JP2005510675A - 機械的なロックを備えたチェーン張力装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、チェーンやベルトなどの無端状の駆動要素のための張力装置に関し、ロック手段を備えた張力ピストンと、前記張力ピストンの動きを固持又は解放するように前記ロック手段に係合及び係脱すべく適合されてなるロックピストンとを備えていて、前記ロックピストンは、前記ロックピストンを固持位置と解放位置とのいずれかへ動かす動作部分と、張力ピストンの前記ロック手段に係合すべく使用されて前記動作部分から隔てて配置されてなるロック領域とを備えている。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェーンやベルトなどの無端状の駆動要素のための張力装置であって、ロック手段を備えた張力ピストンと、前記張力ピストンの動きを固持又は解放するように前記ロック手段に係合及び係脱すべく適合されてなるロックピストンとを備えた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのような張力装置は、例えばＥＰ ０ ６５７ ６６２ Ａ２号において知られている。このチェーン張力装置は、複数のロック溝を外周に備えてなる張力ピストンを備えていて、前記ロック溝にバネ負荷されたロックピストンが係合する。前記ロックピストンの前面は斜面になっていて、前記ロックピストンから係脱するように油圧によって動作する。ロック手段は、エンジンオイルの液圧系統がスイッチオフにされたときにロック効果が生じて、ロックピストンがもはや引っ込むことがないように保証する。これにより、たとえエンジンが停止しているとき、圧力チャンバからの油漏れがあったとしても、所定の予圧が保たれる。従って、エンジンオイルの液圧系統とは独立して、エンジンがスタートしたときに、所定の張力が存在する。十分な圧力が確立するとすぐに、ロック手段は係脱して、張力ピストンは通常のとおりの動作をする。
【０００３】
同様な張力装置は、ＤＥ １９５ ４８ ９２３ Ａ１号においても知られている。さらに、従来のロック装置はチェーン張力装置などにも備えられているが、そうしたロック装置は張力ピストンの引っ込み経路を所定値に再調整して制限するだけにしか働かない。そうした構造的なデザインは、摩耗を補償ために使用されている。エンジンオイルの液圧系統に結合されたロック装置は、液圧の変動にさらされて、張力ピストンの領域の圧力が蓄積する可能性があるので不利である。在来のロック装置においては、ロックピストンはバネ力に抗して張力ピストンの歯によって押戻されるので、これは摩耗を伴なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上述したタイプの張力装置の構造的なデザインを改良することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、ロックピストンは、前記ロックピストンを固持位置と解放位置とのいずれかへ動かす動作部分と、張力ピストンの前記ロック手段に係合すべく使用されて前記動作部分から隔てて配置されてなるロック領域とを備えている。ロックピストンの動作点と係合点とは互いに離れているために、ロックピストンを係脱するためにロック領域に操作力を作用させる必要はない。このことは、液圧式に動作する張力装置の場合には、ロックピストンのロック領域は、もはやエンジンオイルの液圧に直接にさらす必要がないということを意味する。一方向（固持位置）における動作と、他方向（解放位置）における動作とは別々の箇所にて生じる。ピストンを動かすために様々な動作機構を採用することができる。このように、ロック機能と動作機能とが分離しているために、ロックピストンは、動作パラメータとは独立して、意図的に制御することができる。在来の再調整タイプのロック装置は、エンジンオイルの液圧系統によって再調整されるロック装置と同様に、ロック領域に直接作用する動作手段を常に備えている。
【０００６】
