(57)【要約】【課題】無端伝動部材の張力が上昇することによりテンショナ装置のプランジャが無端伝動部材から押圧される場合に、プランジャが無端伝動部材を受け止める力を適切な大きさに制御すること。【解決手段】車両に搭載されたエンジンのクランクシャフトから被駆動部材へ動力を伝達する無端伝動部材を押圧することにより、無端伝動部材の張力を調節するテンショナ装置であって、作動液が導入される筒状の圧力室を有するとともに圧力室の一端部が開口したケースと、圧力室内に嵌挿されて先端部が圧力室の一端部から突出し、圧力室内をその軸方向に沿って往復可能なプランジャと、圧力室に作動液を導入する導入路と、圧力室内の作動液を導出する導出路と、導入路に設けられて、作動液を圧力室へ流す方向にのみ開弁する逆止弁と、導出路に設けられて、圧力室から導出される作動液の流量を車両の運転状態に基づいて制御する流量制御弁とを備える。【選択図】図２
2016114128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンのクランクシャフトから被駆動部材へ動力を伝達する無端伝動部材を押圧することにより、当該無端伝動部材の張力を調節するテンショナ装置であって、
作動液が導入される筒状の圧力室を有するとともに当該圧力室の一端部が開口したケースと、
前記圧力室内に嵌挿されて先端部が前記圧力室の一端部から突出し、前記圧力室内をその軸方向に沿って往復可能なプランジャと、
前記圧力室に作動液を導入する導入路と、
前記圧力室内の作動液を導出する導出路と、
前記導入路に設けられて、作動液を前記圧力室へ流す方向にのみ開弁する逆止弁と、
前記導出路に設けられて、前記圧力室から導出される作動液の流量を車両の運転状態に基づいて制御する流量制御弁とを備えた、テンショナ装置。
【請求項２】
前記導入路は、ケース内導入路およびケース外導入路を含み、
前記導出路は、ケース内導出路およびケース外導出路を含み、
前記逆止弁は、前記ケース外導入路に設けられ、
前記流量制御弁は、前記ケース外導出路に設けられてい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】
前記導入路は、ケース内導入路およびケース外導入路を含み、
前記導出路は、ケース内導出路を含み、
前記逆止弁は、前記ケース内導入路に設けられ、
前記流量制御弁は、前記ケース内導出路に設けられてい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４】
前記ケース内導入路と前記ケース内導出路とが、共通する一の流路により構成され、
前記ケース外導入路の一部と前記ケース外導出路の一部とが、共通する一の流路により構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のテンショナ装置。
【請求項５】
前記流量制御弁は、吸気弁の開閉タイミング、排気弁の開閉タイミング、アクセル開度、前記ケース外導入路における作動液温度、前記ケース外導入路における作動液圧、エンジン回転数、およびクランクシャフトと吸気カムシャフトの回転位相差のうち、少なくとも１つ以上の情報に基づいて、前記圧力室から導出される作動液の流量を制御す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テンショナ装置。
【請求項６】
前記プランジャを前記圧力室の一端部から突出させる方向に付勢するバネをさらに備えたことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか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、テンショナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンのクランクシャフトからカムシャフトへ動力を伝達するタイミングチェーンは、クランクスプロケット、吸気カムスプロケット、および排気カムスプロケットに巻き掛けられている。
【０００３】
近年のエンジンは、吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングを制御する可変バルブタイミング機構を備えていることが多い。この可変バルブタイミング機構の動作により、吸気カムスプロケットとクランクスプロケットの間の領域で、一時的にタイミングチェーンの張力が上昇したり、低下したりする。タイミングチェーンの張力が低下すると、タイミングチェーンが弛み、タイミングチェーンにばたつきが生じる。
【０００４】
この問題を解消するために、従来、タイミングチェーンを押圧することにより、タイミングチェーンの張力を調節するテンショナ装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
図９に示されるように、特許文献１に記載のテンショナ装置１００は、一端部が開放された筒状の圧力室１０１を有するケース１０２と、圧力室１０１内に嵌挿されるとともに先端部が圧力室１０１の一端部から突出し、圧力室１０１内をその軸方向に沿って往復可能なプランジャ１０３と、プランジャ１０３をケース１０２から突出させる方向に付勢するコイルばね１０４と、圧力室１０１に作動液を供給する液路１０５とを備え、圧力室１０１の内周面とプランジャ１０３の外周面との間には、プランジャ１０３の先端部を押す方向に強い外圧力が作用したときに圧力室１０１内の作動液を漏出させる隙間１０６が形成されている。
【０００６】
