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JP6307319B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

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Description

本発明は、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴を有するテンショナボディと、該プランジャ収容穴に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャと、前記プランジャ収容穴とプランジャの後端側との間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されてプランジャの突出方向に付勢する付勢手段とを備え、チェーンの張力を適正に保持するチェーンテンショナに関するものである。
従来、チェーンの張力を適正に保持するチェーンテンショナを用いることは慣用されており、例えば、エンジンルーム内のクランク軸とカム軸の夫々に設けたスプロケット間に無端懸回したローラチェーン等の伝動チェーンを走行案内シューによって摺動案内を行うチェーンガイド機構において、張力を適正に保持するためにチェーンテンショナによって走行案内シューを有する揺動チェーンガイドを付勢するものが公知である。
例えば、図13に示すように、タイミングチェーンCHがエンジンルーム内のクランク軸に取り付けた駆動スプロケットS1とカム軸に取り付けた一対の従動スプロケットS2、S3との間に無端懸回されており、このタイミングチェーンCHが揺動チェーンガイドG1と固定チェーンガイドG2とによってガイドされてチェーンガイド機構が構成されている。
固定チェーンガイドG2は、2つの取付軸B1、B2でエンジンルーム内に固定され、揺動チェーンガイドG1は、取付軸B0を中心にタイミングチェーンCHの懸回平面内で揺動可能にエンジンルーム内に取り付けられている。
チェーンテンショナ500は、揺動チェーンガイドG1を押圧することでタイミングチェーンCHの張力を適正に保持するとともに振動を抑制している。
このようなチェーンガイド機構に用いられる公知のチェーンテンショナ500は、例えば図14に模式的に示すように、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴511を有するテンショナボディ510と、該プランジャ収容穴511の円筒面513に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャ520と、プランジャ収容穴511からプランジャ520を突出方向に付勢する付勢手段を備えている。
付勢手段は、円筒状のプランジャ520の筒状凹部521に収容されてプランジャ収容穴511の底部512との間で圧縮されるコイルばね540で構成されている。
プランジャ収容穴511に設けられたオイル供給孔514からオイルが供給されることで、プランジャ収容穴511とプランジャ520との間に形成された圧油室501がオイルで満たされ、オイルによりプランジャ520を突出方向に付勢するとともに、チェックバルブ550(模式的にチェックボールのみを図示。)でオイル供給孔514からのオイルの流出が阻止されている。
このことで、プランジャ520の往復動に伴ってプランジャ520とプランジャ収容穴511の間の僅かな隙間をオイルが流れ、その流路抵抗によってプランジャ520の往復動を減衰させるダンピング効果を得ている。
このような、公知のチェーンテンショナ500においてはオイルの供給が停止された(エンジンの場合、エンジンが停止した)後に長時間放置すると、次の起動直後にはオイルの供給にはタイムラグが発生し、プランジャ520が往復動しても圧油室501内のオイルは漏出するのみで新たに供給されず圧油室501内のオイルがなくなるため、プランジャ520のオイルによるダンピング力が作用せず、タイミングチェーンCHが大きく振動して異常音を発生させたり、タイミングチェーンCHに損傷を与える虞れがあるという問題があった。
このため、プランジャの内部に貯留油室を設け、該貯留油室から圧油室にオイルを供給する構造とし、貯留油室内に一定量のオイルを漏出することなく残留させ、長時間停止後の起動直後であっても貯留油室内に残留したオイルが圧油室に供給されて、プランジャのオイルによるダンピング力を維持しチェーンの振動を抑制し損傷を防止するものが公知である(特許文献1、2等参照。)。
