(57)【要約】【課題】オイルを用いて、ピストンを駆動することで、タイミングチェーンやタイミングベルトに張力を加えるテンショナであって、駆動が停止した状態においても、圧力室内に空気が溜まることが抑制することができ、駆動直後においても油圧ダンパ作用を発揮することができるテンショナを提供する。【解決手段】テンショナ５０は、内部にシリンダ室５３が形成されたハウジング５１と、シリンダ室５３に摺動可能に設けられ、ハウジング５１から突出するピストン５２と、シリンダ室５３にオイルを供給するチェックバルブ５４と、ピストン５２に形成され、シリンダ室５３に連通する圧力室５８と、圧力室５８内に収容され、オイルよりも比重の小さいスペーサ８０とを備える。【選択図】図２
2009144805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にシリンダ室が形成された筐体と、
前記シリンダ室に摺動可能に設けられ、前記筐体から突出するピストンと、
前記シリンダ室内にオイルを供給する給油部と、
前記ピストンに形成され、前記シリンダ室に連通する圧力室と、
前記圧力室内に収容され、前記オイルよりも比重の小さい詰め物と、
を備えた、テンショナ。
【請求項２】
前記ピストンは、該ピストンの延在方向に配列する端部のうち、筐体から突出する端部が閉塞端とされて有底筒状に形成され、前記圧力室は、前記ピストンの前記端部のうち、前記閉塞端とされた端部と反対側に位置する端部に形成された開口部から前記閉塞端に向けて延び、
一部が前記圧力室内に収容されると共に、前記筐体と前記ピストンとの間に配置され、前記筐体から突出するように前記ピストンを付勢するコイルバネをさらに備え、
前記詰め物は、前記コイルバネ内に配置された、請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記圧力室は、前記ピストンの延在方向に向けて延び、前記ピストンは、前記筐体からの突出方向に向かうにしたがって、上方に向かうように傾斜した状態で配置された、請求項１または請求項２に記載のテンショナ。
【請求項４】
前記詰め物は、前記ピストンより剛性が低く弾性変形可能な樹脂によって形成された、請求項１から請求項３のいずれかに記載のテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テンショナに関し、特に、カムシャフトを駆動するタイミングチェーンやタイミングベルトの張力を一定に保持するオートテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、クランクシャフトの動力をカムシャフトに伝えるタイミングチェーンやタイミングベルトの弛み側に設けられ、タイミングチェーンやタイミングベルトにテンションを付与するためのテンショナが知られている。
【０００３】
たとえば、特開２００７−１６９５３号公報に記載されたオートテンショナにおいては、ハウジングのシリンダ室内に設けられたプランジャと、そのプランジャに外方向への突出性を付与するリターンスプリングとを備えている。ハウジングにはプランジャの背部に形成された圧力室に連通する給油通路が設けられている。そして、圧力室内に詰め物をして圧力室の容積の縮小化が図られている。
【０００４】
また、実公昭６２−２５５６９号公報に記載されたベルトテンショナ用プッシャにおいては、シリンダ内に設けられたベルト圧接用部材を介して、ベルトに張力を付与するロッドを備えた前部ピストンと、圧縮バネによって押圧された後部ピストンと、前部ピストンおよび後部ピストンの間に設けられた小球群とを備えている。
【特許文献１】特開２００７−１６９５３号公報
【特許文献２】実公昭６２−２５５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実公昭６２−２５５６９号公報に記載されたベルトテンショナ用プッシャにおいては、小球群を用いて、前部ロッドから後部ロッドに動力を伝達しているため、小球同士の摩擦等によって、前部ピストンから後部ピストンに十分な動力を伝達することができない。このため、タイミングチェーンやタイミングベルトに十分な張力を付与することが困難なものとなっている。
【０００６】