液路１０５は、テンショナ装置１００の外部に設けられた流路１０７に接続されている。この流路１０７には圧力制御弁１０８が設けられている。圧力制御弁１０８は、エンジンの吸気バルブの開閉タイミングに応じた制御液圧を、液路１０５に供給する。
【０００７】
吸気カムスプロケットとクランクスプロケットの間の領域には、エンジンに揺動自在に支持されたテンションアームが設けられている。テンショナ装置１００は、このテンションアームを介してタイミングチェーンを押圧する。
【０００８】
特許文献１に記載のテンショナ装置１００によれば、可変バルブタイミング機構の動作によりタイミングチェーンの張力が低下したり、タイミングチェーンが伸びたときに、プランジャ１０３は、圧力室１０１に導入された作動液の圧力およびコイルばね１０４の弾性力を受けることにより、タイミングチェーンを押圧し、タイミングチェーンに張力を付与することができる。これにより、タイミングチェーンに弛みが生じるのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１７９３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載のテンショナ装置１００は、タイミングチェーンの張力が低下したときにタイミングチェーンの弛みを防止する点については特に問題はないが、可変バルブタイミング機構の動作によりタイミングチェーンの張力が上昇したときには、タイミングチェーンを適切な力で押し返すことができず、（ｉ）タイミングチェーンに異音が発生する、（ｉｉ）タイミングチェーンとテンションアームとの間の摩擦力が増大する、（ｉｉｉ）タイミングチェーンの劣化が早まってタイミングチェーンの信頼性が低下する、などの問題が生じる虞がある。
【００１１】
すなわち、テンショナ装置１００は、タイミングチェーンの張力が上昇したときに、圧力室１０１内の作動液を隙間１０６を通じて漏出させるようになっているものの、隙間１０６の流路断面積はタイミングチェーンの張力の大きさに拘わらず一定であるため、タイミングチェーンの張力変化に応じてプランジャ１０３がタイミングチェーンから受ける押圧力が変化しても、隙間１０６を通じて漏出する作動液の単位時間当たりの流量はほぼ一定であり、プランジャ１０３がタイミングチェーンから押圧力を受けて圧力室１０１側へ後退する速度はほぼ一定である。
【００１２】
このため、隙間１０６の流路断面積が小さく設定されている場合に、タイミングチェーンの張力上昇によりプランジャ１０３がタイミングチェーンから強い力で押圧されると、プランジャ１０３は圧力室１０１側へすぐに後退することができず、タイミングチェーンがテンションアームに強い力で押し付けられる状態が続き、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の問題が生じる可能性がある。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、タイミングチェーン等の無端伝動部材の張力が上昇することによりテンショナ装置のプランジャが無端伝動部材から押圧される場合に、プランジャが無端伝動部材を受け止める力を適切な大きさに制御す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】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明は、車両に搭載されたエンジンのクランクシャフトから被駆動部材へ動力を伝達する無端伝動部材を押圧することにより、当該無端伝動部材の張力を調節するテンショナ装置であって、作動液が導入される筒状の圧力室を有するとともに当該圧力室の一端部が開口したケースと、前記圧力室内に嵌挿されて先端部が前記圧力室の一端部から突出し、前記圧力室内をその軸方向に沿って往復可能なプランジャと、前記圧力室に作動液を導入する導入路と、前記圧力室内の作動液を導出する導出路と、前記導入路に設けられて、作動液を前記圧力室へ流す方向にのみ開弁する逆止弁と、前記導出路に設けられて、前記圧力室から導出される作動液の流量を車両の運転状態に基づいて制御する流量制御弁とを備えた、テンショナ装置を提供する。
【００１５】
本発明における無端伝動部材は、タイミングチェーンおよびタイミングベルトを含む。
【００１６】
また、本発明における被駆動部材は、カムシャフト、バランスシャフト、フューエルポンプ駆動シャフト（カムシャフトと共通する場合を含む）、およびオイルポンプ駆動シャフト等を含む。
【００１７】
本発明によれば、圧力室から導出される作動液の流量を、車両の運転状態に基づいて制御可能であるので、無端伝動部材の張力が上昇することによりテンショナ装置のプランジャが無端伝動部材から押圧される場合に、プランジャが無端伝動部材を受け止める力（押し返す力）を適切な大きさに制御することができる。
【００１８】
無端伝動部材の張力は、エンジンの回転数、吸気弁の開閉タイミング、排気弁の開閉タイミングなど、車両の運転状態に応じて変化する。特許文献１に記載のテンショナ装置では、タイミングチェーンに張力変化があっても、隙間（導出路）から漏出する作動液の流量は一定である。これに対し、本発明では、タイミングチェーンに張力変化の傾向があるときに、導出路から導出される作動液の流量を、無端伝動部材の張力変化に応じて積極的に変化させることができる。これにより、無端伝動部材の張力が低下する傾向にあるときには、無端伝動部材が弛まないように、プランジャが無端伝動部材を押圧する力を増加させる一方、無端伝動部材の張力が上昇する傾向にあるときには、プランジャが無端伝動部材を過度な力で押し返さないように、プランジャが無端伝動部材を押し返す力（反力）を低減させることができる。
