JP2005249096A - 液圧テンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】 ポール付勢手段の構造を簡略化し、取付けを簡単に行えるようにする。
【解決手段】 ハウジング２のピストン穴２ａにスライド自在に挿入され、ピストン穴２ａとの間で流体チャンバ３０を形成するとともに、ラック歯３ｂが外周の一部に形成されたピストン３と、ピストン３を突出方向に付勢するピストンスプリング４と、ピストン穴２ａと直交する方向にハウジング２に貫通形成されたポール穴２ｂに収容され、ピストン３のラック歯３ｂと係合する歯部５ａを有するポール部材５と、ポール部材５の歯部５ａがラック歯３ｂと係合する側にポール部材５を加圧するゴム製の加圧ブロック６とを設ける。ポール付勢手段として、ポールスプリングの代わりにゴム製の加圧ブロックを用いたことにより、ポール付勢手段自体の構造を簡略化できるとともに、その取付けもポール孔に単に挿入するだけでよいので、取付けを簡単に行えるようになる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、チェーンやベルトに適正な緊張力を作用させるための液圧テンショナに関し、詳細には、液圧低下時などにおいてピストンの縮退を防止するためのラチェット機構を備えたものに関する。

液圧テンショナは、一般に、ハウジングと、ハウジングに形成された穴にスライド自在に挿入され、スプリングにより突出方向に付勢されたピストンと、ハウジングの穴内で限定された流体チャンバとから主として構成されている。テンショナの運転中には、チェーンまたはベルトからピストン先端に作用する押付力が、スプリングによる弾性反発力およびチャンバ内の液圧による抗力と釣り合っている。

ところで、とくに自動車用のタイミングシステムに適用される液圧テンショナにおいては、エンジンの始動時などのように、チャンバ内に十分な液圧が作用していない状況下では、チェーンからピストン先端に押付力が作用したとき、ピストンがハウジング内に容易に押し込まれてピストンが縮退し、その結果、ノイズや振動が発生することがある。

そこで、このようなピストンの縮退を防止するために、例えば、欧州特許出願公開第００１０６３２５号明細書の図４４および図４５に示すようなラチェット機構を備えた液圧テンショナが提案されている。

このラチェット機構は、ピストンの外周に形成されたラック歯と、ハウジングに形成されたポール穴に設けられ、ピストン外周のラック歯と係合し得る歯を有する歯付パッド状のポール部材と、ポール部材をラック歯との係合方向に付勢するための板ばね状のポールスプリングとから構成されている。

この場合、ポール部材の歯がピストンのラック歯と係合した状態で、ピストンが突出方向に移動する際には、ピストンのラック歯がポール部材の歯を乗り越えて移動することにより、ピストンの突出方向の移動は許容されるが、ピストンが後退方向に移動する際には、ピストンのラック歯がポール部材の歯と係合した状態が維持されることにより、ピストンの後退方向の移動が規制されている。

しかしながら、前記従来のラチェット機構においては、ポール部材に所定のばね力を付与するためにポール付勢手段としてのポールスプリングを板ばね状の所定の形状に正確に成形する必要があり、またポールスプリングの取付けの際には、ポールスプリングをハウジングの所定位置に正確に取り付ける必要がある。
欧州特許出願公開第００１０６３２５号明細書（図４４および図４５参照）

本発明が解決しようとする課題は、ポール付勢手段の構造を簡略化して、その取付けを簡単に行えるようにすることにある。

請求項１の発明に係る液圧テンショナは、ハウジングのピストン穴にスライド自在に挿入され、ピストン穴との間で流体チャンバを形成するとともに、ラック歯が外周の少なくとも一部に形成されたピストンと、ピストン穴に設けられ、ピストンを突出方向に付勢するピストンスプリングと、ピストン穴と直交しつつピストン穴に連通するようにハウジングに貫通形成されたポール穴と、ポール穴に設けられ、ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を阻止するようにピストンのラック歯と係合する歯部を有するポール部材と、ポール部材の歯部がラック歯と係合する側にポール部材を加圧するゴム製、エラストマー製または発泡樹脂製の加圧ブロックとを備えている。

請求項１の発明においては、加圧ブロックによる押付力が常時ポール部材に作用した状態で、テンショナの運転が行われる。この場合には、ポール部材の歯部がピストンのラック歯と係合する側にポール部材を付勢するポール付勢手段として、ポールスプリングの代わりに加圧ブロックが設けられており、これにより、ポール付勢手段自体の構造を簡略化できる。また、加圧ブロックをハウジングに取り付ける際には、加圧ブロックをポール穴内に単に挿入するだけでよいので、取付けを簡単に行えるようになる。

請求項２の発明では、加圧ブロックの長さがポール穴の長さよりも長くなっている。この場合、ポール穴に挿入された加圧ブロックは、ポール穴の内部では収縮変形するとともに、ポール穴の外部では元の大きさに戻っており、これにより、加圧ブロックの両端には、ポール穴の開孔縁部の外側にはみ出す鍔状部が形成される。この鍔状部により、加圧ブロックのポール穴からの抜け落ちを防止できる。

