JP6298350B2 - オイルジェットアームおよび当該オイルジェットアームを用いたチェーンスパンの潤滑方法、ならびにチェーンテンショニング装置および当該チェーンテンショニング装置を用いたチェーンスパンの潤滑方法 - Google Patents

オイルジェットアームおよび当該オイルジェットアームを用いたチェーンスパンの潤滑方法、ならびにチェーンテンショニング装置および当該チェーンテンショニング装置を用いたチェーンスパンの潤滑方法 Download PDF

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Description

本発明は、チェーンの弛み側スパンに緊張力を作用させつつチェーンの張り側スパンに潤滑用オイルを直接供給するためのオイルジェットアームに関する。
一般に、自動車エンジンのタイミングチェーンにおいては、チェーンの張り側スパンとクランクシャフトスプロケットとの噛合い始めの個所でチェーン摩耗が進行する傾向がある。そこで、従来より、チェーンの張り側スパンに潤滑用オイルを供給する装置が提案されている。
例えば特開２００４−１１６５１０号公報に示す装置は、同公報の明細書の段落［０００２］および図１に記載されているように、シリンダブロックの前面から前方に突出する突出部１６を有しており、内部のメインオイルギャラリから供給されたオイルを突出部１６に導入するとともに、導入されたオイルを突出部１６先端の噴射孔１８からタイミングチェーン１０およびクランクシャフトスプロケット１２間の噛合個所に噴射している。
しかしながら、上記公報に記載された装置においては、以下のような欠点がある。
(i) シリンダブロック前面に突出部１６を設けなければならないことに加えて、突出部１６の先端にオイル噴出用の噴射孔１８を形成するための穴加工を行う必要があるため、コスト高になる。また、突出部の先端に雌ネジ加工を施して、ネジ孔にオイル噴出用のノズルを別途設けるようにしたものもあり、この場合には、下穴加工に加えて雌ネジ加工が必要になるばかりでなく、部品点数が増え、組立工程も増えることになるため、さらにコスト高になる。
(ii) 突出部１６がタイミングチェーン１０の弛み側スパン（テンショナアーム配設側スパン）と張り側スパン（ガイドアーム配設側スパン）の間の領域に突出するとともに、突出部１６の位置が、タイミングチェーン１０の弛み側スパンおよび張り側スパン間の間隔の最も狭い個所であるため、弛み側スパンの最大弛み量を考慮してチェーンのレイアウト設計を行う必要があり、レイアウト設計の自由度が阻害される。そして、チェーンの弛み側スパンの最大弛み量が十分に考慮されていなければ、運転時に弛み側スパンが突出部１６に衝突してチェーンが破損するおそれがある。
(iii)オイルポンプからのオイルを油圧テンショナに供給するだけでなく、突出部１６にも供給しなければならないため、オイルポンプが大形化する。
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、チェーンレイアウトの自由度を損なうことなく、コストを低減させ、またオイルポンプの小型化を可能にすることにある。
上記課題を解決するため、本発明は、チェーンの弛み側スパンに緊張力を作用させつつチェーンの張り側スパンに潤滑用オイルを直接供給するためのオイルジェットアームであって、枢支側部と、枢支側部の回りに回動自在に設けられ、油圧テンショナのピストンからの押付力が作用する先端側部とを備えるとともに、ピストンまたは枢支側部から導入されるオイルをチェーンの張り側スパンに向かって噴出させるためのオイル噴出孔を有している（請求項１参照）。
本発明によれば、テンショナアームとして機能するオイルジェットアームにオイル噴出孔を設け、油圧テンショナのピストンまたは枢支側部から導入されるオイルを当該オイル噴出孔からチェーン張り側スパンに向かって噴出させることで、チェーンの張り側スパンに潤滑用オイルが直接供給される。
