KR102125033B1 - 체인 텐셔너 - Google Patents

Abstract

[과제] 체인 텐셔너를 대형화하지 않고, 가공 개소나 조립공수를 감소시키고, 오일의 외부로의 유출을 감소하는 체인 텐셔너를 제공하는 것이다. [해결 수단] 플런저(120)의 내부에는, 압유실(101) 측에 설치된 체크 밸브 유닛(150)과 외주에 설치된 압력 조정 유닛을 구비하는 이너 슬리브(160)가 배치되고, 이너 슬리브(160)가, 원통부(163)와, 압유실(101) 측에 설치된 이동 규제부(162)를 갖고, 압력 조정 유닛이, 원통부(163)에 접동 가능하게 외감함과 동시에 플런저(120)의 내면에 접동 가능하게 내접하는 환상의 릴리프 밸브(170)와, 릴리프 밸브(170)를 이동 규제부(162) 측으로 부세하는 릴리프 스프링(180)을 갖는 것이다.

Description

체인 텐셔너{CHAIN TENSIONER}

본 발명은, 일방이 개방된 원통형의 플런저 수용공을 갖는 텐셔너 바디와, 상기 플런저 수용공에 접동 자재로 삽입되는 원통형의 플런저와, 플런저의 내부에 형성되는 압유실에 신축 자재로 수납되어 플런저를 돌출 방향인 전방 측으로 부세하는 부세 수단을 구비하는 체인 텐셔너에 관한 것이다.

종래, 체인의 장력을 적정하게 보관 유지하는 체인 텐셔너를 이용하는 것은 관용되고, 예를 들면, 엔진 룸 내의 크랭크축과 캠축의 각각에 설치한 스프로켓(sprocket) 간에 무단현 걸린 롤러 체인 등의 전동 체인을 주행 안내 슈에 의해서 접동 안내를 실시하는 체인 가이드 기구에서, 장력을 적정하게 보관 유지하기 위해서 체인 텐셔너에 의해서 주행 안내 슈(traveling guide shoe)를 갖는 요동 체인 가이드를 부세하는 것이 공지이다.

예를 들면, 도 5에 나타내듯이, 타이밍 체인(CH)이 엔진 룸 내의 크랭크 축에 취부된 구동 스프로켓(sprocket)(S1)과 캠 축에 취부된 한 쌍의 종동 스프로켓(S2, S3) 간에 무단현 걸려지고, 이 타이밍 체인(CH)이 요동 체인 가이드(G1)와 고정 체인 가이드(G2)에 의해서 가이드 되어 체인 가이드 기구가 구성되어 있다.

고정 체인 가이드(G2)는, 2개의 취부축(B1, B2)으로 엔진 룸 내에 고정되고, 요동 체인 가이드(G1)는, 취부축(B0)을 중심으로 타이밍 체인(CH)의 현회평면 내에서 요동 가능하게 엔진 룸 내에 취부되고 있다.

체인 텐셔너(500)는, 요동 체인 가이드(G1)를 압압함으로써 타이밍 체인(CH)의 장력을 적정하게 보관 유지함과 동시에 진동을 억제하고 있다.

이러한 체인 가이드 기구에 이용되는 공지의 체인 텐셔너(500)는, 예를 들면 도 6에 모식적으로 나타내듯이, 일방이 개방된 원통형의 플런저 수용공(511)을 갖는 텐셔너 바디(510)와, 상기 플런저 수용공(511)의 원통면부(513)에 접동 자재로 삽입되는 원통형의 플런저(520)와, 플런저 수용공(511)으로부터 플런저(520)를 돌출 방향인 전방 측으로 부세하는 부세 수단을 구비하고 있다.

부세 수단은, 원통형의 플런저(520)의 통상요부(筒狀凹部)(521)에 수용되어 플런저 수용공(511)의 저부(512)와의 사이에 압축되는 코일 용수철(540)로 구성되어 있다.

