JP6263150B2 - テンショナ - Google Patents

Description

本発明は、走行するチェーンやベルト等に適正張力を付与するテンショナに関する。

従来、チェーン等の張力を適正に保持するためにテンショナを用いることが慣用されており、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テンショナレバ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、チェーン等の張力を適正に保持するために、テンショナによってテンショナレバーを付勢するものが公知である。

このようなチェーンガイド機構に用いられる公知のテンショナ５１０は、例えば図１０に模式的に示すように、一方が開放したボディ円筒状穴５２１を有するテンショナボディ５２０と、ボディ円筒状穴５２１に摺動自在に挿入されるプランジャ５４０と、プランジャ５４０を前方側に向けて付勢する付勢手段５６０を備えている（例えば特許文献１を参照）。

このテンショナ５１０では、テンショナボディ５２０に設けられたオイル供給孔５２３からオイルが供給されることで、ボディ円筒状穴５２１とプランジャ５４０との間に形成された圧油室５１１がオイルで満たされ、オイルによりプランジャ５４０を前方側に向けて付勢するとともに、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５２３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５４０の往復動に伴ってプランジャ５４０とボディ円筒状穴５２１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５４０の往復動を減衰させるダンピング効果を得ている。

上述したようなテンショナ５１０では、テンショナボディ５２０が鋳鉄あるいはアルミニウム合金のダイカスト製品であるため、プランジャ５４０の摩耗、焼き付き発生の防止を目的として、プランジャ５４０が摺動するボディ円筒状穴５２１の表面精度や耐久性を得るために、コーティングによる膜形成、平滑処理、あるいは機械加工等を必要とするという問題点がある。

そこで、ボディ円筒状穴５２１の表面精度、耐久性が劣る場合、図１１に示すような別部品の金属製のスリーブ５３０を、ボディ円筒状穴５２１の内周面とプランジャ５４０の外周面との間に介在させることで、テンショナボディ５２０の素材の選択や、ボディ円筒状穴５２１の内周面処理に係る設計自由度を確保することが提案されている（例えば特許文献２を参照）。

特開２００９−００２４９５号公報 特開２００２−２０６６０３号公報 特開２００２−５２４９号公報

ここで、このようなテンショナ５１０では、プランジャ５４０の後退を規制することを目的として、特許文献２に記載されるような、テンショナボディ５２０に揺動可能に取り付けられプランジャ５４０の外周面に係合するラチェット爪や、特許文献３に記載されるような、プランジャ５４０の外周面に係合する環状弾性部を有した弾性リングを用いることがある。

このように、テンショナ５１０にラチェット爪や弾性リングを設置する場合には、図１１に示すように、スリーブ５３０に、その前端の周方向の一部分を後方側に向けて切り欠いた切り欠き溝５３４を形成する必要があるが、この切り欠き溝５３４を形成するとスリーブ５３０の前端側において歪みが生じ易く、スリーブ５３０に歪みが生じた場合、スリーブ５３０内におけるプランジャ５４０の摺動性が悪化したり、スリーブ５３０とプランジャ５４０との間における油圧保持力が低下する恐れがある。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、プランジャの摺動性や油圧保持力を良好に維持することが可能な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、一方が開放したテンショナボディのボディ円筒状穴内に挿入されるスリーブと、前記スリーブの軸線方向に沿って前進および後退可能に前記スリーブ内に挿入されるプランジャと、前記プランジャを前方側に向けて付勢する付勢手段とを備えたテンショナであって、前記スリーブのスリーブ本体の前端には、外周側に膨出するフランジ部が形成され、前記ボディ円筒状穴は、前記スリーブ本体を配置させる小径部と、前記小径部の前方側に形成され、前記フランジ部を配置させる大径部とを有し、前記ボディ円筒状穴の内周壁は、前記小径部の内周壁および前記大径部の内周壁の間に形成された段差壁面を有し、前記軸線方向において対向する前記フランジ部と前記段差壁面との間には、間隙が形成さ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に係る発明によれば、ボディ円筒状穴の内周壁およびプランジャの外周面の間に介在するスリーブのスリーブ本体の前端に、外周側に膨出するフランジ部を形成することにより、スリーブの前端側の強度を向上して、スリーブの前端側において歪みが生じることを抑制することが可能であるため、スリーブ内におけるプランジャの摺動性、および、スリーブとプランジャとの間における油圧保持力を良好に維持することができる。
また、フランジ部の形成によってスリーブの前端側の強度を確保することが可能であるため、スリーブの板厚を薄く抑えることもできる。

