JP4754220B2 - Structure to prevent foreign matter from entering the chain tensioner - Google Patents
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Description
この発明は、エンジンのカムを駆動するチェーンシステムの張力を一定に保持するチェーンテンショナにおける作動油の流路への異物の流入を防止するチェーンテンショナの異物流入防止構造に関する。 The present invention relates to a foreign matter inflow prevention structure for a chain tensioner that prevents foreign matter from flowing into a flow path of hydraulic fluid in a chain tensioner that maintains a constant tension of a chain system that drives an engine cam.
エンジンのカムシャフト駆動用チェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナ及びチェーンシステムの一例として特許文献1に記載のものが公知である。この文献1に記載されたチェーンテンショナは、ハウジングの圧力室にチェーン押圧用のロッド部材の後端部を挿入し、そのロッド部材に外方向への突出性を張力調整ばねにより付与し、チェーンからロッド部材を介して負荷される静荷重によるロッド部材の後退動を阻止するねじ係合手段を備えている。 As an example of a chain tensioner and a chain system that keeps the tension of a camshaft drive chain of an engine constant, one described in Patent Document 1 is known. The chain tensioner described in this document 1 inserts a rear end portion of a chain pressing rod member into a pressure chamber of a housing, and imparts outward protrusion to the rod member by a tension adjustment spring. Screw engaging means for preventing the rod member from retreating due to a static load applied through the rod member is provided.
ロッド部材のプランジャは、開口端側内径面に設けた鋸歯ねじ部と、プランジャ内部でプランジャと相反する方向にスプリングで付勢され外径部に鋸歯ねじを設けたロッドと噛み合っており、両者の相対回転によりプランジャは突出方向には容易に突出し、逆方向には押し込まれ難い構造としている。このような構成のチェーンテンショナは、プランジャが外方向に移動して圧力室の圧力が低下すると、外部の給油ポンプから給油通路を経て圧力室に油を供給するようになっている。このため、ロッドの鋸歯ねじ面に異物を噛込むことがあり、プランジャ、ねじロッドの作動性が阻害されることがある。 The plunger of the rod member meshes with a sawtooth screw portion provided on the inner diameter surface on the open end side and a rod urged by a spring in the direction opposite to the plunger inside the plunger and provided with a sawtooth screw on the outer diameter portion. Due to the relative rotation, the plunger protrudes easily in the protruding direction and is difficult to be pushed in the opposite direction. In the chain tensioner having such a configuration, when the plunger moves outward and the pressure in the pressure chamber decreases, oil is supplied from the external oil pump to the pressure chamber through the oil supply passage. For this reason, a foreign object may be caught in the sawtooth thread surface of a rod, and the operability of a plunger and a screw rod may be inhibited.
又、チェーンテンショナの内部には、チェーンの振動を抑えるために、油圧ダンパ機構を内蔵しており、圧力室へのオイル流入を許容し、圧力室からオイルの逆流を防止するチェックバルブや、圧力室の圧力を適正圧力に調整するためのリリーフ弁を設けているため、上記バルブへの異物噛込みもチェーンテンショナのダンパ能力に影響を与える。
この発明は、上記の問題に留意して、チェーンテンショナの内部構造に含まれる鋸歯ねじ面、チェックバルブ、リリーフ弁などの異物を噛込む可能性のある部位に異物が噛込まれるのを防止し、かつ作動油の流動抵抗に対する異物耐力以上のフィルタ部材により作動油の供給時に異物を除去し得るチェーンテンショナを提供することを課題とする。 In consideration of the above problems, the present invention prevents foreign matter from being caught in a portion of the chain tensioner internal structure that may cause foreign matter such as a saw-tooth thread surface, a check valve, and a relief valve. Another object of the present invention is to provide a chain tensioner that can remove foreign matter when supplying hydraulic oil by a filter member having a foreign matter resistance or more with respect to the flow resistance of the hydraulic oil.
この発明は、上記の課題を解決する手段として、ハウジングの一端面で開口する圧力室にチェーン押圧用のプランジャをスライド自在に挿入し、プランジャに外方向への突出性を付与する張力調整ばねと、チェーンからプランジャを介して負荷される荷重を受け、プランジャの後退動を鋸歯ねじを用いたねじ係合手段により阻止して衝撃を緩衝するダンパ機構とを備え、上記ハウジングの閉塞端側に連通して設けられる給油通路に所定範囲のメッシュサイズのフィルタ部材を設けたチェーンテンショナの異物流入防止構造としたのである。 As a means for solving the above-mentioned problem, the present invention provides a tension adjusting spring that slidably inserts a plunger for pressing a chain into a pressure chamber that opens at one end surface of a housing, and imparts outward protrusion to the plunger. A damper mechanism that receives a load applied from the chain through the plunger and prevents the plunger from retreating by a screw engaging means using a saw-tooth screw to buffer an impact, and communicates with the closed end side of the housing. than it was as foreign inflow preventing structure of a chain tensioner in which a filter member with a mesh size of Jo Tokoro range the oil supply passage provided in.
