JP4951160B2 - テンショナ - Google Patents

Description

本発明は、ピストン外周に形成された係合溝に係合するサークリップ部材を備えたラチェット機構付テンショナにおいて、チェーンやベルトからピストンに押付力が作用してピストンが縮退した際にラチェット機構に発生する衝撃荷重を緩和して衝突音を低減させるための構造の改良に関する。

一般に、内燃機関の動弁装置の駆動に用いられるタイミングチェーンやカムシャフト間を駆動連結するカムシャフトチェーン、さらにはバランサチェーンにおいて、運転中に生じるチェーンの弛みを除去してチェーンに張力を発生させるために、チェーンの弛み側スパンにテンショナが設けられている。

運転中には、テンショナのピストンからの押付力がチェーンに作用することにより、チェーンの張力が維持されるようになっている。その一方、運転中において、チェーンスパンの共振等によってチェーン張力が増大したときには、チェーンからの過大な衝撃荷重がテンショナのピストンに作用して、ピストンがハウジング内に押し込まれる場合がある。

そこで、このようなピストンの縮退を防止するために、特開２００２−５２５０号公報に示すようなラチェット機構を備えたテンショナ装置が提供されている。

このラチェット機構は、上記公報の図３に示されるように、ピストン外周に形成された複数の係合溝と、係合溝に係合するレジスタリング（サークリップ）と、ハウジングのピストン穴の開口端近傍においてピストン穴内周面に形成されたガイド溝とから構成されている。各係合溝は、溝の最深部において曲面を介して接続された前側テーパ面および後側テーパ面から形成されている。ガイド溝は、ピストンの縮退時にレジスタリングが当接するテーパ状の第１のストッパと、ピストンの前進時にレジスタリングが当接する第２のストッパとから構成されている。また、当該公報の段落番号［００４５］には、ピストンの縮退を確実に防止する観点から、ピストンの係合溝の前側テーパ面がガイド溝の第１のストッパのテーパ面と略平行とするのが好ましい旨記載されている。

この場合には、運転中において、ピストンの前進時には、ピストン外周のレジスタリングがガイド溝の第２のストッパに当接した状態で、ピストンの係合溝の後側テーパ面がレジスタリングを乗り越えて移動することにより、ピストンの前進方向の移動は許容されるが、ピストンの縮退時には、ピストン外周のレジスタリングがピストンの係合溝の前側テーパ面とガイド溝の第１のストッパとで挟持されてその移動が拘束されることにより、ピストンの縮退は防止されている。

前記従来のラチェット機構では、ピストンが縮退した際に、ピストン外周のレジスタリングがハウジングのガイド溝の第１のストッパに衝突して衝突音を発生させる。最近、当該テンショナの分野においては、このようなピストン縮退時に発生する衝突音を低減させたいとする要請がある。
特開２００２−５２５０号公報（図３および段落［００４５］参照）

本発明が解決しようとする課題は、ラチェット機構を備えたテンショナにおいて、ピストン縮退時に発生する衝撃荷重を緩和して衝突音を低減させようとしている。

請求項１の発明に係るテンショナは、外周に複数の係合溝を有するピストンと、係合溝に係合する拡径可能なサークリップ部材と、ピストンを軸方向移動自在に収容するピストン穴およびその内周面に沿って形成されたガイド溝を有するハウジングとを備えている。ガイド溝は、ピストンの移動によりサークリップ部材が当接し得る前側ストッパ面および後側ストッパ面を有している。係合溝は、当該係合溝の最深部においてサークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径を有しかつサークリップ部材が着座する円弧状着座部と、円弧状着座部の前側（つまりピストン先端に向かう側）に形成されるとともに、ピストンの縮退によりサークリップ部材が後側ストッパ面に当接したときに、サークリップ部材の後側ストッパ面に沿った前側への微小移動を許容してサークリップ部材の拡径を許容しつつピストンの縮退を規制するピストン縮退規制部と、円弧状着座部の後側（つまりピストン後端に向かう側）に形成されるとともに、ピストンの前進によりサークリップ部材が前側ストッパ面に当接したときにピストンの前進を許容し得るピストン前進許容部とから構成されている。

請求項１の発明によれば、運転中において、ピストンが前進（つまり突出方向に移動）する際には、ピストンの係合溝の円弧状着座部に着座したサークリップ部材がピストンとともに移動して、サークリップ部材がハウジングのガイド溝の前側ストッパ面に当接する。この状態からさらにピストンが前進すると、ピストンの係合溝の前進許容部がサークリップ部材を乗り越えて移動することにより、ピストンの前進が許容される。

その一方、ピストンが縮退する際には、ピストンの係合溝の円弧状着座部に着座したサークリップ部材がピストンとともに移動して、サークリップ部材がハウジングのガイド溝の後側ストッパ面に当接し、この状態から、サークリップ部材がピストンの係合溝のピストン縮退規制部上を移動することにより、サークリップ部材が拡径側に弾性変形しつつガイド溝の後側ストッパ面に沿って前側に微小移動する。これにより、サークリップ部材が後側ストッパ面に衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