特開平09−177907号公報 特許第4376278号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術の場合、起動直後には貯留油室(オイルリザーブ室9)から圧油室(高圧室14)内に供給されたオイルの大部分は、プランジャの往復動に伴って、圧油室(高圧室14)内からプランジャとプランジャ収容穴(プランジャ室4)の隙間を通って漏出し、オイル供給孔(供給孔12)、あるいは、プランジャの先端側から外部に漏出するため、貯留油室(オイルリザーブ室9)内のオイルは減少していく。
このため、起動直後にオイル供給孔(供給孔12)からオイルが供給されるまでのタイムラグの間に必要なオイルを貯留油室(オイルリザーブ室9)内に残留させておく必要があるが、オイル供給孔(供給孔12)より上方にオイル面を維持することができない。
したがって、貯留油室(オイルリザーブ室9)の空間を大きく取ることが必要となり、全体を短くすることができず、小型化が困難であるという問題があった。
特許文献2に記載の技術の場合は、オイル供給孔(油供給孔122)を上方に、かつ、斜め前方に向かうように設けることによって、少なくとも、圧油室(高圧油室R)内からプランジャとプランジャ収容穴の隙間を通って漏出したオイルが、オイル供給孔(供給孔12)を通って外部に漏出することを抑制するように構成されている。
しかしながら、上方以外からオイルを供給する場合には適用できず、オイル供給孔(油供給孔122)の位置が限定されるという問題があった。
また、特許文献1や特許文献2等の公知の技術の場合、プランジャの外周を加工してオイルの供給空間を設けることから、プランジャ突出方向が水平より上方の場合、供給空間は下方側に設けざるを得ず、プランジャ収容穴のオイル供給孔も低い位置とならざるを得ない。
また、プランジャの加工すべき箇所が多く製造工程が複雑となり、材料等の制約も大きくコストも上昇するという問題があった。
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構成でオイルの供給位置の自由度を高めることが可能であり、長時間のオイル供給停止後の再起動時に必要十分なオイルを供給することができるとともに、全体を短くし、小型化を図ることが可能であり、かつ、製造が容易で製造コストも低減されるチェーンテンショナを提供することを目的とするものである。
本発明に係るチェーンテンショナは、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴を有するテンショナボディと、該プランジャ収容穴に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャと、前記プランジャ収容穴とプランジャの後端側との間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されてプランジャを突出方向に付勢する付勢手段とを備えたチェーンテンショナであって、前記プランジャが、プランジャ本体と、該プランジャ本体の内部に設けられたチェックバルブとを有し、前記プランジャ本体の内部のチェックバルブより突出側に貯留油室が形成され前記プランジャ収容穴の内周には、オイルの供給空間を形成する連通調整溝が形成され、前記プランジャ収容穴には、前記供給空間にオイルを供給するオイル供給孔が設けられ、前記プランジャ本体には、前記供給空間から前記貯留油室にオイルを供給するプランジャ供給孔が設けられ、前記オイル供給孔が、前記プランジャの突出方向が水平より上方の場合、前記プランジャ供給孔より上方に位置し、前記プランジャ本体の前記圧油室側の外周には、前記圧油室から供給空間まで延びる外部リーク溝が設けられていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項1に係るチェーンテンショナによれば、プランジャ収容穴の内周に、オイルの供給空間を形成する連通調整溝が形成されて、前記オイル供給孔が、前記プランジャの突出方向が水平より上方の場合、前記プランジャ供給孔より上方に位置していることにより、プランジャがどの位置にあっても、プランジャ供給孔位置より高い位置にオイルの供給空間が存在することとなる。
