ラチェット式テンショナ
【課題】プランジャの後退を規制可能なラチェット式テンショナにおいて、巻掛け伝動体の張力過多時におけるプランジャの後退の迅速化を図り、以って過大張力に起因する巻掛け伝動体の負担および騒音の減少を図る。
【解決手段】ラチェット式テンショナのラチェット機構Ｒは、巻掛け伝動体の張力過多時に第２反力Ｆ２がプランジャ１２０に作用するときに、ラチェット１５０が反噛合い方向に摺動してラチェット歯１５１がラック歯１２２から噛み外れることによりプランジャ１２０の後退を許容する。ラチェット１５０には、そのプランジャ側端面１５４から噛合い方向に突出する突起１８０が設けられる。突起１８０は、第２反力Ｆ２の作用で後退するプランジャ１２０により押圧されたラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜することにより外周面１５３が内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することを防止する傾斜抑制構造を構成する。
【解決手段】ラチェット式テンショナのラチェット機構Ｒは、巻掛け伝動体の張力過多時に第２反力Ｆ２がプランジャ１２０に作用するときに、ラチェット１５０が反噛合い方向に摺動してラチェット歯１５１がラック歯１２２から噛み外れることによりプランジャ１２０の後退を許容する。ラチェット１５０には、そのプランジャ側端面１５４から噛合い方向に突出する突起１８０が設けられる。突起１８０は、第２反力Ｆ２の作用で後退するプランジャ１２０により押圧されたラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜することにより外周面１５３が内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することを防止する傾斜抑制構造を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材に巻き掛けられて動力を伝達する巻掛け伝動体に張力を与えるラチェット式テンショナに関する。そして、該ラチェット式テンショナは、例えば、エンジンにおいて、カムシャフトなどを駆動する巻掛け伝動装置の巻掛け伝動体に対して使用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、テンショナは、ハウジングに進退方向に移動自在に支持されたプランジャに前進方向への付勢力を作用させて、該付勢力により前進するプランジャが巻掛け伝動体（例えば、エンジンのタイミングチェーン）に張力を与える。
【０００３】
このような従来のテンショナとして、例えば、図１５に示されるように、油室５１６内に配置されたスプリング５１８により付勢されるプランジャ５１４の進退方向と直交する方向に摺動自在にハウジング５１２に嵌挿されて該ハウジング５１２との間で副油室５２０を形成するピストン５２６と、副油室５２０に外部油圧を作用させるための油路５４４と、ピストン５２６を副油室５２０に向かって付勢するスプリング５３４を内装して副油室５２０の反対側においてハウジング５１２とピストン５２６により区画形成された大気室５２８とを有し、この大気室５２８に大気と連通して副油室５２０に外部油圧が作用してピストン５２６がスプリング５３４の付勢力に抗して移動したときにピストン５２６によって閉塞される大気連通孔５３２が設けられ、プランジャ５１４のハウジング５１２に囲繞される部分にラック歯５３８が刻設され、ピストン５２６のロッド５２４の先端にラック歯５３８に噛合可能な複数の噛合歯５３６が設けられ、噛合歯５３６およびラック歯５３８のプランジャ後退阻止歯面がプランジャ５１４の進退方向に直角な歯面に形成されたテンショナ５００が採用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、ハウジングに進退方向に移動自在に支持されるとともにチェーンに張力を付与するために前進するプランジャと、プランジャを前進方向に付勢するプランジャ付勢手段と、チェーンから後退方向に作用する反力によるプランジャの後退を規制可能なラチェット機構とを備えるラチェット式テンショナにおいて、該ラチェット機構が、ハウジングに設けられたラチェット収容穴に摺動自在に収容されて摺動方向に移動するラチェットと、プランジャに設けられてラチェットのラチェット歯と噛合い可能なラック歯と、摺動方向でラチェット歯がラック歯と噛み合う噛合い方向にラチェットを付勢するラチェット付勢手段とを備え、ハウジングが、前記ラチェット収容穴を形成するとともにラチェットの摺接面が摺接することによりラチェットを摺動方向に案内する案内面を有するものも知られている。
【０００５】
しかしながら、チェーンの張力変動や、チェーンが取り付けられているエンジンの温度変化によるエンジン本体やチェーンの熱膨張などに起因して、チェーンの緩み時や伸長時に、プランジャが過度に前進した状態（以下、「過飛び出し状態」という。）になることがある。
そして、プランジャが過飛び出し状態になると、チェーンに過大張力が発生することから、この過大張力が発生しているチェーンからの反力によるプランジャの後退が規制されると、チェーンは、過大張力が作用している状態（以下、「張力過多」という。）のまま走行することになり、チェーンへの負担や騒音が増加する。
【０００６】
そこで、チェーンが張力過多のままで走行することを防止するために、プランジャの切欠き溝と、ばねにより付勢されて前記切欠き溝に係合するボールとから構成されるボール型ラチェットを備え、該ボール型ラチェットにより、チェーンの張力過多時にはプランジャを後退させるラチェット式テンショナが知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第２５５９６６４号公報（実用新案登録請求の範囲、図１）。
【特許文献２】特開２００４−３６７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、チェーンの張力過多時にプランジャの後退を許容するラチェット機構を、例えば特許文献１のテンショナ５００に使用されているような、プランジャに設けられたラック歯と、ハウジングに摺動自在に支持されるラチェットに設けられて前記ラック歯と噛合い可能なラチェット歯とを備える構造で実現しようとする場合に、過大張力を速やかに減少させるためには、ハウジングに対して摺動自在なラチェットを、ラチェット歯がラック歯から噛み外れる方向に速やかに摺動させて、プランジャを速やかに後退させる必要がある。
【０００９】
しかしながら、チェーンから作用する反力で後退するプランジャによりハウジングに設けられた案内面に押し付けられたラチェットが、摺動方向に対して進退方向に傾斜する傾斜状態になって、摺動方向での摺接面の両端部が、案内面の前進方向側および後退方向側において点接触する（例えば、摺動方向でのラチェットの両端部の角部が接触する場合。）と、案内面との間でのラチェットの摺動性が損なわれて、ラチェット歯がラック歯から噛み外れるためのラチェットの摺動方向での移動が円滑に行われないことがある。
【００１０】
また、前記特許文献１に開示されたテンショナ５００のように、プランジャを前進方向に付勢するプランジャ付勢手段が、プランジャ付勢用ばねと、ハウジングおよびプランジャ間に形成された高圧油室にエンジンが備える油圧源から供給された外部圧油とにより構成されるテンショナでは、エンジン始動時などのように、エンジン停止中における高圧油室への空気の侵入などに起因して、高圧油室にプランジャの後退を規制するための十分な油圧が存在していない場合に、チェーンからの反力によりプランジャが後退して、バタツキ音と称する打音による騒音が発生するという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、巻掛け伝動体に張力を付与するためにハウジングから前進するプランジャのラック歯と、ハウジングの収容空間内に摺動自在に収容されたラチェットのラチェット歯とが噛み合うことにより、プランジャの後退を規制可能なラチェット式テンショナにおいて、巻掛け伝動体の張力過多時におけるプランジャの後退を許容するとともに、プランジャの後退の迅速化を図り、以って過大張力に起因する巻掛け伝動体の負担および騒音の減少を図ることである。
また、本発明の別の目的は、テンショナの高圧油室内の油圧が反力に対向するのに十分でない低油圧状態にあるときに、プランジャの後退を阻止して、プランジャが後退することに起因する騒音の低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、ハウジング（１１０）と、前記ハウジング（１１０）に進退方向に移動自在に支持されるとともに回転部材（Ｓ１，Ｓ２）に巻き掛けられた巻掛け伝動体（Ｃ）に張力を付与するために前記ハウジング（１１０）から前記進退方向で前進するプランジャ（１２０）と、前記プランジャ（１２０）を前進方向に付勢するプランジャ付勢手段と、前記巻掛け伝動体（Ｃ）から後退方向に作用する反力（Ｆ）による前記プランジャ（１２０）の後退を規制可能なラチェット機構（Ｒ）とを備えるラチェット式テンショナにおいて、前記ラチェット機構（Ｒ）は、前記ハウジング（１１０）に設けられた収容空間（１１３）内に摺動自在に収容されて前記進退方向と交差する摺動方向に移動するラチェット（１５０）と、前記プランジャ（１２０）に設けられて前記ラチェット（１５０）のラチェット歯（１５１）と噛合い可能なラック歯（１２２）と、前記ラチェット歯（１５１）が前記ラック歯（１２２）に噛み合うときの前記摺動方向での噛合い方向に前記ラチェット（１５０）を付勢するラチェット付勢手段（１６０）とを備え、前記ラチェット機構（Ｒ）は、前記反力（Ｆ）が、前記巻掛け伝動体（Ｃ）に発生する張力が過大張力よりも小さいときの第１反力（Ｆ１）であるときに、前記ラチェット歯（１５１）と前記ラック歯（１２２）との噛合いにより前記プランジャ（１２０）の後退を規制し、前記反力（Ｆ）が、前記張力が前記過大張力であるときの第２反力（Ｆ２）であるときに、前記ラチェット（１５０）が反噛合い方向に摺動して前記ラチェット歯（１５１）が前記ラック歯（１２２）から噛み外れることにより前記プランジャ（１２０）の後退を許容し、前記ハウジング（１１０）は、前記収容空間（１１３）を形成するとともに前記ラチェット（１５０）の摺接面（１５３）が摺接することにより前記ラチェット（１５０）を前記摺動方向に案内する案内面（１１５）を有し、前記第２反力（Ｆ２）の作用で後退する前記プランジャ（１２０）により押圧された前記ラチェット（１５０）が前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜することにより前記摺接面（１５３）が前記案内面（１１５）の前進方向側部分（１１５ａ）に接触することを防止する傾斜抑制構造（１８０，１８１，１８２）を備えることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記傾斜抑制構造（１８０，１８１，１８２）は、前記ラチェット（１５０）以外の部材である非ラチェット部材および前記ラチェット（１５０）の一方の部材に設けられて、前記非ラチェット部材および前記ラチェット（１５０）の他方の部材に前記摺動方向で当接可能なストッパ（１８０，１８１，１８２）であり、前記ストッパ（１８０，１８１，１８２）と前記他方の部材との当接位置（Ｐ）は、前記ラチェット（１５０）の中心軸線（Ｌｒ）、前記前進方向で最前位置にある前記ラチェット歯（１５１）である前端ラチェット歯（１５１Ａ）とに対して前進方向側に位置することにより、前述した課題を解決したものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記一方の部材は、前記ラチェット（１５０）であり、前記他方の部材は、前記非ラチェット部材である前記プランジャ（１２０）であり、前記ストッパ（１８０，１８１）は、前記噛合い方向に突出している突起（１８０，１８１）であり、前記ラック歯（１２２Ａ，１２２Ｂ）の歯先（１２３）または歯面（１２２ｂ）に当接可能であることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前請求項３に係る発明において、前記ラチェット（１５０）が前記噛合い方向での最大突出位置を占めて前記ラチェット歯（１５１）と前記ラック歯（１２２）とが噛合い状態にあるときに、前記ラチェット（１５０）のプランジャ側端面（１５４）から前記歯先（１２３）との前記当接位置（Ｐ）までの前記突起（１８０）の高さＨと、前記ラック歯（１２２）の歯丈Ｔと、前記ラック歯（１２２）の歯底（１２２ｃ）と前記プランジャ側端面（１５４）との間の距離Ｂとが、次の関係式
Ｈ＜Ｂ−Ｔ
を満たすことにより、前述した課題を解決したものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記高さＨと、前記ラチェット歯（１５１）の歯底（１５１ｃ）と前記プランジャ側端面（１５４）との距離Ｄとが、次の関係式
Ｈ＞Ｄ