【００１９】
従って、無端伝動部材の張力が上昇するときに生じる問題、すなわち、（ｉ）無端伝動部材（特にタイミングチェーン）に異音が発生する、（ｉｉ）無端伝動部材とテンションアームとの間の摩擦力が増大する、（ｉｉｉ）無端伝動部材の劣化が早まって無端伝動部材の信頼性が低下する、などの問題を解消することができる。
【００２０】
本発明においては、前記導入路は、ケース内導入路およびケース外導入路を含み、前記導出路は、ケース内導出路およびケース外導出路を含み、前記逆止弁は、前記ケース外導入路に設けられ、前記流量制御弁は、前記ケース外導出路に設けられていることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、逆止弁および流量制御弁をケース外に設けるので、ケースとは独立して逆止弁および流量制御弁を設けることができる。従って、ケース内に逆止弁および流量制御弁を組み込む場合と比べて、テンショナ装置を容易に製造することができる。
【００２２】
本発明においては、前記導入路は、ケース内導入路およびケース外導入路を含み、前記導出路は、ケース内導出路を含み、前記逆止弁は、前記ケース内導入路に設けられ、前記流量制御弁は、前記ケース内導出路に設けられていることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、逆止弁および流量制御弁をケース内に設けるので、テンショナ装置をコンパクトに構成することができる。
【００２４】
本発明においては、前記ケース内導入路と前記ケース内導出路とが、共通する一の流路により構成され、前記ケース外導入路の一部と前記ケース外導出路の一部とが、共通する一の流路により構成されていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、ケース内およびケース外において導入路と導出路の共通化を図り、テンショナ装置を簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００２６】
本発明においては、前記流量制御弁は、吸気弁の開閉タイミング、排気弁の開閉タイミング、アクセル開度、前記ケース外導入路における作動液温度、前記ケース外導入路における作動液圧、エンジン回転数、およびクランクシャフトと吸気カムシャフトの回転位相差のうち、少なくとも１つ以上の情報に基づいて、前記圧力室から導出される作動液の流量を制御することが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、圧力室から導出される作動液の流量を、種々の運転状態情報に基づいて制御することができるので、より一層適切な制御を行うことができる。
【００２８】
本発明においては、前記プランジャを前記圧力室の一端部から突出させる方向に付勢するバネをさらに備えたことが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、作動液の圧力とバネの弾性力の双方によって無端伝動部材を押圧するので、バネを用いない場合と比べて作動液の圧力を低減することができ、作動液圧ポンプの駆動力を低減することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、無端伝動部材の張力が上昇することによりテンショナ装置のプランジャが無端伝動部材から押圧される場合に、無端伝動部材を受け止める力を適切な大きさに制御することができるテンショナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るテンショナ装置を備えたエンジンを示す図である。
【図２】図１に示すテンショナ装置の構成を示す断面図であり、プランジャが後退した状態を示す図である。
【図３】図１に示すテンショナ装置の構成を示す断面図であり、プランジャが前進した状態を示す図である。
【図４】図１に示す流量制御弁の動作を制御する制御システムを示す図である。
【図５】図４に示す制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るテンショナ装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第３施形態に係るテンショナ装置を示す断面図であり、プランジャが後退した状態を示す図である。
【図８】本発明の第３施形態に係るテンショナ装置を示す断面図であり、プランジャが前進した状態を示す図である。
【図９】従来（特許文献１）のテンショナ装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。
【００３３】
（第１実施形態）
第１実施形態におけるエンジン２（図１参照）は、車両に搭載される。エンジン２には、クランクスプロケット８、排気カムスプロケット３、および吸気カムスプロケット４が設けられており、これらスプロケットにはタイミングチェーン５が巻き掛けられている。
【００３４】
このタイミングチェーン５により、クランクシャフト８ａの回転駆動力が、排気カムスプロケット３および吸気カムスプロケット４を介して排気カムシャフト３ａおよび吸気カムシャフト４ａにそれぞれ伝達される。
【００３５】
また、エンジン２には、オイルポンプスプロケット９が設けられており、このオイルポンプスプロケット９とクランクスプロケット８には、タイミングチェーン５とは別のタイミングチェーン４３が巻き掛けられている。
【００３６】
