JP3933634B2 - 油圧式テンショナ - Google Patents

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Description

本発明は、車両用エンジンのタイミングベルト、または、タイミングチェーン等に適正な張力を付与するために用いられる油圧式テンショナに関するものである。
従来、車両用エンジンのクランクシャフトとカムシャフトとの間で回転を伝達するタイミングチェーンなどの伝動媒体には、これらの走行時に生じる振動を抑止し、且つ、適正な張力を維持するために、油圧式テンショナが広く用いられている（特許文献１参照）。
すなわち、図５に示すように、従来の油圧式テンショナ５００は、ハウジング５１０に形成されたプランジャ収容穴５１１内にプランジャ５２０が摺動自在に嵌挿され、このプランジャ５２０には一端が開口された円筒状中空部５２１が形成されて、プランジャ収容穴５１１と円筒状中空部５２１に亘りプランジャ５２０を突出方向に付勢するプランジャ付勢用ばね５３０が収容されている。そして、プランジャ収容穴５１１とプランジャ５２０の円筒状中空部５２１とによって高圧室Ｒが形成され、この高圧室Ｒ内には後述するような逆止弁ユニット５４０を介してエンジン側から図示していない油供給源により供給される圧油によって満たされるようになっている。
さらに、前記逆止弁ユニット５４０は、ボールシート５４１とボールシート５４１に対向するチェックボール５４２とチェックボール５４２をボールシート５４１に押圧付勢するボール付勢用ばね５４３とボール付勢用ばね５４３を支持するリテーナ５４４とで構成されて、ハウジング５１０に形成されたプランジャ収容穴５１１の底部にプランジャ５２０の円筒状中空部５２１に臨んで組み込まれており、高圧室Ｒ内に圧油を流入させ逆流を阻止するようになっている。
特開平１１−３３６８５５号公報（第１頁、図５）
しかしながら、前述したような特開平１１−３３６８５５号公報に開示されている従来の油圧式テンショナ５００は、図５に示すように、逆止弁ユニット５４０のリテーナ５４４をプランジャ付勢用ばね５３０の内側スペースに突出して配置するように構成しているため、タイミングチェーンが張力変動すると、逆止弁ユニット５４０のリテーナ５４４に対してプランジャ付勢用ばね５３０が摺接しながら伸縮動し続ける結果、逆止弁ユニット５４０のリテーナ５４４に摩耗や破損を生じる虞れがあるという問題があった。
また、従来の油圧式テンショナ５００は、図５に示すように、プランジャ付勢用ばね５３０の内径寸法がリテーナ５４４の外形寸法に制限されているため、車両用エンジンのタイミングチェーンに発生する高負荷に対応可能な油圧式テンショナを開発製造する際に、プランジャ付勢用ばね５３０として高荷重対応のばね、すなわち、ばね線材の線径を太くしたばねを採用しようとすると、図６に示すように、プランジャ付勢用ばね５３０の内径寸法がリテーナ５４４の外形寸法より小さくなり、リテーナ５４４に完全に外嵌して固定することができず、逆止弁ユニット５４０を構成しているボールシート５４１やリテーナ５４４をプランジャ付勢用ばね５３０に要求される高負荷特性に応じた多種多様な寸法形状に改造しなければならず、そのための多大かつ余分な製造負担と製造コストを必要とするという問題があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題、すなわち、本発明の目的は、上述したような従来技術の問題点を解消するものであって、プランジャ付勢用ばねを逆止弁ユニットに確実に組み付けて逆止弁ユニットのリテーナに生じがちな摩耗や破損を防止することができるとともに、プランジャの円筒状中空部に沿ったガタツキのない摺動状態でプランジャを確実に押圧付勢することができ、しかも、プランジャ付勢用ばねのみを交換することによりチェーン張力の高荷重に対応可能な油圧式テンショナを提供することである。
