(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧テンショナであって、
穴を限定するハウジングと、
前記穴にスライド自在に受け入れられ、前記穴との間で流体チャンバを限定するとともに、第１の開孔を限定する下端部と、第２の開孔を限定する上端部とを有する第１のピストンと、
前記第１のピストン内に配置されたベース部と、前記ベース部および前記第１のピストンから間隔を隔てて配置された上端部とを有し、前記第１のピストンの前記第２の開孔を通って延びるとともに、前記第１のピストンに対して軸方向への移動が許容された第２のピストンと、
前記第１のピストンを前記穴の外方に付勢するように、前記穴内に配置された第１の付勢部材と、
前記第２のピストンを前記第１のピストンから離れる側に付勢するように、前記第１のピストンと、前記第２のピストンの前記上端部との間に配置された第２の付勢部材と、
前記流体チャンバ内への流体の流れを許容する一方、逆方向への流体の流れを阻止するように、前記流体チャンバと加圧流体源との間に設けられた第１のバルブと、
前記流体チャンバを前記加圧流体源に接続するために、前記ハウジングに設けられた流路と、
設定範囲の最大限度を超える運転荷重が当該テンショナに作用することにより、前記第２のピストンが前記第１のピストンに向かって所定ストローク量だけ軸方向に移動したとき、前記流体チャンバ内の液圧を減少させるために、前記第１のピストンの前記第２の開孔を通じて前記流体チャンバから流体を排出する第２のバルブと、
を備えた液圧テンショナ。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の付勢部材が、前記第１のピストンと前記第２のピストンの前記上端部との間に介装されたときに所定量だけ圧縮されており、前記第２のピストンへの運転荷重が設定範囲内で所定値を超えたときには、前記第２の付勢部材がさらに圧縮され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３】
請求項２において、
前記第２のバルブが、前記ベース部および前記上端部間で前記第２のピストンの一部によって限定された凹部をさらに有しており、設定範囲の最大限度を超える運転荷重が前記第２のピストンに作用することにより、前記第２のピストンを前記第１のピストンに向かって所定ストローク量だけ軸方向に移動させる場合において、前記凹部が前記第１のピストンの前記第２の開孔を横切って配置されているとき、前記第２のバルブが開放位置におかれており、これにより、前記流体チャンバから流体が排出されて前記流体チャンバ内の液圧が減少す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４】
請求項３において、
前記第２のピストンが、前記凹部を移動させることにより、前記第２のバルブを閉塞させるように軸方向に移動可能になっており、これにより、運転荷重が設定範囲の最大限度より低いとき、前記流体チャンバ内に流入する流体の液圧および前記第１、第２の付勢部材の付勢力の作用下において、前記第２のピストンが前記第１のピストンの前記第２の開孔を横切る位置に配置されないようになっている、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項５】
請求項４において、
前記第２のピストンの前記上端部に取り付けられたノーズ部分をさらに有しており、前記第２のスプリングが、前記第１のピストンおよび前記ノーズ部分間に配置されている、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２のピストンの前記上端部がねじ部を有するとともに、前記ノーズ部分が穴を限定しており、前記穴には、前記ノーズ部分を前記第２のピストンの前記上端部に取り付けるために、前記第２のピストンの前記ねじ部に螺合する内側ねじ部が形成されている、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項７】
請求項３において、
