(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャと、前記プランジャを収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジングと、前記プランジャ収容穴と前記プランジャの後端側との間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されて前記プランジャを前方側に向けて付勢するメイン付勢手段と、前記ハウジングの外部から前記圧油室内にオイルを供給するオイル供給路と、前記オイル供給路側から前記圧油室側へのオイルの流入を許容するとともに前記圧油室側から前記オイル供給路側へのオイルの流出を防止するチェックバルブと、前記チェックバルブよりも前記オイル供給路側に設置された流量制御機構とを備えたテンショナであって、
前記流量制御機構は、前記チェックバルブよりも前記オイル供給路側に形成された制御空間内に、前記圧油室側に接近および離間可能な状態で設置された流量制御部材と、前記流量制御部材を前記オイル供給路側に向けて付勢する制御用付勢手段と、前記流量制御部材の前記圧油室側への移動を規制する第1規制部と、前記流量制御部材の前記オイル供給路側への移動を規制する第2規制部とを備え、
前記第1規制部に対して前記流量制御部材が接触した時には、前記流量制御部材および前記制御空間の内壁の間に、前記制御空間および前記圧油室の間でオイルを流通させる第1制御流路が形成され、
前記第2規制部に対して前記流量制御部材が接触した時には、前記流量制御部材および前記制御空間の内壁の間に、前記オイル供給路および前記制御空間の間でオイルを流通させる第2制御流路が形成され、
前記流量制御部材および前記制御空間の内壁は、前記第1制御流路の流路抵抗が前記第2制御流路の流路抵抗よりも大きくなるように設けられていることを特徴とするテンショナ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、このようなテンショナでは、エンジンの高速回転時等に、オイルポンプ等の油圧発生源から供給されるオイルの供給量が増加し、供給されたオイルがチェックバルブを介して圧油室に過剰に送り込まれることがあり、この場合、圧油室内のオイル圧が過剰となり、プランジャがテンショナレバー側に向けて必要以上に突出して、伝動チェーン等が過剰に押されることになるため、騒音が発生したり、伝動チェーン等の寿命が短くなる等の問題が生じることになる。
【0006】
そこで、上述した問題を解決する1つの手法として、圧油室内のオイル圧が上昇した時に、圧油室からプランジャの外部にオイルをリリーフするリリーフ機構を設けることが考えられる(例えば特許文献1を参照)。
【0007】
ところが、特許文献1のようなリリーフ機構を設けた場合、圧油室内のオイル圧が上昇した時に、オイルポンプ等の油圧発生源から供給されたオイルの一部が外部に放出されることになるため、オイル消費量が増加し、油圧発生源の動力を大きくする必要があるという問題があった。
【0008】
また、上述した問題を解決する他の手法として、オイル供給路に連通して形成され、テンショナの外部へ過剰なオイルを放出する過剰供給油用吐出路をハウジングに形成することにより、油圧発生源からオイルが過剰供給された場合に、オイルの一部を過剰供給油用吐出路から放出することで、圧油室内へのオイルの過剰供給を抑制することが知られている(例えば特許文献2を参照)。
【0009】
しかしながら、特許文献2のテンショナでは、ハウジングに過剰供給油用吐出路を形成する必要があることから、製造負担が増加するだけでなく、油圧発生源から供給されたオイルの一部を過剰供給油用吐出路からテンショナの外部に放出することになるため、特許文献1に係る発明と同様に、オイル消費量が増加し、油圧発生源の動力を大きくする必要があるという問題が生じる。
【0010】
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、圧油室内のオイル圧を安定させることが可能なテンショナを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、後方側に開口したプランジャ穴を有するプランジャと、前記プランジャを収容する前方側に開口したプランジャ収容穴を有するハウジングと、前記プランジャ収容穴と前記プランジャの後端側との間に形成される圧油室に伸縮自在に収納されて前記プランジャを前方側に向けて付勢するメイン付勢手段と、前記ハウジングの外部から前記圧油室内にオイルを供給するオイル供給路と、前記オイル供給路側から前記圧油室側へのオイルの流入を許