JP2005344872A - インナーラチェット式テンショナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧の作用でシリンダーに収容したプランジャーが突出する油圧式テンショナ装置であって、レジスターリングを採用したプランジャー後退防止機構を持つ構造であり、しかもハウジングの外形寸法を抑えたインナーラチェット式テンショナ装置の提供。
【解決手段】 プランジャー２の内部空間１７にはシリンダー底から起立する鍔付き円筒体３を嵌め、鍔付き円筒体内部にはリターンスプリング４を収容して上記プランジャー２が突出するようにバネ力を付勢している。プランジャー２の内周部にはレジスターリング収容溝１８を形成し、鍔付き円筒体３の円筒体外周部には複数の円周溝２１，２１・・を一定間隔で形成し、上記レジスターリング収容溝１８と円周溝２１との間にはレジスターリング２４を嵌めている。
【選択図】 図１

Description

本発明は伝動用チェーンの弛みを防止する油圧式のテンショナ装置に関するものである。

スプロケットに巻き掛けられて動力を伝達する場合、複数のリンクが繋がれて構成するチェーンは、各リンクの連結部が摩耗して伸びを発生する。自動二輪車用の後輪を駆動するように外に露出して巻き掛けられるローラチェーンであるならば、スプロケットの位置を調整することで伸びに対処することが出来るが、エンジン内部に使用されるタイミングチェーンのような場合には、テンショナ装置が取付けられていて、伸びに伴うチェーンのバタ付き及びバタ付きに伴う過張力を防止している。

図８は従来の一般的なテンショナ装置を示しているが、ハウジング(イ)と、該ハウジング(イ)にはプランジャー(ロ)が摺動可能に設けられ、外部から作動油(ハ)が油室(ニ)へ送り込まれることで、油室(ニ)に内蔵しているコイルバネ(ホ)を介して上記プランジャー(ロ)が突出する。従って、軸(ナ)を中心として揺動するテンショナレバー(ラ)を押し上げて弛んだチェーン(ヘ)には適度な張力が付与され、逆にチェーン(ヘ)に大きな張力が作用する際には、チェックバルブが閉じてプランジャー(ロ)の後退を阻止する。このようにチェーン(ヘ)は適度な張力が常に作用する状態に置かれる。

ところで、従来のテンショナ装置では、プランジャー(ロ)がチェーン(ヘ)に作用する張力に応じて突出・後退動(振動)を繰り返して衝撃を吸収することになるが、チェーン(ヘ)が大きく弛んだ際にはプランジャー(ロ)も大きく突出してラチェットが働き、一旦突出したならば後退しないようになる。そしてチェーンの脈動に伴う衝撃はプランジャーを支える油圧及びプランジャーが隙間嵌めとして滑動する穴との間に介在する油膜の粘性減衰力によって支えられる。従来のプランジャー(ロ)は円形断面を成し、外周面に介在する油膜面積が粘性減衰力に大きく影響している。

このように、弛んだチェーン(ヘ)には適度な張力が付与され、逆にチェーン(ヘ)に大きな張力が作用する際には、ロッド(チ)の後退を阻止して、チェーン(ヘ)は適度な張力が常に作用する状態に置かれる。ところで、過度な張力が付加した際にプランジャーやロッドが後退しないように該プランジャー後退防止機構を備えることが必要であるが、このプランジャー後退防止機構をテンショナハウジング内部に設ける場合には、該ハウジング外径が大きく成ってしまう。勿論、前記図８に示すように、ハウジング外に取付ける場合も同じように装置全体の寸法が拡大する。

レジスターリングを入れてさらにその係止面を確保する為に溝を付ける必要があり、プランジャーの外周部にレジスターリングを入れた場合はその外周部にストップ用係止面を持つ円筒体をハウジング内へ挿入する必要があり、ハウジングの外径が必然的に大きく成ってしまう。又、ハウジングに直接溝を付ける場合には肉厚を確保する為にハウジングの外径は大きくなる。

プランジャー内周部にレジスターリングを入れた場合は、ハウジングの外径を大きくしないで可能となる。しかし、プランジャーを押出すスプリング力を確保する為のスプリングの挿入空間を確保する必要がある。従来では、レジスターリングの外径を小さくしてスプリングの内径へ入れている為に、レジスターリングのストップ溝を持つロッドの外径も小さいので強度や面圧の関係で後退防止許容力が小さく成ってしまう。