本請求項２に係る発明によれば、スリーブに、その前端の周方向の一部分を後方側に向けて切り欠いた切り欠き溝が形成されている。これにより、プランジャの後退を規制する弾性リングやラチェット爪等を設置するための切り欠き溝をスリーブに形成した場合であっても、スリーブ本体の前端に外周側にフランジ部を形成することで、スリーブの前端側において歪みが生じることを抑制できる。
本請求項３に係る発明によれば、フランジ部が、その外周部の一部に回り止め部を有し、スリーブが、ボディ円筒状穴の内周壁に対して回り止め部を周方向に係合させることで、テンショナボディに対して回り止めされていることにより、強度に優れたフランジ部を利用して、テンショナボディに対してスリーブを回り止めすることが可能であるため、スリーブの歪みを抑制しつつ、テンショナボディに対してスリーブを回り止めすることができ、また、フランジ部はスリーブ本体の外周側に膨出しているため、回り止め部の成形が容易である。
本請求項４に係る発明によれば、フランジ部が、その外周部の一部を突出させた圧入用凸部を有し、ボディ円筒状穴の内周壁に圧入嵌合されていることにより、強度に優れたフランジ部を利用して、テンショナボディに対してスリーブを容易に圧入嵌合することが可能であるため、スリーブの歪みを抑制しつつ、テンショナボディに対してスリーブを圧入嵌合することができ、また、また、フランジ部はスリーブ本体の外周側に膨出しているため、圧入用凸部の成形が容易である。
本請求項１に係る発明によれば、ボディ円筒状穴が、スリーブ本体を配置させる小径部と、小径部の前方側に形成されフランジ部を配置させる大径部とを有していることにより、ボディ円筒状穴の内周壁とスリーブ本体の外周面との間の隙間を軸線方向に亘って小さく維持することができ、また、ボディ円筒状穴の内周壁が、小径部の内周壁および大径部の内周壁の間に形成された段差壁面を有し、軸線方向において対向するフランジ部と段差壁面との間には間隙が形成されていることにより、ボディ円筒状穴の大径部の内周壁に対するフランジ部の圧入時に発生しがちな切粉を、フランジ部と段差壁面との間の間隙に収容することが可能であるため、前記切粉が、ボディ円筒状穴の小径部の内周壁とスリーブ本体の外周面との間に侵入することを抑制でき、ボディ円筒状穴に対するスリーブの挿入を円滑かつ正確に行うことができる。
本請求項５に係る発明によれば、フランジ部と段差壁面との間の間隙の容量が、フランジ部の外周部と大径部の内周壁との設計上の重複体積よりも大きく設計されていることにより、ボディ円筒状穴の大径部の内周壁に対するフランジ部の圧入時に発生した切粉を、フランジ部と段差壁面との間の間隙に充分に収容することが可能であり、ボディ円筒状穴の小径部の内周壁とスリーブ本体の外周面との間に切粉が侵入することを確実に抑制できる。
本請求項６に係る発明によれば、ボディ円筒状穴の内周面およびスリーブ本体の外周面の間に、環状の弾性圧入部材が配置され、スリーブが、弾性圧入部材を変形させることで、テンショナボディに対して固定されることにより、スリーブに歪みを生じさせることなく、テンショナボディに対してスリーブを確実に固定することができる。