エンジン２には、燃費の向上等を目的として、排気弁の開閉タイミングを調節する図外の排気側可変バルブタイミング機構（以下、「排気側ＶＶＴ（Variable Valve Timing system）」と称する）と、吸気弁の開閉タイミングを調節する図外の吸気側可変バルブタイミング機構（以下、「吸気側ＶＶＴ」と称する）とが設けられている。
【００３７】
＜排気側ＶＶＴの構成＞
排気側ＶＶＴは、排気カムシャフト３ａ（図１参照）に設けられており、クランクシャフト８ａに対する排気カムシャフト３ａの回転位相（カム軸位相）を変化させることにより、排気弁の開閉タイミングを変化させるものである。
【００３８】
排気側ＶＶＴは、作動油（作動液）１６が供給されることにより排気弁の開閉タイミングを進角させる進角室と、作動油１６が供給されることにより排気弁の開閉タイミングを遅角させる遅角室とを有している。
【００３９】
排気側ＶＶＴの液圧回路には、オイルパン４２内の作動油１６が油圧ポンプ１５の圧送力により流路２０、２２、２３、２４を介して供給される。油圧ポンプ１５は、エンジン２の動力により駆動される。油圧ポンプ１５と排気側ＶＶＴとの間には、電磁駆動式の流量制御弁１７が設けられている。
【００４０】
流量制御弁１７は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１４からの制御信号に基づいて、流路２３または流路２４に選択的に作動油１６を供給するとともに、流路２３および流路２４に供給する作動油１６の量を制御する。流路２３の下流端部には排気側ＶＶＴの進角室が接続され、流路２４の下流端部には排気側ＶＶＴの遅角室が接続されている。進角室に供給される作動油１６の量が多いほど、排気カムシャフト３ａの回転位相が大きく進角される。また、遅角室に供給される作動油１６の量が多いほど、排気カムシャフト３ａの回転位相が大きく遅角される。
【００４１】
＜吸気側ＶＶＴの構成＞
吸気側ＶＶＴは、吸気カムシャフト４ａ（図１参照）に設けられており、クランクシャフト８ａに対する吸気カムシャフト４ａの回転位相（カム軸位相）を変化させることにより、吸気弁の開閉タイミングを変化させるものである。
【００４２】
吸気側ＶＶＴは、作動油１６が供給されることにより吸気弁の開閉タイミングを進角させる進角室と、作動油１６が供給されることにより吸気弁の開閉タイミングを遅角させる遅角室とを有している。
【００４３】
この吸気側ＶＶＴの液圧回路には、オイルパン４２内の作動油１６が油圧ポンプ１５の圧送力により流路２０、２５、２６を介して供給される。油圧ポンプ１５と吸気側ＶＶＴとの間には、電磁駆動式の流量制御弁１８が設けられている。
【００４４】
流量制御弁１８は、ＥＣＵ１４からの制御信号に基づいて、流路２５または流路２６に選択的に作動液を供給するとともに、流路２５および流路２６に供給する作動液の量を制御する。流路２５の下流端部には吸気側ＶＶＴの進角室が接続され、流路２６の下流端部には吸気側ＶＶＴの遅角室が接続されている。進角室に供給される作動油１６の量が多いほど、吸気カムシャフト４ａの回転位相が大きく進角される。また、遅角室に供給される作動油１６の量が多いほど、吸気カムシャフト４ａの回転位相が大きく遅角される。
【００４５】
排気側ＶＶＴおよび吸気側ＶＶＴの動作により、排気カムスプロケット３とクランクスプロケット８の間の領域で、一時的にタイミングチェーン５の張力が上昇したり、低下したりする。タイミングチェーン５の張力変化によって生じる虞のある諸問題を解決するために、エンジン２にはテンショナ装置１が設けられている。
【００４６】
＜テンショナ装置１の構成＞
図１に示されるテンショナ装置１は、タイミングチェーン５を押圧することにより、タイミングチェーン５の張力を調節する装置である。
【００４７】
排気カムスプロケット３とクランクスプロケット８の間の領域には、一端部が揺動軸７を介してエンジン２に揺動自在に支持されたテンションアーム６（図１〜３参照）が設けられている。テンショナ装置１は、このテンションアーム６を介してタイミングチェーン５の外周面を押圧する。
【００４８】
排気カムスプロケット３と吸気カムスプロケット４の間の領域には、第１チェーンガイド４０が設けられている。また、吸気カムスプロケット４とクランクスプロケット８の間の領域には、第２チェーンガイド１９が設けられている。タイミングチェーン５は、これらチェーンガイド１９，４０によりガイドされる。
【００４９】
以下の説明では、テンショナ装置１においてタイミングチェーン５に近い側を「前方側」と称し、タイミングチェーンから遠い側を「後方側」と称する。また、タイミングチェーン５に近い側と遠い側とを結ぶ方向を「前後方向」と称する。
【００５０】
図２，３に示されるように、テンショナ装置１は、テンショナ本体４１と、ケース外流路２７と、ケース外導入路２８と、ケース外導出路２９と、作動油タンク１３と、逆止弁１１と、流量制御弁１２とを備えている。
【００５１】
なお、図２，３においては、油圧回路を見やすくするために、便宜上、ケース外流路２７、ケース外導入路２８、およびケース外導出路２９を直線で表現しているが、実際にはある程度の内径を有する流路である。
【００５２】
テンショナ本体４１は、ケース１ａと、プランジャ１ｃと、コイルばね１ｅとを有する。
【００５３】
ケース１ａは、圧力室１ｂ（図３参照）と、ケース内流路１ｆとを有する。
【００５４】
圧力室１ｂは、前後方向に延びるとともに作動油１６（図１参照）が導入される円筒状の部屋であり、その前方側端部が開口している。
【００５５】
