JP7512942B2 - テンショナ - Google Patents

Description

本発明は、テンショナに関する。

油圧式チェーンテンショナの構成を開示した先行文献として、特開２００２－５４７０１号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された油圧式チェーンテンショナは、ハウジングと、プランジャと、リターンスプリングと、チェックバルブとを備える。

ハウジングには、有底のガイド穴と、ガイド穴の底部で開口する給油孔とが形成されている。ガイド穴内にプランジャが摺動自在に組み込まれている。プランジャの背部に、油圧ダンパ室が設けられている。油圧ダンパ室内に、リターンスプリングとチェックバルブとが組み込まれている。リターンスプリングは、プランジャを外方向に押圧する。チェックバルブは、油圧ダンパ室内の作動油が給油孔側に逆流するのを防止する。プランジャの後退時に、油圧ダンパ室内の作動油がプランジャとガイド穴と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。ハウジングおよびプランジャのいずれか一方に、油圧ダンパ室と外部とを連通させる作動油リーク用のオリフィスが設けられている。

特開２００２－５４７０１号公報

特許文献１に記載された油圧式チェーンテンショナにおいては、リーク隙間の大きさおよび長さの各々の寸法管理を容易にするためにオリフィスを設けているが、オリフィスの流路断面積および長さの寸法を管理する必要があり、さらにリークダウン値の管理を容易にできる余地がある。また、リーク隙間を構成しているプランジャの外周面およびハウジングの内周面が摺動することによって摩耗した場合、リークダウン値を適切な範囲内に維持することができなくなる。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、リークダウン値を容易に管理しつつ長く維持することができる、テンショナを提供することを目的とする。

本発明に基づくテンショナは、ハウジングと、プランジャと、リターンスプリングと、逆止弁と、回転機構部とを備える。ハウジングは、ハウジングの軸方向に延在して底部を有するガイド穴が形成されている。プランジャは、上記軸方向に摺動可能にガイド穴内に挿入され、ガイド穴内への挿入端が開口し、ガイド穴からの突出端が閉塞した筒状である。リターンスプリングは、プランジャの内部に配置され、プランジャをガイド穴から突出させる方向に付勢する。逆止弁は、ガイド穴の底部に形成された作動油の給油孔に設けられている。回転機構部は、プランジャを軸周りに回転させる。プランジャの外周面の周方向の一部に、上記軸方向において突出端側から挿入端側に延在しつつ挿入端とは離間している切欠部が形成されている。プランジャの外周面における切欠部と挿入端との間に位置する曲面部と、ガイド穴の内周面との間の隙間が、作動油が外部にリークする主経路であるリーク隙間となる。回転機構部は、プランジャがガイド穴内に挿入される方向に移動した際に、プランジャを上記周方向の一方側に回転させる。

本発明の一形態においては、回転機構部は、ワンウエイクラッチである。ワンウエイクラッチは、プランジャがガイド穴内に挿入される方向に移動した際に、上記周方向の上記一方側に回転してプランジャと係合し、プランジャを上記周方向の上記一方側に回転させ、かつ、プランジャがガイド穴から突出する方向に移動した際に、上記周方向の他方側に回転してプランジャとの係合が解除され、プランジャに対して空転する。

本発明の一形態においては、ワンウエイクラッチは、プランジャの内部に配置され、リターンスプリングとプランジャとの間で挟まれている。

本発明の一形態においては、回転機構部は、プランジャの内周面または挿入端に形成されたインペラである。

本発明によれば、リークダウン値を容易に管理しつつ長く維持することができる。

本発明の実施形態１に係るテンショナを備えるチェーン伝動装置の構成を示す部分断面図である。 図１のテンショナの周辺を拡大して示す部分断面図である。 本発明の実施形態１に係るテンショナが備えるプランジャの外形を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係るテンショナが備える回転機構部の周辺を拡大して示す部分断面図である。 本発明の実施形態１に係るテンショナが備える回転機構部によってプランジャが回転している状態を示す部分断面図である。 本発明の実施形態２に係るテンショナの周辺を拡大して示す部分断面図である。 本発明の実施形態２に係るテンショナが備える回転機構部の周辺をプランジャの挿入端側から見た図である。

