(57)【要約】【課題】  ラチェット付枢支アームテンショナを有するテンショニングシステムを提供する。【解決手段】  テンショニングシステムは、枢支部３２に回動自在に設けられ、複数のラチェット歯４１および付勢部材３７を有するテンショナ枢支アーム３１と、固定ピン３８を介してテンショナ枢支アーム３１に回動自在に設けられ、チェーン外側部分と接触するシュー３３を有するテンショナアーム３４とを備えている。また、ラチェット歯４１に隣接する回動可能なポール４３と、これに連結され、ポール４３がラチェット歯４１と係合するように付勢するポールスプリング４０とを備えている。付勢部材３７によるテンショナ枢支アーム３１の回転は、テンショナアーム３４およびシュー３３を内方に引き寄せて、チェーンスパンに張力を作用させ、テンショナアーム３４およびシュー３３の逆方向への移動は、ラチェット歯４１およびポール４３の協働作用によって制限されている。【選択図】  図３
2004232859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達システムのためのテンショニングシステムであって、
ａ）テンショナ枢支アームを備え、
前記テンショナ枢支アームが、
ｉ）第１の端部に設けられた複数のラチェット歯と、
ii）前記ラチェット歯から離れて第２の端部に設けられた付勢部材と、
を有し、チェーンループの内側において枢支部に回動自在に設けられるとともに、
少なくとも前記第１の端部がチェーンループの外側に配置されており、
ｂ）前記テンショナ枢支アームに回動自在に取り付けられたテンショナアームを備え、
前記テンショナアームが、チェーンループの外側に延設されかつチェーンの外側部
分と接触するように配置されたシューを有しており、
ｃ）前記ラチェット歯に隣接して回動可能に設けられたポールを備え、
ｄ）前記ポールに連結されるとともに、前記ポールが前記ラチェット歯と係合するよう
に付勢するポールスプリングを備え、
前記付勢部材による前記テンショナ枢支アームの回転が、前記テンショナアームお
よびシューを内方に引き寄せて、チェーンスパンに張力を作用させるとともに、前記
テンショナアームおよびシューの逆方向への移動が前記ラチェット歯およびポールの
協働作用によって制限されている、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記ラチェット歯が、前記テンショナアームと逆側のチェーン外側部分に配置されている、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
【請求項３】
請求項１において、
前記テンショナ枢支アームの前記第２の端部が、チェーンループの外側に配置されている、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
【請求項４】
請求項１において、
前記付勢部材が、
ａ）ねじりコイルばね
ｂ）圧縮ばね
ｃ）引張ばね
ｄ）液圧ピストンテンショナ
からなるグループから選択されている、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
【請求項５】
請求項１において、
前記ラチェット歯およびポールによる協働作用がバックラッシュを生じさせている、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
【請求項６】
請求項１において、
前記ポールが該ポールを挿通するピンにより回動自在に支持されており、前記ポールに形成されたピン挿入穴と前記ピンとの間のクリアランスが、テンショニングシステムのバックラッシュとして機能している、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、自動車のタイミング用および動力伝達用のアプリケーションにおいて、チェーン駆動装置とともに用いられるテンショナに関する。とくに、本発明は、ラチェットテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達用チェーンが複数のスプロケット間を走行するときの該チェーンまたは類似の動力伝達装置の制御装置として、液圧テンショナのようなテンショニング装置が用いられている。
【０００３】