容するとともに前記圧油室側から前記オイル供給路側へのオイルの流出を防止するチェックバルブと、前記チェックバルブよりも前記オイル供給路側に設置された流量制御機構とを備えたテンショナであって、前記流量制御機構は、前記チェックバルブよりも前記オイル供給路側に形成された制御空間内に、前記圧油室側に接近および離間可能な状態で設置された流量制御部材と、前記流量制御部材を前記オイル供給路側に向けて付勢する制御用付勢手段と、前記流量制御部材の前記圧油室側への移動を規制する第1規制部と、前記流量制御部材の前記オイル供給路側への移動を規制する第2規制部とを備え、前記第1規制部に対して前記流量制御部材が接触した時には、前記流量制御部材および前記制御空間の内壁の間に、前記制御空間および前記圧油室の間でオイルを流通させる第1制御流路が形成され、前記第2規制部に対して前記流量制御部材が接触した時には、前記流量制御部材および前記制御空間の内壁の間に、前記オイル供給路および前記制御空間の間でオイルを流通させる第2制御流路が形成され、前記流量制御部材および前記制御空間の内壁は、前記第1制御流路の流路抵抗が前記第2制御流路の流路抵抗よりも大きくなるように設けられていることにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【0012】
本請求項1に係る発明によれば、チェックバルブよりもオイル供給路側に設置された流量制御機構が、チェックバルブのオイル供給路側に形成された制御空間内に、圧油室側に接近および離間可能な状態で設置された流量制御部材と、流量制御部材をオイル供給路側に向けて付勢する制御用付勢手段と、流量制御部材の圧油室側への移動を規制する第1規制部と、流量制御部材のオイル供給路側への移動を規制する第2規制部とを備え、第1規制部に対して流量制御部材が接触した時に、流量制御部材および制御空間の内壁の間に、制御空間および圧油室の間でオイルを流通させる第1制御流路が形成され、第2規制部に対して流量制御部材が接触した時に、流量制御部材および制御空間の内壁の間に、オイル供給路および制御空間の間でオイルを流通させる第2制御流路が形成され、流量制御部材および制御空間の内壁が、第1制御流路の流路抵抗が第2制御流路の流路抵抗よりも大きくなるように設けられている。
これにより、通常時には、流路抵抗が相対的に小さい第2制御流路を通して圧油室側へ充分な量のオイルを供給しつつも、エンジンの高速回転時等のオイルの供給量が増加した時には、オイル圧によって流量制御部材を圧油室側に向けて移動させ、流路抵抗が相対的に大きい第1制御流路によって圧油室側へのオイル供給量を制限することが可能であるため、簡素な構成で圧油室内のオイル圧を安定させることができる。
また、従来のテンショナのようにオイルの一部を外部に放出することを回避できるため、オイル消費量を低減することができ、油圧発生源の動力の小型化を実現することができる。
【0013】
本請求項2に係る発明によれば、チェックバルブを制御空間の内壁の一部として利用することにより、構造を簡素化することができるばかりでなく、チェックバルブはハウジングよりも加工が容易であるため、製造負担を増加させることなく、制御空間の内壁を高精度に形成することができ、圧油室に供給されるオイル量を良好に制御することができる。
本請求項3に係る発明によれば、流量制御部材が、第1規制部によって圧油室側への移動を規制される時に、第1規制部として機能する規制壁面に当接する被規制面を有し、被規制面に、第1流通溝が形成されていることにより、流量制御部材が圧油室側への移動を規制される時に、第1規制部に対して被規制面を接触させて流量制御部材の姿勢を良好に制御しつつ、第1流通溝を通して制御空間および圧油室の間でオイルを流通させることができる。
本請求項4に係る発明によれば、流量制御部材が、被規制面から形成された小径部を有していることにより、第1規制部によって流量制御部材が圧油室側への移動を規制される時に、流量制御部材の小径部が第1規制部のオイル孔内に挿入されるため、流量制御部材の姿勢を安定化させることができるとともに、流量制御部材の小径部と第1規制部の流通孔との間の間隙についても、第1制御流路として利用することができる。
本請求項5に係る発明によれば、流量制御部材が、被規制面を有した基部と、基部のオイル供給路側に形成され、基部よりも大径な大径部とを有し、制御用スプリングの一端が、大径部の圧油室側の側面上に配置されることにより、制御空間内における流量制御部材および制御用スプリングの設置状態を安定化させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に、本発明の第1実施形態に係るテンショナ10について、図面に基づいて説明する。