有利な実施形態においては、ロックピストンの動作部分が備えているピストン領域は、作動流体の作動圧力がかかるピストン領域に作用するように適合していて、前記ピストン領域はロックピストンの解放位置へ向けられている。この手段では、ロックピストンは、液圧の作用に応じて解放位置に変位する効果を有する。そうした構造的なデザインは内燃機関に使用して、エンジンオイルの液圧系統に結合することができる。
【０００７】
好ましい実施形態によれば、バネ手段を備えて、これをロックピストンの動作領域に作用させて、前記ロックピストンの固持位置の方向へ働かせる。この手段では、ロックピストンがバネ手段のバネ力によって固持位置に主として押圧されるという効果を有する。これは、反対方向の動作力はアンロックを生じさせるために、常に大きくなければならないことを意味する。
【０００８】
有利な実施形態においては、ロックピストンのロック領域は液圧力の釣合を生じさせるようにデザインすることができる。そうした構造的なデザインによれば、ロックピストンのロック領域は圧力媒体にさらされて、前記圧力媒体はロックピストンを動作させるためにロック領域に本質的な力成分を生じさせることがない。当業者は、これを実現するために、反対方向に作用する力を生じさせて、それらの力が（動作させるために）互いに補償させるようにしなければならないことを理解するだろう。従って、そうした張力装置は張力ピストンの圧力チャンバに配置しなければならず、圧力チャンバの中の圧力の変動がロックピストンに影響して、固持位置や解放位置に動作させることがないようにする。これまでに使用されている装置は、制御されたロック装置を備えていて、そうした圧力変動は常に、例えばエンジンの液圧系統がスイッチオフされたとき、ロックピストンがただちに固持位置に動くことを防止している。ロック効果が生じるのは、ロックピストンのロック領域における漏れによってある程度まで圧力が減少したときだけである。そうした遅延は構造的なデザインを選択することで防止される。
【０００９】
有利な実施形態においては、ロック領域はロックプランジャのロック開口の形態を備え、ロックプランジャは動作部分から離れるように延在して、張力ピストンのロック手段の少なくとも一部分は前記ロック開口に通って延通している。ロック開口は、内部にある圧力媒体が前記開口の全領域にわたって力成分を生じさせ、力が互いに補償してロックピストンの動作が支持されないように保証する。これは簡単な構造的な手段であって、ロック領域が圧力の影響を受けないようにデザインすることができる。
【００１０】
さらに、ロック開口はロック突起を備えて、これは前記ロック開口の片側の内面に配置されて、張力ピストンのロック手段に係合するために使用される。そうした内面にあるロック突起は、ロックピストンの動作方向における力の状態にまったく影響せず、張力ピストンのロック手段との信頼できる係合を保証する。
【００１１】
ひとつの変形例によれば、張力ピストンのロック手段は、歯を備えたロックロッドとして構成されて、ロックピストンのロック開口に延通する。
張力ピストンとロックピストンとの動作経路は交差して、２つのピストンの個別の成分は関連している。極めて小型で、非常に堅牢な構造的なデザインがこうして提供される。
【００１２】
ロックロッドは丸い横断面である基本形状を有していて、ロックプランジャのロック開口は、かかる基本的な横断面に適合するような細長い孔として構成されている。この細長い孔の（ロックピストンの長手軸線の方向に見た）長さは、ロックピストンの解放位置と固持位置との間の少なくとも動作ストロークに一致している。このことは、ロックロッドが解放位置において細長い孔の中を自由に変位できるように遊びの大きさを正確に選択しなければならないために、ロックロッドとロック開口を提供しているロックピストンとの部分が互いにそれら自体を案内することを意味する。そうした変形例の場合には、ロックロッドは張力ピストンの延長部であるより小径のものとして構成することができる。しかしながら、丸い横断面以外の横断面としてもよい。
【００１３】
ひとつの変形例において、ロック開口の内面の片側に、ロック突起につながるようなアンダーカット部分が備えられている場合には、ロック開口は固持位置において、ロックロッドと近接接触するための接触肩部を提供する。ロックピストンがプラスチックの要素や鋳造部品として構成されている場合には、かかるアンダーカット部分は材料の増大を低減させる。