上記の構成としたこの発明のチェーンテンショナでは、ハウジング内のシリンダ室に供給される作動油はフィルタ部材により所定範囲内の粒径の異物を含む作動油のみが供給され、チェーンテンショナの作動に影響を及ぼすことなく、又作動油の流動抵抗も異物耐力以下に抑制されて作動する。このため、チェーンテンショナが異物を噛込んで作動を阻害されることがなく、フィルタ部材が耐力以下で損傷することもない。 In the chain tensioner of the present invention configured as described above, the hydraulic oil supplied to the cylinder chamber in the housing is supplied only with hydraulic oil containing foreign particles having a particle size within a predetermined range by the filter member, which affects the operation of the chain tensioner. In addition, the flow resistance of the hydraulic oil is also suppressed to be less than the foreign substance proof stress. For this reason, the chain tensioner does not interfere with the operation due to foreign matter being caught, and the filter member is not damaged below the yield strength.
チェーンテンショナとしての基本的な作動は、この種の従来のチェーンテンショナと同様であり、チェーンからの張力によりプランジャが急激に押込まれても鋸歯ねじによるねじ係合手段により阻止して衝撃を緩衝し、チェーンの張力が緩むとプランジャが張力調整ばねの張力により突出してチェーンの張力を強め、常にチェーンの張力を一定に保持するように作動する。 The basic operation of the chain tensioner is the same as that of a conventional chain tensioner of this type. Even if the plunger is suddenly pushed in due to the tension from the chain, it is blocked by the screw engaging means using a saw-tooth screw to buffer the impact. When the chain tension is loosened, the plunger protrudes by the tension of the tension adjusting spring to increase the chain tension, so that the chain tension is always kept constant.
このような作動を繰返している際に、この発明によるフィルタ部材を設けていなければ、エンジンから供給される作動油に粒径の大きい異物が混合してシリンダ室に流入し、ねじ係合手段や、チェックバルブ、リリーフ弁などに噛込まれて作動が阻害されることがあるからフィルタ部材はこのような粒径の異物を除去し、かつ流動抵抗もフィルタ部材の耐力限界以上となるメッシュサイズが選択されているため、フィルタ部材が耐力限界となることも防止される。 If the filter member according to the present invention is not provided when such an operation is repeated, foreign matter having a large particle size is mixed with the hydraulic oil supplied from the engine and flows into the cylinder chamber, and screw engagement means or Since the filter member may be trapped in a check valve, a relief valve, etc., and the operation may be hindered, the filter member has a mesh size that removes foreign matters having such a particle size and has a flow resistance that exceeds the proof stress limit of the filter member. Since it is selected, the filter member is also prevented from reaching the proof stress limit.
この発明のチェーンテンショナは、ハウジング内にプランジャと、張力調整ばねと、ねじ係合手段により衝撃を緩衝するダンパ機構とを備え、ハウジング閉塞端側の給油通路に設けた所定範囲のメッシュサイズのフィルタ部材で異物を除去するようにしたから、ハウジング内の作動部材に異物が噛込まれて作動が阻害されることがなく、かつ流動抵抗でフィルタ部材が耐力限界以下となることもなくきわめてスムーズで安定したチェーンテンショナの作動が確保されるという利点が得られる。 A chain tensioner according to the present invention includes a plunger, a tension adjusting spring, and a damper mechanism that cushions an impact by a screw engaging means in a housing, and a mesh size filter provided in a predetermined range in an oil supply passage on the housing closed end side. because was earthenware pots by removing foreign matters in member, without actuating foreign matter is written mesh is inhibited to the actuating member in the housing, and a very smooth without the filter member is less tolerance limit in flow resistance Thus, an advantage is obtained that a stable operation of the chain tensioner is ensured.