JP2008133879A - チェーンテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】チェックバルブの機能の低下を抑制し、常に良好なダンパ特性を得ることができるようにし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１１に形成されたシリンダ室１３内にプランジャ１４と、そのプランジャ１４を外方に向けて付勢するスプリング１５とを組込む。ハウジング１１にはプランジャ１４の背部に形成された圧力室１６に連通する給油通路１７を形成し、その給油通路１７の油出口部にチェックバルブ２０を設ける。チェックバルブ２０を、シリンダ室１３の閉塞端部の内面に密着する組込みとされるバルブシート２１と、そのバルブシート２１に形成された弁孔２２を圧力室１６側から開閉する弁体２４とで形成し、その弁体２４を円形のプレートとして、
バルブシート２１に対する弁体２４の衝突を面による衝突としてシート面の摩耗を抑制する。
【選択図】図２

Description

この発明は、カムシャフトを駆動するタイミングチェーンの張力を一定に保持するチェーンテンショナに関するものである。

一般に、タイミングチェーン（以下、単にチェーンという）を用いてクランク軸の回転をカム軸に伝えるチェーン伝動装置においては、チェーンの弛み側にチェーンテンショナの調整力を付与してチェーンの張力を一定に保つようにしている。

上記チェーンテンショナとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。その特許文献１に記載されたチェーンテンショナにおいては、ハウジングに形成されたシリンダ室内に摺動可能なプランジャと、そのプランジャを外方に向けて付勢するスプリングとを組込み、前記ハウジングにはプランジャの背部に形成された圧力室に連通する給油通路を形成し、その給油通路の油出口部にチェックバルブを設け、そのチェックバルブから圧力室内に供給されるオイルのダンパ作用によってプランジャに負荷される押し込み力を緩衝するようにしている。

ここで、チェックバルブは、弁孔を有するバルブシートと、そのバルブシートの弁孔を開閉する弁体と、その弁体の開閉量を規制するリテーナとからなり、上記バルブシートをシリンダ室の閉塞端部に圧入し、バルブシートの表面をシリンダ室の閉塞端部の内面に密着する組付けとして、バルブシートの嵌合面間からオイルがリークするのを防止するようにしている。

特開２００５−９８４２０号公報

ところで、上記従来のチェーンテンショナにおいては、チェックバルブの弁体がボールからなり、その弁体を弁孔の開口端部に形成されたテーパ状のシート面に対して接触、離反させるようにしているため、弁体の頻繁な開閉によりシート面が弁体との衝突によって摩耗し易く、その摩耗によって弁体の動きが阻害され、チェックバルブの機能の低下によりダンパ特性に影響を与える場合がある。

特に、ディーゼルエンジンにおいては、エンジンオイルに含まれるスーツ（すす）が摩耗を促進する傾向にあるため、摩耗の影響を受け易い。

また、弁体の開放時に弁孔の開度を大きくとることができないため、低温時、粘度が高くなるエンジンオイルを圧力室にスムーズに送り込むことができず、ダンパ効果が低下するという問題がある。

この発明の課題は、チェックバルブの機能の低下を抑制し、常に良好なダンパ特性を得ることができるようにしたチェーンテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、ハウジングに形成されたシリンダ室内に摺動可能なプランジャと、そのプランジャを外方に向けて付勢するスプリングとを組込み、前記ハウジングにはプランジャの背部に形成された圧力室に連通する給油通路を形成し、その給油通路の油出口部に圧力室側から給油通路側へのオイルの逆流を防止するチェックバルブを設け、そのチェックバルブの閉鎖によって圧力室内に封入されるオイルによりプランジャに負荷される押し込み力を緩衝するようにしたチェーンテンショナにおいて、前記チェックバルブが、シリンダ室の閉塞端部の内面に密着する組込みとされるバルブシートと、そのバルブシートに形成された弁孔を圧力室側から開閉すると共に、その開閉量が一定とされた弁体とを有し、その弁体を円形のプレートにより形成した構成を採用したのである。

ここで、弁体の弁孔開閉部の周囲にオイル流通孔を形成することによって、弁体の開放時、弁孔から流出するオイルを上記オイル流通孔と弁体の周囲の隙間から圧力室内に流入させることができるため、圧力室内にオイルをスムーズに流入させることができ、チェーンの弛みに対してプランジャをスムーズに追従させることができる。

また、弁体の弁孔開閉部にオリフィスを形成すると、弁体が弁孔を開放する直前にそのオリフィスから圧力室内にオイルが送り込まれるため、圧力室の圧力低下時の給油遅れを防止することができる。

