JP2024060841A - テンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、圧油室内のオイル圧を適正に維持することが可能であり、加工負担や組付負担を低減することが可能なテンショナを提供すること。【解決手段】リリーフ機構１５０を備えたテンショナ１００であって、リリーフ機構１５０は、オリフィスを形成するように構成されたオイル通路１６０を有し、プランジャ１１０に圧入可能となるようにカップ状に形成されたオリフィス部材１５１を備え、オリフィス部材１５１は、平面円形状の端壁部１５２の周縁から後方に向かって延びる周壁部１５５に、後方側に向かって延びるように設けられ周壁部１５５を径方向外方に湾曲状に膨出させた膨出部１５７を有し、膨出部１５７は、プランジャ１１０に対する圧入前の状態で、軸方向からの平面視においてオリフィス部材１５１の外接円の直径がプランジャ１１０の内径より大きくなるように構成される。【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。

従来から、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いる。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な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テンショナとして、例えば図１２に示すように、後方側に開口したプランジャ穴２１１を有すると共にプランジャ穴２１１の前方側の天面に開口するよう設けられ外部空間と連通する外部リリーフ孔２１５を有するプランジャ２１０と、プランジャ２１０を収容する前方側に開口したプランジャ収容穴２２１を有するハウジング２２０と、プランジャ穴２１１及びプランジャ収容穴２２１の間に形成される圧油室２２５に伸縮自在に収納されてプランジャ２１０を前方側に向けて付勢するメイン付勢手段２４０と、プランジャ穴２１１の前方側の天面に当接する一面にオリフィス溝２５３が設けられると共に一面と圧油室２２５側の他面とを連通する連通部２６１を有するオリフィス部材２５１と、を備えたテンショナ２００が知られている（例えば特許文献１参照。）。
特許文献１に記載のテンショナ２００では、オリフィス部材２５１がプランジャ穴２１１に圧入されてプランジャ穴２１１の前方側の天面に当接された状態で固定されることで、圧油室２２５と外部空間とを連通させるオリフィスを形成するオイル通路が構成されており、圧油室２２５内のオイル圧が高まった時に圧油室２２５のオイルがプランジャ２１０の外部にリリーフされるようになっている。

特許第６９８２２４３号公報

而して、特許文献１に記載のテンショナ２００では、変形嵌合部２５９をオリフィス部材２５１に設け、オリフィス部材２５１をプランジャ２１０に圧入して変形嵌合部２５９を変形させることで、オリフィス部材２５１をプランジャ穴２１１の内周面に嵌合させる構成とされている。
しかしながら、このような構成のテンショナ２００においては、変形嵌合部２５９の形状的な理由から、応力集中や大きな変形が発生しやすく、締め代に対して圧入力が不安定となりやすい。このため、テンショナ組立時にオリフィス部材２５１が脱落したりオリフィス部材２５１の圧入時に変形嵌合部２５９が破損したりするといった問題が生ずるおそれがあった。
このような不具合が生ずることを防止するためには、オリフィス部材２５１の外径やプランジャ穴２１１の内径を高精度に仕上げて締め代を精度よく管理する必要があり、加工負担や組付け負担が増大することとなる。

