JP3687956B2 - 圧力油室を有するラチェット式テンショナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用エンジンのタイミングチェーン、タイミングベルト、あるいは駆動装置の伝動用チェーン、ベルト等に、適正張力を付与するために用いられるラチェット式テンショナに関し、特に、油圧によるダンパー効果を得るために設けられた圧力油室から、エンジン停止中に油が漏出するのを抑制した圧力油室を有するラチェット式テンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５には、チェーンドライブシステム３０が示され、このチェーンドライブシステム３０は、クランクスプロケットＳ１とカムスプロケットＳ２との間で動力を伝達するタイミングチェーンＣに、テンショナレバーＴを押し付けて適正張力を付与するラチェット式テンショナ３１を備えたものである。
【０００３】
ラチェット式テンショナ３１は、図６，図７に示すように、テンショナボディ３２に形成されたシリンダ室３３内に、圧縮ばね３５によりばね付勢されてテンショナボディ３２から先端部が突出するように摺動自在に嵌入されたプランジャ３４と、プランジャ３４の後退変位を阻止するラチェット機構３６とで構成されている。
【０００４】
プランジャ３４の内部には、後端部が開口する中空部３４Ｂが形成されており、この中空部３４Ｂとシリンダ室３３とで圧力油室３７が形成され、シリンダ室３３の底部にはテンショナボディ３２に形成された油流入路３２Ａが開口している。圧力油室３７には、エンジンの回転により伝達される動力で駆動されるオイルポンプ（図示略）により供給される油が油流入路３２Ａから導入される。また、この圧力油室３７には、プランジャ３４の先端部をテンショナボディ３２外部に突出させる圧縮ばね３５が収容されている。
【０００５】
ラチェット機構３６は、テンショナボディ３２に揺動自在に軸３８Ａより軸支されると共にラチェット爪体用圧縮ばね３８Ｂで付勢されたラチェット爪体３８が、プランジャ３４外周一側面に刻設されたラチェット歯３４Ａに係合するように形成されたもので、プランジャ３４がバックラッシュの範囲を超えて必要以上に後退しないようにしたものである。
【０００６】
上記のように構成されたラチェット式テンショナ３１は、エンジンが回転してオイルポンプが駆動している間、圧力油室３７に油が供給される。走行するチェーンＣが緩むと圧縮ばね３５によりプランジャ３４が突出し、テンショナレバーＴを押し付けて走行するチェーンＣに張力を付与すると共に、チェーン走行時の振動を防止する。
【０００７】
走行するチェーンが緩んだ後、緊張してテンショナレバーＴが反力、衝撃を受けると、プランジャ３４が圧縮ばね３５の付勢力に抗してシリンダ室３３内に押し込まれるが、圧力油室３７内の油圧によるオイルダンパー効果により、衝撃は吸収され緩和される。この場合、バックラッシュの範囲内で、オイルダンパー効果が発揮されるが、プランジャ３４がその範囲を超えて後退しようとすると、ラチェット歯３４Ａとラチェット爪体３８の爪との係合により、プランジャ３４の後退が阻止される。
【０００８】
また、長期の運転使用によってチェーンの摩耗伸びが生じて、プランジャ３４がバックラッシュの範囲を超えてテンショナボディ３２から突出するようになると、プランジャ３４のラチェット歯３４Ａとラチェット爪体３８の爪との係合が１歯分ずれて、チェーンの伸びに追従してテンショナボディ３２の外方に移動し、常にラチェット式テンショナ３１はチェーンに対する適当な押し付け力を保持する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のラチェット式テンショナは、シリンダ室に摺動自在にプランジャが嵌入されているため、シリンダ室とプランジャとのクリアランス（僅かな隙間）から油が漏れるが、エンジンが回転し、オイルポンプから油が供給されている間は、圧力油室に油が満たされているので、油圧によるオイルダンパー効果が得られ、格別の問題は生じない。しかし、エンジンの停止時にオイルポンプから油が供給されなくなったとき、例えば、駐車（自動車の場合）によりある程度時間が経過すると、シリンダ室とプランジャとの僅かな隙間から油が漏れ出し、圧力油室内部が空になってしまい、次にエンジンを始動したときに、オイルポンプから供給される油が圧力油室に満たされるまでに時間がかかり、その間、油圧によるオイルダンパー効果が得られない。その結果、エンジン始動後、僅か数秒乃至１０数秒ではあるが、プランジャの突出入に伴う打音が発生し、テンショナボディから異音が発生すると共に、チェーンの張りを保つことができないという問題がある。