この場合には、チェーンの張り側スパンに向かってオイルを噴出させるために、シリンダブロック側に別個の部材を設けたり、当該部材に孔加工や雌ネジ加工を行ったりする必要がなくなるので、コストを低減できる。さらに、別個の部材をチェーンの弛み側スパンおよび張り側スパン間の領域に突出配置する必要もないため、チェーンのレイアウト設計の自由度が阻害されることもない。また、油圧テンショナのピストンからオイルを導入する場合には、オイルポンプから油圧テンショナに供給されるオイルを利用するだけなので、オイルポンプの小型化が可能になる。
本発明では、オイル噴出孔から噴出するオイルが、チェーンの張り側スパンにおいてスプロケットとの噛合始め側部分に供給されている（請求項２参照）。この噛合始め側部分は、チェーンおよびスプロケットの摩耗・劣化が最も進行しやすい個所であるため、当該部分にオイルを供給することで、チェーンおよびスプロケットの摩耗・劣化の進行を効率よく防止できる。
本発明では、オイル噴出孔がオイルジェットアームの先端側部または枢支側部に設けられている（請求項３参照）。この場合には、油圧テンショナのピストンまたは枢支側部から導入されたオイルは、オイルジェットアームの先端側部または枢支側部のオイル噴出孔からチェーンの張り側スパンに供給される。
本発明では、オイル噴出孔がオイルジェットアームの枢支側部に設けられるとともに、オイルジェットアームには、ピストンからオイルジェットアームの先端側部に導入されたオイルを枢支側部に給送するための油路が形成されている（請求項４参照）。この場合には、油圧テンショナのピストンから導入されたオイルは、オイルジェットアームの先端側部から油路を通って枢支側部に給送され、枢支側部のオイル噴出孔からチェーンの張り側スパンに供給される。
本発明に係るチェーンスパンの潤滑方法は、請求項１記載のオイルジェットアームを用いた潤滑方法であって（請求項５参照）、油圧テンショナのピストンまたはオイルジェットアームの枢支側部から導入されたオイルをオイルジェットアームのオイル噴出孔から外部に噴出させてチェーンの張り側スパンに供給することで、チェーンスパンが潤滑される。
本発明に係るチェーンテンショニング装置は、チェーンの弛み側スパンに配置されるテンショナアームと、記テンショナアームに押付力を作用させるためのピストンを有する油圧テンショナとを備えている。油圧テンショナのピストンの先端には、油圧テンショナに供給されるオイルを外部に排出するためのオイル排出孔が形成されている。テンショナアームには、ピストンのオイル排出孔から排出されたオイルをチェーンの張り側スパンに向かって噴出させるためのオイル噴出孔が形成されている（請求項６参照）。
本発明によれば、テンショナアームにオイル噴出孔を設け、油圧テンショナのピストン先端のオイル排出孔から排出されるオイルを当該オイル噴出孔からチェーン張り側スパンに向かって噴出させることで、チェーンの張り側スパンに潤滑用オイルが供給される。
この場合には、チェーンの張り側スパンに向かってオイルを噴出させるために、シリンダブロック側に別個の部材を設けたり、当該部材に孔加工や雌ネジ加工を行ったりする必要がなくなるので、コストを低減できる。また、別個の部材をチェーンの弛み側スパンおよび張り側スパン間の領域に突出配置する必要もないため、チェーンのレイアウト設計の自由度が阻害されることもない。さらに、オイル噴出に際し、オイルポンプから油圧テンショナに供給されるオイルを利用するだけなので、オイルポンプの小型化が可能になる。
本発明では、オイル噴出孔から噴出されるオイルが、チェーンの張り側スパンにおいてスプロケットとの噛合始め側部分に供給されている（請求項７参照）。この噛合始め側部分は、チェーンおよびスプロケットの摩耗・劣化が最も進行しやすい個所であるため、当該部分にオイルを供給することで、チェーンおよびスプロケットの摩耗・劣化の進行を効率よく防止できる。
本発明では、テンショナアームが、枢支側部と、枢支側部の回りを回動自在な先端側部とを有しており、オイル噴出孔が先端側部に設けられている（請求項８参照）。この場合には、油圧テンショナのピストンから導入されたオイルは、テンショナアームの先端側部のオイル噴出孔からチェーンの張り側スパンに供給される。
