JP2012132526A - 液圧テンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】無端伝動要素の弾性伸び等を伴う大きなばたつきを吸収できるようプランジャの大きな伸長動作を可能にしながらも、無端伝動要素の張り過ぎによる振動・騒音を確実に防止することのできる液圧テンショナを提供する。
【解決手段】液圧テンショナの戻り制限機構４０の歯止め部４３は、プランジャ１３の移動により中心軸線Ｃ１に対し離隔方向に駆動される係合パッド４５と、これを保持するとともに、離隔方向への液圧を受圧する第１受圧面４７ｃと接近方向への液圧を受圧する第２受圧面４７ｄとを有し、油室１２内の液圧が導入される操作液圧室５１を画成する保持部材４６とを含んで構成され、操作液圧室５１内の液圧が高圧値に達したとき、受圧面４７ｃ、４７ｄの面積差に応じて保持部材４６に離隔方向に作用する液圧力によって、係合パッド４５を接近方向に付勢する可動部４７を離隔方向に変位させるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液圧テンショナ、特にハウジング内に導入される液圧を受けて伸長方向に移動するプランジャの収縮方向の移動をラチェット機構等の戻り制限機構により制限する液圧テンショナに関する。

内燃機関のクランク軸からカムシャフトに回転動力を伝達するタイミングチェーンやタイミングベルトのように駆動軸と被駆動軸の間で回転伝動する無端伝動要素（以下、単にチェーンともいう）には、内燃機関の運転状態や負荷の変動に対して弛み無く正確なタイミングで回転伝動することが要求される。したがって、車両のエンジン等においては、温度変化や回転数変動によるチェーンの張力変化あるいは経年変化等によるチェーンの張力低下を吸収し、その張力を適正範囲内に保つようにテンショナが併用されている。また、チェーンに係合するプランジャにその係合方向へのばね力や液圧等の付勢力を作用させ、チェーンの張力が急に低下するときには、プランジャを前記付勢力によりハウジングから突出する方向に伸長動作させて適度の張力を維持させ、一方、チェーンの張力が過大となってプランジャに液圧（油圧）力を上回る収縮方向への大きな反力が作用するときには、摺動部やシール部での漏れや油膜粘性等によって適度のダンパ作用を生じさせつつ、プランジャの収縮方向への過度の移動をラチェット機構等の戻り制限機構により制限するようにしたものが多い。

このような液圧テンショナとしては、例えばハウジングにスプライン嵌合するプランジャの外周側のスプライン歯を一定軸方向間隔で切り欠いてラック歯状の複数の歯と歯間切欠き溝を形成し、その切欠き溝の任意の１つに係合するボールをハウジング側でプランジャの軸直角方向に移動可能に保持するとともにばねによりプランジャ側に付勢するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、プランジャの収縮方向の移動を規制するようプランジャの外周側に一列に形成された複数のラチェット歯のうち一部のラチェット歯に係合するラチェットパッドを設け、そのラチェットパッドをハウジングの横穴内にプランジャの軸直角方向に移動可能に保持するとともに、ハウジングを取り巻く弾性バンドによってラチェットパッドをプランジャ側に付勢するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、プランジャのラチェット歯に係合するポール（歯止め）部材に係合方向への付勢力を生じるラチェット係合ばねを装着しておき、チェーンに係合するテンショナアームによってハウジングを保持するとともに、そのテンショナアームに前記ラチェット係合ばねのばね受け部分を設けたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、ハウジングに軸方向移動可能に保持されるとともにラチェットポールに係合する第１ピストンとテンショナアームに係合するとともに第１ピストンの先端部に突出可能に収納された第２ピストンとによってプランジャを構成する一方、ハウジングには、第１ピストンとの間の液圧室に液圧を導入および排出する第１加圧オイル通路と、第１ピストンと第２ピストンとの間のダンパ室に液圧を導入する第２加圧オイル通路とを形成したものが知られている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００４−０３６７７９号公報 特開２００３−２６９５５６号公報 特開２００４−１２５１７０号公報 特開２００１−３０４３６０号公報

しかしながら、上述のような従来の液圧テンショナにあっては、部品形状が複雑になったり部品点数が多くなったりすることで、コスト高になるという問題があった。

また、従来の液圧テンショナでは、プランジャの戻りを制限するラチェット歯等のピッチを超えるようなチェーンのばたつきを戻り制限機構によって抑制するという構成であるため、プランジャにそのピッチに対応するバックストローク量の範囲内でバックラッシュが生じたりそれに対応するチェーンの張力変動が生じたりするが、それに対し、プランジャのバックストローク量を大きくすると、エンジン始動時等のチェーンの張力変化に対してプランジャがバックストローク程度の大きなストロークで伸長動作してしまい、エンジン始動時等におけるチェーンのばたつきを十分に抑制することができなかった。

逆に、エンジン始動時等におけるチェーンのばたつきを抑えるためにプランジャのバックストロークを小さくすると、チェーンに弾性伸び等を含む大きな伸びが生じた場合にプランジャがその小さいバックストローク程度の通常の伸長ストロークを超えて大きく伸長動作してしまう、いわゆる過飛び出しが生じ易くなり、その過飛び出しが生じてしまうと、プランジャの戻りが戻り制限機構により制限されてしまうことで無端伝動要素の張り過ぎによる振動・騒音の増加を招いてしまうことになっていた。

本発明は、上述のような従来の問題を解消すべくなされたものであり、無端伝動要素の弾性伸び等を伴う大きなばたつきを吸収できるようプランジャの大きな伸長動作を可能にしながらも、無端伝動要素の張り過ぎによる振動・騒音を確実に防止することのできる液圧テンショナを提供するものである。