請求項２の発明では、請求項１において、ピストンの係合溝のピストン縮退規制部が、サークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径の第１の円弧状面と、サークリップ部材の横断面形状の曲率半径と実質的に等しい曲率半径の第２の円弧状面とから形成されている。第２の円弧状面は、ピストンの縮退規制時にサークリップ部材を保持しつつガイド溝のテーパ面との間でサークリップ部材を挟持してサークリップ部材の拡径を規制するように作用している。

この場合、ピストンの縮退時には、サークリップ部材がピストンの係合溝のピストン縮退規制部における第１の円弧状面上を移動することにより、サークリップ部材が拡径側に弾性変形しつつガイド溝のテーパ面に沿って前側に移動する。これにより、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。その後、サークリップ部材は、ピストンの係合溝のピストン縮退規制部における第２の円弧状面により確実に保持されることになるので、ピストンの縮退を確実に規制できる。

請求項３の発明では、請求項１において、ハウジングにおけるガイド溝の後側ストッパ面が、前方にいくにしたがいピストン穴の軸線から離れつつピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されている。ピストンの係合溝におけるピストン縮退規制部は、円弧状着座部に連続して形成され、サークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径の円弧状面と、これに接続され、前方にいくにしたがいピストン穴の軸線から離れつつピストン穴の軸線方向に対して傾斜するとともに、前方にいくにしたがいガイド溝の後側ストッパ面との間隔が徐々に狭まるようにまたはガイド溝の後側ストッパ面と平行に形成されたテーパ面とから形成されている。ピストン縮退規制部におけるテーパ面は、ピストン縮退規制時に、ガイド溝のテーパ面との間でサークリップ部材を挟持してサークリップ部材の拡径を規制するように作用している。

この場合、ピストンの縮退時には、サークリップ部材がピストンの係合溝のピストン縮退規制部における円弧状面上を移動することにより、サークリップ部材が拡径側に弾性変形しつつガイド溝のテーパ面に沿って前側に移動する。これにより、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。その後、サークリップ部材は、ピストンの係合溝のピストン縮退規制部におけるテーパ面とガイド溝のテーパ面とで挟持されることになるので、ピストンの縮退を確実に規制できる。

請求項４の発明では、請求項１において、ピストンの係合溝のピストン縮退規制部が、前方にいくにしたがいピストン穴の軸線から離れつつピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面と、サークリップ部材の横断面形状の曲率半径と実質的に等しい曲率半径の円弧状面とから形成されている。円弧状面は、ピストン縮退規制時に、サークリップ部材を保持しつつガイド溝のテーパ面との間でサークリップ部材を挟持してサークリップ部材の拡径を規制するように作用している。

この場合、ピストンの縮退時には、サークリップ部材がピストンの係合溝のピストン縮退規制部におけるテーパ面上を移動することにより、サークリップ部材が拡径側に弾性変形しつつガイド溝のテーパ面に沿って前側に移動する。これにより、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。その後、サークリップ部材は、ピストンの係合溝のピストン縮退規制部における円弧状面により確実に保持されることになるので、ピストンの縮退を確実に規制できる。

請求項５の発明では、請求項１において、ハウジングにおけるガイド溝の後側ストッパ面が、前方にいくにしたがいピストン穴の軸線から離れつつピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されている。ピストンの係合溝におけるピストン縮退規制部は、円弧状着座部に連続して形成され、前方にいくにしたがいピストン穴の軸線から離れつつピストン穴の軸線方向に対して傾斜する第１のテーパ面と、これに接続され、前方にいくにしたがいピストン穴の軸線から離れつつピストン穴の軸線方向に対して傾斜するとともに、前方にいくにしたがいガイド溝の後側ストッパ面との間隔が徐々に狭まるようにまたはガイド溝の後側ストッパ面と平行に形成された第２のテーパ面とから形成されている。第２のテーパ面は、ピストン縮退規制時に、ガイド溝のテーパ面との間でサークリップ部材を挟持してサークリップ部材の拡径を規制するように作用している。

この場合、ピストンの縮退時には、サークリップ部材がピストンの係合溝のピストン縮退規制部における第１のテーパ面上を移動することにより、サークリップ部材が拡径側に弾性変形しつつガイド溝のテーパ面に沿って前側に移動する。これにより、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。その後、サークリップ部材は、ピストンの係合溝のピストン縮退規制部における第２のテーパ面とガイド溝のテーパ面とで挟持されることになるので、ピストンの縮退を確実に規制できる。

