JP6813780B2 - テンショナ - Google Patents

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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として、図7に示すように、後方側に開口したプランジャ穴521を有するプランジャ520と、プランジャ520を収容する前方側に開口したプランジャ収容穴531を有するハウジング530と、圧油室511内のオイル圧が高まった時に圧油室511のオイルをプランジャ520外にリリーフするリリーフ機構550と、プランジャ520およびプランジャ収容穴531の間に形成される圧油室511に伸縮自在に収納されてプランジャ520を前方側に向けて付勢するメインスプリング560とを備えたテンショナ510が知られている(例えば特許文献1を参照)。
この特許文献1に記載のテンショナ510では、プランジャ520の底部に、圧油室511に連通する圧力通路524と、圧力通路524とプランジャ520の外部とを連通する流出口523と、圧力通路524の前方側に形成されたばね収容室525とが形成され、また、リリーフ機構550が、圧力通路524に摺動自在に嵌挿される弁体551と、ばね収容室525内に配置されて弁体551を圧油室511側に向けて付勢するリリーフスプリング552とから構成されている。
そして、このテンショナ510では、圧油室511内のオイル圧が高まった際に、リリーフスプリング552の付勢力に抗して弁体551が前方側に向けて移動し、圧力通路524が流出口523と連通して、流出口523からオイルがリリーフされる。
特開2001−12569号公報
ところが、このようなテンショナ510では、プランジャ520がチェーン側から受ける力の変動や、圧油室511に供給されるオイル量の変動等に起因して、圧油室511内のオイル圧が大きく変動することがあり、この場合、特許文献1に記載のテンショナ510では、弁体551によって圧力通路524が塞がれ、プランジャ520の外部へのオイルのリリースが阻止された状態と、圧油室511内のオイル圧によって弁体551が前方側に移動し、プランジャ520の外部へ流出口523からオイルがリリースされる状態の、2つの状態しか取ることができないため、圧油室511内のオイル圧を安定させることが難しいという問題があった。
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、圧油室内のオイル圧を良好に安定させ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、後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャと、前記プランジャを収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジングと、前記プランジャおよび前記プランジャ収容穴の間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されて前記プランジャを前方側に向けて付勢するメイン付勢手段と、前記圧油室内のオイル圧が高まった時に前記圧油室内のオイルを前記プランジャ外にリリーフするリリーフ機構とを備えたテンショナであって、前記リリーフ機構は、前記プランジャ穴内を前記圧油室とリリーフ空間とに区画するとともに前記圧油室および前記リリーフ空間を連通させる内部リリーフ孔が形成された区画部と、前記圧油室側に接近および離間可能な方向であるバルブ移動方向において、前記区画部に対してスライド可能な状態で、その少なくとも一部が前記内部リリーフ孔内に配置されたバルブ部材と、前記バルブ部材とは別体に形成され、前記バルブ部材を前記圧油室側に向けて付勢するバルブ用付勢手段スプリングと、前記プランジャに形成され、前記リリーフ空間と前記プランジャの外部を連通させる外部リリーフ孔とを備え、前記区画部には、前記圧油室側への前記バルブ部材の移動を規制する移動規制部が形成され、互いに対向する前記バルブ部材の外周面または前記内部リリーフ孔の内周面の少なくとも一方には、オイル流通溝が形成され、前記バルブ部材が前記圧油室から離間する方向に移動するに従って、前記バルブ移動方向において前記バルブ部材の外周面および前記内部リリーフ孔の内周面が対向する範囲が狭くなることにより、前記バルブ部材と前記区画部との間に形成されるオイル流路の流路抵抗が低下するように、前記リリーフ機構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。
