JP2005273784A - 液圧テンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】 バックラッシュを有するポールラチェット機構付液圧テンショナにおいて、安定したばね力をポールに作用させる。
【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、ラック歯３ｂが外周に形成されたピストン３と、ピストン３の突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を規制するようにピストン３のラック歯３ｂと係合する歯部５ａを下面に有するポール５と、ポール５の前後方向移動を許容するクリアランスをポール５の前後端面との間に有し、ポール５を収容するポール穴２ｂと、ポール穴２ｂ上方のポールスプリング収容部２０に収容され、歯部５ｂがラック歯３ｂと係合する側にポール５を押圧するポールスプリング６とを設ける。ポールスプリング６は、アコーディオン状の板ばねであって、その最下端の平坦面６ａがポール５の上面に面接触している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ポールラチェット機構を備えた液圧テンショナに関する。

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ピストン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、ハウジング内でピストン穴およびピストン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、とくに自動車用のアプリケーションにおいてタイミングシステムや補機（オイルポンプ等）駆動システムに適用される液圧テンショナの場合、エンジン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、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、米国特許第5,304,099号明細書に示すようなポール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、ピストン外周に配設されたスリーブに形成されたラック歯と、ピストン穴と直交するポール穴に収容され、スリーブのラック歯と係合し得る尖端部を有するポールと、ポールをラック歯との係合方向に付勢するための付勢手段とから構成されている。

この場合、ポールの尖端部がスリーブのラック歯と係合した状態で、ピストンがスリーブとともに突出方向に移動する際には、スリーブのラック歯がポールの尖端部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、ピストンがスリーブとともに後退方向に移動する際には、スリーブのラック歯がポールの尖端部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、前記従来のポールラチェット機構においてはバックラッシュが設けられておらず、その一方で、バックラッシュを有するポールラチェット機構付液圧テンショナに対する要請がある。
米国特許第 5,304,099号明細書（図２参照）

本発明が解決しようとする課題は、バックラッシュを有するポールラチェット機構付液圧テンショナを提供するとともに、移動するポールに対して安定したばね力を作用させることができるようにすることにある。

本発明に係る液圧テンショナにおいては、ピストンのラック歯と係合する歯部を下面に有するポールがポール穴に収容されており、該ポール穴が、ポールの前後方向の移動を許容するクリアランスをポールの前後端面との間に有している。

このようなクリアランスを設けることにより、ポールがポール穴内を前後方向に移動でき、これにより、ポールラチェット機構にバックラッシュを提供できる。

また、本発明によれば、ポールの歯部がピストンのラック歯と係合する側にポールの上面を押圧するポールスプリングが、ポール穴の上方のポールスプリング収容部に収容されている。そして、ポールスプリングが、帯板をジグザグに折り曲げることにより形成されたアコーディオン状の板ばねであり、その最下端の平坦面がポールの上面に面接触している。

この場合、ポールの上面には、ポールスプリングの最下端の平坦面が面接触しているので、ポールが前後方向に移動する際でも、ポールスプリングがポールの動きを阻害することなくポールの移動を円滑に行えるとともに、ポールの移動前後および移動中のいずれの場合においても、ポールに対して安定したばね力を作用できるようになる。

ポールスプリングの最下端の平坦面の前後方向長さは、ポール上面の前後方向の長さよりも長いのが好ましく、ポール穴の前後方向の長さと実質的に等しいのがより好ましい。

さらに好ましくは、ポールスプリング収容部の前後方向長さがポール穴の前後方向の長さよりも長くなっており、ポールスプリングの最下端の平坦面の前後方向長さが、ポールスプリング収容部の前後方向の長さと実質的に等しくなっている。

この場合には、ポールスプリングがポールスプリング収容部に確実に保持された状態で、ポールの移動ストローク全体にわたって、ポール上面に安定したばね力を作用させることができる。

また、ポールスプリング収容部が上方に開口して、この開口部分を覆うカバーが着脱自在に設けられるとともに、ポールスプリングの最上端の平坦面がカバーの上面に圧接していてもよい。

さらに、ポールスプリング収容部が上方に開口するとともに、ポール穴およびポールスプリング収容部が左右方向に貫通してそれぞれの開口部分が互いに連通していてもよい。この場合には、ポール穴およびポールスプリング収容部が、開放された空間を有しているので、ポールおよびポールスプリングの組込みを容易に行えるようになる。また、この場合、ポール穴およびポールスプリング収容部の左右方向の開口部分ならびにポールスプリング収容部の上方の開口部分は、着脱自在なカバーにより覆われる。