請求項６の発明では、請求項１において、ハウジングにおけるガイド溝の後側ストッパ面が、前方にいくにしたがいピストン穴の軸線から離れつつピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されており、ピストンの係合溝におけるピストン縮退規制部が、前方にいくにしたがいガイド溝のテーパ面との間隔が拡がるように、ガイド溝のテーパ面に対して傾斜したテーパ面を前側に有している。

この場合、ピストンの縮退時には、サークリップ部材が、ピストンの係合溝のピストン縮退規制部におけるテーパ面上を移動することにより、サークリップ部材が拡径側に弾性変形しつつガイド溝のテーパ面に沿って前側に移動する。これにより、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

請求項７の発明では、請求項１において、ハウジングにおけるガイド溝の後側ストッパ面が、前方にいくにしたがいピストン穴の軸線から離れつつピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されており、ピストンの係合溝におけるピストン縮退規制部が、前方にいくにしたがいガイド溝のテーパ面との間隔が拡がるように形成された、サークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径の円弧状面を有している。

この場合、ピストンの縮退時には、サークリップ部材が、ピストンの係合溝のピストン縮退規制部における円弧状面上を移動することにより、サークリップ部材が拡径側に弾性変形しつつガイド溝のテーパ面に沿って前側に移動する。これにより、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

請求項８の発明では、請求項６または７において、ピストン縮退規制時にサークリップ部材を係合溝のピストン縮退規制部との間で挟持してサークリップ部材の拡径を規制する拡径規制面が、後側ストッパ面に接続してガイド溝に形成されている。

この場合、ピストンの縮退規制時には、ハウジングのガイド溝の拡径規制面がピストンの係合溝のピストン縮退規制部との間でサークリップ部材を挟持することにより、サークリップ部材の拡径を確実に規制でき、これにより、ピストンの縮退を確実に規制できる。

請求項９の発明では、請求項８において、拡径規制面がピストン穴の軸線と平行に延びる円筒面から形成されている。

請求項１０の発明に係るテンショナは、ピストン外周に形成された係合溝に係合する拡径可能なサークリップ部材を有し、ピストンの縮退を規制するためのラチェット機構を備えており、係合溝が、その最深部においてサークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径を有するとともに、ピストンの縮退時にサークリップ部材を拡径させつつサークリップ部材のピストン先端側への微小移動を許容し得る形状を有している。

この場合、ピストンの縮退時には、サークリップ部材がピストンの係合溝上をピストン先端側に微小移動して拡径側に弾性変形する。これにより、サークリップ部材がハウジング側の面に衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

請求項１１の発明では、請求項１または１０において、サークリップ部材の微小移動にともなうピストンの移動量が０．１〜０．２ｍｍである。

本発明によれば、ピストンの縮退時においてサークリップ部材がハウジングのガイド溝の後側ストッパ面に当接した際、サークリップ部材がガイド溝の後側ストッパ面に沿って係合溝のピストン縮退規制部上を前側に微小移動して拡径側に弾性変形するので、サークリップ部材が後側ストッパ面に衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図６は本発明の一実施例によるラチェット機構付テンショナを説明するための図であって、図１はラチェット機構付テンショナの縦断面図、図２ないし図４はラチェット機構の作動を説明するための図、図５はピストン係合溝およびサークリップ部材の拡大図、図６はピストン縮退規制時におけるラチェット機構の作動を説明するための図であって、図４（ｂ）の一部拡大図に相当している。

図１に示すように、テンショナ１は、軸方向に延びかつ一端が開口するピストン穴２ａを有するとともに、ピストン穴２ａの開口端側においてピストン穴２ａの内周面に沿って形成されたガイド溝２０を有するハウジング２と、ピストン穴２ａにスライド自在に支持され、外周に複数の係合溝３ａが形成された中空のピストン３と、ピストン３の係合溝３ａに係合するサークリップ部材５とから主として構成されている。

テンショナ１は、さらに、ハウジング２のピストン穴２ａ内に配設され、ピストン３をハウジング２から突出する方向に付勢するピストンスプリング４を備えている。なお、テンショナ１は、本実施例に示すような、外部からの油圧供給のない機械式のテンショナばかりでなく、外部の油圧源から油圧が供給される油圧式テンショナにも同様に適用可能である。また、テンショナ１は、チェーンのみならずベルトにも適用可能である。

ハウジング２においてピストン穴２ａの開口端の一部には、ピストン穴２ａに径方向に貫通する切欠き２ｂが形成されている。また、サークリップ部材５は、ピストン３の係合溝３ａに係合し得る拡径可能なリング状本体部５０と、操作者がリング状本体部５０を拡径できるように、リング状本体部５０の端部からＸ字状に延びる一対の操作部５１とを有している。操作部５１は、ハウジング２の切欠き２ｂ内まで延設されている。

