JPH06193695A

JPH06193695A - オートテンショナ

Info

Publication number: JPH06193695A
Application number: JP34437092A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Furuya; 克身古谷; Ken Yamamoto; 山本　　憲
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1994-07-15

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、機械的なダンパ機構により、チェ
ーンやベルトの振動抑制と、張力の増減のいずれに対し
ても安定した張力調整ができるオートテンショナを提供
する。【構成】揺動可能なチェーンガイド１５に、オートテ
ンショナ１のプッシュロッド３を当接させ、そのプッシ
ュロッド３の後端部とシリンダ２の間に、くさび形空間
１１を形成する。くさび形空間１１に、シリンダ２とプ
ッシュロッド３に面接触する摩擦部材１２を設け、シリ
ンダ２の内部に、プッシュロッド３をチェーン張り側に
押圧する張力調整バネ５を組込む。チェーン張力が増大
すると、摩擦部材１２がくさび形空間１１の狭小部に押
込まれ、摩擦力によりチェーンガイド１５の揺動を抑制
する。チェーン張力が減少すると、摩擦部材１２がくさ
び形空間１１の幅広部に押し出され、チェーンガイド１
５が急速に揺動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車エンジンのタ
イミングチェーンやタイミングベルト、エンジン補機の
駆動ベルト等の張力を一定に調整するためのオートテン
ショナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】この種のタイミングチェー
ン用オートテンショナとして、従来、図１２に示すよう
な油圧式のものが知られている。このテンショナは、シ
リンダ８１内に、スプリング８２で突出方向に付勢され
るプランジヤ８３と、チエックバルブ機構８４を組込
み、エンジン油の一部をシリンダ８１内部に導入して油
圧ダンパを形成し、これによりチェーンの振動を抑制し
ながら、張力の増減に対しプランジャ８３を出入りさせ
て張力を一定に保つものである。

【０００３】しかし、上記油圧式のテンショナでは、エ
ンジン油と共に金属粉や空気等がシリンダ８１内に混入
すると、チエックバルブの作動不良やダンパ特性の低下
を生じさせるため、エンジン油導入の管路に金属粉等の
混入を防止する機構が必要になり、全体構造が複雑にな
る問題がある。また、部品点数が多く、その各部品自体
に高い加工精度が要求されるため、製造コストが高くな
る問題もある。

【０００４】これに対して、機械的なダンパ機構により
張力調整を行なうようにしたテンショナとして、特公昭
５６−５３１３９号により提案されたものがある。

【０００５】この提案のテンショナは、図１３に示すよ
うに、ボディ９１の内部に、張力用スプリング９２で突
出する方向に付勢されるロッド９３を挿入し、ボディ９
１の内面に設けたテーパ面９４とロッド９３の間にばね
部材９５で押圧される複数の球体９６を設けて構成さ
れ、ロッド９３は、突出方向には自由に移動できるが、
押込まれる方向には球体９６がテーパ面９４とロッド９
３間に喰い込み、ロッド９３の動きを止めるようになっ
ている。

【０００６】しかし、上記のテンショナでは、ロッド９
３の突出のみを許容する一方向クラッチとしての機能を
もつために、エンジン温度の上昇などに伴って生じるチ
ェーンやベルトの張力増加を調整できない不具合があ
る。

【０００７】また、チェーンやベルトからの荷重を支え
る球体９６が、点接触で接触して面圧が大きいために、
荷重変動の大きいエンジンでは球体９６の接触面に摩耗
やフレッチングが生じやすく、耐久性が損なわれ易い問
題がある。

【０００８】加えて、エンジンの高回転時等に高周波の
振動がチェーンやベルトに作用すると、テーパ面９４と
ロッド９３の間で球体９６が浮き上がり、クラッチとし
ての作用が不可能になる欠点もある。

【０００９】そこで、この発明は、上記の問題を解決
し、簡単な機械式のダンパ機構を用いて、チェーンやベ
ルトの振動の抑制と、張力の増減のいずれに対しても安
定した張力調整ができるオートテンショナを提供するこ
とを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、シリンダの内部にプッシュロッドを摺
動可能に挿入し、そのシリンダ内面とプッシュロッド外
面の間に、プッシュロッドの摺動方向に狭小となるくさ
び形空間を形成し、そのくさび形空間に、シリンダ内面
とプッシュロッド外面に同時に面接触する摩擦部材を組
込み、シリンダ内部に、上記摩擦部材をくさび形空間の
狭小部に向かって押圧する押圧部材を設けた構造とした
のである。

