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発明の名称 オートテンショナ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−24200(P2007−24200A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−208149(P2005−208149)
出願日 平成17年7月19日(2005.7.19)
代理人 【識別番号】100074206
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二
発明者 佐藤 誠二 / 北野 聡 / 早川 久
要約 課題
鋸歯状ねじのオートテンショナにおいて、チェーンガイドの当接部から回転力や回転モーメントを鋸歯状ねじ部に作用させず安定した動作を得る。

解決手段
ハウジング11にナット部材13を組込み、ナット部材13の鋸歯状雌ねじ14にロッド部材15の雄ねじ20を係合する。ロッド部材15をリターンスプリング16にて外方向へ突出させる。ロッド部材15をプッシュロッド15aとアジャストスクリュ15bとに分割して、チェーンガイド6からプッシュロッド15aへの回転力がアジャストスクリュ15bに伝達させない。また、プッシュロッド15aにスライド部材18を設け、シリンダ室12のにプッシュロッド15aをスライド自在に支持するガイド部材19を設け、チェーンガイド6からプッシュロッド15aに負荷される回転モーメントをスライド部材18とガイド部材19とで受けてアジャストスクリュ15bに負荷させない。
特許請求の範囲
【請求項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ばね力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、雄ねじを外周に有するアジャストスクリュとに分割し、その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スプリングを設け、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し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たオートテンショナ。
【請求項2】
前記プッシュロッドのシリンダ室内に位置する後端部に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ガイド部材を設けた請求項1に記載のオートテンショナ。
【請求項3】
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いずれか一方を球面とした請求項1又は2に記載のオートテンショナ。
【請求項4】
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における少なくとも一方にショットピーニングを施して凹凸を形成した請求項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】
前記ナット部材の内周とアジャストスクリュの外周におけるいずれか一方に、雌ねじ又は雄ねじを周方向に分断する軸方向の溝を形成した請求項1乃至4のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項6】
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の少なくとも一方にダイヤモンドライクカーボン被膜を形成した請求項1乃至5のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項7】
前記シリンダ室の開口端部に、摺動部潤滑用の潤滑油の外部への漏洩を防止するシール部材を設けた請求項1乃至6のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項8】
前記ガイド部材を、前記シール部材よりシリンダ室の開口端側に設けた請求項7に記載のオートテンショナ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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し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、上記押し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、その押し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。
【0004】
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。
【特許文献1】実開昭64−41755号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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、ナット部材に回転力が負荷される。
【0006】
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は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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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ばね力が負荷される軸方向に移動可能なプッシュロッドと、雄ねじを外周に有するアジャストスクリュとに分割し、その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スプリングを設け、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し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た構成を採用したのである。
