JP5464647B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

Description

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。

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。

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、他端が閉じた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、そのプランジャをシリンダ内への挿入端が開口する有底筒状に形成し、そのプランジャの内周に形成し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設け、そのスクリュロッドのプランジャからの突出部分を前記シリンダ内に設けたロッドシートに当接させ、前記スクリュロッドと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たものが知られている（特許文献１）。

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徐々に回転する。

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。

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。

特開平１０−１３２０３９号公報

ところで、上記のチェーンテンショナは、エンジンをメンテナンスする際（例えば、チェーンガイドを交換する際）に、プランジャに負荷される押し込み方向の荷重が解除されるので、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。

そして、そのままでは、プランジャのシリンダからの突出量が大きすぎるので、いったんチェーンテンショナをエンジンから取り外し、プランジャをシリンダ内に押し込む作業をしてから、再び、チェーンテンショナをエンジンに取り付ける必要があった。しかし、チェーンテンショナをエンジンから取り外すのは煩雑である。

この発明が解決しようとする課題は、エンジンのメンテナンス性に優れたチェーンテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するため、前記シリンダの開放側の端部に、シリンダの内外周を貫通するねじ孔を設けた。

このようにすると、そのねじ孔に小ねじを締め込み、小ねじの先端をプランジャの外周に押し付けることによって、プランジャの位置を任意に固定することができる。そのため、エンジンをメンテナンスする際に、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のを防止することができ、チェーンテンショナをエンジンから取り外す必要がない。

前記シリンダの開放側の端部内周に、前記シリンダのプランジャとの摺動面よりも大径の内径拡大部を設け、その内径拡大部内に、前記ねじ孔のシリンダ内周側の端部を開口させることができる。このようにすると、その内径拡大部の位置で、プランジャとシリンダの間の径方向隙間の大きさが大きくなるので、シリンダの開放側の端部にねじ孔を加工するときにバリが生じても、そのバリがプランジャの外周に干渉するのを防止することができる。

また、前記シリンダの開放側の端部内周に軸方向溝を形成し、その軸方向溝内に、前記ねじ孔のシリンダ内周側の端部を開口させてもよい。このようにしても、軸方向溝の位置で、プランジャとシリンダの間の径方向隙間の大きさが大きくなるので、シリンダの開放側の端部にねじ孔を加工するときに生じたバリが、プランジャの外周に干渉するのを防止することができる。

前記シリンダの外周に、エンジンブロックに支持される座面を形成する場合、その座面とは径方向反対側に前記ねじ孔を配置することができる。このようにすると、前記ねじ孔に小ねじを締め込む操作を、チェーンカバーに設けた小窓を通じて行なうことができるので、便利である。

前記ねじ孔には、予め、六角穴付きの小ねじや、六角頭付きの小ねじや、すりわり付きの小ねじや、十字穴付きの小ねじをねじ込んでおくことができる。この場合、小ねじの前記ねじ孔からの突出部分にナットを装着すると、そのナットを締め付けることによって、小ねじを緩み止めすることが可能となる。

この発明のチェーンテンショナは、前記シリンダの開放側の端部のねじ孔に小ねじを締め込むことによって、プランジャの位置を任意に固定することができるので、エンジンをメンテナンスする際に、エンジンからチェーンテンショナを取り外す必要がない。

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動装置を示す正面図 図１のII−II線に沿った拡大断面図 図２のIII−III線に沿った拡大断面図 図２に示すねじ孔に小ねじを締め込んだ状態を示す図 図２に示すプランジャを初期セットした状態を示す図 （ａ）は、図５に示す小ねじとして六角穴付きのものを使用した例を示す図、（ｂ）は、図５に示す小ねじとして六角頭付きのものを使用した例を示す図、（ｃ）は、図５に示す小ねじとしてすりわり付きのものを使用した例を示す図、（ｄ）は、図５に示す小ねじとして十字穴付きのもの使用した例を示す図 図２に示す内径拡大部に代えて、軸方向溝をシリンダの開放側の端部内周に形成した例を示す図 図７のVIII−VIII線に沿った拡大断面図

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動装置を示す。このチェーン伝動装置は、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。

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は、そのチェーンガイド８を介してチェーン６を押圧している。

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、他端が閉じた筒状のシリンダ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、シリンダ９の外周に一体に形成された複数の取り付け片１１（図１参照）にボルト１２を締め込むことによって、エンジンブロック１３の側面に固定されている。

シリンダ９の外周には、エンジンブロック１３の側面に支持される座面１４が形成されている。エンジンブロック１３には、チェーンテンショナ１を間にしてエンジンブロック１３の側面と対向するチェーンカバー（図示せず）が取り付けられる。

プランジャ１０は、シリンダ９内への挿入端が開口する有底筒状に形成されており、その内周に雌ねじ１５が形成されている。シリンダ９とプランジャ１０とで囲まれた圧力室１６内には、雌ねじ１５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が組み込まれている。