【００１１】なお、上記の構造において、摩擦部材を、
円周方向に分離される部材としたり、自己潤滑性のある
材料で形成することができる。

【００１２】また、上記シリンダとプッシュロッドの間
に、プッシュロッドを介してチェーン又はベルトを張力
を付与する方向に付勢する張力調整バネを配置してもよ
く、さらに、上記張力調整バネと上記押圧部材を同一の
部材とすることもできる。

【００１３】

【作用】この発明の構造においては、チェーンやベルト
の張力が増大し、プッシュロッドがシリンダ内で移動し
たとき、そのプッシュロッドとの接触によって摩擦部材
がくさび形空間の狭小部に押し込まれるように設定する
と、摩擦部材とプッシュロッド間の摩擦抵抗が増大し、
プッシュロッドのチェーンやベルト弛み側への移動や振
動を抑制する。また、過大な張力増加が加わった場合、
摩擦部材とプッシュロッドの間に滑りが生じてプッシュ
ロッドの弛み側への移動を許容し、過大張力を防止す
る。

【００１４】一方、チェーンやベルトの張力が減少し、
プッシュロッドが上記とは逆方向に移動しようとする
と、摩擦部材がくさび形空間の幅広部に押し出されてプ
ッシュロッドに作用する摩擦抵抗が減少する。このた
め、プッシュロッドがチェーンやベルト張り側に素速く
移動し、張力を一定に保つ。

【００１５】上記の構造では、摩擦部材がシリンダとプ
ッシュロッドに同時に面接触するため、接触部分に作用
する面圧を小さくでき、摩耗等の発生が抑えられると共
に、高周波の荷重変動が加わっても摩擦部材の浮き上り
が生じない。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１乃至図４は、この発明のオートテンシ
ョナを自動車エンジン用タイミングチェーンの張力調整
に適用した例を示している。

【００１７】図において、１５はチェーンガイドであ
り、このチェーンガイド１５は、円弧状の板材で形成さ
れ、外面にチェーンＡの案内面１６が設けられている。
上記チェーンガイド１５は、一端の支点部１７において
エンジンブロック等の固定部材に揺動可能に取付けられ
ており、他端に設けた突起１８に実施例のオートテンシ
ョナ１を当接され、チェーンに向かう方向に押圧されて
いる。

【００１８】上記オートテンショナ１は、ボルト等によ
り固定部材に固定される有底円筒状のシリンダ２と、そ
のシリンダ２の内部に摺動自在に挿入されるプッシュロ
ッド３を備え、そのプッシュロッド３の内部に設けた孔
４とシリンダ２の底面との間に、張力調整用バネ５が組
込まれている。この張力調整用バネ５は、プッシュロッ
ド３をシリンダ２から突出する方向に付勢し、チェーン
ガイド１５を介してチェーンに所定の張力を与える。

【００１９】上記プッシュロッド３は、先端部に、図４
に示すようにチェーンガイド１５の突起１８が係合する
ずれ防止用の溝６が設けられ、中央部に設けた段部７と
シリンダ２の先端に取付けたキャップ８との当接によ
り、シリンダ２内からの抜け出しが止められている。

【００２０】また、プッシュロッド３の後端側の外周面
には、端部に向かって先細となるテーパ面９が形成さ
れ、そのテーパ面９とシリンダ２内壁の円筒面１０との
間に、プッシュロッド２の抜け出し方向に向かって狭小
となるくさび形空間１１が形成されている。

【００２１】上記くさび形空間１１には、軸断面形状が
くさび形空間１１と略同一の形状をした摩擦部材１２が
配置され、その摩擦部材１２とシリンダ２の底面の間
に、摩擦部材１２をくさび形空間１１の狭小部に向かっ
て押圧するばね部材１３が組込まれている。

【００２２】上記摩擦部材１２は、図３示すように円周
方向に分割された２個の半円形部材１２ａ、１２ｂで形
成されており、その両半円形部材１２ａ、１２ｂの間に
設けたすき間１４により、径方向及び円周方向に寸法が
変化できるようになっている。なお、この摩擦部材１２
は、図５ａに示すように円周の１ケ所を分離したＣ形部
材や、図５ｂに示すように円周方向に３個以上に分割し
たものとしてもよい。

