JP2010127346A - Hydraulic tensioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧式テンショナに関し、特に、内燃機関のカム軸駆動用のタイミングチェーン等のような巻掛伝動部材の張力を一定に保持する油圧式テンショナに関する。 The present invention relates to a hydraulic tensioner, and more particularly to a hydraulic tensioner that maintains a constant tension of a wound transmission member such as a timing chain for driving a camshaft of an internal combustion engine.
内燃機関のカム軸駆動用のタイミングチェーン等のような巻掛伝動部材の張力を一定に保持する油圧式テンショナとして、シリンダブロックに取付けられるシリンダ孔を有するハウジングと、シリンダ孔に移動自在に設けられたプランジャと、プランジャをシリンダ孔から突出するように付勢するリターンスプリングと、プランジャの突出時に油圧源から供給される作動油をシリンダ孔内に導入してプランジャに油圧を作用させるとともに、プランジャの後退移動を阻止する逆止弁とを備えたものが知られている。 As a hydraulic tensioner that maintains a constant tension of a winding transmission member such as a timing chain for driving a camshaft of an internal combustion engine, a housing having a cylinder hole attached to a cylinder block, and a movably provided in the cylinder hole Plunger, a return spring that urges the plunger to protrude from the cylinder hole, and hydraulic oil supplied from a hydraulic pressure source when the plunger protrudes into the cylinder hole to apply hydraulic pressure to the plunger. What is provided with the non-return valve which blocks | retreats backward movement is known.
この油圧式テンショナは、リターンスプリングによって外方向への突出力が付与されたプランジャによりタイミングチェーンを押圧し、そのタイミングチェーンからプランジャに付与される押し込み力をシリンダ孔内の作動油によって緩衝することにより、タイミングチェーンのばたつきを防止して、タイミングチェーンの張力を一定に保持するようになっている。 In this hydraulic tensioner, the timing chain is pressed by a plunger to which an outward projecting output is applied by a return spring, and the pushing force applied to the plunger from the timing chain is buffered by hydraulic oil in the cylinder hole. The timing chain is prevented from flapping and the tension of the timing chain is kept constant.
また、内燃機関の動弁システム等では、内燃機関の回転数がアイドル回転域から高回転域までの極めて広い回転域で変化するので、それに伴ってタイミングチェーンの移動速度や張力も大きく変わる。このため、内燃機関の回転数がタイミングチェーンのスパン長およびチェーン張力から定まるタイミングチェーンの共振点(共振周波数)と一致すると、チェーンスパンが共振を起こして激しく横方向に振動するのは避けられず、このチェーンスパンの共振によるチェーン張力の変動が大きい。 In a valve operating system for an internal combustion engine or the like, the rotational speed of the internal combustion engine changes in an extremely wide rotational range from the idle rotational range to the high rotational range, and accordingly, the moving speed and tension of the timing chain also change greatly. For this reason, if the rotational speed of the internal combustion engine matches the resonance point (resonance frequency) of the timing chain determined from the span length and chain tension of the timing chain, it is inevitable that the chain span resonates and vibrates laterally. The chain tension greatly fluctuates due to the resonance of the chain span.
このため、従来の油圧式テンショナにおいては、チェーンスパンの共振に起因したタイミングチェーンの張力の増大により過張力となったタイミングチェーンからプランジャに過大な押付力が作用したとき、シリンダ孔内の油圧が増大して、プランジャからタイミングチェーンに対して過大な押付反力が作用し、その結果、タイミングチェーンのフリクションが増大する場合がある。 For this reason, in the conventional hydraulic tensioner, when an excessive pressing force is applied to the plunger from the timing chain that is over tensioned due to an increase in the tension of the timing chain due to the resonance of the chain span, the hydraulic pressure in the cylinder hole is reduced. In some cases, an excessive pressing reaction force acts on the timing chain from the plunger, and as a result, the friction of the timing chain may increase.
このようにタイミングチェーンの張力による押圧力がリターンスプリングの押圧力およびシリンダ孔内の油圧よりも大きい場合に、シリンダ孔内の作動油をプランジャとプランジャの摺動面間に形成されたリーク隙間から外部にリークさせてプランジャの押し込み力とリターンスプリングの押圧力およびシリンダ孔内の油圧とが釣り合う位置までゆっくりと後退動させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。 In this way, when the pressing force due to the tension of the timing chain is greater than the pressing force of the return spring and the hydraulic pressure in the cylinder hole, the hydraulic oil in the cylinder hole is removed from the leak gap formed between the plunger and the sliding surface of the plunger. It leaks to the outside and slowly moves backward to a position where the pushing force of the plunger, the pressing force of the return spring, and the hydraulic pressure in the cylinder hole are balanced (see, for example, Patent Document 1).