前記第１の付勢部材が、前記第１のピストンを前記ハウジングから外方に付勢するために、前記第１のピストンの前記上端部および前記ハウジング間に配置されたコイルスプリングである、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項８】
請求項３において、
前記第２の付勢部材が、前記第２のピストンを前記第１のピストンから外方に付勢するために、前記第２のピストンの前記上端部と前記第１のピストンの前記上端部との間に配置されたコイルスプリングである、
ことを特徴とする液圧テンショナ。
【請求項９】
請求項３において、
前記第２の付勢部材が、前記第２のピストンを前記第１のピストンから離れる側に付勢するために、前記第２のピストンの前記上端部と前記第１のピストンの前記上端部との間に配置された複数の皿ばね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１０】
請求項３において、
前記第２の付勢部材が、前記第２のピストンを前記第１のピストンから離れる側に付勢するために、前記第２のピストンの前記上端部と前記第１のピストンの前記上端部との間に配置された弾性要素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１１】
請求項３において、
前記第２の付勢部材が、前記第２のピストンを前記第１のピストンから離れる側に付勢するために、前記第２のピストンの前記上端部と前記第１のピストンの前記上端部との間に配置された圧縮空気から構成されている、
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、内燃機関のためのタイミングシステムのようなチェーンまたはベルト駆動システムとともに用いられる液圧テンショナに関する。より詳細には、本発明は、テンショナが設定範囲の最大限度の荷重に接近して到達したときにシステムのピーク運転荷重を低減させるために、予め設定された付勢作用を備えるとともに、設定範囲の最大限度の荷重を超えるシステムのピーク運転荷重を緩和するためのプレッシャーリリーフバルブを備えた液圧テンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
発明の背景
内燃機関のタイミングシステムのように、チェーンまたはベルト駆動システムの緊張力制御装置として、液圧テンショナが一般に用いられている。チェーンまたはベルトの緊張力は、温度の広汎な変化や、駆動システムおよびそれにより運転される任意のシステムの種々の部品間の熱膨張により大きく変化する。
【０００３】
このため、チェーンやベルトにある程度の緊張力を作用させてこれを維持することにより、伸びによるスリップやノイズを低減させるために、テンショナが用いられている。
【０００４】
より具体的には、典型的な内燃機関のタイミングチェーンシステムは、クランクシャフトスプロケットおよびカムシャフトスプロケットと呼称される、間隔を隔てた二つのスプロケットの回りに巻き掛けられたチェーンを有している。
【０００５】
エンジンによる熱膨張の影響に加えて、カムシャフトおよびクランクシャフトにより生じる捩じり振動が、チェーンの緊張力を著しく変化させる。チェーン緊張力の減少はまた、長期間の使用によるチェーンの伸びおよび部品の摩耗にも起因している。
【０００６】
チェーンの伸びは、望ましくないノイズやスリップを生じさせるが、スリップは、カムシャフトタイミングを数度ずらすことによって、エンジンやその他の構成部品に重大な損傷を生じさせる。したがって、伸びによる弛みを除去して、スプロケット回りのチェーンのスリップおよびノイズの発生を防止するために、チェーンに適切な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。
【０００７】
液圧テンショナは、一般に、穴を有するハウジングと、穴によって限定される流体チャンバと、スプリングによって穴の外方に付勢された中空ピストンとを有している。
【０００８】
加圧流体源から流体チャンバ内への流体の流れを許容する一方、逆方向への流体の流れを阻止するために、チェックバルブが設けられている。ハウジング内の液圧およびスプリング力は、ピストンを外方に移動させ、適切な量の弛みを除去するために、チェーンまたはベルトに緊張力をさせる。