請求項３の発明では、加圧ブロックの両端に鍔状に張り出す鍔状部が設けられている。この場合には、請求項２の発明と異なり、加圧ブロックの両端に予め鍔状部を設けている。このような鍔状部があっても、加圧ブロック（および鍔状部）が収縮変形し得るので、加圧ブロックのポール穴への挿入を容易に行える。ポール穴への挿入後は、加圧ブロック両端の鍔状部がポール穴の開孔縁部の外側に配置されることにより、加圧ブロックのポール穴からの抜け落ちを防止できる。

請求項４の発明では、加圧ブロックに対するポール部材の相対移動を許容するプレートが、ポール部材と加圧ブロックの間に設けられている。この場合には、ポール部材の移動時に、ポール部材がプレートを介して加圧ブロックの加圧面上を摺動するので、ポール部材の移動をスムーズに行えるようになる。

本発明によれば、ポール付勢手段として、ポールスプリングの代わりに加圧ブロックが設けられるので、ポール付勢手段自体の構造を簡略化できるとともに、その取付けもポール孔に単に挿入するだけでよいので、簡単に取り付けることができる。

以下、本発明の実施態様を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施態様による液圧テンショナの全体斜視図、図２は図１の液圧テンショナの縦断面図、図３は図２のIII-III断面図である。なお、図３では、ピストンおよびその内部の構成要素を省略したものが示されている。

図１ないし図３に示すように、液圧テンショナ１は、軸方向に延びかつ一端が開口するピストン穴２ａが形成されたハウジング２と、ハウジング２のピストン穴２ａ内に軸方向（図２左右方向）スライド自在に挿入された中空のピストン３と、ハウジング２のピストン穴２ａ内に配設され、ピストン３をピストン穴２ａから突出する方向に付勢するピストンスプリング４とから主として構成されている。

ハウジング２は、液圧テンショナ１をたとえばエンジン内に取り付けるための取付ボルトが挿入されるボルト穴２０，２１を有している。ハウジング２内において、ピストン３に形成された内部空間３ａおよびピストン穴２ａの内壁面から流体チャンバ３０が形成されている。ハウジング２の底部には、外部の加圧流体源（図示せず）から流体チャンバ３０内に作動流体としてのエンジンオイルを導入するための導入孔１０が形成されている。

ハウジング２内のピストン穴２ａの底部には、チェックバルブ７が設けられている。チェックバルブ７は、導入孔１０から流体チャンバ３０への流体の流れを許容する一方、これとは逆方向への流体の流れを阻止するためのものである。ここでは、ボールチェックバルブが採用されている。

ピストン３の内部空間３ａにおいてピストン頭部側には、ベントディスク８が設けられている。ベントディスク８は、流体チャンバ３０内に混入したエアをテンショナ外部に排出するとともに、流体チャンバ３０からの流体の漏出量を制御するための部材であって、そのピストン頭部側の側面には、たとえば螺旋溝が形成されている。一方、ピストン頭部には、軸方向の貫通孔３１が形成されている。流体チャンバ３０内のエアは、これを含む流体とともに、ベントディスク８の螺旋溝を通って、貫通孔３１からテンショナ外部に排出される。また、ベントディスク８は軸部８ａを有している。ピストンスプリング４は、ベントディスク８の軸部８ａの回りに配設されており、その先端は、ベントディスク８をピストン頭部側に付勢している。

ピストン３の外周面の一部には、ラック歯３ｂが形成されている。一方、ハウジング２には、ピストン穴２ａと直交する方向にハウジング２を貫通するポール穴２ｂが形成されている。ポール穴２ｂはピストン穴２ａに連通している。ポール穴２ｂ内には、ポール部材５が配置されている。ポール部材５の下面には、ピストン３のラック歯３ｂと係合し得る歯部５ａが形成されている。

ハウジング２のポール穴２ｂ内には、ゴム製、エラストマー製または発泡樹脂製の加圧ブロック６が挿入されている。加圧ブロック６は、ポール部材５の歯部５ａがピストン３のラック歯３ｂと係合する側にポール部材５を加圧するための部材であって、ポール穴２ｂ内では、収縮変形した状態でポール部材５に圧接している。加圧ブロック６は、あらゆる方向に自由に収縮変形し得る部材なので、ポール穴２ｂの断面形状と必ずしも一致していなくてもよく、角柱状、円柱状、半円柱状などの任意の形状を採用し得る。

この場合には、ポール部材５を付勢するポール付勢手段として、ポールスプリングの代わりに加圧ブロック６が設けられており、これにより、ポール付勢手段自体の構造を簡略化できる。また、加圧ブロック６をハウジング２に取り付ける際には、加圧ブロック６をポール穴２ｂ内に単に挿入するだけでよいので、取付けを簡単に行えるようになる。