本発明では、テンショナアームが、枢支側部と、枢支側部の回りを回動自在な先端側部とを有しており、オイル噴出孔が枢支側部に設けられるとともに、ピストンのオイル排出孔から先端側部に導入されたオイルを枢支側部に給送するための油路が形成されている（請求項９参照）。この場合には、油圧テンショナのピストンから導入されたオイルは、テンショナアームの先端側部から油路を通って枢支側部に給送され、枢支側部のオイル噴出孔からチェーンの張り側スパンに供給される。
本発明に係るチェーンスパンの潤滑方法は、請求項６記載のチェーンテンショニング装置を用いた潤滑方法であって（請求項１０参照）、油圧テンショナのピストン先端のオイル排出孔から排出されたオイルをテンショナアームのオイル噴出孔から外部に噴出させてチェーンの張り側スパンに供給することで、チェーンスパンが潤滑される。
以上のように、本発明によれば、オイルジェットアーム（テンショナアーム）にオイル噴出孔を設け、油圧テンショナのピストンまたはオイルジェットアームの枢支側部から導入されるオイルを当該オイル噴出孔からチェーン張り側スパンに向かって噴出させることで、チェーンの張り側スパンに潤滑用オイルが直接供給される。この場合には、チェーンの張り側スパンに向かってオイルを噴出させるために、シリンダブロック側に別個の部材を設けたり、当該部材に孔加工や雌ネジ加工を行ったりする必要がなくなるので、コストを低減できる。また、別個の部材をチェーンの弛み側スパンおよび張り側スパン間の領域に突出配置する必要もないため、チェーンのレイアウト設計の自由度が阻害されることもない。さらに、油圧テンショナのピストンからオイルを導入する場合には、オイルポンプから油圧テンショナに供給されるオイルを利用するだけなので、オイルポンプの小型化が可能になる。
本発明の第１の実施例によるオイルジェットアームを備えたタイミングチェーンシステムの概略構成図である。 前記オイルジェットアーム（図１）の平面概略図である。 前記オイルジェットアーム（図１）の正面概略図である。 前記オイルジェットアーム（図１）の底面概略図である。 前記オイルジェットアーム（図１）のアーム本体の平面概略図である。 前記オイルジェットアーム（図１）のアーム本体の正面概略図である。 図６のVII-VII線断面図である。 本発明の第２の実施例によるオイルジェットアームを備えたタイミングチェーンシステムの概略構成図である。 前記オイルジェットアーム（図８）のアーム本体の正面側の斜視図である。 前記オイルジェットアーム（図８）のアーム本体の背面側の斜視図である。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
＜第１の実施例＞
図１ないし図７は、本発明の第１の実施例によるオイルジェットアームを説明するための図である。
本実施例によるオイルジェットアームが適用されるエンジンタイミングシステム（チェーンテンショニング装置）は、図１に示すように、クランクスプロケット１００およびカムスプロケット１０１、１０２の回りに巻き掛けられるタイミングチェーンＣを有している。同図中、円弧状の矢印はチェーンＣの回転方向を示している。チェーンＣの弛み側スパンには、チェーンＣの弛みを除去しつつチェーンＣに適切な緊張力を作用させるためのオイルジェットアーム１が配設されており、張り側スパンには、チェーンＣの走行をガイドするためのチェーンガイド５０が配設されている。
オイルジェットアーム１は、アーム本体２と、これに着脱自在に装着されるシュー３とを有しており（図２ないし図４参照）、同様に、チェーンガイド５０は、ガイド本体５１と、これに着脱自在に装着されるシュー５２とを有している。アーム本体２およびガイド本体５１は、例えば金属製の部材から構成されており、シュー３、５２は、例えば樹脂製の部材から構成されている。また、アーム本体２は、エンジンのシリンダブロック側に枢支部材２５を介して枢支される枢支側部２Ａと、枢支側部２Ａの回りを回動自在に設けられた先端側部２Ｂとを有している。ガイド本体５１は、固定部材５３、５４を介してシリンダブロック側に固定されている。
アーム本体２の先端側部２Ｂには、油圧テンショナ４が設けられている。油圧テンショナ４は、ハウジング４０と、ハウジング４０内のピストン穴にスライド可能に設けられるとともに、アーム本体２の先端側部２Ｂに当接するピストン４１とを有している。運転時には、ハウジング４０内部のチャンバ４０ａにオイルポンプ（図示せず）からの油圧が供給されており、ピストン４１からの押付力がアーム本体２の先端側部２Ｂを介してチェーンＣの弛み側スパンに作用している。
