JP6412925B2 - 油圧チェーンテンショナー及びラチェットの直列構成 - Google Patents

Description

本発明は、テンショナーに関し、より具体的には、作動中にエンドレスループ型動力伝達部材を張力を付与するために内燃機関のエンドレスループ型動力伝達駆動機に用いられるエンドレスループ型動力伝達部材テンショナーに関する。

タイミング駆動機テンショナーは、チェーン及び最終的にはテンショナーアーム／面を介して伝達されるタイミング駆動機の動的入力を制御するように設計されている。この制御を達成するために、テンショナーは、機械的方法、油圧的方法または両方法の組み合わせによって「調整」されることになる。チェーンが摩耗するによって、チェーンの緩みを取り除くように設計されている一般のテンショナーピストンが伸長される。ピストンが伸長されると、機械的偏向スプリングの力が減少され油圧漏出が増加することがあり、それによってテンショナーの調整が変わることとなる。テンショナーの使用周期の間のこのような調整の変化は、使用周期の間のチェーン部分が摩耗する間にテンショナーがピストンの伸長を最初に補償するとき、そのテンショナーを過引張させて補償することができる。テンショナーの過引張は効率及びシステムの耐久性に悪い影響を与える。

テンショナーの必要な機能は、チェーンが摩耗するときに伸長してチェーンの緩みを取り除くことである。従来のテンショナーでは、チェーンの緩みを取り除くことにより圧縮スプリングの長さが増加されチェーンのプレロードが減少され、それによって補償すべき新しいチェーン条件下で過度なプレロードが必要となり、これは効率及びシステムの耐久性に悪い影響を与える。

エンドレスループ型動力伝達部材のためのテンショナーは、エンドレスループ型動力伝達部材と作動可能に結合可能なピストン、及び該ピストンをエンドレスループ型動力伝達部材の方向に同軸スライド運動可能に案内し、かつ油圧油を収容するための油貯留部を形成するシリンダのアセンブリを含んでもよい。ベアリングが、シリンダボアと同軸であるカウンタボア内に位置するベアリングボールを含んでもよい。前記カウンタボアは、ベアリングボールを乗せる急勾配テーパ部を有してもよく、それによってシリンダが伸長方向に動くときにはベアリングボールがカウンタボアの外側に移動してシリンダの自由な伸長運動を可能にし、かつシリンダが収縮方向に動くときにはベアリングボールが前記急勾配テーパ部内に押し込まれてシリンダの収縮を防止することとなる。

前記テンショナーは２つのスプリング、すなわちピストンをシリンダから離れる方向に偏向させる役割をする第１スプリング、及びシリンダをベアリングとボアから離れる方向に偏向させる役割をする第２スプリングを含んでもよい。テンショナーは、第１スプリングの結合荷重が第２スプリングの結合荷重よりも常に大きいように設計されてもよい。ピストン、シリンダ、貯留部、逆止め弁、及び排出部は、スプリング力、油圧力、及び油圧の減衰をエンドレスループ型動力伝達装置に提供する通常の油圧テンショナーとして作用することができる。

シリンダに対するピストンの移動量は、システム摩耗を完全に取り除くためにテンショナーが必要とする総移動量よりも短い距離に制限されてもよい。円形クリップが前記ピストンの内径の溝内に保持され得る。溝がシリンダ内に形成されてもよい。シリンダ上の所定の幅の溝（該溝内に前記円形クリップを乗せることとなる）は、テンショナーの最小要求バックラッシュと少なくとも同一の距離に対応することができる。伸長運動中に前記溝の一端壁が前記円形クリップと接触することとなり、それによってピストンがシリンダに対して完全に伸長されると、第１スプリングのスプリング力はこれ以上チェーンに作用せず、第２スプリングがシリンダとピストンをベアリングとボアに対して外側に押すことができる。そのため、システムが摩耗するによってテンショナーの短い移動量の油圧部が外側に再び位置付けられる。

