JP2010223289A - チェーンテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】低温時においてもチェーンを適正な張力調整状態に保持す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、チェーン押圧用のプランジャ１４と、そのプランジャ１４を外方に向けて押圧するリターンスプリング２０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２３に連通する給油通路２４を設け、その給油通路２４からチェックバルブ２５を介して圧力室２３に供給される作動油によりプランジャ１４に負荷される押し込み力を緩衝する。ハウジング１１に圧力室２３と外部を連通する圧力逃し通路３１を形成し、その圧力逃し通路３１の一部にオリフィス３８を設けて圧力室２３内の圧力を略一定に保持し、チェーン５が過張力になるのを防止する。
【選択図】図２

Description

この発明は、主として、カム軸駆動用の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。

タイミングチェーンの張力調整に用いられる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。

上記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、チェーン押圧用のプランジャと、そのプランジャを外方に向けて押圧するリターンスプリングとを組込み、上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設け、その給油通路の油出口部にチェックバルブを設け、チェーンからプランジャに押込み力が負荷された時、チェックバルブを閉じ、圧力室に封入された作動油の油圧ダンパ作用により上記押込み力を緩衝するようにしている。

また、ハウジングに、その外周から圧力室に連通するバルブ取付孔を形成し、そのバルブ取付孔内にリリーフバルブを組込み、上記圧力室内の圧力がリリーフバルブの設定圧に達した際に、そのリリーフバルブを開放させ、圧力室内の圧力を外部にリークさせて、チェーンが過張力になるのを防止するようにしている。

特開２００６−１７２１４号公報

ところで、リリーフバルブを有するチェーンテンショナにおいては、弁孔を開閉するチェックボールや、そのチェックボールを弁孔に向けて付勢するスプリングが作動油の流出時の流動抵抗となるため、作動油の粘度が高くなる低温時において、作動油をスムーズに外部に排出させることができず、油圧ダンパ力が高くなってチェーンが過張力になる可能性があった。

また、給油通路に送り込まれる作動油には空気が混合しており、その空気が圧力室に送り込まれると、リリーフバルブの閉鎖状態では、その空気を外部に排出させることができない。このとき、プランジャが押し込まれると、空気が圧縮されることになるため、油圧ダンパ効果が低減し、チェーンを適正な張力に保持することができないという問題がある。

さらに、リリーフバルブは、弁孔を有するバルブシートやチェックボールおよびスプリングからなる部品点数の多い構成であるため、コスト的に不利であるという問題もある。

この発明の課題は、低温時においてもチェーンを適正な張力調整状態に保持することができるようにした部品点数の少ない簡単な構成の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、チェーン押圧用のプランジャと、そのプランジャを外方に向けて押圧するリターン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設け、その給油通路からチェックバルブを介して圧力室に供給される作動油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、前記ハウジングに前記圧力室と外部を連通する圧力逃し通路を形成し、その圧力逃し通路の一部に絞り部を設けた構成を採用したのである。

上記のように、圧力逃し通路の一部に絞り部を設けることにより、リリーフバルブを設ける場合に比較して、作動油の流動抵抗が小さい。このため、作動油の粘度が高くなる低温時においても、プランジャが押し込まれて圧力室内の圧力が上昇した際、圧力室内の作動油は外部にスムーズに流出することになり、チェーンが過張力になるというようなことはない。

また、圧力逃し通路は圧力室と外部を常に連通する状態にあるため、空気が混入する作動油が圧力室に送り込まれたとしても、その空気は圧力室の圧力上昇時に圧力逃し通路から外部に押し出されて排出されることになる。このため、圧力室内での空気の滞留はなく、油圧ダンパ効果が低減するようなことはない。

ここで、チェーンテンショナは、ハウジングの外周にタイミングカバーに対する取付け用のフランジが設けられた外装式のものであってもよく、あるいは、上記ハウジングをエンジンブロックに固定する内装式のものであってもよい。

外装式のチェーンテンショナにおいては、フランジに圧力逃し通路を設けるようにする。このとき、圧力逃し通路を、フランジの外周面から圧力室に至る段付き孔と、フランジの側面から段付き孔の大径孔部に至る横孔とで形成し、上記大径孔部の開口端部内にプラグをねじ込み、そのプラグによって開口が閉塞された大径孔部内にオリフィスが形成されたプレートを組込み、上記プラグの取外しにより、オリフィスの径が異なる他のプレートと交換可能とすることにより、油圧ダンパ力を簡単に調整することができ、プランジャの交換によりリーク隙間の大きさを変更して油圧ダンパ力を調整する場合に比較して、調整が容易である。

