JP3748656B2 - チェーンテンショナおよびチェーンシステム - Google Patents
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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】
カム軸駆動用の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１０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６０に形成されたシリンダ室６１内にプランジャ６２と、スプリング６３とを組み込み、上記スプリング６３によって突出性が付与されたプランジャ６２によりチェーン６４を押圧するようにしている。
【０００３】
また、プランジャ６２の背部に形成された圧力室６５に給油通路６６を連通し、その給油通路６６にチェックバルブ６７を設け、上記プランジャ６２が外方向に移動して圧力室６５の圧力が低下したとき、チェックバルブ６７を開放させ、給油ポンプの駆動により給油通路６６から圧力室６５に油を流動させるようにしている。
【０００４】
ところで、カム軸駆動用のチェーンにおいては、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、チェーン６４が緊張状態に保持されることがある。この場合、上記チェーンテンショナのプランジャ６２は緊張状態のチェーン６４により押し込まれるため、圧力室５５の油はプランジャ６２とシリンダ室６１の摺動面からリークし、プランジャ６２は後退して、チェーン６４の弾力とスプリング６３の張力とが釣り合う位置に保持される。
【０００５】
このため、エンジンの再始動によりチェーン６４に弛みが生じると、プランジャ６２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６５に充分な油を供給することができず、圧力室６５に空気が侵入してダンピング特性が低下し、異音が発生することがある。
【０００６】
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。
【０００７】
上記のような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、プランジャの外周にラックを設け、ハウジングにラチェット爪を揺動自在に取付け、そのラチェット爪のラックに対する係合によりプランジャの後退動を防止するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されたチェーンテンショナにおいては、ラックとラチェット爪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、プランジャが外方向に移動するとき、ラチェット爪がラックと係脱するため、異音が発生するという問題がある。
【０００９】
この発明の第１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チェーンの押込み力を緩衝する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小型のチェーンテンショナを提供することである。
【００１０】
また、この発明の第２の課題は、騒音の発生の少ないチェーンシステムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の第１の課題を解決するために、この発明に係るチェーンテンショナにおいては、ハウジングに形成されたシリンダ室内に摺動可能なチェーン押圧用のプランジャと、そのプランジャに外方向への突出性を付与するスプリングとを組込み、ハウジングには前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たチェーンテンショナにおいて、前記プランジャにオリフィスを介して外部に連通する油室と、後端からその油室に連通するねじ孔とを設け、そのねじ孔にねじ軸をねじ係合し、上記油室内に前記スプリングを組込んでねじ軸とプランジャとを離反する方向に押圧し、かつプランジャを回り止めし、上記ねじ孔およびねじ軸のねじ山を、プランジャ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弾力によってプランジャに対しねじ軸が回転しつつ離反する方向に移動するリード角を設けた構成を採用したのである。
ここで、前記給油通路の油出口部に圧力室への油の流入を許容して逆流するのを防止するチェックバルブを設けておくのが好ましい。
【００１６】
また、第２の課題を解決するため、この発明に係るチェーンシステムにおいては、クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝えるチェーンの弛み側チェーンを上記発明のチェーンテンショナにおけるプランジャで押圧した構成を採用している。
【００１７】
【作用】
上記のように、ねじ孔にねじ軸をねじ係合したことにより、エンジンの停止時におけるチェーンの張力増大時、プランジャに作用する軸方向の押し込み力をねじ軸とねじ孔のねじ係合部で受けることができる。このため、プランジャは押し込まれず、エンジンが再始動されてチェーンに弛みが生じても、プランジャの外方向への移動量が小さく、圧力室に外部の空気が侵入したり、油に含まれる空気が油中より析出するのを防止することができる。