ここで、シリンダ孔内の作動油がリーク隙間から外部にリークする際のリークダウンタイムは、油圧式テンショナの性能を決める重要な要素であり、このリークダウンタイムは、シリンダ孔内の作動油のオイル漏れの速さに依存し、これが長いものは、テンショナとしての剛性が高く、タイミングチェーンを高張力に保持することができるが、リークダウンタイムが必要以上に長くなると、タイミングチェーンが過張力となってタイミングチェーンの疲労が増大してタイミングチェーンの寿命が短くなってしまい、好ましくない。 Here, the leak down time when the hydraulic oil in the cylinder hole leaks to the outside through the leak gap is an important factor that determines the performance of the hydraulic tensioner, and this leak down time is determined by the hydraulic oil in the cylinder hole. Depending on the speed of oil leakage, the longer one is more rigid as a tensioner and can hold the timing chain at a higher tension, but if the leak down time becomes longer than necessary, the timing chain will become over-tensioned. As a result, the fatigue of the timing chain increases and the life of the timing chain is shortened, which is not preferable.
また、反対に、リークダウンタイムが短い場合、タイミングチェーンの張力を低く抑えることができるが、極端に短いとプランジャの変位が過大となり、異音の発生の原因となる。このため、油圧式テンショナのリークダウンタイムの管理に際して、従来は、プランジャとシリンダ孔の摺動面間に形成されたリーク隙間の大きさや長さを調整するようにしている。
しかしながら、このような従来の油圧式テンショナにあっては、プランジャとシリンダ孔の摺動面間に形成されたリーク隙間の大きさや長さを調整することにより、リークダウン特性を設定しているが、1つの油圧式テンショナに対して1つのリークダウン特性しか設定することができないため、チェーンスパンによる共振点を避けることができない。 However, in such a conventional hydraulic tensioner, the leak-down characteristic is set by adjusting the size and length of the leak gap formed between the sliding surfaces of the plunger and the cylinder hole. Since only one leak-down characteristic can be set for one hydraulic tensioner, a resonance point due to a chain span cannot be avoided.
すなわち、チェーンスパンによる共振点は、リークダウン特性で変化するものであり、図5のAに示すように、リークダウンタイムが短くなるように(リーク隙間からの作動油の漏れ量が多くなるように)、リーク隙間を調整した場合には、内燃機関の中回転域でチェーンスパンによる共振点が発生してしまい、図5のBで示すように、リークダウンタイムが長くなるように(リーク隙間からの作動油の漏れ量が少なくなるように)、リーク隙間を調整した場合には、内燃機関の高回転域でチェーンスパンによる共振点が発生してしまった。 That is, the resonance point due to the chain span changes depending on the leak-down characteristic, and as shown in FIG. 5A, the leak-down time is shortened (the amount of hydraulic oil leaked from the leak gap is increased). When the leak gap is adjusted, a resonance point due to the chain span is generated in the middle rotation range of the internal combustion engine, so that the leak down time becomes longer as shown by B in FIG. When the leak gap was adjusted so that the amount of hydraulic oil leaked from the engine was reduced, a resonance point due to the chain span occurred in the high rotation range of the internal combustion engine.
したがって、リークダウンタイムの初期値を上述したいずれか一方の長さに調整した場合には、チェーンスパンによる共振点を完全に避けることはできないため、タイミングチェーンの共振によりタイミングチェーンの張力が大きくなってしまう。この結果、タイミングチェーンの疲労が増大してタイミングチェーンの寿命が短くなってしまうおそれがある。 Therefore, when the initial value of the leak down time is adjusted to one of the above-mentioned lengths, the resonance point due to the chain span cannot be completely avoided, so the timing chain tension increases due to the timing chain resonance. End up. As a result, the fatigue of the timing chain may increase and the life of the timing chain may be shortened.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、リークダウン特性を可変させることにより、巻掛伝動部材の移動速度の全域で巻掛伝動部材の張力を低減することができ、巻掛伝動部材の寿命を延ばすことができる油圧式テンショナを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and reduces the tension of the winding transmission member over the entire moving speed of the winding transmission member by varying the leak-down characteristic. It is an object of the present invention to provide a hydraulic tensioner that can extend the life of a winding transmission member.
