(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開放したシリンダ（１０）内に筒状のプランジャ（１１）を軸方向に摺動可能に挿入し、そのプランジャ（１１）の内周に形成された雌ねじ（１８）にねじ係合する雄ねじ（１７）を外周に有するスクリュロッド（１４）を、前記プランジャ（１１）のシリンダ（１０）内への挿入端から突出させて設け、そのスクリュロッド（１４）のプランジャ（１１）からの突出端を支持するシート部材（２３）を前記シリンダ（１０）内に設け、前記プランジャ（１１）をシリンダ（１０）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（１５）を前記スクリュロッド（１４）で支持し、前記プランジャ（１１）のシリンダ（１０）からの突出端でチェーン（６）またはベルトを押圧するようにしたオートテンショナ（１）において、前記シート部材（２３）を、前記シリンダ（１０）の軸方向に圧縮可能な弾性部材（２８）で支持し、その弾性部材（２８）を予め圧縮変形した状態に保持するホルダ（３１）を設けたことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記弾性部材がスプリング（２８）である請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記スプリング（２８）を、波形ワッシャ（２９）と平ワッシャ（３０）を交互に重ね合わせて形成した請求項２に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
前記ホルダ（３１）が、前記弾性部材（２８）の軸方向端面を支持する底部（３２）と、その底部（３２）の外周から軸方向に延びる側部（３３）とからなり、その側部（３３）に、前記シート部材（２３）を係止する係止爪（３４）を設け、その係止爪（３４）で前記シート部材（２３）の移動を規制することにより、前記弾性部材（２８）を圧縮変形した状態に保持した請求項１から３のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項５】
前記側部（３３）の先端を内径側に曲げることにより前記係止爪（３４）を形成した請求項４に記載のオートテンショナ。
【請求項６】
前記シート部材（２３）を前記シリンダ（１０）に対して回り止めした請求項１から５のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項７】
前記シリンダ（１０）に、シリンダ（１０）外部の飛沫オイルをシリンダ（１０）内に導入するオイル導入口（２１）を形成し、そのオイル導入口（２１）からシリンダ（１０）内に導入したオイルで前記雄ねじ（１７）と前記雌ねじ（１８）の間を潤滑するようにした請求項１から６のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項８】
前記雄ねじ（１７）の表面と前記雌ねじ（１８）の表面のうちの少なくとも一方に、オイル添加剤による潤滑皮膜の形成を防止する皮膜（２２）を形成した請求項７に記載のオートテンショナ。
【請求項９】
前記潤滑皮膜の形成を防止する皮膜が、ダイヤモンドライクカーボン皮膜（２２）である請求項８に記載のオートテンショナ。
【請求項１０】
前記雌ねじ（１８）と前記雄ねじ（１７）を、前記プランジャ（１１）をシリンダ（１０）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（２０）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るように形成した請求項１から９のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項１１】
前記プランジャ（１１）が、内周に前記雌ねじ（１８）が形成された両端が開放した筒部材（１２）と、その筒部材（１２）の一端に固定した蓋部材（１３）とからなり、その蓋部材（１３）を、前記プランジャ（１１）の前記シリンダ（１０）からの突出端に配置した請求項１から１０のいずれかに記載のオートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として、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やタイミングベルトの張力保持に用いられるオートテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、一般に、クランクシャフトの回転を、エンジンカバー内のエンジンルームに収容されたタイミングチェーン又はタイミングベルト（以下、タイミングチェーンを例に挙げて説明する）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。
