(57)【要約】 【課題】長期放置後のエンジン始動時にタイミングチェーンから受けるプランジャのバックラッシュを阻止してバタツキ音を低減し、エンジン始動後のチェーン張力過多によって生じるプランジャの後退方向の動きを規制せずプランジャの焼き付きを防止するラチェット式テンショナを提供すること。【解決手段】プランジャ１２０の進退方向と直交する方向に摺動するラチェット付ピストン１５０をプランジャ側面のラック歯１２２に向けて付勢するラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓが、エンジン始動時の反力Ｆ１で発生するラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ１より大きく設定されているとともにエンジン始動後のチェーン張力過多時に反力Ｆ２で発生するラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ２より小さく設定されているラチェット式テンショナ１００。【選択図】図２
2011153695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部圧油を導入する油供給路を形成したハウジング本体と該ハウジング本体のプランジャ収容穴から走行チェーンに向けて摺動自在に突出するプランジャと前記ハウジング本体のプランジャ収容穴とプランジャの中空部との間に形成される高圧油室に収納されてプランジャの突出方向に付勢するプランジャ付勢用ばねと前記プランジャ収容穴の底部に組み込まれて高圧油室内から油供給路へ圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニットと前記ハウジング本体のラチェット付ピストン収容穴に嵌挿されてプランジャの進退方向と直交する方向に摺動するラチェット付ピストンと該ラチェット付ピストンのラチェット歯をプランジャ側面のラック歯に向けて付勢するラチェット付勢用ばねとを備えたラチェット式テンショナにおいて、
前記ラチェット付勢用ばねの付勢力が、エンジン始動時に走行チェーン側からプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より大きく設定されているとともにエンジン始動後のチェーン張力過多時に走行チェーン側からプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より小さく設定されていることを特徴とするラチェット式テンショナ。
【請求項２】
前記プランジャのラック歯が、前記ラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ前進側に傾斜するストップ面と前記ラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ後退側に傾斜する摺動面とで凹凸状に形成されているとともに、
前記ラチェット付ピストンのラチェット歯が、前記ラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ前進側に傾斜するストップ対向面と前記ラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ後退側に傾斜する摺動対向面とで凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のラチェット式テンショナ。
【請求項３】
前記ストップ面の傾斜角が、前記摺動面の傾斜角より小さく形成されていることを特徴とする請求項２記載のラチェット式テンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのカムシャフト等を駆動するタイミングチェーンに緊張力を与えるラチェット式テンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのカムシャフト等を駆動するタイミングチェーンに用いて、ハウジングに摺動可能に嵌挿されてハウジングとの間で油室を形成するプランジャにスプリングと外部油圧による突出力を作用させてタイミングチェーンに緊張力を与えるようにしたテンショナが知られている。
【０００３】
このような従来のテンショナとして、例えば、図９に示すように、ハウジング５１２にプランジャ５１４の摺動方向と直交する方向に摺動可能に嵌挿されてハウジング５１２との間で副油室５２０を形成するピストン５２６と、副油室５２０に外部油圧を作用させるための油路５４４と、ピストン５２６を副油室５２０に向かって付勢する第２スプリング５３４を内装して副油室５２０の反対側においてハウジング５１２とピストン５２６により区画形成された大気室５２８とを有し、この大気室５２８に大気と連通して副油室５２０に外部油圧が作用してピストン５２６が第２スプリング５３４の付勢力に抗して移動したときにピストン５２６によって閉塞される大気連通孔５３２を設け、プランジャ５１４のハウジング５１２に囲繞される部分にラック５３８を刻設し、ピストン５２６のロッド５２４の先端にラック５３８に噛合可能な複数の噛合歯５３６を設け、噛合歯５３６とラック５３８のプランジャ後退阻止歯面をプランジャ５１４の進退方向に直角な歯面に形成したテンショナ５００が採用されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５５９６６４号公報（実用新案登録請求の範囲、図１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したような従来のテンショナ５００では、噛合歯５３６とラック５３８のプランジャ後退阻止歯面をプランジャ５１４の進退方向に直角な歯面に形成しているため、エンジンの温度変化等で発生するチェーン張力過多によって発生するプランジャ５１４の後退方向の動きも規制してしまい、プランジャ５１４が焼き付いたり、チェーンが過大な張力のまま走行してチェーンへの負担や騒音が増加するという問題があった。
