JP4763295B2

JP4763295B2 - チェーンテンショナ

Info

Publication number: JP4763295B2
Application number: JP2005000134A
Authority: JP
Inventors: 誠二佐藤; 聡北野; 久早川
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-01-04
Filing date: 2005-01-04
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2025-01-04
Also published as: JP2006189075A

Description

この発明は、内燃機関におけるカム軸駆動用チェーン等のチェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナに関するものである。

一般に、自動車エンジンのカムシャフトを駆動するチェーン伝動装置においては、チェーンの弛み側にチェーンテンショナの調整力を付与してチェーンの張力を一定に保つようにしている。

上記チェーンテンショナとして、ハウジングに形成されたシリンダ室内に摺動可能なプランジャと、そのプランジャを外方向に向けて押圧するスプリングとを組込み、ハウジングにはプランジャの背部に形成されたダンパ室に連通する給油通路を設け、その給油通路にチェックバルブを組込み、上記給油通路からダンパ室に供給される作動油によってプランジャに負荷される押し込み力を緩衝するようにしたものが従来から知られている。

ところで、上記のようなチェーンテンショナにおいては、エンジンの停止時、カムの停止姿勢によってチェーンが緊張状態に保持されると、プランジャがチェーンに押し込まれて大きく後退する場合がある。このとき、エンジンが再始動されると、チェーンに大きな弛みが生じ、プランジャが外方向に大きく移動することになる。この場合、給油通路からダンパ室に作動油を供給する油圧ポンプは始動直後であってダンパ室内に作動油を満たすのが遅れるため、ダンパ室内に空気が残留してダンピング特性が低下し、異音を発生する場合がある。

そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載されたチェーンテンショナにおいては、図８乃至図１１に示すように、ハウジング２１に形成されたシリンダ室２２の開口部内周にリング収容溝２３を設け、そのリング収容溝２３内に径方向に弾性変形可能なレジスタリング２４を収容し、前記シリンダ室２２内に組込まれてスプリング２５により外方向への突出性が付与されたプランジャ２６の外周円筒面に複数の円周溝２７を軸方向に等間隔に設け、各円周溝２７の内周にプランジャ先端側を小径端とするテーパ面２７ａと、そのテーパ面２７ａの小径端に連続する係合面２７ｂとを設け、上記係合面２７ｂに係合するレジスタリング２４と前記リング収容溝２３の後側に設けられたロック面２３ａとの係合によってプランジャ２６の後退動を防止するようにしている。

また、上記チェーンテンショナにおいては、その組付けの容易化を図るため、プランジャ２６の先端部に小径部２８を形成し、その小径部２８の外周円筒面２８ａの後端に連続してセット面２９を形成し、このセット面２９に係合するレジスタリング２４とリング収容溝２３の前側のストッパ面２３ｂの係合によってプランジャ２６を押し込み状態に保持し得るようにしている。

上記の構成から成るチェーンテンショナにおいては、その組付け後、レジスタリング２４を拡径させてプランジャ２６のロックを解除し、スプリング２５の押圧によってプランジャ２６を外方向に突出させ、そのプランジャ２６により図８に示す揺動可能なチェーンガイド３０を押圧してチェーン３１に張力を与えるようにしている。

ここで、プランジャ２６がチェーンガイド３０を単に押圧する構成であると、チェーン３１の振動によってチェーンガイド３０が振れるおそれがあり、その振れを抑制するため、チェーンガイド３０のプランジャ当接部にガイド溝３２を形成し、そのガイド溝３２内にプランジャ２６の小径部２８の先端部を嵌合してチェーンガイド３０を振れ止めするようにしている。
特開２００１−３５５６９１号公報

上記のようなチェーンテンショナにおいて、プランジャ２６のセット面２９に係合するレジスタリング２４を拡径してセット面２９に対する係合を解除すると、プランジャ２６がスプリング２５の押圧力により外方に移動して、図９に示すように、レジスタリング２４は軸方向に並ぶ複数の円周溝２７のプランジャ先端側に位置する第１の円周溝２７に嵌合する状態とされる。その状態において、カムシャフトのトルク変動によるチェーン３１の張力変化によってチェーン３１が振動すると、プランジャ２６は図９乃至図１１に示すように、前進と後退とを繰り返す。

