(57)【要約】【課題】エンジン始動直後の油圧発生前においても、タイミングチェーンに適正な張力を付与して、タイミングチェーンのばたつきを抑えることができる補助テンショナを提供する。【解決手段】タイミングチェーンを８付勢可能なテンションスプリング４３と、テンションスプリング４３をタイミングチェーン８との間で圧縮させる位置にテンションスプリング４３の基端側を保持する保持機構４７と、保持機構４７がテンションスプリング４３を保持している状態を解除する方向にエンジン駆動時に発生する油圧を供給するための油圧回路５２と、を備えた補助テンショナ１２をカムチェーン室１に設ける。【選択図】図２
2015169230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に取付けられたクランクスプロケットと、カム軸に取付けられたカムスプロケットの間に動力を伝達するチェーンを掛け渡し、
該チェーンの弛み側に揺動自在に支持されたテンショナーレバーと、
該テンショナーレバーを、供給される油圧に基づき押圧する第１のチェーンテンショナを有するテンショナ装置において、
前記第１のチェーンテンショナに隣接して設けられ、エンジン始動後であって、前記第１のチェーンテンショナによる前記テンショナーレバーに対する押圧が作動するまでの間、前記テンショナーレバーを押圧して前記チェーンを緊張側に作動させる第２のチェーンテンショナを設けたことを特徴とするテンショナ装置。
【請求項２】
前記第２のチェーンテンショナは、
前記チェーンを緊張側に押圧可能な押圧部材と、
前記押圧部材を前記チェーンに押圧する位置に当該押圧部材の基端部を保持する保持機構と、
前記保持機構による前記付押圧部材に対する保持状態を解除する方向に、エンジン駆動時に発生する油圧を供給するための油圧回路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のテンショナ装置。
【請求項３】
前記保持機構は、前記押圧部材の基端側に連接する基端スプリング受の側部に形成した係合穴と、
前記係合穴に係合可能なロックピンと、
前記ロックピンを前記係合穴と前記ロックピンを前記係合穴と係合可能な進出位置に付勢するリターンスプリングと、を備え、
前記油圧回路は、前記係合穴に前記ロックピンが係合しているとき、前記ロックピンを前記係合穴から退避させる方向にエンジン駆動時に発生する油圧を供給することを特徴とする請求項２に記載のテンショナ装置。
【請求項４】
前記第２のチェーンテンショナは、前記第１のチェーンテンショナよりも前記テンショナレバーの揺動側に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のテンショナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイミングチェーンに適正な張力を付与するテンショナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンにおいて、クランク軸からカム軸に動力を伝えるタイミングチェーンのばたつきを押さえるため、可動式のチェーンガイドが設けられている。この可動式チェーンガイドは、一般に、油圧式のテンショナに付勢されることによりタイミングチェーンを押圧する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、チェーンガイドに用いられるテンショナとして、テンショナボディ本体とプランジャの中空部との間に形成される油室に収容されてプランジャの突出方向に付勢するプランジャ付勢用ばねと、前記テンショナボディ本体のラチェット付ピストン収容穴に嵌挿されてプランジャの進退方向と交差する方向に摺動するラチェット付ピストンと、ラチェット付きピストンのラチェット爪をプランジャ側面のラック歯に向けて付勢するラチェット付勢用ばねと、前記ラチェット付勢用ばねの付勢力に抗してラチェット付ピストンのラチェット爪をプランジャ側面のラック歯から解放する方向に変位させるピストン部高圧室と、を備えたテンショナが開示されている。このような構成のテンショナでは、前記ラチェット付ピストンのラチェット爪をプランジャ側面のラック歯にかみ合わせてプランジャの前進変位を許容して後退変位を阻止することにより、エンジン停止時に油室内の油圧が低下した場合において、プランジャの突出量を所定に維持することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７０８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一般に、エンジン停止状態が継続すると油室内のオイルが少なくなるため、タイミングチェーンに対するチェーンガイドの押圧力が得られなくなる。このような状態からエンジンを始動しても、テンショナに供給される油圧が所定の油圧に到達するまでの間は、タイミングチェーンのばたつきを十分に防止することが困難となる虞があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジン始動直後の油圧発生前においても、タイミングチェーンに適正な張力を付与して、タイミングチェーンのばたつきを抑えることができるテンショナ装置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】
