(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
一端に開口する穴が形成されたハウジングと、
前記穴にスライド自在に挿入され、前記穴との間で流体チャンバを形成するとともに、ラック歯が外周面の少なくとも一部に形成されたプランジャと、
前記プランジャを突出方向に付勢する付勢部材と、
前記ハウジングの前記穴の開口部内に配置され、概略リング状の本体部と、前記本体部から内方に延びかつ前記プランジャの前記ラック歯と弾性的に係合し得る係合片とを有し、前記プランジャの突出方向の移動を許容するとともに、前記プランジャの縮退時に前記係合片が前記開口部内の壁面と前記プランジャの前記ラック歯との間でストラットして作用することにより、前記プランジャの縮退を防止するラチェット部材とを備え、
前記付勢部材が、前記プランジャの外周に配設されるとともに、その一端が前記プランジャの先端部に係止されており、
前記ハウジングの前記穴の前記開口部には、前記プランジャが挿通する貫通穴を有するとともに、前記付勢部材の他端が係止される係止部材が設けられており、
前記ラチェット部材の前記本体部が、前記ハウジングの前記穴の前記開口部において、前記開口部内の壁面と前記係止部材の後端面とで形成される隔室内に軸方向の間隙を介して配置されており、
前記係止部材の前記貫通穴の後端側開口部には、前記プランジャが前記ハウジングの前記穴から抜け落ちるのを防止するためのストッパ面が形成されており、前記プランジャの外周面には、前記係止部材のストッパ面に対応して形成されるとともに、前記プランジャの最大伸長時に前記ラチェット部材の前記係合片を介して前記ストッパ面に当接する当接面が形成されている、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項２】
請求項１において、
前記係止部材が、前記ハウジングの前記穴の前記開口部に形成された、前記穴よりも大径の取付穴に取り付けられており、前記取付穴の底壁面が前記開口部内の前記壁面を構成している、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ラチェット部材における前記係合片の延設方向が、前記プランジャの軸線に対して前記プランジャの先端側に向かいつつ斜め方向に延びている、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項４】
請求項３において、
前記係合片が対向配置された一対の係合片から構成されている、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項５】
請求項３または４において、
前記プランジャの前記ラック歯が、前記プランジャの前記外周面において前記ラチェット部材の前記係合片の周方向位置に対応して設けられており、前記プランジャをその軸線回りに回転させることにより、前記プランジャは、前記ラック歯が前記係合片と係合した係合状態となる係合位置と、前記ラック歯が前記係合片から離れて前記係合状態が解除される非係合位置とをとり得るようになっている、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項６】
請求項１において、
前記ハウジングには、テンショナ据付前に前記プランジャを最大縮退状態で保持するためのリテーニングピンが挿入される横方向の貫通孔が形成されており、前記プランジャには、前記リテーニングピンが係止される係止孔が形成されている、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェーンやベルトに適正な緊張力を作用させるための液圧テンショナに関し、詳細には、液圧低下時などにおいてプランジャの縮退を防止するためのラチェット機構を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
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穴にスライド自在に挿入され、スプリングによって突出方向に付勢されたプランジャと、ハウジングの穴およびプランジャ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おいて、チェーンまたはベルトからプランジャ先端に作用する押付力は、チャンバ内の液圧およびスプリングの弾性反発力による抗力と釣り合っている。
【０００３】
ところで、自動車用のタイミングシステムに適用される液圧テンショナにおいては、エンジンの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は、チェーンからプランジャ先端に押付力が作用したとき、プランジャがハウジング内に容易に押し込まれてプランジャが縮退し、その結果、ノイズや振動が発生することがある。
【０００４】