ハウジング２のガイド溝２０は、ピストン３の移動によりサークリップ部材５が当接し得る前側ストッパ面２０ａおよび後側ストッパ面２０ｂを有している。前側ストッパ面２０ａは、ハウジング２のピストン穴２ａと略直交しており、後側ストッパ面２０ｂは、前方（ピストン先端３０に向かう側）にいくにしたがいピストン穴２ａの軸線から離れつつピストン穴２ａの軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されている。前側ストッパ面２０ａおよび後側ストッパ面２０ｂは、ピストン穴２ａの軸線方向に平行に延びる円筒面２０ｃで接続されている（図２参照）。

ピストン２の係合溝３ａは、図５に示すように、当該係合溝３ａの最深部（すなわち係合溝３ａにおける最小径部ｄ_０）を含みかつ通常運転時においてサークリップ部材５が着座する円弧状着座部Ｓ_０と、円弧状着座部Ｓ_０の前側（図上側）に形成されたピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１と、円弧状着座部Ｓ_０の後側（図下側）に形成されたピストン前進許容部Ｓ_０Ｓ_２とから構成されている。

ピストン前進許容部Ｓ_０Ｓ_２は、ピストン３の前進によりサークリップ部材５がガイド溝２０の前側ストッパ面２０ａに当接したとき、ピストン３の前進を許容するような形状に形成されるとともに、この状態からピストン３がさらに前進する際には当該ピストン前進許容部Ｓ_０Ｓ_２がサークリップ部材５を乗り越え得るような形状に形成されている。

ピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１は、ピストン３の縮退によりサークリップ部材５がガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに当接したとき、サークリップ部材５の後側ストッパ面２０ｂに沿った前側への微小移動を許容してサークリップ部材５の拡径を許容しつつピストン３の縮退を規制するような形状に形成されている。

より詳細に説明すると、ピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１は、円弧状着座部Ｓ_０を通りまたはこれに連続して形成され、サークリップ部材５の略円形状の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径の第１の円弧状面Ｓ_０Ｃ_１と、これに連続して形成され、サークリップ部材５の横断面形状の曲率半径と実質的に等しい曲率半径の第２の円弧状面Ｃ_１Ｓ_１とから形成されている。

図５の一点鎖線に示すように、サークリップ部材５が第２の円弧状面Ｃ_１Ｓ_１と接触しているとき、係合溝３ａの最深部である円弧状着座部Ｓ_０とサークリップ部材５との間には、クリアランスΔが形成されている。これにより、サークリップ部材５が円弧状着座部Ｓ_０の位置から第２の円弧状面Ｃ_１Ｓ_１と接触する位置まで移動したとき、サークリップ部材５は、クリアランスΔの分だけ拡径されることになる。また、第２の円弧状面Ｃ_１Ｓ_１は、ピストン縮退規制時に、サークリップ部材５を保持しつつガイド溝２０のテーパ面２０ｂとの間でサークリップ部材５を挟持してサークリップ部材５の拡径を規制するように作用する。

次に、上述のように構成されるテンショナの作動について、主に図２ないし図６を用いて説明する。

テンショナ１の通常運転時には、図２に示すように、サークリップ部材５がハウジング２のガイド溝２０内に配置されており、サークリップ部材５は、図５の実線に示すように、ピストン３の係合溝３ａの円弧状着座部Ｓ_０に接触（着座）した状態におかれている。この状態から、チェーンやベルトの弛みや張り具合に応じて、ピストン３がわずかに前進または後退すると、サークリップ部材５は、ピストン３とともに移動して、ガイド溝２０内を前後方向に移動する。なお、図２ないし図４中の黒丸は、サークリップ部材５が最初に着座していた円弧状着座部Ｓ_０の位置を示している。

図２に示す状態から、ピストン３が前進（つまり突出方向に移動）すると、図３（ａ）に示すように、ピストン３の係合溝３ａの円弧状着座部Ｓ_０に着座したサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５がハウジング２のガイド溝２０の前側ストッパ面２０ａに当接する。次に、この状態からピストン３がさらに前進すると、図３（ｂ）に示すように、ピストン３の係合溝３ａの前進許容部Ｓ_０Ｓ_２（図５参照）がサークリップ部材５を拡径させてこれを乗り越えて移動することにより、ピストン３の前進が許容される。

その一方、スパンの共振等によってチェーンやベルトの張力が増大したとき、チェーンやベルトからの過大な衝撃荷重がテンショナ１のピストン３に作用して、ピストン３が縮退する。

このようなピストン３の縮退時には、図４（ａ）に示すように、ピストン３の係合溝３ａの円弧状着座部Ｓ_０に着座したサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５がハウジング３のガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに当接する。

次に、この状態からピストン３がさらに縮退すると、図４（ｂ）に示すように、サークリップ部材５がピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１における円弧状面Ｓ_０Ｃ_１（図５参照）上を移動することにより、サークリップ部材５が拡径側に弾性変形しつつガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに沿って前側に微小移動する。

