(57)【要約】  高性能の摺動ラック用ラチェット式テンショナを安価に製造する。ラック歯を有するラックを、ピストンの側部のラックスロットに摺動可能に収容する。ラックスロットは、好ましくはテンショナアームに面する端部に開放端部を有する。ラックおよびピストンは双方とも、テンショナ本体のピストン穴に収容される。ラックの長さは好ましくはラックスロットの長さよりも短く、遊びをもたらす。ラック穴に垂直なツメ穴に装着されたツメは、ラックを係合する。開放端部を有するラックスロットにより、組み立て中にピストンの後にラックを挿入することが可能となる。ラックおよびツメは、好ましくはサメのひれの形状の歯を有する。ツメは好ましくはダミーの歯を有して、中心の歯によって確実に負荷を分担するようにする。
2010516974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部が開放しているピストン穴、および前記ピストン穴まで延在するツメ穴を有するテンショナ本体；
前記ピストン穴に摺動可能に収容された外周、および軸方向に延在しかつ前記外周の一部として形成されるラックスロットを有するピストンであって、前記ラックスロットが、前記ピストンの外側端部に開放端部を有するピストン；
前記ピストンを突出方向に付勢する第１の付勢部材；
複数のラック歯を含み、前記ラックスロットに摺動可能に収容されるラック；
前記ツメ穴に摺動可能に収容され、複数のツメ歯を含むツメ；および
前記ツメを前記ラックの方へ付勢する第２の付勢部材；
を含み、前記ツメ歯が前記ラック歯に係合するようにし、それにより、前記ピストンを突出方向に移動させるが、設計された遊びよりも大きい、突出方向と反対の引き込み方向への前記ピストンの移動は阻む、ラチェット式テンショナ。
【請求項２】
前記ツメが、前記ツメ穴に摺動可能に収容される外周を有し、前記複数のツメ歯が、第１のダミーの歯、前記第１のダミーの歯に隣接する第１の中心の歯、前記第１のダミーの歯と反対側で前記第１の中心の歯に隣接する第２の中心の歯、および前記第１の中心の歯と反対側で前記第２の中心の歯に隣接する第２のダミーの歯を有し；かつ
前記第１の中心の歯の垂直面と、前記第２の中心の歯の垂直面との間の距離が、前記ラック歯のピッチと等しく、前記第１のダミーの歯の垂直面と、前記第１の中心の歯の垂直面との間の距離が、前記ラック歯のピッチよりも小さく、かつ前記第２の中心の歯の垂直面と、前記第２のダミーの歯の垂直面との間の距離が、前記ラック歯のピッチよりも大きく；
前記第１の中心の歯の垂直面および前記第２の中心の歯の垂直面が、前記ラック歯からの負荷を支え、および前記第１のダミーの歯の垂直面および前記第２のダミーの歯の垂直面が、前記ラック歯に接触せず、前記ラックによって負荷をかけられないようにする、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項３】
前記テンショナが、前記ツメ穴まで延在するリセット穴を有し、および前記ツメが、前記リセット穴に面しかつ前記ツメ歯に向かって先細になる先細面を有し、前記リセット穴に挿入された輸送用ピンが、前記先細面に沿って摺動して前記ツメを前記ラックから離れる方向にリセット位置へ押す、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項４】
前記ツメが、前記ツメ歯と反対側にツメスロットを有して、保持具の保持具テール部と前記ツメスロットとの間の前記リセット穴に前記輸送用ピンを挿入することで、前記ツメを後退させないようにすることにより、前記ツメ歯を輸送位置において前記ラック歯と係合した状態に維持する、請求項３に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項５】
前記リセット穴が前記ツメ穴に垂直である、請求項３に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項６】
前記ツメ穴に挿入された保持具テール部を有する保持具をさらに含み、前記ツメスロットが前記保持具テール部に係合して、組み立て後に前記ラック歯に対する前記ツメ歯の正しい向きを維持する請求項３に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項７】
前記ピストンが中空であり、前記ピストンおよび前記テンショナ本体が、作動液用の内部空間を規定し、前記ラチェット式テンショナが前記ピストン穴の底部分に逆止弁をさらに含んで、流体が前記内部空間に流れ込むことを可能にし、かつ流体の逆方向への流れを阻止する、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項８】
前記ツメ穴が前記ピストン穴に垂直である、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項９】
前記ラックの長さが前記ラックスロットの長さよりも短く、設計された遊びをもたらす、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項１０】
前記ピストンの前記外側端部が凸状を有し、前記ラックの外側端部が、テンショナアームに取り付けられているかまたはそれと一体であるテンショナアームパッドに接触するために前記凸状に合わせられて、チェーンまたはベルトと接触して張力をかける、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項１１】