【０００７】
本発明の一態様によるテンショナ装置は、クランク軸に取付けられたクランクスプロケットと、カム軸に取付けられたカムスプロケットの間に動力を伝達するチェーンを掛け渡し、該チェーンの弛み側に揺動自在に支持されたテンショナーレバーと、該テンショナーレバーを、供給される油圧に基づき押圧する第１のチェーンテンショナを有するテンショナ装置において、前記第１のチェーンテンショナに隣接して設けられ、エンジン始動後であって、前記第１のチェーンテンショナによる前記テンショナーレバーに対する押圧が作動するまでの間、前記テンショナーレバーを押圧して前記チェーンを緊張側に作動させる第２のチェーンテンショナを設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジン始動直後の油圧発生前においても、タイミングチェーンに適正な張力を付与して、タイミングチェーンのばたつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】水平対向型エンジンの左バンク側カムチェーン室内の概略構成図
【図２】エンジン停止時における可動式のチェーンガイドの要部断面図
【図３】エンジン始動直後における補助テンショナの要部断面図
【図４】エンジン始動後の油圧発生時における補助テンショナ要部断面図
【図５】補助テンショナの変形例を示す要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
尚、本実施の形態は、水平対向型エンジンのタイミングチェーンに適用した例を示し、図１において、符号１（以下、符号は数字のみを表記する）は、水平対向型エンジンの左バンク側のカムチェーン室内を示す。エンジンの右バンク側のカムチェーン室内も略同様に構成されるため、説明は省略する。
【００１２】
エンジンのクランク軸２には、クランクスプロケット３が取り付けられ、このクランクスプロケット３と、左バンクの吸気カム軸４Ｌ、排気カム軸５Ｌにそれぞれ取り付けられたカムスプロケット６Ｌ，７Ｌとの間に、タイミングチェーン８が巻掛けられている。そして、このタイミングチェーン８により、クランク軸２の回転が左バンクの吸気カム軸４Ｌ、排気カム軸５Ｌに伝達される。
【００１３】
また、タイミングチェーン８の弛み側（上側）にはチェーンテンショナレバー１１（以下レバーと称す）及びタイミングチェーン８の張力を調整する第１のチェーンテンショナとしての油圧式チェーンテンショナ１０と第２のチェーンテンショナとしての補助テンショナ１２とを備えたテンショナ装置９が設けられ、張り側（下側）にはチェーンガイド１３が設けられている。
【００１４】
本実施の形態においては、レバー１１は、左バンクの吸気側カムスプロケット６Ｌとクランクスプロケット３との間に設けられている。
【００１５】
レバー１１は、細長の湾曲した板状のレバー本体１１ａを有する。このレバー本体１１ａの長手方向一端側には、シリンダブロック１ａに軸支するためのボルト等が挿通されるボス部１１ｂが設けられている。一方、ボス部１１ｂから離間したレバー本体１１ａの他端側には、油圧式テンショナ１０と、補助テンショナ１２が設けられている。
【００１６】
また、レバー本体１１ａの湾曲形状外側には、レバー１１の長手方向に沿ってタイミングチェーン８に接触摺動するチェーン案内面１１ｄが形成されている。このチェーン案内面１１ｄのボス部１１ｂ近辺の両側部には、タイミングチェーン８を幅方向で挟持してチェーン外れを防止するための側壁部１１ｅが立設されている。
【００１７】
油圧式テンショナ１０は、図２に示すように、シリンダブロック１ａに固定されたテンショナボディ２１と、このテンショナボディ２１に収容されたプランジャ２２と、を有して構成されている。
【００１８】
テンショナボディ２１内には、プランジャ２２を収容するためのシリンダ２１ａが形成され、このシリンダ２１ａの基端側には、エンジンのオイルギャラリ１５が連通されている。
【００１９】
プランジャ２２は、基端部２２ｂが開放されたキャップ状の部材によって構成され、シリンダ２１ａから突没自在な先端部２２ａが、レバー１１から一体的に突出したパッド１１ｆを介してタイミングチェーン８を押圧自在となっている。
【００２０】
プランジャ２２内の基端側には、チェックバルブ２４が設けられ、このチェックバルブ２４よりも先端側のプランジャ２２内の空間が油室２２ｃとして形成されている。
【００２１】
チェックバルブ２４は、プランジャ２２の基端側から油室２２ｃへのオイルの流れのみを許容するように構成されている。さらに、プランジャ２２とチェックバルブ２４との間には、所定のオイルダンピングを発生させるための隙間２３が設けられている。
【００２２】