플런저 수용공(511)에 설치된 오일 공급공(514)으로부터 오일이 공급됨으로써, 플런저 수용공(511)과 플런저(520)의 사이에 형성된 압유실(501)이 오일로 채워지고, 오일에 의해 플런저(520)를 돌출 방향으로 부세함과 동시에, 체크 밸브(550)(모식적으로 체크 볼만을 도시.)로 오일 공급공(514)으로부터의 오일의 유출이 저지되고 있다.

이것으로, 플런저(520)의 왕복동에 따라 플런저(520)와 플런저 수용공(511)의 사이의 간극을 오일이 흐르고, 그 유로 저항에 의해서 플런저(520)의 왕복동을 감쇠시키는 덤핑 효과를 얻고 있다.

이러한 체인 텐셔너에서, 사용 시에 타이밍 체인의 과대한 긴장력이 발생했을 경우, 압유실의 압력이 과대가 되어, 소음, 진동이 발생하거나, 타이밍 체인의 손상을 주는 우려가 있었다.

이러한 사태를 방지하기 위해서, 압유실이 소정의 압력 이상이 되었을 때에 개방하는 릴리프 밸브(relief valve)를 구비하는 것이 공지이다(특허문헌 1 내지 특허문헌 5 등 참조.).

일본 공개특허 특개2002-327810호 공보 일본 공개특허 특개2011-226534호 공보 일본 공개특허 특개2002-130401호 공보 일본 공개특허 특개2002-235818호 공보 일본 공개특허 특개2006-125430호 공보

특허문헌 1, 2 등에서 공지의 체인 텐셔너는, 릴리프 밸브가 플런저 수용공 내에 배치되지 않고, 텐셔너 바디에 별도의 오일 유로를 개입시켜서 설치되고 있기 때문에, 체인 텐셔너 자체가 대형화함과 동시에, 가공 개소가 증가하고, 조립공수도 증대한다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 3, 4, 5 등에서 공지의 체인 텐셔너는, 릴리프 밸브가 플런저 내부에 설치되고 있어서, 체인 텐셔너 자체의 대형화는 회피할 수 있지만, 플런저의 내부 구조가 복잡하게 되고, 조립공수가 증대한다고 하는 문제가 있었다.

또, 릴리프 밸브에 의해 개방된 오일은 외부로 유출되기 때문에, 오일 소비가 많아져 오일펌프의 강화가 필요하다.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하는 것으로, 체인 텐셔너를 대형화하지 않고, 가공 개소나 조립공수를 감소시키고, 오일의 외부로의 유출을 감소하는 체인 텐셔너를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 체인 텐셔너는, 일방이 개방된 원통형의 플런저 수용공을 갖는 텐셔너 바디와, 상기 플런저 수용공에 접동 자재로 삽입되는 원통형의 플런저와, 상기 플런저의 내부에 형성되는 압유실에 신축 자재로 수납되어 플런저를 돌출 방향인 전방 측으로 부세하는 부세 수단을 구비하는 체인 텐셔너이며, 상기 플런저의 내부에는 이너 슬리브가 배치되고, 상기 이너 슬리브는, 상기 압유실로 유입되는 오일의 역류를 억제하도록 압유실 측에 설치된 체크 밸브 유닛과, 상기 압유실이 소정 이상의 고압이 되는 것을 억제하도록 외주에 설치된 압력 조정 유닛을 구비하고, 상기 이너 슬리브가, 원통부와, 상기 압유실 측에 설치된 이동 규제부를 갖고, 상기 압력 조정 유닛이, 상기 원통부에 접동 가능하게 외감함과 동시에 상기 플런저의 내면에 접동 가능하게 내접하는 환상의 릴리프 밸브와, 상기 릴리프 밸브를 상기 이동 규제부 측으로 부세하는 릴리프 스프링을 갖는 것으로, 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 청구항 1에 관한 체인 텐셔너에 의하면, 이너 슬리브가, 원통부와 압유실 측에 설치된 이동 규제부를 갖고, 압력 조정 유닛이, 원통부에 접동 가능하게 외감함과 동시에 플런저의 내면에 접동 가능하게 내접하는 환상의 릴리프 밸브와, 릴리프 밸브를 압유실 측으로 부세하는 릴리프 스프링을 가지므로, 압력 조정 유닛을 이너 슬리브의 외면과 플런저의 내면의 공간에 넣을 수 있기 때문에, 체인 텐셔너 자체가 대형화하지 않고 가공 개소가 증가하지도 않는다.