このとき、セット面２９の外周のエッジ２９ａから第１の円周溝２７間までの外周円筒面２８ａの軸方向長さが短い場合、図１０および図１１に示すように、上記外周円筒面２８ａがシリンダ室２２のリング収容溝２３より開口端側の内周円筒面２２ａで案内されない状態が生じる。これにより、チェーンガイド３０によって、プランジャ２６が押し込まれたときに、プランジャ２６に傾きが生じて、シリンダ室２２の内周面とプランジャ２６の外周円筒面２６ａとの摺動部で摩耗が生じ易くなると共に、レジスタリング２４の作動性が阻害されるおそれがある。

また、プランジャ２６がスプリング２５の押圧によって前進する際に、セット面２９の外周のエッジ２９ａがリング収容溝２３のストッパ面２３ｂの内周エッジ２３ｂ’に当接してプランジャ２６の移動が阻害されるおそれが生じる。

プランジャ２６の後退動を規制する手段を有するチェーンテンショナには、図９に示すセット面２９を省略し、プランジャの先端にチェーンガイド３０の振れ止め用の小径部を設け、その小径部における外周円筒面の後端に傾斜面を連続させたチェーンテンショナが存在し、そのようなチェーンテンショナにおいても、上記傾斜面の外周エッジと第１の円周溝までの円筒面長さが短い場合に、上記と同様の問題が発生するおそれがある。

この発明の課題は、シリンダ室とプランジャの摺動面における摩耗を抑制することができると共に、プランジャの摺動およびレジスタリングの作動性が阻害されることのないチェーンテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するために、第１の発明においては、ハウジングに形成されたシリンダ室内に小径部を先端に有する摺動可能なプランジャと、そのプランジャを外方向に向けて押圧するスプリングとを組込み、前記シリンダ室の開口部内周に形成されたリング収容溝内に径方向に弾性変形可能なレジスタリングを収容し、前記プランジャの外周円筒面に複数の円周溝を軸方向に等間隔に設け、各円周溝の内周にプランジャ先端側を小径端とするテーパ面と、そのテーパ面の小径端に連続する係合面とを設け、その係合面に係合するレジスタリングと前記リング収容溝の後側に形成されたロック面の係合によってプランジャの後退動を阻止するようにしたチェーンテンショナにおいて、前記軸方向に並ぶ円周溝のプランジャ先端側に位置する最先端の第１円周溝からプランジャ先端側の外周円筒面の軸方向長さを、第１円周溝の係合面に係合するレジスタリングがリング収容溝のロック面に係合する状態で前記外周円筒面の先端部がシリンダ室のリング収容溝より前側の内周円筒面で摺動案内される長さとし、前記小径部の後端からプランジャの外周円筒面に至る側面をレジスタリングが係合可能なセット面とし、そのセット面に係合するレジスタリングと前記リング収容溝の前側に形成されたストッパ面との係合によってプランジャを押し込み状態に保持するようにした構成を採用したのである。

上記の第１の発明のように、小径部の後端からプランジャの外周円筒面に至る側面をレジスタリングが係合可能なセット面とすると、上記セット面に係合するレジスタリングとリング収容溝の前側のストッパ面との係合によってプランジャを押し込み状態に保持することができるため、組付けの容易なチェーンテンショナを得ることができる。

また、第２の発明においては、ハウジングに形成されたシリンダ室内に軸方向の全長にわたって同一径とされた摺動可能なプランジャと、そのプランジャを外方向に向けて押圧するスプリングとを組込み、前記シリンダ室の開口部内周に形成されたリング収容溝内に径方向に弾性可能なレジスタリングを収容し、前記プランジャの外周円筒面に複数の円周溝を軸方向に等間隔に設け、各円周溝の内周にプランジャ先端側を小径端とするテーパ面と、そのテーパ面の小径端に連続する係合面とを設け、その係合面に係合するレジスタリングとリング収容溝の後側に設けられたロック面との係合によってプランジャの後退動を阻止するようにしたチェーンテンショナにおいて、前記軸方向に並ぶ円周溝のプランジャ先端側に位置する最先端の第１円周溝からプランジャ先端側に片寄った位置にレジスタリングの線径より溝深さが浅く、そのレジスタリングを嵌合状態に保持可能なセット溝を設け、そのセット溝からプランジャ先端までの外周円筒面の軸方向長さを、第１円周溝の係合面に係合するレジスタリングがリング収容溝の後側のロック面に係合する状態でセット溝より前側の外周円周面がシリンダ室のリング収容溝よりも前側の内周円筒面で摺動案内される長さとし、かつ、セット溝の溝幅をリング収容溝からシリンダ室の開口端までの長さより短くした構成を採用したのである。