また、本発明の他の態様は、後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャと、前記プランジャを収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジングと、前記プランジャおよび前記プランジャ収容穴の間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されて前記プランジャを前方側に向けて付勢するメイン付勢手段と、前記圧油室内のオイル圧が高まった時に前記圧油室内のオイルを前記プランジャ外にリリーフするリリーフ機構とを備えたテンショナであって、前記リリーフ機構は、前記プランジャ穴内を前記圧油室とリリーフ空間とに区画するとともに前記圧油室および前記リリーフ空間を連通させる内部リリーフ孔が形成された区画部と、前記圧油室側に接近および離間可能な状態で、その少なくとも一部が前記内部リリーフ孔内に配置されたバルブ部材と、前記バルブ部材を前記圧油室側に向けて付勢するバルブ用付勢手段と、前記プランジャに形成され、前記リリーフ空間と前記プランジャの外部を連通させる外部リリーフ孔とを備え、前記区画部には、前記圧油室側への前記バルブ部材の移動を規制する移動規制部が形成され、互いに対向する前記バルブ部材の外周面または前記内部リリーフ孔の内周面の少なくとも一方には、オイル流通溝が形成され、前記プランジャは、前記プランジャ穴を有したプランジャ本体と、前記プランジャ本体の前端側に取り付けられたキャップ部材とを備え、前記区画部は、前記プランジャ穴の内周壁に一体に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、5に係る発明によれば、圧油室内のオイル圧が上昇した時に、オイル圧によってバルブ部材を圧油室側から離間する方向に移動させ、バルブ部材と区画部との間を通して、圧油室からリリーフ空間に向けてオイルをリリーフできるばかりでなく、以下に記載の効果を奏する。
すなわち、本請求項1、5に係る発明では、圧油室側に接近および離間可能な状態で内部リリーフ孔内に設置されるバルブ部材の外周面、または、バルブ部材の外周面に対向する内部リリーフ孔の内周面の少なくとも一方に、オイル流通溝が形成されていることにより、圧油室内のオイル圧の上昇の程度に応じてバルブ移動方向におけるバルブ部材の位置が変化することを利用し、バルブ部材の位置に応じてバルブ部材と区画部との間に形成されるオイル流路の流路抵抗を変化させることが可能であるため、圧油室内のオイル圧に応じてオイルのリリーフ量を調整し、圧油室内のオイル圧を良好に安定させることができる。
本請求項に係る発明によれば、バルブ部材が圧油室から離間する方向に移動するに従って、バルブ部材の外周面および内部リリーフ孔の内周面が対向する範囲がバルブ部材のバルブ移動方向において狭くなるように、バルブ部材および内部リリーフ孔が形成されていることにより、圧油室内のオイル圧が上昇した時に、バルブ部材が圧油室から離間する方向に移動するに従って、バルブ部材と区画部との間に形成されるオイル流路の流路抵抗を低下させ、リリーフされるオイル量を徐々に増加させることが可能であるため、圧油室内のオイル圧を良好に安定させることができる。
本請求項に係る発明によれば、オイル流通溝がバルブ部材の外周面に形成されていることにより、合成樹脂等から形成されるバルブ部材にオイル流通溝を形成すればよいため、製造負担を増加させることなく、オイル流通溝を高精度に形成することができ、リリーフされるオイル量を良好に制御することができる。
本請求項3、5に係る発明によれば、プランジャが、プランジャ穴を有したプランジャ本体と、プランジャ本体の前端側に取り付けられたキャップ部材とを備えていることにより、圧油室側へのバルブ部材の移動を規制する移動規制部を有した区画部をプランジャ穴の内周壁に一体に形成する場合であっても、プランジャ本体の前方側および後方側の両側から加工することが可能であるため、プランジャ本体を容易に製造することができ、また、プランジャ本体の前方側からバルブ部材等をプランジャ本体内に設置することが可能であるため、部品の組み付けを容易に達成することができる。
本請求項に係る発明によれば、バルブ本体が円柱状に形成されているとともに、内部リリーフ孔が円筒状に形成されていることにより、内部リリーフ孔内におけるバルブ部材の移動性を良好に維持することが可能であるため、リリーフ機能を安定して発揮することができる。
本発明の一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。 テンショナを示す断面図。 バルブ部材を示す斜視図。 通常時におけるリリーフ機構の状態を示す断面図。 オイル圧の上昇時におけるリリーフ機構の状態を示す断面図。 リリーフ機構の変形例を示す断面図。 従来のテンショナを示す断面図。
以下に、本発明の一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、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に示すように、後方側に開口したプランジャ穴21aを有するプランジャ20と、プランジャ20を収容する前方側に開口したプランジャ収容穴31を有するハウジング30と、ハウジング30の底部32側に配置されるチェックバルブ40と、圧油室11内のオイル圧が高まった時に圧油室11内のオイルをプランジャ20外にリリーフするリリーフ機構50と、プランジャ20およびプランジャ収容穴31の間に形成される圧油室11に伸縮自在に収納されてプランジャ20を前方側に向けて付勢するメインスプリング(メイン付勢手段)60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。
