JP4677291B2 - テンショナ - Google Patents

Description

本発明は、ピストン外周のラック歯に係合するサークリップ部材から構成されるラチェット機構を備えたテンショナにおいて、チェーンからピストンに押付力が作用してピストンが後退した際に発生する衝突音を低減させるための構造の改良に関する。

一般に、内燃機関の動弁装置の駆動に用いられるタイミングチェーンやカムシャフト間を駆動連結するカムシャフトチェーン、さらにはバランサチェーンにおいて、運転中に生じるチェーンの弛みを除去してチェーンに張力を発生させるために、チェーンの弛み側スパンにテンショナが設けられている。

運転中には、テンショナのピストンからの押付力がチェーンに作用することにより、チェーンの張力が維持されるようになっている。その一方、運転中において、チェーンスパンの共振等によってチェーン張力が増大したときには、チェーンからの過大な衝撃荷重がテンショナのピストンに作用して、ピストンがハウジング内に押し込まれる場合がある。

そこで、このようなピストンの縮退を防止するために、特開２００４−３５３７５８号公報に示すようなラチェット機構を備えたテンショナ装置が用いられている。

このラチェット機構は、ピストン外周に形成されたラック歯と、ピストン穴と直交する方向に形成されたポール穴に収容され、ピストンのラック歯と係合し得る歯部を有するポール部材と、ポール部材をラック歯と係合する側に付勢するポールコイルスプリングとから構成されている。

運転中に、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部と係合した状態でポール部材がポール穴の端面に当接することにより、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では、ピストンが後退した際に、ピストンとともに移動するポール部材がポール穴の端面に衝突して衝突音を発生させる。

特開２００３−３５３７５８号公報（図２参照）

本発明が解決しようとする課題は、ラチェット機構を備えたテンショナにおいて、ピストン後退時に発生する衝突音を低減させようとしている。

請求項１の発明に係るテンショナは、ピストン穴に径方向に貫通するようにピストン穴の開口端に形成された切欠きを有するハウジングと、ピストン穴にスライド自在に支持され、外周にラック歯を有するピストンと、ピストン穴に配設され、ピストンを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、ピストンのラック歯に係合する拡径可能なリング状本体部およびその操作部を有するサークリップ部材とを備えている。サークリップ部材の操作部は、ハウジングの切欠きを通してハウジングの外部まで延設されており、ピストン穴には、サークリップ部材のリング状本体部が係止し得る上側ストッパ面および下側ストッパ面が形成されている。サークリップ部材のリング状本体部が上側ストッパ面に係止したときピストンの突出方向の移動が許容され、かつサークリップ部材のリング状本体部が下側ストッパ面に係止したときピストンの後退方向の移動が規制されるような形状に、ラック歯が形成されている。サークリップ部材のリング状本体部は、下側ストッパ面に当接したときに軸方向に弾性変形し得る波形状部を有している。

請求項１の発明によれば、運転中において、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に係合するサークリップ部材がピストンとともに移動して、サークリップ部材のリング状本体部がハウジングのピストン穴の上側ストッパ面に係止する。この状態から、ピストンのラック歯がサークリップ部材のリング状本体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が許容される。

その一方、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に係合するサークリップ部材がピストンとともに移動して、サークリップ部材のリング状本体部がハウジングのピストン穴の下側ストッパ面に係止する。これにより、ピストンの後退方向の移動が規制される。また、サークリップ部材のリング状本体部がピストン穴の下側ストッパ面に当接したとき、リング状本体部の波形状部が軸方向に弾性変形する。これにより、サークリップ部材のリング状本体部がピストン穴の下側ストッパ面に衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン後退時の衝突音を低減できる。

請求項２の発明に係るテンショナは、ピストン穴に径方向に貫通するようにピストン穴の開口端に形成された切欠きを有するハウジングと、ピストン穴にスライド自在に支持され、外周にラック歯を有するピストンと、ピストン穴に配設され、ピストンを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、ピストンのラック歯に係合する拡径可能なリング状本体部およびその操作部を有するサークリップ部材とを備えている。サークリップ部材の操作部は、ハウジングの切欠きを通してハウジングの外部まで延設されており、ピストン穴には、サークリップ部材のリング状本体部が係止し得る上側ストッパ面および下側ストッパ面が形成されている。サークリップ部材のリング状本体部が上側ストッパ面に係止したときピストンの突出方向の移動が許容され、かつサークリップ部材のリング状本体部が下側ストッパ面に係止したときピストンの後退方向の移動が規制されるような形状に、ラック歯が形成されている。ピストン穴の下側ストッパ面には、サークリップ部材のリング状本体部が当接したときに、軸方向に弾性変形可能なワッシャー部材が設けられている。