【０００３】
このチェーンの張力を一定に保持するオートテンショナとして、一端が開放したシリンダ内に筒状のプランジャを軸方向に摺動可能に挿入し、そのプランジャの内周に形成された雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するスクリュロッドを、前記プランジャのシリンダ内への挿入端から突出させて設け、そのスクリュロッドのプランジャからの突出端を支持するシート部材を前記シリンダ内に設け、前記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を前記スクリュロッドで支持し、前記プランジャのシリンダからの突出端でチェーンまたはベルトを押圧するようにしたものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
このオートテンショナは、エンジン作動中、プランジャが、雄ねじと雌ねじの隙間の範囲内で前進と後退を繰り返すことにより、チェーンの振動を吸収する。また、チェーンの張力が変化すると、プランジャが、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少しずつ回転し、リターンスプリングの付勢力がチェーンの張力とつり合う位置までプランジャが移動する。
【０００５】
また、エンジン停止時に、カムの停止位置によってチェーンの張力がリターンスプリングの付勢力よりも大きくなることがあるが、このとき、チェーンが振動しないので、プランジャは移動しない。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーンが弛みにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
【特許文献１】特開２００７−３２６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のオートテンショナは、雄ねじと雌ねじの隙間の範囲以上に、プランジャをシリンダ内に押し込むことができないので、１燃焼サイクル中のクランクシャフトの回転力の変動が大きい場合や、カムシャフト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など、チェーンの振動が大きいときに、そのチェーンの振動を吸収することができず、チェーンの張力が過大となることがあった。
【０００７】
また、上記のオートテンショナは、チェーンの張力が変化したときのプランジャの移動速度が遅いので、エンジンブロックの熱膨張によってチェーンの走行ラインが大きく変化した場合に、そのチェーンの走行ラインの変化を吸収することができず、チェーンの張力が過大となることがあった。
【０００８】
そこで、この発明の発明者は、チェーンが大きく振動した場合や、チェーンの走行ラインが大きく変化した場合にも、チェーンの張力が過大となるのを防止するため、前記シート部材を、前記シリンダの軸方向に圧縮可能な弾性部材で支持したオートテンショナを考案した。
【０００９】
このオートテンショナは、前記シート部材を、シリンダの軸方向に圧縮可能な弾性部材で支持したので、その弾性部材が圧縮することにより、雄ねじと雌ねじの隙間の範囲以上にプランジャをシリンダ内に押し込むことが可能である。そのため、チェーンが大きく振動した場合や、チェーンの走行ラインが大きく変化した場合にも、チェーンの張力が過大となりにくい。
【００１０】
しかし、このオートテンショナは、圧縮変形していない自然状態で弾性部材を組み込み、その弾性部材でシート部材を支持するようにすると、チェーンの振動が小さいとき（例えば、エンジンの回転数が低いとき）に、弾性部材が共振してチェーンの振動を増幅させ、チェーンの張力が不安定になる可能性がある。
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、チェーンが大きく振動した場合や、チェーンの走行ラインが大きく変化した場合に、チェーンの張力が過大となりにくく、かつ、チェーンの振動が小さい場合に、チェーンの張力を安定した状態に保つことが可能なオート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】
【００１２】
上記の課題を解決するため、前記シート部材を、前記シリンダの軸方向に圧縮可能な弾性部材で支持し、その弾性部材を予め圧縮変形した状態に保持するホルダを設けた。
【００１３】
前記弾性部材は、たとえば、スプリングで構成することができ、このとき、スプリングは、波形ワッシャと平ワッシャを交互に重ね合わせて形成することができる。
【００１４】