を満たすことにより、前述した課題を解決したものである。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に係る発明において、前記ラチェット付勢手段（１６０）が前記ラチェット（１５０）を前記噛合い方向に付勢する付勢力（Ｆｓ）は、前記第１反力（Ｆ１）で発生する前記摺動方向の第１分力（ｆ１）よりも大きく設定されているとともに、前記第２反力（Ｆ２）で発生する前記摺動方向の第２分力（ｆ２）よりも小さく設定されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記ラック歯（１２２）が、前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜するストップ面（１２２ａ）と、前記反噛合い方向に向かって前記後退方向に傾斜する摺動面（１２２ｂ）とで凹凸状に形成され、前記ラチェット歯（１５１）が、前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜するストップ対向面（１５１ａ）と、前記反噛合い方向に向かって前記後退方向に傾斜する摺動対向面（１５１ｂ）とで凹凸状に形成されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明において、前記ストップ面（１２２ａ）の傾斜角（θ）が、前記摺動面（１２２ｂ）の傾斜角（α）よりも小さく形成されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００２０】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に係る発明において、前記ハウジング（１１０）は、前記回転部材（Ｓ１，Ｓ２）を回転させるエンジンに取り付けられ、前記プランジャ付勢手段は、前記ハウジング（１１０）に形成された高油圧室（１３１）に前記エンジンの運転時に供給される圧油を含み、前記第１反力（Ｆ１）は、前記エンジンの始動時に発生する前記反力（Ｆ）を含み、前記第２反力（Ｆ２）は、前記エンジンの始動後に発生する前記反力（Ｆ）を含むことにより、エンジンに関連して、前述した課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明によれば、ハウジングに設けられた収容空間に収容されるとともに摺動方向への移動時に案内面に摺接する摺接面を有するラチェットは、過大張力が発生している張力過多時の巻掛け伝動体から作用する第２反力により後退するプランジャにより後退方向で案内面に押し付けられたときに、傾斜抑制構造は、ラチェットが傾斜することにより摺接面が案内面の前進方向側部分および後退方向側部分に接触する状態（以下、「両側接触傾斜状態」という。）になることを防止する。このため、ラチェットが両側接触傾斜状態になって案内面の前進方向側部分および後退方向側部分に接触する場合に比べて、ラチェットは案内面に対して反噛合い方向に円滑に摺動することができ、反噛合い方向へのラチェットの摺動性が向上する。
しかも、傾斜抑制構造による両側接触傾斜状態の発生防止効果は、プランジャが後退方向へのラチェットの押圧を開始した直後に、ほぼ静止状態にあるラチェットが反噛合い方向へ摺動を開始する摺動開始時期を含む期間に奏されるので、傾斜抑制構造によりラチェットに作用する静止摩擦力の低減が可能になる。
この結果、ラック歯からのラチェット歯の噛外れが迅速に行われて、プランジャの後退の迅速化が可能になり、巻掛け伝動体の過大張力の解消を迅速化できるので、過大張力に起因する巻掛け伝動体の負担および騒音の減少が可能になる。
【００２２】
請求項２に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
傾斜抑制構造が、非ラチェット部材およびラチェットの一方の部材に設けられて他方の部材に当接可能なストッパにより構成されるので、傾斜抑制構造を簡単な構造で実現することができる。
また、ストッパと他方の部材との当接位置は、ラチェットの中心軸線および前端ラチェット歯よりも前進方向側にあることから、該当接位置が前端ラチェット歯よりもラチェットの傾斜方向である前進方向側に位置する分、両側接触傾斜状態の発生防止効果が奏される摺動方向でのラチェットの摺動範囲（以下、「傾斜抑制摺動範囲」という。）を大きくすることができる。この結果、反噛合い方向へのラチェットの摺動性が向上するラチェットの傾斜抑制摺動範囲を拡大できるので、プランジャの後退および巻掛け伝動体の過大張力の解消を迅速化を向上させることができて、過大張力に起因する巻掛け伝動体の負担および騒音の一層の減少が可能になる。
【００２３】
請求項３に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ストッパがプランジャのラック歯と当接することによりラチェットの傾斜が抑制されるので、ラック歯を利用することにより、簡単な構造で傾斜抑制構造を構成することができる。
そして、ストッパがラック歯の歯先に当接する場合には、ストッパの形状を簡単化することができるので、ストッパの形成が容易になる。
また、ストッパがラック歯の歯面に当接する場合には、当接位置がラック歯の歯底と歯先との間になるので、ストッパがラック歯の歯先に当接する場合に比べて、傾斜抑制摺動範囲を大きくすることができる。
【００２４】
請求項４に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ラチェットが噛合い方向での最大突出位置を占めているとき、ラック歯の歯先とストッパとの間には、摺動方向で隙間Ｅが形成されるので、突起がプランジャの進退方向への移動を妨げることが防止される。この結果、ラチェットのプランジャ側端面からプランジャに向けて突出するストッパを備えるテンショナにおいて、進退方向でのプランジャの良好な移動性を確保しながら、突起が奏する傾斜抑制効果によりプランジャの後退の迅速性を向上させることができる。
【００２５】
請求項５に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
突起の高さＨが距離Ｄよりも大きいことから、ラチェットの傾斜を抑制するためにラチェット歯の歯底とラック歯の歯先とを当接状態にする必要がないので、該当接状態とすることよるラチェット歯の歯底および歯先の摩耗を防止することができる。
【００２６】
請求項６に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ラチェット付勢手段の付勢力が巻掛け伝動体からプランジャを後退させる第１反力で発生するラチェットの摺動方向の第１分力よりも大きく設定されていることにより、プランジャを後退させる反力が発生すると、ラチェット付勢手段の付勢力がラチェットに作用して、ラチェット歯がプランジャのラック歯と噛み合うため、プランジャの後退方向の動きを規制して後退変位を阻止し、巻掛け伝動体のバタツキ音を低減することができるばかりでなく、プランジャ付勢手段の付勢力が単にプランジャを突出付勢させる付勢力のみで充足されるため、特殊な高荷重対応のプランジャ付勢用ばねやオリフィス機構やオイルリザーブ機構を必要とせず、部品点数や製造コストを低減してテンショナ自体を小型化することができる。
【００２７】
また、ラチェット付勢手段の付勢力が巻掛け伝動体の張力過多時にプランジャを後退させる第２反力で発生するラチェットの摺動方向の第２分力より小さく設定されていることにより、張力過多時にプランジャを後退させる第２反力が発生すると、ラチェット付勢手段の付勢力がラチェットのラチェット歯に作用してラチェットのラチェット歯とプランジャのラック歯とが噛み外れ、ラチェット付勢手段の付勢力が第２分力よりも大きくなるまでプランジャを後退させるため、巻掛け伝動体の張力過多によってバックラッシュが生じたプランジャの後退方向の動きを規制せず後退変位を許容してプランジャの焼き付きを防止することができるばかりでなく、このラチェット付勢手段の付勢力を調整することにより過大張力による噛み外れのタイミングが調整可能になるため、プランジャの焼き付きを確実に防止することができる。
【００２８】
請求項７に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ラック歯がラチェットの反噛合い方向に対して前進方向側に傾斜するストップ面と反噛合い方向に対して後退方向側に傾斜する摺動面とで凹凸状に形成されているとともに、ラチェット歯がラチェットの反噛合い方向に対して前進方向側に傾斜するストップ対向面と反噛合い方向に対して後退方向側に傾斜する摺動対向面とで凹凸状に形成されていることにより、張力過多時にプランジャを後退させる第２反力が発生すると、この反力がプランジャ側のストップ面を介してラチェットのストップ対向面に分力として作用し、このラチェットのストップ対向面に作用した分力がラチェットの摺動方向の更に小さな分力としてラチェットのラチェット歯をプランジャのラック歯と噛み外れるように作用し、プランジャのラック歯がラチェットのストップ対向面を経て摺動対向面を滑動して１歯分戻すため、張力過多時にラチェットのラチェット歯とプランジャのラック歯に生じがちな歯欠けなどの摩損を防止しつつプランジャの後退方向の動きを規制せず後退変位を円滑に許容することができるとともにラチェット付勢用手段に対する過度の衝撃も回避して優れた耐久性を発揮することができる。
【００２９】
請求項８に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ストップ面の傾斜角が摺動面の傾斜角より小さく形成されていることにより、プランジャを後退させる第１反力が発生してもプランジャのラック歯とラチェットのラチェット歯との噛み外れが阻止するため、プランジャの後退を阻止することができる。
【００３０】
請求項９に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
高圧油室内の油圧が第１反力に対向するのに十分でない低油圧状態にあるエンジン始動時にプランジャを後退させようとする第１反力が発生したときに、プランジャのラック歯とラチェットのラチェット歯との噛み外れが阻止されるため、エンジン始動時にプランジャの後退を阻止することができる。また、エンジン始動後での張力過多時にプランジャを後退させる第２反力が発生したときに、プランジャの後退が許容されるため、過大張力を速やかに減少させることができる。したがって、エンジンにおいて、前述した発明の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例であるラチェット式テンショナの使用態様図。
【図２】図１のテンショナの断面図。
【図３】図１のテンショナのプランジャが前進するときのラック歯とラチェット歯との噛合い状態を説明する図。
【図４】エンジン始動時にプランジャの後退が阻止されるときのラック歯とラチェット歯との噛合い状態を説明する図。
【図５】タイミングチェーンの張力過多時にプランジャが後退を開始するときのラック歯とラチェット歯との噛合い状態を説明する図。
【図６】タイミングチェーンの張力過多時にプランジャが後退しているときのラック歯とラチェット歯との噛合い状態を説明する図。
【図７】タイミングチェーンの張力過多時にプランジャが後退を終了したときのラック歯とラチェット歯との噛合いを説明する図。
【図８】図１のテンショナのラチェットの斜視図。
【図９】エンジン始動時にプランジャの後退が阻止されるときのラチェットの状態を説明する断面図。
【図１０】タイミングチェーンの張力過多時にプランジャが後退を開始した後のラチェットの状態を説明する断面図。
【図１１】実施例の第１変形例であるラチェット式テンショナのラチェットの斜視図。
【図１２】第１変形例において、図９に対応する図。
【図１３】実施例の第２変形例であるラチェット式テンショナのラチェットにおいて、図９に対応する図。
【図１４】実施例の別の変形例であるラチェット式テンショナのラチェットにおいて、図１０のＸＩＶ部の拡大図に対応する図。
【図１５】従来のテンショナの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を、その実施例に基づいて、図１〜図１４を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施例に係るラチェット式テンショナ１００の使用態様図、図２は、図１のテンショナ１００の断面図、図３は、図１のテンショナ１００のプランジャ１２０が前進するときのラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛合い状態を説明する図、図４は、エンジン始動時にプランジャ１２０の後退が阻止されるときのラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛合い状態を説明する図、図５は、タイミングチェーンＣの張力過多時に、プランジャ１２０が後退を開始するときのラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛合い状態を説明する図、図６は、タイミングチェーンＣの張力過多時に、プランジャ１２０が後退しているときのラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛合い状態を説明する図、図７は、タイミングチェーンＣの張力過多時に、プランジャ１２０が後退を終了したときのラック１２２歯とラチェット歯１５１との噛合いを説明する図、図８は、図１のテンショナ１００のラチェット１５０の斜視図、図９は、エンジン始動時にプランジャ１２０の後退が阻止されるときのラチェット１５０の状態を説明する断面図、図１０は、タイミングチェーンＣの張力過多時にプランジャ１２０が後退を開始した後のラチェット１５０の状態を説明する断面図である。
なお、図９，図１０では、断面図であるラチェット１５０のハッチングが省略されている。
【００３３】
図１を参照すると、本発明の実施例であるラチェット式テンショナ１００は、機械としてのエンジン（図示されず）に備えられ、該エンジンの駆動軸であるクランクシャフトにより回転駆動される駆動側のスプロケットＳ１と、被駆動軸である１対のカムシャフトにそれぞれ固定されている１対の被駆動側のスプロケットＳ２とに巻き掛けられている帯状の巻掛け伝動体としての無端のチェーンであるタイミングチェーンＣの弛み側で機械本体としてのエンジン本体に取り付けられている。
ここで、スプロケットＳ１、１対の被駆動側のスプロケットＳ２およびタイミングチェーンＣは、巻掛け伝動装置を構成する。
【００３４】
テンショナ１００において、そのハウジング１１０から進退方向で前進・後退自在に突出しているプランジャ１２０が、エンジン本体に揺動自在に支持されている可動レバーＡの揺動端近傍の背面を押圧することにより、可動レバーＡを介してタイミングチェーンＣの弛み側に張力を付与している。
タイミングチェーンＣの張り側にはタイミングチェーンＣの走行を案内する固定ガイドＧがエンジン本体に取り付けられている。