前記ラック歯および前記ツメ歯がサメのひれの形状を有する、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項１２】
前記ラックスロット、および前記ラック歯と反対側の前記ラックの側部が、前記ピストン穴の軸に対してラックの角度で向けられて、前記ラックおよび前記ラックスロットが前記ラックスロットの前記開放端部に向かって先細になるようにする、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項１３】
前記ラックの角度が、前記ラックスロットの長さと前記ラックの長さとの間の差によってもたらされる前記設計された遊びを利用する前に前記ピストンが引き込み方向に動くときに、前記ピストンと前記ピストン穴の壁との間の前記ラックのくさび留めを回避するように選択される、請求項１２に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項１４】
前記ラック歯が、前記ラックの長さに垂直な平面において凸状に湾曲しており、前記ツメ歯が、前記ラック歯に相補的に凹状に湾曲している、請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項１５】
各ラック歯によって形成される弧が、前記ピストンの中心と同心の中心を有し、各ツメ歯によって形成される弧が、前記ラチェット式テンショナの前記ピストンの中心と同心の中心を有する、請求項１４に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項１６】
ラチェット式テンショナの、複数のラック歯を有するラックを係合するためのツメであって、
ツメ穴に摺動可能に収容された外周を有するツメ本体；および
第１のダミーの歯、前記第１のダミーの歯に隣接する第１の中心の歯、前記第１のダミーの歯と反対側で前記第１の中心の歯に隣接する第２の中心の歯、および前記第１の中心の歯と反対側で前記第２の中心の歯に隣接する第２のダミーの歯を含む複数のツメ歯；
を含むツメにおいて、前記第１の中心の歯の垂直面と、前記第２の中心の歯の垂直面との間の距離が、前記ラック歯のピッチと等しく、前記第１のダミーの歯の垂直面と、前記第１の中心の歯の垂直面との間の距離が、前記ラック歯のピッチよりも小さく、前記第２の中心の歯の垂直面と、前記第２のダミーの歯の垂直面との間の距離が、前記ラック歯のピッチよりも大きく；
前記第１の中心の歯の垂直面および前記第２の中心の歯の垂直面が、前記ラック歯からの負荷を支え、前記第１のダミーの歯の垂直面および前記第２のダミーの歯の垂直面が、前記ラック歯に接触せず、前記ラックによって負荷をかけられない、ツメ。
【請求項１７】
前記ツメが、前記ツメ歯に向かって先細になる先細面を有して、テンショナ本体のリセット穴に挿入された輸送用ピンが先細面に沿って摺動して前記ツメを前記ラックから離れる方向へリセット位置に押す、請求項１６に記載のツメ。
【請求項１８】
前記ツメが、前記ツメ歯と反対側にツメスロットを有して、保持具の保持具テール部と前記ツメスロットとの間の前記リセット穴に前記輸送用ピンを挿入することで、前記ツメを後退させないようにすることにより、前記ツメ歯を輸送位置において前記ラック歯と係合した状態に維持する請求項１７に記載のツメ。
【請求項１９】
前記ツメ歯がサメのひれの形状を有する請求項１６に記載のツメ。
【請求項２０】
前記ツメ歯が、それらの長さに沿って凹状に湾曲している、請求項１６に記載のツメ。
【請求項２１】
一方の端部で開放しているピストン穴、および前記ピストン穴まで延在するツメ穴を有するテンショナ本体；
前記ピストン穴に摺動可能に収容された外周、および軸方向に延在しかつ前記外周の一部として形成されるラックスロットを有するピストン；
前記ピストンを突出方向に付勢する第１の付勢部材；
複数のラック歯を含み、前記ラックスロットに収容されるラックであって、前記ラック歯が、前記ラックの長さに垂直な平面において凸状に湾曲している、ラック；
前記ツメ穴に摺動可能に収容され、複数のツメ歯を含むツメであって、前記ツメ歯が、前記ラック歯に相補的に凹状に湾曲している、ツメ；および
前記ツメを前記ラックの方へ付勢する第２の付勢部材；
を含み、前記ツメ歯が前記ラック歯に係合するようにし、それにより、前記ピストンを突出方向に移動させるが、設計された遊びよりも大きい、突出方向と反対の引き込み方向への前記ピストンの移動は阻む、ラチェット式テンショナ。
【請求項２２】
各ラック歯によって形成された弧が、前記ピストンの中心と同心の中心を有し、各ツメ歯によって形成される弧が、前記ラチェット式テンショナの前記ピストンの中心と同心の中心を有する、請求項２１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項２３】
ラチェット式テンショナの組み立て方法であって、
ａ）ピストンを、一方の端部が開放しているピストン穴および前記ピストン穴まで延在するツメ穴を有するテンショナ本体に挿入し、前記ピストンは、前記ピストン穴に摺動可能に収容された外周、および軸方向に延在しかつ前記外周の一部として形成されたラックスロットを有し、前記ラックスロットが、前記ピストンの外側端部に開放端部を有するステップと；
