(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端開口のシリンダ室（１２）を有するハウジング（１１）と、前記シリンダ室（１２）に出没自在に挿入される有底筒状の、内部に雌ねじ（１５）の形成されたプランジャ（１４）と、そのプランジャ（１４）の内側に組み込まれる外周に雄ねじ（１７）の形成されたスクリューロッド（１６）と、そのスクリューロッド（１６）と前記プランジャ（１４）との間に介在されて前記プランジャ（１４）を前記シリンダ室（１２）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（１９）と、前記シリンダ室（１２）内において前記プランジャ（１４）の背部に形成される圧力室（２１）と、その圧力室（２１）に連通する給油通路（１３）と、前記圧力室（２１）の圧力が前記給油通路（１３）の圧力よりも高いときに前記給油通路（１３）を閉じる逆止弁（２２）を具備し、
前記雌ねじ（１５）と前記雄ねじ（１７）は、前記シリンダ室（１２）からのプランジャ押し込まれ側フランク（１５ａ、１７ａ）のフランク角（α１）がプランジャ突出側フランク（１５ｂ、１７ｂ）のフランク角（α２）よりも大きい鋸歯状に形成されて互いにねじ合わされたチェーンテンショナであって、
前記プランジャの雌ねじ（１５）のねじピッチをａ、前記スクリューロッドの雄ねじ（１７）のねじピッチをｂとして、ａ＜ｂの条件を満たすチェーンテンショナ。
【請求項２】
前記プランジャの雌ねじ（１５）と前記スクリューロッドの雄ねじ（１７）のプランジャ押し込まれ側フランク（１５ａ、１７ａ）のフランク角（α１）が６４°〜７６°、プランジャ突出側フランク（１５ｂ、１７ｂ）のフランク角（α２）が６°〜１６°に設定された請求項１に記載のチェーンテンショナ。
【請求項３】
前記プランジャ（１４）として、２部品を組み合わせたものを備える請求項１又は２に記載のチェーンテンショナ。
【請求項４】
前記プランジャ（１４）が、円筒部材（１４ａ）と、その円筒部材（１４ａ）の一端開口を閉じるキャップ（１４ｂ）の２部品で構成され、前記キャップ（１４ｂ）が前記円筒部材（１４ａ）に液密に圧入固定されている請求項３に記載のチェーンテンショナ。
【請求項５】
前記プランジャ（１４）が、円筒部材（１４ａ）と、その円筒部材（１４ａ）の一端開口を閉じるキャップ（１４ｂ）の２部品で構成され、前記キャップ（１４ｂ）が前記円筒部材（１４ａ）に液密に溶接固定されている請求項３に記載のチェーンテンショナ。
【請求項６】
前記ハウジング（１１）が、そのハウジング（１１）をエンジンのシリンダブロックに内装するための取り付け用ブラケット（１１ｂ）を具備した請求項１〜５のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項７】
前記ハウジング（１１）が、そのハウジング（１１）をエンジンのシリンダブロックに外装するための取り付け用ブラケット（１１ｃ）を具備した請求項１〜５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、エンジンのカムシャフト駆動用チェーンなどの張力を一定に保持するチェーンテンショナ、詳しくは、チェーンの張力変動を油圧ダンパで吸収するタイプのテンショナであって、油圧ダンパが機能していないときにも安定した性能が発揮されるようにしたチェーンテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達チェーンの張力を一定に保つ首記のチェーンテンショナの従来技術として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
その特許文献１のチェーンテンショナは、緩み側チェーンに接触させたスリッパをチェーンが張る方向に押圧する有底筒状のプランジャを有しており、そのプランジャの内部にスクリューロッドが収められている。
【０００４】
また、前記プランジャは、ハウジングのシリンダ室に挿入され、スクリューロッドとの間に介在した内部のリターンスプリングにより、シリンダ室から突出する方向に付勢されている。
【０００５】
さらに、前記スクリューロッドは、外周の雄ねじを前記プランジャの内面に形成された雌ねじに螺合させており、前記プランジャは、チェーンに緩みが生じると前記雌ねじと雄ねじのフランク接触部に働く分力によってスクリューロッドに対して相対回転しながらハウジングのシリンダ室から突出する。