本発明に係る油圧式テンショナは、上記目的を達成するため、(1)シリンダ孔を有するハウジングと、前記シリンダ孔に移動自在に設けられ、周回移動する巻掛伝動部材に当接するプランジャと、前記プランジャを前記シリンダ孔から突出するように付勢する付勢手段と、前記プランジャの突出時に油圧源から供給される作動油を前記シリンダ孔内に導入して前記プランジャに油圧を作用させるとともに、前記シリンダ孔内に導入された作動油の逆流を阻止する逆止弁とを備え、前記プランジャの突出量に応じて前記巻掛伝動部材の張力を調整するようにした油圧式テンショナにおいて、前記シリンダ孔の延在方向と略同方向に延在するように前記ハウジングに形成されるとともに、前記シリンダ孔と連通する連通穴を有するハウジング孔と、前記プランジャの突出・進退方向と略同方向に移動するように前記ハウジング孔内に設けられ、前記連通穴を閉塞する軸部材と、前記ハウジングに回転自在に軸支され、前記プランジャの外周部に形成された第1のラック部と前記軸部材の外周部に形成された第2のラック部に噛合するピニオンとを備え、前記軸部材を、前記プランジャの突出方向と同方向に向かうに従って断面積が小さくなるような形状に形成し、前記軸部材の移動に伴って前記連通穴の周縁と前記軸部材の間の隙間の大きさを可変するようにしたものから構成されている。 In order to achieve the above object, a hydraulic tensioner according to the present invention includes (1) a housing having a cylinder hole, a plunger that is movably provided in the cylinder hole, and abuts against a winding transmission member that circulates, An urging means for urging the plunger so as to protrude from the cylinder hole; and hydraulic oil supplied from a hydraulic pressure source when the plunger protrudes is introduced into the cylinder hole to apply hydraulic pressure to the plunger, and A hydraulic tensioner that includes a check valve that prevents backflow of hydraulic oil introduced into the cylinder hole and adjusts the tension of the winding transmission member in accordance with the protrusion amount of the plunger. A housing hole formed in the housing so as to extend in substantially the same direction as the extending direction of the cylinder and having a communication hole communicating with the cylinder hole A shaft member provided in the housing hole so as to move in a direction substantially the same as the protruding / retreating direction of the plunger, a shaft member closing the communication hole, and rotatably supported by the housing, and an outer peripheral portion of the plunger A first rack portion formed on the outer periphery of the shaft member and a pinion meshing with a second rack portion formed on the outer peripheral portion of the shaft member, and the shaft member is cut in the same direction as the protruding direction of the plunger. The shape is such that the area is small, and the size of the gap between the peripheral edge of the communication hole and the shaft member is variable as the shaft member moves.
この構成により、巻掛伝動部材の張力が小さくなったときは、プランジャが油圧および付勢手段により付勢されてシリンダ孔から突出する方向に移動して巻掛伝動部材の弛みを吸収し、巻掛伝動部材の張力が大きくなったときには、付勢手段の付勢力およびシリンダ孔内の油圧に抗してプランジャがシリンダ孔内に押し込まれることにより、巻掛伝動部材の緊張を吸収する。 With this configuration, when the tension of the winding transmission member becomes small, the plunger is biased by the hydraulic pressure and the biasing means and moves in a direction protruding from the cylinder hole to absorb the slack of the winding transmission member. When the tension of the hanging transmission member increases, the plunger is pushed into the cylinder hole against the biasing force of the biasing means and the hydraulic pressure in the cylinder hole, thereby absorbing the tension of the winding transmission member.
このとき、逆止弁が閉じるのでシリンダ孔内の作動油を溝部から外部にリークさせることにより、張力による巻掛伝動部材からプランジャへの押圧力と付勢手段の付勢力およびシリンダ孔内の油圧とが釣り合う位置までゆっくりとプランジャを後退動させて巻掛伝動部材の張力を安定させることができる。 At this time, since the check valve is closed, the hydraulic oil in the cylinder hole is leaked to the outside from the groove, so that the pressing force from the winding transmission member to the plunger due to the tension, the urging force of the urging means, and the hydraulic pressure in the cylinder hole It is possible to stabilize the tension of the winding transmission member by slowly moving the plunger back to the position where it is balanced.
また、巻掛伝動部材の移動速度が高速(例えば、内燃機関の回転数が高い)になる程、巻掛伝動部材の張力が高くなるとともに、シリンダ孔内に供給される作動油圧も高くなるため、プランジャの突出量が増大されることにより、巻掛伝動部材の張力が調整される。 Further, the higher the moving speed of the winding transmission member (for example, the higher the rotational speed of the internal combustion engine), the higher the tension of the winding transmission member and the higher the hydraulic pressure supplied to the cylinder hole. The tension of the winding transmission member is adjusted by increasing the protruding amount of the plunger.
本発明では、プランジャの外周部に形成された第1のラック部と軸部材の外周部に形成された第2のラック部に噛合するピニオンを設けるとともに、軸部材を、プランジャの突出方向と同方向に向かうに従って断面積が小さくなるような形状に形成し、軸部材の移動に伴って連通穴の周縁と軸部材の間の隙間の大きさを可変するようにしたので、プランジャが突出すると、プランジャの移動に伴って第1のラック部、ピニオンおよび第2のラック部を介して軸部材がプランジャの突出方向と反対方向に移動する。 In the present invention, a pinion that meshes with the first rack portion formed on the outer peripheral portion of the plunger and the second rack portion formed on the outer peripheral portion of the shaft member is provided, and the shaft member is disposed in the same direction as the plunger protruding direction. Since the cross-sectional area becomes smaller as it goes in the direction, and the size of the gap between the peripheral edge of the communication hole and the shaft member is changed with the movement of the shaft member, when the plunger protrudes, As the plunger moves, the shaft member moves in a direction opposite to the protruding direction of the plunger via the first rack portion, the pinion and the second rack portion.