【００１８】
【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９に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、クランクシャフト１の端部に取付けられたスプロケット２の回転はチェーン３を介してカムシャフト４の端部に取付けられたスプロケット５に伝達される。
【００２０】
上記チェーン３の弛み側チェーン３ａはチェーンテンショナ１０によって押圧され、その押圧によってチェーン３は一定の張力に保持される。
【００２１】
図２および図３はチェーンテンショナを示す。このチェーンテンショナは、シリンダブロック４のクランク室の壁面にボルト止めされたハウジング１１を有する。
【００２２】
ハウジング１１にはシリンダ室１２と、そのシリンダ室１２の閉塞端において開口する給油通路１３とが設けられている。給油通路１３の形成に際し、ここでは、シリンダ室１２の閉塞端に嵌合孔１４を形成し、その嵌合孔１４にシート板１５の片面に設けた軸部１６に圧入し、上記シート板１５に油出口１７を形成している。この給油通路１３は、図４に示すように、シリンダブロック４に形成された給油孔１８と連通して油が供給される。
【００２３】
前記シリンダ室１２はハウジング１１の一端面で開口し、そのシリンダ室１２にプランジャ１９がスライド自在に挿入されている。また、プランジャ１９は、図４に示すように、ハウジング１１に設けたガイド片１１ａによって回り止めされている。
【００２４】
上記プランジャ１９の組込みによって、ハウジング１１の内部に圧力室２０が形成される。
【００２５】
プランジャ１９のハウジング１１の外部に臨む先端部には、チェーン押圧用のスリッパ２１が取付けられている。スリッパ２１の内部には金属製の環状の板体２２がモールドされ、その板体２２の外周囲に内部と外部とを連通させる間隙２３が設けられている。
【００２６】
上記スリッパ２１は、プランジャ１９の先端部に対する上記板体２２の圧入によって取付けられている。
【００２７】
プランジャ１９は筒状をなし、その先端部内側に対する栓体２４の圧入によってプランジャ１９の内部に油室２５が形成される。油室２５は、栓体２４の外周に設けた螺旋状のオリフィス２６、およびスリッパ２１の内部に形成された上記間隙２３を介して外部と連通している。
【００２８】
また、プランジャ１９の後端部には、上記油室２５に連通するねじ孔２７が設けられ、そのねじ孔２７にねじ軸２８がねじ係合されている。
【００２９】
ねじ軸２８は、先端面で開口す軸方向の孔２９を有し、その孔２９内にスプリングシート３０とスプリング３１とが組込まれ、上記スプリング３１によってねじ軸２８とプランジャ１９とは相反する方向に押圧されている。スプリングシート３０は球面３２を有し、その球面３２が孔２９の閉塞端面に接触している。
【００３０】
尚、スプリングシート３０は、スプリング３１と栓体２４との間に組込んで栓体２４の端面に球面を接触させるようにしてもよい。
【００３１】
前記ねじ軸２８の後端部には球形の弁体３３が取付けられている、この弁体３３は給油通路１３の油出口１７に設けた円錐形シート面３４に対して接触、離反可能とされ、上記シート面３４に対する接触により給油通路１３を閉じる。
【００３２】
前記プランジャ１９に形成されたねじ孔２７およびそのねじ孔２７にねじ係合されたねじ軸２８のねじ山は、プランジャ１９の押し込み力を受ける圧力側フランク３５のフランク角が遊び側フランク角より大きい鋸歯状とされ、上記フランク角とリード角の関係からプランジャ１９は突出方向に弛み条件とされ、押し込み方向にはロック条件とされている。
【００３３】
ここで、弛み条件とは、スプリング３１の弾力によってプランジャ１９がねじ軸２８に対し、遊び側フランクとリード角の関係から離反する方向に速やかに移動することをいう。
また、ロック条件とは、チェーンからプランジャ１９に静荷重が負荷されてプランジャ１９が押し込まれても、圧力側フランク３５の接触面に作用する摩擦力によりプランジャ１９がロックしてシリンダ室１２内に向けて移動せず、チェーンの振動がプランジャ１９に作用した時、プランジャ１９がねじ係合面間に形成された軸方向隙間において接触、離反を操り返し、押し込み力とスプリング３１の弾力とが釣り合う位置まで後退動することを言う。
【００３４】
なお、プランジャ１９が軸方向に移動する時、そのプランジャ１９はガイド片１１ａによって回り止めされているため、ねじ軸２８が回転する。
【００３５】
また、プランジャ１９を突出方向に弛み条件とし、押し込み方向にロック条件としたことにとり、ねじ軸２８は油室２５内に向けての移動はロック条件とされ、シリンダ室１２の閉塞端に向けての移動は弛み条件とされる。
【００３６】
上記の構成から成るチェーンテンショナは、プランジャ１９をシリンダ室１２内に押し込み、その押し込み状態を保持してシリンダブロック４のクランク室の壁面にハウジング１１をボルト止めする。
【００３７】
図４は、プランジャ１９を押し込み状態に保持する機構の一例を示し、ハウジング１１に設けた前記ガイド１１ａとスリッパ２１の側面とにピン孔３８を形成し、プランジャ１９の押し込みより両ピン孔３８を一致させピン３９を差し込むようにしている。このとき、弁体３３はシート面３４に密着する状態にある。ハウジング１１の取付け後、ピン３９を引き抜くと、スプリング３１の弾力により、プランジャ１９が外方向に移動し、その移動によってねじ軸２８は弁体３３がシート面３４に密着する状態を維持しつつ回転する。また、プランジャ１９の外方向への移動により、スリッパ２１が弛み側チェーン３ａを押圧し、チェーン３が一定の張力に保持される。
