JPH09291991A - チェーンテンショナおよびチェーンシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】再始動時および作動油の流動性が悪い低温始動
時に油圧ダンパの圧力室に空気が侵入するのを防止する
ことができる耐久性に優れたチェーンテンショナを提供
し、さらに騒音の発生の少ないチェーンシステムを提供
する。 【解決手段】ハウジング１１に設けたシリンダ室１２の
開口部にナット部材３１を固定し、そのナット部材のね
じ孔３２に押圧部材１３の外周に形成したねじ３３をね
じ係合する。押圧部材１３の背部にプランジャ２１を摺
動自在に組込んでその背部に圧力室２２を形成し、張力
調整ばね１４を組込む。圧力室２２に連通する給油通路
２４をチェックバルブ２５により開閉する。ねじ３３お
よびねじ孔３２のねじ山を鋸歯状とし、エンジンの停止
によりチェーンが緊張して押圧部材１３の後退動を防止
し、エンジンの再始動時にチェーンに弛みが生じるのを
防止し、押圧部材１３の突出量を小さな範囲に抑えて圧
力室２２に空気が侵入するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カム軸駆動用チ
ェーン等のチェーンの張力を一定に保持するチェーンテ
ンショナおよびそのチェーンテンショナを用いたチェー
ンシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関におけるカム軸駆動用
のチェーンシステムにおいては、チェーンの弛み側チェ
ーンにチェーンテンショナの調整力を付与してチェーン
の張力を一定に保つようにしている。

【０００３】上記チェーンテンショナとして、図８に示
したものが知られている。このチェーンテンショナはハ
ウジング４０に形成されたシリンダ室４１内にプランジ
ャ４２と、スプリング４３とを組込み、上記スプリング
４３によって突出性が付与されたプランジャ４２により
チェーンＢを押圧するようにしている。

【０００４】また、プランジャ４２の背部に形成された
圧力室４４に給油通路４５を連通し、その給油通路４５
にチェックバルブ４６を設け、上記プランジャ４２が外
方向に移動して圧力室４４の圧力が低下したとき、チェ
ックバルブ４６を開放させ、給油ポンプの駆動により給
油通路４５から圧力室４４に油を流動させるようにして
いる。

【０００５】上記チェーンテンショナにおいては、チェ
ーンＢが緊張してプランジャ４２に押し込み力が作用し
たとき、その押し込み力を圧力室４４に封入された油に
よって緩衝し、チェーンＢに弛みが生じると、スプリン
グ４３の弾力によりプランジャ４２を急速に外方向に移
動させてチェーンＢを緊張させるため、チェーンＢの張
力変動に対するプランジャ４２の追従性が良好であり、
チェーンＢの張力を常に一定に保持することができると
いう特徴を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カム軸駆動
用のチェーンにおいては、エンジンを停止すると、カム
軸に設けられたカムの停止位置の関係からチェーンＢが
緊張する場合がある。このとき、チェーンテンショナの
プランジャ４２には緊張状態のチェーンＢから静荷重が
負荷されるため、圧力室４４の油はプランジャ４２とシ
リンダ室４１の摺動面からリークし、プランジャ４２は
押し込み力とスプリング４３の弾力とが釣り合う位置ま
で後退する。

【０００７】このため、エンジンの再始動によりチェー
ンＢに弛みが生じると、プランジャ４２は外方向に大き
く移動する。このとき、油圧ポンプは始動直後であって
吐出量が少ないため、圧力室に充分な油を供給すること
ができず、圧力室に空気が侵入し、その侵入空気によっ
てダンピング特性が低下し、チェーンテンショナの機能
を発揮させることができないという問題が発生する。

【０００８】また、低温始動時には、油の粘度が高く、
流動性が悪いため、上記と同様の問題が生じる。

【０００９】その問題解決のため、実開昭６４−２５５
５７号公報に記載されたチェーンテンショナにおいて
は、ハウジングにラチェット爪を揺動自在に取付け、そ
のラチェット爪とプランジャの外周に設けたラックとの
係合によってプランジャの後退動を防止するようにして
いる。しかし、ラチェット爪とラックの係合部にチェー
ンからの荷重を受けるため、耐久性に問題がある。ま
た、プランジャが外方向に移動するとき、ラチェット爪
がラックと係脱するため、異音が発生するという問題も
ある。

【００１０】この発明の第１の課題は、エンジンの再始
動時および作動油の流動性が悪い低温始動時に油圧ダン
パの圧力室に空気が侵入するのを防止することができる
耐久性に優れたチェーンテンショナを提供することであ
る。

