(57)【要約】【課題】エンジンのカムシャフトを駆動するために設けられ、駆動部材をエンジンの軸に取り付けられたホイールの周囲に巻き付けて有する制御アセンブリに、悪影響を及ぼすことを解消する。【解決手段】  制御アセンブリ（２）のチェーン（６）を引っ張るように意図されている張力調節機構であって、少なくとも１つの張力調節レール（１０）および少なくとも１つの追加のスライドレール（８）を含み、前記少なくとも１つの追加のスライドレール（８）が、熱によって前記制御アセンブリ（２）に生じる公差を打ち消すべく、温度の関数として変形するように構成されている張力調節機構である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御アセンブリ（２）のチェーン（６）を引っ張るように意図されている張力調節機構であって、少なくとも１つの張力調節レール（１０）および少なくとも１つの追加のスライドレール（８）を含み、前記少なくとも１つの追加のスライドレール（８）が、熱によって前記制御アセンブリ（２）に生じる公差を打ち消すべく、温度の関数として変形するように構成されている張力調節機構。
【請求項２】
前記少なくとも１つの張力調節レール（１０）が、前記制御アセンブリ（２）の公差を補償するように構成されている請求項１に記載の張力調節機構。
【請求項３】
前記少なくとも１つの張力調節レール（１０）が、張力調節部材（１５）と協働する請求項１または２に記載の張力調節機構。
【請求項４】
前記少なくとも１つの追加のスライドレール（８）が、前記少なくとも１つの張力調節レール（１０）を補助するように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の張力調節機構。
【請求項５】
前記少なくとも１つの追加のスライドレール（８）が、請求項１２〜２１の一項に記載のスライドレール（８）の様式で構成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の張力調節機構。
【請求項６】
エンジンと協働する制御アセンブリであって、チェーン（６）と、複数のホイール（４、５）と、請求項１〜５の一項に記載の張力調節機構とを含む制御アセンブリ。
【請求項７】
前記チェーン（６）が、前記ホイール（４、５）の周囲に巻き付けられている請求項６に記載の制御アセンブリ。
【請求項８】
ハウジングと前記ハウジングに少なくとも部分的に取り付けられた複数の軸とを有するエンジンであって、前記軸のうちの少なくとも２つ、および請求項１〜５のいずれか一項に記載の少なくとも１つの張力調節機構と協働するチェーン（６）を含むエンジン。
【請求項９】
前記軸のうちの少なくとも１つが、カムシャフトを駆動する請求項８に記載のエンジン。
【請求項１０】
前記ハウジングが、アルミニウムから形成されている請求項８または９に記載のエンジン。
【請求項１１】
前記チェーン（６）が、鋼から形成されている請求項８〜１０のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項１２】
エンジンの制御アセンブリ（２）のためのスライドレールであって、熱によって前記制御アセンブリ（２）に生じる公差を打ち消すべく、温度の関数として変形するように構成されているスライドレール。
【請求項１３】
前記制御アセンブリ（２）に対して固定に取り付けられる請求項１２に記載のスライドレール。
【請求項１４】
自体の形状、材料の特性、および熱膨張によって、熱によって前記制御アセンブリ（２）に生じる公差を打ち消すように、温度の影響の下で自体が変形する請求項１２または１３に記載のスライドレール。
【請求項１５】
滑り面（１８）を有するとともに、少なくとも１つの取り付け点（１６）によって、前記制御アセンブリ（２）のチェーン（６）が前記滑り面（１８）と前記少なくとも１つの取り付け点（１６）との間に配置されるように取り付けされており、前記滑り面（１８）が前記チェーン（６）へと作用して、前記チェーン（６）が温度の関数として引っ張られる請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のスライドレール。
【請求項１６】
少なくとも１つの取り付け点（１６）がチェーン（６）の凸側に配置されるように取り付けされる請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のスライドレール。