本発明の第１実施形態に係るテンショナを組み込んだタイミングシステムを示す説明図。 テンショナを示す斜視図。 テンショナボディを示す斜視図。 スリーブを示す斜視図。 プランジャを示す斜視図。 テンショナを前方側から見て示す平面図。 テンショナを示す断面図。 第２実施形態のテンショナを構成するスリーブおよび弾性圧入部材を示す説明図。 第３実施形態のテンショナを構成するスリーブを示す斜視図。 従来のテンショナを示す説明図。 従来のスリーブを示す斜視図。

以下に、本発明の第１実施形態に係るテンショナ１０について、図面に基づいて説明する。

まず、本実施形態のテンショナ１０は、自動車エンジンのタイミングシステム等に用いられるチェーン伝動装置に組み込まれるものであり、図１に示すように、エンジンブロック（図示しない）に取り付けられ、複数のスプロケットＳ１〜Ｓ３に掛け回された伝動チェーンＣＨの弛み側にテンショナレバーＧを介して適正な張力を付与し、走行時に生じる振動を抑止するものである。

テンショナ１０は、図２〜図７に示すように、ボディ円筒状穴２１を有するテンショナボディ２０と、ボディ円筒状穴２１内に挿入されるスリーブ３０と、スリーブ３０の軸線方向に沿って前進および後退可能にスリーブ３０内に挿入されるプランジャ４０と、プランジャ４０内に配置されるチェックバルブ５０と、スリーブ３０の底部３２とプランジャ４０の後端側との間に形成された圧油室１１に伸縮自在に収納されてプランジャ４０を前方側（突出側）に向けて付勢するコイルばね６０と、プランジャ４０の後退を規制する弾性リング７０と、プランジャ４０の前進を一時的に制止するストッパピン８０とを備えている。

以下に、テンショナ１０の各構成要素について、図面に基づいて説明する。

テンショナボディ２０は、アルミニウム合金や合成樹脂等から形成され、図３や図７に示すように、一方側（前方側）が開放したボディ円筒状穴２１と、テンショナボディ２０の前端の周方向の一部分を後方側に向けて切り欠いた切り欠き溝２２と、テンショナボディ２０の外壁からボディ円筒状穴２１まで貫通するオイル供給孔２３と、テンショナボディ２０をエンジンブロックに固定するためのボルト等が挿通される取付孔を有した取付部２４とを有している。切り欠き溝２２は、ボディ円筒状穴２１に連続している。

ボディ円筒状穴２１は、図７に示すように、スリーブ本体３１を配置させる小径部２１ａと、小径部２１ａの前方側に形成されフランジ部３３を配置させる大径部２１ｂとを有している。小径部２１ａおよび大径部２１ｂは、同心状に形成されている。
ボディ円筒状穴２１の内周壁は、小径部２１ａの内周壁および大径部２１ｂの内周壁の間に形成された段差壁面２１ｃを有している。

スリーブ３０は、鉄等の金属から形成され、図４や図７に示すように、円筒状のスリーブ本体３１と、スリーブ本体３１の後端に形成された底部３２と、スリーブ本体３１の前端に形成され外周側に膨出するフランジ部３３とを一体に有している。

スリーブ本体３１の内周壁には、図４や図７に示すように、弾性リング７０を収容するリング収容部３１ａが形成されており、このリング収容部３１ａは、後述する弾性リング７０の一対の腕部７２を操作した際に、弾性リング７０の環状弾性部７１を拡径させることが可能な大きさで形成されている。
なお、本実施形態では、リング収容部３１ａが、スリーブ本体３１の内周壁を凹設した環状溝状に形成されているが、リング収容部３１ａの具体的態様は、環状弾性部７１を収容するとともに環状弾性部７１を拡径させることが可能な大きさを有していればよく、例えば、スリーブ本体３１の前端側の内周壁の径を大きく設計し、この大径部をリング収容部３１ａとして利用してもよい。
また、スリーブ本体３１には、内周側から外周側に貫通するオイル供給孔３１ｂが形成されている。