【００１１】また、第２の課題は、騒音の発生の少ない
チェーンシステムを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の第１の課題を解決
するために、第１の発明においては、シリンダ室を有す
るハウジングと、上記シリンダ室内に後端部が挿入され
たチェーン押圧用の押圧部材と、その押圧部材に外方向
への突出性を付与する張力調整ばねと、チェーンから上
記押圧部材に負荷される動荷重を緩衝する油圧ダンパ
と、押圧部材に負荷される静荷重を受けて押圧部材の後
退動を阻止するねじ係合手段とから成る構成を採用して
いる。

【００１３】また、第２の課題を解決するために、第２
の発明においては、クランクシャフトの回転をカムシャ
トに伝えるチェーンの弛み側チェーンに揺動自在に支持
されたスリッパを接触し、そのスリッパを上記第１の発
明に係るチェーンテンショナの押圧部材で押圧した構成
を採用している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１乃至図７に基づいて説明する。

【００１５】図１は内燃機関のカム軸駆動用のチェーン
システムを示す。クランクシャフト１の端部に取付けら
れたスプロケット２の回転はチェーン３を介してカムシ
ャフト４の端部に取付けられたスプロケット５に伝達さ
れる。

【００１６】チェーン３の弛み側チェーン３ａに接触さ
せたスリッパ６は、軸７を中心として揺動自在に支持さ
れている。このスリッパ６は、チェーンテンショナ１０
によってチェーン３が張る方向に押圧されている。

【００１７】図２乃至図４は、上記チェーンテンショナ
１０の詳細を示す。このチェーンテンショナ１０は、シ
リンダブロック８のクランク室の壁面に固定されたハウ
ジング１１を有する。ハウジング１１には上記スリッパ
６と対向する端部において開口するシリンダ室１２にロ
ッドから成る押圧部材１３の後端部が挿入されている。
また、シリンダ室１２には張力調整ばね１４が組込ま
れ、その張力調整ばね１４によって押圧部材１３はスリ
ッパ６に押し付けられている。

【００１８】押圧部材１３は、エンジンの駆動によって
チェーン３を移動させるトルク伝動時、チェーン３から
動荷重が負荷される。また、エンジンを停止すると、カ
ムシャフト４に設けられたカム停止位置の関係によって
チェーン３が緊張することがあり、その場合に、チェー
ン３から静荷重が負荷される。

【００１９】押圧部材１３に負荷される動荷重は、油圧
ダンパ２０によって緩衝される。一方、押圧部材１３に
負荷される静荷重はねじ係合機構３０により受けられ、
押圧部材１３の後退動が阻止される。

【００２０】油圧ダンパ２０は、押圧部材１３の背部に
シリンダ室１２の内径面に沿ってスライド自在のプラン
ジャ２１を組込み、そのプランジャ２１の背部に形成さ
れた圧力室２２とハウジング１１の上面に設けられたリ
ザーバ室２３とを給油通路２４で連通し、その給油通路
２４にチェックバルブ２５を設けている。

【００２１】チェックバルブ２５は、給油通路２４の油
出口にスリーブ２６を圧入し、そのスリーブ２６の後端
に形成された弁座２７に対して弁体２８を移動自在に設
け、上記スリーブ２６の後端部に弁体２８を保持するリ
テーナ２９を取付けている。このチェックバルブ２５
は、圧力室２２の圧力が給油通路２４に送られる圧油の
圧力より低くなると、給油通路２４を開放する。

【００２２】ここで、弁体２８はボールであってもよ
く、図６に示すように、板体であってもよい。板体から
成る弁体２８は給油通路２４の油出口を開放するとき、
その油出口の開度をボールから成る弁体に比較して大き
くとれるため、給油通路２４の開放時に、リザーバ室２
３内の油を圧力室２２内にスムースに流入させることが
でき、圧力室２２内に対する空気の侵入防止に効果を挙
げることができる。

【００２３】なお、リザーバ室２３には、エンジンのク
ランクシャフトの回転により掻き上げられた潤滑油が供
給される。このような油の供給に代えて、エンジンの始
動によって駆動される油圧ポンプを設け、その油圧ポン
プから吐出される圧油を給油通路に送り込むようにして
もよい。

【００２４】ねじ係合機構３０は、シリンダ室１２の開
口部にナット部材３１を取付け、そのナット部材３１に
形成されたねじ孔３２に押圧部材１３の外周に設けられ
たねじ３３をねじ係合している。

【００２５】ここで、ねじ孔３２とねじ３３のねじ山
は、押圧部材１３に負荷される静荷重を受ける圧力側フ
ランク３４のフランク角が遊び側フランク３５のフラン
ク角より大きい鋸歯状とされ、上記フランク角とリード
角の関係から、押圧部材１３は突出方向にゆるみ条件と
され、押し込み方向にロック条件とされている。

