JP6806994B2

JP6806994B2 - テンショナ

Info

Publication number: JP6806994B2
Application number: JP2016216932A
Authority: JP
Inventors: 洋平中田; 勇二榑松; 敏孝小郷
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-11-07
Also published as: DE102017219430A1; CN108061135A; CN108061135B; US20180128355A1; JP2018076878A; DE102017219430B4; KR102072408B1; KR20180051373A; US10670118B2

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。

公知のテンショナ１１０は、図６に示すように、前方側に開口したプランジャ収容穴１３１を有するハウジング１３０と、プランジャ収容穴１３１に摺動自在に挿入されるプランジャ１２０と、プランジャ１２０を前方側に向けて付勢するコイルばね（図６では図示しない）とを備えている。このようなテンショナ１１０では、プランジャ収容穴１３１とプランジャ１２０との間に形成された高圧油室１１１にオイルが供給され、高圧油室１１１内のオイルによってプランジャ１２０を前方側に向けて付勢するとともに、プランジャ１２０の往復動に伴ってプランジャ１２０とプランジャ収容穴１３１の間の僅かな隙間をオイルが流れ、その流路抵抗によってプランジャ１２０の往復動を減衰させるダンピング効果を得ている。

ここで、高圧油室１１１内のオイル圧を適切に維持するために、高圧油室１１１内のオイル圧が高まった時に高圧油室１１１内のオイルをプランジャ１２０外に排出する機構を設けることが知られており、このような機構の一態様として、図６に示すように、プランジャ１２０の内部および外部を連通させるリリーフ孔１２４をプランジャ１２０に設けるとともに、オリフィス部材１７０をプランジャ１２０内に配置することが知られている。
このオリフィス部材１７０の外周面には螺旋状の溝が形成されており、このオリフィス部材１７０をプランジャ穴１２１内に圧入嵌合し、プランジャ穴１２１の内周面とオリフィス部材１７０の溝との間隙でリリーフ孔１２４からのオイルの流出量を調節する。

特開２００１−１２５６９号公報特開２００２−３２７８１０号公報

ところが、このようなオリフィス部材１７０をプランジャ１２０の前端側に設置したテンショナ１１０では、図６に示すように、プランジャ１２０の前端側を鉛直方向の下向きに配置した場合、エンジン停止中に、高圧油室１１１（プランジャ穴１２１）内のオイルがリリーフ孔１２４から漏れ出してしまうことがある。そして、この場合、エンジン再始動時に、高圧油室１１１内にオイルが供給されるまで間は油圧が効かないことになるため、プランジャ１２０によってチェーンを良好に保持することができず、異音が発生してしまう等の問題が生じる。

また、オリフィス部材１７０をプランジャ１２０の前端側に設置したテンショナ１１０では、チェーンからプランジャ１２０が後方側へ強い押し戻しを受けた場合、高圧油室１１１内は極度の高圧となり、プランジャ１２０が後方側へ戻ることができず、結果として、チェーンが張った状態となってしまうという問題もある。また、この問題を回避するために、オイル流出性を向上させた場合、僅かな力でもプランジャ１２０は後方側へ押し戻されてしまい、チェーンが暴れてしまうという問題が生じることになる。

また、他の案として、図７に示すように、プランジャ１２０の前端側に、上述したオリフィス部材１７０の代わりにリリーフバルブ機構１７０を設置することも知られている（例えば、特許文献１を参照）。このリリーフバルブ機構１７０は、シート部１７１に密着可能に着座するバルブ部材１７２を有し、高圧油室１１１内のオイル圧が高まった時に、オイル圧によってバルブ部材１７２を移動させ、高圧油室１１１内のオイルを外部にリリーフするように構成されている。

ところが、このようなリリーフバルブ機構１７０を用いた場合においても、チェーンからプランジャ１２０が後方側へ強い押し戻しを受けた際に、高圧油室１１１内のオイルがリリーフバルブ機構１７０によってプランジャ１２０の外部に排出され、オイル排出後は一時的に高圧油室内にオイルの無い状態となるため、チェーンを良好に保持することができなくなってしまうという問題がある。