そこで、このようなプランジャの縮退を防止するために、例えば、特開２０００−１３６８５９号公報や特開２００１−３０４３６０号公報などに示すような、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。
【０００５】
特開２０００−１３６８５９号公報に示すものは、ハウジングに形成された縦方向の穴にスライド自在に支持されたラック部材と、ハウジングに形成された横方向のキャビティにスライド自在に支持され、ラック部材と係合するラチェットと、キャビティ内に収容され、ラック部材と係合する方向にラチェットを付勢するスプリングとから構成されている。
【０００６】
このようなラック部材およびラチェットの係合により、プランジャの突出方向の移動が許容される一方、プランジャの縮退方向の移動が防止されるようになっているが、この場合には、プランジャとは別個にラック部材が設けられているため、構造が複雑である。
【０００７】
一方、特開平２００１−３０４３６０号公報に示すものは、ピストン外周面に形成されたラック溝と、ハウジング内に形成された横穴にスライド自在に支持され、ピストンのラック溝と係合する爪部材と、横穴内に収容され、ラック溝と係合する方向に爪部材を付勢するスプリングとから構成されている。
【０００８】
この場合には、ピストン外周面にラック溝が一体に形成されることにより、構造が簡略化されているものの、ラック溝と係合する方向に爪部材を付勢するスプリングが依然として必要であり、部品点数が多い。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、部品点数を削減でき、構造を簡略化できるラチェット機構を備えた液圧テンショナを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る液圧テンショナは、一端に開口する穴が形成されたハウジングと、穴にスライド自在に挿入され、穴との間で流体チャンバを形成するとともに、ラック歯が外周面の少なくとも一部に形成されたプランジャと、プランジャを突出方向に付勢する付勢部材と、ラチェット部材とを備えている。ラチェット部材は、ハウジングの穴の開口部内に配置され、概略リング状の本体部と、本体部から内方に延びかつプランジャのラック歯と弾性的に係合し得る係合片とから構成されている。
【００１１】
請求項１の発明によれば、テンショナの運転中において、プランジャが突出方向に移動する際には、ラチェット部材の係合片がプランジャのラック歯に弾性的に当接した状態でプランジャの移動が行われる。一方、プランジャが縮退方向に移動する際には、ラチェット部材の係合片が、開口部内の壁面とプランジャのラック歯との間でストラット(strut) つまり突っ張り棒として作用し、これにより、プランジャの縮退を防止できる。
【００１２】
この場合には、ラチェット部材の係合片が弾性作用を有しており、このため、ラチェット部材とは別に付勢部材を設ける必要がない。これにより、部品点数を削減でき、構造を簡略化できる。また、ラチェット部材をプランジャと一体化できるので、テンショナの組立てが容易になる。
【００１３】
また、請求項１の発明では、付勢部材がプランジャの外周に配設されるので、プランジャを中空の部材にする必要がなく、チャンバの容量を小さくできる。これにより、運転開始時に短時間でチャンバ内にオイルを充填できるようになり、テンショナの応答特性を向上できる。また、ラチェット部材の本体部が、ハウジングの穴の開口部において、開口部内の壁面と係止部材の後端面とで形成される隔室内に軸方向の間隙を介して配置されるので、この間隙の分だけ、テンショナのバックラッシュ量を増大できる。これにより、比較的大きなバックラッシュ量を要求される、芯間距離の長いチェーンシステムに好適なテンショナを提供できる。
【００１４】
さらに、請求項１の発明によれば、プランジャの最大伸長時には、プランジャ外周面の当接面がチェット部材の係合片を介して係止部材のストッパ面に当接する。これにより、プランジャの抜け落ちを確実に防止できる。
【００１５】
係止部材は、請求項２の発明に記載されているように、ハウジング穴の開口部に形成された大径の取付穴に取り付けられているのが好ましい。この場合には、取付穴の底壁面が開口部内の壁面を構成することになる。これにより、ラチェット部材の係合片がストラットして作用する際に、係合片の基端側部分つまりラチェット部材の本体部がこの取付穴の底壁面で安定して支持されることになる。
【００１６】
ラチェット部材の係合片は、請求項３の発明に記載されているように、プランジャの軸線に対してプランジャの先端側に向かいつつ斜め方向に延びているのが好ましい。これにより、係合片がプランジャのラック歯に対して効果的にラチェット機能を発揮するようになる。
【００１７】
