(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開放した有底筒状のハウジング（９）内にロッド（１０）を軸方向に移動可能に挿入し、そのロッド（１０）とハウジング（９）の底（１３）との間に、雄ねじ（１４）を外周に有するスクリュロッド（１５）を設け、そのスクリュロッド（１５）の雄ねじ（１４）とねじ係合する雌ねじ（１６）を内周に有するナット部材（１７）を設け、そのナット部材（１７）で支持したリターンスプリング（２７）で前記ロッド（１０）をハウジング（９）から突出する方向に付勢し、前記スクリュロッド（１５）を前記ロッド（１０）に向けて付勢するロッドスプリング（２２）を設け、そのスクリュロッド（１５）を前記ロッド（１０）に回転可能に接触させたチェーンテンショナ（１）において、
前記スクリュロッド（１５）を、前記雄ねじ（１４）を外周に有する筒部材（１５Ａ）と、その筒部材（１５Ａ）よりも硬度が高く、前記筒部材（１５Ａ）の一端に固定されたキャップ部材（１５Ｂ）とで構成し、前記筒部材（１５Ａ）よりも硬度の高いそのキャップ部材（１５Ｂ）が前記ロッド（１０）に接触するようにしたことを特徴とするチェーンテンショナ。
【請求項２】
前記キャップ部材（１５Ｂ）を前記筒部材（１５Ａ）の一端に圧入することにより、前記キャップ部材（１５Ｂ）の固定を行なった請求項１に記載のチェーンテンショナ。
【請求項３】
前記キャップ部材（１５Ｂ）を前記筒部材（１５Ａ）の一端に嵌め込むとともに、その筒部材（１５Ａ）とキャップ部材（１５Ｂ）の嵌合面（２１）を固相溶接することにより、前記キャップ部材（１５Ｂ）の固定を行なった請求項１に記載のチェーンテンショナ。
【請求項４】
前記キャップ部材（１５Ｂ）にショットピーニングを施してキャップ部材（１５Ｂ）の硬度を高めた請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項５】
前記キャップ部材（１５Ｂ）の表面に、硬質皮膜と硬質層のうちの少なくとも一方を形成した請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項６】
前記キャップ部材（１５Ｂ）の硬度を７８６ＨＶ以上とした請求項１から５のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項７】
前記キャップ部材（１５Ｂ）の表面粗さをＲａ１．６以下とした請求項１から６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チェーンに向けて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、一端が開放した有底筒状のハウジング内にロッドを軸方向に移動可能に挿入し、そのロッドとハウジングの底との間に、雄ねじを外周に有するスクリュロッドを設け、そのスクリュロッドの雄ねじとねじ係合する雌ねじを内周に有するナット部材を設け、そのナット部材で支持したリターンスプリングで前記ロッドをハウジングから突出する方向に付勢し、前記スクリュロッドを前記ロッドに向けて付勢するスプリングを設け、そのスクリュロッドを前記ロッドに接触させたものがある。
【０００４】
この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、ロッドがハウジング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。このとき、スクリュロッドは、チェーンの振動により、雌ねじと雄ねじの隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、ナット部材に対して回転する。
【０００５】
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によって、ロッドがハウジングから突出する方向（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。
【０００６】
エンジン停止時は、カムの停止位置によってチェーンの力が大きくなっても、チェーンが振動しないので、スクリュロッドの雄ねじがナット部材の雌ねじで受け止められ、ロッドの位置が固定される。そのため、エンジンを再始動するときにチェーンの弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このチェーンテンショナは、スクリュロッドがロッドに接触しているので、スクリュロッドが回転したときに、スクリュロッドのロッドに対する接触部分が摩耗する。この摩耗が進行すると、ロッドとの摩擦によってスクリュロッドの回転抵抗が増加し、その結果、エンジン作動中、チェーンの張力が大きくなったときにスクリュロッドが円滑に回転しなくなるおそれがあった。
【０００８】
この発明が解決しようとする課題は、スクリュロッドのロッドに対する接触部分が摩耗しにくいチェーンテンショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、前記スクリュロッドを、前記雄ねじを外周に有する筒部材と、その筒部材よりも硬度が高く、前記筒部材の一端に固定されたキャップ部材とで構成し、そのキャップ部材が前記ロッドに接触するようにした。
【００１０】
