(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンパボディに閉塞端を有するシリンダを設け、そのシリンダの開口部をシール部材の取付けにより密封し、このシール部材をスライド自在に貫通するロッドにリターンスプリングの押圧力を付与して外方向への突出性を付与し、前記シリンダの内部に前記ロッドと共に移動するプランジャをスライド自在に組込んでシリンダ内部を圧力室とリザーバ室とに仕切り、プランジャにはその圧力室とリザーバ室を連通する通路を形成し、その通路に圧力室内の作動油がリザーバ室に逆流するのを防止するチェックバルブを設けた油圧式オートテンショナにおいて、前記ダンパボディの前記リザーバ室の周囲に圧力室およびリザーバ室のそれぞれ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層を設け、前記副リザーバ室と圧力室を連通する通路に、その通路開閉用のリリーフ弁を設け、圧力室内の作動油の圧力がリリーフ弁の設定開弁圧より高くなった場合にリリーフ弁を開放して圧力室の作動油を副リザーバ室に逃がすようにして、チェーンの過張力を防止するようにしたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
【請求項２】
前記リリーフ弁が、通路の途中に形成された弁座に対して移動自在な弁体と、その弁体をカップ状のばね座を介して弁座に向けて押圧するばねとから成る請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項３】
前記シリンダ内および副リザーバ室内に充填された作動油が合成油である請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項４】
前記合成油が、４０℃における動粘度が１０〜４０ｍｍ2 ／ｓの範囲であり、１００℃における動粘度が３．４〜７．０ｍｍ2 ／ｓの範囲にある合成油であることを特徴とする請求項３に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項５】
前記チェックバルブが、弁体の開閉量を制限するリテーナを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項６】
カム軸駆動用チェーンの弛み側チェーンに揺動自在のチェーンガイドを接触し、そのチェーンガイドを請求項１乃至５のいずれかに記載の油圧式オートテンショナのロッドで押圧したチェーンの張力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてチェーンの張力を一定に保持する油圧式オートテンショナおよびチェーンの張力調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧式オートテンショナには、タイミングベルト用と、チェーン用とがあり、タイミングベルト用の油圧式オートテンショナの場合、小さい変位でも発生荷重が大きい、剛性の非常に高い油圧ダンパが必要とされる。
【０００３】
上記タイミングベルト用油圧式オートテンショナとして、有底シリンダの内部に作動油を充填し、その作動油上に空気層が形成されるようにしてシリンダの開口をシール部材の取付けにより密封し、このシール部材をスライド自在に貫通するロッドをシリンダ内部に組込まれたリターンスプリングで押圧して外方向への突出性を付与し、上記ロッドに付与される押し込み力をシリンダ内部に組込まれた油圧ダンパにより緩衝するようにした気液二相構造の密封型油圧式オートテンショナが従来から知られている。
【０００４】
ここで、油圧ダンパは、シリンダの内部にプランジャをスライド自在に組込んで、シリンダの内部を圧力室とリザーバ室とに仕切り、ロッドからプランジャに付与される押し込み力を圧力室に封入された作動油によって緩衝し、上記押し込み力がロッドに突出性を付与するリターンスプリングの弾力より大きい場合に、圧力室の作動油をプランジャの外径面とシリンダの内径面間に形成されたリークすきまからリザーバ室にリークさせるようにしている。
【０００５】
タイミングベルト用の油圧式オートテンショナでは、その油圧ダンパの剛性を高めるため、プランジャの外径面とシリンダの内径面間のリークすきまを小さくして、圧力室の作動油がリザーバ室にリークするリークダウンタイムを遅い時間に設定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記タイミングベルト用の気液二相構造の油圧式オートテンショナをカム軸駆動用チェーンの張力調整用に用いた場合、チェーンの振動によってロッドおよびプランジャが外方向に突出してチェーンの振動を吸収することができるが、リークダウンタイムが遅いため、圧力室の圧力は、チェーンの振幅が小さい時に比べると高い圧力に保持される。このため、チェーンは過張力となり、チェーン寿命を低下させるという不都合が発生する。
