(57)【要約】【課題】内燃機関を停止したまま長期間放置する等して、高圧室内に空気が溜まってしまっても、内燃機関の運転開始後迅速に高圧室内に溜まった空気を排出することができ、しかも、低コストにてそれを実現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】プランジャ３１と、プランジャ３１が出没自在に嵌挿されたプランジャ収容孔３２ａと、プランジャの背部３１ａとプランジャ収容孔３２ａとの間に形成される高圧室４２に連通可能に形成されたオイル供給口３２ｂとを有するハウジング３２と、プランジャの背部３１ａを当該プランジャ３１が突出する側へ押圧するプランジャ押圧ばね３３と、オイル供給口３２ｂ側から圧送されるオイルを高圧室４２側へ流通させ、その逆流を阻止する逆止弁３４と、を備え、更に、オイル供給口３２ｂ側から圧送されるオイルを高圧室４２内の先端側に導く筒体３５が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャと、
前記プランジャが出没自在に嵌挿されたプランジャ収容孔と、前記プランジャの背部と前記プランジャ収容孔との間に形成される高圧室に連通可能に形成されたオイル供給口とを有するハウジングと、
前記プランジャの背部を当該プランジャが突出する側へ押圧する押圧部材と、
前記オイル供給口側から圧送されるオイルを前記高圧室側へ流通させ、その逆流を阻止する逆止弁と、
を備えるチェーンテンショナにおいて、
前記オイル供給口側から圧送されるオイルを前記高圧室内の先端側に導く筒体が設けられたことを特徴とするチェーンテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン等の内燃機関に用いられるチェーンに適正な張力を付与するためのチェーンテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンにおいては、クランクシャフトとカムシャフトとの間で回転を伝達するためにタイミングチェーンが用いられる。このタイミングチェーンに適正な張力を付与するとともに、駆動時に生じる振動を抑制するために、従来よりチェーンテンショナが広く採用されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。
【０００３】
チェーンテンショナによるタイミングチェーンの適正な張力の付与は、チェーンテンショナのプランジャをスプリングの付勢力によってプランジャのハウジング内からタイミングチェーン側へ突出させて、タイミングチェーンを押圧することによって行われる。また、チェーンテンショナによるタイミングチェーンの振動抑制は、プランジャがタイミングチェーンの振動によってハウジング内に押し返されるとき、プランジャの背部とハウジング内との間の高圧室に密閉されるオイルをハウジングとプランジャとの間よりリークさせることによって行われる。つまり、リークさせることによって、プランジャのハウジング内への後退速度を緩衝し、タイミングチェーンの振動を減衰する。
【０００４】
図６に、従来より知られているチェーンテンショナ５の一例を示す。このチェーンテンショナ５は、逆止弁５４を備えており、プランジャ５２は、図示しないタイミングチェーンの振動による変動荷重を受けてハウジング５１より出没動作を行う。この出没動作によって、プランジャ５２、逆止弁５４等は、ポンプとして機能し、オイル供給口５３側から高圧室５６へオイルが供給される。すなわち、プランジャ５２がスプリング５５の付勢力によってハウジング５１より突出するときは、高圧室５６内の圧力が低くなるため、逆止弁５４が開いてオイル供給口５３側から高圧室５６内へオイルが供給される。一方、プランジャ５２がタイミングチェーン側からの押圧力によってハウジング５１内へ後退するときは、高圧室５６内の圧力が上昇し、逆止弁５４が直ちに閉鎖してオイルの逆流が防止される。この時、プランジャ５２のハウジング５１内への後退体積分に相当するオイルがプランジャ５２とハウジング５１との隙間よりリークしてタイミングチェーンの減衰効果が得られるようになっている。なお、図６に示すチェーンテンショナ５では、プランジャ５２の基端からラチェット歯５２ｂに亘ってプランジャ５２の出退方向に沿ったリークダウン調整用溝５２ｃが形成されており、主にこのリークダウン調整用溝５２ｃよりオイルがリークするようになっている。
【特許文献１】実開平５−３８４４２号公報
【特許文献２】特開平１０−１３２０３９号公報
