JP2022138953A - チェーンテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】安定した大きさのダンパ力を得ることが可能なチェーンテンショナを提供する。【解決手段】シリンダ９に挿入された筒状のプランジャ１０と、プランジャ１０に挿入された第１スリーブ１３と、第１スリーブ１３に接続して設けられた第２スリーブ１４と、第２スリーブ１４に組み込まれたチェックバルブ１５と、第２スリーブ１４の外周に形成された嵌合円筒面２５とを有し、第１スリーブ１３には、シート部材２１を押圧するリリーフスプリング３４が組み込まれ、第２スリーブ１４にはリリーフシート面３６が形成され、シート部材２１とリリーフスプリング３４とリリーフシート面３６はリリーフバルブ３８を構成するチェーンテンショナ。【選択図】図２

Description

この発明は、チェーンの張力保持に用いられるチェーンテンショナに関する。

自動車等のエンジンに使用されるチェーン伝動装置として、例えば、クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するものや、クランクシャフトの回転をオイルポンプやウォーターポンプやスーパーチャージャー等の補機に伝達するものや、クランクシャフトの回転をバランサシャフトに伝達するものや、ツインカムエンジンの吸気カムと排気カムを互いに連結するものなどがある。これらのチェーン伝動装置のチェーンの張力を適正範囲に保つために、チェーンテンショナが使用される。

このような用途に使用されるチェーンテンショナとして、本願の発明者は、既に特許文献１に記載のものを提案している。特許文献１のチェーンテンショナは、シリンダと、そのシリンダに軸方向に摺動可能に挿入された筒状のプランジャと、そのプランジャに挿入されたスリーブとを有する。

シリンダは、軸方向の一端を閉塞端とし、軸方向の他端を開口端とする筒状の部材である。プランジャは、シリンダ内への挿入端が開口し、シリンダからの突出端が閉塞した筒状の部材である。スリーブは、軸方向の一端がプランジャ内に挿入され、軸方向の他端がプランジャから突出した状態となるように前記プランジャ内に挿入され、そのスリーブのプランジャからの突出端が、シリンダの閉塞端で支持されている。スリーブの外周とプランジャの内周とは、軸方向に摺動可能に嵌合している。スリーブのプランジャ内への挿入端と、プランジャとの間には、プランジャをシリンダから突出する方向に付勢するリターンスプリングが組み込まれている。

また、特許文献１のチェーンテンショナは、スリーブのプランジャ内への挿入端に、チェックバルブを有する。このチェックバルブは、スリーブとプランジャの内部領域を、スリーブの側のリザーバ室とプランジャの側の圧力室とに区画している。チェックバルブは、リザーバ室の側から圧力室の側へのオイルの流れのみを許容するバルブである。シリンダには、シリンダの外部から供給されるオイルをリザーバ室に導入する給油通路が形成されている。スリーブの外周とプランジャの内周との間に、圧力室からオイルをリークさせる円筒状のリーク隙間が形成されている。

ここで、チェックバルブは、圧力室とリザーバ室の間を連通する弁孔が形成されたバルブシートと、弁孔の圧力室の側の端部を開閉する弁体とを有する。バルブシートは、スリーブのプランジャへの挿入端に、スリーブと継ぎ目の無い一体に形成されている。

この特許文献１のチェーンテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャがシリンダ内に押し込まれる方向（以下、「押し込み方向」という）に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、圧力室からリーク隙間を通って流出するオイルの粘性抵抗によってダンパ力が発生するので、プランジャはゆっくりと移動する。

一方、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力と圧力室の油圧とによって、プランジャがシリンダから突出する方向（以下、「突出方向」という）に移動し、チェーンの弛みを吸収する。このとき、チェックバルブが開き、リザーバ室から圧力室内にオイルが流入するので、プランジャは速やかに移動する。

特開２０１９－１５２２８５号公報

ところで、特許文献１のチェーンテンショナは、温度変化に応じて、ダンパ力が大きく変化するという問題がある。すなわち、特許文献１のチェーンテンショナにおいて、プランジャが押し込み方向に移動するとき、圧力室のオイルがリーク隙間を通ってリザーバ室に流出し、このときリーク隙間を流れるオイルの粘性抵抗によってダンパ力が発生する。ここで、オイルの粘度は、オイルの温度が低くなるほど高くなるため、オイルが低温のときは、リーク隙間を流れるオイルの粘性抵抗が高くなり、ダンパ力が大きくなる。一方、オイルが高温のときは、リーク隙間を流れるオイルの粘性抵抗が低くなり、ダンパ力が小さくなる。

そのため、リーク隙間の大きさを大きく設定した場合は、低温時のダンパ力が過大となるのを防ぐことができるが、高温時のダンパ力が過小となってチェーンのばたつきが生じるおそれがある。一方、リーク隙間の大きさを小さく設定した場合は、高温時のダンパ力が過小となるのを防ぐことができるが、低温時のダンパ力が過大となってチェーンの張力が過大となるおそれがある。

そこで、本願の発明者は、温度変化によらず安定したダンパ力を得るため、特許文献１のチェーンテンショナに、圧力室の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに圧力室からオイルを逃がすリリーフバルブを設けることを検討した。リリーフバルブを設けると、低温時は、リリーフバルブが開くことによって圧力室の圧力上昇が抑えられるので、ダンパ力が過大となるのを防ぐことができ、一方、高温時は、リーク隙間を流れるオイルの粘性抵抗によるダンパ力の大きさを確保し、チェーンのばたつきを防止することが可能となる。

