JP2016196915A - チェーンテンショナ及びリリーフバルブユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧油室101に流入するオイルの逆流を抑制するチェックバルブユニット150と、圧油室101の所定以上の高圧でオイルを開放するリリーフバルブユニット160とを備え、チェックバルブユニット150がリリーフバルブユニット160のバルブ要素として配置されて、リリーフバルブユニット160とチェックバルブユニット150が一体に形成されていること。
【選択図】図1
Description
例えば、図8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。
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。
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。
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乃至特許文献5等参照。)。
特許文献3、4、5等で公知のチェーンテンショナは、リリーフバルブがプランジャ内部に設けられており、チェーンテンショナ自体の大型化は回避できるものの、プランジャの内部構造が複雑となり、組立工数が増大するという問題があった。
また、リリーフバルブにより開放されたオイルは外部に流出することとなるため、オイル消費が多くなりオイルポンプの強化が必要となる。
さらに、特許文献1乃至5等のものを含め公知のチェーンテンショナでは、チェックバルブ内でチェックボールが移動する構造であることから、圧油室内の圧力が急激に上昇するような動作となった場合、リリーフバルブにより圧力を開放する直前に、チェックボールがチェックバルブシート部に大きな衝撃で着座し、チェックボールやチェックバルブシート部が損傷してチェックバルブとしての機能が低下する虞れがあった。
本発明のリリーフバルブユニットは、チェーンテンショナに内挿されるリリーフバルブユニットであって、チェックバルブユニットを摺動可能に内挿するリリーフスリーブと、前記チェックバルブユニットの摺動により開閉するリリーフバルブシート部と、前記チェックバルブユニットを前記リリーフバルブシート部側に押圧するユニット押圧機構とを有することにより、前記課題を解決するものである。
また、チェックバルブユニットがリリーフバルブユニットのバルブ要素として配置され、リリーフバルブユニットとチェックバルブユニットが一体に形成されていることにより、リリーフバルブユニットを予め組み立てた後に、一体として内部に組み込むことが可能となるため、組立工数を減少させることが可能となる。
また、リリーフバルブユニットによる圧力の開放をオイルの供給側に向かって行う構造となるため、オイルの外部への流出を減少することができるとともに、圧油室と開放側との差圧が小さくなり、リリーフバルブユニットの閉鎖状態への復帰速度を向上することができる。
さらに、エンジンの始動時等のオイル供給が開始される前の状態でリリーフバルブユニットが作動した場合でも、圧力の開放をオイルの供給側に向かって行う構造となるため、オイルが外部へ流出せずに循環し、始動時のバタつきを抑制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、チェックバルブユニットが、チェックボールと、チェックボールを内挿するリテーナーと、チェックボールの着座により開閉するチェックバルブシート部とを有し、リテーナーが、リリーフバルブユニットのリリーフバルブシート部に着座するように構成されていることにより、リテーナーの外形を規定するだけでチェックバルブユニットをリリーフバルブユニットのバルブ要素とすることができるため、加工箇所や組立工数を増加させることがない。
また、公知のチェックバルブユニットとリリーフバルブユニットとを別個に設けたものよりも部品点数も減少することができる。
本請求項5に記載の構成によれば、リリーフバルブユニットが、プランジャ収容穴の底部からリリーフバルブシート部をプランジャ側に向けて配置されていることにより、プランジャ収容穴の底面側からオイルを供給する形式のチェーンテンショナにおいて、大型化することなく、加工箇所や組立工数を減少し、オイルの外部への流出を減少するとともに、チェックバルブの損傷を防止することが可能となる。
さらに、チェックバルブが開放した際に、オイルを貯油室に還流させることができるため、貯油室のオイルの減少を抑制することが可能となる。
本請求項7に記載の構成によれば、リリーフバルブユニットが、貯油室全体に延びるように形成され、リリーフスリーブの内側に貯油空間が形成されることにより、プランジャ内部にスリーブを挿入して貯油室を形成する形式のチェーンテンショナにおいて、大型化することなく、加工箇所や組立工数を減少し、オイルの外部への流出を減少するとともに、チェックバルブの損傷を防止することが可能となる。
また、リリーフバルブユニットのリリーフスリーブが、貯油室を形成するスリーブを兼ねることで、部品点数や組立工数をさらに減少することができる。
本請求項9に記載の構成によれば、リリーフバルブユニットが、リリーフバルブシート部側をプランジャの突出方向に向けてプランジャ内部に摺動可能に内挿されることにより、プランジャ収容穴の底面側からオイルを供給し、プランジャ内部に貯油室を形成する形式のチェーンテンショナにおいて、大型化することなく、加工箇所や組立工数を減少し、オイルの外部への流出を減少するとともに、チェックバルブの損傷を防止することが可能となる。
