(57)【要約】      （修正有）【解決手段】テンショナーは、テンショナーチューニングを制御する流量制限を断面積０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２の穴を通してピストンのノーズに移動させる。また、テンショナーの設計から構成要素を排除する。ピストン穴の幾何学的構造は、１つまたは多数の穴である。【効果】高圧チャンバ内の油圧は、穴を通して移動して、テンショナー上の減衰量を及びこれによってエンジンのチェーン荷重が制御される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧テンショナー用ピストンであって：
直径及び断面積を有する少なくとも１つの軸方向穴を有するピストンノーズ（ｐｉｓｔｏｎ  ｎｏｓｅ）を備えたピストン本体を含む中空ピストンを含み；前記少なくとも１つの穴径は１ｍｍ未満であり、前記少なくとも１つの穴の総断面積は０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２の間である、油圧テンショナー用ピストン。
【請求項２】
前記穴の前記総断面積が少なくとも０．０１３ｍｍ２である、請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
各穴の直径が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである、請求項１に記載のピストン。
【請求項４】
各穴の直径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである、請求項１に記載のピストン。
【請求項５】
前記軸方向穴が２つの穴を含み、前記２つの穴の総断面積が０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である、請求項１に記載のピストン。
【請求項６】
前記軸方向穴が３つの穴を含み、前記３つの穴の総断面積が０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である、請求項１に記載のピストン。
【請求項７】
前記軸方向穴が４つの穴を含み、前記４つの穴の総断面積が０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である、請求項１に記載のピストン。
【請求項８】
前記軸方向穴が５つの穴を含み、前記５つの穴の総断面積が０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である、請求項１に記載のピストン。
【請求項９】
前記ピストン本体内に少なくとも１つの半径方向穴をさらに含み、前記ピストンノーズ内の前記軸方向穴及び前記ピストン本体内の前記半径方向穴の総断面積が０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である、請求項１に記載のピストン。
【請求項１０】
前記油圧テンショナーは：
入口を介して加圧流体の供給源と流体連通し、前記中空ピストンを収容するボアを有するテンショナー本体；
前記中空ピストン及び前記テンショナー本体の前記ボアによって画定された油圧チャンバ；及び
前記入口から離れるように前記ピストンを付勢するために前記油圧チャンバ内に収容されたピストンバネを含む、請求項１に記載のピストン。
【請求項１１】
油圧テンショナー用中空ピストンであって：
ピストンノーズを備えたピストン本体を含み、前記ピストンノーズは、前記ピストンノーズ内に少なくとも１つの軸方向穴または前記ピストン本体内に半径方向穴を含み；
前記軸方向穴または前記半径方向穴の各々の直径が１ｍｍ未満であり、前記軸方向穴または前記半径方向穴の総断面積が０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である、油圧テンショナー用中空ピストン。
【請求項１２】
前記軸方向穴または前記半径方向穴の総断面積は、少なくとも０．０１３ｍｍ２である、請求項１１に記載のピストン。
【請求項１３】
前記軸方向穴または前記半径方向穴の直径は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである、請求項１１に記載のピストン。
【請求項１４】
前記軸方向穴または前記半径方向穴の直径は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである、請求項１１に記載のピストン。
【請求項１５】
前記軸方向穴は、前記中空ピストンの内面から前記ピストンの前記本体の外面まで延びる、請求項１１に記載の中空ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧テンショナー分野に関する。より詳細には、本発明は、油圧テンショナー内のオイルの流量を制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の油圧テンショナーは、油圧テンショナーの高圧チャンバから大気へのオイルの流量を制御するために螺旋形の曲がりくねった経路を有するプラスチックディスクシール（ｐｌａｓｔｉｃ  ｄｉｓｋ  ｓｅａｌ）を使用している。プラスチックシール及び曲がりくねった経路は、ピストンのノーズ（ｎｏｓｅ）内の過大の穴（ｏｖｅｒｓｉｚｅｄ  ｈｏｌｅ）を通して漏れ出る。