또, 이너 슬리브가 압력 조정 유닛의 요소로서 기능함으로써, 부품 점수가 적어짐과 동시에 대형화하지 않고, 가공 개소나 조립공수를 감소시키는 것이 가능해진다.

또, 압력 조정 유닛에 의한 압력의 개방을 오일의 공급 측을 향해 실시하는 구조가 되기 때문에, 압력 개방 시의 오일의 외부로의 유출이 없고, 또한, 압유실과 개방 측과의 차압이 작아져서, 압력 조정 유닛의 폐쇄 상태로의 복귀 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 엔진의 시동 시 등의 오일 공급이 개시되기 전의 상태로 압력 조정 유닛이 작동했을 경우에서도, 압력의 개방을 오일의 공급 측을 향해 실시하는 구조가 되기 때문에, 오일이 외부로 유출하지 않고 순환하여, 시동 시의 덜컹거림(clattering)를 억제하는 것이 가능해진다.

본 청구항 2 기재의 구성에 의하면, 릴리프 밸브의 내주에는, 원통부와 접접하는 내주 접접면과, 전후 방향의 오일의 흐름을 허용하는 릴리프홈을 가지므로, 플런저 및 이너 슬리브에 릴리프홈을 가공할 필요가 없고, 공정수를 감소시키는 것이 가능해진다.

또, 압력 개방 시의 오일의 유량을 조정하는 경우에도, 다른 릴리프홈 형상의 릴리프 밸브로 변경하는 것만으로 좋고, 설계 변경에 용이하게 대응하는 것이 가능해진다.

본 청구항 3 기재의 구성에 의하면, 압력 조정 유닛이, 이너 슬리브의 외주에 고정되어 상기 릴리프 스프링을 받는 스톱퍼 링을 가지므로, 조립 시에, 미리 이너 슬리브와 압력 조정 유닛을 일체화한 후에, 일체로서 내부에 짜넣는 것이 가능해지기 때문에, 조립공수를 감소시키는 것이 가능해진다.

본 청구항 4 기재의 구성에 의하면, 이너 슬리브가, 상기 원통부의 내주와 외주를 관통하는 리저브공을 가지므로, 중공의 이너 슬리브의 내부를 저장유실로 했을 경우, 압력 개방 시의 오일을 확실히 저장유실로 환류시킬 수 있다.

[도 1] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 체인 텐셔너의 정면 단면도.
[도 2] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 체인 텐셔너의 측면 단면도.
[도 3] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 체인 텐셔너의 이너 슬리브의 사시도.
[도 4] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 체인 텐셔너의 릴리프 밸브의 사시도.
[도 5] 엔진의 체인 가이드 기구에 이용되는 체인 텐셔너의 설명도.
[도 6] 종래의 체인 텐셔너의 개략 설명도.

[실시예 1]

본 발명의 제1 실시 형태에 관한 체인 텐셔너(100)는, 도 1, 도 2에 나타내듯이, 일방이 개방된 원통형의 플런저 수용공(111)을 갖는 텐셔너 바디(110)와, 상기 플런저 수용공(111)에 접동 자재로 삽입되는 원통형의 플런저(120)와, 플런저(120)의 내부에 형성되는 압유실(101)에 신축 자재로 수납되어 플런저(120)를 돌출 방향으로 부세하는 부세 수단인 코일 용수철(140)을 구비하고 있다.

플런저(120)의 내부에는, 압유실(101)로 유입되는 오일의 역류를 억제하도록 압유실(101) 측에 설치된 체크 밸브 유닛(150)과, 압유실(101)이 소정 이상의 고압이 되는 것을 억제하도록 외주에 설치된 압력 조정 유닛을 구비하는 이너 슬리브(160)가 배치되어 있다.