さらに、特開２００７−１６９５３号公報に記載されたオートテンショナにおいては、駆動が停止した状態において、詰め物がオイルに圧力室内のオイルに沈み込む。このため、圧力室を規定するピストンの底部と詰め物の上端部との間に隙間が形成され、空気が入り込む。これにより、エンジン等の駆動が開始されたときに、オートテンショナの圧力室を直ちに、オイルで満たすことができず、油圧ダンパ作用がエンジン始動直後から発揮され難くなっている。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、オイルを用いて、ピストンを駆動することで、タイミングチェーンやタイミングベルトに張力を加えるテンショナであって、駆動が停止した状態においても、圧力室内に空気が溜まることが抑制することができ、駆動直後においても油圧ダンパ作用を発揮することができる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】
【０００８】
本発明に係るテンショナは、内部にシリンダ室が形成された筐体と、シリンダ室に摺動可能に設けられ、筐体から突出するピストンと、シリンダ室内にオイルを供給する給油部と、ピストンに形成され、シリンダ室に連通する圧力室と、圧力室内に収容され、オイルよりも比重の小さい詰め物とを備える。
【０００９】
好ましくは、上記ピストンは、該ピストンの延在方向に配列する端部のうち、筐体から突出する端部が閉塞端とされた有底筒状に形成され、圧力室は、ピストンの端部のうち、閉塞端とされた端部と反対側に位置する端部に形成された開口部から閉塞端に向けて延びる。そして、一部が圧力室内に収容されると共に、筐体とピストンとの間に配置され、筐体から突出するようにピストンを付勢するコイルバネをさらに備える。さらに、上記詰め物は、コイルバネ内に配置される。
【００１０】
好ましくは、上記圧力室は、ピストンの延在方向に向けて延び、ピストンは、筐体からの突出方向に向かうにしたがって、上方に向かうように傾斜した状態で配置される。好ましくは、上記詰め物は、ピストンより剛性が低く弾性変形可能な樹脂によって形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るテンショナによれば、オイルを用いて、ピストンを駆動することで、エネルギーロスの低減を図ることができ、さらに、駆動が停止した状態においても、圧力室内に空気が溜まることが抑制することができ、駆動直後においても油圧ダンパ作用を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本実施の形態に係るオイルテンショナについて、図１から図３を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係るテンショナ５０が搭載されたエンジン１１１の側面図である。この図１に示すように、エンジン１１１は、車両の前後方向（図１では紙面と直交する方向）に配列された複数の気筒を有するシリンダブロック１１２と、そのシリンダブロック１１２上に取付けられたシリンダヘッド１１３とを備えている。
【００１４】
シリンダブロック１１２には、クランクシャフト１１４が回転可能に設けられている。このクランクシャフト１１４は、エンジン１１１の出力軸であり、かつ車両の前後方向に延びるように配置されている。シリンダヘッド１１３は、気筒毎の燃焼室に対する吸気通路の接続部分（吸気ポート）を開閉する吸気バルブと、気筒毎の燃焼室に対する排気通路の接続部分（排気ポート）を開閉する排気バルブ（いずれも図示略）とを備えている。シリンダヘッド１１３には、吸気バルブを開閉駆動するための吸気カムシャフト１１５と、排気バルブを開閉駆動するための排気カムシャフト１１６とが設けられており、吸気カムシャフト１１５および排気カムシャフト１１６は、いずれも、クランクシャフト１１４に対して略平行となるように配置されている。そして、カムシャフト１１５，１１６は軸受によりシリンダヘッド１１３に回転可能に支持されている。
【００１５】
クランクシャフト１１４の回転を吸気カムシャフト１１５および排気カムシャフト１１６に伝達するために、クランクシャフト１１４の前端部にはクランクスプロケット１１７が一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムシャフト１１５および排気カムシャフト１１６の各前端部にはカムスプロケット１１８，１１９がそれぞれ一体回転可能に取付けられている。これらのクランクスプロケット１１７及び両カムスプロケット１１８，１１９にはタイミングチェーン１２１が巻き付けられている。
【００１６】
