャ３の外周に設けられた軸方向に隣り合う複数の周溝１１と、前記シリンダ２の内周に形成されたリング収容溝９と、そのリング収容溝９内に収容され、前記プランジャ３の外周の前記周溝１１を弾性的に締め付ける金属製のレジスタリング１０とを有し、前記レジスタリング１０が前記周溝１１に係合することにより、プランジャ３の軸方向の移動を規制するチェーンテンショナにおいて、前記プランジャ３が、熱硬化性樹脂で形成されたチェーンテンショナ１とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口し、他端が閉じた筒状の金属製シリンダ（２）と、
そのシリンダ（２）内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ（３）と、
そのプランジャ（３）を前記シリンダ（２）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（８）と、
前記プランジャ（３）の外周に設けられた軸方向に隣り合う複数の周溝（１１）と、
前記シリンダ（２）の内周に形成されたリング収容溝（９）と、
そのリング収容溝（９）内に収容され、前記プランジャ（３）の外周の前記周溝（１１）を弾性的に締め付ける金属製のレジスタリング（１０）と、を備え、
前記レジスタリング（１０）が前記周溝（１１）に係合することにより、プランジャ（３）の軸方向の移動を規制するチェーンテンショナにおいて、
前記プランジャ（３）が、熱硬化性樹脂で形成されたものであることを特徴とするチェーンテンショナ。
【請求項２】
上記各周溝（１１）が、前記プランジャ（３）をシリンダ（２）から突出させる方向の荷重が負荷されたときに、前記レジスタリング（１０）のリング部（１０ａ）を拡径させてプランジャ（３）の移動を許容するテーパ面（１１ａ）と、前記プランジャ（３）をシリンダ（２）内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに、前記レジスタリング（１０）のリング部（１０ａ）を係止してプランジャ（３）の移動を制限するストッパ面（１１ｂ）とを有するものである請求項１に記載のチェーンテンショナ。
【請求項３】
上記プランジャ（３）に負荷される押し込み力を緩衝する油圧ダンパ機構を備えている請求項１または２に記載のチェーンテンショナ。
【請求項４】
上記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項５】
上記熱硬化性樹脂が、繊維状充填材を含有する熱硬化性繊維強化樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の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、自動車エンジンのカムシャフトを駆動するタイミングチェーンの張力保持に用いられるチェーンテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンは、一般に、クランクシャフトの回転をタイミングチェーン（以下「チェーン」という）を介してカムシャフトに伝達し、そのカムシャフトの回転により燃焼室のバルブの開閉を行なう。ここで、チェーンの張力を適正範囲に保つために、支点軸を中心として揺動可能に設けたチェーンガイドと、そのチェーンガイドを介してチェーンを押圧するチェーンテンショナとからなる張力調整装置が多く用いられる。
【０００３】
この張力調整装置に組み込まれるチェーンテンショナとして、一端が開口し、他端が閉じたシリンダと、そのシリンダ内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャと、そのプランジャをシリンダから突出する方向に付勢するリターンスプリングとを有するものが知られている（例えば、特許文献１，２）。
【０００４】
上述したチェーンテンショナは、リターンスプリングと共に油圧ダンパ機構が併用されているものが多く、その場合には前記プランジャとシリンダとで囲まれた圧力室内に作動油を導入する給油通路が設けられ、その給油通路の圧力室側の端部に、給油通路側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブが設けられている。
【０００５】
このようなチェーンテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャがシリンダ内に押し込まれる方向（以下、「押し込み方向」という）に移動し、チェーンの緊張を吸収する。
【０００６】
このとき、油圧ダンパ機構が併用されているチェーンテンショナでは、エンジン作動によって給油通路から供給された圧力室内の作動油が、プランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間を通って流出し、その作動油の粘性抵抗によってダンパ作用が生じるので、プランジャはゆっくりと移動する。
【０００７】