【請求項１７】
前記滑り面（１８）がドーム状である請求項１５または１６に記載のスライドレール。
【請求項１８】
温度の上昇につれて膨張する部分であって、前記滑り面（１８）と前記少なくとも１つの取り付け点（１６）との間で膨張する部分（２２）を含む請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のスライドレール。
【請求項１９】
チェーン（６）を温度（Ｔ）に依存する調節距離（ｓ）だけ変位させるように構成されており、前記調節距離（ｓ）の値が、少なくともエンジンの動作に際に広がる温度の範囲において、温度（Ｔ）が上昇すると減少し、温度（Ｔ）が低下すると増加する請求項１２〜１８のいずれか一項に記載のスライドレール。
【請求項２０】
鋼製のチェーン（６）を変位させるように構成されている請求項１２〜１９のいずれか一項に記載のスライドレール。
【請求項２１】
エンジンのハウジングに取り付けられるように構成されており、前記エンジンが、前記ハウジングに少なくとも部分的に取り付けられた複数の軸、および複数のホイール（４、５）を前記軸に取り付けて含む制御アセンブリ（２）を含み、チェーン（６）がこれらのホイール（４、５）と協働する請求項１２〜２０のいずれか一項に記載のスライドレール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張力調節機構、制御アセンブリ、スライドレール、およびエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンまたは内燃機関は、冷間の始動から始まって、特には冷却が不充分である場合の高負荷時の設計温度を超える範囲まで、その使用範囲にわたって大きな温度の相違にさらされる。この種の温度の相違は、エンジンの構成部品の熱膨張につながる。これが、特にはエンジンのカムシャフトを駆動するために設けられ、駆動部材をエンジンの軸に取り付けられたホイールの周囲に巻き付けて有する制御アセンブリに、悪影響を及ぼす。制御アセンブリは、通常は、かなりの長さを有するため、これに対応して大きな長さの相違が、温度変化の影響の下で制御アセンブリにおいて生じ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような背景に対し、請求項１の特徴を有する張力調節機構、請求項６の特徴を有する制御アセンブリ、請求項８の特徴を有するエンジン、および請求項１２の特徴を有するスライドレールが、提案される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による張力調節機構は、制御アセンブリのチェーンを引っ張るように設計され、少なくとも１つの張力調節レールおよび少なくとも１つの他のスライドレールを有しており、該少なくとも１つの他のスライドレールが、熱によって制御アセンブリに生じる公差を打ち消すべく、温度の関数として変形するように設計されている。
【０００５】
張力調節機構の少なくとも１つの張力調節レールは、通常は、制御アセンブリの公差を等しくするように設計されており、張力調節部材と協働することができる。この少なくとも１つの張力調節レールを補助すべく、少なくとも１つの他のスライドレールが設計される。この少なくとも１つの他のスライドレールを、後述するとおり、本発明によるスライドレールとして構成することができる。
【０００６】
張力調節レールの目的は、典型的には張力調節部材と協働して、例えば温度および／または磨耗に起因する伸びであるが、制御アセンブリまたはチェーン・アセンブリにおける公差を補償することにある。そのような公差は、例えばチェーンとエンジンとの組み合わせによって引き起こされ、特にチェーンとエンジンが異なる材料で作られている場合に顕著になる。
【０００７】
エンジンにおいて、相互接続されるべき軸が遠く離れ、したがってチェーンと協働するホイールが遠く離れ、したがってチェーンがより長くなると、張力調節機構によって達成すべき形状変化の必要性がより大きくなる。したがって、チェーンを変位させるべき距離、すなわち少なくとも１つの張力調節レールが張力調節部材と協働することによってもたらされる調節距離が、これに対応して長くなるように、張力調節部材と協働する少なくとも１つの張力調節レールを設計しなければならない。この場合、張力調節レールおよび張力調節部材によって占められる空間が大きくなり、少なくとも１つの張力調節レールを張力調節部材とともに収容しなければならないコンパクトなエンジンにおいて、無視できない空間の問題を引き起こし得る。