前記目的を達成するために、本発明は、ハウジングのプランジャ収容穴に向けて連通する円筒状中空部を備えてプランジャ収容穴から走行チェーンに向けて摺動自在に突出するプランジャと、前記プランジャ収容穴と円筒状中空部とで構成される高圧室に収納されてプランジャを突出させる方向に付勢するプランジャ付勢用ばねと、前記ハウジングから高圧室内に突出して組み付けられて高圧室内に流入させた圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニットとを有し、前記逆止弁ユニットがボールシートと該ボールシートに対して押圧付勢されるチェックボールと該チェックボールの移動量を規制するリテーナとを具備している油圧式テンショナにおいて、前記プランジャ付勢用ばねが前記リテーナに外嵌して固定される密着巻き部と該密着巻き部に連結されて前記円筒状中空部の内壁面に沿ってガタツキのない摺動状態でプランジャを押圧付勢する一定のコイル外径寸法を有した圧縮可動部とを備えているとともに、前記密着巻き部のコイル外径寸法が圧縮可動部のコイル外径寸法より大きくなっていることにより、前記課題を解決するものである。
本発明の油圧式テンショナは、プランジャ付勢用ばねがリテーナに外嵌して固定される密着巻き部とこの密着巻き部に連結されて円筒状中空部の内壁面に沿ってガタツキのない摺動状態でプランジャを押圧付勢する一定のコイル外径寸法を有した圧縮可動部とを備えていることによって、タイミングチェーンが張力変動してもリテーナに外嵌されている密着巻き部が逆止弁ユニットのリテーナに対して摺接状態で伸縮動することなく確実に組み付けられているため、逆止弁ユニットのリテーナに生じがちな摩耗や破損を完全に防止することができるとともに、圧縮可動部がリテーナに拘束されることなく円筒状中空部の内壁面に沿ったガタツキのない摺動状態でプランジャを確実に押圧付勢することができる。
また、前記密着巻き部のコイル外径寸法を圧縮可動部のコイル外径寸法より大きくしたことによって、テンショナ作動時にプランジャの動きに連動して伸縮動する小径の圧縮可動部を大径の密着巻き部に安定した着座状態で支承させることができ、また、プランジャ付勢用ばねとして太い線径のばね線材を採用してもプランジャ付勢用ばねをリテーナに外嵌させて固定することができるため、逆止弁ユニットのボールシートやリテーナをプランジャ付勢用ばねに要求される高負荷特性に応じた多種多様な寸法形状に改造する必要がなく、プランジャ付勢用ばねのみを交換することによりチェーン張力の高荷重に対応することができ、しかも、テンショナ特性を多種多様に変更しても製造負担と製造コストに格別の変動を生じることがない。
本発明の油圧式テンショナは、プランジャ付勢用ばねがリテーナに外嵌して固定される密着巻き部と該密着巻き部に連結されてプランジャを押圧付勢する圧縮可動部とを備えて、前記密着巻き部のコイル外径寸法が圧縮可動部のコイル外径寸法より大きくなっていることによって、プランジャ付勢用ばねを逆止弁ユニットに確実に組み付けて逆止弁ユニットのリテーナに生じがちな摩耗や破損を防止して、プランジャ付勢用ばねのみを交換することによりチェーン張力の高荷重に対応するものであれば、その具体的なテンショナ形態は如何なるものであっても良く、ハウジングのプランジャ収容穴に向けて連通する円筒状中空部を備えてプランジャ収容穴から走行チェーンに向けて摺動自在に突出するプランジャと、前記プランジャ収容穴と円筒状中空部とで構成される高圧室に収納されてプランジャを突出させる方向に付勢するプランジャ付勢用ばねと、前記ハウジングから高圧室内に突出して組み付けられて高圧室内に流入させた圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニットとを有し、前記逆止弁ユニットがボールシートと該ボールシートに対して押圧付勢されるチェックボールと該チェックボールの移動量を規制するリテーナとを具備している油圧式テンショナや、このような油圧式テンショナにプランジャの形成したラックとハウジングに軸支されたラチェット機構を付加したものであっても何ら差し支えない。