このとき、断面積の小さい軸部材の外周面が連通穴を閉塞するので、連通穴の周縁と軸部材の間の隙間が大きくなり、シリンダ孔から連通穴を通してリークされる作動油量が多くなり、作動油のリークダウンタイムが短くなる。このため、張力が大きい巻掛伝動部材の高速移動時にシリンダ孔内の油圧を速やかに低減して、大きな減衰効果を発揮して巻掛伝動部材のスパンによる共振を抑制することができる。 At this time, since the outer peripheral surface of the shaft member having a small cross-sectional area closes the communication hole, the clearance between the peripheral edge of the communication hole and the shaft member is increased, and the amount of hydraulic oil leaked from the cylinder hole through the communication hole is increased. Hydraulic oil leak down time is shortened. For this reason, the hydraulic pressure in the cylinder hole can be quickly reduced during high-speed movement of the winding transmission member having a large tension, and a large damping effect can be exerted to suppress resonance due to the span of the winding transmission member.
また、巻掛伝動部材の移動速度が低い(例えば、内燃機関の回転数が低い)場合には、巻掛伝動部材の張力が高速移動時に比べて小さく、シリンダ孔内に供給される作動油圧も低くなるため、プランジャの突出量が少なくなることで巻掛伝動部材の張力が調整される。 In addition, when the moving speed of the winding transmission member is low (for example, the rotational speed of the internal combustion engine is low), the tension of the winding transmission member is smaller than that during high-speed movement, and the hydraulic pressure supplied to the cylinder hole is also low. Since it becomes low, the tension | tensile_strength of a winding transmission member is adjusted because the protrusion amount of a plunger decreases.
このとき、プランジャがシリンダ孔内に押し込まれることで、プランジャの移動に伴って第1のラック部、ピニオンおよび第2のラック部を介して軸部材がプランジャの突出方向と反対方向(突出方向)に移動する。 At this time, when the plunger is pushed into the cylinder hole, the shaft member moves in the opposite direction (protruding direction) to the protruding direction of the plunger via the first rack portion, the pinion and the second rack portion as the plunger moves. Move to.
このとき、断面積の大きい軸部材の外周面が連通穴を閉塞するので、連通穴の周縁と軸部材の間の隙間が小さくなり、シリンダ孔から連通穴を通してリークされる作動油量が少なくなり、作動油のリークダウンタイムが長くなる。このため、張力の小さい巻掛伝動部材の低速移動時にシリンダ孔内の油圧を高く維持して巻掛伝動部材のスパンによる共振を抑制することができる。 At this time, since the outer peripheral surface of the shaft member having a large cross-sectional area closes the communication hole, the gap between the periphery of the communication hole and the shaft member is reduced, and the amount of hydraulic oil leaked from the cylinder hole through the communication hole is reduced. , Hydraulic oil leak down time is prolonged. For this reason, it is possible to keep the hydraulic pressure in the cylinder hole high during low-speed movement of the winding transmission member with low tension, and to suppress resonance due to the span of the winding transmission member.
このように、巻掛伝動部材の移動速度に応じてプランジャの突出量が変化するのに伴って断面積の異なる軸部材を移動させることにより、連通穴の周縁と軸部材の間の隙間を可変することで、シリンダ孔からリークされる作動油量を可変させ、作動油のリークダウン特性を変えることができ、巻掛伝動部材の移動速度の全域において巻掛伝動部材のスパンによる共振を抑制することができる。この結果、巻掛伝動部材の移動速度の全域で巻掛伝動部材の張力を低減することができ、巻掛伝動部材の寿命を延ばすことができる。 In this way, the gap between the peripheral edge of the communication hole and the shaft member can be varied by moving the shaft member having a different cross-sectional area as the amount of protrusion of the plunger changes according to the moving speed of the winding transmission member. As a result, the amount of hydraulic oil leaked from the cylinder hole can be varied, and the leak-down characteristic of the hydraulic oil can be changed, and the resonance due to the span of the winding transmission member is suppressed over the entire moving speed of the winding transmission member. be able to. As a result, the tension of the winding transmission member can be reduced over the entire moving speed of the winding transmission member, and the life of the winding transmission member can be extended.
本発明によれば、リークダウン特性を可変させることにより、巻掛伝動部材の移動速度の全域で巻掛伝動部材の張力を低減することができ、巻掛伝動部材の寿命を延ばすことができる油圧式テンショナを提供することができる。 According to the present invention, by changing the leak-down characteristic, the tension of the winding transmission member can be reduced over the entire moving speed of the winding transmission member, and the life of the winding transmission member can be extended. An expression tensioner can be provided.