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、圧油室内のオイル圧を適正に維持することが可能であり、加工負担や組付負担を低減することが可能な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と共に前記プランジャ穴の前方側の天面に開口して外部空間と連通する外部リリーフ孔を有するプランジャと、前記プランジャを摺動可能に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メイン付勢手段と、前記圧油室内のオイル圧が高まった時に前記圧油室内のオイルを前記プランジャ外にリリーフするリリーフ機構とを備えたテンショナであって、前記リリーフ機構は、オリフィスを形成するように構成され前記圧油室を前記外部リリーフ孔と連通するオイル通路を有するオリフィス部材を備え、前記オリフィス部材は、前記プランジャ穴に圧入可能となるようにカップ状に形成され、平面円形状の端壁部と、前記端壁部の周縁から後方に向かって延びる周壁部とを有し、前記周壁部には、後方側に向かって延びるように設けられ前記周壁部を径方向外方に湾曲状に膨出させた膨出部を有し、前記膨出部を、前記プランジャに対する圧入前の状態で、軸方向からの平面視において前記オリフィス部材の外接円の直径が前記プランジャの内径より大きくなるように構成することにより、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、オリフィス部材をプランジャ内に配置するという簡素な構造で、圧油室内のオイル圧を適切に維持することが可能である。
しかも、オリフィス部材がカップ状に形成され周壁が環状で周方向に連続した状態となっているために、オリフィス部材を高い剛性を有するものとして構成することができ、プランジャ穴に対する十分な圧入力が得られる。また、周壁部が環状で周方向に連続しているため、オリフィス部材をプランジャに圧入すると、膨出部が縮径するように変形すると共に膨出部以外の部分が拡径するように変形する。このため、比較的大きな締め代を吸収することできるとともに、締め代の変化に対して圧入力の変化を小さく抑制して安定させることができる。従って、オリフィス部材の圧入時に、応力集中や大きな変形が生ずることがないので、バリや破損が生ずることを回避することが可能となると共に、圧入後にオリフィス部材が脱落するといった問題が生ずることを回避することが可能となり、組付け負担の軽減を図ることが可能となる。
さらに、締め代公差レンジを大幅に拡大することができるため、テンショナの組立時の自由度および設計の自由度を高くすることが可能となると共に、プランジャの内径の加工レス化を図ることができ加工負担を低減することが可能となり、コスト的にも有利に製造することが可能となる。

本請求項２に係る発明によれば、周方向に離間する少なくとも３つの膨出部がプランジャの内周面に圧接してオリフィス部材の位置決めをするので、オリフィス部材を適正な姿勢で固定することが可能となる。

本請求項３に係る発明によれば、オリフィスを形成するオイル通路の設計の自由度を高くすることが可能となると共にオリフィスの長さのバラツキによる油流出量のバラツキが生ずることを回避することが可能となるので、圧油室内のオイル圧を確実に適切な状態に維持することができる。

本請求項４に係る発明によれば、経時変化・劣化による圧入力低下を防ぐことができるため、オリフィス部材が脱落することを一層確実に防止することが可能となる。また、例えばプレス成型のみで製造可能であるため、コスト的に有利に大量生産することが可能である。
さらにまた、金属の塑性変形を利用して、プランジャ穴の前方側の天面とオリフィス部材の端壁部の前面とを密着させてシールすることで、プランジャ穴の天面の加工精度が低い場合であってもシール可能となり、この点においても、コストダウンを図ることが可能となる。

本発明のテンショナを組み込んだタイミングシステムの一例を示す説明図である。 本発明のテンショナの一構成例を示す、プランジャの中心軸に沿った断面図である。 図２に示すテンショナにおけるオリフィス部材の構成を示す、前面側から見た斜視図である。 図３に示すオリフィス部材の後面側から見た斜視図である。 図３に示すオリフィス部材の後面側から見た平面図である。 図２に示すテンショナにおけるオリフィス部材配置空間が形成された軸方向位置においてプランジャの中心軸と直交する平面で切った軸方向後方側から見た径方向断面図である。 図２に示すテンショナにおけるプランジャの中心軸に沿った断面図であって、図２とは異なる断面の一部を示す図である。 オリフィス部材をプランジャに圧入したときのオリフィス部材の変形の状態を概略的に示す図である。 オリフィス部材の他の構成例を示す、前面側から見た斜視図である。 オリフィス部材のさらに他の構成例を示す、前面側から見た斜視図である。 オリフィス部材のさらに他の構成例を示す、端壁部に直交する平面で切った断面斜視図である。 従来におけるテンショナの一構成例を示す、プランジャの中心軸に沿った断面図である。

以下に、本発明のテンショナについて、図面に基づいて説明する。
本発明のテンショナは、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。具体的には、図１に示すように、テンショナ１００は、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するように、図示しないエンジンブロックに取り付けられる。

テンショナ１００は、図２に示すように、プランジャ１１０と、ハウジング１２０と、メイン付勢手段１４０と、リリーフ機構１５０とを備えている。

プランジャ１１０は、円筒形状に構成されており、後方側に開口したプランジャ穴１１１を有すると共にプランジャ穴１１１の前方側の天面に開口して外部空間と連通する外部リリーフ孔１１５を有する。
本実施例においては、プランジャ穴１１１は、前方側に向かって順次内径が小さくなるように連続する３つの円柱状空間により構成されており、最も小さい内径を有する前方側の空間がオリフィス部材配置空間１１２とされている。
外部リリーフ孔１１５は、例えばプランジャ１１０の中心軸上において軸方向に直線状に延びるように形成されている。