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1はこの実施形態のチェーンテンショナを備えたチェーンシステムの全体概略図を示す。チェーンシステムは、エンジンのクランクシャフト1駆動用の軸端部に取付けられたスプロケット2の回転をチェーン3を介してカムシャフト4の軸端部に取付けられたスプロケット5に伝達される。チェーン3の弛み側チェーン3aに接触させたスリッパ6は、軸7を中心として揺動自在に支持されている。このスリッパ6はチェーンテンショナ10によってチェーン3が張る方向に押圧されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall schematic view of a chain system including a chain tensioner of this embodiment. In the chain system, the rotation of the
上記チェーンテンショナ10の詳細構造を図2に示す。図2はチェーンテンショナ10の主断面図、図3は部分拡大断面図である。チェーンテンショナ10は、図示しないクランク室の側壁に固定されるハウジング11を有し、このハウジング11の一端を開口した圧力室12内に摺動自在に挿入されたプランジャ13を備えている。プランジャ13は、内部に圧力室12と反対側端を開口した中空室14が設けられ、その開口端からねじロッド15が中空室14の端のねじ係合手段を介して挿入されている。
The detailed structure of the
ねじロッド15は、その内部にプランジャ13の中空室14に向って開口するばね室15aが設けられ、ばね室15a内には張力調整ばね16とピストン17とが挿入されている。ピストン17の頭部17T を中空室14の内端に当接させてばね張力をプランジャ13に伝達するようにしている。ねじロッド15の外周には螺旋状の雄ねじ15T が形成され、プランジャ13の開口端内周には雌ねじ15N が設けられ、ねじ係合手段を形成している。15bはねじロッド15を貫通する連通路であり、中空室14を後述する中間室18と連通している。
The
ねじロッド15の一端には小径部を有し、その小径部の端部にはテーパ面が設けられ、圧力室12の内端に設けられたロッドシート19に上記テーパ面を受ける座面が対応して形成されている。ロッドシート19は、断面視で多段状の凹部が設けられ、中央には、流路19aが設けられている。そして、中間の凹部は中間室18とされ、さらに深い凹部には流路19aを開閉するチェックバルブ19bが置かれている。19cは、チェックバルブ19bの移動を制限する制止部材である。
One end of the
図示していないが、ハウジング11はエンジンのクランク室の側壁に固定され、ハウジング11の他端は端壁11Eで閉じられ、この端壁11Eには濾過手段20が設けられている。この濾過手段20は、プランジャ13が外方向に移動して圧力室12及び中間室18の圧力が低下したとき、チェックバルブ19bを開放させ、給油ポンプの駆動により濾過手段20を経て中間室18に作動油を供給するようになっている。濾過手段20は、端壁11Eに設けた連通室21、これに接続されてハウジング11の閉塞端側に大径流路22aとなって開口する流路22、その大径流路22aに着脱自在に装着されたフィルタ部材23とから成る。
Although not shown, the
フィルタ部材23は、図3に示すように、大径流路22a内に着脱自在に装着され、周囲に多数の切欠き(窓)23aを有する断面視カゴ形の支持フレーム23の内周に沿ってフィルタ素材23fを取付けたものであって、前記大径流路22aに前記開口から断面視カゴ形の底部が奥側となるように装着され、濾過された作動油が多数の切欠き23aを通り、通路22へと流れる。フィルタ素材23fのメッシュの大きさは50〜400μmに設定される。(1)400μm以上の場合は、流入した異物がテンショナの作動性に影響を及ぼし、(2)50μm以下の場合はオイル流出抵抗が大きくなり過ぎ、テンショナへの供給油量及びフィルタの耐久性に影響を及ぼすため、これらの不都合を回避し得るメッシュサイズに限定したのである。その詳細な理由については後で説明する。
As shown in FIG. 3, the
図示していないが、図3中の矢印で示す位置には給油ポンプからの配管が接続される。又、図2に示すように、圧力室12にはその長さ方向の適宜位置にリリーフ弁24が接続されている。このリリーフ弁24は、圧力室12からシリンダ外へのオイル排出油路を形成し、その部位に圧力室12の内圧が所定の圧力以上になった時に排出油路を開放し、圧力上昇を防止するために設けられている。
Although not shown, piping from the oil supply pump is connected to a position indicated by an arrow in FIG. In addition, as shown in FIG. 2, a
なお、前述した、ねじ係合手段の雄ねじ15T と雌ねじ15N のねじ山は、プランジャ13の押込力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とされ、上記フランク角とリード角の関係から押込み方向にロック条件、突出方向にゆるみ条件とされている。ゆるみ条件とは張力調整ばね16の押圧力によってプランジャ13が外方向にスムースに移動可能となる状態をいう。
The above-described thread of the
ロック条件とは、プランジャ13が急激に押込まれても圧力室12内への移動をせず、チェーン3の振動がプランジャ13に作用したとき、ねじ係合部のねじ山間に形成された軸方向すき間分だけ間欠的に当接、離反を繰返し、接触するねじ山の2つのフランク面間の相対ねじ運動を瞬間的にロックすることなくねじロッド15が少しずつ間欠的に回転を続けて、押込力と張力調整ばね16の付勢力とが釣り合う位置までプランジャ13が圧力室12内に向けてゆっくりと回転移動する状態をいう。
The lock condition is that the
上記の構成としたチェーンテンショナを備えたチェーンシステムでは、チェーンテンショナ自体の作動は、従来のチェーンテンショナと同様であり、チェーン3からの押込力がプランジャ13に作用すると圧力室12の圧力が高くなり、かつねじ係合手段がロック条件となって急激な押込力に対してはプランジャ13は瞬間的には移動せず、チェーンテンショナ3からの押込力に対抗する。チェーン3の張力が緩むと、ねじ係合手段はゆるみ条件となり、張力調整ばね16の張力によりプランジャ13は突出性を付与されて突出し、チェーンの張力が一定となるように張力が調整される。