【００２３】上記くさび形空間１１のくさび角αは、摩
擦部材１２が完全にロックする角度よりわずかに大きな
角度で形成され、摩擦部材１２がすべり可能な条件で設
定されている。また、上記くさび角αは、摩擦部材１２
及びシリンダ２との軸方向の全接触面でほぼ一定の角度
となるように設定され、摩擦部材１２がシリンダ２内面
とプッシュロッド３外面に同時に面接触するように形成
される。

【００２４】なお、上記シリンダ２の内部は、チェーン
等の潤滑油を導入して潤滑することが可能であり、その
場合、シリンダ２やプッシュロッド３、摩擦部材１２等
の摺動する部材を耐摩耗性の高い材料で形成するのがよ
い。

【００２５】この実施例は上記のような構造であり、チ
ェーンの張力が増大すると、図１においてチェーンガイ
ド１５が左回りに揺動し、プッシュロッド３がシリンダ
２内に押し込まれようとする。このとき、円筒面１０と
テーパ面１１との接触により摩擦部材１２がくさび形空
間１１の狭小部に向かって押し込まれ、テーパ面１１に
対する摩擦力が増大する。このため、プッシュロッド３
のチェーン弛み方向への移動が抑制され、チェーンの振
動やばたつきによる騒音の発生を防止する。

【００２６】上記の状態では、摩擦部材１２がシリンダ
２の円筒面１０とプッシュロッド３のテーパ面９に面接
触するため、接触部分に加わる面圧が小さくなり、摩耗
やフレッチングの発生が防止される。また、チェーンか
ら高周波の荷重変動がプッシュロッド３に加わった場合
でも、摩耗部材１２の浮き上りが生じず、安定した張力
調整を行なうことができる。

【００２７】また、くさび形空間１１のくさび角αがロ
ック角度よりわずかに大きく設定してあるため、過大な
張力増加がプッシュロッド３に加わった場合、摩擦部材
１２とプッシュロッド３の間に滑りが生じることにな
る。このため、プッシュロッド３のチェーン弛み側への
移動が許容され、チェーンの過張力を防止することがで
きる。

【００２８】一方、チェーンの張力が減少してチェーン
ガイド１５に作用する力が減少し、張力調整バネ５のバ
ネ力によりチェーンガイド１５がチェーンに向かって右
回転しようとすると、円筒面１０とテーパ面９との接触
によって摩擦部材１２がくさび形空間１１の幅広部に押
し出されてテーパ面９に対する摩擦力が減少し、チェー
ンガイド１５は急速に揺動してチェーンの張力を一定に
保つ。

【００２９】このように、実施例のチェーンテンショナ
は、チェーンガイド１５の揺動抵抗が左回転方向側には
大きく、右回転方向側には小さくなる一方向ダンパの特
性を有しており、張力変動に伴うチェーンの振動を抑制
しながら、チェーン張力を一定に保つ機能を発揮する。
また、張力の減少時には、チェーンガイド１５は速やか
に右回転し、張力変動の最小値と張力調整バネ５のバネ
力とがつり合う状態まで移動するので、エンジンの加減
速時の張力変化にも良好に追従し、低温始動時のチェー
ンの弛みを速やかに解消することができる。

【００３０】図６は第２の実施例を示し、自動車エンジ
ンのタイミングベルトの張力調整にこの発明のオートテ
ンショナを適用した例を示している。

【００３１】図において２３は、テンションプーリ２４
を備えたプーリアームであり、このプーリアーム２３
は、一端の支点部２５においてエンジンブロック等の固
定部材に揺動可能に取付けられている。

【００３２】また、プーリアーム２３の他端に設けたロ
ッド押圧面２６に、オートテンショナ２１のプッシュロ
ッド３が当接され、そのオートテンショナ２１がプーリ
アーム２２を右回りに揺動させ、テンションプーリ２４
をベルトＢに向かって押圧している。

【００３３】また、タイミングベルトの場合、タイミン
グチェーンのように外部からシリンダ２内部に潤滑油を
導入することができないため、シリンダ２の開口部をシ
ール部材２２で密封し、シリンダ２内部に潤滑オイルや
グリース等を入れて潤滑を行なっている。