雄ねじ１７と雌ねじ１５は、プランジャ１０をシリンダ９内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク１９のフランク角が、遊び側フランク２０のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている。

ここで、圧力側フランク１９のフランク角は、スクリュロッド１８をプランジャ１０内に押し込む方向の荷重が静的に負荷されたときに、雄ねじ１７と雌ねじ１５の圧力側フランク１９，１９間の摩擦抵抗によってスクリュロッド１８の回転が阻止される大きさに設定されている。また、遊び側フランク２０のフランク角は、スクリュロッド１８をプランジャ１０から突出させる方向の荷重が静的に負荷されたときに、雄ねじ１７と雌ねじ１５の遊び側フランク２０，２０間の滑りによってスクリュロッド１８の回転が許容される大きさに設定されている。

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２１が組み込まれている。リターンスプリング２１は、一端がスプリングシート２２を介してプランジャ１０で支持され、他端がスクリュロッド１８をプランジャ１０から突出する方向に押圧している。スクリュロッド１８のプランジャ１０からの突出部分は、シリンダ９内に圧入して固定されたロッドシート２３に当接している。

ここで、プランジャ１０は、リターンスプリング２１の反力によってシリンダ９から突出する方向に付勢されている。プランジャ１０は、シリンダ９からの突出端がチェーンガイド８に当接しており、このチェーンガイド８を介してチェーン６を押圧する。

シリンダ９の閉端には、シリンダ９とプランジャ１０とで囲まれた圧力室１６に連通する給油通路２４が形成されている。給油通路２４は、エンジンブロック１３に形成された油孔２５に連通しており、油孔２５を通ってオイルポンプ（図示せず）から供給される作動油を、圧力室１６内に導入するようになっている。給油通路２４の圧力室１６側の端部には、給油通路２４側から圧力室１６側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ２６が設けられている。

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２７が形成されており、そのリーク隙間２７を通って圧力室１６内の作動油が流出するようになっている。

シリンダ９の開放側の端部には、シリンダ９の内外周を貫通するねじ孔２８が設けられている。シリンダ９の開放側の端部内周には、シリンダ９のプランジャ１０との摺動面よりも大径の内径拡大部２９が設けられており、その内径拡大部２９内に、ねじ孔２８のシリンダ９内周側の端部が開口している。図３に示すように、ねじ孔２８は、座面１４とは径方向反対側に配置されている。

次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。

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２１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、オイルポンプから供給される作動油が、給油通路２４を通って圧力室１６に流入するので、プランジャ１０は速やかに移動する。

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、雄ねじ１７と雌ねじ１５の間の軸方向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１０に対して徐々に回転する。また、圧力室１６内の作動油が、プランジャ１０とシリンダ９の摺動面間のリーク隙間２７を通って流出し、その作動油の粘性抵抗によってダンパ作用が生じるので、プランジャ１０はゆっくりと移動する。

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、雄ねじ１７と雌ねじ１５の圧力側フランク１９，１９間の接触によってプランジャ１０がスクリュロッド１８で受け止められ、プランジャ１０は押し込み方向に移動しない。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。

ところで、このチェーンテンショナ１は、エンジン停止時においても、リターンスプリング２１によってプランジャ１０が突出方向に付勢されている。そのため、エンジンをメンテナンスする際（例えば、チェーンガイド８を交換する際）に、プランジャ１０に負荷される押し込み方向の荷重が解除されると、リターンスプリング２１の付勢力によってプランジャ１０がシリンダ９から突出する可能性がある。

このようにプランジャ１０が突出してしまった場合、そのままでは、プランジャ１０のシリンダ９からの突出量が大きすぎるので、いったんチェーンテンショナ１をエンジンブロック１３から取り外し、プランジャ１０をシリンダ９内に押し込む作業をしてから、再び、チェーンテンショナ１をエンジンブロック１３に取り付ける必要がある。

しかし、このチェーンテンショナ１は、図４に示すように、ねじ孔２８に小ねじ３０を締め込み、その小ねじ３０の先端をプランジャ１０の外周に押し付けることにより、任意の位置でプランジャ１０を固定することができる。したがって、エンジンをメンテナンスする際に、リターンスプリング２１の付勢力によってプランジャ１０がシリンダ９から突出するのを防止することができ、チェーンテンショナ１をエンジンブロック１３から取り外す必要がない。

また、図５に示すように、このチェーンテンショナ１は、エンジンブロック１３に組み付ける前に、予めプランジャ１０をシリンダ９に押し込んだ状態に保持（初期セット）することができる。そのため、このチェーンテンショナ１は、エンジンブロック１３に組み付けるときにプランジャ１０を押さえておく必要がなく、エンジンブロック１３への組み付け作業性に優れる。

ここで、図５に示すように、小ねじ３０のねじ孔２８からの突出部分にナット３１を装着し、このナット３１を締め付けておくと、チェーンテンショナ１を輸送する際の振動や衝撃によって小ねじ３０が緩むのを防止することができる。