エンジン１１１には、オイルにより作動することで、クランクシャフト１１４に対するカムシャフト（ここでは吸気カムシャフト１１５）の回転位相を変更し、もって同カムシャフト１１５により駆動される吸気バルブの開閉タイミングを変更するためのバルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）２２が設けられている。
【００１７】
このエンジン１１１は、クランクスプロケット１１７およびカムスプロケット１１８間であってタイミングチェーン１２１の外側方近傍に配置され、そのタイミングチェーン１２１の振れを規制及び減衰するチェーンダンパ１２３を備えている。
【００１８】
また、エンジン１１１は、タイミングチェーン１２１に係る張力が一定となるように、テンショナ５０が設けられている。このテンショナ５０は、クランクスプロケット１１７及びカムスプロケット１１９間であってタイミングチェーン１２１の外側方近傍に配置されたテンションレバ１２５を備えている。テンションレバ１２５は、その下端部において軸１２６によりシリンダヘッド１１３に対し車両幅方向（図１の左右方向）への揺動可能に支持されている。
【００１９】
図２は、テンショナ５０の詳細を示す断面図である。この図２に示すように、テンショナ５０は、シリンダ室５３が形成されたハウジング５１と、このシリンダ室５３に摺動可能に設けられ、ハウジング５１から突出するピストン５２とを備えている。
【００２０】
ピストン５２の先端部は、図１に示すテンションレバ１２５に連結されており、ピストン５２がハウジング５１から突出することにより、テンションレバ１２５をタイミングチェーン１２１に押さえつけて、タイミングチェーン１２１の弛みを吸収する。
【００２１】
また、テンショナ５０は、シリンダ室５３内にオイルを供給するチェックバルブ（給油部）５４と、ピストン５２内に形成され、シリンダ室５３に連通する圧力室５８と、この圧力室５８内に収容され、オイルよりも比重の小さいスペーサ（詰め物）８０とを備えている。
【００２２】
このテンショナ５０においては、テンショナ５０の駆動が停止すると、チェックバルブ５４からオイルが供給されなくなる一方で、シリンダ室５３および圧力室５８内のオイルは、ピストン５２とハウジング５１との間のクリアランスから外部に徐々に漏れ出す。これにより、圧力室５８内におけるオイルレベルは、時間の経過と共に下がる。この際、スペーサ８０は、オイルの比重よりも小さいので、スペーサ８０の大部分は、オイル面よりも上方に位置する。
【００２３】
このように、圧力室５８内におけるオイルレベルが低下したとしても、圧力室５８内のうち、オイルレベルより上方に位置する部分は、スペーサ８０によってその大部分が占められ、空気が入り難くなっている。
【００２４】
このように、テンショナ５０の駆動停止時に、圧力室５８内に空気が入り込むことができる容積を低減することで、駆動開始時に圧力室５８内に充填するオイル量を低減することができ、オイル充填時間の短縮化を図ることができる。これにより、テンショナ５０が駆動し始めてから短時間で、テンションレバ１２５に加える付勢力を回復することができる。これに伴い、図１に示す、タイミングチェーン１２１が、他の部品等とあたり、打音が生じたり、タイミングチェーン１２１が、カムスプロケット１１９，１１８等に巻きつく際に、生じる打音を抑制することができる。
【００２５】
なお、テンショナ５０の駆動が停止すると、テンショナ５０内のオイルは、主に、上記のようにハウジング５１に形成されたシリンダ室５３の開口縁部と、ピストン５２の周面との隙間から外部に漏れ出る。このため、駆動が停止してから所定期間経過すると、オイルレベルは、ハウジング５１に形成されたシリンダ室５３の開口縁部のうち、最も下方に位置する最下端部７０と一致する。図２に示す例においては、シリンダ室５３の開口縁部には、面取りが形成されている。
【００２６】
ピストン５２は、ピストン５２の突出方向に向かうにしたがって、上方に向かうように傾斜した状態で配置されており、圧力室５８も、ピストン５２の延在方向に延びている。このため、テンショナ５０内のうち、圧力室５８の上部以外の部分は、オイルレベルよりも下方に位置し、圧力室５８の上部以外の部分に空気が入り込み難くなっている。
【００２７】
ここで、スペーサ８０は、オイルよりも比重が小さいため、ピストン５２の先端部が上方に向かうによう傾斜させることで、スペーサ８０は、圧力室５８の上部空間に向けて変位し易くなっている。このように、テンショナ５０内のうち、空気が溜まり易い圧力室５８の上部空間内にスペーサ８０を入り込ませると共に、当該圧力室５８の上部空間以外の領域の大部分をオイルで満たすことができ、テンショナ５０内に空気が入り込む余地を低減することができる。これにより、駆動開始時において、オイル充填時間の低減をさらに図ることができ、タイミングチェーン１２１のテンションを早期に回復することができる。