第１の発明に係るチェーンテンショナにおいては、第１円周溝にレジスタリングが嵌合するチェーンの張力調整状態でプランジャが前進と後退を繰り返しても、プランジャの第１円周溝よりプランジャ先端側に位置する外周円筒面の先端部はシリンダ室のリング収容溝より開口端側に位置する内周円筒面によって常に摺動案内されるため、レジスタリングが第１円周溝に嵌合する張力調整状態でチェーンガイドによりプランジャが押し込まれてもプランジャは傾くことがない。このため、シリンダ室とプランジャの摺動面での摩耗を抑制することができると共に、レジスタリングとプランジャとが相対的に傾くことがないため、レジスタリングの作動性を良好に保つことができる。

また、第２の発明に係るチェーンテンショナにおいても、第１円周溝にレジスタリングが嵌合するチェーンの張力調整状態でプランジャが前進と後退とを繰り返しても、プランジャのセット溝よりプランジャ先端側に位置する外周円筒面の先端部がシリンダ室のリング収容溝より開口端側に位置する内周円筒面によって常に摺動案内されることになる。

このため、第１の発明と同様に、シリンダ室とプランジャの摺動面での摩耗を抑制することができると共に、レジスタリングの作動性を良好に保つことができる。

以下、この発明の実施の形態を図１乃至図７に基づいて説明する。図１乃至図３は、この発明に係るチェーンテンショナの第１の実施形態を示す。図示のように、エンジンブロックに取付けられるハウジング１には閉塞端を有するシリンダ室２が形成され、そのシリンダ室２内にプランジャ３が摺動自在に組込まれている。

プランジャ３はその後端面で開口する中空室４を有し、先端部には小径部５が設けられている。小径部５の外周円筒面の後端からプランジャ２の外周円筒面に至る側面は傾斜面６とされている。この小径部５はその先端部がチェーンガイド３０のプランジャ当接部に形成されたガイド溝３２内に挿入されてチェーンガイド３０を振れ止めするようになっている。ここで、チェーンガイド３０は図８に示すものと同一であるため、プランジャ当接部のみを示している。

上記プランジャ３は、中空部４の閉塞端とシリンダ室２の閉塞端間に組込まれたスプリング７によって外方向への突出性が付与されている。

ハウジング１には、プランジャ３の背部に形成されたダンパ室８に連通する給油通路９が設けられ、その給油通路９の油出口側にチェックバルブ１０が組込まれている。チェックバルブ１０はダンパ室８内の作動油の圧力が給油通路９に供給される作動油の供給圧力より高くなると給油通路９を閉じてダンパ室８内の作動油が給油通路９に流れるのを防止する。

ハウジング１とプランジャ３の相互間には、プランジャ３がシリンダ室２の閉塞端に向けて所定量以上に後退動するのを防止する後退量規制手段１１が設けられている。

図３に示すように、後退量規制手段１１は、シリンダ室２の開口部内周にリング収容溝１２を形成し、そのリング収容溝１２内にレジスタリング１３に設けられた径方向に弾性変形可能なリング部１３ａを収容し、プランジャ３の外周には前記リング部１３ａで締付けられる複数の円周溝１４をプランジャ軸方向に等間隔に設け、各円周溝１４の内周にプランジャ３の先端に向けて小径となるテーパ面１４ａと、そのテーパ面１４ａの小径端に連続して前記リング部１３ａが係合可能な係合面１４ｂを設けている。