請求項２の発明によれば、運転中において、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に係合するサークリップ部材がピストンとともに移動して、サークリップ部材のリング状本体部がハウジングのピストン穴の上側ストッパ面に係止する。この状態から、ピストンのラック歯がサークリップ部材のリング状本体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が許容される。

その一方、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に係合するサークリップ部材がピストンとともに移動して、サークリップ部材のリング状本体部がハウジングのピストン穴の下側ストッパ面上のワッシャー部材に当接する。これにより、ピストンの後退方向の移動が規制される。また、サークリップ部材のリング状本体部がワッシャー部材に当接したとき、ワッシャー部材が軸方向に弾性変形する。これにより、サークリップ部材のリング状本体部がワッシャー部材に衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン後退時の衝突音を低減できる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２において、上側および下側ストッパ面とサークリップ部材との間には、サークリップ部材の軸方向移動を許容するクリアランスが設けられている。

この場合、運転中において、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と係合するサークリップ部材が上側および下側ストッパ面の間をクリアランス分だけ移動する。これにより、チェーン張力の増大によってチェーンからピストンに過大な衝撃荷重が作用した場合において、ピストンのラック歯とサークリップ部材のリング状本体部との係合部分にそのまま過大な衝撃荷重が作用するのを防止できる。

請求項４の発明によれば、請求項２において、ワッシャー部材が、当該ワッシャー部材の軸方向の弾性変形を許容し得る波形状部を有している。

この場合には、ピストンの後退方向への移動時に、サークリップ部材のリング状本体部がワッシャー部材に当接したとき、ワッシャー部材の波形状部が軸方向に弾性変形する。これにより、サークリップ部材のリング状本体部がワッシャー部材に衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン後退時の衝突音を低減できる。

請求項５の発明によれば、請求項２において、ワッシャー部材が皿ばね、スプリングワッシャー（ばね座金）またはウェーブワッシャー（波座金）から構成されている。ウェーブワッシャーは、一般に、周方向に複数の波形状部を有する部材である。

請求項６の発明によれば、請求項１または４において、波形状部が、リング状本体部またはワッシャー部材において少なくとも２つ設けられている。

請求項７の発明では、請求項１または２において、テンショナが機械式テンショナである。この場合には、テンショナ全体の構造を複雑にする油圧回路を別途設ける必要がないので、構造を簡略化でき、コストを低減できる。

本発明によれば、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に係合するサークリップ部材がピストンとともに移動して、サークリップ部材のリング状本体部がハウジングのピストン穴の下側ストッパ面（またはワッシャー部材）に当接し、このとき、リング状本体部の波形状部（またはワッシャー部材）が軸方向に弾性変形する。これにより、ピストン後退時の衝撃を緩和でき、衝突音を低減できる。

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テンショナの全体斜視図、図２はその縦断面図、図３はピストンの斜視部分図、図４はサークリップ部材の全体斜視図、図５は図２の一部拡大図に相当しており、ピストンが後退した状態を示す図である。

図１および図２に示すように、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を有するとともに、ピストン穴２ａの開口端においてピストン穴２ａに径方向に貫通する切欠き２ｂが形成されハウジング２と、ピストン穴２ａにスライド自在に支持され、外周にラック歯３ａが形成された中空のピストン３（図３参照）と、ピストン穴２ａに配設され、ピストン３をハウジング２から突出する方向に付勢するピストンスプリング４と、ラック歯３ａに係合するように設けられたサークリップ部材５とを備えている。

サークリップ部材５は、ピストン３のラック歯３ａに係合し得る拡径可能なリング状本体部５０と、操作者がリング状本体部５０を拡径し得る一対の操作部５１とを有している（図４参照）。操作部５１は、ハウジング２の切欠き２ｂを通してハウジング２の外部まで延設されている。リング状本体部５０は、図４に示すように、上方に突出する波形状部５０ａを有している。波形状部５０ａは、軸方向（図上下方向）から押付力を受けたときに、弾性的に圧縮変形し得るようになっている。波形状部５０ａは、この例では、径方向に対向する位置に２つ設けられているが、３つ以上設けられていてもよい。また、ピストン穴２ａの内周面には、周方向に延びる凹部２０が形成されている。凹部２０には、サークリップ部材５のリング状本体部５０が係止し得る上側ストッパ面２０ａおよび下側ストッパ面２０ｂが形成されている。