上記課題解決のため、本発明に係る液圧テンショナは、（１）液通路が形成されたハウジングと、前記ハウジングに軸方向に移動可能に保持されるとともに前記ハウジングの内部に前記液通路を通して前記液体が導入される液室を形成するプランジャと、前記プランジャに前記軸方向に等間隔に配設された凹または凸状の複数の歯面部および該複数の歯面部のうちいずれかに係合するよう前記ハウジングに支持された歯止め部を有し、前記プランジャが前記ハウジングに対し前記液室内の液圧により付勢される第１方向に移動するのを許容する一方、前記プランジャが前記ハウジングに対し前記第１方向とは反対の第２方向に移動するのを制限する戻り制限機構と、を備え、前記プランジャにより、駆動軸と被駆動軸の間に巻回される無端伝動要素に該無端伝動要素の張力を保持する力を加える液圧テンショナであって、前記戻り制限機構の前記歯止め部は、前記プランジャが前記第１方向に移動するときに前記複数の歯面部のうちいずれかによって前記プランジャの中心軸線から離隔する離隔方向に駆動され、前記プランジャが前記第２方向に移動するときに前記プランジャの中心軸線に接近する接近方向に復帰することができる係合部材と、前記係合部材を前記離隔および接近方向に摺動可能に保持するとともに、前記離隔方向への液圧を受圧する第１受圧面と該第１受圧面より受圧面積が小さく前記接近方向への液圧を受圧する第２受圧面とを有し、前記ハウジング内に前記液室内の液圧が導入される操作液圧室を画成する保持部材と、を含んで構成され、前記液室および前記操作液圧室内の液圧が予め設定された高圧値に達したとき、前記第１受圧面および前記第２受圧面の面積差により前記保持部材に前記離隔方向に作用する液圧力によって、前記保持部材のうち少なくとも前記係合部材を前記接近方向に押圧可能な特定部分を前記離隔方向に変位させるようにしたことを特徴とする。

この構成により、液室および操作液圧室内の液圧が高圧値に達すると、保持部材が第１および第２受圧面の面積差により保持部材に作用する離隔方向の液圧力を受け、保持部材のうち少なくとも係合部材を接近方向に押圧可能な特定部分が離隔方向に変位する。したがって、伝達トルクや負荷の変動による無端伝動要素のばたつきを十分に抑制可能な程度の通常の作動液圧（液室および操作液圧室内の液圧）の設定が可能である一方で、無端伝動要素の張り過ぎになるほどその液室および操作液圧室内の液圧が高圧値に達すると、接近方向への復帰力に基づいてプランジャの第２方向への戻りを制限する係合部材のその復帰力が低下することになり、無端伝動要素の張力が過大になる状態を解除する程度のプランジャの戻りが可能になる。

本発明の液圧テンショナにおいては、（２）前記保持部材が、前記特定部分となる可動部と、該可動部が前記ハウジングに対して前記離隔方向に変位するときに該可動部の変位量に応じた抗力を生じる抗力発生部とによって構成されているのが好ましい。

この場合、操作液圧室内の液圧が高圧値に達したときの可動部の離隔方向への変位量を的確に設定可能になるとともに、抗力発生部の抗力を相違させることで、その変位量を調節することも可能となる。なお、前記保持部材を可動部と抗力発生部とに分けずに前記離隔方向に撓ませて前記特定部分を前記離隔方向に変位させるようにしてもよい。

上記（２）の構成とする場合、（３）前記保持部材の前記可動部が、前記係合部材を前記離隔および接近方向に摺動可能に保持する内側摺動面と、前記ハウジングに対して前記離隔および接近方向に摺動可能に係合する外側摺動面とを有し、前記外側摺動面により囲まれる範囲内に前記第１受圧面が形成されるとともに、前記外側および内側摺動面の間に前記第２受圧面が形成されていることが好ましい。

この構成により、係合部材を接近方向に付勢する弾性部材を可動部の内側摺動面内の摺動穴内に容易に収納しながら、可動部に第１受圧面および第２受圧面を容易に形成可能となる。

また、本発明の液圧テンショナにおいては、（４）前記歯止め部が、前記係合部材と前記保持部材の前記特定部分との間に介在して前記係合部材を前記接近方向に付勢する弾性部材を含んで構成され、前記複数の歯面部のそれぞれが、前記プランジャが前記第１方向に移動するときに前記係合部材に圧接可能な第１歯面および前記プランジャが前記第２方向に移動するときに前記係合部材に圧接可能な第２歯面を有し、前記操作液圧室内の液圧が前記高圧値に達したときに前記第１受圧面および前記第２受圧面の面積差により前記保持部材に前記離隔方向に作用する液圧力が、前記第２方向に加圧される前記プランジャに対し前記係合部材を前記離隔方向に摺動させるときの摩擦抵抗と前記係合部材を前記接近方向に付勢する前記弾性部材の付勢力との合力よりも大きくなるように、前記第１受圧面および前記第２受圧面の面積差と前記弾性部材の付勢力とが設定されていることが望ましい。

この構成により、係合部材の復帰力やストロークの設定の自由度が高くなり、係合部材の復帰によるプランジャの戻り制限が確実になるとともに、操作液圧室内の液圧が高圧値に達したときに係合部材の復帰力を低下させるような設定も容易に可能となる。

上記（４）記載の構成とする場合、（５）前記係合部材が、前記第１歯面に対向する第１対向面および前記第２歯面に対向する第２対向面を有し、前記第１対向面および前記第２対向面の間に挟まれる対向面間挟角が、前記第１歯面および前記第２歯面の間に挟まれる歯面間挟角と略等しくなっていることが好ましい。