【0016】
まず、テンショナ10は、自動車エンジンのタイミングシステム等に用いられるチェーン伝動装置に組み込まれるものであり、
図1に示すように、エンジンブロック(図示しない)に取り付けられ、複数のスプロケットS1〜S3に掛け回された伝動チェーンCHの弛み側にテンショナレバーGを介して適正な張力を付与し、走行時に生じる振動を抑止するものである。
【0017】
テンショナ10は、
図2に示すように、後方側に開口したプランジャ穴21を有するプランジャ20と、プランジャ20を収容する前方側に開口したプランジャ収容穴31を有するハウジング30と、プランジャ20およびプランジャ収容穴31の間に形成される圧油室11に伸縮自在に収納されてプランジャ20を前方側に向けて付勢するメインスプリング(メイン付勢手段)40と、チェックバルブ50と、チェックバルブ50よりもオイル供給路35側に設置された流量制御機構60とを備えている。
【0018】
以下に、テンショナ10の各構成要素について、図面に基づいて説明する。
【0019】
まず、プランジャ20は、鉄等の金属から形成され、
図2に示すように、プランジャ収容穴31内に前後方向に進退可能に挿入されている。
【0020】
ハウジング30は、金属等から形成され、
図2に示すように、前方側に開口した円筒状のプランジャ収容穴31と、プランジャ収容穴31の後方側に連続して形成され、プランジャ収容穴31よりも小径な円筒状のバルブ収容穴32と、バルブ収容穴32の後方側に連続して形成され、バルブ収容穴32よりも小径な円筒状の設置穴33と、設置穴33の後方側に連続して形成され、設置穴33よりも小径な円筒状の連通穴34と、ハウジング30の外部から連通穴34に貫通して形成され、ハウジング30の外部から圧油室11にオイルを供給するための孔状のオイル供給路35と、ハウジング30をエンジンブロックに固定するための取付部36とを有している。
【0021】
メインスプリング40は、
図2に示すように、その一端がプランジャ穴21の底部(プランジャ20の前方側部分)に当接するとともに、その他端がチェックバルブ50(ボールシート52、リテーナ53)上に当接して配置されている。
【0022】
チェックバルブ50は、圧油室11へのオイルの流入を許容するとともに圧油室11からのオイルの流出を防止するものであり、
図2に示すように、バルブ収容穴32内に配置されている。
【0023】
チェックバルブ50は、
図2に示すように、球状のチェックボール51と、圧油室11側(本実施形態では前方側)に開放するチェックボール収容部52aが形成されたボールシート52と、チェックボール51の移動を規制するリテーナ53と、チェックボール51とリテーナ53との間に配置されたボールスプリング54とから構成されている。これらチェックバルブ50の構成部品は、金属や合成樹脂等から形成されている。
【0024】
ボールシート52は、
図2に示すように、ハウジング30のバルブ収容穴32内に圧入されてハウジング30に対して固定されている。なお、圧入以外の手段によってボールシート52をハウジング30に固定してもよい。ボールシート52は、チェックボール収容部52aと、チェックボール収容部52aの前方側に連続して形成されたリテーナ設置凹部52bと、チェックボール収容部52aからボールシート52の後方側に貫通するオイル孔52cとを有している。
【0025】
リテーナ設置凹部52bは、
図2に示すように、チェックボール収容部52aよりも大径に形成され、オイル孔52cは、チェックボール収容部52aよりも小径に形成されている。また、チェックボール収容部52aとオイル孔52cとの間の段部(チェックボール収容部52aの底部)は、チェックボール51を環状に密着させた状態で着座させるボール着座部52dとして機能する。
【0026】
リテーナ53は、
図2に示すように、リテーナ設置凹部52b内に圧入された状態で配置されている。リテーナ53は、前後方向に貫通する複数のオイル孔53aと、リテーナ53の天板部の後面から後方側に向けて突出するスプリング支持部53bとを有している。
【0027】
ボールスプリング54は、
図2に示すように、スプリング支持部53bの外周側に嵌合して配置され、チェックボール51をボール着座部52d側に向けて付勢している。なお、このボールスプリング54は、必須の構成部材ではなく、実施態様によっては設けなくてもよい。
【0028】
流量制御機構60は、
図2や