【0011】
上記の構成から成るオートテンショナは、プッシュロッドの先端が揺動可能なチェーンガイドに当接する組付けとする。その組付け状態で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。
【0012】
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し込み力が負荷されると、その押し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。上記押し込み力がリターンスプリングのばね力より大きい場合、その押し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。
【0013】
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回転モーメントが負荷されることはなく、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。
【0014】
ここで、プッシュロッドのシリンダ室内に位置する後端部に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ガイド部材を設けると、プッシュロッドに負荷される回転モーメントをスライド部材とシリンダ室の嵌合面およびガイド部材とプッシュロッドの嵌合面の2箇所で受けることができるため、チェーンの張力変化に応じてプッシュロッドを軸方向にスムーズに移動させることができ、応答性に優れたオートテンショナを得ることができる。
【0015】
上記のような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。
【0016】
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。
【0017】
この発明に係るオートテンショナにおいて、ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじにおける少なくとも一方にショットピーニングを施して凹凸を形成することにより、雌ねじと雄ねじのねじ係合部に長期にわたって安定した摩擦力を得ることができる。
【0018】
また、ナット部材の内周とアジャストスクリュの外周におけるいずれか一方に、雌ねじ又は雄ねじを周方向に分断する軸方向の溝を形成すると、アジャストスクリュに押し込み力が負荷されたとき、雌ねじと雄ねじのねじ係合面間に形成される油膜を軸方向の溝内に押し出すことができ、油膜の介在による摩擦抵抗力の低減化を防止することができる。
【0019】
さらに、ナット部材の雌ねじとアジャストスクリュの雄ねじの少なくとも一方にダイヤモンドライクカーボン被膜を形成すると、ねじ係合部の耐摩耗性の向上を図ることができる。
【0020】
上記の構成から成るオートテンショナを円滑に機能させるため、雌ねじと雄ねじのねじ係合部およびシリンダ室とスライド部材の摺動面間を潤滑油によって潤滑する。その潤滑油の外部への漏洩を防止するため、シリンダ室の開口端部にオイルシール等のシール部材を設けておくようにする。このとき、シール部材よりシリンダ室の開口端側にガイド部材を設けることにより、そのガイド部材によってシール部材を抜け止めすることができるため、シール部材を抜け止めする止め輪等の抜け止め部材の組込みを不要とすることができる。
【発明の効果】
【0021】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
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。
【0023】
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。このチェーンガイド6はオートテンショナ10から負荷される調整力によりチェーン5に押し付けられている。
【0024】
図2に示すように、オートテンショナ10はハウジング11を有し、そのハウジング11には一端が開口するシリンダ室12が形成されている。
【0025】
シリンダ室12内にはナット部材13が組込まれ、そのナット部材13の内周に雌ねじ14が形成されている。また、シリンダ室12内にはロッド部材15と、そのロッド部材15に外方向への突出性を付与するリターンスプリング16とが組込まれている。
【0026】
ロッド15は、プッシュロッド15aと、アジャストスクリュ15bとに分割され、プッシュロッド15aは、シリンダ室12の開口部を密封するオイルシール等のシール部材17をスライド自在に貫通しており、上記シリンダ室12内に位置する後端部にはシリンダ室12の内径面に沿ってスライド可能なスライド部材18が設けられ、そのスライド部材18にリターンスプリング16の押圧力が負荷されている。
【0027】
一方、シリンダ室12の開口部には、上記シール部材17からシリンダ室12の開口端側にリング状のガイド部材19が設けられ、そのガイド部材19の内径面によってプッシュロッド15aがスライド自在に支持されている。
【0028】
アジャストスクリュ15bは、雄ねじ20を外周に有し、その雄ねじ20がナット部材13の雌ねじ14にねじ係合している。その雄ねじ20と雌ねじ14のねじ係合部およびスライド部材18とシリンダ室12の摺動面間は、シリンダ室12内に封入された潤滑油によって潤滑される。
【0029】
アジャストスクリュ15bには、その後端面で開口するスプリング収容凹部21が形成され、そのスプリング収容凹部21の閉塞端面とシリンダ室12の閉塞端面間にスプリング22と、スプリングシート23とが組込まれ、上記スプリングシート23の先端に形成された球面23aがスプリング収容凹部21の閉塞端面に接触している。
【0030】
スプリング22は、アジャストスクリュ15bをプッシュロッド15aに向けて付勢し、その付勢によってアジャストスクリュ15bの先端面に設けられた突軸部24の先端の球面24aがプッシュロッド15aの後端面に押し付けられている。
【0031】