このため、プランジャ供給孔より高い位置にオイル供給孔の位置を設定する際の自由度が極めて高くなり、貯留油室を大きくすることなく残留するオイル量を容易に多くすることができる。
また、プランジャの外周にオイルの供給空間を形成する連通調整溝加工する必要がなく、製造工程が簡略化され、材料等の制約も少なくなる。
このことで、長時間のオイル供給停止後の再起動時に必要十分なオイルを供給することができるとともに、製造が容易で製造コストも低減され、かつ、全体を短くし小型化することが可能となる。
さらに、プランジャ本体の圧油室側の外周に圧油室から供給空間まで延びる外部リーク溝が設けられていることで、長時間の停止後、起動直後のプランジャの往復動によって、オイルが貯留油室からチェックバルブを介して圧油室に供給され、圧油室内からのオイルは外部リーク溝を通過し、供給空間、プランジャ供給孔、内部供給空間及びオイル連通溝を通って貯留油室に回収される。
本請求項2に記載の構成によれば、オイル供給孔が、供給空間のプランジャ突出側の端部に近接して設けられていることにより、プランジャの突出方向を水平より上方とした場合、残留するオイル量をさらに多くすることが可能となる。
本請求項3に記載の構成によれば、チェックバルブに圧油室から貯留油室まで延びる内部リーク溝が設けられていることにより、プランジャの往復動によって、オイルが貯留油室からチェックバルブを介して圧油室に供給され、圧油室内からのオイルは内部リーク溝を通って直接貯留油室に回収される。
したがって、オイル供給孔の位置やチェーンテンショナ自体の取付け方向にかかわらず、プランジャとプランジャ収容穴の隙間を通って先端側から外部に漏出するオイルの量は減少し、供給空間に向かって開口するプランジャ供給孔から貯留油室に回収されるオイルの量を格段に増加させることが可能となる。
このことで、オイル供給停止直後に外部に漏出するオイルを減少させ、圧油室から貯留油室内に回収して循環供給することで再起動時に必要十分なオイルの量を確保することが可能となるため、貯留油室の空間を小さくすることができ、全体を短くし、小型化を図ることが可能となる。
本請求項4に記載の構成によれば、外部リーク溝がプランジャ供給孔と円周上同じ位相位置に設けられていることにより、プランジャの往復動により外部リーク溝を通って供給空間に漏出するオイルが直接プランジャ供給孔に向かって流れるので、さらに多くのオイルが外部に漏出することなくプランジャ供給孔、内部供給空間及びオイル連通溝を通って貯留油室に回収される。
本発明の第1実施形態に係るチェーンテンショナの平面図。 本発明の第1実施形態に係るチェーンテンショナの側面図。 本発明の第1実施形態に係るチェーンテンショナの底面図。 図2のI−I断面図。 テンショナボディのみの断面図。 プランジャのみの断面図。 チェックバルブの側面図及び背面図。 本発明の第1実施形態に係るチェーンテンショナの残留オイルの説明図。 本発明の第2実施形態に係るチェーンテンショナの平面図。 本発明の第2実施形態に係るチェーンテンショナの側面図。 本発明の第2実施形態に係るチェーンテンショナの底面図。 図10のII−II断面図。 エンジンのチェーンガイド機構に用いられるチェーンテンショナの説明図。 従来のチェーンテンショナの概略説明図。
本発明のチェーンテンショナは、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴を有するテンショナボディと、該プランジャ収容穴に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャと、プランジャ収容穴とプランジャの後端側との間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されてプランジャを突出方向に付勢する付勢手段とを備えたチェーンテンショナであって、プランジャが、プランジャ本体と、該プランジャ本体の内部に設けられたチェックバルブとを有し、プランジャ本体の内部のチェックバルブより突出側に貯留油室が形成され、プランジャ収容穴の内周には、オイルの供給空間を形成する連通調整溝が形成され、プランジャ収容穴には、供給空間にオイルを供給するオイル供給孔が設けられ、プランジャ本体には、供給空間から貯留油室にオイルを供給するプランジャ供給孔が設けられ、オイル供給孔が、プランジャの突出方向が水平より上方の場合、プランジャ供給孔より上方に位置し