図3に示すように、チェックバルブ50よりもオイル供給路35側に形成された制御空間61内に、圧油室11側に接近および離間可能な状態(前後方向に移動可能な状態)で設置された流量制御部材62と、流量制御部材62をオイル供給路35側に向けて付勢する制御用スプリング(制御用付勢手段)63と、流量制御部材62の圧油室11側への移動を規制する第1規制部64と、流量制御部材62のオイル供給路35側への移動を規制する第2規制部65とを備えている。
【0029】
制御空間61は、
図2や
図3に示すように、チェックバルブ50のオイル供給路35側に形成され、流量制御部材62や制御用スプリング63を配置する空間である。本実施形態では、制御空間61の内壁が、ハウジング30の設置穴33の内周壁および後端壁(設置穴33と連通穴34との間の段部)や、チェックバルブ50(ボールシート52)の後方部分によって構成されている。
【0030】
また、本実施形態では、流量制御部材62の圧油室11側への移動を規制する第1規制部64が、チェックバルブ50(ボールシート52)の後方部分によって構成され、また、流量制御部材62のオイル供給路35側への移動を規制する第2規制部65が、ハウジング30の設置穴33の後端壁によって構成されている。
【0031】
流量制御部材62は、
図3や
図4に示すように、ほぼ円柱状の基部62aと、基部62aから圧油室11側に形成され、基部62aの径よりも小径な小径部62bと、基部62aのオイル供給路35側に形成され、基部62aの径よりも大径な大径部62cとを有している。基部62a、小径部62b、および、大径部62cの中心軸は、同軸上に形成されている。
【0032】
基部62aの圧油室11側の側面は、
図6に示すように、第1規制部64によって圧油室11側への移動を規制される時に、第1規制部64に当接する被規制面として機能する。
基部62aの圧油室11側の側面(被規制面)には、
図3や
図4に示すよう、径方向に沿って延びる複数の第1流通溝62a’が形成されている。
【0033】
小径部62bは、
図3や
図4に示すように、円錐台状に形成され、基部62aの圧油室11側の側面(被規制面)から突出して形成されている。
この小径部62bは、
図6に示すように、第1規制部64によって圧油室11側への移動を規制される時に、オイル孔52c内に挿入される。
【0034】
大径部62cは、
図3や
図4に示すように、基部62aの外周面のオイル供給路35側から突出して形成された複数の脚部から構成されてる。これら複数の脚部は、周方向に互いに離間して形成されている。大径部62cの外径は、制御空間61を構成する設置穴33の内周壁の内径よりも僅かに小さく設計されている。
【0035】
制御用スプリング63は、
図2や
図3に示すように、その一端がチェックバルブ50(ボールシート52)の後面上に配置され、また、その他端が大径部62cの圧油室11側の側面上に配置されている。
【0036】
このようにして得られた本実施形態のテンショナ10では、まず、通常時には、
図5に示すように、制御用スプリング63の付勢力によって流量制御部材62が後方側に向けて押され、流量制御部材62の大径部62cが第2規制部65に当接する。
この状態では、流量制御部材62および制御空間61の内壁の間に、オイル供給路35および制御空間61の間でオイルを流通させる第2制御流路67が形成され、具体的には、大径部62cを構成する複数の脚部間の間隙を通して、オイル供給路35から制御空間61内にオイルが流入し、制御空間61に流入したオイルは、チェックバルブ50を通して圧油室11に供給される。
【0037】
また、オイル供給路35側からのオイルの供給量(オイル圧)が上昇した時には、
図6に示すように、流量制御部材62が前方側に向けて移動し、基部62aの圧油室11側の側面(被規制面)が第1規制部64に当接する。
この状態では、流量制御部材62および制御空間61の内壁の間に、制御空間61および圧油室11の間でオイルを流通させる第1制御流路66が形成され、具体的には、基部62aの圧油室11側の側面(被規制面)に形成された第1流通溝62a’ や、オイル孔52cと小径部62bとの間を通して、制御空間61から圧油室11側に向けてオイルが供給される。
【0038】
そして、第1制御流路66の流路抵抗が第2制御流路67の流路抵抗よりも大きくなるように設けられているため、オイル供給路35側からのオイルの供給量が上昇した時の、圧油室11へのオイルの供給量を少なく抑えることができ、その結果、通常時における圧油室11へのオイルの供給量を維持しつつ、圧油室11へのオイルの過剰な供給を抑制することができる。
【0039】
次に、本発明の第2実施形態に係るテンショナ10について、主に
