JP2004353864A - 液圧チェーンテンショナ用のチェックバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】 製造コストを低減でき、しかも寿命を増大できる強固なチェックバルブを提供する。
【解決手段】 テンショナの流体チャンバを加圧流体源に接続するための第１の開孔を一端に有し、第２の開孔を他端に有するとともに、第１の開孔に連通し得る第３の開孔２６を有する、実質的に円筒状のボディ２３と、ボディ２３の第１の開孔に着座するように設けられた第１のボール２０と、ボディ２３の第２の開孔に着座するように設けられた第２のボール２２と、第１のボール２０および第２のボール２２の間に配置されるとともに、第１のボール２０を着座する側に付勢することにより、テンショナの流体チャンバから加圧流体源に流体が戻るのを阻止するように作用するスプリング２１とからチェックバルブ１９を構成する。
【選択図】 図３Ａ

Description

本発明は、テンショニング装置の分野に関する。より詳細には、本発明は、チェーンのような駆動伝達手段に緊張力を作用させるための装置に関する。

内燃機関のタイミングシステムは、たとえばチェーン駆動手段によって制御されている。このシステムにおいては、チェーンが一つまたはそれ以上のスプロケットに巻き付けられている。スプロケットのうちの一つはドライブスプロケットであり、ドライブシャフトからの駆動力は、たとえ間接的であっても、一つまたはそれ以上のシャフトに伝達されている。

調整のために、あるいは、材料の摩耗および（または）遊びの除去のために、チェーンの弛みを補整することがしばしば必要であり、このため、当該分野では、シュー・テンショニング装置を使用することが知られている。この装置では、シューがチェーンスパンに対して調節可能な力で付勢されている。

チェーンに対してテンショニング・シューを付勢するための種々の手段が、当該分野では知られている。もっとも頻繁に使用されている手段は、液圧テンショナである。液圧テンショナにおいては、固定部材（一般にシリンダ）がエンジンブロックに据え付けられるとともに、可動部材（一般にシリンダ内を移動可能なピストン）が、固定部材に対してスライド可能に設けられるとともに、チェーンに接触したシューに作用することにより、シューを介してチェーンに緊張力を作用させている。

これらのテンショニング装置においては、チェックバルブを通ってシリンダ内のチャンバに導入された加圧流体（一般にオイル）の圧力およびスプリング力の合力によって、ピストンが、チェーンスパンに対向配置されたシューに向かってシリンダの外側に押圧されている。熱、摩耗および時間によるチェーンの何らかの弛みは、スプリングおよび加圧流体の作用下で、ピストンがシリンダから突出することによって補整されている。

さらに、内燃機関においては、タイミングチェーンに作用する張力は一定ではなく、エンジンの各点火タイミングにおいて最大となり、連続する二つの点火タイミング間において最大となる。

エンジン運転中にタイミングチェーンの張力を実質的に一定にするためには、チェーン張力が最大でバルブが閉じているときに、シリンダチャンバ内に存在する加圧流体のごく一部が調整流路を通じて流出して流体送出回路に流入できるとともに、チェーン張力が最大のときにチェックバルブを通じて加圧流体が補充されることが必要であり、あるいは、少なくとも非常に望ましいといえる。

したがって、チェックバルブは、非常に高い周波数で（モータの毎分回転数の少なくとも４倍、少なくとも毎分１０，０００〜１２，０００サイクルで）開閉サイクルを実行しなければならない。このことは、バルブがマイクロ秒の数十パーセントの開閉サイクルで機能しなければならず、このため、バルブが、無視できないほどに高い機械的応力を受けるということを意味している。

当該分野においては、スプリング力の作用下で開口を閉じるとともに液圧テンショナを加圧流体供給源に接続するボールを備えたチェックバルブが知られている。

このようなバルブの一例によれば、図２に参照符号１９で示されているように、ボールおよびスプリングが、一般に板金製であるシェルに収容されている。シェルは、その縁部をプレートの周りで実質的に９０度に折り曲げることによってプレートに固定されており、プレートには、ボールによって閉塞される開孔が形成されている。

従来のバルブの他の例によれば、ボールおよびスプリングが、開孔が形成されたプレートと一体的な円筒状のボディに収容されている。ボディは、その縁部をカバーの周りで実質的に９０度に折り曲げることによって、カバーに固定されている。