【００３８】
上記のようなチェーンテンショナの取付け状態において、エンジンを始動し、クランクシャフト１の端部に取付けられたスプロケット２の矢印方向の回転によってチェーン３に緩みが弛みが生じると、給油通路１３に供給される油の圧力によって、プランジャ１９およびねじ軸２８が外方向に移動し、その移動によって弁体３３がシート面３４から離反するため、給油通路１３の油は圧力室２０に流入する。
【００３９】
プランジャ１９の外方向への移動によってスリッパ２１がチェーン３を押すため、チェーン３のたるみは吸収されると共に、スプリング３１の弾力により、ねじ軸２８は回転しつつシリンダ室１２の閉塞端に向けて移動して、弁体３３がシート面３４に密着し、プランジャ１９とねじ軸２８の相対的な軸方向の移動停止によりチェーン３は所定の張力に保持される。ここで、ねじ軸２８はねじの作用によって回転しつつ軸方向に移動するため、異音が発生するということはない。
【００４０】
エンジンを停止すると、カムシャフトに設けられたカムの停止位置の関係からチェーン３の弛み側チェーン３ａが緊張する場合がある。この場合、プランジャ１９はチェーン３によって押圧されるが、プランジャ１９は、ねじ軸２８とねじ孔２７のねじ山におけるフランク角とリード角の関係から押し込み方向にロック条件されているため、プランジャ１９は押し込まれない。
【００４１】
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３の弛み側チェーン３ａに弛みが生じても、プランジャ１９の突出量は少なく、圧力室２０の圧力低下も少ないため、圧力室２０内に外部の空気が侵入せず、また、圧力室２０内の油から空気が析出するのを防止することができる。
【００４２】
なお、低温始動時、油の粘度が高く、圧力室２０への油の流入が悪いが、この場合でもねじ軸１５の突出量が小さいため、圧力室２０に空気が侵入するのを妨止することができる。
【００４３】
因みに、エンジン始動時におけるスリッパ２１の変位置を測定したところ、図５に示す測定結果を得た。そのグラフから明らかなように、スリッパ２１およびチェーン３のバタツキが殆んどなく、異音の発生の少ないことが判る。
【００４４】
また、チェーン３はエンジンの始動、停止に関係なく常に略一定の弾力に保持されるため、エンジンの運転後におけるチェーン３の伸びは比較的少ない。
【００４５】
なお、チェーン２が緊張してプランジャ１９を押圧するとき、その押圧力がスプリング３１と給油通路１３に供給される油の圧力の合力より大きい場合、プランジャ１９はシリンダ室１２内に向けてゆっくりと移動し、スプリング３１と給油通路１３に供給される油の圧力の合力と、チェーン３がプランジャ１９を押圧する押し込み力とが釣り合うと、プランジャ１９は停止する。
【００４６】
プランジャ１９が押し込められるとき、圧力室２０の油はプランジャ１９とシリンダ室１２の摺動面間に形成されたリーク隙間から外部にリークされると共に、油室２５内の油はオリフィス２６およびスリッパ２１の内部に形成された間隙２３から外部にリークされる。このとき、油中に空気が混入していると、油のリークと共に空気も外部に排出される。
【００４７】
なお、実施の形態では、給油孔１８から給油通路１３に油を供給するようにしたが、ハウジング１１の上面で開口するリザーバ室を形成し、カムシャフト４を給油した油をシリンダ壁により上記リザーバ室に導いて貯溜し、その油を給油通路１３に流入させるようにしてもよい。
【００４８】
図６は、この発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態においては、ねじ軸２８の後端に設けたテーパ面２８ａをシート板１５の油出口１７に形成されたシート面３４に対して接触、離反自在としている。
【００４９】
また、ねじ軸２８に後端面から孔２９に連通する通路４０を形成し、その通路４０の油出口側の端部にチェックバルブ４１を設け、このチェックバルブ４１の開閉量をハット形の孔あきリテーナ４２によって制限している。
【００５０】
さらに、スプリング３１の栓体２４側の端部にスプリングシート３０を組込んでいる。
【００５１】
他の構成は、先に述べた図２の発明の実施の形態と同一であるため、同一部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
上記の構成から成るチェーンテンショナにおいては、チェーン３がスリッパ２１を押圧して、プランジャ１９が後退したとき、チェックバルブ４１によって給油通路１３の油出口１７を閉じ、油室２５内の油をオリフィス２６およびスリッパ２１の内部の間隙２３から外部にリークさせると共に、圧力室２０内の油をシリンダ室１２とプランジャ１９の摺動面間より外部にリークさせる。
【００５３】
また、チェーン３に弛みが生じたとき、スプリング３１の弾圧によりプランジャ１９を外方向に移動させ、油室２５内の圧力低下によりプランジャ１９を外方向に移動させ、油室２５内の圧力低下によりチェックバルブ４１を開放させて給油通路１３に供給される油を油室２５に流入させる。
【００５４】
ここで、プランジャ１９の外方向への移動は弛み条件であるため、プランジャ１９は急速に外方向に移動して、チェーン３の弛みを吸収し、スプリング３１の弾力と給油通路１３に供給される油の圧力の合力とチェーン３がスリッパ２１を押圧する押圧力とが釣り合うと、プランジャ１９は停止する。