係合片は、請求項４の発明に記載されているように、対向配置された一対の係合片から構成されているのが好ましい。この場合には、とくにプランジャの後退時において、プランジャがハウジングの穴内部でこじることなく、各係合片によりバランスよく支持されるようになる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、プランジャのラック歯が、プランジャの外周面においてラチェット部材の係合片の周方向位置に対応して設けられている。そして、プランジャをその軸線回りに回転させることにより、プランジャは、ラック歯が係合片と係合した係合状態となる係合位置と、ラック歯が係合片から離れて係合状態が解除される非係合位置とをとり得るようになっている。すなわち、この場合には、ラチェット部材のリセット構造が設けられている。
【００１９】
これにより、プランジャが一旦伸長した場合であっても、プランジャを所定角度回転させることによりプランジャのラック歯とラチェット部材の係合片との係合状態が解除され、この状態からプランジャをハウジング内に押し込むことによって、容易にプランジャを再び縮退状態にすることができる。このリセット構造を利用して、プランジャの組立てや、エンジン内へのプランジャの組み込み、プランジャの交換作業などを容易に行えるようになる。
【００２０】
請求項６の発明では、ハウジングに形成された貫通孔にリテーナピンを挿入して、該リテーナピンをプランジャの係止孔に係止することにより、テンショナ据付前にプランジャが最大縮退状態で保持できるようになる。また、テンショナ据付け後は、リテーナピンを抜くことにより、テンショナが作動可能状態におかれる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を添付図面に基づいて説明する。
図１および図２は本発明の一実施態様による液圧テンショナの縦断面図であって、図１はプランジャ最大縮退時の状態を示す図、図２はプランジャ最大伸長時の状態を示す図、図３（ａ）は図１の液圧テンショナにおけるプランジャの正面図、同図（ｂ）はプランジャの平面図、図４（ａ）は図１の液圧テンショナにおけるラチェット部材の右側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図５はテンショナ運転中においてプランジャ伸長時の状態を示す図、図６はテンショナ運転中においてプランジャ後退時の状態を示す図、図７はプランジャ最大伸長時においてラチェット機構がリセットされた状態を示す図、図８はプランジャ最大縮退時においてラチェット部材による係合状態が解除された状態を示す図、図９はラチェット部材による係合状態が解除された状態を示す横断面図、図１０はラチェット部材による係合状態を示す横断面図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、液圧テンショナ１は、ハウジング２と、ハウジング２に形成された穴２ａ内にスライド自在に挿入された中実のプランジャ３と、プランジャ３の外周に配設され、プランジャ３を穴２ａから突出する方向に付勢するスプリング４とから主として構成されている。
【００２３】
ハウジング２内において、プランジャ３の後端面３ａおよび穴２ａの内壁面から流体チャンバ２０が形成されている。プランジャ３の外周面の一部には、ラック歯３ｂが形成されている。ラック歯３ｂは、プランジャ３の外周面において対向する二面に形成されている（図３（ａ），（ｂ）参照）。また、プランジャ３の先端には、図示しないチェーンと当接する当接部３０が設けられている。スプリング４の一端は、当接部３０に圧接している。
【００２４】
ハウジング２の穴２ａの開口部には、穴２ａよりも大径の取付穴２２が形成されており、該取付穴２２内には、スプリング４の他端が係止される係止部材５が取り付けられている。係止部材５の中央に形成された貫通穴５ａには、プランジャ３の先端側部分がスライド自在に支持されるようになっている。
【００２５】
取付穴２２内には、プランジャ３の縮退を防止するためのラチェット部材６が設けられている。ラチェット部材６は、図４（ａ）に示すように、リング状の本体部６ａと、本体部６ａからそれぞれ内方に延びかつ対向配置された概略矩形状の一対の係合片６ｂとから構成されている。各係合片６ｂは、同図（ｂ）に示すように、中心軸線Ｃ、つまりプランジャ３の軸線Ｌ（図１）に対して、斜め方向に交差する方向にプランジャ先端側に延びている。また、ラチェット部材６の係合片６ｂの各先端部は、プランジャ３のラック歯３ｂと弾性的に係合している。
【００２６】
このような構成により、ラチェット部材６は、プランジャ３の突出方向の移動を許容する一方、プランジャ３の後退方向の移動を防止するラチェット機能を効果的に発揮するようになっている。また、ラチェット部材６の係合片が、対向配置された一対の係合片６ｂから構成されるので、とくにプランジャ３の後退時において、プランジャ３がハウジング２の穴２ａ内部でこじることなく、係合片６ｂによりバランスよく支持されるようになる。
【００２７】
また、ラチェット部材６の本体部６ａは、取付穴２２内において、取付穴２２の底壁面２２ａと係止部材５の後端面５ｂとで限定される隔室内において、軸方向の間隙を有している。
【００２８】
係止部材５の貫通穴５ａの後端側開口部には、傾斜面状のストッパ面５ｃが形成されている。一方、プランジャ３の外周面には、ストッパ面５ｃに対応する傾斜面状の当接面３ｃが形成されている。