【０００３】
ピストンの内側には、ピストンノーズの内側にシールするベントディスク（ｖｅｎｔ  ｄｉｓｋ）上を押す圧縮バネがある。前記シールは、空気抜きを可能にするだけでなく、本体内側の油圧を維持することによってテンショナーのチューニングを制御するために、オイルの流れを制限する曲がりくねった経路を含む。この流れの制限後、オイルはピストンのノーズ内の過大の穴を通して逃れる。
【０００４】
図１Ａ及び図１Ｂは、ベントディスク１０を有するテンショナーピストン２を示す。ピストン２は、ピストンハウジング４及び油圧チャンバ６を含む。ピストンバネ及びテンショナー本体は、明確性の為に排除した。ベントディスク１０内の曲がりくねった経路１２は、オイル流量、空気抜き及びテンショナーチューニングを制御する。オイルがベントディスク１０を通して流れると、ピストンノーズ１８内の、典型的には２ｍｍの直径を有する過大の穴１６を通してテンショナーを逃れる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
テンショナーは、テンショナーチューニングを制御する流れの制限を断面積０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２範囲の少なくとも１つの穴を通してピストンのノーズに移動させる。ベントディスクは、テンショナーの設計から排除される。ピストン穴は、単一の穴または多数の穴から構成され得る。
【０００６】
一実施形態において、油圧テンショナー用ピストンは、直径及び断面積を有する少なくとも１つの軸方向穴を有するピストンノーズを備えたピストン本体を含む中空ピストンを含む。少なくとも１つの穴径は１ｍｍ未満であり、少なくとも１つの穴の総断面積は０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である。
【０００７】
別の実施形態において、油圧テンショナーは、入口を介して加圧流体の供給源と流体連通するボア（ｂｏｒｅ）を有するテンショナー本体及びボア内に摺動可能に収容された中空ピストンを含む。前記ピストンは、ピストンノーズ内に少なくとも１つの軸方向穴を有するピストンノーズを備えたピストン本体を含み、軸方向穴の直径は１ｍｍ未満であり、軸方向穴の総断面積は０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である。前記テンショナーは、中空ピストン及びテンショナー本体のボアによって画定される油圧チャンバ、及び前記入口から離れるように前記ピストンを付勢するために油圧チャンバ内に収容されたピストンバネをも含む。
【０００８】
別の実施形態において、油圧テンショナー用の中空ピストンは、ピストンノーズを備えたピストン本体を含み、前記ピストンノーズは、ピストンノーズ内に少なくとも１つの軸方向穴またはピストン本体内に半径方向穴を含む。軸方向穴または半径方向穴の直径は１ｍｍ未満であり、軸方向穴または半径方向穴の総断面積は０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である。
【０００９】
また別の実施形態において、油圧テンショナー用ピストンは、断面積を有する少なくとも２つの軸方向穴を有するピストンノーズを備えたピストン本体を含む中空ピストンを含む。少なくとも２つの穴の総断面積は、０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である。
【００１０】
別の実施形態において、油圧テンショナーは、入口を介して加圧流体の供給源と流体連通するボアを有するテンショナー本体及びボア内に摺動可能に収容された中空ピストンを含む。前記ピストンは、ピストンノーズ内に少なくとも２つの軸方向穴とピストンノーズを備えたピストン本体を含み、少なくとも２個の軸方向穴の総断面積は、０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である。前記テンショナーは、中空ピストン及びテンショナー本体のボアによって画定される油圧チャンバ及び前記入口から離れるように前記ピストンを付勢するために油圧チャンバ内に収容されたピストンバネをも含む。
【００１１】
別の実施形態において、油圧テンショナー用ピストンは、直径１ｍｍ未満の軸方向穴を有するピストンノーズを備えたピストン本体を含む中空ピストンを含む。
【００１２】
また別の実施形態において、油圧テンショナーは、入口を介して加圧流体の供給源と流体連通するボアを有するテンショナー本体及びボア内に摺動可能に収容された中空ピストンを含む。前記ピストンは、直径１ｍｍ未満の軸方向穴を有するピストンノーズを備えたピストン本体を含む。前記テンショナーは、中空ピストン及びテンショナー本体のボアによって画定される油圧チャンバ及び前記入口から離れるように前記ピストンを付勢するために油圧チャンバ内に収容されたピストンバネをも含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａはベントディスクを有する従来技術のテンショナーピストンを示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは従来技術のベントディスクの拡大図を示す。