ピストン４１には、チャンバ４０ａ内に供給されたオイルを外部に排出するための軸方向の孔（オイル排出孔）４１ａが貫通形成されている。オイル排出孔４１ａは、運転時に当該オイル排出孔４１ａからのオイル漏れを許容することで、チェーンＣに対するテンショナ剛性を調整するためのものである。
オイルジェットアーム１のシュー３は、図１ないし図３に示すように、走行中のチェーンＣが摺動するチェーン摺動面３０を有している、チェーン摺動面３０の両側部には、走行中のチェーンＣを両側方からガイドする一対の立壁部３１が形成されている。
オイルジェットアーム１のアーム本体２は、図２ないし図６に示すように、枢支側部２Ａにボス孔２０を有し、先端側部２Ｂに凹部２１を有している。ボス孔２０には、枢支部材２５（図１）が挿入され、凹部２１には、油圧テンショナ４０のピストン４１（図１）の先端部分が収容されるようになっている。
アーム本体２の先端側部２Ｂ内には、凹部２１に連通する油路２ａが形成されている。また、先端側部２Ｂの一側面には、当該側面から張り出すとともに、アーム本体２のシュー装着面２Ｃの側に立ち上がる張出部２２が設けられている。油路２ａは、張出部２２の内部まで延設されており、張出部２２には、油路２ａと連通するオイル噴出孔２２ａが開口形成されている（図７参照）。図示した例では、張出部２２においてオイル噴出孔２２ａが開口する面２２ｂが、アーム本体２のシュー装着面２Ｃと略面一に形成されている。
次に、本実施例の作用効果について説明する。
運転時には、油圧テンショナ４内のチャンバ４０ａにオイルポンプ（図示せず）からの油圧が供給され、ピストン４１からの押付力がオイルジェットアーム１のアーム本体２の先端側部２Ｂに作用している（図１参照）。
また、このとき、オイルポンプからチャンバ４０ａ内に供給されたオイルの一部は、ピストン４１のオイル排出孔４１ａから排出されている。オイル排出孔４１ａから排出されたオイルは、アーム本体２内の油路２ａに導入され、油路２ａを通って張出部２２まで移動するとともに、張出部２２のオイル噴出孔２２ａから外部に噴出される（図１、図３および図７参照）。
オイル噴出孔２２ａから噴出されるオイルは、チェーンＣの張り側スパンにおいてスプロケット１００との噛合始め側部分Ｅに供給される（図１参照）。これにより、チェーンＣの噛合始め側部分Ｅに潤滑油を供給でき、チェーンＣの張り側スパンおよびスプロケット１００の摩耗および劣化を抑制できる。
このような本実施例においては、チェーンＣの張り側スパンにオイルを噴出するためにシリンダブロック側に別個の部材を設けたり、当該部材に孔加工や雌ネジ加工を行ったりする必要がないので、コストを低減できる。また、別個の部材をチェーンの弛み側スパンおよび張り側スパン間の領域に突出配置する必要もないため、チェーンのレイアウト設計の自由度が阻害されることもない。さらに、オイル噴出に際し、オイルポンプから油圧テンショナ４に供給されるオイルを利用するだけなので、オイルポンプの小型化が可能になる。
＜第２の実施例＞
図８ないし図１０は、本発明の第２の実施例によるオイルジェットアームを説明するための図である。これらの図において、前記第１の実施例と同一符号は、同一または相当部分を示している。
この第２の実施例では、オイルジェットアーム１の配置が前記実施例に示すものとは上下逆になっている（図８参照）。すなわち、オイルジェットアーム１の枢支側部２Ａが下方（つまりクランクスプロケット１００側）に配置され、先端側部２Ｂが上方（つまりカムスプロケット１０１側）に配置されている。
また、オイルジェットアーム１のアーム本体２およびシュー３の構成が前記実施例に示すものとは異なっている。図９および図１０に示すように、アーム本体２の枢支側部２Ａにおいてシュー装着面２Ｃには、オイル噴出孔２ｃが形成されている。オイル噴出孔２ｃは、アーム本体２の内部を通ってボス孔２０の内周面まで貫通している。
