JP2002039293A - 油圧式チェーンテンショナ - Google Patents
油圧式チェーンテンショナInfo
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Abstract
荷重に対してチェックバルブの弁体を良好に追従させる
ことができる応答性に優れたチェーンテンショナを提供
することである。 【解決手段】 ハウジング1にガイド孔2と、そのガイ
ド孔2の底面で開口する給油孔3とを形成する。ガイド
孔2内にプランジャ7を組込み、その背部に形成された
油圧ダンパ室8内にリターンスプリング9とチェックバ
ルブ10とを組み込む。チェックバルブ10における弁
体16の開閉量を0.3mm以下に規制して、エンジン
の高速回転時に、チェーンからプランジャに付与される
高周波の変動荷重に対する弁体の追従性を高め、チェー
ンテンショナの応答性の向上を図る。
Description
輪車におけるカム軸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に関するものである。
ーンの張力調整には、ラチェット式あるいはねじ式の機
械式のチェーンテンショナが使用されている。このよう
な、機械式のチェーンテンショナにおいては、衝撃緩衝
能力が劣るため、メカニカルノイズが発生し易く、騒音
が大きな問題となっている。また、衝撃荷重がかかるた
め、部品の損傷が激しく、耐久性にも問題がある。
の張力調整に用いられている油圧式チェーンテンショナ
は、チェックバルブの作動によって油圧ダンパ室内の作
動油を封入状態に保持する油圧ダンパにより衝撃を緩衝
するため、衝撃力の衝撃時に異音を発生することがなく
静粛であり、耐久性に優れている。
るチェックバルブの弁体には、普通、直径3〜4mmの
鋼製のボールが使われている場合が多い。そのようなボ
ールは、軸受メーカにおいて製造されるボールベアリン
グの転動体として広く使われているため、入手が容易で
あり、しかも表面硬さも高く、耐久性も充分である。
ックバルブにおいては、弁体の慣性重量が大きいため、
チェーンテンショナの応答性が保証されているのは、チ
ェーンからプランジャに付与される変動荷重の周波数が
300Hz程度までである。
般的に6000rpm以下の回転域で使用されるため、
エンジンの回転時に、カム軸駆動用チェーンに付与され
る変動荷重の周波数はせいぜい200Hz程度であり、
鋼製ボールを弁体とするチェックバルブ内蔵形のチェー
ンテンショナで充分に対応することができる。
のエンジンにおいては、一般的に12,000rpm以
上の回転域で使用されることも多く、300Hzまでを
保証した従来の普通自動車用の油圧式チェーンテンショ
ナでは高速回転域での高周波の変動荷重に対して弁体を
追従させることができない。
における高周波の荷重変動に対してチェックバルブの弁
体を良好に追従させることができるようにした応答性に
優れた油圧式チェーンテンショナを提供することであ
る。
めに、この発明においては、ハウジングに有底のガイド
孔と、そのガイド孔の底部で開口する給油孔とを形成
し、前記ガイド孔内にプランジャを摺動自在に組み込ん
でその背部に油圧ダンパ室を設け、この油圧ダンパ室内
にプランジャを外方向に押圧するリターンスプリング
と、油圧ダンパ室内の作動油が給油孔側に逆流するのを
防止するチェックバルブとを組込み、そのチェックバル
ブが、給油孔に連通する弁孔を有するバルブシートと、
そのバルブシートに形成されたシート面に対して接触、
離反自在に設けられた弁体と、その弁体の開閉量を制限
するリテーナとから成り、そのチェックバルブにおける
弁体の開閉量を0.3mm以下とした構成を採用したの
である。
体の開閉量の上限値を0.3mmとすることにより、弁
体の開閉による移動量は小さいため、エンジンの高速回
転域における高周波の変動荷重に対して弁体は良好に追
従し、自動二輪車のカム軸駆動用チェーンの張力調整用
に適用することができる応答性に優れたチェーンテンシ