本発明の実施例である油圧式テンショナを図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例である油圧式テンショナを用いた使用態様図であり、図２は、図１に示す油圧式テンショナの断面図であり、図３は、図２に示す油圧式テンショナに用いたプランジャ付勢用ばねの拡大図であり、図４は、本発明の第２実施例である油圧式テンショナの断面図である。
まず、図１乃至図３に示すように、本発明の第１実施例である油圧式テンショナ１００は、エンジンのクランクシャフトで回転される駆動側スプロケットＳ１とカムシャフトに固定されている被駆動側スプロケットＳ２、Ｓ２の間に掛け渡されているタイミングチェーンＣの弛み側でエンジン本体に取り付けられて、そのハウジング１１０の前面からプランジャ１２０が出没自在に突出しており、プランジャ１２０がエンジン本体側に揺動自在に支持されている可動レバーＬ１の揺動端近傍の背面を押圧することにより、可動レバーＬ１を介してタイミングチェーンＣの弛み側に張力を付与している。なお、タイミングチェーンＣの張り側にはタイミングチェーンＣの走行を案内する固定ガイドＬ２がエンジン本体側に取り付けられている。
そして、前記駆動側スプロケットＳ１と被駆動側スプロケットＳ２とは、駆動側スプロケットＳ１が矢印の方向に回転すると、タイミングチェーンＣが矢印の方向に走行し、次いで、このタイミングチェーンＣの走行によって被駆動側スプロケットＳ２が矢印の方向に回転し、駆動側スプロケットＳ１の回転が被駆動側スプロケットＳ２に伝達するようになっている。
図２に示す本実施例の油圧式テンショナ１００は、ハウジング１１０に形成されたプランジャ収容穴１１１内に外観円柱状のプランジャ１２０が摺動自在に嵌挿され、この円柱状のプランジャ１２０には一端が開口された円筒状中空部１２１が形成されており、プランジャ収容穴１１１と円筒状中空部１２１に亘りプランジャ１２０を突出方向に付勢するプランジャ付勢用ばね１３０が収容され、さらに、前記プランジャ付勢用ばね１３０は、プランジャ１２０をその先端部がプランジャ収容穴１１１の外部へ突出するように常時付勢している。
また、前記プランジャ収容穴１１１と円筒状中空部１２１によって高圧室Ｒが形成され、この高圧室Ｒ内には、後述する逆止弁ユニット１４０を介してエンジン側から図示していない油供給源により供給される圧油が満たされるようになっている。
すなわち、前記ハウジング１１０から高圧室Ｒ内に突出して組み付けられて高圧室Ｒ内に流入させた圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニット１４０が組み込まれ、この逆止弁ユニット１４０は、図２に示すように、ボールシート１４１とボールシート１４１に対向するチェックボール１４２とチェックボール１４２をボールシート１４１に押圧付勢するボール付勢ばね用１４３とボール付勢用ばね１４３を支持し且つチェックボール１４２の移動量を規制するリテーナ１４４とから構成されている。
したがって、本実施例の油圧式テンショナ１００は、ハウジング１１０から突出するプランジャ１２０の先端にタイミングチェーンＣの張力変動によって可動レバーＬ１を介して衝撃力が作用して、プランジャ１２０がプランジャ付勢用ばね１３０の付勢力に抗して後退方向に急激に押されると、高圧室Ｒ内の圧油の圧力が上昇して逆止弁ユニット１４０のチェックボール１４２はボールシート１４１に押し付けられ、高圧室Ｒからボールシート１４１のシート油路への圧油の逆流を阻止する。