チェックバルブ２４は、オイル通路３１ａが設けられたバルブ本体３１と、バルブ本体３１のオイル通路３１ａの一端部を閉塞自在なチェックボール３２と、バルブ本体３１の一端側に設けられたリテーナ３３と、リテーナ３３とチェックボール３２との間でチェックボール３２をオイル通路３１ａの一端部に常時付勢するように設けたバルブスプリング３４とを有し、バルブ本体３１のオイル通路３１ａの他端部であるオイルギャラリ１５側から一端部側である油室２２ｃ側への流れのみ許容する逆止弁となっている。
【００２３】
また、チェックバルブ２４とプランジャ２２の先端部２２ａ内面の間には、チェックバルブ２４とプランジャ２２の先端部２２ａとが離間する方向に常時付勢するリターンスプリング２５が設けられている。
【００２４】
なお、本実施形態の油圧式テンショナ１０には、ラチェット機構３５が設けられており、このラチェット機構３５は、プランジャ２２の基端側への移動を規制する。これにより、エンジン停止時に油室２２ｃ内の油圧が低下した場合にもプランジャ２２の突出量が所定に維持される。
【００２５】
補助テンショナ１２は、図２に示すように、油圧式テンショナ１０と並んでレバー１１に沿って配置されている。本実施形態において、より具体的には、補助テンショナ１２は、油圧式テンショナ１０よりも、支点であるボス部１１ｂから離間した位置に配設されている。この補助テンショナ１２は、シリンダブロック１ａに固定されたテンショナボディ４２と、該テンショナボディ４２に基端側が保持された付勢部材としてのテンションスプリング４３と、を有して構成されている。
【００２６】
テンショナボディ４２は、基端側が閉塞され、かつ、先端側が開放された筒状をなし、これにより、テンショナボディ４２内部には、スプリング室４２ａが形成されている。
【００２７】
テンションスプリング４３は、例えば、コイルスプリングによって構成されている。このテンションスプリング４３の基端側には、基端スプリング受４５が連接されている。基端スプリング受４５は、テンションスプリング４３の基端側と一体に、スプリング室４２ａ内に収容され、当該スプリング室４２ａ内を進退移動することが可能となっている。
【００２８】
一方、テンションスプリング４３先端側には、先端スプリング受４６が連接され、この先端スプリング受４６には、レバー１１から一体的に突出したパッド１１ｇが当接されている。
【００２９】
このように構成された補助テンショナ１２には、さらに、テンションスプリング４３の基端側を保持する保持機構４７が設けられている。保持機構４７は、テンションスプリング４３をタイミングチェーン８との間で圧縮させる位置に当該テンションスプリング４３の基端側を保持するためのもので、例えば図２〜４に示すように、スプリング室４２ａの側部中途に先端側が連通された副室４８を有している。
【００３０】
副室４８には、基端スプリング受４５に係合可能なロックピン４９が収納されている。
【００３１】
また、副室４８内において、ロックピン４９の基端側には当該ロックピン４９をスプリング室４２ａ側に付勢するためのリターンスプリング５０が設けられている。そして、ロックピン４９は、リターンスプリング５０に付勢されて、進出位置にあるとき、先端側がスプリング室４２ａ内に突出して基端スプリング受４５と係合することが可能となっている。この係合により、ロックピン４９は、基端スプリング受４５がスプリング室４２ａ内の基端側に移動することを規制し、この規制を通じてテンションスプリング４３の基端側をスプリング室４２ａ内の中途に保持することが可能となっている。
【００３２】
本実施形態において、より具体的には、基端スプリング受４５の側部にはロックピン４９が係合可能な係合穴４５ａが設けられており、ロックピン４９は係合穴４５ａに係合することにより、基端スプリング受４５の移動を規制することが可能となっている。なお、係合穴４５ａの入口は、ロックピン４９との係合が容易となるようにテーパー状に形成されている。
【００３３】
ここで、図２、４に示すように、ロックピン４９による係合が解除され、かつ、先端スプリング受４６を介してレバー１１に当接されたテンションスプリング４３が自然長の状態であるとき、係合穴４５ａが副室４８内のロックピン４９の位置よりも基端側に位置するように補助テンショナ１２の各部が調整されている。
【００３４】
そして、このように各部が調整されることにより、図３に示すように、リターンスプリング５０によって付勢されたロックピン４９が係合穴４５ａに係合されているとき、基端スプリング受４５とタイミングチェーン８との間にあるテンションスプリング４３は圧縮され、この圧縮による押圧力をタイミングチェーン８に付与することが可能となっている。
【００３５】
また、図２〜４に示すように、基端スプリング受４５には、係合穴４５ａに連通する位置に貫通孔４５ｂが設けられている。一方、テンショナボディ４２には、エンジンの駆動時にオイルギャラリ１５から供給される油圧が流通する油圧回路５２が設けられている。
【００３６】
これら貫通孔４５ｂと油圧回路５２の吐出口５２ａは、図３に示すように、ロックピン４９が係合穴４５ａと係合している状態において、互いに連通するように補助テンショナ１２の各部が設定されている。