プランジャ本体の圧油室側の外周には、圧油室から供給空間まで延びる外部リーク溝が設けられ、簡単な構成でオイルの供給位置の自由度を高めることが可能であり、長時間のオイル供給停止後の再起動時に必要十分なオイルを供給することができるとともに、全体を短くし、小型化を図ることが可能であり、かつ、製造が容易で製造コストも低減されるものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。
例えば、プランジャ本体の形状が単純化されるため、金属板からプレス成形等で形成されてもよい。
本発明の第1実施形態に係るチェーンテンショナ100について図面に基づいて説明する。
本発明の第1実施形態に係るチェーンテンショナ100は、図1乃至図4に示すように、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴111を有するテンショナボディ110と、該プランジャ収容穴111に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャ120と、プランジャ収容穴111とプランジャ120の後端側との間に形成される圧油室101に伸縮自在に収納されてプランジャ120を突出方向に付勢する付勢手段であるコイルばね140とを備えている。
本実施形態に係るチェーンテンショナ100は、チェーンガイド機構を有するエンジン内に固定されるものであり、そのために、図1乃至図6に示すように、テンショナボディ110は、ボルト等が挿通される取付孔117を有する取付部116を有している。
テンショナボディ110のプランジャ収容穴111の内周には、プランジャ本体126の外周面との間に供給空間102を形成する連通調整溝103が形成され、連通調整溝103には、プランジャ突出端側に近接して外部からオイルが供給されるオイル供給孔114が設けられている。
また、プランジャ収容穴111の開放部近傍には、径方向に貫通したピン孔118が設けられており、該ピン孔118に押さえピン(図示せず)が挿入されることでプランジャ120を挿入状態で固定して、プランジャ120を組み込んだ状態でエンジン内に固定する等の作業を行うことが可能に構成されている。
プランジャ120は、プランジャ本体126と、該プランジャ本体126の内部に設けられたチェックバルブ150を有している。
プランジャ本体126の内部には、チェックバルブ150が配置され、その突出側に貯留油室123が形成されている。
チェックバルブ150は、ボールシート151と、該ボールシート151のオイル流路に密着可能なチェックボール152と、該チェックボール152をガイドするリテーナ153とを備えている。
圧油室101に伸縮自在に収納されてプランジャ120を突出方向に付勢する付勢手段は、一方の端部がプランジャ収容穴111の底部に着座し他方の端部がチェックバルブ150のリテーナ153の外周に着座するように構成されており、このことで、プランジャ本体126の内部の奥行きをコイルばね140の伸縮のスペースとして有効に確保している。
テンショナボディ110は、エンジン内の取付壁部(図示省略)に固定されて使用され、該取付壁部の方向にオイル供給孔114が設けられている。
プランジャ収容穴111の連通調整溝103は内周全体に設けられ、プランジャ本体126の外周の間に形成される供給空間102は、筒状に形成されている。
また、チェックバルブ150のボールシート151には内部リーク溝であるシートリーク溝154が設けられており、圧油室101と貯留油室123との間でオイルが所定の流量で移動可能に構成されている。
以上のように構成された、本発明の第1実施形態に係るチェーンテンショナ100の動作について説明する。
通常の動作時は、図示しない取付壁部に設けられたオイル供給手段から常にオイルが供給されており、オイル供給孔114を介して供給空間102に常にオイルが満たされた状態が維持される。
供給空間102のオイルはプランジャ供給孔124を介して貯留油室123に供給され、貯留油室123もまた常にオイルが満たされた状態が維持される。
また、チェックバルブ150は貯留油室123から圧油室101側に方向のオイルの流れを許容するものであり、貯留油室123のオイルはチェックバルブ150を介して圧油室101に供給され、圧油室101もまた常にオイルが満たされた状態が維持される。
このように、プランジャ120の突出方向に対しては、プランジャ120の付勢力としてコイルばね140に加えて、図示しない取付壁部に設けられたオイル供給手段からのオイルの供給圧力とが寄与するように構成される。
