JP2009092184A - チェーンテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】圧力室内に供給される作動油に固形粒子が混入した場合にも、圧力室内の空気を確実に排出することが可能なチェーンテンショナを提供する。
【解決手段】一端が開放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てシリンダ９内に圧力室１１を形成し、その圧力室１１の外部と内部とを連通する給油通路１３をシリンダ９に設け、圧力室１１の内部と外部とを連通する螺旋状のねじ隙間２５を設け、圧力室１１内に組み込んだリターンスプリング２１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、ねじ隙間２５を多条に形成する。
【選択図】図１

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、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てシリンダ内に圧力室を形成し、その圧力室の外部と内部とを連通する給油通路を前記シリンダに設け、前記圧力室内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、チェーンガイドを介してチェーンを押圧するようにしたものが知られている。

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小さくなると、給油通路を通じて圧力室に供給される作動油の圧力と、リターンスプリングのばね力によって、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。このとき、給油通路を通じて圧力室内に作動油が供給され、プランジャは速やかに移動する。

一方、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、圧力室内の作動油は、プランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間を通じてエンジンルームに流出し、その作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、プランジャはゆっくりと移動する。

このようなチェーンテンショナにおいて、エンジンから供給される作動油に空気が混入したり、圧力室内の作動油に空気が析出したりすると、チェーンの張力が大きくなったときに、その気泡が圧縮することによってプランジャが移動するので、チェーンテンショナのダンパ作用が低下する。

そこで、このダンパ作用の低下を防止するために、圧力室内の空気を排出するエア抜き通路を設けたチェーンテンショナとして、シリンダに形成したねじ孔にビスをねじ係合させ、そのねじ孔とビスとの間に形成された螺旋状のねじ隙間を通じて、圧力室内の空気を排出するようにしたものが知られている（特許文献１）。

同様に、圧力室内の空気を排出するエア抜き通路を設けたチェーンテンショナとして、前記プランジャのシリンダからの突出部分に形成したねじ孔に円柱部材を圧入し、そのねじ孔と円柱部材の間に形成された螺旋状の隙間を通じて、圧力室内の空気を排出するようにしたものも知られている（特許文献２）。
特開２００２−３６４７２０号公報（第６頁、第４図） 特開平１１−１８２６３９号公報

ところで、エンジンからチェーンテンショナに供給される作動油には、スーツ（すす）やコンタミなどの固形粒子が混入することがあり、その固形粒子が原因で、エア抜き通路に詰まりが生じるおそれがある。特に、ディーゼルエンジンにおいては、作動油にスーツが発生しやすいので、エア抜き通路に詰まりが生じる可能性が高い。

しかし、特許文献１に記載のチェーンテンショナは、シリンダに形成した前記ねじ孔が一条ねじであり、また、特許文献２に記載のチェーンテンショナも、プランジャのシリンダからの突出部分に形成したねじ孔が一条ねじである。そのため、上記いずれのチェーンテンショナも、エア抜き通路が一条だけしか形成されず、そのエア抜き通路に詰まりが生じると、圧力室内の空気が排出されなくなり、チェーンテンショナのダンパ作用が低下していた。

この発明が解決しようとする課題は、圧力室内に供給される作動油に固形粒子が混入した場合にも、圧力室内の空気を確実に排出することが可能な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、前記螺旋状のエア抜き通路を多条に形成した。

前記螺旋状のエア抜き通路としては、例えば、次の構成のものが挙げられる。
１）前記シリンダに形成された多条のねじ孔と、そのねじ孔にねじ係合するビスとの間に形成されたねじ隙間。
２）前記シリンダに形成された多条のねじ孔と、そのねじ孔に圧入した円柱部材との間に形成された螺旋状の隙間。
３）前記プランジャのシリンダからの突出部分に形成された多条のねじ孔と、そのねじ孔に圧入した円柱部材との間に形成された螺旋状の隙間。

上記１）の構成を採用する場合、前記ビスの頭部と前記シリンダとの間にスプリングワッシャを組み込むと、ビスを弛み止めすることができる。

上記２）または３）の構成を採用する場合、前記円柱部材は、空気透過性材料で形成すると、万一、螺旋状の隙間がすべて詰まった場合にも、円柱部材を通じて、圧力室内の空気を確実に排出することができる。

