特許 6222775 油圧チェーンテンショナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6222775

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】油圧チェーンテンショナ

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/08 20060101AFI20171023BHJP

   F02B 67/06 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   F16H7/08 B

   F02B67/06 A

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-234856(P2014-234856)

(22)【出願日】2014年11月19日

(65)【公開番号】特開2015-135178(P2015-135178A)

(43)【公開日】2015年7月27日

【審査請求日】2016年9月14日

(31)【優先権主張番号】特願2013-260509(P2013-260509)

(32)【優先日】2013年12月17日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100076233

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 進

(74)【代理人】

【識別番号】100101661

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100135932

【弁理士】

【氏名又は名称】篠浦 治

(72)【発明者】

【氏名】前田 治

(72)【発明者】

【氏名】仁尾 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】沖野 俊輔

【審査官】 塚原 一久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１７６７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００２３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１５８５４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０６−０６５６５５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ７／００− ７／２４

Ｆ１６Ｈ １９／００−３７／１６、４９／００

Ｆ１６Ｈ ５７／００−５７／１２

Ｆ０２Ｂ ６１／００−７９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイミングチェーンに所定の張力を付与する油圧チェーンテンショナにおいて、
ハウジングから先端部側が突没自在で上記チェーンを押圧自在な基端部が開放されたキャップ状のプランジャと、
上記プランジャの内面との間で所定のオイルダンピングを発生する隙間を有して上記プランジャ内に設けられ、該プランジャの基端部側から先端部側へのオイルの流れのみ許容するチェックバルブと、
上記チェックバルブと上記プランジャの先端面とが離間する方向に付勢するリターンスプリングと、
上記プランジャをスライド自在に外装し、円筒形状で基端側の一端面がハウジングと当接されて先端側の他端面が上記チェックバルブと当接され、少なくとも上記先端側の他端面に上記チェックバルブと上記プランジャの内面との間のオイルを内部に導入自在な溝部を形成したスリーブと、
を備えたことを特徴とする油圧チェーンテンショナ。

【請求項2】

上記スリーブは、上記先端側の他端面の溝部に加え、上記基端側の一端面に該スリーブの外側と内側とを連通する連通溝を有することを特徴とする請求項１記載の油圧チェーンテンショナ。

【請求項3】

上記プランジャは、上記チェックバルブより先端側にオイルの高圧室を形成し、上記チェックバルブより基端側に上記高圧室より圧力の低いオイルの低圧室を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の油圧チェーンテンショナ。

【請求項4】

上記スリーブは、上記先端側の他端面の溝部の形状と、上記基端側の一端面の連通溝の形状は同一形状であることを特徴とする請求項２記載の油圧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、タイミングチェーンに適正な張力を付与する油圧チェーンテンショナに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、自動車のエンジンにおいては、クランク軸からカム軸に動力を伝達するタイミングチェーンには、タイミングチェーンを押圧する油圧チェーンテンショナが設けられている。例えば、特開２０１０−１５１１６３号公報（以下、特許文献１）では、タイミングチェーンを押圧するプランジャと、ハウジングシリンダと油圧供給通路を有するハウジングと、ハウジングシリンダと油圧供給通路を連通および遮断するチェックボールと、プランジャの押圧方向の移動を許容し押圧方向と逆方向にプランジャが移動するのを阻止するラチェット機構とを備えた油圧チェーンテンショナにおいて、プランジャのプランジャシリンダ内に配置されチェックボールの周りにオイルを溜めるためのオイル貯留部を有するオイル貯留部材を備えた油圧チェーンテンショナの技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１５１１６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の特許文献１に開示される油圧チェーンテンショナでは、チェックバルブが突設されるハウジングシリンダとプランジャとの空間にはエアーが溜まっており、この空間にオイルが充填され、油圧チェーンテンショナ内の内圧が高まるまでに時間を要し、エンジン始動時に発生するタイミングチェーンのばたつきを有効に防止することができないという課題がある。また、上述の特許文献１に開示される油圧チェーンテンショナでは、チェックバルブの先端に、オイル貯留部を有するオイル貯留部材を設けなければならず、小さな部品の狭い空間の中で複雑な構成となるという問題もある。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特に複雑な構成とすることなく、内部を高圧に保ち、たとえエンジンが長時間停止された場合であってもタイミングチェーンの張力を適切に維持してチェーンがばたつくことを有効に防止することができる油圧チェーンテンショナを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様による油圧チェーンテンショナは、タイミングチェーンに所定の張力を付与する油圧チェーンテンショナにおいて、ハウジングから先端部側が突没自在で上記チェーンを押圧自在な基端部が開放されたキャップ状のプランジャと、上記プランジャの内面との間で所定のオイルダンピングを発生する隙間を有して上記プランジャ内に設けられ、該プランジャの基端部側から先端部側へのオイルの流れのみ許容するチェックバルブと、上記チェックバルブと上記プランジャの先端面とが離間する方向に付勢するリターンスプリングと、上記プランジャをスライド自在に外装し、円筒形状で基端側の一端面がハウジングと当接されて先端側の他端面が上記チェックバルブと当接され、少なくとも上記先端側の他端面に上記チェックバルブと上記プランジャの内面との間のオイルを内部に導入自在な溝部を形成したスリーブとを備えた。