【００５５】
なお、図６では、プランジャ１９の油室２５内にチェックバルブ４１およびリテーナ４２を組み込んだが、図７に示すように、シート板１５の油出口１７に収納凹部４５を形成し、その収納凹部４５内にチェックバルブ４１およびリテーナ４２を組み込んで筒状のリテーナ押え４７の圧入によりリテーナ４２を抜け止めしてもよい。
【００５６】
また、図８に示すように、シリンダ室１２の閉塞端部に嵌合したシート板４８の油出口１７に段付きの収納凹部４９を形成し、その収納凹部４９に上記油出口１７を開閉するチェックバルブ４１を組み込み、そのチェックバルブ４１を上記収納凹部４９の大径部に圧入した板状の孔あきリテーナ５０によって開閉量を規制してもよい。
【００５７】
なお、図８に示す実施の形態においては、ハウジング１１の外周面から圧力室２０に連通する孔５１を設け、その孔５１に圧入した栓体５２の外周に螺旋状のオリフィス５３を形成しており、圧力室２０の油中に気泡が発生した場合、プランジャ１９の後退動によって上記気泡をオリフィス５３から排出させるようにしている。
【００５８】
図７および図８に示すように、シート板１５、４８にチェックバルブ４１およびリテーナ４２、５０を組み込むことにより、シート板１５、４８に対するチェックバルブ４１およびリテーナ４２、５０の組み込みは、ハウジング１１の外部において行うことができ、その組み込み後、シート板１５、４８をシリンダ室１２内に組み込むことにより、チェックバルブ４１およびリテーナ４２、５０も同時に組付けられるため、組立が容易である。
【００５９】
図９はこの発明のさらに他の実施の形態を示す。この実施の形態においては、プランジャ１９の先端内部側に圧入した栓体２４に鍔５４を設け、その鍔５４が衝合するプランジャ１９の先端面に栓体２４の外周面に形成されたオリフィス２６と連通する半径方向の溝５５を形成している。
【００６０】
他の構成は、図２に示すチェーンテンショナと同一の構成であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
上記実施の形態においては、プランジャ１９が押し込められたとき、油室２５の油はオリフィス２６から溝５５に流れて外部にリークするため、油室内の油をスムーズにリークさせることができる。
【００６２】
なお、図７乃至図９に示すチェーンテンショナにおいては、突出性が付与されたプランジャ１９によって揺動自在に支持されたスリッパ５６を押し、そのスリッパ５６を介してチェーン３を押圧する。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、エンジンの停止によってチェーンが緊張し、そのチェーンの緊張によってプランジャに押し込み力が作用してもプランジャがロックして押し込まれることがないため、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、プランジャの突出量が少なく、圧力室や油室への空気の侵入することができると共に、プランジャはねじの作用によって軸方向に移動するため、異音の発生の少ない耐久性に優れたチェーンテンショナを提供することができる。
【００６４】
また、プランジャの後端部に形成したねじ孔にねじ軸をねじ係合して、ねじ軸の先端部をプランジャの油室内に位置させた構成であるため、チェーンテンショナの軸方向長さが短く、小型コンパクトなチェーンテンショナを提供することができる。
【００６５】
さらに、エンジンの始動時においてスリッパおよびチェーンがバタつくのを防止することができ、騒音の少ないチェーンシステムを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るチェーンテンショナの使用状態を示す断面図
【図２】同上チェーンテンショナの断面図
【図３】図２のIII −III 線に沿った断面図
【図４】同上のプランジャの押し込み状態を示す一部切欠平面図
【図５】エンジン始動時のスリッパの変位量を示すグラフ
【図６】この発明に係るチェーンテンショナの他の例を示す断面図
【図７】この発明に係るチェーンテンショナの他の例を示す断面図
【図８】この発明に係るチェーンテンショナの他の例を示す断面図
【図９】この発明に係るチェーンテンショナのさらに他の例を示す断面図
【図１０】従来のチェーンテンショナを示す断面図
【符号の説明】
１１ ハウジング
１２ シリンダ室
１３ 給油通路
１９ プランジャ
２０ 圧力室
２１ スリッパ
２５ 油室
２７ ねじ孔
２８ ねじ軸
３１ スプリング
３３ 弁体
３５ 圧力側フランク
３６ 遊び側フランク
４０ 通路
４１ チェックバルブ
【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】
カム軸駆動用の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１０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６０に形成されたシリンダ室６１内にプランジャ６２と、スプリング６３とを組み込み、上記スプリング６３によって突出性が付与されたプランジャ６２によりチェーン６４を押圧するようにしている。
【０００３】
また、プランジャ６２の背部に形成された圧力室６５に給油通路６６を連通し、その給油通路６６にチェックバルブ６７を設け、上記プランジャ６２が外方向に移動して圧力室６５の圧力が低下したとき、チェックバルブ６７を開放させ、給油ポンプの駆動により給油通路６６から圧力室６５に油を流動させるようにしている。