また、前記ホルダは、たとえば、前記弾性部材の軸方向端面を支持する底部と、その底部の外周から軸方向に延びる側部とからなり、その側部に、前記シート部材を係止する係止爪を設け、その係止爪で前記シート部材の移動を規制することにより、前記弾性部材を圧縮変形した状態に保持するようにした構成を採用することができる。このとき、前記係止爪は、前記側部の先端を内径側に曲げることにより形成することができる。
【００１５】
また、上記オートテンショナは、前記シート部材を前記シリンダに対して回り止めすると好ましい。
【００１６】
また、上記オートテンショナは、シリンダ外部の飛沫オイルをシリンダ内に導入するオイル導入口を形成し、そのオイル導入口からシリンダ内に導入したオイルで前記雄ねじと前記雌ねじの間を潤滑するようにすることができる。
【００１７】
このとき、上記オートテンショナは、前記雄ねじの表面と前記雌ねじの表面のうちの少なくとも一方に、オイル添加剤による潤滑皮膜の形成を防止する皮膜を形成することができ、そのような皮膜として、たとえば、ダイヤモンドライクカーボン皮膜を採用することができる。
【００１８】
また、上記オートテンショナは、次の構成を加えることができる。
１）前記雌ねじと前記雄ねじを、前記プランジャをシリンダ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のフランク角が、遊び側フランクのフランク角よりも大きくなるように形成する。
２）前記プランジャが、内周に前記雌ねじが形成された両端が開放した筒部材と、その筒部材の一端に固定した蓋部材とからなり、その蓋部材を、前記プランジャの前記シリンダからの突出端に配置する。
【発明の効果】
【００１９】
この発明のオートテンショナは、前記シート部材を、シリンダの軸方向に圧縮可能な弾性部材で支持したので、その弾性部材が圧縮することにより、雄ねじと雌ねじの隙間の範囲以上にプランジャをシリンダ内に押し込むことが可能である。そのため、チェーンが大きく振動した場合や、チェーンの走行ラインが大きく変化した場合にも、チェーンの張力が過大となりにくく、チェーンの寿命低下を生じにくい。
【００２０】
また、このオートテンショナは、弾性部材が予め圧縮変形した状態に保持されているので、その圧縮変形量に対応する圧縮荷重よりもチェーンの張力が大きくならないと、弾性部材が圧縮しない。そのため、チェーンの振動が小さいときに、弾性部材が共振を生じにくく、チェーンの張力を安定した状態に保つことができる。
【００２１】
また、前記シート部材を前記シリンダに対して回り止めしたものは、弾性部材が圧縮したときに、弾性部材に回転方向のねじれ変形が生じても、そのねじれ変形による回転変位がスクリュロッドに伝達しないので、弾性部材のねじれ変形によるプランジャの軸方向移動を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１に、この発明の実施形態のオートテンショナ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４，４に固定されたスプロケット５，５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。
【００２３】
チェーン６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を介して、オートテンショナ１で押圧されている。オートテンショナ１は、エンジンブロック（図示せず）にボルト９で固定されている。
【００２４】
オートテンショナ１は、図２に示すように、一端が開放した有底のシリンダ１０内に、筒状のプランジャ１１が軸方向に摺動可能に挿入されている。プランジャ１１は、両端が開放した筒部材１２と、その筒部材１２の一端に固定された蓋部材１３とからなり、蓋部材１３は、プランジャ１１のシリンダ１０からの突出端に配置されている。また、プランジャ１１内には、プランジャ１１のシリンダ１０内への挿入端から一端が突出した状態で、スクリュロッド１４が組み込まれている。
【００２５】
蓋部材１３とスクリュロッド１４の間には、リターンスプリング１５が組み込まれている。リターンスプリング１５は、一端がスクリュロッド１４で支持され、他端がスプリングシート１６を介して蓋部材１３を押圧しており、その押圧によって、プランジャ１１は、シリンダ１０から突出する方向に付勢されている。また、プランジャ１１は、シリンダ１０からの突出端が、チェーンガイド８に当接している。
【００２６】
スクリュロッド１４の外周には、雄ねじ１７が形成され、雄ねじ１７は、筒部材１２の内周に形成された雌ねじ１８にねじ係合している。雄ねじ１７と雌ねじ１８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、プランジャ１１をシリンダ１０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２０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。