この発明のチェーンテンショナは、多条のエア抜き通路を有するので、そのエア抜き通路のうち、いずれかのエア抜き通路に詰まりを生じた場合にも、他のエア抜き通路を通じて、圧力室内の空気を確実に排出することができる。そのため、このチェーンテンショナは、ディーゼルエンジンに組み込んだ場合にも、ダンパ作用の低下を生じにくい。

図１に、この発明の第１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。

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。

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とを有し、そのプランジャ１０によって、シリンダ９内に圧力室１１が形成されている。シリンダ９は、ボルト１２でエンジンブロック（図示せず）に固定されている。

シリンダ９には、圧力室１１の外部と内部とを連通する給油通路１３が形成されている。給油通路１３は、給油ポンプ（図示せず）に接続されており、その給油ポンプから送り出された作動油を、圧力室１１内に導入するようになっている。給油通路１３の圧力室１１側の端部には、圧力室１１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。

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１１内の作動油がエンジンルームにリークするようになっている。

プランジャ１０のシリンダ９内への挿入端は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、圧力室１１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が組み込まれている。

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くなっている。

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、一端がスクリュロッド１８で支持され、他端がスプリングシート２２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。プランジャ１０は、プランジャ１０のシリンダ９からの突出端がチェーンガイド８に接触し、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、シリンダ９には、シリンダ９の外面から内面に貫通する多条のねじ孔２３が形成され、そのねじ孔２３にビス２４がねじ係合している。ねじ孔２３とビス２４の間には、図３に示すように、螺旋状のねじ隙間２５が多条（図では二条）に形成されており、そのねじ隙間２５，２５を介して、圧力室１１の内部と外部とが連通している。また、図２に示すように、ビス２４の頭部２４ａとシリンダ９の外面との間には、スプリングワッシャ２６が組み込まれており、そのスプリングワッシャ２６によって、ビス２４が弛み止めされている。ここで、圧力室１１内の空気は、ねじ隙間２５と、スプリングワッシャ２６の切れ目２６ａとを通ってエンジンルームに排出されるようになっている。

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、給油通路１３を通じて圧力室１１に供給される作動油の圧力と、リターンスプリング２１のばね力とによって、プランジャ１０がシリンダ９から突出する方向に移動し、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１１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。

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がシリンダ９内に押し込まれる方向に移動し、チェーン６の緊張を吸収する。このとき、プランジャ１０は、チェーン６の振動により、スクリュロッド１８に対して回転しながら軸方向に移動する。また、チェックバルブ１４が閉じて、圧力室１１内の作動油がリーク隙間１５を通ってエンジンルームに流出し、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。

エンジン始動時に給油通路１３を通じて供給される作動油に空気が混入したり、エンジン作動中に圧力室１１の圧力が急激に低下して圧力室１１内の作動油に空気が析出したりすると、その空気が、ねじ隙間２５を通じてエンジンルームに排出される。そのため、圧力室１１内の空気によるダンパ作用の低下が生じにくい。

エンジン停止時は、チェーン６が振動しないので、軸方向の力を受けてもプランジャ１０が回転せず、プランジャ１０の位置が固定される。そのため、エンジン停止時に、カムシャフト４の停止位置によって、プランジャ１０に作用する押し込み方向の力が大きくなった場合にも、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。

このチェーンテンショナ１は、ねじ隙間２５が多条に形成されているので、そのねじ隙間２５，２５のうち、いずれかのねじ隙間２５に詰まりを生じた場合にも、他のねじ隙間２５を通じて、圧力室１１内の空気を確実に排出することができる。そのため、このチェーンテンショナ１は、ディーゼルエンジンに組み込んだ場合にも、ダンパ作用の低下を生じにくい。

上記実施形態では、圧力室１１内の空気を排出するエア抜き通路として、ねじ孔２３とビス２４の間のねじ隙間２５を採用したが、エア抜き通路は、図４に示すように、外周に円筒面を有する円柱部材２７を多条のねじ孔２３に圧入し、その円柱部材２７とねじ孔２３の間に形成される螺旋状の隙間２８を採用してもよい。このようにしても、円柱部材２７とねじ孔２３の間に、螺旋状の隙間２８が多条に形成されるので、その隙間２８，２８のうち、いずれかの隙間２８に詰まりを生じた場合にも、他の隙間２８を通じて、圧力室１１内の空気を確実に排出することができる。

