JP2019015360A - テンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、製造コストを低減し、チェックバルブの良好な開弁性を実現するテンショナを提供すること。
【解決手段】オイル供給路３３側から圧油室１１側へのオイルの流入を許容するとともに圧油室１１側からオイル供給路３３側へのオイルの流出を防止するチェックバルブ５０を備えたテンショナ１０であって、チェックバルブ５０は、シート部材６０と、バルブ部材７０とを有し、シート部材６０は、シート本体部６１と、シート本体部６１に形成された貫通孔６２とを有し、バルブ部材７０は、シート本体部６１の圧油室側に配置された弁部７１と、シート本体部６１のオイル供給路３３側に配置される抜け止め部７２と、弁部７１および抜け止め部７２を連結する連結部７３とを有しているテンショナ１０。
【選択図】図２

Description

本発明は、走行するチェーンやベルト等に適正張力を付与するテンショナに関する。

従来、チェーン等の張力を適正に保持するためにテンショナを用いることが慣用されており、例えば、エンジンルーム内のクランク軸とカム軸の夫々に設けたスプロケット間に無端懸回したローラチェーン等の伝動チェーンをテンショナレバーによって摺動案内を行うチェーンガイド機構において、チェーン等の張力を適正に保持するために、テンショナによってテンショナレバーを付勢するものが公知である。

このようなチェーンガイド機構に用いられる公知のテンショナとして、図８に示すように、後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャ５２０と、プランジャ５２０を収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジング５３０と、プランジャ５２０およびプランジャ収容穴の間に形成される圧油室５１１に伸縮自在に収納されてプランジャ５２０を前方側に向けて付勢する付勢手段としてのコイルばね５４０と、ハウジング５３０の外部から圧油室５１１内にオイルを供給するためのオイル供給路５３３と、オイル供給路５３３側から圧油室５１１側へのオイルの流入を許容するとともに圧油室５１１側からオイル供給路５３３側へのオイルの流出を防止するチェックバルブ５５０とを備えたテンショナ５１０が知られている（例えば特許文献１を参照）。

このテンショナ５１０では、図８に示すように、チェックバルブ５５０が、ハウジング５３０の底部の前面に配置され、前後方向に貫通する貫通孔５６２を有したボールシート５６０と、ボールシート５６０に密着した状態で着座可能な球状のチェックボール５７１と、チェックボール５７１の移動を規制するリテーナ５７４と、チェックボール５７１とリテーナ５７４との間に配置され、チェックボール５７１をボールシート５６０側に向けて付勢するボールスプリング５７５とから構成されている。

特開２０１７−０３２０７７号公報

ところが、従来のテンショナ５１０では、ボールシート５６０の圧油室５１１側におけるチェックボール５７１の移動を規制するために、チェックボール５７１を囲うようにリテーナ５７４を設置する必要があることから、チェックバルブ５５０の構造が複雑になり、テンショナ５１０の組み付け性が悪くなるという問題に加えて、リテーナ５７４の内側Ａと外側Ｂとの間に一時的に圧力差が生じ、開弁性が悪くなるという問題もある。

具体的に説明すると、チェックバルブ５５０が閉じられた状態で、圧油室５１１内が減圧状態となった時、チェックボール５７１がボールシート５６０の貫通孔５６２から離れるように移動し、貫通孔５６２を通してオイル供給路５３３側から圧油室５１１側にオイルが流入することになるが、従来のテンショナ５１０では、チェックボール５７１を囲うようにリテーナ５７４が設置されていることから、圧油室５１１内が減圧状態となった時に、瞬間的（一時的）に、リテーナ５７４の外側Ｂにおける圧力よりも内側Ａの圧力が高くなるため、この圧力差に起因して、チェックボール５７１がボールシート５６０の貫通孔５６２から離れるのが遅れてしまうという問題があった。