ｂ）ステップ（ａ）の後に、複数のラック歯を有するラックを前記ラックスロットに摺動可能に挿入するステップと
を含む方法。
【請求項２４】
ｃ）ステップ（ｂ）の後に、前記ツメ穴に摺動可能に収容されかつ複数のツメ歯を有するツメを前記ラックに配置するステップ
をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００７年１月２６日出願の米国仮特許出願第６０／８８６，６８６号、表題「摺動ラック用ラチェット式テンショナ（ＳＬＩＤＩＮＧ  ＲＡＣＫ  ＲＡＴＣＨＥＴ  ＴＥＮＳＩＯＮＥＲ）」に開示されている１つ以上の発明を請求する。該米国仮特許出願の３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）の下における利益を本願明細書により請求し、上述の出願を本願明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、ラチェット式テンショナの分野に関する。詳細には、本発明はラチェット式テンショナのためのラチェット機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
ラックとツメのラチェット式チェーンテンショナが当該技術分野で公知である。公知のテンショナには、ラックが別個になったものおよびラックが一体式のものが含まれ、一体式のものでは、ラックは通例、ピストンの側部に沿って一体的に形成される。これは、ピストンの製造費を非常に高くする。
【０００４】
米国特許第５，３４６，４３６号明細書、同第５，５７７，９７０号明細書および同第６，１６５，０９０号明細書に開示され、図１に示すラックとワッシャの液圧式テンショナ１０は、ピストン穴１４に装着されたピストン１２を有する。ピストンにはラック１６が係合し、別個のラック穴１８に装着されている。ラック１６は、ラック１６の頭部に取り付けられピストン１２の肩部に延出するワッシャまたはフランジ２０によってピストン１２に結合される。歯を有し、かつラック穴１８に垂直なツメ穴２４に装着されたツメ２２が、ラック１６の歯に係合している。ラック１６は比較的質量が高いために、かなりの慣性を有する。チェーンに張力を与えるためにピストンが延伸してハードストップにくるときに初期解放すると、ラックが行き過ぎる可能性があり、それにより、テンショナアームの遊びを低減させ、続いて所望のチェーン負荷よりも高い負荷を誘発する。
【０００５】
米国特許第６，８７８，０８２号明細書に開示され、図２に示す液圧式テンショナ３０は、ピストン３６のスロット３４に装着されるラック３２を有する。ラック３２およびピストン３６は双方ともピストン穴３８に装着される。ラック穴を排除することによってこのテンショナ３０の製造を単純にする。ラック３２は小さく、簡単に製造できる。ラック３２はラックスロット３４を摺動可能であり、ラック３２の長さよりも長いラックスロット３４の長さによって遊びがもたらされる。ピストン穴３８に対してある角度をなすツメ穴４２に装着された歯のない爪４０が、ラック３２の歯の１つと係合する。このテンショナは、ラックとワッシャのテンショナに対していくつかの利点を有するが、閉鎖したラックスロット３４は、テンショナの組み立て中に注意を払うことおよび複雑な作業をより必要とする。なぜなら、ピストン３６をピストン穴３８に挿入する前にラック３２をスロット３４に配置する必要があるからである。また、作動中、ラックスロット３４の端部４４においてラック３２とピストン３６との間で衝突が繰り返されるので、ラック３２およびピストンの衝突部分４４の耐久性を高くして最適な性能を得る必要がある。その上、ツメ穴に角度があることにより製造費が高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
当該技術分野では、遊びを調整可能な低コストのラックとツメのラチェット式テンショナが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
高性能の摺動ラック用ラチェット式テンショナを安価に製造する。ラック歯を有するラックが、ピストンの側部のラックスロットに摺動可能に収容される。ラックスロットは、好ましくはテンショナアームに面する端部に開放端部を有する。ラックおよびピストンは双方とも、テンショナ本体のピストン穴に収容される。ラックの長さは好ましくはラックスロットの長さよりも短く、遊びをもたらす。ラック穴に垂直なツメ穴に装着されたツメがラックを係合する。開放端を有するラックスロットにより、組み立て中、ピストンの後にラックを挿入することが可能となる。ラックおよびツメは、好ましくはサメのひれの形状の歯を有する。ツメは好ましくはダミーの歯を有して、中心の歯によって確実に負荷が分担されるようにする。
【０００８】
一実施形態では、ラチェット式テンショナは、テンショナ本体、ピストン、第１の付勢部材、ラック、ツメ、および第２の付勢部材を含む。テンショナ本体は、一方の端部が開放しているピストン穴、およびピストン穴まで延在するツメ穴を有する。ピストンは、ピストン穴に摺動可能に収容された外周、および軸方向に延在しかつ外周の一部として形成されるラックスロットを有する。ラックスロットは、ピストンの外側端部に開放端部を有する。第１の付勢部材は、ピストンを突出方向に付勢する。ラックは、複数のラック歯を含み、ラックスロットに摺動可能に収容される。ツメは、ツメ穴に摺動可能に収容され、複数のツメ歯を含む。第２の付勢部材が、ツメをラックの方へ付勢する。ツメ歯がラック歯を係合し、それにより、ピストンを突出方向に移動させるが、設計された遊びよりも大きい、突出方向と反対の引き込み方向へのピストンの移動は阻む。