【００３５】
図１において、駆動側の回転部材であるスプロケットＳ１が矢印の方向に回転すると、タイミングチェーンＣが矢印の方向に走行し、このタイミングチェーンＣの走行によって、被駆動側の回転部材であるスプロケットＳ２が矢印の方向に回転し、スプロケットＳ１の回転がスプロケットＳ２に伝達される。
【００３６】
図２に示されるように、テンショナ１００は、エンジン本体から供給された外部圧油を導入する油供給路１１１が形成されたハウジング１１０と、該ハウジング１１０に進退方向に往復移動自在に支持されるとともに走行状態にあるタイミングチェーンＣ（図１参照）に張力を付与するためにハウジング１１０に形成されたプランジャ収容穴１１２からから進退方向で前進する円柱状のプランジャ１２０と、ハウジング１１０のプランジャ収容穴１１２とプランジャ１２０の中空部１２１との間に形成される高圧油室１３１に配置されてプランジャ１２０を前進方向に付勢する付勢力を発生するプランジャ付勢部材としてのプランジャ付勢用ばね１３０と、プランジャ収容穴１１２に組み込まれて高圧油室１３１内から油供給路１１１への圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニット１４０と、タイミングチェーンＣ（図１参照）から後退方向に作用する反力Ｆ（図４，図５参照）によりプランジャ１２０が進退方向で後退することを規制可能なラチェット機構Ｒとを備える。
【００３７】
前記外部圧油は、テンショナ１００の外部から油供給路１１１を介して高圧油室１３１に導かれる圧油であり、エンジンに備えられて該エンジンの運転および停止に対応して作動および停止が行われる油圧源であるオイルポンプから供給される。したがって、高圧油室１３１への外部圧油の供給は、エンジンの運転時に行われ、エンジンの停止時に停止される。
プランジャ付勢用ばね１３０および高圧油室１３１内の圧油は、プランジャ１２０を前進方向に付勢するプランジャ付勢手段を構成する。
【００３８】
ラチェット機構Ｒは、ハウジング１１０に設けられた収容空間としてのラチェット収容穴１１３内に摺動自在に嵌挿された状態で摺動方向に摺動するラチェット１５０と、ラチェット１５０に設けられた１以上の所定数の、ここでは複数としての２つのラチェット歯１５１と噛合い可能にプランジャ１２０の外周面の一部分に設けられた複数のラック歯１２２と、ラチェット歯１５１がラック歯１２２と噛み合うときの摺動方向である噛合い方向にラチェット１５０を付勢するラチェット付勢手段としてのラチェット付勢用ばね１６０と、ラチェット収容穴１１３に嵌め込まれてラチェット付勢用ばね１６０を着座させるばね係止用プラグ１７０とを備える。
【００３９】
柱状、本実施例では円柱状のラチェット収容穴１１３内で移動するラチェット１５０は、ラチェット歯１５１のほかに、外周面１５３を有する柱状、本実施例では円柱状のラチェット本体１５２を有する。ラチェット本体１５２は、ラチェット１５０において、外周面１５３を形成している部分である。ラチェット歯１５１はラチェット１５０のプランジャ側端部を構成する。
【００４０】
ここで、摺動方向は、進退方向に交差する方向、本実施例では直交する方向である。そして、噛合い方向は、ラチェット歯１５１がラック歯１２２に噛み合うときのラチェット１５０の摺動方向、すなわちラチェット１５０がプランジャ１２０に近づく方向であり、反噛合い方向は、噛合い方向とは反対方向であって、ラチェット歯１５１がラック歯１２２から噛み外れるときのラチェット１５０の摺動方向、すなわちラチェット１５０がプランジャ１２０から遠ざかる方向である。
径方向および周方向は、それぞれ、ラチェット１５０の中心軸線Ｌｒを中心とする径方向および周方向であるとする。また、中心軸線Ｌｒは、ラチェット１５０の外周面１５３の中心軸線でもある。
なお、図２には、中心軸線Ｌｈを有する内周面１１５と同心状態で位置するラチェット１５０が示されている。
【００４１】
また、部材などにおける「プランジャ側」は、該部材などにおいて、摺動方向でプランジャ１２０に近い位置を意味し、また「反プランジャ側」は、摺動方向でプランジャ側とは反対側の、すなわちプランジャ１２０から遠い位置を意味するものとする。
同様に、部材などにおける「前進方向側」は、該部材などにおいて、プランジャ１２０の進退方向で前進方向側の位置を意味し、また「後退方向側」は、プランジャ１２０の進退方向で後退方向側の位置を意味するものとする。
【００４２】
逆止弁ユニット１４０の具体的なユニット構造は、プランジャ収容穴１１２の後退方向側端部に組み込まれて、油供給路１１１から高圧油室１３１内への外部圧油の導入を許容する一方で高圧油室１３１内から油供給路１１１へ圧油の逆流を阻止するものであれば、公知の如何なるものであっても差し支えない。
本実施例では、ハウジング１１０の油供給路１１１に繋がる油路１４１ａを有するボールシート１４１と、このボールシート１４１の弁座１４１ｂに着座するチェックボール１４２と、このチェックボール１４２をボールシート１４１に押圧付勢するボール付勢用ばね１４３と、このボール付勢用ばね１４３を支持し且つチェックボール１４２の移動量を規制する鐘状リテーナ１４４とから構成された逆止弁ユニット１４０が採用されている。
【００４３】
ラチェット付勢用ばね１６０は、ラチェット本体１５２に設けられたばね収容穴１５２ａ内挿入されて、摺動方向に沿ってラチェット１５０と同心状に配置されている。
ばね係止用プラグ１７０は、その外周部に、ラチェット収容穴１１３の反プランジャ側端部に嵌め込まれて抜止めのための弾力性を発揮する多数の突出舌片１７１を有する抜止め用座金であるとともに、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓ（図３〜図５参照）を設定する付勢力設定部でもある。
【００４４】
図３〜図５を主に参照し、必要に応じて図１，図２を併せて参照して、ラック歯１２２とラチェット歯１５１とラチェット付勢用ばね１６０との相互関係について説明する。
図３に示されるように、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓは、エンジン始動時およびエンジン始動後の通常運転時（すなわち、タイミングチェーンＣが後述する張力過多でないときのエンジン運転時）において、プランジャ付勢用ばね１３０および高圧油室１３１内の圧油の油圧に基づいてプランジャ１２０に作用する前進力Ｆａによりプランジャ１２０が前進して突出する際、ラック歯１２２およびラチェット歯１５１を通じラチェット１５０に作用する該前進力Ｆａの反噛合い方向の分力ｆａよりも、常に小さくなるように設定されている。
そして、分力ｆａが、付勢力Ｆｓと摩擦力との合力に打ち勝つと、プランジャ１２０は、ラチェット１５０を反噛合い方向に押し戻しながら可動レバーＡ（図１参照）に追従して前進する。なお、図３には、プランジャ１２０が前進する前のプランジャ１２０の前端部およびラチェット１５０の位置が二点鎖線で示されている。
ここで、前記摩擦力は、ラック歯１２２とラチェット歯１５１との間で作用する摺動方向での摩擦力である。
【００４５】
一方、図４に示されるように、付勢力Ｆｓは、タイミングチェーンＣから可動レバーＡを介してプランジャ１２０を後退させようとする反力Ｆが第１反力Ｆ１であるときに、ラック歯１２２およびラチェット歯１５１を通じラチェット１５０に作用する第１反力Ｆ１の反噛合い方向の第１分力ｆ１以上の大きさに設定されている。
ここで、第１反力ｆ１は、タイミングチェーンＣの第１走行状態、例えば、高圧油室１３１が低油圧状態にあるときとしてのエンジン始動時、および、エンジン始動後の通常運転時での走行状態における反力Ｆである。
また、前記低油圧状態は、高圧油室１３１への前記外部圧油の供給が行われないエンジン停止中での高圧油室１３１への空気の侵入などに起因して、高圧油室１３１にプランジャ１２０の後退を規制するための十分な油圧が存在していない状態、つまり高圧油室１３１内の油圧が第１反力Ｆ１に対向するのに十分でない状態である。
【００４６】
このため、エンジン始動時およびエンジン始動後の通常運転時において、タイミングチェーンＣ（図１参照）からプランジャ１２０を後退させようとする第１反力Ｆ１が発生するときには、付勢力Ｆｓと前記摩擦力との合力が第１分力ｆ１よりも大きくなるような付勢力Ｆｓがラチェット１５０に作用するので、ラチェット歯１５１がラック歯１２２と噛み合って、バックラッシュに基づくプランジャ１２０の後退の後に、プランジャ１２０の後退方向の移動を規制して後退変位を阻止する。
【００４７】
また、図５に示されるように、付勢力Ｆｓは、反力Ｆが第２反力であるときに、ラック歯１２２およびラチェット歯１５１を通じラチェット１５０に作用する第２反力Ｆ２の反噛合い方向の第２分力ｆ２よりも小さく設定されている。
ここで、第２反力Ｆ２は、タイミングチェーンＣの第２走行状態、例えばエンジン始動後（したがって、高圧油室１３１が圧油で満たされているとき）に、タイミングチェーンＣの張力変動やエンジンの温度変化によるエンジン本体やタイミングチェーンＣの熱膨張などに起因して、タイミングチェーンＣの伸長時にプランジャ１２０が過大に前進する状態（すなわち、過飛び出し状態）になって、タイミングチェーンＣに過大張力が発生する張力過多時での走行状態における反力Ｆである。
したがって、第１反力Ｆ１は、タイミングチェーンＣに発生する張力が前記過大張力よりも小さいときの反力である。そして、第２反力Ｆ２は第１反力Ｆ１よりも大きい。
【００４８】
このため、エンジン始動後のタイミングチェーンＣの張力過多時に、タイミングチェーンＣからプランジャ１２０を後退させようとする第２反力Ｆ２が発生するときには、第２分力ｆ２が、付勢力Ｆｓと前記摩擦力との合力よりも大きくなり、図６に示されるように、ラチェット１５０が反噛合い方向に摺動し、ついにはラチェット歯１５１とラック歯１２２とが噛み外れ、図７に示されるように、反力Ｆが第１反力Ｆ１になって、第１分力ｆ１がラチェット１５０に作用するようになるまで、プランジャ１２０がラック歯１２２の１歯分もしくは数歯分だけ後退する。このように、テンショナ１００は、タイミングチェーンＣの張力過多時には、バックラッシュに基づくプランジャ１２０の後退の後も、該プランジャ１２０の後退方向の移動を規制せず、後退変位を許容するようになっている。
【００４９】
したがって、プランジャ付勢用ばね１３０の付勢力は、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓよりも大きいが、プランジャ１２０を前進させるために付勢する付勢力であればよく、このような範囲で付勢力Ｆｓを調整することによってエンジン始動後のチェーンの張力過多による噛み外れのタイミングを調整することも可能である。
【００５０】
第１，第２分力ｆ１，ｆ２について、さらに詳細に説明する。
テンショナ１００において、図３〜図５に示されるように、ラック歯１２２は、ラチェット１５０の摺動方向に対して反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜する歯面であるストップ面１２２ａとラチェット１５０の摺動方向に対して反噛合い方向に向かって後退方向に傾斜する歯面である摺動面１２２ｂとで凹凸状に形成されている。そして、ラチェット歯１５１は、ラチェット１５０の摺動方向に対して反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜する歯面であるストップ対向面１５１ａとラチェット１５０の摺動方向に対して反噛合い方向に向かって後退方向に傾斜する歯面である摺動対向面１５１ｂとで凹凸状に形成されている。
【００５１】
そして、摺動方向に対してストップ面１２２ａが前進方向に傾斜する角度であるストップ面１２２ａの傾斜角θ（図２，図４，図５参照）は、摺動方向に対して摺動面１２２ｂが後退方向に傾斜する角度である摺動面１２２ｂの傾斜角α（図２，図３参照）よりも小さく設定されている。
傾斜角θは、プランジャ１２０に対して、第１反力Ｆ１が作用するときに、ラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛外れを阻止して、プランジャ１２０の後退を阻止するように、かつ第２反力Ｆ２が作用するときに、ラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛外れ許容して、プランジャ１２０の後退を許容するように実験やシミュレーションなどにより決定される。
また、傾斜角αは、プランジャ１２０に対して、前進力Ｆａ（図３参照）が作用するときに、ラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛外れ許容して、プランジャ１２０の前進を許容するように、実験やシミュレーションなどにより決定される。
【００５２】
そして、エンジンの運転時において、テンショナがタイミングチェーンＣに張力を付与するためにプランジャ１２０が前進するとき、図３に示されるように、プランジャ１２０に作用する前進力Ｆａで発生するラチェット１５０の摺動方向の分力ｆａと付勢力Ｆｓと大小関係は、
ｆａ＝Ｆａ×ｃｏｓα×ｓｉｎα
ｆａ＞Ｆｓ
となる。
【００５３】
また、エンジン始動時などにプランジャ１２０の後退を阻止するとき、図４に示されるように、エンジン始動時にタイミングチェーンＣからプランジャ１２０に作用する第１反力Ｆ１で発生するラチェット１５０の摺動方向の第１分力ｆ１と付勢力Ｆｓと大小関係は、一例として、
ｆ１＝Ｆ１×ｃｏｓθ×ｓｉｎθ
ｆ１＜Ｆｓ
となる。
【００５４】
一方、エンジンの温度変化などでプランジャ１２０が過剰に前進する過飛び出し状態になって、タイミングチェーンＣに過大張力が発生して、プランジャ１２０の後退を許容するとき、図５に示されるように、タイミングチェーンＣからプランジャ１２０に作用する第２反力Ｆ２で発生する第２分力ｆ２と付勢力Ｆｓと大小関係は、
ｆ２＝Ｆ２×ｃｏｓθ×ｓｉｎθ
ｆ２＞Ｆｓ
となる。
【００５５】