【０００６】
これにより、スリッパがチェーン側に押されてチェーンの緩みによる張力の低下が防止される。
【０００７】
なお、エンジンのカムシャフト駆動用チェーンの張力保持に利用されるチェーンテンショナは、一般的に、エンジンから供給されるオイルをプランジャの内部に設けられた圧力室に導入し、前記圧力室の圧力が給油通路の圧力よりも高くなったときに前記圧力室を閉鎖することで油圧ダンパが構成されるようにしており、その油圧ダンパの働きによってチェーンの張力の変動が補正され、チェーン張力が一定に保たれる。
【０００８】
ところが、この形式のチェーンテンショナは、エンジン停止時に前記圧力室に対するオイルの供給が止まることから、プランジャがシリンダ室に没入する方向に押し込まれる。
【０００９】
そのため、多くのテンショナについては、プランジャが一定量を超えて押し込まれないようにする戻り止め機構が採用されている。
【００１０】
前記特許文献１のチェーンテンショナは、プランジャに設けられた前記雌ねじと前記スクリューロッドの外周に設けられた雄ねじのプランジャ突出側フランクとプランジャ押し込まれ側フランクの角度を異ならせて前記戻り止め機構を構成している。
【００１１】
具体的には、ねじの形状を、プランジャ突出側フランクのフランク角がプランジャ押し込まれ側フランクのフランク角よりも大きな鋸歯状にしており、その鋸歯の雌ねじと雄ねじの係合により、プランジャが押し込まれるときには前記雌ねじと前記雄ねじの相対回転に大きな抵抗が加わってプランジャの押し込まれが阻止されるものになっている。
なお、ここで言うプランジャ押し込まれ側フランクは、プランジャがシリンダ室に押し込まれるときに前記雌ねじが前記雄ねじに当たる側の面、プランジャ突出側フランクは、プランジャがシリンダ室から突出するときに前記雌ねじが前記雄ねじに当たる側の面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３６３５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１のチェーンテンショナのプランジャに設けられている雌ねじとスクリューロッド外周の雄ねじは、互いのねじピッチが設計上は同一に設定されるが、完全に同一ピッチになることは実際には無く、不可避の加工誤差によりピッチ差が生じて雌ねじのねじピッチが雄ねじのねじピッチよりも大きくなるケースが発生する。
【００１４】
その状況では、プランジャがシリンダ室から突出するときに、スクリューロッドの雄ねじが雌ねじに対して相対回転しながらその雌ねじのプランジャ閉鎖端側（非開口側）の始端（始まり箇所）から乗り上げていくような状況が起こる。
【００１５】
雌ねじの始端（図８のｓ部とｅ部）は、プランジャの開口端側、閉鎖端側とも鋭利な形状になり易く、また、所謂加工バリも発生し易い。
【００１６】
その雌ねじの始端に対してスクリューロッドの雄ねじが相対回転しながら乗り上げると、スクリューロッドのプランジャ突出側フランクが荒れた面や打痕がついた面になっている場合、接触した雄ねじと雌ねじのフランクが引っ掛かってスクリューロッドとプランジャの相対回転が妨げられる。
【００１７】
そのため、エンジンからのオイル供給が止まってプランジャの推進がリターンスプリングの力のみに依存して行われる状況下では特に、プランジャの突出性が悪化する虞がある。
【００１８】
これではテンショナの機能が安定して発揮されない。そこで、この発明は、エンジンからのオイル供給が止まって自己が備える油圧ダンパの機能が発揮されない状況下でも、プランジャの突出がスムーズに起こってテンショナによるチェーンの張力の保持が安定してなされるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するため、この発明においては、
一端開口のシリンダ室を有するハウジングと、前記シリンダ室に出没自在に挿入される有底筒状の、内部に雌ねじの形成されたプランジャと、そのプランジャの内側に組み込まれる外周に雄ねじの形成されたスクリューロッドと、そのスクリューロッドと前記プランジャとの間に介在されて前記プランジャを前記シリンダ室から突出する方向に付勢するリターンスプリングと、前記シリンダ室内において前記プランジャの背部に形成される圧力室と、その圧力室に連通する給油通路と、前記圧力室の圧力が前記給油通路の圧力よりも高いときに前記給油通路を閉じる逆止弁を具備し、