【０００９】
ピストンが逆方向に移動する移動するときには、チェックバルブが閉じて、チャンバから流体が流出するのを制限する。ピストンおよびハウジング壁間のわずかなクリアランスは少量の流体が漏出するのを許容するが、ピストンは実質的に縮退することができないため、テンショナはいわゆる「逆止機能」を獲得する。
【００１０】
この「逆止機能」は、運転中にチェーンまたはベルトの緊張力が急上昇した場合に、液圧テンショナに対して潜在的な問題を提供する。たとえば、タイミングシステムが共振周波数で運転されたとき、チェーン荷重は著しく増大し、多くの場合、テンショナの設定運転範囲の最大限度に接近するが、この最大限度を超える場合もある。
【００１１】
ピストンおよびハウジング壁間の小さなクリアランスは、チェーンまたはベルトからテンショナへの急激な過負荷を受け止めるために、チャンバ内から作動流体を迅速に排出するのには十分ではない。
【００１２】
設定範囲の最大限度の運転荷重に取り組んでいるテンショナの例は、ウィグステンらの米国特許第 5,993,342号に開示されており、当該特許は本願の譲受人によって所有されている。ウィグステンらは、チェーンシステム内のピーク運転荷重を減少させるために、ピストン上端に、スプリングのような、予荷重の作用した制限部分を有する液圧テンショナを開示している。
【００１３】
スプリング部材は、第１ピストンおよび上方の第２ピストンの間に配置されている。この設計手法は、システム内のピーク運転荷重を設定範囲の最大限度まで減少させるのに良好に機能する。
【００１４】
しかしながら、上述のように、テンショナに受け入れられる実際的な設定範囲を超えたピーク運転荷重をチェーンシステムが発生する場合がある。このため、テンショナがこのような過大な荷重に取り組むことができ、テンショナ内の圧力を一時的な解放きるようにする必要性が存在する。
【００１５】
設定範囲の最大限度の運転荷重に取り組んでいるテンショナの例は、スズキの米国特許第 4,881,927号に開示されている。スズキは、第１のチャンバ内にスライド自在に設けられかつスプリングによって突出方向に付勢されたピストンを有するボール・チェックバルブの液圧テンショナを開示している。
【００１６】
このテンショナは、第１のチャンバと連絡する補助チャンバ内にスライド自在に設けられたスリーブを有するリリーフバルブを備えている。スリーブは、排出口を塞ぐために、スプリングによって縮退位置に付勢している。第１のチャンバ内の作動流体は補助チャンバ内に流入し、スプリング力に抗してスリーブを押圧して排出口を開放する。
【００１７】
この設計の欠点は、構成部品の質量が相対的に大きく、しかもスリーブおよび補助チャンバ壁面間の摩擦が変化するために、リリーフバルブがゆっくりと開閉する可能性があることである。この欠点はまた、リリーフバルブが作動する圧力を変化させる。
【００１８】
したがって、一定の緊張力を提供するために、運転荷重が設定範囲の最大限度の荷重に接近して到達する際の運転荷重に取り組むばかりでなく、逆止機能から一時的な圧力の解放を提供してテンショナおよび駆動システムへの損傷を防止するために、有効かつ効率的な方法で、設定範囲の最大限度の運転荷重を超える運転荷重に取り組んでいる、改良されたテンショナの必要性が存在する。
【００１９】
このように本発明は、ピーク運転荷重に反応する、改良されたプレッシャーリリーフバルブを備えた液圧テンショナを提供することを目的とする。
【００２０】
【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、ハウジング穴にスライド自在に受け入れられ、ハウジング穴との間で流体チャンバを限定するとともに、第１および第２の開孔がそれぞれ形成された下端部および上端部を有する第１のピストンと、第１のピストンの第２の開孔を通って延びかつ第１のピストンに対して軸方向移動が許容されるとともに、第１のピストン内に配置されたベース部を有し、ベース部および第１のピストンから間隔を隔てて配置された上端部を有する第２のピストンと、第１のピストンをハウジング穴の外方に付勢するように、ハウジング穴内に配置された第１の付勢部材と、第２のピストンを第１のピストンから離れる側に付勢するように、第１のピストンと第２のピストンの上端部との間に配置された第２の付勢部材と、流体チャンバ内への流体の流れを許容する一方、逆方向への流体の流れを阻止するように、流体チャンバと加圧流体源との間に設けられた第１のバルブと、流体チャンバを加圧流体源に連絡するために、ハウジングに設けられた流路と、設定範囲の最大限度を超える運転荷重が当該テンショナに作用することにより、第２のピストンが第１のピストンに向かって所定ストローク量だけ軸方向に移動したとき、記流体チャンバ内の液圧を減少させるために、第１のピストンの第２の開孔を通じて流体チャンバから流体を排出する第２のバルブとを備えている。
【００２１】
請求項２の発明では、第２の付勢部材が、第１のピストンと第２のピストンの上端部との間に介装されたときに所定量だけ圧縮されており、第２のピストンへの運転荷重が設定範囲内で所定値を超えたときには、第２の付勢部材がさらに圧縮されるようになっている。
【００２２】
請求項３の発明では、第２のバルブが、ベース部および上端部間で第２のピストンの一部によって限定された凹部をさらに有している。そして、設定範囲の最大限度を超える運転荷重が第２のピストンに作用することにより、第２のピストンを第１のピストンに向かって所定ストローク量だけ軸方向に移動させる場合において、凹部が第１のピストンの第２の開孔を横切って配置されているとき、第２のバルブが開放位置におかれている。これにより、流体チャンバから流体が排出されて流体チャンバ内の液圧が減少するようになっている。
【００２３】
請求項４の発明では、第２のピストンが、凹部を移動させることにより、第２のバルブを閉塞させるように軸方向に移動可能になっている。これにより、運転荷重が設定範囲の最大限度より低いとき、流体チャンバ内に流入する流体の液圧および第１、第２の付勢部材の付勢力の作用下において、第２のピストンが第１のピストンの第２の開孔を横切る位置に配置されないようになっている。
【００２４】
請求項５の発明では、第２のピストンの上端部に取り付けられたノーズ部分が設けられており、第２のスプリングが第１のピストンおよびノーズ部分間に配置されている。
【００２５】
請求項６の発明では、第２のピストンの上端部がねじ部を有するとともに、ノーズ部分が穴を限定しており、穴には、ノーズ部分を第２のピストンの上端部に取り付けるために、第２のピストンのねじ部に螺合する内側ねじ部が形成されている。
【００２６】
第１の付勢部材は、請求項７の発明に記載されているように、第１のピストンの上端部およびハウジング間に配置されたコイルスプリングでもよい。
【００２７】
第２の付勢部材は、請求項８の発明に記載されているように、第２のピストンの上端部と第１のピストンの上端部との間に配置されたコイルスプリングでもよい。
【００２８】
また、第２の付勢部材は、請求項９の発明に記載されているように、第２のピストンの上端部と第１のピストンの上端部との間に配置された複数の皿ばねから構成されていてもよい。
【００２９】
さらに、第２の付勢部材は、請求項１０の発明に記載されているように、第２のピストンの上端部と第１のピストンの上端部との間に配置された弾性要素から構成されていてもよい。
【００３０】
また、第２の付勢部材は、請求項１１の発明に記載されているように、第２のピストンの上端部と第１のピストンの上端部との間に配置された圧縮空気から構成されていてもよい。
【００３１】
本発明は、内燃機関のためのタイミングシステムのような、チェーンまたはベルト駆動システムとともに使用される液圧テンショナに関し、設定範囲の最大限度の荷重を超えるピーク運転荷重から圧力を解放するためのプレッシャーリリーフバルブを有している。
【００３２】
液圧テンショナは、穴が形成されたハウジングと、穴内をスライド自在に受け入れられた第１のピストンとを有している。第１のピストンは、穴を有する第１のチャンバを限定するとともに、第１の開孔を限定する下端部と、第２の開孔を限定する上端部とを有している。
【００３３】
液圧テンショナは、さらに、第１のピストンの第２の開孔内に延びる第２のピストンを有している。第２のピストンは、ベース部と、上端部とを有している。ベース部は、第１のピストン内に配置されており、上端部は、ベース部および第１のピストンから離れて配置されている。第２のピストンは、第１のピストンに対して軸方向に移動し得るようになっている。
