JP2019015361A - テンショナ - Google Patents

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Abstract

【課題】簡素な構成で、テンショナの為の設置スペースの縮小や、製造負担の低減を実現するテンショナを提供すること。【解決手段】プランジャ20と、ハウジング30と、スプリング50と、プランジャ20の前方側への突出を係止する係止機構60とを備え、係止機構60が、第1係止部材70および第2係止部材80を有し、第1係止部材70が、スプリング50の第1端部51の第1の側に配置される第1ばね押え部71と、被規制部73とを有し、第2係止部材80が、スプリング50の第2端部52の第2の側に配置される第2ばね押え部81と、被規制部73の第1の側への移動を規制する移動規制部85とを有し、被規制部73および移動規制部85が、解除可能に係合するように構成されているテンショナ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10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およびハウジング530の間に形成される圧油室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スプリング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)。
このようなテンショナ510では、チェーン等に対して設置する前の状態では、プランジャ520の前方側への突出を係止する必要があり、プランジャ520の前方側への突出を係止する係止機構を設ける必要がある。
このような係止機構としては、図10に示すように、ハウジング530に支持されたラチェットピン561を介して揺動可能な状態でハウジング530に取り付けられ、プランジャ520に係合可能なラチェット562と、ラチェットピン561の一端に固定されたストッパレバー563と、ストッパレバー563およびハウジング530に挿入され、ストッパレバー563の回動を阻止することでラチェット562の揺動を阻止するストッパピン564とから成る係止機構が広く用いられている。
また、係止機構の他の例としては、図11に示すように、ハウジング530に固定された支点ピン565によって軸支された突出防止フック566を、プランジャ520に固定された係止ピン567に係合させることで、プランジャ520の前方側への突出を係止する機構も知られている(例えば、特許文献2を参照)。
特開2004−44749号公報 特開2003−35343号公報
ところが、図10や図11に示すテンショナでは、係止機構の各構成部品をハウジングの外部に配置していることから、これら構成部品とエンジンブロックやフロントケース等の周辺物との干渉を回避するために、テンショナ510の為の設置スペースを広く確保しなければならないという問題がある。
また、図10や図11に示すテンショナでは、プランジャやハウジングに追加部材を固定する等の加工を施す必要があるため、テンショナの製造負担が増加するという問題があった。
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、テンショナの為の設置スペースの縮小や、製造負担の低減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スプリングと、前記プランジャの前方側への突出を係止する係止機構とを備えたテンショナであって、前記スプリングは、前後方向における第1の側に配置される第1端部と、前後方向における第2の側に配置される第2端部とを有し、前記係止機構は、第1係止部材および第2係止部材を有し、前記第1係止部材は、前記スプリングの前記第1端部の第1の側に配置される第1ばね押え部と、被規制部とを有し、前記第2係止部材は、前記スプリングの前記第2端部の第2の側に配置される第2ばね押え部と、前記被規制部の第1の側への移動を規制する移動規制部とを有し、前記被規制部および前記移動規制部は、解除可能に係合するように構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項1に係る発明によれば、第1係止部材が、スプリングの第1端部の第1の側に配置される第1ばね押え部と、被規制部とを有し、第2係止部材が、スプリングの第2端部の第2の側に配置される第2ばね押え部と、被規制部の第1の側への移動を規制する移動規制部とを有し、被規制部および移動規制部が、解除可能に係合するように構成されていることにより、第1係止部材および第2係止部材が圧油室内に設置され、テンショナの外部に係止部材を設置する必要がないため、エンジンブロック等の周辺物と係止部材との干渉を回避でき、これにより、テンショナの為の設置スペースを縮小することができる。
また、第1係止部材および第2係止部材を圧油室内に設置することにより、プランジャやハウジングに加工を施す必要がないため、テンショナの製造負担の増加を回避することができる。