さらに、弁体の外周に円筒部を形成すると、弁体の強度を高めることができ、弁体の変形防止に効果を挙げることができる。

ここで、弁体の閉鎖時に、その弁体をバルブシートに面接触させる構成であると、弁体とバルブシートの接触面を全体にわたって高精度に仕上げる必要が生じ、加工に手間がかかる。そこで、バルブシートに弁体着座用の環状突起を形成しておくと、弁体とバルブシートの接触面積の低減化を図ることができるため、その接触面の仕上げ加工の容易化を図ることができる。

また、バルブシートの外周に弁体を収容する円筒壁部を設け、その円筒壁部の内周に弁体の開閉量を規制する止め輪を取付けることによって、バルブシートと弁体をユニット化することができるため、チェックバルブの組付けの容易化を図ることができる。

さらに、バルブシートの外周に弁体を収容する円筒壁部を設け、その円筒壁部の開口端部内に止め輪を取付け、その止め輪と弁体との間にバルブスプリングを組み込んで弁孔を閉じる方向に弁体を付勢することにより、圧力室の圧力がオイルの供給圧より高くなると同時に弁体を閉鎖位置に直ちに移動させることができるため、応答性に優れたチェックバルブを得ることができる。

上記のように、この発明においては、チェックバルブの弁体を円形のプレートによって形成したことにより、圧力室の圧力変化によって開閉を繰り返す弁体がバルブシートに衝突しても、その衝突は面による衝突であるため、衝突力は弱く、バルブシートのシート面の摩耗防止に効果を挙げることができる。その結果、チェックバルブの機能の低下を抑制することができ、常に良好なダンパ特性を得ることができる。

また、弁体の開放時における弁孔の開度も大きく、低温時においてエンジンオイルの粘性が増加しても、その粘性の高いエンジンオイルを圧力室に充分に送り込むことができ、ダンパ機能の低下を抑制することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、カム軸駆動用チェーン１の弛み側チェーン１ａに揺動可能なチェーンガイド２を接触し、そのチェーンガイド２にチェーンテンショナ１０の調整力を負荷している状態を示す。

ここで、チェーン１はチェーンカバー３により覆われ、そのチェーンカバー３にテンショナ取付け孔４が形成されている。

図２に示すように、チェーンテンショナ１０は、チェーンカバー３の外部から取付け孔４に挿入されるハウジング１１を有し、そのハウジング１１の挿入方向の後端部にフランジ１２が設けられている。フランジ１２は上記チェーンカバー３にねじ込まれるボルトの締付けによりチェーンカバー３に固定される。

ハウジング１１には閉塞端を有するシリンダ室１３が形成され、そのシリンダ室１３内にプランジャ１４と、そのプランジャ１４に外方向への突出性を付与するスプリング１５とが組込まれている。

また、ハウジング１１にはプランジャ１４の背部に形成された圧力室１６に連通する給油通路１７が設けられ、その給油通路１７の油出口部に圧力室１６内の圧力が給油通路１７に送られるオイルの給油圧力より高くなると給油通路１７を閉じるチェックバルブ２０が設けられている。

図４および図５に示すように、チェックバルブ２０は、バルブシート２１に弁孔２２を形成し、そのバルブシート２１の外周に形成された円筒壁部２３の内部に弁孔２２を開閉する弁体２４を組込むと共に、上記円筒壁部２３の開口端部の内周に形成された係合溝２５に止め輪２６を取付け、その止め輪２６に対する当接によって弁体２４の開閉量を規制するようにしている。

ここで、バルブシート２１は、シリンダ室１３の閉塞端部に形成された小径のシート嵌合孔部１３ａに圧入されて、表面がシート嵌合孔部１３ａの内面に密着する組込みとされている。また、バルブシート２１には弁体２４と対向する面に弁体着座用の環状突起２７が設けられ、その環状突起２７の中心は弁孔２２の中心と一致している。

弁体２４は円形のプレートからなり、その外周には円筒部２４ａが形成されて強度が高められている。また、弁体２４には、弁孔開閉部の周囲にオイル流通孔２８が形成され、かつ、上記弁孔開閉部にオリフィス２９が設けられている。

実施の形態では、シート嵌合孔部１３ａにバルブシート２１を圧入したが、止め輪２６に負荷されるスプリング１５の押圧力によりバルブシート２１をシート嵌合孔部１３ａの閉塞端面に密着させるようにしてもよい。

図２に示すように、プランジャ１４には、シリンダ室１３内に位置する後端側からばね収容凹部３０、バルブ収容凹部３１および排油通路３２が軸方向に順に設けられ、上記ばね収容凹部３０は圧力室１６の一部をなし、その内部にスプリング１５の先端部が収容されている。