ケース内流路１ｆは、圧力室１ｂに作動油１６を導入する機能と、圧力室１ｂから作動油１６を導出する機能とを有する１つの流路である。つまり、ケース内導入路とケース内導出路とが、共通する一の流路（ケース内流路１ｆ）により構成されている。ケース内流路１ｆの前方側端部は圧力室１ｂの後方側端部に接続され、ケース内流路１ｆの後方側端部はケース１ａの外面で開口している。
【００５６】
プランジャ１ｃは、圧力室１ｂ内に嵌挿されてその前方側端部（先端部）が圧力室１ｂの前方側端部から突出している。プランジャ１ｃは、圧力室１ｂの内周面に摺接しつつ圧力室１ｂ内をその軸方向（前後方向）に沿って往復可能となっている。
【００５７】
プランジャ１ｃは、前後方向に延びる円筒状のばね収容室１ｄを有している。ばね収容室１ｄは、後方側端部が開放されている。
【００５８】
コイルばね１ｅは、圧縮コイルばねである。コイルばね１ｅは、ばね収容室１ｄ内に収容されている。コイルばね１ｅの前方側端部は、ばね収容室１ｄの前方側端部の内壁面に当接し、コイルばね１ｅの後方側端部は、圧力室１ｂの後方側端部の内壁面に当接している。
【００５９】
ケース外流路２７は、ケース１ａの外部に設けられた流路であり、その前方側端部がケース内流路１ｆの後方側端部に接続されている。ケース外流路２７は、ケース内流路１ｆへ作動油１６を導入する機能と、ケース内流路１ｆから作動油１６を導出する機能とを有する１つの流路である。つまり、ケース外導入路の一部とケース外導出路の一部とが、共通する一の流路（ケース外流路２７）により構成されている。
【００６０】
作動油タンク１３には、ケース外導入路２８の下流側端部、ケース外流路２７の後方側端部、およびケース外導出路２９の上流側端部が接続されている。作動油タンク１３は、ケース外導入路２８から導入された作動油１６を貯留することができる。作動油タンク１３に貯留された作動油１６は、ケース外流路２７およびケース内流路１ｆを介して圧力室１ｂに供給される。
【００６１】
ケース外導入路２８は、ケース１ａの外部に設けられた流路であり、その上流側端部が流路２０（メインギャラリ）を介して油圧ポンプ１５に接続されている。
【００６２】
逆止弁１１は、ケース外導入路２８の中途部に設けられている。逆止弁１１は、作動油１６を圧力室１ｂへ流す方向（作動油タンク１３へ流す方向）にのみ開弁する。つまり、逆止弁１１は、作動油１６をケース外導入路２８から圧力室１ｂへ向かう方向に流すことはできるが、圧力室１ｂからケース外導入路２８へ向かう方向へは流すことができない。
【００６３】
ケース外導出路２９は、ケース１ａの外部に設けられた流路であり、その上流側端部が作動油タンク１３に接続されている。ケース外流路２７から導出された作動油１６は、作動油タンク１３を介してケース外導出路２９へ導かれる。ケース外導出路２９の下流側端部はエンジン２の内部で開放されており、エンジン２内部のベアリング等に作動液を供給できるようになっている。ベアリング等に供給された作動液は、オイルパン４２に落下する。
【００６４】
流量制御弁１２は、電磁駆動式の弁（Oil Control Valve）である。流量制御弁１２は、ケース外導出路２９の中途部に設けられている。流量制御弁１２は、ステムの先端に設けられた弁体（いずれも図示略）を有するとともに、その弁体がケース外導出路２９内をケース外導出路２９が延びる方向に対して直角方向に直線的に移動することにより、ケース外導出路２９の流路断面積を変更する直線作動タイプの弁である。
【００６５】
流量制御弁１２は、ＥＣＵ１４（図１参照）からの制御信号に基づいて、ケース外導出路２９を流れる作動油１６の流量を制御し、これにより、圧力室１ｂから導出される作動油１６の流量を制御する。
【００６６】
具体的には、流量制御弁１２は、車両の運転状態の情報に基づいて、圧力室１ｂから導出される作動油１６の流量を制御する。車両の運転状態には、吸気弁の開閉タイミング、排気弁の開閉タイミング、アクセル開度、ケース外導入路２８における作動油１６の温度、ケース外導入路２８における作動油１６の圧力、エンジン２の回転数、およびクランクシャフト８ａと吸気カムシャフト４ａの回転位相差が含まれる。流量制御弁１２は、これらの情報のうち、少なくとも１つ以上の情報に基づいて、圧力室１ｂから導出される作動油１６の流量を制御する。
【００６７】
上記の運転状態は、タイミングチェーン５の張力に影響を与えるものである。つまり、タイミングチェーン５の張力は、吸気弁の開閉タイミング、排気弁の開閉タイミング等に応じて、排気カムスプロケット３とクランクスプロケット８ａの間の領域で、一時的にタイミングチェーンの張力が上昇したり、低下したりする。
【００６８】
そこで、本実施形態では、流量制御弁１２が、車両の運転状態に基づいて作動油１６の流量を制御することにより、タイミングチェーン５の張力変化に伴う諸問題を解消する。
【００６９】
以下、ＥＣＵ１４の指示に基づいて行われる流量制御弁１２の流量制御について、図４，５を参照しつつ説明する。
【００７０】
図４に示されるように、ＥＣＵ１４の入力端子には、通信線を介して、吸気カム角センサ３０、排気カム角センサ３１、アクセル開度センサ３２、油温センサ３３、油圧センサ３４、およびクランク角センサ３５が接続されている。
【００７１】
吸気カム角センサ３０は、吸気カムシャフト４ａに設けられており、吸気カムシャフト４ａのカム角を検出して、その検出値を示す信号をＥＣＵ１４へ送信する。
【００７２】
排気カム角センサ３１は、排気カムシャフト３ａに設けられており、排気カムシャフト３ａのカム角を検出して、その検出値を示す信号をＥＣＵ１４へ送信する。
【００７３】
アクセル開度センサ３２は、運転者により操作されるアクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出して、その検出値を示す信号をＥＣＵ１４へ送信する。