【０００４】
ところで、カム軸駆動用のチェーンにおいては、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、チェーン６４が緊張状態に保持されることがある。この場合、上記チェーンテンショナのプランジャ６２は緊張状態のチェーン６４により押し込まれるため、圧力室５５の油はプランジャ６２とシリンダ室６１の摺動面からリークし、プランジャ６２は後退して、チェーン６４の弾力とスプリング６３の張力とが釣り合う位置に保持される。
【０００５】
このため、エンジンの再始動によりチェーン６４に弛みが生じると、プランジャ６２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６５に充分な油を供給することができず、圧力室６５に空気が侵入してダンピング特性が低下し、異音が発生することがある。
【０００６】
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。
【０００７】
上記のような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、プランジャの外周にラックを設け、ハウジングにラチェット爪を揺動自在に取付け、そのラチェット爪のラックに対する係合によりプランジャの後退動を防止するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されたチェーンテンショナにおいては、ラックとラチェット爪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、プランジャが外方向に移動するとき、ラチェット爪がラックと係脱するため、異音が発生するという問題がある。
【０００９】
この発明の第１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チェーンの押込み力を緩衝する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小型のチェーンテンショナを提供することである。
【００１０】
また、この発明の第２の課題は、騒音の発生の少ないチェーンシステムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の第１の課題を解決するために、この発明に係るチェーンテンショナにおいては、ハウジングに形成されたシリンダ室内に摺動可能なチェーン押圧用のプランジャと、そのプランジャに外方向への突出性を付与するスプリングとを組込み、ハウジングには前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たチェーンテンショナにおいて、前記プランジャにオリフィスを介して外部に連通する油室と、後端からその油室に連通するねじ孔とを設け、そのねじ孔にねじ軸をねじ係合し、上記油室内に前記スプリングを組込んでねじ軸とプランジャとを離反する方向に押圧し、かつプランジャを回り止めし、上記ねじ孔およびねじ軸のねじ山を、プランジャ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弾力によってプランジャに対しねじ軸が回転しつつ離反する方向に移動するリード角を設けた構成を採用したのである。
ここで、前記給油通路の油出口部に圧力室への油の流入を許容して逆流するのを防止するチェックバルブを設けておくのが好ましい。
【００１６】
また、第２の課題を解決するため、この発明に係るチェーンシステムにおいては、クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝えるチェーンの弛み側チェーンを上記発明のチェーンテンショナにおけるプランジャで押圧した構成を採用している。
【００１７】
【作用】
上記のように、ねじ孔にねじ軸をねじ係合したことにより、エンジンの停止時におけるチェーンの張力増大時、プランジャに作用する軸方向の押し込み力をねじ軸とねじ孔のねじ係合部で受けることができる。このため、プランジャは押し込まれず、エンジンが再始動されてチェーンに弛みが生じても、プランジャの外方向への移動量が小さく、圧力室に外部の空気が侵入したり、油に含まれる空気が油中より析出するのを防止することができる。
【００１８】
【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９に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、クランクシャフト１の端部に取付けられたスプロケット２の回転はチェーン３を介してカムシャフト４の端部に取付けられたスプロケット５に伝達される。
【００２０】
上記チェーン３の弛み側チェーン３ａはチェーンテンショナ１０によって押圧され、その押圧によってチェーン３は一定の張力に保持される。
【００２１】
図２および図３はチェーンテンショナを示す。このチェーンテンショナは、シリンダブロック４のクランク室の壁面にボルト止めされたハウジング１１を有する。
【００２２】
ハウジング１１にはシリンダ室１２と、そのシリンダ室１２の閉塞端において開口する給油通路１３とが設けられている。給油通路１３の形成に際し、ここでは、シリンダ室１２の閉塞端に嵌合孔１４を形成し、その嵌合孔１４にシート板１５の片面に設けた軸部１６に圧入し、上記シート板１５に油出口１７を形成している。この給油通路１３は、図４に示すように、シリンダブロック４に形成された給油孔１８と連通して油が供給される。