排油通路３２は、圧力室１６と外部とを連通する。この排油通路３２は、バルブ収容凹部３１内に組込まれたリリーフバルブ３３によって開閉される。このリリーフバルブ３３は、圧力室１６内のオイルの圧力が設定圧以下の場合に排油通路３２を閉じ、設定圧を超えると排油通路３２を開放するようになっている。

図２および図３に示すように、シリンダ室１３の開口部内周にはリング収容溝４０が形成され、そのリング収容溝４０内に径方向に弾性変形可能なレジスタリング４１が収容されている。レジスタリング４１は、一対の摘み４１ａを有し、その一対の摘み４１ａを摘むとレジスタリング４１が拡径するようになっている。

一方、プランジャ１４の外周には上記レジスタリング４１で締付けられる複数の円周溝４２を軸方向に等間隔に設け、各円周溝４２の内周にプランジャ１４の先端に向けて小径となるテーパ面４２ａと、そのテーパ面４２ａの小径端に連続して径方向外方に延びる係合面４２ｂとが設けられている。

テーパ面４２ａは、スプリング１５の押圧力によりプランジャ１４が外方に移動するとき、レジスタリング４１を拡径させるようになっている。その拡径によってプランジャ１４は外方向に移動し、上記プランジャ１４に押し込み力が負荷されると、レジスタリング４１がリング収容溝４０の後壁面４０ａに当接して停止し、そのレジスタリング４１に係合面４２ｂが係合してプランジャ１４は停止状態に保持される。

図２に示すように、プランジャ１４の先端部における外周下部には半径方向に延びるセットピン５０が設けられている。一方、ハウジング１１先端部の下部にピン支持片５１が設けられ、そのピン支持片５１の両側面を貫通するようにして取付けられた支点ピン５２によってロックレバー５３が揺動自在に支持されている。

ロックレバー５３はコの字形をなし、そのロックレバー５３とセットピン５０の係合によってプランジャ１４はシリンダ室１３内に押し込まれた初期セット状態に保持され、その状態からプランジャ１４を押し込むと、ロックレバー５３とセットピン５０の係合が解除し、ロックレバー５３が自重により支点ピン５２を中心に下方向に回動するようになっている。

ここで、ロックレバー５３は熱処理により強度が高められてプランジャ１４を押圧するスプリング１５のばね荷重により変形しないようにされている。

実施の形態で示すチェーンテンショナは上記の構造からなり、チェーンカバー３に対するチェーンテンショナ１０の取付けに際しては、図２に示すように、セットピン５０にロックレバー５３が係合するプランジャ１４の押し込み状態においてハウジング１１をテンショナ取付け孔４内に挿入し、チェーンカバー３の表面に衝合するフランジ１２をチェーンカバー３にねじ込まれるボルトの締め付けで固定する。

チェーンテンショナ１０の取付け後、エンジンをクランキングすると、緊張する弛み側チェーン１ａからプランジャ１４に押し込み力が負荷されてプランジャ１４がシリンダ室１３内に押し込められ、セットピン５０がロックレバー５３の係合部から離反する。その離反によってロックレバー５３が自重で下方向に揺動してセットピン５０に対する係合が解除される。その係合解除により、プランジャ１４はチェーン１からプランジャ１４に負荷される押し込み力とスプリング１５のばね力とが釣り合う位置まで移動して停止し、チェーン１に一定の張力が負荷される。

図１に示すようなチェーンテンショナ１０の組付け状態において、クランク軸の１回転中における角速度の変化や、カム軸のトルク変動によりチェーン１が振動し、そのチェーン１に弛みが生じると、スプリング１５の押圧によりプランジャ１４が外方向に移動（前進動）してチェーン１の弛みを吸収する。

プランジャ１４が前進動するとき、レジスタリング４１はテーパ面４２ａで押されて拡径するため、プランジャ１４の前進動を阻害することはない。プランジャ１４の移動量が円周溝４２のピッチより大きくなると、次の円周溝４２がレジスタリング４１に対応し、その円周溝４２がレジスタリング４１で締付けられる。

また、プランジャ１４が前進動するとき、圧力室１６の容積が大きくなり、逆に圧力が低下するため、図６に示すように、チェックバルブ２０の弁体２４は弁孔２２を開放する。このとき、弁体２４にはオリフィス２９が形成されているため、弁体２４が弁孔２２を開放する直前にそのオリフィス２９から圧力室１６内にオイルが送り込まれることになり、圧力室１６の圧力低下時の給油遅れが防止される。

また、弁体２４が開放すると、弁孔２２から流出するオイルはオイル流通孔２８および弁体２４の周囲の隙間から圧力室１６内に流入する。このため、圧力室１６内にオイルをスムーズに流入させることができ、チェーン１の弛みに対してプランジャ１４をスムーズに追従させることができる。