上述した従来のチェックバルブは、少なくとも以下の欠点を有している。
作動許容範囲のために、ボールのストロークを正確にかつ規則正しく制限することができない（このことは、チェックバルブが非常に高い周波数で正確に開閉サイクルを実行するのに必要なことではあるが）。

ボールのストロークのこのような不安定さは、チェックバルブの運転および信頼性を著しく損なうことになる。バルブの上述した開閉サイクルの間に、ボールの衝突および油圧が、非常に高い周波数でシェルに応力を作用させる。このような繰り返し応力は、シェル（もしシェルが旋削加工により製作される場合にはカバー）の縁部が実質的に９０度折り曲げられた領域に集中する傾向がある。

この領域は、非常に高いサイクル数で破損し、チェックバルブしたがってテンショニング装置を使用不能にして、エンジンの運転および寿命に対して少なくとも潜在的に非常に重大な結果をもたらすおそれがある。

本発明は、上述した欠点を克服するためになされたもので、本発明が解決しようとする課題は、実質的に無制限の寿命を有する強固なチェックバルブを提供することにある。本発明の他の課題は、従来のチェックバルブよりも安価でしかも（または）速く製作することができ、これにより製造コストを低減できるチェックバルブを提供することにある。

請求項１の発明に係る液圧チェーンテンショナ用のチェックバルブは、液圧チェーンテンショナの流体チャンバを加圧流体源に接続するための第１の開孔を一端に有し、第２の開孔を他端に有するとともに、第１の開孔に連通し得る第３の開孔を有する、実質的に円筒状のボディと、ボディの第１の開孔に着座するように設けられた第１のボールと、ボディの第２の開孔に着座するように設けられた第２のボールと、第１のボールおよび第２のボールの間に配置されるとともに、第１のボールを着座する側に付勢することにより、液圧チェーンテンショナの流体チャンバから加圧流体源に流体が戻るのを阻止するように作用するスプリングとから構成されている。

請求項２の発明では、請求項１において、第２のボールが第１のボールよりも大径の部材である。

請求項３の発明では、請求項１において、第２のボールが、第２の開孔にしまりばめにより圧入固定されている。

請求項４の発明では、請求項３において、第２のボールが、ボディの内壁面に形成されたシートに圧入されている。

請求項５の発明では、請求項１において、第２のボールが、第２のボールの上方でボディの第２の開孔縁部を内方に折り曲げることにより、ボディ内の所定位置に固定されている。

請求項６の発明では、請求項１において、ボディが、第１のボールを収容する円筒状のベースと側壁部とから構成されている。

請求項７の発明では、請求項６において、ボディの側壁部が、連続する壁から構成されており、第３の開孔が側壁部に形成されている。

請求項８の発明では、請求項６において、ボディの側壁部が、ベースに沿って均等に配置された複数の扇状部と、隣り合う扇状部の間に配置された第３の開口部とから構成されている。

請求項９の発明では、請求項１において、第１および第２のボールが軸受鋼から構成されている。

本発明においては、液圧チェーンテンショナのためのチェックバルブが、実質的に円筒状のボディと、第１および第２のボールと、スプリングとを備えている。ボディは、一端に第１の開孔を有し、その逆側端に第２の開孔を有している。

ボディの第１の開孔は、液圧チェーンテンショナを加圧流体源に接続しており、第３の開孔は、第１の開孔に連通し得るように設けられており、加圧流体が液圧テンショナから流出するのを許容し得る。第１のボールは第１の開孔に着座しており、第２のボールは第２の開孔に着座している。

第１および第２のボールの間にはスプリングが配設されており、該スプリングは、第１のボールが着座するように付勢して液圧チェーンテンショナから加圧流体源に流体が戻るのを阻止している。

本発明およびその目的をさらに理解するためには、図面、図面の簡単な説明、本発明の好ましい実施態様の詳細な説明および特許請求の範囲に注意が向けられるべきである。

本発明によれば、製造コストを低減でき、さらに、寿命を増大できる強固なチェックバルブを実現できる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、添付図面において、対応する部材は、同一の参照符号で示されている。
図１は、本発明によるチェックバルブを備えた液圧テンショナが適用されるチェーン駆動装置を概略的に示している。

図１には、ドライブスプロケット２およびドリブンスプロケット３が示されており、これらのスプロケットにはチェーン１が巻き掛けられている。チェーン１の張り側スパン（同図下側スパン）は適切なガイド４によってガイドされている。