図3に示すように、ナット部材13の内周に形成された雌ねじ14とアジャストスクリュ15bの外周に形成された雄ねじ20のねじ山は、アジャストスクリュ15bが押し込まれた際の押し込み力を受ける圧力側フランク25のフランク角が遊び側フランク26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スプリング22の押圧力によってアジャストスクリュ15b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。
【0032】
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、エンジンの駆動状態において、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16の押圧力によりプッシュロッド15a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。
【0033】
プッシュロッド15aが外方向に移動するとき、スプリング22の押圧力によりアジャストスクリュ15bが回転しつつプッシュロッド15a側に向けて移動して突軸部24の先端の球面24aがプッシュロッド15aの後端面に当接する。
【0034】
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15aに押し込み力が負荷されると、上記押し込み力はアジャストスクリュ15bにも負荷される。このため、ナット部材13の雌ねじ14とアジャストスクリュ15bの雄ねじ20の圧力側フランク25が互に密着し、その密着する圧力側フランク25によって上記押し込み力が受けられる。
【0035】
上記押し込み力がリターンスプリング16の押圧力より強い場合、互に密着する圧力側フランク25の接触面で滑りが生じ、アジャストスクリュ15bは上記押し込み力とリターンスプリング16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。
【0036】
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15aに押し込み力が負荷されるとき、プッシュロッド15aに回転モーメントが負荷される。
【0037】
このとき、プッシュロッド15aの後端部に設けられたスライド部材18はシリンダ室12の内径面に沿ってスライド自在とされ、また、シリンダ室12の開口部に設けられたガイド部材19はプッシュロッド15aをスライド自在に支持しているため、プッシュロッド15aに負荷される回転モーメントは、シリンダ室12とスライド部材18の嵌合面およびプッシュロッド15aとガイド部材19の嵌合面の2箇所で支持されることになる。
【0038】
このため、アジャストスクリュ15bに回転モーメントが負荷されることはなく、雌ねじ14と雄ねじ20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。
【0039】
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15a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15a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15aとアジャストスクリュ15bは同軸上の配置であって、アジャストスクリュ15bの突軸部24の先端の球面24aがプッシュロッド15aの後端面に点接触しているため、アジャストスクリュ15bに上記回転力が負荷されることはない。
【0040】
このため、アジャストスクリュ15b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。
【0041】
図3に示す例では、プッシュロッド15aの後端面を平面とし、その後端面にアジャストスクリュ15bの突軸部24の先端の球面24aを接触させるようにしたが、図4に示すように、突軸部24の先端面を平面とし、プッシュロッド15aの後端に球面27を設けるようにしてもよい。
【0042】
実施の形態で示すオートテンショナにおいて、ナット部材13の雌ねじ14とアジャストスクリュ15bの雄ねじ20のそれぞれに浸炭焼入れ焼戻し等の熱処理を施して硬度を高めると、雌ねじ14と雄ねじ20の耐摩耗性を向上させることができる。
【0043】
また、上記雌ねじ14と雄ねじ20の少なくとも一方にショットピーニングを施して凹凸を形成することにより、雌ねじ14と雄ねじ20のねじ係合部に長期にわたって安定した摩擦力を得ることができる。
【0044】
雌ねじ14と雄ねじ20の耐摩耗性の向上には、上記のように硬度を高めることが有効であり、その硬度を高める方法として、上記以外に、雌ねじ14と雄ねじ20の表面にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成する方法が存在する。
【0045】
図4に示すように、アジャストスクリュ15bの外周に雄ねじ20を周方向に分断する軸方向の溝28を形成すると、アジャストスクリュ15bに押し込み力が負荷されたとき、雌ねじ14と雄ねじ20の圧力側フランク25間に形成される油膜を上記軸方向の溝28内に押し出すことができるため、油膜の介在による摩擦抵抗力の低減化を防止することができる。
【0046】
なお、軸方向の溝28は、図3に示すように、ナット部材13の内周に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】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
【図2】この発明に係るオートテンショナの縦断正面図
【図3】アジャストスクリュの組込み部を拡大して示す断面図
【図4】アジャストスクリュの他の例を示す断面図
【符号の説明】
【0048】
11 ハウジング
12 シリンダ室
13 ナット部材
14 雌ねじ
15 ロッド部材
15a プッシュロッド
15b アジャストスクリュ
16 リターンスプリング
18 スライド部材
19 ガイド部材
20 雄ねじ
24a 球面
25 圧力側フランク
26 遊び側フランク
27 球面
28 溝




 

 


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