【００２８】
ここで、この図２に示すように、駆動が停止してから所定時間が経過すると、オイルレベルは、図中の一点鎖線Ｌによって示されるレベルにまで下がっている。なお、一点鎖線Ｌは、最下端部７０を通り、水平に延びている。
【００２９】
このような状態において、スペーサ８０は、一点鎖線Ｌよりも下方に位置する部分よりも、一点鎖線Ｌよりも上方に位置する部分の方が大きくなっている。そして、スペーサ８０の上端部は、圧力室５８を規定するピストン５２の内表面のうち、圧力室５８の上部を規定するピストン５２の上壁部にまで達している。
【００３０】
その一方で、上記のように、駆動が停止して、オイルレベルが一点鎖線に示される位置にまで下がったときにおいて、スペーサ８０の下端部は、チェックバルブ５４より上方に位置しており、チェックバルブ５４とスペーサ８０とが接触することが抑制されている。
【００３１】
テンショナ５０は、一部が圧力室５８内に収容されると共に、ピストン５２の閉塞端とシリンダ室５３の底部を規定するハウジング５１の内表面との間に亘って設けられたコイルバネ５９を備えている。
【００３２】
このコイルバネ５９は、ピストン５２をタイミングチェーン１２１に向けて付勢しており、ハウジング５１からピストン５２が突出するように付勢している。
【００３３】
ここで、ピストン５２の延在方向に配列する端部のうち、シリンダ室５３から突出する端部は、閉塞端とされており、圧力室５８は、ピストン５２のシリンダ室５３内に位置する端部に形成された開口部からピストン５２の閉塞端に向けて延びている。そして、圧力室５８は、ピストン５２の延在方向中央部よりも、ピストン５２の閉塞端側にまで達している。
【００３４】
このように、長尺な圧力室５８内にコイルバネ５９を収容することで、ストロークの長いコイルバネを採用することができ、ピストン５２を押圧する押圧力を確保することができる。そして、スペーサ８０は、コイルバネ５９内に配置されており、コイルバネ５９が、圧力室５８内で屈曲することが抑制されている。さらに、スペーサ８０をコイルバネ５９内に収容することで、余分なスペースを取らずに、スペーサ８０およびコイルバネ５９をピストン５２内に収容することができ、テンショナ５０のコンパクト化を図ることができる。なお、圧力室５８は、ピストン５２のシリンダ室５３内に位置する端部に形成された開口部を介して、シリンダ室５３に連通している。
【００３５】
スペーサ８０は、オイルよりも比重の小さい樹脂によって構成されており、オイルに沈み込む部分よりも、オイル液面から突出する部分の方が大きくなっている。また、スペーサ８０は、ピストン５２、リテーナ７３およびコイルバネ５９よりも、剛性が低く、弾性変形可能な樹脂材料から構成されており、ピストン５２の閉塞端やチェックバルブ５４とスペーサ８０とが接触したとしても、ピストン５２やチェックバルブ５４が損傷することが抑制されている。
【００３６】
テンショナ５０は、ピストン５２の外周面上に形成され、ピストン５２の延在方向に向けて複数配列するラック５６と、ラック５６に係合するラチェット５７と、このラチェット５７のストッパとして機能するバネ５５とをさらに備えている。
【００３７】
このラチェット５７は、ピストン５２がタイミングチェーン１２１に向けて突出することを許容しつつ、所定以上にピストン５２が後退することを防止する後退抑制手段として機能する。
【００３８】
ラチェット５７は、シリンダ室５３や圧力室５８内の油圧が所定圧以下となった場合においては、ラック５６と係合して、ピストン５２の戻りを有段階的に防止している。これにより、テンショナ５０の駆動が停止しても、タイミングチェーン１２１のテンション状態を維持することができる。
【００３９】
テンショナ５０は、シリンダ室５３の底部に設けられたチェックバルブ５４を備えている。このチェックバルブ５４は、図示されないオイルタンクに接続された給油管７４と、この給油管７４の開口部に配置されたボール７１と、このボール７１を給油管７４の開口部に向けて付勢するコイルバネ７２と、このコイルバネ７２を支持するリテーナ７３とを備えている。
【００４０】