【０００９】
好ましい実施形態では、ツメは、ツメ穴に摺動可能に収容された外周を有する。複数のツメ歯は、第１のダミーの歯、第１のダミーの歯に隣接する第１の中心の歯、第１のダミーの歯と反対側で第１の中心の歯に隣接する第２の中心の歯、および第１の中心の歯と反対側で第２の中心の歯に隣接する第２のダミーの歯を含む。第１の中心の歯の垂直面と、第２の中心の歯の垂直面との間の距離は、ラック歯のピッチに等しい。第１のダミーの歯の垂直面と、第１の中心の歯の垂直面との間の距離は、ラック歯のピッチよりも小さい。第２の中心の歯の垂直面と、第２のダミーの歯の垂直面との間の距離は、ラック歯のピッチよりも大きい。第１の中心の歯の垂直面および第２の中心の歯の垂直面は、ラック歯からの負荷を支える。第１のダミーの歯の垂直面、および第２のダミーの歯の垂直面はラック歯に接触せず、ラックによって負荷をかけられない。
【００１０】
好ましくは、テンショナは、ツメ穴まで延在するリセット穴を有し、ツメは、リセット穴に面しかつツメ歯に向かって先細になる先細面を有して、リセット穴に挿入されるロックピンが先細面に沿って摺動して、ツメをラックから離れる方向にリセット位置へ押すようにする。テンショナは好ましくは、ツメ穴に挿入された保持具テール部を有する保持具を含む。保持具テール部がツメのツメスロットに係合して、組み立て後のラック歯に対するツメ歯の正しい位置を維持する。ツメスロットは好ましくはツメ歯と反対側にあり、保持具テール部とツメスロットとの間のリセット穴に輸送用（ｓｈｉｐｐｉｎｇ）ピンを挿入することで、ツメを後退させないようにすることにより、ツメ歯を輸送位置においてラック歯と係合した状態に維持する。リセット穴は好ましくはツメ穴に垂直である。
【００１１】
ピストンは好ましくは中空であり、ピストンおよびテンショナ本体が作動液用の内部空間を規定し、ラチェット式テンショナが好ましくはピストン穴の底部分に逆止弁を含んで、流体が内部空間に流れ込むことを可能にし、かつ流体の逆方向への流れを阻止する。ツメ穴は好ましくはピストン穴に垂直である。ラックの長さは好ましくはラックスロットの長さよりも短く、設計された遊びをもたらす。好ましくは、ピストンの外側端部が凸状を有し、ラックの外側端部が、テンショナアームに取り付けられたかまたはそれと一体であるテンショナアームパッドに接触するために凸状に合わせられて、チェーンまたはベルトと接触して張力をかける。ラック歯およびツメ歯は好ましくはサメのひれの形状を有する。一実施形態では、ラックスロットおよびラック歯と反対側のラックの側部が、ピストン穴の軸に対してラックの角度で向けられて、ラックおよびラックスロットが、ラックスロットの開放端部に向かって先細になるようにする。ラックの角度は、好ましくは、ラックスロットの長さとラックの長さとの間の差によってもたらされる設計された遊びを利用する前にピストンが引き込み方向に動くときに、ピストンとピストン穴の壁との間のラックのくさび留めを回避するように選択される。好ましくは、ラック歯は、ラックの長さに垂直な平面において凸状に湾曲しており、ツメ歯は、ラック歯に相補的に凹状に湾曲している。各ラック歯によって形成される弧が、ピストンの中心と同心の中心を有し、各ツメ歯によって形成される弧が、ラチェット式テンショナのピストンの中心と同心の中心を有する。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、ツメは、ツメ本体および複数のツメ歯を含む。ツメを使用してラチェット式テンショナのラックと複数のラック歯とを係合する。ツメ本体は、ツメ穴に摺動可能に収容された外周を有する。ツメ歯は、第１のダミーの歯、第１のダミーの歯に隣接する第１の中心の歯、第１のダミーの歯と反対側で第１の中心の歯に隣接する第２の中心の歯、および第１の中心の歯と反対側で第２の中心の歯に隣接する第２のダミーの歯を含む。第１の中心の歯の垂直面と、第２の中心の歯の垂直面との間の距離は、ラック歯のピッチに等しい。第１のダミーの歯の垂直面と、第１の中心の歯の垂直面との間の距離は、ラック歯のピッチよりも小さい。第２の中心の歯の垂直面と、第２のダミーの歯の垂直面との間の距離は、ラック歯のピッチよりも大きい。第１の中心の歯および第２の中心の歯がラックからの負荷を全て支え、第１のダミーの歯の垂直面および第２のダミーの歯の垂直面はラック歯に接触せず、ラックによって負荷をかけられない。
【００１３】
本発明のさらに別の実施形態では、ラチェット式テンショナは、テンショナ本体、ピストン、第１の付勢部材、ラック、ツメ、および第２の付勢部材を含む。テンショナ本体は、一方の端部で開放しているピストン穴、およびピストン穴まで延在するツメ穴を有する。ピストンは、ピストン穴に摺動可能に収容された外周、および軸方向に延在しかつ外周の一部として形成されるラックスロットを有する。第１の付勢部材がピストンを突出方向に付勢する。ラックは複数のラック歯を含み、ラックスロットに収容される。ラック歯は、ラックの長さに垂直な平面において凸状に湾曲している。ツメはツメ穴に摺動可能に収容される。ツメは複数のツメ歯を含む。ツメ歯は、ラック歯に相補的に凹状に湾曲している。第２の付勢部材はツメをラックへ付勢する。ツメ歯はラック歯を係合し、それにより、ピストンを突出方向に移動させるが、設計された遊びよりも大きい、突出方向と反対の引き込み方向へのピストンの移動は阻む。