また、スプリングに対して第1係止部材および第2係止部材を取り付けた後は、これらを1つのユニットとして取り扱うことが可能であるため、テンショナの組立設備の構造を簡素化することができ、テンショナの組み立てに係る負担を低減することができる。
また、圧油室内に第1係止部材および第2係止部材を設置することにより、圧油室内の容積を低減することが可能であるため、少ないオイル量で圧油室内の高圧状態を維持することができる。
本請求項2に係る発明によれば、第2係止部材が、移動規制部の第2の側に対向して形成された解除用カム部を有し、解除用カム部が、第1係止部材および第2係止部材を相対的に接近させた時に、移動規制部によって係止されない開放位置に向けて、被規制部を周方向に誘導するように形成されている。これにより、プランジャを後方側に向けて移動させることで、第1係止部材および第2係止部材を相対的に接近させて、移動規制部に対する被規制部の係合を解除することが可能であるため、テンショナの設置時に、テンショナレバー等によってプランジャが後方側に押されることを利用して、プランジャの係止を簡単に解除することができ、また、プランジャの係止の解除し忘れを防止できる。
本請求項3に係る発明によれば、移動規制部が、第1係止部材および第2係止部材が相対的に離間する時に、移動規制部によって移動規制される規制位置に向けて被規制部を誘導するカム形状を有している。これにより、スプリングに対して第1係止部材および第2係止部材を取り付ける時には、第1ばね押え部および第2ばね押え部によってスプリングを挟んだ状態で、第1係止部材および第2係止部材を接近させて移動規制部に対して被規制部を係合させた後、スプリングの圧縮を解除することで、スプリングのばね力によって第1係止部材および第2係止部材が互いに離間するため、簡単な操作で、被規制部を規制位置に確実に設置することができる。
本請求項4に係る発明によれば、被規制部および移動規制部が、スプリングの内周側に配置されていることにより、スプリングの内周側のスペースを利用して第1係止部材および第2係止部材を配置することが可能であるため、スプリングの径を大きく確保しつつ、圧油室が大きくなることを回避できる。
本請求項5に係る発明によれば、第1係止部材が、被規制部が形成されたピン部を有し、第2係止部材が、移動規制部が形成された筒状部を有し、ピン部が、筒状部内に挿入されていることにより、簡素な構成で、第1係止部材および第2係止部材の相対的な姿勢を良好に維持することができる。
本請求項6に係る発明によれば、第2係止部材の筒状部に形成されたスリット部によって、移動規制部や解除用カム部を構成することにより、簡素な構成で、被規制部および第1係止部材の動きを良好かつ確実に制御することができる。
本請求項7に係る発明によれば、筒状部内の第2の側に、チェックバルブユニットの少なくとも一部が収容されていることにより、スプリング、第1係止部材、第2係止部材に加えて、チェックバルブユニットについても、1つのユニットとして取り扱うことが可能であるため、テンショナの組み付けに係る負担を低減することができる。
本発明の第1実施形態に係る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。 テンショナを示す説明図。 スプリングおよび係止機構を示す斜視図。 スプリングおよび係止機構を示す分解斜視図。 係止機構の動作説明図。 本発明の第2実施形態に係るテンショナを示す断面図。 スプリングおよび係止機構を示す斜視図。 スプリングおよび係止機構を示す分解斜視図。 チェックバルブユニットを示す分解斜視図。 従来のテンショナを示す斜視図。 他の従来のテンショナを示す説明図。
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、テンショナ10は、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、図1に示すように、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を収容する前方側に開口したプランジャ収容穴31を有するハウジング30と、ハウジング30の底部32側に配置されるチェックバルブユニット40と、プランジャ20およびプランジャ収容穴31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コイルばね状のスプリング50と、プランジャ20の前方側への突出を一時的に係止する係止機構60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、後方側に形成された底部32と、底部32に形成されてハウジング30の外壁からプランジャ収容穴31まで貫通するオイル供給孔33とを有している。
チェックバルブユニット40は、オイル供給孔33を通じた外部から圧油室11へのオイルの流入を許容するとともに、オイル供給孔33からのオイルの流出を防止するものである。