【００３４】
第１の付勢部材は、穴内に配置されており、第１のピストンを穴から外方に付勢している。第２の付勢部材は、第１のピストンと、第２のピストンの上端部との間に配置されており、第２のピストンを第１のピストンから離れる側に付勢している。
【００３５】
第１のバルブは、流体チャンバへの流体の流れを許容する一方、逆方向への流体の流れを阻止するために、流体チャンバと加圧流体源との間に設けられている。ハウジング内の通路は、流体チャンバを加圧流体源に連絡している。
【００３６】
設定範囲の最大限度を超える運転荷重により、第２のピストンが第１のピストンに向かって軸方向に所定ストロークだけ移動するとき、第２のバルブは、第１のピストンの第２の開孔を介してチャンバから流体を放出し、チャンバ内の液圧を低減させる。
【００３７】
第２の付勢部材はまた、第２のピストンの上端部と第１のピストンとの間に介装されたとき、所定量だけ圧縮されていてもよい。第２の付勢部材は、第２のピストンへの運転荷重が設定範囲内の所定量を超えたとき、さらに圧縮されていてもよい。
【００３８】
第２のバルブは、ベース部および上端部間において第２のピストンの一部によって限定された凹部をさらに有していてもよい。チャンバから流体を放出してチャンバ内の液圧を減少させるために、設定範囲の最大限度を超える運転荷重により、第２のピストンが第１のピストンに向かって所定ストローク量だけ軸方向に移動する場合において、凹部が第１のピストンの第２の開孔を横切って配置されているとき、第２のバルブは開放位置におかれる。
【００３９】
第２のピストンは軸方向に移動できるので、運転荷重が設定範囲の最大限度の荷重よりも下降する場合において、チャンバ内の液圧および第１、第２の付勢部材の付勢力の作用下で、凹部が第１のピストンの第２の開孔を横切って配置されないように凹部が移動するとき、第２のバルブは閉じられている。
【００４０】
液圧テンショナは、第２のスプリングが第１のピストンおよびノーズ部分間に配置された状態で、第２のピストンの上端に装着されたノーズ部分をさらに有していてもよい。さらに、第２のピストンの上端部はねじ部を有していてもよく、ノーズ部分は、第２のピストンの上端部にノーズ部分を装着するための上端ねじ部に螺合する内側ねじ部が形成された穴を有していてもよい。
【００４１】
第１の付勢部材は、第１のピストンをハウジング外方に付勢するために、第１のピストンの上端部およびハウジング間に配置されたコイルスプリングである。第２の付勢部材は、第２のピストンを第１のピストンから離れる側に付勢するために、第１および第２のピストンの各上端部間に配置されたコイルスプリング、複数の皿ばね、弾性材料または圧縮空気である。
【００４２】
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。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本発明は、チェーンまたはベルト駆動システム１２のための緊張力制御装置として用いられたテンショナ１０に具体化されている。テンショナ１０は、該テンショナ１０について設定された範囲の最大限度の荷重に接近しこれを超える運転荷重に取り組むために、予荷重を付与する付勢システム１４と、プレッシャーリリーフシステム１６とを有している。
【００４４】
プレッシャーリリーフシステム１６は、駆動システム１２の運転荷重がテンショナ１０の設定範囲の最大限度の荷重を超えたとき、テンショナ１０がチェーン駆動システム１２に対する荷重を迅速にかつ一時的に取り除くことができるようにする。これにより、駆動システム１２の運転に対するテンショナ１０による干渉や、テンショナ１０および駆動システム１２への損傷の可能性を防止できる。
【００４５】
内燃機関に関連して一般に使用されるタイミングチェーンシステムのような典型的なチェーン駆動システム１２は、クランクスプロケット１８と、カムスプロケット２０と、両スプロケット１８，２０の回りに巻き掛けられたチェーン２２と、チェーン２２に当接するように枢支可能なテンショナアーム２４とを有している。