この装置においては、チェーンはドライブシャフトからドリブンシャフトに動力を伝達しており、これにより、チェーンの一部が弛み、他の部分が張られている。ノイズやスリップ、または歯付チェーンの場合の噛合不良を防止するために、一般に、チェーンにある程度の緊張力を作用させてこれを維持することは重要なことである。
【０００４】
チェーンのスリップを防止することは、内燃機関におけるチェーン駆動のカムシャフトの場合にとくに重要である。というのは、歯飛びは、カムシャフトのタイミングをずらし、エンジンに損傷を与えて、エンジンを作動不良にするかもしれないからである。
【０００５】
その一方、内燃機関がおかれる過酷な環境下においては、種々の要因がチェーン張力の変動を生じさせる。たとえば、温度の広汎な変化や、エンジンの種々の部品間の線膨張係数の違いが、チェーン張力を著しく高い値および低い値の間で変化させる。さらに、長期間の使用中における動力伝達システムの構成部品の摩耗が、チェーン張力の低下をもたらす。
【０００６】
また、カムシャフトおよびクランクシャフトにより生じるねじり振動がチェーン張力の著しい変動をもたらす。たとえば停止時または始動不良時に発生するエンジンの逆回転もまた、チェーン張力を変動させる。このような理由により、チェーン張り側の過剰な張力を除去するとともにチェーン弛み側に必要な張力を確保するための機構が要請されている。
【０００７】
液圧テンショナの使用は、適切なチェーン張力を維持するための一般的な手法である。これらの機構は、一般に、動力伝達システムの弛み側においてチェーンを押圧するレバーアームを採用している。このようなレバーアームは、チェーンの弛み時にはチェーンを押圧してチェーンに張力を発生させるばかりでなく、チェーンの張り時には非常に強固なものでなければならない。
【０００８】
このような結果を達成するために、液圧テンショナは、典型的には、ピストンとしてのロッドまたはシリンダを有している。ロッドまたはシリンダは、テンショナスプリングによってチェーン側に付勢されている。ピストンは、円筒状のハウジング内に収容されており、該ハウジングは、チェーンとの対向端が開口しかつ他端が閉塞する内部空間を有している。
【０００９】
ハウジングの内部空間は、リザーバまたは外部液圧源と連絡する圧力チャンバを有している。圧力チャンバは、典型的には、ハウジングおよびピストン間に形成されており、ピストンがハウジング内を移動するときに膨張しまたは収縮する。
【００１０】
チェーンに張力を作用させるために、従来より、ブロックテンショナおよびブレードテンショナが用いられてきた。図１に示すように、従来のブロックテンショナ１は、ハウジング５内に配置されたピストン２を有している。ピストン２内において流体チャンバ４内には、スプリング３が配置されている。
【００１１】
図２に示すように、従来のブレードテンショナ１０は、湾曲したチェーン摺動面を有する樹脂製のブレードシュー１１と、好ましくは金属材料製の多数のブレードスプリング２１とを有している。
【００１２】
ブレードスプリング２１は、ブレードシュー１１のチェーン摺動面と逆側において層状に設けられており、ブレードシュー１１にスプリング力を作用させている。各ブレードスプリング２１の端部は、ブレードシュー１１の先端部１２および基端部１３にそれぞれ形成された切込部１４，１５内に挿入されて係止されている。
【００１３】
また、ブレードテンショナ１０をエンジン内に据え付けるためのブラケット１７が設けられている。ブラケット１７には穴１８，１９が形成されており、これらの穴１８，１９には取付ボルト（図示せず）が挿入されている。ブレードシュー１１の先端部１２は、ブラケット１７の先端部に設けられたスライド面１６に接触しており、該スライド面１６は、先端部１２の摺動を許容している。
【００１４】
ピン２０は、ブレードシュー１１の基端部１３がいずれの方向にも回動できるように、基端部１３を回動自在に支持している。ピン２０は、ブラケット１７の基端部１３の中央に固定されている。
【００１５】
２００１年６月１２日に発行された「ポール式外部ラックを備えた液圧テンショナ」という名称の米国特許第 6,244,981号は、外部ラックを備えた液圧テンショナについて開示している。
【００１６】
テンショナは、中空のピストンを受け入れるための穴が形成されたハウジングと、外部ラックと、ラチェット組立体とを有している。外部ラックには、ピストン外部に形成されたラックに係合するポール式くさびが形成されている。ラックおよびラチェット組立体はまた、バックラッシュのない状態を提供している。
