JP2006226504A

JP2006226504A - チェーンテンショナ

Info

Publication number: JP2006226504A
Application number: JP2005044267A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sato; 誠二佐藤; Satoshi Kitano; 聡北野; Hisashi Hayakawa; 久早川
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】密封油圧式チェーンテンショナのチェーン押圧用のロッドの摺動特性の安定化を図る。
【解決手段】シリンダボディ１１にスリーブ１２を嵌合し、開口部をシール部材１３で密封し、そのシール部材１３をスライド自在に貫通するロッド１４の端部にスリーブ１２内で摺動可能なプランジャ１６を設け、そのプランジャ１６によってスリーブ１２内を圧力室１８とリザーバ室１９とに仕切り、上記圧力室１８内にロッド１４に外方向への突出性を付与するリターンスプリング２０を組込む。圧力室１８とリザーバ室１９とを連通する通路２１にチェックバルブ２６を設け、ロッド１４に押し込み力が負荷されたとき通路２１を閉じ押し込み力を緩衝する。シリンダボディ１１の内部にロッド１４を摺動案内するウエアリング３２を組込み、そのウエアリング３２の内周のロッド案内面３４を断面円弧状としてロッド１４の摺動特性の安定化を図る。
【選択図】図２

Description

この発明は、主として、カム軸駆動用のチェーンテンショナの張力を一定に保持する密封油圧式チェーンテンショナに関するものである。

この種のチェーンテンショナとして、ハウジングにシリンダ室を形成し、そのシリンダ室内にプランジャと、そのプランジャに外方への突出性を付与するリターンスプリングとを組込み、前記ハウジングには、プランジャの背部に形成された圧力室に連通する給油通路を設け、その給油通路から圧力室内に供給される作動油によってチェーンから前記プランジャに付与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、エンジンオイルを作動油として用い、その作動油をオイルポンプによって圧力室に供給する給油式であるため、エンジンブロック等のテンショナ取付け対象に油通路を形成する必要が生じ、加工に手間がかかる問題があった。

また、エンジン周りには油圧を利用する機器が多く、これらの機器にもエンジンオイルを供給する必要があるため、オイルポンプとしては大型のものを用いる必要が生じ、コストが高く、重量も重くなるという問題があった。

かかる問題点を解決するため、本件出願人は特許文献１において、無給油の気液二相構造の密封油圧式チェーンテンショナを提案している。

上記密封油圧式チェーンテンショナにおいては、筒状のシリンダボディの開口部をシール部材で密閉して内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止し、そのシール部材をスライド自在に貫通するロッドおよびロッドの端部に設けられた摺動可能なプランジャをリターンスプリングで押圧して外方への突出性を付与し、上記プランジャによってシリンダボディの内部を圧力室とリザーバ室に仕切り、プランジャには上記圧力室とリザーバ室の相互間において作動油の流れを一方向に規制するチェックバルブ機構を設け、チェーンからロッドに負荷される押し込み力を圧力室内に封入された作動油によって緩衝するようにしている。

また、シリンダボディの外周上部に前記リザーバ室に連通する密閉された副リザーバ室を設け、その副リザーバ室内に充填された作動油上に空気溜りを設け、その空気溜りの空気によって温度変化による作動油の体積変化を吸収するようにしている。
特開２００１−１６５２５１号公報

ところで、特許文献１に記載された密封油圧式チェーンテンショナにおいては、シリンダボディの内部に組込まれたウエアリングによってロッドの長さ方向の中央部をスライド自在に案内するようにしているが、ウエアリングに形成されたロッド案内面が円筒面であってロッドの外周と面接触する案内であるため、チェーンから揺動可能なスリッパを介してロッドが押し込まれた際、ロッドに斜め方向の押し込み力が負荷されることになる。このとき、ロッドに曲げモーメントが作用してロッドとウエアリングの摩擦抵抗が増大し、ロッドの摺動を阻害してロッドをスムーズに移動させることができない。特に、ロッドのストローク量が大きい密封油圧式チェーンテンショナにおいては、ロッドが外方向に大きく移動した場合に、ロッドに大きな曲げモーメントが負荷されてロッドの摺動特性が大きく阻害され、その摺動特性の安定化を図るうえにおいて改善すべき点が残されていた。