前記雌ねじと前記雄ねじは、前記シリンダ室からのプランジャ押し込まれ側フランクのフランク角がプランジャ突出側フランクのフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されて互いにねじ合わされたチェーンテンショナを以下の通りに構成した。即ち、
前記プランジャの雌ねじのねじピッチをａ、前記スクリューロッドの雄ねじのねじピッチをｂとして、ａ＜ｂの条件を満たすものにした。
【００２０】
このチェーンテンショナは、前記プランジャの雌ねじと前記スクリューロッドの雄ねじのプランジャ突出側フランクのフランク角を６°〜１６°、プランジャ押し込まれ側フランクのフランク角を６４°〜７６°に設定したものが考えられる。
【００２１】
プランジャは冷間鍛造された素材にねじ加工を施したものがよく、また、プランジャの材質は、強度やコストを考えるとＳＣＭ材（機械構造用炭素鋼）やＳＣｒ材（クロム鋼鋼材）がよい。
【００２２】
そのプランジャは、一体物のほかに円筒部材とその円筒部材の一端開口を閉じるキャップの２部品で構成されるものが考えられる。２部品で構成されるものは、量産性を考えると、キャップが円筒部材に対して圧入固定されたものや溶接接合されたものが有利である。
【００２３】
スクリューロッドの材質も、ＳＣＭ材やＳＣｒ材がよい。
【００２４】
なお、この発明は、エンジン外装式チェーンテンショナ、エンジン内装式チェーンテンショナのどちらにも適用することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明のチェーンテンショナは、上述したように、プランジャの雌ねじのねじピッチａがスクリューロッドの雄ねじのねじピッチｂよりも小に設定されている。
【００２６】
これにより、プランジャがシリンダ室から突出するときには、常に、プランジャの雌ねじのプランジャ開口端側の始端近傍がスクリューロッドの雄ねじに接し、この状態でプランジャが突出方向に動く。
【００２７】
このとき、スクリューロッドは定位置に固定されるか又は定位置で回転する。そのときのプランジャとスクリューロッドの相対移動は、スクリューロッドの雄ねじがプランジャの雌ねじに対して相対回転しながらプランジャ開口端側の始端に向かって雌ねじの傾斜したフランク上を滑り降りるような状況となる。
【００２８】
このため、雌ねじの始端が鋭利で、なおかつ、加工バリも存在している状態であっても、プランジャのシリンダ室からの突出性は低下せず、エンジン停止時にもチェーン張力の保持に必要なブランジャ推力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】カムシャフト駆動用チェーンシステムの一例の概略を示す図である。
【図２】図１のチェーンシステムに採用したチェーンテンショナの詳細を示す断面図である。
【図３】図２のチェーンテンショナのプランジャに設けた雌ねじとスクリューロッドに設けた雄ねじの係合状態を示す拡大断面図である。
【図４】図２のチェーンテンショナのプランジャに設けた雌ねじとスクリューロッドに設けた雄ねじのフランク角を示す断面図である。
【図５】プランジャに設けた雌ねじの変形例（面取り付与）を示す拡大断面図である。
【図６】プランジャに設けた雌ねじ（面取り無し）に転造によって生じた肉の盛り上がり状態の一例を示す断面図である。
【図７】プランジャに設けた雌ねじ（面取り有り）に転造によって生じた肉の盛り上がり状態の一例を示す断面図である。
【図８】プランジャの変形例を示す断面図である。
【図９】プランジャの他の変形例を示す断面図である。
【図１０】この発明のチェーンテンショナの他の形態の詳細を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明のチェーンテンショナの実施の形態を添付図面の図１〜図１０に基づいて説明する。
【００３１】
図１は、この発明のチェーンテンショナを用いたエンジンのカムシャフト駆動用チェーンシステムの一例を表している。
【００３２】
このチェーンシステムでは、クランクシャフト１に取り付けられたスプロケット２の回転がチェーン３を介してカムシャフト４に取り付けられたスプロケット５に伝達される。
【００３３】
チェーン３の緩み側には、支軸７を支点にして揺動自在のスリッパ６を接触させており、そのスリッパ６がチェーンテンショナ１０によってチェーンが張る方向（チェーン張力が高まる方向）に押圧されている。
【００３４】