【００７４】
油温センサ３３は、流路２０（メインギャラリ）に設けられており、流路２０を流れる作動油１６の温度を検出し、その検出値を示す信号をＥＣＵ１４へ送信する。
【００７５】
油圧センサ３４は、流路２０に設けられており、流路２０を流れる作動油１６の圧力を検出し、その検出値を示す信号をＥＣＵ１４へ送信する。
【００７６】
クランク角センサ３５は、クランクシャフト８ａに設けられており、クランクシャフト８ａのクランク角を検出して、その検出値を示す信号をＥＣＵ１４へ送信する。
【００７７】
ＥＣＵ１４の出力端子には、通信線を介して、流量制御弁１２が接続されている。
【００７８】
図５に示されるように、ＥＣＵ１４は以下の制御を行う。
【００７９】
まず、ＥＣＵ１４は、各センサ３０〜３５からその検出値を入力する（ステップＳ１）。
【００８０】
次いで、ＥＣＵ１４は、センサ３０〜３５の検出値に基づいて所定の演算を行い、流量制御弁（ＯＣＶ）１２の目標開度を算出する（ステップＳ２）。
【００８１】
ステップＳ２において、ＥＣＵ１４は、センサ３０〜３５の検出値のうち、少なくとも１つを用いて演算を行う。
【００８２】
ステップＳ２において、例えば、ＥＣＵ１４は、排気カムシャフト３ａのカム角が進角している場合には、タイミングチェーン５の張力が大きくなる傾向があるため、その傾向に応じて流量制御弁１２の目標開度を大きくする。逆に、排気カムシャフト３ａのカム角が遅角している場合には、タイミングチェーン５の張力が小さくなる傾向があるため、ＥＣＵ１４は、その傾向に応じて流量制御弁１２の目標開度を小さくする。
【００８３】
また、作動油１６の温度が低い場合には、作動油１６の粘度が高くなり、プランジャ１ｃがタイミングチェーン５から押圧されたときに圧力室１ｂから作動油１６が導出されにくくなる傾向があるため、ＥＣＵ１４は、その傾向に応じて流量制御弁１２の目標開度を大きくする。逆に、作動油１６の温度が高い場合には、作動油１６の粘度が低くなり、プランジャ１ｃがタイミングチェーン５から押圧されたときに圧力室１ｂから作動油１６が導出されやすくなる傾向があるため、ＥＣＵ１４は、その傾向に応じて流量制御弁１２の目標開度を小さくする。
【００８４】
複数の検出値を用いて演算を行う場合には、ＥＣＵ１４は、例えば、各検出値がタイミングチェーン５の張力に及ぼす影響度合に基づき、各検出値に重み付けを行うことにより、演算を行うことができる。
【００８５】
ステップＳ２において流量制御弁１２の目標開度が算出された後、ＥＣＵ１４は、流量制御弁１２の実際の開度が目標開度となるように流量制御弁１２を制御する制御信号を、流量制御弁１２に送信する（ステップＳ３）。
【００８６】
例えば、排気カムシャフト３ａのカム角が遅角している場合には、排気カムスプロケット３とクランクスプロケット８との間の領域で、タイミングチェーン５の張力が低下する傾向があるので、流量制御弁１２の開度を小さくする制御が行われる。この場合には、例えば図３に示されるように、逆止弁１１が開弁して、作動油１６がケース外導入路２８から作動油タンク１３、ケース外流路２７、ケース内流路１ｆを通じて圧力室１ｂ内に流入する。流量制御弁１２の開度が小さいため、作動油タンク１３に流入した作動油１６がケース外導出路２９を通じて導出される量は少ない。従って、プランジャ１ｃは、ケース１ａの前方側端部から前方へ突出する方向へ前進し、テンションアーム６を介してタイミングチェーン５の外周面を押圧する。これにより、タイミングチェーン５の張力が補われ、タイミングチェーン５が弛むのを防止することができる。
【００８７】
一方、排気カムシャフト３ａのカム角が進角している場合には、排気カムスプロケット３とクランクスプロケット８との間の領域で、タイミングチェーン５の張力が上昇する傾向があるので、流量制御弁１２の開度を大きくする制御が行われる。この場合には、例えば図２に示されるように、プランジャ１ｃがテンションアーム６を介してタイミングチェーン５から後方側へ押し込まれる。圧力室１ｂからケース外導入路２８へ逆流しようとする作動油１６は、逆止弁１１が閉弁することにより逆流が阻止される。また、逆止弁１１が閉弁することにより、ケース外導入路２８から圧力室１ｂへ作動油１６が供給されることが阻止される。流量制御弁１２の開度が大きいため、圧力室１ｂ内の作動油１６がケース外導出路２９を通じて導出される量が多い。従って、例えば図２に示されるように、プランジャ１ｃは前方側への突出量が小さくなるように速やかに後退し、テンションアーム６を介してタイミングチェーン５の外周面を押し返す力が低下する。これにより、プランジャ１ｃがタイミングチェーン５を過度な力で押し返すことが防止される。
【００８８】
ＥＣＵ１４は、上記ステップＳ１〜Ｓ３の処理を、所定時間毎に繰り返す。
【００８９】
以上説明したように、第１実施形態によれば、圧力室１ｂから導出される作動油１６の流量を、車両の運転状態に基づいて制御可能であるので、タイミングチェーン５の張力が上昇することによりテンショナ装置１のプランジャ１ｃがタイミングチェーン５から押圧される場合に、プランジャ１ｃがタイミングチェーン５を受け止める力（押し返す力）を適切な大きさに制御することができる。
【００９０】