また、チェックボール５７１との接触に起因して、ボールシート５６０の貫通孔５６２の周縁部の摩耗が進行すると、チェックボール５７１と貫通孔５６２の周縁部との接触面積が増え、その結果、チェックバルブ５５０の開弁性が低下するという問題もあった。このような貫通孔５６２の周縁部の摩耗の進行は、ボールシート５６０上においてチェックボール５７１が自由に回転可能であることも原因の１つだと考えられる。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、製造コストを低減し、チェックバルブの良好な開弁性を実現するテンショナを提供することを目的とするものである。

本発明は、後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャと、前記プランジャを収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジングと、前記プランジャおよび前記プランジャ収容穴の間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されて前記プランジャを前方側に向けて付勢する付勢手段と、前記ハウジングの外部から前記圧油室内にオイルを供給するためのオイル供給路と、前記オイル供給路側から前記圧油室側へのオイルの流入を許容するとともに前記圧油室側から前記オイル供給路側へのオイルの流出を防止するチェックバルブとを備えたテンショナであって、前記チェックバルブは、シート部材と、バルブ部材とを有し、前記シート部材は、シート本体部と、前記シート本体部に形成され、前記圧油室側から前記オイル供給路側に貫通する貫通孔とを有し、前記バルブ部材は、前記シート本体部の前記圧油室側に配置され、前記貫通孔の周縁部に密着した状態で着座可能な弁部と、前記シート本体部の前記オイル供給路側に配置される抜け止め部と、前記貫通孔に挿入され前記弁部および前記抜け止め部を連結する連結部とを有していることにより、前記課題を解決するものである。

本願請求項１に係る発明によれば、バルブ部材が、シート部材の貫通孔の周縁部に密着した状態で着座可能な弁部と、シート本体部のオイル供給路側に配置される抜け止め部と、貫通孔に挿入され弁部および抜け止め部を連結する連結部とを有していることにより、圧油室側における弁部の位置を制御することが可能であるため、チェックボールを囲うように配置される従来のリテーナが不要になるため、チェックバルブの各構成部品の構造、および、チェックバルブ全体の構造を簡素化することができ、チェックバルブの小型化を実現できる。
また、バルブ部材の構成部材を互いに組み付けた状態では、バルブ部材を１つのユニットとして取り扱うことが可能であるとともに、チェックバルブを組み付ける時には、ハウジングやプランジャに対してシート部材を固定するだけで済むため、テンショナの組み付け負担を低減するとともに、取り付け構造を簡単にすることができる。
また、ハウジングやプランジャに対してシート部材を固定するだけで済むため、シート部材の外周縁や底面をハウジングやプランジャに密着させ、当該密着箇所でもオイルのシール性を確保することが容易になる。
また、チェックボールを囲うように配置される従来のリテーナが不要になるため、リテーナの内側および外側の間に圧力差が生じることを回避し、当該圧力差に起因して開弁性が低下することを回避できる。
また、弁部に対して連結部が連結されていることから、連結部の中心線を中心とした回転以外の、弁部の回転を防止することが可能であるため、弁部との接触に起因した、シート部材の貫通孔の周縁部の摩耗を抑制することができ、貫通孔の周縁部の摩耗が進行した場合のチェックバルブの開弁性の低下を抑制することができる。
また、弁部に対して連結部が連結されていることから、シート部材の貫通孔の周縁部に当接する弁部の当接部が、弁部のオイル供給路側の部分のみに限定されるため、弁部の圧油室側の形状等の設計自由度を向上することができ、また、シート部材の貫通孔の周縁部の摩耗を抑制するにあたって、弁部のオイル供給路側の当接部のみに高精度な処理を施せば済むため、製造負担を低減することができる。
また、弁部に連結部および抜け止め部を連結させるという構成を採用することにより、抜け止め部の位置や連結部の長さを調整することで、弁部のストロークを簡単に調整することができる。