チェックバルブユニット40は、図2に示すように、ボールシート41と、ボールシート41に密着可能に着座する球状のチェックボール42と、チェックボール42の前方に配置されチェックボール42の移動を規制するリテーナ43と、チェックボール42をボールシート41側に向けて付勢するボールスプリング44とから構成されている。ボールスプリング44は、設けなくてもよい。
スプリング50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)の後方側に配置されるとともに、その他端がチェックバルブユニット40(リテーナ43)の前方側に配置されている。スプリング50は、前後方向における第1の側(本実施形態では前方側)に配置される第1端部51と、前後方向における第2の側(本実施形態では後方側)に配置される第2端部52とを有している。
係止機構60は、スプリング50を前後方向に圧縮させた状態を維持することで、プランジャ20の前方側への突出を一時的に係止するものであり、図2〜図4に示すように、合成樹脂や金属等から成る第1係止部材70および第2係止部材80から構成されている。
第1係止部材70は、図2〜図4に示すように、スプリング50の第1端部51の第1の側(本実施形態では前方)に配置される円板状の第1ばね押え部71と、第1ばね押え部71から第2の側に向けて延びた円柱状のピン部72と、ピン部72の外周面に突起状に形成された円柱状の被規制部73とを一体に有している。
第1ばね押え部71は、プランジャ穴21の底部に当接して配置される。
第2係止部材80は、図2〜図4に示すように、スプリング50の第2端部52の第2の側(本実施形態では後方)に配置される円環状の第2ばね押え部81と、第2ばね押え部81から第1の側に向けて延びた円筒状の筒状部82とを一体に有している。
第2ばね押え部81は、チェックバルブユニット40(リテーナ43)に当接して配置される。また、第2ばね押え部81は、筒状部82の外周面よりも外周側に位置している。
第2ばね押え部81の中央には、前後方向に貫通する孔(図示しない)が形成されており、当該孔および筒状部82の中空部を通じて、オイル供給孔33およびチェックバルブユニット40を通してハウジング30の外部から供給されたオイルが、圧油室11内に供給される。
筒状部82には、図4に示すように、筒状部82の第1の側の端縁から第2の側に向けて前後方向に沿って延びる通過スリット部83と、通過スリット部83に連続して形成された移動規制スリット部84とが形成されている。
通過スリット部83は、図4に示すように、筒状部82の外周面から内周面に貫通して形成され、また、被規制部73を通過させることが可能な所定の幅で形成されている。また、通過スリット部83の第1の側の部分は、第1の側に向けて幅が広がるようにテーパ状に形成されている。
移動規制スリット部84は、図4に示すように、通過スリット部83の第2の側(後方)の端部から、通過スリット部83から離れるに従って第1の側(前方)に寄るように、周方向および前後方向に対して斜めに延びている。
移動規制スリット部84は、筒状部82の外周面から内周面に貫通して形成され、また、被規制部73を通過および収容させることが可能な所定の幅で形成されている。
移動規制スリット部84の第1の側の内縁は、図4に示すように、第1係止部材70の被規制部73の第1の側への移動を規制する移動規制部85として機能する。
この移動規制部85は、第1係止部材70および第2係止部材80が相対的に離間する時に、移動規制部85によって移動規制される規制位置に向けて被規制部73を誘導するカム形状を有している。
具体的には、移動規制部85は、図4に示すように、通過スリット部83から離れるに従って第1の側(前方)に寄るように、周方向および前後方向に対して斜めに延び、これにより、スプリング50のばね力によって第1係止部材70および第2係止部材80が相対的に離間しようとした時に、被規制部73を、移動規制スリット部84の奥側の規制位置に向けて誘導するように構成されている。
このように、被規制部73および移動規制部85は、解除可能に係合するように構成されている。
また、前後方向において移動規制部85に対向する移動規制スリット部84の第2の側の内縁は、解除用カム部86として機能する。
この解除用カム部86は、第1係止部材70および第2係止部材80を相対的に接近させた時に、移動規制部85によって係止されない開放位置に向けて、被規制部73を周方向に誘導するように形成されている。
具体的には、解除用カム部86は、通過スリット部83から離れるに従って第1の側(前方)に寄るように、周方向および前後方向に対して斜めに延び、これにより、第1係止部材70および第2係止部材80を相対的に接近させた時に、被規制部73を、通過スリット部83の第2の側の端部位置である開放位置に誘導するように構成されている。
次に、スプリング50に対する第1係止部材70および第2係止部材80の取り付け手順を以下に説明する。