【００４６】
テンショナ１０がテンショナアーム２４に外力を作用させると、テンショナアーム２４は、チェーン２２に押付力を作用させて、ノイズやチェーンのスリップを防止しまたは良好なチェーン制御が得られるように、チェーン１４の緊張力を制御する。
【００４７】
図２に示すように、テンショナ１０はハウジング２６を有しており、ハウジング２６は、その概略中央において穴２８を限定している。穴２８は、図示しない加圧流体源から流路３０を通って流れる作動流体のような流体で満たされている。流体源は、オイルポンプまたはリザーバである。
【００４８】
ハウジング２６は、中空の第１のピストン３２を受け入れており、穴２８との間で流体チャンバ４０を形成している。第１のピストン３２は、円形の開孔３６が形成された上端部３４を有している。第２のピストン４２は、ベース部４４と、ベース部４４から延びる軸部４６とを有している。
【００４９】
ベース部４４は、第１のピストン３２の上端部３４においてチャンバ４０内に配置されている。ベース部４４の直径は、第１のピストン３２の開孔３６の直径よりも大きくなっている。第１、第２のピストン３２，４２は、互いに独立して移動できるようになっている。
【００５０】
軸部４６は先端部４８を有している。軸部４６は、予荷重が作用する付勢システム１４を収容するために、先端部４８を第１のピストン３２から所定距離だけ離れて配置することにより、第１のピストン３２の開孔３６を通って延びている。
【００５１】
ノーズ部分５０は、先端部４８の側方において軸部４６のねじ部５２に固定されている。ノーズ部分５０は、湾曲した頂上面５４を有しており、該頂上面５４は、チェーン２２に沿って緊張力を作用させるために、テンショナアーム２４、あるいはテンショナアームが使用されない場合にはチェーンまたはベルトと係合する。
【００５２】
ノーズ部分５０は、平坦状の底面５６を有している。ノーズ部分５０は、中央に配置されかつ底面５６から内方に延びる孔５８を限定しており、該孔５８は、ノーズ部分５０全体を貫通している。ノーズ部分５０を第２のピストン４２に固定するために、軸部４６のねじ部５２と螺合するように、孔５８にはねじが形成されている。
【００５３】
第１のスプリング６２は、ハウジング２６内の穴２８の底部と、第２のピストン４２のベース部４４との間に配設されている。第１のスプリング６２は、開孔３６の回りにおいてベース部４４が第１のピストン３２の上端部３４と係合するように、ベース部４４を付勢しており、これにより、第１のピストン３２をハウジング２６の外方に付勢している。第１のスプリングは、コイルスプリングである。
【００５４】
予荷重の作用する付勢システム１４は、第１のピストン３２の上端部３４とノーズ部分５０の底部５６との間に、スプリングまたはこれと同等の構造物６３を有している。スプリング６３は、第２のピストン４２の軸部４６を囲繞しており、ノーズ部分５０を第１のピストン３２の上端部３４から離れる側に付勢している。
【００５５】
ノーズ部分５０に所定の運転荷重が作用するまで、第２のピストン４２が第１のピストン３２から独立して移動しないように、スプリング６３には所定の予荷重が作用している。所定の運転荷重は、通常、設定された運転範囲における最大限度の荷重またはその近傍の荷重である。
【００５６】
スプリング６３は、周知の荷重−変位関係を提供する、一つまたはそれ以上の圧縮コイルスプリングまたは積層された皿ばねであるのが好ましい。しかしながら、予荷重を作用させる付勢システムのスプリングは、特定の付勢装置に限定される必要はなく、たとえば、ゴム製干渉材や波状スプリング、圧縮空気のように、適切な抵抗力を有しかつ適切なストローク範囲内で作動する任意の構造を含み得る。
【００５７】
流体チャンバ４０および流路３０の間には、チャンバ４０内への流体の流れを許容しかつ逆方向への流体の流れを阻止するチェックバルブ６６が設けられている。チェックバルブ６６は、たとえばボールおよびスプリングを含み、チャンバ内の圧力がスプリング力に打ち勝ったときに、ボールをボールシート側に付勢してチャンバから流路への流体の流れを阻止する一般的なチェックバルブである。
【００５８】