以下、本発明の各実施形態に係るテンショナについて図を参照して説明する。以下の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るテンショナを備えるチェーン伝動装置の構成を示す部分断面図である。図２は、図１のテンショナの周辺を拡大して示す部分断面図である。

図１および図２に示すように、本発明の実施形態１に係るテンショナ１００を備えるチェーン伝動装置においては、エンジンのクランクシャフト２に固定されたスプロケット３と、カムシャフト４に固定されたスプロケット５とがチェーン６を介して連結されている。チェーン６は、クランクシャフト２の回転をカムシャフト４に伝達する。カムシャフト４の回転により、図示しない燃焼室のバルブの開閉を行なう。

チェーン６には、支点軸７を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド８が接触しており、テンショナ１００は、チェーンガイド８を介してチェーン６を押圧している。

図２に示すように、テンショナ１００は、ハウジング１１０と、プランジャ１２０と、リターンスプリング１３０と、逆止弁１４０と、回転機構部１７０とを備える。

ハウジング１１０は、ハウジング１１０の軸方向Ａに延在して底部１１２を有するガイド穴１１１が形成されている。ガイド穴１１１の内周面１１４は、円筒状の形状を有している。ガイド穴１１１の底部１１２に、作動油の給油孔１１３が形成されている。給油孔１１３からハウジング１１０の内部に作動油が供給される。給油孔１１３には、逆止弁１４０が設けられている。逆止弁１４０によって、ハウジング１１０内の作動油の給油孔１１３への逆流が防止されている。逆止弁１４０は、ハウジング１１０の底部１１２に固定された取付座１４１の内側に配置されている。逆止弁１４０と取付座１４１の内面との間にばね１４２が配置されている。ばね１４２がたわむことにより逆止弁１４０が開放状態となり、ばね１４２の反力によって逆止弁１４０が給油孔１１３を塞ぐことにより逆止弁１４０が閉鎖状態になる。

ハウジング１１０の外側に、複数の取り付け片１５０が一体に形成されている。複数の取り付け片１５０の各々をボルト１６０によって締結することにより、ハウジング１１０が図示しないエンジンブロックの側面またはチェーンケースに固定されている。ハウジング１１０は、金属材料で構成されている。

図３は、本発明の実施形態１に係るテンショナが備えるプランジャの外形を示す斜視図である。図１および図２に示すように、プランジャ１２０は、軸方向Ａに摺動可能にガイド穴１１１内に挿入されている。プランジャ１２０の中心軸Ｃは、軸方向Ａに沿っている。図１～図３に示すように、プランジャ１２０は、ガイド穴１１１内への挿入端１２２が開口し、ガイド穴１１１からの突出端１２３が閉塞した筒状である。プランジャ１２０のガイド穴１１１からの突出端１２３は、チェーンガイド８に当接している。

図３に示すように、プランジャ１２０の外周面は、円筒面部１２４、切欠部１２５および曲面部１２６から構成されている。切欠部１２５は、プランジャ１２０の外周面の周方向の一部にて、軸方向Ａにおいて突出端１２３側から挿入端１２２側に延在しつつ挿入端１２２とは離間している。曲面部１２６は、プランジャ１２０の外周面における切欠部１２５と挿入端１２２との間に位置している。円筒面部１２４は、円筒面からプランジャ１２０の外周面の周方向の上記一部を除いた部分である。すなわち、円筒面部１２４は、円筒面から切欠部１２５および曲面部１２６を除いた部分である。

プランジャ１２０の外周面の直径は、ガイド穴１１１の内周面１１４の直径より、たとえば、０．０３ｍｍ以上０．１６ｍｍ以下の範囲で小さい。図２に示す軸方向Ａにおける曲面部１２６の長さＬの寸法は、たとえば、１０ｃｍ以上２０ｃｍ以下である。

プランジャ１２０の内周面１２７は、円筒状の形状を有している。プランジャ１２０は、金属材料で構成されている。

リターンスプリング１３０は、プランジャ１２０の内部１２１に配置され、プランジャ１２０をガイド穴１１１から突出させる方向に付勢する。具体的には、リターンスプリング１３０は、プランジャ１２０の内部１２１に配置された回転機構部１７０とハウジング１１０の底部１１２との間に挟まれている。