一方、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力でプランジャがシリンダから突出する方向（以下、「突出方向」という）に移動し、チェーンの弛みを吸収する。
【０００８】
エンジンが停止したときには、カムシャフトの停止位置によってチェーンの張力が大きくなる場合がある。このとき、チェーンの張力に応じてプランジャが押し込み方向に大きく移動すると、その後、エンジンを始動したときにチェーンが大きく弛み、チェーンがばたつくように波打ったり、スプロケットとの噛み合わせに歯飛びを生じるおそれがある。
【０００９】
このようなチェーンの不適当な動きを抑制するために、特許文献１，２のチェーンテンショナは、エンジン停止中のプランジャの移動を制限するためのノーバック機構を採用している。
ノーバック機構は、プランジャの外周に設けられた軸方向に隣り合う複数の周溝と、シリンダの内周に形成されたリング収容溝と、そのリング収容溝内に収容されたレジスタリングとを有し、このレジスタリングが、径方向の弾性力でプランジャの外周の周溝を締め付けている。
【００１０】
プランジャの外周の各周溝は、傾きの異なる２つの溝壁を有しており、一つはプランジャをシリンダから突出させる方向の荷重が負荷されたときに、レジスタリングを弾性的に拡径させてプランジャの移動を許容するテーパ面であり、また他の一つはプランジャをシリンダ内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに、レジスタリングを係止してプランジャの移動を制限するストッパ面である。
【００１１】
このようなプランジャ、シリンダおよびレジスタリングは、いずれも所要特性を有する金属で形成されており、具体的にはプランジャは、強度、摺動性、成形性等の優れたクロムモリブデン鋼や快削鋼等などの鋼材、シリンダは、軽量で精密な成形性等に優れたダイカスト用のアルミニウム合金、レジスタリングは所要強度のばね弾性を有するオイルテンパー線等の鋼材によって形成される場合が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３５５６９１号公報
【特許文献２】特開２００２−５２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記した従来のチェーンテンショナは、プランジャが押し込み方向へ移動して、上記したノーバック機構が作用するとき、シリンダの内周に形成されたリング収容溝内に収容されたレジスタリングが、プランジャの外周に設けられた軸方向に隣り合う複数の周溝に急速に嵌め入れられるので、その際にレジスタリングと周溝との金属同士の衝突音が比較的大きな音（音圧）となって発生するという問題点がある。
【００１４】
油圧ダンパ機構が併用されているチェーンテンショナであっても、例えばエンジンの始動直後には、未だ充分に作動油がダンパ機構に供給されていない状態であるので、前述のようにチェーンのばたつきを起こすようにチェーンの張力が急に大きくなっても、このときには油圧ダンパ機構が働かず、前述のノーバック機構のみでプランジャの押し込み方向への移動の抑制に対処することになるので、上記の衝突音を発生させやすい状態になる。
【００１５】
このようにして起きるプランジャとレジスタリングとの衝突音は、エンジンの内部で発生するものであるが、車外への騒音になることは避けられず、そのため、車全体として騒音を防止する静穏対策が求められる。
【００１６】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を改善し、チェーンテンショナにおけるレジスタリングと周溝との衝突音を抑制し、これにより、車のエンジン周囲の騒音を可及的に低減できるチェーンテンショナとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、この発明では、一端が開口し、他端が閉じた筒状の金属製シリンダと、そのシリンダ内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャと、そのプランジャを前記シリンダから突出する方向に付勢するリターンスプリングと、前記プランジャの外周に設けられた軸方向に隣り合う複数の周溝と、前記シリンダの内周に形成されたリング収容溝と、そのリング収容溝内に収容され、前記プランジャの外周の前記周溝を弾性的に締め付ける金属製のレジスタリングと、を備え、前記レジスタリングが前記周溝に係合することにより、プランジャの軸方向の移動を規制するチェーンテンショナにおいて、前記プランジャが、熱硬化性樹脂で形成されたチェーンテンショナとしたのである。
【００１８】