この発明の課題は、密封油圧式チェーンテンショナのロッドの摺動特性の安定化を図ることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、一端が開口する筒状のシリンダボディと、そのシリンダボディの内部に組込まれた閉塞端を有する鋼製のスリーブと、前記シリンダボディの開口部を密閉するシール部材と、そのシール部材をスライド自在に貫通するロッドと、そのロッドに外方向への突出性を付与するリターンスプリングと、前記ロッドのスリーブ内に位置する端部に設けられてスリーブの内部を圧力室とリザーバ室に仕切る摺動可能なプランジャと、前記シリンダボディの内部に組込まれて前記ロッドを摺動自在に案内するウエアリングとを有し、前記圧力室とリザーバ室とを通路で連通し、その通路の圧力室側の開口部にチェックバルブを設け、上記圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなったとき、チェックバルブで通路を閉じ、圧力室内に封入された作動油によりロッドに負荷される押し込み力を緩衝するようにした密封油圧式チェーンテンショナにおいて、前記ウエアリングの内周に形成されたロッド案内面を断面円弧状とした構成を採用したのである。

ここで、シリンダボディの外周上部に前記リザーバ室に連通する密閉された副リザーバ室を形成し、この副リザーバ室の作動油上に空気溜りを設けると、副リザーバ室の空気溜りの空気によって温度変化による作動油の体積変化を吸収することができる。

この発明に係る密封油圧式チェーンテンショナにおいて、圧力室とリザーバ室を連通する通路は、プランジャに形成してもよく、あるいは、スリーブとシリンダボディの嵌合面間に形成してもよい。スリーブとシリンダボディの嵌合面間に通路を形成する場合、その通路として、スリーブの閉塞端壁に形成された弁孔と、その弁孔に連通し、上記閉塞端壁の外端面に沿って半径方向に延びる径方向溝と、その径方向溝の外端からスリーブの外周に沿って軸方向に延びる軸方向溝とから成る構成のものを採用すると、プランジャの加工が容易となり、また副リザーバ室の空気溜りから弁孔までの距離が長くとれるため、圧力室内への空気の侵入をほぼ確実に防止することができる。

上記のように、ウエアリングの内周に形成されたロッド案内面を断面円弧状とすることにより、ウエアリングとロッドの接触を円弧面と円筒面との接触とすることができ、ロッドに曲げモーメントが負荷された場合でもウエアリングとロッドの接触部での摩擦抵抗が大幅に増大するのを防止することができる。このため、ロッドの位置に関係なくロッドを常にスムーズに軸方向に移動させることができ、安定した摺動特性を得ることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、カム軸駆動用チェーンの張力調整装置を示す。図示のように、クランク軸１の端部に設けられたスプロケット２と、カム軸３の端部に設けられたスプロケット４間にはチェーン５がかけ渡され、そのチェーン５の弛み側チェーン５ａにスリッパ６が接触している。

スリッパ６は軸７を中心にして揺動自在とされ、そのスリッパ６の一側に設けられた密封油圧式チェーンテンショナ１０はスリッパ６を弛み側チェーン５ａに向けて付勢している。

図２および図３に示すように、密封油圧式チェーンテンショナ１０は、一端が開口する筒状のシリンダボディ１１を有し、そのシリンダボディ１１はアルミ合金から成り、内部には閉塞端を有する鋼製のスリーブ１２が嵌合されている。

シリンダボディ１１の開口部には内部に充填された作動油の漏洩を防止するオイルシール等のシール部材１３が組込まれ、そのシール部材１３をスライド自在に貫通するロッド１４のボディ外部に位置する先端部に前記スリッパ６に当接される合成樹脂から成るキャップ１５が嵌合されている。