インナーラチェット式テンショナとして、特開２００１−８２５５８号に係る「チェーンテンショナ」が知られている。これは、ハウジングのシリンダー室にプランジャーを摺動自在に組み込み、シリンダー室の底部に組み込まれたチェックバルブとプランジャー間に筒状のロッドガイドを組み込み、そのロッドガイド内に後端部が挿入されたロッドの先端のフランジをリターンスプリングにより押圧してプランジャーに外方向への突出性を付与している。ロッドガイドの先端部内周に一部が切り離されたレジスタークリップを収容可能なガイド溝を形成し、そのガイド溝の一端に垂直端面を設け、他端に傾斜端面を形成している。ロッドの外周に複数の円周溝を等間隔に形成し、その円周溝の内周に形成された第２テーパー面を前記傾斜端面に係合するレジスタークリップに当接させてプランジャーの戻り量を制限する。

上記チェーンテンショナはプランジャー押出し手段としてスプリングの内周部へ細いロッドとロッドガイドを設け、ロッドとロッドガイドの間にレジスターリング(レジスタークリップ)を装着している。そして該リングが係止する係止面を有する溝がロッド外周部とロッドガイド内周部に設けられている関係上、外径の小さなレジスターリングを採用することに成り、レジスターリング及び溝の面圧は高く成って、プランジャー後退時のストップ力を大きく出来ない欠点を有す。
特開２００１−８２５５８号に係る「チェーンテンショナ」

このように従来のテンショナ装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、レジスターリングを採用したプランジャー後退防止機構を持つ構造であり、しかもハウジングの外形寸法を抑えたインナーラチェット式テンショナ装置を提供する。

本発明に係るインナーラチェットテンショナ装置は、ハウジングに設けているシリンダーにプランジャーが嵌り、プランジャーの筒内には鍔付き円筒体が嵌っている。そして鍔付き円筒体内にはリターンスプリングが収容されて、プランジャーを押上げるバネ力を付勢している。又、シリンダー内には作動油が充填されると共に、抜けないようにチェックボールがシリンダー底に設けられている。

ところで、レジスターリングを入れてさらにその係止面を確保する為に溝を付ける必要があり、プランジャーの外周部にレジスターリングを入れた場合はその外周部にストップ用係止面を持つ円筒体をハウジング内へ挿入する必要があり、ハウジングの外径が必然的に大きく成ってしまう。又、ハウジングのシリンダー内面に直接溝を形成しても弱く、肉厚を確保する為にハウジングの外径は大きくなる。

そこで本発明ではプランジャー内周部にレジスターリングを入れ、ハウジングの外径を大きくしない。しかし、プランジャーを押出すスプリング力を確保する為のスプリングの挿入空間を確保する必要がある。従来では、レジスターリングの外径を小さくしてスプリングの内径へ入れている為に、レジスターリングのストップ溝を持つロッドの外径が小さく、強度や面圧の関係で後退防止許容力も小さく成ってしまう。

本発明では、プランジャー内周部に形成した収容溝にはレジスターリングを嵌め、プランジャー内径と僅かな隙間を介在した寸法を外径とする鍔付き円筒体をプランジャー空間に嵌めている。プランジャー内周部にはレジスターリング収容溝を１箇所設け、鍔付き円筒体の外周部には多数の円周溝を形成し、レジスターリングと係合させてプランジャー後退防止力を出すことが出来る。

ここで、プランジャー内周部のレジスターリング収容溝の深さは、リングが鍔付き円筒体の外周面にある時にリング線径よりも大きくしている。また溝の深さやリングの線径誤差を見込んでの余裕を有している。鍔付き円筒体の外周部の円弧状溝深さは、該円弧状溝に嵌ったレジスターリングの線径の半分以上がはみ出し、はみ出した部分がプランジャー突出時に収容溝と引っ掛かり、リングが確実に上昇出来る引っ掛かり代を有すことが必要である。しかも、レジスターリング拡径力による突出抵抗力がプランジャーを押出すリターンスプリング力より小さく成っている。

本発明のインナーラチェット式テンショナ装置は、プランジャー内径と僅かな隙間を有す外径の鍔付き円筒体の外周部との間にレジスターリングを取付けている為に、ハウジング外径は大きくならず、一方レジスターリング径も小さくならない。従って、プランジャーが後退する力をレジスターリングを介してハウジングのシリンダー底面に起立する鍔付き円筒体にて支持することが出来る。