図7に基づいて説明する。ここで、第2実施形態では、流量制御部材62の一部構成外については、前述した第1実施形態と全く同じであるため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。
【0040】
まず、第1実施形態の流量制御部材62では、
図4に示すように、大径部62cが、複数の脚部から構成されていたが、第2実施形態の流量制御部材62では、
図7に示すように、大径部62cが、円柱状の部位として構成されている。
【0041】
また、第2実施形態の流量制御部材62では、
図7に示すように、大径部62cのオイル供給路35側の側面および外周面に、第2流通溝62c’が連続して形成されている。
大径部62cのオイル供給路35側の側面に形成された第2流通溝62c’は、径方向に沿って設けられ、大径部62cの外周面に形成された第2流通溝62c’は、前後方向に沿って設けられている。
これにより、制御用スプリング63の付勢力によって流量制御部材62が後方側に向けて押され、流量制御部材62の大径部62cが第2規制部65に当接した状態でも、第2流通溝62c’を通してオイル供給路35および制御空間61の間でオイルを流通させることができる。
【0042】
また、第1実施形態の流量制御部材62では、
図4に示すように、基部62aの圧油室11側の側面のみに第1流通溝62a’が形成されていたが、第2実施形態の流量制御部材62では、
図7に示すように、基部62aの外周面にも、前後方向に延びる第1流通溝62a’が形成されている。
第2実施形態の流量制御部材62では、基部62aの圧油室11側の側面に形成された第1流通溝62a’と、基部62aの外周面に形成された第1流通溝62a’とが連続して形成されている。
これにより、基部62aの外周面に形成された第1流通溝62a’が、基部62aの圧油室11側の側面に形成された第1流通溝62a’にオイルを誘導するガイド部としても機能する。
【0043】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【0044】
例えば、上述した実施形態では、テンショナ10が自動車エンジン用のタイミングシステムに組み込まれるものとして説明したが、テンショナ10の具体的用途はこれに限定されない。
また、上述した実施形態では、テンショナ10がテンショナレバーGを介して伝動チェーンCHに張力を付与するものとして説明したが、プランジャ20の先端で直接的に伝動チェーンCHの摺動案内を行い、伝動チェーンCHに張力を付与するようにしてもよい。
さらに、伝動チェーンCHによる伝動機構に限らず、ベルト、ロープ等の類似の伝動機構に適用されてもよく、長尺物に張力を付与することが求められる用途であれば、種々の産業分野において利用可能である。
また、上述した実施形態では、プランジャ20を収容するハウジング30が、エンジンブロック等に取り付けられる所謂テンショナボディであるものとして説明したが、ハウジング30の具体的態様は、上記に限定されず、テンショナボディに形成されたボディ穴内に挿入される円筒状の所謂スリーブであってもよい。
また、上述した実施形態では、基部62aの圧油室11側の側面(被規制面)に形成された第1流通溝62a’等を、第1制御流路66を構成する部位として利用したが、第1制御流路66の具体的態様については、第1規制部64に対して流量制御部材62が接触した時に、制御空間61および圧油室11の間でオイルを流通させるものであれば、如何なるものでもよく、例えば、制御空間61の内壁側に溝を形成し、当該溝を第1制御流路66を構成する部位として利用してもよい。
また、同様に、第2制御流路67の具体的態様については、第2規制部65に対して流量制御部材62が接触した時に、オイル供給路35および制御空間61の間でオイルを流通させるものであれば、如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、制御空間61の内壁がハウジング30の設置穴33の内周壁および後端壁や、チェックバルブ50(ボールシート52)の後方部分によって構成されているものとして説明したが、制御空間61の具体的態様は、如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、制御空間61がチェックバルブ50の後方側に隣接して形成されているが、制御空間61の具体的配置は、チェックバルブ50よりもオイル供給路35側(すなわち、ハウジング30の外面に開口するオイル供給開口側)に形成されていればよく、例えば、圧油室11に供給するオイルを貯留する貯留油室(図示しない)をテンショナ内に形成した場合には、圧油室11と貯留油室との間に配置されるチェックバルブ50よりもオイル供給路35側に形成すればよい。