説明

チェーンテンショナ

【課題】エンジン停止中に、圧力室内の作動油がリーク隙間を通って流出するのを防止するとともに、押し込み方向へのプランジャの移動を防止することができるチェーンテンショナを提供する。
【解決手段】シリンダ9内にプランジャ10を摺動可能に挿入し、シリンダ9とプランジャ10とで囲まれた圧力室13内に作動油を導入する給油通路14を設け、その給油通路14の圧力室13側の端部にチェックバルブ16を設け、プランジャ10とシリンダ9の摺動面間にリーク隙間22を設けたチェーンテンショナ1において、シリンダ9の開放端に環状のシール部材24を設け、そのシール部材24は、プランジャ10のシリンダ9からの突出端側に向かって次第に小径となるテーパ状のゴム製リップ25を有し、そのリップ25の先端をプランジャ10の外周に接触させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、自動車エンジンのカムシャフトを駆動するタイミングチェーンの張力保持に用いられるチェーンテンショナに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車のエンジンは、一般に、クランクシャフトの回転をタイミングチェーンを介してカムシャフトに伝達し、そのカムシャフトの回転により燃焼室のバルブの開閉を行なう。ここで、チェーンの張力を適正範囲に保つために、支点軸を中心として揺動可能に設けたチェーンガイドと、そのチェーンガイドを介してチェーンを押圧するチェーンテンショナとからなる張力調整装置が多く用いられる。
【0003】
この張力調整装置に組み込まれるチェーンテンショナとして、一端が開放し、他端が閉じた筒状のシリンダ内にプランジャを摺動可能に挿入し、そのプランジャをシリンダから突出する方向に付勢するリターンスプリングを設け、前記シリンダとプランジャとで囲まれた圧力室内に作動油を導入する給油通路を設け、その給油通路の圧力室側の端部に、給油通路側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブを設け、前記プランジャとシリンダの摺動面間に圧力室から作動油を流出させるリーク隙間を設けたものが知られている(特許文献1,2)。
【0004】
このチェーンテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力によって、プランジャがシリンダから突出する方向(以下、「突出方向」という)に移動し、チェーンの弛みを吸収する。このとき、オイルポンプから供給される作動油が、給油通路を通って圧力室に流入するので、プランジャは速やかに移動する。
【0005】
一方、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャがシリンダ内に押し込まれる方向(以下、「押し込み方向」という)に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、圧力室内の作動油が、プランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間を通って流出し、その作動油の粘性抵抗によってダンパ作用が生じるので、プランジャはゆっくりと移動する。
【0006】
ここで、特許文献1に記載のチェーンテンショナは、リーク隙間を通って流出する作動油の流量を制限するために、シリンダの内周に摺接するシールリングをプランジャの外周に装着し、そのシールリングに円周の一部を切り離した不連続部を設けている。この不連続部は、作動油の通過を許容するとともに、その作動油の流量を制限する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平9−203441号公報
【特許文献2】特開2000−337460号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、エンジンが停止したとき、オイルポンプも停止するので、給油通路から圧力室内への作動油の供給が停止する。このとき、特許文献1に記載のチェーンテンショナは、圧力室内の作動油がシールリングの不連続部を通って流出するので、圧力室内の作動油の油面が下がり、圧力室内に空気が混入した状態となる。その状態で、エンジンを再始動すると、圧力室内の空気が圧縮することによってプランジャが移動するので、その空気が圧力室から完全に排出されるまでの間、チェーンテンショナのダンパ作用が低下するという問題があった。
【0009】