In the chain system including the chain tensioner configured as described above, the operation of the chain tensioner itself is the same as that of the conventional chain tensioner. When the pushing force from the chain 3 acts on the
このとき、プランジャ13の突出により中空室14内の圧力が低下し、このため連通するばね室15a、流路15b、中空室18内の圧力も低下し、チェックバルブ19bが開放される。チェックバルブ19bが開放されたときの内圧がエンジンの給油ポンプからの供給油圧より小さいときには、給油ポンプから作動油が供給され、上記各室、流路に不足する分の作動油が送り込まれる。このようにして供給される作動油は途中で濾過手段20のフィルタ部材23により異物が取り除かれた状態で供給される。
At this time, the pressure in the
仮りに上記フィルタ部材23を設けない場合、エンジンの給油ポンプから循環して供給される作動油には大小様々な粒径の異物が混在して供給され、これら異物はねじ面への異物噛込みによりプランジャ、ねじロッドの作動性が阻害される場合がある。又、上記ねじ係合手段による内部作動部材は油圧ダンパ機構を構成しており、圧力室へのオイル流入を許容し、圧力室から作動油が給油ポンプへ逆流するのを防止するチェックバルブ構造や、圧力室内の圧力室を適正圧力に調整するためのリリーフバルブ構造を採用している。このため、各バルブへの異物噛込みも、テンショナのダンパ能力に影響を及ぼす。
If the
そこで、チェーンテンショナの組立時にフィルタ部材のフィルタメッシュを種々に変化させ、それぞれの場合の異物付着量により作動油に含まれる異物の大きさ(サイズ)と個数が作動不良に与える影響の度合いを調査した結果、図4に示すような結果が得られた。図示のように、異物の粒径が400μmを越えると上述した各構成部材の作動に影響する作動不良の状態が始まり、異物の大きさがさらに大きくなるに従って異物の個数が少なくても影響を及ぼすことが判る。従って、異物の粒径を400μm以下に制限する必要があることが分る。 Therefore, when assembling the chain tensioner, the filter mesh of the filter member is changed in various ways, and the degree of the effect of the size and number of foreign substances contained in the hydraulic oil on the malfunction due to the amount of foreign substances attached in each case is investigated. As a result, a result as shown in FIG. 4 was obtained. As shown in the figure, when the particle size of the foreign material exceeds 400 μm, a malfunctioning state that affects the operation of each of the above-described components starts, and even if the size of the foreign material is further increased, even if the number of foreign materials is small, it is affected. I understand that. Therefore, it can be seen that it is necessary to limit the particle size of the foreign matter to 400 μm or less.
又、異物の粒径を400μm以下に制限した場合、異物の粒径は小さくてもその捕捉個数(量)が所定以上に多くなると、フィルタ部材23の異物耐力が低下し、その異物耐力が低下する異物粒径及びその個数をこのテンショナの組立時に管理できない領域を、図中の左側にハッチングされた領域で示している。この図から、異物の粒径は小さくてもその個数が所定以上になると、オイル流出抵抗が大きくなり過ぎて供給油量の限度及びフィルタ部材23の異物耐力限度を越えることとなるが、メッシュサイズが50μm以上であると、ハッチングされていない領域を有して、組立時異物管理によって耐力限度に至らないようにし得ることが理解できる。従って、実際のフィルタ部材23のメッシュの大きさ(サイズ)の設定は50〜400μmとするのが好ましい。又、このような適正なメッシュサイズのフィルタ部材23を取付けることによりテンショナの作動性に影響を与えることなく、異物による作動不良を防止することができることとなる。
In addition, when the particle size of the foreign material is limited to 400 μm or less, even if the particle size of the foreign material is small, if the number of captured particles (amount) exceeds a predetermined value, the foreign material resistance of the
この発明のチェーンテンショナは、チェーンテンショナにフィルタ部を設けてその作動性、流動抵抗に影響を及ぼさないようにしたから、エンジンから供給される作動油で作動する形式の全てのチェーンテンショナに広く利用することができる。 Since the chain tensioner of the present invention is provided with a filter portion on the chain tensioner so as not to affect its operability and flow resistance, it is widely used for all types of chain tensioners that operate with hydraulic oil supplied from the engine. can do.