【０００８】
そこで、少なくとも１つのさらなるスライドレールが、張力調節機構の追加の構成部品として、制御アセンブリに設けられる。このスライドレールが、その固有の熱膨張によって、少なくとも１つの張力調節レールと張力調節部材を含む少なくとも１つの調節要素の機能を補助し、形状変化の必要性を少なくする。結果として、容易に制御アセンブリおよびエンジンへと収容できる比較的小型の標準的な張力調節レールおよび張力調節部材を使用することができるようになる。
【０００９】
少なくとも１つの他の張力調節レールは、好ましくは、一部品として作られ、あるいはただ１つのモジュールで構成される。少なくとも１つの張力調節レールと異なり、相対移動を行なうことがないため、制御アセンブリへと固定に取り付けることが可能である。少なくとも１つのスライドレールは、制御駆動部において生じる公差のうちの一部のみを補償する。
【００１０】
本発明による制御アセンブリは、エンジンと協働し、チェーンと、複数のホイールと、本発明による張力調節機構とを有する。
【００１１】
制御アセンブリのホイールが、エンジンの軸へと取り付けられており、これらの軸は、大体はエンジンのハウジングに取り付けられている。チェーンまたは他の任意の適切な駆動部材、例えばベルトまたはＶベルトが、特には鋼で作られており、ホイールしたがってエンジンの軸と協働する。好ましくは、チェーンがこれらのホイールのうちの少なくとも２つに巻き付いており、ホイールの間、したがって軸の間で、チェーンによって力および／または回転運動を伝達することができる。
【００１２】
本発明によるエンジンは、ハウジングおよび複数の軸を有する。軸は、少なくとも部分的にハウジングに取り付けられている。さらに、エンジンは、軸のうちの少なくとも２つと協働するチェーンを有する。このエンジンが、さらに、本発明による張力調節機構を含む。
【００１３】
エンジンの軸のうちの少なくとも１つを、カムシャフトを駆動するように設計できる。エンジンのハウジングを、大部分アルミニウムで形成する一方で、チェーンまたは他の適切な駆動部材を、大部分鋼で形成することが考えられる。エンジンは、少なくとも２つのホイールを軸へと取り付けて有する。後述する本発明による少なくとも１つのスライドレールが、エンジンのハウジングに取り付けられる。
【００１４】
エンジンの制御アセンブリのための本発明によるスライドレールは、熱によって制御アセンブリに生じる公差を打ち消すべく、温度の関数として変形するように設計されている。
【００１５】
このスライドレールは、制御アセンブリに対して固定に取り付けられるものであり、その構成ゆえ、エンジンおよび制御アセンブリのチェーンの材料および／または熱特性の相違の結果として生じ得る熱によって生じる公差、特には長さの差を打ち消すように、温度の影響の下で自体が変形する。
【００１６】
制御アセンブリのための本発明によるスライドレールは、滑り面を有することができ、通常は少なくとも１つの取り付け点によってエンジンへと、エンジンのチェーンが滑り面と少なくとも１つの取り付け点との間に配置されるように取り付けされ、滑り面がこの駆動部材へと作用して、駆動部材を温度に応じて引っ張ることができる。
【００１７】
広くには、スライドレールを、例えばベルトまたはＶベルトを変位させるなど、チェーン以外の駆動部材を変位させるように構成することも可能である。
【００１８】
スライドレールは、少なくとも１つの取り付け点によってエンジンのハウジングへと取り付けられる。このエンジン、または相応の内燃機関が、少なくとも部分的にハウジングに取り付けられた複数の軸を有する。制御アセンブリは、複数のホイールまたは案内輪を、これらの軸に配置して含み、ホイールの中心が軸へと取り付けられる一方で、チェーンがこれらのホイールと協働する。これは、チェーンがホイールの周囲に巻き付き、個々のホイールの間、したがってエンジンの個々の軸の間で、回転運動および／または力を伝達できることを意味することができる。
【００１９】
さらには、チェーンが、鋼または主として鉄を含有する金属合金で作られていることが好ましい。一方、エンジンのハウジングは、通常は、アルミニウムまたはアルミニウムの鋳造、あるいは主としてアルミニウムを含有する相応の金属化合物また合金で作られている。
【００２０】
