(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダの加工が簡単で、重量が軽いチェーンテンショナを提供する。【解決手段】軽合金製のシリンダ１０に小径穴部１１と小径穴部１１に連なる大径穴部１２とを同軸に設け、シリンダ１０内に作動油を充填し、小径穴部１１にスリーブ１３を嵌め合わせて大径穴部１２の内周とスリーブ１３の外周の間に円筒空間１４を形成し、スリーブ１３内にプランジャ１６を摺動可能に挿入してスリーブ１３内を圧力室１７とリザーバ室１８に区画し、プランジャ１６と一体に移動するチェーン押圧用のロッド１９を設け、ロッド１９を突出方向に付勢するリターンスプリング２１を設け、プランジャ１６とスリーブ１３の摺動面間にリーク隙間３２を形成し、円筒空間１４を介してリザーバ室１８に連通する副リザーバ室２７をシリンダ１０に形成し、副リザーバ室２７に空気と作動油を収容し、逃がし通路３３にリリーフバルブ３４を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開放した軽合金製のシリンダ（１０）に小径穴部（１１）とその小径穴部（１１）に対してシリンダ開放側に連なる大径穴部（１２）とを同軸に設け、そのシリンダ（１０）内に作動油を充填し、そのシリンダ（１０）の前記小径穴部（１１）に有底のスリーブ（１３）を嵌め合わせて前記大径穴部（１２）の内周とスリーブ（１３）の外周の間に円筒空間（１４）を形成し、前記スリーブ（１３）内にプランジャ（１６）を摺動可能に挿入してスリーブ（１３）内を圧力室（１７）とリザーバ室（１８）に区画し、そのプランジャ（１６）と軸方向に一体に移動するチェーン押圧用のロッド（１９）を設け、そのロッド（１９）をシリンダ（１０）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（２１）を設け、前記プランジャ（１６）と前記スリーブ（１３）の摺動面間に前記圧力室（１７）と前記リザーバ室（１８）を連通するリーク隙間（３２）を形成し、前記円筒空間（１４）を介して前記リザーバ室（１８）に連通する副リザーバ室（２７）を前記シリンダ（１０）に形成し、その副リザーバ室（２７）に空気と作動油を収容し、前記スリーブ（１３）の底（２８）に形成した開口（２９）を介して前記副リザーバ室（２７）と前記圧力室（１７）を連通させ、前記スリーブ（１３）の底（２８）に、前記副リザーバ室（２７）側から前記圧力室（１７）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（３１）を設け、前記プランジャ（１６）の内部と前記ロッド（１９）の内部を順に通って前記圧力室（１７）と前記リザーバ室（１８）を連通させる逃がし通路（３３）を設け、その逃がし通路（３３）に、前記圧力室（１７）内の圧力が予め設定された圧力よりも大きくなったときに開放するリリーフバルブ（３４）を設けたチェーンテンショナ。
【請求項２】
前記プランジャ（１６）のリザーバ室（１８）側の端面に形成した嵌合凹部（２３）に、前記ロッド（１９）の端部をすきまばめの嵌め合いで挿入し、その嵌め合いによってロッド（１９）とプランジャ（１６）の軸のずれを吸収するようにした請求項１に記載のチェーンテンショナ。
【請求項３】
前記ロッド（１９）を軸方向に移動可能に貫通させる抵抗リング（３６）を前記シリンダ（１０）に対して一定の範囲で軸方向に移動可能に設け、その抵抗リング（３６）から内径側に延びる複数の抵抗爪（３７）を前記ロッド（１９）の先端側に縮径するテーパ状に傾斜させて形成し、その抵抗爪（３７）の先端を前記ロッド（１９）の外周に接触させ、前記ロッド（１９）が前記シリンダ（１０）に押し込まれる方向に移動して前記各抵抗爪（３７）と摺動するときの摺動抵抗が、前記ロッド（１９）が前記シリンダ（１０）から突出する方向に移動して前記各抵抗爪（３７）と摺動するときの摺動抵抗よりも大きくなるようにした請求項１または２に記載のチェーンテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として、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】
エンジンは、一般に、クランクシャフトの回転を、エンジンカバー内のエンジンルームに収容された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、作動油を充填したシリンダ内にプランジャを摺動可能に挿入してシリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、そのプランジャと軸方向に一体に移動するチェーン押圧用のロッドを設け、そのロッド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たものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