ピストン３のラック歯３ａは、サークリップ部材５のリング状本体部５０が上側ストッパ面２０ａに係止したときにピストン３の突出方向の移動が許容されるとともに、サークリップ部材５のリング状本体部５０が下側ストッパ面２０ｂに係止したときにピストン３の後退方向の移動が規制されるような形状に形成されている。

上述のように構成されるテンショナ１の運転中において、ピストン３が突出方向に移動する際には、ピストン３のラック歯３ａに係合するサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５のリング状本体部５０がハウジング２のピストン穴２ａの上側ストッパ面２０ａに係止する。この状態から、ピストン３のラック歯３ａがサークリップ部材５のリング状本体部５０を乗り越えて移動することにより、ピストン３の突出方向の移動が許容される。運転中には、ピストン３の先端部３０からテンショナアーム（図示せず）を介してチェーンに押付力が作用して、チェーンの張力が維持される。

次に、ピストン３が後退方向に移動する際には、ピストン３のラック歯３ａに係合するサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５のリング状本体部５０がハウジング２のピストン穴２ａの下側ストッパ面２０ｂに係止する（図５参照）。これにより、ピストン３の後退方向の移動が規制される。

しかも、この場合には、サークリップ部材５のリング状本体部５０がピストン穴２ａの下側ストッパ面２０ｂに当接したとき、リング状本体部５０の波形状部５０ａが軸方向に弾性変形する。これにより、サークリップ部材５のリング状本体部５０がピストン穴２ａの下側ストッパ面２０ｂに衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン後退時の衝突音を低減できる。

また、この場合には、上側および下側ストッパ面２０ａ，２０ｂとサークリップ部材５のリング状本体部５０との間に、サークリップ部材５の軸方向移動を許容するクリアランスが設けられているので（図２および図５参照）、ピストン３が後退方向に移動する際には、ピストン３のラック歯３ａと係合するサークリップ部材５が上側および下側ストッパ面２０ａ，２０ｂの間をクリアランス分だけ移動する。これにより、チェーン張力の増大によってチェーンからピストン３に過大な衝撃荷重が作用した場合でも、ピストン３のラック歯３ａとサークリップ部材５のリング状本体部５０との係合部分にそのまま過大な衝撃荷重が作用するのを防止できる。

なお、前記実施例では、サークリップ部材５に波形状部５０ａを設けた例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。

図６は、本発明の他の実施例を示しており、図中、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。図６は、前記実施例の図５に相当する図である。この実施例では、ハウジング２の凹部２０内において、サークリップ部材５のリング状本体部５０と下側ストッパ面２０ｂとの間に、ワッシャー部材としての皿ばね６が配設されている。サークリップ部材５に波形状部は設けられていない。

この場合には、運転中において、ピストン３が突出方向に移動する際には、前記実施例と同様に、ピストン３のラック歯３ａに係合するサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５のリング状本体部５０がハウジング２のピストン穴２ａの上側ストッパ面２０ａに係止する。この状態から、ピストン３のラック歯３ａがサークリップ部材５のリング状本体部５０を乗り越えて移動することにより、ピストン３の突出方向の移動が許容される。

次に、ピストン３が後退方向に移動する際には、ピストン３のラック歯３ａに係合するサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５のリング状本体部５０がハウジング２のピストン穴２ａの下側ストッパ面２０ｂ上の皿ばね６に当接する。これにより、ピストン３の後退方向の移動が規制される。また、サークリップ部材５のリング状本体部５０が皿ばね６に当接したとき、皿ばね６が軸方向に弾性変形する。これにより、サークリップ部材５のリング状本体部５０が下側ストッパ面２０ｂに衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン後退時の衝突音を低減できる。

ハウジング２の凹部２０内に配設されるワッシャー部材としては、皿ばねには限定されず、スプリングワッシャーやウエーブワッシャーでもよい。ウェーブワッシャーは、一般に、周方向に複数の波形状部を有している。