【００３７】
そして、ロックピン４９の係合時に油圧回路５２から貫通孔４５ｂを介して所定の油圧が係合穴４５ａに供給されると、ロックピン４９は、リターンスプリング５０の付勢力に抗して、係合穴４５ａから退避される。これにより、ロックピン４９と基端スプリング受４５の係合穴４５ａとの係合を解除することが可能となっている。
【００３８】
次に、上述の補助テンショナ１２を備えたレバー１１の作用について説明する。
【００３９】
まず、エンジン停止時の状態について説明する。
【００４０】
エンジン停止時において、オイルポンプは停止しており、油圧が発生していない。
【００４１】
従って、油室２２ｃ内の油圧がリークにより徐々に低下し、油圧式テンショナ１０は、油圧による押圧力をタイミングチェーン８に対して付与しない状態となっている。なお、ラチェット機構３５を備えた本実施形態の油圧式テンショナ１０においては、油室２２ｃ内の油圧が低下するエンジン停止状態であっても、プランジャ２２が所定の突出位置に維持されている。
【００４２】
また、エンジン停止時において、図２に示すように、補助テンショナ１２のロックピン４９と、係合穴４５ａとの係合は解除されている。これにより、基端スプリング受４５は、ロックピン４９から解放され、テンションスプリング４３は、自然長となっている。よって、補助テンショナ１２は、タイミングチェーン８に押圧力を付与しない所謂ロストモーション状態となっている。
【００４３】
また、このようなエンジン停止時において、タイミングチェーン８は、最も張力が小さい状態となっている。
【００４４】
次に、エンジン始動直後の作用について説明する。
【００４５】
エンジン始動直後、油圧式テンショナ１０は、オイルポンプで発生する油圧が油室２２ｃに到達するまでの間は作動しない。
【００４６】
一方、図３に示すように、エンジン始動直後において、補助テンショナ１２は、ロックピン４９が係合穴４５ａと係合することにより、タイミングチェーン８に対する押圧力を発生する。すなわち、エンジン始動時のクランキングによって、クランクスプロケット３が回転されると、タイミングチェーン８の張力が増加する。この増加した張力がレバー１１とパッド１１ｇと先端スプリング受４６を介してテンションスプリング４３に伝達されると、その反動によって、テンションスプリング４３と基端スプリング受４５は、補助テンショナ１２の先端側に移動する。その過程において、基端スプリング受４５の係合穴４５ａと副室４８の位置が一致すると、リターンスプリング５０の付勢力によって、ロックピン４９の先端側は、スプリング室４２ａ内に突出して、基端スプリング受４５の係合穴４５ａに係合する。
【００４７】
そして、この係合により、基端スプリング受４５がスプリング室４２ａ内を移動することが規制される。移動が規制された基端スプリング受４５によって、テンションスプリング４３は、圧縮状態となり、先端スプリング受４６とパッド１１ｇとレバー１１を介してタイミングチェーン８を押圧し、タイミングチェーン８のばたつきを抑制する。
【００４８】
以上のように、エンジン始動直後は、油圧式テンショナ１０に代えて、補助テンショナ１２内のテンションスプリング４３によって、タイミングチェーン８のばたつきが抑制される。
【００４９】
次に、エンジン始動後の油圧発生時の作用について説明をする。
【００５０】
エンジンの駆動により、オイルポンプにおいて所定以上の油圧が発生し、この油圧が油圧式テンショナ１０に供給されると、油圧式テンショナ１０は、油圧によるタイミングチェーン８の押圧を開始する。すなわち、オイルポンプにおいて発生した油圧がチェックバルブ２４を介して油室２２ｃ内に導入されることにより、プランジャ２２は、レバー１１を介してタイミングチェーン８に押圧力を付与する。これにより、油圧式テンショナ１０はタイミングチェーン８のばたつきを抑制する。
【００５１】
一方、オイルポンプにおいて発生した所定以上の油圧が補助テンショナ１２に供給されると、補助テンショナ１２は、図４に示すように、タイミングチェーン８に押圧力を付与しない所謂ロストモーション状態となる。
【００５２】
すなわち、オイルポンプから送られてくる油圧が、油圧回路５２の吐出口５２ａを経て、貫通孔４５ｂへと供給されることにより、係合穴４５ａに係合しているロックピン４９は、リターンスプリング５０の付勢力に抗して退避される。これにより、基端スプリング受４５は、規制されている状態を解かれ、テンションスプリング４３の基端側は圧縮状態から解放された状態となる。よって、補助テンショナ１２によるタイミングチェーン８への押圧力は、解消される。
【００５３】
以上のように、エンジン始動後の油圧発生時は、油圧式テンショナ１０のみによって、タイミングチェーン８のばたつきが抑制される。
【００５４】