このチェーンテンショナは、リターンスプリングの付勢力がチェーンの張力とつり合う位置までロッドが移動することにより、チェーンの張力変動を吸収し、チェーンの張力を適正範囲に保つ。
【０００５】
また、プランジャとシリンダの摺動面間には、圧力室とリザーバ室を連通させるリーク隙間が形成されており、ロッドがシリンダに押し込まれる方向に移動するときに、圧力室内の作動油がリーク隙間を通ってリザーバ室に流れる。このとき、リーク隙間を流れる作動油の流量が制限されるので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトの張力を安定した状態に保つ。
【０００６】
また、プランジャには、圧力室とリザーバ室を連通する連通路が形成され、その連通路には、リザーバ室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が設けられており、ロッドがシリンダから突出する方向に移動するときに、チェックバルブが開き、連通路を通ってリザーバ室側から圧力室側に作動油が流れるようになっている。そのため、シリンダから突出する方向にはロッドが速やかに移動し、ベルトの弛みを迅速に吸収する。
【０００７】
さらに、このチェーンテンショナは、空気と作動油を収容した副リザーバ室がシリンダに形成され、副リザーバ室は、リリーフバルブを設けた逃がし通路を介して圧力室に連通しており、圧力室内の圧力が予め設定された圧力よりも大きくなったときに、リリーフバルブが開いて圧力室から副リザーバ室に作動油を逃がし、チェーンの張力が過大になるのを防止するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１６５２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、このチェーンテンショナは、軸方向に沿って長い逃がし通路を、シリンダに形成するのが難しく、シリンダの加工コストが高かった。
【０００９】
また、このチェーンテンショナは、温度変化によるプランジャとシリンダの摺動面間のリーク隙間の変化を防止するために、プランジャの材料と線膨張係数が同等の材料を用いてシリンダを形成する必要があり、そのため、シリンダの材料として軽合金を用いることができず、チェーンテンショナの重量が重くなるという問題があった。
【００１０】
この発明が解決しようとする課題は、シリンダの加工が簡単で、重量が軽い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】
【００１１】
上記の課題を解決するため、一端が開放した軽合金製のシリンダに小径穴部とその小径穴部に対してシリンダ開放側に連なる大径穴部とを同軸に設け、そのシリンダ内に作動油を充填し、そのシリンダの前記小径穴部に有底のスリーブを嵌め合わせて前記大径穴部の内周とスリーブの外周の間に円筒空間を形成し、前記スリーブ内にプランジャを摺動可能に挿入してスリーブ内を圧力室とリザーバ室に区画し、そのプランジャと軸方向に一体に移動するチェーン押圧用のロッドを設け、そのロッド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、前記プランジャと前記スリーブの摺動面間に前記圧力室と前記リザーバ室を連通するリーク隙間を形成し、前記円筒空間を介して前記リザーバ室に連通する副リザーバ室を前記シリンダに形成し、その副リザーバ室に空気と作動油を収容し、前記スリーブの底に形成した開口を介して前記副リザーバ室と前記圧力室を連通させ、前記スリーブの底に、前記副リザーバ室側から前記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、前記プランジャの内部と前記ロッドの内部を順に通って前記圧力室と前記リザーバ室を連通させる逃がし通路を設け、その逃がし通路に、前記圧力室内の圧力が予め設定された圧力よりも大きくなったときに開放するリリーフバルブを設けた構成をチェーンテンショナに採用した。
【００１２】
このチェーンテンショナは、次の構成を加えると好ましい。
１）前記プランジャのリザーバ室側の端面に形成した嵌合凹部に、前記ロッドの端部をすきまばめの嵌め合いで挿入し、その嵌め合いによってロッドとプランジャの軸のずれを吸収するようにする。