本請求項２に係る発明によれば、弁部側に対向する抜け止め部の第１部分が、シート本体部に当接可能な当接部と、当接部がシート本体部に当接した状態で、オイル供給路と貫通孔とを連通させる連通部とを有していることにより、バルブ部材が圧油室側に移動し、抜け止め部がシート部材に当接した場合であっても、バルブ部材の姿勢を安定させつつ、連通部を通してオイル供給路側から圧油室側にオイルを円滑に供給することができる。
本請求項３に係る発明によれば、貫通孔が、丸孔状に形成され、貫通孔のオイル供給路側の周縁部が、凸状のＲ部状に形成され、当接部の当接面が、球面状に形成されていることにより、シート部材に対する当接部の当接状態を安定させるとともに、シート部材に対する当接部の接触面積が大きくなることを回避して、チェックバルブの良好な閉弁性を得ることができる。
本請求項４に係る発明によれば、第２部分の表面が、球面状に形成されていることにより、エンジンの再始動時等、圧油室内がオイルで充満されていない場合に、オイル供給路側から供給されるオイルの圧によってバルブ部材を圧油室側に円滑に押すことができ、これにより、圧油室内にオイルを円滑に供給することができる。
本請求項５に係る発明によれば、オイル供給路側よりも高圧になる圧油室内に設置される弁部を連結部に一体に形成することにより、弁部を連結部と別体に形成して連結部に取り付けた場合に懸念される、弁部と連結部との外れを防止できる。
本請求項６に係る発明によれば、ハウジングが、プランジャ収容穴よりも小径に形成された小径穴を有し、抜け止め部の少なくとも一部が、小径穴内に配置されていることにより、シート部材の貫通孔の内壁によって連結部の位置を規制することが可能であることに加えて、小径穴の内壁によって抜け止め部の位置を規制することが可能であるため、バルブ部材の姿勢を良好に制御することができる。

第１実施形態のテンショナを組み込んだタイミングシステムを示す説明図。 第１実施形態のテンショナを示す断面図。 チェックバルブを示す斜視図。 チェックバルブを示す分解斜視図。 チェックバルブの動作説明図。 第２実施形態のテンショナを示す断面図。 チェックバルブの変形例を示す斜視図。 従来のテンショナを示す断面図。

以下に、本発明の第１実施形態に係るテンショナ１０について、図面に基づいて説明する。

まず、本実施形態のテンショナ１０は、図１に示すように、自動車エンジンのタイミングシステム等に用いられるチェーン伝動装置に組み込まれるものであり、エンジンブロック（図示しない）に取り付けられ、複数のスプロケットＳ１〜Ｓ３に掛け回された伝動チェーンＣＨの弛み側にテンショナレバーＧを介して適正な張力を付与し、走行時に生じる振動を抑止するものである。

テンショナ１０は、図２に示すように、後方側に開口した円筒状のプランジャ穴２１を有するプランジャ２０と、プランジャ２０を収容するプランジャ収容穴３１を有するハウジング３０と、プランジャ収容穴３１とプランジャ２０の後端側との間に形成される圧油室１１に伸縮自在に収納されてプランジャ２０を前方側に向けて付勢する付勢手段としてのコイルばね４０と、ハウジング３０の外部から圧油室１１内にオイルを供給するためのオイル供給路３３と、オイル供給路３３側から圧油室１１側へのオイルの流入を許容するとともに、圧油室１１側からオイル供給路３３側へのオイルの流出を防止するチェックバルブ５０とを備えている。

以下に、テンショナ１０の各構成要素について、図面に基づいて説明する。

プランジャ２０は、鉄等の金属から有底の円筒状に形成され、図２に示すように、プランジャ収容穴３１内に前後方向に進退可能に挿入されている。

ハウジング３０は、アルミニウム合金や合成樹脂等から形成され、図２に示すように、前方側に開口した円筒状のプランジャ収容穴３１と、プランジャ収容穴３１の後方側に連続して形成されプランジャ収容穴３１よりも小径な円筒状の小径穴３２と、ハウジング３０の後方底部に貫通形成され、ハウジング３０の外部とプランジャ収容穴３１（および小径穴３２）とを連通させるハウジング孔３３が形成されている。

このハウジング孔３３は、ハウジング３０の外部から圧油室１１にオイルを供給するためのオイル供給路３３として機能する。

コイルばね４０は、図２に示すように、その一端がプランジャ穴２１の底部（プランジャ２０の前方側部分）に当接するとともに、その他端がチェックバルブ５０（シート部材６０）に当接して配置されている。