【図２】図２は本発明の実施形態におけるテンショナーをチューニングするための軸方向穴を有するテンショナーを示す。
【図３】図３は本発明の実施形態における単一の軸方向穴を有するテンショナーピストンを示す。
【図４】図４は本発明の他の実施形態におけるテンショナーをチューニングするための複数の軸方向穴を有するテンショナーピストンを示す。
【図５】図５は本発明の他の実施形態におけるテンショナーをチューニングするためにピストン本体内に穴を有するテンショナーピストンを示す。
【図６】図６は本発明の他の実施形態におけるテンショナーをチューニングするためにピストン本体内に複数の穴を有するテンショナーピストンを示す。
【図７】図７は他の実施形態におけるテンショナーをチューニングするためにピストン本体内に半径方向穴とピストンノーズ内に軸方向穴の両方を有するテンショナーピストンを示す。
【図８】図８は流量と断面積との関係のグラフを示す。
【図９】図９は穴径対流量のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
テンショナーは、テンショナーチューニングを制御する流れ制限を０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２の断面積の穴を通してピストンのノーズに移動させる。ピストン穴の幾何学的構造は、単一の穴または多数の穴から構成される。単一の軸方向穴を有する一部の実施形態において、穴は１ｍｍ未満の直径を有する。ピストンノーズ内の穴（複数）は、コスト及び複雑さを減少させるアセンブリーにおける構成要素の排除を可能にする。穴（複数）は、また空気抜きを可能にして、完全なテンショナーの制御及びテンショナーチューニングのためにオイルの流量制御を可能にする。テンショナー内の任意の閉じ込められた空気は、ピストンのノーズ内の小さな穴を通して排気される。ピストンの高圧チャンバ内の油圧は、穴を通して移動してテンショナー上の減衰量を及びこれによってエンジンのチェーン荷重を制御する。
【００１５】
油圧テンショナーチューニングの制御は、好ましくはピストンノーズ内の特定の穴断面積を使用してオイルの流量を制御する。穴は、ピストンノーズ内に軸方向に配置されるのが好ましい。ピストンノーズ内の軸方向穴は、チェーンを潤滑するためのオイルを供給する。代替的に、穴はピストンの側面に配置され得る。ピストンの側面上の半径方向穴は、オイルをテンショナーボア内に直接噴射することによってピストンとボアとの間の摩擦を減少させることができる。一部の実施形態において、ピストンは、チェーンを潤滑させ摩擦を減少させるために、軸方向穴及び半径方向穴の両方を含む。所望の断面積は、単一の穴または複数の穴を使用して達成され得る。例えば、ピストンノーズまたは本体内の可用空間だけでなく、流量及び所望の総断面積に応じて、２つの穴、３つの穴、４つの穴、５つの穴、または５つ超過の穴があり得る。
【００１６】
ベントディスクを穴に代替することは、部品の除去及び複雑さの減少によってテンショナーの製造及び組み立てのコストを減少させる。
【００１７】
本明細書において記載されるテンショナーピストンは、プラスチックディスクを排除し、その代わりに、ピストンノーズ内（及び／またはピストン本体内）に直接配置された単一の穴またはオリフィスまたは多数の穴またはオリフィスを使用して、オイル排出手段を提供する代わりに、高圧チャンバから大気へのオイルの流れを制御する。
【００１８】
穴（複数）は、特定の圧力におけるオイルの所望の流量に対応する特定の総断面積を有する。この流量は、テンショナーチューニングを制御する。
【００１９】
代替の実施形態において、オイルの流れは、ノーズの代わりにピストンの側面内の１つ以上の穴から流出され得る。オリフィスは、空気が抜けて流れを制御することができるように、ピストンの代わりにテンショナー本体内にあり得る。穴の数は、断面積の境界内でオイルの流れを制御するように変更され得る。
【００２０】
好ましい実施形態にでは、レーザーが所望のサイズの穴を生成するのに使用され得る。
【００２１】
一部の実施形態では、単一の穴サイズが選択され、穴の数は特定のテンショナーに必要な流量に応じて変化する。一部の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの直径を有する。他の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの直径を有する。また他の実施形態において、各穴は、直径が約０．５ｍｍ未満である。一部の好ましい実施形態において、すべての穴の総断面積は、約０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２である。
【００２２】
図２を参照して、テンショナー５１のテンショナー本体５５は、中空ピストン５２を摺動可能に収容するための円筒形ボア５９を画定する。ボア５９の一端部は、加圧流体の外部供給部（図示せず）及びチェックバルブアセンブリー５７（ボール、リテーナ、バネ、及びシート）と流体連通する入口４４を含む。高圧チャンバ５６は、中空ピストン５２の内周、ボア５９、圧縮バネ５３及びチェックバルブアセンブリー５７によって画定される。圧縮バネ５３は、入口４４から離れるようにピストン５２を付勢する。ピストン５２は、高圧チャンバ５６に大気を連結する単一の軸方向穴５０を有するノーズ部５８を有する本体４７を有する。図２のテンショナーには、単一の軸方向穴５０のみが示されているが、図３〜図７に関して後述するように、任意の数の軸方向の穴及び／または半径方向の穴がテンショナー５１内に配置され得る。