ガイド穴１１１の内部とプランジャ１２０の内部１２１とに高圧の作動油が貯えられていることにより、油圧ダンパ室Ｒ１が形成されている。油圧ダンパ室Ｒ１内に、リターンスプリング１３０および回転機構部１７０の各々が収容されている。

プランジャ１２０の円筒面部１２４とガイド穴１１１の内周面１１４との間に、油圧ダンパ室Ｒ１と連通した隙間Ｒ４が形成されている。プランジャ１２０の曲面部１２６とガイド穴１１１の内周面１１４との間に、油圧ダンパ室Ｒ１と連通した隙間Ｒ２が形成されている。プランジャ１２０の切欠部１２５とガイド穴１１１の内周面１１４との間に、隙間Ｒ２と連通した隙間Ｒ３が形成されている。

軸方向Ａにおいて、隙間Ｒ４の長さの寸法は、隙間Ｒ２の長さＬの寸法より大きい。ガイド穴１１１の径方向において、隙間Ｒ３の大きさの寸法は、隙間Ｒ２および隙間Ｒ４の各々の大きさの寸法より大きい。

その結果、油圧ダンパ室Ｒ１内の作動油は、主に隙間Ｒ２および隙間Ｒ３を通じて外部にリークする。リークダウン値は、軸方向Ａにおける隙間Ｒ２の長さＬの寸法、および、ガイド穴１１１の径方向における隙間Ｒ２の大きさの寸法によって決まる。

すなわち、プランジャ１２０の外周面における切欠部１２５と挿入端１２２との間に位置する曲面部１２６と、ガイド穴１１１の内周面１１４との間の隙間Ｒ２が、作動油が外部にリークする主経路であるリーク隙間となる。

仮に、隙間Ｒ４がリーク隙間となる場合、プランジャ１２０の軸方向Ａの移動に伴って軸方向Ａにおける隙間Ｒ４の長さの寸法が変化するため、リークダウン値の管理が難しくなる。一方、隙間Ｒ２がリーク隙間となることにより、プランジャ１２０の軸方向Ａの移動に関わらず、軸方向Ａにおける隙間Ｒ２の長さＬの寸法は一定となるため、リークダウン値の管理が容易になる。

プランジャ１２０が軸方向Ａに移動した際の、プランジャ１２０の曲面部１２６とガイド穴１１１の内周面１１４との摺動面圧は、プランジャ１２０の円筒面部１２４とガイド穴１１１の内周面１１４との摺動面圧より高くなる。仮に、プランジャ１２０が略同じ位相で軸方向Ａに移動した場合、ガイド穴１１１の内周面１１４における一定の位置がプランジャ１２０の曲面部１２６と繰り返し摺動することになり摩耗する。

そこで、本実施形態に係るテンショナ１００は、プランジャ１２０を軸周りに回転させる回転機構部１７０を備えている。

図４は、本発明の実施形態１に係るテンショナが備える回転機構部の周辺を拡大して示す部分断面図である。図４に示すように、本発明の実施形態１に係るテンショナが備える回転機構部１７０は、ワンウエイクラッチである。図２に示すように、ワンウエイクラッチは、プランジャ１２０の内部１２１に配置され、リターンスプリング１３０とプランジャ１２０との間で挟まれている。

図４に示すように、回転機構部１７０は、支持部材１８０と、円柱状の複数のころ１９１と、複数のばね１９２とを含む。支持部材１８０は、円板状の外形を有している。支持部材１８０の直径は、プランジャ１２０の内周面１２７の直径より小さい。

支持部材１８０の外周面には、複数のころ１９１を１つずつ収容する複数の凹部１８１が形成されている。複数の凹部１８１の内面の一部に支持部材１８０の外周面に向かって傾斜しているカム面１８２が形成されている。支持部材１８０には、複数のばね１９２を１つずつ収容する複数の穴部１８３が形成されている。穴部１８３は、凹部１８１に開口している。