チェックバルブ５０は、図２〜図４に示すように、シート部材６０と、バルブ部材７０とから構成されている。シート部材６０およびバルブ部材７０は、合成樹脂や金属等から形成されている。

シート部材６０は、図３や図４に示すように、円板状のシート本体部６１と、シート本体部６１の中央に形成され、前後方向に沿って圧油室１１側からオイル供給路３３側に貫通する丸孔状の貫通孔６２とを有している。

シート本体部６１は、プランジャ収容穴３１の底部に配置され、コイルばね４０によってプランジャ収容穴３１の底面に押し付けられて、固定されている。シート本体部６１の底面は、プランジャ収容穴３１の底面に密着し、また、シート本体部６１の外周面は、プランジャ収容穴３１の内周面に密着した状態で、シート本体部６１は固定されている。

圧油室１１側における貫通孔６２の周縁部、および、オイル供給路３３側における貫通孔６２の周縁部は、凸状のＲ部状に形成されている。

バルブ部材７０は、図３や図４に示すように、シート本体部６１の圧油室１１側に配置される球状の弁部７１と、シート本体部６１のオイル供給路３３側に配置される抜け止め部７２と、貫通孔６２に挿入され弁部７１および抜け止め部７２を連結する円柱状の連結部７３とを有している。

弁部７１は、図３や図４に示すように、貫通孔６２を通過できない大きさで形成され、連結部７３の一端に一体に形成されている。
弁部７１は、抜け止め部７２側に対向する側に、その表面が球面状（すなわち、連結部７３の中心線を延長させた仮想線上に中心を持つ球面の一部分）に形成された当接部７１ａを有している。なお、本実施形態では、弁部７１全体が球状に形成されている。

抜け止め部７２は、図３や図４に示すように、貫通孔６２を通過できない大きさで形成され、前後方向に沿って貫通形成された取付孔７２ａ内に対して連結部７３を圧入嵌合やネジ止め等を行うことによって、連結部７３の他端に取り付けられ固定されている。

抜け止め部７２は、図３や図４に示すように、弁部７１側に対向する第１部分７２ｂと、弁部７１側に対向しない第２部分７２ｅとを有している。

抜け止め部７２の第１部分７２ｂは、図４に示すように、シート本体部６１に当接可能な当接部７２ｃと、当接部７２ｃがシート本体部６１に当接した状態で、オイル供給路３３と貫通孔６２とを連通させる連通部７２ｄとを有している。
連通部７２ｄは、周方向に等角度間隔で複数箇所（本実施形態の場合は２箇所）で、切り欠き状に形成され、また、当接部７２ｃは、周方向に等角度間隔で複数箇所（本実施形態の場合は２箇所）に形成されている。
各当接部７２ｃの当接面は、球面状（すなわち、連結部７３の中心線を延長させた仮想線上に中心を持つ球面の一部分）に形成されている。

抜け止め部７２の第２部分７２ｅは、図４に示すように、半球状（または、ほぼ半球状）に形成され、第２部分７２ｅの表面は、球面状（すなわち、連結部７３の中心線を延長させた仮想線上に中心を持つ球面の一部分）に形成されている。

次に、本実施形態のテンショナ１０におけるチェックバルブ５０の動作について、以下に説明する。

まず、圧油室１１内の高圧状態が維持されている時には、図５（ａ）に示すように、圧油室１１内の圧力によってバルブ部材７０がオイル供給路３３側に向けて付勢され、弁部７１の当接面７１ａが貫通孔６２の周縁部に環状かつ線接触状に当接して、圧油室１１側からオイル供給路３３側へのオイルの流出が阻止される。

また、チェーンＣＨによるプランジャ２０の後方側への押し付けが無くなった場合等、圧油室１１内が負圧状態となった時には、図５（ｂ）や図５（ｃ）に示すように、バルブ部材７０は、圧油室１１側に引き込まれて移動し、チェックバルブ５０は開弁することになる。
この際、各当接部７２ｃの当接面が貫通孔６２の周縁部に線接触状に当接し、連通部７２ｄによってシート部材６０およびバルブ部材７０の間に形成された間隙を通して、オイル供給路３３側から圧油室１１側へのオイルの流入が許容される。

