JP4906154B2 - 液圧テンショナ - Google Patents

Description

本発明は、逆止装置を備えた液圧テンショナの分野に関する。より詳細には、本発明は、解除可能な回転止め装置を備えた液圧テンショナおよびその解除方法に関する。

内燃機関のタイミングシステムは、２つまたはそれ以上のスプロケットの周りに巻き掛けられたチェーンにより制御される。２つのスプロケットのうちの一方は、ドライブスプロケットであり、ドライブシャフトからの駆動力を直接または間接的に受けてそれを一つまたはそれ以上のドリブンスプロケットに伝達している。

調整、材料の摩耗および（または）遊びの除去のために、チェーンの弛み量をある程度補償することがたびたび必要になる。当該分野では、シューがチェーンスパンに対して調整可能な力で付勢されるシューテンショニング装置を使用することが知られている。

チェーンに対してテンショニングシューを付勢するための種々の手段が知られている。最も頻繁に使用される手段は、液圧テンショナである。液圧テンショナにおいては、固定部材（一般にシリンダ）がエンジンブロックに取り付けられ、可動部材（一般にピストン）が固定部材に対してスライド自在になっており、チェーンと接触するように配置されたシューに作用してチェーンに緊張力を作用させる。

このようなテンショニング装置においては、チェックバルブを介してシリンダチャンバ内に供給された加圧流体（一般にオイル）およびスプリングの協働作用によって、ピストンは、チェーンスパンに対向配置されたシューに向かってシリンダの外側に押し出される。熱、摩耗および（または）時間の経過によるチェーンの何らかの弛みは、付勢手段の作用下でシリンダから突出するピストンによって補償される。

シリンダチャンバ内に供給される加圧流体を利用できない場合（たとえばエンジン停止時またはエンジン始動直後）には、ピストンがチェーン張力により押圧され、その一部がシリンダ内に押し込まれる。これにより、チェーンに弛みが発生する。

このことは、ドライブスプロケットからドリブンスプロケットに正確に動きを伝達しないことになって、タイミングシステムの効率および信頼性を損なうことになり、エンジンを位相がずれた状態にする。

引用することによって本明細書中に含まれる欧州特許第 1,188,955号は、加圧流体が利用できない場合に、ピストンに結合したラックと協働してピストンがシリンダ内に戻るのを防止するように、シリンダをポールに連結することにより、上述した問題を解決することについて開示している。

「ラック・ポール」逆止装置の信頼性を向上させ、ピストンがシリンダに対して偶発的に回転できないようにしてラックがポールから外れないようにするために、例えば、ピストンの外壁に沿って形成されかつ閉塞された長手方向の溝のような回転止め手段または回転止め装置が提供されている。シリンダと一体的に設けられたピンがピストンの長手方向の溝とスライド自在に係合している。

回転止め手段または回転止め装置はさらに、ピストンがシリンダから偶発的に抜け出るのを防止している。しかしながら、テンショナがエンジンから取り外されたとき、回転止め手段は、通常長くて高価となる行為を含むことなく、ピストンがシリンダ内に戻るのを許容しない。例えば、テンショナの輸送および保管ならびに（または）他のエンジンへのテンショナの再使用を容易にすることは、通常長くて高価となる行為を含んでいる。

本発明は、上述した従来の問題点を解消するためになされたもので、その目的は、操作者がピストンを長手方向の軸線回りに回転させることにより、ラックをポールから係合解除させて、ピストンを簡単にシリンダ内に戻すことができる液圧テンショナを提供することにある。
欧州特許第 1,188,955号明細書