ここで、本願の発明者は、特許文献１のチェーンテンショナにリリーフバルブを設けるに際し、リリーフバルブを、スリーブのプランジャ内への挿入端のチェックバルブの位置に設けることを検討した。このようにすると、リリーフバルブが開いたときに、リリーフバルブを通って圧力室から流出するオイルを、リザーバ室に回収することができるので、チェーンテンショナでのオイル消費量を抑えることが可能となる。

さらに、本願の発明者は、スリーブのプランジャ内への挿入端のチェックバルブの位置にリリーフバルブを組み付ける方法として、リリーフバルブとチェックバルブを一体化したバルブユニットを、スリーブのプランジャへの挿入端に圧入する方法を検討した。

しかしながら、この方法でリリーフバルブを組み付けると、チェーンテンショナのダンパ力の大きさが不安定となる可能性があることが分かった。

すなわち、リリーフバルブとチェックバルブを一体化したバルブユニットを、スリーブのプランジャへの挿入端に圧入する場合、その圧入による変形で、スリーブの外径寸法がわずかに拡大する。ここで、スリーブの内径寸法は公差の範囲でばらつきを有し、バルブユニットの外径寸法も公差の範囲でばらつきを有するため、スリーブにバルブユニットを圧入したときのスリーブの外径寸法の拡大量もばらついたものとなり、スリーブの外径寸法を一定に管理することが難しい。その結果、スリーブの外周とプランジャの内周との間に形成されるリーク隙間の大きさが安定せず、リーク隙間を流れるオイルの粘性抵抗によって生じるダンパ力の大きさが不安定となる可能性があることが分かった。

この発明が解決しようとする課題は、安定した大きさのダンパ力を得ることが可能なチェーンテンショナを提供することである。

上記課題を解決するため、本願の発明者は、特許文献１のチェーンテンショナのスリーブに相当する部材を、リザーバ室を形成するための第１スリーブと、リーク隙間を形成するための第２スリーブとに分割し、その第２スリーブにチェックバルブを組み込むとともに、第２スリーブにリリーブバルブのシート面を直接形成するという着想を得た。

この着想に基づき、この発明では、以下の構成のチェーンテンショナを提供する。
軸方向の一端を閉塞端とし、軸方向の他端を開口端とするシリンダと、
前記シリンダに軸方向に摺動可能に挿入され、前記シリンダ内への挿入端が開口し、前記シリンダからの突出端が閉塞した筒状のプランジャと、
軸方向の一端が前記プランジャ内に挿入され、軸方向の他端が前記プランジャから突出した状態となるように前記プランジャに挿入され、前記プランジャからの突出端が前記シリンダの閉塞端で支持された第１スリーブと、
前記第１スリーブの前記プランジャ内への挿入端に接続して設けられ、前記第１スリーブとは別体の第２スリーブと、
前記第１スリーブと前記プランジャの内部領域を、前記第１スリーブの側のリザーバ室と前記プランジャの側の圧力室とに区画するように前記第２スリーブに組み込まれ、前記リザーバ室の側から前記圧力室の側へのオイルの流れのみを許容するチェックバルブと、
前記第２スリーブの外周に形成され、前記プランジャの内周に軸方向に摺動可能に嵌合する嵌合円筒面と、
前記嵌合円筒面と前記プランジャの内周との間に形成され、前記圧力室からオイルをリークさせる円筒状のリーク隙間と、
前記シリンダの外部から供給されるオイルを前記リザーバ室に導入する給油通路と、
前記プランジャを前記シリンダから突出する方向に付勢するリターンスプリングと、を有し、
前記チェックバルブは、前記圧力室と前記リザーバ室の間を連通する弁孔が形成されたシート部材と、前記弁孔の圧力室の側の端部を開閉する弁体とを有し、
前記シート部材は、前記第２スリーブに対して軸方向に移動可能に設けられ、
前記第１スリーブには、前記シート部材を前記リザーバ室の側から前記圧力室の側に向けて軸方向に押圧するリリーフスプリングが組み込まれ、
前記第２スリーブには、前記シート部材を前記圧力室の側から接触して支持する環状のリリーフシート面が形成され、
前記シート部材と前記リリーフスプリングと前記リリーフシート面は、前記圧力室の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに前記圧力室から前記リザーバ室にオイルを逃がすリリーフバルブを構成するチェーンテンショナ。

このようにすると、低温時は、リーク隙間を流れるオイルの粘性抵抗が高くなり、圧力室の圧力が上昇しやすくなるが、圧力室の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなると、その圧力室の圧力によってシート部材がリリーフシート面から離反し、そのシート部材とリリーフシート面の間の隙間を通って圧力室のオイルがリザーバ室に逃がされる。そのため、圧力室の圧力上昇が抑えられ、ダンパ力が過大となるのを防ぐことができる。一方、高温時は、リーク隙間を流れるオイルの粘性抵抗によるダンパ力の大きさを確保し、チェーンのばたつきを防止することが可能となる。

また、リリーフバルブのリリーフシート面が、第１スリーブとは別体の第２スリーブに形成されているので、第１スリーブと第２スリーブを分割した状態でリリーフバルブの構成部材を組み付けることでき、リリーフバルブの組み立て作業性を確保することが可能である。また、リリーフシート面を有する第２スリーブの外周に直接、プランジャの内周に軸方向に摺動可能に嵌合する嵌合円筒面が形成されているので、リリーフシート面を形成した部材の圧入等により嵌合円筒面の寸法が変化するのを防止することができ、嵌合円筒面の寸法を精度良く一定に管理することができる。そのため、嵌合円筒面とプランジャの内周との間のリーク隙間の大きさを、高い寸法精度をもって管理することができ、安定した大きさのダンパ力を得ることが可能である。