軸を収容するためのハウジングと、ホイールを介して軸と協働するチェーンとが、異なる熱膨張係数を有する異なる金属材料で作られているため、エンジンの動作の最中に、チェーンの伸びと、熱の結果として異なる程度で変化するハウジングの軸の間の距離、したがってチェーンが巻き付けられているホイールの間の距離とによって、制御アセンブリにおいて熱に起因する長さの相違が引き起こされる。
【００２１】
一方でチェーンが鋼で作られ、他方でエンジンのハウジングがアルミニウムで作られている好ましい実施形態においては、エンジンの動作の最中に、温度が上昇するにつれ、ハウジングがチェーンよりも伸びることが分かっている。この結果、制御アセンブリにおいて、チェーンが、制御アセンブリの個々のホイールの間の間隔に比べて、目に見えて短くなる。スライドレール、特にはスライドレールの一部分の材料を、チェーンおよびエンジン・ハウジングに当てはまる異なる熱膨張係数に従って選択しなければならない。
【００２２】
本発明によるスライドレールは、いわゆるチェーンレールとも称されるが、少なくとも１つの取り付け点を介してエンジンに固定に取り付けられる。その形状、材料の特性、熱膨張、ならびに／あるいは制御アセンブリおよびエンジンにおける配置位置によって、スライドレールは、熱によって制御アセンブリ内に生じる長さの差を打ち消すように、温度の変化に応じて変形することができる。
【００２３】
スライドレールにおいては、チェーンへと作用する滑り面または他の任意の作用部材と少なくとも１つの取り付け点とが、温度が上昇するにつれて膨張する部分によって一体に接合されており、あるいは滑り面と少なくとも１つの取り付け点との間で膨張するスライドレールの相応の部材によって、一体に接合されている。この結果、作用部材と少なくとも１つの取り付け点との間の間隔が、温度が上昇するにつれて増加し、温度が低下するにつれて減少する。チェーンは、滑り面と少なくとも１つの取り付け点との間に配置されているため、チェーンが、温度Ｔに応じた調節距離ｓだけスライドレールによって変位させられ、あるいは引っ張られ、この調節距離ｓの値は、少なくとも冷間時の始動と最大速度との間でエンジンに広がる温度の範囲において、温度が上昇すると減少し、温度が低下すると増加する。調節距離ｓだけチェーンが変位させられるということは、制御アセンブリにおいてチェーンが走行する行路が、調節距離ｓに対応する距離だけ逸らされることを意味している。
【００２４】
滑り面は、凸状であってよい。滑り面の代案である作用部材を、チェーンに作用するローラとして構成してもよく、その場合、ローラを受け止めるためのスピンドルが、前記部分の構成要素として、あるいは前記部分を介して、前記少なくとも１つの取り付け点に接続される。チェーンが滑り面に沿ってスライドするように、考えることができる。滑り面は、エンジンの動作の際に滑り面とチェーンとの間に生じる摩擦がわずかであるように適切なコーティングを有することができる。
【００２５】
スライドレールは、好ましくは実質的に１つの部品であり、前記部分および作用面が１つのユニットを形成している。この１部品構成ゆえ、制御アセンブリにおいて固定されたスライドレールは、張力調節部材によって枢動する張力調節レールの場合と異なり、チェーンに対して相対運動または回転運動を行なうことがない。スライドレールは、熱によって変形して、滑り面を前記少なくとも１つの取り付け点に対して移動させるように設計されている。
【００２６】
スライドレールのための少なくとも１つの取り付け手段は、前記少なくとも１つの取り付け点に組み合わせられるが、前記部分の構成要素として構成することが可能である。この少なくとも１つの取り付け手段は、例えば開口として構成でき、したがってスライドレールが、例えばこの開口を通過するねじまたはボルトである少なくとも１つの接続部材によって、前記少なくとも１つの取り付け点に固定される。
【００２７】
スライドレールは、少なくとも１つの取り付け点が好ましくはチェーンの凸側に配置されるように、エンジンへと完全に取り付けられる。滑り面によるチェーンへの作用またはチェーンの引っ張りを、前記少なくとも１つの取り付け点に向かう方向に生じさせることができる。
【００２８】