この構成により、プランジャが第１方向に移動するときには複数の歯面部のうちいずれかによって係合部材が離隔方向に駆動され、プランジャが第２方向に移動するときにプランジャの通常の復帰と液圧が高圧値に達したときのプランジャの戻りとを両立させることができる。

本発明の液圧テンショナは、より好ましくは、（６）前記ハウジングが、前記プランジャを移動可能に収納するとともに前記プランジャとの間に前記液室を形成する凹状内壁部と、前記保持部材を前記離隔および接近方向に摺動可能に保持する保持穴部と、前記液室および前記保持穴部を連通させる連通孔部とを有しているものである。

この構成により、ハウジング内で保持穴部内に画成される操作液圧室に液室からの液圧を連通孔部を通して確実に導入することができ、係合部材を操作するための部品点数を抑えることができる。

また、本発明の液圧テンショナにおいては、（７）前記戻り制限機構は、前記液通路から前記液室内に前記液体が導入されるときに開弁する一方、前記液室から前記液通路側に前記液体が逆流するのを阻止する逆止弁をさらに含んで構成されているのがよい。

この構成により、プランジャの第２方向への移動時に液圧室内の液圧を的確に高めることができ、無端伝動要素の張り過ぎになるほど液室および操作液圧室内の液圧が高圧値に達するときに、その液圧をハウジング内に保持することができる。

本発明によれば、伝達トルクや負荷の変動による無端伝動要素のばたつきを十分に抑制可能な程度に液室および操作液圧室内の液圧を設定する一方で、無端伝動要素の張り過ぎになるほどその液室および操作液圧室内の液圧が高圧値に達すると、接近方向への復帰力に基づいてプランジャの第２方向への戻りを制限する係合部材の復帰力を低下させ、無端伝動要素の張力が過大になる状態を解除する程度のプランジャの戻りを許容するようにしているので、無端伝動要素の弾性伸び等を伴う大きなばたつきを吸収できるようプランジャの大きな伸長動作を可能にしながらも、無端伝動要素の張り過ぎによる振動・騒音を確実に防止することのできる広作動範囲の応答が可能な液圧テンショナを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液圧テンショナの要部拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る液圧テンショナの全体概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る液圧テンショナにおける第１受圧面および第２受圧面の全体概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る液圧テンショナの配置の説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１および図２は、本発明に係る液圧テンショナの一実施形態を示している。この液圧テンショナは、例えば図示しないエンジンのエンジンブロックに締結固定されるとともに、エンジン内を循環するオイルとその液圧がエンジンの運転中常に供給されるようになっている。

図１および図２に示すように、本実施形態の液圧テンショナ１０は、一端側の底壁部に加圧されたオイル（液体、例えばエンジンオイル）が供給される液通路としてのオイル供給通路１１ａが形成された略有底円筒状のハウジング１１と、このハウジング１１内に油室１２（液室）を形成するようハウジング１１に摺動可能に収納・保持されるとともにハウジング１１の他端側で閉塞した略有底円筒状のプランジャ１３と、を備えている。

ハウジング１１は、その内方側にプランジャ収納孔１１ｂを形成する凹状内壁部１１ｄを有しており、さらに、図示しない取付け穴部を有している。

油室１２は、ハウジング１１とプランジャ１３の間に画成されるとともに、オイル供給通路１１ａを通してオイルが導入されるようになっており、この油室１２内の液圧によりプランジャ１３はハウジング１１の他端側から図２中の右側に突出する方向（以下、第１方向という）に付勢されるようになっている。

プランジャ１３は、プランジャ収納孔１１ｂの内奥面１１ｃに近接する内端部１３ａ側で開口する略円筒状のスカート部１３ｂと、ハウジング１１の他端側でハウジング１１の外部に露出するスカート部１３ｂの外端側を閉塞させる閉塞部１３ｄと、を有している。このプランジャ１３は、ハウジング１１のプランジャ収納孔１１ｂを形成する凹状内壁部１１ｄに対してスプライン等の歯またはキー付の形状をなしつつハウジング１１に摺動可能に嵌合したものであってもよい。

ハウジング１１とプランジャ１３の間には、油室１２内の液圧によるプランジャ１３の付勢方向である第１方向に向かって常に（油室１２内の液圧低下時にも）プランジャ１３を付勢するように、圧縮コイルばね１４（弾性部材）が圧縮状態で介装されている。

図４に示すように、液圧テンショナ１０は、プランジャ１３をエンジン１（詳細図示せず）に設けられたスリッパ３５の上端部３５ａに係合しており、このスリッパ３５を介して、エンジン１の下部に配置されたクランク軸３１（駆動軸）とエンジン１の上部に配置された吸気側および排気側のカムシャフト３２、３３（被駆動軸）との間に巻回されるチェーン３４（無端伝動要素）の特定の移動区間に押圧力を加えるようになっている。なお、スリッパ３５は、図４中の下端部３５ｂでエンジンブロックに対して図中の左右方向に揺動可能に支持されており、液圧テンショナ１０のプランジャ１３によって上端部３５ａを同図中の右側に押圧されるとき、チェーン３４をリンク部分で案内しつつチェーン３４の弛みを無くし、または、そのチェーン３４の張力を増加させることができる。また、図４に示したエンジン１においては、運転状態に応じてバルブタイミングを連続的に可変制御する液圧式の可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）が設けられており、その詳細を図示しないが、カムシャフト３２、３３の一端部にそれぞれ複数のベーンを有するベーンロータを装着する一方、クランク軸３１によりチェーン３４を介して駆動されるチェーンスプロケット２２ａ、２３ａをＶＶＴハウジング２２、２３に装着し、それらＶＶＴハウジング２２、２３内に対応するベーンロータを回転可能に収納させた構成となっている。