このような実施形態によれば、タイミングチェーン８を付勢可能なテンションスプリング４３と、テンションスプリング４３をタイミングチェーン８との間で圧縮させる位置にテンションスプリング４３の基端側を保持する保持機構４７と、保持機構４７がテンションスプリング４３を保持している状態を解除する方向にエンジン駆動時に発生する油圧を供給するための油圧回路５２と、を備えた補助テンショナ１２をカムチェーン室１に設けることにより、エンジン始動直後の油圧発生前においてもタイミングチェーン８に適切な張力を付与してタイミングチェーン８のばたつきを抑えることができる。
【００５５】
すなわち、エンジン始動直後の油圧が発生していないときは、補助テンショナ１２を作用させることにより、タイミングチェーン８のばたつきを抑えることができる。一方、油圧が発生しているエンジン駆動時は、油圧式テンショナ１０が作用し、タイミングチェーン８のばたつきを抑えることができる。このとき、補助テンショナ１２はロストモーション状態となることにより、油圧式テンショナ１０と補助テンショナ１２とが共に作用することによるタイミングチェーン８の過張力を防止することができる。従って、エンジンが駆動しているとき全ての段階において、タイミングチェーン８に対して適切な押圧力を付与することができる。
【００５６】
この場合において、油圧式テンショナ１０に比べて補助テンショナ１２の方が、支点から遠くに位置することにより、比較的小さいバネ係数のテンションスプリング４３を用いた場合であっても、タイミングチェーン８に対して十分な付勢力を付与することができ、補助テンショナ１２の構造を簡素化することができる。
【００５７】
尚、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形、変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。
【００５８】
例えば、上述の実施形態においては、水平対向エンジンに本発明を適用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、水平対向エンジン以外の、直列型エンジンや、V型エンジンにも適用できる。この場合、ロストモーション時においてもテンションスプリング４３の先端側（先端スプリング受４６）をレバー１１との当接位置に保持するため、例えば、図５に示すように、基端スプリング受４５とテンショナボディ４２の基端側との間に、テンションスプリング４３の動きに影響を与えない程度の弱い押圧力のバネ６０を適宜設けても良い。
【００５９】
また、上述の実施形態においては、付勢部材としてコイルスプリングからなるテンションスプリングを採用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、板ばね等を採用することも可能である。
【００６０】
また、カムチェーン室１内におけるレバー１１の配置、レバー１１に対する油圧式テンショナ１０及び補助テンショナ１２の配置等は、設計上の都合等に応じて適宜変更することが可能である。
【００６１】
また、上述の実施形態においては、ラチェット機構付の油圧式テンショナ１０を採用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、油圧式テンショナ１０からラチェット機構３５を適宜省略することも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１      カムチェーン室
１ａ    シリンダブロック
２      クランク軸
３      クランクスプロケット
４Ｌ    吸気カム軸
５Ｌ    排気カム軸
６Ｌ    吸気側カムスプロケット
６Ｌ，７Ｌ  カムスプロケット→６Ｌ削除
８      タイミングチェーン
９      テンショナ装置
１０    油圧式テンショナ（第１のチェーンテンショナ）
１１    チェーンテンショナレバー
１１ａ  レバー本体
１１ｂ  ボス部
１１ｄ  チェーン案内面
１１ｅ  側壁部
１１ｆ  パッド
１１ｇ  パッド
１２    補助テンショナ（第２のチェーンテンショナ）
１３    チェーンガイド
１５    オイルギャラリ
２１    テンショナボディ
２１ａ  シリンダ
２２    プランジャ
２２ａ  先端部
２２ｂ  基端部
２２ｃ  油室
２３    隙間
２４    チェックバルブ
２５    リターンスプリング
３１    バルブ本体
３１ａ  オイル通路
３２    チェックボール
３３    リテーナ
３４    バルブスプリング
３５    ラチェット機構
４２    テンショナボディ
４２ａ  スプリング室
４３    テンションスプリング（付勢部材）
４５    基端スプリング受
４５ａ  係合穴
４５ｂ  貫通孔
４６    先端スプリング受
４７    保持機構
４８    副室
４９    ロックピン
５０    リターンスプリング
５１    油圧回路
５２ａ  吐出口
６０    バネ
【図１】
2015169230.tif 000003
【図２】
2015169230.tif 000004
【図３】
2015169230.tif 000005
【図４】
2015169230.tif 000006
【図５】
2015169230.tif 000007