また、エンジン停止中は、圧力室内の圧力が低下するので、プランジャが押し込み方向に移動してチェーンが弛むことがあり、この場合、エンジンを再始動したときに、プランジャが突出方向に移動して元の位置に戻るまでの間、チェーンの異音やばたつきが大きくなり、エンジンが円滑に始動できない可能性があった。
【0010】
そこで、特許文献2に記載のチェーンテンショナは、エンジン停止中に、圧力室内の作動油がリーク隙間を通って流出するのを防止するため、シリンダの内周に摺接するOリングをプランジャの外周に装着している。
【0011】
しかし、プランジャの外周にOリングを装着すると、プランジャとシリンダの間がそのOリングで完全にシールされてしまうので、リーク隙間を作動油が通過できなくなり、エンジン作動中、プランジャが押し込み方向に円滑に移動することができない。
【0012】
この発明が解決しようとする課題は、エンジン停止中に、圧力室内の作動油がリーク隙間を通って流出するのを防止するとともに、押し込み方向へのプランジャの移動を防止することができるチェーンテンショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の課題を解決するため、前記シリンダの開放端に環状のシール部材を設け、そのシール部材は、前記プランジャのシリンダからの突出端側に向かって次第に小径となるテーパ状のゴム製リップを有し、そのリップの先端を前記プランジャの外周に接触させた。
【0014】
このようにすると、そのシール部材でプランジャとシリンダの間がシールされるので、エンジン停止中に、圧力室内の作動油がリーク隙間を通って流出するのを防止することができる。また、プランジャが押し込み方向に移動するときに、リップの先端がプランジャの外周を締め付けてプランジャの移動を抑制するので、エンジン停止中にプランジャが押し込み方向に移動するのを防止することができ、円滑なエンジン始動が可能である。エンジン作動中は、圧力室内に供給される作動油の圧力によって、シール部材のリップが押し広げられるので、リップとプランジャの間を作動油が通過可能となる。
【0015】
前記シール部材としては、例えば、前記シリンダの開放端に直接接着されたリップを採用することができる。ここで、リップは、リップの成形金型内にシリンダを配置した状態でリップの成形を行なうことによってシリンダに接着すると、高い接着強度を得ることができる。
【0016】
また、シリンダの開放端の内周に円周溝を設け、前記シール部材として、シリンダの開放端の内周に設けた円周溝内に嵌め込まれたゴム製の環状部と、その環状部と一体に形成された前記リップとからなるものを採用することができる。このようにすると、シリンダとは別個にシール部材を成形することができるので、シール部材の製造コストを低減することができる。
【0017】
このシール部材を採用する場合、前記環状部は、円周溝の内底面とシリンダの閉端側の内側面とに沿う断面L字状に形成すると好ましい。このようにすると、リップが広がる方向に環状部が変形しやすくなるので、給油通路から圧力室内に作動油が供給されたときに、リップが円滑に押し広げられ、エンジン作動中のプランジャの移動が円滑となる。
【0018】
また、前記シリンダの開放端に、前記プランジャとの摺動面よりも内径が大きい内径拡大部を設け、前記シール部材として、金属環と、その金属環に接着された前記リップとからなるものを採用し、そのシール部材を、前記内径拡大部に圧入して固定することができる。このようにすると、シリンダとは別個にシール部材を成形することができるので、シール部材の製造コストを低減することができる。また、シール部材を圧入しているので、シール部材の固定強度が高い。
【0019】
また、前記シール部材として、前記シリンダの開放端の外周と端面とに沿う断面L字状の金属環と、その金属環に接着された前記リップとからなるものを採用し、そのシール部材を、前記シリンダの開放端の外周に締め代をもって嵌合して固定することができる。このようにしても、シリンダとは別個にシール部材を成形することができるので、シール部材の製造コストを低減することができる。また、シール部材を締め代をもって嵌合しているので、シール部材の固定強度が高い。
【0020】
前記チェックバルブは、その弁体を閉弁方向に付勢するバルブスプリングを設けると好ましい。このようにすると、エンジン停止中に、圧力室内の作動油が給油通路を通って流出するのを防止することができる。
【0021】