前記キャップ部材の固定は、前記キャップ部材を前記筒部材の一端に圧入することにより行なってもよいが、前記キャップ部材を前記筒部材の一端に嵌め込むとともに、その筒部材とキャップ部材の嵌合面を固相溶接することにより、前記キャップ部材の固定を行なうと好ましい。
【００１１】
また、前記キャップ部材は、ショットピーニングを施すことにより硬度を高めてもよく、キャップ部材の表面に、硬質皮膜と硬質層のうちの少なくとも一方を形成することによって硬度を高めてもよい。硬質皮膜としては、例えば、セラミック皮膜やダイヤモンドライクカーボン皮膜を挙げることができ、硬質層としては、例えば、窒化化合物層、酸化物層を挙げることができる。
【００１２】
また、前記キャップ部材の硬度は７８６ＨＶ以上とすると、キャップ部材の耐久性を確保することができ、前記キャップ部材の表面粗さをＲａ１．６以下とすると、スクリュロッドの回転抵抗を小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のチェーンテンショナは、スクリュロッドを構成する部材のうち、ロッドに接触するキャップ部材の硬度が筒部材の硬度よりも高いので、スクリュロッドのロッドに対する接触部分が摩耗しにくく、耐久性に優れる。
【００１４】
また、前記キャップ部材を前記筒部材の一端に嵌め込むとともに、その筒部材とキャップ部材の嵌合面を固相溶接することにより、前記キャップ部材の固定を行なったものは、筒部材の固定強度が高く、耐久性に優れる。また、その溶接は、融点以下の温度で行なう固相溶接なので、筒部材とキャップ部材の接合精度が高く、スクリュロッドの寸法精度が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に、この発明の実施形態のチェーンテンショナ１を組み込んだチェーン伝導装置を示す。このチェーン伝導装置は、エンジンのクランクシャフト２に固定されたスプロケット３と、カムシャフト４に固定されたスプロケット５とがチェーン６を介して連結されており、そのチェーン６がクランクシャフト２の回転をカムシャフト４に伝達し、そのカムシャフト４の回転により燃焼室のバルブ（図示せず）の開閉を行なう。
【００１６】
チェーン６には、支点軸７を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド８が接触しており、チェーンテンショナ１が、チェーンガイド８をチェーン６に向けて押圧している。
【００１７】
図２に示すように、チェーンテンショナ１は、一端が開放した有底筒状のハウジング９と、ハウジング９内に軸方向に移動可能に挿入されたロッド１０とを有する。ハウジング９は、ボルト１１でエンジンブロック（図示せず）に固定されている。
【００１８】
ロッド１０は、ハウジング９の内周に固定されたリング状のオイルシール１２を摺動可能に貫通しており、そのオイルシール１２によって、ハウジング９内に作動油が密封されている。ハウジング９内には、ロッド１０のハウジング９内への挿入端とハウジング９の底１３との間に、雄ねじ１４を外周に有するスクリュロッド１５が設けられている。
【００１９】
また、ハウジング９内には、スクリュロッド１５の雄ねじ１４とねじ係合する雌ねじ１６を内周に有するナット部材１７が設けられている。雌ねじ１６と雄ねじ１４は、軸線に沿った断面形状が非対称形状の鋸歯状に形成されており、ロッド１０をハウジング９内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク１８のフランク角が、遊び側フランク１９のフランク角よりも大きくなっている。
【００２０】
スクリュロッド１５は、雄ねじ１４を外周に有する筒部材１５Ａと、その筒部材１５Ａのロッド１０側の一端に固定されたキャップ部材１５Ｂとで構成されている。ここで、キャップ部材１５Ｂの固定は、図３に示すように、キャップ部材１５Ｂと筒部材１５Ａの間に電流を流した状態で、キャップ部材１５Ｂを筒部材１５Ａの一端に締め代をもって嵌め込むことによって行なわれており、このとき、キャップ部材１５Ｂの表面の不純物層２０が削り取られて清浄になるので、筒部材１５Ａとキャップ部材１５Ｂの嵌合面２１は固相溶接される。
【００２１】
すなわち、図３（ａ）に示すように、筒部材１５Ａの一端にキャップ部材１５Ｂを対向させた状態で、筒部材１５Ａとキャップ部材１５Ｂの間に電圧をかけ、図３（ｂ）に示すように、キャップ部材１５Ｂを筒部材１５Ａの一端に接触させる。さらに、図３（ｃ）に示すように、キャップ部材１５Ｂを筒部材１５Ａの一端に嵌め込んでいくと、キャップ部材１５Ｂと筒部材１５Ａの接触部分に流れる電流の発熱と、キャップ部材１５Ｂと筒部材１５Ａの接触部分の摩擦とにより、キャップ部材１５Ｂの表面の不純物層２０が削り取られて清浄になり、図３（ｄ）に示すように、キャップ部材１５Ｂの嵌め込みが完了した時点で、筒部材１５Ａとキャップ部材１５Ｂの嵌合面２１は融点以下の温度で接合した状態となる。
【００２２】
このようにして形成されたスクリュロッド１５は、図２に示すように、キャップ部材１５Ｂとハウジング９の底１３との間に組み込まれたロッドスプリング２２でロッド１０に向けて付勢されており、キャップ部材１５Ｂが、ロッド１０のハウジング９内への挿入端に接触している。
【００２３】