【００２６】ゆるみ条件とは、張力調整ばね１４の押圧
力によって押圧部材１３が外方向に向けてスムースに移
動することをいう。一方、ロック条件とは、押圧部材１
３に静荷重が作用しても押圧部材１３がシリンダ室１２
内に向けて移動せず、チェーン３の振動によって押圧部
材１３に動荷重が作用した場合に、ねじ係合部の相対ね
じ運動をロックすることなく押圧部材１３が少しずつ回
転を続けて、押圧部材１３に作用する動荷重と張力調整
ばね１４の押圧力とが釣り合う位置まで押圧部材１３が
軸方向に移動することをいう。

【００２７】図１に示すチェーンシステムにおいて、フ
ランクシャフト１の回転をカムシャフト４に伝えるチェ
ーン３はトルク変動によって張力が変化する。チェーン
３の弛み側チェーン３ａの張力が弱くなると、図２に示
すチェーンテンショナの押圧部材１３は張力調整ばね１
４の押圧力により外方向に向けて移動する。このとき、
押圧部材１３は遊び側フランク３５のフランク角とリー
ド角の関係から突出方向に弛み条件とされるため、押圧
部材１３は回転しつつ外方向に急速に移動してスリッパ
６を押圧する。このため、弛み側チェーン３ａの弛みは
素早く吸収され、その弛み側チェーン３ａが押圧部材１
３を押圧する押圧力と張力調整ばね１４の押圧力とが釣
り合うと、押圧部材１３が停止する。

【００２８】押圧部材１３の外方向への移動時、プラン
ジャ２１も押圧部材１３と同方向に移動するため、圧力
室２２の圧力が低下し、チェックバルブ２５が給油通路
２４を開放し、リザーバ室２３の油が給油通路２４から
圧力室２２に流入する。

【００２９】圧力室２２への油の流入によりリザーバ室
２３内の油量が低下するが、クランクシャフト１の回転
により掻き上げられた油が図３の矢印で示すように、シ
リンダブロック８の内面を伝って流れ落ちてリザーバ室
２３に流れ込み、リザーバ室２３に油が補充される。

【００３０】ここで、シリンダブロック８の内面を伝っ
て流れ落ちる油をリザーバ室２３にスムースに流動させ
るため、リザーバ室２３の上部開口にテーパ面から成る
誘導面２３ａを設けている。その誘導面２３ａに沿って
リザーバ室２３内に油を導くことにより、油に含まれる
気泡は自然に除去され、リザーバ室２３への空気の混入
を防止することができる。

【００３１】一方、トルク変動によりチェーン３の弛み
側チェーン３ａの張力が増大すると、その弛み側チェー
ン３ａによりスリッパ６を介して押圧部材１３に押し込
み力が作用する。その押し込み力は、動荷重であるた
め、ナット部材３１のねじ孔３２と押圧部材１３のねじ
３３のねじ係合部における相対ねじ運動は阻害されず、
押圧部材１３に作用する押し込み力はプランジャ２１に
負荷される。

【００３２】このとき、圧力室２２の圧力は高くなるた
め、給油通路２４はチェックバルブ２５によって閉鎖さ
れ、圧力室２２内に封入された油によって押し込み力が
緩衝される。

【００３３】上記押し込み力が張力調整ばね１４の押圧
力より高い場合、圧力室２２内の油はシリンダ室１２と
プランジャ２１の揺動面間よりシリンダ室１２の前側部
に流れ、張力調整ばね１４の押圧力と押し込み力とが釣
り合う位置まで押圧部材１３およびプランジャ２１は後
退する。

【００３４】次に、エンジンを停止すると、カムシャフ
ト４に設けられたカムの停止位置の関係から、チェーン
３の弛み側チェーン３ａが緊張する場合がある。この場
合、弛み側チェーン３ａの張力増大により、押圧部材１
３に押圧力が付与されるが、その押圧力は静荷重である
ため、その静荷重は、ナット部材３１のねじ孔３２と押
圧部材１３のねじ３３のねじ係合部における圧力側フラ
ンク３４によって受けられる。この圧力側フランク３４
のフランク角とリード角との関係から、押圧部材１３は
押し込み方向にロック条件とされているため、押圧部材
１３は後退しない。

【００３５】このため、エンジンの停止後、再始動され
ても、チェーン３の弛み側チェーン３ａに大きな弛みが
生じず、押圧部材１３はほぼ定位置に保持されるため、
圧力室２２の圧力の低下も殆んどなく、圧力室２２内に
空気が侵入するという不都合の発生はない。

【００３６】なお、エンジンの低温始動時、油の粘度が
高く、圧力室２２への油の流入が悪くなるが、この場合
でも、押圧部材１３の突出量が小さいため、圧力室２２
に空気が侵入するのを防止することができる。