また、前記プランジャをシリンダ内への挿入端が開放する有底筒状に形成し、そのプランジャの内周に形成した雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するスクリュロッドを設け、前記雄ねじと雌ねじは、プランジャをシリンダ内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランクのフランク角が、遊び側フランクのフランク角よりも大きい鋸歯状に形成することができる。
【発明の効果】
【0022】
この発明のチェーンテンショナは、プランジャとシリンダの間がシール部材でシールされているので、エンジン停止中に、圧力室内の作動油がリーク隙間を通って流出するのを防止することができる。また、シール部材のリップの先端がプランジャの外周を締め付けてプランジャの押し込み方向への移動を抑制するので、エンジン停止中のチェーンの弛みを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】この発明の第1実施形態のチェーンテンショナを組み込んだチェーン伝動装置を示す正面図
【図2】図1のII−II線に沿った拡大断面図
【図3】(a)は、図2のシール部材近傍の拡大断面図、(b)は、(a)に示すプランジャが押し込み方向に移動したときのシール部材を示す拡大断面図、(c)は、(a)に示すシール部材が、圧力室内に供給される作動油の圧力によって押し広げられた状態を示す拡大断面図
【図4】図2のチェックバルブ近傍の拡大断面図
【図5】図3に示すシール部材の他の例を示す拡大断面図
【図6】図3に示すシール部材の更に他の例を示す拡大断面図
【図7】図3に示すシール部材の更に他の例を示す拡大断面図
【図8】この発明の第2実施形態のチェーンテンショナを示す拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【0024】
図1に、この発明の第1実施形態のチェーンテンショナ1を組み込んだチェーン伝動装置を示す。このチェーン伝動装置は、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おり、そのチェーン6がクランクシャフト2の回転をカムシャフト4に伝達し、そのカムシャフト4の回転により燃焼室のバルブ(図示せず)の開閉を行なう。
【0025】
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、チェーンテンショナ1は、そのチェーンガイド8を介してチェーン6を押圧している。
【0026】
図2に示すように、チェーンテンショナ1は、一端が開放し、他端が閉じた筒状のシリンダ9と、シリンダ9内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ10とを有する。シリンダ9は、ボルト11(図1参照)でエンジンブロック12に固定されている。
【0027】
シリンダ9には、シリンダ9とプランジャ10とで囲まれた圧力室13内に作動油を導入する給油通路14が形成されている。給油通路14は、エンジンブロック12に形成された油孔15に連通しており、油孔15を通ってオイルポンプ(図示せず)から供給される作動油を、圧力室13内に導入するようになっている。給油通路14の圧力室13側の端部には、給油通路14側から圧力室13側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ16が設けられている。
【0028】
図4に示すように、チェックバルブ16は、弁孔17を有するバルブシート18と、バルブシート18に接触、離反して弁孔17を開閉する球状の弁体19と、弁体19の移動範囲を規制するリテーナ20と、弁体19を閉弁方向に付勢するバルブスプリング21とからなる。バルブシート18は、シリンダ9内に圧入して固定されている。
【0029】
図2に示すように、プランジャ10とシリンダ9の摺動面間には微小なリーク隙間22が形成されており、そのリーク隙間22を通って圧力室13内の作動油が流出可能となっている。
【0030】
プランジャ10は、シリンダ9内への挿入端が開放する有底筒状に形成されている。また、プランジャ10は、圧力室13内に組み込まれたリターンスプリング23でシリンダ9から突出する方向に付勢されている。リターンスプリング23は、一端がバルブシート18で支持され、他端がプランジャ10を押圧している。
【0031】