ここで、リング収容溝１２のシリンダ室２の開口端側に位置する前壁面はレジスタリング１３の前方への移動を阻止するストッパ面１２ａとされ、また、後壁面はレジスタリング１３の後方への移動を阻止するロック面１２ｂとされている。

また、円周溝１４のテーパ面１４ａと係合面１４ｂの交差部における溝深さはレジスタリング１３の線径より小さく、その円周溝１４の係合面１３ｂにレジスタリング１３のリング部１３ａが係合する状態で上記リング部１３ａの外周部はプランジャ３の外周円筒面３ａより外側に臨んでいる。

図２に示すように、レジスタリング１３はハウジング１の開口端部に設けられた窓１５から外部に臨む一対の操作片部１３ｂを有し、その一対の操作片部１３ｂを摘むことによってリング部１３ａが拡径するようになっている。

上記の構成から成る後退動規制手段１１においては、テーパ面１４ａがレジスタリング１３のリング部１３ａを拡径させる作用によってプランジャ３の前進動を許容し、リング収容溝１２のロック面１２ｂにレジスタリング１３のリング部１３ａが当接し、そのリング部１３ｂに対する係合面１４ｂの係合によってプランジャ３の後退動を規制するようになっている。

図３に示すように、プランジャ３の軸方向に並ぶ複数の円周溝１４のプランジャ先端側に位置する最先端の円周溝１４を第１円周溝１４とすると、その第１円周溝１４からプランジャ先端側に位置する外周円筒面３ａの軸方向長さＬ₁は、第１円周溝１４の係合面１４ｂに係合するレジスタリング１３のリング部１３ａがリング収容溝１２のロック面１２ｂに係合する状態で、第１円周溝１４からリング収容溝１２のストッパ面１２ａまでの距離Ｗ₁よりも大きい長さとされている。

第１の実施形態で示すチェーンテンショナは上記の構造から成り、図１および図３に示すように、軸方向に等間隔に設けられた複数の円周溝１４のプランジャ３先端側に位置する最先端の第１円周溝１４にレジスタリング１３が嵌合するチェーンの張力調整状態において、クランクシャフトの１回転中における角速度の変化やカムシャフトのトルク変動によりチェーンが振動し、上記チェーンが緊張してプランジャ３に押し込み力が負荷されると、その押し込み力はダンパ室８内の作動油によって緩衝される。

また、チェーンに弛みが生じると、スプリング７の押圧によりプランジャ３が外方向に移動してチェーンの弛みを吸収する。

チェーンの張力変化によってプランジャ３が前進と後退とを繰り返すとき、レジスタリング１３のリング部１３ａはリング収容溝１２で移動し、プランジャ３が押し込まれて図３に示すように、第１円周溝１４の係合面１４ｂに係合するレジスタリング１３のリング部１３ａがリング収容溝１２のロック面１２ｂに係合する状態までプランジャ３が後退すると、プランジャ３はそれ以上後退しない。

このとき、プランジャ３の第１円周溝１４よりプランジャ先端側に位置する外周円筒面３ａの先端部がシリンダ室２のリング収容溝１２より開口端側の内周円筒面２ａによって支持される状態にある。

このため、第１円周溝１４に嵌合するレジスタリング１３のリング部１３ａがリング収容溝１２内で前進と後退を繰り返しても、プランジャ３の第１円周溝１４よりプランジャ先端側の外周円筒面３ａはシリンダ室２のリング収容溝１２より前側の内周円筒面２ａによって摺動案内されることになり、その摺動案内によってプランジャ３に傾きが生じるのが防止される。

したがって、プランジャ３は軸方向に常にスムーズに移動し、シリンダ室２とプランジャ３の摺動面での摩耗を抑制することができると共に、プランジャ３とレジスタリング１３とが相対的に傾斜することがないため、レジスタリング１３の作動性を良好に保つことができる。

なお、プランジャ３が外方向へ移動する際、リング収容溝１２のストッパ面１２ａにレジスタリング１３のリング部１３ａが当接して停止し、その停止状態のリング部１３ａに対して第１円周溝１４のテーパ面１４ａが移動し、上記リング部１３ａはテーパ面１４ａで押されて拡径する。このため、プランジャ３の前進動は阻害されることはなく、プランジャ３の前進移動量が円周溝１４のピッチより大きくなると、次の円周溝１４がレジスタリング１３のリング部１３ａに対応する。