ョナを得ることができる。
るうえにおいて小さい程好ましいが、必要以上に小さく
すると精度管理の面で困難性を有するため、0.1mm
を下限とするのがよい。
じて0.3mmを超えない範囲で適宜に決定する。例え
ば、弁体が直径3〜4mmの鋼製のボールから成る場
合、その開閉量が0.2mmを超えると、エンジンの高
速回転域における高周波の変動荷重に対して応答遅れを
生じるおそれがある。そこで、鋼製ボールから成る弁体
の場合は、その開閉量を0.2mm以下とする。
製ボールから成る弁体に比較して、球径を同じとした場
合に、弁体の軽量化を図ることができるため、変動荷重
に対する弁体の追従性が向上し、チェックバルブの応答
性をさらに向上させることができる。
り、弁体をより軽量化することができるため、チェック
バルブの応答性をより向上させることができる。
から成る弁体の場合、圧力変化に対する応答性が鋼製ボ
ールから成る弁体に比較して優れているため、弁体の開
閉量を0.3mm以上とすることができ、精度管理の容
易化を図ることができる。
おいては、4気筒エンジンの回転数が、例えば12,0
00rpmの回転域に達すると、チェーンに作用する張
力変動周波数は400Hzに達し、チェックバルブの弁
体はきわめて高速度で開閉を繰り返すことになる。この
とき、バルブシートに形成されたシート面の面精度が悪
い場合、そのシート面に対する当接によって弁体は短期
間で摩耗し、耐久性に問題が生じる。
は、バルブシートが鋼製の場合に、そのバルブシートに
形成されたシート面の面粗さRaを0.8以下にしてい
る。また、合成樹脂から成る弁体にメッキ処理等の処理
を施すことにより耐摩耗性の表面層を形成して、弁体の
摩耗を抑制するようにしている。さらに、バルブシート
と弁体の双方を合成樹脂で形成している。
において、前記ガイド孔の開口部内周にクリップ装着溝
を設け、そのクリップ装着溝内にレジスタクリップに設
けられた径方向に弾性変形可能なリング部を装着し、前
記プランジャの外周には前記レジスタクリップのリング
部で締付けられる複数の円周溝を軸方向に間隔をおいて
形成し、各円周溝の外周に、プランジャの前進時にレジ
スタクリップのリング部を拡径させるテーパ面と、プラ
ンジャの後退時にレジスタクリップのリング部に係合し
てプランジャの後退動を阻止する係合面とを設けること
により、エンジンの停止時に、カムの停止位置によりチ
ェーンが緊張し、そのチェーンによりプランジャが押し
込まれても、プランジャは円周溝の係合面がレジスタク
リップに係合する位置まで後退するだけであって大きく
後退することはない。このため、エンジンが再始動され
ても、チェーンはプランジャの後退量に相当する量だけ
弛みが生じて大幅に弛みが生じるのを防止することがで
き、常に適切なダンピング特性を得ることができる。
において、前記プランジャの外周で軸方向に並ぶ複数の
円周溝の最後端の円周溝より後端側に、レジスタクリッ
プのリング部に対する係合によってプランジャを抜け止
めするストッパ溝を設けると、チェーンを取り外すエン
ジン回りのメンテナンス時、プランジャはリターンスプ
リングの押圧により外方向に移動し、レジスタクリップ
にストッパ溝が対応する位置までプランジャが前進する
と、レジスタクリップがストッパ溝に係合してプランジ
ャを抜け止めする。このため、プランジャやリターンス
プリング等の部品がバラバラに分解するのを防止するこ
とができる。
ナにおいて、プランジャの軸方向に並ぶ円周溝の最先端
の円周溝より前側に、前記レジスタクリップに対する当
接によってプランジャをガイド孔内に押し込んだ初期セ
ット状態に保持するストッパ面を設けることにより、チ
ェーンの組付け時にプランジャを押し込む必要がなくな
るため、組付けの容易化を図ることができる。
面に基づいて説明する。図1に示すように、アルミ合金
等の軽合金から成るハウジング1には有底のガイド孔2
と、そのガイド孔2の底面において開口する給油孔3と
が形成されている。また、ハウジング1には、ガイド孔
