JP2013096471A - 油圧式テンショナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】油圧式テンショナ100の逆止弁ユニット140において、リテーナ150の頂壁151は、離座状態のチェックボール148のストローク量を規制するストローク規制面152を有する。ストローク規制面152は、中心線Lを含む平面での断面形状が曲線153となる凹面である。ストローク規制面152でのチェックボールとの当接点Pにおける曲線153の曲率中心Ccは、中心線方向でストローク規制面152に対してシート面142が位置する側で、当接点Pよりも径方向内方に位置するか、もしくはほぼ中心線L上に位置する。
【選択図】図2
Description
このとき、ストローク規制面は、当接点での曲線の曲率中心が、ストローク規制面に対してシート面が位置する側で、当接点よりも径方向内方、もしくはほぼ中心線上に位置するように、または、当接点での曲線の法線が、ストローク規制面からシート面に向かうにつれて径方向内方に向かって、もしくはほぼ中心線上で延びているように形成された凹面であることにより、ストローク規制面に当接点で当接するチェックボールがストローク規制面から受ける反力の方向は、ストローク規制面が中心線に直交する平面またはシート面に向かって凸面であるである場合に比べて、中心線に向かう方向となるので、中心線から遠ざかる方向、すなわち径方向外方へのチェックボールの移動が抑制されて、チェックボールの暴れが抑制される。このため、チェックボールの閉弁の迅速性を向上させることができて、テンショナのダンパ性能を向上させることができ、さらに、油通路から油室への圧油の流入流量のバラツキが低減して、油室への圧油の流入流量を安定化させることができて、巻掛け伝動体に対する張力付与性能の安定性を向上させることができる。
また、リテーナには前記弁付勢部材を保持させる必要がないことから、ストローク規制面の形状および形成範囲を含む形状設定に対する前記弁付勢部材による制約がないので、チェックボールの暴れを防止しながら、ストローク規制面の前記形状設定やチェックボールのストローク量の設定の自由度が大きいストローク規制面を形成することが可能になるなど、ストローク規制面の設定の自由度を大きくすることができる。
また、油通路が形成されることにより、リテーナ内での圧油の流動がチェックボールにより妨げられることが抑制されるので、リテーナの剛性の低下を防止して、リテーナの耐久性を向上させながら、弁油路から油室への圧油の所要の流入流量の確保が容易になり、さらには該流入流量の増加も可能になる。しかも、油通路は局所凹面により形成されるので、油通路を流れる圧油の流量の増加が容易になる。
また、油通路を流れる圧油の油圧により、チェックボールが径方向内方向きの力を受けることから、チェックボールの径方向外方への移動が抑制されるので、チェックボールの暴れが抑制され、また、チェックボールを内周面に押し付け押付力が低減して、内周面との間での摩擦力を低減できるので、チェックボールの移動が円滑化されて、弁油路と油室との間で流動する圧油の流量が少量である場合も含めて、チェックボールの閉弁および開弁の迅速性を向上させることができる。
そして、油通路が形成され、しかも該油通路が通油口に開放していることにより、チェックボールが通油口を局所的に塞ぐことが防止されるなど、リテーナ内での圧油の流動がチェックボールにより妨げられることが抑制されるので、リテーナの剛性の低下を防止して、リテーナの耐久性を向上させながら、弁油路から油室への圧油の所要の流入流量の確保が容易になる。
さらに、リテーナが、ボールシートを保持する保持部を有することにより、ボールシートが保持部によりリテーナに一体に保持されるので、逆止弁ユニットを1つのモジュールとしてハウジングに対して着脱することができるため、ハウジングに対する逆止弁ユニットの着脱の容易性を一層向上させることができる。しかも、逆止弁ユニットがハウジングに組み付けられる前に、リテーナとボールシートとの位置関係を設定することができるので、シート面とストローク規制面との位置関係が高精度に設定された状態で逆止弁ユニットをハウジングに組み付けることが可能になり、ストローク規制面に基づくチェックボールの暴れ抑制機能を向上させることができる。
