JP4927377B2 - オートテンショナ - Google Patents

Description

この発明は、主として、カム軸を駆動するチェーンや歯付きベルトの張力を一定に保持するオートテンショナに関するものである。

一般に、クランク軸の端部に取付けられたスプロケットとカム軸の端部に取付けられたスプロケット間にチェーンをかけ渡したカム軸駆動用のチェーン伝動装置においては、チェーンの弛み側に揺動可能なチェーンガイドを接触し、そのチェーンガイドにオートテンショナの調整力を負荷してチェーンの張力を一定に保つようにしている。

上記チェーン伝動装置に採用されるオートテンショナとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このオートテンショナにおいては、ボディ内にロッドを先端に有するナット部材をスライド自在に挿入し、そのナット部材の内周に形成された鋸歯状の雌ねじにボルト部材の外周に形成された鋸歯状の雄ねじをねじ係合し、上記ナット部材をボディの内部に組込まれたリターンスプリングによって外方への突出性を付与し、チェーンからチェーンガイドを介してナット部材のロッドに負荷される押込み力を鋸歯状ねじの圧力側フランクで受けてナット部材の後退動を阻止し、上記押込み力がリターンスプリングの押圧力より大きい場合に、その押込み力とリターンスプリングのばね力とが釣り合う位置までナット部材を回転させつつ後退動させてチェーンの張力を一定に保つようにしている。

また、チェーンに弛みが生じた場合に、リターンスプリングの押圧力により、ナット部材を回転させつつ前進動させてチェーンの弛みを吸収するようにしている。
実開平１−４１７５５号公報

ところで、上記従来のオートテンショナにおいては、揺動可能に支持されたチェーンガイドにナット部材に設けられたロッドの先端を当接させる組付けであり、その組付け誤差等により、上記当接部にずれが生じると、チェーンガイドの揺動によってナット部材に軸心を中心として回転力が負荷される。

また、チェーンガイドは揺動自在の支持であり、そのチェーンガイドの揺動によってチェーンの振動を吸収するため、チェーンガイドに先端のロッドが当接されたナット部材に傾動させようとする回転モーメントが負荷され、その回転モーメントはナット部材とボルト部材のねじ係合部に直接作用することになる。

ここで、ナット部材に回転力が負荷されると、ナット部材は回転しつつ軸方向に移動することになり、チェーンの緊張時には、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができず、チェーンの張力を一定に保持することができなくなる。

また、ナット部材に負荷される回転モーメントが鋸歯状ねじに直接作用すると、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じてナット部材が動かなくなるという不都合を発生する可能性がある。

この発明の課題は、鋸歯状ねじによってチェーンの張力を一定に保つようにしたオートテンショナにおいて、揺動可能なチェーンガイドとの当接によって回転力や回転モーメントが負荷されても、その回転力や回転モーメントが鋸歯状ねじ部に作用されないようにして常に安定した動作が得られるようにすること、および、メンテナンスの容易化を図ることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、一端が開口するシリンダ室が形成されたハウジングと、そのハウジングのシリンダ室内に組込まれたナット部材と、そのナット部材の内周の雌ねじにねじ係合される雄ねじを後端部の外周に有するロッド部材と、そのロッド部材に外方向への突出性を付与するリターンスプリングとから成り、前記ロッド部材を、前記リターンスプリングの押圧力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、そのプッシュロッドと同軸上の配置とされて雄ねじを外周に有するアジャストスクリュとに分割し、前記プッシュロッドを、その後端部に設けられてシリンダ室の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材とシリンダ室の嵌合面およびシリンダ室の開口部内に圧入されてプッシュロッドをスライド自在に支持するウェアリングとプッシュロッドの嵌合面の２箇所においてスライド自在に支持し、前記スライド部材に前記リターンスプリングの押圧力を負荷し、前記ナット部材の内部にはアジャストスクリュをプッシュロッドに向けて付勢するコイルスプリングと、シリンダ室の閉塞端側に頭部表面が球面とされたスプリングシートとを組込み、前記ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじを、アジャストスクリュに負荷される押込み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大きい鋸歯状ねじとし、前記シリンダ室の閉塞端壁にはコイルスプリングの外径より大径とされて、そのコイルスプリングおよび前記スプリングシートが取り出し可能なねじ孔を設け、そのねじ孔にスプリングシートの球面を受けるプラグをねじ係合し、前記アジャストスクリュにはねじ孔から挿入される回転工具が係合可能な係合部を設けた構成を採用している。