まず、プランジャ20は、図2や図4に示すように、プランジャ穴21aを有した円筒状のプランジャ本体21と、プランジャ本体21の前端側に取り付けられたキャップ部材22とから構成されている。プランジャ本体21は、鉄等の金属から形成され、キャップ部材22は、合成樹脂や金属等から構成されている。
プランジャ本体21には、図2や図4に示すように、プランジャ穴21aの内周壁に一体に形成され、プランジャ穴21a内を後方側の圧油室11と前方側のリリーフ空間12とに区画する区画部21bが形成されている。
区画部21bは、図4に示すように、前後方向に沿って貫通形成され、圧油室11およびリリーフ空間12を連通させる円筒状の内部リリーフ孔21cを中央部に有している。
また、区画部21bには、内部リリーフ孔21c内に配置されたバルブ部材51の後方側(圧油室11側)への移動を規制する円環状の移動規制部21dが、内部リリーフ孔21cの内周面から内周側に突出して形成されている。
キャップ部材22は、図2や図4に示すように、プランジャ穴21aの前端側の底部を構成し、また、キャップ部材22には、リリーフ空間12とプランジャ20の外部を連通させる外部リリーフ孔22aが形成されている。
ハウジング30は、図1や図2に示すように、前方側に開口した円筒状のプランジャ収容穴31と、後方側に形成された底部32と、底部32に形成されてハウジング30の外壁からプランジャ収容穴31まで貫通するオイル供給孔33と、ハウジング30をエンジンブロックに固定するための取付部34とを有している。
チェックバルブ40は、オイル供給孔33を通じた外部から圧油室11へのオイルの流入を許容するとともに、オイル供給孔33からのオイルの流出を防止するものである。
チェックバルブ40は、図2に示すように、ハウジング30の底部32の前面に密着して配置されたボールシート41と、ボールシート41に密着可能に着座する球状のチェックボール42と、チェックボール42の前方に配置されチェックボール42の移動を規制するリテーナ43とから構成されている。なお、チェックボール42をボールシート41側に向けて付勢するボールスプリングをチェックボール42とリテーナ43との間に配置してもよい。
メインスプリング60は、図2に示すように、その前端が区画部21bの後面上に配置され、その後端がリテーナ43のフランジ部の前面上に配置されている。また、これにより、メインスプリング60は、ボールシート41およびリテーナ43をハウジング30の底部32に押し付けている。
リリーフ機構50は、図2や図4に示すように、前述した区画部21bと、バルブ部材51と、バルブ部材51を圧油室11側に向けて付勢するバルブ用スプリング(バルブ用付勢手段)52と、前述した外部リリーフ孔22aとから構成されている。
バルブ部材51は、前後方向に移動可能な状態(圧油室11側に接近および離間可能な状態)で、その少なくとも一部が内部リリーフ孔21c内に配置されている。
バルブ部材51は、図3や図4に示すように、円柱状のバルブ本体51aと、バルブ本体51aの前端面の外周縁に形成されたリップ部51bと、バルブ本体51aの後端面の外周縁に形成されたテーパ部51cと、バルブ本体51aの外周面に複数形成されたオイル流通溝51dとを有している。
各オイル流通溝51dは、図3に示すように、バルブ本体51aの後方端から前方端に亘って前後方向に沿って直線状に延びるV溝状に、周方向に所定間隔(本実施形態では90°)を置いて形成されている。
また、テーパ部51cは、前方側から後方側に向けて縮径するように形成されている。
バルブ用スプリング52は、図4に示すように、その前端がプランジャ穴21aの前端側の底部(キャップ部材22)の後面上に配置され、その後端がバルブ部材51の前面上に配置されている。
このようにして得られた本実施形態のテンショナ10では、まず、通常時には、図4に示すように、バルブ用スプリング52の付勢力によって、バルブ本体51aの後端面(圧油室11側の端面)が移動規制部21dに接触し、バルブ本体51aの後端面と移動規制部21dの間がシールされて、圧油室11内のオイルがリリーフ空間12に漏れ出すことが阻止される。
また、圧油室11内のオイル圧が上昇した時には、図5に示すように、圧油室11内のオイル圧の上昇によってバルブ部材51が前方側に向けて押されて移動するため、バルブ本体51aの後端面と移動規制部21dとが離間してバルブ部材51と移動規制部21dとの間のシールが解除され、バルブ本体51aの後端面および移動規制部21dの間、および、バルブ部材51の外周面に形成されたオイル流通溝51dを通して、圧油室11からリリーフ空間12に向けてオイルがリリーフされる。