【０００６】
そのため、チェーン張力過多によって発生するプランジャ５１４の後退方向の動きの想定される最大値に合わせて、噛合歯５３６とラック５３８からなるラチェット機構に所定のバックラッシュ量を設けることが行われているが、このようなバックラッシュ量が大きいほど、エンジン始動時のバタツキ音と称する打音が低減できなくなるという問題があった。
【０００７】
また、エンジンの温度変化等で発生するチェーン張力過多によって発生するプランジャ５１４の後退方向の動きに対応するオリフィス機構やオイルリザーブ機構を付加したり、
プランジャ付勢用ばね５１８を高荷重対応に交換したりすると、部品点数や製造コストが増大するばかりでなくテンショナ自体が大型化するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、従来の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、長期放置後のエンジン始動時にタイミングチェーンから受けるプランジャのバックラッシュを阻止してバタツキ音を低減するとともに、エンジン始動後のチェーン張力過多によって生じるプランジャの後退方向の動きを規制せずプランジャの焼き付きを防止するラチェット式テンショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
まず、請求項１に係る発明は、外部圧油を導入する油供給路を形成したハウジング本体と該ハウジング本体のプランジャ収容穴から走行チェーンに向けて摺動自在に突出するプランジャと前記ハウジング本体のプランジャ収容穴とプランジャの中空部との間に形成される高圧油室に収納されてプランジャの突出方向に付勢するプランジャ付勢用ばねと前記プランジャ収容穴の底部に組み込まれて高圧油室内から油供給路へ圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニットと前記ハウジング本体のラチェット付ピストン収容穴に嵌挿されてプランジャの進退方向と直交する方向に摺動するラチェット付ピストンと該ラチェット付ピストンのラチェット歯をプランジャ側面のラック歯に向けて付勢するラチェット付勢用ばねとを備えたラチェット式テンショナにおいて、前記ラチェット付勢用ばねの付勢力が、エンジン始動時に走行チェーン側からプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より大きく設定されているとともにエンジン始動後のチェーン張力過多時に走行チェーン側からプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より小さく設定されていることにより、前述したような課題を解決したものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記プランジャのラック歯が、前記ラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ前進側に傾斜するストップ面と前記ラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ後退側に傾斜する摺動面とで凹凸状に形成されているとともに、前記ラチェット付ピストンのラチェット歯が、前記ラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ前進側に傾斜するストップ対向面と前記ラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ後退側に傾斜する摺動対向面とで凹凸状に形成されていることにより、前述したような課題を解決したものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の構成に加えて、前記ストップ面の傾斜角が、前記摺動面の傾斜角より小さく形成されていることにより、前述したような課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１２】
そこで、本発明のラチェット式テンショナは、外部圧油を導入する油供給路を形成したハウジング本体とこのハウジング本体のプランジャ収容穴から走行チェーンに向けて摺動自在に突出するプランジャと前記ハウジング本体のプランジャ収容穴とプランジャの中空部との間に形成される高圧油室に収納されてプランジャの突出方向に付勢するプランジャ付勢用ばねと前記プランジャ収容穴の底部に組み込まれて高圧油室内から油供給路へ圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニットと前記ハウジング本体のラチェット付ピストン収容穴に嵌挿されてプランジャの進退方向と直交する方向に摺動するラチェット付ピストンとこのラチェット付ピストンのラチェット歯をプランジャ側面のラック歯に向けて付勢するラチェット付勢用ばねとを備えていることにより、エンジン内の走行チェーンに対してプランジャにより緊張力を与えることができるばかりでなく、以下のような本発明に特有の効果を奏することができる。