これにより、タイミングチェーンＣの張力過多時にタイミングチェーンＣからプランジャ１２０を後退させる第２反力Ｆ２が発生すると、この第２反力Ｆ２がストップ面１２２ａを介してストップ対向面１５１ａに摺動方向の第２分力ｆ２として、ラチェット歯１５１をラック歯１２２と噛み外れるように作用し、図６，図７に示されるように、ラック歯１２２がストップ対向面１５１ａを経て摺動対向面１５１ｂを滑動して１歯分もしくは数歯分戻すようになっている。
【００５６】
次に、図８〜図１０を主に参照し、図１，２を適宜参照して、ラチェット１５０を中心に、テンショナ１００についてさらに説明する。
図９，図１０に示されるように、ハウジング１１０は、ラチェット収容穴１１３を形成する内周面１１５、すなわちラチェット収容穴１１３の形成面を有する。内周面１１５は、ラチェット１５０における摺接面である外周面１５３が摺接することによりラチェット１５０を摺動方向に摺動自在に案内する案内面である。そして、摺動方向での内周面１１５の形成範囲Ｎｈ（図２参照）は、摺動方向での外周面１５３の形成範囲Ｎｒ（図２参照）、すなわち摺動方向でのラチェット本体１５２の長さよりも大きい。
なお、図９，図１０には、説明の便宜上、ラチェット１５０をラチェット収容穴１１３内で摺動自在とするための内周面１１５と外周面１５３との間の径方向の微小隙間ｇが誇張されて示されている。
【００５７】
図８，図９を参照すると、プランジャ１２０が第１反力Ｆ１で押圧されるときには、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓが第１分力ｆ１（図４参照）よりも大きいことから、ラチェット１５０は、プランジャ１２０により後退方向に押圧されて内周面１１５の後退方向側部分１１５ｂに押し付けられることで、摺動方向に平行な状態（すなわち、ラチェット１５０の中心軸線Ｌｒが摺動方向または中心軸線Ｌｈに平行な状態）である平行状態になる。このとき、外周面１５３は、内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触していない。
外周面１５３は、プランジャ１２０が前進するときに、プランジャ１２０により前進方向に押圧されて内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに押し付けられたラチェット１５０が反噛合い方向に移動するときに、および、ラチェット１５０が噛合い方向に移動するときに、内周面１１５に摺接する。
【００５８】
図１０を併せて参照すると、テンショナ１００は、第２反力Ｆ２の作用により後退するプランジャ１２０により押圧されて反噛合い方向に摺動するラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜したときに、外周面１５３が、該外周面１５３のプランジャ側端部１５３ａ（ラチェット本体１５２のプランジャ側端部でもある。）において内周面１１５の後退方向側部分１１５ｂに接触する一方で、外周面１５３の反プランジャ側端部１５３ｂ（ラチェット本体１５２の反プランジャ側端部でもある。）において内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することを防止する傾斜抑制構造を構成するストッパとしての突起１８０を備える。
【００５９】
突起１８０は、テンショナ１００において、ラチェット１５０以外の部材である非ラチェット部材とラチェット１５０とにおける一方の部材としてのラチェット１５０に設けられて、前記非ラチェット部材とラチェット１５０とにおける他方の部材としてのプランジャ１２０に当接可能である。
より具体的には、突起１８０は、プランジャ１２０の前進方向で最前位置にあるラチェット歯１５１である前端ラチェット歯１５１Ａに対して前進方向側に配置されていて、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側に位置する特定ラック歯１２２Ａの歯先１２３に当接可能である。
特定ラック歯１２２Ａは、前端ラチェット歯１５１Ａと噛み合っているラック歯１２２よりも、前進方向側に位置するラック歯１２２である。
【００６０】
突起１８０は、プランジャ１５０のプランジャ側端面１５４から噛合い方向に突出する台状の部分であり、ラチェット歯１５１の歯幅方向で、ラチェット歯１５１の歯幅とほぼ等しい幅を有する。そして、突起１８０の頂面１８０ａは、前進方向にラック歯１２２の１ピッチ以上の幅で延びていて、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側部分１１５ａのほぼ全体に亘って形成されている。
頂面１８０ａは中心軸線Ｌｒに直交する平面である。
【００６１】
そして、ラチェット歯１５１とラック歯１２２とが噛合い状態にあり、第２反力Ｆ２が作用しているプランジャ１２０により後退方向に押圧されているラチェット１５０が、後退するプランジャ１２０により傾斜を開始する直前の状態（以下、「傾斜直前状態」という。）にあって、本実施例ではラチェット１５０が前記平行状態にあるとき、特定ラック歯１２２Ａの歯先１２３と突起１８０との間には、摺動方向での微小な隙間Ｅが形成されている。
【００６２】
この傾斜直前状態から、プランジャ１２０の後退により、ラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜すると、突起１８０の頂面１８０ａが歯先１２３に当接して、ラチェット１５０がさらに傾斜することが防止される。このとき、突起１８０と歯先１２３との当接位置Ｐ（図１０参照）は、ラチェット１５０の中心軸線Ｌｒと、前端ラチェット歯１５１Ａとに対して前進方向側に位置するとともに、プランジャ１２０の後退につれてラチェット１５０が反噛合い方向に摺動するとき、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側で延びている頂面１８０ａ上で後退方向に移動する。このため、当接位置Ｐが頂面１８０ａ上を移動する間、傾斜抑制効果を維持することができ、かつ傾斜抑制摺動範囲を大きくすることができる。
【００６３】
そして、頂面１８０ａと歯先１２３とが当接位置Ｐで当接することにより、外周面１５３が反プランジャ側端部１５３ｂにおいて内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することが防止されて、外周面１５３が、プランジャ側端部１５３ａで内周面１１５の後退方向側部分１１５ｂおよび反プランジャ側端部１５３ｂで内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触する状態、すなわちラチェット１５０が両側接触傾斜状態になることが防止される。
【００６４】
そして、当接位置Ｐが前端ラチェット歯１５１Ａから前進方向に離れているほど、また隙間Ｅが小さいほど、両側接触傾斜状態の発生を防止する傾斜抑制効果が高められ、また該傾斜抑制効果が奏される摺動方向でのラチェット１５０の摺動範囲（以下、「傾斜抑制摺動範囲」という。）が大きくなる。
突起１８０は、ラチェット本体１５２に一体成形により形成されるが、別の例として、突起１８０がラチェット本体１５２とは別個の部材により構成され、ラチェット本体１５２に一体に固定されて設けられてもよい。
【００６５】
そして、中心軸線Ｌｒと摺動方向とが平行である、または前記平行状態であるときに、図９に示されるように、ラック歯１２２とラチェット歯１５１とが噛合い状態にあり、かつラチェット１５０が噛合い方向で最も突出している最突出位置を占めるとき、中心軸線方向または摺動方向でのラチェット１５０のプランジャ側端面１５４から当接位置Ｐまでの突起１８０の高さＨと、ラック歯１２２の歯丈Ｔと、中心軸線方向または摺動方向でのラック歯１２２の歯底１２２ｃとプランジャ側端面１５４との間隔Ｂと、中心軸線方向または摺動方向でのラチェット歯１５１の歯底１５１ｃとプランジャ側端面１５４との距離Ｄとは、次の関係式、
Ｈ＜Ｔ−Ｂ （１）
Ｈ＞Ｄ （２）
を満たすように設定される。
【００６６】
そして、関係式（１）が成立することにより、ラチェット１５０が噛合い方向での最大突出位置を占めているとき、傾斜開始直前状態で、歯先１２３と頂面１８０ａとの間に隙間Ｅが形成される。また、関係式（２）が成立することにより、後退するプランジャ１２０によるラチェット１５０の傾斜を抑制するためには、突起１８０と歯先１２３とを当接状態にすればよく、ラチェット歯１５１の歯底１５１ｃとラック歯１２２の歯先１２３とを当接状態にする必要はない。
なお、中心軸線方向は、中心軸線Ｌｒに平行な方向である。
【００６７】
つぎに、タイミングチェーンＣの張力過多時におけるラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛み外れ動作について、図１，図５乃至図７，図１０を参照して、説明する。
なお、図６，図７には、エンジン始動後にタイミングチェーンＣに過大張力が発生したときに、プランジャ１２０が後退を開始する前のプランジャ１２０の前端部およびラチェット１５０の位置が二点鎖線で示されている。
【００６８】
まず、エンジン始動後のタイミングチェーンＣの張力過多時にタイミングチェーンＣからプランジャ１２０を後退させる第２反力Ｆ２が発生すると、図５に示されるように、この第２反力Ｆ２が摺動方向の第２分力ｆ２として作用する。
【００６９】
そして、ラチェット１５０の摺動方向の第２分力ｆ２が作用すると、図６に示されるように、ストップ面１２２ａがストップ対向面１５１ａを滑動しながらプランジャ１２０が後退し始めて、ラチェット１５０は、後退方向で内周面１１５に押し付けられた状態で、図１０に示されるように傾斜状態になる。そして、プランジャ１２０が後退するにつれて、ラチェット１５０は、頂面１８０ａと歯先１２３とが当接状態を維持する範囲内で両側接触傾斜状態になることが防止された状態で、反噛合い方向に摺動して、プランジャ１２０のラック歯１２２がラチェット１５０のラチェット歯１５１と外れていく。
【００７０】
次いで、ラック歯１２２がラチェット歯１５１と外れると同時に、ラチェット付勢用ばね１６０により付勢されたラチェット１５０は、噛合い方向に摺動して摺動面１２２ｂが摺動対向面１５１ｂを滑動し始め、ラチェット１５０は外周面１５３において前進方向で内周面１１５に接触しつつ噛合い方向に摺動しながら、プランジャ１２０が後退し続けていく。
【００７１】
さらに、摺動面１２２ｂが摺動対向面１５１ｂを滑動しながらプランジャ１２０が後退し続けると、図７に示されるように、後続する新たなラック歯１２２のストップ面１２２ａがストップ対向面１５１ａに当接する。そして、プランジャ１２０に依然として第２反力Ｆ２が作用しているときは、前述の動作と同様に、プランジャ１２０の後退が許容される。
このようにして、プランジャ１２０がラック歯１２２の１歯分もしくは数歯分だけ後退することにより、タイミングチェーンＣの張力変動やエンジンの温度変化などで発生するプランジャ１２０の過飛び出し状態および該過飛出し状態により発生する過大張力が解消される。
【００７２】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
チェット式テンショナ１００のラチェット機構Ｒは、ハウジング１１０に設けられたラチェット収容穴１１３内に摺動自在に収容されて摺動方向に移動するラチェット１５０と、プランジャ１２０に設けられてラチェット１５０のラチェット歯１５１と噛合い可能なラック歯１２２と、噛合い方向にラチェット１５０を付勢するラチェット付勢用ばね１６０とを備え、ラチェット機構Ｒは、タイミングチェーンＣからプランジャ１２０に作用する反力Ｆが、タイミングチェーンＣに発生する張力が過大張力であるときの第２反力Ｆ２であるときに、プランジャ１２０の後退を許容し、ハウジング１１０は、ラチェット１５０の外周面１５３が摺接することによりラチェット１５０を摺動方向に案内する内周面１１５を有し、第２反力Ｆ２の作用で後退するプランジャ１２０により押圧されたラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜することにより外周面１５３が内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することを防止する傾斜抑制構造としてのストッパである突起１８０を備える。
この構成により、摺動方向への移動時に内周面１１５に摺接する外周面１５３を有するラチェット１５０は、過大張力が発生している張力過多時のタイミングチェーンＣから作用する第２反力Ｆ２により後退するプランジャ１２０により後退方向で内周面１１５に押し付けられたときに、突起１８０は、ラチェット１５０が傾斜することにより外周面１５３が内周面１１５の前進方向側部分１１５ａおよび後退方向側部分１１５ｂに接触する両側接触傾斜状態になることを防止する。このため、ラチェット１５０が両側接触傾斜状態になって内周面１１５の前進方向側部分１１５ａおよび後退方向側部分１１５ｂに接触する場合に比べて、ラチェット１５０は内周面１１５に対して反噛合い方向に円滑に摺動することができ、反噛合い方向へのラチェット１５０の摺動性が向上する。
しかも、突起１８０による両側接触傾斜状態の発生防止効果は、プランジャ１２０が後退方向へのラチェット１５０の押圧を開始した直後に、ほぼ静止状態にあるラチェット１５０が反噛合い方向へ摺動を開始する摺動開始時期を含む期間に奏されるので、傾斜抑制構造によりラチェット１５０に作用する静止摩擦力の低減が可能になる。
この結果、ラック歯１２２からのラチェット歯１５１の噛外れが迅速に行われて、プランジャ１２０の後退の迅速化が可能になり、過飛び出し状態およびタイミングチェーンＣの過大張力の解消を迅速化できるので、過大張力に起因するタイミングチェーンＣの負担および騒音の減少が可能になる。
【００７３】
傾斜抑制構造がラチェット１５０に設けられてプランジャ１２０に当接可能な突起１８０により構成されるので、傾斜抑制構造を簡単な構造で実現することができる。