前記第１スリーブに、前記圧力室から前記リーク隙間を通ってリークしたオイルを前記リザーバ室に戻す通油路を形成すると好ましい。

このようにすると、プランジャが押し込み方向に移動するときに、圧力室からリーク隙間を通ってオイルがリークし、このとき圧力室からリークしたオイルの一部が通油路を通ってリザーバ室に戻る。そのため、チェーンテンショナから外部に排出されるオイルの量を低減することができ、チェーンテンショナでのオイル消費量を抑えることが可能となる。

前記第１スリーブの前記プランジャ内への挿入部分の外周は、前記嵌合円筒面よりも小径に形成すると好ましい。

このようにすると、第１スリーブの外周とプランジャの内周との間の隙間が比較的大きいものとなり、その隙間を流れるオイルの粘性抵抗を小さく抑えることができるので、プランジャの移動により第１スリーブのプランジャ内への挿入長さが変化したときにダンパ力の大きさが変化しにくく、安定したダンパ力を得ることができる。

前記シート部材の前記リリーフシート面との接触面、または前記リリーフシート面に、前記シート部材が前記リリーフシート面に接触した状態で前記第２スリーブ内のエアを前記リザーバ室に逃がすエア抜き溝を形成すると好ましい。

このようにすると、第２スリーブ内に存在するエアが、エア抜き溝を通ってリザーバ室に排出されるので、より安定したダンパ力を得ることが可能となる。

また、前記シート部材の前記弁体との接触面に、前記弁体が前記弁孔の圧力室の側の端部を閉じた状態で前記第２スリーブ内のエアを前記弁孔に排出するエア抜き溝を形成すると好ましい。

このようにすると、第２スリーブ内に存在するエアが、エア抜き溝と弁孔を順に通ってリザーバ室に排出されるので、より安定したダンパ力を得ることが可能となる。

前記第２スリーブは、前記第１スリーブに対する前記第２スリーブの径方向の移動を許容するように前記第１スリーブの前記プランジャ内への挿入端で摺動可能に支持することができる。

このようにすると、第１スリーブの軸心と、シリンダに挿入されたプランジャの軸心との間にずれがある場合にも、そのずれに応じて第２スリーブが第１スリーブに対して径方向に移動し、第２スリーブの外周の嵌合円筒面とプランジャの内周との間のリーク隙間の大きさが、径方向で均一化される。そのため、安定したダンパ力を得ることが可能である。

前記第１スリーブの前記プランジャ内への挿入端に環状凸部が形成され、
前記第２スリーブには、前記環状凸部に嵌合して前記第２スリーブを前記第１スリーブに対して径方向に位置決めする環状凹部が形成された構成を採用することができる。

このようにすると、環状凸部と環状凹部の嵌合により、第１スリーブの軸心と第２スリーブの軸心とを合致させることが可能となる。

この場合、前記第１スリーブの前記プランジャからの突出端は、前記シリンダの閉塞端に軸方向に当接して支持される環状の部分球面を有し、
前記シリンダの閉塞端は、前記第１スリーブの傾動を許容するように前記部分球面を摺動可能に支持する凹テーパ面または凹球面を有する構成を採用すると好ましい。

このようにすると、第１スリーブの軸心と、シリンダに挿入されたプランジャの軸心との間にずれがある場合にも、そのずれに応じて第１スリーブがシリンダに対して傾動し、第２スリーブの外周の嵌合円筒面とプランジャの内周との間のリーク隙間の大きさが、軸方向で均一化される。そのため、安定したダンパ力を得ることが可能である。

前記リターンスプリングを前記第２スリーブで支持した構成を採用すると好ましい。

このようにすると、リターンスプリングがプランジャを付勢する力の反力で第２スリーブが第１スリーブに押し付けられるので、エンジンの振動等により第１スリーブと第２スリーブが離反するのを防止することができる。

この発明のチェーンテンショナは、リリーフバルブのリリーフシート面が、第１スリーブとは別体の第２スリーブに形成されているので、第１スリーブと第２スリーブを分割した状態でリリーフバルブの構成部材を組み付けることでき、リリーフバルブの組み立て作業性を確保することが可能である。また、リリーフシート面を有する第２スリーブの外周に直接、プランジャの内周に軸方向に摺動可能に嵌合する嵌合円筒面が形成されているので、リリーフシート面を形成した部材の圧入等により嵌合円筒面の寸法が変化するのを防止することができ、嵌合円筒面の寸法を精度良く一定に管理することができる。そのため、嵌合円筒面とプランジャの内周との間のリーク隙間の大きさを、高い寸法精度をもって管理することができ、安定した大きさのダンパ力を得ることが可能である。

この発明の第１実施形態のチェーンテンショナを組み込んだチェーン伝動装置を示す図 図１のチェーンテンショナ近傍の拡大断面図 図２のシート部材の近傍の拡大断面図 図３のリリーフバルブが開いた状態を示すシート部材の近傍の拡大断面図 図３のリリーフシート面と、リリーフシート面に対する接触面との変形例を示す図 図３のシート部材に通油溝を追加した変形例を示す図 図６のVII－VII線に沿った断面図 図３のシート部材のリリーフシート面との接触面にエア抜き溝を形成した変形例を示すシート部材の斜視図 図８に示すシート部材を組み込んだチェーンテンショナのシート部材の近傍の拡大断面図 図３のシート部材の弁体との接触面にエア抜き溝を形成した変形例を示すシート部材の近傍の拡大断面図 図３のシート部材のリリーフシート面との接触面にエア抜き溝を形成し、さらに、シート部材の弁体との接触面にもエア抜き溝を形成した変形例を示すシート部材の近傍の拡大断面図 この発明の第２実施形態のチェーンテンショナを示す要部断面図 図１２の第２スリーブの近傍の拡大断面図 図１２の第１スリーブのプランジャからの突出端の近傍の拡大断面図 図１４のシリンダの閉塞端を凹球面とした変形例を示す拡大断面図