チェックバルブは、米国特許第 5,259,820号および米国特許第 5,277,664号に示され記述されている。これらの米国特許は、本願の譲受人により所有されており、許容し得るチェックバルブ構造を開示する目的のために、引用することによって本明細書の中に含まれる。
【００５９】
始動時には、流体が圧力の作用下で流路３０を通ってチェックバルブ６６を開き、テンショナ１０のチャンバ４０内に流入する。流体がチャンバ４０内を満たすと、チャンバ４０内の上昇する液圧および第１のスプリング６２のばね力の作用下で、第１のピストン３２が外方に移動する。チェーン２２からノーズ部分５０への押付力が液圧および第１のスプリングのばね力の合力と釣り合うまで、第１のピストン３２は穴２８から外方に移動し続ける。
【００６０】
力の釣り合いが発生すると、チェックバルブ６６が閉じ、チャンバ４０の内外への流体のそれ以上の流れを阻止する。そして、たとえば摩耗や荷重変動により、チェーン２２またはベルト等の弛みが増加する（つまり、緊張力が減少する）と、不釣り合い状態が再び発生して、チェックバルブ６６が再び開き、チャンバ４０内へのより多くの流量の流れが許容される。これにより、第１のピストン３２が再び外方に移動する。
【００６１】
上述したように、予荷重を付与する付勢システム１４のスプリング６３は、第１のピストン３２の上端部３４とノーズ部分５０との間で、圧縮状態におかれている。熱膨張によりチェーンからの緊張力が増加して、ノーズ部分５０が第１のピストン３２に向かって下方に押圧されると、流体チャンバ４０内の液圧は、これに対応して上昇する。
【００６２】
上昇した液圧は、チェックバルブ６６に作用して、チャンバ４０からの流体の流れを阻止する。流体チャンバ４０内の圧力が所定の最大値を超えて上昇すると、ノーズ部分５０に作用する力がスプリング６３の付勢力に打ち勝ち、スプリング６３を圧縮させる。このことは、テンショナ１０について予め設定された範囲の最大値に運転荷重が接近する場合において、運転荷重が所定値を超えたときに生じる。
【００６３】
その結果、ノーズ部分５０は、第１のピストン３２に対して内方に移動し、これにより、第２のピストン４２は、増加した荷重を調整するために、第１のピストン３２から独立して第１のピストンに向かって移動する。この点は、本願出願人によって所有された米国特許第 5,993,342号に詳細に記述されており、該特許は引用することによって本明細書の中に含まれる。
【００６４】
駆動システムは、いくつかの例において、実際的な設定範囲を超える運転荷重を発生し得る。このため、予荷重が作用した付勢システムは、このような過剰な運転荷重を扱うことができない。これらの過剰な運転荷重は、駆動システムの構成部品に損傷を与え、チェーン駆動システムの意図された機能の妨げになる。
【００６５】
したがって、テンショナ１０には、該テンショナ１０のチャンバ２８から圧力を迅速かつ一時的に解放するために、プレッシャーリリーフシステム１６を含む第２のバルブが設けられている。
【００６６】
プレッシャーリリーフシステム１６は、第１のピストン３２の上端部３４および第２のピストン４２の軸部４６間に設けられており、スライドバルブ型の方式で運転される。より詳細には、第２のピストン４２の軸部４６は、ベース部４４の側方において該軸部４６に沿う細長い凹部６８を限定している。
【００６７】
図２および図４においては、凹部６８は閉塞位置におかれている。つまり、凹部６８は、第１のピストン３２の開孔３６を横切って延びてはいない。このため、テンショナ１０が設定範囲の運転荷重の範囲内で運転されていたとき、流体はチャンバ４０から開孔３６を通って漏出することはできない。このように、バルブが閉塞位置におかれているとき、プレッシャーリリーフシステム１６もまた閉塞位置におかれている。
【００６８】
図３および図５においては、チェーンまたはベルトからノーズ部分５０に作用する運転荷重が設定範囲の最大荷重を超えたとき、第２のピストン４２が作動流体の液圧および第１のスプリング６２のばね力に打ち勝ち、参照符号７０で示すように、第１のピストン３２に向かって独立して移動する。
【００６９】
その結果、細長い凹部６８が、第１のピストン３２の上端部３４の開孔３６を横切るようにスライドし、流体がチャンバから漏出するための流路７２を生成する。流体は、参照符号７４の矢印で示された流路を通る。凹部６８は、第２のピストン４２の長手方向に延びている。