スリーブ３０には、図４に示すように、スリーブ本体３１およびフランジ部３３の前端の周方向の一部分を後方側に向けて切り欠いた切り欠き溝３４が形成されている。
また、フランジ部３３の外周部には、図４や図６に示すように、その一部を切り欠いた回り止め部３３ａが形成されている。また、ボディ円筒状穴２１の大径部２１ｂの内周壁は、回り止め部３３ａが形成されたフランジ部３３の外周部の形状に対応した形状を有している。そして、ボディ円筒状穴２１の内周壁に対して回り止め部３３ａを周方向に係合させることで、スリーブ３０がテンショナボディ２０に対して回り止めされる。スリーブ３０がテンショナボディ２０に対して回り止めされた状態では、テンショナボディ２０の切り欠き溝２２とスリーブ３０の切り欠き溝３４との間の周方向の位相、および、テンショナボディ２０のオイル供給孔２３とスリーブ３０のオイル供給孔３１ｂとの間の周方向の位相が合うように構成されている。
なお、回り止め部３３ａは、フランジ部３３の一部を削ることで形成してもよく、また、フランジ部３３にプレス加工を施すことで形成してもよい。また、本実施形態では、フランジ部３３の外周部の一部を切り欠くことで回り止め部３３ａを形成したが、回り止め部３３ａの具体的態様についてはこれに限定されず、例えば、フランジ部３３の外周部に凸部を形成し、当該凸部を回り止め部３３ａとして利用してもよい。

プランジャ４０は、鉄等の金属から形成され、プランジャ４０の内部には、図７に示すように、チェックバルブ５０が配置され、その前方側に貯留油室４１が形成されている。
また、プランジャ４０には、図７に示すように、プランジャ４０の外周面から内周面の貯留油室４１に貫通するオイル供給孔４２が形成されている。また、プランジャ４０の外周面には、図７に示すように、スリーブ本体３１の内周面およびプランジャ４０の外周面の間にオイル通路を形成するための連通調整溝４４が設けられている。

コイルばね６０は、図７に示すように、その後端がスリーブ３０の底部３２に着座し、その前端がチェックバルブ５０のリテーナの外周に着座するように配置され、プランジャ４０を前方側に向けて付勢するように構成されている。

弾性リング７０は、図６に示すように、環状弾性部７１と、環状弾性部７１の両端から延出する一対の腕部７２とを有している。環状弾性部７１は、スリーブ本体３１のリング収容部３１ａとプランジャ４０の外周面との間に配置され、プランジャ４０の外周面に鋸歯状に形成された複数の環状溝４３に係合することで、プランジャ４０の後退を規制する。
一対の腕部７２は、図６に示すように、テンショナボディ２０およびスリーブ３０に形成された切り欠き溝２２、３４を通して、その一部がテンショナボディ２０の外部に配置される。

チェックバルブ５０は、図７に示すように、貯留油室４１から圧油室１１へのオイルの流入を許容するとともに、圧油室１１から貯留油室４１へのオイルの流入を阻止するものであり、ボールシートと、ボールシートのオイル流路に密着可能なチェックボールと、チェックボールをガイドするリテーナとを備えている。

ストッパピン８０は、図２や図６に示すように、テンショナボディ２０およびプランジャ４０に形成された孔に挿入され、プランジャ４０の前進を一時的に制止するものである。

上述したように構成されたテンショナ１０では、図７に示すように、オイル供給孔２３とオイル供給孔３１ｂと連通調整溝４４とオイル供給孔４２と貯留油室４１とを通して外部からオイルが供給されることで、圧油室１１がオイルで満たされ、オイルによりプランジャ４０を前方側に付勢するとともに、チェックバルブ５０によってオイル供給孔２３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４０の往復動に伴ってプランジャ４０とスリーブ３０と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４０の往復動を減衰させるダンピング効果を得ている。