【００１４】
ひとつの実施形態においては、張力ピストンはハウジングの内部に案内されていて、前記ハウジングと前記張力ピストンとの間には圧力チャンバが形成されていて、ロック手段は前記圧力チャンバの内部から外部へと延びていて、張力ピストンが完全に引っ込んだ位置において、前記圧力チャンバの外部には歯が配設されている。これは、流体動作の張力ピストンの圧力領域から離れるように、ロックピストンのロック領域を変位させるための追加的な手段である。ハウジングの構造的なデザインに応じては、ロック領域は流体の漏れの流れにさらされるだけである。張力手段の動作中の圧力媒体に生じる振動の状態は、ロックピストンに影響することがない。
【００１５】
好ましい実施形態によれば、ロックピストンはハウジングの内部に案内されていて、張力ピストンの圧力チャンバからは隔てられている。２つのピストンは共通のハウジングに配置することができ、かかる場合には、ロック手段とロック領域とは互いに交差していて、互いに係合するように適合されている。
【００１６】
エンジンオイルの回路を有する内燃機関のためのさらに別の実施形態における張力装置によれば、ロックピストンのピストン領域にはエンジンオイル回路の液圧が作用する。有利な供給手段を選択することによって、張力ピストンの圧力チャンバの領域に生じるようなタイプの液圧の振動は、できるだけ、ロックピストンの動作から分離される。最も簡単な事例では、かかる区切りは逆止弁によって行なわれる。
以下、本発明の実施形態において添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３に示したチェーン張力装置１は、特に液圧回路がスイッチオフされたときの、ロック機能を備えている。
チェーン張力装置１は本質的には、例えばアルミニウムのダイキャスト製の鋳造のハウジング２と、前記ハウジングの内部に軸線方向に案内されている張力ピストン３と、前記ハウジング２の内部において前記張力ピストン３に対して直角に案内されているロックピストン４とから構成されている。張力ピストン３は、前記ハウジング２の円筒形のボア５の内部に案内されていて、円筒形の案内スリーブ６と前記案内スリーブの中に圧入されてなるピストンヘッド７とから構成されていて、これは例えば適当なプラスチック材料から構成されている。案内スリーブ６は好ましくは鋼から作られている。ピストンヘッド７の一部分は、案内スリーブ６の端面に載置されていて、チェーンなどの無端状の駆動要素や、張力レールの張力領域は、ピストンヘッド７だけに接触するようになっている。案内スリーブ６の内部において、ピストンヘッド７は円筒形のロックロッド８につながっていて、このロッドの自由端には、ロック手段として作用するロック歯９を備えている。ロック歯は、円周状に延在してなる環状の溝であって三角形の断面を有するように構成されていて、その断面は鋸歯状の輪郭になっている。鋸歯の輪郭の方向は、張力ピストン３が伸びることを阻止するが、引っ込むことは阻止しないように選択される。ピストンヘッド７とロックロッド８との間には、前記ロックロッド８の中間領域において、中空の円筒形の環状の空間１０が設けられていて、前記環状の空間の内部には、圧縮コイルバネ（図示せず）が配設されている。圧縮バネは、ピストンヘッド７の裏側１１とボア５の基部とに挟持されている。
【００１８】
チェーン張力装置１は、輸送中の状態において示している。この状態では、張力ピストン３は完全に引っ込んでいて、固定ピン１２によって保持されている。環状の空間１０の内部にある不図示の圧縮バネは、その最大圧縮状態に圧縮されている。ハウジング２の締付スリーブ１３及び１４を用いてチェーン張力装置１を据付けたならば、固定ピン１２を取外して、それにより輸送状態から解放される。次に、張力ピストン３を、例えば張力レールの接触領域などに押圧接触させて、かかるレールをチェーンに対して押圧させる。
【００１９】