上記したように構成されるこの発明のチェーンテンショナは、プランジャが押し込み方向へ移動する際に、シリンダの内周に形成されたリング収容溝内に収容されたレジスタリングが、プランジャの外周に設けられた軸方向に隣り合う複数の周溝に急速に嵌め入れられるが、その際に熱硬化性樹脂で形成されたプランジャの縦弾性係数(ヤング率：一般的に約３〜１０ＧＰａ程度)が、金属で形成されたレジスタリングの縦弾性係数（ヤング率：一般的に約４０〜２１６ＧＰａ程度）に比べて相対的にかなり低いので、それらの衝突音の音圧（音の物理的な大きさ）が小さくなり、レジスタリングと周溝との衝突による騒音の発生を抑制することができる。
【００１９】
前記プランジャの外周の周溝の形状としては、前記プランジャをシリンダから突出させる方向の荷重が負荷されたときに、前記レジスタリングのリング部を拡径させてプランジャの移動を許容するテーパ面と、前記プランジャをシリンダ内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに、前記レジスタリングのリング部を係止してプランジャの移動を制限するストッパ面とを有する周溝であることが、プランジャの突出方向の移動を許容し、押し込み方向の移動距離をできるだけ短くするために好ましい形状である。
【００２０】
また、この発明のチェーンテンショナは、作動油の粘性抵抗によるダンパ作用を生じさせて、できるだけプランジャをゆっくりと移動させるようにするため、上記プランジャに負荷される押し込み力を緩衝する油圧ダンパ機構を備えていることが好ましい。
【００２１】
また、プランジャを形成する熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を採用することが、所要強度と所要縦弾性係数を備えて所要の騒音防止性を有すると共に耐熱性に優れたプランジャを備えたチェーンテンショナとするために好ましい。
【００２２】
また、プランジャを形成する熱硬化性樹脂として、繊維状充填材を含有する熱硬化性繊維強化樹脂を採用すると、騒音防止性と共に耐熱性に優れ、かつ耐摩耗性に優れたプランジャを備えたチェーンテンショナとするために好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
この発明は、プランジャの軸方向の移動を規制するチェーンテンショナにおいて、前記プランジャが、熱硬化性樹脂で形成されたチェーンテンショナとしたので、前記プランジャをシリンダ内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに、レジスタリングが、プランジャの外周に設けられた軸方向に隣り合う複数の周溝に急速に嵌め入れられた際に、熱硬化性樹脂で形成されたプランジャの縦弾性係数が、金属で形成されたレジスタリングの縦弾性係数よりかなり低く、そのために衝突音が小さくなり、レジスタリングと周溝との衝突による騒音の発生を抑制できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態のチェーンテンショナの外観と使用状態を示す正面図
【図２】図１に示す実施形態の拡大断面図
【図３】図１に示す実施形態に用いたレジスタリングの軸方向端面図
【図４】図２の要部拡大断面図
【図５】図２に示す実施形態でのプランジャの突出方向への移動状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の実施形態を添付の図１〜５に基づいて以下に説明する。
図１に示すように、この発明の実施形態のチェーンテンショナ１は、チェーンガイドＧを介してチェーンＣを押圧し、チェーンガイドＧは、支点軸Ｇ１を中心として揺動可能に支持されている。
【００２６】
図１、２に示すように、チェーンテンショナ１は、一端が開口し、他端が閉じた筒状のシリンダ２と、シリンダ２内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ３とを有する。
シリンダ２は、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの非鉄金属でダイカスト用合金をダイカストにより鋳造しており一体成形したものを採用している。
【００２７】
図１に示すように、シリンダ２は、その外周に一体に形成された複数の取り付け片２ａにボルト２ｂを締め込むことによって、図外のエンジンブロックの側面に固定されている。
【００２８】
図２に示すように、プランジャ３は、シリンダ２内への挿入端が開口する有底筒状に形成され、熱硬化性樹脂の成形体からなるものである。
プランジャ３を形成する熱硬化性樹脂は、樹脂の特性である熱硬化性から奏される耐熱性と共に、プランジャ３の構造上、所要の機械的強度を備えたものである。
【００２９】
上記の熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂を主成分とするものを採用することが、所要強度と所要縦弾性係数を備えて所要の騒音防止性を有する騒音防止性と共に耐熱性に優れたプランジャであるために好ましい。また、フェノール樹脂は、機械的強度、耐熱性の他にも、耐溶剤性、耐酸性、電気的特性にも優れている。
【００３０】