そこで、本実施例の油圧式テンショナ１００が最も特徴とするプランジャ付勢用ばね１３０は、前記リテーナ１４４に外嵌して固定される密着巻き部１３１と、この密着巻き部１３１に連結されてプランジャ１２０を押圧付勢する圧縮可動部１３２とを備え、さらに、この密着巻き部１３１のコイル外径寸法Ｄ１が圧縮可動部１３２のコイル外径寸法Ｄ２より大きくなっている。
そして、前記圧縮可動部１３２のコイル外径寸法Ｄ２は、プランジャ付勢用ばね１３０の圧縮可動部１３２が円筒状中空部１２１の内壁面に沿った摺動状態で、すなわち、円筒状中空部１２１の壁面に対してガタツキのない状態でプランジャ１２０を押圧付勢できるようなコイル外径寸法を備えている。
したがって、本実施例の油圧式テンショナ１００におけるプランジャ付勢用ばね１３０は、逆止弁ユニット１４０のリテーナ１４４に外嵌された密着巻き部１３１がリテーナ１４４に対して摺接状態で伸縮動することなく確実に組み付けられているため、タイミングチェーンＣが張力変動しても、従来のような逆止弁ユニット５４０のリテーナ５４４に生じがちな摩耗や破損を完全に防止することができ、圧縮可動部１３２がリテーナ１４４に拘束されることなく円筒状中空部１２１の内壁面に沿ったガタツキのない摺動状態でプランジャ１２０を確実に押圧付勢することができる。
また、前記プランジャ付勢用ばね１３０は、密着巻き部１３１のコイル外径寸法Ｄ１が圧縮可動部１３２のコイル外径寸法Ｄ２より大きくしたことによって、圧縮可動部１３２のコイル内径寸法Ｄ２がリテーナ１４４の外形寸法Ｄ３に制約されず、また、プランジャ付勢用ばね１３０として線径ｄの大きなばね線材を採用できるため、逆止弁ユニット１４０のボールシート１４１やリテーナ１４４をプランジャ付勢用ばね１３０に要求される高負荷特性に応じた多種多様な寸法形状に改造することなく、プランジャ付勢用ばね１３０のみを交換することによりチェーン張力の高荷重に対応することができ、しかも、テンショナ特性を多種多様に変更しても製造負担と製造コストに格別の変動を生じることがないなど、その効果は甚大である。
つぎに、本発明の他の実施例である油圧式テンショナ２００について、図４に基づいて説明する。
まず、図４に示す油圧式テンショナ２００も、前述した油圧式テンショナ１００と同様に、図１に示すように、エンジン本体に取り付けて使用される。
本実施例の油圧式テンショナ２００は、前述した油圧式テンショナ１００と対比すると、プランジャ２２０に形成したラック２２２とハウジング２１０に軸支されたラチェット爪体２５０が噛み合うことによりプランジャ２２０の後退が阻止されるラチェット機構を備えている点が異なっており、その他の具体的な構成は、前述した油圧式テンショナ１００と同じである。なお、図４に示す符号２６０は、ラチェット爪体２５０をプランジャ２２０のラック２２２に向けて付勢するためのラチェット付勢用ばねである。
したがって、図４に示す油圧式テンショナ２００は、油圧式テンショナ１００と同一の部材について対応する２００番代の符号を付して重複する説明を省略する。
そこで、本実施例の油圧式テンショナ２００が最も特徴とするプランジャ付勢用ばね２３０は、上述したような油圧式テンショナ１００と同様に、ラチェット機構を備えた場合であっても、前記リテーナ２４４に外嵌して固定される密着巻き部２３１と、この密着巻き部２３１に連結されてプランジャ２２０を押圧付勢する圧縮可動部２３２とを備え、さらに、この密着巻き部２３１のコイル外径寸法Ｄ１が圧縮可動部２３２のコイル外径寸法Ｄ２より大きくなっている。
そして、前記圧縮可動部２３２のコイル外径寸法Ｄ２は、プランジャ付勢用ばね２３０の圧縮可動部２３２が円筒状中空部２２１の壁面に沿った摺動状態で、すなわち、円筒状中空部２２１の壁面に対してガタツキのない状態でプランジャ２２０を押圧付勢できるようなコイル外径寸法を備えている。