図３の断面図に示すように、環状の空間１０と張力ピストン３の下方に延在しているボア５の自由空間とは、ハウジング２の内部の液圧通路３７を介して、チェーン張力装置１が取付けられる内燃機関のエンジンオイルの液圧系統に連通している。このことは、逆止弁３６を介してかかる圧力チャンバへエンジンオイルが流入できることを意味している。作動流体は、ハウジングの横方向のボア３８に圧入されてなる逆止弁３６を介して、液圧通路３７の内部へ流入する。この液圧通路は、ロック歯９に対して平行に、かつ、底部のボア２９に対して平行に延在している。また、この液圧通路３７の内部には、ロックプランジャ１６とロックロッド８のロック歯９とが液圧にさらされるように、ロックプランジャ１６が延在している。線II−IIが偏位した断面線になっているために、逆止弁３６は、図２においては部分的にだけ示されている。運転状態においては、張力機能は主として、この液圧によって作用して、その力はバネの張力作用を越えている。従って、圧力チャンバの内部の作動流体は、張力ピストン３の振動を受けるので、リリーフは漏れ流れによってのみ生じる。エンジンオイルの液圧が増加すると、張力ピストン３が与える張力も増加する。
【００２０】
ロックピストン４は、ハウジング２の内部において張力ピストン３に対して直角に変位可能になっていて、円筒形の動作部分１５と、前記動作部分１５に配設されてなるロックプランジャ１６とを備えている。ロックプランジャ１６だけが、張力ピストン３のロックロッド８に交差している。動作部分１５は、環状のピストン領域１７を備えている。さらに、前記動作部分１５は円筒形のボア１８の内部に案内されていて、軸線方向に変位可能になっている。動作部分のピストン領域１７とベース領域１９との間には、圧力チャンバ２０が形成されていて、供給通路２１を介してエンジンオイルの液圧系統に連通している。これに続き、圧力チャンバ２０の内部に圧力が確立すると、ロックピストン４は図１における上方である解放位置へと変位する。アンロード状態においては、ロックピストン４は圧縮バネ２２によって下方へ押圧されて固持位置（図１参照）になるが、このバネは動作部分１５の円筒形のボア２３の内部に配置されて、保持リング２５によって固定されている支持円板２４に当接して、前記円筒形のボア２３の後方は開いている。バネ力は、運転状態において、圧力チャンバ２０の内部の圧力によって乗越えられるように定められる。
【００２１】
ロックプランジャ１６の断面は矩形であって、ハウジング２を通る案内開口２６の内部を延通して、前記ハウジングの反対側から突出している。さらに、ロックプランジャ１６は中空の空間２７を備えていて、このために、前記ロックプランジャ１６はプラスチック材料から作られた射出成形部品として構成することができる（材料の増大を防止する）。
【００２２】
張力ピストン３のボア５とロックプランジャ１６の案内ボア２６とは、小さい結合開口２８だけを介して連通していて、この開口は、ロック歯９を備えたロックロッド８と液圧通路３７との部分に通路を与えるだけの十分な大きさを有している。ロック歯９の自由端は、ハウジングの底部のボア２９に受入れられて変位可能に案内されている。
【００２３】
ロックロッド８のロック歯９は、ロックプランジャ１６に設けられたロック開口３０を通って延通している。このロック開口３０は、ロックピストン４の動作方向に対して直角に延在している。ロック開口の内周は、ロックプランジャ１６によって完全に形成されていて、前記ロック開口は左から又は右から係合できる（図１参照）。さらに、断面図に示しているように、ロック開口３０は細長い孔を備えていて、これはロックロッド８のロック歯の断面形状に適合している。前記細長い孔の長さは、ロックピストン４の動作経路の長さを越えるように選択されている。ロック開口は、その片側にアンダーカット部分３１を備えているが、その断面は、固持位置において、ロックロッド８のロック歯９がロック開口の肩部３２に接触して、アンダーカット部分３１が解放されたままに残されるようにデザインされている。ロック開口３０の片側には、ロック突起３３が、前記アンダーカット部分３１に部分的に突出していると共に、前記ロック開口３０に部分的に突出している。前記ロック突起３３の端面は弓形の形状を有していて、ロック歯９の間に正確に嵌入する。ロック突起３３は、ロック歯９の歯の間のそれぞれの環状の溝に係合するように適合されている。前記環状の溝は三角形の断面であったけれども、前記溝がアンダーカット部分３１につながっている部分は丸い。