ハウジング１２０は、プランジャ１１０を摺動可能に収容する前方側に開口したプランジャ収容穴１２１を有する。プランジャ１１０はその開放端側からプランジャ収容穴１２１内に挿入されて配置されており、プランジャ穴１１１およびプランジャ収容穴１２１の間、すなわちプランジャ穴１１１の内部空間とプランジャ収容穴１２１の内部空間とによって圧油室１２５が形成されている。

ハウジング１２０内の底部側には、オイル供給孔１２６を通じて外部から圧油室１２５へのオイルの流入を許容するとともに、オイル供給孔１２６からのオイルの流出を防止する逆止弁を構成するチェックバルブ１３０が配置されている。
チェックバルブ１３０は、プランジャ収容穴１２１の底部に密着して配置されたボールシート１３１と、ボールシート１３１に密着可能に着座する球状のチェックボール１３２と、チェックボール１３２の前方に配置されチェックボール１３２の移動を規制するリテーナ１３３とから構成されている。
なお、チェックボール１３２をボールシート１３１側に向けて付勢するボールスプリングをチェックボール１３２とリテーナ１３３との間に配置してもよい。

メイン付勢手段１４０は、プランジャ１１０を前方側に向けて付勢するように、圧油室１２５に伸縮自在に収納されている。この例においては、メイン付勢手段１４０は、コイルバネによって構成され、コイル軸がプランジャ１２０の中心軸に沿って延びるように配置されている。

リリーフ機構１５０は、圧油室１２５内のオイル圧が高まった時に圧油室１２５内のオイルをプランジャ１１０の外部にリリーフするものであって、プランジャ１１０における外部リリーフ孔１１５と、圧油室１２５を外部リリーフ孔１１５と連通するオイル通路を有するオリフィス部材１５１とから構成される。

オリフィス部材１５１は、図３乃至図５に示すように、平面円形状の端壁部１５２と、端壁部１５２の周縁から後方に向かって延びる周壁部１５５とを有し、プランジャ穴１１１に圧入可能となるようにカップ状に形成されている。

周壁部１５５は環状で周方向に連続しており、円筒状の輪郭を部分的に前方側から後方側に向かうに従って拡径するように径方向外方に湾曲状に膨出させた膨出部１５７を有する。
周壁部１５５が環状で周方向に連続していることで、オリフィス部材１５１を高い剛性を有するものとして構成することができ、プランジャ穴１１１に対する十分な圧入力を得ることが可能である。

本実施例においては、膨出部１５７は、周方向に等間隔で離間した３カ所に形成されており、これにより、膨出部１５７の各々をプランジャ１１０の内周面に圧接してオリフィス部材１５１の位置決めをすることで、オリフィス部材１５１を適正な姿勢で固定することが可能となっている。なお、膨出部１５７は、周方向に互いに離間して少なくとも３カ所に形成されていれば、膨出部１５７の数は特に限定されるものではない。
膨出部１５７は、図５に示すように、プランジャ１１０に対する圧入前の状態で、軸方向からの平面視においてオリフィス部材１５１の外接円Ｃ１の直径Ｄ１が、プランジャ１１０の内径、具体的には、オリフィス部材配置空間１１２の内径Ｄｐより大きくなるように構成されている。図５における破線は、プランジャ穴１１１におけるオリフィス部材配置空間１１２の内周縁を示す。