【００２７】
シリンダ１０の外周上部には、シリンダ１０外部のエンジンオイルの飛沫をシリンダ１０内に導入するオイル導入口２１が形成されており、そのオイル導入口２１からシリンダ１０内に導入したエンジンオイルで、雄ねじ１７と雌ねじ１８の間を潤滑するようになっている。
【００２８】
雄ねじ１７の表面には、図６に示すように、ダイヤモンドライクカーボン皮膜（以下、ＤＬＣ皮膜という）２２が形成されている。そのため、エンジンオイルとして、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）やモリブデンジチオフォスフェート（ＭｏＤＴＰ）を添加したものを用いた場合、これらの添加物は、摺動面で分解して二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含む潤滑皮膜を形成するが、雄ねじ１７の表面は、ＤＬＣ皮膜２２によって潤滑皮膜の形成が防止される。
【００２９】
スクリュロッド１４は、図３に示すように、プランジャ１１からの突出端が、シリンダ１０内に軸方向に摺動可能に挿入されたシート部材２３で支持されている。シート部材２３は、スクリュロッド１４に向かって拡径するテーパ面２４を有し、そのテーパ面２４でスクリュロッド１４を支持することにより、スクリュロッド１４の中心をシリンダ１０の中心に一致させている。また、図４に示すように、シート部材２３の外周に形成された突起２５が、シリンダ１０の内周に形成された軸方向に延びる溝２６に係合しており、その突起２５と溝２６の係合によって、シート部材２３がシリンダ１０に回り止めされている。
【００３０】
シート部材２３は、図３に示すように、シート部材２３とシリンダ１０の底２７との間に配置されたスプリング２８で支持されている。スプリング２８は、円環状の薄板に波形を付した波形ワッシャ２９と、円環状の平ワッシャ３０とを、シリンダ１０の軸方向に交互に重ね合わせて形成されており、波形ワッシャ２９が変形することによって、シリンダ１０の軸方向に圧縮可能となっている。
【００３１】
また、スプリング２８は、ホルダ３１によって、予め圧縮変形した状態に保持されている。ホルダ３１は、図３に示すように、スプリング２８の軸方向端面を支持する底部３２と、その底部３２の外周から軸方向に延びる複数の側部３３とからなり、各側部３３は、図４に示すように、シート部材２３の外周の隣り合う突起２５，２５同士の間に配置されている。また、各側部３３には、図３に示すように、シート部材２３を係止する係止爪３４が設けられており、その係止爪３４で、シート部材２３がスプリング２８の圧縮を解除する方向に移動するのを規制することによって、スプリング２８を圧縮変形した状態に保持している。係止爪３４は、側部３３の先端を内径側に曲げることにより形成することができる。
【００３２】
このオートテンショナ１は、エンジン作動中、プランジャ１１が、雄ねじ１７と雌ねじ１８の隙間の範囲内で前進と後退を繰り返すことにより、チェーン６の振動を吸収する。また、チェーン６の張力が変化すると、プランジャ１１が、雌ねじ１８と雄ねじ１７の隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら少しずつ回転し、リターンスプリング１５の付勢力がチェーン６の張力とつり合う位置までプランジャ１１が移動する。
【００３３】
ここで、１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など、チェーン６の振動が大きくなったときに、プランジャ１１に作用する押し込み方向の力が、ホルダ３１によってスプリング２８に予め付与した圧縮変形量に対応する荷重（プリロード）よりも大きくなると、図５に示すように、スプリング２８が、ホルダ３１で圧縮保持された状態に対して更に圧縮することにより、そのチェーン６の振動を吸収し、チェーン６の張力過大を防止する。
【００３４】
また、エンジンブロックの熱膨張によってチェーン６の走行ラインが大きく変化した場合も、プランジャ１１に作用する押し込み方向の力が、ホルダ３１によってスプリング２８に予め付与した圧縮変形量に対応する荷重よりも大きくなると、スプリング２８が、ホルダ３１で圧縮保持された状態に対して更に圧縮することにより、そのチェーン６の走行ラインの変化を吸収し、チェーン６の張力過大を防止する。
【００３５】
一方、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の張力がリターンスプリング１５の付勢力よりも大きくなることがあるが、このときは、チェーン６が振動しないので、プランジャ１１がスクリュロッド１４に対して回転しない。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーン６が弛みにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