ボア１８の側部には、抜穴通路３４が配置されていて、これを通って漏れ流れが圧力チャンバ２０から漏出することができる。
以下、運転のモードとチェーン張力装置１の機能とを詳細に説明する。
【００２４】
輸送状態について示されているチェーン張力装置１は、スリーブ１３及び１４によって、内燃機関のエンジンブロックに固定される。次に、コッターピン１２’ と固定ピン１２とを取外して、圧縮バネが作用している張力ピストン３を伸ばす。圧縮バネ２２とロックピストン４と張力ピストン３の圧縮バネ（図示せず）との相互作用は、ロック歯がロック突起３３を滑り抜けるように選択される。張力ピストン３と、特に張力レールなどの張力を加えるべき媒体との間には釣合が確立する。スリーブ１３及び１４の固定によって、適切にデザインされた結合面３５（ハウジング２の側面）を介して、内燃機関の液圧回路への結合が自動的に確立される。ロックピストン４の供給通路２１と張力ピストン３の供給通路３７とは、エンジンオイルの液圧系統に連通する。コッターピン１２’ と固定ピン１２とから構成されてなる輸送時の固定手段に代わる変形例として、圧縮バネ２２とロックピストン４と張力ピストン３の圧縮バネ（図示せず）との相互作用は、ロック突起３３に係合するロック歯が輸送時の固定手段として働くように選択しても良い。ロックピストン４がエンジンオイルの液圧によってアンロックされない限り、チェーン張力装置１はロック状態を占める。
【００２５】
ここで内燃機関がスイッチオフされたとすると、張力ピストン３とロックピストン４とはなんら液圧を受けることが無くなる。この状態においては、ロックピストン４が圧縮バネ２２によって固持位置に押込まれることによって、張力ピストン３が引っ込むことはロックピストンによって阻止される。このことは、エンジンがスタートしたとき、液圧回路に適切な液圧が確立する前には、ピストンヘッド７に強い力が生じるにもかかわらず、張力ピストン３が引っ込むことが防止されることを意味する。続いて、不十分な液圧にもかかわらず、エンジンがスタートしたときには、所定の張力が常に与えられる。エンジンがスタートした後に十分な液圧が確立するとすぐに、圧力チャンバ２０の内部に確立する圧力のために、ロックピストン４は解放位置へと変位する。また、張力ピストン３の圧力チャンバの内部の液圧も増大して、張力は主としてかかる液圧によって加えられるようになる。この液圧は負荷に依存していて、高速では増大するので、張力も増加する。この状態においては、張力ピストン３は、在来の液圧式のチェーン張力装置の場合と同様に、通常に動作することができる。ロック突起３３が引っ込んでいるために、ロック歯９はロック開口３０の内部において自由に動くことができる。また、液圧は、結合通路３７と結合開口２８とを通って、ロック開口３０の内部へ侵入する。前記ロック開口３０は円周を閉じた細長い孔として構成されているために、液圧はロックピストン４の動作に影響することがない。逆に、解放位置と固持位置との双方へ向けられた力の成分が発生するので、液圧はロック開口３０の内部のロックピストン４の動作のふるまいに影響することがない。アンダーカット部分３１とロック突起３３とのいずれも、動作方向に対して垂直に突出した領域であるために、動作の方向になんら影響を生じさせることがない。従って、ロックピストン４の動作は、圧縮バネ２２と圧力チャンバ２０の内部の液圧とだけによって影響を受ける。しかし、圧力チャンバ２０は、張力ピストン３０の圧力チャンバと、例えばチェーンなどの無端状の駆動要素の振動によって生じる圧力変動とから分離されている。このように、ロックピストン４の信頼できる延出と引っ込みとを達成することができる。
【００２６】
さらに別の実施形態によれば、ロックピストンは電気的に又は空気圧的に動作させても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明による液圧式のチェーン張力装置を示した全体断面図である。
【図２】
図２は、図１のチェーン張力装置の線II−IIに沿った断面図である。
【図３】
図３は、図１のチェーン張力装置の線III−IIIに沿った断面図である。