加圧ブロック６の長さは、ポール穴２ｂの長さよりも長い方が好ましい。この場合、ポール穴２ｂに挿入された加圧ブロック６は、ポール穴２ｂの内部では収縮変形するとともに、ポール穴２ｂの外部では元の大きさに戻っており、これにより、加圧ブロック６の両端には、ポール穴２ｂの開孔縁部の外側にはみ出す鍔状部６ａが形成される。この鍔状部６ａにより、加圧ブロック６のポール穴２ｂからの抜け落ちを防止できる。

このような鍔状部６ａは、加圧ブロック６の両端に予め形成しておくようにしてもよい。鍔状部６ａがあっても、加圧ブロック６（および鍔状部６ａ）が収縮変形し得るので、加圧ブロック６のポール穴２ｂへの挿入は容易に行える。ポール穴２ｂへの挿入後は、加圧ブロック両端の鍔状部６ａがポール穴２ｂの開孔縁部の外側に配置されることにより、加圧ブロック６のポール穴２ｂからの抜け落ちが防止される。

この実施例においては、加圧ブロック６に対するポール部材２ｂの相対移動を許容するプレート６０（図３参照）が、ポール部材５と加圧ブロック６の間に配置されている。これにより、ポール部材５の移動時に、ポール部材５がプレート６０を介して加圧ブロック６の加圧面上を摺動するので、ポール部材５の移動をスムーズに行えるようになる。

また、ハウジング２においてピストン穴２ａの開口部近傍には、幅方向の貫通孔２３が形成されており（図１参照）、ピストン３の頭部には、幅方向に延びる係止溝３ｅが形成されている（図２参照）。これらの貫通孔２３および係止溝３ｅは、テンショナの輸送時などにおいてピストン２を縮退状態で保持するためのものである。ピストン２を縮退状態にして貫通孔２３および係止溝３ｅを整列させた状態から、リテーニングピン（図示せず）を貫通孔２３および係止溝３ｅに挿入することにより、ピストン２が縮退状態に保持される。

ピストン３においてラック歯３ｂの最後端の歯部の後方には、ストッパ溝３ｄが形成されている。このストッパ溝３ｄは、ピストン３の突出方向の移動の際に、ポール部材５の歯部５ａと係合することにより、ピストン３のそれ以上の突出を防止するためのものであって、ピストン３の抜け止め機能を有している。

テンショナの運転時において、チェーンに弛みが生じたり、チェーン張力が減少したりした場合には、ピストンスプリング４のばね力により、ピストン３がハウジング２から突出する方向に移動する。すると、流体チャンバ３０内が負圧になることにより、チェックバルブ７が開き、導入孔１０からチェックバルブ７を通って流体チャンバ３０内にエンジンオイルが導入される。これにより、ピストンスプリング４のばね力および流体チャンバ３０内の液圧による合力がテンショナアームを介してチェーンに作用し、チェーンの張力が維持されることになる。

また、エンジン始動時などのように、流体チャンバ３０内に十分な液圧が作用していない状況下でチェーンからピストン先端３ｃに押付力が作用した場合には、ピストン外周のラック歯３ｂがポール部材５の歯部５ａと係合した状態を維持したまま、ピストン３がポール部材５とともに後退して、ポール部材５の後端面がハウジング２のポール穴２ｂの内壁面に当接することにより、ピストン５の後退方向の移動が停止する。

本発明の一実施態様による液圧テンショナの全体斜視図である。 液圧テンショナ（図１）の縦断面図である。 図２のIII-III線断面図である。

符号の説明

１： 液圧テンショナ

２： ハウジング
２ａ： ピストン穴
２ｂ： ポール穴

３： ピストン
３ｂ： ラック歯
３０： 流体チャンバ

４： ピストンスプリング

５： ポール部材
５ａ： 歯部

６： 加圧ブロック
６ａ： 鍔状部

６０： プレート

Claims (4)

1. チェーンに緊張力を作用させるための液圧テンショナであって、
   一端に開口するピストン穴が形成されたハウジングと、
   前記ピストン穴にスライド自在に挿入され、前記ピストン穴との間で流体チャンバを形成するとともに、ラック歯が外周の少なくとも一部に形成されたピストンと、
   前記ピストン穴に設けられ、前記ピストンを突出方向に付勢するピストンスプリングと、
   前記ハウジングを貫通して形成されるとともに、前記ピストン穴と直交しつつ前記ピストン穴に連通するポール穴と、
   前記ポール穴に設けられるとともに、前記ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を阻止するように前記ピストンの前記ラック歯と係合する歯部を有するポール部材と、
   前記ポール部材の前記歯部が前記ラック歯と係合する側に前記ポール部材を加圧するゴム製、エラストマー製または発泡樹脂製の加圧ブロックと、
   を備えた液圧テンショナ。
2. 請求項１において、
   前記加圧ブロックの長さが前記ポール穴の長さよりも長くなっている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
3. 請求項２において、
   前記加圧ブロックの両端には、鍔状に張り出す鍔状部が設けられている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
4. 請求項１において、
   前記ポール部材と前記加圧ブロックの間には、前記ポール部材の前記加圧ブロックに対する相対移動を許容するプレートが設けられている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。

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