更に他の案として、図８に示すように、プランジャ１２０の前端側以外の箇所に、上述したリリーフバルブ機構１７０等を設置することも考えられる（例えば、特許文献２を参照）。この図８に示す例では、プランジャ１２０の前端側を鉛直方向の下向きに配置した場合においても、エンジン停止中に、高圧油室１１１（プランジャ穴１２１）内のオイルがプランジャ１２０の外部に漏れ出してしまうことを防止できる。

しかしながら、この図８に示す例においても、チェーンからプランジャ１２０が後方側へ強い押し戻しを受けた際に、高圧油室１１１内のオイルがリリーフバルブ機構１７０によってプランジャ１２０の外部に排出され、オイル排出後は一時的に高圧油室内にオイルの無い状態となってしまうという問題については、解消することはできない。

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、第１高圧油室内のオイル圧を安定させ、チェーンを良好に保持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、前記プランジャ穴内に配置され、前記ハウジングおよび前記プランジャの間に形成された内側空間を前方側の第１高圧油室および後方側の貯留油室に区画するチェックバルブと、前記貯留油室内に配置されたインナースリーブと、前記第１高圧油室内に配置され前記プランジャを前方側に向けて付勢する付勢手段と、前記ハウジングに揺動可能に支持され、前記プランジャに係合するラチェットとを備えたテンショナであって、前記ハウジングには、前記プランジャ収容穴の外側に形成され前記プランジャ収容穴に開口して連通する第２高圧油室と、前記第２高圧油室および前記ハウジングの外部に連通するユニット設置部とが形成され、前記ユニット設置部には、前記第２高圧油室内のオイル圧が高まった時に前記第２高圧油室内のオイルを外部にリリーフするリリーフユニットが設置され、前記プランジャ穴の内周面および前記インナースリーブの外周面の間隙が、前記第１高圧油室と前記第２高圧油室との間を連通させるオイル流路の一部として機能し、前記チェックバルブは、前記プランジャ穴に挿入される被挿入部材を有し、前記被挿入部材の外周面には、オイル用凹溝が形成され、前記チェックバルブは、前記プランジャの周方向における、前記第２高圧油室の周方向位置と前記オイル用凹溝との周方向位置とが合うように、前記プランジャ穴内に設置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高圧油室に加えて、ハウジングに第２高圧油室を形成するとともに、第２高圧油室の外側にリリーフユニットを設置することにより、チェーンからプランジャが後方側へ強い押し戻しを受け、第１高圧油室内のオイル圧が高まった場合に、第１高圧油室に連通する第２高圧油室内のオイルをリリーフユニットから排出することが可能であるため、プランジャの前端側にリリーフユニットを設けた場合とは異なり、プランジャの前端側を鉛直方向の下向きに配置した場合であっても、エンジン停止中に、第１高圧油室内のオイルがプランジャの外部に漏れ出てしまうことを防止できる。
また、第１高圧油室と第２高圧油室との間を連通させるオイル流路の一部として、プランジャ穴の内周面およびインナースリーブの外周面の間隙を利用することにより、当該間隙は充分な狭さおよび充分な長さで形成することが容易であるため、ハウジング等に複雑な加工を施すことなく、簡素な構成で、オイル流路の流路抵抗を充分に確保することができる。これにより、チェーンからプランジャが後方側へ強い押し戻しを受けた場合でも、第１高圧油室から第２高圧油室側へ圧力を逃して、第１高圧油室の過剰なオイル圧の上昇を防ぎつつも、第１高圧油室内から大量のオイルが抜けることを回避して、第１高圧油室内に充分なオイルを残留させることができ、第１高圧油室内のオイル圧を安定させることができる。