このテンショナ１００においては、オリフィス部材１５１における端壁部１５２の前面をプランジャ穴１１１の前方側の天面に当接することで外部リリーフ孔１１５をシールしている。
然るに、オリフィス部材１５１における端壁部１５２の前面には、外部リリーフ孔１１５と連通するオリフィス溝１５３が設けられている。また、図６に示すように、オリフィス部材１５１がプランジャ穴１１１内に配置された状態において、隣接する膨出部１５７間に位置される円筒部１５８の外周面とプランジャ穴１１１の内周面との間に形成される空間によって、オリフィス溝１５３を圧油室１２５と連通する連通部１６１が形成されている。これにより、図７に示すように、圧油室１２５と外部リリーフ孔１１５とを連通するオイル通路１６０がオリフィスを構成するように形成されている。
オリフィス部材１５１における端壁部１５２の前面にオリフィス溝１５３を設けることで、オリフィスを形成するオイル通路１６０の設計の自由度を高くすることが可能となると共にオリフィスの長さのバラツキによる油流出量のバラツキが生ずることを回避することが可能となるので、圧油室１２５内のオイル圧を確実に適切な状態に維持することが可能となる。
本実施例におけるオリフィス溝１５３は、断面Ｖ字状であって、端壁部１５２の中心から径方向外方に向かって直線状に延びるように形成されている。

また、オリフィス部材１５１は、メイン付勢手段１４０の受け部を兼ねており、これにより、オリフィス部材１５１のプランジャ穴１１１の天面に対する面圧を稼ぐことができ、オリフィス部材１５１における端壁部１５２の前面とプランジャ穴１１１の天面との間に隙間が生ずることを一層確実に防止することができるようになっている。
本実施例では、メイン付勢手段１４０が周壁部１５５の端面１５６に当接しているが、メイン付勢手段１４０を端壁部１５２の内面に当接させるようにしてもよい。

オリフィス部材１５１は、例えば金属材料で形成されており、これにより、経時変化・劣化による圧入力低下を防ぐことができるため、オリフィス部材１５１が脱落することを一層確実に防止することが可能となる。また、例えばプレス成型のみで製造可能であるため、コスト的に有利に大量生産することが可能となる。さらにまた、金属の塑性変形を利用して、プランジャ穴１１１の前方側の天面とオリフィス部材１５１の端壁部１５２の前面とを密着させてシールすることで、プランジャ穴１１１の天面の加工精度が低い場合であってもシール可能となり、この点においても、コストダウンを図ることが可能となる。

以上のように構成された本実施形態のテンショナ１００においては、プランジャ１１０が伝動チェーンＣＨから衝撃、荷重等を受けて圧油室１２５内のオイル圧が上昇すると、圧油室１２５内のオイルがオリフィスを構成するオイル通路１６０に流入し、外部リリーフ孔１１５を介してプランジャ１１０の外部にリークする。これにより、圧油室１２５内のオイル圧が適切な大きさに維持されるようになっている。
また、圧油室１２５内に空気が混入した場合にも同様に、混入空気がオイル通路１６０に進入し、外部リリーフ孔１１５を介して外部空間に排出される。
このように、本実施形態のテンショナ１００によれば、オリフィス部材１５１をプランジャ１１０内に配置するという簡素な構造で、圧油室１２５内のオイル圧を適切に維持することが可能であり、過大な押圧力による伝動チェーンＣＨの張り過ぎを防止することができるようになっている。

而して、このテンショナ１００においては、オリフィス部材１５１をプランジャ穴１１１に対して圧入することで周壁部１５５を弾性的に変形させ、オリフィス部材１５１をプランジャ１１０に嵌合して固定している。
オリフィス部材１５１のプランジャ１１０に対する圧入時には、図８に示すように、オリフィス部材１５１における膨出部１５７の各々は、径方向内方側に撓んで縮径されるよう変形する。また、周壁部１５５が環状で連続していることから、各膨出部１５７の変形に伴って円筒部１５８が径方向外方側に撓んで拡径されるよう変形する。なお、図８においては、圧入前のオリフィス部材１５１を破線で示してある。
このため、比較的大きな締め代を吸収することできるとともに、締め代の変化に対して圧入力の変化を小さく抑制して安定させることが可能である。しかも、オリフィス部材１５１がカップ状に形成され周壁が環状で周方向に連続した状態となっているために、オリフィス部材１５１自体が高い剛性を有するものであり、プランジャ穴１１１に対する十分な圧入力を得ることが可能であるため、オリフィス部材１５１の圧入時に、応力集中や大きな変形が生ずることがない。
従って、このテンショナ１００によれば、バリや破損がオリフィス部材１５１に生ずることを回避することが可能となると共に、圧入後にオリフィス部材１５１が脱落するといった問題が生ずることを回避することが可能となり、組付け負担の軽減を図ることが可能となる。さらに、締め代公差レンジを大幅に拡大することができるため、テンショナ１００の組立時の自由度および設計の自由度を高くすることが可能となると共に、プランジャ１１０の内径の加工レス化を図ることができ加工負担を低減することが可能となり、コスト的にも有利に製造することが可能となる。