アーム本体２のボス孔２０に挿入される枢支部材２５は、頭部２５Ａと、その軸部先端側に形成されかつシリンダブロック側にネジ止め固定されるネジ部２５Ｂと、頭部２５Ａおよびネジ部２５Ｂ間に配置された小径部２５Ｃとを有している。枢支部材２５の軸部には、軸方向に延びる盲穴２５ｂが形成されており、小径部２５Ｃには、盲穴２５ｂに連通する半径方向の孔２５ｃが貫通形成されている。また、図示していないが、盲穴２５ｂには、オイルポンプからのオイルが供給されるようになっている。
シュー３においてアーム本体２のオイル噴出孔２ｃと対向する位置には、当該シュー３を厚み方向に貫通するオイル噴出孔３ａが形成されている（図８参照）。
運転時には、前記第１の実施例と同様に、油圧テンショナ４内のチャンバにオイルポンプからの油圧が供給され、ピストン４１からの押付力がオイルジェットアーム１のアーム本体２の先端側部２Ｂに作用している（図８参照）。
このとき、オイルポンプからチャンバ内に供給されたオイルの一部は、ピストン４１のオイル排出孔から排出されているが、この第２の実施例では、ピストン４１からの排出オイルは、チェーンＣの張り側スパンの潤滑に利用されることなく、下方に排出されてオイルパンに貯留される。
一方、オイルポンプから枢支部材２５の盲穴２５ｂに供給されたオイルは、小径部２５Ｃの半径方向の孔２５ｃを通り、小径部２５Ｃおよびボス孔２０間の環状の間隙に流入するとともに、アーム本体２のオイル噴出孔２ｃを通って、シュー３のオイル噴出孔３ａから外部に噴出される（図８〜図１０参照）。
オイル噴出孔３ａから噴出されるオイルは、チェーンＣの張り側スパンにおいてスプロケット１００との噛合始め側部分Ｅに供給される（図８参照）。これにより、チェーンＣの噛合始め側部分Ｅに潤滑油を供給でき、チェーンＣの張り側スパンおよびスプロケット１００の摩耗および劣化を抑制できる。
このような第２の実施例によれば、チェーンＣの張り側スパンへのオイル噴出のために、シリンダブロック側に別個の部材を設けたり、当該部材に孔加工や雌ネジ加工を行ったりする必要がないので、コストを低減できる。また、別個の部材をチェーンの弛み側スパンおよび張り側スパン間の領域に突出配置する必要もないため、チェーンのレイアウト設計の自由度が阻害されることもない。
以上、本発明に好適な実施例について説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、本発明には種々の変形例が含まれる。以下に変形例のいくつかの例を挙げておく。
＜第１の変形例＞
前記第１、第２の実施例では、オイルジェットアーム１が、金属製のアーム本体２と、これに着脱自在に装着されるシュー３から構成された例を示したが、本発明によるオイルジェットアームは、樹脂製のアーム本体から構成されていてもよい。この場合、別部材としてのシューを設ける必要がなく、アーム本体の一部がチェーン摺動面を構成することになるが、樹脂製のアーム本体を補強する観点から、アーム本体の内部に金属製プレート等の補強部材が設けられているのが好ましい。
＜第２の変形例＞
前記第１の実施例では、アーム本体２の側面に張出部２２を設け、当該張出部２２にオイル噴出孔２２ａを形成した例を示したが、オイル噴出孔２２ａを形成する個所は張出部２２には限定されない。
たとえば、アーム本体２の側面に張出部２２よりも薄肉の隆起部を設け、当該隆起部をシュー３の立壁部３１に沿って立ち上げて当該立ち上げ部の内側面にオイル溝を形成するとともに、シュー３の立壁部３１の外側面において隆起部の立ち上げ部のオイル溝に対応する位置にオイル溝を形成するようにしてもよい。この場合には、隆起部の立ち上げ部の内側面に形成されたオイル溝とシュー３の立壁部３１の外側面に形成されたオイル溝とにより、オイル噴出孔が構成されることになる。
あるいは、シュー３の立壁部３１を厚肉にして、当該厚肉部分にオイル噴出孔およびこれに通じる油路を形成するとともに、この油路に連通する油路をアーム本体２の内部に形成するようにしてもよい。
＜第３の変形例＞
前記第２の実施例では、枢支部材２５からオイルジェットアーム１の枢支側部２Ａにオイルを導入するようにした例を示したが、枢支側部２Ａに導入するオイルは、油圧テンショナ４０のピストン４１から供給するようにしてもよい。この場合、アーム本体２の内部には、ピストン４１先端の孔４１ａと連通しかつアーム本体２のオイル噴出孔２ｃと連通するアーム長手方向の油路が形成されており、油圧テンショナ４０から供給されたオイルは、当該油路を通ってアーム本体２の枢支側部２Ａに給送され、オイル噴出孔２ｃから外部に噴出されることになる。
