(57)【要約】【課題】スクリュロッドのロッドシート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。【解決手段】シリンダ９内にプランジャ１０を摺動可能に挿入し、プランジャ１０の内周に設けた雌ねじ１６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１８をシリンダ９内に設け、スクリュロッド１８のプランジャ１０からの突出端をシリンダ９の底に設けたロッドシート１９に接触させ、スクリュロッド１８とプランジャ１０の間に組み込んだリターンスプリング２４でプランジャ１０をシリンダ９から突出する方向に付勢し、そのプランジャ１０でチェーン６を押圧するようにしたチェーンテンショナ１において、スクリュロッド１８を、雄ねじ１７を外周に有する筒部材１８Ａと、その筒部材１８Ａよりも硬度が高く、筒部材１８Ａの一端に固定されたキャップ部材１８Ｂとで構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口した有底筒状のシリンダ（９）内にプランジャ（１０）を軸方向に摺動可能に挿入し、前記プランジャ（１０）をシリンダ（９）内への挿入端が開口した有底筒状とし、そのプランジャ（１０）の内周に設けた雌ねじ（１６）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（１８）を前記シリンダ（９）内に設け、そのスクリュロッド（１８）のプランジャ（１０）からの突出端を前記シリンダ（９）の底に設けたロッドシート（１９）に接触させ、そのスクリュロッド（１８）と前記プランジャ（１０）の間に組み込んだリターンスプリング（２４）で前記プランジャ（１０）をシリンダ（９）から突出する方向に付勢し、そのプランジャ（１０）でチェーン（６）を押圧するようにしたチェーンテンショナ（１）において、前記スクリュロッド（１８）を、前記雄ねじ（１７）を外周に有する筒部材（１８Ａ）と、その筒部材（１８Ａ）よりも硬度が高く、前記筒部材（１８Ａ）の一端に固定されたキャップ部材（１８Ｂ）とで構成し、そのキャップ部材（１８Ｂ）が前記ロッドシート（１９）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（１８Ｂ）を前記筒部材（１８Ａ）の一端に圧入することにより、前記キャップ部材（１８Ｂ）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（１８Ｂ）を前記筒部材（１８Ａ）の一端に嵌め込むとともに、その筒部材（１８Ａ）とキャップ部材（１８Ｂ）の嵌合面（２３）を固相溶接することにより、前記キャップ部材（１８Ｂ）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（１８Ｂ）にショットピーニングを施してキャップ部材（１８Ｂ）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（１８Ｂ）の表面にセラミック皮膜を形成してキャップ部材（１８Ｂ）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６】
前記キャップ部材（１８Ｂ）の表面に窒化化合物層を形成してキャップ部材（１８Ｂ）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７】
前記キャップ部材（１８Ｂ）の表面にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成してキャップ部材（１８Ｂ）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８】
前記キャップ部材（１８Ｂ）の表面に酸化皮膜を形成してキャップ部材（１８Ｂ）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９】
前記キャップ部材（１８Ｂ）の硬度を７８６ＨＶ以上とした請求項１から８のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項１０】
前記キャップ部材（１８Ｂ）の表面粗さをＲａ１．６以下とした請求項１から９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、一端が開口した有底筒状のシリンダ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入し、前記プランジャをシリンダ内への挿入端が開口した有底筒状とし、そのプランジャの内周に設け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シリンダ内に設け、そのスクリュロッドのプランジャからの突出端を前記シリンダの底に設けたロッドシートに接触させ、そのスクリュロッドと前記プランジャの間に組み込んだリターンスプリングで前記プランジャをシリンダから突出する方向に付勢し、そのプランジャでチェーン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。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、プランジャに対して回転する。
【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、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。
【０００６】
また、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、プランジャの雌ねじがスクリュロッドの雄ねじで受け止められ、プランジャ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。
【特許文献１】特開２００１−１２４１５９号公報
【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、スクリュロッドのプランジャからの突出端がロッドシート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シートに対する接触部分が摩耗する。この摩耗が進行すると、ロッドシート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シート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シート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、セラミック皮膜や、窒化化合物層、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、酸化皮膜を形成することによって硬度を高めてもよい。
【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、ロッドシート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シートに対する接触部分が摩耗しにくく、耐久性に優れる。そのため、ロッドシートに対する接触部分の摩耗によるスクリュロッドの回転抵抗の増加が生じにくい。
【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シリンダ９と、シリンダ９内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ１０とを有する。シリンダ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】
シリンダ９には、シリンダ９とプランジャ１０とで囲まれた圧力室１２に連通する給油通路１３が形成されている。給油通路１３は、給油ポンプ（図示せず）に接続され、その給油ポンプから送り出された作動油を圧力室１２内に導入する。給油通路１３の圧力室１２側の端部には、圧力室１２の外部から内部への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ１４が設けられている。
【００１９】
プランジャ１０とシリンダ９の摺動面間には、微小なリーク隙間１５が形成されており、そのリーク隙間１５を通じて圧力室１２内の作動油がリークするようになっている。
【００２０】