【発明の効果】

【0007】

本発明の油圧チェーンテンショナによれば、特に複雑な構成とすることなく、内部を高圧に保ち、たとえエンジンが長時間停止された場合であってもタイミングチェーンの張力を適切に維持してチェーンがばたつくことを有効に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の第１形態に係る水平対向型エンジンの左バンク側のカムチェーン室内の概略説明図である。

【図2】本発明の実施の第１形態に係る油圧チェーンテンショナの要部断面図である。

【図3】本発明の実施の第１形態に係るスリーブの説明図で、図３（ａ）はスリーブの正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の下面図である。

【図4】本発明の実施の第２形態に係る油圧チェーンテンショナの要部断面図である。

【図5】本発明の実施の第２形態に係るスリーブの説明図で、図５（ａ）は図５（ｂ）の上面図、図５（ｂ）はスリーブの正面図、図５（ｃ）は図５（ｂ）の下面図である。

【図6】本発明の実施の第２形態に係るエンジン停止直後の油圧チェーンテンショナの要部断面図である。

【図7】本発明の実施の第２形態に係るエンジンを所定時間停止後の油圧チェーンテンショナの要部断面図である。

【図8】本発明の実施の第２形態に係る図７よりも更に長くエンジンを停止したときの油圧チェーンテンショナの要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

【0010】

（発明の実施の第１形態）
図１〜図３は、本発明の実施の第１形態を示し、本実施の第１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。尚、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。

【0011】

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。

【0012】

また、クランクスプロケット３の左右両側には、油圧式チェーンテンショナ９に押圧されてタイミングチェーン８に当接するチェーンテンショナレバー１０が介装されている。チェーンテンショナレバー１０は、タイミングチェーン８に張力を付加すると共に、チェーンの軌道ガイドやばたつき防止を行うものであり、その一端側がエンジンのシリンダブロックに揺動自在に軸支されている。

【0013】

本実施の第１形態においては、チェーンテンショナレバー１０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。また、左バンクの排気側カムスプロケット７Ｌとクランクスプロケット３との間には、所定のチェーン軌道に沿ってタイミングチェーン８に当接する固定ガイド１１が配置されている。

【0014】

チェーンテンショナレバー１０は、細長の湾曲した板状のレバー本体１０aの長手方向一端側に、シリンダブロックに軸支するためのボルト等が挿通されるボス部１０ｂが設けられている。このボス部１ｂから離間したレバー本体１０aの他端側には、油圧チェーンテンショナ９のプランジャ２２が当接されるプランジャ当接部１０ｃが設けられている。

【0015】

また、レバー本体１０ａの湾曲形状外側には、レバー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１０ｄが形成されている。このチェーン案内面１０ｄのボス部１０ｂ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１０ｅが立設されている。