また、リリーフバルブユニットのリリーフスリーブが、貯油室を形成するスリーブを兼ねることで、部品点数や組立工数をさらに減少することができる。
本請求項12に記載の構成によれば、チェックバルブユニットが、チェックボールと、チェックボールを内挿するリテーナーと、チェックボールの着座により開閉するチェックバルブシート部とを有し、リテーナーが、リリーフバルブユニットのリリーフバルブシート部に着座するように構成されていることにより、リテーナーの外形を規定するだけでチェックバルブユニットをリリーフバルブユニットのバルブ要素とすることができるため、加工箇所や組立工数を増加させることがない。
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。
なお、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120の外周面にラチェット部が設けられ、テンショナボディ110に円筒面113の一部を切り欠いて揺動可能に設けられたラチェット爪と係合することで、プランジャ120の出没の動きを規制している。
このラチェットの構造、及び、動作は公知のものでよく、ラチェット式ではなくてもよいため、詳細な説明は省略する。
リリーフスリーブ161は、リリーフバルブシート部162の後方に、所定以上の高圧で開放されたオイルをリリーフスリーブ161の外周面側に流出させる開放部である開放孔165を有しており、開放孔165より下方はリリーフバルブシート部162よりも小径に形成されている。
チェックバルブユニット150は、チェックボール151と、チェックボール151を内挿するリテーナー152と、チェックボール151の着座により開閉するチェックバルブシート部153と、リテーナー152の内部でチェックボール151をチェックバルブシート部153側に軽く押圧するボール押えバネ154とを有している。
リテーナー152は、外形が円筒形に形成され、リリーフバルブユニット160のリリーフバルブシート部162に着座するように構成されている。
プランジャ120が突出側に移動する際には、オイル供給孔114から供給されたオイルがリリーフスリーブ161の外周部からユニット押圧バネ押え164の下方の底部溝167を通ってチェックバルブユニット150に達し、チェックボール151をチェックバルブシート部153から押し上げて、圧油室101内に流入する。
プランジャ120が没入側に押圧されると、圧油室101の圧力が上昇し、チェックボール151がチェックバルブシート部153に押し付けられて、チェックバルブユニット150からのオイルの流出は阻止され、その圧力によって、チェックバルブユニット150自体をユニット押圧バネ163の押圧力に抗して押し下げるように働く。
なお、本実施形態では、図示のように、リリーフバルブシート部162が凹状に形成され、リテーナー152が所定量嵌入して閉鎖状態としているため、リテーナー152の嵌入が解除されるまで後退した後に圧油室101の圧力が開放される構造とし、閉鎖時の圧力漏れを抑制している。
チェックボール151がチェックバルブシート部153と接触していない状態から圧力が急激に所定以上の高圧まで上昇した場合には、チェックボール151がチェックバルブシート部153に衝突することとなる。
この時、チェックバルブシート部153が後退することで、チェックボール151とチェックバルブシート部153の急激な接触圧の上昇や衝突による衝撃を和らげることができ、チェックボールやチェックバルブシート部が損傷してチェックバルブとしての機能が低下することを防止できる。
また、図2に示すように、リリーフバルブユニット160が、チェックバルブユニット150と一体となり、図2に示すように、予め1つの部品として構成することができるため、テンショナボディ110やプランジャ120等の加工箇所や、チェーンテンショナ100を組み立てる際の組立工数を大きく減少させることができる。
圧油室101の圧力が所定値以下まで低下すると、再びユニット押圧バネ163によってリテーナー152が移動してリリーフバルブシート部162に着座し、内部の圧力を保つ閉鎖状態を維持する。
この時、リリーフバルブユニット160による圧力の開放をオイル供給孔114からのオイルの供給側に向かって行う構造となるため、従来のようなリリーフバルブにより圧力を外部に開放するものに比べて、圧油室との開放側との差圧が小さく、リリーフバルブユニット160の閉鎖状態への復帰速度を向上する。
また、図1では、オイル供給孔114が円筒面113側に設けられているが、底部112に設けられていてもよい。
チェーンテンショナ200は、図3に示すように、プランジャ220が、内部にオイル供給孔214から供給路222、プランジャ供給孔221を介して連通する貯油室223を有し、リリーフバルブユニット260が、貯油室223内に配置され、リリーフスリーブ261の外周とプランジャ220の内面との間に、開放されたオイルが貯油室223に還流するオイル流路224が形成されているものである。
リリーフバルブユニット260は、図4に示すように、貯油室223全体に延びるように形成され、長さ以外の構造は、第1実施形態に係るリリーフバルブユニット160と同様である(符号を200番代とした。)。
このリリーフバルブユニット260がプランジャ220の内部の貯油室223に配置され、リリーフスリーブ261の内側に貯油空間が形成される。