スライドレールは、軸を中心として同じ方法に回転している２つのホイールの間のチェーンの行路に沿ってチェーンに作用するように、エンジンへと取り付けることができる。さらに、スライドレールを、滑り面がチェーンを内向きに引き張ることができるように滑り面のうちのチェーンに作用する領域がチェーンによって囲まれる表面の内側へと向くように、エンジンへと取り付けることができる。滑り面がチェーンを外向きに引張る代案となる配置構成も、やはり可能であり、この配置構成においても、温度が上昇するにつれてスライドレールによるチェーンの引き張りが弱くなる。
【００２９】
チェーンまたは制御チェーンにおいて、磨耗による伸びが生じる可能性もある。結果として制御アセンブリにおいて生じる長さのさらなる相違は、張力調節レールによって補償することができる。温度に起因する長さの相違は、長期の運転期間の後であってもエンジンまたは制御アセンブリのあらゆる動作状況において正確な予張力がチェーンに得られるように、スライドレールによって補償することができる。
【００３０】
スライドレールが、自体の熱膨張によって、張力調節レールを張力調節部材と協働させて含む従来の調節要素の機能を支持または補助し、あるいはこの調節要素によってもたらされるべきチェーンの変位の必要性を少なくすることを思い描くことができる。したがって、結果として、容易に制御アセンブリに収容できる比較的小型の標準的な張力調節レールおよび張力調節部材を、使用することができる。
【００３１】
本発明のさらなる利点および実施形態が、詳細な説明および添付の図面から明らかになるであろう。
【００３２】
上述した特徴および以下で説明される特徴が、説明される特定の組み合わせにおいて使用可能であるだけでなく、本発明の範囲から離れることなくその他の組み合わせにおいても使用でき、あるいは単独でも使用できることを理解できるであろう。
【００３３】
本発明を、例示としての実施形態を参照することで図面に概略的に示し、図面を参照しつつ以下でさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
制御アセンブリ２が、好ましい実施形態について図１に概略的に示されており、動作時に時計方向に回転する４つのホイール４、５を含む。これらのホイール４、５は、ここには詳しくは示されていないが、エンジンの軸に取り付けられており、それらの軸は、エンジンのハウジングに回転可能に取り付けられている。チェーン６として構成されている駆動部材が、ホイール４、５と協働する。
【００３５】
エンジンの温度の影響の結果として、制御アセンブリ２に長さの相違が生じ、さらにはチェーン６が、その使用期間において磨耗による伸びにさらされるため、制御アセンブリ２は、張力調節レール１０およびさらなるスライドレール８ならびに案内レール１２を含む。張力調節レール１０は、チェーン６に横方向の変位を生じさせることで、チェーン６の長さの変化を補償し、すなわち制御アセンブリ２において生じる伸びを補償する。張力調節レール１０および案内レール１２は、取り付け点１４を介してエンジンに取り付けられている。張力調節レール１０は、油圧式の張力調節部材１５と協働しており、この張力調節部材１５によって、チェーン６に対する張力調節レール１０の作用が調節される。あるいは、張力調節レール１０が、油圧式の張力調節部材１５の代わりに、ばねと協働してもよい。
【００３６】
張力調節部材１５を備える張力調節レール１０、および図１に示されている案内レール１２は、駆動部材を適切に引っ張ってそれらの走行特性を向上させるため、従来の制御アセンブリにおいても使用されている。
【００３７】
本発明の制御アセンブリ２においてさらに設けられているスライドレール８は、取り付け点１６によってエンジンに取り付けられている。ここでは、ドーム状の滑り面１８が、スライドレール８の作用部材として機能する。このドーム状の滑り面１８は、チェーン６によって囲まれる表面の方向にチェーン６に作用するように構成されている。チェーン６は、スライドレール８のドーム状の滑り面１８と２つの取り付け点１６との間に配置されており、したがって２つの取り付け点１６が、チェーン６の凸側に位置している。
【００３８】
運転の最中にエンジンが熱を帯びると、熱膨張が、エンジン・ハウジングの構成部品に取り付けられた軸の間の軸間隔を増加させ、したがってチェーン６が巻き付けられているホイール４、５の間の間隔を増加させる。
【００３９】
さらには、温度が上昇するにつれて、チェーン６も伸びる。しかしながら、チェーンが鋼から作られ、ハウジングまたはハウジングの構成部品がアルミニウムから形成されているため、温度の関数としてのハウジングの熱膨張は、チェーン６の熱膨張よりもおおよそ２倍大きい。結果として、ホイール４、５の間の間隔が、チェーン６の膨張に比べてより大きく増加する。これは、制御アセンブリ２においてチェーン６が見かけ上短くなったということを意味する。