【００２３】
前記シリンダ室１２はハウジング１１の一端面で開口し、そのシリンダ室１２にプランジャ１９がスライド自在に挿入されている。また、プランジャ１９は、図４に示すように、ハウジング１１に設けたガイド片１１ａによって回り止めされている。
【００２４】
上記プランジャ１９の組込みによって、ハウジング１１の内部に圧力室２０が形成される。
【００２５】
プランジャ１９のハウジング１１の外部に臨む先端部には、チェーン押圧用のスリッパ２１が取付けられている。スリッパ２１の内部には金属製の環状の板体２２がモールドされ、その板体２２の外周囲に内部と外部とを連通させる間隙２３が設けられている。
【００２６】
上記スリッパ２１は、プランジャ１９の先端部に対する上記板体２２の圧入によって取付けられている。
【００２７】
プランジャ１９は筒状をなし、その先端部内側に対する栓体２４の圧入によってプランジャ１９の内部に油室２５が形成される。油室２５は、栓体２４の外周に設けた螺旋状のオリフィス２６、およびスリッパ２１の内部に形成された上記間隙２３を介して外部と連通している。
【００２８】
また、プランジャ１９の後端部には、上記油室２５に連通するねじ孔２７が設けられ、そのねじ孔２７にねじ軸２８がねじ係合されている。
【００２９】
ねじ軸２８は、先端面で開口す軸方向の孔２９を有し、その孔２９内にスプリングシート３０とスプリング３１とが組込まれ、上記スプリング３１によってねじ軸２８とプランジャ１９とは相反する方向に押圧されている。スプリングシート３０は球面３２を有し、その球面３２が孔２９の閉塞端面に接触している。
【００３０】
尚、スプリングシート３０は、スプリング３１と栓体２４との間に組込んで栓体２４の端面に球面を接触させるようにしてもよい。
【００３１】
前記ねじ軸２８の後端部には球形の弁体３３が取付けられている、この弁体３３は給油通路１３の油出口１７に設けた円錐形シート面３４に対して接触、離反可能とされ、上記シート面３４に対する接触により給油通路１３を閉じる。
【００３２】
前記プランジャ１９に形成されたねじ孔２７およびそのねじ孔２７にねじ係合されたねじ軸２８のねじ山は、プランジャ１９の押し込み力を受ける圧力側フランク３５のフランク角が遊び側フランク角より大きい鋸歯状とされ、上記フランク角とリード角の関係からプランジャ１９は突出方向に弛み条件とされ、押し込み方向にはロック条件とされている。
【００３３】
ここで、弛み条件とは、スプリング３１の弾力によってプランジャ１９がねじ軸２８に対し、遊び側フランクとリード角の関係から離反する方向に速やかに移動することをいう。
また、ロック条件とは、チェーンからプランジャ１９に静荷重が負荷されてプランジャ１９が押し込まれても、圧力側フランク３５の接触面に作用する摩擦力によりプランジャ１９がロックしてシリンダ室１２内に向けて移動せず、チェーンの振動がプランジャ１９に作用した時、プランジャ１９がねじ係合面間に形成された軸方向隙間において接触、離反を操り返し、押し込み力とスプリング３１の弾力とが釣り合う位置まで後退動することを言う。
【００３４】
なお、プランジャ１９が軸方向に移動する時、そのプランジャ１９はガイド片１１ａによって回り止めされているため、ねじ軸２８が回転する。
【００３５】
また、プランジャ１９を突出方向に弛み条件とし、押し込み方向にロック条件としたことにとり、ねじ軸２８は油室２５内に向けての移動はロック条件とされ、シリンダ室１２の閉塞端に向けての移動は弛み条件とされる。
【００３６】
上記の構成から成るチェーンテンショナは、プランジャ１９をシリンダ室１２内に押し込み、その押し込み状態を保持してシリンダブロック４のクランク室の壁面にハウジング１１をボルト止めする。
【００３７】
図４は、プランジャ１９を押し込み状態に保持する機構の一例を示し、ハウジング１１に設けた前記ガイド１１ａとスリッパ２１の側面とにピン孔３８を形成し、プランジャ１９の押し込みより両ピン孔３８を一致させピン３９を差し込むようにしている。このとき、弁体３３はシート面３４に密着する状態にある。ハウジング１１の取付け後、ピン３９を引き抜くと、スプリング３１の弾力により、プランジャ１９が外方向に移動し、その移動によってねじ軸２８は弁体３３がシート面３４に密着する状態を維持しつつ回転する。また、プランジャ１９の外方向への移動により、スリッパ２１が弛み側チェーン３ａを押圧し、チェーン３が一定の張力に保持される。
【００３８】
上記のようなチェーンテンショナの取付け状態において、エンジンを始動し、クランクシャフト１の端部に取付けられたスプロケット２の矢印方向の回転によってチェーン３に緩みが弛みが生じると、給油通路１３に供給される油の圧力によって、プランジャ１９およびねじ軸２８が外方向に移動し、その移動によって弁体３３がシート面３４から離反するため、給油通路１３の油は圧力室２０に流入する。
【００３９】
プランジャ１９の外方向への移動によってスリッパ２１がチェーン３を押すため、チェーン３のたるみは吸収されると共に、スプリング３１の弾力により、ねじ軸２８は回転しつつシリンダ室１２の閉塞端に向けて移動して、弁体３３がシート面３４に密着し、プランジャ１９とねじ軸２８の相対的な軸方向の移動停止によりチェーン３は所定の張力に保持される。ここで、ねじ軸２８はねじの作用によって回転しつつ軸方向に移動するため、異音が発生するということはない。