【００１３】
すなわち、請求項１に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、ラチェット付勢用ばねの付勢力がエンジン始動時に走行チェーン側からプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より大きく設定されていることにより、エンジン始動時にプランジャを後退させる反力が発生すると、ラチェット付勢用ばねの付勢力がラチェット付ピストンのラチェット歯に作用してプランジャのラック歯と噛み合うため、バックラッシュが生じたプランジャの後退方向の動きを規制して後退変位を阻止し、タイミングチェーンのバタツキ音を低減することができるばかりでなく、プランジャ付勢用ばねの付勢力が単にプランジャを突出付勢させる付勢力のみで充足されるため、特殊な高荷重対応のプランジャ付勢用ばねやオリフィス機構やオイルリザーブ機構を必要とせず、部品点数や製造コストを低減してテンショナ自体を小型化することができる。
【００１４】
また、ラチェット付勢用ばねの付勢力がエンジン始動後のチェーン張力過多時に走行チェーン側からプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より小さく設定されていることにより、エンジン始動後のチェーン張力過多時にプランジャを後退させる反力が発生すると、ラチェット付勢用ばねの付勢力がラチェット付ピストンのラチェット歯に作用してラチェット付ピストンのラチェット歯とプランジャのラック歯とが噛み外れ、ラチェット付勢用ばねの付勢力がラチェット付ピストンの摺動方向の分力よりも相対的に大きくなるまでプランジャを後退させるため、エンジン始動後のチェーン張力過多によってバックラッシュが生じたプランジャの後退方向の動きを規制せず後退変位を許容してプランジャの焼き付きを防止することができるばかりでなく、このラチェット付勢用ばねの付勢力を調整することによりエンジン始動後のチェーン張力過多による噛み外れのタイミングが調整可能になるため、プランジャの焼き付きを確実に防止することができる。
【００１５】
請求項２に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、プランジャのラック歯がラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ前進側に傾斜するストップ面とプランジャ後退側に傾斜する摺動面とで凹凸状に形成されているとともに、ラチェット付ピストンのラチェット歯がラチェット付ピストンの摺動方向に対してプランジャ前進側に傾斜するストップ対向面とプランジャ後退側に傾斜する摺動対向面とで凹凸状に形成されていることにより、エンジン始動後のチェーン張力過多時にプランジャを後退させる反力が発生すると、この反力がプランジャ側のストップ面を介してラチェット付ピストンのストップ対向面に分力として作用し、このラチェット付ピストンのストップ対向面に作用した分力がラチェット付ピストンの摺動方向の更に小さな分力としてラチェット付ピストンのラチェット歯をプランジャのラック歯と噛み外れるように作用し、プランジャのラック歯がラチェット付ピストンのストップ対向面を経て摺動対向面を滑動して１歯分戻すため、エンジン始動後のチェーン張力過多時にラチェット付ピストンのラチェット歯とプランジャのラック歯に生じがちな歯欠けなどの摩損を防止しつつプランジャの後退方向の動きを規制せず後退変位を円滑に許容することができるとともにラチェット付勢用ばねに対する過度の衝撃も回避して優れた耐久性を発揮することができる。
【００１６】
請求項３に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、ストップ面の傾斜角が摺動面の傾斜角より小さく形成されていることにより、エンジン始動時にプランジャを後退させる反力が発生してもプランジャのラック歯とラチェット付ピストンのラチェット歯との噛み外れが阻止するため、エンジン始動時にバックラッシュが生じたプランジャの後退方向の動きを規制して後退変位を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例であるラチェット式テンショナ１００の使用態様図。
【図２】図１に示すラチェット式テンショナ１００を要部拡大した断面図。
【図３】ラック歯とラチェット歯の拡大図。
【図４】エンジン始動時のプランジャ突出動作に伴うラック歯とラチェット歯と噛み合い状態を示す図。
【図５】エンジン始動時のプランジャ後退動作に伴うラック歯とラチェット歯と噛み合い状態を示す図。
【図６】チェーン張力過多によるプランジャ後退開始時のラック歯とラチェット歯と噛み合い状態を示す図。
【図７】チェーン張力過多によるプランジャ後退動作中のラック歯とラチェット歯と噛み外れ状態を示す図。
【図８】チェーン張力過多によるプランジャ後退終了時のラック歯とラチェット歯と噛み合い状態を示す図。