【００１０】
かかる問題を解決するために、ラチェット機構を備えていない油圧式テンショナにおいては、圧力油室からの油漏出を防止するように、プランジャ外周にＯリングを設けてシリンダ室とプランジャとの隙間から油が漏出するのを防止することも行われているが、ラチェット式テンショナにおいては、プランジャ外周にラチェット歯が刻設されているため、適切な位置にＯリングを装着することが困難であり、また、ラチェット機構を備えたラチェット式テンショナにおいて、プランジャ外周にＯリングを装着したとしても、ラチェット式テンショナの組み立て時に、シリンダ室にプランジャを嵌入する際、ラチェット爪体を配置するために設けられた凹溝のエッジ（図７のＥ参照。）にＯリングが引っかかり、Ｏリングに傷が付くという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題点を解消し、圧力油室を備えたラチェット式テンショナにおいて、エンジンの停止中に、主プランジャとインナープランジャとの間から油が漏出するのを抑制することにより、圧力油室からの油漏出を抑制し、常時圧力油室に油を満たしておくことができるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る本発明は、テンショナボディに形成されたシリンダ室内に、ばね付勢されてテンショナボディから先端部が外部に突出するように摺動自在に嵌入された主プランジャと、主プランジャ内部に摺動自在に嵌入されたインナープランジャと、主プランジャ内部とインナープランジャ内部とで形成された圧力油室と、圧力油室内に主プランジャをばね付勢するために設けられた圧縮ばねと、主プランジャの後退変位を阻止するラチェット機構とを備えてなる圧力油室を有するラチェット式テンショナにおいて、インナープランジャには、テンショナボディに形成された油流入路から供給される油を圧力油室に導入するための油導入孔を有する底板が形成されていると共に、その外周に主プランジャの内壁に摺動接触するＯリングが装着されている圧力油室を有するラチェット式テンショナ、という構成とする。請求項２に係る本発明は、請求項１記載の圧力油室を有するラチェット式テンショナにおいて、主プランジャの外周には、長手方向にスリットが形成されている、という構成とする。請求項３に係る本発明は、請求項１または２記載の圧力油室を有するラチェット式テンショナにおいて、インナープランジャ内部の油導入孔近傍には、前記圧力油室への油の流入を許容するが逆流を阻止するチェックバルブが設けられている、という構成とする。
【００１３】
【作用】
本発明のラチェット式テンショナは、エンジンの停止に伴ってオイルポンプから油が供給されなくなったとき、インナープランジャにＯリングが設けられていることにより、主プランジャとインナープランジャとの間からの油漏出が抑制され、ある程度時間が経過しても、圧力油室の油が漏出して空になることはない。その結果、圧力油室には、常時油が満たされていて、エンジン停止後の再始動時に、直ちに油圧によるオイルダンパー効果が得られると共に、テンショナボディから異音が発生することはなく、チェーンの張りが保たれ、チェーンドライブシステムは静粛に稼働される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、実施例１に基づき図１、図２を参照して説明する。図１には、ラチェット式テンショナ１の断面が示され、このテンショナ１は、金属製のテンショナボディ２に形成されたシリンダ室３内に、後端部が開口する中空部を有する主プランジャ４が圧縮ばね７によりばね付勢されてテンショナボディ２から先端部が外部に突出するように摺動自在に嵌入される。また、主プランジャ４は、先端部が開口する中空部を有するインナープランジャ５の外側に摺動自在に嵌まっている。すなわち、この主プランジャ４内部には、インナープランジャ５が摺動自在に嵌入されている。
【００１５】
インナープランジャ５の後端部には、テンショナボディ２に形成された油流入路２Ａと対応する位置に油導入孔５Ａを有する底板５Ｂが形成され、このインナープランジャ５は、シリンダ室３の底部に形成された円筒状の凹溝２Ｂに嵌入されることにより、油流入路２Ａと油導入孔５Ａと連通する。また、主プランジャ４とインナープランジャ５との間をシールするために、インナープランジャ５の先端部外周には、主プランジャ４の内壁に摺動接触するＯリング８が装着される。
【００１６】
前記のように、主プランジャ４内部にインナープランジャ５が嵌入されることにより、主プランジャ４内部とインナープランジャ５内部とでそれぞれの中空部により圧力油室６が形成される。また、前記のように、油流入路２Ａと油導入孔５Ａとが連通していることにより、この圧力油室６には、テンショナボディ２外部からオイルポンプ（図示略）により圧出される油が油流入路２Ａ、油導入孔５Ａから導入される。