ロッド１４のスリーブ１２内に位置する後端部にはプランジャ１６が設けられている。プランジャ１６はスリーブ１２の内部で摺動自在とされ、上記ロッド１４と対向する端面にロッド挿入孔１７が設けられ、そのロッド挿入孔１７にロッド１４の後端部が挿入されている。

スリーブ１２の内部はプランジャ１６の組込みによって圧力室１８とリザーバ室１９とに仕切られ、上記圧力室１８内に組込まれたリターンスプリング２０によってロッド１４に外方向への突出性が付与されている。

圧力室１８とリザーバ室１９とは通路２１を介して連通している。通路２１は、スリーブ１２の閉塞端壁に形成された弁孔２２と、シリンダボディ１１の閉塞端面に形成された凹部２３と、その凹部２３の外周からスリーブ１２の閉塞端壁の外端面に沿って半径方向に延びる径方向溝２４と、その径方向溝２４の外端からスリーブ１２の外周に沿って軸方向に延びる軸方向溝２５とから成り、上記軸方向溝２５はスリーブ１２の外周上部と外周下部とに設けられている。

弁孔２２の圧力室側の開口にはチェックバルブ２６が設けられている。チェックバルブ２６は圧力室１８内の圧力がリザーバ室１９内の圧力より高くなると弁孔２２を閉じ、圧力室１８内の作動油が通路２１からリザーバ室１９に流れるのを防止する。

シリンダボディ１１の外周にはエンジンブロックに取付けられる複数の取付片２７が設けられている。また、シリンダボディ１１の外周上部には副リザーバ室２８が設けられている。副リザーバ室２８はシリンダボディ１１に形成された孔２９によってリザーバ室１９に連通し、上部開口はシールキャップ３０の取付けにより密閉されている。

副リザーバ室２８内には作動油が充填され、その作動油上に空気溜り３１が設けられている。空気溜り３１の空気は作動油の温度変化による体積変化を吸収して作動油の外部漏洩を防止している。

シリンダボディ１１の内部にはシール部材１３からスリーブ１２側に少し片寄った位置にロッド１４を摺動案内するウエアリング３２が組込まれている。

ウエアリング３２はシリンダボディ１１の内周に形成された段部３３によって軸方向に位置決めされ、ロッド１４の移動を案内する内周のロッド案内面３４は断面円弧状とされている。

実施の形態で示すチェーンの張力調整装置は上記の構造から成る。いま、エンジンを駆動し、カム軸３の回転によるトルク変動等によってチェーン５が振動し、そのチェーン５の弛み側チェーン５ａに弛みが生じると、リターンスプリング２０の押圧により、プランジャ１６およびロッド１４が外方向に移動し、上記ロッド１４がスリッパ６を押圧する。その押圧により弛み側チェーン５ａの弛みを吸収する。

このとき、圧力室１８の容積が大きくなって圧力が低下し、上記圧力室１８内の圧力がリザーバ室１９内の圧力より低くなると、チェックバルブ２６は通路２１を開放し、リザーバ室１９内の作動油は上記通路２１から圧力室１８内に流入する。このため、プランジャ１６およびロッド１４は外方向にスムーズに移動して弛み側チェーン５ａの弛みを直ちに吸収する。

また、弛み側チェーン５ａの張力が大きくなり、その弛み側チェーン５ａによりスリッパ６を介してロッド１４に押し込み力が負荷されると、圧力室１８内の圧力はリザーバ室１９内の圧力より高くなるため、チェックバルブ２６が通路２１を閉じ、圧力室１８内に封入された作動油によって上記押し込み力が緩衝される。

ロッド１４に負荷される押し込み力がリターンスプリング２０の弾性力より大きい場合、圧力室１８内の作動油はプランジャ１６の外周とスリーブ１２の内周の摺動面間に形成された微小なリークすきまからリザーバ室１９内に流れ、上記押し込み力とリターンスプリング２０の弾性力とが釣り合う位置までプランジャ１６はゆっくりと後退してチェーン５の張力を一定に保持する。