【0016】

油圧チェーンテンショナ９は、図２に示すように、エンジンに固定されるハウジング２１と、このハウジング２１に形成した、エンジンのオイルギャラリ１５と連通するシリンダ２１ａから先端部２２ａ側が突没自在でタイミングチェーン８をチェーンテンショナレバー１０を介して押圧自在な、基端部２２ｂが開放されたキャップ状のプランジャ２２とを有して構成されている。

【0017】

このブランジャ２２内には、プランジャ２２の内面との間で所定のオイルダンピングを発生する隙間２３を有してチェックバルブ２４が設けられており、該チェックバルブ２４は、プランジャ２２の基端部側から先端部側へのオイルの流れのみ許容するように設けられている。

【0018】

すなわち、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３１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の他端部側（プランジャ２２の基端部側）から一端部側（プランジャ２２の先端部側）への流れのみ許容する逆止弁となっている。

【0019】

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。

【0020】

更に、ハウジング２１のシリンダ２１ａ内には、プランジャ２２をスライド自在に外装し、基端側の一端面２６ａがハウジング２１と当接されて先端側の他端面２６ｂがチェックバルブ２４のバルブ本体３１と当接された円筒形状のスリーブ２６が設けられている。また、ハウジング２１には、プランジャ２２のハウジング２１からの突没長さを所定範囲内に規制するラチェット機構２７が設けられている。

【0021】

スリーブ２６は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、円筒形状で、チェックバルブ２４のバルブ本体３１と当接される側の他端面２６ｂに、スリーブ２６の外側と内側とを連通する複数（本実施の形態では４つ）の溝部２６ｃが設けられている。

【0022】

次に、上述の油圧チェーンテンショナ９を適用した本実施の第１形態の作用について説明する。
エンジンが回転してオイルギャラリ１５からオイルが供給されると、供給されたオイルはスリーブ２６の内側を通過し、チェックバルブ２４を経てチェックバルブ２４の先端側のプランジャ２２内に送り込まれ、このチェックバルブ２４の先端側のプランジャ２２内はタイミングチェーン８の張力を受けて高圧室となる。尚、チェックバルブ２４の基端側のスリーブ２６内の圧力は、高圧室より低い低圧室となる。

【0023】

ここで、タイミングチェーン８の張力が小さくなってリターンスプリング２５の付勢力によりプランジャ２２が突出されると、プランジャ２２の突出により不足するオイルは、スリーブ２６の内側からチェックバルブ２４を経て供給され、高圧室の高圧状態が維持される。

【0024】

逆に、タイミングチェーン８の張力が大きくなってプランジャ２２が押し込まれると、高圧室内のオイルは、プランジャ２２の内面とチェックバルブ２４のバルブ本体３１との隙間２３を介してスリーブ２６の外側へ導かれる。溝部２６Ｃは、スリーブ２６とプランジャ２２との隙間よりも、流路面積が十分に大きく、かつ、流路長が十分に小さいことから、高圧室内からスリーブ２６の外側へと導かれたオイルは、スリーブ２６の溝部２６ｃを介して、再び、スリーブ２６内（低圧室側）へと導かれる。

【0025】

このように、プランジャ２２の突没が行われても、高圧室内のオイルは、スリーブ２６の溝部２６ｃを介して、スリーブ２６の内側へと導かれて循環されるので、オイルポンプから気泡の混合したオイルが供給されるようなことがあっても、循環されるオイルにより、気泡がチェックバルブ２４の先端側の高圧室内に導かれることが抑制される。こうして、高圧室の高圧状態が維持されることにより、タイミングチェーン８がチェーンテンショナレバー１０を介して適切に押圧され、タイミングチェーン８の張力が適切に維持されてばたつくことが有効に防止される。

