JP2005299758A - 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、ポールコイルスプリングがポールの動きを阻害しないようにする。
【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が外周の一部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、ポールスプリング収容部２４に収容され、ポール５の歯部５ｂがピストン３のラック歯３ｂと係合する側にポール５を押圧するポールコイルスプリング６とを設ける。ポールコイルスプリング６の一端は直線状に延長されており、その延長端６ａがハウジング２に係止されている。
【選択図】 図２

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により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ポールコイルスプリング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は規制されている。

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、ポールコイルスプリングがポールの動きを阻害しないようにすることにある。

請求項１の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、バックラッシュ付ポールラチェット機構を実現できる。

さらに、請求項１の発明においては、ポールコイルスプリングの少なくとも一方の端部がハウジングに係止されており、ポールの移動時にポールコイルスプリングがポールスプリング収容部内で回転するのが規制されている。これにより、ポールが前後方向に移動する際に、ポールコイルスプリングの端部を常時ポールと干渉しない位置に配置することができ、その結果、ポールコイ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ようになる。

請求項２の発明では、ポールスプリング収容部が前後方向に隔てられた一対の立壁部から構成されており、ポールコイルスプリングの少なくとも一方の端部が直線状に延長されて、その延長端が立壁部の側壁面に当接している。

請求項３の発明では、ポールコイルスプリングの双方の端部が直線状に延長されるとともに、それぞれの延長端が立壁部の側壁面に当接している。この場合には、ポールコイルスプリングの左右いずれの方向の回転についても、ポールコイルスプリング収容部の立壁部によって規制されることになる。

請求項４の発明に記載されているように、ポールコイルスプリングの外径は、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のが好ましい。この場合には、ポールコイ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。

請求項５の発明では、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、ポールコイルスプリングの端部がカバーにより覆われている。この場合には、ポールコイルスプリングの回転がカバーによっても規制されることになる。

請求項６の発明では、ポールスプリング収容部を上方に開口させ、ポール穴およびポールスプリング収容部を左右方向に貫通させてそれぞれの開口部分を互いに連通させるとともに、ポール穴およびポールスプリング収容部の左右方向の各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を着脱自在なカバーで覆っている。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コイルスプリングの組込みを容易に行えるようになる。

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、バックラッシュを有する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、ポールコイルスプリングの少なくとも一方の端部がハウジングに係止されており、ポールの移動時にポールコイルスプリングがポールスプリング収容部内で回転するのが規制されているので、ポールが前後方向に移動する際に、ポールコイルスプリングの端部を常時ポールと干渉しない位置に配置することができ、その結果、ポールコイ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および図２は本発明の一実施例による液圧テンショナを説明するための図であって、図１は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およびポールコイルスプリング部分の拡大斜視図である。なお、図２においては、カバーが省略された状態が示されている。

図１および図２に示すように、液圧テンショナ１は、一端が開口しかつ軸方向に延びるピストン穴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の配設方向と直交する方向にハウジング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。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２に示すように、ポール５の前後方向（同図の略左右方向）の長さｔは、ポール穴２ｂの前後方向の長さｄよりも短くなっており（ｔ＜ｄ）、ポール５とポール穴２ｂとの間には、前後方向の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を押圧するポールコイルスプリング６が縮設されている。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内にポールコイルスプリング６が収容されている。ポールコイルスプリング６の外径は、立壁部２５，２６の各対向壁２５ａ，２６ａ間の間隔（つまりポールスプリング収容部２４の前後方向長さ）Ｄと実質的に等しくなっている。また、間隔Ｄは、ポール穴２ｂの前後方向の長さｄよりも長くなっている。

ポールコイルスプリング６の一端は直線状に延長されており、その延長端６ａは、立壁部２５の側壁面２５ｃに当接している。これにより、ポールコイルスプリング６がポールスプリング収容部２４内で回転するのが規制されている。このとき、ポールコイルスプリング６の他端は、ポール５と干渉しない位置に配置されている。