＜他の適用例＞
前記第１、第２の実施例では、本発明がエンジンのタイミングシステムに適用された例を示したが、本発明は、その他のチェーンテンショニング装置（例えばエンジンの補機駆動用チェーン等）にも同様に適用可能である。
本発明は、テンショナアームに有用であり、とくに、チェーンレイアウトの自由度を損なうことなく、コストの低減、さらにはオイルポンプの小型化を要求されるものに適している。
１： オイルジェットアーム（テンショナアーム）
２： アーム本体
２２ａ、２ｃ： オイル噴出孔
２Ａ： 枢支側部
２Ｂ： 先端側部


４： 油圧テンショナ
４１： ピストン
４１ａ： 孔（オイル排出孔）

１００： スプロケット

Ｃ： タイミングチェーン（チェーン）
Ｅ： 噛合始め側部分
特開２００４−１１６５１０号公報（段落［０００２］および図１参照）

Claims (10)

  1. チェーンの弛み側スパンに緊張力を作用させつつチェーンの張り側スパンに潤滑用オイルを直接供給するためのオイルジェットアームであって、
    枢支側部と、前記枢支側部の回りに回動自在に設けられ、油圧テンショナのピストンからの押付力が作用する先端側部とを備えるとともに、
    前記ピストンまたは前記枢支側部から導入されるオイルをチェーンの前記張り側スパンに向かって噴出させるためのオイル噴出孔を有している、
    ことを特徴とするオイルジェットアーム。
  2. 請求項１において、
    前記オイル噴出孔から噴出されるオイルが、チェーンの張り側スパンにおいてスプロケットとの噛合始め側部分に供給されている、
    ことを特徴とするオイルジェットアーム。
  3. 請求項１において、
    前記オイル噴出孔が前記先端側部または前記枢支側部に設けられている、
    ことを特徴とするオイルジェットアーム。
  4. 請求項１において、
    前記オイル噴出孔が前記枢支側部に設けられるとともに、前記ピストンから前記先端側部に導入されたオイルを前記枢支側部に給送するための油路が形成されている、
    ことを特徴とするオイルジェットアーム。
  5. 請求項１記載のオイルジェットアームを用いたチェーンスパンの潤滑方法。
  6. チェーンテンショニング装置であって、
    チェーンの弛み側スパンに配置されるテンショナアームと、
    前記テンショナアームに押付力を作用させるためのピストンを有する油圧テンショナとを備え、
    前記油圧テンショナの前記ピストンの先端には、当該油圧テンショナに供給されるオイルを外部に排出するためのオイル排出孔が形成されており、
    前記テンショナアームには、前記ピストンの前記オイル排出孔から排出されたオイルをチェーンの張り側スパンに向かって噴出させるためのオイル噴出孔が形成されている、
    ことを特徴とするチェーンテンショニング装置。
  7. 請求項６において、
    前記オイル噴出孔から噴出されるオイルが、チェーンの張り側スパンにおいてスプロケットとの噛合始め側部分に供給されている、
    ことを特徴とするチェーンテンショニング装置。
  8. 請求項６において、
    前記テンショナアームが、枢支側部と、前記枢支側部の回りを回動自在な先端側部とを有しており、前記オイル噴出孔が前記先端側部に設けられている、
    ことを特徴とするチェーンテンショニング装置。
  9. 請求項６において、
    前記テンショナアームが、枢支側部と、前記枢支側部の回りを回動自在な先端側部とを有しており、前記オイル噴出孔が前記枢支側部に設けられるとともに、前記ピストンの前記オイル排出孔から前記先端側部に導入されたオイルを前記枢支側部に給送するための油路が形成されている、
    ことを特徴とするチェーンテンショニング装置。
  10. 請求項６記載のチェーンテンショニング装置を用いたチェーンスパンの潤滑方法。
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