JP3560735B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/0848Means for varying tension of belts, ropes, or chains with means for impeding reverse motion
    • F16H2007/0859Check valves

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  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カム軸駆動用チェーン等の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。
【0002】
【従来の技術】
チェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナとして、図5に示したものが知られている。このチェーンテンショナはハウジング30に形成されたシリンダ室31内にプランジャ32と、スプリング33とを組込み、上記スプリング33で突出性が付与されたプランジャ32によりチェーンAを押圧するようにしている。
【0003】
また、プランジャ32の背部に形成された圧力室34に給油通路35を連通し、その給油通路35にチェックバルブ36を設け、上記プランジャ32が外方向に移動して圧力室34の圧力が低下したとき、チェックバルブ36を開放させ、給油ポンプの駆動により給油通路35から圧力室34に油を流動させるようにしている。
【0004】
上記チェーンテンショナにおいては、チェーンAが緊張してプランジャ32に押し込み力が作用したとき、その押し込み力を圧力室34に封入された油によって緩衝し、チェーンAに弛みが生じると、スプリング33の弾力によりプランジャ32を急速に外方向に移動させてチェーンAを緊張させるため、チェーンAの張力変動に対するプランジャ32の追従性が良好であり、チェーンAの張力を常に一定に保持することができるという特徴を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記チェーンテンショナにおいては、エンジンを停止すると、カム軸に設けられたカムの停止位置の関係から、プランジャ32は緊張状態のチェーンAで押されているため、圧力室34の油はプランジャ32とシリンダ室31の摺動面からリークし、プランジャ32は後退した位置にある。
【0006】
このため、エンジンの始動によりチェーンAに弛みが生じると、プランジャ32は外方向に大きく移動する。このとき、油圧ポンプは始動直後であって吐出量が少ないため、圧力室34に充分な油を供給することができず、圧力室34に空気が侵入してダンピング特性が低下する。
【0007】
また、低温始動時には、油の粘度が高く、流動性が悪いため、上記と同様の問題が生じる。
【0008】
上記の問題点を解決するため、実開昭64−25557号公報に記載されたチェーンテンショナにおいては、ハウジングにラチェット爪を揺動自在に取付け、そのラチェット爪とプランジャの外周に設けられたラックとの係合によってプランジャの後退動を防止するようにしているが、ラチェット爪とラックの係合部にチェーンからの荷重を受けるため、耐久性に問題がある。また、ラチェット爪はラックのピッチを小さくすると、バックラッシがなく、チェーンが過張力となり、ピッチを大きくすると、バックラッシが大きくなり、エンジン始動時の油圧ダンパが作用するまでチェーンがバタ付くという問題もある。
【0009】
この発明の課題は、エンジンの再始動時および作動油の流動性が悪い低温始動時に圧力室に空気が侵入するのを防止することができると共に、異音の発生のない耐久性に優れた高品質のチェーンテンショナを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、ハウジングに、その端面で開口するシリンダ室を形成し、そのシリンダ室に摺動自在のプランジャと、そのプランジャを外方向に押圧するスプリングとを組込み、上記シリンダ室の閉塞端壁には上記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、上記圧力室内の圧力が給油通路の圧力より高くなった時、その給油通路を閉じるチェックバルブが、上記スプリングによってシリンダ室の閉塞端面に密着されるバルブシートと、そのバルブシートの油出口に対して接離自在に設けられたチェックボールと、そのチェックボールの移動量を制限するリテーナとから成り、前記シリンダ室の開口部内周に雌ねじを設け、その雌ねじにねじ軸をねじ係合し、上記雌ねじとねじ軸の外周に設けられた雄ねじのねじ山を、上記ねじ軸の押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状ねじ山に前記スプリングの押圧力によってねじ軸が外方向に移動するリード角を設けた構成を採用している。
【0011】
【作用】
上記の構成から成るチェーンテンショナは、スプリングによって突出性が付与されたねじ軸により、揺動自在に支持されたチェーン押圧部材を押圧して、チェーンに張力を付与する。
【0012】