キャップ部材１５Ｂは、熱処理などによって筒部材１５Ａよりも硬度が高められている。また、キャップ部材１５Ｂのロッド１０に対する接触部分２３は、スクリュロッド１５の回転抵抗を小さくするため、球面状に形成されている。さらに、キャップ部材１５Ｂのロッド１０に対する接触部分２３は、ショットピーニングを施すことによって筒部材１５Ａよりも硬度が高められており、その硬度は７８６ＨＶ以上とされている。また、キャップ部材１５Ｂのロッド１０に対する接触部分２３の表面粗さは、Ｒａ１．６以下とされている。
【００２４】
ナット部材１７とハウジング９の底１３の間には、ナット部材１７を支持する緩衝ばね２４が組み込まれている。また、緩衝ばね２４とナット部材１７の間には、緩衝ばね２４の圧縮範囲を規制するストッパ２５が組み込まれている。
【００２５】
ロッド１０の外周には、ハウジング９の内周に摺接するウエアリング２６が固定され、そのウエアリング２６とナット部材１７の間にリターンスプリング２７が組み込まれている。リターンスプリング２７は、一端がナット部材１７で支持され、他端がウエアリング２６を押圧しており、その押圧によってロッド１０をハウジング９から突出する方向に付勢している。ウエアリング２６には、軸方向に貫通するオイル通路２８が形成されている。
【００２６】
次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。
【００２７】
エンジン作動中にチェーン６の張力が大きくなると、そのチェーン６の張力によって、スクリュロッド１５が押し込み方向に移動し、チェーン６の緊張を吸収する。このとき、スクリュロッド１５は、チェーン６の振動により、雌ねじ１６と雄ねじ１４の隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、ナット部材１７に対して回転する。
【００２８】
一方、エンジン作動中にチェーン６の張力が小さくなると、リターンスプリング２７の付勢力によって、スクリュロッド１５が突出方向に移動し、チェーン６の弛みを吸収する。
【００２９】
燃焼サイクル中のクランクシャフト２の回転力の変動が大きい場合や、カムシャフト４の回転抵抗の変動が大きい場合、また、エンジンに共振が生じた場合は、緩衝ばね２４が圧縮することにより、チェーン６の張力過大を防止する。
【００３０】
また、エンジン停止時に、カムシャフト４に接続したカム（図示せず）の停止位置によってチェーン６の張力が大きくなる場合があるが、この場合、チェーン６が振動しないので、スクリュロッド１５の雄ねじ１４がナット部材１７の雌ねじ１６で受け止められ、スクリュロッド１５の位置が固定される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーン６の弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
【００３１】
このチェーンテンショナ１は、スクリュロッド１５を構成する部材のうち、ロッド１０に接触するキャップ部材１５Ｂの硬度が筒部材１５Ａの硬度よりも高いので、スクリュロッド１５のロッド１０に対する接触部分２３が摩耗しにくく、耐久性に優れる。
【００３２】
また、このチェーンテンショナ１は、筒部材１５Ａとキャップ部材１５Ｂの嵌合面２１を溶接しているので、筒部材１５Ａの固定強度が高く、耐久性に優れる。また、その溶接は、融点以下の温度で行なう固相溶接なので、筒部材１５Ａとキャップ部材１５Ｂの接合精度が高く、スクリュロッド１５の寸法精度が高い。
【００３３】
上記実施形態では、筒部材１５Ａとキャップ部材１５Ｂの嵌合面２１を固相溶接することによりキャップ部材１５Ｂを固定したが、キャップ部材１５Ｂの固定は、キャップ部材１５Ｂを筒部材１５Ａの一端に圧入することにより行なってもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、キャップ部材１５Ｂのロッド１０に対する接触部分２３にショットピーニングを施すことによってキャップ部材１５Ｂの硬度を高めているが、キャップ部材１５Ｂの硬度を高めるため、キャップ部材１５Ｂのロッド１０に対する接触部分２３の表面に、セラミック皮膜やダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）皮膜などの硬質皮膜や、酸化物層や窒化化合物層などの硬質層を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施形態のチェーンテンショナを組み込んだチェーン伝導装置を示す正面図
【図２】図１に示すチェーンテンショナの拡大断面図
【図３】図２に示すスクリュロッドを構成する筒部材にキャップ部材を固定する過程を示す図であり、（ａ）は、筒部材の一端にキャップ部材を対向させた状態を示す図、（ｂ）は、キャップ部材を筒部材の一端に接触させた状態を示す図、（ｃ）は、キャップ部材を嵌め込む途中の状態を示す図、（ｄ）は、キャップ部材の嵌め込みが完了した状態を示す図
【符号の説明】
【００３６】
１        チェーンテンショナ
９        ハウジング
１０      ロッド
１３      底
１４      雄ねじ
１５      スクリュロッド
１５Ａ    筒部材
１５Ｂ    キャップ部材
１６      雌ねじ
１７      ナット部材
２１      嵌合面
２２      ロッドスプリング
２７      リターンスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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