これにより、サークリップ部材５がガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

また、この場合において、サークリップ部材５がピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１における円弧状面Ｃ_１Ｓ_１（図５参照）まで移動すると、サークリップ部材５がこれと面接触する円弧状面Ｃ_１Ｓ_１により確実に保持されることになるので（図６参照）、円弧状面Ｃ_１Ｓ_１とガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間でサークリップ部材５を確実に挟持することができ、これにより、ピストン３の縮退を確実に規制できる。

〔他の実施例１〕
前記実施例では、ピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１において、面Ｃ_１Ｓ_１が円弧状面である場合を例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。

面Ｃ_１Ｓ_１は、円弧状面Ｓ_０Ｃ_１に接続され、前方にいくにしたがいピストン穴２ａの軸線から離れつつピストン穴２ａの軸線方向に対して傾斜するとともに、前方にいくにしたがいガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間隔が徐々に狭まるようにまたはガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂと平行に形成されたテーパ面から形成されていてもよい。

この場合には、サークリップ部材５がピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１におけるテーパ面Ｃ_１Ｓ_１まで移動すると、サークリップ部材５は、テーパ面Ｃ_１Ｓ_１とガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間で挟持されることになるので、ピストン３の縮退を確実に規制できる。

〔他の実施例２〕
前記実施例では、ピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１において、面Ｓ_０Ｃ_１が円弧状面である場合を例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。

面Ｓ_０Ｃ_１は、円弧状着座部Ｓ_０および円弧状面Ｃ_１Ｓ_１の双方に連続して形成され、前方にいくにしたがいピストン穴２ａの軸線から離れつつピストン穴２ａの軸線方向に対して傾斜するテーパ面を有していてもよい。このテーパ面は、前方にいくにしたがいガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間隔が拡がるように、ガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに対して傾斜している。

この場合には、ピストン３の縮退時において、ピストン３の係合溝３ａの円弧状着座部Ｓ_０に着座したサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５がハウジング３のガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに当接したとき、サークリップ部材５がピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｃ_１における上記テーパ面上を移動することにより、前記第１の実施例と同様に、サークリップ部材５が拡径側に弾性変形しつつガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに沿って前側に微小移動する。

これにより、サークリップ部材５がガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

また、この場合においても、サークリップ部材５がピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１における円弧状面Ｃ_１Ｓ_１（図５参照）まで移動すると、サークリップ部材５がこれと面接触する円弧状面Ｃ_１Ｓ_１により確実に保持されることになるので、円弧状面Ｃ_１Ｓ_１とガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間でサークリップ部材５を確実に挟持することができ、これにより、ピストン３の縮退を確実に規制できる。

〔他の実施例３〕
前記実施例ならびに前記他の実施例１および２では、ピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１において、面Ｓ_０Ｃ_１および面Ｃ_１Ｓ_１の少なくともいずれか一方が円弧状面である場合を例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。

面Ｓ_０Ｃ_１が、円弧状着座部Ｓ_０に連続して形成され、前方にいくにしたがいピストン穴２ａの軸線から離れつつピストン穴２ａの軸線方向に対して傾斜する第１のテーパ面から形成されるとともに、面Ｃ_１Ｓ_１が、前方にいくにしたがいピストン穴２ａの軸線から離れつつピストン穴２ａの軸線方向に対して傾斜するとともに、前方にいくにしたがいガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間隔が徐々に狭まるようにまたはガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂと平行に形成された第２のテーパ面から形成されていてもよい。第１のテーパ面は、前方にいくにしたがいガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間隔が拡がるように、ガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに対して傾斜している。

この場合には、ピストン３の縮退時において、ピストン３の係合溝３ａの円弧状着座部Ｓ_０に着座したサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５がハウジング３のガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに当接したとき、サークリップ部材５が、ピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１における面Ｓ_０Ｃ_１の上記第１のテーパ面上を移動することにより、サークリップ部材５が拡径側に弾性変形しつつガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに沿って前側に微小移動する。これにより、サークリップ部材５がガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに衝突した際の衝撃を緩和でき、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

次に、サークリップ部材５が、ピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１における面Ｃ_１Ｓ_１の上記第２のテーパ面まで移動すると、サークリップ部材５が当該第２のテーパ面とガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間で確実に挟持され、これにより、ピストン３の縮退を確実に規制できる。

〔他の実施例４〕
図７ないし図１１は本発明のさらに他の実施例によるラチェット機構付テンショナを説明するための図であって、図７ないし図９はラチェット機構の作動を説明するための図、図１０はピストン係合溝およびサークリップ部材の拡大図、図１１はピストン縮退規制時におけるラチェット機構の作動を説明するための図であって、図９（ｂ）の一部拡大図に相当している。なお、これらの図において、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。