タイミングチェーン５の張力は、エンジン２の回転数、吸気弁の開閉タイミング、排気弁の開閉タイミングなど、車両の運転状態に応じて変化する。本実施形態では、タイミングチェーン５に張力変化の傾向があるときに、ケース外導出路２９から導出される作動油１６の流量を、タイミングチェーン５の張力変化に応じて積極的に変化させることができる。これにより、タイミングチェーン５の張力が低下する傾向にあるときには、タイミングチェーン５が弛まないように、プランジャ１ｃがタイミングチェーン５を押圧する力を増加させる一方、タイミングチェーン５の張力が上昇する傾向にあるときには、プランジャ１ｃがタイミングチェーン５を過度な力で押し返さないように、プランジャ１ｃがタイミングチェーン５を押し返す力（反力）を低減させることができる。
【００９１】
従って、タイミングチェーン５の張力が上昇するときに生じる問題、すなわち、（ｉ）タイミングチェーン５に異音が発生する、（ｉｉ）タイミングチェーン５とテンションアーム６との間の摩擦力（摺動摩擦力）が増大する、（ｉｉｉ）タイミングチェーン５の劣化が早まってタイミングチェーン５の信頼性が低下する、などの問題を解消することができる。
【００９２】
また、本実施形態においては、逆止弁１１および流量制御弁１２をケース１ａ外に設けているので、ケース１ａとは独立して逆止弁１１および流量制御弁１２を設けることができる。従って、ケース１ａ内に逆止弁１１および流量制御弁１２を組み込む場合と比べて、テンショナ装置１を容易に製造することができる。
【００９３】
また、本実施形態においては、ケース内導入路とケース内導出路とが、共通する一の流路（ケース内流路１ｆ）により構成され、ケース外導入路の一部とケース外導出路の一部とが、共通する一の流路（ケース外流路２７）により構成されているため、ケース１ａ内およびケース１ａ外において導入路と導出路の共通化を図り、テンショナ装置１を簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００９４】
また、本実施形態においては、圧力室１ｂから導出される作動油１６の流量を、種々の運転状態情報に基づいて制御することができるので、プランジャ１ｃがタイミングチェーン５を受け止める力をより一層適切に制御することができる。
【００９５】
また、本実施形態においては、プランジャ１ｃを圧力室１ｂの前方側端部から突出させる方向に付勢するコイルばね１ｅが設けられているため、作動油１６の圧力とコイルばね１ｅの弾性力の双方によってタイミングチェーン５を押圧するので、コイルばね１ｅを用いない場合と比べて作動油１６の圧力を低減することができ、油圧ポンプ１５の駆動力を低減することができる。
【００９６】
また、本実施形態においては、エンジン２の停止中であっても、作動油タンク１３内には作動油１６が貯留されている。従って、エンジン２を始動時においても、作動油タンク１３内の作動油１６をすぐに圧力室１ｂに供給することができ、エンジン始動直後から適切にタイミングチェーン５の張力調節を行うことができる。
【００９７】
なお、流量制御弁１２は、上記した直線作動タイプ以外の弁であってもよく、例えば、バタフライバルブやボールバルブ等であってもよい。
【００９８】
また、タイミングチェーン５に代えて、タイミングベルトを用いてもよい。
【００９９】
（第２実施形態）
図６に示される第２実施形態に係るテンショナ装置１Ａは、第１実施形態における流量制御弁１２を、方向制御弁１２Ａおよび３つのオリフィス３６〜３８に置換したものである。
【０１００】
方向制御弁１２Ａは、ケース外導出路２９Ａの中途部に設けられている。ケース外導出路２９Ａは、方向制御弁１２Ａよりも上流側に位置する１つのケース外導出路２９ａと、方向制御弁１２Ａよりも下流側に位置する互いに独立した３つのケース外導出路２９ａとにより構成されている。
【０１０１】
作動油タンク１３と方向制御弁１２Ａの上流端部は、１つのケース外導出路２９ａで結ばれている。方向制御弁１２Ａの下流端部には、３つのケース外導出路２９ｂが接続されている。各ケース外導出路２９ｂの下流端部は開放されている。
【０１０２】
オリフィス３６〜３８は、３つのケース外導出路２９ｂに個別に設けられている。オリフィス３６〜３８は、この順に、オリフィス径（穴径）が大きくなっている。
【０１０３】
図１に示されるＥＣＵ１４は、車両の運転状態に基づいて目標開度を算出した後、オリフィス３６〜３８のうち、目標開度に対応したオリフィスが設けられたケース外導出路２９ｂへ作動油１６を導出させる制御信号を、方向制御弁１２Ａに送信する。
【０１０４】
ＥＣＵ１４がこのような制御を行うことにより、方向制御弁１２Ａは、目標開度に対応したオリフィスが設けられたケース外導出路２９ｂへ作動油１６を送り出す。そして、当該ケース外導出路２９ｂから作動油１６が導出される。
【０１０５】
方向制御弁１２Ａおよびオリフィス３６〜３８は、全体として、作動油１６の流量を制御するものであるため、全体としては流量制御弁の機能を有する。
【０１０６】
なお、ケース外導出路２９ｂおよびオリフィスの数は、２つ或いは４つ以上でもよい。
【０１０７】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０８】
（第３実施形態）
図７，８に示される第３実施形態に係るテンショナ装置１Ｂにおいては、圧力室１ｂの内周面に前後方向全体に延びる溝１ｇが形成されている。この溝１ｇの内壁面とプランジャ１ｃの外周面との間に、圧力室１ｂ内の作動油１６を漏出させる隙間が形成されている。
【０１０９】
ケース１ａ内には、この隙間から漏出する作動油１６の流量を制御する流量制御弁１２Ｂが設けられている。流量制御弁１２Ｂは、ステムの先端に設けられた弁体（いずれも図示略）を有するとともに、その弁体が溝１ｇ内を溝１ｇが延びる方向に対して直角方向に直線的に移動することにより、溝１ｇ内の流路断面積を変更する直線作動タイプの弁である。
【０１１０】