図１のチェーンテンショナ１０はエンジン内装式である。そのチェーンテンショナ１０の詳細を図２に示す。この図１のチェーンテンショナ１０は、エンジンのシリンダブロック（図示せず）に固定されるハウジング１１を有する。
【００３５】
そのハウジング１１には、前記スリッパ６との対向面側に開口するシリンダ室１２と、エンジンから供給されるオイルをシリンダ室１２の内部に導入する給油通路１３が設けられている。
【００３６】
前記シリンダ室１２には、有底筒状の、内部に雌ねじ１５を備えたプランジャ１４が、開口端側をシリンダ室１２に入り込ませて挿入されている。
【００３７】
また、そのプランジャ１４の内側には、中空の外周に雄ねじ１７を有するスクリューロッド１６と、ばねシート１８と、リターンスプリング１９が組み込まれている。
【００３８】
リターンスプリング１９は、前記スクリューロッド１６とばねシート１８との間に縮設されており、このばねによってプランジャ１４はシリンダ室１２から突出する方向に付勢されている。
【００３９】
さらに、シリンダ室１２の奥端の壁１１ａとスクリューロッド１６との間にロッドシート２０が組み込まれ、そのロッドシート２０によってスクリューロッド１６の一端が支持されている。図２の１１ｂは、ハウジング１１をエンジンのシリンダブロックに外装固定するための取り付け用ブラケットである。
【００４０】
前記ばねシート１８は、先端に球面１８ａを有しており、その球面１８ａをプランジャ１４の閉鎖端側の底壁に接触させることで、プランジャ１４とスクリューロッド１６が相対回転するときの回転抵抗を低減するようにしている。
【００４１】
スクリューロッド１６の内側の空間とそれに通じたプランジャ１４の内部空間は圧力室２１として構成され、その圧力室２１と前記給油通路１３との間に、圧力室２１の圧力が給油通路１３内の圧力よりも高いときに給油通路１３を閉じて圧力室２１を封止する逆止弁２２（チェックバルブ）が設置されている。
【００４２】
図示の逆止弁２２は、球状の弁体２２ｂと、前記ロッドシート２０に設けた弁座２２ａと、弁体２２ｂを弁室内に保持するリテーナ２２ｃとで構成されている。
【００４３】
前記雌ねじ１５は、プランジャ１４の開口部側の内面に形成され、一方、前記雄ねじ１７はスクリューロッド１６の外周のほぼ全域に形成されている。
【００４４】
前記雌ねじ１５は、シリンダ室１２からのプランジャ押し込まれ側フランク１５ａのフランク角α１（図４参照）がプランジャ突出側フランク１５ｂのフランク角α２よりも大きい鋸歯状に形成されている。
【００４５】
雄ねじ１７も同様であり、プランジャ押し込まれ側（厳密にはスクリューロッド押し込まれ側）フランク１７ａのフランク角α１（図４参照）がプランジャ突出側（スクリューロッド突出側）フランク１７ｂのフランク角α２よりも大きい鋸歯状ねじとなっている。
【００４６】
各々が鋸歯状に形成されたその雌ねじ１５と雄ねじ１７が互いにねじ合わされている。また、本願発明を特徴づける構成として、図３に示すように、雌ねじ１５のねじピッチａが、雄ねじ１７のねじピッチｂよりも小に設定されている。
【００４７】
図示のチェーンテンショナは、雌ねじ１５との雄ねじ１７のプランジャ押し込まれ側フランク１５ａ、１７ａのフランク角α１を６４°〜７６°、プランジャ突出側フランク１５ｂ、１７ｂのフランク角α２を６°〜１６°に設定している。
【００４８】
なお、前記フランク角α１が大きくなるほどエンジンからのオイル供給が止まったときのプランジャの戻り止めの機能が高まるが、ねじピッチを変えずにフランク角α１を大きくするとねじ山の高さが犠牲になるので、プランジャ押し込まれ側フランク１５ａ、１７ａのフランク角α１は６４°〜７６°程度を上限にするとよい。フランク角α１をこれ以上の値にすると、運転時にプランジャが押し戻されず、機能不良となることがある。
【００４９】
また、プランジャ突出側フランク１５ｂ、１７ｂのフランク角α２は、その値が大きくなるに従ってシリンダ室１２からのプランジャ１４の突出性が低下するので、６°〜１６°程度を上限にするとよい。
【００５０】
例示のチェーンテンショナ１０のプランジャ１４とスクリューロッド１６の材質は、どちらもＳＣＭ材やＳＣｒ材が好ましいが、その２者に限定されるものではない。
【００５１】
また、図５に示すように、雌ねじ１５には、加工バリなどの対策としてねじ山の鋭利な先端を除去する面取り部２３を施すことができる。
【００５２】
その面取り部２３があると、エッジ部に加工バリが生じてもその影響を受け難くなるため雄ねじ１７の引っ掛かりが起こり難くなり、シリンダ室１２からのプランジャ１４の突出性がより良くなる。