【０００７】
また、上記油圧式オートテンショナは気液二相構造であるため、圧力室に空気が侵入しないよう、シリンダをその開口端と閉塞端が上下に位置する取付けとする必要があり、取付けに制約を受け、エンジン周りに組付けられる各種部品のレイアウトによれば使用できない場合が生じる。
【０００８】
一般的に、チェーンの張力調整用に用いられる油圧式オートテンショナでは、エンジン内の潤滑油を作動油とし、その作動油をオイルポンプによりシリンダ内に形成された圧力室に送り込むようにしているが、上記油は基油が鉱油で低温時の粘度が高く、流動性が悪い。このため、極低温時のエンジン始動時、圧力室に充分な量の作動油を供給することができず、チェーンからの押圧によってロッドおよびプランジャが押し込まれた状態にあると、チェーンに大幅な弛みが生じ、異音を発生したり、歯飛びを生じる恐れがある。
【０００９】
そのような不都合の解消を図るため、チェーン用の油圧式オートテンショナでは、容量の大きいオイルポンプを用いたり、ラチェット機構等のノーバック機構を設けてエンジン停止時にプランジャが押し込まれるのを防止している。また、油圧ポンプから吐出される作動油を圧力室に流入させるため、油圧通路の加工を必要とし、タイミングベルト用の油圧式オートテンショナに比較してコスト的にきわめて不利であった。
【００１０】
この発明の課題は、チェーンの張力を一定に保持することができる気液二層構造の密封式油圧オートテンショナおよびチェーンの張力調整装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明に係る油圧式オートテンショナにおいては、ダンパボディに閉塞端を有するシリンダを設け、そのシリンダの開口部をシール部材の取付けにより密封し、このシール部材をスライド自在に貫通するロッドにリターンスプリングの押圧力を付与して外方向への突出性を付与し、前記シリンダの内部に前記ロッドと共に移動するプランジャをスライド自在に組込んでシリンダ内部を圧力室とリザーバ室とに仕切り、プランジャにはその圧力室とリザーバ室を連通する通路を形成し、その通路に圧力室内の作動油がリザーバ室に逆流するのを防止するチェックバルブを設けた油圧式オートテンショナにおいて、前記ダンパボディの前記リザーバ室の周囲に圧力室およびリザーバ室のそれぞれ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層を設け、前記副リザーバ室と圧力室を連通する通路に、その通路開閉用のリリーフ弁を設け、圧力室内の作動油の圧力がリリーフ弁の設定開弁圧より高くなった場合にリリーフ弁を開放して圧力室の作動油を副リザーバ室に逃がすようにして、チェーンの過張力を防止するようにした構成を採用したのである。
【００１２】
また、この発明に係るチェーンの張力調整装置においては、カム軸駆動用チェーンの弛み側チェーンに揺動可能なチェーンガイドを接触し、そのチェーンガイドを上記油圧式オートテンショナのロッドで押圧した構成を採用したのである。
【００１３】
上記のように、油圧式オートテンショナをチェーンの張力調整用に用いた場合、チェーンが揺動すると、リターンスプリングの弾力によりロッドおよびプランジャが外方向に向けて移動してチェーンの揺動を吸収する。このとき、圧力室の圧力はリザーバ室の圧力より低くなるため、チェックバルブが開放し、リザーバ室内の作動油が圧力室に流入する。
【００１４】
ここで、プランジャの外径面とシリンダの内径面に形成されたリークすきまは微小であるため、圧力室の作動油はリザーバ室にスムーズに流れず、プランジャは前進した位置に保持されると共に、圧力室内の作動油の圧力は高い状態に保持される。その圧力室の圧力がリリーフ弁の設定開弁圧より高くなると、リリーフ弁が開放し、圧力室の作動油は副リザーバ室に流入して、圧力室の圧力が低下する。このため、チェーンが過張力の状態に保持されるのを防止することができ、チェーンの寿命低下を抑制することができる。
【００１５】
この発明に係る油圧式オートテンショナは密封式であるため、オイルポンプおよび給油通路の加工を不要とすることができ、コストの低減を図ることができる。
【００１６】
ここで、リリーフ弁として、通路の途中に形成された弁座に対して移動自在な弁体と、その弁体をカップ状のばね座を介して弁座に向けて押圧するばねとから成るものを採用することができる。
【００１７】
作動油として、４０℃における動粘度が１０〜４０ｍｍ2 ／ｓの範囲であり、１００℃における動粘度が３．４〜７．０ｍｍ2 ／ｓの範囲にある合成油を用いると、低温時における粘度が鉱油を基油とする作動油に比較して低いため、極低温時のエンジン始動時にプランジャをチェーンの張力調整位置に直ちに復帰させることができ、チェーンの異音や歯飛びを防止することができる。
【００１８】
また、粘度の低い合成油を用いることによって、チェックバルブの応答性の向上も図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