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８が設けられている（図１参照）。カバー８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。ポールコイルスプリング６の上端は、カバー８の上面に圧接している。また、ポールコイルスプリング６の延長端６ａは、これに接近配置されたカバー８により覆われており、ポールコイルスプリング６の延長端６ａは、立壁部２５の側壁面２５ｃおよびカバー８の双方に係止されている。これにより、ポールコイルスプリング６は、ポールスプリング収容部２４内において左右いずれの方向の回転も規制されている。

カバー８の一部には、内方に折り曲げられた係合フック部８０が形成されている。一方、各立壁部２５，２６の下部には、係合凹部２５ｂ，２６ｂが形成されており（図２参照）、これらの係合凹部２５ｂ，２６ｂにカバー８の係合フック部８０が係脱自在に係合し得るようになっている。

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。

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の後端面がポール穴２ｂの内壁面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、ポール穴２ｂとポール５との間にクリアランスが形成されていることにより、ピストン３の移動にともなってポール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。

しかも、この場合には、ポールコイルスプリング６の一端側を延長した延長端６ａが、ハウジング２に一体形成された立壁部２５の側壁面２５ｃに係止されるとともに、カバー８に係止されており、ポールコイルスプリング６が収容部２４内で左右いずれの方向にも回転するのが規制されている。これにより、ポールコイルスプリング６の他方の端部をポール５と常時干渉しない位置に配置しておくことで、ポール５が前後方向に移動する際に、ポールコイルスプリング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ようになる。

また、ポールコイルスプリング６の外径は、ポールスプリング収容部２４の前後方向の長さＤと実質的に等しくなっているので、ポールコイルスプリング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。

さらに、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およびポールコイルスプリング６のハウジング２への組込みを容易に行える。

〔他の実施例〕
前記実施例では、ポールコイルスプリング６の延長端６ａを一方の端部にのみ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３および図４に示すように、ポールコイルスプリング６の双方の端部にそれぞれ延長端が設けられていてもよい。図３はポールコイルスプリングの第１の変形例を示す平面概略図であり、図４はポールコイルスプリングの第２の変形例を示す平面概略図である。これらの図において、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３に示す第１の変形例においては、ポールコイルスプリング６の一方の延長端６ａが立壁部２５の側壁面２５ｃに当接するとともに、ポールコイルスプリング６の他方（下方側つまり紙面奥側）の延長端６ｂが立壁部２６の側壁面２６ｃに当接している。また、図４に示す第２の変形例においては、ポールコイルスプリング６の一方の延長端６ａが立壁部２５の側壁面２５ｃに当接するとともに、ポールコイルスプリング６の他方（下方側つまり紙面奥側）の延長端６ｂが立壁部２５の側壁面２５ｄに当接している。

第１および第２の変形例のいずれの場合においても、ポールコイルスプリング６が左右いずれの方向に回転しようとしても、ポールコイルスプリング６のいずれかの延長端６ａ，６ｂが立壁部２５，２６の対応する側壁面に干渉してその回転が規制されることになる。

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）のポールおよびポールコイ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。 ポールコイルスプリングの第１の変形例を示す平面概略図である。 ポールコイルスプリングの第２の変形例を示す平面概略図である。

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
２５ｃ： 側壁面

３： ピストン
３ｂ： ラック歯

５： ポール
５ａ： 歯部

６： ポールコイルスプリング
６ａ： 延長端

８： カバー

Claims (6)

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ピストンの前記ラック歯と係合する側に前記ポールを押圧するポールコイルスプリングとを備え、
   前記ポールコイルスプリングが前記ポールスプリング収容部内で回転するのを規制するように、前記ポールコイルスプリングの少なくとも一方の端部が前記ハウジングに係止されている、
   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収容部が、前後方向に隔てられた一対の立壁部から構成されており、前記ポールコイルスプリングの少なくとも一方の端部が直線状に延長されるとともに、その延長端が前記立壁部の側壁面に当接している、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
3. 請求項２において、
   前記ポールコイルスプリングの双方の端部が直線状に延長されるとともに、それぞれの延長端が前記立壁部の側壁面に当接している、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
4. 請求項１において、
   前記ポールコイルスプリングの外径が、前記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、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
5. 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、前記ポールコイルスプリングの前記端部が前記カバーにより覆われている、
   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各開口部分、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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