1 クランクシャフト
2、5 スプロケット
3 チェーン
4 カムシャフト
6 スリッパ
7 軸
10 チェーンテンショナ
11 ハウジング
12 圧力室
13 プランジャ
14 中空室
15 ねじロッド
15N 雌ねじ
15T 雄ねじ
15a ばね室
15b 連通路
16 張力調整ばね
17 ピストン
18 中間室
19 ロッドシート
20 濾過手段
21 連通室
22 流路
22a 大径流路
23 フィルタ部材
23f フィルタ素材
24 リリーフ弁
1
Claims (1)
上記ハウジング(11)の閉塞端側に上記圧力室(12)に連通して設けられる給油通路(22)にフィルタ部材(23)を設け、前記圧力室(12)とフィルタ部材(23)との間に、テンショナ内部の圧力が、エンジンからの供給圧より小さい時は作動油の流入を許容し、テンショナ内圧がエンジンからの供給圧より大きいときは、作動油の逆流を防止するチェックバルブ(19b)を設け、かつ、前記圧力室(12)からシリンダ外へ通じる作動油の排出路に、圧力室(12)の内圧がある一定圧力以上になると排出路を開放して圧力上昇を所定範囲に防止するリリーフ弁(24)を設けた、エンジンのカムを駆動するチェーンシステムの張力を一定に保持するチェーンテンショナの異物流入構造において、
前記給油通路(22)は前記ハウジング(11)の閉塞端側に大径流路(22a)となって開口してこの開口に給油ポンプからの配管が接続され、前記フィルタ部材(23)は、周囲に多数の切欠き(23a)を有する断面視カゴ形の支持フレーム(23)の内周に沿ってフィルタ素材(23f)を取付けたものであって、前記大径流路(22a)に前記開口から断面視カゴ形の底部が奥側となるように着脱自在に装着され、前記フィルタ素材(23f)で濾過された作動油が前記切欠き(23a)を通って通路22へと流れるようになっていることを特徴とするチェーンテンショナの異物流入構造。 A chain pressing plunger (13) is slidably inserted into a pressure chamber (12) opened at one end surface of the housing (11), and a tension adjusting spring (16) for imparting outward protrusion to the plunger (13). ) And a load applied from the chain (3) via the plunger (13), and the backward movement of the plunger (13) is prevented by a screw engaging means using sawtooth screws (15 N , 15 T ). With a damper mechanism to cushion the impact,
Upper Symbol housing (11) the pressure chamber at the closed end of the (12) the filter member (23) to the oil supply passage provided in communication (22) in provided, the pressure chamber (12) and the filter member (23) During this time, when the pressure inside the tensioner is smaller than the supply pressure from the engine, inflow of hydraulic oil is allowed. When the internal pressure of the tensioner is higher than the supply pressure from the engine, a check valve that prevents backflow of hydraulic oil ( 19b), and when the internal pressure of the pressure chamber (12) exceeds a certain pressure in the hydraulic oil discharge path leading from the pressure chamber (12) to the outside of the cylinder, the discharge path is opened to increase the pressure within a predetermined range. In the foreign body inflow structure of the chain tensioner, which is provided with a relief valve (24) for preventing the chain tension and keeps the tension of the chain system for driving the cam of the engine constant ,
The oil supply passage (22) is opened as a large-diameter flow path (22a) on the closed end side of the housing (11), and a pipe from the oil supply pump is connected to the opening, and the filter member (23) A filter material (23f) is attached along the inner periphery of a cage-shaped support frame (23) having a number of notches (23a) in the cross-sectional view, and the large-diameter channel (22a) extends from the opening. The bottom part of the cage shape in cross section is detachably mounted so that the bottom side becomes the back side, and the hydraulic oil filtered by the filter material (23f) flows into the passage 22 through the notch (23a). Foreign material inflow structure of the chain tensioner characterized by
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