このように本発明は、ピストンをシリンダ内に簡単に戻すことができる液圧テンショナを提供しようにしている。

請求項１の発明は、シリンダ穴およびポール穴を有するシリンダを備え、シリンダ穴内にピストンがスライド自在に支持されてシリンダ穴との間で流体チャンバを限定するとともに、シリンダ穴内に配設されたスプリングがピストンをシリンダ穴から突出する方向に付勢している液圧テンショナである。この液圧テンショナは、ポール穴に設けられたポールとピストンの長さ方向に沿って形成されたラック歯とから構成され、ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を防止する逆止装置と、シリンダに設けられたピンを受け入れるようにピストンに形成された、長手方向に延びる第１の溝およびこれに接続されかつ第１の溝と交差する方向に延びる第２の溝からなる回転止め装置とを備えている。ピストンがシリンダから完全に伸長しているとき、ピストンを回転させてピンを第１の溝から第２の溝に移動させることで回転止め装置を機能解除することにより、ピストンが逆止装置から係合解除されるようになっている。

請求項２の発明では、第２の溝が、第１の溝と直交する方向に延びている。

請求項３の発明では、第２の溝が、ピストンの端部近傍において、第１の溝の一端に接続されている。

請求項４の発明では、第２の溝の底面が第１の溝から離れるにしたがってピストンの外周面に接近して外周面に接続されている。

請求項５の発明では、シリンダの外側面に設けられた可撓性薄膜部により、ピンが所定位置に保持されている。

請求項６の発明では、可撓性薄膜部が、対向する２つのフラップを有しており、これらのフラップが、シリンダの長手方向およびこれと交差する方向に延びるＬ字状に形成されている。

請求項７の発明は、シリンダ穴およびポール穴を有するシリンダを備え、シリンダ穴内にピストンがスライド自在に支持されてシリンダ穴との間で流体チャンバを限定するとともに、シリンダ穴内に配設されたスプリングがピストンをシリンダ穴から突出する方向に付勢している液圧テンショナである。この液圧テンショナは、ポール穴に設けられたポールとピストンの長さ方向に沿って形成されたラック歯とから構成され、ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を防止するための逆止装置と、シリンダに設けられたピンを受け入れるようにピストンに形成された、長手方向に延びる第１の溝およびこれに接続されかつ第１の溝と交差するのど部からなる回転止め装置とを備えている。ピストンがシリンダから完全に伸長しているとき、ピストンを回転させてピンを第１の溝からのど部に移動させることで回転止め装置を機能解除することにより、ピストンが逆止装置から係合解除されるようになっている。

請求項８の発明では、のど部がピストンの全周にわたって延びている。

請求項９の発明では、のど部が第１の溝と直交している。

請求項１０の発明は、シリンダ穴およびポール穴を有するシリンダを備え、シリンダ穴内にピストンがスライド自在に支持されてシリンダ穴との間で流体チャンバを限定するとともに、シリンダ穴内に配設されたスプリングがピストンをシリンダ穴から突出する方向に付勢している液圧テンショナにおいて、ポール穴に設けられたポールとピストンの長さ方向に沿って形成されたラック歯とから構成され、ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を防止するための逆止装置を備え、シリンダに設けられたピンを受け入れるようにピストンに形成された、長手方向に延びる第１の溝およびこれに接続された第２の溝またはのど部を有する回転止め装置を機能解除するための方法である。この方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
ａ）ピンが第１の溝の一端に到達するまで、ピストンをシリンダから引き出す工程。
ｂ）ピストンをシリンダに対して回転させることにより、ピンを第２の溝またはのど部に移動させて、ピストンを前記逆止装置から係合解除する工程。

請求項１１の発明では、第２の溝が第１の溝に直交している。

請求項１２の発明では、のど部が第１の溝に直交している。

本発明においては、液圧テンショナのピストンを逆止装置から係合解除できる回転止め装置を備えた液圧テンショナが提供されている。回転止め装置の機能解除方法についても開示されている。

係合解除できる回転止め装置または回転止め手段および逆止装置を備えた液圧テンショナが提供されている。回転止め装置は、ピストンの外壁に形成された長手方向の溝内をスライドする、テンショナのシリンダと一体のピンと、回転止め装置を機能解除できる手段とを有している。

係合解除手段または係合解除装置は、シリンダの底部近傍において長手方向の第１の溝の端部に接続されかつ第１の溝と直交する第２の溝を有している。または、係合解除手段または係合解除装置は、ピストンの全周にわたって延びるとともに、長手方向の第１の溝に接続され、第１の溝と直交するのど部を有している。第２の溝は、好ましくは、長手方向の溝の底部をピストンの外側面と接続する傾斜部として形成されている。