本発明によれば、ポールの前後方向の移動を許容するクリアランスがポールの前後端面とポール穴との間に設けられるので、バックラッシュ付ポールラチェット機構を実現できる。しかも、この場合には、ポールスプリングがアコーディオン状の板ばねであって、ポールの上面には、ポールスプリングの最下端の平坦面が面接触しているので、ポールが前後方向に移動する際でも、ポールスプリングがポールの動きを阻害することなくポールの移動を円滑に行なうことができ、ポールに対して安定したばね力を作用できるようになる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による液圧テンショナの全体斜視図、図２は液圧テンショナのポール穴およびポールスプリング部分の斜視拡大図、図３は液圧テンショナのポール穴よびポールスプリング部分の正面拡大図、図４はポールスプリングの組込前の全体斜視図である。なお、図２および図３においては、図示の便宜上、カバーが省略された状態が示されている。

図１ないし図３に示すように、液圧テンショナ１は、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内にスライド自在に挿入され、図示しないチェーンに押付力を作用させるピストン３と、ピストン３の外周面の一部に形成されたラック歯３ｂと係合する歯部５ａを下面に有し、ピストン３の突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を規制するためのポール５とから主として構成されている。

なお、図示していないが、ハウジング２のピストン穴２ａ内には、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が縮設されている。ハウジング２内において、ピストン３およびピストン穴２ａの内壁面から流体チャンバ（図示せず）が形成されており、ハウジング２の底部には、図示しない外部の加圧流体源から流体チャンバ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（図示せず）が形成されている。また、ハウジング２には、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が形成されている。

ハウジング２には、ピストン穴２ａの配設方向（図３左右方向）と直交する方向（同図紙面垂直方向）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５は、細長い概ね直方体状の部材であって、ポール穴２ｂの配設方向に延びており、その両端はポール穴２ｂの開口部近傍に配置されている（図２参照）。言い換えれば、ポール５は、ポール穴２ｂに収容されている。

図３に示すように、ポール５の前後方向（同図左右方向）の長さＴは、ポール穴２ｂの前後方向の長さＤよりも短く（Ｔ＜Ｄ）、ポール５の前端面５ｂ_１とポール穴２ｂの前端面２ｂ_１との間、およびポール５の後端面５ｂ_２とポール穴２ｂの後端面２ｂ_２との間には、それぞれクリアランスが形成されている。これにより、ポール５がポール穴２ｂ内で前後方向に移動できるようになっている。

ポール穴２ｂは上方にも開口しており、ポール５の上方には、ポール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５の上面を押圧するポールスプリング６が設けられている。ポール穴２ｂの上方には、前後方向に隔てられた一対の立壁部２５，２６が設けられており、これらの立壁部２５，２６で挟まれた空間であるポールスプリング収容部２４にポールスプリング６が収容されている。

ポールスプリング６は、図４に示すように、たとえばステンレス鋼製の細長い帯板をジグザグに折り曲げることにより形成されたアコーディオン状の板ばねであって、ポールスプリング収容部２４内に上下方向に縮設されており、その最下端の平坦面６ａがポール５の上面に面接触している（図２参照）。なお、ポールスプリング６の各屈曲部６０は、応力集中を避けるために円弧状に折り曲げられている。

ポールスプリング６の最下端の平坦面６ａの前後方向長さＳは、少なくともポール５の前後方向長さＴよりも長くなっており（Ｓ＞Ｔ）、好ましくは、ポール穴２ｂの前後方向長さＤと実質的に等しくなっている（Ｓ≒Ｄ）。

より好ましくは、図３に示すように、ポールスプリング収容部２４の前後方向長さＵ（つまり立壁部２５の端面２５ｂと立壁部２６の端面２６ｂとの間の距離）がポール穴２ｂの前後方向の長さＤよりも長くなっており（Ｕ＞Ｄ）、ポールスプリング６の最下端の平坦面６ａの前後方向長さＳが、ポールスプリング収容部２４の前後方向長さＵと実質的に等しくなっている（Ｕ≒Ｓ）。

この場合には、ポールスプリング６がポールスプリング収容部２４に確実に保持された状態で、ポール５の移動ストローク全体にわたって、ポール上面に安定したばね力を作用させることができる。

ポールスプリング収容部２４は、上方および左右方向に開口しており、ハウジング２には、これらの開口部分を覆うカバー７が設けられている（図１参照）。カバー７は、概略コ字状に折り曲げられた部材であり、その下端は、ポール穴２ｂの中央部分まで延びている。ポールスプリング６の最上端の平坦面は、カバー７の上面に圧接している。

各立壁部２５，２６の下部には、係合凹部２５ａ，２６ａがそれぞれ形成されている。カバー７の一部には、これらの係合凹部２５ａ，２６ａに係脱自在に係合し得る係合フック部７０が形成されている（図１参照）。