ここで、オリフィスが形成されたプレートは、閉塞端を有するスリーブの開口端部内に圧入し、そのスリーブを大径孔部内に挿入する組込みとしてもよく、あるいは、大径孔部内に直接圧入する取付けとしてもよい。

また、オリフィスは、その孔径が小さくなり過ぎると、作動油の流動抵抗が増大し、油圧ダンパ力が高くなってチェーンが過張力になるおそれがあり、また、孔径が大きくなり過ぎると、油圧ダンパ効果が低減するため、その孔径はφ０．４ｍｍ〜φ１．５ｍｍの範囲とするのが好ましい。

なお、オリフィスに代えて、プレートを焼結金属で形成し、その連続微細空孔を絞り部としてもよい。

上記のように、この発明においては、圧力室と外部を連通する圧力逃し通路の一部に絞り部を設けたことにより、リリーフバルブを設ける場合に比較して、作動油の流動抵抗が小さいため、作動油の粘度が高くなる低温時においても、プランジャが押し込まれて圧力室内の圧力が上昇した際に、その圧力室内の作動油を外部にスムーズに流出させることができ、チェーンが過張力になるようなことはなく、チェーンを常に適正な張力調整状態に保持することができる。

また、圧力逃し通路にオリフィスを設けた簡単な構成であるため、リリーフバルブを設ける場合に比較してコスト的に有利であり、しかも、その圧力逃し通路は圧力室と外部を常に連通する状態にあるため、空気が混入する作動油が圧力室に送り込まれたとしても、その空気は圧力室の圧力上昇時に圧力逃し通路から外部に押し出されるため、圧力室内での空気の滞留はなく、油圧ダンパ効果が低減するようなことはない。

この発明に係るチェーンテンショナを用いたチェーンの張力調整装置の正面図 図１に示すチェーンテンショナの縦断正面図 (Ｉ)は、図２のオリフィスプレートの組込み部を拡大して示す断面図、(II)は、オリフィスの他の例を示す断面図、（III）は、オリフィスのさらに他の例を示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１は、この発明に係るチェーンテンショナを用いたチェーンの張力調整装置を示す。図示のように、クランクシャフト１の端部に取付けたスプロケット２とカムシャフト３の端部に取付けたスプロケット４間にはチェーン５がかけ渡され、そのチェーン５の弛み側のチェーン５ａにチェーンガイド６が接触している。

チェーンガイド６は、その下端部に設けられた軸７を中心として揺動自在に支持されている。チェーンガイド６の一側方には、そのチェーンガイド６をチェーン５に押し付けて、チェーン５の張力を一定に保持するチェーンテンショナ１０が設けられている。

図２に示すように、チェーンテンショナ１０は、タイミングカバー８に形成されたテンショナ取付孔９に挿入されるハウジング１１を有し、そのハウジング１１の外周にはタイミングカバー８の外表面にボルト止めされるフランジ１２が設けられている。

ハウジング１１には、シリンダ室１３が設けられ、そのシリンダ室１３内に摺動可能なプランジャ１４と、そのプランジャ１４を外方に向けて付勢するプランジャスプリング４０とが組込まれている。プランジャ１４は、先端が閉塞し、後端が開口する筒状をなし、その開口部の内周に形成された雌ねじ１５にスクリュロッド１６の外周に設けられた雄ねじ１７がねじ係合されている。

スクリュロッド１６の軸心上には、後端部を小径とする貫通孔１８が形成され、その貫通孔１８の内周の段部１８ａとプランジャ１４の閉塞端間に、先端が球面とされたスプリングシート１９と、リターンスプリング２０とが組込まれ、上記リターンスプリング２０によって、プランジャ１４とスクリュロッド１６は伸張する方向に付勢されている。

プランジャ１４の内周の雌ねじ１５とスクリュロッド１６の外周の雄ねじ１７は、プランジャ１４に負荷される軸方向の押込み力を受ける圧力側フランク２１のフランク角が遊び側フランク２２のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじにリターンスプリング２０の押圧によってプランジャ１４とスクリュロッド１６が相対的に回転しつつ伸張する方向に移動するリード角が設けられている。