上記のようなチェーンテンショナの使用状態において、エンジンの停止によりチェーンが緊張してねじ軸に押し込み力が作用すると、その押し込み力は雌ねじとねじ軸のねじ係合部における圧力側フランクによって受けられるため、ねじ軸はロックして後退せず、チェーンは緊張状態に保持される。
【0013】
このため、エンジンが再始動されてチェーンに弛みが生じても、ねじ軸の外方向への移動量が少なく、圧力室に空気が侵入するのを防止することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図1乃至図4に基づいて説明する。
【0015】
図示のように、ハウジング1の外周にはシリンダブロック等の固定部にボルト止めされる取付片2が設けられている。また、ハウジング1には先端面で開口するシリンダ室3が形成され、そのシリンダ室3に摺動自在のプランジャ4と、このプランジャ4を外方向に押圧するスプリング5とが組込まれている。
【0016】
シリンダ室3の閉塞端壁にはプランジャ4の背部に形成された圧力室6と連通する給油通路7が組込まれている。給油通路7の油出口側には、圧力室6の圧力が給油通路7の圧力より高くなったとき、給油通路7を閉じるチェックバルブ8が設けられている。
【0017】
チェックバルブ8は、図4に示すように、バルブシート9、チェックボール10およびリテーナ11から成る。バルブシート9は給油通路7に遊嵌される筒体12の外周に前記スプリング5の押圧力によってシリンダ室3の閉塞端面に密着されるフランジ13を設け、上記筒体12の油出口にテーパ面14を形成している。
【0018】
チェックボール10は、上記テーパ面14に対して接離自在に設けられている。リテーナ11はチェックボール10を覆うカップ部15に油の流通孔16を形成し、かつカップ部15の開口縁に上記バルブシート9のフランジ13に当接されるフランジ17を設けており、上記カップ部15を前記筒体12の油出口側端部に嵌合してチェックボール10の移動量を制限している。
【0019】
前記シリンダ室3の開口部にはナット部材18が圧入による手段を介して固定され、そのナット部材18の内周に形成された雌ねじ19にねじ軸20がねじ係合され、上記ねじ軸20の後端がプランジャ4の先端に形成された球面21に点接触されている。
【0020】
図3に示すように、雌ねじ19とねじ軸20の外周に設けられた雄ねじ22のねじ山は、ねじ軸20の押し込み力を受ける圧入側フランク23のフランク角が遊び側フランク24のフランク角より大きい鋸歯状とされ、その鋸歯状ねじ山のフランクとリード角の関係から、ねじ軸20は突出方向にゆるみ条件とされ、押し込み方向にロック条件とされている。
【0021】
ここで、弛み条件とは、スプリング5の押圧力によってねじ軸20が回転しつつ外方向にスムースに移動することをいう。一方、ロック条件とは、ねじ軸20が押し込まれても軸方向に移動せず、また、エンジン回転数に同期するような高周波加振がねじ軸20に作用したとき、雌ねじ19と雄ねじ22とが、ねじ山間の軸方向すきま分だけ間歇的に当接、離反を繰り返し、接触するねじ山の2つのフランク面間の相対ねじ運動を瞬間的にロックすることなく、ねじ軸20は少しずつ間歇的に回転を続けて、押し込み力とスプリング5の付勢力とが均衡する位置までねじ軸20がシリンダ室3内にゆっくりと移動することをいう。
【0022】
上記の構成から成るチェーンテンショナは、シリンダブロック等の固定部に対する組付け前の段階では図1に示すように、ハウジング1に設けられたセット孔25とねじ軸20に形成されたピン孔26とにU字形セットピン(図示省略)の両端部を挿入して、ねじ軸20を抜け止めする。
【0023】
チェーンテンショナの組付け後は、セットピンを引き抜き、給油通路7から圧力室6に油を供給すると共に、スプリング5の押圧によってねじ軸20に突出性が付与され、そのねじ軸20によりチェーン押圧部材27を押圧してチェーンAに張力を付与する。
【0024】
チェーンテンショナの組付け状態において、カム軸駆動用のチェーンAにおいては、エンジンの始動によってチェーンAに弛みが生じ、エンジンを停止すると、カムの停止位置の関係からチェーンAが緊張する。
【0025】
ここで、チェーンAに弛みが生じると、スプリング5の押圧によって突出性が付与されたねじ軸20は、回転しつつ外方向に移動すると共にプランジャ4も外方向に移動する。このとき、ねじ軸20は、ねじ山のフランク角の小さい遊び側フランク24とリード角の関係によって外方向にゆるみ条件とされているため、ねじ軸20はスムースに回転し、外方向に素速く移動してチェーンAの弛みを吸収する。
【0026】
また、プランジャ4の外方向の移動によって圧力室6の圧力が低下するためチェックバルブ8が給油通路7を開放する。このため、給油通路7に供給された油は圧力室6に流入する。
【0027】
エンジンの停止によってチェックAが緊張すると、ねじ軸20に押し込み力が作用する。このとき、雌ねじ19と雄ねじ22のねじ山における圧力側フランク23に押し込み力が作用し、その圧力側フランク23のフランク角とリード角の関係からねじ軸20は押し込み方向にロック条件とされているため、ねじ軸20は後退しない。
【0028】
上記押し込み力が圧力側フランク23に作用する摩擦力とスプリング5の押圧力および圧力室6に封入された油の圧力の総和を超えた場合、ねじ軸20は回転しつつゆっくりと後退動し、スプリング5の押圧力と押し込み力とが釣り合うとねじ軸20は停止する。