この際、バルブ部材51が圧油室11から離間する方向に移動するに従って、バルブ部材51の外周面および内部リリーフ孔21cの内周面が対向する範囲がバルブ部材51のバルブ移動方向(前後方向)において狭くなるように、バルブ部材51および内部リリーフ孔21cが形成されている。これにより、バルブ部材51が前方側(圧油室11から離間する方向)に移動するに従って、バルブ部材51と区画部21bとの間に形成されるオイル流路の流路抵抗を低下させ、リリーフされるオイル量を徐々に増加させることが可能であるため、圧油室11内のオイル圧を良好に安定させることができる。
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10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10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10がテンショナレバーGを介して伝動チェーンCHに張力を付与するものとして説明したが、プランジャ20の先端で直接的に伝動チェーンCHの摺動案内を行い、伝動チェーンCH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CH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、上述した実施形態では、プランジャ20を収容するハウジング30が、エンジンブロック等に取り付けられる所謂テンショナボディであるものとして説明したが、ハウジング30の具体的態様は、上記に限定されず、テンショナボディに形成されたボディ穴内に挿入される円筒状の所謂スリーブであってもよい。
また、上述した実施形態では、オイル流通溝51dが前後方向に沿って直線状に延びる溝として形成されているが、オイル流通溝51dの具体的態様については上記に限定されず、例えば、バルブ本体51aの外周面に形成された螺旋状(前後方向に沿って延びるバルブ本体51aの中心軸を軸として形成される螺旋状)にオイル流通溝51dを構成してもよい。
また、上述した実施形態では、オイル流通溝51dが、バルブ部材51に形成されているものとして説明したが、図6に示すように、バルブ部材51の外周面に対向して配置される内部リリーフ孔21cの内周面のみに、オイル流通溝21eを形成してもよく、また、バルブ部材51の外周面および内部リリーフ孔21cの内周面の両方にオイル流通溝21e、51dを形成してもよい。
また、上述した実施形態では、各オイル流通溝51dが、図3や図4に示すように、バルブ本体51aの後方端から前方端に亘って延びているものとして説明したが、バルブ本体51aにオイル流通溝51dを形成する場合には、オイル流通溝51dがバルブ本体51aの少なくとも後方端に達していればよく、また、内部リリーフ孔21cにオイル流通溝21eを形成する場合には、オイル流通溝21eが内部リリーフ孔21cの少なくとも前方端に達していればよい。
また、上述した実施形態では、オイル流通溝51dの断面積(幅や深さ)が前後方向位置によって変化しないように形成されているものとして説明したが、前後方向位置に応じてオイル流通溝51dの断面積(幅や深さ)が変化するように、オイル流通溝51dを形成してもよい。
また、上述した実施形態では、プランジャ穴21a内を圧油室11とリリーフ空間12とに区画する区画部21bがプランジャ穴21aの内周壁に一体に形成されているものとして説明したが、区画部21bの具体的態様は上記に限定されず、例えば、プランジャ20とは別体に区画部21bを形成し、当該区画部21bをプランジャ穴21aに設置してもよい。
また、上述した実施形態では、プランジャ20が、プランジャ本体21とキャップ部材22との2部品から構成されているものとして説明したが、プランジャ20の具体的態様は上記に限定されず、例えば、上述したように区画部21bをプランジャ20とは別体に形成した場合等には、プランジャ20を1つの部品として構成することも考えられる。
また、上述した実施形態では、バルブ本体51aや内部リリーフ孔21cが円柱状(円筒状)に形成されているものとして説明したが、これらの具体的態様は上記に限定されず、例えば、バルブ本体51aや内部リリーフ孔21cを多角柱状(多角筒状)に形成してもよい。
10 ・・・ テンショナ
11 ・・・ 圧油室
12 ・・・ リリーフ空間
20 ・・・ プランジャ
21 ・・・ プランジャ本体
21a ・・・ プランジャ穴
21b ・・・ 区画部
21c ・・・ 内部リリーフ孔
21d ・・・ 移動規制部
21e ・・・ オイル流通溝
22 ・・・ キャップ部材
22a ・・・ 外部リリーフ孔
30 ・・・ ハウジング
31 ・・・ プランジャ収容穴
32 ・・・ 底部
33 ・・・ オイル供給孔
34 ・・・ 取付部
40 ・・・ チェックバルブ
41 ・・・ ボールシート