プランジャ１０は、シリンダ９内への挿入端が開口した有底筒状に形成されており、その内周に雌ねじ１６が形成されている。また、シリンダ９内には、プランジャ１０の雌ねじ１６にねじ係合する雄ねじ１７を外周に形成したスクリュロッド１８が組み込まれており、スクリュロッド１８のプランジャ１０からの突出端が、シリンダ９の底に固定されたロッドシート１９に接触している。
【００２１】
雄ねじ１７と雌ねじ１６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１０をシリンダ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２０のフランク角が、遊び側フランク２１のフランク角よりも大きくなっている。
【００２２】
スクリュロッド１８は、図３に示すように、雄ねじ１７を外周に有する筒部材１８Ａと、その筒部材１８Ａの一端に固定されたキャップ部材１８Ｂとで構成されている。ここで、キャップ部材１８Ｂの固定は、図６に示すように、キャップ部材１８Ｂと筒部材１８Ａの間に電流を流した状態で、キャップ部材１８Ｂを筒部材１８Ａ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１８Ｂの表面の不純物層２２が削り取られて清浄になるので、筒部材１８Ａとキャップ部材１８Ｂの嵌合面２３は固相溶接される。
【００２３】
すなわち、図６（ａ）に示すように、筒部材１８Ａの一端にキャップ部材１８Ｂを対向させた状態で、筒部材１８Ａとキャップ部材１８Ｂの間に電圧をかけ、図６（ｂ）に示すように、キャップ部材１８Ｂを筒部材１８Ａの一端に接触させる。さらに、図６（ｃ）に示すように、キャップ部材１８Ｂを筒部材１８Ａの一端に嵌め込んでいくと、キャップ部材１８Ｂと筒部材１８Ａの接触部分に流れる電流の発熱と、キャップ部材１８Ｂと筒部材１８Ａの接触部分の摩擦とにより、キャップ部材１８Ｂの表面の不純物層２２が削り取られて清浄になり、図６（ｄ）に示すように、キャップ部材１８Ｂの嵌め込みが完了した時点で、筒部材１８Ａとキャップ部材１８Ｂの嵌合面２３は融点以下の温度で接合した状態となる。
【００２４】
このようにして形成されたスクリュロッド１８は、図２に示すように、キャップ部材１８Ｂがプランジャ１０からの突出端となるように組み込まれ、そのキャップ部材１８Ｂがロッドシート１９に接触する。
【００２５】
キャップ部材１８Ｂは、熱処理などによって筒部材１８Ａよりも硬度が高められている。さらに、キャップ部材１８Ｂのロッドシート１９に対する接触部分２７は、図４に示すように、ショットピーニングを施すことによって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、スクリュロッド１８の回転抵抗を小さくするため、キャップ部材１８Ｂのロッドシート１９に対する接触部分２７の表面粗さは、Ｒａ１．６以下とされている。
【００２６】
図２に示すように、プランジャ１０とスクリュロッド１８の間には、リターンスプリング２４が組み込まれている。リターンスプリング２４は、一端がスクリュロッド１８で支持され、他端がスプリングシート２５を介してプランジャ１０を押圧しており、その押圧によって、プランジャ１０を、シリンダ９から突出する方向に付勢している。
【００２７】
また、プランジャ１０とロッドシート１９の間には、プランジャ１０をシリンダ９から突出する方向に付勢するアシストスプリング２６が組み込まれており、そのアシストスプリング２６によってリターンスプリング２４のばね力が補助されている。
【００２８】
次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。
【００２９】
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２４の付勢力によって、プランジャ１０が突出方向に移動し、チェーン６の弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ１４が開き、給油通路１３を通じて圧力室１２内に作動油が供給されるので、プランジャ１０は速やかに移動する。
【００３０】
一方、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、プランジャ１０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１８は、チェーン６の振動により、雌ねじ１６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、リターンスプリング２４の付勢力によって、プランジャ１０に対して回転する。
【００３１】
エンジン停止時に、カムシャフト４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、プランジャ１０の雌ねじ１６の圧力側フランク２０がスクリュロッド１８の雄ねじ１７の圧力側フランク２０で受け止められ、プランジャ１０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。
【００３２】
このチェーンテンショナ１は、スクリュロッド１８を構成する部材のうち、ロッドシート１９に接触するキャップ部材１８Ｂの硬度が筒部材１８Ａの硬度よりも高いので、スクリュロッド１８のロッドシート１９に対する接触部分２７が摩耗しにくく、耐久性に優れる。そのため、ロッドシート１９に対する接触部分２７の摩耗によるスクリュロッド１８の回転抵抗の増加が生じにくい。
【００３３】
また、このチェーンテンショナ１は、筒部材１８Ａとキャップ部材１８Ｂの嵌合面２３を溶接しているので、筒部材１８Ａ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１８Ａとキャップ部材１８Ｂの接合精度が高く、スクリュロッド１８の寸法精度が高い。
【００３４】
上記実施形態では、筒部材１８Ａとキャップ部材１８Ｂの嵌合面２３を固相溶接することによりキャップ部材１８Ｂを固定したが、キャップ部材１８Ｂの固定は、キャップ部材１８Ｂを筒部材１８Ａの一端に圧入することにより行なってもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、キャップ部材１８Ｂのロッドシート１９に対する接触部分２７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１８Ｂの硬度を高めているが、キャップ部材１８Ｂの硬度を高めるため、図５に示すように、キャップ部材１８Ｂのロッドシート１９に対する接触部分２７の表面に、セラミック皮膜や、窒化化合物層、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）皮膜、酸化皮膜などの皮膜を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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張力調整装置を示す正面図
【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の拡大断面図
【図４】図３に示すスクリュロッドのロッドシートに対する接触部分近傍の拡大断面図
【図５】図４に示すスクリュロッドの変形例を示すロッドシートに対する接触部分近傍の拡大断面図
【図６】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】
【００３７】
１        チェーンテンショナ
６        チェーン
９        シリンダ
１０      プランジャ
１６      雌ねじ
１７      雄ねじ
１８      スクリュロッド
１８Ａ    筒部材
１８Ｂ    キャップ部材
１９      ロッドシート
２３      嵌合面
２４      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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【図４】
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【図５】
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【図６】
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