次に、本発明の第２実施形態に係るテンショナ１０について、図６に基づいて説明する。ここで、第２実施形態では、一部構成については、前述した第１実施形態と全く同じである。そのため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

まず、第２実施形態のテンショナ１０では、図６に示すように、チェックバルブ５０がプランジャ穴２１内に設置され、これにより、ハウジング３０およびプランジャ２０の間に形成された内側空間が、後方側の圧油室１１および前方側の貯油室１２に区画される。

また、プランジャ２０は、その外周面に形成された連通調整溝２２と、連通調整溝２２から貯油室１２内にオイルを供給するプランジャ油供給孔２３とを有し、また、ハウジング３０は、ハウジング３０の外周面から内周面まで貫通し、連通調整溝２２にオイルを供給するハウジング油供給孔（図示しない）を有している。

これら、貯油室１２、連通調整溝２２、プランジャ油供給孔２３、および、ハウジング油供給孔（図示しない）は、ハウジング３０の外部から圧油室１１にオイルを供給するオイル供給路として機能する。

なお、上述した連通調整溝２２は、プランジャ２０の外周面またはプランジャ収容穴３１の内周面の少なくとも一方に形成すればよい。

また、第２実施形態のテンショナ１０では、図６に示すように、プランジャ穴２１の内壁部に段差部２４が形成されており、この段差部２４によってシート部材６０の前方側への移動が規制される。この段差部２４を設けることにより、その一端がプランジャ収容穴３１の底部に当接して配置されるとともにその他端がシート部材６０に当接して配置されたコイルばね４０の付勢力によって、チェックバルブ５０が前方側に動いてしまうことを防止できる。

また、第２実施形態では、図６に示すように、シート本体部６１の前面の外周側は、プランジャ収容穴３１の内壁（段差部２４）に密着し、また、シート本体部６１の外周面は、プランジャ収容穴３１の内周面に密着した状態で、シート本体部６１は固定されている。

また、第２実施形態のテンショナ１０では、チェックバルブ５０の配置の向きが第１実施形態とは逆になっており、すなわち、弁部７１が後方側を向くとともに抜け止め部７２側が前方側に向くように、チェックバルブ５０が配置されている。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、テンショナが自動車エンジン用のタイミングシステムに組み込まれるものとして説明したが、テンショナの具体的用途はこれに限定されない。
また、上述した実施形態では、テンショナがテンショナレバーを介して伝動チェーンに張力を付与するものとして説明したが、プランジャの先端で直接的に伝動チェーンの摺動案内を行い、伝動チェーンに張力を付与するようにしてもよい。
さらに、伝動チェーンによる伝動機構に限らず、ベルト、ロープ等の類似の伝動機構に適用されてもよく、長尺物に張力を付与することが求められる用途であれば、種々の産業分野において利用可能である。
また、上述した実施形態では、プランジャを収容するハウジングが、エンジンブロック等に取り付けられる所謂ハウジングであるものとして説明したが、ハウジングの具体的態様は、上記に限定されず、ハウジングに形成されたボディ穴内に挿入される円筒状の所謂スリーブであってもよい。
また、上述した実施形態では、バルブ部材が、弁部および連結部として機能する部品と、抜け止め部として機能する部品の２部品から構成されているものとして説明したが、バルブ部材の具体的態様はこれに限定されず、例えば、弁部として機能する部品と、抜け止め部および連結部として機能する部品の２部品からバルブ部材を構成してもよい。また、弁部として機能する部品と、抜け止め部として機能する部品と、連結部として機能する部品の３部品からバルブ部材を構成してもよく、また、バルブ部材を１部品として構成してもよい。
また、上述した実施形態では、弁部が球状に形成されているものとして説明したが、弁部の具体的態様については、バルブ部材がオイル供給路側に移動した際に、シート部材の貫通孔の縁部に接触して、圧油室１１側からオイル供給路３３側へのオイルの流出を防止するものであれば、如何なるものでもよい。なお、弁部のシート部材に対向する側の表面については、球面状（球面の一部）に形成することが好ましい。
また、上述した実施形態では、シート部材が単一部材として構成されているものとして説明したが、シート部材の具体的態様はこれに限定されず、例えば、図７に示すように、２部品からシート部材を構成してもよく、この場合、２部品６１Ａ、６１Ｂ間の境界部に貫通孔を形成すればよいため、バルブ部材を単一部品として構成することもできる。
また、上述した実施形態では、抜け止め部の連通部が切り欠き状に形成されるものとして説明したが、連通部の具体的態様は、当接部がシート本体部に当接した状態で、オイル供給路と貫通孔とを連通させるものであれば、如何なるものでもよく、例えば、抜け止め部を貫通する孔状に連通部を形成してもよい。