油圧式テンショナは、エンジンが備える巻掛け伝動機構以外に、エンジン以外の機械が備える任意の巻掛け伝動機構に使用され得る。
図1を参照すると、本発明の実施例である油圧式テンショナ100は、機械としてのエンジン(図示されず)のタイミングチェーン伝動機構1に備えられる。そして、該エンジンは、例えば自動車用エンジンである。
ハウジング110に進退方向で前進および後退可能に支持されると共にハウジング110から突出しているプランジャ120は、前進方向に移動して、エンジン本体に揺動可能に支持されている可動レバー7を押圧し、該可動レバー7を介して弛み側6aを付勢することにより、チェーン6に張力を付与する。
チェーン6の張り側6b寄りの位置には、該張り側6bにおいて走行するチェーン6を案内する固定ガイド8が、エンジン本体に取り付けられている。
ここで、プランジャ付勢用ばね130および油室131の圧油は、ハウジング110に進退方向に摺動することで移動可能に支持されるプランジャ120を前進方向に付勢するプランジャ付勢手段を構成する。
前記オイルポンプは、エンジンの運転および停止に対応して作動および停止を行い、その作動時に給油路111を通じて油室131に圧油を供給する。
なお、「ほぼ」との表現は、「ほぼ」との修飾語がない場合を含むと共に、「ほぼ」との修飾語がない場合とは厳密には一致しないものの、「ほぼ」との修飾語がない場合と比べて作用効果に関して有意の差異がない範囲を意味する。
そして、油室131の油圧が弁油路143の油圧よりも大きくなるとき、油室131から弁油路143に向かう圧油の流れが発生して、チェックボール148は、シート面142に着座して閉弁することにより、弁油路143を閉じて、油室131から弁油路143への圧油の流出を制限、この実施例では、圧油の該流出を阻止する。
このように、逆止弁ユニット140は、チェックボール148を閉弁方向に付勢する弁付勢部材(例えば、弁スプリング)を備えていない。
なお、中心線方向とは中心線Lに平行な方向であり、径方向および周方向は、それぞれ中心線Lを中心とする径方向および周方向であり、径方向内方および径方向外方は、それぞれ径方向で中心線Lに向かう方向および径方向で中心線Lから遠ざかる方向である。
ストローク規制面152は、周方向での任意の位置で、中心線Lを含む平面での断面形状が曲線153となる凹面である。
そして、離座状態のチェックボール148は、リテーナ150内において弁油路143の油圧と油室131の油圧との油圧差に応じて流動する圧油に応じて移動して、ストローク規制面152における当接部位である当接点P(図2参照)で当接すると共に周壁154の内周面155に当接して、その移動が規制される。
なお、図2には、ストローク規制面152に当接しているチェックボール148が二点鎖線で示されている。
したがって、曲率中心Ccと当接点Pとの前述の相関関係によれば、すべての当接点Pに関して、中心線方向でストローク規制面152に対してシート面142が位置する側で、曲率中心Ccがほぼ中心線L上に位置していてもよいし、当接点Pに応じて、一部の当接点Pに関しては、曲率中心Ccが、中心線方向でストローク規制面152に対してシート面142が位置する側で、ほぼ中心線L上に位置し、残りの当接点Pに関しては、曲率中心Ccが、中心線方向でストローク規制面152に対してシート面142が位置する側で、当接点Pよりも径方向内方に位置していてもよい。
ここで、「ほぼ中心線L上」とは、曲率中心Ccまたは前記法線が、中心線上に位置すること、および、中心線Lからの距離がチェックボール148の半径rの10%以下の範囲に位置することを意味する。
ストローク規制面152の曲率半径は、チェックボール148の半径rよりも大きい。そして、曲率中心Ccと着座状態のチェックボール148の中心Cbとの距離dは、
r≦d≦1.5r
を含む範囲であって、
0≦d≦2r
の範囲に設定可能である。
図2には、距離dがr≦d≦1.5rの範囲に設定されたときの一例が示されている。
径方向および中心線方向に開放しているスリットにより構成される各通油口161は、リテーナ150の内部に形成される内油室131bとリテーナ150の外部に形成される外油室131aとの間で、圧油の流通を可能とする。内油室131bおよび外油室131aは、いずれも油室131の一部である。
ベース面155aは、チェックボール148との当接により、離座状態のチェックボール148の径方向移動量を規制する径方向規制面であり、本実施例では、中心線Lを中心軸線とする円柱面の一部により構成される。