【特許文献３】特開平１０−３８０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のチェーンテンショナ５では、ハウジング５１とプランジャ５２との嵌め合いが隙間嵌めであることから、図６に示すように、水平方向に対してするプランジャ５２の軸線の成す角度α（以下「搭載角度α」ともいう。）が所定範囲（例えば１０°〜８０°）の状態でエンジンに搭載される場合があるが、この場合以下のような問題を生じる。
【０００６】
すなわち、図６（ａ）に示すように当初高圧室５６内を満たしていたオイルＸは、エンジンの運転停止状態が長時間続くと、図６（ｂ）に示すように、ハウジング５１とプランジャ５２との隙間より外に漏出し、高圧室５６内に多量の空気Ａが溜まってしまう。このような状態でエンジンを始動すると、しばらくの間、プランジャ５２の反発力が低下し、プランジャ５２はタイミングチェーンに対して適切な張力を付与することができない状態が続く。その結果、タイミングチェーンの振動の増幅等によって打音が発生し、運転者に不快感を与えるおそれがある。
【０００７】
ところで、エンジン停止後に高圧室に多量の空気が溜まってしまっても、エンジン始動直後にその高圧室内の空気を迅速に排出することができる、チェーンテンショナが従来より知られている。図７に示すように、このチェーンテンショナ５Ａは、高圧室５６Ａ内の容積を低減するための可動バー５８と、プランジャ５２Ａの先端部側面に形成されたオリフィス５９と、高圧室５６Ａとオリフィス５９との間に圧入された螺旋溝付バー６０と、を有している。
【０００８】
このチェーンテンショナ５Ａによれば、図７（ｂ）に示すように、高圧室５６Ａ内に多量の空気Ａが溜まってしまっても、エンジンの始動後、オイル供給孔５３側から供給されるオイルによって、高圧室５６Ａ内の空気Ａはオリフィス５９から外に押し出され、図７（ａ）に示したように、高圧室５６Ａ内がオイルＸで充満した状態に復帰させることができる。つまり、このチェーンテンショナ５Ａによれば、プランジャ５２Ａの反力をエンジン始動後迅速に回復させることができる。また、高圧室５６Ａ内の容積は可動バー５８の体積分だけ減少しているため、高圧室５６Ａ内の空気がオイルＸによって外に押し出される時間が更に短縮される。
【０００９】
なお、高圧室５６Ａ内の空気Ａが外に排出された後は、オリフィス５９は、オイルリーク用の油路として機能する。このとき、上記螺旋溝付バー６０は、時間当たりのオイルリーク量を適量に調整するように働く。
【００１０】
以上に説明したように、上記チェーンテンショナ５Ａによれば、エンジンの運転停止状態が長時間続く等して、高圧室５６Ａ内に多くの空気Ａが溜まってしまってもエンジン始動直後迅速に高圧室５６Ａ内の空気Ａを外に排出してプランジャ５２Ａの反力を回復させることができる。
【００１１】
ところが、上記チェーンテンショナ５Ａによれば、既述の問題点を解消することができるものの、オリフィス５９、螺旋溝付バー６０、可動バー５８等を構成上必要とすることから、チェーンテンショナ５Ａが高価になるという別の問題を有している。
【００１２】
本発明は、既述した種々の問題点に鑑みて創案されたものであり、プランジャの背部とハウジングとの間に形成される高圧室にオイルを充満させることで、プランジャに適正な反力を発生させるチェーンテンショナにおいて、内燃機関を停止したまま長期間放置する等して、高圧室内に空気が溜まってしまっても、内燃機関の運転開始後迅速に高圧室内に溜まった空気を排出することができ、しかも、低コストにてそれを実現することができるチェーンテンショナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の課題を解決するための手段として、本発明のチェーンテンショナは、プランジャと、ハウジングと、押圧部材と、逆止弁とを備えることを前提としている。前記ハウジングは、前記プランジャが出没自在に嵌挿されたプランジャ収容孔と、前記プランジャの背部と前記プランジャ収容孔との間に形成される高圧室に連通可能に形成されたオイル供給口とを有するものである。また、前記押圧部材は、前記プランジャの背部を当該プランジャが突出する側へ押圧するものである。また、前記逆止弁は、前記オイル供給口側から圧送されるオイルを前記高圧室側へ流通させ、その逆流を阻止するものである。そして、前記オイル供給口側から圧送されるオイルを前記高圧室内の先端側に導く筒体が設けられたことを特徴としている。
【００１４】