多条のねじ孔２３に円柱部材を圧入する場合、図５に示すように、空気透過性材料（焼結金属など）からなる円柱部材２９を用いると好ましい。このようにすると、万一、多条の隙間２８，２８がすべて詰まった場合にも、円柱部材２９を通じて、圧力室１１内の空気を確実に排出することができる。

図６、図７に、この発明の第２実施形態のチェーンテンショナ３１を示す。第１実施形態と対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

プランジャ１０のシリンダ９からの突出部分には、図７に示すように、プランジャ１０を軸方向に貫通する多条のねじ孔３２が形成され、そのねじ孔３２に円柱部材３３が圧入されている。ねじ孔３２と円柱部材３３の間には、図８に示すように、螺旋状の隙間３４が多条に形成されており、その隙間３４，３４を介して、圧力室１１の内部と外部とが連通している。円柱部材３３は、焼結金属などの空気透過性材料で形成されている。

このチェーンテンショナ３１は、図６に示すように、プランジャ１０のシリンダ９からの突出方向を斜め上向きにしてチェーン伝導装置に組み込まれ、圧力室１１内の作動油に空気が混入すると、その空気が隙間３４，３４を通じてエンジンルームに排出される。そのため、圧力室１１内の空気によるダンパ作用の低下が生じにくい。

このチェーンテンショナ３１は、第１実施形態と同様、多条の隙間３４，３４を有するので、その隙間３４，３４のうち、いずれかの隙間３４に詰まりを生じた場合にも、他の隙間３４を通じて、圧力室１１内の空気を確実に排出することができる。そのため、このチェーンテンショナ３１は、ディーゼルエンジンに組み込んだ場合にも、ダンパ作用の低下を生じにくい。

多条のねじ孔３２に圧入する円柱部材は、図９に示すように、焼結金属などの空気透過性材料からなる円柱部材３５を用いると好ましい。このようにすると、万一、多条の隙間３４，３４がすべて詰まった場合にも、円柱部材３５を通じて、圧力室１１内の空気を確実に排出することができる。

この発明の第１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１に示すチェーンテンショナのエア抜き通路近傍の拡大断面図 図２のねじ孔とビスの間に形成されるエア抜き通路を示す拡大断面図 図２のチェーンテンショナのエア抜き通路の変形例を示す拡大断面図 図４の円柱部材の変形例を示す拡大断面図 この発明の第２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６に示すチェーンテンショナの拡大断面図 図７のねじ孔と円柱部材の間に形成されるエア抜き通路を示す拡大断面図 図８の円柱部材の変形例を示す拡大断面図

符号の説明

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
１１ 圧力室
１３ 給油通路
２１ リターンスプリング
２３ ねじ孔
２４ ビス
２４ａ ビスの頭部
２５ ねじ隙間
２６ スプリングワッシャ
２７ 円柱部材
２８ 隙間
３１ チェーンテンショナ
３２ ねじ孔
３３ 円柱部材
３４ 隙間

Claims (7)

1. 一端が開放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てシリンダ（９）内に圧力室（１１）を形成し、その圧力室（１１）の外部と内部とを連通する給油通路（１３）を前記シリンダ（９）に設け、前記圧力室（１１）の内部と外部とを連通する螺旋状のエア抜き通路（２５）を設け、前記圧力室（１１）内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、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、前記螺旋状のエア抜き通路（２５）を多条に形成したことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記螺旋状のエア抜き通路が、前記シリンダ（９）に形成された多条のねじ孔（２３）と、そのねじ孔（２３）にねじ係合するビス（２４）との間に形成されたねじ隙間（２５）である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記ビス（２４）の頭部（２４ａ）と前記シリンダ（９）との間にスプリングワッシャ（２６）を組み込んだ請求項２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記螺旋状のエア抜き通路が、前記シリンダ（９）に形成された多条のねじ孔（２３）と、そのねじ孔（２３）に圧入した円柱部材（２７）との間に形成された螺旋状の隙間（２８）である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
5. 前記円柱部材（２９）が、空気透過性材料からなる請求項４に記載のチェーンテンショナ。
6. 前記螺旋状のエア抜き通路が、前記プランジャ（１０）のシリンダ（９）からの突出部分に形成された多条のねじ孔（３２）と、そのねじ孔（３２）に圧入した円柱部材（３３）との間に形成された螺旋状の隙間（３４）である請求項１に記載のチェーンテンショナ。
7. 前記円柱部材（３５）が、空気透過性材料からなる請求項６に記載のチェーンテンショナ。

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