シリンダ室５３および圧力室５８内には、このチェックバルブ５４を介してオイルが供給される。そして、たとえば、タイミングチェーン１２１のテンション状態が緩んで、シリンダ室５３および圧力室５８内の油圧とコイルバネ７２の張力との合力が、給油管７４の油圧より低くなると、給油管７４内の油圧によって、ボール７１はコイルバネ７２からの付勢力に抗して、給油管７４の開口部から押し上げられる。
【００４１】
これにより、さらに、シリンダ室５３および圧力室５８内に油が供給され、ピストン５２がタイミングチェーン１２１に向けて押し出され、タイミングチェーン１２１の張力を回復することができる。
【００４２】
その一方で、シリンダ室５３および圧力室５８内の油圧とコイルバネ７２の張力との合力が給油管７４の油圧より高いときには、チェックバルブ５４は閉鎖され、シリンダ室５３および圧力室５８内のオイルが、チェックバルブ５４から排出されることを抑制することができる。
【００４３】
ここで、各ラック５６には、図示されないＶ字形状の溝部が形成されており、これら複数のＶ字形状の溝部によって、シリンダ室５３および圧力室５８内に充填されたオイルを外部に排出する排出路が形成されている。
【００４４】
このため、たとえば、タイミングチェーン１２１の張力が高くなり、タイミングチェーン１２１がピストン５２を押圧する押圧力が上昇して、シリンダ室５３および圧力室５８内の油圧が上昇すると、当該、排出路からオイルが排出される。
【００４５】
これにより、シリンダ室５３および圧力室５８内の油圧が過大に高くなることを抑制することができ、ピストン５２を後退させることができる。
【００４６】
図３は、排出機構の変形例を示す断面図である。この図３に示す例においては、排出機構は、ピストン５２の先端部に、圧力室５８に連通する排出室９０と、この排出室９０内に配置され、回転可能に設けられ、周面に形成された複数の溝部９３が形成された回転体９２とを備えている。
【００４７】
排出室９０の開口部は、スペーサ８０の先端部よりも小さくなっており、スペーサ８０が、排出室９０内に入り込むことが抑制されている。そして、溝部９３は、回転体９２の周面に沿って環状または、螺旋状に形成されている。
【００４８】
このように構成された排出機構においては、圧力室５８およびシリンダ室５３内の油圧が上昇すると、オイルが溝部９３、および排出路９１を介して外部に排出され、圧力室５８およびシリンダ室５３内の油圧が過大に高くなることを抑制する。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態に係るテンショナ５０の変形例を示す断面図である。この図４に示す例においては、スペーサ８１は、ピストン５２の閉塞端に一体に接続されている。そして、このスペーサ８１の周囲には、コイルバネ５９を収容する収容溝が環状に形成されている。このように、スペーサ８１はピストン５２と一体であってもよい。
【００５０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、オイルテンショナに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係るテンショナが搭載されたエンジン１１１の側面図である。
【図２】テンショナの詳細を示す断面図である。
【図３】排出機構の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るテンショナの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
５０  テンショナ、５１  ハウジング、５２  ピストン、５３  シリンダ室、５４  チェックバルブ、５５  バネ、５６  ラック、５７  ラチェット、５８  圧力室、５９  コイルバネ、７０  最下端部、７１  ボール、７２  コイルバネ、７３  リテーナ、７４  給油管、８０  スペーサ、９０  排出室、９１  排出路、９２  回転体、１１１  エンジン、１１４  クランクシャフト、１１５  吸気カムシャフト、１１６  排気カムシャフト、１１７  クランクスプロケット、１１８，１１９  カムスプロケット、１２１  タイミングチェーン、１２３  チェーンダンパ、１２５  テンションレバ、１２５  テンションレバ、１２６  軸。
【図１】
2009144805.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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