JP6982239B2 - チェーンテンショナ - Google Patents

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Description

本発明は、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴を有するテンショナボディと、該プランジャ収容穴に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャと、前記プランジャ収容穴と前記プランジャで形成される圧油室に伸縮自在に収納されてプランジャを前方側の突出方向に付勢する付勢手段とを備えたチェーンテンショナに関するものである。
従来、チェーンの張力を適正に保持するチェーンテンショナを用いることは慣用されており、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走行案内シュ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、張力を適正に保持するためにチェーンテンショナによって走行案内シューを有する揺動チェーンガイドを付勢するものが公知である。
例えば、図7に示すように、タイミングチェーンCHがエンジンルーム内のクランク軸に取付けた駆動スプロケットS1とカム軸に取付けた一対の従動スプロケットS2、S3との間に無端懸回されており、このタイミングチェーンCHが揺動チェーンガイドG1と固定チェーンガイドG2とによってガイドされてチェーンガイド機構が構成されている。
固定チェーンガイドG2は、2つの取付軸B1、B2でエンジンルーム内に固定され、揺動チェーンガイドG1は、取付軸B0を中心にタイミングチェーンCHの懸回平面内で揺動可能にエンジンルーム内に取付けられている。
チェーンテンショナ500は、揺動チェーンガイドG1を押圧することでタイミングチェーンCHの張力を適正に保持するとともに振動を抑制している。
このようなチェーンガイド機構に用いられる公知のチェーンテンショナ500は、例えば図8に模式的に示すように、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴511を有するテンショナボディ510と、該プランジャ収容穴511の円筒面部513に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャ520と、プランジャ収容穴511からプランジャ520を突出方向である前方側に付勢する付勢手段を備えている。
付勢手段は、円筒状のプランジャ520の筒状凹部521に収容されてプランジャ収容穴511の底部512との間で圧縮されるコイルばね540で構成されている。
プランジャ収容穴511に設けられたオイル供給孔514からオイルが供給されることで、プランジャ収容穴511とプランジャ520との間に形成された圧油室501がオイルで満たされ、オイルによりプランジャ520を突出方向に付勢するとともに、チェックバルブ550(模式的にチェックボールのみを図示。)でオイル供給孔514からのオイルの流出が阻止されている。
このことで、プランジャ520の往復動にともなってプランジャ520とプランジャ収容穴511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520の往復動を減衰させるダンピング効果を得ている。
このようなチェーンテンショナにおいて、使用時にタイミングチェーンの過大な緊張力が発生した場合、圧油室の圧力が過大となり、騒音、振動が発生したり、タイミングチェーンの損傷を与える虞れがあった。
このような事態を防止するために、圧油室が急激に所定の圧力以上となることを防止する所定の流路抵抗を付与したリリーフ通路を備えたものが周知であり、さらに、流路抵抗を可変としたものが特許文献1等で公知である。
特開2011−226534号公報
ところが、上記特許文献等で公知のチェーンテンショナは、未だ改善の余地があった。
すなわち、特許文献1で公知のチェーンテンショナは、使用されるエンジンや運転条件が異なった場合でも、個別に異なる加工を施すことなく、開度調整バルブの開度を手動あるいは自動で変更してオイルリーク通路を通過する高圧油の流量を調節することで、ダンピング特性の調整をしているが、同一エンジンや同一の運転条件下でも、エンジン稼動中の油温の変化に伴う高圧油の粘度変化への対応は、手動による動的な調節では困難であり、自動で動的に調節するにしても、コントローラによる制御を伴った調節が必要となり、装置構成が複雑化・大型化したり、製造コストが増加してしまう虞があった。
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構成で、オイルリーク通路内の流路抵抗の自動調節で、油温変化に伴うダンピング特性の変化を抑制可能であるとともに、製造コストの上昇を抑制可能なチェーンテンショナを提供することを目的とするものである。