【００２３】
図３は、ピストン５２のノーズ５８内に１つの穴５０を有するピストン５２を示している。好ましい実施形態において、穴５０は、０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２の範囲の断面積を有する。一部の好ましい実施形態において、穴５０は、１ｍｍ未満の直径を有する。一部の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの直径を有する。他の実施形態において、穴は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの直径を有する。穴５０は、空気抜きを可能にして、完全なテンショナーの制御を可能にし、テンショナーチューニングのためにオイルの流量を制御する。テンショナー５１内の任意の閉じ込められた空気は、ピストン５２のノーズ５８内の穴を通して大気に排気される。高圧チャンバ５６内の油圧は、穴５０を通して移動して、テンショナー５１上の減衰量を及びこれによってエンジンのチェーン荷重を制御する。
【００２４】
代替的に、排出／チューニングのための所望の断面積は、一つより多い穴を使用して達成され得る。図４は、図２のピストン５２を代替するピストン６２のノーズ６８内に５つの穴６０を有するピストン６２を示している。好ましい実施形態において、５つの穴６０の総断面積は０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２の範囲である。一部の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの直径を有する。他の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの直径を有する。総断面積が満たされる限り、すべての穴６０は、同一のサイズであることができるか、または１つ以上の穴が異なるサイズを有することができる。穴６０は、空気抜きを可能にして、完全なテンショナーの制御を可能にし、テンショナーチューニングのためにオイルの流量を制御する。テンショナー内の任意の閉じ込められた空気は、ピストン６２のノーズ６８内の穴を通して排気される。高圧チャンバ内の油圧は、穴６０を通して移動し、テンショナー上の減衰量を及びこれによってエンジンのチェーン荷重を制御する。図４には、５つの穴６０があるが、代替的に、ピストンノーズ内の可用空間だけでなく、流量及び所望の総断面積に応じて、２つの穴、３つの穴、４つの穴、または５つ超過の穴があり得る。すべての穴の所望の総断面積が満たされる限り、各穴６０は、同一のサイズまたは異なるサイズであり得る。
【００２５】
代替的に、穴は、ピストンの本体の側面上に配置され得る。図５は、図２のピストン５２を代替するピストン７２の本体７３上に１つの穴７０を有するピストン７２を示している。好ましい実施形態において、穴７０の断面積は、０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２の範囲である。一部の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの直径を有する。他の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの直径を有する。穴７０は、空気抜きを可能にして完全なテンショナーの制御を可能にし、テンショナーチューニングのためにオイルの流量を制御する。テンショナー内の任意の閉じ込められた空気は、ピストン７２の本体７３内の穴を通して排気される。高圧チャンバ内の油圧は、穴７０を通して移動して、テンショナー上の減衰量を及びこれによってエンジンのチェーン荷重を制御する。
【００２６】
代替的に、図６に示したように、複数の穴８０をピストン８２の本体８３の側面内に配置され得る。複数の半径方向穴８０を有する一部の実施形態において、穴は、ピストン上の力の均衡を合わせるために、均等に離隔される。ピストン８２は、図２のテンショナーのピストン５２を代替するであろう。好ましい実施形態において、穴８０の総断面積は、０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２の範囲である。一部の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの直径を有する。他の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの直径を有する。穴８０は、空気抜きを可能にして完全な全体テンショナーの制御を可能にし、テンショナーチューニングのためにオイルの流量を制御する。テンショナー内の任意の閉じ込められた空気は、ピストン８２の本体８３内の穴８０を通して排気される。高圧チャンバ内の油圧は、穴８０を通して移動して、テンショナー上の減衰量を及びこれによってエンジンのチェーン荷重を制御する。図６には、２つの穴８０があるが、代替的に、ピストン本体内の可用空間だけでなく、流量及び所望の総断面積に応じて、ピストン８２の本体８３に沿って様々な位置に、３つの穴、４つの穴、５つの穴、または５つ超過の穴があり得る。すべての穴の所望の総断面積が満たされる限り、各穴８０は、同一のサイズまたは異なるサイズであり得る。
