JP2016121721A - チェーンテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】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、過大な緊張力が発生した場合にも圧力を適正に維持し、騒音、振動の発生やタイミングチェーンの損傷を防止するチェーンテンショナを提供すること。
【解決手段】プランジャ１２０の内部のチェックバルブ１５０より突出側に貯留油室１２３が形成され、テンショナボディ１１０が、プランジャ収容穴１１１の円筒面部１１３と外部とを連通するオイル供給孔１１４と、プランジャ収容穴１１１の圧油室１０１と外部とを連通する高圧排出孔１１５とを有し、高圧排出孔１１５の圧油室１０１側には、高圧で開放するリリーフバルブ１６０が設けられていること。
【選択図】図４

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１０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付けた駆動スプロケットＳ１とカム軸に取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１１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の円筒面部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の往復動にともなってプランジャ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。

特開２００２−１３０４０１号公報 特開２００２−２３５８１８号公報 特開２００６−１２５４３０号公報

公知のチェーンテンショナにおいて、使用時にタイミングチェーンの過大な緊張力が発生した場合、圧油室の圧力が過大となり、騒音、振動が発生したり、タイミングチェーンの損傷を与える虞れがあった。
このような自体を防止するために、圧油室が所定の圧力以上となった時に開放するリリーフバルブを備えたものが公知である（特許文献１、２、３等参照。）。
しかしながら、特許文献１、２、３等で公知のチェーンテンショナは、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圧油室内エアが混入し、始動時の保持力が不足しやすい。
さらに、起動直後にはオイルの供給にはタイムラグが発生するため、プランジャが往復動しても圧油室内のオイルは漏出するのみで新たに供給されず圧油室内のオイルが減少し、プランジャ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に損傷を与える虞れがあ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、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、過大な緊張力が発生した場合にも圧力を適正に維持し、騒音、振動の発生やタイミングチェーンの損傷を防止す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、前記テンショナボディが、プランジャ収容穴の円筒面部と外部とを連通するオイル供給孔と、プランジャ収容穴の圧油室と外部とを連通する高圧排出孔とを有し、前記高圧排出孔の圧油室側には、高圧で開放するリリーフバルブ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ていることにより、簡単な構成で、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、圧油室にエアとが混入することを防止でき、再起動時にも充分な保持力とダンピング力を確保し、騒音、振動の発生やタイミングチェーンの損傷を防止することができる。
また、プランジャ収容穴の圧油室と外部とを連通する高圧排出孔とを有し、高圧排出孔の圧油室側には、高圧で開放するリリーフバルブが設けられていることにより、過大な緊張力が発生した場合に圧力を逃し、騒音、振動の発生やタイミングチェーンの損傷を防止することができる。

本請求項２に記載の構成によれば、オイル供給孔と高圧排出孔の外部側の開口が、前記テンショナボディの取付面側に設けられ、オイル供給孔と高圧排出孔の外部側の開口が、前記オイル吐出口と連通するオイル供給空間に面するように設けられていることにより、リリーフバルブが開放した際に流出するオイルがオイル供給空間に還流するため、チェーンテンショナの外部へのオイルの流出を減少させることができる。
このことで、例えば、エンジンのタイミングシステムの場合、オイルポンプの負荷を小さくして、エンジン効率の低下を抑制することが可能となる。
また、オイルポンプから供給されるオイルによりオイル供給空間にある程度の圧力が加わっているため、リリーフバルブが開放した際の圧油室の圧力低下が緩和して保持力不足を抑制することができ、騒音、振動の発生を抑制することができる。
本請求項３に記載の構成によれば、オイル吐出口と連通するオイル供給空間が、オイル供給孔と高圧排出孔との間に流量制限部を有することにより、リリーフバルブが開放した際の圧油室から流出するオイル量を抑制でき、圧油室の圧力低下をさらに緩和することができる。

本請求項４に記載の構成によれば、リリーフバルブが、プランジャ収容穴の底部に設けられていることにより、高圧排出孔の加工が容易となり、リリーフバルブの組立も容易となる。
また、リリーフバルブによって、貯留油室及び圧油室の容積が大幅に減少したり、プランジャのストロークが制限されることもない。
本請求項５に記載の構成によれば、テンショナボディをプランジャが水平面より上方に突出するように取付けた際、オイル供給孔が、プランジャ供給孔より上方に位置するように設けられていることにより、再起動時に貯留室内に残留するオイルの量が多くなり、再起動時にさらに充分な保持力とダンピング力を確保することができる。

本発明の第１実施形態に係るチェーンテンショナの斜視図。 図１のチェーンテンショナの正面図及び右側面図。 図１のチェーンテンショナの背面（取付面）図及び左側面図。 図１のチェーンテンショナのＩ−Ｉ断面図及びＩＩ−ＩＩ断面図。 本発明の第２実施形態に係るチェーンテンショナの斜視図。 図５のチェーンテンショナの背面（取付面）図。 図５のチェーンテンショナのＩ−Ｉ断面図及びＩＩ−ＩＩ断面図。 図５のチェーンテンショナをエンジン内部の壁面に取付けた際の断面図。 本発明の第３実施形態に係るチェーンテンショナの背面図及びエンジン内部の壁面に取付けた際の断面図。 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、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、前記テンショナボディが、プランジャ収容穴の円筒面部と外部とを連通するオイル供給孔と、プランジャ収容穴の圧油室と外部とを連通する高圧排出孔とを有し、前記高圧排出孔の圧油室側には、高圧で開放するリリーフバルブが設けられ、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、過大な緊張力が発生した場合にも圧力を適正に維持し、騒音、振動の発生やタイミングチェーンの損傷を防止するものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。

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。

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。
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コイルばね１４０が設けられている。
テンショナボディ１１０には、プランジャ収容穴１１１の円筒面部１１３と外部を連通するオイル供給孔１１４と、プランジャ収容穴１１１の底部１１２と外部とを連通する高圧排出孔１１５とが設けられ、高圧排出孔１１５の圧油室１０１側には、高圧で開放するリリーフバルブ１６０が設けられている。
テンショナボディ１１０は、エンジン内の壁面に固定されて使用され、オイル供給孔１１４は壁面に向かって設けられ、高圧排出孔１１５は直線状に下方に向かって設けられている。

本実施形態に係るチェーンテンショナ１００は、いわゆるラチェット式テンショナであり、プランジャ本体１２６の外周面にラチェット部１３３が設けられ、テンショナボディ１１０に揺動可能に設けられたラチェット爪１３１と係合することで、プランジャ１２０の出没の動きを規制している。
また、組み付け時やメンテナンス時に、ラチェット爪１３１の揺動を規制する爪固定レバー１３２が設けられている。

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。
エンジンの停止状態からの起動時にはオイルの供給はなく、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。
プランジャ１２０の突出時に貯留油室１２３内のオイルがチェックバルブ１５０を通過して圧油室１０１に流れ、押込時には圧油室１０１内のオイルがプランジャ１２０の外周からリークして貯留油室１２３内に還流する。

通常運転時には、チェーンテンショナ１００のプランジャ１２０は、回転数に応じて突出した状態でチェーンの振動を受けて往復動する。
壁面のオイル吐出口から供給されるオイルは、オイル供給空間１０２、オイル供給孔１１４を経てプランジャ収容穴１１１に導入され、プランジャ本体１２６内部の貯留油室１２３内に供給される。
貯留油室１２３内のオイルは、プランジャ１２０の往復動によって、プランジャ１２０が突出する際にチェックバルブ１５０を通過して圧油室１０１に流れ、プランジャ１２０が押し込まれる際に、圧油室１０１を所定の圧力に維持する。
高速運転や高負荷運転により、タイミングチェーンに過大な緊張力が発生した場合には、リリーフバルブ１６０が開放することで、圧油室１０１内のオイルが高圧排出孔１１５から排出されることで、過大な圧力を逃し、騒音、振動の発生やタイミングチェーンの損傷を防止する。

なお、本実施形態では、テンショナボディ１１０側に凹部を設け、壁面に取付けた際にオイル供給空間１０２となるように構成されているが、壁面側にも凹部を設けてオイル供給空間としてもよく、テンショナボディ１１０側に凹部を設けず、オイル供給孔１１４と壁面のオイル吐出口と直接対峙させてオイル供給空間を省略してもよい。
また、テンショナボディ１１０側に凹部を設けず、壁面側のみ凹部を設けてオイル供給空間としてもよい。

本発明の第２実施形態に係るチェーンテンショナ１００ｂは、図５乃至図８に示すように、高圧排出孔１１５ｂの外部側の開口が、テンショナボディ１１０の取付面側のオイル供給空間１０２向かって設けられているものであり、その他の構成は、前述の第１実施形態に係るチェーンテンショナ１００と同じである（同一の部材、構造の符号は同一とした。）。
図８に示すように、取付けられる壁面１７０にも、オイル供給空間１０２を形成する側に凹部が設けられており、オイル吐出口１７１からオイル供給空間１０２に向かってオイルが供給される。