図3(a)に示すように、シリンダ9の開放端には、プランジャ10とシリンダ9の間をシールする環状のシール部材24が設けられている。ここで、シール部材24は、プランジャ10のシリンダ9からの突出端側に向かって次第に小径となるテーパ状のゴム製リップ25であり、リップ25の根元は、シリンダ9の開放端に直接接着され、リップ25の先端は、プランジャ10の外周に接触している。リップ25は、常温硬化タイプの接着剤を用いてシリンダ9に接着してもよいが、リップ25の成形金型内にシリンダ9を配置した状態でリップ25の成形を行なうことによってシリンダ9に接着すると、高い接着強度を得ることができる。
【0032】
シリンダ9の開放端には、プランジャ10との摺動面よりも内径が大きい内径拡大部26が設けられており、リップ25の根元は、その内径拡大部26の内周と端面とにまたがって接着されている。また、リップ25の先端面27は、プランジャ10のシリンダ9からの突出端側に向かって次第に大径となるテーパ状に形成されている。
【0033】
次に、このチェーンテンショナ1の動作例を説明する。
【0034】
エンジン作動中にチェーン6の張力が小さくなると、リターンスプリング23の付勢力によって、プランジャ10が突出方向に移動し、チェーン6の弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ16が開き、給油通路14から圧力室13に作動油が流入するので、プランジャ10は速やかに移動する。
【0035】
エンジン作動中にチェーン6の張力が大きくなると、そのチェーン6の張力によって、プランジャ10が押し込み方向に移動し、チェーン6の緊張を吸収する。このとき、リーク隙間22を通って圧力室13から流出する作動油の粘性抵抗によってダンパ作用が生じるので、プランジャ10はゆっくりと移動する。
【0036】
ここで、エンジン作動中は、図3(c)に示すように、圧力室13内に供給される作動油の圧力によって、シール部材24のリップ25が押し広げられる。そのため、リップ25とプランジャ10の間の作動油の通過が許容され、圧力室13内の作動油がリーク隙間22を通って流出可能となる。また、このとき、リップ25とプランジャ10の間を流れる作動油によって、リップ25とプランジャ10の間の摺動抵抗が小さくなり、プランジャ10が円滑に移動する。
【0037】
エンジンが停止したときは、オイルポンプも停止するので、給油通路14から圧力室13内への作動油の供給が停止する。このとき、圧力室13内の圧力が低下するので、プランジャ10が押し込み方向に移動するが、図3(b)に示すように、リップ25の先端がプランジャ10の外周を締め付け、その楔効果によってプランジャ10の移動を抑制する。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーン6の異音やばたつきが生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
【0038】
また、エンジン停止中は、図3(b)に示すように、リップ25の先端面27がプランジャ10の外周に押さえ付けられるので、圧力室13内の作動油がリーク隙間22を通って流出するのを防止することができ、圧力室13内への空気の混入を防止することができる。
【0039】
このように、このチェーンテンショナ1は、プランジャ10とシリンダ9の間がシール部材24でシールされているので、エンジン停止中に、圧力室13内の作動油がリーク隙間22を通って流出するのを防止することができる。また、シール部材24のリップ25の先端がプランジャ10の外周を締め付けてプランジャ10の押し込み方向への移動を抑制するので、エンジン停止中のチェーン6の弛みを防止することができる。
【0040】
また、このチェーンテンショナ1は、チェックバルブ16の弁体19がバルブスプリング21で閉弁方向に付勢されているので、エンジン停止中に、圧力室13内の作動油が給油通路14を通って流出するのを防止することができる。
【0041】
上記実施形態では、シリンダ9の開放端に設けるシール部材24として、シリンダ9の開放端に直接接着したリップ25を例に挙げて説明したが、図5に示すように、シリンダ9の開放端の内周に円周溝28を設け、その円周溝28内にシール部材24を組み込んでもよい。
【0042】
図5において、円周溝28は、断面が方形の角溝である。シール部材24は、円周溝28内に嵌め込まれるゴム製の環状部29と、その環状部29と一体に形成されたリップ25とからなる。環状部29は、円周溝28の内底面30とシリンダ9の閉端側の内側面31とに沿う断面L字状に形成されており、その径方向内端からリップ25が延び出している。
【0043】