本請求項１に係る発明によれば、プランジャ穴に挿入される被挿入部材の外周面に、オイル用凹溝を形成し、プランジャ穴の内周面とオイル用凹溝との間の間隙をオイル流路の一部として機能させることにより、チェックバルブによって第１高圧油室から貯留油室にオイルが逆流することを回避しつつも、チェックバルブ（被挿入部材）の外周側で第１高圧油室から第２高圧油室へオイルを流動させることができる。
本請求項１に係る発明によれば、第２高圧油室の周方向位置とオイル用凹溝との周方向位置とを合わせることにより、第１高圧油室内の圧力を円滑に第２高圧油室に逃がすことができ、また、プランジャに係合するラチェットによってプランジャが回り止めされるため、第２高圧油室とオイル用凹溝との間の位置関係がずれることを抑制できる。
本請求項２に係る発明によれば、インナースリーブの後端に、インナースリーブの内周側と外周側とを連通させる後端側連通溝が形成されていることにより、第１高圧油室から第２高圧油室に向かうオイルの一部や、外部に排出されようとする第２高圧油室内のオイルの一部を、後端側連通溝を通じて、貯留油室に回収することができるとともに、第１高圧油室を経由することなく、後端側連通溝を通じて、貯留油室から第２高圧油室へオイルを直接供給することができる。
本請求項３に係る発明によれば、インナースリーブの前端に、インナースリーブの内周側と外周側とを連通させる前端側連通溝が形成されていることにより、第１高圧油室から第２高圧油室に向かうオイルの一部を、前端側連通溝を通じて、貯留油室に回収することができる。

本発明の一実施形態に係るテンショナを示す斜視図。テンショナを示す断面図。チェーンからプランジャが後方側へ強い押し戻しを受けた場合のオイルの流れを模式的に示す説明図。チェックバルブを示す斜視図。インナースリーブを示す斜視図。従来のテンショナを示す断面図。他の従来のテンショナを示す断面図。更に他の従来のテンショナを示す断面図。

本発明の一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、エンジンブロックに取り付けられ、複数のスプロケットに掛け回された伝動チェーンの弛み側にテンショナレバー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１や図２に示すように、円筒状のプランジャ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、プランジャ収容穴３１内に配置され、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を前方側の第１高圧油室１１および後方側の貯留油室１２に区画するチェックバルブ４０と、貯留油室１２内に摺動可能に配置されたインナースリーブ５０と、第１高圧油室１１内に配置されプランジャ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６０と、後述するハウジング３０のユニット設置部３５に設置されるリリーフバルブユニット７０と、ハウジング３０に揺動可能な状態で取り付けられるラチェット８０と、プランジャ２０の突出を一時的に制止するために用いられるストッパレバー９０およびストッパピン９１とを備えている。

プランジャ２０は、図２に示すように、後方側に開口したプランジャ穴２１と、後端側に形成されたプランジャ底部２２と、その外周面に形成されたラチェット８０に係合するためのラック歯２３とを有している。

ハウジング３０は、図１や図２に示すように、円筒状のプランジャ収容穴３１と、後方側に形成されたハウジング底部３２と、ハウジング底部３２に形成され外部から貯留油室１２にオイルを供給するためのハウジング油供給孔３３と、プランジャ収容穴３１の後端側においてプランジャ収容穴３１に開口して連通する第２高圧油室３４と、第２高圧油室３４およびハウジング３０の外部に開口して連通するユニット設置部３５と、エンジンブロックに取り付けるための取り付け孔３６とを有している。
第２高圧油室３４（およびユニット設置部３５）は、図２に示すように、プランジャ２０の進退方向（前後方向）に対して９０°以下（本実施形態では約４０°）の角度を成す方向に延びるように形成されている。

チェックバルブ４０は、貯留油室１２から第１高圧油室１１へのオイルの流入を許容するとともに、第１高圧油室１１から貯留油室１２へのオイルの逆流を阻止するものであり、図２に示すように、その中央に貫通孔を有したシート部材４１と、シート部材４１の前端部に密着可能に着座する球状のバルブ部材４２と、バルブ部材４２の移動を規制するリテーナ４３と、バルブ部材４２とリテーナ４３との間に配置されバルブ部材４２を後方側（シート部材４１側）に向けて付勢するスプリング４４とを有している。なお、スプリング４４は、必須の構成要素ではなく、実施形態によっては設けなくてもよい。