小ねじ３０としては、六角穴付きのもの（図６（ａ）参照）や、六角頭付きのもの（図６（ｂ）参照）や、すりわり付きのもの（図６（ｃ）参照）や、十字穴付きのもの（図６（ｄ）参照）を使用することができる。

シリンダ９の外周のねじ孔２８は、その周方向位置を上記実施形態から変更し、例えば、図１でシリンダ９の上側にくるように配置することもできるが、上記実施形態に示すように、座面１４とは径方向反対側に配置すると好ましい。このようにすると、ねじ孔２８に小ねじ３０を締め込む操作を、チェーンカバーに設けた小窓（図示せず）を通じて行なうことができるので、便利である。

ところで、ねじ孔２８を加工するときに、ねじ孔２８のシリンダ９内周側の端部にバリが生じることがあり、このバリが、プランジャ１０の外周に干渉して、プランジャ１０の摺動を阻害する可能性がある。

しかし、このチェーンテンショナ１は、シリンダ９の開放側の端部内周に内径拡大部２９が設けられ、その内径拡大部２９の位置で、プランジャ１０とシリンダ９の間の径方向隙間の大きさが大きくなっている。そして、この内径拡大部２９内に、ねじ孔２８のシリンダ９内周側の端部が開口しているので、ねじ孔２８のシリンダ９内周側の端部にバリが生じても、プランジャ１０の外周にバリが干渉するのを防止することができる。

内径拡大部２９に代えて、図７、図８に示すように、シリンダ９の開放側の端部内周に軸方向溝３２を形成し、その軸方向溝３２内に、ねじ孔２８のシリンダ９内周側の端部を開口させてもよい。このようにしても、軸方向溝３２の位置で、プランジャ１０とシリンダ９の間の径方向隙間の大きさが大きくなるので、シリンダ９の開放側の端部にねじ孔２８を加工するときに生じたバリが、プランジャ１０の外周に干渉するのを防止することができる。

１ チェーンテンショナ
９ シリンダ
１０ プランジャ
１３ エンジンブロック
１４ 座面
１５ 雌ねじ
１７ 雄ねじ
１８ スクリュロッド
２１ リターンスプリング
２３ ロッドシート
２８ ねじ孔
２９ 内径拡大部
３０ 小ねじ
３１ ナット
３２ 軸方向溝

Claims (7)

1. 一端が開放し、他端が閉じた筒状のシリンダ（９）内にプランジャ（１０）を軸方向に摺動可能に挿入し、そのプランジャ（１０）をシリンダ（９）内への挿入端が開口する有底筒状に形成し、そのプランジャ（１０）の内周に形成した雌ねじ（１５）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）を設け、そのスクリュロッド（１８）のプランジャ（１０）からの突出部分を前記シリンダ（９）内に設けたロッドシート（２３）に当接させ、前記スクリュロッド（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（２１）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、
   前記シリンダ（９）と前記プランジャ（１０）とで囲まれた圧力室（１６）に作動油を導入する給油通路（２４）を設け、その給油通路（２４）の圧力室（１６）側の端部に、前記給油通路（２４）側から前記圧力室（１６）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（２６）を設け、
   前記プランジャ（１０）と前記シリンダ（９）の摺動面間には、前記圧力室（１６）内の作動油を流出させてその作動油の粘性抵抗によってダンパ作用を生じさせる微小なリーク隙間（２７）が形成されているチェーンテンショナにおいて、
   前記シリンダ（９）の開放側の端部に、シリンダ（９）の内外周を貫通するねじ孔（２８）を設け、
   前記シリンダ（９）の開放側の端部内周に、前記シリンダ（９）のプランジャ（１０）との摺動面よりも大径の内径拡大部（２９）を設け、その内径拡大部（２９）内に、前記ねじ孔（２８）のシリンダ（９）内周側の端部が開口するようにした
   ことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記シリンダ（９）の外周に、エンジンブロック（１３）に支持される座面（１４）を形成し、その座面（１４）とは径方向反対側に前記ねじ孔（２８）を配置した請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記ねじ孔（２８）に六角穴付きの小ねじ（３０）をねじ込んだ請求項２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記ねじ孔（２８）に六角頭付きの小ねじ（３０）をねじ込んだ請求項２に記載のチェーンテンショナ。
5. 前記ねじ孔（２８）にすりわり付きの小ねじ（３０）をねじ込んだ請求項２に記載のチェーンテンショナ。
6. 前記ねじ孔（２８）に十字穴付きの小ねじ（３０）をねじ込んだ請求項２に記載のチェーンテンショナ。
7. 前記小ねじ（３０）の前記ねじ孔（２８）からの突出部分に、小ねじ（３０）の緩み止め用ナット（３１）を装着した請求項３から６のいずれかに記載のチェーンテンショナ。

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