周方向における局所凹面155bの両側でベース面155aに当接しているチェックボール148(図4に、二点鎖線で示される。)と局所凹面155bおよびベース面155aの一部との間に、リテーナ150内(すなわち、内油室131b内)の圧油が中心線方向に流通可能な油通路162が形成される。したがって、油通路162は、局所凹面155b、ベース面155aおよびチェックボール148により形成される。
外周部156bには、径方向外方に突出している切起こし片により構成される複数の、ここでは3つのリテーナ側係合部としての係合爪157と、径方向内方に突出している切起こし片により構成されてボールシート141を内周側で保持する複数の保持部としての保持爪158とを有する。
また、中間部156cは、プランジャ付勢用ばね130が当接するばね受け部を構成する。
ボールシート141の外周部141aに中心線方向で当接可能な3つの保持爪158は、周方向で隣接する係合爪157同士の間で、周方向に等しい間隔を置いて配置されている。各保持爪158は、周方向で隣接する係合爪157同士の間で、両係合爪157から周方向で等しい間隔を置いて配置されている。
このように、ボールシート141はリテーナ150と一体化されることにより、ボールシート141、チェックボール148およびリテーナ150を備える逆止弁ユニット140は、1つのモジュールを構成する。
弁油路143の油圧が油室131の油圧よりも相対的に大きくなると、チェックボール148がシート面142から離座する離座状態となり、チェックボール148が開弁する。そして、給油路111の圧油が弁油路143を介して油室131に流入して、プランジャ付勢用ばね130および油室131の圧油により付勢されたプランジャ120が前進し、該プランジャ120は、可動レバー4を介してチェーン66に張力を付与する。
このように、テンショナ100においては、チェーン66の張力減少時に、チェックボール148が開弁し、プランジャ120が前進することで、チェーン66に張力が付与される。
このように、テンショナ100においては、チェーン6の張力増加時に、チェックボール148が閉弁し、油室131内に貯留されている圧油によるダンパ機能が発揮されることで、チェーン6の過度の張力低下が防止される。
油圧式テンショナ100は、ハウジング110に進退方向に移動可能に収容されたプランジャ120と、油室131への給油路111からの圧油の流入を許容する一方で給油路111への油室131からの圧油の流出を制限する逆止弁ユニット140とを備え、逆止弁ユニット140が、弁油路143が設けられたボールシート141と、シート面142に対する離座および着座により弁油路143を開閉するチェックボール148と、チェックボール148との当接により離座状態のチェックボール148の移動量を規制するリテーナ150とから構成される。
この構成により、チェックボール148が閉弁することで、油室131に閉じ込められた圧油によりチェーン6からの反力によるプランジャ120の後退が抑制されるダンパ機能が奏されると共に、チェックボール148が開弁して圧油が弁油路143から油室131に流入することで、チェーン6への迅速な張力付与が可能となる。
このとき、ストローク規制面152は、当接点Pでの曲線153の曲率中心Ccが、ストローク規制面152に対してシート面142が位置する側で、当接点Pよりも径方向内方、もしくはほぼ中心線L上に位置するように、または、当接点Pでの曲線153の法線が、ストローク規制面152からシート面142に向かうにつれて径方向内方に向かって、もしくはほぼ中心線L上で延びているように形成された凹面であることにより、ストローク規制面152に当接するチェックボール148がストローク規制面152から受ける反力の方向は、ストローク規制面152が中心線Lに直交する平面またはシート面142に向かって凸面であるである場合に比べて、中心線Lに向かう方向となるので、中心線Lから遠ざかる方向、すなわち径方向外方へのチェックボール148の移動が抑制されて、チェックボール148の暴れが抑制される。このため、チェックボール148の閉弁の迅速性を向上させることができて、テンショナ100のダンパ性能を向上させることができ、さらに、油通路162,163から油室131への圧油の流入流量のバラツキが低減して、油室131への圧油の流入流量を安定化させることができて、チェーン6に対する張力付与性能の安定性を向上させることができる。