このように、円周溝28内にシール部材24を組み込むと、シリンダ9とは別個にシール部材24を成形することができるので、シール部材24の製造コストを低減することができる。また、環状部29は、円周溝28内に嵌合する断面方形状に形成することも可能であるが、図5に示すように、断面L字状に形成すると、リップ25が広がる方向に環状部29が変形しやすくなるので、給油通路14から圧力室13内に作動油が供給されたときに、リップ25が円滑に押し広げられ、エンジン作動中のプランジャ10の移動が円滑となる。
【0044】
また、図6に示すように、シリンダ9の開放端に、プランジャ10との摺動面よりも内径が大きい内径拡大部32を設け、その内径拡大部32にシール部材24を圧入してもよい。ここで、シール部材24は、金属環33と、その金属環33に接着されたリップ25とからなる。金属環33は、内径拡大部32に圧入して固定されている。
【0045】
このように、内径拡大部32にシール部材24を圧入すると、シリンダ9とは別個にシール部材24を成形することができるので、シール部材24の製造コストを低減することができる。また、シール部材24を圧入しているので、シール部材24の固定強度が高い。
【0046】
また、図7に示すように、シリンダ9の開放端の外周にシール部材24を締め代をもって嵌合してもよい。ここで、シール部材24は、シリンダ9の開放端の外周と端面とに沿う断面L字状の金属環34と、その金属環34のシリンダ9の開放端の端面に沿う部分に接着されたリップ25とからなる。金属環34は、シリンダ9の開放端の外周に締め代をもって嵌合して固定されている。
【0047】
このように、シール部材24をシリンダ9の外周に締め代をもって嵌合すると、シリンダ9とは別個にシール部材24を成形することができるので、シール部材24の製造コストを低減することができる。また、シール部材24を締め代をもって嵌合しているので、シール部材24の固定強度が高い。
【0048】
図8に、この発明の第2実施形態のチェーンテンショナ41を示す。第1実施形態に対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
【0049】
プランジャ10は、シリンダ9内への挿入端が開放する有底筒状に形成されており、その内周に雌ねじ42が形成されている。プランジャ10内には、雌ねじ42にねじ係合する雄ねじ43を外周に有するスクリュロッド44が組み込まれている。スクリュロッド44は、一端がプランジャ10から突出しており、その突出端が、シリンダ9内のバルブシート18に当接している。
【0050】
雄ねじ43と雌ねじ42は、プランジャ10をシリンダ9内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク45のフランク角が、遊び側フランク46のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている。
【0051】
リターンスプリング23は、一端がスクリュロッド44で支持され、他端がスプリングシート47を介してプランジャ10を押圧しており、その押圧によって、プランジャ10をシリンダ9から突出する方向に付勢している。
【0052】
シリンダ9の開放端の外周には、図7に示すシール部材24が締め代をもって嵌合して固定されている。
【0053】
このチェーンテンショナ41は、エンジン作動中にチェーン6の張力が小さくなると、リターンスプリング23の付勢力によって、プランジャ10が突出方向に移動し、チェーン6の弛みを吸収する。このとき、給油通路14から圧力室13に作動油が流入するので、プランジャ10は速やかに移動する。
【0054】
一方、エンジン作動中にチェーン6の張力が大きくなると、そのチェーン6の張力によって、プランジャ10が押し込み方向に移動し、チェーン6の緊張を吸収する。このとき、スクリュロッド44は、チェーン6の振動により、雌ねじ42と雄ねじ43の間の軸方向隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、プランジャ10に対して回転する。また、リーク隙間22を通って圧力室13から流出する作動油の粘性抵抗によってダンパ力が発生するので、プランジャ10はゆっくりと移動する。
【0055】
エンジン停止時に、カムシャフト4の停止位置によってチェーン6の張力が大きくなる場合があるが、この場合、チェーン6が振動しないので、プランジャ10の雌ねじ42がスクリュロッド44の雄ねじ43で受け止められ、プランジャ10の押し込み方向への移動が防止される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーン6の弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