開示されたテンショナーは、ゼロピッチ／ゼロバックラッシュラチェット機構と直列に配置される短い移動量の油圧テンショナーを用いる。通常のチェーンテンショナーは、ラチェットと並列の油圧テンショナーを用いるであろう。該テンショナーはラチェットの上に沿って乗せられる油圧機能を有する。油圧部の移動量はテンショナーが必要とする総移動量よりも遥かに小さくてもよく、それによってピストンとシリンダとの間のスプリングの設計がより容易になされる。これと関連する利点として荷重がより一貫し得る。また、油圧漏出経路の長さが変わることはない。通常のテンショナーの場合、テンショナーが外側により遠く動くほど、漏出経路はより短くなることとなる。このようなテンショナーは、テンショナーの油圧部の圧縮中はゼロバックラッシュラチェットが伸長することがないように２つのスプリングが設計されている構成を提供する。ゼロバックラッシュラチェットが伸長されると、結局、テンショナーは不十分なバックラッシュになり、またタイミング駆動機が「ロックアップ」するであろう。

本発明の他の適用は、添付の図面と共に本発明の実施のために考慮される最良の態様に対する以下の説明を介して当業者に明白になるであろう。

ここでの説明は添付の図面を参照し、図面において類似の参照番号は図全体にかけて類似の部分を示す。
図１は、油圧チェーンテンショナーとラチェットの直列構成の断面図である。

図１を参照すると、エンドレスループ型動力伝達部材のためのテンショナー１０は、エンドレスループ型動力伝達部材と作動可能に結合可能なピストン１２、及び該ピストン１２をエンドレスループ型動力伝達部材の方向に同軸スライド運動可能に案内し、かつ油圧油を収容するための油貯留部２６を形成するシリンダ１４のアセンブリを含んでもよい。ベアリング２８はシリンダボア３４と同軸であるカウンタボア３２内に位置するベアリングボール３０を有してもよい。前記カウンタボア３２はベアリングボール３０を乗せる急勾配テーパ部３６を有してもよく、それによってシリンダ１４が伸長方向に動くときにはベアリングボール３０がカウンタボア３２の外側に移動してシリンダ１４の自由な伸長運動を可能にし、またシリンダ１４が収縮方向に動くときにはベアリングボール３０が前記急勾配テーパ部３６内に押し込まれてシリンダ１４の収縮を防止することとなる。

円形クリップ３８がピストン１２の内径（ＩＤ）の溝内に保持され得る。シリンダ１４は該シリンダ１４の外径（ＯＤ）に位置する所定の幅の溝４０を有してもよく、該溝内に前記円形クリップ３８を乗せている。溝４０の所定の幅はテンショナー１０に対して許容可能なバックラッシュに対応することができる。伸長運動中に前記溝４０の一端壁が円形クリップ３８と接触することができ、それによってピストンがシリンダに対して完全に伸長されると、円形クリップ３８がシリンダ１４をベアリング２８、及びボア３４に対して外側に引っ張ることとなり、その結果、エンドレスループ型動力伝達部材の緩みが取り除かれる。

逆止め弁１６がピストン１２とシリンダ１４との間に位置してもよい。ピストンスプリング１８がピストン１２とシリンダ１４との間に位置してもよい。選択的な流動制御装置２０がピストンとシリンダ１４との間に位置してもよい。前記逆止め弁１６、ピストンスプリング１８、及び選択的な流動制御装置２０は互いに協力して油圧テンショナーの機能を提供することとなる。

油溝２２がシリンダ１４のボア３４内部に形成されてもよい。この油溝２２は、シリンダ１４に対する油圧偏向を発生させることなく、シリンダ１４が動く際に持続的なオイル供給を可能にする環状で形成されてもよい。油溝２２は、流体連通でシリンダ１４の中心部まで至るオイル供給孔２２ａを有してもよい。プラグ２４がシリンダ１４の一端部内に押し込まれてテンショナー１０の油貯留部２６を形成する。該油貯留部２６は前記逆止め弁１６を介してオイルが供給され得る。