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。クランク軸１の端部に取付けられたスプロケット２と、カム軸３の端部に取付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にチェーンガイド６が接触されている。チェーンガイド６は軸７を中心として揺動自在に支持され、そのチェーンガイド６を油圧式オートテンショナ１０で押圧してチェーン５に張力を付与している。
【００２０】
図２および図３に示すように、油圧式オートテンショナ１０は、ダンパボディ１１を有し、そのダンパボディ１１にシリンダ１２が設けられている。
【００２１】
シリンダ１２は閉塞端を有し、外周には複数の取付片１３が設けられている。また、シリンダ１２の端部開口はシール部材１４の取付けによって密封され、そのシール部材１４をスライド自在に貫通するロッド１５は、シリンダ１２の内部に組込まれたウェアリング１６によってスライド自在に支持されている。
【００２２】
シリンダ１２の内部には、ロッド１５に付与される押し込み力を緩衝する油圧ダンパ１７が設けられている。
【００２３】
油圧ダンパ１７は、シリンダ１２内にプランジャ１８をスライド自在に組込んでシリンダ１２の内部に圧力室１９とリザーバ室２０とを形成し、ロッド１５からプランジャ１８に付与される押し込み力を圧力室１９内の作動油によって緩衝するようにしており、前記プランジャ１８の外径面とシリンダ１２の内径面間に０．１ｍｍ程度の微小なリークすきまが形成されている。
【００２４】
プランジャ１８には圧力室１９とリザーバ室２０を連通する通路２１が形成され、その通路２１はチェックバルブ２２によって開閉される。チェックバルブ２２は、通路２１を開閉する球形の弁体２３と、この弁体２３の開閉量を制限するリテーナ２４とから成り、前記弁体２３は圧力室１９内の作動油の圧力がリザーバ室２０内の作動油の圧力より高くなると通路２１を閉じ、逆に、リザーバ室２０内の作動油の圧力が圧力室１９内の圧力より高くなると通路２１を開放するようになっている。
【００２５】
前記圧力室１９内にはリターンスプリング２５が組込まれている。リターンスプリング２５はプランジャ１８をロッド１５に押し付けてロッド１５に外方向への突出性を付与しており、ロッド１５は図１に示すチェーンガイド６を介してチェーン５の弛み側チェーン５ａを押圧している。
【００２６】
前記ダンパボディ１１には、リザーバ室２０の端部上側に副リザーバ室２６が形成されている。副リザーバ室２６とリザーバ室２０とは通路２７で連通し、また、副リザーバ室２６と圧力室１９とは通路２８で連通している。
【００２７】
副リザーバ室２６と圧力室１９とを連通する通路２８は、シリンダ１２と平行する第１通路２８ａと、その第１通路２８ａに直交する第２通路２８ｂとから成り、第２通路２８ｂにはリリーフ弁２９が設けられている。
【００２８】
リリーフ弁２９は、第２通路２８ｂに形成された弁座３０に対して進退自在に設けられたボールから成る弁体３１と、その弁体３１上に設けられたカップ状のばね座３２と、そのばね座３２を介して弁体３１を弁座３０に押し付けるばね３３とから成る。
【００２９】
リリーフ弁２９は、圧力室１９内の作動油の圧力がリリーフ弁２９の設定開弁圧を超えた場合に第２通路２８ｂを開放して、圧力室１９内の作動油を副リザーバ室２６に逃すようにしている。ここで、リリーフ弁２９の設定開弁圧はチェーンの張力試験結果に基づいて適宜に設定する。
【００３０】
前記ダンパボディ１１には第２通路２８ｂと同軸上にねじ孔３４が形成されている。ねじ孔３４にはボルトから成る栓部材３５がねじ係合され、その栓部材３５の先端とばね座３２の後端間に形成されたすき間δの範囲内で弁体３１が開閉し得るようになっている。
【００３１】
前記副リザーバ室２６の上部開口はシールキャップ３６の取付けにより密封され、そのシールキャップ３６と副リザーバ室２６内に充填された作動油上に空気層３７が設けられている。空気層３７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への漏洩を防止する。
【００３２】
ここで、作動油は、４０℃における動粘度が１０〜４０ｍｍ2 ／ｓの範囲であり、１００℃における動粘度が３．４〜７．０ｍｍ2 ／ｓ範囲の合成油が用いられている。そのような合成油として、ポリアルファオレフィンオイルやポリアルファオレフィンオイルとポリオールエステルオイルの混合油等を挙げることができる。
【００３３】
いま、エンジンを駆動し、チェーン５に弛みが生じると、リターンスプリング２５の押圧により、プランジャ１８およびロッド１５が外方向に移動し、ロッド１５がチェーンガイド６を介して弛み側チェーン５ａを押圧してチェーン５の弛みを吸収する。
【００３４】