上記の構成から成るオートテンショナにおいては、プッシュロッドがチェーンに接触するチェーンガイドと対向する組付けとする。その組付け状態において、チェーンに弛みが生じると、リターンスプリングの押圧によりプッシュロッドが前進し、チェーンガイドをチェーンに押し付けてチェーンの弛みを吸収する。

また、チェーンが緊張し、そのチェーンからチェーンガイドを介してプッシュロッドに押込み力が負荷されると、その押込み力は鋸歯状ねじの圧力側フランクで支持され、プッシュロッドは後退動しない。上記押込み力がリターンスプリングのばね力より大きい場合、その押込み力とばね力とが釣り合う位置までアジャストスクリュは回転しつつ後退動してチェーンの張力を一定に保つ。

上記のようなチェーンの張力調整時、チェーンガイドが揺動すると、そのチェーンガイドとプッシュロッドの接触部にずれ動きが生じてプッシュロッドに傾動させようとする回転モーメントが負荷される。このとき、プッシュロッドとアジャストスクリュは、対向端面が衝合し、分離されたものであるため、アジャストスクリュには回転モーメントが負荷されることはない。このため、雌ねじと雄ねじのねじ係合部が噛み込むという不都合の発生はない。

この発明においては、プッシュロッドの後端部にシリンダ室の内径面に沿って摺動可能なスライド部材を設け、前記シリンダ室の開口部にプッシュロッドをスライド自在に支持するウェアリングを設けているため、プッシュロッドに負荷される回転モーメントは、スライド部材とシリンダ室の嵌合面、およびプッシュロッドとウェアリングの嵌合面の２箇所で支持されることになり、アジャストスクリュに回転モーメントが負荷されるのをより確実に防止することができる。

オートテンショナの組付け時、組付け誤差等により、プッシュロッドの先端面中心に対する偏心位置がチェーンガイドと接触する場合がある。このとき、チェーンガイドの揺動によってプッシュロッドに回転力が負荷されるが、プッシュロッドとアジャストスクリュは分離されて同軸上に配置されているため、アジャストスクリュに回転力が負荷されることはない。

このため、アジャストスクリュが回転して軸方向に移動するという不都合の発生はなく、チェーンの緊張時に、チェーンの振動を抑制する抵抗力の減少を防止し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができる。

ここで、プッシュロッドの後端面とアジャストスクリュの先端面における少なくとも一方を球面とすると、プッシュロッドからアジャストスクリュへの回転力の伝達をより確実に防止することができる。

上記オートテンショナにおいて、エンジン周りのメンテナンスによりチェーンが取り除かれ、あるいは、オートテンショナが取り外しされると、リターンスプリングの押圧によりプッシュロッドが外方に移動し、また、コイルスプリングの押圧によりアジャストスクリュが回転しつつプッシュロッドに向けて移動してオートテンショナは伸長状態となる。そのオートテンショナの再組付けに際しては、プラグを取外し、ねじ孔からスプリングシートおよびコイルスプリングを取出した後、ねじ孔から内部に回転工具を挿入して係合部に係合し、回転工具に負荷する回転力によりアジャストスクリュを回転させつつ後退させ、かつプッシュロッドを押し込み、オートテンショナを収縮させた状態でオートテンショナの組付けを行なう。

上記のようなメンテナンスにおいて、スプリングシートはコイルスプリングによってプラグに押付けられているため、プラグの取外しと共にスプリングシートはねじ孔から外部に押し出されることになると共に、コイルスプリングの端部がねじ孔から外部に飛び出すことになる。

このため、ねじ孔が側方に配置されるハウジングの横向きの姿勢、あるいは、ねじ孔が上方に配置されるハウジングの縦向きの姿勢においてもプラグの取外しによってスプリングシートを同時に取外すことができると共に、コイルスプリングの端部を外部に飛び出させることができる。したがって、シリンダ内に封入された潤滑油の外部への漏洩を防止する状態でスプリングシートやコイルスプリングの外部への取外しを行うことができ、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。

ここで、プラグの先端面にスプリングシートの頭部が嵌合される凹部を形成しておくことにより、プラグとスプリングシートとが相対的に径方向に移動するのを防止することができるので、プラグの取外し時にスプリングシートに引っ掛かりが生じるという不都合の発生はなく、スプリングシートをより確実に取外すことができる。

上記のように、チェーンガイドに調整力を負荷するロッド部材をプッシュロッドとアジャストスクリュとに分割したことにより、上記チェーンガイドからプッシュロッドに回転力や回転モーメントが負荷されても、これらの回転力や回転モーメントがアジャストスクリュに伝達されることはなく、チェーンの緊張時に、チェーンの振動を抑制する抵抗力が減少したり、鋸歯状ねじ部に噛み込みが生じる等の不都合の発生を防止し、チェーンの張力を常に一定に保持することができる。