２）前記ロッドを軸方向に移動可能に貫通させる抵抗リングを前記シリンダに対して一定の範囲で軸方向に移動可能に設け、その抵抗リングから内径側に延びる複数の抵抗爪を前記ロッドの先端側に縮径するテーパ状に傾斜させて形成し、その抵抗爪の先端を前記ロッドの外周に接触させ、前記ロッドが前記シリンダに押し込まれる方向に移動して前記各抵抗爪と摺動するときの摺動抵抗が、前記ロッドが前記シリンダから突出する方向に移動して前記各抵抗爪と摺動するときの摺動抵抗よりも大きくなるようにする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のチェーンテンショナは、リザーバ室と副リザーバ室を連通する円筒空間を、シリンダとスリーブの間に径方向隙間を設けることによって形成し、また、圧力室とリザーバ室を連通する逃がし通路を、プランジャとロッドに形成しているので、軸方向に沿って長い通路をシリンダに加工する必要がなく、シリンダの加工が簡単である。
【００１４】
また、シリンダの材料として軽合金を用いているので、重量が軽い。
【００１５】
また、スリーブがシリンダとは別体なので、シリンダを形成する軽合金とは別の材料でスリーブを形成することができる。そのため、スリーブの材料として、プランジャの材料と線膨張係数が同等の材料を用いることができ、温度変化によるリーク隙間の変化を防止することができる。
【００１６】
また、前記プランジャのリザーバ室側の端面に形成した嵌合凹部に、前記ロッドの端部をすきまばめの嵌め合いで挿入したものは、ロッドの先端に軸直角方向の力が作用してロッドが傾いたときに、ロッドとプランジャの軸のずれが、すきまばめの嵌め合いによって吸収されるので、プランジャが傾きにくく、リーク隙間が変化しにくい。
【００１７】
また、前記ロッドを軸方向に移動可能に貫通させる抵抗リングを前記シリンダに対して一定の範囲で軸方向に移動可能に設け、その抵抗リングの抵抗爪の先端を前記ロッドの外周に接触させたものは、エンジン停止時に、カムシャフトの回転抵抗の変動によってチェーンの張力が大きくなっても、抵抗リングの抵抗爪に対するプランジャの摺動抵抗によって、プランジャのシリンダに押し込まれる方向の移動が制限される。そのため、エンジンを再始動したときに、チェーンの弛みを迅速に吸収することができ、チェーンの張力が安定しやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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導装置を示す。このチェーン伝導装置は、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。
【００１９】
チェーン６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を介して、チェーンテンショナ１で押圧されている。チェーンテンショナ１は、エンジンブロック（図示せず）にボルト９で固定されている。
【００２０】
チェーンテンショナ１は、図２，図３に示すように、一端が開放した軽合金製のシリンダ１０を有し、シリンダ１０には、小径穴部１１と、小径穴部１１に対してシリンダ１０の開放側に連なる大径穴部１２とが同軸に形成されている。小径穴部１１には、有底のスリーブ１３が嵌め合わされ、大径穴部１２の内周とスリーブ１３の外周の間には円筒空間１４が形成されている。シリンダ１０は、図２に示すようにシール部材１５で開放端が密閉され、作動油が充填されている。
【００２１】
スリーブ１３内には、プランジャ１６が軸方向に摺動可能に挿入され、プランジャ１６によって、スリーブ１３内が圧力室１７とリザーバ室１８に区画されている。プランジャ１６には、シール部材１５を摺動可能に貫通するロッド１９が接続され、ロッド１９の先端がチェーンガイド８に当接している。
【００２２】
ロッド１９の外周には、シリンダ１０の内周を軸方向に摺動可能なウエアリング２０が装着されている。ウエアリング２０は、円筒空間１４に組み込んだリターンスプリング２１によってシリンダ１０の開放側に付勢され、そのウエアリング２０を介して、ロッド１９がシリンダ１０から突出する方向に付勢されている。
【００２３】
ロッド１９の後端は、図３に示すように、プランジャ１６のリザーバ室１８側の端面２２に形成された嵌合凹部２３に、すきまばめの嵌め合いで挿入されている。嵌合凹部２３の内底面とロッド１９の後端面は、いずれも球面状に形成されている。
【００２４】
プランジャ１６は、圧力室１７内に組み込まれたプランジャスプリング２４でロッド１９に向けて付勢されており、ロッド１９がシリンダ１０から突出する方向に移動したときに、プランジャスプリング２４の付勢力により、ロッド１９と軸方向に一体に移動するようになっている。また、プランジャ１６の嵌合凹部２３の内周とロッド１９の端部外周の間は、ゴム製のＯリング２５でシールされている。
【００２５】