2の開口端部の内周にクリップ装着溝4と、そのクリッ
プ装着溝4を横切ってハウジング1の先端面で開口する
切欠部5とが設けられている。
6が装着されている。図3に示すように、レジスタクリ
ップ6は径方向に弾性変形可能なリング部6aの両端に
一対の操作片6bを設けており、その一対の操作片6b
は前記切欠部5に挿通されて先端部がハウジング1の外
部に臨み、上記一対の操作片6bを摘むことによってリ
ング部6aが拡径するようになっている。
ンジャ7が摺動自在に組み込まれ、そのプランジャ7の
後端とガイド孔2の底面間に油圧ダンパ室8が形成され
ている。
9とチェックバルブ10が組み込まれ、上記リターンス
プリング9によってプランジャ7は外方向に押圧されて
いる。
ップ6のリング部6aによって弾力的に締付けられる複
数の円周溝11が軸方向に等間隔に形成されている。ま
た、プランジャ7の外周には軸方向に並ぶ上記円周溝1
1の最先端の円周溝11の前側にストッパ面12と、最
後端の円周溝11の後側にストッパ溝13とが設けられ
ている。
のリング部6aに対するストッパ面12の係合によって
ガイド孔2内に押し込まれた初期のセット状態に保持さ
れると共に、レジスタクリップ6のリング部6aに対す
るストッパ溝13の係合によって抜け止めされる。
外周に形成された前記円周溝11の外周には、プランジ
ャ7が外方向に前進動する際の先行側に係合面11a
と、後行側にテーパ面11bとが形成され、前記係合面
11aはプランジャ7の後退時に、クリップ装着溝4の
後部側面4aに当接して停止するレジスタクリップ6の
リング部6aに係合してプランジャ7の後退動を阻止す
るようになっている。一方、テーパ面11bはプランジ
ャ7の前進時にレジスタクリップ6のリング部6aを拡
径させるようになっている。
は、バルブシート14と、そのバルブシート14に形成
された弁孔15を開閉する弁体16と、その弁体16の
開閉量を制限するリテーナ17とから成る。
に対向する背面にシール溝18が設けられ、そのシール
溝18にシール部材19が取付けられている。シール部
材19は、バルブシート14を押圧するリターンスプリ
ング9の押圧力によってガイド孔2の底面に押し付けら
れて、ガイド孔2の底面とバルブシート14の背面間を
シールしている。
される作動油の圧力が油圧ダンパ室8内の圧力より高圧
になると弁体16が弁孔15を開放して、給油孔3に供
給される作動油を油圧ダンパ室8内に流入させ、その油
圧ダンパ室8内の作動油の圧力が給油孔3内に供給され
る作動油の供給圧より高くなると、弁体16が弁孔15
の開口端に形成されたシート面20に密着して弁孔15
を閉じ、油圧ダンパ室8内の作動油が給油孔3側に逆流
するのを防止する。
を示し、プランジャ7は、レジスタクリップ6のリング
部6aに対するストッパ面12の係合によって押し込み
状態に保持されている。
エンジンブロックにボルトの締付けによる手段を介して
ハウジング1を取付け、そのハウジング1の取付け後、
レジスタクリップ6に設けられた一対の操作片6bを摘
んでリング部6aを拡径し、そのリング部6aとストッ
パ面12の係合を解除してリターンスプリング9の押圧
力によりプランジャ7を前進させ、そのプランジャ7で
図示省略した揺動可能なチェーンガイドを介してチェー
ンを押圧する。
時、プランジャ7はガイド孔2内に押し込まれた状態に
保持されているため、ハウジングの取付けに際してプラ
ンジャ7を押圧する必要がなく、組付け作業が容易であ
る。
省略したチェーンを押圧している状態を示し、レジスタ
クリップ6のリング部6aは円周溝11のテーパ面11
bを弾力的に締付けている。
いて、エンジンを回転すると、カム軸の回転により吸排
気弁が開閉し、その開閉に伴ってチェーンに変動荷重が
付与される。このため、チェーンが振動し、そのチェー
ンの緊張時、プランジャ7に押し込み力が付与される。
このとき、油圧ダンパ室8の圧力が高くなるため、チェ
ックバルブ10の弁体16は弁孔15を閉じ、油圧ダン