本発明によれば、ポールおよびこれと係合するラック歯から構成されたピストンの逆止装置と、シリンダのピンを受け入れるようにピストンに形成された長手方向の第１の溝およびこれに接続されてこれと交差する方向に延びる第２の溝からなる回転止め装置とを設けたので、ピストンがシリンダから完全に伸長しているとき、ピストンを回転させてピンを第１の溝から第２の溝またはのど部に移動させることで回転止め装置を機能解除することにより、ピストンを逆止装置から係合解除できる。このようにして、ピストンをシリンダ内に簡単に戻すことができるようになる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、各図中、対応する部材は、同じ参照符号で示されている。
図１は、本発明の第１の実施例による液圧テンショナ用ピストン３の全体斜視図であり、図２は、図１のピストンを備えた液圧テンショナの断面図である。

ピン１２がスライドする溝はＬ字状に形成されており、長手方向に延びる第１の溝６と、シリンダ２の底部近傍において第１の溝６の端部に接続されるとともに、第１の溝と９０度をなす方向に延びる第２の溝１１とから構成されている。第２の溝は、好ましくは、第１の溝６の底部をピストン３の外側面に接続する傾斜面として形成されている。

液圧テンショナ１は、シリンダまたはハウジング２と、シリンダ２の穴内にスライド自在に収容されたピストン３とを有している。ピストン３は、シリンダ２とで円筒状の流体チャンバ４を形成している。ピストン３は、シリンダ２のポール穴に収容されたポール７と相互作用するラック５を有している。

ラック５およびポール７は逆止手段を構成しており、ピストン３の突出方向の移動を許容するとともに、縮退方向の移動を防止している。ピストン３は内部が中空であって、スプリング８を収容している。スプリング８によるばね力は、ピストン３の先端部９とチャンバ４の底部との間に作用している。チャンバ４は、開孔１０および逆止弁（図示せず）を介して、一般にオイルである加圧流体を供給するための回路と流体接続している。

チャンバ４内の加圧流体による圧力およびスプリング８のばね力の合力が、ピストン３をシリンダ２から外側に付勢している。これにより、ピストン３がその先端部９を介してシュー（図示せず）に当接して、チェーンに緊張力が作用する。また、図２には、長手方向の第１の溝６および第２の溝７と係合し得るピン１２が示されている。

図３は、ピストン３がシリンダ２から完全に伸長した状態を示している。このような状態は、テンショナがエンジンに取り付けられていないときに簡単に実現できる。このとき、ピストン３は、スプリング８（図示せず）の弾性反発力および（または）自重により、シリンダ２から突出する。

図３において、ポール７は、ラック５の最終の歯部と係合しており、このとき、ピン１２は、長手方向の第１の溝６の一端と係合しており、ピストン３がシリンダ２から滑り落ちるのが防止されている。

図４は、回転止め手段を構成する第１の溝６およびピン１２が係合解除された状態を示している。この場合には、図３に示す状態から、ピストン３を長手方向の軸線回りに回転させることにより、ピン１２を第１の溝６の端部から第２の溝１１に進入させる。これにより、ポール７がラック５から外れて係合解除される。

図４において、ピン１２は、シリンダ２の外側面に装着された可撓性薄膜部１３（図６参照）によって、所定位置に保持されている。ピン１２は、長手方向の第１の溝６から抜け出ており、ピストン３の外側面と接触している。

図５は、ピストン３がシリンダ２内に完全に縮退するとともに、ピストン３を回転させてポール７をラック５と係合させることによりピストン３が当該縮退位置でロックされた状態を示している。ピン１２は、長手方向の第１の溝６の他端と係合しており、第２の溝１１が現れている。このロック状態は、液圧テンショナ１の輸送および保管に好都合である。