前記テンショナー１０は、シリンダ１４に対して同軸にスライドするピストン１２を用いる。ピストンとシリンダとの間には逆止め弁１６、ピストンスプリング１８、及び選択的な流動制御装置２０が位置し、通常の油圧テンショナーの機能を果たす。シリンダ１４は、エンジンから油溝２２にオイルを直接供給するオイル供給部を有するボア３４内部に案内される。油溝２２は、シリンダ１４が動く際に持続的なオイル供給を可能にする環状でなっているものの、シリンダスリーブに対する油圧偏向は発生させない。油溝２２は、シリンダ１４の中心部に対するオイル供給部２２ａを有している。シリンダ１４は、前記端部内に押し込まれてテンショナー１０の油貯留部２６を形成するプラグ２４を有する。該油貯留部２６は逆止め弁１６を介して供給する。シリンダ１４は、シリンダボア３４と同軸であるカウンタボア３２内に位置するベアリングボール３０を有するベアリング２８の内部で作動する。カウンタボア３２はベアリングボール３０を乗せる急勾配テーパ部３６を有している。シリンダ１４が伸長方向に動くときにはベアリングボール３０はカウンタボア３２の外側に移動して自由な運動を可能にする。シリンダ１４が収縮方向に移動するときにはベアリングボール３０が前記急勾配テーパ部３６内に押し込まれてシリンダ１４の収縮を防止することとなる。円形クリップ３８がピストン１２の内径（ＩＤ）の溝内に保持される。円形クリップ３８は所定の幅の溝４０内部でシリンダ１４上に乗っている。溝４０の幅は少なくともテンショナー１０の最小要求バックラッシュと同じ距離に対応する。円形クリップ３８が伸長中に溝４０の外側端壁に接触すると、該円形クリップ３８は、円形クリップ３８側にシリンダ１４を引っ張ることとなり、その結果、エンドレスループ型動力伝達部材の緩みが取り除かれる。ベアリング２８とピストン１２との間には偏向スプリング４２が作用し、該偏向スプリングは円形クリップ３８が溝４０の端壁に接触時にピストン／シリンダアセンブリ１２／１４を外側に偏向させる役割をし、その結果として伸長されてエンドレスループ型動力伝達部材の緩みが取り除かれる。ピストン／シリンダスプリング荷重はシリンダ／ベアリングスプリング荷重よりも常に高いということが分かるべきである。

油圧チェーンテンショナー１０とラチェットとの直列構成によって、テンショナー１０の動的調整に対する変化が最小化されると共に、そのテンショナー１０はエンドレスループ型動力伝達部材の緩みを取り除く機能を満たすことができる。テンショナー１０は、油圧テンショナーとして機能するパーツを含む可動部材アセンブリを用いる。該可動部材は、油圧ピストン１２が全ストローク位置に到逹したときにのみ伸長される。運動は、一方向装置により制御され、収縮することはできず、そのためエンドレスループ型動力伝達部材の緩みを取り除き、油圧テンショナーの部品を動かせることでタイミング駆動機の寿命にわたって一定のテンショナーの調整を保持する。上記機能は、ボア３４によって案内されるシリンダ１４を用いて達成される。オイルが環２２を介してシリンダ１４の内部に供給される。ベアリング２８がシリンダ１４の周りに乗っており、テーパ状の凹部３６内に位置しており、このテーパ状の凹部はシリンダ１４の伸長を許容するものの収縮は許容しない。シリンダ１４の露出端部にはピストン１２がある。該ピストン１２は、円周の周りに伸長しており、ベアリング２８上に安着する低いプレロード、低いスプリング率のスプリング４２によって外側に偏向される。該ピストン１２は溝４０内でシリンダ１４上に乗せられているスプリングクリップ３８によって保持される。シリンダ１４とピストン１２との間には、油圧テンショナーの機能を果たすための逆止め弁１６、スプリング１８、及び流動制御装置２０が含まれている。