また、突起１８０とラック歯１２２の歯先１２３との当接位置Ｐは、ラチェット１５０の中心軸線Ｌｒと、前進方向で最前位置にあるラチェット歯１５１である前端ラチェット歯１５１Ａとに対して前進方向側に位置する。この構成により、当接位置Ｐは、中心軸線Ｌｒおよび前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側にあることから、該当接位置Ｐが前端ラチェット歯１５１Ａよりもラチェット１５０の傾斜方向である前進方向側に位置する分、例えば、当接位置Ｐがプランジャ１２０の進退方向でラチェット歯１５１と同じ位置に設けられる場合に比べて、傾斜抑制摺動範囲（すなわち、両側接触傾斜状態の発生防止効果が奏される摺動方向でのラチェット１５０の摺動範囲）を大きくすることができる。この結果、反噛合い方向へのラチェット１５０の摺動性が向上するラチェット１５０の傾斜抑制摺動範囲を拡大できるので、プランジャ１２０の後退およびタイミングチェーンＣの過大張力の解消を迅速化を向上させることができて、過大張力に起因するタイミングチェーンＣの負担および騒音の一層の減少が可能になる。
【００７４】
また、突起１８０が特定ラック歯１２２Ａの歯先１２３に当接可能であることにより、突起１８０が特定ラック歯１２２Ａと当接することでラチェット１５０の傾斜が抑制される。この結果、ラック歯１２２を利用することにより、簡単な構造で傾斜抑制構造を構成することができる。
【００７５】
突起１８０の高さＨと、ラック歯１２２の歯丈Ｔと、ラック歯１２２の歯底１２２ｃとプランジャ側端面１５４との間の距離Ｂとが、次の関係式
Ｈ＜Ｂ−Ｔ
を満たすことにより、ラチェット１５０が噛合い方向での最大突出位置を占めているとき、ラック歯１２２の歯先１２３とストッパとの間には、摺動方向で隙間Ｅが形成されるので、突起１８０がプランジャ１２０の進退方向への移動を妨げることが防止される。この結果、ラチェット１５０のプランジャ側端面１５４からプランジャ１２０に向けて突出する突起１８０を備えるテンショナ１００において、進退方向でのプランジャ１２０の良好な移動性を確保しながら、突起１８０が奏する傾斜抑制効果によりプランジャ１２０の後退の迅速性を向上させることができる。
【００７６】
突起１８０の高さＨと、ラチェット歯１５１の歯底１５１ｃとラチェット１５０のプランジャ側端面１５４との距離Ｄとが、次の関係式
Ｈ＞Ｄ
を満たすことにより、突起１８０の高さＨが距離Ｄよりも大きいことから、ラチェット１５０の傾斜を抑制するためにラチェット歯１５１の歯底１５１ｃとラック歯１２２の歯先とを当接状態にする必要がないので、該当接状態とすることよるラチェット歯１５１の歯底１５１ｃおよびラック歯１２２の歯先の摩耗を防止することができる。
【００７７】
突起１８０の頂面１８０ａは、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側部分１１５ａのほぼ全体に亘って形成されていることにより、当接位置Ｐをラチェット歯１５１およびラック歯１２２の歯幅方向に広く設定できるので、当接状態でのラチェットが進退方向の回りで揺動することが防止されて、反噛合い方向へのラチェット１５０の摺動性の向上に寄与する。
【００７８】
また、プランジャ１２０は、プランジャ付勢用ばね１３０およびエンジンの運転時に供給される外部圧油が導かれる高油圧室内の油圧により付勢されて進退方向で前進し、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓは、エンジン始動時に発生するラチェット１５０の摺動方向の第１分力ｆ１より大きく設定されているとともにエンジン始動後のタイミングチェーンＣの張力過多時に発生するラチェット１５０の摺動方向の第２分力ｆ２より小さく設定されている。
この構成により、高圧油室１３１内の油圧が第１反力Ｆ１に対向するのに十分でない低油圧状態にあるエンジン始動時にプランジャ１２０の後退変位を抑制することで、タイミングチェーンＣのバタツキ音を低減することができるとともに、エンジン始動後のタイミングチェーンＣの過大張力によってプランジャ１２０の後退変位を許容することで、プランジャ１２０の焼き付きを防止することができる。しかも、特殊な高荷重対応のプランジャ付勢用ばねやオリフィス機構やオイルリザーブ機構を必要とせず、部品点数や製造コストを低減してテンショナ１００自体を小型化することができる。
【００７９】
そして、プランジャ１２０のラック歯１２２が、噛外れ方向に向かって前進方向側に傾斜するストップ面１２２ａと、噛外れ方向に向かって後退方向側に傾斜する摺動面１２２ｂとで凹凸状に形成されているとともに、ラチェット１５０のラチェット歯１５１が噛外れ方向に向かって前進方向側に傾斜するストップ対向面１５１ａと、噛外れ方向に向かって後退方向側に傾斜する摺動対向面１５１ｂとで凹凸状に形成され、しかも、ストップ面１２２ａの傾斜角θが摺動面１２２ｂの傾斜角αよりも小さく形成されている。
この構成により、エンジン始動後のタイミングチェーンＣの張力過多時にラチェット歯１５１とラック歯１２２に生じがちな歯欠けなどの摩損を防止しつつプランジャ１２０の後退方向の動きを規制せず後退変位を円滑に許容できるとともにラチェット付勢用ばね１６０に対する過度の衝撃も回避して優れた耐久性を発揮することができる。
【００８０】
次に、図１１乃至図１３を参照して、前記実施例の第１，第２変形例を説明する。この第１，第２変形例は、傾斜抑制構造の具体的構造が前記実施例とは相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。そして、実施例の部材などと同一の部材または対応する部材などについては、同一の符号が使用されている。
図１１は、実施例の第１変形例であるテンショナ１００のラチェット１５０の斜視図、図１２は、第１変形例において、図９に対応する図、図１３は、実施例の第２変形例であるテンショナ１００のラチェット１５０において、図９に対応する図である。
【００８１】
図１１を参照すると、第１変形例において、傾斜抑制構造を構成するストッパとしての突起１８１は、ラチェット本体１５２のプランジャ側端面１５４において、前端ラチェット歯１５１Ａに対して前進方向側に配置されていて、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側に位置する特定ラック歯１２２Ｂに当接可能である。特定ラック歯Ｂは、前端ラチェット歯１５１Ａが噛み合っているラック歯１２２である。
【００８２】
突起１８１は、ラチェット歯１５１に似た鋸歯状の突起であり、ラチェット歯１５１の歯幅方向に、前端ラチェット歯１５１Ａに沿って延びていて、特定ラック歯１２２Ｂにおいて前進方向側の歯面である摺動面１２２ｂに当接可能である。
また、中心軸線方向で、ラチェット１５０のプランジャ側端面１５４からの突起１８１の高さＨは、ラチェット歯１５１の高さＫよりも低く、しかも傾斜開始直前状態で、突起１８１と特定ラック歯１２２Ｂとは非接触状態にある。この構造により、突起１８１がプランジャ１２０の進退方向への移動を妨げることが防止されるので、進退方向でのプランジャ１２０の良好な移動性を確保しながら、突起１８１が奏する傾斜抑制効果によりプランジャ１２０の後退の迅速性を向上させることができる。
【００８３】
そして、傾斜開始直前状態では、突起１８１は、摺動方向で歯先１２２ｅよりも噛合い方向側に位置し、摺動面１２２ｂと突起１８１との間には、摺動方向および進退方向での微小な隙間Ｅが形成されている。
この傾斜直前状態から、プランジャ１２０の後退により、ラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜する（図１２に二点鎖線で示されている。）と、突起１８１が歯面１２２ｂに当接して、ラチェット１５０がさらに傾斜することが防止される。このとき、突起１８１と特定ラック歯１２２Ｂとの当接位置Ｐは、中心軸線Ｌｒと、前端ラチェット歯１５１Ａとに対して前進方向側に位置する。
【００８４】
そして、突起１８１と摺動面１２２ｂとが当接位置Ｐで当接することにより、外周面１５３がその反プランジャ側端部１５３ｂ（または、ラチェット本体１５２が反プランジャ側端部）において内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することが防止されて、ラチェット１５０が両側接触傾斜状態になることが防止される。
また、プランジャ１２０の後退につれてラチェット１５０が反噛合い方向に摺動するとき、当接位置Ｐは、摺動面１２２ｂ上で後退方向および反噛合い方向に移動する。このため、当接位置Ｐが摺動面１２２ｂ上で移動する間、傾斜抑制効果を維持することができ、かつ傾斜抑制摺動範囲を大きくすることができる。
そして、この第２実施例によれば、実施例と同様の作用および効果が奏される。
【００８５】
図１３を参照すると、第２変形例において、傾斜抑制構造を構成するストッパとしての突起１８２は、ラチェット１５０を収容するハウジング１１０において、前端ラチェット歯１５１Ａに対して前進方向側に配置されていて、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側に位置するラック歯１２２に当接可能である。ハウジング１１０は、テンショナ１００においてラチェット１５０以外の部材である非ラチェット部材である。
【００８６】
突起１８２は、ラチェット収容穴１１３に配置され、内周面１１５に対して径方向内方または中心軸線Ｌｒに向かって突出している板状の部分であり、前進方向側で、ラチェット１５０のプランジャ側端面１５４に当接可能である。
突起１８２はラチェット収容穴１１３内に配置されていることより、突起１８２がプランジャ１２０の進退方向への移動を妨げることが防止されるので、進退方向でのプランジャ１２０の良好な移動性を確保しながら、突起１８２が奏する傾斜抑制効果によりプランジャ１２０の後退の迅速性を向上させることができる。
【００８７】
そして、傾斜開始直前状態では、プランジャ側端面１５４と突起１８２との間には、摺動方向での微小な隙間Ｅが形成されている。
この傾斜直前状態から、プランジャ１２０の後退により、ラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜する（図１２に二点鎖線で示されている。）と、プランジャ側端面１５４の縁部１５４ａと突起１８２とが当接位置Ｐで当接することにより、ラチェット１５０が両側接触傾斜状態になることが防止される。当接位置Ｐは、中心軸線Ｌｒと、前端ラチェット歯１５１Ａとに対して前進方向側に位置する。
そして、この第３実施例によれば、実施例と同様の作用および効果が奏される。
【００８８】
以下、前述した実施例、第１，第２変形例の一部の構成を変更した例について、変更した構成に関して説明する。
突起１８０の頂面１８０ａの形成範囲は、ラチェット歯１５１の歯幅方向で、ラチェット歯１５１の歯幅よりも小さくてもよく、また進退方向で、プランジャ１２０の後退に基づく当接位置Ｐの移動経路が頂面１８０ａ上で確保されることを条件として、ラック歯１２２の１ピッチよりも小さくてもよい。
【００８９】
実施例において、図１０のＸＩＶ部の拡大図に対応する図である図１４に示されるように、ラチェット１５０の突起１８０の頂面１８０ａ上を後退方向に移動する当接位置Ｐの移動経路上に、当接位置Ｐが後退方向に移動するときにラチェット１５０の傾斜角の増加を抑制または防止するための隆起部１８５が、頂面１８０ａに設けられてもよい。突起１８０が有する該隆起部１８５は、当接位置Ｐが後退方向に移動するにつれて、噛合い方向に徐々に突出する傾斜面１８５ａを有する。そして、この傾斜面１８５ａ上で当接位置Ｐが後退方向に移動することにより、図１４において時計方向のモーメントをラチェット１５０に作用させることができる。これにより、ラチェット１５０の傾斜の増大が抑制または防止され、さらに好ましくはラチェット１５０の傾斜が減少して、ラチェット１５０が両側接触傾斜状態になることを防止することができる。
【００９０】
ラチェット１５０が摺動自在に収容される収容空間は、穴以外の空間であってもよい。
前記実施例では、ハウジング１１０の内周にラチェット１５０が嵌合したが、ハウジング１１０の一部分である支持部の外周にラチェット１５０が嵌合する場合には、請求項における案内面はハウジング１１０の前記支持部の外周面１５３により構成され、請求項における摺接面はラチェット１５０の内周面１１５により構成される。
進退方向と摺動方向との交差は、直交以外の形態でもよい。
巻掛け伝動体は、エンジンのタイミングチェーンＣ以外のチェーンまたはベルトであってもよく、また、エンジン以外の機械の巻掛け伝動装置に備えられてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１００ ラチェット式テンショナ
１１０ ハウジング
１１３ ラチェット収容穴
１１５ 内周面
１２０ プランジャ
１２２ ラック歯
１２２ａ ストップ面
１２２ｂ 摺動面
１２２Ａ，１２２Ｂ 特定ラック歯
１２３ 歯先
１３０ プランジャ付勢用ばね
１３１ 高圧油室、
１５０ ラチェット
１５１ ラチェット歯
１５１Ａ 前端ラチェット歯
１５１ａ ストップ対向面
１５１ｂ 摺動対向面
１５３ 外周面
１５４ プランジャ側端面
１５５、１５６，１５７ 第２摺接面
１６０ ラチェット付勢用ばね
１８０，１８１，１８２ 突起
Ｃ タイミングチェーン
Ｓ１，Ｓ２ スプロケット
Ｒ ラチェット機構
Ｆｓ ラチェット付勢用ばねの付勢力
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２ 反力
ｆ１，ｆ２ 分力
Ｌｒ 中心軸線
Ｅ 隙間
Ｐ 当接位置
θ ストップ面の傾斜角
α 摺動面の傾斜角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材に巻き掛けられて動力を伝達する巻掛け伝動体に張力を与えるラチェット式テンショナに関する。そして、該ラチェット式テンショナは、例えば、エンジンにおいて、カムシャフトなどを駆動する巻掛け伝動装置の巻掛け伝動体に対して使用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、テンショナは、ハウジングに進退方向に移動自在に支持されたプランジャに前進方向への付勢力を作用させて、該付勢力により前進するプランジャが巻掛け伝動体（例えば、エンジンのタイミングチェーン）に張力を与える。