図４および図５は、この発明に係るチェーンテンショナの第２の実施形態を示す。この実施形態では、プランジャ３における小径部５の後端からプランジャ３の外周円筒面３ａに至る側面をレジスタリング１３のリング部１３ａが係合可能な円弧状のセット面１６としている点で図３に示すチェーンテンショナと相違している。

このため、ここでは、セット面１６の形成部位のみを拡大して他の部分は省略している。

第２の実施形態で示すように、小径部５の後端にセット面１６を形成することにより、そのセット面１６にレジスタリング１３のリング部１３ａを係合し、そのリング部１３ａを図４に示すように、上記セット面１６とリング収容溝１２のストッパ面１２ａとで挟持することにより、プランジャ３をシリンダ室２内に押し込み状態に保持することができるため、チェーンテンショナの組付け性を向上させることができる。

チェーンテンショナの組付け後は、図２に示すレジスタリング１３の一対の操作片１３ｂを摘み、リング部１３ａの拡径によりプランジャ３を外方向に移動させ、そのプランジャ３によりチェーンガイド３０を押圧してチェーンを緊張状態に保持する。

図５に示すように、第１円周溝１４にレジスタリング１３のリング部１３ａが嵌合するチェーンの張力調整状態において、第１円周溝１４の係合面１４ｂにレジスタリング１３のリング部１３ａが係合し、そのリング部１３ａがリング収容溝１２のロック面１２ｂに係合する状態までプランジャ３を後退させたとき、プランジャ３の第１円周溝１４より前側の外周円筒面３ａの軸方向長さは、その先端部がシリンダ室２のリング収容溝１２の前側の内周円筒面３ａで支持される長さとされている。

このため、この第２の実施形態においても、レジスタリング１３のリング部１３ａが第１円周溝１４に嵌合する張力調整状態でプランジャ３に傾きが生じるのを防止することができ、上記プランジャ３をスムーズに前後動させることができる。

図６および図７は、この発明に係るチェーンテンショナの第３の実施形態を示す。この第３の実施形態においては、プランジャ３を先端から後端に至る軸方向の全長にわたって同一径としている点、および、第１円周溝１４よりプランジャ先端側に片寄った位置にレジスタリング１３の線径より溝深さが浅いセット溝１７を設けている点で図１乃至図３に示す第１の実施形態のチェーンテンショナと相違している。

このため、第１チェーンテンショナと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

上記第３の実施形態におけるチェーンテンショナにおいて、図７に示すように、第１円周溝１４の係合面１４ｂとリング収容溝１２のロック面１２ｂでレジスタリング１３のリング部１３ａを挟持する状態でプランジャ３のセット溝１７より前側の外周円筒面３ａがシリンダ室２のリング収容溝１２より前側の内周円筒面２ａで摺動案内される長さとされている。また、セット溝１７の溝幅Ｗ₂はリング収容溝１２からシリンダ室２の開口端までの内周円筒面２ａの軸方向長さＬ₂より短くされている。

このため、レジスタリング１３のリング部１３ａが第１円周溝１４に嵌合するチェーンの張力調整状態でプランジャ３が前進と後退を繰り返しても、第１円周溝１４より前側の外周円筒面３ａはシリンダ室２のリング収容溝１２より前側の内周円筒面２ａで常に摺動案内されることになる。その結果、プランジャ３は傾きを生じることなくスムーズに前進と後退を繰り返し、プランジャ３とシリンダ室２の摺動面での摩耗を抑制することができると共に、レジスタリング１４の作動性を良好に保つことができる。

また、プランジャ３の先端部にセット溝１７を形成したことにより、そのセット溝１７に嵌合するレジスタリング１３のリング部１３ａを図６に示すように、リング収容溝１２のストッパ面１２ａに係合させることによってプランジャ３を押し込み状態に保持することができるため、チェーンテンショナを容易に組付けることができる。