そして、プランジャ120が反突出方向に押し込まれた際には、チェックバルブ150が閉じるため、オイルは圧油室101内からプランジャ120とプランジャ収容穴111のとの隙間を通って供給空間102に流入し、この流路抵抗によってプランジャ120の往復動を減衰させるダンピング効果を得る。
次に、オイルの供給が停止された(エンジンの場合、エンジンが停止した)後に長時間放置された後の起動直後の動作について説明する。
起動直後には、オイルの供給にはタイムラグが発生し、しばらくの間、オイル供給孔114を介して供給空間102にオイルが供給されないため、圧油室101及び貯留油室123に残留したオイルのみにより動作することとなる。
この時、プランジャ120が反突出方向に押し込まれた際に、圧油室101内のオイルは、プランジャ本体126とプランジャ収容穴111のとの隙間を通って供給空間102に流入するのに加え、シートリーク溝154を通して貯留油室123に直接流入する。
また、供給空間102より先端側のプランジャ本体126とプランジャ収容穴111のとの隙間は流路抵抗が高いため、供給空間102に流入するオイルの大部分は先端側から外部に漏出せずに、プランジャ供給孔124を介して貯留油室123に回収される。
このことで、外部に漏出するオイルを減少させることができ、再起動時のオイルが供給されるまでのタイムラグの間に必要十分なオイルの量を確保することが可能となる。
さらに、圧油室101内から供給空間102に漏出したオイルはオイル供給孔114からオイル供給手段側に流出する。
図8に示すようにプランジャ120の突出方向が水平より上方の場合、従来のプランジャに溝部を設けて供給空間を設けた場合は、プランジャ供給孔より上方にオイル供給孔を設けることは困難であり、残留するオイルの油面はプランジャ供給孔の位置となる。
これに対し、本発明においては、プランジャ収容穴111の内周に供給空間102を形成する連通調整溝103を設けることで、プランジャ供給孔124より上方にオイル供給孔114が位置し、そのオイル供給孔114の下端部にオイルの油面を維持できるため、充分な量のオイルを貯留油室123に残留させることが可能である。
さらに、シートリーク溝154を通して貯留油室123にオイルが直接流入するため、
始動直後のオイルがオイル供給孔114から供給されるまでのタイムラグの間のプランジャ120の往復動時にも、圧油室101内からシートリーク溝154を介して貯留油室123に直接オイルが回収される。
このことで、始動直後の貯留油室123のオイルの減少が緩和され、長時間放置された後の起動直後の動作を円滑に行うことができる。
また、プランジャ本体126の外周に圧油室101から供給空間102まで延びる外部リーク溝が形成され、圧油室101内から外部リーク溝、供給空間102、プランジャ供給孔124を介して貯留油室123に直接オイルを回収する。
その場合、外部リーク溝をプランジャ供給孔124と円周上同じ位相位置として、直接連続させることで、さらに貯留油室123に効率よくオイルを回収することができる。
本発明の第2実施形態に係るチェーンテンショナ200は、図9乃至12に示すように、前述の第1実施形態に係るチェーンテンショナ100と比べて、供給空間202を、プランジャ突出端側で外方に拡大し、その拡大部にオイル供給孔214を設けて、オイル供給孔214をプランジャ220の外径よりも上方に配置したものである(同一の部材、構造の符号は200番代として第1実施形態と下2桁を同一とした。)。
本実施形態においては、プランジャ220の突出方向を水平より上方とした際に、オイル供給孔214が最も高い位置となるため、さらに多くの量のオイルを貯留油室223に残留させることが可能となる。
以上説明した各実施形態は、本発明に係るチェーンテンショナの具体例であるが、本発明に係るチェーンテンショナがこれらに限定されるものではなく、各構成部材の形状、位置、寸法、配置関係等、様々な変形が可能である。
例えば、前述した各実施形態において、連通調整溝103が全周に設けられ、供給空間102が筒状に形成されているが、通常動作時のオイルの供給、起動時の貯留油室123へのオイルの回収が可能であれば、連通調整溝103を一部に設け(例えば前述の特許文献2の連通調整溝123のような形状)、供給空間102を全周にわたらない形状としてもよい。