【０００３】
このような従来のテンショナとして、例えば、図１５に示されるように、油室５１６内に配置されたスプリング５１８により付勢されるプランジャ５１４の進退方向と直交する方向に摺動自在にハウジング５１２に嵌挿されて該ハウジング５１２との間で副油室５２０を形成するピストン５２６と、副油室５２０に外部油圧を作用させるための油路５４４と、ピストン５２６を副油室５２０に向かって付勢するスプリング５３４を内装して副油室５２０の反対側においてハウジング５１２とピストン５２６により区画形成された大気室５２８とを有し、この大気室５２８に大気と連通して副油室５２０に外部油圧が作用してピストン５２６がスプリング５３４の付勢力に抗して移動したときにピストン５２６によって閉塞される大気連通孔５３２が設けられ、プランジャ５１４のハウジング５１２に囲繞される部分にラック歯５３８が刻設され、ピストン５２６のロッド５２４の先端にラック歯５３８に噛合可能な複数の噛合歯５３６が設けられ、噛合歯５３６およびラック歯５３８のプランジャ後退阻止歯面がプランジャ５１４の進退方向に直角な歯面に形成されたテンショナ５００が採用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、ハウジングに進退方向に移動自在に支持されるとともにチェーンに張力を付与するために前進するプランジャと、プランジャを前進方向に付勢するプランジャ付勢手段と、チェーンから後退方向に作用する反力によるプランジャの後退を規制可能なラチェット機構とを備えるラチェット式テンショナにおいて、該ラチェット機構が、ハウジングに設けられたラチェット収容穴に摺動自在に収容されて摺動方向に移動するラチェットと、プランジャに設けられてラチェットのラチェット歯と噛合い可能なラック歯と、摺動方向でラチェット歯がラック歯と噛み合う噛合い方向にラチェットを付勢するラチェット付勢手段とを備え、ハウジングが、前記ラチェット収容穴を形成するとともにラチェットの摺接面が摺接することによりラチェットを摺動方向に案内する案内面を有するものも知られている。
【０００５】
しかしながら、チェーンの張力変動や、チェーンが取り付けられているエンジンの温度変化によるエンジン本体やチェーンの熱膨張などに起因して、チェーンの緩み時や伸長時に、プランジャが過度に前進した状態（以下、「過飛び出し状態」という。）になることがある。
そして、プランジャが過飛び出し状態になると、チェーンに過大張力が発生することから、この過大張力が発生しているチェーンからの反力によるプランジャの後退が規制されると、チェーンは、過大張力が作用している状態（以下、「張力過多」という。）のまま走行することになり、チェーンへの負担や騒音が増加する。
【０００６】
そこで、チェーンが張力過多のままで走行することを防止するために、プランジャの切欠き溝と、ばねにより付勢されて前記切欠き溝に係合するボールとから構成されるボール型ラチェットを備え、該ボール型ラチェットにより、チェーンの張力過多時にはプランジャを後退させるラチェット式テンショナが知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第２５５９６６４号公報（実用新案登録請求の範囲、図１）。
【特許文献２】特開２００４−３６７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、チェーンの張力過多時にプランジャの後退を許容するラチェット機構を、例えば特許文献１のテンショナ５００に使用されているような、プランジャに設けられたラック歯と、ハウジングに摺動自在に支持されるラチェットに設けられて前記ラック歯と噛合い可能なラチェット歯とを備える構造で実現しようとする場合に、過大張力を速やかに減少させるためには、ハウジングに対して摺動自在なラチェットを、ラチェット歯がラック歯から噛み外れる方向に速やかに摺動させて、プランジャを速やかに後退させる必要がある。
【０００９】
しかしながら、チェーンから作用する反力で後退するプランジャによりハウジングに設けられた案内面に押し付けられたラチェットが、摺動方向に対して進退方向に傾斜する傾斜状態になって、摺動方向での摺接面の両端部が、案内面の前進方向側および後退方向側において点接触する（例えば、摺動方向でのラチェットの両端部の角部が接触する場合。）と、案内面との間でのラチェットの摺動性が損なわれて、ラチェット歯がラック歯から噛み外れるためのラチェットの摺動方向での移動が円滑に行われないことがある。
【００１０】
また、前記特許文献１に開示されたテンショナ５００のように、プランジャを前進方向に付勢するプランジャ付勢手段が、プランジャ付勢用ばねと、ハウジングおよびプランジャ間に形成された高圧油室にエンジンが備える油圧源から供給された外部圧油とにより構成されるテンショナでは、エンジン始動時などのように、エンジン停止中における高圧油室への空気の侵入などに起因して、高圧油室にプランジャの後退を規制するための十分な油圧が存在していない場合に、チェーンからの反力によりプランジャが後退して、バタツキ音と称する打音による騒音が発生するという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、巻掛け伝動体に張力を付与するためにハウジングから前進するプランジャのラック歯と、ハウジングの収容空間内に摺動自在に収容されたラチェットのラチェット歯とが噛み合うことにより、プランジャの後退を規制可能なラチェット式テンショナにおいて、巻掛け伝動体の張力過多時におけるプランジャの後退を許容するとともに、プランジャの後退の迅速化を図り、以って過大張力に起因する巻掛け伝動体の負担および騒音の減少を図ることである。
また、本発明の別の目的は、テンショナの高圧油室内の油圧が反力に対向するのに十分でない低油圧状態にあるときに、プランジャの後退を阻止して、プランジャが後退することに起因する騒音の低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、ハウジング（１１０）と、前記ハウジング（１１０）に進退方向に移動自在に支持されるとともに回転部材（Ｓ１，Ｓ２）に巻き掛けられた巻掛け伝動体（Ｃ）に張力を付与するために前記ハウジング（１１０）から前記進退方向で前進するプランジャ（１２０）と、前記プランジャ（１２０）を前進方向に付勢するプランジャ付勢手段と、前記巻掛け伝動体（Ｃ）から後退方向に作用する反力（Ｆ）による前記プランジャ（１２０）の後退を規制可能なラチェット機構（Ｒ）とを備えるラチェット式テンショナにおいて、前記ラチェット機構（Ｒ）は、前記ハウジング（１１０）に設けられた収容空間（１１３）内に摺動自在に収容されて前記進退方向と交差する摺動方向に移動するラチェット（１５０）と、前記プランジャ（１２０）に設けられて前記ラチェット（１５０）のラチェット歯（１５１）と噛合い可能なラック歯（１２２）と、前記ラチェット歯（１５１）が前記ラック歯（１２２）に噛み合うときの前記摺動方向での噛合い方向に前記ラチェット（１５０）を付勢するラチェット付勢手段（１６０）とを備え、前記ラチェット機構（Ｒ）は、前記反力（Ｆ）が、前記巻掛け伝動体（Ｃ）に発生する張力が過大張力よりも小さいときの第１反力（Ｆ１）であるときに、前記ラチェット歯（１５１）と前記ラック歯（１２２）との噛合いにより前記プランジャ（１２０）の後退を規制し、前記反力（Ｆ）が、前記張力が前記過大張力であるときの第２反力（Ｆ２）であるときに、前記ラチェット（１５０）が反噛合い方向に摺動して前記ラチェット歯（１５１）が前記ラック歯（１２２）から噛み外れることにより前記プランジャ（１２０）の後退を許容し、前記ハウジング（１１０）は、前記収容空間（１１３）を形成するとともに前記ラチェット（１５０）の摺接面（１５３）が摺接することにより前記ラチェット（１５０）を前記摺動方向に案内する案内面（１１５）を有し、前記第２反力（Ｆ２）の作用で後退する前記プランジャ（１２０）により押圧された前記ラチェット（１５０）が前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜することにより前記摺接面（１５３）が前記案内面（１１５）の前進方向側部分（１１５ａ）に接触することを防止する傾斜抑制構造（１８０，１８１，１８２）を備えることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記傾斜抑制構造（１８０，１８１，１８２）は、前記ラチェット（１５０）以外の部材である非ラチェット部材および前記ラチェット（１５０）の一方の部材に設けられて、前記非ラチェット部材および前記ラチェット（１５０）の他方の部材に前記摺動方向で当接可能なストッパ（１８０，１８１，１８２）であり、前記ストッパ（１８０，１８１，１８２）と前記他方の部材との当接位置（Ｐ）は、前記ラチェット（１５０）の中心軸線（Ｌｒ）、前記前進方向で最前位置にある前記ラチェット歯（１５１）である前端ラチェット歯（１５１Ａ）とに対して前進方向側に位置することにより、前述した課題を解決したものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記一方の部材は、前記ラチェット（１５０）であり、前記他方の部材は、前記非ラチェット部材である前記プランジャ（１２０）であり、前記ストッパ（１８０，１８１）は、前記噛合い方向に突出している突起（１８０，１８１）であり、前記ラック歯（１２２Ａ，１２２Ｂ）の歯先（１２３）または歯面（１２２ｂ）に当接可能であることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前請求項３に係る発明において、前記ラチェット（１５０）が前記噛合い方向での最大突出位置を占めて前記ラチェット歯（１５１）と前記ラック歯（１２２）とが噛合い状態にあるときに、前記ラチェット（１５０）のプランジャ側端面（１５４）から前記歯先（１２３）との前記当接位置（Ｐ）までの前記突起（１８０）の高さＨと、前記ラック歯（１２２）の歯丈Ｔと、前記ラック歯（１２２）の歯底（１２２ｃ）と前記プランジャ側端面（１５４）との間の距離Ｂとが、次の関係式
Ｈ＜Ｂ−Ｔ
を満たすことにより、前述した課題を解決したものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記高さＨと、前記ラチェット歯（１５１）の歯底（１５１ｃ）と前記プランジャ側端面（１５４）との距離Ｄとが、次の関係式
Ｈ＞Ｄ
を満たすことにより、前述した課題を解決したものである。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に係る発明において、前記ラチェット付勢手段（１６０）が前記ラチェット（１５０）を前記噛合い方向に付勢する付勢力（Ｆｓ）は、前記第１反力（Ｆ１）で発生する前記摺動方向の第１分力（ｆ１）よりも大きく設定されているとともに、前記第２反力（Ｆ２）で発生する前記摺動方向の第２分力（ｆ２）よりも小さく設定されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記ラック歯（１２２）が、前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜するストップ面（１２２ａ）と、前記反噛合い方向に向かって前記後退方向に傾斜する摺動面（１２２ｂ）とで凹凸状に形成され、前記ラチェット歯（１５１）が、前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜するストップ対向面（１５１ａ）と、前記反噛合い方向に向かって前記後退方向に傾斜する摺動対向面（１５１ｂ）とで凹凸状に形成されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明において、前記ストップ面（１２２ａ）の傾斜角（θ）が、前記摺動面（１２２ｂ）の傾斜角（α）よりも小さく形成されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【００２０】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に係る発明において、前記ハウジング（１１０）は、前記回転部材（Ｓ１，Ｓ２）を回転させるエンジンに取り付けられ、前記プランジャ付勢手段は、前記ハウジング（１１０）に形成された高油圧室（１３１）に前記エンジンの運転時に供給される圧油を含み、前記第１反力（Ｆ１）は、前記エンジンの始動時に発生する前記反力（Ｆ）を含み、前記第２反力（Ｆ２）は、前記エンジンの始動後に発生する前記反力（Ｆ）を含むことにより、エンジンに関連して、前述した課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明によれば、ハウジングに設けられた収容空間に収容されるとともに摺動方向への移動時に案内面に摺接する摺接面を有するラチェットは、過大張力が発生している張力過多時の巻掛け伝動体から作用する第２反力により後退するプランジャにより後退方向で案内面に押し付けられたときに、傾斜抑制構造は、ラチェットが傾斜することにより摺接面が案内面の前進方向側部分および後退方向側部分に接触する状態（以下、「両側接触傾斜状態」という。）になることを防止する。このため、ラチェットが両側接触傾斜状態になって案内面の前進方向側部分および後退方向側部分に接触する場合に比べて、ラチェットは案内面に対して反噛合い方向に円滑に摺動することができ、反噛合い方向へのラチェットの摺動性が向上する。
しかも、傾斜抑制構造による両側接触傾斜状態の発生防止効果は、プランジャが後退方向へのラチェットの押圧を開始した直後に、ほぼ静止状態にあるラチェットが反噛合い方向へ摺動を開始する摺動開始時期を含む期間に奏されるので、傾斜抑制構造によりラチェットに作用する静止摩擦力の低減が可能になる。