プランジャ220を突出方向に付勢する付勢手段であるコイルばね240は、一方の端部をテンショナボディ210のプランジャ収容穴211の底部212で受けて押圧するように形成されており、底部212側に圧油室201が形成されている。
なお、本実施形態に係るチェーンテンショナ200も、いわゆるラチェット式テンショナであるが、ラチェットの構造、及び、動作は公知のものでよく、ラチェット式ではなくてもよいため、詳細な説明は省略する。
オイルは、オイル供給孔214から供給路222、プランジャ供給孔221、オイル流路224及びユニット押圧バネ押え264の底部溝267を通って貯油室223に供給される。
プランジャ220が突出側に移動する際には、貯油室223内のオイルがチェックボール251をチェックバルブシート部253から押し下げて、圧油室201内に流入する。
プランジャ220が没入側に押圧されると、圧油室201の圧力が上昇し、チェックボール251がチェックバルブシート部253に押し付けられて、チェックバルブユニット250からのオイルの流出は阻止され、その圧力によって、チェックバルブユニット250自体をユニット押圧バネ263の押圧力に抗して押し上げるように働く。
なお、本実施形態でも第1実施形態と同様に、リリーフバルブシート部262が凹状に形成され、リテーナー252が所定量嵌入して閉鎖状態としているため、リテーナー252の嵌入が解除されるまで後退した後に圧油室201の圧力が開放される構造とし、閉鎖時の圧力漏れを抑制している。
圧油室201の圧力が所定値以下まで低下すると、再びユニット押圧バネ263によってリテーナー252が移動してリリーフバルブシート部262に着座し、内部の圧力を保つ閉鎖状態を維持する。
また、図5に示すチェーンテンショナ200bのように、第1実施形態と同様のリリーフバルブユニット160を使用し、貯油室223bの容量を大きくしてもよい。
本発明の第3実施形態に係るチェーンテンショナ300は、図6に示すように、第1実施形態と同様に、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴311を有するテンショナボディ310と、該プランジャ収容穴311に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャ320と、プランジャ収容穴311とプランジャ320との間に形成される圧油室301に伸縮自在に収納されてプランジャ320を突出方向に付勢する付勢手段であるコイルばね340とを備えている。
このことで、プランジャ320内部の突出側に圧油室301が形成され、プランジャ収容穴311の底部312側に、リリーフバルブユニット260のリリーフスリーブ261の内側に形成された貯油空間による貯油室323が形成される。
なお、本実施形態に係るチェーンテンショナ300も、いわゆるラチェット式テンショナであるが、ラチェットの構造、及び、動作は公知のものでよく、ラチェット式ではなくてもよいため、詳細な説明は省略する。
プランジャ320が突出側に移動する際には、オイル供給孔314から供給されたオイルがリリーフスリーブ261の外周部からユニット押圧バネ押え264の下方の底部溝267を通ってチェックバルブユニット250に達し、チェックボール251をチェックバルブシート部253から押し上げて、圧油室301内に流入する。
プランジャ320が没入側に押圧されると、圧油室201の圧力が上昇し、チェックボール251がチェックバルブシート部253に押し付けられて、チェックバルブユニット250からのオイルの流出は阻止され、その圧力によって、チェックバルブユニット250自体をユニット押圧バネ263の押圧力に抗して押し下げるように働く。
リテーナー252がリリーフバルブシート部262から離れ、圧油室301の圧力が開放されることによって、オイルは圧油室301から開放孔265を通ってからリリーフスリーブ261の外周面側に流出し、外部に流出することなくオイル供給孔314及びユニット押圧バネ押え264の底部溝267を通って貯油室323に還流する。
圧油室301の圧力が所定値以下まで低下すると、再びユニット押圧バネ263によってリテーナー252が移動してリリーフバルブシート部262に着座し、内部の圧力を保つ閉鎖状態を維持する。
また、図7に示すチェーンテンショナ300bのように、リリーフスリーブ261のチェックバルブユニット250の摺動範囲の後方側面に、内側の貯油空間と外周側を連通するスリーブ連通孔266を有するリリーフバルブユニット260bを使用し、貯油室323への還流を多くしてもよい。
また、前述した各実施形態及び各変形例において、プランジャが上方に突出する向きの図示を使用し、その方向で説明したが、プランジャの突出方向は使用形態に合わせて、いかなる方向に配置されてもよい。
特に、貯油室を有する第2実施形態、第3実施形態の場合、貯油室がチェックバルブより上方に位置するようにチェーンテンショナを配置することで、リリーフバルブが圧油室の上部に位置する構造となって、エア抜けに対してロバスト性が高くなり好適である。
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、種々の産業分野において利用可能である。
101、201、301、501 ・・・ 圧油室
110、210、310、510 ・・・ テンショナボディ
111、211、311、511 ・・・ プランジャ収容穴
112、212、312、512 ・・・ 底部