【００４０】
エンジンを停止すると、カムシャフトに設けられたカムの停止位置の関係からチェーン３の弛み側チェーン３ａが緊張する場合がある。この場合、プランジャ１９はチェーン３によって押圧されるが、プランジャ１９は、ねじ軸２８とねじ孔２７のねじ山におけるフランク角とリード角の関係から押し込み方向にロック条件されているため、プランジャ１９は押し込まれない。
【００４１】
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３の弛み側チェーン３ａに弛みが生じても、プランジャ１９の突出量は少なく、圧力室２０の圧力低下も少ないため、圧力室２０内に外部の空気が侵入せず、また、圧力室２０内の油から空気が析出するのを防止することができる。
【００４２】
なお、低温始動時、油の粘度が高く、圧力室２０への油の流入が悪いが、この場合でもねじ軸１５の突出量が小さいため、圧力室２０に空気が侵入するのを妨止することができる。
【００４３】
因みに、エンジン始動時におけるスリッパ２１の変位置を測定したところ、図５に示す測定結果を得た。そのグラフから明らかなように、スリッパ２１およびチェーン３のバタツキが殆んどなく、異音の発生の少ないことが判る。
【００４４】
また、チェーン３はエンジンの始動、停止に関係なく常に略一定の弾力に保持されるため、エンジンの運転後におけるチェーン３の伸びは比較的少ない。
【００４５】
なお、チェーン２が緊張してプランジャ１９を押圧するとき、その押圧力がスプリング３１と給油通路１３に供給される油の圧力の合力より大きい場合、プランジャ１９はシリンダ室１２内に向けてゆっくりと移動し、スプリング３１と給油通路１３に供給される油の圧力の合力と、チェーン３がプランジャ１９を押圧する押し込み力とが釣り合うと、プランジャ１９は停止する。
【００４６】
プランジャ１９が押し込められるとき、圧力室２０の油はプランジャ１９とシリンダ室１２の摺動面間に形成されたリーク隙間から外部にリークされると共に、油室２５内の油はオリフィス２６およびスリッパ２１の内部に形成された間隙２３から外部にリークされる。このとき、油中に空気が混入していると、油のリークと共に空気も外部に排出される。
【００４７】
なお、実施の形態では、給油孔１８から給油通路１３に油を供給するようにしたが、ハウジング１１の上面で開口するリザーバ室を形成し、カムシャフト４を給油した油をシリンダ壁により上記リザーバ室に導いて貯溜し、その油を給油通路１３に流入させるようにしてもよい。
【００４８】
図６は、この発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態においては、ねじ軸２８の後端に設けたテーパ面２８ａをシート板１５の油出口１７に形成されたシート面３４に対して接触、離反自在としている。
【００４９】
また、ねじ軸２８に後端面から孔２９に連通する通路４０を形成し、その通路４０の油出口側の端部にチェックバルブ４１を設け、このチェックバルブ４１の開閉量をハット形の孔あきリテーナ４２によって制限している。
【００５０】
さらに、スプリング３１の栓体２４側の端部にスプリングシート３０を組込んでいる。
【００５１】
他の構成は、先に述べた図２の発明の実施の形態と同一であるため、同一部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
上記の構成から成るチェーンテンショナにおいては、チェーン３がスリッパ２１を押圧して、プランジャ１９が後退したとき、チェックバルブ４１によって給油通路１３の油出口１７を閉じ、油室２５内の油をオリフィス２６およびスリッパ２１の内部の間隙２３から外部にリークさせると共に、圧力室２０内の油をシリンダ室１２とプランジャ１９の摺動面間より外部にリークさせる。
【００５３】
また、チェーン３に弛みが生じたとき、スプリング３１の弾圧によりプランジャ１９を外方向に移動させ、油室２５内の圧力低下によりプランジャ１９を外方向に移動させ、油室２５内の圧力低下によりチェックバルブ４１を開放させて給油通路１３に供給される油を油室２５に流入させる。
【００５４】
ここで、プランジャ１９の外方向への移動は弛み条件であるため、プランジャ１９は急速に外方向に移動して、チェーン３の弛みを吸収し、スプリング３１の弾力と給油通路１３に供給される油の圧力の合力とチェーン３がスリッパ２１を押圧する押圧力とが釣り合うと、プランジャ１９は停止する。
【００５５】
なお、図６では、プランジャ１９の油室２５内にチェックバルブ４１およびリテーナ４２を組み込んだが、図７に示すように、シート板１５の油出口１７に収納凹部４５を形成し、その収納凹部４５内にチェックバルブ４１およびリテーナ４２を組み込んで筒状のリテーナ押え４７の圧入によりリテーナ４２を抜け止めしてもよい。
【００５６】
また、図８に示すように、シリンダ室１２の閉塞端部に嵌合したシート板４８の油出口１７に段付きの収納凹部４９を形成し、その収納凹部４９に上記油出口１７を開閉するチェックバルブ４１を組み込み、そのチェックバルブ４１を上記収納凹部４９の大径部に圧入した板状の孔あきリテーナ５０によって開閉量を規制してもよい。
【００５７】
なお、図８に示す実施の形態においては、ハウジング１１の外周面から圧力室２０に連通する孔５１を設け、その孔５１に圧入した栓体５２の外周に螺旋状のオリフィス５３を形成しており、圧力室２０の油中に気泡が発生した場合、プランジャ１９の後退動によって上記気泡をオリフィス５３から排出させるようにしている。