パ室8内に封入された作動油によって上記押し込み力は
緩衝される。その押し込み力の最小値がリターンスプリ
ング9の弾力と作動油圧の合力を超える大きな押し込み
力の場合、その合力と上記押し込み力とが釣り合う位置
までプランジャ7が後退する。
6aは円周溝11のテーパ面11bで押圧されて拡径
し、プランジャ7の後退動を阻止することはない。ま
た、油圧ダンパ室8内の作動油は、ガイド孔2とプラン
ジャ7の摺動面間より外部にリークする。
ンスプリング9の押圧によりプランジャ7が前進してチ
ェーンの弛みを吸収し、チェーンの張力を一定に保持す
る。
タクリップ6のリング部6aがクリップ装着溝4内で軸
方向に移動し得る量をL1 とし、円周溝11の係合面1
1aに当接するリング部6aがテーパ面11bを摺動し
て後側の円周溝11に嵌り込むまでのレジスタクリップ
6の移動量(円周溝11のピッチに相当)をL2 とする
と、L1 からL1 +L2 の寸法は、チェーンから作用す
る力で油圧ダンパによりプランジャ7が変位する距離よ
り遙かに大きい値に設定されている。
7はL1 からL1 +L2 の寸法内で前後動してチェーン
の張力変化を吸収し、チェーンの張力を一定に保持す
る。
プランジャ7はリターンスプリング9の押圧により前進
してチェーンの伸びを吸収する。このとき、チェーンの
伸び量が円周溝11のピッチより大きい場合、レジスタ
クリップ6のリング部6aは次の円周溝11内に嵌り込
んで、その円周溝11の内周に弾性接触する。
の関係からプランジャ7が押し込まれることがある。ま
た、登りの坂道において、チェンジレバーを前進ギヤに
入れた状態、あるいは下り坂でバックギヤに入れたまま
停止したとき、チェーンが緊張してプランジャ7が押し
込まれる。
(II)に示すように、円周溝11の係合面11aがクリ
ップ装着溝4の後部側面4aに当接して停止するレジス
タクリップ6のリング部6aに当接する位置まで後退す
ると、プランジャ7が停止する。
量に相当する分だけ弛みが生じるだけであって大幅に弛
みが生じることはない。したがって、エンジンが再始動
されてもチェーンに大幅な弛みが生じることがなく、ス
プロケットからチェーンが外れたり、あるいは歯飛びが
生じたりするのを防止することができる。
ンジンのように、12,000rpm以上で高速回転す
る場合、チェーンには400Hz以上の張力変動周波数
が付与され、図4に示すチェックバルブ10の弁体16
は高速度で開閉することになる。このとき、上記弁体1
6の開閉量δが大きい場合、弁体16は高周波の変動荷
重に応答することができない。
性の向上を図るため、チェックバルブ10における弁体
16の開閉量を、その弁体16の材質に応じて以下に記
述するように規制している。
度とする鋼製のボールから成る場合に、その弁体16の
開閉量δを0.2mm以下に規制している。
2mm以下に規制することによって、弁体16はエンジ
ンの高速回転域における高周波の変動荷重に対しても良
好に追従し、チェックバルブ10の応答性の向上を図る
ことができる。
と、このセラミックから成る弁体16は鋼性のボールか
ら成る弁体に比較して軽量であるため、チェーンの高周
波の変動荷重に対する追従性を高めることができ、チェ
ックバルブ10の応答性をより向上させることができ
る。
弁体16をより軽量化することができるため、チェーン
の高周波の変動荷重に対する追従性をさらに高めること
ができる。
あるいは合成樹脂から成る弁体16の場合、その開閉量
δを0.3mmとしてもチェーンに400Hzを超える
高周波の変動荷重が付与されても良好に追従させること
ができる。
チェーンに付与される高周波の変動荷重によって高速度
で開閉を繰り返すことになる。このとき、バルブシート
14が鋼製とされ、弁体16が鋼製あるいは合成樹脂で
形成されている場合、バルブシート14に形成されたシ
ート面20の面粗さRaが0.8を超えていると、その
シート面20に対する弁体16の当接によって、弁体1
6が摩耗し易い。その弁体16の摩耗を抑制するため、