113、214、313、513 ・・・ 円筒面部
114、214、314、514 ・・・ オイル供給孔
120、220、320、520 ・・・ プランジャ
221 ・・・ プランジャ供給孔
222 ・・・ 供給路
223、323 ・・・ 貯油室
224 ・・・ オイル流路
140、240、340、540 ・・・ コイルばね(付勢手段)
150、250、 550 ・・・ チェックバルブユニット
151、251 ・・・ チェックボール
152、252 ・・・ リテーナー
153、253 ・・・ チェックバルブシート部
154、254 ・・・ ボール押えバネ
160、260 ・・・ リリーフバルブユニット
161、261 ・・・ リリーフスリーブ
162、262 ・・・ リリーフバルブシート部
163、263 ・・・ ユニット押圧バネ(ユニット押圧機構)
164、264 ・・・ ユニット押圧バネ押え
165、265 ・・・ 開放孔(開放部)
266 ・・・ スリーブ連通孔
167、267 ・・・ 底部溝
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 (12)
- 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、
前記圧油室に流入するオイルの逆流を抑制するチェックバルブユニットと、前記圧油室の所定以上の高圧でオイルを開放するリリーフバルブユニットとを備え、
前記チェックバルブユニットが、前記リリーフバルブユニットのバルブ要素として配置され、
前記リリーフバルブユニットと前記チェックバルブユニットが、一体に形成されていることを特徴とするチェーンテンショナ。 - 前記リリーフバルブユニットが、前記チェックバルブユニットを摺動可能に内挿するリリーフスリーブと、前記チェックバルブユニットの摺動により開閉するリリーフバルブシート部と、前記チェックバルブユニットを前記リリーフバルブシート部側に押圧するユニット押圧機構とを有す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。
- 前記チェックバルブユニットが、チェックボールと、前記チェックボールを内挿するリテーナーと、前記チェックボールの着座により開閉するチェックバルブシート部とを有し、
前記リテーナーが、前記リリーフバルブユニットの前記リリーフバルブシート部に着座するように構成されてい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。 - 前記リリーフスリーブが、前記リリーフバルブシート部の後方に、所定以上の高圧で開放されたオイルを前記リリーフスリーブの外周面側に流出させる開放部を有することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のチェーンテンショナ。
- 前記リリーフバルブユニットが、前記プランジャ収容穴の底部から前記リリーフバルブシート部を前記プランジャ側に向けて配置されていることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
- 前記プランジャが、内部にオイル供給孔と連通する貯油室を有し、
前記リリーフバルブユニットが、前記貯油室内に配置され、
前記リリーフスリーブの外周と前記プランジャの内面との間に、開放されたオイルが前記貯油室に還流するオイル流路が形成されることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載のチェーンテンショナ。 - 前記リリーフバルブユニットが、前記貯油室全体に延びるように形成され、
前記リリーフスリーブの内側に貯油空間が形成されることを特徴とする請求項6に記載のチェーンテンショナ。 - 前記リリーフスリーブが、前記チェックバルブユニットの摺動範囲の後方側面に、内側の前記貯油空間と外周側を連通するスリーブ連通孔を有することを特徴とする請求項7に記載のチェーンテンショナ。
- 前記リリーフバルブユニットが、前記リリーフバルブシート部側を前記プランジャの突出方向に向けて前記プランジャ内部に摺動可能に内挿されることを特徴とする請求項5乃至請求項8のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
- チェーンテンショナに内挿されるリリーフバルブユニットであって、
チェックバルブユニットを摺動可能に内挿するリリーフスリーブと、前記チェックバルブユニットの摺動により開閉するリリーフバルブシート部と、前記チェックバルブユニットを前記リリーフバルブシート部側に押圧するユニット押圧機構とを有することを特徴とするリリーフバルブユニット。 - 前記リリーフスリーブが、前記リリーフバルブシート部の後方に設けられ開放されたオイルを前記リリーフスリーブの外周面側に流出させる開放孔部を有することを特徴とする請求項10に記載のリリーフバルブユニット。
- 前記チェックバルブユニットが、チェックボールと、前記チェックボールを内挿するリテーナーと、前記チェックボールの着座により開閉するチェックバルブシート部とを有し、
前記リテーナーが、前記リリーフバルブシート部に着座するように構成されていることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のリリーフバルブユニット。
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