【００３４】なお、オートテンショナ２１の他の構造と
作用は、上述した第１実施例と同じであるため、同一部
品には同一の符号を付して説明を省略する。

【００３５】図７は第３の実施例を示す。この例のオー
トテンショナ３１では、シリンダ２内部に潤滑油を入れ
ず、摩擦部材１２を、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）や、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリア
ミド（ＰＡ）等の自己潤滑性が高く耐摩耗性に優れた合
成樹脂で形成し、その合成樹脂のもつ潤滑特性によって
摩擦部材１２とシリンダ２及びプッシュロッド３間の接
触面の摩耗を抑制している。

【００３６】また、プッシュロッド３とシリンダ２の摺
動部に無潤滑のすべり軸受３２を設け、さらに、シリン
ダ２の開口部にシール部材３３を設け、ゴミや油分等の
摩擦特性に悪影響を及ぼす異物の侵入を防止している。

【００３７】図８は第４の実施例を示し、この例のオー
トテンショナ４１においては、シリンダ２の底面と摩擦
部材１２の間に、バネ剛性の大きなばね部材４２を組込
み、このばね部材４２により、摩擦部材１２に対するく
さび形空間１１の狭小部への押し付けと、プッシュロッ
ド３を介してチェーンやベルトに所定の張力を与えるた
めの押圧力を付与している。このように、摩擦部材１２
とプッシュロッド３に対する押圧を１つのばね部材４２
で行なうことにより、部品点数を少なくでき、シリンダ
外径を小さくできる利点がある。

【００３８】図９は第５の実施例を示している。

【００３９】この例では、シリンダ２の内面にテーパ面
５２を設け、プッシュロッド３の外面を円筒面５３で形
成し、そのテーパ面５２と円筒面５３の間にくさび形空
間１１を形成している。上記くさび形空間１１は、シリ
ンダ２の奥側に向かって狭小となるように形成され、張
力増大によってプッシュロッド３がシリンダ２に押し込
まれると、摩擦部材１２がくさび形空間１１の狭小部に
押し込まれ、プッシュロッド３に作用する摩擦力を増大
するようになっている。

【００４０】また、プッシュロッド３の途中に設けた段
部５４と摩擦部材１２の間に、ばね部材１３を設け、そ
のバネ力により摩擦部材１２をくさび形空間１１の狭小
部に向かって押圧している。

【００４１】図１０は第６の実施例を示す。この例にお
いては、プーリアーム６５を、その中央部に設けた支点
軸６６により両端部が揺動可能となるように支持し、そ
の一方の端部にベルトＡと係合するテンションプーリ６
７を取付け、他方の端部に、オートテンショナ６１のプ
ッシュロッド３の先端を回動自在に連結している。

【００４２】また、オートテンショナ６１のシリンダ２
の端部２ａは、エンジンブロック等に回動可能に取付け
られ、これによりプーリアーム６５に対してオートテン
ショナ６１が自由に傾動して、両者間のアライメントを
吸収できるようになっている。

【００４３】上記プッシュロッド３の後端部は、シリン
ダ２の奥側に向かって拡径するテーパ面６２で形成さ
れ、そのテーパ面６２とシリンダ２内面の円筒面６３と
の間で、くさび形空間１１を形成している。また、プッ
シュロッド３の中央にフランジ６４を一体的に設け、そ
のフランジ６４の下側に、摩擦部材１２をくさび形空間
１１の狭小部に向かって押圧するばね部材１３を組込
み、フランジ６４の上側に、プッシュロッド３をシリン
ダ２の奥側に向かって付勢する張力調整バネ５を組込ん
でいる。

【００４４】上記のプルタイプのオ−トテンショナで
は、張力調整バネ５のバネ力によりプッシュロッド３が
プーリアーム６５を引張ると、テンションプーリ６７が
左回りに回動し、ベルトＡに所定の張力を与える。ま
た、ベルト張力が増大し、プーリアーム６５が右回転し
てプッシュロッド３がシリンダ２から抜け出そうとする
と、摩擦部材１２がくさび形空間１１の狭小部に押し込
まれ、プッシュロッド３に加わる摩擦力が増大して、ベ
ルト弛み側へのプーリアーム６５の回動を抑制する。