【図９】従来のラチェット式テンショナ５００の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のラチェット式テンショナは、外部圧油を導入する油供給路を形成したハウジング本体とこのハウジング本体のプランジャ収容穴から走行チェーンに向けて摺動自在に突出するプランジャと前記ハウジング本体のプランジャ収容穴とプランジャの中空部との間に形成される高圧油室に収納されてプランジャの突出方向に付勢するプランジャ付勢用ばねと前記プランジャ収容穴の底部に組み込まれて高圧油室内から油供給路へ圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニットと前記ハウジング本体のラチェット付ピストン収容穴に嵌挿されてプランジャの進退方向と直交する方向に摺動するラチェット付ピストンと該ラチェット付ピストンのラチェット歯をプランジャ側面のラック歯に向けて付勢するラチェット付勢用ばねとを備え、ラチェット付勢用ばねの付勢力がエンジン始動時にプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より大きく設定されているとともにエンジン始動後のチェーン張力過多時にプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より小さく設定され、長期放置後のエンジン始動時にタイミングチェーンから受けるプランジャのバックラッシュを阻止してバタツキ音を低減するとともに、エンジン始動後のチェーン張力過多によって生じるプランジャの後退方向の動きを規制せずプランジャの焼き付きを防止するものであれば、その具体的な態様は如何なるものであっても構わない。
【００１９】
たとえば、本発明のラチェット式テンショナにおけるハウジング本体の基本的な形態については、オイルポンプから供給される圧油をハウジング本体に形成した油供給路に直接的に導入するもの、あるいは、オイルポンプから供給される圧油をハウジング本体に形成した油供給路に導入する前にハウジング本体の背面部分に一旦貯溜する油リザーバー部を凹設したもののいずれであっても何ら構わない。
【００２０】
また、本発明のラチェット式テンショナに用いられる逆止弁ユニットの具体的なユニット形態については、プランジャ収容穴の底部に組み込まれて高圧油室内の圧油の油供給路への逆流を阻止するものであれば、如何なる形態のものであっても良く、例えば、油供給路に連通して高圧油室側へ圧油を供給するボールシートとこのボールシートの弁座に対向するチェックボールとこのチェックボールをボールシートに押圧付勢するボール付勢用ばねとチェックボールの移動量を規制する鐘状リテーナとを備えたものであっても何ら構わない。
【００２１】
そして、本発明のラチェット式テンショナに用いられるラチェット付勢用ばねの付勢力については、エンジン始動時に走行チェーン側からプランジャを後退させる反力で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力より大きく設定されていれば如何なる絶対値の付勢力であっても良く、プランジャのラック歯とラチェット付ピストンのラチェット歯との間の接触摩擦係数も考慮した付勢力に設定されるのがより好ましい。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の一実施例であるラチェット式テンショナ１００を図１乃至図８に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明の一実施例であるラチェット式テンショナ１００の使用態様図であり、図２は、図１に示すラチェット式テンショナ１００を拡大した断面図であり、図３は、ラック歯とラチェット歯との拡大図であり、図４は、エンジン始動時のプランジャ突出動作に伴うラック歯とラチェット歯と噛み合い状態を示す図であり、図５は、エンジン始動時のプランジャ後退動作に伴うラック歯とラチェット歯と噛み合い状態を示す図であり、図６は、チェーン張力過多によるプランジャ後退開始時のラック歯とラチェット歯と噛み合い状態を示す図であり、図７は、チェーン張力過多によるプランジャ後退動作中のラック歯とラチェット歯と噛み外れ状態を示す図であり、図８は、チェーン張力過多によるプランジャ後退終了時のラック歯とラチェット歯と噛み合い状態を示す図である。
【００２３】
まず、図１に示すように、本発明の一実施例であるラチェット式テンショナ１００は、エンジンのクランクシャフトで回転される駆動側スプロケットＳ１とカムシャフトに固定されている被駆動側スプロケットＳ２の間に掛け廻されているタイミングチェーンＣの弛み側でエンジン本体に取り付けられて、そのハウジング本体１１０の前面からプランジャ１２０が出没自在に突出しており、プランジャ１２０がエンジン本体側に揺動自在に支持されている可動レバーＬの揺動端近傍の背面を押圧することにより、可動レバーＬを介してタイミングチェーンＣの弛み側に張力を付与している。
なお、タイミングチェーンＣの張り側にはタイミングチェーンＣの走行を案内する固定ガイドＧがエンジン本体側に取り付けられている。
【００２４】
そして、駆動側スプロケットＳ１が矢印の方向に回転すると、タイミングチェーンＣが矢印の方向に走行し、次いで、このタイミングチェーンＣの走行によって被駆動側スプロケットＳ２が矢印の方向に回動し、駆動側スプロケットＳ１の回動が被駆動側スプロケットＳ２に伝達するようになっている。
【００２５】