本発明のチェーンテンショナは、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴を有するテンショナボディと、該プランジャ収容穴に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャと、前記プランジャ収容穴と前記プランジャで形成される圧油室に伸縮自在に収納されてプランジャを前方側の突出方向に付勢する付勢手段とを備えたチェーンテンショナであって、前記圧油室には、前記チェーンテンショナの外部に通じるオイルリーク通路が設けられ、前記オイルリーク通路は、油温に応じて形状が変化する温度形状変化部材によって移動可能な可動片を有し、前記可動片は、前記オイルリーク通路に交差するように設けられた可動片移動穴内を摺動可能に収容され、前記可動片移動穴内の前記可動片に対する少なくとも一方側には、前記温度形状変化部材が挿入され、前記可動片移動穴の前記可動片の移動方向の開放側には、前記可動片および前記温度形状変化部材の前記可動片移動穴からの飛び出しを防止可能なプラグが設けられ、前記動片の外周面には、互いに形状の異なる第1のリーク溝と第2のリーク溝が設けられ、前記可動片は、前記可動片の移動位置に応じて前記オイルリーク通路の流路抵抗が変化するように前記第1のリーク溝および第2のリーク溝と前記オイルリーク通路との連通を切り替え可能に形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。
請求項1に係る発明のチェーンテンショナによれば、圧油室に設けられたオイルリーク通路は、油温に応じて形状が変化する温度形状変化部材によって移動可能な可動片を有し、可動片は、可動片の移動位置に応じてオイルリーク通路の流路抵抗が変化するように第1のリーク溝および第2のリーク溝とオイルリーク通路との連通を切り替え可能に形成されているため、油温によってオイルの粘性が変化した場合でも、温度形状変化部材の変形によって可動片が自動的に移動して互いに形状の異なる第1のリーク溝および第2のリーク溝とオイルリーク通路との連通を切り替えることでオイルのリーク量を安定化させ、ダンピング効果の変化を抑制できる。
また、可動片の移動にセンサやコントローラ等の電気的な制御を伴う装置を必要とすることがなく、油温に応じて変形した温度形状変化部材によって可動片を移動させることができるため、装置構成を簡単にできるとともに、センサやコントローラ等の電気的な制御を伴う装置を使用する場合に比べて、製造やメンテナンスにかかるコストを抑制できる。
また、可動片は、オイルリーク通路に交差するように設けられた可動片移動穴内を摺動可能に収容され、可動片移動穴内の可動片に対する少なくとも一方側には、温度形状変化部材が挿入されているため、温度形状変化部材の形状変化によって可動片移動穴内の可動片を進退させるのみで、オイルリーク通路の流路抵抗を変化させることができる。
また、可動片移動穴はオイルリーク通路に交差するように設けられているため、オイルの圧力によって可動片が進退させられることがなく、より一層オイルのリーク量を安定化できる。
請求項に記載の構成によれば、オイルリーク通路がテンショナボディに設けられ、プランジャ収容穴からチェーンテンショナの外部に通じるように形成されているため、チェーンテンショナの装置構成を簡単化できるとともに、チェーンテンショナをエンジンブロックに取り付けた後でも容易に可動片や温度形状変化部材の取り替えや調整ができる。
請求項に記載の構成によれば、オイルリーク通路がプランジャの前方側に設けられ、プランジャの内部からチェーンテンショナの外部に通じるように形成されているため、テンショナボディを小型化できるとともに、プランジャから漏出したオイルをシュー側に直接添加でき、シュー面の潤滑に効果的に利用できる。
本発明の一実施形態に係るチェーンテンショナ100の正面断面図。 本発明の一実施形態に係るチェーンテンショナ100のA部拡大図。 本発明の一実施形態に係るチェーンテンショナ100の、温度形状変化部材131が作動した状態を示す、A部拡大図。 本発明の一実施形態に係るチェーンテンショナ200の、可変リークダウン機構230をプランジャ220に設けた場合の正面断面図。 本発明の一実施形態に係るチェーンテンショナ200のB部拡大図。 本発明の一実施形態に係るチェーンテンショナ200の、温度形状変化部材231が作動した状態を示す、B部拡大図。 エンジンのチェーンガイド機構に用いられるチェーンテンショナ500の説明図。 従来のチェーンテンショナ500の概略説明図。
以下に、本発明の一実施形態に係るチェーンテンショナ100について、図面に基づいて説明する。