【００３６】
このオートテンショナ１は、スプリング２８でシート部材２３を支持しているので、スプリング２８が圧縮することにより、雄ねじ１７と雌ねじ１８の隙間の範囲以上にプランジャ１１をシリンダ１０内に押し込むことが可能である。そのため、チェーン６が大きく振動した場合や、チェーン６の走行ラインが大きく変化した場合にも、チェーン６の張力が過大となりにくく、チェーン６の寿命低下を生じにくい。
【００３７】
また、このオートテンショナ１は、スプリング２８が予め圧縮変形した状態に保持されているので、その圧縮変形量に対応する圧縮荷重よりもチェーン６の張力が大きくならないと、スプリング２８が圧縮しない。そのため、チェーン６の振動が小さいときにスプリング２８が共振を生じにくく、チェーン６の張力を安定した状態に保つことができる。
【００３８】
また、このオートテンショナ１は、ホルダ３１の側部３３の先端を内径側に曲げることにより係止爪３４を形成しているので、その曲げ位置によって、スプリング２８に予め付与する圧縮変形量を調整することができる。
【００３９】
また、このオートテンショナ１は、シート部材２３がシリンダ１０に対して回り止めされているので、スプリング２８が圧縮したときに、スプリング２８に回転方向のねじれ変形が生じても、そのねじれ変形による回転変位がスクリュロッド１４に伝達しない。そのため、スプリング２８のねじれ変形によるプランジャ１１の軸方向移動を防止することができ、動作の信頼性が高い。
【００４０】
また、このオートテンショナ１は、エンジンルーム内のエンジンオイルの飛沫を、シリンダ１０の外周上部のオイル導入口２１からシリンダ１０内に導入するので、エンジンのオイルポンプ（図示せず）でシリンダ１０内にエンジンオイルを送り込む必要がない。そのため、オイルポンプの容量を抑えることができ、低コストである。
【００４１】
また、このオートテンショナ１は、雄ねじ１７の表面にＤＬＣ皮膜２２を形成しているので、チェーン６の張力が大きくなったときに、プランジャ１１に作用する押し込み方向の力を、雄ねじ１７と雌ねじ１８によって確実に受け止めることができる。
【００４２】
また、このオートテンショナ１は、圧力側フランク２０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るように雄ねじ１７と雌ねじ１８を形成しているので、雄ねじ１７と雌ねじ１８とでチェーン６の張力を受け止めたときに圧力側フランク２０に作用する面圧が小さく、耐久性に優れる。
【００４３】
また、このオートテンショナ１は、加工が容易な筒部材１２と蓋部材１３とを組み合わせてプランジャ１１を形成しているので、プランジャ１１の形成が容易であり、低コストである。
【００４４】
上記実施形態では、雄ねじ１７の表面と雌ねじ１８の表面のうち、雄ねじ１７の表面のみにＤＬＣ皮膜２２を形成しているが、ＤＬＣ皮膜２２は、雌ねじ１８の表面のみに形成してもよく、雄ねじ１７の表面と雌ねじ１８の表面の両方に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施形態のオート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に示すオートテンショナの拡大断面図
【図３】図２のシート部材近傍の拡大断面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った拡大断面図
【図５】図３に示すプランジャに作用する押し込み方向の力が、ホルダによってスプリングに予め付与した圧縮変形量に対応する荷重よりも大きくなった状態を示すシート部材近傍の拡大断面図
【図６】図２のスクリュロッド外周近傍の拡大断面図
【符号の説明】
【００４６】
１        オートテンショナ
６        チェーン
１０      シリンダ
１１      プランジャ
１２      筒部材
１３      蓋部材
１４      スクリュロッド
１５      リターンスプリング
１７      雄ねじ
１８      雌ねじ
１９      遊び側フランク
２０      圧力側フランク
２１      オイル導入口
２２      ダイヤモンドライクカーボン皮膜
２３      シート部材
２８      スプリング
２９      波形ワッシャ
３０      平ワッシャ
３１      ホルダ
３２      底部
３３      側部
３４      係止爪
【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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【図６】
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