そこで、図２に示すように、本実施例のラチェット式テンショナ１００は、エンジンブロック側から供給された外部圧油を導入する油供給路１１１を形成したハウジング本体１１０と、このハウジング本体１１０に形成したプランジャ収容穴１１２から走行チェーン（図示せず）に向けて摺動自在に突出する円柱状のプランジャ１２０と、ハウジング本体１１０のプランジャ収容穴１１２とプランジャ１２０の中空部１２１との間に形成される高圧油室Ｒに収納されてプランジャ１２０の突出方向に付勢するプランジャ付勢用ばね１３０と、プランジャ収容穴１１２の底部に組み込まれて高圧油室Ｒ内から油供給路１１１へ圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニット１４０と、ハウジング本体１１０に形成したラチェット付ピストン収容穴１１３に嵌挿されてプランジャ１２０の進退方向と直交する方向に摺動するラチェット付ピストン１５０と、ラチェット付ピストン１５０の付勢方向前方に設けたラチェット歯１５１をプランジャ側面に刻設したラック歯１２２に向けて噛み合うように付勢するラチェット付勢用ばね１６０とを備えている。
【００２６】
そして、図２に示すように、ラチェット付ピストン収容穴１１３は、プランジャ１２０の摺動方向に対して、直交する方向に設けられている。
なお、図２に示す符号１７０は、ハウジング本体１１０のラチェット付ピストン収容穴１１３内に組み込んだラチェット付ピストン１５０とラチェット付勢用ばね１６０の抜け止めプラグである。
【００２７】
また、前述した逆止弁ユニット１４０の具体的なユニット構造については、プランジャ収容穴１１２の底部に組み込まれて高圧油室Ｒ内から油供給路１１１へ圧油の逆流を阻止するものであれば、公知の如何なるものであっても差し支えないが、本実施例では、前述したハウジング本体１１０の油供給路１１１に繋がる油路１４１ａを有するボールシート１４１と、このボールシート１４１の弁座１４１ｂに着座するチェックボール１４２と、このチェックボール１４２をボールシート１４１に押圧付勢するボール付勢用ばね１４３と、このボール付勢用ばね１４３を支持し且つチェックボール１４２の移動量を規制する鐘状リテーナ１４４とから構成された逆止弁ユニット１４０が採用されている。
【００２８】
そこで、本実施例のラチェット式テンショナ１００が最も特徴とするプランジャ１２０のラック歯１２２とラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１とラチェット付勢用ばね１６０との相互関係について、図３乃至図８に基づいて更に詳しく説明する。
まず、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓは、図５で示すようなエンジン始動時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ１で発生するラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ１より大きく設定されているとともに、図６で示すようなエンジン始動後のチェーン張力過多時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ２で発生するラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ２より小さく設定されている。
【００２９】
これにより、図４に示すようなエンジン始動時のプランジャ突出動作中に、図５に示すようなエンジン始動時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ１が発生すると、前述したラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ１よりも大きいラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓがラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１に作用してプランジャ１２０のラック歯１２２と噛み合って、バックラッシュが生じたプランジャ１２０の後退方向の動きを規制して後退変位を阻止する。
さらに、図６に示すようなエンジン始動後のチェーン張力過多時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ２が発生すると、前述したラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ２がラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓよりも大きくなり、図７に示すようにラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１とプランジャ１２０のラック歯１２２とが噛み外れ、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓがラチェット付ピストンの摺動方向の分力ｆ２よりも相対的に大きくなるまでプランジャ１２０をラック歯１２２の１歯分もしくは数歯分だけ後退させるため、エンジン始動後のチェーン張力過多によってバックラッシュが生じたプランジャ１２０の後退方向の動きを規制せず図８に示すような後退変位を許容するようになっている。
【００３０】
したがって、プランジャ付勢用ばね１３０の付勢力は、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓよりも大きいが、プランジャ１２０を突出付勢させる付勢力であれば良く、このような範囲でラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓを調整することによってエンジン始動後のチェーン張力過多による噛み外れのタイミングを調整することも可能である。
【００３１】