【００１４】
さらに別の実施形態では、ラチェット式テンショナの組み立て方法は、ピストンを、一方の端部が開放しているピストン穴およびピストン穴まで延在するツメ穴を備えるテンショナ本体に挿入するステップを含む。ピストンは、ピストン穴に摺動可能に収容された外周、および軸方向に延在しかつ外周の一部として形成されたラックスロットを有する。ラックスロットは、ピストンの外側端部に開放端部を有する。方法は、ピストンを挿入するステップ後にラックをラックスロットに摺動可能に挿入するステップを含み、ピストンおよびラックの挿入を一方向挿入にしたことにより組み立てを単純にする。ラックは複数のラック歯を含む。この方法は好ましくは、ラックを挿入するステップ後にラックにツメを配置するステップをさらに含む。ツメはツメ穴に摺動可能に収容される。ツメは複数のツメ歯を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術のラックとワッシャの液圧式テンショナを示す。
【図２】従来技術の摺動ラックテンショナを示す。
【図３】本発明の第１の実施形態の断面図を示す。
【図４】テンショナアームによって負荷がかけられている図３の実施形態を示す。
【図５】図４の円で囲んだ部分５の拡大図を示す。
【図６】本発明のピストンの第１の実施形態を示す。
【図７】本発明のラックの第１の実施形態を示す。
【図８】本発明のピストンの第２の実施形態を示す。
【図９】本発明のラックの第２の実施形態を示す。
【図１０】本発明の第２の実施形態のツメ組み立て品の断面図を示す。
【図１１】本発明の実施形態のツメを示す。
【図１２】図１１のツメの正面図を示す。
【図１３】本発明の好ましいテンショナ本体を示す。
【図１４】本発明の第３の実施形態の断面図を示す。
【図１５】本発明の第４の実施形態の断面図を示す。
【図１６】本発明の実施形態の湾曲した歯を備えるラックの三次元的な図を示す。
【図１７】本発明の実施形態の湾曲した歯を備えるツメの三次元的な図を示す。
【図１８】図１６のラックを係合する図１７のツメを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のラチェット式テンショナは、従来技術のテンショナよりも製造、組み立ておよびパッケージが簡単で、優位でなくとも、従来に匹敵する張力性能を有する。これにより、本発明を多くのおよび種々のテンショニング用途において費用効果的にする。ラチェット式テンショナのいくつかの特徴に関して説明し、それらは個別にかつ組み合わせにおいて、製造費および組み立て費を削減し、テンショナの性能を改善する。
【００１７】
本発明の第１の実施形態では、ラックおよびピストンは別個の構成部品である。ラック部分のジオメトリを単純化することによって、ラック部分を粉末金属（ＰＭ）部分として製造することができる。ラックはピストンのラックスロットに載置される。組み立てられたテンショナでは、ラックはピストン外囲容器内に閉じこめられて、ラックおよびピストンの双方ともがテンショナ本体のピストン穴内に載置されるようにし、それにより、ラック穴が必要なくなる。これにより、ラック穴がない場合にテンショナのボルト孔を位置決めする自由度が大きくなり、よりコンパクトな設計が可能となる。シリンダー状のピストンは、ピストン軸に平行なラックスロットを作製するために細工され、スロットは、テンショナアームに対向する端部で開放している。この実施形態では、ラックのワッシャ部分もピストンの肩部の機構も必要ない。
【００１８】
開放端スロットは、閉鎖端スロットに対して利点がいくつかある。第１に、開放端を有するスロットは、閉鎖端を有するスロットよりも簡単にピストンに機械加工される。第２に、組み立て中、ラックは、ピストンの挿入と同じ方向に挿入され、ピストンの挿入とは独立して行われてもよい。好ましくは、遊びの特性をもたらすためにラックスロットの長さはラックの長さよりも長い。
【００１９】
本発明の第２の実施形態では、ラックを係合するためのツメ組み立て品が、ピストン穴に垂直なツメ穴に載置されている。好ましくはテンショナは、ツメの側に細工されたランプ角を有してラチェットを自動的に開放位置へ後退させ、リセット中ラチェットを開放した状態に保持する。好ましくはリセットされた孔および輸送用孔をツメ組み立て品に１つの機構として組み込み、製造および組み立てをさらに単純にする。ツメは好ましくは前側および後側双方にダミーの歯を有して、中心の歯によって確実に負荷を分担するようにする。ダミーの歯はツメを安定させるが、ラック歯の垂直面に係合はしない。ここで使用されるように、歯の垂直面とは、歯が外側へ向いて延在する方向に平行な、歯の一方の側の平らな面を指す。前側のダミーの歯は、抗傾斜面としての役割を果たす。
【００２０】
本発明の第３の実施形態は第１の実施形態と第２の実施形態の特徴を組み合わせたものである。この実施形態では、ピストンラックスロットがツメ側に対して結合し、ピストンの回転およびラックの向きの誤りを抑止する。ラックは、テンショナアームからの負荷に対する抵抗がより強い。ラックに負荷がかけられる場合、ラックはピストンによって支持される。負荷を分担している態様では、ラックは完全にアームとピストンとの間に束縛される。ツメのダミーの歯によって、接触面積が最大である中心の歯が負荷を確実に分担する。