リテーナ４３は、図２に示すように、プランジャ穴２１に挿入される被挿入部材として構成され、リテーナ４３の外周面には、図４に示すように、前後方向に延びるオイル用凹溝４３ａが形成され、また、リテーナ４３の底部には、前後方向に貫通する貫通孔４３ｂが形成されている。
チェックバルブ４０は、図２に示すように、プランジャ２０の周方向における、第２高圧油室３４の周方向位置とオイル用凹溝４３ａとの周方向位置とが合うように、プランジャ穴２１内に設置されている。

インナースリーブ５０は、鉄等の金属から形成され、図２や図５に示すように、その内部が貯留油室１２として機能する円筒状の筒状本体部５１と、筒状本体部５１の前端に形成されたスリーブ底部５２と、スリーブ底部５２に形成されたオイル孔５３と、インナースリーブ５０の後端に形成され、インナースリーブ５０の内周側と外周側とを連通させる計４箇所の後端側連通溝５４と、スリーブ底部５２（インナースリーブ５０の前端）に形成され、インナースリーブ５０の内周側と外周側とを連通させる計４箇所の前端側連通溝５５とを有している。

インナースリーブ５０は、図２に示すように、スリーブ底部５２を前方側に向けた状態で、プランジャ穴２１内に配置されている。インナースリーブ５０は、プランジャ底部２２とスリーブ底部５２との間に配置されたコイルばね６０によって後方側に向けて付勢され、筒状本体部５１の後端側が、ハウジング底部３２の前面に接触している。

コイルばね６０は、図２に示すように、第１高圧油室１１内に伸縮自在に収納され、具体的には、プランジャ底部２２の後面とスリーブ底部５２の前面との間に配置されている。

リリーフバルブユニット７０は、第２高圧油室３４内のオイル圧が高まった時に第２高圧油室３４内のオイルを外部にリリーフするものであり、図２に示すように、その中央に貫通孔を有したシート部材７１と、シート部材７１に密着可能に着座する球状のバルブ部材７２と、バルブ部材７２の移動を規制するリテーナ７３と、バルブ部材７２とリテーナ７３との間に配置されバルブ部材７２をシート部材７１側に向けて付勢するスプリング７４と、リテーナ７３に取り付けられスプリング７４を支持するスプリング支持部材７５とを有している。なお、スプリング７４やスプリング支持部材７５は、必須の構成要素ではなく、実施形態によっては設けなくてもよい。

ラチェット８０は、図２に示すように、プランジャ２０のラック歯２３に係合可能なラチェット爪部８１を有し、ラチェット爪部８１がラック歯２３に係合するように付勢バネ８２によって付勢され、プランジャ２０の後方側への動きを規制するように構成されている。ラチェット８０は、ラック歯２３に対するラチェット爪部８１の係合によって、ハウジング３０に対するプランジャ２０の回転を規制する回転止め手段としても機能する。

このようにして得られた本実施形態のテンショナ１０では、第１高圧油室１１に加えて、ハウジング３０に第２高圧油室３４を形成するとともに、第２高圧油室３４の外側にリリーフバルブユニット７０を設置することにより、チェーンからプランジャ２０が後方側へ強い押し戻しを受け、第１高圧油室１１内のオイル圧が高まった場合に、第１高圧油室１１に繋がった第２高圧油室３４内のオイルがリリーフバルブユニット７０から排出される。
これにより、プランジャ２０の前端側にリリーフバルブユニット７０を設けた場合とは異なり、プランジャ２０の前端側を鉛直方向の下向きに配置した場合であっても、エンジン停止中に、第１高圧油室１１内のオイルがプランジャ２０の外部に漏れ出てしまうことを防止できる。

また、図３に示すように、第１高圧油室１１と第２高圧油室３４との間を連通させるオイル流路の一部として、プランジャ穴２１の内周面およびインナースリーブ５０の外周面の間隙を利用することにより、当該間隙は充分な狭さおよび充分な長さで形成することが容易であるため、ハウジング３０等に複雑な加工を施すことなく、簡素な構成で、オイル流路の流路抵抗を充分に確保することができる。
これにより、チェーンからプランジャ２０が後方側へ強い押し戻しを受けた場合でも、第１高圧油室１１から第２高圧油室３４側へ圧力を逃して、第１高圧油室１１の過剰なオイル圧の上昇を防ぎつつも、第１高圧油室１１内から大量のオイルが抜けることを回避して、第１高圧油室１１内に充分なオイルを残留させることができ、第１高圧油室１１内のオイル圧を安定させることができる。