また、リテーナ150には前記弁付勢部材を保持させる必要がないことから、ストローク規制面152の形状および形成範囲を含む形状設定に対する前記弁付勢部材による制約がないので、チェックボール148の暴れを防止しながら、ストローク規制面152の前記形状設定やチェックボール148のストローク量の設定の自由度が大きいストローク規制面152を形成することが可能になるなど、ストローク規制面152の設定の自由度を大きくすることができる。
また、油通路162が形成されることにより、リテーナ150内での圧油の流動がチェックボール148により妨げられることが抑制されるので、リテーナ150の剛性の低下を防止して、リテーナ150の耐久性を向上させながら、弁油路143から油室131への圧油の所要の流入流量の確保が容易になり、さらには該流入流量の増加も可能になる。しかも、油通路162は局所凹面155bにより形成されるので、油通路162を流れる圧油の流量の増加が容易になる。
周壁154の内周面155は、中心線Lを中心軸線とする円柱面の一部により構成されるベース面155aと、周方向で隣接する通油口161同士の間に間隔を置いてそれぞれ配置されていると共にベース面155aよりも径方向内方に位置する複数の局所凸面155cとを有する。局所凸面155cは、チェックボール148との当接により離座状態のチェックボール148の径方向移動量を規制する径方向規制面であり、ここでは中心線Lに平行な平面から構成される。
リテーナ150において、周壁154の内周面155が、ベース面155aと、周方向で隣接する通油口161同士の間にそれぞれ配置されていると共にベース面155aよりも径方向内方に位置する複数の局所凸面155cとを有し、局所凸面155cが、チェックボール148との当接により離座状態のチェックボール148の径方向移動量を規制する径方向規制面であり、周方向で隣接する局所凸面155c同士に当接しているチェックボール148とベース面155aおよび局所凸面155cの一部との間には、通油口161に開放すると共にリテーナ150内の圧油が中心線方向に流通可能な油通路163が形成される。
また、油通路163を流れる圧油の油圧により、チェックボール148が径方向内方向きの力を受けることから、チェックボール148の径方向外方への移動が抑制されるので、チェックボール148の暴れが抑制され、また、チェックボール148を内周面155に押し付け押付力が低減して、内周面155との間での摩擦力を低減できるので、チェックボール148の移動が円滑化されて、弁油路143と油室131との間で流動する圧油の流量が少量である場合も含めて、チェックボール148の閉弁および開弁の迅速性を向上させることができる。
そして、油通路163が形成され、しかも油通路163が通油口161に開放していることにより、チェックボール148が通油口161を局所的に塞ぐことが防止されるなど、リテーナ150内での圧油の流動がチェックボール148により妨げられることが抑制されるので、リテーナ150の剛性の低下を防止して、リテーナ150の耐久性を向上させながら、弁油路143から油室131への圧油の所要の流入流量の確保が容易になる。
曲線153は、ほぼ中心線L上に曲率中心Ccが位置するクロソイド曲線であってもよい。また、曲線153は、種類、半径または曲率中心Ccが異なる複数の曲線から構成される複合曲線、すなわちストローク規制面152,152Aが複数の種類の曲面から構成されてもよく、さらに該複合曲線には、曲線としての直線、すなわちストローク規制面152,152Aには平面が含まれていてもよい。
そして、これらの前記実施例および前記変形例とは異なる曲線となる凹面であるストローク規制面152,152Aによっても、前記実施例と同様の効果が奏される。
複数の局所凹面155bまたは複数の局所凸面155cが、周方向で隣接する通油口161同士の間に、周方向に等しい間隔、または異なる間隔を置いて設けられてもよい。通油口は、複数の孔などの開口から構成される開口群により構成されてもよい。
110・・・ハウジング
131・・・油室
140・・・逆止弁ユニット
141・・・ボールシート
142・・・シート面
143・・・弁油路
148・・・チェックボール