【００２１】
第４の実施形態では、ラックおよびラックスロットがラックスロットの開放端部に向かって先細になるように、ラックスロットおよびラックはピストン穴に対して角度がつけられる。ラック／ピストンの境界面とピストンの軸との間の角度であるラックの角度によって、突出方向におけるラックの運動量を低減させることおよびラックがピストンに対して移動する場合にラチェッティングの抵抗を増大させるツメのスプリング力を補うことでラックが過剰に延伸しないようにする。ラックの角度は、好ましくは、ラックスロットの長さとラックの長さとの間の差によってもたらされるテンショナの遊びが利用される前にピストンが引き込み方向に移動する場合に、ピストンとピストン穴の壁との間のラックのくさび留めを回避するように選択する。
【００２２】
本発明のテンショナは比較的ラック質量が小さいので、ラックにかかる慣性負荷も小さくなる。ピストンによって、ラックにより滑らかでより安定した摺動境界面が提供される。ラックおよびピストンは好ましくはテンショナアームで同じパッドを共用し、テンショナアームに別個のラックパッドが必要ないようにする。ラックの長さおよびラックスロットの長さが遊びを決定し、それは簡単に修正される。閉鎖されたピストンのラックスロットでは必要な許容範囲を維持することは困難であり、この問題を、開放端部を有するピストンのラックスロットが克服する。ラチェットは、好ましくは、テンショナを弱めて（ｃｏｌｌａｐｓｅ）、保持具テール部とツメスロットとの間にピンを挿入することにより、輸送時にはロックされる。輸送用ピンの位置がツメ付近であることにより、本体のリセット・輸送用孔を組み込みやすくする。テンショナは、従来技術と同様にチェーン駆動と相互作用する。
【００２３】
本発明の第１の実施形態における摺動ラック用ラチェット式テンショナ５０を、図３に示す。テンショナ本体５２は、ピストン５６およびラック５８を収容するピストン穴５４を有する。ラック５８を、ピストン５６の側部に沿ってラックスロット６０に摺動可能に収容させる。ラックスロット６０は、テンショナアーム（図示せず）に面する端部において開放している。図３ではラック５８を後退した位置で示し、ラックスロットの長さとラックの長さとの差６２によって、装置に遊びをもたらす。ラック５８は、ツメ６６を係合するためのラック歯６４を有する。ツメ６６はツメ穴６５に位置し、保持具６９に対して付勢されたツメ用スプリング６７によってラック５８の方へ付勢される。
【００２４】
ピストン５６は、好ましくは中空であり、スプリング６８によってテンショナアームの方へ付勢される。ピストン穴５４の基部には好ましくは逆止弁７０が配置されて、作動液がピストン穴５４の隙間を満たすようにする。テンショナ本体５２を静止表面（図示せず）に装着するための少なくとも１つの取付孔７２を有するようにテンショナ本体５２を示すが、本発明の趣旨内においてテンショナをカートリッジ式の取付構造に装着してもよく、そこでは、テンショナを本体の外側にスレッドによって装着する。
【００２５】
図４を参照すると、ラチェット式テンショナ５０を組み立て、チェーンまたはベルト７４に張力をかけるために装着する場合、ピストン５６は、ピストン穴５４から延伸し、それに沿ってラック５８も延伸させて、テンショナパッド７６と接触し、テンショナアーム７８を回転させてチェーンまたはベルト７４のたるみを除く。図４は、負荷がかけられた状態のテンショナを示す。図４に示すように、ピストン５６のパッドに接触している端部は凸状を有し、ラック５８のパッドに接触している端部は好ましくは、ピストン端部の湾曲と調和するような形状にされる。本発明の趣旨の範囲内において、ピストンのパッドに接触している平らな端部を使用してもよい。本発明では、図２に示す従来技術のテンショナに比べて負荷経路を単純にする。従来技術のテンショナでは、負荷をテンショナアームからピストン、ラック、ツメへ伝達させる。図４の実施形態では、負荷は、図１の従来技術のテンショナと同様に直接テンショナアームからラック、ツメへ伝達される。しかしながら、本発明では、ラックはピストンによって支持され、テンショナアームによって負荷がかけられるときにテンショナ本体の周りの片持ち梁式の負荷の影響を受けない。図２の従来技術のテンショナと比較した、直接伝達することの別の利点は、ピストンとラックとの間の狭い境界面を介して負荷が伝達されないことである。これにより、この狭い境界面におけるピストンおよびラックに対する厳しい許容範囲制御の必要性が排除されるためコストが削減される。
【００２６】
図５を参照すると、ラック５８の各歯は好ましくは垂直面５８Ａおよびランプ面５８Ｂを有して、サメのひれの形状を形成する。ツメ６６の各歯は好ましくは垂直面６６Ａおよびランプ面６６Ｂを有して、サメのひれの形状を形成する。
【００２７】
好ましい実施形態では、ラックはピストンのスロットに閉じこめられる。図６の本発明の好ましいピストン８０の三次元的な斜視図に、ラックスロット８２の平らな面を示す。図７の本発明の好ましいラック８４の三次元的な斜視図に、ラック８４の平らな側面およびラック歯８６の好ましいサメのひれの形状を示す。
【００２８】