【００３７】因みに、エンジン始動時におけるスリッパ
６の変位量を測定したところ、図５に示す測定結果を得
た。そのグラフから明らかなように、スリッパ６および
チェーン３のバタツキが殆んどなく、異音の発生の少な
いことが判る。

【００３８】また、チェーン３はエンジンの始動、停止
に関係なく常に略一定の弾力に保持されるため、エンジ
ンの運転後におけるチェーン３の伸びは比較的少ない。

【００３９】図６に示すように、張力調整ばね１４とし
て、テーパ状のコイルスプリングを用いると、圧力室２
２に万一空気が侵入しても、その空気はコイルスプリン
グ上にスムースに移動し、プランジャ２１の後退時に、
そのプランジャ２１とシリンダ室１２の摺動面間より外
部に流れるため、圧力室２２に空気が滞溜するのを防止
することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、張
力調整ばねによって押圧部材に突出性を付与し、その押
圧部材に負荷される動荷重を油圧ダンパで受けるように
したので、チェーンの張力変化による押圧部材の追従性
が良好であり、チェーンの張力を常に一定に保持するこ
とができる。

【００４１】また、押圧部材に負荷される静荷重をねじ
係合手段により受けるようにしたので、エンジンの停止
時、カムの停止位置の関係によりチェーンの張力が増大
しても押圧部材は押し込まれず、チェーンは緊張状態に
保持される。

【００４２】このため、エンジンを再始動時、あるいは
低温始動時にチェーンに大きな弛みが生じず、押圧部材
の突出量も少ないため、圧力室に空気が侵入するのを防
止することができ、チェーンテンショナの機能を充分に
発揮させることができる。

【００４３】さらに、エンジンの始動時においてスリッ
パおよびチェーンがバタつくのを防止することができ、
騒音の少ないチェーンシステムを形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るチェーンシステムを示す概略図

【図２】同上のチェーンテンショナの断面図

【図３】図２のIII − III線に沿った断面図

【図４】同上のねじ係合部を示す拡大断面図

【図５】エンジン始動時のスリッパの変位量を示すグラ
フ

【図６】チェックバルブの他の例を示す断面図

【図７】同上の張力調整ばねの他の例を示す断面図

【図８】従来のチェーンテンショナを示す断面図

【符号の説明】

１ クランクシャフト ３ チェーン ４ カムシャフト ６ スリッパ １０ チェーンテンショナ １１ ハウジング １２ シリンダ室 １３ 押圧ダンパ １４ 張力調整ばね ２０ 油圧ダンパ ２１ プランジャ ２２ 圧力室 ２３ リザーバ室 ２４ 給油通路 ２５ チェックバルブ ３０ ねじ係合機構 ３２ ねじ孔 ３３ ねじ ３４ 圧力側フランク ３５ 遊び側フランク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ室を有するハウジングと、上記
   シリンダ室内に後端部が挿入されたチェーン押圧用の押
   圧部材と、その押圧部材に外方向への突出性を付与する
   張力調整ばねと、チェーンから上記押圧部材に負荷され
   る動荷重を緩衝する油圧ダンパと、押圧部材に負荷され
   る静荷重を受けて押圧部材の後退動を阻止するねじ係合
   手段とから成るチェーンテンショナ。
2. 【請求項２】 前記油圧ダンパが、シリンダ室内にプラ
   ンジャをスライド自在に組み込み、そのプランジャの背
   部に形成された圧力室に圧油が供給される給油通路を連
   通し、その給油通路に上記圧力室の圧力が圧油の供給圧
   より低くなったとき上記給油通路を開放するチェックバ
   ルブを設けた構成から成る請求項１に記載のチェーンテ
   ンショナ。
3. 【請求項３】 前記ハウジングの上部に給油通路と連通
   する上部が開口したリザーバ室を設けた請求項２に記載
   のチェーンテンショナ。
4. 【請求項４】 前記ねじ係合手段が、前記シリンダ室の
   開口部にねじ孔を形成し、押圧部材の外周に上記ねじ孔
   とねじ係合するねじを設け、そのねじとねじ孔のねじ山
   を、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とし、その鋸歯状ねじ山に前
   記張力調整ばねの弾力によって押圧部材が外方向に移動
   するリード角を設けた構成から成る請求項１乃至３のい
   ずれかに記載のチェーンテンショナ。
5. 【請求項５】 クランクシャフトの回転をカムシャフト
   に伝えるチェーンの弛み側チェーンに揺動自在に支持さ
   れたスリッパを接触し、そのスリッパを請求項１に記載
   のチェーンテンショナの押圧部材で押圧したチェーンシ
   ステム。