まず、図5(c)に示すように、第2端部52側からスプリング50内に、第2係止部材80の筒状部82を挿入するとともに、第1端部51側からスプリング50内に、第1係止部材70のピン部72を挿入する。
次に、第1係止部材70の第1ばね押え部71および第2係止部材80の第2ばね押え部81によってスプリング50を挟み込んだ状態で、スプリング50を圧縮させつつ、第1係止部材70および第2係止部材80を前後方向に接近させ、被規制部73を通過スリット部83内に配置させながら、ピン部72を筒状部82内に第1の側から挿入する。
次に、図5(b)に示すように、通過スリット部83の第2の側の端部付近に被規制部73が来るまで、第1ばね押え部71および第2ばね押え部81を接近させた後、第1係止部材70および第2係止部材80を相対的に回転させることで、被規制部73を移動規制スリット部84内に配置する。
次に、スプリング50の圧縮を解除すると、スプリング50が弾性復帰して伸長し、第1係止部材70および第2係止部材80が相対的に離間し、図5(a)に示すように、被規制部73が移動規制部85によって移動規制スリット部84の奥側の規制位置に向けて誘導される。なお、この際、第1係止部材70および第2係止部材80は相対的に回転する。
そして、この後は、被規制部73と移動規制部85との係合によって第1係止部材70および第2係止部材80の前後方向における相対的な位置関係は固定されるため、スプリング50が圧縮された状態が維持され、また、スプリング50、第1係止部材70、および第2係止部材80を1つのユニットとして取り扱うことができる。
次に、係止機構60によるプランジャ20の突出の係止の解除方法について、以下に説明する。
まず、図5(a)に示すように、スプリング50が圧縮された状態の、スプリング50と第1係止部材70と第2係止部材80とから成るユニットを圧油室11内に配置した状態で、図1に示すように、テンショナ10を所定位置に設置する。
この際、テンショナレバーGによってプランジャ20が後方側に向けて押され、第1係止部材70および第2係止部材80が相対的に接近し、被規制部73が、解除用カム部86によって通過スリット部83の第2の側の端部位置である開放位置に誘導され、言い換えると、被規制部73および移動規制部85の係合が自動的に解除される。なお、この際、第1係止部材70および第2係止部材80は相対的に回転する。
次に、後方側へのプランジャ20の押し込みを止めると、スプリング50が弾性復帰して伸長し、プランジャ20がスプリング50によって押されて、前方側に向けて突出する。
なお、このスプリング50の伸長時には、第1ばね押え部71(第1係止部材70)は、スプリング50の第1端部51によって回転方向への力を受ける(本実施形態のように、スプリング50が左巻きの場合、上方から見た場合に時計回りに力を受ける)ことがあるが、この第1係止部材70が受ける回転方向の力によって被規制部73が移動規制スリット部84内に再び入らないように、通過スリット部83に対する移動規制スリット部84の配置が設定されている(本実施形態の場合、上方から見た場合に、移動規制スリット部84が、通過スリット部83の時計回りにおける後方側に配置されている)。
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6〜9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ため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。
第2実施形態においては、図8に示すように、第2係止部材80の筒状部82内の第2の側(本実施形態では後方側)、および、第2ばね押え部81の中央に形成された孔(図示しない)内には、チェックバルブユニット40の少なくとも一部(本実施形態の場合には、チェックバルブユニット40の全体)が収容されている。
これにより、スプリング50、第1係止部材70、第2係止部材80に加えて、チェックバルブユニット40についても、1つのユニットとして取り扱うことができる。
なお、第2係止部材80に対してチェックバルブユニット40を固定してもよく、また、第2係止部材80内にチェックバルブユニット40を収容するだけで、第2係止部材80に対してチェックバルブユニット40を固定しなくてもよい。
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テンショナボディ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、テンショナボディ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、第1係止部材が前方側に配置され、第2係止部材が後方側に配置されるものとして説明したが、第1係止部材を後方側に配置し、第1係止部材を前方側に配置してもよい。