また、プランジャ３を形成する熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂以外の樹脂を採用することも可能であり、上記所要特性を備えているか、または添加物を配合して使用可能な熱硬化性樹脂として、例えばユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂、もしくはそのような熱硬化性樹脂を主要成分とし、この発明の効果を阻害しない限りにおいて、さらに要求される特性に応じ、熱可塑性樹脂やゴム等の適量を添加したポリマーブレンド等であっても良い。
【００３１】
このような熱硬化性樹脂としては、充填材として繊維状充填材を添加し、繊維強化された熱硬化性樹脂を採用することが、騒音防止性と共に耐熱性に優れ、かつ耐摩耗性に優れたプランジャを製造するために好ましい。繊維状充填材としては、ガラス繊維（ＧＦ）や炭素繊維（ＣＦ）を挙げることができる。
【００３２】
また熱硬化性樹脂には、耐摩耗性、摺動特性、成形性、耐熱性、機械的強度その他の要求特性に応じて、周知の充填材（例えば、チタン酸カリウム等のウィスカ状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル等の粉末状充填材など）を添加することができる。
【００３３】
実施形態では、上記プランジャに負荷される押し込み力を緩衝するために以下のように構成される油圧ダンパ機構を設けている。
すなわち、シリンダ２の閉塞側の端部には、シリンダ２とプランジャ３とで囲まれた圧力室４に連通する給油通路５が形成されている。給油通路５は、エンジンブロックに形成された油孔（図示せず）を介してオイルポンプ（図示せず）に接続されており、そのオイルポンプから送り出された作動油を圧力室４内に導入するようになっている。
そして、給油通路５の圧力室４側の端部には、給油通路５側から圧力室４側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ６が設けられている。プランジャ３とシリンダ２の摺動面間には微小なリーク隙間７が形成されており、そのリーク隙間７を通って圧力室４内の作動油がシリンダ２の外部へ流出するようになっている。
【００３４】
圧力室４内には、リターンスプリング８が組み込まれている。リターンスプリング８は、一端がチェックバルブ６に支持され、他端でプランジャ３のシリンダ２からの突出端部を押圧し、その押圧によってプランジャ３をシリンダ２から突出する方向に付勢している。
【００３５】
シリンダ２の開口側の端部内周には、シリンダ２の周方向に延びるリング収容溝９が形成され、そのリング収容溝９内に、レジスタリング１０が軸方向に移動可能に収容されている。
【００３６】
図３に示すように、レジスタリング１０は、一本の金属線材を曲げて形成されており、円周の一部が切り離された形状のリング部１０ａと、そのリング部１０ａの両端に設けられたリング部１０ａの拡径操作用の一対の操作片１０ｂとからなる。一対の操作片１０ｂをつまむことで、リング部１０ａを弾性的に拡径操作して、プランジャ３の 着脱が可能である。
【００３７】
実施形態のレジスタリング１０を形成する金属材としては、強度や弾性を考慮してオイルテンパー線等の鋼材を用いることが好ましい。
オイルテンパー線は、常温で伸線した線を連続的に真っすぐな状態で油などの冷媒で焼入れした後、焼戻しを施して製造されたものである。最近では水溶性焼入液や水などの油以外の冷媒を用いて製造されることがあり、弁ばね用オイルテンパー線としてJIS G3561，ばね用オイルテンパー線としてJISＧ3560でも水焼入品も規格に含まれる。
【００３８】
また、図２に示すように、プランジャ３の外周には、軸方向に隣り合う複数の周溝１１が設けられ、そのうちの１つの周溝１１がレジスタリング１０のリング部１０ａで締め付けられた状態となっている。
【００３９】
図４に拡大して示すように、各周溝１１内には、プランジャ３のシリンダ２内への挿入端側に立ち上がるテーパ面１１ａと、プランジャ３のシリンダ２からの突出端側に立ち上がるストッパ面１１ｂとが設けられている。テーパ面１１ａは、その立ち上がりが緩やかであり、プランジャ３に突出方向の荷重が負荷されたときに、レジスタリング１０を拡径させてプランジャ３の移動を許容するようになっている。一方、ストッパ面１１ｂは、その立ち上がりがテーパ面１１ａに比べて急峻であり、プランジャ３に押し込み方向の荷重が負荷されたときに、レジスタリング１０を係止してプランジャ３の移動を制限するようになっている。
【００４０】
リング収容溝９内には、シリンダ２の閉端側に立ち上がるテーパ内周面９ａと、シリンダ２の開口端側に立ち上がる軸直角端面９ｂとが形成されている。
図４に示すように、テーパ内周面９ａは、その立ち上がりが緩やかであり、プランジャ３が押し込み方向に移動したときにそのレジスタリング１０を受け止めて、そのレジスタリング１０の拡径を制限するようになっている。
図５に示すように、軸直角端面９ｂは、プランジャ３が突出方向に移動したときにレジスタリング１０を受け止めて、それ以上のレジスタリング１０の移動を制限するが、この状態でのレジスタリング１０の拡径は許容している。