【特許文献１】米国特許第 6,244,981号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、ラチェット付枢支アームテンショナを有する新規な構成のテンショニングシステムを提供することにある。また、本発明は、バックラッシュを有するラチェット付枢支アームテンショナを提供しようとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明に係る動力伝達システムのためのテンショニングシステムは、テンショナ枢支アームを備えている。テンショナ枢支アームは、第１の端部に設けられた複数のラチェット歯と、ラチェット歯から離れて第２の端部に設けられた付勢部材とを有しており、チェーンループの内側において枢支部に回動自在に設けられるとともに、少なくとも第１の端部がチェーンループの外側に配置されている。また、テンショニングシステムは、テンショナ枢支アームに回動自在に取り付けられたテンショナアームを備えており、テンショナアームは、チェーンループの外側に延設されかつチェーンの外側部分と接触するように配置されたシューを有している。さらに、このテンショニングシステムは、ラチェット歯に隣接して回動可能に設けられたポールと、ポールに連結され、ポールがラチェット歯と係合するように付勢するポールスプリングとを備えている。そして、付勢部材によるテンショナ枢支アームの回転が、テンショナアームおよびシューを内方に引き寄せ、チェーンスパンに押付力を作用させてチェーンスパンに張力を作用させており、テンショナアームおよびシューの逆方向への移動がラチェット歯およびポールの協働作用によって制限されている。
【００１９】
請求項２の発明では、ラチェット歯が、テンショナアームと逆側のチェーン外側部分に配置されている。
【００２０】
請求項３の発明では、テンショナ枢支アームの第２の端部が、チェーンループの外側に配置されている。
【００２１】
請求項４の発明では、付勢部材が、ねじりコイルばね、圧縮ばね、引張ばねおよび液圧ピストンテンショナからなるグループから選択されている。
【００２２】
請求項５の発明では、ラチェット歯およびポールによる協働作用がバックラッシュを生じさせている。
【００２３】
請求項６の発明では、ポールが該ポールを挿通するピンにより回動自在に支持されており、ポールに形成されたピン挿入穴とピンとの間のクリアランスが、テンショニングシステムのバックラッシュとして機能している。
【００２４】
本発明によるチェーンまたはベルトテンショニングシステムは、エンジンタイミングシステム内において、バックラッシュを有するラチェット機構を備えたテンショナ枢支アームを有している。
【００２５】
当該テンショナシステムは、固定ピンと、ラチェット歯と、回転発生のための連結部分とを備えたテンショナ枢支アームを有しており、これらはすべて枢支部から半径方向外方に隔てられている。枢支部および固定ピンは、チェーンの二つのスパンの間に配置されている。
【００２６】
チェーンスパンの外側に延設されるとともにチェーンスパンの外側部分と接触するように配置されたシューを保持するテンショナアームは、固定ピンに枢支可能に設けられている。
【００２７】
テンショナアームの回転により、テンショナアームとともにシューが内方に引き寄せられてチェーンを押圧し、これにより、チェーンスパンに張力を作用させる。ラチェット歯は、テンショナ枢支アームを一方向には自由に回転させるが、他の方向には自由に回転させない。
【００２８】
本発明およびその目的をさらに理解するためには、図面、図面の簡単な説明、本発明の好ましい実施態様の詳細な説明および特許請求の範囲に注意が向けられるべきである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ラチェット付枢支アームテンショナを有する新規な構成のテンショニングシステムを提供できる。また、本発明によれば、バックラッシュを有するラチェット付枢支アームテンショナを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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３は、本発明のテンショナを示している。このテンショナは、タイミングチェーン４６の張り側スパン４４および弛み側スパン４５を制御するように配置されている。