このとき、プランジャ１８の外方向に向けての移動により、圧力室１９の作動油の圧力はリザーバ室２０の作動油の圧力より低くなるため、チェックバルブ２２が開放し、リザーバ室２０の作動油は通路２１から圧力室１９内に流れるため、プランジャ１８は外方向に向けてスムーズに移動し、弛み側チェーン５ａの弛みを素速く吸収する。
【００３５】
ここで、作動油は合成油から成り、この合成油は極低温時の粘度が鉱油を基油とする作動油の粘度より低いため、低温時における作動油の流動性は良く、極低温時のエンジン始動時にチェーン５に弛みが生じた場合でも、プランジャ１８をチェーン５の張力調整位置までスムーズに復帰移動させることができる。
【００３６】
チェーン５の張力が増大し、弛み側チェーン５ａからチェーンガイド６を介してロッド１５が押し込まれると、圧力室１９内の作動油の圧力はリザーバ室２０内の作動油の圧力より高くなるため、チェックバルブ２２は閉じ、圧力室１９内の作動油により前記押し込み力が緩衝される。
【００３７】
ロッド１５に付与される押し込み力がリターンスプリング２５の弾力より大きい場合、圧力室１９内の作動油は、プランジャ１８の外径面とシリンダ１２の内径面間に形成されたリークすきまからリザーバ室２０内に流れ、上記押し込み力とリターンスプリング２５の弾力とが釣り合う位置までプランジャ１８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。
【００３８】
また、エンジンの運転中に、チェーン５が激しく振動すると、ロッド１５およびプランジャ１８が外部に向けて移動してチェーン５の振動を抑制する。このとき、圧力室１９内の作動油の圧力はリザーバ室２０内の作動油の圧力より低くなるため、チェックバルブ２２は開放し、リザーバ室２０内の作動油は通路２１から圧力室１９内に流入する。
【００３９】
チェーン５の振動が小さい状態では、プランジャ１８は前進した位置にあるため、チェーン５の張力は増大し、そのチェーン５からの押圧によってプランジャ１８は押し込まれることになる。このとき、プランジャ１８の外径面とシリンダ１２の内径面間に形成されたリークすきまは０．１ｍｍ程度と小さいため、圧力室１９の作動油はリークすきまにスムーズに流れず、プランジャ１８は前進位置で停止保持され、圧力室１９の作動油の圧力は高い圧力に保持される。その圧力室１９の圧力がリリーフ弁２９の設定開弁圧を超えると、リリーフ弁２９が開放し、圧力室１９内の作動油は、通路２８から副リザーバ室２６内に流れ、圧力室１９内の作動油の圧力が低下する。
【００４０】
このため、プランジャ１８はチェーン５からの押圧により後退することになり、チェーン５は過張力の状態に保持されることがなく、チェーン５の寿命低下を抑制することができる。
【００４１】
また、油圧式オートテンショナ１０はリザーバ室２０周囲に副リザーバ室２６を設けているため、図４に示すように、シリンダ１２の開口端と閉塞端が上下に位置する縦向きの状態で使用することもできる。このため、取付けに制約を受けることが少なく、使用範囲の拡大を図ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る油圧式オートテンショナにおいては、チェーンの張力調整用として用いた場合、リリーフ弁の作動によって圧力室内の作動油を副リザーバ室に戻すことができるため、チェーンが過張力状態に保持されるのを防止することができ、チェーンの寿命低下を抑制することができる。
【００４３】
また、油圧式オートテンショナは気液二相構造の密閉型であるため、オイルポンプやそのオイルポンプからの作動油を圧力室に導く油圧通路の加工を不要とすることができ、コストの安いチェーン張力調整装置を実現することができる。
【００４４】
さらに、油圧式オートテンショナは、シリンダの開口端と閉塞端が左右に位置する横向きの状態および開口端と閉塞端が上下に位置する縦向きの状態で使用することができるため、使用範囲の拡大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るチェーン張力調整装置の正面図
【図２】図１に示す油圧式オートテンショナの縦断正面図
【図３】図２に示す油圧式オートテンショナの一部切欠側面図
【図４】図２に示す油圧式オートテンショナの他の取付状態を示す縦断正面図
【符号の説明】
５  チェーン
５ａ  弛み側チェーン
６  チェーンガイド
１０  油圧式オートテンショナ
１１  ダンパボディ
１２  シリンダ
１４  シール部材
１５  ロッド
１７  油圧ダンパ
１８  プランジャ
１９  圧力室
２０  リザーバ室
２１  通路
２２  チェックバルブ
２３  弁体
２４  リテーナ
２５  リターンスプリング
２６  副リザーバ室
２７、２８  通路
２９  リリーフ弁
３０  弁座
３１  弁体
３２  ばね座
３３  ばね
３５  栓部材
３７  空気層
【図１】
0004020553.tif 000002
【図２】
0004020553.tif 000003
【図３】
0004020553.tif 000004
【図４】
0004020553.tif 000005