シート面20の面粗さRaは0.8以下に規制しておく
のが好ましい。
キ処理を施して耐摩耗性の表面層を形成すると、弁体1
6の耐久性の向上を図ることができる。
双方を合成樹脂で形成することにより、バルブシート1
4と弁体16の相対摩耗を効果的に防止することができ
る。
ェックバルブにおける弁体の開閉量を0.3mm以下と
したので、エンジンの高速回転域における高周波の変動
荷重に対して弁体を良好に追従させることができ、自動
二輪車に適用することができる応答性に優れたチェーン
テンショナを得ることができる。
ーンからプランジャに付与される衝撃を油圧ダンパ室内
の作動油に緩衝するようにしたので、異音の発生はな
く、カム駆動チェーンシステムの低騒音化を図ることが
できる。
断正面図
ナの一部分を拡大して示す断面図、(II)は使用状態を
示す断面図
III 線に沿った断面図
ブを示す拡大断面図
Claims (9)
- 【請求項1】 ハウジングに有底のガイド孔と、そのガ
イド孔の底部で開口する給油孔とを形成し、前記ガイド
孔内にプランジャを摺動自在に組み込んでその背部に油
圧ダンパ室を設け、この油圧ダンパ室内にプランジャを
外方向に押圧するリターンスプリングと、油圧ダンパ室
内の作動油が給油孔側に逆流するのを防止するチェック
バルブとを組込み、そのチェックバルブが、給油孔に連
通する弁孔を有するバルブシートと、そのバルブシート
に形成されたシート面に対して接触、離反自在に設けら
れた弁体と、その弁体の開閉量を制限するリテーナとか
ら成り、そのチェックバルブにおける弁体の開閉量を
0.3mm以下とした油圧式チェーンテンショナ。 - 【請求項2】 前記ガイド孔の開口部内周にクリップ装
着溝を設け、そのクリップ装着溝内にレジスタクリップ
に設けられた径方向に弾性変形可能なリング部を装着
し、前記プランジャの外周には前記レジスタクリップの
リング部で締付けられる複数の円周溝を軸方向に間隔を
おいて形成し、各円周溝の外周に、プランジャの前進時
にレジスタクリップのリング部を拡径させるテーパ面
と、プランジャの後退時にレジスタクリップのリング部
に係合してプランジャの後退動を阻止する係合面とを設
けた請求項1に記載の油圧式チェーンテンショナ。 - 【請求項3】 前記プランジャの外周で軸方向に並ぶ複
数の円周溝の最後端の円周溝より後端側に、レジスタク
リップのリング部に対する係合によってプランジャを抜
け止めするストッパ溝を設けた請求項2に記載の油圧式
チェーンテンショナ。 - 【請求項4】 前記プランジャの軸方向に並ぶ円周溝の
最先端の円周溝より前側に、前記レジスタクリップに対
する当接によってプランジャをガイド孔内に押し込んだ
初期セット状態に保持するストッパ面を設けた請求項3
に記載の油圧式チェーンテンショナ。 - 【請求項5】 前記弁体がボールから成る請求項1乃至
4のいずれかに記載の油圧式チェーンテンショナ。 - 【請求項6】 前記弁体がセラミックから成る請求項1
乃至4のいずれかに記載の油圧式チェーンテンショナ。 - 【請求項7】 前記弁体が合成樹脂から成る請求項1乃
至4のいずれかに記載の油圧式チェーンテンショナ。 - 【請求項8】 前記弁体に耐摩耗性の表面層を形成した
請求項7に記載の油圧式チェーンテンショナ。 - 【請求項9】 前記チェックバルブのバルブシートが合
成樹脂から成る請求項7に記載の油圧式チェーンテンシ
ョナ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000220758A JP2002039293A (ja) | 2000-07-21 | 2000-07-21 | 油圧式チェーンテンショナ |
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Publication Number | Publication Date |
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