以下、本発明に係る油圧式テンショナの実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図4は、本発明に係る油圧式テンショナの一実施の形態を示す図であり、本実施の形態の油圧式テンショナを車両の内燃機関に適用した例を示している。
まず、構成を説明する。
図1において、内燃機関であるエンジン11は、車両の前後方向(図1では紙面と直交する方向)に配列された複数の気筒を有するシリンダブロック12と、そのシリンダブロック12上に取付けられたシリンダヘッド13とを備えている。
Hereinafter, embodiments of a hydraulic tensioner according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 are diagrams showing an embodiment of a hydraulic tensioner according to the present invention, and show an example in which the hydraulic tensioner of the present embodiment is applied to an internal combustion engine of a vehicle.
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, an
シリンダブロック12には、エンジン11の出力軸であり、かつ車両の前後方向に延びるように配置されたクランクシャフト14が回転可能に支持されており、シリンダヘッド13には、気筒毎の燃焼室に対する吸気通路の接続部分(吸気ポート)を開閉する吸気バルブと、気筒毎の燃焼室に対する排気通路の接続部分(排気ポート)を開閉する排気バルブ(いずれも図示略)とが設けられている。
A
また、シリンダヘッド13には、吸気バルブを開閉駆動するための吸気カムシャフト15と、排気バルブを開閉駆動するための排気カムシャフト16とがそれぞれクランクシャフト14に略平行に配置されている。これらの吸気カムシャフト15および排気カムシャフト16は軸受によりシリンダヘッド13に回転自在に支持されている。
In addition, an
クランクシャフト14の回転を吸気カムシャフト15および排気カムシャフト16に伝達するために、クランクシャフト14の前端部にはクランクスプロケット17が一体回転自在に取付けられている。
In order to transmit the rotation of the
また、吸気カムシャフト15および排気カムシャフト16の各前端部にはカムスプロケット18、19がそれぞれ一体回転自在に取付けられており、これらクランクスプロケット17およびカムスプロケット18、19には巻掛伝動部材としてのタイミングチェーン21が巻掛けられている。
Cam sprockets 18 and 19 are respectively attached to the front end portions of the
このため、吸気カムシャフト15および排気カムシャフト16は、周回移動するタイミングチェーン21を介してクランクシャフト14の回転が伝達されて回転駆動される。
For this reason, the
また、エンジン11には、作動油により作動することで、クランクシャフト14に対するカムシャフト(ここでは吸気カムシャフト15)の回転位相を変更することにより、吸気カムシャフト15により駆動される吸気バルブの開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング可変機構(VVT)22が設けられている。また、クランクシャフト14には図示しない油圧ポンプが連結されており、油圧ポンプは、クランクシャフト14が回転駆動するのに伴って後述する油圧式テンショナ24に作動油を供給するようになっている。
Further, the
クランクスプロケット17およびカムスプロケット18間に位置するチェーンスパン21aの外側方近傍には、チェーンスパン21aの振れを規制および減衰するためのチェーンダンパ23が設けられている。
Near the outer side of the
また、エンジン11には、タイミングチェーン21にかかる張力が一定となるように調整するために油圧式テンショナ24が設けられており、油圧式テンショナ24は、クランクスプロケット17およびカムスプロケット19の間のチェーンスパン21bの外側方近傍に配置されたテンションレバー25を備えている。
The
テンションレバー25は、その下端部において軸25aによりシリンダヘッド13に対して車両幅方向(図1の左右方向)に揺動自在となるように支持されている。
The