【００３１】
図４は、図３のテンショナにおいてｚ方向（鉛直方向）の位置関係を図示するために、テンショナを回転させることによりテンショナをやや下方から見た状態を示している。テンショナアーム３４は、タイミングチェーン４６の弛み側スパン４５の外側に配置されたシュー３３を有している。
【００３２】
テンショナアーム３４は、矢印３９の方向に回動したときに、チェーンの弛み側スパン４５の弛みをとってチェーンに張力を作用させる。テンショナアーム３４およびシュー３３は、好ましくは、テンショナアーム３４およびテンショナ枢支アーム３１を挿通する固定ピン３８によってテンショナ枢支アーム３１に回動自在に取り付けられている。テンショナ枢支アーム３１は、これを挿通する枢支部３２の回りを回動するように設けられている。
【００３３】
矢印３６方向の力が位置３５に作用したときに、チェーンに張力が作用する。矢印３６の方向の回転力は、好ましくは、位置３５に取り付けられた引張スプリング（付勢部材）３７のばね力に基づいている。このような回転力を作用させるのに使用されるスプリングのタイプは、好ましくは、以下のものを含んでいるが、これらには限定されない。すなわち、ねじりコイルばね、圧縮ばね、引張ばね、または液圧ピストンテンショナである。
【００３４】
テンショナ枢支アーム３１の過剰な逆回転は、好ましくは、ポール４３と係合するラチェット歯４１のようなラチェット構造を加えることによって、制限されている。チェーンに対する張りおよび弛みの付与は、温度変化（たとえばホットエンジンかコールドエンジンか）によるチェーン周囲環境（たとえばエンジンブロック、シリンダヘッド、水、オイルなど）への影響によってもたらされる。
【００３５】
このようなチェーンの張りおよび弛みを提供するために、テンショナアーム組立体は、いくらかのバックラッシュを必要とする。バックラッシュは、本発明の精神から逸脱することなく、多くの手法で獲得することが可能である。
【００３６】
一例として、図３においては、バックラッシュは、ポール４３を回動自在に支持するための枢支ピン４３ａが挿通する穴をポール４３内に大きめまたは長めに形成することにより達成されている。ポール４３がラチェット歯４１と係合するように、ポール４３には、引張スプリング４０によるばね力が付与されている。
【００３７】
ラチェット歯４１、ポール装置およびピンの大きさなどは、種々のリンクアームおよび（または）モーメントアーム、および適切なラチェット増分量により影響を受けるチェーン荷重にしたがって決定される。
【００３８】
アーム３４およびシュー３３のテンショナ枢支アーム３１への取付部分である固定ピン３８の位置が図示のように回動するとき、シュー３３自体はチェーン４６と整列して、チェーンの動き（つまりチェーンスパンの弦下降運動、チェーンスパンの急激な運動または波動運動など）に対応しつつ、チェーンからの摩擦力に抗して荷重を釣り合わせる。
【００３９】
本明細書中で記述された本発明の実施例は、本発明の原理を適用する単なる例示にすぎないということが理解されるべきである。図示された実施例の詳細に本明細書中で言及したことは、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定する意図ではなく、実施例中の特徴部分が本発明に重要なものである点を説明しているにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来のブロックテンショナの縦断面図である。
【図２】従来のブレードテンショナの縦断面図である。
【図３】本発明によるテンショナの全体斜視図である。
【図４】図３のテンショナにおいて、矢印方向に各アームが回転した場合の位置関係を示している。
【符号の説明】
【００４１】
３１：  テンショナ枢支アーム
３２：  枢支部
３３：  シュー
３４：  テンショナアーム
３７：  付勢部材
３８：  固定ピン
４０：  ポールスプリング
４１：  ラチェット歯
４３：  ポール
４３ａ：  ピン挿入穴
４６：  タイミングチェーン
【図１】
2004232859.tif 000003
【図２】
2004232859.tif 000004
【図３】
2004232859.tif 000005
【図４】
2004232859.tif 000006