チェーン１の弛み側スパン（図１上側スパン）は、テンショニング装置１０によって弛み側スパンの側に付勢された、ピン６の回りを揺動可能なシュー５により、弛みを除去されている。

図２は、従来のテンショニング装置１０を断面で示しており、この装置は、ボディまたはシリンダ１１と、シリンダ１１の円筒状チャンバ１３内にスライド可能に収容されたピストン１２とを備えている。ピストン１２は、内部が中空であって、チャンバ底部およびピストン頭部１７の間で作用する圧縮スプリング１６を収容している。

チャンバ１３は、開孔１８およびチェックバルブ１９を通じて加圧流体（一般にオイル）のための供給回路に連絡している。チェックバルブ１９は、ボール２０およびスプリング２１を有している。スプリング２１は、供給回路への調整された流体の戻りを許容するシールディスク１９′を通常備えている。

チャンバ１３内の加圧流体およびスプリング１６の協働作用が、ピストン１２をシリンダ１１から外方に押し出し、これにより、ピストン１２の頭部１７がシュー５に作用してチェーン１の張力を維持させる。

図２に概略示されたチェックバルブは、既知のタイプのバルブであって、ボール２０およびスプリング２１が、プレート５３に固定された、好ましくは板金製であるシェル５２内に収容されている。ボール２０によって閉塞される開孔は、プレート５３の回りで実質的に９０度に縁部を折り曲げることによって、形成されている。

図３Ａは、本発明の第１の実施例による、組立中のチェックバルブの全体斜視図であり、図３ＢはそのIII-III線断面図である。
これらの図に示すように、実質的に円筒状のボディ２３は、第１のボール２０が収容された円筒状のベース２４と、ベース２４と一体に形成されるとともに、スプリング２１および第２のボール２２が収容された連続する壁からなる側壁部とを有している。

バルブ１９を加圧流体の供給回路に接続するための（第１の）開孔２８を閉じる第１のボール２０には、スプリング２１のばね力が作用している。ボディ２３において開孔２８の逆側端の（第２の）開孔を閉じる第２のボール２２は、第１のボール２０よりも大きな直径を有しているのが好ましいが、第１のボール２０と同じ直径を有していてもよい。

第１および第２のボールの間には、スプリング２１が配置されている。図３Ａは（第３の）開孔２６を示しているが、この開孔２６は、開孔２８を通って流入した加圧流体が、液圧テンショナ１０の内部キャビティ内に流出するのを許容している。

バルブ１９を組み立てる際には、第１のボール２０、スプリング２１および第２のボール２２をこの順にボディ２３内に挿入する。第２のボール２２は、好ましくは、ボディ２３の側壁の内壁面に形成されたシート２９に圧入される。

このように締めしろによって圧入された第２のボール２２は、スプリング２１からの押付力の少なくとも一部をボディ２３の側面に伝達して、第１のボール２１のストロークを、バルブ１９の適正な機能のために最適な予め設定された値に制限する。

図４Ａは、図３Ａのバルブの斜視図であって、第２のボール２２したがって第１のボール２０およびスプリング２１が円筒状ボディ２３から抜け出るのを防止するために、ボディ２３の上部開口の縁部２７の全周を半径方向内方に折り曲げることによって組立てが完了したバルブ１９を示している。

図４ＡのIV-IV線断面図である図４Ｂに示すように、ボディ２３の縁部２７は、第２のボール２２の上方で折り曲げられており（つまり絞り加工されており）、相対的に大きな曲率半径を有している。

従来のバルブと異なり、本発明にしたがって製作されたチェックバルブ１９は、従来のバルブにおいて破損の始点となる実質的に直角の折曲げ部を有してはいない。したがって、本発明によるチェックバルブ１９は、実質的に無制限の（いずれにしても従来のチェックバルブよりは長い）「有効寿命」を有している。また、好ましくは軸受鋼製であるボール２０，２２が実質的に摩耗の影響を受けないということも注目すべきである。

図５Ａは、本発明の第２の実施例によるチェックバルブの組立中の全体斜視図である。このチェックバルブ１９は、円筒状ボディ２３の側壁が、連続壁ではなく、ベース２４に沿って均等に配置された複数の扇状部２５から構成されている点で、図３に示されたものと異なっている。図５Ｂは、図５ＡのV-V線断面図である。