そして、上記鍔付き円筒体は鍔を有してシリンダー底面に起立する為に、安定すると共に位置ズレを発生しない。また、鍔付き円筒体には鍔付近に油穴を設けていて、この油穴を作動油が流れてプランジャー外周面とシリンダー内面を潤滑することが出来る。又、鍔付き円筒体の鍔部はシリンダーに嵌ると共に止め輪にて固定され、浮き上がることはない。

図１は本発明に係るインナーラチェット式テンショナを示す実施例である。同図の１はハウジング、２はプランジャー、３は鍔付き円筒体、４はリターンスプリングを夫々表している。ハウジング１はエンジンブロック５に取着する為の取着部１４ａ，１４ｂを設け、上記プランジャー２を収容するシリンダーを形成したダイキャスト製ブロックである。

図２は上記プランジャー２を示す断面図であり、上端にはエヤードロー６が圧入される圧入穴１５を設けている。そしてプランジャー２の上端部外周には係止溝１６が形成され、スプリングピン１２に取付けられた飛出し防止板１１が係止溝１６に係止し、ハウジング１のシリンダーに嵌めたプランジャー２がリターンスプリング４のバネ力にて飛び出さないようにしている。従って、テンショナをエンジンブロック５に取付ける場合には、プランジャー２が突出することはない。

プランジャー２は内部に鍔付き円筒体３が嵌る空間１７を有し、該空間１７の内周下端部にはレジスターリング収容溝１８を形成している。図３はこのレジスターリング収容溝１８のＡ部拡大図であり、該レジスターリング収容溝１８は所定の幅を有して、上端２９は角度αにて傾斜すると共に下端２３は内周面に対して垂直を成している。ここで、レジスターリング収容溝１８の深さＤはレジスターリング２４の線径より大きくしている。

図４は鍔付き円筒体３を示す具体例であり、下端にはシリンダー穴径より僅かに小さい鍔部１９を有し、円筒体２０の外周には一定ピッチで円周溝２０，２０・・が形成されている。そして、円筒体２０の下端部には長穴の油穴２２，２２・・を設け、鍔部１９の上端には止め輪２３が配置される。図５は図４のＢ部拡大図であって円周溝２０を示し、レジスターリング２４が当接することが出来る円弧状の係止溝２５及び拡径面２８を有している。

ところで、図１に示すように、ハウジング１のシリンダーにはプランジャー２が嵌り、プランジャー２の空間１７には鍔付き円筒体３が嵌っている。そして鍔付き円筒体３の空間にはリターンスプリング４が収容されて、プランジャー２を押上げる(突出する)バネ力を付勢している。ハウジング１のシリンダー底に設けた穴にはボールシート９が取着され、該ボールシート９の上端にはチェックボール７が配置されて油路２６の出口を塞いでいる。

シリンダー底から突出したボールシート９及びチェックボール７はボールカバー８にて被覆され、又、チェックボール７はボールスプリング１０にて油路２６の出口に押圧されている。従って、チェーンが延びてプランジャー２が突出する際には、チェックボール７を押上げて作動油がハウジング１のシリンダーへ流れ込み、逆にプランジャー２に大きな負荷が作用して押し戻される際には、チェックボール７が油口２６を閉じると同時にラチェットが作動することでプランジャー２の後退を防止することが出来る。

図６はテンショナ下端部を示す詳細図である。鍔付き円筒体３の鍔部１９は止め輪２３がシリンダー底に嵌ることで、該鍔付き円筒体３はシリンダー底から浮上しないように固定される。鍔付き円筒体３は、油圧が作用するテンショナ作動中では、油圧力による押付け力が鍔部１９に作用する為に浮き上がることはない。しかし、油圧が働かないエンジン始動時や輸送時の僅かな振動でレジスターリング２４の摩擦抵抗力がプランジャー突出時に鍔付き円筒体３を浮き上げようとする。

このような時でも浮き上がらないように、鍔部１９を押える止め輪１３を使用している。この止め輪１３はハウジング１のシリンダー穴径よりも大きな外径であり、止め輪１３のバネ力でシリンダー穴と摩擦力で止めている。この浮き上がり防止力はレジスターリング２４による浮き上がり力の数倍の力があるように成っている。止め輪１３の摩擦抵抗力で浮き上がり力を防止するので、シリンダー穴に止め輪用の溝加工は不要であり、弾性体の止め輪１３の圧入である為に剛体の圧入よりも小さい力で組立て出来る。