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、上述した複数の実施形態の各構成を、任意に組み合わせてテンショナを構成しても何ら構わない。
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。
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、チェックバルブのバルブ部材の移動を規制するリテーナが、プランジャ穴に挿入される被挿入部材であるものとして説明したが、被挿入部材の具体的態様はこれに限定されず、例えば、バルブ部材を着座させるシート部材を被挿入部材として構成してもよい。
また、上述した実施形態では、第２高圧油室内のオイルを外部にリリーフするリリーフユニットが、バルブ部材を有したリリーフバルブユニットとして構成されているものとして説明したが、リリーフユニットの具体的態様は、第２高圧油室内のオイル圧が高まった時に第２高圧油室内のオイルを外部にリリーフするものであれば、如何なるものでもよく、例えば、リリーフユニットを図６に示すようなオリフィスから構成してもよい。

１０・・・テンショナ
１１・・・第１高圧油室
１２・・・貯留油室
２０・・・プランジャ
２１・・・プランジャ穴
２２・・・プランジャ底部
２３・・・ラック歯
３０・・・ハウジング
３１・・・プランジャ収容穴
３２・・・ハウジング底部
３３・・・ハウジング油供給孔
３４・・・第２高圧油室
３５・・・ユニット設置部
３６・・・取り付け孔
４０・・・チェックバルブ
４１・・・シート部材
４２・・・バルブ部材
４３・・・リテーナ（被挿入部材）
４３ａ・・・オイル用凹溝
４３ｂ・・・貫通孔
４４・・・スプリング
５０・・・インナースリーブ
５１・・・筒状本体部
５２・・・スリーブ底部
５３・・・オイル孔
５４・・・後端側連通溝
５５・・・前端側連通溝
６０・・・コイルばね（付勢手段）
７０・・・リリーフバルブユニット（リリーフユニット）
７１・・・シート部材
７２・・・バルブ部材
７３・・・リテーナ
７４・・・スプリング
７５・・・スプリング支持部材
８０・・・ラチェット
８１・・・ラチェット爪部
８２・・・付勢バネ
９０・・・ストッパレバー
９１・・・ストッパピン

Claims

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、前記プランジャ穴内に配置され、前記ハウジングおよび前記プランジャの間に形成された内側空間を前方側の第１高圧油室および後方側の貯留油室に区画するチェックバルブと、前記貯留油室内に配置されたインナースリーブと、前記第１高圧油室内に配置され前記プランジャを前方側に向けて付勢する付勢手段と、前記ハウジングに揺動可能に支持され、前記プランジャに係合するラチェットとを備えたテンショナであって、
前記ハウジングには、前記プランジャ収容穴の外側に形成され前記プランジャ収容穴に開口して連通する第２高圧油室と、前記第２高圧油室および前記ハウジングの外部に連通するユニット設置部とが形成され、
前記ユニット設置部には、前記第２高圧油室内のオイル圧が高まった時に前記第２高圧油室内のオイルを外部にリリーフするリリーフユニットが設置され、
前記プランジャ穴の内周面および前記インナースリーブの外周面の間隙が、前記第１高圧油室と前記第２高圧油室との間を連通させるオイル流路の一部として機能し、
前記チェックバルブは、前記プランジャ穴に挿入される被挿入部材を有し、
前記被挿入部材の外周面には、オイル用凹溝が形成され、
前記チェックバルブは、前記プランジャの周方向における、前記第２高圧油室の周方向位置と前記オイル用凹溝との周方向位置とが合うように、前記プランジャ穴内に設置されていることを特徴とするテンショナ。
前記インナースリーブの後端には、前記インナースリーブの内周側と外周側とを連通させる後端側連通溝が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。
前記インナースリーブの前端には、前記インナースリーブの内周側と外周側とを連通させる前端側連通溝が形成され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。