【符号の説明】
【0056】
1 チェーンテンショナ
9 シリンダ
10 プランジャ
13 圧力室
14 給油通路
16 チェックバルブ
19 弁体
21 バルブスプリング
22 リーク隙間
23 リターンスプリング
24 シール部材
25 リップ
28 円周溝
29 環状部
30 内底面
31 内側面
32 内径拡大部
33,34 金属環
41 チェーンテンショナ
42 雌ねじ
43 雄ねじ
44 スクリュロッド
45 圧力側フランク
46 遊び側フランク

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端が開放し、他端が閉じた筒状のシリンダ(9)内にプランジャ(10)を摺動可能に挿入し、そのプランジャ(10)をシリンダ(9)から突出する方向に付勢するリターンスプリング(23)を設け、前記シリンダ(9)とプランジャ(10)とで囲まれた圧力室(13)内に作動油を導入する給油通路(14)を設け、その給油通路(14)の圧力室(13)側の端部に、給油通路(14)側から圧力室(13)側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ(16)を設け、前記プランジャ(10)とシリンダ(9)の摺動面間に圧力室(13)から作動油を流出させるリーク隙間(22)を設けたチェーンテンショナにおいて、
前記シリンダ(9)の開放端に環状のシール部材(24)を設け、そのシール部材(24)は、前記プランジャ(10)のシリンダ(9)からの突出端側に向かって次第に小径となるテーパ状のゴム製リップ(25)を有し、そのリップ(25)の先端を前記プランジャ(10)の外周に接触させたことを特徴とするチェーンテンショナ。
【請求項2】
前記シール部材(24)が、前記シリンダ(9)の開放端に直接接着された前記リップ(25)である請求項1に記載のチェーンテンショナ。
【請求項3】
前記シリンダ(9)の開放端の内周に円周溝(28)が設けられ、前記シール部材(24)が、前記円周溝(28)内に嵌め込まれたゴム製の環状部(29)と、その環状部(29)と一体に形成された前記リップ(25)とからなる請求項1に記載のチェーンテンショナ。
【請求項4】
前記環状部(29)が、前記円周溝(28)の内底面(30)とシリンダ(9)の閉端側の内側面(31)とに沿う断面L字状に形成された請求項3に記載のチェーンテンショナ。
【請求項5】
前記シリンダ(9)の開放端に、前記プランジャ(10)との摺動面よりも内径が大きい内径拡大部(32)が設けられ、前記シール部材(24)が、金属環(33)と、その金属環(33)に接着された前記リップ(25)とからなり、そのシール部材(24)を、前記内径拡大部(32)に圧入して固定した請求項1に記載のチェーンテンショナ。
【請求項6】
前記シール部材(24)が、前記シリンダ(9)の開放端の外周と端面とに沿う断面L字状の金属環(34)と、その金属環(34)に接着された前記リップ(25)とからなり、そのシール部材(24)を、前記シリンダ(9)の開放端の外周に締め代をもって嵌合して固定した請求項1に記載のチェーンテンショナ。
【請求項7】
前記チェックバルブ(16)の弁体(19)を閉弁方向に付勢するバルブスプリング(21)を設けた請求項1から6のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項8】
前記プランジャ(10)をシリンダ(9)内への挿入端が開放する有底筒状に形成し、そのプランジャ(10)の内周に形成した雌ねじ(42)にねじ係合する雄ねじ(43)を外周に有するスクリュロッド(44)を設け、前記雄ねじ(43)と雌ねじ(42)は、プランジャ(10)をシリンダ(9)内に押し込む方向の荷重が負荷されたときに圧力を受ける圧力側フランク(45)のフランク角が、遊び側フランク(46)のフランク角よりも大きい鋸歯状に形成されている請求項1から7のいずれかに記載のチェーンテンショナ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2010−261503(P2010−261503A)
【公開日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−112580(P2009−112580)
【出願日】平成21年5月7日(2009.5.7)
【出願人】(000102692)NTN株式会社 (9,006)
【Fターム(参考)】