かかる構成を備えるチェーンテンショナによれば、高圧室内に多量の空気が溜まってしまっても、内燃機関の運転開始後迅速に、高圧室内に溜まった空気を外に排出することができる。すなわち、内燃機関の運転開始により、オイル供給口から高圧室内に圧送されるオイルが筒体によって高圧室内の先端側に導かれることから、高圧室内の先端側に溜まった空気がこのオイルによって、筒体の外側とプランジャの内側との間をプランジャ基端側に向かって押し出される。そして、このプランジャ基端側に押し出された空気は、プランジャの外側とプランジャ収容孔との間を通り抜けて外に排出される。この結果、高圧室内に溜まった多量の空気の大部分は内燃機関始動後迅速に外に排出されるとともに、高圧室内がほぼオイルで満たされる。しかも、本発明によれば、高圧室内に筒体を設けるだけでよいので、低コストにて上記作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のチェーンテンショナによれば、内燃機関を停止したまま長期間放置する等して、高圧室内に多量の空気が溜まってしまっても、内燃機関の運転開始後迅速に高圧室内に溜まった空気の大部分を排出することができ、しかも、低コストにてそれを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係るチェーンテンショナについて図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に、チェーンテンショナを搭載したＤＯＨＣ型の直列型内燃機関を示す。符号１は直列型内燃機関のシリンダブロックであり、その上にシリンダヘッド１１がその下にオイルパン１２が取り付けられている。
【００１８】
シリンダヘッド１１には、吸気用カムシャフト１３および排気用カムシャフト１４が配設されている。シリンダブロック１の下部には、クランクシャフト１５が配設されている。
【００１９】
クランクシャフト１５、吸気用カムシャフト１３および排気用カムシャフト１４の一方軸端には、クランクスプロケット２１、吸気用カムスプロケット２２、排気用カムスプロケット２３がそれぞれ固設されており、これらにタイミングチェーン２４が巻き掛けられている。したがって、クランクシャフト１５が回転駆動することで吸気用カムシャフト１３および排気用カムシャフト１４が従動回転するようになっている。なお、これらのクランクスプロケット２１、吸気用カムスプロケット２２、排気用カムスプロケット２３、タイミングチェーン２４等からなるカムシャフト駆動機構は、シリンダブロック１およびシリンダヘッド１１の前面に取り付けられた図示しないカバーによって外方から覆われている。
【００２０】
クランクシャフト１５およびクランクスプロケット２１が図１の矢印Ａで示す方向（時計回り）に回転駆動すると、タイミングチェーン２４も矢印Ｂで示す方向（時計回り）に回転駆動する。このとき、クランクスプロケット２１と吸気用カムスプロケット２２との間の張架部分２４ａは比較的弛みを生じ易く、排気用カムスプロケット２３とクランクスプロケット２１との間の張架部分２４ｂは比較的張りを生じ易い。
【００２１】
タイミングチェーン２４には、タイミングチェーン２４の比較的弛みを生じ易い張架部分２４ａにおいて適正な張力を付与するとともに、当該張架部分２４ａにおいてタイミングチェーン２４の振動を減衰させるために、チェーンテンショナ３および可動ガイド２５が設けられている。
【００２２】
なお、タイミングチェーン２４には、カムスプロケット２２，２３間に架け渡されたタイミングチェーン２４の張架部分２４ｃでの振動を抑制するトップダンパー２７と、タイミングチェーン２４の張架部分２４ｂにおいてタイミングチェーン２４をガイドするチェーンガイド２６とが設けられている。
【００２３】
チェーンテンショナ３は、可動ガイド２５を介してタイミングチェーン２４を押圧可能に配置されている。可動ガイド２５は、クランクスプロケット２１側の端部（図１では下側の端部）がシリンダブロック１に回転自在に支持され、吸気用カムスプロケット２２側の端部（図１では上側の端部）が自由端となっている。チェーンテンショナ３は、可動ガイド２５の自由端部を外方から押し付けることで、タイミングチェーン２４の張架部分２４ａに対して適度の張力を付与する。
【００２４】
以下、本発明の特徴的部分であるチェーンテンショナ３について詳細に説明する。図２に、チェーンテンショナ３の断面図を示す。この図に示すように、チェーンテンショナ３は、プランジャ３１、ハウジング３２、プランジャ押圧ばね３３、逆止弁３４、筒体３５、ラチェット機構３６等を備えている。
【００２５】
プランジャ３１は、タイミングチェーン２４側（図１参照）に出没自在となるようハウジング３２内に嵌挿されている。このプランジャ３１は、タイミングチェーン２４の振動を抑制するとともにタイミングチェーン２４に対して適正な張力を付与するために、シリンダブロック１に対して固定されたハウジング３２内で出没動作を行う。このプランジャ３１としては、例えば図２に示すように、先端側が閉塞した円筒体が用いられている。なお、プランジャ３１の基端から後述するラチェット歯３１ｂに亘ってプランジャ３１の出退方向に沿ってリークダウン調整用溝３１ｃが形成されており、主にこのリークダウン調整用溝３１ｃから外へオイルがリークするようになっている。