図２に示すように、油室１２に開口するオイル供給通路１１ａの導入端側には、オイル供給通路１１ａから油室１２側へのオイルの流れを許容する一方、油室１２側からオイル供給通路１１ａ側へのオイルの流れを阻止する逆止弁３６が設けられている。この逆止弁３６は、球状弁体３６ａと、その球状弁体３６ａが着座する弁座部３６ｂと、球状弁体３６ａの可動範囲を弁座部３６ｂの近傍に制限するキャップ状のバルブガイド３６ｃと、オイル供給通路１１ａ内の供給液圧が予め設定された供給液圧を超えるときだけ球状弁体３６ａが弁座部３６ｂから離れ（開弁動作し）、常時は逆止弁３６が閉弁しているように球状弁体３６ａを常時閉弁方向に付勢する予圧ばね３６ｄと、を有している。

また、バルブガイド３６ｃには、球状弁体３６ａの直径より十分に小さい複数の連通孔３６ｅが形成されており、これら連通孔３６ｅによってオイル供給通路１１ａ側と油室１２側とが連通している。そして、逆止弁３６を介して油室１２内にオイルが供給され、プランジャ１３がそのオイルの液圧Ｐｓにより油室１２の容積を増加させる第１方向に押し出されるとき、プランジャ１３はスリッパ３５を介してチェーン３４の特定の移動区間に対して押圧力を加えることができる。

ここにいう特定の移動区間とは、チェーン３４の伝動回転中に他の移動区間よりも張力が小さく弛み側となる移動区間である。また、オイル供給通路１１ａから供給されるオイルの液圧が低下したときには、プランジャ１３は、圧縮コイルばね１４からの付勢力を受けつつ、スリッパ３５を介してチェーン３４の特定の移動区間側にある程度の押圧力を加え続け、チェーン３４の緩みを一定範囲内に制限できるようになっている。

一方、図２中で上方側に位置するプランジャ１３の外周の一部には、ラック部１３ｍが設けられている。

図１に示すように、プランジャ１３のラック部１３ｍは、プランジャ１３の外周円筒面に対しそれぞれ略Ｖ字形の凹状をなすとともにプランジャ１３の軸線方向に等間隔に配置された複数の歯面部４１を有しており、これら複数の歯面部４１によって複数の鋸歯状断面のラチェット歯Ｔ１を形成している。このプランジャ１３のラック部１３ｍは、戻り制限機構４０の一部を構成している。

戻り制限機構４０は、プランジャ１３のラック部１３ｍに加えて、そのラック部１３ｍの複数の歯面部４１のうちいずれかに係合するようにハウジング１１に支持された歯止め部４３と、前述の逆止弁３６とを有しており、プランジャ１３がハウジング１１に対し油室１２内の液圧により付勢される第１方向に移動するのを許容する一方、プランジャ１３がハウジング１１に対し第１方向とは反対の第２方向に移動するのを液圧低下時には歯止め部４３により、液圧上昇時には逆止弁３６および歯止め部４３により制限するようになっている。

図１中に部分拡大図で示すように、複数の歯面部４１のそれぞれは、油室１２内の液圧により第１方向（図２中では右向き方向）に移動するときに係合パッド４５に圧接可能な第１歯面４１ａと、プランジャ１３が第２方向（図２中では左向き方向）に移動するときに係合パッド４５に圧接可能な第２歯面４１ｂと、によって構成されている。

また、戻り制限機構４０の歯止め部４３は、プランジャ１３のラック部１３ｍの複数の歯面部４１のうちいずれかに常に係合する係合パッド４５（係合部材）と、この係合パッド４５をプランジャ収納孔１１ｂおよびプランジャ１３の中心軸線Ｃ１に対し直交する方向（以下、軸直角方向という）に変位可能に保持部材４６と、係合パッド４５と保持部材４６との間に圧縮状態で組み込まれた圧縮コイルばね４９と、を備えている。

ここで、係合パッド４５は、例えばその略円板状の片面側に、プランジャ１３のラック部１３ｍの複数の歯面部４１のうちいずれかに噛合可能な少なくとも１つ、例えば３つの爪状歯部Ｔ２を有している。この係合パッド４５は、複数の歯面部４１のうちいずれかの第１歯面４１ａに対向し、プランジャ１３が第１方向に移動するときに複数の歯面部４１のうちいずれかによってプランジャ１３の中心軸線Ｃ１から離隔する離隔方向（図２中では上向き方向）に駆動される第１対向面４５ａと、複数の歯面部４１のうちいずれかの第２歯面４１ｂに対向し、プランジャ１３が第２方向に移動するときにプランジャ１３の中心軸線に接近する接近方向（図２中では下向き方向）に復帰して第２歯面４１ｂに圧接する第２対向面４５ｂと、を有している。

また、係合パッド４５の第１対向面４５ａおよび第２対向面４５ｂの間に挟まれる対向面間挟角θ１は、複数の歯面部４１の第１歯面４１ａおよび第２歯面４１ｂの間に挟まれる歯面間挟角θ２（図１では対頂角で示す）と略等しくなっている。

また、保持部材４６は、係合パッド４５を出没可能に収納・保持するとともにハウジング１１に摺動・変位可能に保持された可動部４７と、この可動部４７の外端部に当接しつつハウジング１１の保持穴部１１ｈを略閉塞する弾性保持バンド４８（抗力発生部）と、によって構成されている。