【００４０】
従来技術の制御アセンブリにおいては、この種の熱膨張の相違は、図１に示した張力調節部材１５付きの張力調節レール１０に類似する可動の張力調節手段によって、の変位を少なくする［原文のまま］ことによって補償されている。
【００４１】
従来技術による従来の制御アセンブリの１つの問題点は、たとえ空間が限られていても、適切な力の条件を、駆動手段が引っ張られなければならない距離の全体にわたって確保しなければならない点にある。
【００４２】
図１の好ましい実施形態に示したスライドレール８は、制御アセンブリ２に追加の構成部品として固定に取り付けられており、作用部材によってチェーン６へと温度に応じた作用をもたらすために必要となる空間が、張力調節レール１０と追加の張力調節部材１５とを含む既知の調節要素と比べて、大幅に少なくなるように設計されている。この理由のため、スライドレール８は、その熱膨張によって、熱によって引き起こされる制御アセンブリ２の長さの公差または相違を相殺する変形がもたらされるように設計されている。
【００４３】
取り付け点１６によって固定に取り付けられているこのスライドレール８は、その形状および材料の特性により、低温時において高温時よりも大きな程度で、チェーン６をチェーン６が走行する行路２０から外れて変位させるように構成されている。すなわち、温度に変化が生じたとき、スライドレール８が、チェーン６の長さを行路２０に対して変化させ、温度上昇時に生じるチェーン６の典型的な見かけ上の短縮を相殺する。このとき、チェーン６は、スライドレール８によって調節距離ｓだけ変位させられている。
【００４４】
さらにスライドレール８は、チェーン６について張力調節部材１５付きの張力調節レール１０によって補償しなければならない長さの相違を少なくする。したがって、張力調節レール１０のための張力調節部材１５を、通常よりもより小さく、よりコンパクトにすることができる。このように、スライドレール８は、温度に起因する公差を補償すべく制御アセンブリ２に通常設けられている従来の張力調節装置を、補助することができる。
【００４５】
エンジンのハウジングへのスライドレール８の取り付け点１６は、チェーン６の凸側およびドーム状の滑り面１８の凸側において、行路２０から横方向にいくらかの距離だけ離れている。スライドレール８がエンジンとともに高温になると、スライドレール８において取り付け点１６とチェーンの行路２０との間の部分２２が膨張し、凸状の滑り面１８を調節距離ｓだけ取り付け点１６から離れるように移動させ、チェーン６の行路２０からの変位を少なくする。結果として、２つのホイール４の間に必要とされるチェーン６の長さも短くなり、熱の影響の結果としてのチェーン６の見かけ上の短縮が相殺される。
【００４６】
エンジンにおいてチェーン６によって可動に接続されるべき軸がさらに離れ、したがってチェーン６がさらに長くなると、張力調節レール１０および張力調節部材１５によってもたらされる補償のための形状の変化をより大きくする必要がある。補償すべき長さの相違が大きくなると、張力調節レール１０および張力調節部材１５が占める空間も大きくなる。しかしながら、特にコンパクトなエンジンにおいては、これが空間の問題につながる可能性がある。スライドレール８の部分２２およびスライドレール８の固有の熱膨張が、全体として、図１の張力調節レール１０および張力調節部材１５の機能を支持し、必要とされる形状変化を少なくする。したがって、比較的小さく、制御アセンブリ２に容易に収容できる標準的な張力調節部材１５を使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】制御アセンブリの好ましい実施形態の概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  制御アセンブリ
４、５  ホイール
６  チェーン
８  （追加の）スライドレール
１０  張力調節レール
１５  張力調節部材
１６  取り付け点
１８  滑り面
２０  （チェーン６の）行路
２２  （膨張する）部分
ｓ  調節距離
【図１】
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