図１に、この発明の第１実施形態のチェーンテンショナ１を組み込んだチェーン伝動装置を示す。このチェーン伝動装置は、エンジンのクランクシャフト２に固定されたスプロケット３と、カムシャフト４に固定されたスプロケット５とがチェーン６を介して連結されており、そのチェーン６がクランクシャフト２の回転をカムシャフト４に伝達し、そのカムシャフト４の回転により燃焼室のバルブ（図示せず）の開閉を行なう。

エンジンが作動しているときのクランクシャフト２の回転方向は一定（図では右回転）であり、このときチェーン６は、クランクシャフト２の回転に伴ってスプロケット３に引き込まれる側（図の右側）の部分が張り側となり、スプロケット３から送り出される側（図の左側）の部分が弛み側となる。そして、チェーン６の弛み側の部分には、支点軸７を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド８が接触している。チェーンテンショナ１は、チェーンガイド８を介してチェーン６を押圧している。

図２に示すように、チェーンテンショナ１は、軸方向の一端を閉塞端とし、軸方向の他端を開口端とする筒状のシリンダ９と、シリンダ９に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ１０とを有する。プランジャ１０のシリンダ９からの突出端はチェーンガイド８を押圧している。

シリンダ９は、アルミ合金で一体成形されている。シリンダ９は、シリンダ９の外周に一体に形成された複数の取り付け片１１にボルト１２を締め込むことによって、エンジンブロック（図示せず）に固定されている。ここで、シリンダ９は、プランジャ１０のシリンダ９からの突出方向が、水平よりも下側に傾斜する方向となる状態に取り付けられている。

プランジャ１０は、プランジャ１０のシリンダ９内への挿入端が開口し、プランジャ１０のシリンダ９からの突出端が閉塞した筒状に形成されている。プランジャ１０の材質は、鉄系材料（例えばＳＣＭ（クロムモリブデン鋼）やＳＣｒ（クロム鋼）等の鋼材）である。

プランジャ１０には、軸方向の一端がプランジャ１０内に挿入され、軸方向の他端がプランジャ１０から突出した状態となるように第１スリーブ１３が挿入されている。第１スリーブ１３は、軸方向の両端がいずれも開放した筒状の部材である。第１スリーブ１３は、プランジャ１０と同様、鉄系材料で形成されている。第１スリーブ１３のプランジャ１０からの突出端は、シリンダ９の閉塞端で支持されている。

第１スリーブ１３のプランジャ１０内への挿入端には、第１スリーブ１３とは別体の第２スリーブ１４が接続して設けられている。第２スリーブ１４は、第１スリーブ１３と軸方向に一列に並んで配置された筒状の部材である。第２スリーブ１４の軸方向長さは、第１スリーブ１３の軸方向長さよりも短く、例えば、第１スリーブ１３の軸方向長さの１／３以下に設定することができる。第２スリーブ１４は、プランジャ１０と同様、鉄系材料で形成されている。

第２スリーブ１４には、チェックバルブ１５が組み込まれている。チェックバルブ１５は、第１スリーブ１３とプランジャ１０の内部領域を、第１スリーブ１３の側のリザーバ室１６とプランジャ１０の側の圧力室１７とに区画している。ここで、リザーバ室１６の容積は、プランジャ１０が軸方向移動しても変化せず、一定である。一方、圧力室１７の容積は、プランジャ１０がシリンダ９から突出する方向に軸方向移動するときは拡大し、プランジャ１０がシリンダ９に押し込まれる方向に軸方向移動するときは縮小する。

圧力室１７には、リターンスプリング１８が組み込まれている。リターンスプリング１８は、金属製の線材を螺旋状に巻回した圧縮コイルばねである。リターンスプリング１８は、一端が第２スリーブ１４で支持され、他端がプランジャ１０を軸方向に押圧し、その押圧によって、プランジャ１０をシリンダ９から突出する方向に付勢している。

図３に示すように、チェックバルブ１５は、弁孔２０が形成されたシート部材２１と、弁孔２０の圧力室１７の側の端部を開閉する球状の弁体２２とを有する。弁孔２０は、圧力室１７とリザーバ室１６の間を連通するようにシート部材２１に形成された軸方向の貫通孔である。弁体２２は、鋼球である。弁体２２は、第２スリーブ１４に形成された端板２３で軸方向の移動範囲が制限されている。端板２３には、オイルが端板２３を通過することができるように複数の貫通孔２４が形成されている。チェックバルブ１５は、圧力室１７の側からリザーバ室１６の側へのオイルの流れを制限し、リザーバ室１６の側から圧力室１７の側へのオイルの流れのみを許容する。

第２スリーブ１４の外周には、プランジャ１０の内周に軸方向に摺動可能に嵌合する嵌合円筒面２５が形成されている。嵌合円筒面２５は、軸方向に沿って外径が変化せず一定の円筒面である。プランジャ１０の内周も、軸方向に沿って内径が変化せず一定の円筒面とされている。嵌合円筒面２５とプランジャ１０の内周との間には、圧力室１７の容積が縮小するときに圧力室１７からオイルをリークさせるリーク隙間２６が形成されている。リーク隙間２６は、半径方向の幅が０．０１０～０．０５０ｍｍの範囲に設定された円筒状の微小隙間である。