この結果、ラック歯からのラチェット歯の噛外れが迅速に行われて、プランジャの後退の迅速化が可能になり、巻掛け伝動体の過大張力の解消を迅速化できるので、過大張力に起因する巻掛け伝動体の負担および騒音の減少が可能になる。
【００２２】
請求項２に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
傾斜抑制構造が、非ラチェット部材およびラチェットの一方の部材に設けられて他方の部材に当接可能なストッパにより構成されるので、傾斜抑制構造を簡単な構造で実現することができる。
また、ストッパと他方の部材との当接位置は、ラチェットの中心軸線および前端ラチェット歯よりも前進方向側にあることから、該当接位置が前端ラチェット歯よりもラチェットの傾斜方向である前進方向側に位置する分、両側接触傾斜状態の発生防止効果が奏される摺動方向でのラチェットの摺動範囲（以下、「傾斜抑制摺動範囲」という。）を大きくすることができる。この結果、反噛合い方向へのラチェットの摺動性が向上するラチェットの傾斜抑制摺動範囲を拡大できるので、プランジャの後退および巻掛け伝動体の過大張力の解消を迅速化を向上させることができて、過大張力に起因する巻掛け伝動体の負担および騒音の一層の減少が可能になる。
【００２３】
請求項３に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ストッパがプランジャのラック歯と当接することによりラチェットの傾斜が抑制されるので、ラック歯を利用することにより、簡単な構造で傾斜抑制構造を構成することができる。
そして、ストッパがラック歯の歯先に当接する場合には、ストッパの形状を簡単化することができるので、ストッパの形成が容易になる。
また、ストッパがラック歯の歯面に当接する場合には、当接位置がラック歯の歯底と歯先との間になるので、ストッパがラック歯の歯先に当接する場合に比べて、傾斜抑制摺動範囲を大きくすることができる。
【００２４】
請求項４に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ラチェットが噛合い方向での最大突出位置を占めているとき、ラック歯の歯先とストッパとの間には、摺動方向で隙間Ｅが形成されるので、突起がプランジャの進退方向への移動を妨げることが防止される。この結果、ラチェットのプランジャ側端面からプランジャに向けて突出するストッパを備えるテンショナにおいて、進退方向でのプランジャの良好な移動性を確保しながら、突起が奏する傾斜抑制効果によりプランジャの後退の迅速性を向上させることができる。
【００２５】
請求項５に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
突起の高さＨが距離Ｄよりも大きいことから、ラチェットの傾斜を抑制するためにラチェット歯の歯底とラック歯の歯先とを当接状態にする必要がないので、該当接状態とすることよるラチェット歯の歯底および歯先の摩耗を防止することができる。
【００２６】
請求項６に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ラチェット付勢手段の付勢力が巻掛け伝動体からプランジャを後退させる第１反力で発生するラチェットの摺動方向の第１分力よりも大きく設定されていることにより、プランジャを後退させる反力が発生すると、ラチェット付勢手段の付勢力がラチェットに作用して、ラチェット歯がプランジャのラック歯と噛み合うため、プランジャの後退方向の動きを規制して後退変位を阻止し、巻掛け伝動体のバタツキ音を低減することができるばかりでなく、プランジャ付勢手段の付勢力が単にプランジャを突出付勢させる付勢力のみで充足されるため、特殊な高荷重対応のプランジャ付勢用ばねやオリフィス機構やオイルリザーブ機構を必要とせず、部品点数や製造コストを低減してテンショナ自体を小型化することができる。
【００２７】
また、ラチェット付勢手段の付勢力が巻掛け伝動体の張力過多時にプランジャを後退させる第２反力で発生するラチェットの摺動方向の第２分力より小さく設定されていることにより、張力過多時にプランジャを後退させる第２反力が発生すると、ラチェット付勢手段の付勢力がラチェットのラチェット歯に作用してラチェットのラチェット歯とプランジャのラック歯とが噛み外れ、ラチェット付勢手段の付勢力が第２分力よりも大きくなるまでプランジャを後退させるため、巻掛け伝動体の張力過多によってバックラッシュが生じたプランジャの後退方向の動きを規制せず後退変位を許容してプランジャの焼き付きを防止することができるばかりでなく、このラチェット付勢手段の付勢力を調整することにより過大張力による噛み外れのタイミングが調整可能になるため、プランジャの焼き付きを確実に防止することができる。
【００２８】
請求項７に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ラック歯がラチェットの反噛合い方向に対して前進方向側に傾斜するストップ面と反噛合い方向に対して後退方向側に傾斜する摺動面とで凹凸状に形成されているとともに、ラチェット歯がラチェットの反噛合い方向に対して前進方向側に傾斜するストップ対向面と反噛合い方向に対して後退方向側に傾斜する摺動対向面とで凹凸状に形成されていることにより、張力過多時にプランジャを後退させる第２反力が発生すると、この反力がプランジャ側のストップ面を介してラチェットのストップ対向面に分力として作用し、このラチェットのストップ対向面に作用した分力がラチェットの摺動方向の更に小さな分力としてラチェットのラチェット歯をプランジャのラック歯と噛み外れるように作用し、プランジャのラック歯がラチェットのストップ対向面を経て摺動対向面を滑動して１歯分戻すため、張力過多時にラチェットのラチェット歯とプランジャのラック歯に生じがちな歯欠けなどの摩損を防止しつつプランジャの後退方向の動きを規制せず後退変位を円滑に許容することができるとともにラチェット付勢用手段に対する過度の衝撃も回避して優れた耐久性を発揮することができる。
【００２９】
請求項８に係る発明によれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
ストップ面の傾斜角が摺動面の傾斜角より小さく形成されていることにより、プランジャを後退させる第１反力が発生してもプランジャのラック歯とラチェットのラチェット歯との噛み外れが阻止するため、プランジャの後退を阻止することができる。
【００３０】
請求項９に係る本発明のラチェット式テンショナによれば、引用された請求項に係る発明が奏する効果に加えて、次の効果が奏される。
高圧油室内の油圧が第１反力に対向するのに十分でない低油圧状態にあるエンジン始動時にプランジャを後退させようとする第１反力が発生したときに、プランジャのラック歯とラチェットのラチェット歯との噛み外れが阻止されるため、エンジン始動時にプランジャの後退を阻止することができる。また、エンジン始動後での張力過多時にプランジャを後退させる第２反力が発生したときに、プランジャの後退が許容されるため、過大張力を速やかに減少させることができる。したがって、エンジンにおいて、前述した発明の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例であるラチェット式テンショナの使用態様図。
【図２】図１のテンショナの断面図。
【図３】図１のテンショナのプランジャが前進するときのラック歯とラチェット歯との噛合い状態を説明する図。
【図４】エンジン始動時にプランジャの後退が阻止されるときのラック歯とラチェット歯との噛合い状態を説明する図。
【図５】タイミングチェーンの張力過多時にプランジャが後退を開始するときのラック歯とラチェット歯との噛合い状態を説明する図。
【図６】タイミングチェーンの張力過多時にプランジャが後退しているときのラック歯とラチェット歯との噛合い状態を説明する図。
【図７】タイミングチェーンの張力過多時にプランジャが後退を終了したときのラック歯とラチェット歯との噛合いを説明する図。
【図８】図１のテンショナのラチェットの斜視図。
【図９】エンジン始動時にプランジャの後退が阻止されるときのラチェットの状態を説明する断面図。
【図１０】タイミングチェーンの張力過多時にプランジャが後退を開始した後のラチェットの状態を説明する断面図。
【図１１】実施例の第１変形例であるラチェット式テンショナのラチェットの斜視図。
【図１２】第１変形例において、図９に対応する図。
【図１３】実施例の第２変形例であるラチェット式テンショナのラチェットにおいて、図９に対応する図。
【図１４】実施例の別の変形例であるラチェット式テンショナのラチェットにおいて、図１０のＸＩＶ部の拡大図に対応する図。
【図１５】従来のテンショナの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を、その実施例に基づいて、図１〜図１４を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施例に係るラチェット式テンショナ１００の使用態様図、図２は、図１のテンショナ１００の断面図、図３は、図１のテンショナ１００のプランジャ１２０が前進するときのラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛合い状態を説明する図、図４は、エンジン始動時にプランジャ１２０の後退が阻止されるときのラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛合い状態を説明する図、図５は、タイミングチェーンＣの張力過多時に、プランジャ１２０が後退を開始するときのラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛合い状態を説明する図、図６は、タイミングチェーンＣの張力過多時に、プランジャ１２０が後退しているときのラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛合い状態を説明する図、図７は、タイミングチェーンＣの張力過多時に、プランジャ１２０が後退を終了したときのラック１２２歯とラチェット歯１５１との噛合いを説明する図、図８は、図１のテンショナ１００のラチェット１５０の斜視図、図９は、エンジン始動時にプランジャ１２０の後退が阻止されるときのラチェット１５０の状態を説明する断面図、図１０は、タイミングチェーンＣの張力過多時にプランジャ１２０が後退を開始した後のラチェット１５０の状態を説明する断面図である。
なお、図９，図１０では、断面図であるラチェット１５０のハッチングが省略されている。
【００３３】
図１を参照すると、本発明の実施例であるラチェット式テンショナ１００は、機械としてのエンジン（図示されず）に備えられ、該エンジンの駆動軸であるクランクシャフトにより回転駆動される駆動側のスプロケットＳ１と、被駆動軸である１対のカムシャフトにそれぞれ固定されている１対の被駆動側のスプロケットＳ２とに巻き掛けられている帯状の巻掛け伝動体としての無端のチェーンであるタイミングチェーンＣの弛み側で機械本体としてのエンジン本体に取り付けられている。
ここで、スプロケットＳ１、１対の被駆動側のスプロケットＳ２およびタイミングチェーンＣは、巻掛け伝動装置を構成する。
【００３４】
テンショナ１００において、そのハウジング１１０から進退方向で前進・後退自在に突出しているプランジャ１２０が、エンジン本体に揺動自在に支持されている可動レバーＡの揺動端近傍の背面を押圧することにより、可動レバーＡを介してタイミングチェーンＣの弛み側に張力を付与している。
タイミングチェーンＣの張り側にはタイミングチェーンＣの走行を案内する固定ガイドＧがエンジン本体に取り付けられている。
【００３５】
図１において、駆動側の回転部材であるスプロケットＳ１が矢印の方向に回転すると、タイミングチェーンＣが矢印の方向に走行し、このタイミングチェーンＣの走行によって、被駆動側の回転部材であるスプロケットＳ２が矢印の方向に回転し、スプロケットＳ１の回転がスプロケットＳ２に伝達される。
【００３６】
図２に示されるように、テンショナ１００は、エンジン本体から供給された外部圧油を導入する油供給路１１１が形成されたハウジング１１０と、該ハウジング１１０に進退方向に往復移動自在に支持されるとともに走行状態にあるタイミングチェーンＣ（図１参照）に張力を付与するためにハウジング１１０に形成されたプランジャ収容穴１１２からから進退方向で前進する円柱状のプランジャ１２０と、ハウジング１１０のプランジャ収容穴１１２とプランジャ１２０の中空部１２１との間に形成される高圧油室１３１に配置されてプランジャ１２０を前進方向に付勢する付勢力を発生するプランジャ付勢部材としてのプランジャ付勢用ばね１３０と、プランジャ収容穴１１２に組み込まれて高圧油室１３１内から油供給路１１１への圧油の逆流を阻止する逆止弁ユニット１４０と、タイミングチェーンＣ（図１参照）から後退方向に作用する反力Ｆ（図４，図５参照）によりプランジャ１２０が進退方向で後退することを規制可能なラチェット機構Ｒとを備える。
【００３７】
前記外部圧油は、テンショナ１００の外部から油供給路１１１を介して高圧油室１３１に導かれる圧油であり、エンジンに備えられて該エンジンの運転および停止に対応して作動および停止が行われる油圧源であるオイルポンプから供給される。したがって、高圧油室１３１への外部圧油の供給は、エンジンの運転時に行われ、エンジンの停止時に停止される。
プランジャ付勢用ばね１３０および高圧油室１３１内の圧油は、プランジャ１２０を前進方向に付勢するプランジャ付勢手段を構成する。
【００３８】
ラチェット機構Ｒは、ハウジング１１０に設けられた収容空間としてのラチェット収容穴１１３内に摺動自在に嵌挿された状態で摺動方向に摺動するラチェット１５０と、ラチェット１５０に設けられた１以上の所定数の、ここでは複数としての２つのラチェット歯１５１と噛合い可能にプランジャ１２０の外周面の一部分に設けられた複数のラック歯１２２と、ラチェット歯１５１がラック歯１２２と噛み合うときの摺動方向である噛合い方向にラチェット１５０を付勢するラチェット付勢手段としてのラチェット付勢用ばね１６０と、ラチェット収容穴１１３に嵌め込まれてラチェット付勢用ばね１６０を着座させるばね係止用プラグ１７０とを備える。