可動部４７は、ハウジング１１の筒壁部分に穿孔された円形開口の保持穴部１１ｈの内部に軸方向に摺動・変位可能に収納されており、この可動部４７は、係合パッド４５を中心軸線Ｃ１に対し離隔する方向（以下、離隔方向という）および接近する方向（以下、接近方向という）に摺動可能に保持する内側摺動面４７ａと、ハウジング１１の保持穴部１１ｈに対して離隔方向および接近方向に摺動可能に係合する外側摺動面４７ｂと、を有している。

また、ハウジング１１の保持穴部１１ｈおよび可動部４７は、ハウジング１１のプランジャ収納孔１１ｂの中心軸線Ｃ１に対して所定交差角度をなして交差する方向、例えば軸直角方向に延在するそれぞれの中心軸線Ｃ２を有している。ここで、ハウジング１１の保持穴部１１ｈと油室１２とは、ハウジング１１の凹状内壁部１１ｄの近傍に形成された連通孔部１１ｗを介して互いに連通しており、油室１２内のオイルの液圧は連通孔部１１ｗを通して保持穴部１１ｈ内にも導入されるようになっている。

さらに、可動部４７には、第１受圧面４７ｃおよび第２受圧面４７ｄを有する横穴４７ｅが形成されており、可動部４７がハウジング１１の保持穴部１１ｈ内に挿入されたとき、可動部４７はハウジング１１内に横穴４７ｅに対応する操作液圧室５１を画成するようになっている。そして、可動部４７は、外側摺動面４７ｂにより囲まれる範囲内において操作液圧室５１内に油室１２側からの液圧が導入されるとき、その操作液圧室５１内の液圧を、第１受圧面４７ｃでは中心軸線Ｃ１に対する離隔方向に受圧し、内側摺動面４７ａおよび外側摺動面４７ｂの間に形成される第２受圧面４７ｄでは中心軸線Ｃ１に対する接近方向に受圧するようになっている。

ここで、可動部４７の第１受圧面４７ｃは、横穴４７ｅを形成する可動部４７の内壁面のうちハウジング１１の外周面側に位置しており、図３（ａ）に示すように、外側摺動面４７ｂにより囲まれる範囲内に相対的に大きい受圧面積Ａ１を有している。また、可動部４７の第２受圧面４７ｄは、横穴４７ｅを挟んで第１受圧面４７ｃとは反対側（可動部４７の内壁面のうちハウジング１１のプランジャ収納孔１１ｂの内周面側）に位置しており、図３（ｂ）に示すように、内側摺動面４７ａおよび外側摺動面４７ｂの間で比較的狭い範囲内に第１受圧面４７ｃの受圧面積Ａ１から内側摺動面４７ａ内の穴断面積Ａ２を差し引いた相対的に小さい受圧面積（Ａ１−Ａ２）を有している。

弾性保持バンド４８は、ハウジング１１の他端側の外周部を取り囲む弾性バンドであり、耐熱性や耐膨潤性に優れたゴム弾性バンドあるいは円弧状に湾曲した金属板とばねで構成されている。この弾性保持バンド４８は、可動部４７が中心軸線Ｃ１に対する離隔方向に変位するとき、その可動部４７の変位量に応じた抗力（可動部４７の離隔方向への変位を抑制する抵抗力）を生じる抗力発生部となっている。

圧縮コイルばね４９は、係合パッド４５と保持部材４６の可動部４７との間に介在して係合パッド４５を中心軸線Ｃ１に対する接近方向に付勢する弾性部材となっており、係合パッド４５をプランジャ１３のラック部１３ｍに向かって付勢している。また、可動部４７は、この圧縮コイルばね４９を介して係合パッド４５を中心軸線Ｃ１に対する接近方向に押圧可能な保持部材４６の特定部分となっている。

ところで、圧縮コイルばね４９の組込み荷重（図１中の状態に組み付けられたときの設定荷重）およびばね定数と、保持部材４６の可動部４７の第１受圧面４７ｃおよび第２受圧面４７ｄの受圧面積および両受圧面積の差は、さらに、複数の歯面部４１の第１歯面４１ａおよび第２歯面４１ｂの中心軸線Ｃ１に対する傾斜角度、係合パッド４５の爪状歯部Ｔ２を形成する第１対向面４５ａおよび第２対向面４５ｂの中心軸線Ｃ１に対する傾斜角度、ならびに各摺動部位における摩擦係数等は、油室１２および操作液圧室５１内の液圧が予め設定された高圧値に達したとき、第１受圧面４７ｃおよび第２受圧面４７ｄの面積差により保持部材４６に前記離隔方向に作用する液圧力Ｆｏによって、保持部材４６のうち少なくとも前記特定部分としての可動部４７を、中心軸線Ｃ１に対する離隔方向に変位させることができるように設定されている。

具体的には、操作液圧室５１内の液圧が予め設定された高圧値に達したとき、第１受圧面４７ｃおよび第２受圧面４７ｄの面積差により保持部材４６に離隔方向に作用する液圧力Ｆｏが、チェーンスリッパ３５側から反力Ｆｔにより戻り方向である第２方向に加圧されるプランジャ１３に対して、係合パッド４５を中心軸線Ｃ１からの離隔方向に摺動させるときの摩擦係合面間の摩擦抵抗μＦｔ（μは摩擦係数）と係合パッド４５を接近方向に付勢する圧縮コイルばね４９の付勢力Ｆｓとの合力よりも大きくなる（Ｆｏ＞μＦｔ＋Ｆｓ）ように、第１受圧面４７ｃおよび第２受圧面４７ｄの面積差と圧縮コイルばね４９の付勢力Ｆｓ等がそれぞれ設定されている。