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、貫通孔２３が形成されている。この貫通孔２３は、テンショナの輸送時などにおいて、図示しないリテーニングピンを挿入することによりピストン３を縮退状態で保持するためのものであり、挿入されたリテーニングピンは、ピストン３の頭部に形成された係止溝（図示せず）に係合し得るようになっている。

次に、上述のように構成された液圧テンショナの作動について簡単に説明する。
運転時には、ピストンスプリングのばね力および流体チャンバ内の液圧による合力がピストン先端面３ｃからテンショナアーム（図示せず）を介してチェーンに作用して、チェーンの張力が維持されるようになっている。

また、エンジン始動時などのように、流体チャンバ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面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５とともに後退して、ポール５の後端面５ｂ_２がポール穴２ｂの後端面２ｂ_２に当接することにより、ピストン３の後退方向の移動が停止する。

この場合には、上述したように、ポール穴２ｂとポール５の前後端面５ｂ_１，５ｂ_２との間に、ポール５の前後方向の移動を許容するクリアランスが形成されているので、ポール５がポール穴２ｂ内を前後方向に移動でき、これにより、バックラッシュ付ポールラチェット機構を実現できる。

また、この場合、ポール５の上面には、ポールスプリング６の最下端の平坦面６ａが面接触しているので、ポール５が前後方向に移動する際でも、ポールスプリング６がポール５の動きを阻害することなくポール５の移動を円滑に行えるとともに、ポール５の移動前後および移動中のいずれの場合においても、ポール５に対して安定したばね力を作用できるようになる。

さらに、この場合には、ポール穴２ｂおよびポールスプリング収容部２４が、上方および左右方向に開放された空間を有しているので、ポール５およびポールスプリング６の組込みを容易に行えるようになる。

本発明の一実施例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）のポール穴およびポールスプリング部分の斜視拡大図であって、カバーが省略された状態を示す図である。 液圧テンショナ（図１）のポール穴よびポールスプリング部分の正面拡大図であって、カバーが省略された状態を示す図である。 ポールスプリングの組込前の全体斜視図である。

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
２４： ポールスプリング収容部

３： ピストン
３ｂ： ラック歯

５： ポール
５ａ： 歯部

６： ポールスプリング

７： カバー

Ｓ： ポールスプリングの前後方向長さ
Ｔ： ポールの前後方向長さ
Ｄ： ポール穴の前後方向長さ
Ｕ： ポールスプリング収容部の前後方向長さ

Claims (7)

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、
   一端が開口するピストン穴を有するハウジングと、
   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、
   前記ピストン穴に配設され、前記ピストンを前記ハウジングから突出する方向に付勢するピストンスプリングと、
   前記ハウジング内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規制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下面に有するポールと、
   前記ポールの前後方向移動を許容するクリアランスを前記ポールの前後端面との間に有するように前記ハウジングに形成された、前記ポールを収容するポール穴と、
   前記ポール穴の上方に設けられたポールスプリング収容部に収容されるとともに、前記ポールの前記歯部が前記ラック歯と係合する側に前記ポールの上面を押圧するポールスプリングとを備え、
   前記ポールスプリングが、帯板をジグザグに折り曲げることにより形成されたアコーディオン状の板ばねであって、その最下端の平坦面が前記ポールの前記上面に面接触している、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
2. 請求項１において、
   前記ポールスプリングの最下端の平坦面の前後方向長さが、前記ポールの前記上面の前後方向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１において、
   前記ポールスプリングの最下端の平坦面の前後方向長さが、前記ポール穴の前後方向の長さと実質的に等しくなっている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
4. 請求項１において、
   前記ポールスプリング収容部の前後方向長さが、前記ポール穴の前後方向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。
5. 請求項４において、
   前記ポールスプリング収容部の前後方向の長さが、前記ポールスプリングの最下端の平坦面の前後方向長さと実質的に等しくなっている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
6. 請求項１において、
   前記ポールスプリング収容部が上方に開口するとともに、この開口部分を覆うカバーが着脱自在に設けられており、前記ポールスプリングの最上端の平坦面が前記カバーの上面に圧接している、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
7. 請求項１において、
   前記ポール穴が前記ピストンの配設方向と直交する左右方向に前記ハウジングを貫通しており、前記ポールスプリング収容部が左右方向に貫通して前記ポール穴の左右方向の開口部分と連通するとともに上方に開口しており、前記ポール穴およびポールスプリング収容部の左右方向の開口部分、ならびに前記ポールスプリング収容部の上方の開口部分を覆うカバーが着脱自在に設けられている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。

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