また、ねじ孔が側方に配置されるハウジングの横向きの姿勢、あるいは、ねじ孔が上方に配置されるハウジングの縦向きの姿勢においてプラグを取外すことにより、シリンダ室内に潤滑油が封入された状態でスプリングシートの取外しを行うことができるので、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、カム軸駆動用チェーンの張力調整装置を示す。図示のように、クランク軸１の端部に取付けられたスプロケット２と、カム軸３の端部に取付けられたスプロケット４間にはチェーン５がかけ渡され、そのチェーン５の弛み側にチェーンガイド６が設けられている。

チェーンガイド６は、その下端部に設けられた軸７を中心として揺動可能とされている。チェーンガイド６の一側方には、そのチェーンガイド６をチェーン５に向けて押圧するオートテンショナ１０が設けられている。

図２に示すように、オートテンショナ１０は円筒状のハウジング１１を有し、そのハウジング１１にはエンジンブロックにボルト止めされる複数の取付片１２が設けられている。

また、ハウジング１１にはチェーンガイド６と対向する一端面で開口するシリンダ室１３が形成され、そのシリンダ室１３の開口端部内に組み込まれたシール部材１４は、シリンダ室１３内に封入された潤滑油の外部への漏洩を防止している。

さらに、シリンダ室１３内にはナット部材１５が組込まれ、そのナット部材１５の内周に雌ねじ１６が形成されている。また、シリンダ室１３内にはロッド部材１７と、そのロッド部材１７に外方向への突出性を付与するリターンスプリング１８とが組込まれている。

ロッド部材１７は、プッシュロッド１７ａと、アジャストスクリュ１７ｂとに分割されている。プッシュロッド１７ａはシール部材１４をスライド自在に貫通し、シリンダ室１３内に位置する後端部には、シリンダ室１３の内径面に沿って摺動可能なスライド部材１９が設けられ、そのスライド部材１９にリターンスプリング１８の押圧力が負荷されている。

一方、シリンダ室１３の開口部には、シール部材１４の外端側に上記プッシュロッド１７ａをスライド自在に支持するウェアリング２０が圧入されている。

図２および図３に示すように、アジャストスクリュ１７ｂは、雄ねじ２１を外周に有し、その雄ねじ２１がナット部材１５の雌ねじ１６にねじ係合している。雄ねじ２１と雌ねじ１６のねじ係合部およびスライド部材１９とシリンダ室１３の摺動面間は、シリンダ室１３内に封入された潤滑油によって潤滑される。

アジャストスクリュ１７ｂには、その後端面で開口するスプリング収容孔２２が形成され、そのスプリング収容孔２２の開口端部の内周に係合部としての雌ねじ２３が形成されている。一方、ハウジング１１には、シリンダ室１３の閉塞端壁にねじ孔２４が設けられ、そのねじ孔２４はプラグ２５のねじ込みによって閉塞されている。

プラグ２５と上記スプリング収容孔２２の閉塞端面間にはコイルスプリング２６と、そのコイルスプリング２６とプラグ２５間にピンから成るスプリングシート２７とが組込まれている。スプリングシート２７は、コイルスプリング２６のばね力が負荷される頭部２７ａを有している。この頭部２７ａはプラグ２５の先端面に形成された凹部２５ａ内に嵌合され、頭部２７ａ表面に形成された球面２７ｂが凹部２５ａの閉塞端に押し付けられて点接触している。

コイルスプリング２６は、アジャストスクリュ１７ｂをプッシュロッド１７ａに向けて付勢し、その付勢によってアジャストスクリュ１７ｂの先端面に設けられた突軸部２８の先端の球面２８ａがプッシュロッド１７ａの後端面に押し付けられている。

図３に示すように、ナット部材１５の内周に形成された雌ねじ１６とアジャストスクリュ１７ｂの外周に形成された雄ねじ２１のねじ山は、アジャストスクリュ１７ｂが押し込まれた際の押込み力を受ける圧力側フランク２９のフランク角が遊び側フランク３０のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじ山にコイルスプリング２６の押圧力によってアジャストスクリュ１７ｂが回転しつつ軸方向に移動するリード角が設けられている。

実施の形態で示すチェーンの張力調整装置は上記の構造から成り、図２は、チェーンテンショナ１０のプッシュロッド１７ａがチェーンガイド６を押圧してチェーン５に張力を負荷するチェーン５の張力調整状態を示す。