【００５８】
図７および図８に示すように、シート板１５、４８にチェックバルブ４１およびリテーナ４２、５０を組み込むことにより、シート板１５、４８に対するチェックバルブ４１およびリテーナ４２、５０の組み込みは、ハウジング１１の外部において行うことができ、その組み込み後、シート板１５、４８をシリンダ室１２内に組み込むことにより、チェックバルブ４１およびリテーナ４２、５０も同時に組付けられるため、組立が容易である。
【００５９】
図９はこの発明のさらに他の実施の形態を示す。この実施の形態においては、プランジャ１９の先端内部側に圧入した栓体２４に鍔５４を設け、その鍔５４が衝合するプランジャ１９の先端面に栓体２４の外周面に形成されたオリフィス２６と連通する半径方向の溝５５を形成している。
【００６０】
他の構成は、図２に示すチェーンテンショナと同一の構成であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
上記実施の形態においては、プランジャ１９が押し込められたとき、油室２５の油はオリフィス２６から溝５５に流れて外部にリークするため、油室内の油をスムーズにリークさせることができる。
【００６２】
なお、図７乃至図９に示すチェーンテンショナにおいては、突出性が付与されたプランジャ１９によって揺動自在に支持されたスリッパ５６を押し、そのスリッパ５６を介してチェーン３を押圧する。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、エンジンの停止によってチェーンが緊張し、そのチェーンの緊張によってプランジャに押し込み力が作用してもプランジャがロックして押し込まれることがないため、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、プランジャの突出量が少なく、圧力室や油室への空気の侵入することができると共に、プランジャはねじの作用によって軸方向に移動するため、異音の発生の少ない耐久性に優れたチェーンテンショナを提供することができる。
【００６４】
また、プランジャの後端部に形成したねじ孔にねじ軸をねじ係合して、ねじ軸の先端部をプランジャの油室内に位置させた構成であるため、チェーンテンショナの軸方向長さが短く、小型コンパクトなチェーンテンショナを提供することができる。
【００６５】
さらに、エンジンの始動時においてスリッパおよびチェーンがバタつくのを防止することができ、騒音の少ないチェーンシステムを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るチェーンテンショナの使用状態を示す断面図
【図２】同上チェーンテンショナの断面図
【図３】図２のIII −III 線に沿った断面図
【図４】同上のプランジャの押し込み状態を示す一部切欠平面図
【図５】エンジン始動時のスリッパの変位量を示すグラフ
【図６】この発明に係るチェーンテンショナの他の例を示す断面図
【図７】この発明に係るチェーンテンショナの他の例を示す断面図
【図８】この発明に係るチェーンテンショナの他の例を示す断面図
【図９】この発明に係るチェーンテンショナのさらに他の例を示す断面図
【図１０】従来のチェーンテンショナを示す断面図
【符号の説明】
１１ ハウジング
１２ シリンダ室
１３ 給油通路
１９ プランジャ
２０ 圧力室
２１ スリッパ
２５ 油室
２７ ねじ孔
２８ ねじ軸
３１ スプリング
３３ 弁体
３５ 圧力側フランク
３６ 遊び側フランク
４０ 通路
４１ チェックバルブ
Claims (3)
- ハウジングに形成されたシリンダ室内に摺動可能なチェーン押圧用プランジャと、そのプランジャに外方向への突出性を付与するスプリングとを組込み、ハウジングには前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たチェーンテンショナにおいて、前記プランジャにオリフィスを介して外部に連通する油室と、後端からその油室に連通するねじ孔とを設け、そのねじ孔にねじ軸をねじ係合し、上記油室内に前記スプリングを組込んでねじ軸とプランジャとを離反する方向に押圧し、かつプランジャを回り止めし、上記ねじ孔およびねじ軸のねじ山を、プランジャ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、その鋸歯状ねじ山を、前記プランジャの突出方向には前記スプリングの弾力によってプランジャがねじ軸に対し離反する方向に移動する弛み条件とし、前記プランジャの押し込み方向にはチェーンから静荷重が負荷されてプランジャが押し込まれても、その圧力側フランクの接触面に作用する摩擦力によりプランジャがロックしてシリンダ室内に向けて移動せず、チェーンの振動がプランジャに作用した時、プランジャが圧力側フランクに対し接触、離反を繰り返し、押し込み力とスプリングの弾力とが釣り合う位置まで後退動するロック条件としたことを特徴とするチェーンテンショナ。
- 前記給油通路の油出口部に圧力室への油の流入を許容して逆流するの
を防止するチェックバルブを設けた請求項１に記載のチェーンテンショナ。 - クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝えるチェーンの弛み側チ
ェーンを請求項１又は２に記載のチェーンテンショナのプランジャで押圧したチェーンシ
ステム。
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