【００２６】
ハウジング３２は、プランジャ収容孔３２ａ、オイル供給口３２ｂ、取付具用孔３２ｃ等を備えている。プランジャ収容孔３２ａには、プランジャ３１が出没自在に嵌挿されている。すなわち、プランジャ収容孔３２ａの内径とプランジャ３１の外径とは、プランジャ３１がハウジング３２に対して出没自在となるような嵌め合い状態となっている。オイル供給口３２ｂは、図示しない内燃機関のオイルポンプ等から圧送されるオイル（潤滑油）を供給するためのものであり、プランジャの背部３１ａとプランジャ収容孔３２ａとの間に形成される高圧室４２に連通可能に形成されている。なお、高圧室４２は、プランジャ３１がチェーン等に押圧され後退するときに圧力が高まる領域に相当する。
【００２７】
取付具用孔３２ｃは、エンジンのシリンダブロック１にこのチェーンテンショナ３をボルト等の固定具により固定するための取付孔である。
【００２８】
プランジャ押圧ばね３３は、プランジャ３１の背部３１ａをプランジャ３１がタイミングチェーン２４へ向かってハウジング３２から突出する側へ押圧する押圧部材であり、例えばコイルスプリングが使用される。本実施の形態では、プランジャ押圧ばね３３は、高圧室４２内に配置され、その一端側がプランジャの背部３１ａを押圧し、他端側がプランジャ収容孔３２ａの奥面３２ａａを押圧するように配置されている。
【００２９】
逆止弁３４は、チェックボール３７、ボールシート３８、リテーナ３９、ボール用スプリング４０等で構成されている。チェックボール３７は、後述するボールシート３８の下流側開口部を開閉自在となるように配置されている。ボールシート３８は、例えば円筒状のものからなり、オイル供給口３２ｂから供給されるオイルを高圧室４２側に案内するように、ハウジング３２内のプランジャ３１の奥方に圧入固定されている。リテーナ３９は、チェックボール３７がボールシート３８の近傍から離脱しないように保持しており、例えば図示するようにチェックボール３７の可動領域を確保しつつ、チェックボール３７を覆った状態でボールシート３８の下流側に外嵌固定される。なお、リテーナ３９には、オイル供給口３２ｂから高圧室４２へオイルを通過させるためのスリット３９ａが形成されている。ボール用スプリング４０は、チェックボール３７とリテーナ３９との間に介装されて、チェックボール３７をボールシート３８の下流側開口部に向けて付勢している。
【００３０】
筒体３５は、オイル供給口３２ｂ側から圧送されるオイルを高圧室４２内の先端側（プランジャ３１の先端側と同側）に導くものである。この筒体３５の基端部は、リテーナ３９の外周面に圧入固定されている。
【００３１】
ラチェット機構３６は、図２に示すように、ラチェット爪体４１、ラチェット歯３１ｂ、ラチェット爪体用軸４２、ラチェット爪体用ばね４３等で構成されている。
【００３２】
ラチェット爪体４１は、ハウジング３２に固設されたラチェット爪体用軸４２に揺動自在に軸支されている。ラチェット爪体４１は、ラチェット爪４１ａ，４１ａをプランジャ３１の外周一側面に刻設されたラチェット歯３１ｂに係合させてプランジャ３１の大幅な後退変位を阻止するようになっている。ラチェット爪体用ばね４３は、その一方が、ハウジング３２に形成されたスプリング収容孔に圧縮嵌入されており、その他方によってラチェット爪体４１をラチェット爪４１ａがラチェット歯３１ｂに係合する方向へ付勢している。
【００３３】
このようにしてチェーンテンショナ３では、ラチェット歯３１ｂとラチェット爪４１ａとの間にバックラッシュを持たせ、高圧室４２内へ逆止弁３４を介してエンジン用オイルポンプ等からオイルが圧送される。そして、プランジャ３１が可動ガイド２５を介してタイミングチェーン２４から変動荷重による押圧力を受けたときに、ラチェット歯３１ｂとラチェット爪４１ａとが係合した状態で、前記バックラッシュの範囲内でプランジャ３１がプランジャ押圧ばね３３の付勢力に抗して後退する。この際、逆止弁３４が閉鎖して高圧室４２内に閉じ込められたオイルがプランジャ３１とプランジャ収容孔３２ａとの間のリークダウン調整溝３１ｃからリークする。これにより、プランジャ３１のハウジング３２内への後退速度を緩衝し、タイミングチェーン２４の振動を減衰するようになっている。そして、タイミングチェーン２４の振動やタイミングチェーン２４の弛みの発生などにより、プランジャ３１がプランジャ押圧ばね３３の付勢力によって突出される際には、ラチェット歯３１ｂとラチェット爪４１ａとの係合が１歯分ずれて常にプランジャ３１がタイミングチェーン２４の張り状態に追随するようになっている。
【００３４】