さらに、詳細に説明すると、本実施例のラチェット式テンショナ１００は、図３に示すように、プランジャ１２０のラック歯１２２がラチェット付ピストン１５０の摺動方向に対してプランジャ前進側に傾斜するストップ面１２２ａとラチェット付ピストン１５０の摺動方向に対してプランジャ後退側に傾斜する摺動面１２２ｂとで凹凸状に形成されているとともに、ラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１がラチェット付ピストン１５０の摺動方向に対してプランジャ前進側に傾斜するストップ対向面１５１ａとラチェット付ピストン１５０の摺動方向に対してプランジャ後退側に傾斜する摺動対向面１５１ｂとで凹凸状に形成されている。
【００３２】
これにより、図６に示すように、エンジン始動後のチェーン張力過多時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ２が発生すると、この反力Ｆ２がプランジャ側のストップ面１２２ａを介してラチェット付ピストン１５０のストップ対向面１５１ａに分力ｆｈとして作用し、このラチェット付ピストン１５０のストップ対向面１５１ａに作用した分力ｆｈがラチェット付ピストン１５０の摺動方向の更に小さな分力ｆ２としてラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１をプランジャ１２０のラック歯１２２と噛み外れるように作用し、図７乃至図８に示すように、プランジャのラック歯１２２がラチェット付ピストン１５０のストップ対向面１５１ａを経て摺動対向面１５１ｂを滑動して１歯分もしくは数歯分戻すようになっている。
【００３３】
そして、前述したプランジャ１２０に形成されたストップ面１２２ａの傾斜角θは、摺動対向面１２２ｂの傾斜角αより小さく設定されている。
これにより、エンジン始動時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ１が発生してもプランジャ１２０のラック歯１２２とラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１との噛み外れを阻止するようになっている。
【００３４】
したがって、前述したエンジン始動後のチェーン張力過多によってバックラッシュが生じたプランジャ１２０の後退方向の動きを規制せず後退変位を許容する際に、図７に示すようなエンジン始動後のチェーン張力過多時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ２で発生するラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ２とラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓと大小関係は、
ｆ２＝Ｆ２×ｃｏｓθ×ｓｉｎθ×μ
ｆ２＞Ｆｓ
となる。
なお、ここで言うμとは、プランジャのラック歯とラチェット付ピストンのラチェット歯との間の接触摩擦係数である。
【００３５】
また、前述したエンジン始動時にバックラッシュが生じたプランジャ１２０の後退方向の動きを規制して後退変位を阻止する際に、図５に示すようなエンジン始動時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ１で発生するラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ１とラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓと大小関係は、
ｆ１＝Ｆ１×ｃｏｓθ×ｓｉｎθ×μ
ｆ１＜Ｆｓ
となる。
なお、ここで言うμとは、プランジャのラック歯とラチェット付ピストンのラチェット歯との間の接触摩擦係数である。
【００３６】
つぎに、本実施例のラチェット式テンショナ１００が最も特徴とするエンジン始動後のチェーン張力過多時におけるプランジャ１２０のラック歯１２２とラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１との噛み外れ動作について、図６乃至図８に基づいて以下に説明する。
なお、図６乃至図８のプランジャ先端側に示す仮想線は、エンジン始動後にチェーン張力過多が発生した時、すなわち、図６に示す状態のプランジャ１２０の先端位置を示している。また、図７乃至図８のラチェット付ピストン近傍側に示す仮想線は、エンジン始動後にチェーン張力過多が発生した時、すなわち、図６に示す状態のラチェット付ピストン１５０の位置を示している。
【００３７】
まず、エンジン始動後のチェーン張力過多時に走行チェーン側からプランジャ１２０を後退させる反力Ｆ２が発生すると、図６に示すように、この反力Ｆ２がプランジャ側のストップ面１２２ａを介してラチェット付ピストン１５０のストップ対向面１５１ａに分力ｆｈとして作用し、このラチェット付ピストン１５０のストップ対向面１５１ａに作用した分力ｆｈがラチェット付ピストン１５０の摺動方向の更に小さな分力ｆ２として作用する。
【００３８】
そして、前述したラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ２が作用すると、図７に示すように、プランジャ側のストップ面１２２ａがラチェット付ピストン側のストップ対向面１５１ａを滑動しながらプランジャ１２０が後退し始めて、プランジャ１２０のラック歯１２２がラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１と外れていく。
【００３９】