【0026】

また、例えば、エンジンが長時間停止されると、油圧チェーンテンショナ９内のオイルは、図２に示すように、ハウジング２１とプランジャ２２の隙間から流出し、スリーブ２６内での油面高さは、略プランジャ２２の基端部２２ｂの縁部分の高さとなる。この状態においてエンジンが始動され、タイミングチェーン８の動きによりプランジャ２２の突没が行われると、高圧室のオイルは、プランジャ２２の内面とチェックバルブ２４のバルブ本体３１との隙間２３を介してスリーブ２６の外側へと導かれ、スリーブ２６の溝部２６ｃを介して、再び、スリーブ２６の内側（低圧室側）へと導かれ、また、高圧室側で不足するオイルは、チェックバルブ２４を介してスリーブ２６の内側（低圧室側）から供給される。こうして、高圧室の高圧状態が保たれるため、タイミングチェーン８の張力が適切に維持され、エンジン始動時のチェーンのばたつきを有効に防止することができる。更に、油圧チェーンテンショナ９の高圧室の高圧状態の維持は、高圧室と低圧室とのオイルの循環を利用して行われるのでオイルが消費されることがない。

【0027】

（発明の実施の第２形態）
図４〜図８は、本発明の実施の第２形態を示す。尚、本実施の第２形態は、前記第１形態の油圧チェーンテンショナ９を構成するスリーブの形状を変更した点（先端側の他端面の溝部に加え、基端側の一端面に該スリーブの外側と内側とを連通する連通溝を設けた点）のみが前記第１形態とは異なり、他の構成は前記第１形態と同一であるので、同じ構成には同一の符号を記し、説明は省略する。

【0028】

すなわち、本実施の第２形態における油圧チェーンテンショナ９では、図４に示すように、ハウジング２１のシリンダ２１ａ内に、プランジャ２２をスライド自在に外装した円筒形状のスリーブ４６が設けられている。

【0029】

スリーブ４６は、前記第１形態と同様、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、チェックバルブ２４のバルブ本体３１と当接される側の他端面４６ｂに、スリーブ４６の外側と内側とを連通する複数（本実施の形態では４つ）の溝部４６ｃが設けられている。

【0030】

また、この溝部４６ｃに加え、スリーブ４６には、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、ハウジング２１と当接される基端側の一端面４６ａにも、プランジャ２２の図５中、上方向のスライドによりスリーブ４６の外側に生じる高圧を逃がすための、上述の溝部４６ｃと同一形状で、スリーブ４６の外側と内側とを連通する複数（例えば４つ）の溝部（連通溝）４６ｄが設けられている。更に、このスリーブ４６の溝部（連通溝）４６ｄは、エンジン停止時にシリンダ２１ａ内でオイル面の低下が生じたときに該溝部（連通溝）４６ｄを介してプランジャ２２の基端部２２ｂ側にも空気を送り込み、スリーブ４６の外側とプランジャ２２の内側の間のオイルと、プランジャ２２の外側とシリンダ２１ａの内側のオイルとの液密状態を解消するようになっている。

【0031】

次に、上述の油圧チェーンテンショナ９を適用した本実施の第２形態の作用について説明する。
エンジンが回転してオイルギャラリ１５からオイルが供給されると、供給されたオイルはスリーブ４６の内側を通過し、チェックバルブ２４を経てチェックバルブ２４の先端側のプランジャ２２内に送り込まれ、このチェックバルブ２４の先端側のプランジャ２２内はタイミングチェーン８の張力を受けて高圧室となる。尚、チェックバルブ２４の基端側のスリーブ４６内の圧力は、高圧室より低い低圧室となる。

【0032】

ここで、タイミングチェーン８の動きによりプランジャ２２が突出されると、プランジャの突出により不足するオイルは、スリーブ４６の内側からチェックバルブ２４を経て供給され、高圧室の高圧状態が維持される。

【0033】

逆に、タイミングチェーン８の動きによりプランジャ２２が押し込まれると、高圧室内のオイルは、プランジャ２２の内面とチェックバルブ２４のバルブ本体３１との隙間２３を介してスリーブ４６の外側へと導かれ、スリーブ４６の溝部４６ｃ、及び、溝部（連通溝）４６ｄを介して、再び、スリーブ４６の内側へと導かれる。

【0034】

このように、プランジャ２２の突没が行われても、高圧室内のオイルは、スリーブ４６の溝部４６ｃ、及び、溝部（連通溝）４６ｄを介して、スリーブ４６の内側へと導かれて循環されるので、オイルポンプから気泡の混合したオイルが供給されるようなことがあっても、循環されるオイルにより、気泡がチェックバルブ２４の先端側の高圧室内に導かれることが抑制される。こうして、高圧室の高圧状態が維持されることにより、タイミングチェーン８がチェーンテンショナレバー１０を介して適切に押圧され、タイミングチェーン８の張力が適切に維持されてばたつくことが有効に防止される。