【００１７】
また、この圧力油室６内には圧縮ばね７が設けられる。この圧縮ばね７は、主プランジャ４先端部がテンショナボディ２外部に突出するように付勢する一方、インナープランジャ５の底板５Ｂを下方に付勢する。この場合、ラチェット式テンショナ１がエンジン、駆動装置等に設置されたとき、主プランジャ４は、チェーンに当接するテンショナレバー（図５参照。）によりシリンダ室３内に押し込まれるため抜け外れが防止され、また、この押し込みにより圧縮ばね７がインナープランジャ５の底板５Ｂを付勢し、インナープランジャ５をシリンダ室３の底部に形成された凹溝２Ｂに嵌入固定する。このように、圧縮ばねを利用してインナープランジャ５を固定するので、インナープランジャ５を固定する別部材の必要がなく、ラチェット式テンショナの製造、組み立てが容易に行われる。
【００１８】
さらに、テンショナボディ２には、主プランジャ４の後退変位を阻止するラチェット機構９が設けられ、このラチェット機構９は、主プランジャ４外周面に刻設されたラチェット歯４Ａと、テンショナボディ２に軸支されたラチェット爪体１０とで構成され、ラチェット爪体１０はラチェット歯４Ａに係合するようにばね付勢されている。この場合、ラチェット歯４Ａとラチェット爪体１０の爪との間にバックラッシュを持たせてあり、主プランジャ４は、バックラッシュの範囲を越える前進（突出）は可能であるが、バックラッシュの範囲を越える後退変位は、ラチェット歯４Ａとラチェット爪体９の爪との係合により阻止され、プランジャ４は必要以上に後退しない。なお、図１，図２において、９Ａは軸またはピン、９Ｂは圧縮ばねである。
【００１９】
ラチェット式テンショナ１の作用は、次のとおりである。圧力油室６内は、常時テンショナボディ２の外部に設けられたオイルポンプで供給される油によって満たされている。走行するチェーンが緩むと圧縮ばね７により主プランジャ４が突出し、テンショナレバーをチェーンに押し付けて、走行するチェーンに張力を付与すると共に、チェーン走行時の振動を防止する。
【００２０】
走行するチェーンが緩んだ後、緊張してテンショナレバーが反力、衝撃を受けると、プランジャ４が圧縮ばね７の付勢力に抗してシリンダ室３内に押し込まれ、それに伴って、圧力油室６内の油圧がさらに上昇する。このとき、Ｏリング８が装着されたインナープランジャ５と主プランジャ４との間の僅かな隙間から漏れ出る油の流動抵抗により、衝撃のエネルギーが吸収され、結局、ラチェット式テンショナは、圧力油室６内の油圧によるオイルダンパー効果により、衝撃を緩和する。
【００２１】
また、長期の運転使用によってチェーンの摩耗伸びが生じて、主プランジャ４がバックラッシュの範囲を超えてテンショナボディ２から突出するようになると、主プランジャ４のラチェット歯４Ａとラチェット爪体９の爪との係合が１歯分ずれて、チェーンの伸びに追従してテンショナボディ２の外方に移動し、常に主プランジャ４はチェーンに対する適当な押し付け力を保持する。
【００２２】
なお、図２には、チェーンの伸びによって、主プランジャ４がテンショナボディ２の外方に最も移動したときの状態が示され、この図２から分かるように、ラチェット式テンショナ１のオイルダンパー効果を勘案して、主プランジャ４の長さ及びインナープランジャ５の長さは決められるが、この場合、少なくともＯリング８の設置位置の距離長Ｌは、主プランジャ４の必要ストロークＳＴと同じ長さまたはそれより長くしなければならない。
【００２３】
実施例２を図３（Ａ）、（Ｂ）に基づいて説明する。この実施例２のラチェット式テンショナ１１は、実施例１のラチェット式テンショナ１と主プランジャ４の外周にスリット４Ｂを形成した点が異なるので、この点を主に説明し、実施例１と同一態様部材には同一符号を付すのみで、詳細説明は省略する。
【００２４】
図３（Ｂ）に示されるように、インナープランジャ５の外周にＯリング８が設けられているため、主プランジャ４がシリンダ室３から突出するとき、シリンダ室３と主プランジャ４後端部との間の環状隙間Ｄが負圧になる。そのため、走行中のチェーンが緩るんだ場合、主プランジャ４が圧縮ばね７によりテンショナボディ２外部に突出するときの突出タイミングが遅れる。この解決手段として、主プランジャ４の外周に、ラチェット歯４Ａに連続して長手方向に亘ってスリット４Ｂを形成し、環状隙間Ｄとテンショナボディ２外部とが通気可能になるようにしたものである。
【００２５】