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、上記の実施形態においては、１本のオリフィス溝１５３が端壁部１５２の中心から径方向外方に向かって直線状に延びるように形成されたオリフィス部材１５１を用いた構成について説明したが、オリフィス溝１５３を含むオイル通路を形成する場合にあっては、オリフィス溝１５３の形状及びその他の構成は、上記実施形態に係る構成に限定されるものではない。例えば、図９に示すように、複数本（この例では３本）のオリフィス溝１５３が端壁部１５２の中心から径方向外方に向かって放射状に延びるように形成された構成や、図１０に示すように、オリフィス溝１５３が端壁部１５２の中心かららせん状に延びるように形成された構成とされていてもよい。
また、上記の実施形態においては、オリフィスを構成するオイル通路１６０がオリフィス部材１５１に設けられたオリフィス溝１５３を含んだ構成について説明したが、図１１に示すように、オリフィス部材１５１は、端壁部１５２の圧油室１２５側に位置される内面と、プランジャ穴１１１の天面と当接する前面とを連通する貫通孔１５４を形成することでオイル通路を形成した構成としてもよい。

また、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。

１００，２００ ・・・ テンショナ
１１０，２１０ ・・・ プランジャ
１１１，２１１ ・・・ プランジャ穴
１１２ ・・・ オリフィス部材配置空間
１１５，２１５ ・・・ 外部リリーフ孔
１２０，２２０ ・・・ ハウジング
１２１，２２１ ・・・ プランジャ収容穴
１２５，２２５ ・・・ 圧油室
１２６ ・・・ オイル供給孔
１３０ ・・・ チェックバルブ
１３１ ・・・ ボールシート
１３２ ・・・ チェックボール
１３３ ・・・ リテーナ
１４０，２４０ ・・・ メイン付勢手段
１５０ ・・・ リリーフ機構
１５１，２５１ ・・・ オリフィス部材
１５２ ・・・ 端壁部
１５３，２５３ ・・・ オリフィス溝
１５４ ・・・ 貫通孔
１５５ ・・・ 周壁部
１５６ ・・・ 端面
１５７ ・・・ 膨出部
１５８ ・・・ 円筒部
２５９ ・・・ 変形嵌合部
１６０ ・・・ オイル通路
１６１，２６１ ・・・ 連通部
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 (4)

1. 後方側に開口したプランジャ穴を有すると共に前記プランジャ穴の前方側の天面に開口して外部空間と連通する外部リリーフ孔を有するプランジャと、前記プランジャを摺動可能に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メイン付勢手段と、前記圧油室内のオイル圧が高まった時に前記圧油室内のオイルを前記プランジャ外にリリーフするリリーフ機構とを備えたテンショナであって、
   前記リリーフ機構は、オリフィスを形成するように構成され前記圧油室を前記外部リリーフ孔と連通するオイル通路を有するオリフィス部材を備え、
   前記オリフィス部材は、前記プランジャ穴に圧入可能となるようにカップ状に形成され、平面円形状の端壁部と、前記端壁部の周縁から後方に向かって延びる周壁部とを有し、
   前記周壁部には、後方側に向かって延びるように設けられ前記周壁部を径方向外方に湾曲状に膨出させた膨出部を有し、
   前記膨出部は、前記プランジャに対する圧入前の状態で、軸方向からの平面視において前記オリフィス部材の外接円の直径が前記プランジャの内径より大きくな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. 前記膨出部は、周方向に互いに離間する少なくとも３カ所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. 前記オリフィス部材における前記端壁部の前面に、前記端壁部の前面を前記天面に当接することで前記オイル通路を形成するように構成されたオリフィス溝を有することを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
4. 前記オリフィス部材が、金属材料で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。
   
   

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