シリンダ１０には、図２に示すように、シリンダ１０の外周から内周に貫通する開口をシールキャップ２６で密閉した副リザーバ室２７が形成され、副リザーバ室２７には、空気と作動油が収容されている。また、副リザーバ室２７は、円筒空間１４を介してリザーバ室１８に連通しており、作動油の温度変化やロッド１９の軸方向移動によるリザーバ室１８の圧力変化を、副リザーバ室２７内の空気の体積変化によって吸収する。
【００２６】
シリンダ１０には、図２、図３に示すように、スリーブ１３の底２８に形成された開口２９を介して圧力室１７と副リザーバ室２７を連通する連通路３０が形成されている。また、スリーブ１３の底２８には、副リザーバ室２７側から前記圧力室１７側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ３１が設けられている。
【００２７】
プランジャ１６とスリーブ１３の摺動面間には、図３に示すように、圧力室１７とリザーバ室１８を連通するリーク隙間３２が形成されており、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも大きくなったときに、圧力室１７内の作動油がリーク隙間３２を通じてリザーバ室１８にリークするようになっている。
【００２８】
プランジャ１６とロッド１９には、図２，図３に示すように、プランジャ１６の内部とロッド１９の内部を順に通って圧力室１７とリザーバ室１８を連通させる逃がし通路３３が形成され、逃がし通路３３には、圧力室１７内の圧力が予め設定された圧力よりも大きくなったときに開放するリリーフバルブ３４が設けられている。
【００２９】
シリンダ１０の開放側の端部内周には、図２に示すように、軸方向に対向する１対の止め輪３５，３５が設けられている。止め輪３５，３５の間には、ロッド１９を軸方向に移動可能に貫通させる抵抗リング３６が組み込まれており、抵抗リング３６は、止め輪３５，３５の間に形成された隙間の範囲内で軸方向に移動可能となっている。
【００３０】
抵抗リング３６には、図４に示すように、内径側に延びる複数の抵抗爪３７が形成され、各抵抗爪３７の先端がロッド１９の外周に接触している。各抵抗爪３７は、図２に示すように、シリンダ１０の開放側に縮径するテーパ状に傾斜しており、ロッド１９がシリンダ１０に押し込まれる方向に移動して各抵抗爪３７と摺動するときの摺動抵抗が、ロッド１９がシリンダ１０から突出する方向に移動して各抵抗爪３７と摺動するときの摺動抵抗よりも大きくなるようになっている。
【００３１】
ロッド１９の先端部には、径方向の貫通孔３８が形成されており、図６に示すように、ロッド１９がシリンダ１０に押し込まれる方向のストローク端まで移動した状態で、ロッド１９の貫通孔３８と、シリンダ１０の開放側の端部に形成した径方向の貫通孔３９とにピン４０を挿し通すことにより、ロッド１９をシリンダ１０に押し込んだ状態で保持可能となっている。
【００３２】
そのため、ロッド１９をストローク端まで押し込んだ状態でチェーンテンショナ１を出荷し、そのチェーンテンショナ１を出荷先のチェーン伝導装置に組み込んだ後、ピン４０を引き抜いてシリンダ１０からロッド１９を突出させ、チェーン６の張力を張ることができる。
【００３３】
つぎに、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の張力が大きくなると、その張力がチェーンガイド８を介してロッド１９に伝わり、ロッド１９がシリンダ１０に押し込まれる方向に移動してチェーン６の緊張を吸収する。このとき、チェックバルブ３１が閉じ、圧力室１７内の作動油がリーク隙間３２を通ってリザーバ室１８に流れるが、リーク隙間３２を流れる作動油の流量が制限されるので、ロッド１９がゆっくりと移動し、チェーン６の張力を安定した状態に保つ。
【００３５】
一方、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２１とプランジャスプリング２４の付勢力によって、ロッド１９がシリンダ１０から突出する方向に移動し、チェーンガイド８を押し動かしてチェーン６の弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ３１が開き、副リザーバ室２７内の作動油がスリーブ１３の底２８の開口２９を通って圧力室１７に流れるので、ロッド１９は速やかに移動し、チェーン６の弛みを迅速に吸収する。
【００３６】
また、経時変化によってチェーン６が延び、その延びによってロッド１９がシリンダ１０から突出する方向に移動すると、抵抗リング３６が、シリンダ１０の開放側の止め輪３５に当接して保持され、さらにチェーン６が延びると、ロッド１９は、抵抗爪３７に対して摺動し、シリンダ１０から突出する方向に移動する。このとき、抵抗爪３７がテーパ状に傾斜しているので、抵抗爪３７に対するロッド１９の摺動抵抗が小さく、ロッド１９は、抵抗爪３７に制限されることなく円滑に移動する。