上記のように、主プランジャ４の外周に、ラチェット歯４Ａに連続してスリット４Ｂを形成したものであるから、走行中のチェーンが緩るみ、チェーンが走行ラインから外れて、主プランジャ４が圧縮ばね７によりテンショナボディ２外部に突出するとき、シリンダ室３と主プランジャ４後端部との間の環状隙間Ｄが負圧になることが防止される。その結果、チェーンの緩みに対するレスポンスが良好になり、主プランジャ４の突出作動を機敏に行うことができので、突出タイミングの遅れが防止され、常に走行するチェーンに適正張力を付与することができる。
【００２６】
実施例３を図４に基づいて説明する。この実施例３のラチェット式テンショナ２１は、実施例１のラチェット式テンショナ１、あるいは実施例２のラチェット式テンショナ１１に、チェックバルブ２２を設けたものである点が異なるので、この点を主に説明し、実施例１、２と同一態様部材には同一符号を付すのみで、詳細説明は省略する。
【００２７】
ラチェット式テンショナ２１は、実施例１、２と同様に、主プランジャ４内部とインナープランジャ５内部とで形成された圧力油室６を有し、この圧力油室６内にチェックバルブ２２が設けられる。
【００２８】
このチェックバルブ２２は、インナープランジャ５の底板５Ｂの上方に形成されているもので、インナープランジャ５の底板５Ｂに形成された油導入孔５Ａを上方から塞ぐように設けられたチェックボール２２Ａと、チェックボール２２Ａを付勢するスプリング２２Ｂと、該スプリング２２Ｂを支持するリテーナ２２Ｃとで構成され、圧力油室６に油の流入を許容するが逆流を阻止するものである。
【００２９】
圧力油室６内には、外部のオイルポンプで供給される油が、油流流入路２Ａ，油導入孔５Ａ、チェックバルブ２２を通って供給され、圧力油室６内は油で満たされている。走行するチェーンが緩むと圧縮ばね７により主プランジャ４が突出し、テンショナレバーＴをチェーンに押し付ける。この場合、オイルポンプからの油圧によりチェックバルブ２２は開放されている。
【００３０】
また、走行するチェーンが緩んだ後、緊張してテンショナレバーＴが反力、衝撃を受けると、プランジャ４が圧縮ばね７の付勢力に抗してシリンダ室３内に押し込まれるが、チェックバルブ２２を構成するチェックボール２２Ａが油導入孔５Ａを塞ぐことにより、チェックバルブ２２が閉じられ、それに伴って、圧力油室６内の油圧が上昇する。その結果、ラチェット式テンショナは、圧力油室６内の油圧によるオイルダンパー効果により、衝撃を緩和する。
【００３１】
上記のように形成されたラチェット式テンショナ２１は、エンジン、駆動装置等に取り付けられた場合、テンショナのテンショナボディ２から先端部が突出するように設けられた主プランジャ４が、チェーンに押圧されて、シリンダ室３内に押し込められているので、圧縮ばね７が、チェックバルブ２２のリテーナ２２Ｃを介在してインナープランジャ５の底板５Ｂを常時付勢することになり、インナープランジャ５がシリンダ室３の底部に形成された凹溝２Ｂに嵌入固定される。
【００３２】
以上、実施例１乃至３としてラチェット式テンショナの構成、作用について説明したが、ラチェット式テンショナ１、１１、２１は、エンジンの停止に伴って、オイルポンプからの油供給が途絶えた場合、インナープランジャ５にＯリング８が装着されていることにより、主プランジャ４とインナープランジャ５との間からの油漏出が抑制され、ある程度時間が経過しても、圧力油室６の油が漏出して空になることを防止することができる。その結果、ラチェット式テンショナ１、１１、２１は、圧力油室６には、常時油が満たされていて、エンジン停止後の再始動時に、直ちに油圧によるオイルダンパー効果を得ることができると共に、プランジャの突出入に伴う打音がなくなり、テンショナボディ２からの異音発生を防止することができる。また、エンジン停止後の再始動時においても、直ちにオイルダンパー効果を得ることができるので、常時チェーンの張りを保つことができ、チェーンドライブシステムを静粛に稼働することができる。また、実施例３のように、ラチェット式テンショナ２１が、チェックバルブ２２を備えている場合には、さらに効果的な油圧によるオイルダンパー効果を得ることができる。
【００３３】
なお、本発明の実施例乃至３として、圧力油室を有するラチェット式テンショナがチェーンに張力を付与する場合のものについて説明したが、本発明の圧力油室を有するラチェット式テンショナは、走行するベルトに張力を付与する場合にも使用されるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ラチェット式テンショナが、テンショナボディに形成されたシリンダ室内に、ばね付勢されてテンショナボディから先端部が外部に突出するように摺動自在に嵌入された主プランジャと、主プランジャ内部に摺動自在に嵌入されたインナープランジャとを備え、インナープランジャには、テンショナボディに形成された油流入路から供給される油を圧力油室に導入するための油導入孔を有する底板が形成されていると共に、その外周に主プランジャの内壁に摺動接触するＯリングが装着されているので、エンジンを停止して、オイルポンプからの油供給が途絶えた場合、インナープランジャ５にＯリング８が装着されていることにより、圧力油室からの油漏出が抑制され、ある程度時間が経過しても、圧力油室６の油が漏出して空になるのを防止することができる。