複数のころ１９１の各々の軸方向は、軸方向Ａに略平行である。複数のころ１９１の各々は、ばね１９２によってプランジャ１２０と当接するように付勢されている。

図５は、本発明の実施形態１に係るテンショナが備える回転機構部によってプランジャが回転している状態を示す部分断面図である。

エンジン作動中にチェーン６のチェーンガイド８と摺接する区間の張力が増加してくると、チェーン６の張力によって、プランジャ１２０がガイド穴１１１内に挿入される方向に移動し、チェーン６の張力を適度に維持する。

プランジャ１２０がガイド穴１１１内に挿入される方向に移動した際、支持部材１８０は、たとえば、図５中の矢印で示す時計回り方向に回転する。支持部材１８０の回転方向は、プランジャ１２０が上下運動する際に発生する微振動の方向を規制することで、一定の方向となる。

これにより、ばね１９２に付勢されているころ１９１は、カム面１８２とプランジャ１２０の内周面１２７との間に挟み込まれ、このくさび作用によってカム面１８２とプランジャ１２０の内周面１２７とが互いに固定される。その結果、回転機構部１７０によってプランジャ１２０が図５中の矢印で示す時計回り方向に回転駆動される。

このように、回転機構部１７０であるワンウエイクラッチは、プランジャ１２０がガイド穴１１１内に挿入される方向に移動した際に、上記周方向の一方側に回転してプランジャ１２０と係合し、プランジャ１２０を上記周方向の一方側に回転させる。

一方、エンジン作動中にチェーン６のチェーンガイド８と摺接する区間の張力が低下してくると、リターンスプリング１３０の付勢力によって、プランジャ１２０がガイド穴１１１から突出する方向に移動し、チェーン６の張力を適度に維持する。

プランジャ１２０がガイド穴１１１から突出する方向に移動した際、支持部材１８０は、たとえば、図４中の矢印で示す反時計回り方向に回転する。

これにより、ころ１９１は、カム面１８２から離れ、カム面１８２とプランジャ１２０の内周面１２７との固定が解除される。その結果、回転機構部１７０は、プランジャ１２０に対して図４中の矢印で示す反時計回り方向に空転する。

このように、回転機構部１７０であるワンウエイクラッチは、プランジャ１２０がガイド穴１１１から突出する方向に移動した際に、上記周方向の他方側に回転してプランジャ１２０との係合が解除され、プランジャ１２０に対して空転する。

本発明の実施形態１に係るテンショナ１００においては、プランジャ１２０がガイド穴１１１内に挿入される方向に移動した際に、回転機構部１７０によってプランジャ１２０を上記周方向の一方側に回転させることにより、ガイド穴１１１の内周面１１４においてプランジャ１２０の曲面部１２６と摺動する位置を上記周方向に変位させることができるため、ガイド穴１１１の内周面１１４における一定の位置が摩耗することを抑制することができる。その結果、リークダウン値を決定するファクタである、軸方向Ａにおける隙間Ｒ２の長さＬの寸法、および、ガイド穴１１１の径方向における隙間Ｒ２の大きさの寸法が、変化することを抑制することができる。ひいては、リークダウン値を容易に管理しつつ長く維持することができる。

本実施形態に係るテンショナ１００においては、回転機構部１７０がワンウエイクラッチであることにより、プランジャ１２０がガイド穴１１１に対して出入りする度に、ガイド穴１１１の内周面１１４においてプランジャ１２０の曲面部１２６と摺動する位置を上記周方向に確実に変位させることができる。

本実施形態に係るテンショナ１００においては、ワンウエイクラッチは、プランジャ１２０の内部１２１に配置され、リターンスプリング１３０とプランジャ１２０との間で挟まれている。これにより、リーク隙間に影響を与えることなく、ワンウエイクラッチを配置することができるため、リークダウン値を容易に管理することができる。

(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係るテンショナについて図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態２に係るテンショナは、回転機構部の構成のみ、実施形態１に係るテンショナ１００と異なるため、実施形態１に係るテンショナ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図６は、本発明の実施形態２に係るテンショナの周辺を拡大して示す部分断面図である。図７は、本発明の実施形態２に係るテンショナが備える回転機構部の周辺をプランジャの挿入端側から見た図である。