図６Ａは、図５Ａのバルブの組立完成後における全体斜視図であり、図６Ｂは図６ＡのVI-VI線断面図である。図５および図６に示す実施例においては、バルブ１９が二つの扇状部２５から構成されているが、本発明の範囲から逸脱することなく、円筒状ボディ２３の側壁は、ベース２４に沿って均等に配置された三つまたはそれ以上の扇状部から構成することも可能である。

本発明のチェックバルブにおける第１および第２のボールは、シートと同様に、数ミクロンのオーダーの非常に小さな作動許容範囲を有しており、これは、単一のポンチで得ることが可能である。

したがって、バルブつまり第１のボール２０の開閉ストロークは、非常に正確に維持することが可能である。

さらに、円筒状ボディ２３は、好都合なことに、旋削加工により得られる。角張った折曲げ部が存在しないことは、従来のバルブに関連して説明した破損の危険性をなくす。最後に、第２のボール２２を、シート２９に対して締めしろのみによって、締めしろおよび円筒状ボディ２３の縁部２７の折曲げによって、あるいは、締めしろを設けることなく円筒状ボディ２３の縁部２７の折曲げのみによって、固定することができる。

本発明が関連する分野の当業者は、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。

それゆえ、本発明の範囲は、上記記述内容よりもむしろ添付の請求の範囲に示されている。したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。

テンショニング装置が設けられたチェーン駆動装置の概略図である。 図１のテンショナの軸方向断面概略図である。 本発明の第１の実施例による、組立中のバルブの全体斜視図である。 図３ＡのIII-III線断面図である。 図３Ａのバルブの組立後の状態を示す全体斜視図である。 図４ＡのIV-IV線断面図である。 本発明の第２の実施例による、組立中のバルブの全体斜視図である。 図５ＡのV-V線断面図である。 図５Ａのバルブの組立後の状態を示す全体斜視図である。 図６ＡのIV-IV線断面図である。

符号の説明

１： チェーン
１９： チェックバルブ
２０： 第１のボール
２１： スプリング
２２： 第２のボール
２３： ボディ
２６： 第３の開孔

Claims (9)

1. 液圧チェーンテンショナ用のチェックバルブ（１９）であって、
   ａ）液圧チェーンテンショナの流体チャンバを加圧流体源に接続するための第１の開孔を一端に有し、第２の開孔を他端に有するとともに、第１の開孔に連通し得る第３の開孔を有する、実質的に円筒状のボディ（２３）と、
   ｂ）ボディ（２３）の第１の開孔に着座するように設けられた第１のボール（２０）と、ボディ（２３）の第２の開孔に着座するように設けられた第２のボール（２２）と、
   ｃ）第１のボール（２０）および第２のボール（２２）の間に配置されるとともに、第１のボール（２０）を着座する側に付勢することにより、液圧チェーンテンショナの流体チャンバから加圧流体源に流体が戻るのを阻止するように作用するスプリング（２１）と、
   を備えたチェックバルブ。
2. 請求項１において、
   第２のボール（２２）が第１のボール（２１）よりも大径の部材である、
   ことを特徴とするチェックバルブ。
3. 請求項１において、
   第２のボール（２２）が、第２の開孔にしまりばめにより圧入固定されている、
   ことを特徴とするチェックバルブ。
4. 請求項３において、
   第２のボール（２２）が、ボディ（２３）の内壁面に形成されたシート（２９）に圧入されている、
   ことを特徴とするチェックバルブ。
5. 請求項１において、
   第２のボール（２２）が、第２のボール（２２）の上方においてボディ（２３）の第２の開孔縁部（２７）を内方に折り曲げることにより、ボディ（２３）内の所定位置に固定されている、
   ことを特徴とするチェックバルブ。
6. 請求項１において、
   ボディ（２３）が、第１のボール（２０）を収容する円筒状のベース（２４）と、該ベースから上方に立ち上がる側壁部とから構成されている、
   ことを特徴とするチェックバルブ。
7. 請求項６において、
   ボディ（２３）の側壁部が、連続する壁から構成されており、第３の開孔（２６）が側壁部に形成されている、
   ことを特徴とするチェックバルブ。
8. 請求項６において、
   ボディ（２３）の側壁部が、ベース（２４）に沿って均等に配置された複数の扇状部（２５）と、隣り合う扇状部（２５）の間に配置された第３の開口部とから構成されている、
   ことを特徴とするチェックバルブ。
9. 請求項１において、
   第１および第２のボール（２０，２２）が軸受鋼から構成されている、
   ことを特徴とするチェックバルブ。

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