チェーンテンショナ100は、図1に示すように、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴111を有するテンショナボディ110と、プランジャ収容穴111に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャ120と、プランジャ収容穴111とプランジャ120で形成される圧油室101に伸縮自在に収納されてプランジャ120を前方側の突出方向に付勢するコイルばね140とを備えたものであり、圧油室101には、チェーンテンショナ100の外部に通じるオイルリーク通路115と、オイルを供給するオイル供給孔114に通じる貯留油室121とが接続され、オイルリーク通路115には、オイルリーク通路115に交差するように、可変リークダウン機構130を備えた可動片移動穴116が接続されている。
このように、オイルリーク通路115がテンショナボディ110に設けられているため、チェーンテンショナ100の装置構成を簡単化できるとともに、エンジンブロックに取り付け後でも容易に可動片133や温度形状変化部材131の取り替えや調整ができる。
圧油室101と貯留油室121との間には、圧油室101に流入するオイルの貯留油室121への逆流を抑制するチェックバルブユニット150が設けられている。
可変リークダウン機構130は、可動片133と、可動片133を可動片移動穴116の開放方向へ付勢する可動スプリング132と、可動片133を可動スプリング132側へ付勢する温度形状変化部材131と、可動片移動穴116を閉塞するプラグ136とで構成され、可動片133の表面には、周状に形成された第1のリーク溝134と、第1のリーク溝134と溝の形状が異なる第2のリーク溝135とが設けられている。
次に、チェーンテンショナ100の可変リークダウン機構130の動作について、図2および図3を用いて説明する。
まず、プランジャ120のダンピングにより、オイルがオイルリーク通路115からテンショナボディ110外へ押し出される方向に力を受ける。
このとき、オイルリーク通路115は、可動片133の第1のリーク溝134によって流路を絞られているため、オイルの漏出量を調整し、適正なダンピング特性を維持することができる。
ここで、油温の変化に伴ってオイルの粘度が変化した場合、油温変化前と同じオイルリーク通路115内の流路の絞り方では、必要以上にオイルが漏出してしまい、適正なダンピング特性が得られないことがあるが、可変リークダウン機構130の温度形状変化部材131が、油温の変化によって所定の長さまで伸長することで可動片133を可動スプリング132側へ押し込み、第1のリーク溝134よりも流路が絞られた第2のリーク溝135をオイルリーク通路115に連通するように移動させることで、オイルの漏出量を低減し、温度変化前と同等の適正なダンピング特性を得ることができる。
なお、初期の油温に戻れば、温度形状変化部材131も初期の長さまで収縮するとともに、可動スプリング132によって可動片133は温度形状変化部材131側へ付勢されているため、可動片133は初期位置に戻り、再び第1のリーク溝134がオイルリーク通路115に連通する。
次に、本発明の他の実施形態に係るチェーンテンショナ200について、図面に基づいて説明する。
チェーンテンショナ200は、図4に示すように、一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴211を有するテンショナボディ210と、プランジャ収容穴211に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャ220と、プランジャ収容穴211とプランジャ220で形成される圧油室201に伸縮自在に収納されてプランジャ220を前方側の突出方向に付勢するコイルばね240とを備えたものであり、圧油室201には、プランジャ220の先端側に設けられ、チェーンテンショナ200の外部に通じるオイルリーク通路215と、オイルを供給するオイル供給孔214に通じる貯留油室221とが接続され、オイルリーク通路215に交差するように、可変リークダウン機構230を備えた可動片移動穴216が接続されている。
このように、チェーンテンショナ200のオイルリーク通路215をプランジャ220の先端側に設けることで、テンショナボディ210をより小型化でき、狭い空間内でのチェーンテンショナ200の設置が容易となる。
圧油室201と貯留油室221との間には、圧油室201に流入するオイルの貯留油室221への逆流を抑制するチェックバルブユニット250が設けられている。
可変リークダウン機構230は、可動片233と、可動片233を可動片移動穴216の開放方向へ付勢する可動スプリング232と、可動片233を可動スプリング232側へ付勢する温度形状変化部材231と、可動片移動穴216を閉塞するプラグ236とで構成され、可動片233の表面には、周状に形成された第1のリーク溝234と、第1のリーク溝234と溝の形が異なる第2のリーク溝235とが設けられている。
次に、チェーンテンショナ200の可変リークダウン機構230の動作について、図5および図6を用いて説明する。