油圧式テンショナ24は、図2に示すように、シリンダ孔26を有する有底のハウジング27を備えており、このシリンダ孔26にプランジャ28が摺動自在に収納されている。プランジャ28は、一端が開口した有底円筒状に形成されており、プランジャ28の外周面には長手方向に第1のラック部としてのラック歯29が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
プランジャ28の内部にはシリンダ孔26の底部との間に付勢手段としてのリターンスプリング30が配置されており、リターンスプリング30は、プランジャ28をシリンダ孔26から突出する方向(図2の右方)に付勢している。
A
プランジャ28は、リターンスプリング30により、テンションレバー25を介してチェーンスパン21bを押圧して、タイミングチェーン21に張力を付与するようになっており、この張力は、プランジャ28の突出量に応じて調整される。
The
また、ハウジング27には給油穴31が穿設されており、この給油穴31は、図示しない給油通路を介して油圧ポンプに接続されており、給油穴31には油圧源としての油圧ポンプから給油通路を介して作動油が供給されるようになっている。
The
また、シリンダ孔26の底部に位置するハウジング27には逆止弁32が設けられており、この逆止弁32は、給油孔33aが形成されたボールシート部33bと、給油孔33cが形成され、リターンスプリング30が当接するスプリング受部33dと、ボールシート部33bおよびスプリング受部33dの間に設けられたチェックボール34と、一端部がスプリング受部33dに当接するとともに他端部がチェックボール34に当接し、給油孔33aを閉塞する方向にチェックボール34を付勢するコイルスプリング35とを備えている。
The
この逆止弁32にあっては、油圧ポンプから供給される作動油が給油穴31および給油孔33aを介してチェックボール34に作用すると、チェックボール34がコイルスプリング35の付勢力に抗してスプリング受部33d側に移動することにより、作動油がシリンダ孔26に流入するのを許容するようになっている。
In the
また、シリンダ孔26内の作動油がチェックボール34に作用すると、チェックボール34がコイルスプリング35に付勢されてボールシート部33b側に移動して、給油孔33aを閉塞することにより、作動油がシリンダ孔26から流出するのを阻止するようになっている。
When the hydraulic oil in the
一方、ハウジング27にはハウジング孔36が形成されており、このハウジング孔36は、シリンダ孔26の延在方向と略同方向に延在している。また、ハウジング孔36には連通穴38が形成されており、この連通穴38は、シリンダ孔26とハウジング孔36とを連通している。
On the other hand, a
ハウジング孔36には軸部材としてのスプール39が収納されており、このスプール39は、プランジャ28の突出・進退方向と略同方向に移動するとともに、連通穴38を閉塞するようになっている。また、スプール39の外周面には第2のラック部としてのラック歯41が形成されている。
A
また、ハウジング孔36には排出穴40が形成されており、シリンダ孔26内の作動油は、連通穴38およびハウジング孔36を介して排出穴40からハウジング27外に排出されるようになっている。
A
また、ハウジング27にはピニオン42が回転自在に支持されており、このピニオン42は、プランジャ28のラック歯29およびスプール39のラック歯41に噛合している。このため、プランジャ28がハウジング27から突出すると、プランジャ28の移動に伴ってピニオン42を介してスプール39がハウジング孔36内に押し込まれる(後退する)方向に移動し、プランジャ28がハウジング27に押し込まれる方向に移動すると、プランジャ28の移動に伴ってピニオン42を介してスプール39がハウジング孔36から突出する方向に移動する。すなわち、スプール39は、プランジャ28の移動方向と反対方向に移動するようになっている。
A
一方、スプール39は、プランジャ28の突出方向と同方向に向かうに従って断面積が小さくなるような形状に形成されており、スプール39の移動に伴って連通穴38の周縁とスプール39の間の隙間の大きさが可変されるようになっている。
On the other hand, the
すなわち、スプール39は、円筒大径部39aと、円筒大径部39aに連続し、プランジャ28の突出方向に向かって徐々に断面積が小さくなる円錐部39bと、円錐部39bに連続し、ラック歯41が形成されたラック歯部39cとから構成されている。なお、本実施の形態では、円筒大径部39aおよび円錐部39bがスプール39の進退移動に伴って連通穴38を閉塞するようになっている。
That is, the
次に、作用を説明する。
給油穴31を通して給油孔33aに油圧ポンプから作動油が供給されると、コイルスプリング35の付勢力に抗してチェックボール34がスプリング受部33d側に移動し、シリンダ孔26に作動油が供給される。このため、シリンダ孔26からプランジャ28が突出してテンションレバー25が押圧される。
Next, the operation will be described.
When hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump to the
このとき、テンションレバー25が軸25aを中心に揺動してタイミングチェーン21が押圧されることにより、タイミングチェーン21に所定の張力が付与される。このため、タイミングチェーン21の弛みが発生することが防止され、タイミングチェーン21のばたつきが防止される。
At this time, the
ここで、タイミングチェーン21の張力は、エンジン11の回転数の上昇に伴い増加するようになっている。これは、エンジン11の回転数の上昇によってクランクスプロケット17およびカムスプロケット18、19の歯とタイミングチェーン21との噛合い速度が高まるためである。
また、油圧ポンプは、クランクシャフト14の回転数が高回転になる程、油圧式テンショナ24に供給される作動油を増大させる。
Here, the tension of the
Further, the hydraulic pump increases the hydraulic oil supplied to the
したがって、プランジャ28は、タイミングチェーン21の張力が増大する程、すなわち、エンジン11の回転数が高回転になる程(タイミングチェーン21の移動速度が高くなる程)、シリンダ孔26から突出してテンションレバー25を押圧することにより、タイミングチェーン21の弛みが発生するのを防止することができる。
Therefore, the
ここで、エンジン11の低回転時と高回転時、すなわち、タイミングチェーン21の低速移動時と高速移動時には、プランジャ28の突出量が異なるようになっており、図2に示すように、エンジン11の低回転時のプランジャ28の突出量は、高回転時に比べてシリンダ孔26内に押し込まれた状態となる。
Here, when the
そして、エンジン11の低回転時にタイミングチェーン21のチェーンスパン21bの共振による張力変動によってタイミングチェーン21の張力による押圧力がリターンスプリング30の押圧力およびシリンダ孔26内の油圧よりも大きい場合には、チェックボール34が給油孔33aを閉塞してシリンダ孔26内の油圧を上昇させるため、シリンダ孔26内の作動油を連通穴38からハウジング孔36および排出穴40を介して外部にリークさせることにより、プランジャ28の押し込み力とリターンスプリング30の押圧力およびシリンダ孔26内の油圧とが釣り合う位置までプランジャ28がゆっくりとシリンダ孔26内に押し込まれ、タイミングチェーン21のばたつきが防止される。
When the pressing force due to the tension of the
本実施の形態では、プランジャ28の突出量が少ないと、すなわち、シリンダ孔26に対してプランジャ28の後退量が多いと、プランジャ28の後退移動に伴ってピニオン42を介してスプール39がハウジング孔36から突出する方向に移動する。このため、図2に示すように、スプール39の中で断面積が最も大きい円筒大径部39aにより連通穴38が閉塞されるため、連通穴38の周縁と円筒大径部39aの間の隙間が小さくなり、シリンダ孔26から連通穴38を通してリークされる作動油量が少なくなる。
In the present embodiment, when the amount of protrusion of the
このため、作動油のリークダウンタイムが長くなり、張力の小さいタイミングチェーン21の低速移動時にシリンダ孔26内の油圧を高く維持してタイミングチェーン21のチェーンスパン21bによる共振を抑制することができる。
For this reason, the hydraulic oil leakage down time becomes longer, and the hydraulic pressure in the
一方、エンジン11の高回転時にタイミングチェーン21のチェーンスパン21bの共振による張力変動によってタイミングチェーン21の張力による押圧力がリターンスプリング30の押圧力およびシリンダ孔26内の油圧よりも大きい場合には、チェックボール34が給油孔33aを閉塞してシリンダ孔26内の油圧を上昇させる。
On the other hand, when the pressing force due to the tension of the
このとき、シリンダ孔26内の作動油が連通穴38から外部にリークされることにより、プランジャ28の押し込み力とリターンスプリング30の押圧力およびシリンダ孔26の油圧とが釣り合う位置までプランジャ28がゆっくりとシリンダ孔26内に押し込まれ、タイミングチェーン21のばたつきが防止される。
At this time, the hydraulic oil in the
エンジン11の高回転時のプランジャ28の突出量は、エンジン11の低回転時のプランジャ28の突出量よりも大きくなる。このため、図3に示すように、シリンダ孔26に対してプランジャ28の突出量が大きくなると、プランジャ28の突出移動に伴ってピニオン42を介してスプール39がハウジング孔36内に押し込まれる方向に移動する。
The protrusion amount of the
このため、図3に示すように、円筒大径部39aよりも断面積が小さい円錐部39bにより連通穴38が閉塞されるため、連通穴38の周縁と円筒大径部39aの間の隙間が大きくなる。このため、シリンダ孔26から連通穴38を通してリークされる作動油量が多くなり、リークダウンタイムが短くなる。
For this reason, as shown in FIG. 3, since the
この結果、タイミングチェーン21の張力が大きいエンジン11の高回転時にシリンダ孔26内の油圧を速やかに低減して、減衰効果を発揮してチェーンスパン21bによる共振を抑制することができる。
As a result, it is possible to quickly reduce the hydraulic pressure in the
このように本実施の形態では、プランジャ28の外周部に形成されたラック歯29とスプール39の外周部に形成されたラック歯41に噛合するピニオン42を設け、スプール39を、プランジャ28の突出方向と同方向に向かうに従って断面積が小さくなるような形状に形成し、スプール39の移動に伴って連通穴38の周縁とスプール39の間の隙間の大きさを可変するようにしたので、シリンダ孔26からリークされる作動油量を可変させ、作動油のリークダウン特性を変えることができ、タイミングチェーン21の移動速度の全域においてタイミングチェーン21のチェーンスパン21bによる共振を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
この結果、図4に示すように、エンジン11の回転領域の全域でタイミングチェーン21の張力を低減することができ、タイミングチェーン21の寿命を延ばすことができる。
As a result, as shown in FIG. 4, the tension of the
また、破線は、リークダウンタイムが短くなるように一定に設定した従来の油圧式テンショナを用いた場合に、1000rpmから6000rpmまでのエンジン回転数に対するタイミングチェーン21の張力を示すものであり、この場合には、エンジンの中速回転域でタイミングチェーン21のチェーンスパン21bによる共振が発生する。
Further, the broken line indicates the tension of the
また、一点鎖線は、リークダウンタイムが長くなるように一定に設定した従来の油圧式テンショナを用いた場合に、1000rpmから6000rpmまでのエンジン回転数に対するタイミングチェーン21の張力を示すものであり、この場合には、エンジンの高速回転域でタイミングチェーン21のチェーンスパン21bによる共振が発生する。
The alternate long and short dash line indicates the tension of the
実線は、本実施の形態の油圧式テンショナ24を用いた場合に、1000rpmから6000rpmまでのエンジン回転数に対するタイミングチェーン21の張力を示すものであり、本実施の形態では、エンジン11の回転領域の全域でタイミングチェーン21の張力を低減することができることが分かる。
The solid line indicates the tension of the
なお、本実施の形態では、巻掛伝動部材としてタイミングチェーン21を用いているが、巻掛伝動部材としてベルト等を用いてもよい。
In this embodiment, the
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