また、上述した実施形態では、第1係止部材および第2係止部材を解除可能に係合させる手法として、第1係止部材の被規制部、第2係止部材の移動規制部および解除用カム部を利用するものとして説明したが、第1係止部材および第2係止部材を解除可能に係合させる手法は上記に限定されず、如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、第1係止部材がピン部を有するものとして説明したが、第1係止部材の具体的態様はこれに限定されず、例えば、第1係止部材に、第1ばね押え部から第2の側に向けて延びる筒状部を形成し、当該筒状部を第2係止部材の筒状部の内周側または外周側に配置してもよい。
また、上述した実施形態では、第1係止部材の被規制部や第2係止部材の移動規制部(および解除用カム部)を、スプリングの内周側に配置するものとして説明したが、これら被規制部や移動規制部(および解除用カム部)をスプリングの外周側に配置してもよい。
10 ・・・ テンショナ
11 ・・・ 圧油室
20 ・・・ プランジャ
21 ・・・ プランジャ穴
30 ・・・ ハウジング
31 ・・・ プランジャ収容穴
32 ・・・ 底部
33 ・・・ オイル供給孔
40 ・・・ チェックバルブユニット
41 ・・・ ボールシート
42 ・・・ チェックボール
43 ・・・ リテーナ
44 ・・・ ボールスプリング
50 ・・・ スプリング
51 ・・・ 第1端部
52 ・・・ 第2端部
60 ・・・ 係止機構
70 ・・・ 第1係止部材
71 ・・・ 第1ばね押え部
72 ・・・ ピン部
73 ・・・ 被規制部
80 ・・・ 第2係止部材
81 ・・・ 第2ばね押え部
82 ・・・ 筒状部
83 ・・・ 通過スリット部
84 ・・・ 移動規制スリット部
85 ・・・ 移動規制部
86 ・・・ 解除用カム部
S1〜S3 ・・・スプロケット
CH ・・・伝動チェーン
G ・・・テンショナレバー

Claims (7)

  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スプリングと、前記プランジャの前方側への突出を係止する係止機構とを備えたテンショナであって、
    前記スプリングは、前後方向における第1の側に配置される第1端部と、前後方向における第2の側に配置される第2端部とを有し、
    前記係止機構は、第1係止部材および第2係止部材を有し、
    前記第1係止部材は、前記スプリングの前記第1端部の第1の側に配置される第1ばね押え部と、被規制部とを有し、
    前記第2係止部材は、前記スプリングの前記第2端部の第2の側に配置される第2ばね押え部と、前記被規制部の第1の側への移動を規制する移動規制部とを有し、
    前記被規制部および前記移動規制部は、解除可能に係合するように構成されていることを特徴とするテンショナ。
  2. 前記第2係止部材は、前記移動規制部の第2の側に対向して形成された解除用カム部を有し、
    前記解除用カム部は、前記第1係止部材および前記第2係止部材を相対的に接近させた時に、前記移動規制部によって係止されない開放位置に向けて、前記被規制部を周方向に誘導するように形成され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. 前記移動規制部は、前記第1係止部材および前記第2係止部材が相対的に離間する時に、前記移動規制部によって移動規制される規制位置に向けて前記被規制部を誘導するカム形状を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のテンショナ。
  4. 前記被規制部および前記移動規制部は、前記スプリングの内周側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3のいずれかに記載のテンショナ。
  5. 前記第1係止部材は、前記第1ばね押え部から第2の側に向けて延び、前記被規制部が形成されたピン部を有し、
    前記第2係止部材は、前記第2ばね押え部から第1の側に向けて延び、前記移動規制部が形成された筒状部を有し、
    前記ピン部は、前記筒状部内に挿入されていることを特徴とする請求項4に記載のテンショナ。
  6. 前記被規制部は、前記ピン部の外周面に突起状に形成され、
    前記筒状部は、前記筒状部の第1の側の端縁から第2の側に向けて延びる通過スリット部と、前記通過スリット部に連続して形成された移動規制スリット部とを有し、
    前記移動規制スリット部の第1の側の内縁が、前記移動規制部として機能し、
    前記移動規制スリット部の第2の側の内縁が、解除用カム部として機能することを特徴とする請求項5に記載のテンショナ。
  7. 前記筒状部内の第2の側には、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のオイルの流出を防止するチェックバルブユニットの少なくとも一部が収容されていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のテンショナ。
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