텐셔너 바디(110)에는, 플런저 수용공(111)의 저부(112)로부터 오일을 공급하는 오일 공급공(114)이 설치되고 있다.

이너 슬리브(160)는, 도 3에 나타내듯이, 체크 밸브 유닛(150) 측에 설치된 대경부(161)와, 대경부(161)보다 소경의 원통부(163)를 갖고, 대경부(161)와 원통부(163)의 접속부의 단차가 후술하는 릴리프 밸브(relief valve)(170)의 이동 규제부(162)를 구성하고 있다.

또, 원통부(163)에는, 이너 슬리브(160)의 내주와 외주를 관통하는 리저브공(164)이 설치되고 있다.

압력 조정 유닛은, 이너 슬리브(160)의 원통부(163)에 접동 가능하게 외감함과 동시에 플런저(120)의 내면에 접동 가능하게 내접하는 환상의 릴리프 밸브(170)와, 릴리프 밸브(170)를 이동 규제부(162) 측으로 부세하는 릴리프 스프링(180)을 가지고 있다.

릴리프 밸브(170)는, 도 4에 나타내듯이, 외주에는 플런저(120)의 내면과 접접하는 외주 접접면(174)을 갖고, 내주에는 이너 슬리브(160)의 원통부(163)와 접접하는 내주 접접면(171)과, 내주측에서 전후 방향의 오일의 흐름을 허용하는 릴리프홈(172)을 갖고, 전방 측의 단면에는, 이너 슬리브(160)의 이동 규제부(162)에 당접하여 압유실(101)을 봉지하는 전방 씰면(173)을 가지고 있다.

이너 슬리브(160)의 후방측 단부의 외주에는, 릴리프 스프링(180)의 일단을 받는 스톱퍼 링(181)이 고정되고 있다.

또, 이너 슬리브(160)의 원통부(163)에는 원주홈(165)이 설치되고, 원주홈(165)에 외감되는 후방 규제 링(183)에 의해서, 릴리프 밸브(170)의 후방측으로의 이동이 규제된다.

이너 슬리브(160)의 전방 단부에 설치된 체크 밸브 유닛(150)은, 체크 볼(151)과, 체크 볼(151)을 내삽하는 리테이너(152)와, 체크 볼(151)의 착석에 의해 개폐하는 체크 밸브 시트부(153)와, 리테이너(152)의 내부에서 체크 볼(151)을 체크 밸브 시트부(153) 측으로 가볍게 압압하는 볼 누름 용수철(ball press spring)(154)을 가지고 있다.

이러한 구성으로, 플런저(120)의 내부의 돌출 측인 전방으로 압유실(101)이 형성되고, 후방의 이너 슬리브(160)의 내부 및 외부에 저장유실(121)이 형성된다.

또한, 본 실시 형태에 관한 체인 텐셔너(100)도, 이른바 라쳇식 텐셔너(ratchet type tensioner)지만, 라쳇의 구조, 및, 동작은 공지의 것으로 좋고, 라쳇식이 아니라도 좋기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

이상과 같이 구성된, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 체인 텐셔너(100)의 동작에 대해 설명한다.

플런저(120)가 돌출 측으로 이동할 때, 오일 공급공(114)으로부터 공급되어 저장유실(121)에 저장된 오일이, 체크 볼(151)을 체크 밸브 시트부(153)로부터 밀어 올리고, 압유실(101) 내로 유입된다.

플런저(120)가 압압되면, 압유실(101)의 압력이 상승하고, 체크 볼(151)이 체크 밸브 시트부(153)에 가압되고, 체크 밸브 유닛(150)으로부터의 오일의 유출은 저지되고, 그 압력에 의해서, 릴리프 밸브(170)를 릴리프 스프링(180)의 압압력에 저항하여 눌러 내리도록 작동한다.