本実施形態に係るチェーンテンショナ１００ｂの動作は、前述の第１実施形態に係るチェーンテンショナ１００と同様であり、同様の作用効果を生じる。
さらに、高圧排出孔１１５ｂの開口がオイル供給空間１０２に向かって開口していることで、タイミングチェーンに過大な緊張力が発生し、リリーフバルブ１６０が開放して圧油室１０１内のオイルが高圧排出孔１１５ｂから排出される際に、オイル供給空間１０２に還流することで、チェーンテンショナ１００ｂの外部へのオイルの流出を減少させ、オイルポンプの負荷を小さくして、エンジン効率の低下を抑制することが可能となる。
また、オイルポンプから供給されるオイルによりオイル供給空間１０２にある程度の圧力が加わっているため、リリーフバルブ１６０が開放した際の圧油室１０１の圧力低下が緩和して保持力不足を抑制することができ、騒音、振動の発生を抑制することができる。

なお、本実施形態に係るチェーンテンショナ１００ｂにおいても、前述の第１実施形態に係るチェーンテンショナ１００と同様に、テンショナボディ１１０側に凹部を設けず、壁面側のみ凹部を設けてオイル供給空間１０２としてもよい。

本発明の第３実施形態に係るチェーンテンショナ１００ｃは、図９に示すように、オイル吐出口１７１と連通するオイル供給空間１０２が、オイル供給孔１１４と高圧排出孔１１５ｂとの間に流量制限部１０３を有するものでありその他の構成は、前述の第２実施形態に係るチェーンテンショナ１００ｂと同じである（同一の部材、構造の符号は同一とした。）。
本実施形態に係るチェーンテンショナ１００ｃでは、オイル供給孔１１４と高圧排出孔１１５ｂとの間に流量制限部１０３を有することで、リリーフバルブ１６０が開放した際の圧油室１０１から流出するオイル量を抑制でき、圧油室１０１の圧力低下をさらに緩和することができる。
なお、流量制限部１０３は、図示のものに限定されるものではなく、いかなる形状であってもよい。

以上説明した各実施形態及び各変形例は、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、他にも様々な変形が可能であり、また、それらを適宜組み合わせて構成されてもよい。
例えば、前述した各実施形態のラチェット機構は、異なる構造であっても、省略されてもよく、他にチェーンテンショナに組み込まれる構成を付加してもよい。

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、オイルにより押圧力を発生させたり、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、５００ ・・・ チェーンテンショナ
１０１、５０１ ・・・ 圧油室
１０２ ・・・ オイル供給空間
１０３ ・・・ 流量制限部
１１０、５１０ ・・・ テンショナボディ
１１１、５１１ ・・・ プランジャ収容穴
１１２、５１２ ・・・ 底部
１１３、５１３ ・・・ 円筒面部
１１４、５１４ ・・・ オイル供給孔
１１５ ・・・ 高圧排出孔
１２０、５２０ ・・・ プランジャ
１２３ ・・・ 貯留油室
１２６ ・・・ プランジャ本体
１３１ ・・・ ラチェット爪
１３２ ・・・ 爪固定レバー
１３３ ・・・ ラチェット部
１４０、５４０ ・・・ コイルばね（付勢手段）
１５０、５５０ ・・・ チェックバルブ
１６０ ・・・ リリーフバルブ
１７０ ・・・ 壁面
１７１ ・・・ オイル吐出口
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 (5)

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、
   前記テンショナボディが、プランジャ収容穴の円筒面部と外部とを連通するオイル供給孔と、プランジャ収容穴の圧油室と外部とを連通する高圧排出孔とを有し、
   前記高圧排出孔の圧油室側には、高圧で開放するリリーフバルブ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. 前記オイル供給孔と高圧排出孔の外部側の開口が、前記テンショナボディの取付面側に設けられ、
   前記テンショナボディを、オイル吐出口を有する壁面に取付けた際、前記オイル供給孔と高圧排出孔の外部側の開口が、前記オイル吐出口と連通するオイル供給空間に面するように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. 前記オイル吐出口と連通するオイル供給空間が、前記オイル供給孔と高圧排出孔との間に流量制限部を有することを特徴とする請求項２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記リリーフバルブが、前記プランジャ収容穴の底部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。
5. 前記プランジャ本体の貯留油室と外周とを連通するプランジャ供給孔が設けられ、
   前記テンショナボディを前記プランジャが水平面より上方に突出するように取付けた際、前記オイル供給孔が、前記プランジャ供給孔より上方に位置するよう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４のいずれかに記載のチェーンテンショナ。

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