図６は、図５のテンショナの側面図であって、シリンダ２と、シリンダ２内に完全に縮退したピストン３と、ピン１２を所定位置に保持する可撓性薄膜部１３とを示している。
図６に示す好ましい実施例においては、可撓性薄膜部１３が２つのフラップ１５を有している。これらのフラップ１５はＬ字状に形成されており、少なくとも一部がオーバラップしている。図６においては、フラップ１５はわずかに隔てられており、下方のピン１２が現れている。

上述した回転止め手段６，１２を機能解除する方法は、以下の工程を含んでいる。
まず、ピストン３をシリンダ２から引き出して、ピン１２を第１の溝６内において第２の溝１１の位置におく。

次に、ピストン３をシリンダ２に対して例えば時計回りに回転させ、ピン１２を第２の溝１１内に移動させる。これにより、ポール７がラック５から係合解除される。この状態では、ピストン３をシリンダ２内に戻すことができる。その後、ピストン３を例えば反時計回りに回転させることにより、ピストン３がその位置で固定される。

図７は、本発明の第２の実施例による液圧テンショナ用ピストン３’を示している。このピストン３’は、溝がＬ字状に形成されておらず、溝６’と直交するのど部（小径部）１４を終端としているという点で、図１に示されたピストン３と異なっている。のど部１４は、ピストン３’の全周にわたって延びている。

回転止め手段６，１２を機能解除する方法は、図１ないし図４に関連して上述したのと変わらず、図８に示されている。図８においては、ピストン３’がシリンダ２から完全に伸長しており、ピン１２がのど部１４内に配置され、ラック５がポール７と係合している。ラック５をポール７から係合解除するためには、ピストン３’が回転させられる（図９参照）。

図１０は、ピストン３’がシリンダ２内に完全に縮退した状態の液圧テンショナ１を示している。同図において、シリンダ２のスリーブには、孔１６，１７が形成されている。孔１６は、ピン１２によって塞がされており、孔１７は、その下方の溝６’の領域を示している。

ここで述べられた本発明の実施例が本発明の原理を採用する単なる例示であるということが理解されるべきである。本発明に本質的であるとみなされる特徴部分を説明している実施例の詳細にここで言及することは、特許請求の範囲を限定する意図ではない。

本発明による液圧テンショナのピストンの全体斜視図である。 図１のピストンが設けられた液圧テンショナの断面図である。 図２の液圧テンショナの断面図であって、ピストンがシリンダから完全に伸長した状態を示している。 図２の液圧テンショナの断面図であって、ピストンがシリンダから完全に伸長するとともに、回転してラックがポールから外れた状態を示している。 図２の液圧テンショナにおいて、ピストンがシリンダ内に完全に縮退した状態を示している。 図５の液圧テンショナの側面図である。 本発明の第２の実施例による液圧テンショナのピストンを示す全体斜視図である。 図７のピストンを備えた液圧テンショナの断面図であって、ピストンがシリンダから完全に伸長した状態を示している。 図８の液圧テンショナの断面図であって、ピストンがシリンダから完全に伸長するとともに、回転してラックがポールから外れた状態を示している。 図８の液圧テンショナの側面図であって、ピストンがシリンダ内に完全に縮退した状態を示している。

１： 液圧テンショナ
２： シリンダ
３： ピストン
４： 流体チャンバ
５： ラック
６： 第１の溝
７： ポール
８： スプリング
１１： 第２の溝
１２： ピン
１３： 可撓性薄膜部
１４： のど部
１５： フラップ

Claims (12)