１０ ・・・ テンショナ
１１ ・・・ 圧油室
１２ ・・・ 貯油室（オイル供給路）
２０ ・・・ プランジャ
２１ ・・・ プランジャ穴
２２ ・・・ 連通調整溝（オイル供給路）
２３ ・・・ プランジャ油供給孔（オイル供給路）
２４ ・・・ 段差部
３０ ・・・ ハウジング
３１ ・・・ プランジャ収容穴
３２ ・・・ 小径穴
３３ ・・・ ハウジング孔（オイル供給路）
４０ ・・・ コイルばね（付勢手段）
５０ ・・・ チェックバルブ
６０ ・・・ シート部材
６１ ・・・ シート本体部
６２ ・・・ 貫通孔
７０ ・・・ バルブ部材
７１ ・・・ 弁部
７１ａ ・・・ 当接部
７２ ・・・ 抜け止め部
７２ａ ・・・ 取付孔
７２ｂ ・・・ 第１部分
７２ｃ ・・・ 当接部
７２ｅ ・・・ 第２部分
７２ｄ ・・・ 連通部
７３ ・・・ 連結部
ＣＨ ・・・ 伝動チェーン
Ｇ ・・・ テンショナレバー
Ｓ１〜Ｓ３ ・・・ スプロケット

Claims (6)

1. 後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャと、前記プランジャを収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジングと、前記プランジャおよび前記プランジャ収容穴の間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されて前記プランジャを前方側に向けて付勢する付勢手段と、前記ハウジングの外部から前記圧油室内にオイルを供給するためのオイル供給路と、前記オイル供給路側から前記圧油室側へのオイルの流入を許容するとともに前記圧油室側から前記オイル供給路側へのオイルの流出を防止するチェックバルブとを備えたテンショナであって、
   前記チェックバルブは、シート部材と、バルブ部材とを有し、
   前記シート部材は、シート本体部と、前記シート本体部に形成され、前記圧油室側から前記オイル供給路側に貫通する貫通孔とを有し、
   前記バルブ部材は、前記シート本体部の前記圧油室側に配置され、前記貫通孔の周縁部に密着した状態で着座可能な弁部と、前記シート本体部の前記オイル供給路側に配置される抜け止め部と、前記貫通孔に挿入され前記弁部および前記抜け止め部を連結する連結部とを有していることを特徴とするテンショナ。
2. 前記抜け止め部は、前記弁部側に対向する第１部分と、前記弁部側に対向しない第２部分とを有し、
   前記第１部分は、前記シート本体部に当接可能な当接部と、前記当接部が前記シート本体部に当接した状態で、前記オイル供給路と前記貫通孔とを連通させる連通部とを有していることを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
3. 前記貫通孔は、丸孔状に形成され、
   前記貫通孔の前記オイル供給路側の周縁部は、凸状のＲ部状に形成され、
   前記当接部の当接面は、球面状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のテンショナ。
4. 前記第２部分の表面は、球面状に形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のテンショナ。
5. 前記弁部は、前記連結部と一体に形成され、
   前記抜け止め部は、前記連結部と別体に形成され、前記連結部に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のテンショナ。
6. 前記ハウジングは、前記プランジャ収容穴よりも小径に形成された小径穴を有し、
   前記抜け止め部の少なくとも一部は、前記小径穴内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のテンショナ。

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