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２３に連通する給油通路２４が形成され、その給油通路２４の圧力室２３側の油出口部にチェックバルブ２５が設けられている。

チェックバルブ２５は、シリンダ室１３の閉塞端部に設けられたシート嵌合孔２６に圧入されたバルブシート２７と、そのバルブシート２７に形成された弁孔２８を開閉するチェックボール２９と、そのチェックボール２９の開閉量を規制するリテナ３０とからなり、上記圧力室２３内の圧力が給油通路２４に供給される作動油の供給圧力より高くなると、チェックボール２９が弁孔２８を閉じるようになっている。

ここで、バルブシート２７はスクリュロッド１６の後端を受けるロッドシートとしての機能を主に有し、そのバルブシート２７とスクリュロッド１６の当接面はテーパ面２７ａとされている。

ハウジング１１のフランジ１２には、圧力室２３とタイミングカバー８の内部を連通する圧力逃し通路３１が形成されている。圧力逃し通路３１は、フランジ１２の外周面から圧力室２３に至る段付き孔３２と、フランジ１２のタイミングカバー８と対向する側面から段付き孔３２の大径孔部３２ａに至る横孔３３と、その横孔３３に外端部が連通する径方向溝３４とからなり、上記大径孔部３２ａの端部開口はプラグ３５のねじ込みによって閉塞されている。

図３（Ｉ）に示すように、大径孔部３２ａの内部には、閉塞端を有するスリーブ３６が、その閉塞端を後側として挿入され、そのスリーブ３６の開口端部に圧入されたプレート３７に絞り部としてのオリフィス３８が設けられている。

オリフィス３８の孔径は、φ０．４ｍｍ〜φ１．５ｍｍの範囲とされている。プレート３７は、オリフィス３８の孔径が異なる数種のものが用意されて交換可能とされている。

スリーブ３６には、その内部と横穴３３を連通する排油孔３９が形成されている。

実施の形態で示すチェーンの張力調整装置は上記の構造からなり、エンジンを駆動すると、チェーン５が図１の矢印で示す方向に移動してカムシャフト３が駆動される。また、図示省略したポンプの駆動によってチェーンテンショナ１０の圧力室２３にエンジンオイル(作動油)が送り込まれる。

カムシャフト３の駆動状態において、トルク変動によってチェーン５の弛み側チェーン５ａに弛みが生じると、プランジャ１４が外方向に移動して、給油通路２４から圧力室２３に供給される作動油が圧力室２３およびスクリュロッド１６の貫通孔１８内に流入する。

上記プランジャ１４の外方向の移動によって、そのプランジャ１４はチェーンガイド６を押圧するため、チェーン５ａの弛みが吸収されると共に、リターンスプリング２０の押圧により、スクリュロッド１６は回転しつつチェックバルブ２５側に移動してバルブシート２７に当接し、プランジャ１４およびスクリュロッド１６の停止によってチェーン５は所定の張力に保持される。

一方、チェーン５が緊張すると、チェーン５およびチェーンガイド６を介してプランジャ１４に押込み力が負荷される。このとき、スクリュロッド１６の貫通孔１８とプランジャ１４の内部に流入している作動油の圧力および圧力室２３内の圧力が高くなるため、チェックバルブ２５は弁孔２８を閉じ、ハウジング１１内に封入された作動油および雌ねじ１５と雄ねじ１７の圧力側フランク２１によって上記押込み力が受けられ、プランジャ１４は後退しない。

プランジャ１４を押圧する押圧力がリターンスプリング２０およびプランジャスプリング４０の押圧力とハウジング１１内の作動油の油圧力の合力より強くなると、スクリュロッド１６が回転し、プランジャ１４は圧力室２３の容積が小さくなる方向に移動する。

このとき、圧力室２３内の作動油は、シリンダ室１３とプランジャ１４の摺動面間に形成された微小なリーク隙間から外部にリークし、プランジャ１４は、リターンスプリング２０およびプランジャスプリング４０と油圧力の合力と上記押込み力とが釣り合う位置までゆっくりと後退する。

また、チェーン５が振動すると、プランジャ１４は、雌ねじ１５と雄ねじ１７のねじ係合部に形成されたねじ隙間の範囲で前進と後退とを繰り返し、圧力室２３に封入された作動油による油圧ダンパ作用によって、振動が吸収される。