1. シリンダ穴およびポール穴を有するシリンダ（２）を備え、シリンダ穴内にピストン（３）がスライド自在に支持されてシリンダ穴との間で流体チャンバ（４）を限定するとともに、シリンダ穴内に配設されたスプリング（８）がピストン（３）をシリンダ穴から突出する方向に付勢している液圧テンショナ（１）において、
   ポール穴に設けられたポール（７）とピストン（３）の長さ方向に沿って形成されたラック歯（５）とから構成され、ピストン（３）の突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を防止するための逆止装置と、
   シリンダ（２）に設けられたピン（１２）を受け入れるようにピストン（３）に形成された、長手方向に延びる第１の溝（６）およびこれに接続されかつ第１の溝（６）と交差する方向に延びる第２の溝（１１）からなる回転止め装置とを備え、
   ピストン（３）がシリンダ（２）から完全に伸長しているとき、ピストン（３）を回転させてピン（１２）を第１の溝（６）から第２の溝（１１）に移動させることで前記回転止め装置を機能解除することにより、ピストン（３）が前記逆止装置から係合解除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。
2. 請求項１において、
   第２の溝（１１）が、第１の溝（６）と直交する方向に延びている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
3. 請求項１において、
   第２の溝（１１）が、ピストン（３）の端部近傍において、第１の溝（６）の一端に接続されている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
4. 請求項１において、
   第２の溝（１１）の底面が第１の溝（６）から離れるにしたがってピストン（３）の外周面に接近して外周面に接続されている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
5. 請求項１において、
   シリンダ（２）の外側面に設けられた可撓性薄膜部（１３）により、ピン（１２）が所定位置に保持されている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
6. 請求項５において、
   可撓性薄膜部（１３）が、対向する２つのフラップ（１５）を有しており、これらのフラップ（１５）は、シリンダ（２）の長手方向およびこれと交差する方向に延びるＬ字状に形成されている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
7. シリンダ穴およびポール穴を有するシリンダ（２）を備え、シリンダ穴内にピストン（３）がスライド自在に支持されてシリンダ穴との間で流体チャンバ（４）を限定するとともに、シリンダ穴内に配設されたスプリング（８）がピストン（３）をシリンダ穴から突出する方向に付勢している液圧テンショナ（１）において、
   ポール穴に設けられたポール（７）とピストン（３）の長さ方向に沿って形成されたラック歯（５）とから構成され、ピストン（３）の突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を防止するための逆止装置と、
   シリンダ（２）に設けられたピン（１２）を受け入れるようにピストン（３）に形成された、長手方向に延びる第１の溝（６）およびこれに接続されかつ第１の溝（６）と交差するのど部（１４）からなる回転止め装置を備え、
   ピストン（３）がシリンダ（２）から完全に伸長しているとき、ピストン（３）を回転させてピン（１２）を第１の溝（６）からのど部（１４）に移動させることで前記回転止め装置を機能解除することにより、ピストン（３）が前記逆止装置から係合解除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。
8. 請求項７において、
   のど部（１４）が、ピストン（３）の全周にわたって延びている、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
9. 請求項７において、
   のど部（１４）が第１の溝（６）と直交している、
   ことを特徴とする液圧テンショナ。
10. シリンダ穴およびポール穴を有するシリンダ（２）を備え、シリンダ穴内にピストン（３）がスライド自在に支持されてシリンダ穴との間で流体チャンバ（４）を限定するとともに、シリンダ穴内に配設されたスプリング（８）がピストン（３）をシリンダ穴から突出する方向に付勢している液圧テンショナ（１）において、ポール穴に設けられたポール（７）とピストン（３）の長さ方向に沿って形成されたラック歯（５）とから構成され、ピストン（３）の突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を防止するための逆止装置を備え、シリンダ（２）に設けられたピン（１２）を受け入れるようにピストン（３）に形成された、長手方向に延びる第１の溝（６）およびこれに接続された第２の溝（１１）またはのど部（１４）を有する回転止め装置を機能解除するための方法であって、
    ａ）ピン（１２）が第１の溝（６）の一端に到達するまで、ピストン（３）をシリンダ（２）から引き出す工程と、
    ｂ）ピストン（３）をシリンダ（２）に対して回転させることにより、ピン（１２）を第２の溝（１１）またはのど部（１４）に移動させて、ピストン（３）を前記逆止装置から係合解除する工程と、
    を備えた方法。
11. 請求項１０において、
    第２の溝（１１）が第１の溝（６）に直交している、
    ことを特徴とする方法。
12. 請求項１０において、
    のど部（１４）が第１の溝（６）に直交している、
    ことを特徴とする方法。

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