代替的な実施形態では、スロットはピストンの周囲に完全に延在する。図８の本発明のピストン８１の三次元的な斜視図に、テンショナ本体に装着される場合にラックスロットの内面を形成する、半径が小さい部分８３を示す。図９の本発明の相補的なラック８５の三次元的な斜視図に、好ましくはサメのひれの形状の複数のラック歯８７を示す。ラック８５は、テンショナが組み立てられている場合にピストンに適合する中心孔８９を有する。ラック歯８７は、ラック８５の周りの一部分にのみ延在してもよいし、またはラック８５の周りに完全に延在してもよい。ラック歯８７がラック８５の周りに完全に延在する場合には、ラック歯の形状を、好ましくは、テンショナ本体のピストン穴に対する支持面として作用するように上部にランドを含むようにする。
【００２９】
図１０に、本発明の第２の実施形態のツメ組み立て品９０を輸送形態で示す。ツメ９２をテンショナ本体９６のツメ穴９４に装着する。保持具１０２の保持具テール部１０３とツメスロット９３との間のリセット穴を通って延在する輸送用ピン９８が、ツメ９２をラック（図示せず）と係合した状態で保持する。ツメ用スプリング１００がツメ９２を保持具１０２から離れるように付勢する。
【００３０】
図１１の本発明のツメ１０４の三次元的な斜視図に、ツメ歯１１０Ａ、１１０Ｂ、１１２Ａ、１１２Ｂの反対側の端部にあるツメスロット１０６、および輸送用ピン孔に面するツメの側にある歯に向かって先細になる先細面１０８を示す。リセット穴は、輸送用ピンへのアクセスも提供する。輸送用ピン９８は、ツメ９２と保持具１０２の保持具テール部１０３との間のツメスロット１０６を通って延在して、テンショナを輸送位置にロックする。ツメスロット１０６は保持具テール部１０３を係合して、組み立て後にラック歯に対して正しい向きを維持する。テンショナをリセットする必要がある場合、輸送用ピンをリセット穴に挿入しなおしてもよい。挿入すると、輸送用ピンはツメと先細面１０８で接触し、さらにピンを挿入することにより、ピンが完全に挿入されかつテンショナがリセット位置になるまでツメをラックから離れる方向に駆動する。それゆえ、輸送用ピンはリセットピンの働きもし、リセット穴もまた輸送用ピン孔としての働きをする。ツメはまた好ましくは４つの歯を有する。端部にある外側の２つの歯１１０Ａ、１１０Ｂは、ダミーの歯の役割を果たし、内側の２つの歯１１２Ａ、１１２Ｂは、ラック歯に係合する中心の歯の役割を果たす。中心の歯を３つ以上、およびダミーの歯を３つ以上使用してもよいが、２つずつが好ましい。各ツメ歯１１０Ａ、１１０Ｂ、１１２Ａ、１１２Ｂは、それぞれ垂直面１１１Ａ、１１１Ｂ、１１３Ａ、１１３Ｂおよびランプ面を有する。
【００３１】
図１２に示すように正面から見ると、ツメ１０４は円形の断面を有する。先細面１０８は中心の歯１１２Ａ、１１２Ｂの幅を細くするものの、中心の歯１１２Ａ、１１２Ｂは依然としてダミーの歯１１０Ａ、１１０Ｂよりも太い。幅が太いほど、ダミーの歯１１０Ａ、１１０Ｂよりも中心の歯１１２Ａ、１１２Ｂを強くする。ダミーの歯１１０Ａ、１１０Ｂはツメ１０４に安定性をもたらすが、ラチェット式テンショナのラック歯の垂直面には係合しない。
【００３２】
これを達成するために、ツメ歯１１０Ａ、１１０Ｂ、１１２Ａ、１１２Ｂの垂直面１１１Ａ、１１１Ｂ、１１３Ａ、１１３Ｂの間の距離を可変とする。ラック歯は好ましくは一定のピッチＰを有する。中心の歯１１２Ａ、１１２Ｂがラックからの全負荷を分担するために、中心の歯１１２Ａ、１１２Ｂの垂直面１１３Ａと１１３Ｂとの間の距離１１５を、ラック歯のピッチであるＰに等しく設定する。最上の歯１１０Ａの垂直面１１１Ａと、上から２番目の歯１１２Ａの垂直面１１３Ａとの間の距離１１７をＰより小さく設定する。最下の歯１１０Ｂの垂直面１１１Ｂと、下からから２番目の歯１１２Ｂの垂直面１１３Ｂとの間の距離１１９をＰよりも大きく設定する。ラックによってツメ１０４に負荷がかけられる場合、２つの中心の歯１１２Ａ、１１２Ｂが負荷を全て受ける。なぜなら、ダミーの歯１１０Ａ、１１０Ｂは、垂直面１１１Ａ、１１１Ｂにそれらのラック歯が負荷をかけないように位置をずらされているためである。
【００３３】
図１３を参照すると、本発明の好ましいテンショナ本体１２０が、ピストン穴１２２、ピストン穴１２２に垂直でありかつそこまで延在するツメ穴１２４、ツメ穴１２４に垂直でありかつそこまで延在するリセット穴１２６、テンショナ本体１２０を静止表面に装着するための少なくとも１つの取付穴１２８、および作動液をピストン穴１２２へ導くための流体用口１３０のみを有するように製造される。輸送用ピンおよびリセットピンに１つの孔、ならびにピストンおよびラックの双方に１つの孔を使用することにより、製造コストを削減し、取付孔の配置に柔軟性のあるよりコンパクトな設計とする。
【００３４】
図１４を参照すると、好ましい実施形態では、チェーンまたはベルト１４０と係合するラチェット式テンショナを示す。ピストン１４２およびラック１４４は双方ともテンショナ本体１４６から延伸してパッド１４８をテンショナアーム１５０まで駆動させ、それにより、テンショナアーム１５０をチェーンまたはベルト１４０まで回転させてチェーンまたはベルト１４０に張力をもたらす。パッド１４８は、図１４に示すように別個の部品でもよいし、またはテンショナアーム１５０と一体であってもよい。ラック１４４はラックスロット１５２に摺動可能に収容される。ラックスロットは、遊びをもたらすためにラック１４４よりも長い。ラックスロット１５２の一方の端部は開放しており、ラック１４４の端部は、ピストン１４２の端部の湾曲形状に合わせられる。図１４では、ピストン１４２はパッド１４８と接触しているが、ラック１４４は、ピストン１４２に完全に後退した位置にあり、設計された遊びをもたらす。ラック１４４のサメのひれの形状の歯はツメ１５４の歯に係合する。ツメ穴１５６はピストン穴１５８に垂直である。ツメ１５４は、２つの外側のダミーの歯、および負荷を分担するために大きな面積を有する２つの中心の歯の４つの歯を有する。ツメ１５４は、ピンをリセット穴１６２に挿入することによりラチェット式テンショナを自動的にリセットするための先細の側面１６０を有する。