【００２９】
ハウジング２には、テンショナ据付前にプランジャ３を最大縮退状態で保持するためのリテーナピン（図示せず）を挿入するための横方向の貫通孔２１が形成されている。プランジャ３には、リテーナピンが係止される係止孔３１が形成されている。
【００３０】
次に、テンショナ運転中のラチェット部材６の作動について説明する。
エンジンが始動すると、テンショナ１のチャンバ２０には、外部のオイルポンプからオイルが供給される。チャンバ２０内にオイルが充填されると、オイルの液圧による力とスプリング４の弾性反発力との合成による押付力が、プランジャ先端の当接部３０からテンショナアーム（図示せず）を介してチェーンに作用する。
【００３１】
運転中にチェーンの伸びなどが原因でプランジャ３が突出方向に移動する、つまりプランジャ３が伸長する場合には、図５に示すように、ラチェット部材６の係合片６ｂとプランジャ３のラック歯３ｂとの弾性的な接触状態を介して、つまり、係合片６ｂの弾性力によるドラッグを介して、ラチェット部材６が取付穴２２内においてプランジャ３の突出方向への移動とともに図右方に移動し、ラチェット部材６の本体部６ａが係止部材５の後端面５ｂに当接する。
【００３２】
この状態から、プランジャ３がさらに伸長する場合には、ラチェット部材６の本体部６ａが係止部材５に当接した状態のまま、ラチェット部材６の係合片６ｂがプランジャ３のラック歯３ｂを乗り越えつつ、プランジャ３が突出方向に移動する。
【００３３】
なお、プランジャ３の最大伸長時には、図２に示すように、プランジャ３の当接面３ｃが、ラチェット部材６の係合片６ｂを介して係止部材５のストッパ面５ｃに当接するようになっている。これにより、プランジャ３のハウジング穴３ａからの抜け落ちを確実に防止できる。
【００３４】
その一方、図５に示す状態から、チェーン緊張力の増加などが原因でチェーンからプランジャ先端の当接部３０に押付力が作用することにより、プランジャ３が後退方向に移動する場合には、図６に示すように、ラチェット部材６の係合片６ｂの先端がプランジャ３のラック歯３ｂと係合することにより、ラチェット部材６がプランジャ３と一体的に図左方に移動する。これにより、ラチェット部材６の本体部６ａが取付穴２２内の底壁面２２ａに当接する。この状態では、ラチェット部材６の係合片６ｂが底壁面２２ａとプランジャ３のラック歯３ｂとの間でストラット(strut) 、つまり突っ張り棒として作用するので、プランジャ３の後退が確実に防止される。
【００３５】
次に、エンジンの始動時などのように、チャンバ２０内に十分な液圧が作用していない状況下において、チェーンからプランジャ先端の当接部３０に押付力が作用した場合には、同様に、ラチェット部材６の係合片６ｂが底壁面２２ａとプランジャ３のラック歯３ｂとの間でストラットとして作用することにより（図６参照）、プランジャ３の縮退を確実に防止できる。
【００３６】
次に、テンショナの組立時において、プランジャ３を最大縮退状態に保持する際には、プランジャ３の最前端側のラック歯３ｂにラチェット部材６の係合片６ｂを係合させた状態でハウジング２内に組み込み、この状態から、ハウジング２の貫通孔２１にリテーニングピンを挿入して、プランジャ３の係止孔３１に係止させる。これにより、プランジャ３を容易に最大縮退状態に保持することができる。テンショナをチェーンに組み付けた後は、リテーニングピンを貫通孔２１から抜くことにより、プランジャ３が伸長してテンショナが作動可能状態におかれる。
【００３７】
また、最大伸長状態におかれたプランジャを再び最大縮退状態にする場合には、図２に示す状態から、プランジャ先端の当接部３０を把持し、当接部３０を介してプランジャ３をその軸線Ｌの回りに約９０度回転させる。すると、図７に示すように、プランジャ３の当接面３ｃに当接していたラチェット部材６の係合片６ｂが、当接面３ｃから離れて円柱状のプランジャ外周面上に移動する。
【００３８】
このとき、ラチェット部材６の各係合片６ｂとプランジャ３のラック歯３ｂとの位置関係は、図９に示すようになっており、対向配置された各係合片６ｂの間にラック歯３ｂが配置されている。なお、図９に示されるように、プランジャ３の当接部３０は、相対する一対の切欠き３０ａを有しており、これらの切欠き３０ａによって当接部３０が把持されやすくなっているとともに、切欠き３０ａの位置によって、プランジャ３のラック歯３ｂの位置が容易に把握できるようになっている。
【００３９】
次に、図８に示すように、プランジャ３の当接部３０を介してプランジャ３をハウジング２内に押し込む。このとき、プランジャ３のラック歯３ｂとラチェット部材６の係合片６ｂとは、依然として係合状態が解除された非係合状態のままである。
【００４０】
この状態から、プランジャ先端の当接部３０を把持し、当接部３０を介してプランジャ３をその軸線Ｌの回りに約９０度回転させる。すると、図１に示すように、プランジャ３のラック歯３ｂがラチェット部材６の係合片６ｂの側に移動し、係合片６ｂがラック歯３ｂと係合する。このとき、プランジャ先端の当接部３０、ラック歯３ｂおよび係合片６ｂの位置関係は、図１０に示すようになっている。