図２に示すように、第１スリーブ１３のプランジャ１０内への挿入部分の外周は、軸方向に沿って外径が変化せず一定の円筒面とされ、その外径が、第２スリーブ１４の外周の嵌合円筒面２５よりも小径となるように形成されている。また、プランジャ１０のシリンダ９内への挿入部分の外周も、軸方向に沿って外径が変化せず一定の円筒面とされている。シリンダ９の内周の、プランジャ１０の外周を軸方向に摺動可能に支持する部分も、軸方向に沿って内径が変化せず一定の円筒面とされている。シリンダ９の内周とプランジャ１０の外周との間には、円筒状のガイド隙間２７が形成されている。ガイド隙間２７の半径方向の幅は、リーク隙間２６の半径方向の幅よりも大きく設定され、例えば、０．０１５～０．０６５ｍｍの範囲に設定することができる。

シリンダ９および第１スリーブ１３には、シリンダ９の外部の図示しないオイルポンプから供給されるオイルをリザーバ室１６に導入する給油通路３０が設けられている。給油通路３０は、シリンダ９の外周から内周にオイルを導入するようにシリンダ９に形成されたシリンダ側油路３１と、シリンダ９の内周と第１スリーブ１３の外周との間に形成される筒状空間３２と、第１スリーブ１３のプランジャ１０からの突出部分に設けられた通油路３３とで構成されている。

筒状空間３２は、プランジャ１０のシリンダ９内への挿入端よりもシリンダ９の閉塞端に近い側において、シリンダ９の内周と第１スリーブ１３の外周とで半径方向に挟まれる円筒状の領域である。シリンダ側油路３１のシリンダ９の内周側の端部は、筒状空間３２に接続する位置に開口している。

通油路３３は、第１スリーブ１３を径方向に貫通して形成された貫通孔である。通油路３３は、給油通路３０の一部でもあり、圧力室１７からリーク隙間２６を通って筒状空間３２にリークしたオイルを、筒状空間３２からリザーバ室１６に戻すための油回収孔でもある。

図３に示すように、チェックバルブ１５のシート部材２１は、第２スリーブ１４とは別体に形成された部材であり、第２スリーブ１４に対して軸方向に移動可能に設けられている。第１スリーブ１３には、シート部材２１をリザーバ室１６の側から圧力室１７の側に向けて軸方向に押圧するリリーフスプリング３４が組み込まれている。リリーフスプリング３４は、金属製の線材を螺旋状に巻回した圧縮コイルばねである。リリーフスプリング３４の一端は、第１スリーブ１３の内周に形成された段部３５（図２参照）で支持され、リリーフスプリング３４の他端は、シート部材２１を軸方向に押圧している。

シート部材２１は、リリーフスプリング３４の押圧力によって、第２スリーブ１４に形成されたリリーフシート面３６に押し付けられている。リリーフシート面３６は、シート部材２１を圧力室１７の側（図では右側）から接触して支持する断面凸円弧状の環状の面である。シート部材２１のリリーフシート面３６との接触面３７は、リリーフシート面３６と円環状の部位で線接触するテーパ面とされている。

ここで、シート部材２１とリリーフスプリング３４とリリーフシート面３６は、圧力室１７の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに圧力室１７からリザーバ室１６にオイルを逃がすリリーフバルブ３８を構成している。すなわち、圧力室１７の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなると、その圧力室１７の圧力によって、図４に示すように、シート部材２１がリリーフスプリング３４の付勢力に抗して圧力室１７の側（図では右側）からリザーバ室１６の側（図では左側）に移動し、リリーフシート面３６から離反する。そして、そのシート部材２１とリリーフシート面３６の間の隙間を通って、圧力室１７のオイルがリザーバ室１６に逃げ、圧力室１７の圧力上昇が抑えられる。

図３に示すように、第２スリーブ１４は、第１スリーブ１３に対する第２スリーブ１４の径方向の移動を許容するように第１スリーブ１３のプランジャ１０内への挿入端で摺動可能に支持されている。具体的には、第１スリーブ１３のプランジャ１０内への挿入端に軸方向に直角な平面３９が形成され、その平面３９に第２スリーブ１４の軸方向端面４０が軸方向に当接し、平面３９と軸方向端面４０とが径方向に摺動可能に接触している。

次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。

エンジン作動中に、図１に示すチェーン６の張力が大きくなると、そのチェーン６の張力によって、プランジャ１０がシリンダ９内に押し込まれる方向に移動し、チェーン６の緊張を吸収する。このとき、図２に示す圧力室１７の圧力がリザーバ室１６の圧力よりも高くなるので、チェックバルブ１５は閉じた状態となる。また、プランジャ１０の移動に応じて圧力室１７の容積が縮小するので、その縮小した容積の分、圧力室１７からリーク隙間２６を通ってオイルがリークし、このときリーク隙間２６を流れるオイルの粘性抵抗でダンパ力が発生し、そのダンパ力によってチェーン６のばたつきが防止される。そして、圧力室１７からリーク隙間２６を通って筒状空間３２にリークしたオイルの大部分は、通油路３３を通ってリザーバ室１６に戻る。また、圧力室１７からリーク隙間２６を通って筒状空間３２にリークしたオイルの一部は、ガイド隙間２７を潤滑する。

一方、エンジン作動中に、図１に示すチェーン６の張力が小さくなると、図２に示すリターンスプリング１８の付勢力と圧力室１７の油圧とによって、プランジャ１０が突出方向に移動し、チェーン６の弛みを吸収する。このとき、プランジャ１０の移動に応じて圧力室１７の容積が拡大するので、圧力室１７の圧力がリザーバ室１６の圧力よりも低くなり、チェックバルブ１５が開く。そして、リザーバ室１６からチェックバルブ１５を通って圧力室１７にオイルが流入し、プランジャ１０が速やかに移動する。このとき、シリンダ９の外部から給油通路３０を通ってリザーバ室１６にオイルが導入される。