シリンダ１４は環２２を介してオイルの供給を受けて油圧力がシリンダの伸長に寄与することを防止する。シリンダ１４は、テンショナー１０と共に動く貯留部２６を形成する。シリンダ１４の外側面に位置するベアリング２８はシリンダ１４の伸長を可能にする。シリンダ１４が後方に押されると、ベアリング２８がテーパ部３６内に押し込まれて収縮運動を防止する。ベアリング２８とピストン１２との間に作用する前記スプリング４２はエンドレスループ型動力伝達部材の緩みを取り除くために全体アセンブリを外に偏向させる作用をする。クリップ３８は、シリンダ１４をピストン１２に連結する作用をし、ピストン１２が伸長移動の端に到逹するとシリンダ１４を外側に引っ張ることとなる。さらにクリップ３８は、稼動中断中に溝４０の裏面に接触して歯飛びを防止する。前記逆止め弁１６、スプリング１８、及び流動制御装置２０は正常な油圧テンショナーの機能を可能にする。

本開示は、エンドレスループ型動力伝達システムの全摩耗を取り除くために必要とされるよりも全移動ストロークでより短い距離を与えるため、ピストン１２、シリンダ１４、ピストン／シリンダスプリング１８、及び逆止め弁１６を有する油圧テンショナー１０を含む、エンドレスループ型動力伝達システムにおける摩耗を取り除くためのアセンブリを説明する。ゼロバックラッシュラチェットはベアリングボール３０を有するベアリング２８、カウンタボア３２、急勾配テーパ部３６、及びシリンダ／ベアリングスプリング４２を含む。油圧テンショナー１０が全移動ストロークに到逹したときにのみ伸長されるようにし、そのため、エンドレスループ型動力伝達システムが摩耗し続けるによって油圧テンショナー１０を再び位置付けて作動し続けるようにするために、前記ゼロバックラッシュラチェットが油圧テンショナー１０と直列に取り付けられる。言い換えると、ゼロバックラッシュラチェットと直列に組み立てられるピストン１２、シリンダ１４、ピストン／シリンダスプリング１８、逆止め弁１６、及び選択的な排出部／流動制御装置を含む油圧テンショナー１０からなるエンドレスループ型動力伝達装置用テンショナーが開示され、それによってテンショナー１０の油圧部が油圧ストロークの全伸長に到逹すると、前記ラチェットがシステム摩耗に対処するために油圧テンショナー１０を機械的に再び位置付けることとなる。シリンダ／ベアリングスプリング４２と直列の前記ピストン／シリンダスプリング１８は常にさらに強い力を与え、それによって油圧テンショナー１０が完全に伸長しているときにのみラチェットが伸長され、テンショナー１０で最小のバックラッシュが保持され得る。

現在、最も実用的かつ好ましい実施形態と考えられるものと関して本発明を説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されることなく、添付の請求の範囲及び要旨内に含まれる多様な変形例及び同等の構成も含むものであることを理解しなければならず、請求の範囲は、法律下で許容されるように、それらの全ての変形例と同等の構成も含むように最も広く解釈されなければならない。

Claims (13)