また、係合パッド４５を中心軸線Ｃ１からの離隔方向に摺動させるとき、可動部４７と係合パッド４５の間の摩擦抵抗が、摩擦抵抗μＦｔより大きくなるように、例えばプランジャ１３の複数の歯面部４１の第２歯面４１ｂあるいは係合パッド４５の第２対向面４５ｂのうち少なくとも一方が、中心軸線Ｃ１に対し直交する面よりもわずかに図１中の時計方向に傾斜し、プランジャ１３に大きな反力Ｆｔが加わるとき係合パッド４５を中心軸線Ｃ１からの離隔方向に付勢し得る小さい分力が生じるように歯面傾斜角調整がなされている。なお、圧縮コイルばね４９の長さが組込み時の長さを超えると、圧縮コイルばね４９のばね荷重が急に低下するように、圧縮コイルばね４９のばね特性を非線形とする形状または構造とするか、圧縮コイルばね４９の伸びを制限する手段を設けてもよい。例えば、可動部４７に対し係合パッド４５の中心軸線Ｃ１への接近方向の突出量が所定値を超えると、可動部４７と係合パッド４５の間の摩擦抵抗が急に大きくなるように、係合パッド４５の外周面および可動部４７の内側摺動面４７ａがわずかなテーパ状に形成されていてもよいし、可動部４７に対し係合パッド４５の中心軸線Ｃ１への接近方向の突出量が所定値に達するほど可動部４７がハウジング１１の保持穴部１１ｈ内で外方側（離隔方向）に変位したとき、可動部４７と係合パッド４５が互いに保持穴部１１ｈの中心軸線Ｃ２の方向に部分的に突き当たるようになっていてもよい。勿論、それらを組み合わせてもよい。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の液圧テンショナにおいては、エンジン１の始動時においては、プランジャ１３が戻り制限機構４０の歯止め部４３によりそのラック部１３ｍの複数の歯面部４１と係合パッド４５の爪状歯部Ｔ２との間のバックラッシュ程度の範囲内に戻りを制限される。

しかし、エンジン１の運転中にチェーン３４が張り過ぎとなる程度に油室１２内の液圧が高圧値に達すると、保持部材４６が第１受圧面４７ｃおよび第２受圧面４７ｄの受圧面積差により可動部４７に作用する離隔方向の液圧力Ｆｏが、プランジャ１３のラック部１３ｍの複数の歯面部４１のいずれかと係合パッド４５の爪状歯部Ｔ２との間の摩擦係合部位における摩擦抵抗μＦｔと係合パッド４５を接近方向に付勢する圧縮コイルばね４９の付勢力Ｆｓとの合力よりも大きくなることによって、保持部材４６のうち少なくとも係合パッド４５を接近方向に押圧可能な可動部４７が離隔方向に変位する。

すなわち、エンジン１の始動時における伝達トルクや負荷の変動によるチェーン３４のばたつきを十分に抑制可能な程度の通常の作動液圧（油室１２および操作液圧室５１内の液圧）の設定が可能である一方で、チェーン３４が張り過ぎになるほどに油室１２および操作液圧室５１内の液圧が高圧値に達すると、接近方向への復帰力に基づいてプランジャ１３の第２方向への戻りを制限する係合パッド４５のその復帰力が低下し、チェーン３４の張力が過大になる状態を解除する程度のプランジャ１３の戻りが可能になる。

したがって、プランジャ１３のラック部１３ｍのバックストローク量を小さく設定してエンジン１の始動時におけるチェーン３４のばたつきを十分に抑えることと、エンジン１の運転時にチェーン３４が張り過ぎとなる状態を有効に回避することとの両立が可能となり、チェーン３４の張り過ぎによる振動・騒音、ひいてはチェーンスプロケット２２ａ、２３ａの摩耗等を有効に抑制することができる。

勿論、プランジャ１３が複数の歯面部４１で形成されるラチェット歯Ｔ１の１歯分だけ戻ると、チェーン３４の張り過ぎの状態が無くなり、油室１２内の液圧が高圧値から通常の液圧程度に急に低下することになるから、係合パッド４５が迅速に復帰することになり、プランジャ１３が過度に戻ることはない。

本実施形態においては、また、保持部材４６が、圧縮コイルばね４９のばね受け部（特定部分）となる可動部４７と、その可動部４７がハウジング１１の中心軸線Ｃ１に対して離隔方向に変位するときにその変位量に応じた抗力を生じる弾性保持バンド４８とによって構成されているので、油室１２および操作液圧室５１内の液圧が高圧値に達したときの可動部４７の離隔方向への変位量を的確に設定可能になるとともに、弾性保持バンド４８の抗力を相違させる（抗力が相違する複数種の弾性保持バンド４８のうちいずれかを選択する）ことで、その変位量を調節することもできる。しかも、係合パッド４５を接近方向に付勢する圧縮コイルばね４９を可動部４７の内側摺動面４７ａ内の摺動穴内に容易に収納しながら、可動部４７に第１受圧面４７ｃおよび第２受圧面４７ｄを容易に形成することができ、部品点数も抑えられる。