図３（ａ）は、エンジンを長期間停止したまま放置したときのチェーンテンショナ３内のオイルＷの状態を示している。この図に示すように、チェーンテンショナ３のエンジンへの搭載角度αが所定範囲（例えばα＝１０°〜８０°）にある場合、プランジャ３１とハウジング３２のプランジャ収容孔３２ａとの隙間から高圧室４２内のオイルＷが漏出し、高圧室４２の先端側に多量の空気Ａが溜まってしまう。このような状態でエンジンを始動してタイミングチェーン２４が回転駆動を開始すると、図示しない内燃機関のオイルポンプ等によってオイル供給口３２ｂ側からオイルが供給され、そのオイルは筒体３５内を通過して先端から吐出する。そうすると、高圧室４２内の先端側に溜まっていた空気は、筒体３５の先端から吐出するオイルによって、矢印Ｐに示すように、プランジャ３１の基端側に向かって筒体３５の外側とプランジャ３１の内側との間を通じて押し出され、更に空気Ａは矢印Ｑに示すように、プランジャ３１の外側とプランジャ収容孔３２ａとの間を通り抜けて外に排出される。この結果、高圧室４２内の先端側に溜まっていた多量の空気の全部又は大部分は、瞬く間に外に排出され、図３（ｂ）に示すように高圧室４２内がオイルＷで充満される。
【００３５】
このように、本発明の実施の形態に係るチェーンテンショナ３によれば、エンジン始動後迅速に、高圧室４２内に溜まった空気を排出してプランジャ３１の反発力を回復させることができるとともに、タイミングチェーンの振動を抑制することができる。
【００３６】
［他の実施形態］
既述の実施の形態では、チェーンテンショナ３としてラチェット機構３６を有するチェーンテンショナ３を例に挙げて説明したが、ラチェット機構３６を有しないチェーンテンショナに本発明を適用することも可能である。
【００３７】
既述の実施形態では、筒体３５として、無底筒体を例に挙げて説明したが、図４に示すチェーンテンショナ３Ａのように、筒体として、片側が閉塞した有底筒体３５Ａを使用することもできる。この場合、有底筒体３５Ａの先端側の側面に貫通孔３５Ａａを形成し、底部３５Ａｂをプランジャ３１の先端側に向けて配設する。上記貫通孔３５Ａａは、何れの方向に向けてもよいが、図示するように下方に向ける方が空気の排出効率が高まり易い。
【００３８】
また、既述の実施形態では、筒体３５は、リテーナ３９に圧入固定されているが、耐久性、組立簡素化のために、図５に示すチェーンテンショな３Ｂように、既述の筒体３５に代えて基端部に外側に延在したつば３５Ｂａを有するつば付筒体３５Ｂを用いることもできる。この場合、つば付筒体３５Ｂ内にリテーナ３９が配置され、つば付筒体３５Ｂのつば３５Ｂａはプランジャ押圧ばね３３によりプランジャ収容孔３２ａの奥面３２ａａに押さえ付けられて配置される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、例えばエンジンのタイミングチェーンに適正な張力を付与するためのチェーンテンショナに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係るチェーンテンショナを搭載したＤＯＨＣ型の直列型内燃機関の概略側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るチェーンテンショナの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るチェーンテンショナの断面図であって、高圧室内のオイルレベルの変化を示した図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るチェーンテンショナの断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係るチェーンテンショナの断面図である。
【図６】従来例に係るチェーンテンショナの断面図である。
【図７】従来例に係るチェーンテンショナの断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
３，３Ａ，３Ｂ  チェーンテンショナ
３１  プランジャ
３１ａ  プランジャの背部
３２  ハウジング
３２ａ  プランジャ収容孔
３２ｂ  オイル供給口
３３  プランジャ押圧ばね（押圧部材）
３４  逆止弁
３５  筒体
３５Ａ  底付筒体
３５Ｂ  つば付筒体
４２  高圧室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010096339.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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