【0035】

そして、エンジンが停止されると、エンジン停止直後では、図６に示すように、油圧チェーンテンショナ９のシリンダ２１ａ内にはオイルが満たされた状態となっている。

【0036】

その後、図７に示すように、油圧チェーンテンショナ９のシリンダ２１ａ内のオイルは、プランジャ２２とシリンダ２１ａとの間から僅かずつ外部に流出し、シリンダ２１ａ内のオイル液面Ｆｏは僅かずつ低下していく。この際、スリーブ４６の外側にもスリーブ４６の溝部（連通溝）４６ｄを介して、空気が入り込むため、スリーブ４６の外側のオイル液面も同時に低下していく。

【0037】

そして、エンジンが長時間停止されると、図８に示すように、スリーブ４６内でオイル液面Ｆｏの高さは、略プランジャ２２の基端部２２ｂの縁部分の最低高さとなる。この際、プランジャ２２とスリーブ４６との間のオイル液面の高さは、オイルの表面張力等の特性を無視するものとしてオイル液面Ｆｏと略同様となる。尚、プランジャ２２外側のオイルは、スリーブ４６の溝部（連通溝）４６ｄを介して空気が入り込むことにより流出される。

【0041】

すなわち、スリーブ４６が、本実施の第２形態のように先端側の他端面の溝部４６ｃと基端側の一端面の溝部（連通溝）４６ｄとが設けられていない場合、例えば、先端側の他端面の溝部４６ｃのみが設けられたものであった場合は、エンジンが停止された際に、スリーブ４６内のオイルとスリーブ４６の外側のオイルとプランジャ２２の外側のオイルとが液密に連通した状態が維持されてしまう虞がある。すると、サイフォンの原理により、プランジャ２２の外側のオイルが流出されると、引き続き、スリーブ４６の外側のオイルがプランジャ２２の外側を経て流出され、更に、スリーブ４６内のオイルがスリーブ４６の外側、プランジャ２２の外側を経て流出されてしまい、図８中の破線（液面Ｆoa）で示すように、スリーブ４６内のオイルまでも流出されてしまう虞がある。本実施の第２形態では、このようなスリーブ４６内のオイルのサイフォンの原理による流出を確実に防止するために、スリーブ４６の先端側の他端面の溝部４６ｃと基端側の一端面の溝部（連通溝）４６ｄとを設け、スリーブ４６の基端側の一端面の溝部（連通溝）４６ｄから空気が侵入できるように構成することで、プランジャ２２の外側のオイルと、スリーブ４６の外側のオイルとの液密を遮断できるようにして、エンジンが停止してもスリーブ４６内のオイルの適切なオイル量を維持するようにするものである。

【0042】

また、本実施の第２形態では、スリーブ４６の先端側の他端面の溝部４６ｃと基端側の一端面の溝部（連通溝）４６ｄとを同一形状に形成したため、スリーブ４６の組み付けにおいて方向性を気にすることなく組み付けることが可能で組み付け性を向上することができる。

【符号の説明】

【0043】

１ カムチェーン室内
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 カムスプロケット
７Ｌ カムスプロケット
８ タイミングチェーン
９ 油圧式チェーンテンショナ
１０ チェーンテンショナレバー
１０ｃ プランジャ当接部
１５ オイルギャラリ
２１ ハウジング
２１ａ シリンダ
２２ プランジャ
２２ａ 先端部
２２ｂ 基端部
２３ 隙間
２４ チェックバルブ
２５ リターンスプリング
２６ スリーブ
２６ａ 一端面
２６ｂ 他端面
２６ｃ 溝部
２６ｄ 溝部（連通溝）
２７ ラチェット機構
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
４６ スリーブ
４６ａ 一端面
４６ｂ 他端面
４６ｃ 溝部
４６ｄ 溝部（連通溝）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】