ここで、オイルの粘度は、オイルの温度が低くなるほど高くなる。また、低温時は各部材が収縮するのでリーク隙間２６も小さくなる。そのため、低温時は、リーク隙間２６を流れるオイルの粘性抵抗が高くなり、圧力室１７の圧力が上昇しやすくなる。そして、圧力室１７の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなると、その圧力室１７の圧力によってシート部材２１がリリーフシート面３６から離反し（図４参照）、そのシート部材２１とリリーフシート面３６の間の隙間を通って圧力室１７のオイルがリザーバ室１６に逃がされる。そのため、圧力室１７の圧力上昇が抑えられ、ダンパ力が過大となるのを防ぐことができる。

エンジンが停止し、その後、エンジンが再始動するとき、一般に、シリンダ９の外部の図示しない油路内のオイルの油面はいったん下がった状態となっていることから、シリンダ側油路３１からチェーンテンショナ１へのオイル供給が開始するまでに時間がかかる。この場合、エンジンが再始動してから、オイル供給が開始されるまでの間、図２に示すようにリザーバ室１６内にあらかじめ溜まったオイルが、チェックバルブ１５を通って圧力室１７に流入することで、圧力室１７がオイルで満たした状態に保たれる。そのため、エンジン再始動の直後からダンパ力を発生することが可能であり、チェーン６のばたつきを抑えることが可能となっている。

このチェーンテンショナ１は、図３に示すように、リリーフバルブ３８のリリーフシート面３６が、第１スリーブ１３とは別体の第２スリーブ１４に形成されているので、第１スリーブ１３と第２スリーブ１４を分割した状態でリリーフバルブ３８の構成部材を組み付けることでき、リリーフバルブ３８の組み立て作業性を確保することが可能である。

また、このチェーンテンショナ１は、リリーフシート面３６を有する第２スリーブ１４の外周に直接、プランジャ１０の内周に軸方向に摺動可能に嵌合する嵌合円筒面２５が形成されているので、リリーフシート面３６を形成した部材の圧入等により嵌合円筒面２５の寸法が変化するのを防止することができ、嵌合円筒面２５の寸法を精度良く一定に管理することができる。そのため、嵌合円筒面２５とプランジャ１０の内周との間のリーク隙間２６の大きさを、高い寸法精度をもって管理することができ、安定した大きさのダンパ力を得ることが可能である。

また、このチェーンテンショナ１は、図２に示すプランジャ１０が押し込み方向に移動するときに、圧力室１７からリーク隙間２６を通ってオイルがリークし、このとき圧力室１７からリークしたオイルの一部が、第１スリーブ１３に形成された通油路３３を通ってリザーバ室１６に戻る。そのため、チェーンテンショナ１から外部に排出されるオイルの量を低減することができ、チェーンテンショナ１でのオイル消費量を抑えることが可能である。

また、このチェーンテンショナ１は、図２に示すように、第１スリーブ１３のプランジャ１０内への挿入部分の外周が、第２スリーブ１４の外周の嵌合円筒面２５よりも小径に形成されているので、第１スリーブ１３の外周とプランジャ１０の内周との間の隙間が比較的大きく、その隙間を流れるオイルの粘性抵抗が小さい。そのため、プランジャ１０の移動により第１スリーブ１３のプランジャ１０内への挿入長さが変化したときにダンパ力の大きさが変化しにくく、安定したダンパ力を得ることができる。

また、このチェーンテンショナ１は、図３に示すように、第２スリーブ１４が、第１スリーブ１３に対する第２スリーブ１４の径方向の移動を許容するように支持されているので、第１スリーブ１３の軸心と、シリンダ９に挿入されたプランジャ１０の軸心との間にずれがある場合にも、そのずれに応じて第２スリーブ１４が第１スリーブ１３に対して径方向に移動し、第２スリーブ１４の外周の嵌合円筒面２５とプランジャ１０の内周との間のリーク隙間２６の大きさが、径方向で均一化される。そのため、安定したダンパ力を得ることが可能である。

また、このチェーンテンショナ１は、図３に示すように、リターンスプリング１８を第２スリーブ１４で支持しているので、リターンスプリング１８がプランジャ１０（図２参照）を付勢する力の反力で第２スリーブ１４が第１スリーブ１３に押し付けられる。そのため、エンジンの振動等により第１スリーブ１３と第２スリーブ１４が離反するのを防止することができる。

上記実施形態では、第２スリーブ１４に形成するリリーフシート面３６を断面凸円弧状の環状面とし、シート部材２１のリリーフシート面３６との接触面３７をテーパ面としたものを例に挙げて説明したが、図５に示すように、第２スリーブ１４に形成するリリーフシート面３６をテーパ面とし、シート部材２１のリリーフシート面３６との接触面３７を断面凸円弧状の環状面としてもよい。

図６、図７に、シート部材２１の変形例を示す。図６において、シート部材２１は、リリーフシート面３６との接触位置よりもリザーバ室１６の側（図では左側）に、第１スリーブ１３または第２スリーブ１４の内周で軸方向に移動可能に案内される外周円筒面４１と、その外周円筒面４１を周方向に分断するように軸方向に貫通して形成された通油溝４２とが形成されている。図７に示すように、通油溝４２は、周方向に間隔をおいて複数設けられている。この構成を採用すると、シート部材２１がリリーフシート面３６から離反したときのシート部材２１の姿勢を外周円筒面４１で安定させるとともに、シート部材２１がリリーフシート面３６から離反したときのオイルの流路を通油溝４２で確保することが可能となる。