前記実施例では、ピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１における面Ｃ_１Ｓ_１が、サークリップ部材５の横断面形状の曲率半径と実質的に等しい曲率半径の円弧状面から形成することにより、ピストン３の縮退規制時にサークリップ部材５が面Ｃ_１Ｓ_１と面接触するようにした例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。

図１０に示すように、面Ｃ_１Ｓ_１は、円弧状面Ｓ_０Ｃ_１と接する平坦面から形成するようにしてもよい。このとき、図１１に示すように、面Ｃ_１Ｓ_１は、前方にいくにしたがいガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間隔が拡がるように、後側ストッパ面２０ｂに対して傾斜したテーパ面を形成している。

ハウジング３のガイド溝２０において前側ストッパ面２０ａおよび後側ストッパ面２０ｂの間の円筒面２０ｃには、ピストン３の縮退時にサークリップ部材５の拡径を規制するための拡径規制面２０ｄが形成されている。拡径規制面２０ｄは、後側ストッパ面２０ｂに接続して形成されており、ピストン穴２ａの軸線方向に平行に延びかつ円筒面２０ｃよりも小径の円筒面から形成されている。

なお、前記実施例と同様に、ピストン２の係合溝３ａにおいて円弧状着座部Ｓ_０の後側に形成されたピストン前進許容部Ｓ_０Ｓ_２は、ピストン３の前進によりサークリップ部材５がガイド溝２０の前側ストッパ面２０ａに当接したとき、ピストン３の前進を許容するような形状に形成されるとともに、この状態からピストン３がさらに前進する際には当該ピストン前進許容部Ｓ_０Ｓ_２がサークリップ部材５を乗り越え得るような形状に形成されている。

また、前記実施例と同様に、サークリップ部材５が点Ｃ_１と接触しているとき、係合溝３ａの最深部である円弧状着座部Ｓ_０とサークリップ部材５との間には、クリアランスΔが形成されており、これにより、サークリップ部材５が円弧状着座部Ｓ_０の位置から点Ｃ_１と接触する位置まで移動したとき、サークリップ部材５は、クリアランスΔの分だけ拡径されている。

次に、上述のように構成されるテンショナの作動について、図７ないし図１１を用いて説明する。

テンショナ１の通常運転時には、図７に示すように、サークリップ部材５がハウジング２のガイド溝２０内に配置されており、サークリップ部材５は、図１０の実線に示すように、ピストン３の係合溝３ａの円弧状着座部Ｓ_０に接触（着座）した状態におかれている。この状態から、チェーンやベルトの弛みや張り具合に応じて、ピストン３がわずかに前進または後退すると、サークリップ部材５は、ピストン３とともに移動して、ガイド溝２０内を前後方向に移動する。なお、図７ないし図９中の黒丸は、サークリップ部材５が最初に着座していた円弧状着座部Ｓ_０の位置を示している。

図７に示す状態から、ピストン３が前進（つまり突出方向に移動）すると、図８（ａ）に示すように、ピストン３の係合溝３ａの円弧状着座部Ｓ_０に着座したサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５がハウジング２のガイド溝２０の前側ストッパ面２０ａに当接する。次に、この状態からピストン３がさらに前進すると、図８（ｂ）に示すように、ピストン３の係合溝３ａの前進許容部Ｓ_０Ｓ_２（図１０参照）がサークリップ部材５を拡径させてこれを乗り越えて移動することにより、ピストン３の前進が許容される。

その一方、スパンの共振等によってチェーンやベルトの張力が増大したとき、チェーンやベルトからの過大な衝撃荷重がテンショナ１のピストン３に作用して、ピストン３が縮退する。

このようなピストン３の縮退時には、図９（ａ）に示すように、ピストン３の係合溝３ａの円弧状着座部Ｓ_０に着座したサークリップ部材５がピストン３とともに移動して、サークリップ部材５がハウジング３のガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに当接する。

次に、この状態からピストン３がさらに縮退すると、図９（ｂ）に示すように、サークリップ部材５が、ピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１における円弧状面Ｓ_０Ｃ_１（図１０参照）を通って移動することにより、サークリップ部材５が拡径側に弾性変形しつつガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに沿って前側に微小移動する。

これにより、サークリップ部材５がガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

また、この場合において、サークリップ部材５がピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１における平坦面Ｃ_１Ｓ_１（図１０参照）まで移動すると、サークリップ部材５が、当該平坦面Ｃ_１Ｓ_１とガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂおよび拡径規制面２０ｄとの間で挟持されて、サークリップ部材５の拡径を確実に防止できるので、ピストン３の縮退を確実に規制できる。

〔他の実施例５〕
前記他の実施例４では、ピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１が、円弧状面Ｓ_０Ｃ_１およびこれと接する平坦面Ｃ_１Ｓ_１から構成された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。

ピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１は、前方にいくにしたがいガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂとの間隔が拡がるように形成された、サークリップ部材５の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径の円弧状面から形成されていてもよい。

また、ハウジング３のガイド溝２０には、前記他の実施例４の場合と同様に、ピストン穴２ａの軸線方向に平行に延びかつ円筒面２０ｃよりも小径の円筒面からなり、ピストン３の縮退時にサークリップ部材５の拡径を規制するための拡径規制面２０ｄが形成されているのが好ましい。

この場合においても、サークリップ部材５がピストン３の係合溝３ａのピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１上を前側に移動するにしたがって、サークリップ部材５と係合溝３ａの最深部である円弧状着座部Ｓ_０との間に形成されるクリアランスが徐々に大きくなって、そのクリアランスの増加分だけサークリップ部材５が拡径されることになる。

これにより、ピストン３の縮退時には、サークリップ部材５がハウジング３のガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに当接すると、サークリップ部材５が拡径側に弾性変形しつつガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに沿って前側に微小移動する。その結果、サークリップ部材５がガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂに衝突した際の衝撃を緩和でき、その結果、ピストン縮退時の衝突音を低減できる。

また、この場合においても、サークリップ部材５の微小移動後は、サークリップ部材５が、ピストン縮退規制部Ｓ_０Ｓ_１とガイド溝２０の後側ストッパ面２０ｂおよび拡径規制面２０ｄとの間で挟持されて、サークリップ部材５の拡径を確実に防止できるので、ピストン３の縮退を確実に規制できる。

なお、前記実施例および前記他の実施例の各々において、サークリップ部材５の微小移動にともなうピストン３の移動量は、約０．１〜０．２ｍｍに設定されている。

本発明の一実施例によるテンショナの縦断面図である。 通常運転時におけるテンショナ（図１）のラチェット機構の作動を説明するための図である。 ピストン前進時におけるテンショナ（図１）のラチェット機構の作動を説明するための図である。 ピストン縮退時におけるテンショナ（図１）のラチェット機構の作動を説明するための図である。 テンショナ（図１）におけるピストン係合溝およびサークリップ部材の拡大図である。 ピストン縮退規制時におけるテンショナ（図１）のラチェット機構の作動を説明するための図であって、図４（ｂ）の一部拡大図に相当する図である。 本発明のさらに他の実施例によるテンショナのラチェット機構の通常運転時における作動を説明するための図である。 ラチェット機構（図７）のピストン前進時における作動を説明するための図である。 ラチェット機構（図７）のピストン縮退時における作動を説明するための図である。 ラチェット機構（図７）におけるピストン係合溝およびサークリップ部材の拡大図である。 ピストン縮退規制時におけるラチェット機構（図７）の作動を説明するための図であって、図９（ｂ）の一部拡大図に相当する図である。

１： テンショナ

２： ハウジング
２ａ： ピストン穴
２０： ガイド溝
２０ａ： 前側ストッパ面
２０ｂ： 後側ストッパ面

３： ピストン
３ａ： 係合溝
Ｓ_０ ： 円弧状着座部
Ｓ_０Ｓ_１： ピストン縮退規制部
Ｓ_０Ｃ_１： 円弧状面
Ｃ_１Ｓ_１： 円弧状面
Ｓ_０Ｓ_２： ピストン前進許容部

５： サークリップ部材

Claims (11)