【００３５】
その結果、ラチェット式テンショナは、圧力油室には、常時油が満たされていて、エンジン停止後の再始動時に、直ちに油圧によるオイルダンパー効果を得ることができると共に、プランジャの突出入に伴う打音がなくなり、テンショナボディからの異音発生を防止することができる。また、エンジン停止後の再始動時に、直ちに油圧によるオイルダンパー効果を得ることができるので、常時チェーンの張りを保つことができ、チェーンドライブシステムを静粛に稼働することができる。
【００３６】
主プランジャの外周に、長手方向にスリットが形成されている場合には、主プランジャが圧縮ばねによりテンショナボディ外部に突出するとき、シリンダ室と主プランジャ４後端部との間の環状隙間Ｄが負圧になるのを防止することができる。その結果、主プランジャの突出作動を機敏に行うことができので、突出タイミングの遅れが防止され、常に走行するチェーンに適正張力を付与することができる。
【００３７】
インナープランジャ内部の油導入孔近傍に、前記圧力油室への油の流入を許容するが逆流を阻止するチェックバルブが設けられている場合には、さらに効果的な油圧によるオイルダンパー効果を得ることができる。
【００３８】
また、ボディをプラスチック製等寸法精度が大きかったり、温度に対して寸法変化が大きいものにしたときでもインナープランジャと主プラッジャとでオイルダンパー効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明実施例１のラチェット式テンショナの断面図である。
【図２】 同上ラチェット式テンショナのＯリング配置位置の説明図である。
【図３】 本発明実施例２のラチェット式テンショナを示し、（Ａ）は、主プランジャの突出前の断面図であり、（Ｂ）は、主プランジャの突出後の断面図である。
【図４】 本発明実施例３のラチェット式テンショナの断面図である。
【図５】 チェーンドライブシステムの説明図である。
【図６】 従来のラチェット式テンショナの斜視図である。
【図７】 従来のラチェット式テンショナの断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１ ラチェット式テンショナ
２ テンショナボディ
２Ａ 油流入路
２Ｂ 凹溝
３ シリンダ室
４ 主プランジャ
４Ａ ラチェット歯
４Ｂ スリット
５ インナープランジャ
５Ａ 油導入孔
５Ｂ 底板
６ 圧力油室
７ 圧縮ばね
８ Ｏリング
９ ラチェット機構
１０ ラチェット爪体
２２ チェックバルブ
２２Ａ チェックボール
２２Ｂ スプリング
２２Ｃ リテーナ
Ｄ 環状隙間

Claims (3)

1. テンショナボディに形成されたシリンダ室内に、ばね付勢されてテンショナボディから先端部が外部に突出するように摺動自在に嵌入された主プランジャと、主プランジャ内部に摺動自在に嵌入されたインナープランジャと、主プランジャ内部とインナープランジャ内部とで形成された圧力油室と、圧力油室内に主プランジャをばね付勢するために設けられた圧縮ばねと、主プランジャの後退変位を阻止するラチェット機構とを備えてなる圧力油室を有するラチェット式テンショナにおいて、
   インナープランジャには、テンショナボディに形成された油流入路から供給される油を圧力油室に導入するための油導入孔を有する底板が形成されていると共に、その外周に主プランジャの内壁に摺動接触するＯリングが装着されていることを特徴とする圧力油室を有するラチェット式テンショナ。
2. 前記主プランジャの外周には、長手方向にスリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力油室を有するラチェット式テンショナ。
3. 前記インナープランジャ内部の油導入孔近傍には、前記圧力油室への油の流入を許容するが逆流を阻止するチェックバルブが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力油室を有するラチェット式テンショナ。

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