1. エンドレスループ型動力伝達部材のためのテンショナー（１０）であって、
   エンドレスループ型動力伝達部材と作動可能に結合可能なピストン（１２）、
   前記ピストン（１２）をエンドレスループ型動力伝達部材の方向に同軸スライド運動可能に案内し、かつ油圧油を収容するための油貯留部（２６）を形成するシリンダ（１４）、及びシリンダボア（３４）と同軸であるカウンタボア（３２）内に位置するベアリングボール（３０）を有するベアリング（２８）を含み、
   前記カウンタボア（３２）は、ベアリングボール（３０）を乗せる急勾配テーパ部（３６）を有し、それによってシリンダ（１４）が伸長方向に動くときにはベアリングボール（３０）がカウンタボア（３２）の外側に移動してシリンダ（１４）の自由な伸長運動を可能にし、またシリンダ（１４）が収縮方向に動くときにはベアリングボール（３０）が前記急勾配テーパ部（３６）内に押し込まれてシリンダ（１４）の収縮を防止することとなり、
   前記ピストン（１２）の内径（ＩＤ）の溝内に保持される円形クリップ（３８）をさらに含むテンショナー（１０）。
2. 前記シリンダ（１４）は、該シリンダ（１４）上に所定の幅の溝（４０）を有し、該溝内に前記円形クリップ（３８）を乗せており、前記所定の幅はテンショナー（１０）に対して許容可能なバックラッシュに対応する請求項１に記載のテンショナー（１０）。
3. 伸長運動中に前記溝（４０）の一端壁が前記円形クリップ（３８）と接触するようになり、それによって円形クリップ（３８）が円形クリップ（３８）側にシリンダ（１４）を引っ張ることとなり、その結果、エンドレスループ型動力伝達部材の緩みが取り除かれる請求項２に記載のテンショナー（１０）。
4. 前記ベアリング（２８）とピストン（１２）との間に作用する偏向スプリング（４２）をさらに含み、該偏向スプリング（４２）は、円形クリップ（３８）が前記溝（４０）の端壁に接触時にピストン（１２）をシリンダ（１４）の外側に偏向させる役割をし、その結果として伸長されてエンドレスループ型動力伝達部材の緩みが取り除かれる請求項３に記載のテンショナー（１０）。
5. 前記ピストン（１２）とシリンダ（１４）との間に位置する逆止め弁（１６）をさらに含む請求項１に記載のテンショナー（１０）。
6. 前記ピストン（１２）とシリンダ（１４）との間に位置するピストンスプリング（１８）をさらに含む請求項５に記載のテンショナー（１０）。
7. 油圧テンショナーの機能を果たす流動制御装置（２０）をさらに含む請求項６に記載のテンショナー（１０）。
8. 前記シリンダ（１４）の前記ボア（３４）の内部に形成されている油溝（２２）をさらに含む請求項１に記載のテンショナー（１０）。
9. 前記油溝（２２）は、シリンダ（１４）に対する油圧偏向を発生させることなくシリンダ（１４）が動く際に持続的なオイル供給を可能にする環状で形成されている請求項８に記載のテンショナー（１０）。
10. 前記油溝（２２）は前記シリンダ（１４）の中心部に対するオイル供給部（２２ａ）を有する請求項８に記載のテンショナー（１０）。
11. 前記シリンダ（１４）の一端部内に押し込まれてテンショナー（１０）の油貯留部（２６）を形成するプラグ（２４）をさらに含み、前記油貯留部（２６）は逆止め弁（１６）を介してオイルが供給される請求項１に記載のテンショナー（１０）。
12. エンドレスループ型動力伝達システムにおける摩耗を取り除くためのアセンブリであって、
    エンドレスループ型動力伝達システムの全摩耗の吸収に必要とされるよりも全移動ストロークで短い距離を与えるために、ピストン（１２）、シリンダ（１４）、ピストン／シリンダスプリング（１８）、及び逆止め弁（１６）を有する油圧テンショナー（１０）、及び ベアリングボール（３０）を有するベアリング（２８）、カウンタボア（３２）、急勾配テーパ部（３６）、及びシリンダ／ベアリングスプリングを含むゼロバックラッシュラチェットを含み、
    前記ゼロバックラッシュラチェットは、前記油圧テンショナー（１０）が全移動ストロークに到逹したときにのみ伸長されるようにし、エンドレスループ型動力伝達システムが摩耗し続けるによって油圧テンショナー（１０）を再び位置付けて作動し続けるようにするために、油圧テンショナー（１０）と直列に取り付けられ、
    前記ピストン（１２）の内径（ＩＤ）の溝内に保持される円形クリップ（３８）をさらに含むエンドレスループ型動力伝達システムにおける摩耗を取り除くためのアセンブリ。
13. 前記ピストン／シリンダスプリング（１８）は、前記シリンダ／ベアリングスプリング（４２）と直列に位置し、かつさらに強い力を与え、それによって油圧テンショナー（１０）が完全に伸長しているときにのみゼロバックラッシュラチェットが伸長され、テンショナー（１０）で最小のバックラッシュが保持され得る請求項１２に記載のアセンブリ。

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