1. チェーンに押付力を作用させるためのテンショナであって、
   外周に複数の係合溝を有するピストンと、
   前記係合溝に係合する拡径可能なサークリップ部材と、
   前記ピストンを軸方向移動自在に収容しかつ一端が開口するピストン穴と、前記ピストン穴の開口端側において前記ピストン穴の内周面に沿って形成され、前記ピストンの移動により前記サークリップ部材が当接し得る前側ストッパ面および後側ストッパ面を含むガイド溝とを有するハウジングとを備え、
   前記ピストンの前記係合溝は、
   当該係合溝の最深部において前記サークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径を有し、前記サークリップ部材が着座する円弧状着座部と、
   前記円弧状着座部の前側に形成されるとともに、前記ピストンの縮退により前記サークリップ部材が前記ガイド溝の前記後側ストッパ面に当接したときに、前記サークリップ部材の前記後側ストッパ面に沿った前側への微小移動を許容して前記サークリップ部材の拡径を許容しつつ前記ピストンの縮退を規制するピストン縮退規制部と、
   前記円弧状着座部の後側に形成されるとともに、前記ピストンの前進により前記サークリップ部材が前記ガイド溝の前記前側ストッパ面に当接したときに前記ピストンの前進を許容し得るピストン前進許容部とから構成されている、
   ことを特徴とするテンショナ。
2. 請求項１において、
   前記ハウジングにおける前記ガイド溝の前記後側ストッパ面が、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されており、
   前記ピストンの前記係合溝における前記ピストン縮退規制部が、前記円弧状着座部に連続して形成され、前記サークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径の第１の円弧状面と、これに連続して形成され、前記サークリップ部材の横断面形状の曲率半径と実質的に等しい曲率半径の第２の円弧状面とから形成されており、
   前記第２の円弧状面が、ピストン縮退規制時に、前記サークリップ部材を保持しつつ前記ガイド溝の前記テーパ面との間で前記サークリップ部材を挟持して前記サークリップ部材の拡径を規制するように作用している、
   ことを特徴とするテンショナ。
3. 請求項１において、
   前記ハウジングにおける前記ガイド溝の前記後側ストッパ面が、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されており、
   前記ピストンの前記係合溝における前記ピストン縮退規制部が、前記円弧状着座部に連続して形成され、前記サークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径の円弧状面と、これに接続され、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するとともに、前方にいくにしたがい前記ガイド溝の前記後側ストッパ面との間隔が徐々に狭まるようにまたは前記ガイド溝の前記後側ストッパ面と平行に形成されたテーパ面とから形成されており、
   前記ピストン縮退規制部における前記テーパ面が、ピストン縮退規制時に、前記ガイド溝の前記テーパ面との間で前記サークリップ部材を挟持して前記サークリップ部材の拡径を規制するように作用している、
   ことを特徴とするテンショナ。
4. 請求項１において、
   前記ハウジングにおける前記ガイド溝の前記後側ストッパ面が、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されており、
   前記ピストンの前記係合溝における前記ピストン縮退規制部が、前記円弧状着座部に連続して形成され、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面と、これに連続して形成され、前記サークリップ部材の横断面形状の曲率半径と実質的に等しい曲率半径の円弧状面とから形成されており、
   前記円弧状面が、ピストン縮退規制時に、前記サークリップ部材を保持しつつ前記ガイド溝の前記テーパ面との間で前記サークリップ部材を挟持して前記サークリップ部材の拡径を規制するように作用している、
   ことを特徴とするテンショナ。
5. 請求項１において、
   前記ハウジングにおける前記ガイド溝の前記後側ストッパ面が、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されており、
   前記ピストンの前記係合溝における前記ピストン縮退規制部が、前記円弧状着座部に連続して形成され、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜する第１のテーパ面と、これに接続され、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するとともに、前方にいくにしたがい前記ガイド溝の前記後側ストッパ面との間隔が徐々に狭まるようにまたは前記ガイド溝の前記後側ストッパ面と平行に形成された第２のテーパ面とから形成されており、
   前記第２のテーパ面が、ピストン縮退規制時に、前記ガイド溝の前記テーパ面との間で前記サークリップ部材を挟持して前記サークリップ部材の拡径を規制するように作用している、
   ことを特徴とするテンショナ。
6. 請求項１において、
   前記ハウジングにおける前記ガイド溝の前記後側ストッパ面が、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されており、
   前記ピストンの前記係合溝における前記ピストン縮退規制部が、前方にいくにしたがい前記ガイド溝のテーパ面との間隔が拡がるように、前記ガイド溝のテーパ面に対して傾斜したテーパ面を前側に有している、
   ことを特徴とするテンショナ。
7. 請求項１において、
   前記ハウジングにおける前記ガイド溝の前記後側ストッパ面が、前方にいくにしたがい前記ピストン穴の軸線から離れつつ前記ピストン穴の軸線方向に対して傾斜するテーパ面から形成されており、
   前記ピストンの前記係合溝における前記ピストン縮退規制部が、前方にいくにしたがい前記ガイド溝のテーパ面との間隔が拡がるように形成された、前記サークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径の円弧状面を有している、
   ことを特徴とするテンショナ。
8. 請求項６または７において、
   前記ガイド溝には、前記後側ストッパ面に接続して形成されるとともに、ピストン縮退規制時に前記サークリップ部材を前記係合溝の前記ピストン縮退規制部との間で挟持して前記サークリップ部材の拡径を規制する拡径規制面が形成されている、
   ことを特徴とするテンショナ。
9. 請求項８において、
   前記拡径規制面が、前記ピストン穴の軸線と平行に延びる円筒面から形成されている、
   ことを特徴とするテンショナ。
10. ピストン外周に形成された係合溝に係合する拡径可能なサークリップ部材を有し、ピストンの縮退を規制するためのラチェット機構を備えたテンショナにおいて、
    前記係合溝が、その最深部において前記サークリップ部材の横断面形状の曲率半径よりも大きな曲率半径を有するとともに、前記ピストンの縮退時に前記サークリップ部材を拡径させつつ前記サークリップ部材のピストン先端側への微小移動を許容し得る形状を有している、
    ことを特徴とするテンショナ。
11. 請求項１または１０において、
    前記サークリップ部材の前記微小移動にともなう前記ピストンの移動量が０．１〜０．２ｍｍである、
    ことを特徴とするテンショナ。

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