ここで、ロッド１４に押し込み力を負荷するスリッパ６は軸７を中心にして揺動自在であるため、スリッパ６からロッド１４に押し込み力が負荷された場合、その押し込み力がロッド１４の軸心に対して傾斜する方向に作用することがある。このとき、ロッド１４にはウエアリング３２によって摺動案内される位置を中心にして曲げモーメントが負荷されることになり、ウエアリング３２とロッド１４の接触が円筒面同士の接触であると、接触部での摩擦抵抗が増大し、ロッド１４の摺動を阻害することになる。

しかしながら、ウエアリング３２に設けられたロッド案内面３４は断面円弧状であり、そのロッド案内面３４とロッド１４の接触が円弧面と円筒面との接触であるため、接触部での摩擦抵抗の増大はきわめて小さい。その結果、ロッド１４を軸方向にスムーズに移動させることができ、ロッド１４の位置に関係なく安定した摺動特性を得ることができ、密封油圧式チェーンテンショナの機能を充分に発揮させることができる。

また、スリーブ１２とシリンダボディ１１の嵌合面間に形成した通路２１によって圧力室１８とリザーバ室１９とを連通させたことにより、空気溜り３１が形成された副リザーバ室２８と圧力室１８までの距離が長く、空気溜り３１の空気が圧力室１８内に侵入するのを確実に防止することができる。

実施の形態では、スリーブ１２とシリンダボディ１１の嵌合面間に通路２１を設けたが、チェックバルブによって開閉される通路をプランジャ１６に設けるようにしてもよい。実施の形態のように、スリーブ１２とシリンダボディ１１の嵌合面間に通路２１を形成することにより、プランジャ１６の製造の容易化を図ることができる。

この発明に係る密封油圧式チェーンテンショナを採用したチェーンの張力調整装置の正面図図１に示す密封油圧式チェーンテンショナの縦断正面図図２のIII−III線に沿った断面図ウエアリングの一部切欠斜視図

符号の説明

１１シリンダボディ
１２スリーブ
１３シール部材
１４ロッド
１６プランジャ
１８圧力室
１９リザーバ室
２０リターンスプリング
２１通路
２２弁孔
２４径方向溝
２５軸方向溝
２８副リザーバ室
３１空気溜り
３２ウエアリング
３４ロッド案内面

Claims

一端が開口する筒状のシリンダボディと、そのシリンダボディの内部に組込まれた閉塞端を有する鋼製のスリーブと、前記シリンダボディの開口部を密閉するシール部材と、そのシール部材をスライド自在に貫通するロッドと、そのロッドに外方向への突出性を付与するリターンスプリングと、前記ロッドのスリーブ内に位置する端部に設けられてスリーブの内部を圧力室とリザーバ室に仕切る摺動可能なプランジャと、前記シリンダボディの内部に組込まれて前記ロッドを摺動自在に案内するウエアリングとを有し、前記圧力室とリザーバ室とを通路で連通し、その通路の圧力室側の開口部にチェックバルブを設け、上記圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなったとき、チェックバルブで通路を閉じ、圧力室内に封入された作動油によりロッドに負荷される押し込み力を緩衝するようにした密封油圧式チェーンテンショナにおいて、前記ウエアリングの内周に形成されたロッド案内面を断面円弧状としたことを特徴とする密封油圧式チェーンテンショナ。
前記シリンダボディの外周上部に前記リザーバ室に連通する密閉された副リザーバ室を形成し、この副リザーバ室の作動油上に空気溜りを設けた請求項１に記載の密封油圧式チェーンテンショナ。
前記通路が、スリーブの閉塞端壁に形成された弁孔と、その弁孔に連通し、上記閉塞端壁の外端面に沿って半径方向に延びる径方向溝と、その径方向溝の外端からスリーブの外周に沿って軸方向に延びる軸方向溝とから成る請求項１又は２に記載の密封油圧式チェーンテンショナ。