【００７０】
凹部の長さ、幅および深さは、特定のテンショナおよびそのアプリケーションのために要求される迅速かつ一時的な圧力軽減を得るために、十分な大きさの流路を生成するように、適宜調整される。
【００７１】
たとえば、凹部６８の長さは、第２のピストン４２の長さと比較して相対的に短く、開孔３６を限定する、第１のピストン３２の上端部３４の厚みの約２倍であるべきである。また、凹部６８の周方向の幅は、長さよりもかなり小さくなっている。
【００７２】
凹部６８の深さおよび幅は、チェックバルブの流路面積の約半分の流路面積を提供するようにすべきである。この凹部の流路面積は、チャンバ４０内の圧力を流路３０内の圧力の近傍またはそれ以下まで減少させるために、チャンバ４０からの十分な流量を保証しなければならない。システム制御を提供する最充填および緊張力の回復は、速ければ速いほどよい。
【００７３】
運転中には、プレッシャーリリーフシステム１６は、第１のピストン３２の頂上面に配置されているために、凹部６８を開閉するのに必要な相対的に短いストローク（参照符号７６参照）で短時間作動するだけである。軸部４６の下端および第１のピストン３２の開孔３６における凹部６８の位置は、極端な条件下において円滑にかつ効率的に作用する、信頼性のあるプレッシャーリリーフシステムを提供する。
【００７４】
運転荷重が設定範囲の荷重まで低下すると、チェックバルブ６６が開いて、チャンバ４０内に加圧流体が流入する。これにより、第１のピストン３２が外方に移動してチェーン２２またはベルトに押付力を作用させ、チェーン２２またはベルトを制御する。その結果、テンショナ１０が通常の運転状態を再開する。
【００７５】
本発明が関連する分野の当業者は、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【００７６】
それゆえ、本発明の範囲は、上記記述内容よりもむしろ添付の請求の範囲に示されている。したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る液圧テンショナによれば、設定範囲の最大限度の荷重を超えるピーク運転荷重が作用したとき、第２のバルブにより、第１のピストンの第２の開孔を通じて流体チャンバ内の液圧を即座にかつ一時的に解放できるようにしたので、ピーク運転荷重に有効かつ効率的に対応できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液圧テンショナの側面図であって、内燃機関のタイミングチェーンシステムのような駆動システムとともに示している。
【図２】図１の液圧テンショナの構成部品を示す断面図であって、本発明によるプレッシャーリリーフバルブが閉塞位置におかれた状態を示している。
【図３】図１の液圧テンショナの構成部品を示す断面図であって、本発明によるプレッシャーリリーフバルブが開放位置におかれた状態を示している。
【図４】本発明の液圧テンショナにおける第１、第２のピストンの断面図であって、プレッシャーリリーフバルブが閉塞位置におかれた状態を示している。
【図５】本発明の液圧テンショナにおける第１、第２のピストンの断面図であって、プレッシャーリリーフバルブが開放位置におかれた状態を示している。
【符号の説明】
１０：（液圧）テンショナ
１２：  チェーン駆動システム
１４：  付勢システム
１６：  プレッシャーリリーフシステム
２２：  チェーン
２４：  テンショナアーム
２６：  ハウジング
２８：  穴
３０：  流路
３２：  第１のピストン
３４：  上端部
３６：（第２の）開孔
４０：  流体チャンバ
４２：  第２のピストン
４４：  ベース部
４６：  軸部
５０：  ノーズ部分
６２：  第１のスプリング
６３：  第２のスプリング
６６：  チェックバルブ（第１のバルブ）
６８：  凹部
【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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