したがって、本実施例の油圧式テンショナ２００におけるプランジャ付勢用ばね２３０は、逆止弁ユニット２４０のリテーナ２４４に外嵌された密着巻き部２３１がリテーナ２４４に対して摺接状態で伸縮動することなく確実に組み付けられているため、タイミングチェーンＣが張力変動しても、従来のような逆止弁ユニット５４０のリテーナ５４４に生じがちな摩耗や破損を完全に防止することができ、圧縮可動部２３２がリテーナ２４４に拘束されることなく円筒状中空部２２１の内壁面に沿ったガタツキのない摺動状態でプランジャ２２０を確実に押圧付勢することができる。
また、前記プランジャ付勢用ばね２３０は、密着巻き部２３１のコイル外径寸法Ｄ１が圧縮可動部２３２のコイル外径寸法Ｄ２より大きくしたことによって、圧縮可動部２３２のコイル内径寸法Ｄ２がリテーナ２４４の外形寸法Ｄ３に制約されず、また、プランジャ付勢用ばね２３０として線径ｄの大きなばね線材を採用できるため、逆止弁ユニット２４０のボールシート２４１やリテーナ２４４をプランジャ付勢用ばね２３０に要求される高負荷特性に応じた多種多様な寸法形状に改造することなく、プランジャ付勢用ばね２３０のみを交換することによりチェーン張力の高荷重に対応することができ、しかも、テンショナ特性を多種多様に変更しても製造負担と製造コストに格別の変動を生じることがないなど、など、その効果は甚大である。
本発明の第１実施例である油圧式テンショナを用いた使用態様図。 図１に示す油圧式テンショナの断面図。 図２に示す油圧式テンショナに用いたプランジャ付勢用ばねの拡大図。 本発明の第２実施例である油圧式テンショナの断面図。 従来の油圧式テンショナの断面図。 従来の油圧式テンショナを改造する場合の断面図。
符号の説明
１００，２００，５００ ・・・油圧式テンショナ
１１０，２１０，５１０ ・・・ハウジング
１１１，２１１，５１１ ・・・プランジャ収容穴
１２０，２２０，５２０ ・・・プランジャ
１２１，２２１，５２１ ・・・円筒状中空部
２２２ ・・・ラック
１３０，２３０，５３０ ・・・プランジャ付勢用ばね
１３１，２３１ ・・・密着巻き部
１３２，２３２ ・・・圧縮可動部
１４０，２４０，５４０ ・・・逆止弁ユニット
１４１，２４１，５４１ ・・・ボールシート
１４２，２４２，５４２ ・・・チェックボール
１４３，２４３，５４３ ・・・ボール付勢用ばね
１４４，２４４，５４４ ・・・リテーナ
２５０ ・・・ラチェット爪体
２６０ ・・・ラチェット付勢用ばね
Ｓ１ ・・・駆動側スプロケット
Ｓ２ ・・・被駆動側スプロケット
Ｃ ・・・タイミングチェーン
Ｌ１ ・・・可動レバー
Ｌ２ ・・・固定ガイド
Ｒ ・・・高圧室
Ｄ１ ・・・密着巻き部の外径寸法
Ｄ２ ・・・圧縮可動部の外径寸法
Ｄ３ ・・・リテーナの外形寸法
ｄ ・・・プランジャ付勢用ばねの線径

Claims (1)

  1. ハウジングのプランジャ収容穴に向けて連通する円筒状中空部を備えてプランジャ収容穴から走行チェーンに向けて摺動自在に突出するプランジャと、前記プランジャ収容穴と円筒状中空部とで構成される高圧室に収納されてプランジャを突出させる方向に付勢するプランジャ付勢用ばねと、前記ハウジングから高圧室内に突出して組み付けられて高圧室内に流入させた圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニットとを有し、前記逆止弁ユニットがボールシートと該ボールシートに対して押圧付勢されるチェックボールと該チェックボールの移動量を規制するリテーナとを具備している油圧式テンショナにおいて、
    前記プランジャ付勢用ばねが、前記リテーナに外嵌して固定される密着巻き部と該密着巻き部に連結されて前記円筒状中空部の内壁面に沿ってガタツキのない摺動状態でプランジャを押圧付勢する一定のコイル外径寸法を有した圧縮可動部とを備えているとともに、
    前記密着巻き部のコイル外径寸法が、圧縮可動部のコイル外径寸法より大きくなっていることを特徴とする油圧式テンショナ。
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