上記のようなチェーン５の張力調整状態において、カム軸３の回転によるトルク変動等によりチェーン５が振動し、そのチェーン５の弛み側チェーンに弛みが生じると、リターンスプリング１８の押圧力によりプッシュロッド１７ａが外方に移動してチェーンガイド６を押圧し、その押圧によってチェーン５の弛みが吸収される。

プッシュロッド１７ａが外方向に移動するとき、コイルスプリング２６の押圧力によりアジャストスクリュ１７ｂが回転しつつプッシュロッド１７ａに向けて移動して、突軸部２８の先端の球面２８ａがプッシュロッド１７ａの後端面に当接する。

一方、チェーン５の弛み側チェーンの張力が増大し、そのチェーン５からチェーンガイド６を介してプッシュロッド１７ａに押込み力が負荷されると、上記押込み力はアジャストスクリュ１７ｂにも負荷される。このため、ナット部材１５の雌ねじ１６とアジャストスクリュ１７ｂの雄ねじ２１の圧力側フランク２９が互に密着し、その密着する圧力側フランク２９によって上記押込み力が受けられる。

上記押込み力がリターンスプリング１８の押圧力より強い場合、互に密着する圧力側フランク２９の接触面で滑りが生じ、アジャストスクリュ１７ｂは上記押込み力とリターンスプリング１８の押圧力とが釣り合う位置までゆっくりと回転しつつ後退してチェーン５の張力を一定に保持する。

このとき、プラグ２５とスプリングシート２７、およびアジャストスクリュ１７ｂとプッシュロッド１７ａとは点接触であるため、アジャストスクリュ１７ｂの回転抵抗は小さく、アジャストスクリュ１７ｂはスムーズに回転し、チェーン５の張力変化にスムーズに追従する。

ここで、オートテンショナ１０の調整力が負荷されるチェーンガイド６は軸７を中心として揺動自在に支持されているため、チェーンガイド６からプッシュロッド１７ａに押込み力が負荷されるとき、プッシュロッド１７ａに傾動させようとする回転モーメントが負荷される。

このとき、プッシュロッド１７ａの後端部に設けられたスライド部材１９はシリンダ室１３の内径面に沿って摺動自在とされ、また、シリンダ室１３の開口部に設けられたウェアリング２０はプッシュロッド１７ａをスライド自在に支持しているため、プッシュロッド１７ａに負荷される回転モーメントは、シリンダ室１３とスライド部材１９の嵌合面、およびプッシュロッド１７ａとウェアリング２０の嵌合面の２箇所で支持されることになる。

このため、アジャストスクリュ１７ｂに回転モーメントが負荷されることはなく、雌ねじ１６と雄ねじ２１のねじ係合部に噛み込みが生じるという不都合の発生はない。

オートテンショナ１０の組付け時、その取付け誤差等により、プッシュロッド１７ａの先端面中心に対する偏心位置がチェーンガイド６に当接する組付けとされる場合がある。このとき、チェーンガイド６の揺動によってプッシュロッド１７ａに回転力が負荷されることになるが、そのプッシュロッド１７ａとアジャストスクリュ１７ｂは同軸上の配置であって、アジャストスクリュ１７ｂの突軸部２８の先端の球面２８ａがプッシュロッド１７ａの後端面に点接触しているため、アジャストスクリュ１７ｂに上記回転力が負荷されることはない。

このため、アジャストスクリュ１７ｂが回転して軸方向に移動するという不都合の発生はなく、チェーン５の緊張時に、チェーン５の振動を抑制する鋸歯状ねじ部での摩擦抵抗力の減少を防止し、鋸歯状ねじの作動特性を有効に発揮させることができる。

エンジン周りのメンテナンスにおいて、チェーン５やオートテンショナ１０が取り除かれると、リターンスプリング１８の押圧によってプッシュロッド１７ａが外方に移動し、また、コイルスプリング２６の押圧によりアジャストスクリュ１７ｂが回転しつつプッシュロッド１７ａに向けて移動して、オートテンショナ１０は、図５に示すように、伸長状態となる。

このため、メンテナンス後のオートテンショナ１０の再組付けに際しては、オートテンショナ１０を収縮状態にして組付けを行なう必要がある。

オートテンショナ１０の収縮に際しては、プラグ２５を取外し、コイルスプリング２６およびスプリングシート２７をねじ孔２４から外部に取り出したのち、ねじ孔２４に回転工具としてのボルトを挿入してスプリング収容孔２２の内周の雌ねじ２３にねじ係合し、そのボルトに回転力を負荷してアジャストスクリュ１７ｂをナット部材１５の内側に納まる位置まで後退させる。