また、プランジャ４０の内部に貯留油室４１を設けることにより、貯留油室４１から圧油室１１にオイルを供給する構造とし、貯留油室４１内に一定量のオイルを漏出することなく残留させ、長時間停止後の起動直後であっても貯留油室４１内に残留したオイルが圧油室１１に供給され、プランジャ４０のオイルによるダンピング力を維持しチェーンの振動を抑制し損傷を防止するように構成されている。

次に、本発明の第２実施形態に係るテンショナ１０について、図８に基づいて説明する。ここで、第２実施形態では、一部構成については、前述した第１実施形態と全く同じである。そのため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

第２実施形態のテンショナ１０では、図８に示すように、ボディ円筒状穴２１の内周面およびスリーブ本体３１の外周面の間には、トレランスリング等の弾性圧入部材９０が配置されている。この弾性圧入部材９０は、周方向の一部が破断した環状に形成され、弾性圧入部材９０の外周面には、外周側に膨出する膨出部９１が周方向に複数形成されている。また、スリーブ本体３１には、その外周面を凹ませた環状溝３１ｃが形成されており、この環状溝３１ｃに弾性圧入部材９０が配置される。そして、ボディ円筒状穴２１内にスリーブ３０を挿入する際に、弾性圧入部材９０を変形させることで、スリーブ３０は、テンショナボディ２０に対して固定される。

なお、上述したように弾性圧入部材９０を利用して、テンショナボディ２０に対してスリーブ３０を固定する場合、フランジ部３３に回り止め部３３ａを形成しなくてもよい。

次に、本発明の第３実施形態に係るテンショナ１０について、図９に基づいて説明する。ここで、第３実施形態では、一部構成については、前述した第１実施形態と全く同じである。そのため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

第３実施形態のテンショナ１０では、図９に示すように、スリーブ３０のフランジ部３３に、その外周部の一部を突出させた圧入用凸部３３ｂが周方向に複数形成されており、圧入用凸部３３ｂが形成されたフランジ部３３が、ボディ円筒状穴２１の大径部２１ｂの内周壁に対して圧入嵌合される。圧入用凸部３３ｂは、フランジ部３３にプレス加工を施すことで容易に形成することができる。
なお、圧入用凸部３３ｂを形成することなく、フランジ部３３を、ボディ円筒状穴２１の大径部２１ｂの内周壁に対して圧入嵌合してもよい。

また、ボディ円筒状穴２１内にスリーブ３０を配置した状態で、軸線方向において対向するフランジ部３３と段差壁面２１ｃとの間には、図７に示すように、間隙Ｓが形成されている。この間隙Ｓの容量は、フランジ部３３の外周部と大径部２１ｂの内周壁との設計上の重複体積よりも大きく設計されている。

なお、テンショナボディ２０に対してフランジ部３３を圧入する場合、フランジ部３３に回り止め部３３ａを形成しなくてもよい。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、テンショナが自動車エンジン用のタイミングシステムに組み込まれるものとして説明したが、テンショナの具体的用途はこれに限定されない。
また、上述した実施形態では、テンショナがテンショナレバーを介して伝動チェーンに張力を付与するものとして説明したが、プランジャの先端で直接的に伝動チェーンの摺動案内を行い、伝動チェーンに張力を付与するようにしてもよい。
さらに、伝動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、長尺物に張力を付与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。
また、上述した複数の実施形態の各構成を、任意に組み合わせてテンショナを構成しても何ら構わない。
また、上述した実施形態では、テンショナボディ、スリーブ本体、および、プランジャの側面に、テンショナ外部からオイルを供給するオイル供給孔が形成されているものとして説明したが、オイル供給孔の具体的な形成位置はこれに限定されず、例えば、図１０に示す例のように、テンショナボディおよびスリーブの底部にオイル供給孔を形成し、プランジャ内にオイルを供給するように構成してもよい。
また、上述した実施形態では、スリーブの前端を後方側に向けて切り欠いた切り欠き溝を、プランジャの後退を規制する弾性リングの腕部を設置するための溝として利用しているが、上記の切り欠き溝の用途はこれに限定されず、例えば、テンショナボディに揺動可能な状態で取り付けられプランジャの後退を規制するラチェット爪を設置するために利用してもよい。
上述した実施形態では、テンショナボディが、エンジンブロックとは別体に形成され、エンジンブロックに取り付けられるものとして説明したが、エンジンブロックの一部をテンショナボディとして利用してもよい。