ここで、圧力室２３に供給される作動油は、エンジンオイルであるため、作動油中にエアが混入するおそれがある。作動油に空気が混入すると、その空気は圧力室２３内の圧力により圧力逃し通路３１に流入して外部に排出される。

このため、圧力室２３内にエアが滞留することはなく、油圧ダンパ効果が低下するようなことはない。

上記のようなチェーン５の張力調整時、圧力室２３は圧力逃し通路３１を介して外部と連通しているため、圧力室２３内の作動油は外部に流出するが、その圧力逃し通路３１にはオリフィス３８が設けられているため、圧力室２３内は略一定の圧力状態に保持されることになる。また、圧力室２３内の圧力が高くなると、オリフィス３８に対する作動油の通過量は圧力の上昇にほぼ比例して多くなる。

このため、プランジャ１４が急激に押込まれ、圧力室２３内の圧力が急激に上昇したとしても、圧力室２３内の作動油は外部にスムーズに排出されることになる。特に、低温時、作動油の粘性が高い場合においても、その作動油は外部にスムーズに排出される。このため、圧力室２３は常に略一定の圧力に保持されることになり、チェーン５が過張力になるというようなことはない。

ここで、圧力室２３内の圧力はエンジンに応じて異なるため、エンジンのそれぞれに対応して圧力室２３内の圧力を調整（ダンパ調整）する。その調整に際しては、プラグ３５を取外し、スリーブ３６を外部に引き抜いて、プレート３７をオリフィス３８の孔径が異なる他のプレート３７と交換する。

図３（Ｉ）においては、プラグ３５によって抜止めされるスリーブ３６の開口端部内にオリフィス３８を有するプレート３７を圧入したが、図３（II）に示すように、大径孔部３２ａに上記プレート３７を圧入するようにしてもよい。また、プレート３７を省略し、図３（III）に示すように、圧力逃し通路３１の一部にオリフィス３８を形成するようにしてもよい。

なお、図３（Ｉ）および（II）では、プレート３７に絞り部としてのオリフィス３８を形成したが、上記プレート３７を焼結金属で形成して、その連続微細空孔を絞り部としてもよい。

１１ ハウジング
１２ フランジ
１３ シリンダ室
１４ プランジャ
２０ リターンスプリング
２３ 圧力室
２４ 給油通路
２５ チェックバルブ
３１ 圧力逃し通路
３２ 段付き孔
３２ａ 大径孔部
３３ 横孔
３５ プラグ
３６ スリーブ
３７ プレート
３８ オリフィス
３９ 排油孔

Claims (7)

1. ハウジングに形成されたシリンダ室内に、チェーン押圧用のプランジャと、そのプランジャを外方に向けて押圧するリターン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設け、その給油通路からチェックバルブを介して圧力室に供給される作動油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、
   前記ハウジングに前記圧力室と外部を連通する圧力逃し通路を形成し、その圧力逃し通路の一部に絞り部を設けたことを特徴とするチェーンテンショナ。
2. 前記ハウジングが、タイミングカバーに対する取付け用のフランジを外周に有する外装用のものから成り、そのフランジに前記圧力逃し通路が形成された請求項１に記載のチェーンテンショナ。
3. 前記圧力逃し通路が、前記フランジの外周面から圧力室に至る段付き孔と、フランジの側面から段付き孔の大径孔部に至る横孔とから成り、前記大径孔部の開口端部内にプラグをねじ込み、そのプラグによって密閉された大径孔部内にプレートを組込み、そのプレートに形成されたオリフィスを前記絞り部とした請求項２に記載のチェーンテンショナ。
4. 前記大径孔部内に、閉塞端を有し、その閉塞端を後行側として大径孔部内に挿入されるスリーブの開口端部内に前記プレートを圧入し、そのスリーブに、そのスリーブ内部と前記横孔を連通する排油孔を設けた請求項３に記載のチェーンテンショナ。
5. 前記プレートが、前記大径孔部に対して圧入による取付けとされた請求項３に記載のチェーンテンショナ。
6. 前記オリフィスの孔径が、φ０．４ｍｍ〜φ１．５ｍｍからなる請求項１乃至５のいずれかの項に記載のチェーンテンショナ。
7. 前記プレートが、焼結金属から成り、その連続微細空孔を絞り部とした請求項１乃至５のいずれかの項に記載のチェーンテンショナ。

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