압유실(101)의 압력이 소정 이상의 고압이 되면, 릴리프 스프링(180)이 압축되어 릴리프 밸브(170)가 후퇴하고, 릴리프 밸브(170)의 전방 씰면(173)이 이동 규제부(162)로부터 멀어짐으로써 압유실(101)의 압력이 릴리프홈(172)을 통해 개방된다.

또한, 릴리프홈(172)을 설치하지 않고, 압유실(101)의 소정 이상의 압력을, 릴리프 밸브(170)의 이동에 의한 압유실(101)의 실질적인 체적 변화에 의해서 완화하도록 해도 좋다.

또, 릴리프 밸브(170)의 전방 씰면(173), 내주 접접면(171), 외주 접접면(174), 이너 슬리브(160)의 원통부(163), 이동 규제부(162), 플런저(120)의 내면에, 오리피스(orifice)로서 기능하는 홈(groove) 등을 설치해도 좋다.

릴리프 밸브(170)의 전방 씰면(173)이 이동 규제부(162)로부터 멀어지고, 압유실(101)의 압력이 개방됨에 의해서, 오일은 외부로 유출되지 않고, 압유실(101)로부터 릴리프홈(172)을 통해 이너 슬리브(160)의 외주면 측으로 유출된다.

원통부(163)에는, 이너 슬리브(160)의 내주와 외주를 관통하는 리저브공(164)이 설치되고 있기 때문에, 이너 슬리브(160)의 외부도 저장유실(121)로서 기능하고, 유출된 오일은, 모두 저장유실(121)로 환류하게 된다.

압유실(101)의 압력이 소정치 이하까지 저하되면, 다시 릴리프 스프링(180)에 의해서 릴리프 밸브(170)가 이동하여 전방 씰면(173)이 이동 규제부(162)에 착석하여, 내부의 압력을 유지하는 폐쇄 상태를 유지한다.

이 때, 릴리프 밸브(170)에 의한 압력의 개방을 오일 공급공(114)으로부터 오일이 공급되는 저장유실(121)을 향해 실시하는 구조가 되기 때문에, 종래와 같은 압력을 외부로 개방하는 것에 비해, 압유실(101)과의 저장유실(121)과의 차압이 작고, 릴리프 밸브(170)의 폐쇄 상태로의 복귀 속도를 향상시킨다.

또, 본 실시 형태에서는, 이너 슬리브(160)에 릴리프 밸브(170)를 감합하고, 후방 규제 링(183)을 감합하고, 릴리프 스프링(180)을 외감하여 압축하고 스톱퍼 링(181)을 고정 감합함으로써, 저장유실(121)을 구성하는 이너 슬리브(160)와 압력 조정 유닛을 미리 1개의 부품으로서 구성할 수 있기 때문에, 텐셔너 바디(110)나 플런저(120) 등의 가공 개소나, 체인 텐셔너(100)를 조립할 때의 조립공수를 크게 감소시킬 수 있다.

또, 플런저의 내부의 돌출 측인 전방으로 저유실이 형성되고, 플런저 수용공의 저부 측에 압력실이 형성되고, 텐셔너 바디의 전방 측으로부터 오일을 공급하는 타입의 텐셔너의 경우에서도, 상술과 같은 이너 슬리브(160)와 압력 조정 유닛이 일체가 된 것을, 상기 실시 형태와는 전후 반대로 삽입함으로써, 동일하게 압력 조정 유닛에 의한 압력의 개방을 오일의 공급 측을 향해 실시하는 구조로 하여, 압력 개방 시의 오일의 외부로의 유출을 방지할 수 있다.

이상 설명한 실시 형태는, 본 발명에 관한 체인 텐셔너의 구체적인 예이지만, 본 발명에 관한 체인 텐셔너가 이것들로 한정되는 것이 아니고, 각 구성 부재의 형상, 위치, 치수, 배치 관계 등, 그 밖에도 여러 가지 변형이 가능하고, 또, 그것들을 적당 조합하여 구성되어도 좋다.