【００３５】
図１５に、本発明の第４の実施形態の摺動ラック用ラチェット式テンショナ２５０を示す。テンショナ本体２５２は、ピストン２５６を収容するためのピストン穴２５４、およびラック２５８を有する。ラック２５８は、ピストン２５６の側部に沿ってラックスロット２６０に摺動可能に収容される。ラックスロット２６０は、テンショナアーム（図示せず）に向かい合っている端部が開放している。ラック２５８を、図１５にラチェット位置で示し、ラックスロットの長さとラックの長さとの間の差２６２が装置に遊びをもたらす。ラック２５８は、ツメ２６６を係合するためのラック歯２６４を有する。
【００３６】
ピストン２５６は好ましくは中空であり、スプリング２６８によってテンショナアームに向かって付勢される。逆止弁２７０が好ましくはピストン穴２５４の基部に配置されて、作動液がピストン穴２５４の隙間を満たすようにする。テンショナ本体を静止表面（図示せず）に装着するための少なくとも１つの取付孔２７２を有するものとしてテンショナ本体２５２を示すが、本発明の趣旨の範囲内においてテンショナをカートリッジ式の取付構造に装着してもよく、そこでは、テンショナを本体の外側にスレッドによって装着する。
【００３７】
この実施形態では、ラックスロット２６０の壁、および歯と対向する側のラック２５８の面は、ピストン穴の軸に対してラックの角度２５７傾斜している。ラックの角度２５７は、突出方向におけるラックの運動量を低減し、かつツメに力を加えることによってラチェット抵抗を増大させ、それにより、ラックがピストンに対して動く場合にラックが過剰に延伸しないようにする。ラックの角度２５７は、テンショナの遊びを利用する前にピストンが引き込み方向に動くときに、ピストン２５６とピストン穴２５４との間のラック２５８のくさび留めを回避するように選択する。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態では、図１６および図１７に示すように、ツメおよびラックは、それらの長さに沿って互いに相補的に湾曲した歯を有する。これにより、摺動ラック２８０の回転防止のロバスト性が改善される。ラック２８０およびツメ２８２は好ましくは、曲率半径Ｒの歯を有して、組み立てられたラチェット式テンショナにおいて、図１８に示すようにツメ２８２がラック２８０に係合している場合、湾曲した歯によって形成された弧が、ピストンの中心に中心を有するようにする。ツメ歯２８４は凹面形状を有する一方、ラック歯２８６は凸面形状を有する。ツメおよびラックが真っ直ぐな歯を有する場合、ピストンの回転がツメを押し上げ、ツメがピストンの外径上に重なり、かつラックがツメに対する向きを失うようにする。湾曲した歯では、ツメ２８２の押し上げが回避される。湾曲した歯は、ラックスロットの側面とツメとの間の境界面を大きくするので、ピストンを回転に対してロックし、ツメに対するラックの向きを維持する。
【００３９】
本発明のテンショナの好ましい製造方法は、テンショナ本体にピストン穴、ピストン穴に垂直でそれに入り込むテンショナ本体にツメ穴、ツメ穴に垂直でそれに入り込むテンショナ本体にリセット穴、ピストン穴に垂直なテンショナ本体を通る少なくとも１つの取付穴、およびピストン穴に流体を導く流体用口のみを穿孔するステップを含む。
【００４０】
本発明のテンショナの好ましい組み立て方法は、開放端部を有するラックスロットを有するピストンをテンショナ本体のピストン穴に挿入するステップを含む。好ましい方法はまた、ピストンをピストン穴に挿入した後にラックをピストン穴およびラックスロットに挿入するステップを含み、ピストンおよびラックの挿入を一方向挿入にしたことにより組み立てを単純にする。ラックの角度を含む実施形態では、ラックおよびピストンを、テンショナの外側で組み立て、一緒にテンショナに挿入するが、開放端を有するスロットによりこの組み立てを図２の従来技術よりも簡単にする。次に、方法は、ツメ、続いてスプリングおよび保持具をテンショナ本体のツメ穴に装着するステップを含む。これらの構成部品は、副次的な組み立て品としてツメ穴に挿入してもよい。最後に、方法は、輸送用ピンを、保持具テール部とツメスロットとの間のリセット穴に通して挿入して、テンショナを輸送位置にロックすることを含む。
【００４１】
従って、本願明細書で説明した本発明の実施形態は、本発明の原理の適用の一例にすぎないことを理解されたい。本願明細書で述べた図示の実施形態の詳細は、特許請求の範囲を限定するものではなく、特許請求の範囲それ自体が本発明に必要であるとみなす特徴を説明する。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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