アジャストスクリュ１７ｂの後退後、プッシュロッド１７ａを押し込み、オートテンショナ１０の収縮状態において再組み付けを行う。

上記のようなメンテナンス作業において、スプリングシート２７はプラグ２５とコイルスプリング２６間に組み込まれているため、プラグ２５の取外しにより、図５の鎖線で示すように、スプリングシート２７はコイルスプリング２６の押圧によってねじ孔２４から外方に飛びだすことになると共に、コイルスプリング２６の端部もねじ孔２４から外方に飛びだすことになる。

このため、ねじ孔２４が側方に位置するハウジング１１の横向きの姿勢、あるいは、ねじ孔２４が上方に位置するハウジング１１の縦向きの姿勢でプラグ２５を取外すことにより、シリンダ室１３内に封入された潤滑油を外部に漏洩させることなくスプリングシート２７およびコイルスプリング２６を取外すことができる。したがって、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

なお、図３に示す例においては、プッシュロッド１７ａの後端面を平面とし、その後端面にアジャストスクリュ１７ｂの突軸部２８の球面２８ａを接触させるようにしたが、図４に示すように、突軸部２８の先端面を平面とし、プッシュロッド１７ａの後端に球面３１を設けるようにしてもよい。

また、図３では、係合部として雌ねじ２３を示し、その雌ねじ２３に回転工具としてのボルトをねじ係合してアジャストスクリュ１７ｂを回転させるようにしたが、スプリング収容孔２２の閉塞端に角孔を形成し、ねじ孔２４から挿入されるレンチをその角孔に係合してアジャストスクリュ１７ｂを回転させるようにしてもよく、係合部はねじ孔に限定されるものではない。

この発明に係るオートテンショナを採用したチェーンの張力調整装置の概略図 この発明に係るオートテンショナの縦断正面図 アジャストスクリュの組込み部を拡大して示す断面図 アジャストスクリュの他の例を示す断面図 オートテンショナの収縮状態を示す縦断正面図

符号の説明

１１ ハウジング
１３ シリンダ室
１５ ナット部材
１６ 雌ねじ
１７ ロッド部材
１７ａ プッシュロッド
１７ｂ アジャストスクリュ
１８ リターンスプリング
１９ スライド部材
２０ ウェアリング
２１ 雄ねじ
２３ 雌ねじ
２４ ねじ孔
２５ プラグ
２５ａ 凹部
２６ コイルスプリング
２７ スプリングシート
２７ａ 頭部
２７ｂ 球面
２８ａ 球面
２９ 圧力側フランク
３０ 遊び側フランク
３１ 球面

Claims (3)

1. 一端が開口するシリンダ室が形成されたハウジングと、そのハウジングのシリンダ室内に組込まれたナット部材と、そのナット部材の内周の雌ねじにねじ係合される雄ねじを後端部の外周に有するロッド部材と、そのロッド部材に外方向への突出性を付与するリターンスプリングとから成り、前記ロッド部材を、前記リターンスプリングの押圧力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、そのプッシュロッドと同軸上の配置とされて雄ねじを外周に有するアジャストスクリュとに分割し、前記プッシュロッドを、その後端部に設けられてシリンダ室の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材とシリンダ室の嵌合面およびシリンダ室の開口部内に圧入されてプッシュロッドをスライド自在に支持するウェアリングとプッシュロッドの嵌合面の２箇所においてスライド自在に支持し、前記スライド部材に前記リターンスプリングの押圧力を負荷し、前記ナット部材の内部にはアジャストスクリュをプッシュロッドに向けて付勢するコイルスプリングと、シリンダ室の閉塞端側に頭部表面が球面とされたスプリングシートとを組込み、前記ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじを、アジャストスクリュに負荷される押込み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大きい鋸歯状ねじとし、前記シリンダ室の閉塞端壁にはコイルスプリングの外径より大径とされて、そのコイルスプリングおよび前記スプリングシートが取り出し可能なねじ孔を設け、そのねじ孔にスプリングシートの球面を受けるプラグをねじ係合し、前記アジャストスクリュにはねじ孔から挿入される回転工具が係合可能な係合部を設けたオートテンショナ。
2. 前記プッシュロッドの後端面とアジャストスクリュの先端面における少なくとも一方を球面とした請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記プラグの先端面にスプリングシートの頭部が嵌合される凹部を形成した請求項１又は２に記載のオートテンショナ。

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