【００４１】
シリンダ２は、リング収容溝９と交差してシリンダ２を半径方向に貫通するように形成されている切欠き１２を有する。レジスタリング１０の一対の操作片１０ｂは、シリンダ２の切欠き１２からシリンダ２の外部に露出し、外部から必要に応じて操作可能である。
【００４２】
次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。
図１および図２に示すように、エンジンの作動中にチェーンＣの張力が大きくなると、そのチェーンＣの張力によって、プランジャ３が押し込み方向に移動し、チェーンＣの緊張を吸収する。このとき、リーク隙間７（図２）を通って圧力室４から流出する作動油の粘性抵抗によってダンパ力が発生するので、プランジャ３はゆっくりと押し込み方向に移動できる。
【００４３】
また、エンジン作動中にチェーンＣの張力が小さくなると、図５に示すように、リターンスプリング８の付勢力によって、プランジャ３が突出方向に移動し、チェーンＣの弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ６が開き、給油通路５から圧力室４に作動油が流入するので、プランジャ３は速やかに移動する。
【００４４】
またチェーンＣの張力が変動し、プランジャ３が突出方向への前進と押し込み方向への後退を繰り返すときは、レジスタリング１０は、リング収容溝９内で前後に移動する。
図５に示すように、チェーンＣの弛みによって、プランジャ３の突出方向への移動範囲が、レジスタリング１０のリング収容溝９内での移動可能な範囲を超えると、周溝１１内のテーパ面１１ａがレジスタリング１０を拡径させて、プランジャ３の移動を許容する。このとき、レジスタリング１０は、隣の周溝１１に係合する。
【００４５】
ところで、エンジン停止時に、カムシャフトの停止位置によってはチェーンＣの張力が大きくなる場合があるが、その張力の増大が許容範囲内であれば、レジスタリング１０と周溝１１の係合により、プランジャ３の押し込み方向への移動が防止される。
【００４６】
しかし、例えばエンジンの始動直後に、未だ充分に作動油が油圧ダンパ機構に供給されていない状態であり、前述のようなチェーンＣの張力の変動（いわゆるチェーンのばたつき）を起こすときには油圧ダンパ機構による抑制作用は充分に働いていないので、リターンスタリング８のみでプランジャ３の押し込み方向への移動の抑制に対処する必要がある。
【００４７】
このとき、プランジャ３は押し込み方向へ急速に移動するので、レジスタリング１０は、ストッパ面１１ｂに衝突する。さらにレジスタリング１０は、前記衝突した状態のままプランジャ３の押し込み方向へ移動してシリンダ２のテーパ内周面９ａに圧接し、その状態でプランジャ３の移動を制止する。
【００４８】
上記のようにストッパ面１１ｂに衝突するオイルテンパー線等のレジスタリング１０は、その素材の金属の特性として縦弾性係数が４０〜２１６ＧＰａの範囲内にあるが、これがそれより小さな縦弾性係数(ヤング率：約３〜１０ＧＰａ程度)の熱硬化性樹脂で形成されたプランジャ３の周溝１１のストッパ面１１ｂに衝突するので、衝突音の音圧（音の物理的な大きさ）は金属同士の衝突の場合の音圧に比べて相対的に小さくなって、従来の金属製のプランジャ３とレジスタリング１０との衝突による騒音を充分に抑制できる。
【００４９】
因みに、金属製のレジスタリングのその他の素材として、一般的な金属の縦弾性係数(ヤング率［ＧＰａ］)の標準的な値を挙げれば、マグネシウム合金（４０〜４５）、アルミニウム合金(６９〜７６)、鋳鉄（１５２．３）、鋼（２０１〜２１６）、オーステナイト系ステンレス鋼（１９７）、マルテンサイト系ステンレス鋼（２００）、フェライト系ステンレス鋼（２００）である。
【００５０】
このようにしてプランジャ３の縦弾性係数が、金属で形成されたレジスタリング１０の縦弾性係数に比べて相対的に低いので、チェーンテンショナ１におけるレジスタリング１０と周溝１１との衝突音は抑制され、その結果として、車のエンジン周囲の騒音を可及的に低減でき、しかもエンジンを再始動するときに、チェーンＣの弛みを生じ難くし、これによって円滑なエンジン始動が可能になる。
【符号の説明】
【００５１】
１  チェーンテンショナ
２  シリンダ
２ａ  取り付け片
２ｂ  ボルト
３  プランジャ
４  圧力室
５  給油通路
６  チェックバルブ
７  リーク隙間
８  リターンスプリング
９  リング収容溝
９ａ  テーパ内周面
９ｂ  軸直角端面
１０  レジスタリング
１０ａ  リング部
１０ｂ  操作片
１１  周溝
１１ａ  テーパ面
１１ｂ  ストッパ面
１２  切欠き
Ｃ  チェーン
Ｇ  チェーンガイド
Ｇ１  支点軸
【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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