図８、図９に示すように、シート部材２１のリリーフシート面３６との接触面３７に、エア抜き溝４３を形成してもよい。図８、図９において、エア抜き溝４３は、シート部材２１とリリーフシート面３６とが接触する円環状の部位を横切って延びる溝である。このエア抜き溝４３を設けると、図９に示すように、シート部材２１がリリーフシート面３６に接触した状態で、第２スリーブ１４内に存在するエアが、エア抜き溝４３を通ってリザーバ室１６に排出される。そのため、より安定したダンパ力を得ることが可能となる。エア抜き溝４３は、リリーフシート面３６に設けるようにしてもよい。

図１０に示すように、シート部材２１の弁体２２との接触面（すなわち、チェックバルブ１５のシート面）に、エア抜き溝４４を形成してもよい。図１０において、エア抜き溝４４は、弁体２２とシート部材２１とが接触する円環状の部位を横切って延びる溝である。このエア抜き溝４４を設けると、弁体２２が弁孔２０の圧力室１７の側の端部を閉じた状態で、第２スリーブ１４内に存在するエアが、エア抜き溝４４と弁孔２０を順に通ってリザーバ室１６に排出される。そのため、より安定したダンパ力を得ることが可能となる。

図１１に示すように、シート部材２１のリリーフシート面３６との接触面３７にエア抜き溝４３を形成するとともに、シート部材２１の弁体２２との接触面にエア抜き溝４４を形成することも可能である。

図１２～図１４に、この発明の第２実施形態のチェーンテンショナ１を示す。第１実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、第１スリーブ１３のプランジャ１０内への挿入端には、環状凸部５０が形成されている。環状凸部５０は、第１スリーブ１３の軸心を中心とする環状の軸方向突起である。第２スリーブ１４には、環状凸部５０に嵌合する環状凹部５１が形成されている。環状凹部５１は、第２スリーブ１４の軸心を中心とする環状の軸方向の凹みである。第２スリーブ１４は、環状凸部５０と環状凹部５１の嵌合により、第１スリーブ１３に対して径方向に位置決めされている。

図１２、図１４に示すように、第１スリーブ１３のプランジャ１０からの突出端は、シリンダ９の閉塞端に軸方向に当接して支持される環状の部分球面５２を有する。部分球面５２は、第１スリーブ１３の軸心上に中心をもつ球面の一部分である。シリンダ９の閉塞端は、第１スリーブ１３の傾動を許容するように部分球面５２を摺動可能に支持する凹テーパ面５３を有する。

この実施形態のチェーンテンショナ１は、環状凸部５０と環状凹部５１の嵌合により、第１スリーブ１３の軸心と第２スリーブ１４の軸心とを合致させることが可能である。そのため、リーク隙間２６のオイルの流れを安定させることが可能となる。

また、この実施形態のチェーンテンショナ１は、第１スリーブ１３のプランジャ１０からの突出端が、シリンダ９の閉塞端で傾動可能に支持されているので、第１スリーブ１３の軸心と、シリンダ９に挿入されたプランジャ１０の軸心との間にずれがある場合にも、そのずれに応じて第１スリーブ１３がシリンダ９に対して傾動し、第２スリーブ１４の外周の嵌合円筒面２５とプランジャ１０の内周との間のリーク隙間２６の大きさが、軸方向で均一化される。そのため、安定したダンパ力を得ることが可能である。

図１３に示す環状凸部５０と環状凹部５１の間に、締め代を設定すると好ましい。このようにすると、その締め代によって第２スリーブ１４が第１スリーブ１３に固定されるので、第１スリーブ１３、第２スリーブ１４、リリーフスプリング３４、シート部材２１、弁体２２とを一体化した組立体（アッシー）として扱うことが可能となり、チェーンテンショナ１の組み立て作業性を向上させることができる。

環状凸部５０と環状凹部５１の間に締め代を設定する場合、その締め代によってリーク隙間２６の大きさが変化しないよう、図１３に示すように、環状凸部５０と環状凹部５１とが嵌合する部位の軸方向長さを短く（例えば、図１３に示す第２スリーブ１４の半径方向の肉厚未満に）設定するとともに、環状凸部５０と環状凹部５１とが嵌合する部位を、嵌合円筒面２５と半径方向に重なり合わないように配置すると好ましい。

図１４では、シリンダ９の閉塞端に凹テーパ面５３を形成した例を示したが、図１５に示すように、シリンダ９の閉塞端に凹球面５４を形成するようにしてもよい。図１５において、第１スリーブ１３のプランジャ１０からの突出端の部分球面５２は、シリンダ９の閉塞端に形成された凹球面５４で摺動可能に支持され、その摺動によって第１スリーブ１３の傾動を許容するようになっている。

上記各実施形態では、チェーンテンショナ１を、クランクシャフト２の回転をカムシャフト４に伝達するチェーン伝動装置に組み込んだ例を挙げて説明したが、チェーンテンショナ１は、クランクシャフトの回転をオイルポンプやウォーターポンプやスーパーチャージャー等の補機に伝達するチェーン伝動装置や、クランクシャフトの回転をバランサシャフトに伝達するチェーン伝動装置や、ツインカムエンジンの吸気カムと排気カムを互いに連結するチェーン伝動装置に組み込むことも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ チェーンテンショナ
９ シリンダ
１０ プランジャ
１３ 第１スリーブ
１４ 第２スリーブ
１５ チェックバルブ
１６ リザーバ室
１７ 圧力室
１８ リターンスプリング
２０ 弁孔
２１ シート部材
２２ 弁体
２５ 嵌合円筒面
２６ リーク隙間
３０ 給油通路
３３ 通油路
３４ リリーフスプリング
３６ リリーフシート面
３７ 接触面
３８ リリーフバルブ
４３ エア抜き溝
４４ エア抜き溝
５０ 環状凸部
５１ 環状凹部
５２ 部分球面
５３ 凹テーパ面
５４ 凹球面