一方、チェーン１が緊張すると、チェーンガイド２を介してプランジャ１４に押し込み力が負荷される。このとき、圧力室１６内の圧力が上昇し、その圧力がオイルポンプから給油通路１７に供給されるオイルの供給圧力より高くなると、チェックバルブ２０が給油通路１７を閉じ、圧力室１６内に封入されたオイルの油圧ダンパ作用によってプランジャ１４に負荷される押し込み力が緩衝される。

圧力室１６内の圧力がリリーフバルブ３３の設定圧を超えると、リリーフバルブ３３が排油通路３２を開放し、圧力室１６内のオイルは上記排油通路３２から外部に排出される。このため、チェーン１は過張力になるのが防止される。

ここで、チェックバルブ２０の弁体２４は、圧力室１６の圧力変化によって開閉を繰り返し、閉鎖の都度、弁体２４はバルブシート２１の環状突起２７に衝突することになるが、弁体２４はプレートによって形成されているため、環状突起２７に衝突しても、その衝突は面による衝突であるため、衝突力は弱く、環状突起２７のシート面が摩耗するようなことはない。その結果、チェックバルブ２０の機能が低下するようなことはなく、常に良好なダンパ特性を得ることができる。

また、弁体２４をプレートにより形成したことにより、開放時における弁孔２２の開度も大きく、低温時においてエンジンオイルの粘性が低下しても、その粘性の高いエンジンオイルを圧力室１６に充分に送り込むことができ、ダンパ機能の低下を抑制することができる。

図７は、チェックバルブの他の例を示す。この例においては、バルブシート２１の外周に形成された円筒壁部２３内に弁体２４と、その弁体２４を弁孔２２に向けて付勢するバルブスプリング６０とを組込み、上記円筒壁部２３の開口端部の内周に形成された係合溝６１に止め輪６２を係合してバルブスプリング６０を抜止めしている。

上記のように、バルブスプリング６０によって弁体２４を弁孔２２に向けて付勢することによって、圧力室１６の圧力がオイルの供給圧より高くなると同時に弁体２４を閉鎖位置に直ちに移動させることができるため、応答性に優れたチェックバルブ２０を得ることができる。

この発明に係るチェーンテンショナを用いたチェーン伝動装置の正面図 図１に示すチェーンテンショナの縦断正面図 図２の右側面図 チェックバルブの組み込み部を示す拡大断面図 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図 チェックバルブの開放状態を示す断面図 チェックバルブの他の例を示す断面図

符号の説明

１１ ハウジング
１３ シリンダ室
１４ プランジャ
１５ スプリング
１６ 圧力室
１７ 給油通路
２１ バルブシート
２２ 弁孔
２３ 円筒壁部
２４ 弁体
２４ａ 円筒部
２６ 止め輪
２８ オイル流通孔
２９ オリフィス
６０ バルブスプリング
６２ 止め輪

Claims (7)

1. ハウジングに形成されたシリンダ室内に摺動可能なプランジャと、そのプランジャを外方に向けて付勢するスプリングとを組込み、前記ハウジングにはプランジャの背部に形成された圧力室に連通する給油通路を形成し、その給油通路の油出口部に圧力室側から給油通路側へのオイルの逆流を防止するチェックバルブを設け、そのチェックバルブの閉鎖によって圧力室内に封入されるオイルによりプランジャに負荷される押し込み力を緩衝するようにしたチェーンテンショナにおいて、
   前記チェックバルブが、シリンダ室の閉塞端部の内面に密着する組込みとされるバルブシートと、そのバルブシートに形成された弁孔を圧力室側から開閉すると共に、その開閉量が一定とされた弁体とを有し、その弁体が円形のプレートにより形成されていることを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記弁体の弁孔開閉部の周囲にオイル流通孔を形成した請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記弁体の弁孔開閉部にオリフィスを形成した請求項１又は２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記弁体の外周に円筒部を形成した請求項１乃至３のいずれか１項に記載のチェーンテンショナ。
5. 前記バルブシートに弁体着座用の環状突起を形成した請求項１乃至４のいずれか１項に記載のチェーンテンショナ。
6. 前記バルブシートの外周に弁体を収容する円筒壁部を設け、その円筒壁部の内周に弁体の開閉量を規制する止め輪を取付けた請求項１乃至５のいずれか１項に記載のチェーンテンショナ。
7. 前記バルブシートの外周に弁体を収容する円筒壁部を設け、その円筒壁部の開口端部内に止め輪を取付け、その止め輪と弁体との間に弁孔を閉じる方向に弁体を付勢するバルブスプリングを組み込んだ請求項１乃至５のいずれか１項に記載のチェーンテンショナ。

Images