【００４１】
この場合には、ラック歯３ｂに対するラチェット部材６の係合状態を解除し得るようなリセット機構が設けられたことにより、プランジャが一旦伸長した場合であっても、容易にプランジャを再び縮退状態にすることができる。これにより、プランジャの組立てや、エンジン内へのプランジャの組み込み、プランジャの交換作業などを容易に行えるようになる。
【００４２】
このように本実施態様によれば、テンショナの運転中において、プランジャ３が突出方向に移動する際には、ラチェット部材６の係合片６ｂがプランジャ３のラック歯３ｂに弾性的に当接した状態でプランジャ３の移動が行われる。一方、プランジャ３が縮退方向に移動する際には、ラチェット部材６の係合片６ｂが、取付穴２２内の底壁面２２ａとプランジャ３のラック歯３ｂとの間でストラットとして作用し、これにより、プランジャ３の縮退を防止できる。
【００４３】
この場合には、ラチェット部材６の係合片６ｂ自体が弾性作用を有しており、このため、ラチェット部材６と別個に付勢部材を設ける必要がない。これにより、部品点数を削減でき、構造を簡略化できる。また、ラチェット部材６をプランジャ３と一体化できるので、テンショナの組立てが容易になる。なお、ラチェット部材６に設ける係合片６ｂの個数としては、プランジャ径などに応じて、円周方向に均等間隔で３個以上配置したり、また、プランジャ３がこじるおそれがなければ、一つのみ配置することも可能である。
【００４４】
また、本実施態様では、スプリング４がプランジャ３の外周に配設されるので、プランジャ３を中空の部材にする必要がなく、チャンバ２０の容量を小さくできる。これにより、運転開始時に短時間でチャンバ２０内にオイルを充填できるようになり、テンショナの応答特性を向上できる。また、ラチェット部材６の本体部６ａが、取付穴２２の底壁面２２ａと係止部材５の後端面５ｂとで形成される隔室内に軸方向の間隙を介して配置されるので、この間隙の分だけ、テンショナのバックラッシュ量を増大できる。これにより、比較的大きなバックラッシュ量を要求される、芯間距離の長いチェーンシステムに好適なテンショナを提供できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る液圧テンショナによれば、プランジャのラック歯と弾性的に係合し得る係合片を有するラチェット部材を設けるようにしたので、ラチェット部材とは別に付勢部材を設ける必要がなくなり、これにより、部品点数を削減でき、構造を簡略化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様による液圧テンショナの縦断面図であって、プランジャ最大縮退時の状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施態様による液圧テンショナの縦断面図であって、プランジャ最大伸長時の状態を示す図である。
【図３】（ａ）は図１の液圧テンショナにおけるプランジャの正面図、（ｂ）はプランジャの平面図である。
【図４】（ａ）は図１の液圧テンショナにおけるラチェット部材の右側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】テンショナ運転中においてプランジャ伸長時の状態を示す図である。
【図６】テンショナ運転中においてプランジャ後退時の状態を示す図である。
【図７】プランジャ最大伸長時においてラチェット部材による係合状態が解除された非係合状態を示す図である。
【図８】プランジャ最大縮退時においてラチェット部材による係合状態が解除された非係合状態を示す図である。
【図９】ラチェット部材による係合状態が解除された非係合状態を示す横断面図である。
【図１０】ラチェット部材による係合状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
１：  液圧テンショナ
２：  ハウジング
２ａ：  穴
２０：  流体チャンバ
２１：  貫通孔
２２：  取付穴
２２ａ：  底壁面
３：  プランジャ
３ｂ：  ラック歯
３ｃ：  当接面
３１：  係止孔
４：  スプリング
５：  係止部材
５ｂ：  後端面
５ｃ：  ストッパ面
６：  ラチェット部材
６ａ：  本体部
６ｂ：  係合片
【図１】
0003577033.tif 000002
【図２】
0003577033.tif 000003
【図３】
0003577033.tif 000004
【図４】
0003577033.tif 000005
【図５】
0003577033.tif 000006
【図６】
0003577033.tif 000007
【図７】
0003577033.tif 000008
【図８】
0003577033.tif 000009
【図９】
0003577033.tif 000010
【図１０】
0003577033.tif 000011