【００４５】図１１は、第７の実施例を示し、並列する
２個のカムスプロケット７４、７５を連結するチェーン
Ａの内側に、対向型のオートテンショナ７１を配置した
ものである。

【００４６】上記オートテンショナ７１は、両端が開放
したシリンダ７２をエンジンブロック等に固定し、その
シリンダ７２の内部に、両端部から一対のプッシュロッ
ド３、３’を摺動自在に挿入している。

【００４７】上記各プッシュロッド３、３’は、外側の
端部にチェーンＢが嵌まり込む溝７３が設けられ、チェ
ーンＡと一体で動くように連結されている。また、各プ
ッシュロッド３、３’の内側端部には、それぞれ先細の
テーパ面９、９’が形成され、その各テーパ面９、９’
とシリンダ７２内面の円筒面１０との間に、対称形をな
すくさび形空間１１、１１’が形成されている。

【００４８】さらに、各くさび形空間１１、１１’に組
込んだ摩擦部材１２、１２’の間には、その各摩擦部材
を各くさび形空間１１、１１’の狭小部に向かって押圧
するばね部材１３が設けられ、各プッシュロッド３、
３’に設けた孔４、４’の間に、各プッシュロッド３、
３’を離反するように付勢する張力調整バネ５を組込ん
でいる。

【００４９】上記の構造では、張力調整バネ５のバネ力
によりチェーンＡに初期張力が付与され、チェーンＡの
張力増大により各プッシュロッド３、３’がシリンダ７
２に押し込まれると、各摩擦部材１２、１２’がくさび
形空間１１、１１’の狭小部に押し込まれ、プッシュロ
ッドの動きを抑制する。

【００５０】

【効果】以上のように、この発明のオートテンショナ
は、機械的な摩擦力を利用した方向性のあるダンパ特性
を有するため、チェーンやベルトの弛みを速やかに防止
すると共に、張力変動の増大に対しては大きな摩擦抵抗
を生じて、振動を抑制しつつ過張力を吸収して張力を一
定に保つことができ、安定した張力調整とチェーン等の
寿命向上を図ることができる。

【００５１】また、摩擦部材がシリンダとプッシュロッ
ドに面接触して摩擦力を発生させるため、各部材の接触
部分の面圧を小さくでき、優れた耐久性を得ることがで
きる。

【００５２】さらに、油圧式のテンショナに比べて、油
の導入通路や異物の侵入防止機構をとる必要がなく、ま
た各部品が高精度に形成する必要がないので、構造の簡
単化と製造コストの低減を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す一部縦断正面図

【図２】同上の要部の拡大断面図

【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図

【図４】同上のプッシュロッドの先端部を示す図

【図５】ａ及びｂはそれぞれ摩擦部材の他の例を示す図

【図６】第２の実施例を示す一部縦断正面図

【図７】第３の実施例を示す断面図

【図８】第４の実施例を示す断面図

【図９】第５の実施例を示す断面図

【図１０】第６の実施例を示す一部縦断正面図

【図１１】第７の実施例を示す一部縦断正面図

【図１２】従来例を示す断面図

【図１３】他の従来例を示す断面図

【符号の説明】

１、２１、３１、４１、５１、６１、７１オートテン
ショナ２、７２シリンダ３プッシュロッド５張力調整バネ１１、１１’ くさび形空間１２摩擦部材１３ばね部材１５チェーンガイド２３プーリアーム４２ばね部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダの内部にプッシュロッドを摺動
可能に挿入し、そのシリンダ内面とプッシュロッド外面
の間に、プッシュロッドの摺動方向に狭小となるくさび
形空間を形成し、そのくさび形空間に、シリンダ内面と
プッシュロッド外面に同時に面接触する摩擦部材を組込
み、シリンダ内部に、上記摩擦部材をくさび形空間の狭
小部に向かって押圧する押圧部材を設けたオートテンシ
ョナ。
【請求項２】上記摩擦部材を、円周方向に分離される
部材とした請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】上記摩擦部材を、自己潤滑性のある材料
で形成した請求項１又は２に記載のオートテンショナ。
【請求項４】上記シリンダとプッシュロッドの間に、
プッシュロッドを介してチェーン又はベルトを張力を付
与する方向に付勢する張力調整バネを配置した請求項１
乃至３のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項５】上記張力調整バネと上記押圧部材を同一
の部材とした請求項４に記載のオートテンショナ。