プランジャー２が突出することで、油路２６を流れる作動油はチェックボール７を押上げてボールカバー８に形成している切欠き２７，２７・・からシリンダーに流入し、作動油の一部は鍔付き円筒体３の円筒体２０に形成した油穴２２，２２・・を流れてプランジャー２とシリンダー内周面の隙間、及びプランジャー２と円筒体２０の隙間へ侵入して潤滑作用を成す。

図７は図１におけるＣ部拡大図を示し、レジスターリング収容溝１８と円周溝２１とが対を成して対向している。鍔付き円筒体３の外周部の円周溝２１はプランジャー２が突出する方向に動く時にレジスターリング２４が滑動出来るようにテーパーを成した拡径面２８と係止溝２５を有している。すなわち、テーパー状の拡径面２８と円弧状の係止溝２５とが連続して形成され、レジスターリング２４は係止溝２５から拡径面２８に沿って移動するならば、その外径は大きくなる。

レジスターリング収容溝１８の上端は、軸心に対する角度αを有すリング溝であり、係止溝２５の軸心に対する角度βよりも大きく成っている。同図ではα＝６０° β＝４５°としているが、α＞βで、α＞４５°であれば良い。プランジャー後退時のストップ力の狙い値で変化する。

プランジャー内周部のレジスターリング収容溝１８の形状は、プランジャー後退時にレジスターリング２４と接する溝上端側(プランジャー先端側)を角度αのテーパー面とし、プランジャー突出時にレジスターリング２４と接する溝下端側は軸心に対して直角とする。プランジャー突出時はこの直角面をなす下端２３でレジスターリング２４を引っ掛けてプランジャー２とレジスターリング２４は一体と成って鍔付き円筒体３の円周溝２１であるテーパー状の拡径面２８に沿って上昇することでプランジャー２が突出する。

プランジャー内周部のレジスターリング収容溝１８の深さＤはレジスターリング２４が鍔付き円筒体３の外周面にある時にレジスターリング２４の線径よりも大きければよい。鍔付き円筒体３の外周部に形成される円弧状をした係止溝２５の深さは、レジスターリング２４の線径の半分以上がはみ出しているが、プランジャー突出時にプランジャー２のレジスターリング収容溝１８に引っ掛かり、該レジスターリング２４が確実に上昇出来る引っ掛かり代を有することが条件である。しかもレジスターリング拡径力による突出抵抗力がプランジャー２を押出すリターンスプリング力よりも小さいことが条件として求められる。

本発明に係るインナーラチェット式テンショナ装置の実施例。 プランジャーの具体例。 図２のＡ部拡大図。 鍔付き円筒体の具体例。 図４のＢ部拡大図。 テンショナ装置の下端部拡大図。 図１のＣ部拡大図。 従来のテンショナ装置。

符号の説明

１ ハウジング
２ プランジャー
３ 鍔付き円筒体
４ リターンスプリング
５ エンジンブロック
６ エヤードロー
７ チェックボール
８ ボールカバー
９ ボールシート
10 ボールスプリング
11 飛出し防止板
12 スプリングピン
13 止め輪
14 取着部
15 圧入穴
16 係止溝
17 空間
18 レジスターリング収容溝
19 鍔部
20 円筒体
21 円周溝
22 油穴
23 下端
24 レジスターリング
25 係止溝
26 油路
27 ボールカバーの切欠き
28 拡径面
29 上端

Claims (3)

1. 油圧の作用でシリンダーに収容したプランジャーが突出する油圧式テンショナ装置において、上記プランジャーの内部空間にはシリンダー底から起立する鍔付き円筒体を嵌め、鍔付き円筒体内部にはリターンスプリングを収容して上記プランジャーが突出するようにバネ力を付勢し、プランジャーの内周部にはレジスターリング収容溝を形成し、鍔付き円筒体の円筒体外周部には複数の円周溝を一定間隔で形成し、上記レジスターリング収容溝と円周溝との間にはレジスターリングを嵌めたことを特徴とするインナーラチェット式テンショナ装置。
2. 上記プランジャー内周部に形成したレジスターリング収容溝は、深さＤがレジスターリングの線径より大きくて上端を中心軸に対して角度αのテーパー面とし、下端は中心軸に対して垂直面とし、上記鍔付き円筒体の外周部に形成した円周溝は、円弧面を有す係止溝とテーパー面を有す拡径面にて形成した請求項１記載のインナーラチェット式テンショナ装置。
3. 上記鍔付き円筒体の浮き上がりを防止する為に、シリンダー底部に止め輪を嵌めて鍔部固定した請求項１、又は請求項２記載のインナーラチェット式テンショナ装置。

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