１０ ・・・ テンショナ
１１ ・・・ 圧油室
２０ ・・・ テンショナボディ
２１ ・・・ ボディ円筒状穴
２１ａ ・・・ 小径部
２１ｂ ・・・ 大径部
２１ｃ ・・・ 段差壁面
２２ ・・・ 切り欠き溝
２３ ・・・ オイル供給孔
２４ ・・・ 取付部
３０ ・・・ スリーブ
３１ ・・・ スリーブ本体
３１ａ ・・・ リング収容部
３１ｂ ・・・ オイル供給孔
３１ｃ ・・・ 環状溝
３２ ・・・ 底部
３３ ・・・ フランジ部
３３ａ ・・・ 回り止め部
３３ｂ ・・・ 圧入用凸部
３４ ・・・ 切り欠き溝
４０ ・・・ プランジャ
４１ ・・・ 貯留油室
４２ ・・・ オイル供給孔
４３ ・・・ 環状溝
４４ ・・・ 連通調整溝
５０ ・・・ チェックバルブ
６０ ・・・ コイルばね（付勢手段）
７０ ・・・ 弾性リング
７１ ・・・ 環状弾性部
７２ ・・・ 腕部
８０ ・・・ ストッパピン
９０ ・・・ 弾性圧入部材
９１ ・・・ 膨出部

Claims (6)

1. 一方が開放したテンショナボディのボディ円筒状穴内に挿入されるスリーブと、前記スリーブの軸線方向に沿って前進および後退可能に前記スリーブ内に挿入されるプランジャと、前記プランジャを前方側に向けて付勢する付勢手段とを備えたテンショナであって、
   前記スリーブのスリーブ本体の前端には、外周側に膨出するフランジ部が形成され、
   前記ボディ円筒状穴は、前記スリーブ本体を配置させる小径部と、前記小径部の前方側に形成され、前記フランジ部を配置させる大径部とを有し、
   前記ボディ円筒状穴の内周壁は、前記小径部の内周壁および前記大径部の内周壁の間に形成された段差壁面を有し、
   前記軸線方向において対向する前記フランジ部と前記段差壁面との間には、間隙が形成されていることを特徴とするテンショナ。
2. 前記スリーブには、その前端の周方向の一部分を後方側に向けて切り欠いた切り欠き溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
3. 前記フランジ部は、その外周部の一部に回り止め部を有し、
   前記スリーブは、前記ボディ円筒状穴の内周壁に対して前記回り止め部を周方向に係合させることで、前記テンショナボディに対して回り止めされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のテンショナ。
4. 前記フランジ部は、その外周部の一部を突出させた圧入用凸部を有し、前記ボディ円筒状穴の内周壁に圧入嵌合さ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テンショナ。
5. 前記間隙の容量は、前記フランジ部の外周部と前記大径部の内周壁との設計上の重複体積よりも大きく設計さ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テンショナ。
6. 前記ボディ円筒状穴の内周面および前記スリーブ本体の外周面の間には、環状の弾性圧入部材が配置され、
   前記スリーブは、前記弾性圧入部材を変形させることで、前記テンショナボディに対して固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のテンショナ。

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