【００５３】
また、雌ねじ１５のフランク１５ｂに対して、図６に示すような肉の盛り上がり箇所２４が転造時に形成されることもあるが、面取り部２３が追設されていると、図７に示すように、転造時に形成される肉の盛り上がり箇所２４がフランク１５ｂと面取り部２３との交差部に形成されるので、雄ねじ１７のねじの谷底に対する肉の盛り上がり箇所２４の干渉回避もし易くなる。
【００５４】
図８、図９は、プランジャ１４の変形例である。図２のチェーンテンショナ１０のプランジャ１４は、全体が一体に形成されているのに対し、図８、図９のプランジャ１４は、２部品が組み合わされたものになっている。
【００５５】
プランジャ１４は、強度を考えると冷間鍛造された素材にねじ加工を施したものが好ましい。また、細長い有底筒状のプランジャ１４は、冷間鍛造法によれば一体物として加工するよりも２部品に分け、それを接合して製造したものが有利である。
【００５６】
図８のプランジャ１４は、冷間鍛造された円筒部材１４ａに対して同じく冷間鍛造されたキャップ１４ｂが液密に圧入固定されたものである。
【００５７】
また、図９のプランジャ１４は、冷間鍛造された円筒部材１４ａに対して同じく冷間鍛造されたキャップ１４ｂがプロジェクション溶接して（１４ｃが溶接部）液密に固定されたものである。これ等は、一体物として加工される製品に比べて量産性やコストに優れる。
【００５８】
図１０は、エンジン外装式チェーンテンショナに対するこの発明の適用例である。この図１０のチェーンテンショナ１０Ａは、ハウジング１１の一部をエンジンのシリンダブロック８に設けられた孔からシリンダブロック８の内部に挿入し、シリンダブロック８の内部においてシリンダ室１２から突出するプランジャ１４でスリッパ６をチェーンが張る方向に押圧する。
【００５９】
この図１０のチェーンテンショナ１０Ａは、エンジンに外装固定するための取り付け用ブラケット１１ｃの設置箇所や、ハウジング１１に設けられる空気抜き部１１ｄの向きなどが図２のチェーンテンショナ１０と異なるが、基本構造は図２のチェーンテンショナ１０と同じである。従って、図２と同一要素については同一符号を付して再説明を省く。
【符号の説明】
【００６０】
１          クランクシャフト
２，５      スプロケット
３          チェーン
４          カムシャフト
６          スリッパ
７          支軸
８          シリンダブロック
１０，１０Ａ  チェーンテンショナ
１１        ハウジング
１１ａ      シリンダ室の奥端の壁
１１ｂ、１１ｃ  取り付け用ブラケット
１１ｄ      空気抜き部
１２        シリンダ室
１３        給油通路
１４        プランジャ
１４ａ      円筒部材
１４ｂ      キャップ
１４ｃ      溶接部
１５        雌ねじ
１５ａ      プランジャ押し込まれ側フランク
１５ｂ      プランジャ突出側フランク
ａ          雌ねじのねじピッチ
ｓ          雌ねじのプランジャ開口端側の始端
ｅ          雌ねじのプランジャ閉鎖端側の始端
１６        スクリューロッド
１７        雄ねじ
１７ａ      スクリューロッド押し込まれ側のフランク
１７ｂ      スクリューロッド突出側のフランク
ｂ          雄ねじのねじピッチ
１８        ばねシート
１８ａ      球面
１９        リターンスプリング
２０        ロッドシート
２１        圧力室
２２        逆止弁
２２ａ      弁座
２２ｂ      弁体
２２ｃ      リテーナ
２３        面取り部
２４        転造による肉の盛り上がり箇所
【図１】
0006616220.tif 000002
【図２】
0006616220.tif 000003
【図３】
0006616220.tif 000004
【図４】
0006616220.tif 000005
【図５】
0006616220.tif 000006
【図６】
0006616220.tif 000007
【図７】
0006616220.tif 000008
【図８】
0006616220.tif 000009
【図９】
0006616220.tif 000010
【図１０】
0006616220.tif 000011