まず、プランジャ220のダンピングにより、オイルがオイルリーク通路215からプランジャ220外へ押し出される方向に力を受ける。
このとき、オイルリーク通路215は、可動片233の第1のリーク溝234によって流路を絞られているため、オイルの漏出量を調整し、適正なダンピング特性を維持することができる。
ここで、油温の変化に伴ってオイルの粘度が変化した場合、油温変化前と同じオイルリーク通路215内の流路の絞り方では、必要以上にオイルが漏出してしまい、適正なダンピング特性が得られないことがあるが、可変リークダウン機構230の温度形状変化部材231が、油温の変化によって所定の長さまで伸長することで可動片233を可動スプリング232側へ押し込み、第1のリーク溝234よりも流路が絞られた第2のリーク溝235をオイルリーク通路215に連通するように移動させることで、オイルの漏出量を低減し、温度変化前と同等の適正なダンピング特性を得ることができる。
なお、チェーンテンショナ200は、プランジャ220の先端側からオイルが漏出するため、プランジャ220からリークしたオイルをシュー側に直接添加でき、チェーンの潤滑にも効果的に利用できる。
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うことが可能である。
なお、上述した実施形態では、オイルリーク通路には、オイルリーク通路に交差するように、可変リークダウン機構を備えた可動片移動穴が接続されているものとして説明したが、可変リークダウン機構の設置方法はこれに限定されず、例えば、オイルリーク通路に内包されるように可変リークダウン機構が設置されていてもよく、オイルリーク通路の出口に可変リークダウン機構を接続してもよい。
100、200、500 ・・・ チェーンテンショナ
101、201、501 ・・・ 圧油室
110、210、510 ・・・ テンショナボディ
111、211、511 ・・・ プランジャ収容穴
114、214、514 ・・・ オイル供給路
115、215 ・・・ オイルリーク通路
116、216 ・・・ 可動片移動穴
120、220、520 ・・・ プランジャ
121、221 ・・・ 貯留油室
130、230 ・・・ 可変リークダウン機構
131、231 ・・・ 温度形状変化部材
132、232 ・・・ 可動スプリング
133、233 ・・・ 可動片
134、234 ・・・ 第1のリーク溝
135、235 ・・・ 第2のリーク溝
136、236 ・・・ プラグ
140、240、540 ・・・ コイルばね
150、250、550 ・・・ チェックバルブユニット
S1 ・・・ 駆動スプロケット
S2 ・・・ 従動スプロケット
S3 ・・・ 従動スプロケット
CH ・・・ タイミングチェーン
G1 ・・・ 揺動チェーンガイド
G2 ・・・ 固定チェーンガイド
B0、B1、B2 ・・・ 取付軸

Claims (3)

  1. 一方が開放した円筒状のプランジャ収容穴を有するテンショナボディと、該プランジャ収容穴に摺動自在に挿入される円筒状のプランジャと、前記プランジャ収容穴と前記プランジャで形成される圧油室に伸縮自在に収納されてプランジャを前方側の突出方向に付勢する付勢手段とを備えたチェーンテンショナであって、
    前記圧油室には、前記チェーンテンショナの外部に通じるオイルリーク通路が設けられ、
    前記オイルリーク通路は、油温に応じて形状が変化する温度形状変化部材によって移動可能な可動片を有し、
    前記可動片は、前記オイルリーク通路に交差するように設けられた可動片移動穴内を摺動可能に収容され、
    前記可動片移動穴内の前記可動片に対する少なくとも一方側には、前記温度形状変化部材が挿入され、
    前記可動片移動穴の前記可動片の移動方向の開放側には、前記可動片および前記温度形状変化部材の前記可動片移動穴からの飛び出しを防止可能なプラグが設けられ、
    前記可動片の外周面には、互いに形状の異なる第1のリーク溝と第2のリーク溝が設けられ、
    前記可動片は、前記可動片の移動位置に応じて前記オイルリーク通路の流路抵抗が変化するように前記第1のリーク溝および第2のリーク溝と前記オイルリーク通路との連通を切り替え可能に形成されていることを特徴とするチェーンテンショナ。
  2. 前記オイルリーク通路が、前記テンショナボディに設けられ、前記プランジャ収容穴から前記チェーンテンショナの外部に通じるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載のチェーンテンショナ。
  3. 前記オイルリーク通路が、前記プランジャの前方側に設けられ、前記プランジャの内部から前記チェーンテンショナの外部に通じるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載のチェーンテンショナ。
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