또, 전술한 각 실시 형태 및 각 변형예에서, 플런저가 상방으로 돌출하는 방향의 도시를 사용하고, 그 방향으로 설명했지만, 플런저의 돌출 방향은 사용 형태에 따라, 어떠한 방향으로 배치되어도 좋다.

특히, 상기 실시 형태의 경우, 저장유실이 체크 밸브보다 상방에 위치하도록 체인 텐셔너를 배치(도면과는 반대)함으로써, 릴리프 밸브가 압유실의 상부에 위치하는 구조가 되고, 에어 배기에 대한 로버스트성(robust performance)이 높아져 매우 적합하다.

또, 본 발명의 체인 텐셔너는, 엔진 룸 내의 크랭크축과 캠축의 각각에 설치한 스프로켓 간에 무단현 돌린 롤러 체인 등의 전동 체인을 주행 안내 슈에 의해서 접동 안내를 실시하는 체인 가이드 기구에 적용하는 것에 한정하지 않고, 플런저의 선단에 직접 체인의 접동 안내를 실시해도 좋다.

또한, 체인에 의한 전동 기구에 한정하지 않고, 벨트, 로프 등의 유사한 전동 기구에 적용되어도 좋고, 여러 가지의 산업분야에서 이용 가능하다.

100, 500···체인 텐셔너
101, 501···압유실
110, 510···텐셔너 바디
111, 511···플런저 수용공
112, 512···저부
113, 513···원통면부
114, 514···오일 공급공
120, 520···플런저
121···저장유실
140, 540···코일 용수철(부세 수단)
150, 550···체크 밸브 유닛
151···체크 볼
152···리테이너
153···체크 밸브 시트부
154···볼 누름 용수철(ball press spring)
160···이너 슬리브
161···대경부
162···이동 규제부
163···원통부
164···리저브공
165···원주홈
170···릴리프 밸브
171···내주 접접면
172···릴리프홈
173···전방 씰면
174···외주 접접면
180···릴리프 스프링
181···스톱퍼 링
183···후방 규제 링
S1···구동 스프로켓
S2···종동 스프로켓
S3···종동 스프로켓
CH···타이밍 체인
G1···요동 체인 가이드
G2···고정 체인 가이드
B0, B1, B2···취부축

Claims (4)

1. 일방이 개방된 원통형의 플런저 수용공을 갖는 텐셔너 바디와, 상기 플런저 수용공에 접동 자재로 삽입되는 원통형의 플런저와, 상기 플런저의 내부에 형성되는 압유실에 신축 자재로 수납되어 플런저를 전방 측의 돌출 방향으로 부세하는 부세 수단을 구비하는 체인 텐셔너이며,
   상기 플런저의 내부에는 이너 슬리브가 배치되고,
   상기 이너 슬리브는, 상기 압유실에 유입되는 오일의 역류를 억제하도록 압유실 측에 설치된 체크 밸브 유닛과, 상기 압유실이 소정 이상의 고압이 되는 것을 억제하도록 외주에 설치된 압력 조정 유닛을 구비하고,
   상기 이너 슬리브가, 원통부와, 상기 압유실 측에 설치된 이동 규제부를 갖고,
   상기 압력 조정 유닛이, 상기 원통부에 접동 가능하게 외감함과 동시에 상기 플런저의 내면에 접동 가능하게 내접하는 환상의 릴리프 밸브와, 상기 릴리프 밸브를 상기 이동 규제부 측으로 부세하는 릴리프 스프링을 갖고,
   상기 릴리프 밸브의 내주에는, 상기 원통부와 접접하는 내주 접접면과, 전후 방향의 오일의 흐름을 허용하는 릴리프 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 체인 텐셔너.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 압력 조정 유닛이, 이너 슬리브의 외주에 고정되어 상기 릴리프 스프링을 받는 스톱퍼 링을 갖는 것을 특징으로 하는 체인 텐셔너.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 이너 슬리브가, 상기 원통부의 내주와 외주를 관통하는 리저브공을 갖는 것을 특징으로 하는 체인 텐셔너.
4. 삭제

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