【００２７】
図７は、ピストン９２のノーズ９８内に少なくとも１つの穴９０とピストン９２の本体９３内に少なくとも１つの穴９５を有するピストン９２を有する他の実施形態を示している。ピストン９２は、図２のピストン５２を代替するであろう。好ましい実施形態において、すべての穴９０、９５の総断面積は、０．０１ｍｍ２〜１．１ｍｍ２の範囲である。一部の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの直径を有する。他の実施形態において、各々の穴は、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの直径を有する。穴９０、９５は、空気抜きを可能にして完全な全体テンショナーの制御を可能にし、テンショナーチューニングのためにオイルの流量を制御する。テンショナー内の任意の閉じ込められた空気は、ピストン９２のノーズ９８内の穴９０及びピストン９２の本体９３内の穴９５を通して排気される。高圧チャンバ内の油圧は、穴９０、９５を通して移動して、テンショナー上の減衰量を及びこれによってエンジンのチェーン荷重を制御する。図７には、５つの軸方向穴９０と２つの半径方向穴９５があるが、代替的に、ピストンノーズ及び本体内の可用空間だけでなく、流量及び所望の総断面積に応じて、ピストン９２のノーズ９８及び／またはピストンの本体９３に沿って様々な位置に、２つの穴、３つの穴、４つの穴、または５つ超過の軸方向穴９０及び３つの穴、４つの穴、５つの穴、または５つ超過の半径方向穴９５があり得る。すべての穴の所望の総断面積が満たされる限り、各穴は、同一のサイズまたは異なるサイズであり得る。
【００２８】
流量に基づいて穴径及び穴数を決定するために、次の式を用いることができ、ここで、ｄは穴径（ｍｍ）であり、ｎは穴数であり、Ｆは流量（ｃｃ／秒）である。
【００２９】
【数１】
2018100772.tif 000002
【００３０】
前記の式を用いて計算されるように、流量に基づいた７００ｐｓｉでの単一の軸方向穴に対する一部の好ましい直径は、表１に示されている。
【００３１】
【表１】
2018100772.tif 000003
【００３２】
表は、異なる穴数及び異なる穴径に対する実際のデータを示す。
【００３３】
【表２】
2018100772.tif 000004
【００３４】
表２に示したように、穴（複数）の総断面積は、所定の圧力における流量を駆動させる。図８は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの直径での１〜５個の穴に対する総断面積（ｍｍ２）と７００ｐｓｉでの流量（ｃｃ／秒）との間の線形関係を示す。例えば、１つのより大きな穴は、同一の総断面積を有する２つの小さな穴と同一の流れを達成する。図８に示したように、この関係は線形１００であり；所望の流量が増加するにつれて、断面積が同一の割合で増加する。好ましい実施形態において、テンショナーに必要な最大流量は、約１．１ｍｍ２である。
【００３５】
表２におけるデータのうち、同等の単一の穴径（ｍｍ）対７００ｐｓｉでの流量（ｃｃ／秒）が図９に示されている。
【００３６】
特に小さい穴に関する一関心事は、穴が汚染されたオイルによって潜在的に詰まる可能性があるか否かである。穴サイズの試験が示したところによれば、直径サイズ０．１ｍｍの穴の機能は、１ｃｃ／秒の流量が必要なベントディスクよりわずかに悪いだけだった。直径０．１ｍｍの穴は、７００ｐｓｉで約０．２ｃｃ／秒で流れた。汚染された範囲は、公称値の３０％〜７５％であった（１５０μｍの粒子及び非常に高い流れにおけるピストンを除去する）。同等のベントディスクは、７００ｐｓｉで約０．６ｃｃ／秒で流れた。汚染された範囲は、公称値の５２％〜１３５％であった（１５μｍの粒子及び非常に高い流れにおけるピストンを除去する）。直径０．１ｍｍの穴が７００ｐｓｉで約０．２ｍｍ流れるはずなので、好ましい最小穴サイズは、同等の流れを可能にするために、０．１３ｍｍであるのが好ましい。これは０．０１３ｍｍ２の断面積と同一である。
【００３７】
従って、本明細書において説明された本発明の実施形態は、本発明の原理の適用を単に例示するものであると理解されるべきである。本明細書において例示された実施形態の詳細に対する言及は、特許請求の範囲を限定することを意図せず、それ自体が本発明に必須であるものと見なされる特徴などを暗示している。
【図１Ａ】
2018100772.tif 000005
【図１Ｂ】
2018100772.tif 000006
【図２】
2018100772.tif 000007
【図３】
2018100772.tif 000008
【図４】
2018100772.tif 000009
【図５】
2018100772.tif 000010
【図６】
2018100772.tif 000011
【図７】
2018100772.tif 000012
【図８】
2018100772.tif 000013
【図９】
2018100772.tif 000014