Claims (9)

1. 軸方向の一端を閉塞端とし、軸方向の他端を開口端とするシリンダ（９）と、
   前記シリンダ（９）に軸方向に摺動可能に挿入され、前記シリンダ（９）内への挿入端が開口し、前記シリンダ（９）からの突出端が閉塞した筒状のプランジャ（１０）と、
   軸方向の一端が前記プランジャ（１０）内に挿入され、軸方向の他端が前記プランジャ（１０）から突出した状態となるように前記プランジャ（１０）に挿入され、前記プランジャ（１０）からの突出端が前記シリンダ（９）の閉塞端で支持された第１スリーブ（１３）と、
   前記第１スリーブ（１３）の前記プランジャ（１０）内への挿入端に接続して設けられ、前記第１スリーブ（１３）とは別体の第２スリーブ（１４）と、
   前記第１スリーブ（１３）と前記プランジャ（１０）の内部領域を、前記第１スリーブ（１３）の側のリザーバ室（１６）と前記プランジャ（１０）の側の圧力室（１７）とに区画するように前記第２スリーブ（１４）に組み込まれ、前記リザーバ室（１６）の側から前記圧力室（１７）の側へのオイルの流れのみを許容するチェックバルブ（１５）と、
   前記第２スリーブ（１４）の外周に形成され、前記プランジャ（１０）の内周に軸方向に摺動可能に嵌合する嵌合円筒面（２５）と、
   前記嵌合円筒面（２５）と前記プランジャ（１０）の内周との間に形成され、前記圧力室（１７）からオイルをリークさせる円筒状のリーク隙間（２６）と、
   前記シリンダ（９）の外部から供給されるオイルを前記リザーバ室（１６）に導入する給油通路（３０）と、
   前記プランジャ（１０）を前記シリンダ（９）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（１８）と、を有し、
   前記チェックバルブ（１５）は、前記圧力室（１７）と前記リザーバ室（１６）の間を連通する弁孔（２０）が形成されたシート部材（２１）と、前記弁孔（２０）の圧力室（１７）の側の端部を開閉する弁体（２２）とを有し、
   前記シート部材（２１）は、前記第２スリーブ（１４）に対して軸方向に移動可能に設けられ、
   前記第１スリーブ（１３）には、前記シート部材（２１）を前記リザーバ室（１６）の側から前記圧力室（１７）の側に向けて軸方向に押圧するリリーフスプリング（３４）が組み込まれ、
   前記第２スリーブ（１４）には、前記シート部材（２１）を前記圧力室（１７）の側から接触して支持する環状のリリーフシート面（３６）が形成され、
   前記シート部材（２１）と前記リリーフスプリング（３４）と前記リリーフシート面（３６）は、前記圧力室（１７）の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに前記圧力室（１７）から前記リザーバ室（１６）にオイルを逃がすリリーフバルブ（３８）を構成するチェーンテンショナ。
2. 前記第１スリーブ（１３）に、前記圧力室（１７）から前記リーク隙間（２６）を通ってリークしたオイルを前記リザーバ室（１６）に戻す通油路（３３）が形成されている請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記第１スリーブ（１３）の前記プランジャ（１０）内への挿入部分の外周は、前記嵌合円筒面（２５）よりも小径に形成されている請求項１または２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記シート部材（２１）の前記リリーフシート面（３６）との接触面（３７）、または前記リリーフシート面（３６）に、前記シート部材（２１）が前記リリーフシート面（３６）に接触した状態で前記第２スリーブ（１４）内のエアを前記リザーバ室（１６）に排出するエア抜き溝（４３）が形成されている請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
5. 前記シート部材（２１）の前記弁体（２２）との接触面に、前記弁体（２２）が前記弁孔（２０）の圧力室（１７）の側の端部を閉じた状態で前記第２スリーブ（１４）内のエアを前記弁孔（２０）に排出するエア抜き溝（４４）が形成されている請求項１から４のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
6. 前記第２スリーブ（１４）は、前記第１スリーブ（１３）に対する前記第２スリーブ（１４）の径方向の移動を許容するように前記第１スリーブ（１３）の前記プランジャ（１０）内への挿入端で摺動可能に支持されている請求項１から５のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
7. 前記第１スリーブ（１３）の前記プランジャ（１０）内への挿入端に環状凸部（５０）が形成され、
   前記第２スリーブ（１４）には、前記環状凸部（５０）に嵌合して前記第２スリーブ（１４）を前記第１スリーブ（１３）に対して径方向に位置決めする環状凹部（５１）が形成されている請求項１から５のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
8. 前記第１スリーブ（１３）の前記プランジャ（１０）からの突出端は、前記シリンダ（９）の閉塞端に軸方向に当接して支持される環状の部分球面（５２）を有し、
   前記シリンダ（９）の閉塞端は、前記第１スリーブ（１３）の傾動を許容するように前記部分球面（５２）を摺動可能に支持する凹テーパ面（５３）または凹球面（５４）を有する請求項７に記載のチェーンテンショナ。
9. 前記リターンスプリング（１８）を前記第２スリーブ（１４）で支持した請求項１から８のいずれかに記載のチェーンテンショナ。

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