42 ・・・ チェックボール
43 ・・・ リテーナ
50 ・・・ リリーフ機構
51 ・・・ バルブ部材
51a ・・・ バルブ本体
51b ・・・ リップ部
51c ・・・ テーパ部
51d ・・・ オイル流通溝
52 ・・・ バルブ用スプリング(バルブ用付勢手段)
60 ・・・ メインスプリング(メイン付勢手段)
S1〜S3 ・・・スプロケット
CH ・・・伝動チェーン
G ・・・テンショナレバー

Claims (5)

  1. 後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャと、前記プランジャを収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジングと、前記プランジャおよび前記プランジャ収容穴の間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されて前記プランジャを前方側に向けて付勢するメイン付勢手段と、前記圧油室内のオイル圧が高まった時に前記圧油室内のオイルを前記プランジャ外にリリーフするリリーフ機構とを備えたテンショナであって、
    前記リリーフ機構は、前記プランジャ穴内を前記圧油室とリリーフ空間とに区画するとともに前記圧油室および前記リリーフ空間を連通させる内部リリーフ孔が形成された区画部と、前記圧油室側に接近および離間可能な方向であるバルブ移動方向において、前記区画部に対してスライド可能な状態で、その少なくとも一部が前記内部リリーフ孔内に配置されたバルブ部材と、前記バルブ部材とは別体に形成され、前記バルブ部材を前記圧油室側に向けて付勢するバルブ用スプリングと、前記プランジャに形成され、前記リリーフ空間と前記プランジャの外部を連通させる外部リリーフ孔とを備え、
    前記区画部には、前記圧油室側への前記バルブ部材の移動を規制する移動規制部が形成され、
    互いに対向する前記バルブ部材の外周面または前記内部リリーフ孔の内周面の少なくとも一方には、オイル流通溝が形成され
    前記バルブ部材が前記圧油室から離間する方向に移動するに従って、前記バルブ移動方向において前記バルブ部材の外周面および前記内部リリーフ孔の内周面が対向する範囲が狭くなることにより、前記バルブ部材と前記区画部との間に形成されるオイル流路の流路抵抗が低下するように、前記リリーフ機構が形成されていることを特徴とするテンショナ。
  2. 前記オイル流通溝は、前記バルブ部材の外周面に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. 前記プランジャは、前記プランジャ穴を有したプランジャ本体と、前記プランジャ本体の前端側に取り付けられたキャップ部材とを備え、
    前記区画部は、前記プランジャ穴の内周壁に一体に形成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. 前記バルブ部材は、円柱状のバルブ本体を有し、
    前記内部リリーフ孔は、円筒状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載のテンショナ。
  5. 後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャと、前記プランジャを収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジングと、前記プランジャおよび前記プランジャ収容穴の間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されて前記プランジャを前方側に向けて付勢するメイン付勢手段と、前記圧油室内のオイル圧が高まった時に前記圧油室内のオイルを前記プランジャ外にリリーフするリリーフ機構とを備えたテンショナであって、
    前記リリーフ機構は、前記プランジャ穴内を前記圧油室とリリーフ空間とに区画するとともに前記圧油室および前記リリーフ空間を連通させる内部リリーフ孔が形成された区画部と、前記圧油室側に接近および離間可能な状態で、その少なくとも一部が前記内部リリーフ孔内に配置されたバルブ部材と、前記バルブ部材を前記圧油室側に向けて付勢するバルブ用付勢手段と、前記プランジャに形成され、前記リリーフ空間と前記プランジャの外部を連通させる外部リリーフ孔とを備え、
    前記区画部には、前記圧油室側への前記バルブ部材の移動を規制する移動規制部が形成され、
    互いに対向する前記バルブ部材の外周面または前記内部リリーフ孔の内周面の少なくとも一方には、オイル流通溝が形成され、
    前記プランジャは、前記プランジャ穴を有したプランジャ本体と、前記プランジャ本体の前端側に取り付けられたキャップ部材とを備え、
    前記区画部は、前記プランジャ穴の内周壁に一体に形成されていることを特徴とするテンショナ。
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