ケース内流路１ｆ内には、逆止弁１１Ｂが設けられている。逆止弁１１Ｂは、ケース内流路１ｆ内の後方側端部に設けられたＯリング１１ｃと、ケース内流路１ｆ内でその軸方向（前後方向）に沿って配置されるとともに、前方側端部がケース内流路１ｆ内の前方側端部に配置された圧縮コイルばね１１ｂと、圧縮コイルばね１１ｂの後方側端部に固定されたボール１１ａとを備えている。
【０１１１】
この逆止弁１１Ｂは、作動油１６を圧力室１ｂへ流す方向にのみ開弁する。つまり、逆止弁１１Ｂは、作動油１６をケース外流路２７から圧力室１ｂへ向かう方向に流すことはできるが、圧力室１ｂからケース外流路２７へ向かう方向へは流すことができない。
【０１１２】
第１実施形態とは異なり、ケース外導入路２８に逆止弁が設けられておらず、ケース外導出路２９に流量制御弁が設けられていない。また、第１実施形態におけるケース外導出路２９が設けられていない。
【０１１３】
第３実施形態においては、例えば、排気カムシャフト３ａ（図１参照）のカム角が遅角している場合には、排気カムスプロケット３とクランクスプロケット８との間の領域で、タイミングチェーン５の張力が低下する傾向があるので、ＥＣＵ１４は、流量制御弁１２Ｂの開度を小さくする制御を行う。この場合には、例えば図８に示されるように、逆止弁１１Ｂが開弁して、作動油１６がケース外導入路２８から作動油タンク１３、ケース外流路２７、およびケース内流路１ｆを通じて圧力室１ｂ内に流入する。流量制御弁１２Ｂの開度が小さいため、作動油タンク１３に流入した作動油１６が溝１ｇ（隙間）を通じて導出される量は少ない。従って、プランジャ１ｃは、ケース１ａの前方側端部から前方へ突出する方向へ速やかに前進し、テンションアーム６を介してタイミングチェーン５の外周面を押圧する。これにより、タイミングチェーン５の張力が補われ、タイミングチェーン５が弛むのを防止することができる。
【０１１４】
一方、排気カムシャフト３ａのカム角が進角している場合には、排気カムスプロケット３とクランクスプロケット８との間の領域で、タイミングチェーン５の張力が上昇する傾向があるので、ＥＣＵ１４は、流量制御弁１２Ｂの開度を大きくする制御を行う。この場合には、例えば図７に示されるように、プランジャ１ｃがテンションアーム６を介してタイミングチェーン５により後方側へ押し込まれる。ケース内流路１ｆからケース外流路２７へ流れようとする作動油１６は、逆止弁１１Ｂが閉弁することによりその流れが阻止される。また、逆止弁１１Ｂが閉弁することにより、ケース外導入路２８から圧力室１ｂへ作動油１６が供給されることが阻止される。流量制御弁１２Ｂの開度が大きいため、圧力室１ｂ内の作動油１６がケース外導出路２９を通じて導出される量が多い。従って、例えば図７に示されるように、プランジャ１ｃは前方側への突出量が小さくなるように速やかに後退し、テンションアーム６を介してタイミングチェーン５の外周面を押し返す力が低下する。
【０１１５】
第３実施形態によれば、逆止弁１１Ｂおよび流量制御弁１２Ｂをケース１ａ内に設けるので、テンショナ装置１Ｂをコンパクトに構成することができる。
【０１１６】
なお、上記第１〜第３実施形態においては、ケース内流路１ｆおよびケース外流路２７を設けることにより、ケース１ａ内およびケース１ａ外において導入路と導出路の共通化を図っているが、これに限られない。例えば、ケース内流路１ｆに代えて導入路と導出路を個別に設け、ケース外流路２７に代えて導入路と導出路を個別に設けてもよい。この場合には、ケース１ａ内の導入路は、ケース１ａ外の導入路を介して作動油タンク１３に接続され、ケース１ａ内の導出路は、ケース１ａ外の導出路を介して作動油タンク１３に接続される。
【０１１７】
また、上記第１〜第３実施形態においては、作動油タンク１３を設けているが、これを省略してもよい。この場合には、例えば、ケース内流路１ｆに代えて導入路と導出路を個別に設けて、その導入路をケース外導入路２８に直接接続し、その導出路をケース外導出路２９（２９ａ）に直接接続すればよい。
【０１１８】
また、上記第１〜第３実施形態では、テンショナ装置１（１Ａ，１Ｂ）は、クランクシャフト８ａからカムシャフト３ａ，４ａへ動力を伝達するタイミングチェーン５を押圧しているが、これに限定されない。例えば、テンショナ装置１（１Ａ，１Ｂ）は、クランクシャフト８ａからバランスシャフト（或いはフューエルポンプ駆動シャフト、オイルポンプ駆動シャフト９ａ（図１参照）等）へ動力を伝達するタイミングチェーンを押圧してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１，１Ａ，１Ｂ  テンショナ装置
１ａ  ケース
１ｂ  圧力室
１ｃ  プランジャ
１ｅ  コイルばね
１ｆ  ケース内流路（ケース内導入路、ケース内導出路）
１ｇ  溝（ケース内導出路）
２  エンジン
３ａ  排気カムシャフト（被駆動部材）
４ａ  吸気カムシャフト（被駆動部材）
５  タイミングチェーン（無端伝動部材）
８ａ  クランクシャフト
１１，１１Ｂ  逆止弁
１２，１２Ａ，１２Ｂ  流量制御弁
１６  作動油
２７  ケース外流路（ケース外導入路、ケース外導出路）
２８  ケース外導入路
２９  ケース外導出路
４１，４１Ｂ  テンショナ本体
【図１】
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【図２】
2016114128.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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