また、前記各実施例では、テンショナとして機械式テンショナを例にとって説明している。この機械式テンショナの採用により、複雑な油圧回路が不要となって、構造を簡略化でき、コストを低減できるが、本発明は、油圧テンショナに適用することも可能である。

本発明の一実施例によるテンショナの全体斜視図である。 テンショナ（図１）の縦断面図である。 ピストンの斜視部分図である。 サークリップ部材の全体斜視図である。 図２の一部拡大図に相当しており、ピストンが後退した状態を示す図である。 本発明の他の実施例によるテンショナを説明するための図であって、前記実施例の図５に相当する図である。

１： テンショナ

２： ハウジング
２ａ： ピストン穴
２ｂ： 切欠き
２０ａ： 上側ストッパ面
２０ｂ： 下側ストッパ面

３： ピストン
３ａ： ラック歯

４： ピストンスプリング

５： サークリップ部材
５０： リング状本体部
５０ａ： 波形状部
５１： 操作部

Claims (7)

1. チェーンに押付力を作用させるためのテンショナであって、
   軸方向に延びかつ一端が開口するピストン穴と、前記ピストン穴の開口端に形成されかつ前記ピストン穴に径方向に貫通する切欠きと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支持され、外周にラック歯を有するピストンと、
   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、
   前記ピストンの前記ラック歯に係合する拡径可能なリング状本体部と、操作者が前記リング状本体部を拡径し得る操作部とを有するサークリップ部材とを備え、
   前記サークリップ部材の前記操作部が前記ハウジングの前記切欠きを通して前記ハウジングの外部まで延設されており、前記ピストン穴には、前記サークリップ部材の前記リング状本体部が係止し得る上側ストッパ面および下側ストッパ面が形成されており、
   前記サークリップ部材の前記リング状本体部が前記上側ストッパ面に係止したとき前記ピストンの突出方向の移動が許容され、かつ前記サークリップ部材の前記リング状本体部が前記下側ストッパ面に係止したとき前記ピストンの後退方向の移動が規制されるような形状に、前記ラック歯が形成されており、
   前記サークリップ部材の前記リング状本体部が、前記下側ストッパ面に当接したときに、軸方向に弾性変形可能な波形状部を有している、
   ことを特徴とするテンショナ。
2. チェーンに押付力を作用させるためのテンショナであって、
   軸方向に延びかつ一端が開口するピストン穴と、前記ピストン穴の開口端に形成されかつ前記ピストン穴に径方向に貫通する切欠きと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支持され、外周にラック歯を有するピストンと、
   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、
   前記ピストンの前記ラック歯に係合する拡径可能なリング状本体部と、操作者が前記リング状本体部を拡径し得る操作部とを有するサークリップ部材とを備え、
   前記サークリップ部材の前記操作部が前記ハウジングの前記切欠きを通して前記ハウジングの外部まで延設されており、前記ピストン穴には、前記サークリップ部材の前記リング状本体部が係止し得る上側ストッパ面および下側ストッパ面が形成されており、
   前記サークリップ部材の前記リング状本体部が前記上側ストッパ面に係止したとき前記ピストンの突出方向の移動が許容され、かつ前記サークリップ部材の前記リング状本体部が前記下側ストッパ面に係止したとき前記ピストンの後退方向の移動が規制されるような形状に、前記ラック歯が形成されており、
   前記ピストン穴の前記下側ストッパ面には、前記サークリップ部材の前記リング状本体部が当接したときに、軸方向に弾性変形可能なワッシャー部材が設けられている、
   ことを特徴とするテンショナ。
3. 請求項１または２において、
   前記上側および下側ストッパ面と前記サークリップ部材との間には、前記サークリップ部材の軸方向移動を許容するクリアランスが設けられている、
   ことを特徴とするテンショナ。
4. 請求項２において、
   前記ワッシャー部材が、当該ワッシャー部材の軸方向の弾性変形を許容し得る波形状部を有している、
   ことを特徴とするテンショナ。
5. 請求項２において、
   前記ワッシャー部材が皿ばね、ばね座金またはウェーブワッシャーである、
   ことを特徴とするテンショナ。
6. 請求項１または４において、
   前記波形状部が、前記リング状本体部または前記ワッシャー部材において少なくとも２つ設けられている、
   ことを特徴とするテンショナ。
7. 請求項１または２において、
   前記テンショナが機械式テンショナである、
   ことを特徴とするテンショナ。

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