この発明に係るチェーンテンショナの第１の実施形態を示す縦断正面図図１のII−II線に沿った断面図図１の一部分を拡大して示す断面図この発明に係るチェーンテンショナの第２の実施形態を示す要部のみの拡大断面図図４に示すチェーンテンショナの第１円周溝に嵌合するレジスタリングをリング収容溝のロック面に係合させた状態の断面図この発明に係るチェーンテンショナの第３の実施形態を示す要部のみの拡大断面図図６に示すチェーンテンショナの第１円周溝に嵌合するレジスタリングをリング収容溝のロック面に係合させた状態の断面図従来のチェーンテンショナを示す縦断正面図図８の一部分を拡大して示す断面図図８に示すチェーンテンショナの張力調整状態を示す断面図図８に示すチェーンテンショナの張力調整状態を示す断面図

符号の説明

１ハウジング
２シリンダ室
２ａ内周円筒面
３プランジャ
５小径部
７スプリング
１２リング収容溝
１２ａストッパ面
１２ｂロック面
１４円周溝
１４ａテーパ面
１４ｂ係合面
１６セット面
１７セット溝
Ｗ₂ 溝幅
Ｌ₁ 軸方向長さ：最先端の第１円周溝からプランジャ先端側の外周円筒面の軸方向長さ
Ｌ₂ 軸方向長さ：リング収容溝からシリンダ室の開口端までの内周円筒面の軸方向長さ

Claims

ハウジングに形成されたシリンダ室内に小径部を先端に有する摺動可能なプランジャと、そのプランジャを外方向に向けて押圧するスプリングとを組込み、前記シリンダ室の開口部内周に形成されたリング収容溝内に径方向に弾性変形可能なレジスタリングを収容し、前記プランジャの外周円筒面に複数の円周溝を軸方向に等間隔に設け、各円周溝の内周にプランジャ先端側を小径端とするテーパ面と、そのテーパ面の小径端に連続する係合面とを設け、その係合面に係合するレジスタリングと前記リング収容溝の後側に形成されたロック面の係合によってプランジャの後退動を阻止するようにしたチェーンテンショナにおいて、前記軸方向に並ぶ円周溝のプランジャ先端側に位置する最先端の第１円周溝からプランジャ先端側の外周円筒面の軸方向長さを、第１円周溝の係合面に係合するレジスタリングがリング収容溝のロック面に係合する状態で前記外周円筒面の先端部がシリンダ室のリング収容溝より前側の内周円筒面で摺動案内される長さとし、前記小径部の後端からプランジャの外周円筒面に至る側面をレジスタリングが係合可能なセット面とし、そのセット面に係合するレジスタリングと前記リング収容溝の前側に形成されたストッパ面との係合によってプランジャを押し込み状態に保持するようにしたことを特徴とするチェーンテンショナ。
ハウジングに形成されたシリンダ室内に軸方向の全長にわたって同一径とされた摺動可能なプランジャと、そのプランジャを外方向に向けて押圧するスプリングとを組込み、前記シリンダ室の開口部内周に形成されたリング収容溝内に径方向に弾性可能なレジスタリングを収容し、前記プランジャの外周円筒面に複数の円周溝を軸方向に等間隔に設け、各円周溝の内周にプランジャ先端側を小径端とするテーパ面と、そのテーパ面の小径端に連続する係合面とを設け、その係合面に係合するレジスタリングとリング収容溝の後側に設けられたロック面との係合によってプランジャの後退動を阻止するようにしたチェーンテンショナにおいて、前記軸方向に並ぶ円周溝のプランジャ先端側に位置する最先端の第１円周溝からプランジャ先端側に片寄った位置にレジスタリングの線径より溝深さが浅く、そのレジスタリングを嵌合状態に保持可能なセット溝を設け、そのセット溝からプランジャ先端までの外周円筒面の軸方向長さを、第１円周溝の係合面に係合するレジスタリングがリング収容溝の後側のロック面に係合する状態でセット溝より前側の外周円周面がシリンダ室のリング収容溝よりも前側の内周円筒面で摺動案内される長さとし、かつ、セット溝の溝幅をリング収容溝からシリンダ室の開口端までの長さより短くしたことを特徴とするチェーンテンショナ。