また、各実施形態の外部リーク溝、シートリーク溝154は、その断面形状、深さ、円周方向の幅等は、本発明の目的に即して前述した動作を行うものであればいかなるものであってもよく、使用される環境に応じた最適なものとすればよい。
また、前述した各実施形態の構成に加えて、ラチェット機構等のチェーンテンショナに組み込まれる他の構成を付加することを妨げるものではない。
また、本発明のチェーンテンショナは、エンジンルーム内のクランク軸とカム軸の夫々に設けたスプロケット間に無端懸回したローラチェーン等の伝動チェーンを走行案内シューによって摺動案内を行うチェーンガイド機構に適用するものに限らず、プランジャの先端で直接チェーンの摺動案内を行ってもよい。
さらに、チェーンによる伝動機構に限らず、ベルト、ロープ等の類似の伝動機構に適用されてもよく、長時間のオイル供給停止後の再起動時に十分なオイルを供給することが求められる用途であれば、種々の産業分野において利用可能である。
100、200、500 ・・・ チェーンテンショナ
101、201、501 ・・・ 圧油室
102、202 ・・・ 供給空間
103、203 ・・・ 連通調整溝
110、210、510 ・・・ テンショナボディ
111、211、511 ・・・ プランジャ収容穴
512 ・・・ 底部
513 ・・・ 円筒面
114、214、514 ・・・ オイル供給孔
116、216 ・・・ 取付部
117、217 ・・・ 取付孔
118、218 ・・・ ピン孔
219 ・・・ 押さえピン
120、220、520 ・・・ プランジャ
521 ・・・ 筒状凹部
123、223 ・・・ 貯留油室
124、224 ・・・ プランジャ供給孔
126、226 ・・・ プランジャ本体
140、240、540 ・・・ コイルばね(付勢手段)
150、250、550 ・・・ チェックバルブ
151、251 ・・・ ボールシート
152、252 ・・・ チェックボール
153、253 ・・・ リテーナ
154、254 ・・・ シートリーク溝(内部リーク溝)
S1 ・・・駆動スプロケット
S2 ・・・従動スプロケット
S3 ・・・従動スプロケット
CH ・・・タイミングチェーン
G1 ・・・揺動チェーンガイド
G2 ・・・固定チェーンガイド
B0、B1、B2 ・・・取付軸

Claims (4)

  1. 一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴を有するテンショナボディと、該プランジャ収容穴に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャと、前記プランジャ収容穴とプランジャの後端側との間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されてプランジャを突出方向に付勢する付勢手段とを備えたチェーンテンショナであって、
    前記プランジャが、プランジャ本体と、該プランジャ本体の内部に設けられたチェックバルブとを有し、
    前記プランジャ本体の内部のチェックバルブより突出側に貯留油室が形成され、
    前記プランジャ収容穴の内周には、オイルの供給空間を形成する連通調整溝が形成され、
    前記プランジャ収容穴には、前記供給空間にオイルを供給するオイル供給孔が設けられ、
    前記プランジャ本体には、前記供給空間から前記貯留油室にオイルを供給するプランジャ供給孔が設けられ
    前記オイル供給孔が、前記プランジャの突出方向が水平より上方の場合、前記プランジャ供給孔より上方に位置し
    前記プランジャ本体の前記圧油室側の外周には、前記圧油室から供給空間まで延びる外部リーク溝が設けられていることを特徴とするチェーンテンショナ。
  2. 前記オイル供給孔が、前記供給空間のプランジャ突出側の端部に近接して設けられていることを特徴とする請求項1に記載のチェーンテンショナ。
  3. 前記チェックバルブには、前記圧油室から前記貯留油室まで延びる内部リーク溝が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のチェーンテンショナ。
  4. 前記外部リーク溝が、前記プランジャ供給孔と円周上同じ位相位置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
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