【００３７】
また、エンジン停止時に、カムシャフト４の回転抵抗の変動によってチェーン６の張力が大きくなると、ロッド１９がシリンダ１０に押し込まれる方向に移動し、図５に示すように、抵抗リング３６が、シリンダ１０の閉塞側の止め輪３５に当接して保持される。このとき、抵抗爪３７がテーパ状に傾斜しているので、抵抗爪３７に対するロッド１９の摺動抵抗が大きく、その摺動抵抗によって、ロッド１９のシリンダ１０に押し込まれる方向の移動が制限される。そのため、エンジンを再始動したときに、チェーン６の弛みを迅速に吸収することができ、チェーン６の張力が安定しやすい。
【００３８】
また、チェーン６の張力が大きくなったときに、圧力室１７内の圧力がリリーフバルブ３４の設定圧力を上回ると、リリーフバルブ３４が開放される。これにより、圧力室１７内の作動油が逃がし通路３３を通ってリザーバ室１８に逃げ、チェーン６の張力が過大となるのが防止される。
【００３９】
このチェーンテンショナ１は、リザーバ室と副リザーバ室２７を連通する円筒空間１４を、シリンダ１０とスリーブ１３の間に径方向隙間を設けることによって形成し、また、圧力室１７とリザーバ室１８を連通する逃がし通路３３を、プランジャ１６とロッド１９に形成しているので、シリンダ１０に軸方向に長い通路を加工する必要がなく、シリンダ１０の加工が簡単である。
【００４０】
また、チェーンテンショナ１は、シリンダ１０の材料として軽合金を用いているので、重量が軽い。
【００４１】
また、スリーブ１３がシリンダ１０とは別体なので、シリンダ１０の材料とは別の材料でスリーブ１３を形成することができる。そのため、スリーブ１３の材料として、プランジャ１６の材料と線膨張係数が同等の材料を用いることによって、温度変化によるスリーブ１３とプランジャ１６の摺動面間のリーク隙間３２の変化を防止することができる。
【００４２】
また、ロッド１９の後端とプランジャ１６の嵌合凹部２３の嵌め合いが、すきまばめの嵌め合いなので、ロッド１９の先端に軸直角方向の力が作用してロッド１９が傾いたときに、ロッド１９とプランジャ１６の軸のずれが吸収され、プランジャ１６が傾きにくい。そのため、チェーン６の張力が大きくなってチェーンガイド８が揺動し、その揺動によりチェーンガイド８とロッド１９の接触面間にずれが生じた場合にも、スリーブ１３とプランジャ１６の摺動面間のリーク隙間３２が変化しにくい。
【００４３】
シールキャップ２６には、図７に示すように、副リザーバ室２７の圧力変化に応じて通気するエアブリーザ４１を設けると好ましい。このようにすると、作動油の温度変化やロッド１９の軸方向移動によってリザーバ室１８の圧力が変化したときに、その圧力変化がエアブリーザ４１の通気によって吸収され、シール部材１５からのオイル漏れがより生じにくくなる。
【００４４】
抵抗リング３６は、ロッド１９に付与する摺動抵抗に応じて設計してもよいが、市販のプッシュナット軸用やＣＳ型止め輪（いずれも株式会社オチアイ製）を用いると経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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導装置を示す正面図
【図２】図１に示すチェーンテンショナの正面断面図
【図３】図２のIII−III線に沿った拡大断面図
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図２に示すロッドがシリンダに押し込まれる方向に移動し、抵抗リングが止め輪に当接して保持された状態を示す抵抗リング近傍の断面図
【図６】図２に示すロッドをシリンダに押し込んだ状態で保持した状態を示すシリンダ開放端近傍の断面図
【図７】図２に示す副リザーバ室のシールキャップにエアブリーザを設けた状態を示すシールキャップ近傍の拡大断面図
【符号の説明】
【００４６】
１０    シリンダ
１１    小径穴部
１２    大径穴部
１３    スリーブ
１４    円筒空間
１６    プランジャ
１７    圧力室
１８    リザーバ室
１９    ロッド
２１    リターンスプリング
２３    嵌合凹部
２７    副リザーバ室
２８    底
２９    開口
３１    チェックバルブ
３２    リーク隙間
３３    逃がし通路
３４    リリーフバルブ
３６    抵抗リング
３７    抵抗爪
【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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