さらに、本実施形態では、圧縮コイルばね４９を用いているので、係合パッド４５の復帰力やストロークの設定の自由度が高くなり、係合パッド４５の復帰によるプランジャ１３の戻り制限が確実になるとともに、操作液圧室５１内の液圧が高圧値に達したときに係合パッド４５の復帰力を低下させるような設定も容易に可能となる。また、油室１２内の液圧が高圧値に達したとき、第１受圧面４７ｃおよび第２受圧面４７ｄの受圧面積差に基づく離隔方向の液圧力Ｆｏが、プランジャ１３側と係合パッド４５側の摩擦係合部位における摩擦抵抗μＦｔと圧縮コイルばね４９の付勢力Ｆｓとの合力よりも大きくなるように圧縮コイルばね４９の復帰時のばね荷重を設定することで、油室１２および操作液圧室５１内の液圧が高圧値に達したときのプランジャ１３の第２方向への戻りを制限する係合パッド４５の確実な復帰と、チェーン３４の張力が過大になる状態を解除する程度のプランジャ１３の戻り（例えば、１歯分の戻り）とが共に確実に可能となる。

加えて、係合パッド４５が、第１歯面４１ａに対向する第１対向面４５ａおよび第２歯面４１ｂに対向する第２対向面４５ｂを有し、第１対向面４５ａおよび第２対向面４５ｂの間に挟まれる対向面間挟角θ１が、第１歯面４１ａおよび第２歯面４１ｂの間に挟まれる歯面間挟角θ２と略等しくなっているので、プランジャ１３が第２方向に戻るときの係合パッド４５の復帰と、油室１２内の液圧が高圧値に達した場合の前述のプランジャ１３の戻りとを容易に両立させることができる。

また、本実施形態では、ハウジング１１内で保持穴部１１ｈ内に画成される操作液圧室５１に対して、油室１２内からの液圧を連通孔部１１ｗを通して確実に導入することができ、係合パッド４５を操作するための部品点数を抑えることができる。

しかも、戻り制限機構４０は、オイル供給通路１１ａから油室１２内にオイルが導入されるときに開弁する一方、油室１２からオイル供給通路１１ａ側にオイルが逆流するのを阻止する逆止弁３６をさらに含んでいるので、プランジャ１３の第２方向への移動時に油室１２内の液圧を的確に高めることができ、チェーン３４が張り過ぎになるほど油室１２および操作液圧室５１内の液圧が高圧値に達するときに、その液圧を油室１２から操作液圧室５１に的確に操作圧を供給して、前述のプランジャ１３の戻りを可能にすることができる。

このように、本実施形態の液圧テンショナによれば、エンジン１の始動時における伝達トルクや負荷の変動によるチェーン３４のばたつきを十分に抑制可能な程度に油室１２および操作液圧室５１内の通常の液圧値を設定する一方で、チェーン３４の張り過ぎになるほどその油室１２および操作液圧室５１内の液圧が高圧値に達すると、接近方向への復帰力に基づいてプランジャ１３の第２方向への戻りを制限する係合パッド４５の復帰力を低下させ、プランジャ１３の飛び出しによりチェーン３４の張力が過大になる状態を解除する程度にプランジャ１３の戻りを許容するので、チェーン３４の弾性伸び等を伴う大きなばたつきを吸収できるようプランジャ１３の大きな伸長動作を可能にしながら、チェーン３４の張り過ぎによる振動・騒音を確実に防止することができ、チェーン３４の多様な張力変動（各種のエンジン１）に対して確実に張力保持性能を発揮できる広作動範囲で応答性に優れた液圧テンショナ１０を提供することができる。

なお、上述の実施形態においては、圧縮コイルばね４９を介して係合パッド４５を付勢する保持部材４６の特定部分を可動部４７としていたが、本発明においては、可動部４７のような別部品でなく、単一部品である保持部材を構成し、その保持部材の一部のみを液圧力に基づいて離隔方向に撓ませる（弾性変形させる）ようにしてもよい。また、複数の歯面部４１によって形成されるラチェット歯Ｔ１や係合パッド４５の爪状歯部Ｔ２の歯形はラチェット形状に限定されるものではないし、複数の歯面部４１およびラチェット歯Ｔ１がプランジャ１３の外周円筒面から半径方向の内側または外側に外れた位置に歯先を有し、ハウジング１１側にそれに対応する凹凸が形成されてもよい。さらに、保持部材４６は係合パッド４５の外周を取り囲んでいたが、中心軸線Ｃ１に対する接近方向と離隔方向の受圧面積差が設定可能であれば、その保持形態は特に限定されるものではない。本発明にいう液圧は、叙述の実施形態では、エンジン１内のオイルの油圧であったが、油圧に限定されず、他の液体の圧力であってもよいのは勿論である。

以上説明したように、本発明に係る液圧テンショナは、伝達トルクや負荷の変動による無端伝動要素のばたつきを十分に抑制可能な程度に液室および操作液圧室内の液圧を設定する一方で、無端伝動要素の張り過ぎになるほどその液室および操作液圧室内の液圧が高圧値に達すると、接近方向への復帰力に基づいてプランジャの第２方向への戻りを制限する係合部材の復帰力を低下させ、無端伝動要素の張力が過大になる状態を解除する程度のプランジャの戻りを許容するようにしているので、無端伝動要素の弾性伸び等を伴う大きなばたつきを吸収できるようプランジャの大きな伸長動作を可能にしながらも、無端伝動要素の張り過ぎによる振動・騒音を確実に防止することのできる広作動範囲で応答性に優れた液圧テンショナを提供することができるものであり、ハウジング内に導入される液圧を受けて伸長方向に移動するプランジャの収縮方向の移動をラチェット機構等により制限する液圧テンショナ全般に有用である。