【0029】
ねじ軸20が後退するとき、チェックバルブ8は給油通路7を閉じ、圧力室6の油はプランジャ4とシリンダ室3の摺動面間より外部にリークする。
【0030】
上記のように、エンジンの停止によってチェーンAが緊張してもねじ軸20はあまり後退しない。
【0031】
このため、エンジンの停止後、エンジンが再始動されてチェーンAに弛みが生じても、ねじ軸20の突出量は少なく、圧力室6の圧力の低下も少ないため、圧力室6に空気が侵入し、あるいは油中から空気が析出するという不都合の発生はきわめて少ない。
【0032】
なお、低温始動時、油の粘性が高く、圧力室6への油の流入が悪いが、この場合でもねじ軸20の突出量が小さいため、圧力室6に空気が侵入し、あるいは油中から空気が析出するのを防止することができる。
【0033】
チェーンテンショナの組立ては、ハウジング1内にチェックバルブ8を組込んだのち、スプリング5およびプランジャ4を組込み、ナット部材18の圧入後、そのナット部材18にねじ軸20をねじ係合する。
【0034】
ここで、チェックバルブ8の組込みにおいて、給油通路7に筒体から成るバルブシートを圧入する組込みであると、圧入時に給油通路7の内周やバルブシートの外周にバリが発生し、油もれを生じるおそれがある。また、バルブシートの圧入量にバラツキが生じ易く、そのバラツキによってチェックボールのストローク量がチェーンテンショナ個々で不均一になり、高品質の均一のチェーンテンショナを提供することができない。
【0035】
実施の形態においては、バルブシート9の筒体12が給油通路7に遊嵌されるため、バリの発生はなく、その筒体12の外周に設けたフランジ13がシリンダ室3の閉塞端に密着する組込みとされるため、油もれの発生はない。
【0036】
また、バルブシート9とリテーナ11とはフランジ13、17同士の当接によって相対位置が規制されるため、チェックバルブ単品でチェックボール10のストローク量を実測管理することができ、きわめて高品質のチェーンテンショナを提供することができる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係るチェーンテンショナにおいては、エンジンの停止によりチェーンが緊張してねじ軸に押し込み力が付与されても、雌ねじと雄ねじのねじ山に形成されたフランク角の大きい圧力側フランクにより上記押し込み力が受けられてねじ軸の後退動が防止されるため、エンジンの再始動あるいは低温始動時にチェーンに弛みが生じてもねじ軸の突出量は少なく、圧力室への空気の侵入および油中からの空気の析出を防止することができる。
【0038】
また、ねじ軸のねじ運動によってチェーンの張力を一定に保持する構成であるため、異音が発生するという不都合もない。
【0039】
さらに、チェックバルブのバルブシートは給油通路に遊嵌する取付けであり、そのバルブシートのフランジとリテーナのフランジの当接によってバルブシートとリテーナとの相対位置を規制するため、チェックバルブ単品でチェックボールのストローク量を実測管理することができ、きわめて高品質のチェーンテンショナを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す断面図
【図2】同上の横断平面図
【図3】同上のナット部材とねじ軸のねじ係合部を拡大して示す断面図
【図4】同上のチェックバルブの取付部を拡大して示す断面図
【図5】従来のチェーンテンショナを示す断面図
【符号の説明】
1 ハウジング
3 シリンダ室
4 プランジャ
5 スプリング
6 圧力室
7 給油通路
8 チェックバルブ
9 バルブシート
10 チェックボール
11 リテーナ
12 筒体
13 フランジ
17 フランジ
18 ナット部材
19 雌ねじ
20 ねじ軸
22 雄ねじ
23 圧力側フランク
24 遊び側フランク

Claims (2)

  1. ハウジングに、その端面で開口するシリンダ室を形成し、そのシリンダ室に摺動自在のプランジャと、そのプランジャを外方向に押圧するスプリングとを組込み、上記シリンダ室の閉塞端壁には上記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、上記圧力室内の圧力が給油通路の圧力より高くなった時、その給油通路を閉じるチェックバルブが、上記スプリングによってシリンダ室の閉塞端面に密着されるバルブシートと、そのバルブシートの油出口に対して接離自在に設けられたチェックボールと、そのチェックボールの移動量を制限するリテーナとから成り、前記シリンダ室の開口部内周に雌ねじを設け、その雌ねじにねじ軸をねじ係合し、上記雌ねじとねじ軸の外周に設けられた雄ねじのねじ山を、上記ねじ軸の押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状ねじ山に前記スプリングの押圧力によってねじ軸が外方向に移動するリード角を設けたチェーンテンショナ。
  2. 前記バルブシートが、給油通路に遊嵌される筒体の外周中途にスプリングによってシリンダ室の閉塞端面に密着されるフランジを設けた構成とされていることを特徴とする請求項1に記載のチェーンテンショナ。
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