Claims (12)

1. チェーンやベルトなどの無端状の駆動要素のための張力装置であって、ロック手段（８，９）を備えた張力ピストン（３）と、前記張力ピストン（３）の動きを固持又は解放するように前記ロック手段（８，９）に係合及び係脱すべく適合されてなるロックピストン（４）とを備えた装置において、ロックピストン（４）は、前記ロックピストン（４）を固持位置と解放位置とのいずれかへ動かす動作部分（１５）と、張力ピストン（３）の前記ロック手段（８，９）に係合すべく使用されて前記動作部分（１５）から隔てて配置されてなるロック領域（３０，３３）とを備えていることを特徴とする張力装置。
2. ロックピストン（４）の動作部分（１５）は、作動流体の作動圧力を加えられるように適合してなるピストン領域（１７）を備えていて、前記ピストン領域（１７）の動作方向は、ロックピストン（４）の解放位置へ向けられていることを特徴とする請求項１に記載の張力装置。
3. ロックピストン（４）の動作部分（１５）に作用するバネ手段（２２）を備え、前記バネ手段（２２）はロックピストン（４）の固持位置の方向に向けて作用していることを特徴とする請求項１又は２に記載の張力装置。
4. ロックピストン（４）のロック領域（３０，３３）は、液圧力との釣合を生じさせるようにデザインされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の張力装置。
5. ロック領域は、前記動作部分（１５）から離れるように延在してなるロックプランジャ（１６）に設けられたロック開口（３０）の形態を備えていて、張力ピストン（３）のロック手段（８，９）の少なくとも一部分は前記ロック開口（３０）に延通していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の張力装置。
6. ロック開口（３０）は、前記ロック開口（３０）の片側の内面に配設されていて、張力ピストン（３）のロック手段（８，９）に係合すべく使用されるようなロック突起（３３）を備えていることを特徴とする請求項５に記載の張力装置。
7. 張力ピストン（３）のロック手段（８，９）は、歯（９）を備えていてロックピストン（４）のロック開口（３０）に延通しているロックロッド（８）を備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の張力装置。
8. ロックロッド（８）は丸い横断面である基本形状を有していて、ロック開口（３０）はかかる基本形状に適合してなる細長い孔を備え、前記細長い孔の長さは、ロックピストン（４）の解放位置と固持位置との間の少なくとも動作ストロークに一致していることを特徴とする請求項７に記載の張力装置。
9. ロック開口（３０）の内面の片側には、ロック突起（３３）につながるようなアンダーカット部分（３１）が備えられていることを特徴とする請求項８に記載の張力装置。
10. 張力ピストン（３）はハウジング（２）の内部に案内されていて、前記ハウジング（２）と前記張力ピストン（３）との間には圧力チャンバが形成されていて、ロック手段（８，９）は前記圧力チャンバの内部から外部へと延びていて、張力ピストン（３）が少なくとも完全に引っ込んだ位置において、前記圧力チャンバの外部には歯（９）が配設されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の張力装置。
11. ロックピストン（４）はハウジング（２）の内部に案内されていて、張力ピストン（３）の圧力チャンバからは隔てられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の張力装置。
12. エンジンオイルの回路を有する内燃機関のための請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の張力装置において、ロックピストン（４）のピストン領域（１７）にはエンジンオイル回路の液圧が作用することを特徴とする張力装置。

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