図６および図７に示すように、本発明の実施形態２に係るテンショナ２００の回転機構部２７０は、プランジャ１２０の内周面１２７に形成されたインペラである。

プランジャ１２０がガイド穴１１１内に挿入される方向に移動した際、プランジャ１２０は、インペラの作動油との流動抵抗によって上記周方向の一方側に回転する。すなわち、回転機構部２７０であるインペラによって、プランジャ１２０が上記周方向の一方側に回転駆動される。

プランジャ１２０がガイド穴１１１から突出する方向に移動した際、作動油はインペラとともに軸方向Ａに流動するため、プランジャ１２０は回転しない。

本実施形態に係るテンショナ２００においても、プランジャ１２０がガイド穴１１１内に挿入される方向に移動した際に、回転機構部２７０によってプランジャ１２０を上記周方向の一方側に回転させることにより、ガイド穴１１１の内周面１１４においてプランジャ１２０の曲面部１２６と摺動する位置を上記周方向に変位させることができるため、ガイド穴１１１の内周面１１４における一定の位置が摩耗することを抑制することができる。

本実施形態においては、インペラは、プランジャ１２０の内周面１２７に形成されていたが、これに限られず、プランジャ１２０の挿入端１２２に形成されていてもよい。

インペラがプランジャ１２０の内周面１２７または挿入端１２２に形成されていることにより、リーク隙間に影響を与えることなく、インペラを配置することができるため、リークダウン値を容易に管理することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ クランクシャフト、３，５ スプロケット、４ カムシャフト、６ チェーン、７ 支点軸、８ チェーンガイド、１００，２００ テンショナ、１１０ ハウジング、１１１ ガイド穴、１１２ 底部、１１３ 給油孔、１１４，１２７ 内周面、１２０ プランジャ、１２１ 内部、１２２ 挿入端、１２３ 突出端、１２４ 円筒面部、１２５ 切欠部、１２６ 曲面部、１３０ リターンスプリング、１４０ 逆止弁、１４１ 取付座、１４２，１９２ ばね、１５０ 取り付け片、１６０ ボルト、１７０，２７０ 回転機構部、１８０ 支持部材、１８１ 凹部、１８２ カム面、１８３ 穴部、Ａ 軸方向、Ｃ 中心軸、Ｌ 長さ、Ｒ１ 油圧ダンパ室、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 隙間。

Claims (4)

1. 軸方向に延在して底部を有するガイド穴が形成されたハウジングと、
   前記軸方向に摺動可能に前記ガイド穴内に挿入され、前記ガイド穴内への挿入端が開口し、前記ガイド穴からの突出端が閉塞した筒状のプランジャと、
   前記プランジャの内部に配置され、前記プランジャを前記ガイド穴から突出させる方向に付勢するリターンスプリングと、
   前記ガイド穴の前記底部に形成された作動油の給油孔に設けられた逆止弁と、
   前記プランジャを軸周りに回転させる回転機構部(但し、前記プランジャと螺合するものは除く。)とを備え、
   前記プランジャの外周面の周方向の一部に、前記軸方向において突出端側から挿入端側に延在しつつ前記挿入端とは離間している切欠部が形成されており、
   前記プランジャの前記外周面における前記切欠部と前記挿入端との間に位置する曲面部と、前記ガイド穴の内周面との間の隙間が、前記作動油が外部にリークする主経路であるリーク隙間となり、
   前記回転機構部は、前記プランジャが前記ガイド穴内に挿入される方向に移動した際に、前記プランジャを前記周方向の一方側に回転させる、テンショナ。
2. 前記回転機構部は、ワンウエイクラッチであり、
   前記ワンウエイクラッチは、前記プランジャが前記ガイド穴内に挿入される方向に移動した際に、前記周方向の前記一方側に回転して前記プランジャと係合し、前記プランジャを前記周方向の前記一方側に回転させ、かつ、前記プランジャが前記ガイド穴から突出する方向に移動した際に、前記周方向の他方側に回転して前記プランジャとの係合が解除され、前記プランジャに対して空転する、請求項１に記載のテンショナ。
3. 前記ワンウエイクラッチは、前記プランジャの内部に配置され、前記リターンスプリングと前記プランジャとの間で挟まれている、請求項２に記載のテンショナ。
4. 前記回転機構部は、前記プランジャの内周面または前記挿入端に形成されたインペラである、請求項１に記載のテンショナ。

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