１０ 液圧テンショナ
１１ ハウジング
１１ａ オイル供給通路（液通路）
１１ｄ 凹状内壁部
１１ｈ 保持穴部
１１ｗ 連通孔部
１２ 油室（液室）
１３ プランジャ
３４ チェーン（無端伝動要素）
３６ 逆止弁
４０ 戻り制限機構
４１ 歯面部（複数の歯面部）
４１ａ 第１歯面
４１ｂ 第２歯面
４３ 歯止め部
４５ 係合パッド（係合部材）
４５ａ 第１対向面
４５ｂ 第２対向面
４６ 保持部材
４７ 可動部（特定部分）
４７ａ 内側摺動面
４７ｂ 外側摺動面
４７ｃ 第１受圧面
４７ｄ 第２受圧面
４８ 弾性保持バンド（抗力発生部）
４９ 圧縮コイルばね（弾性部材）
５１ 操作液圧室
Ｃ１，Ｃ２ 中心軸線
Ｆｏ 液圧力（第１、第２受圧面の受圧面積差により離隔方向に作用する液圧力）
Ｆｔ 反力（第２方向に作用する外力）
Ｔ１ ラチェット歯（プランジャ側の歯）
Ｔ２ 爪状歯部（係合部材側の歯）
θ１ 対向面間挟角
θ２ 歯面間挟角

Claims (7)

1. 液通路が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングに軸方向に移動可能に保持されるとともに前記ハウジングの内部に前記液通路を通して前記液体が導入される液室を形成するプランジャと、
   前記プランジャに前記軸方向に等間隔に配設された凹または凸状の複数の歯面部および該複数の歯面部のうちいずれかに係合するよう前記ハウジングに支持された歯止め部を有し、前記プランジャが前記ハウジングに対し前記液室内の液圧により付勢される第１方向に移動するのを許容する一方、前記プランジャが前記ハウジングに対し前記第１方向とは反対の第２方向に移動するのを制限する戻り制限機構と、を備え、
   前記プランジャにより、駆動軸と被駆動軸の間に巻回される無端伝動要素に該無端伝動要素の張力を保持する力を加える液圧テンショナであって、
   前記戻り制限機構の前記歯止め部は、
   前記プランジャが前記第１方向に移動するときに前記複数の歯面部のうちいずれかによって前記プランジャの中心軸線から離隔する離隔方向に駆動され、前記プランジャが前記第２方向に移動するときに前記プランジャの中心軸線に接近する接近方向に復帰することができる係合部材と、
   前記係合部材を前記離隔および接近方向に摺動可能に保持するとともに、前記離隔方向への液圧を受圧する第１受圧面と該第１受圧面より受圧面積が小さく前記接近方向への液圧を受圧する第２受圧面とを有し、前記ハウジング内に前記液室内の液圧が導入される操作液圧室を画成する保持部材と、を含んで構成され、
   前記液室および前記操作液圧室内の液圧が予め設定された高圧値に達したとき、前記第１受圧面および前記第２受圧面の面積差により前記保持部材に前記離隔方向に作用する液圧力によって、前記保持部材のうち少なくとも前記係合部材を前記接近方向に押圧可能な特定部分を前記離隔方向に変位させるようにしたことを特徴とする液圧テンショナ。
2. 前記保持部材が、前記特定部分となる可動部と、該可動部が前記ハウジングに対して前記離隔方向に変位するときに該可動部の変位量に応じた抗力を生じる抗力発生部とによって構成されている請求項１に記載の液圧テンショナ。
3. 前記保持部材の前記可動部が、前記係合部材を前記離隔および接近方向に摺動可能に保持する内側摺動面と、前記ハウジングに対して前記離隔および接近方向に摺動可能に係合する外側摺動面とを有し、前記外側摺動面により囲まれる範囲内に前記第１受圧面が形成されるとともに、前記外側および内側摺動面の間に前記第２受圧面が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液圧テンショナ。
4. 前記歯止め部が、前記係合部材と前記保持部材の前記特定部分との間に介在して前記係合部材を前記接近方向に付勢する弾性部材を含んで構成され、
   前記複数の歯面部のそれぞれが、前記プランジャが前記第１方向に移動するときに前記係合部材に圧接可能な第１歯面および前記プランジャが前記第２方向に移動するときに前記係合部材に圧接可能な第２歯面を有し、
   前記操作液圧室内の液圧が前記高圧値に達したときに前記第１受圧面および前記第２受圧面の面積差により前記保持部材に前記離隔方向に作用する液圧力が、前記第２方向に加圧される前記プランジャに対し前記係合部材を前記離隔方向に摺動させるときの摩擦抵抗と前記係合部材を前記接近方向に付勢する前記弾性部材の付勢力との合力よりも大きくなるように、前記第１受圧面および前記第２受圧面の面積差と前記弾性部材の付勢力とが設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の液圧テンショナ。
5. 前記係合部材が、前記第１歯面に対向する第１対向面および前記第２歯面に対向する第２対向面を有し、
   前記第１対向面および前記第２対向面の間に挟まれる対向面間挟角が、前記第１歯面および前記第２歯面の間に挟まれる歯面間挟角と略等しくなっていることを特徴とする請求項４に記載の液圧テンショナ。
6. 前記ハウジングが、前記プランジャを移動可能に収納するとともに前記プランジャとの間に前記液室を形成する凹状内壁部と、前記保持部材を前記離隔および接近方向に摺動可能に保持する保持穴部と、前記液室および前記保持穴部を連通させる連通孔部とを有していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載の液圧テンショナ。
7. 前記戻り制限機構は、前記液通路から前記液室内に前記液体が導入されるときに開弁する一方、前記液室から前記液通路側に前記液体が逆流するのを阻止する逆止弁をさらに含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載の液圧テンショナ。

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