次いで、プランジャ１２０のラック歯１２２がラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１と外れると同時に、プランジャ側の摺動面１２２ｂがラチェット付ピストン側の摺動対向面１５１ｂを滑動し始めながらプランジャ１２０が後退し続けていく。
【００４０】
さらに、プランジャ側の摺動面１２２ｂがラチェット付ピストン側の摺動対向面１５１ｂを滑動し始めながらプランジャ１２０が後退し続けると、図８に示すように、プランジャ側の後続する新たなストップ面１２２ａがラチェット付ピストン側のストップ対向面１５１ａに当接して後退変位を許容し、プランジャ１２０がラック歯１２２の１歯分もしくは数歯分を戻すことにより、エンジン始動後のチェーン張力過多時におけるプランジャ１２０の過飛び出しを復帰させるようになっている。
【００４１】
このようにして得られた本実施例のラチェット式テンショナ１００は、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓがエンジン始動時に発生するラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ１より大きく設定されているとともにエンジン始動後のチェーン張力過多時に発生するラチェット付ピストン１５０の摺動方向の分力ｆ２より小さく設定されていることにより、エンジン始動時にプランジャ１２０の後退変位を阻止してタイミングチェーンのバタツキ音を低減することができるとともにエンジン始動後のチェーン張力過多によってプランジャ１２０の後退変位を許容してプランジャ１２０の焼き付きを防止することができ、しかも、特殊な高荷重対応のプランジャ付勢用ばね１６０やオリフィス機構やオイルリザーブ機構を必要とせず、部品点数や製造コストを低減してテンショナ自体を小型化することができる。
【００４２】
そして、プランジャ１２０のラック歯１２２がプランジャ前進側に傾斜するストップ面１２２ａとプランジャ後退側に傾斜する摺動面１２２ｂとで凹凸状に形成されているとともにラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１がプランジャ前進側に傾斜するストップ対向面１５１ａとプランジャ後退側に傾斜する摺動対向面１５１ｂとで凹凸状に形成され、しかも、ストップ対向面１５１ａの傾斜角θが摺動対向面１５１ｂの傾斜角αより大きく形成されていることにより、エンジン始動後のチェーン張力過多時にラチェット付ピストン１５０のラチェット歯１５１とプランジャ１２０のラック歯１２２に生じがちな歯欠けなどの摩損を防止しつつプランジャ１２０の後退方向の動きを規制せず後退変位を円滑に許容できるとともにラチェット付勢用ばね１６０に対する過度の衝撃も回避して優れた耐久性を発揮することができるなど、その効果は甚大である。
【符号の説明】
【００４３】
１００  ・・・  ラチェット式テンショナ
１１０  ・・・  ハウジング本体
１１１  ・・・  油供給路
１１２  ・・・  プランジャ収容穴
１１３  ・・・  ラチェット付ピストン収容穴
１２０  ・・・  プランジャ
１２１  ・・・  中空部
１２２  ・・・  ラック歯
１２２ａ・・・  ストップ面
１２２ｂ・・・  摺動面
１３０  ・・・  プランジャ付勢用ばね
１４０  ・・・  逆止弁ユニット
１４１  ・・・  ボールシート
１４１ａ  ・・・  油路
１４１ｂ  ・・・  弁座
１４２  ・・・  チェックボール
１４３  ・・・  ボール付勢用ばね
１４４  ・・・  鐘状リテーナ
１５０  ・・・  ラチェット付ピストン
１５１  ・・・  ラチェット歯
１５１ａ・・・  ストップ対向面
１５１ｂ・・・  摺動対向面
１６０  ・・・  ラチェット付勢用ばね
１７０  ・・・  抜け止めプラグ
Ｓ１  ・・・  駆動側スプロケット
Ｓ２  ・・・  被駆動側スプロケット
Ｃ  ・・・  タイミングチェーン
Ｌ  ・・・  可動レバー
Ｇ  ・・・  固定ガイド
Ｐ  ・・・  ピストン部高圧油室
Ｒ  ・・・  高圧油室
Ｆｓ  ・・・  ラチェット付勢用ばねの付勢力
Ｆ１  ・・・  エンジン始動時にプランジャを後退させる反力
Ｆ２  ・・・  エンジン始動後のチェーン張力過多時にプランジャを後退させる反力
ｆ１  ・・・  反力Ｆ１で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力
ｆ２  ・・・  反力Ｆ２で発生するラチェット付ピストンの摺動方向の分力
ｆｈ  ・・・  反力Ｆ２でプランジャのストップ面に作用する分力
θ  ・・・  プランジャに形成されたストップ面の傾斜角
α  ・・・  プランジャに形成された摺動面の傾斜角
５００  ・・・  従来のラチェット式テンショナ
５１２  ・・・  ハウジング
５１４  ・・・  プランジャ
５１６  ・・・  油室
５１８  ・・・  スプリング
５２０  ・・・  副油室
５２４  ・・・  ロッド
５２６  ・・・  ピストン
５２８  ・・・  大気室
５３２  ・・・  大気連通孔
５３４  ・・・  第２スプリング
５３６  ・・・  噛合歯
５３８  ・・・  ラック
５４４  ・・・  油路
５４８  ・・・  油路
５５０  ・・・  油溜り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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