150・・・リテーナ
151・・・頂壁
152,152A・・・ストローク規制面
153・・・曲線
154・・・周壁
155・・・内周面
157・・・係合爪
161・・・通油口
162,163・・・油通路
L ・・・中心線
Cc ・・・曲率中心
Cb ・・・チェックボールの中心
P ・・・当接点
Claims (4)
- チェーン等の巻掛け伝動体に張力を付与するためにハウジングに進退方向に移動可能に収容されたプランジャと、前記ハウジングおよび前記プランジャにより形成された油室への給油路からの圧油の流入を許容する一方で前記給油路への前記油室からの圧油の流出を制限する逆止弁ユニットとを備え、前記逆止弁ユニットが、前記給油路と前記油室とを連通させる弁油路が設けられたボールシートと、前記ボールシートのシート面に対する離座および着座により前記弁油路を開閉するチェックボールと、着座状態の前記チェックボールから離隔して配置されていると共に前記チェックボールとの当接により離座状態の前記チェックボールの移動量を規制するリテーナとから構成される油圧式テンショナにおいて、
前記チェックボールが、前記弁油路の油圧と前記油室の油圧との油圧差のみに応じて前記シート面に対して着座および離座可能であると共に前記リテーナに当接可能であり、
前記リテーナが、前記シート面の中心線に平行な中心線方向で前記チェックボールに対向する頂壁を有し、
前記頂壁が、離座状態の前記チェックボールの、前記中心線方向における着座状態からの移動量であるストローク量を規制するストローク規制面を有し、
前記ストローク規制面が、前記中心線を含む平面での断面形状が曲線となる凹面であり、
前記ストローク規制面における前記チェックボールとの当接部位を当接点とするとき、前記当接点における前記曲線の曲率中心が、前記中心線方向で前記ストローク規制面に対して前記シート面が位置する側で、前記当接点よりも径方向内方に位置するか、もしくはほぼ前記中心線上に位置すること、または、前記当接点における前記曲線の法線が、前記中心線方向で前記ストローク規制面から前記シート面に向かうにつれて径方向内方に向かって延びているか、もしくはほぼ前記中心線上で延びていること、を特徴とする油圧式テンショナ。 - 前記リテーナが、前記中心線を中心とする周方向に間隔を置いて複数の通油口が設けられている周壁を有し、
前記周壁が、着座状態の前記チェックボールとの間に前記中心線を中心とする径方向での隙間を形成する内周面を有し、
前記内周面が、ベース面と、前記周方向で隣接する前記通油口同士の間にそれぞれ配置されていると共に前記ベース面よりも径方向外方に位置する複数の局所凹面とを有し、
前記ベース面が、前記チェックボールとの当接により離座状態の前記チェックボールの径方向移動量を規制する径方向規制面であり、
前記周方向における前記局所凹面の両側で前記ベース面に当接している前記チェックボールと前記局所凹面との間に、前記リテーナ内の圧油が前記中心線方向に流通可能な油通路が形成されることを特徴とする請求項1に記載の油圧式テンショナ。 - 前記リテーナが、前記中心線を中心とする周方向に間隔を置いて複数の通油口が設けられている周壁を有し、
前記周壁が、着座状態の前記チェックボールとの間に前記中心線を中心とする径方向での隙間を形成する内周面を有し、
前記内周面が、ベース面と、前記周方向で隣接する前記通油口同士の間にそれぞれ配置されていると共に前記ベース面よりも径方向内方に位置する複数の局所凸面とを有し、
前記局所凸面が、前記チェックボールとの当接により離座状態の前記チェックボールの径方向移動量を規制する径方向規制面であり、
前記周方向で隣接する前記凸面同士に当接している前記チェックボールと前記ベース面との間には、前記通油口に開放すると共に前記リテーナ内の圧油が前記中心線方向に流通可能な油通路が形成されることを特徴とする請求項1に記載の油圧式テンショナ。 - 前記リテーナが、前記ボールシートを保持する保持部と、前記ハウジングと係合することにより、前記ハウジングに対する前記リテーナの抜止めおよび前記中心線を中心とする径方向での前記リテーナの位置決めを行う係合部とを有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の油圧式テンショナ。
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