以上のように、本発明に係る油圧式テンショナは、リークダウン特性を可変させることにより、巻掛伝動部材の移動速度の全域で巻掛伝動部材の張力を低減することができ、巻掛伝動部材の寿命を延ばすことができるという効果を有し、内燃機関のカム軸駆動用のタイミングチェーン等のような巻掛伝動部材の張力を一定に保持する油圧式テンショナ等として有用である。 As described above, the hydraulic tensioner according to the present invention can reduce the tension of the winding transmission member over the entire range of the moving speed of the winding transmission member by varying the leak-down characteristic. This is useful as a hydraulic tensioner or the like that keeps the tension of a winding transmission member such as a timing chain for driving a camshaft of an internal combustion engine constant.
21 タイミングチェーン(巻掛伝動部材)
24 油圧式テンショナ
26 シリンダ孔
27 ハウジング
28 プランジャ
29 ラック歯(第1のラック部)
30 リターンスプリング(付勢手段)
32 逆止弁
36 ハウジング孔
38 連通穴
39 スプール(軸部材)
41 ラック歯(第2のラック部)
42 ピニオン
21 Timing chain (winding transmission member)
24
30 Return spring (biasing means)
32
41 Rack teeth (second rack part)
42 Pinion
Claims (1)
前記プランジャの突出量に応じて前記巻掛伝動部材の張力を調整するようにした油圧式テンショナにおいて、
前記シリンダ孔の延在方向と略同方向に延在するように前記ハウジングに形成されるとともに、前記シリンダ孔と連通する連通穴を有するハウジング孔と、前記プランジャの突出・進退方向と略同方向に移動するように前記ハウジング孔内に設けられ、前記連通穴を閉塞する軸部材と、前記ハウジングに回転自在に軸支され、前記プランジャの外周部に形成された第1のラック部と前記軸部材の外周部に形成された第2のラック部に噛合するピニオンとを備え、
前記軸部材を、前記プランジャの突出方向と同方向に向かうに従って断面積が小さくなるような形状に形成し、前記軸部材の移動に伴って前記連通穴の周縁と前記軸部材の間の隙間の大きさを可変するようにしたことを特徴とする油圧式テンショナ。 A housing having a cylinder hole, a plunger that is movably provided in the cylinder hole and that abuts on a winding transmission member that circulates, and a biasing means that biases the plunger so as to protrude from the cylinder hole; A check valve that introduces hydraulic oil supplied from a hydraulic pressure source into the cylinder hole when the plunger protrudes to apply hydraulic pressure to the plunger, and prevents backflow of the hydraulic oil introduced into the cylinder hole; Prepared,
In the hydraulic tensioner that adjusts the tension of the winding transmission member according to the protrusion amount of the plunger,
A housing hole formed in the housing so as to extend in substantially the same direction as the extending direction of the cylinder hole, and having a communication hole communicating with the cylinder hole, and substantially in the same direction as the protruding / retracting direction of the plunger A shaft member which is provided in the housing hole so as to move and which closes the communication hole, a first rack portion which is rotatably supported by the housing and is formed on an outer peripheral portion of the plunger, and the shaft A pinion that meshes with a second rack portion formed on the outer periphery of the member,
The shaft member is formed in a shape such that a cross-sectional area becomes smaller as it goes in the same direction as the protruding direction of the plunger, and a gap between the peripheral edge of the communication hole and the shaft member as the shaft member moves. A hydraulic tensioner characterized in that its size is variable.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008300997A JP2010127346A (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Hydraulic tensioner |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=42327892
Family Applications (1)
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JP2008300997A Pending JP2010127346A (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Hydraulic tensioner |
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JP (1) | JP2010127346A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016196915A (en) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 株式会社椿本チエイン | Chain Tensioner and Relief Valve Unit |
CN112832884A (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-25 | 湖南罗佑发动机部件有限公司 | Tensioner and engine |
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2008
- 2008-11-26 JP JP2008300997A patent/JP2010127346A/en active Pending
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