【００３９】
柱状、本実施例では円柱状のラチェット収容穴１１３内で移動するラチェット１５０は、ラチェット歯１５１のほかに、外周面１５３を有する柱状、本実施例では円柱状のラチェット本体１５２を有する。ラチェット本体１５２は、ラチェット１５０において、外周面１５３を形成している部分である。ラチェット歯１５１はラチェット１５０のプランジャ側端部を構成する。
【００４０】
ここで、摺動方向は、進退方向に交差する方向、本実施例では直交する方向である。そして、噛合い方向は、ラチェット歯１５１がラック歯１２２に噛み合うときのラチェット１５０の摺動方向、すなわちラチェット１５０がプランジャ１２０に近づく方向であり、反噛合い方向は、噛合い方向とは反対方向であって、ラチェット歯１５１がラック歯１２２から噛み外れるときのラチェット１５０の摺動方向、すなわちラチェット１５０がプランジャ１２０から遠ざかる方向である。
径方向および周方向は、それぞれ、ラチェット１５０の中心軸線Ｌｒを中心とする径方向および周方向であるとする。また、中心軸線Ｌｒは、ラチェット１５０の外周面１５３の中心軸線でもある。
なお、図２には、中心軸線Ｌｈを有する内周面１１５と同心状態で位置するラチェット１５０が示されている。
【００４１】
また、部材などにおける「プランジャ側」は、該部材などにおいて、摺動方向でプランジャ１２０に近い位置を意味し、また「反プランジャ側」は、摺動方向でプランジャ側とは反対側の、すなわちプランジャ１２０から遠い位置を意味するものとする。
同様に、部材などにおける「前進方向側」は、該部材などにおいて、プランジャ１２０の進退方向で前進方向側の位置を意味し、また「後退方向側」は、プランジャ１２０の進退方向で後退方向側の位置を意味するものとする。
【００４２】
逆止弁ユニット１４０の具体的なユニット構造は、プランジャ収容穴１１２の後退方向側端部に組み込まれて、油供給路１１１から高圧油室１３１内への外部圧油の導入を許容する一方で高圧油室１３１内から油供給路１１１へ圧油の逆流を阻止するものであれば、公知の如何なるものであっても差し支えない。
本実施例では、ハウジング１１０の油供給路１１１に繋がる油路１４１ａを有するボールシート１４１と、このボールシート１４１の弁座１４１ｂに着座するチェックボール１４２と、このチェックボール１４２をボールシート１４１に押圧付勢するボール付勢用ばね１４３と、このボール付勢用ばね１４３を支持し且つチェックボール１４２の移動量を規制する鐘状リテーナ１４４とから構成された逆止弁ユニット１４０が採用されている。
【００４３】
ラチェット付勢用ばね１６０は、ラチェット本体１５２に設けられたばね収容穴１５２ａ内挿入されて、摺動方向に沿ってラチェット１５０と同心状に配置されている。
ばね係止用プラグ１７０は、その外周部に、ラチェット収容穴１１３の反プランジャ側端部に嵌め込まれて抜止めのための弾力性を発揮する多数の突出舌片１７１を有する抜止め用座金であるとともに、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓ（図３〜図５参照）を設定する付勢力設定部でもある。
【００４４】
図３〜図５を主に参照し、必要に応じて図１，図２を併せて参照して、ラック歯１２２とラチェット歯１５１とラチェット付勢用ばね１６０との相互関係について説明する。
図３に示されるように、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓは、エンジン始動時およびエンジン始動後の通常運転時（すなわち、タイミングチェーンＣが後述する張力過多でないときのエンジン運転時）において、プランジャ付勢用ばね１３０および高圧油室１３１内の圧油の油圧に基づいてプランジャ１２０に作用する前進力Ｆａによりプランジャ１２０が前進して突出する際、ラック歯１２２およびラチェット歯１５１を通じラチェット１５０に作用する該前進力Ｆａの反噛合い方向の分力ｆａよりも、常に小さくなるように設定されている。
そして、分力ｆａが、付勢力Ｆｓと摩擦力との合力に打ち勝つと、プランジャ１２０は、ラチェット１５０を反噛合い方向に押し戻しながら可動レバーＡ（図１参照）に追従して前進する。なお、図３には、プランジャ１２０が前進する前のプランジャ１２０の前端部およびラチェット１５０の位置が二点鎖線で示されている。
ここで、前記摩擦力は、ラック歯１２２とラチェット歯１５１との間で作用する摺動方向での摩擦力である。
【００４５】
一方、図４に示されるように、付勢力Ｆｓは、タイミングチェーンＣから可動レバーＡを介してプランジャ１２０を後退させようとする反力Ｆが第１反力Ｆ１であるときに、ラック歯１２２およびラチェット歯１５１を通じラチェット１５０に作用する第１反力Ｆ１の反噛合い方向の第１分力ｆ１以上の大きさに設定されている。
ここで、第１反力ｆ１は、タイミングチェーンＣの第１走行状態、例えば、高圧油室１３１が低油圧状態にあるときとしてのエンジン始動時、および、エンジン始動後の通常運転時での走行状態における反力Ｆである。
また、前記低油圧状態は、高圧油室１３１への前記外部圧油の供給が行われないエンジン停止中での高圧油室１３１への空気の侵入などに起因して、高圧油室１３１にプランジャ１２０の後退を規制するための十分な油圧が存在していない状態、つまり高圧油室１３１内の油圧が第１反力Ｆ１に対向するのに十分でない状態である。
【００４６】
このため、エンジン始動時およびエンジン始動後の通常運転時において、タイミングチェーンＣ（図１参照）からプランジャ１２０を後退させようとする第１反力Ｆ１が発生するときには、付勢力Ｆｓと前記摩擦力との合力が第１分力ｆ１よりも大きくなるような付勢力Ｆｓがラチェット１５０に作用するので、ラチェット歯１５１がラック歯１２２と噛み合って、バックラッシュに基づくプランジャ１２０の後退の後に、プランジャ１２０の後退方向の移動を規制して後退変位を阻止する。
【００４７】
また、図５に示されるように、付勢力Ｆｓは、反力Ｆが第２反力であるときに、ラック歯１２２およびラチェット歯１５１を通じラチェット１５０に作用する第２反力Ｆ２の反噛合い方向の第２分力ｆ２よりも小さく設定されている。
ここで、第２反力Ｆ２は、タイミングチェーンＣの第２走行状態、例えばエンジン始動後（したがって、高圧油室１３１が圧油で満たされているとき）に、タイミングチェーンＣの張力変動やエンジンの温度変化によるエンジン本体やタイミングチェーンＣの熱膨張などに起因して、タイミングチェーンＣの伸長時にプランジャ１２０が過大に前進する状態（すなわち、過飛び出し状態）になって、タイミングチェーンＣに過大張力が発生する張力過多時での走行状態における反力Ｆである。
したがって、第１反力Ｆ１は、タイミングチェーンＣに発生する張力が前記過大張力よりも小さいときの反力である。そして、第２反力Ｆ２は第１反力Ｆ１よりも大きい。
【００４８】
このため、エンジン始動後のタイミングチェーンＣの張力過多時に、タイミングチェーンＣからプランジャ１２０を後退させようとする第２反力Ｆ２が発生するときには、第２分力ｆ２が、付勢力Ｆｓと前記摩擦力との合力よりも大きくなり、図６に示されるように、ラチェット１５０が反噛合い方向に摺動し、ついにはラチェット歯１５１とラック歯１２２とが噛み外れ、図７に示されるように、反力Ｆが第１反力Ｆ１になって、第１分力ｆ１がラチェット１５０に作用するようになるまで、プランジャ１２０がラック歯１２２の１歯分もしくは数歯分だけ後退する。このように、テンショナ１００は、タイミングチェーンＣの張力過多時には、バックラッシュに基づくプランジャ１２０の後退の後も、該プランジャ１２０の後退方向の移動を規制せず、後退変位を許容するようになっている。
【００４９】
したがって、プランジャ付勢用ばね１３０の付勢力は、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓよりも大きいが、プランジャ１２０を前進させるために付勢する付勢力であればよく、このような範囲で付勢力Ｆｓを調整することによってエンジン始動後のチェーンの張力過多による噛み外れのタイミングを調整することも可能である。
【００５０】
第１，第２分力ｆ１，ｆ２について、さらに詳細に説明する。
テンショナ１００において、図３〜図５に示されるように、ラック歯１２２は、ラチェット１５０の摺動方向に対して反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜する歯面であるストップ面１２２ａとラチェット１５０の摺動方向に対して反噛合い方向に向かって後退方向に傾斜する歯面である摺動面１２２ｂとで凹凸状に形成されている。そして、ラチェット歯１５１は、ラチェット１５０の摺動方向に対して反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜する歯面であるストップ対向面１５１ａとラチェット１５０の摺動方向に対して反噛合い方向に向かって後退方向に傾斜する歯面である摺動対向面１５１ｂとで凹凸状に形成されている。
【００５１】
そして、摺動方向に対してストップ面１２２ａが前進方向に傾斜する角度であるストップ面１２２ａの傾斜角θ（図２，図４，図５参照）は、摺動方向に対して摺動面１２２ｂが後退方向に傾斜する角度である摺動面１２２ｂの傾斜角α（図２，図３参照）よりも小さく設定されている。
傾斜角θは、プランジャ１２０に対して、第１反力Ｆ１が作用するときに、ラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛外れを阻止して、プランジャ１２０の後退を阻止するように、かつ第２反力Ｆ２が作用するときに、ラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛外れ許容して、プランジャ１２０の後退を許容するように実験やシミュレーションなどにより決定される。
また、傾斜角αは、プランジャ１２０に対して、前進力Ｆａ（図３参照）が作用するときに、ラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛外れ許容して、プランジャ１２０の前進を許容するように、実験やシミュレーションなどにより決定される。
【００５２】
そして、エンジンの運転時において、テンショナがタイミングチェーンＣに張力を付与するためにプランジャ１２０が前進するとき、図３に示されるように、プランジャ１２０に作用する前進力Ｆａで発生するラチェット１５０の摺動方向の分力ｆａと付勢力Ｆｓと大小関係は、
ｆａ＝Ｆａ×ｃｏｓα×ｓｉｎα
ｆａ＞Ｆｓ
となる。
【００５３】
また、エンジン始動時などにプランジャ１２０の後退を阻止するとき、図４に示されるように、エンジン始動時にタイミングチェーンＣからプランジャ１２０に作用する第１反力Ｆ１で発生するラチェット１５０の摺動方向の第１分力ｆ１と付勢力Ｆｓと大小関係は、一例として、
ｆ１＝Ｆ１×ｃｏｓθ×ｓｉｎθ
ｆ１＜Ｆｓ
となる。
【００５４】
一方、エンジンの温度変化などでプランジャ１２０が過剰に前進する過飛び出し状態になって、タイミングチェーンＣに過大張力が発生して、プランジャ１２０の後退を許容するとき、図５に示されるように、タイミングチェーンＣからプランジャ１２０に作用する第２反力Ｆ２で発生する第２分力ｆ２と付勢力Ｆｓと大小関係は、
ｆ２＝Ｆ２×ｃｏｓθ×ｓｉｎθ
ｆ２＞Ｆｓ
となる。
【００５５】
これにより、タイミングチェーンＣの張力過多時にタイミングチェーンＣからプランジャ１２０を後退させる第２反力Ｆ２が発生すると、この第２反力Ｆ２がストップ面１２２ａを介してストップ対向面１５１ａに摺動方向の第２分力ｆ２として、ラチェット歯１５１をラック歯１２２と噛み外れるように作用し、図６，図７に示されるように、ラック歯１２２がストップ対向面１５１ａを経て摺動対向面１５１ｂを滑動して１歯分もしくは数歯分戻すようになっている。
【００５６】
次に、図８〜図１０を主に参照し、図１，２を適宜参照して、ラチェット１５０を中心に、テンショナ１００についてさらに説明する。
図９，図１０に示されるように、ハウジング１１０は、ラチェット収容穴１１３を形成する内周面１１５、すなわちラチェット収容穴１１３の形成面を有する。内周面１１５は、ラチェット１５０における摺接面である外周面１５３が摺接することによりラチェット１５０を摺動方向に摺動自在に案内する案内面である。そして、摺動方向での内周面１１５の形成範囲Ｎｈ（図２参照）は、摺動方向での外周面１５３の形成範囲Ｎｒ（図２参照）、すなわち摺動方向でのラチェット本体１５２の長さよりも大きい。
なお、図９，図１０には、説明の便宜上、ラチェット１５０をラチェット収容穴１１３内で摺動自在とするための内周面１１５と外周面１５３との間の径方向の微小隙間ｇが誇張されて示されている。
【００５７】
図８，図９を参照すると、プランジャ１２０が第１反力Ｆ１で押圧されるときには、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓが第１分力ｆ１（図４参照）よりも大きいことから、ラチェット１５０は、プランジャ１２０により後退方向に押圧されて内周面１１５の後退方向側部分１１５ｂに押し付けられることで、摺動方向に平行な状態（すなわち、ラチェット１５０の中心軸線Ｌｒが摺動方向または中心軸線Ｌｈに平行な状態）である平行状態になる。このとき、外周面１５３は、内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触していない。
外周面１５３は、プランジャ１２０が前進するときに、プランジャ１２０により前進方向に押圧されて内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに押し付けられたラチェット１５０が反噛合い方向に移動するときに、および、ラチェット１５０が噛合い方向に移動するときに、内周面１１５に摺接する。
【００５８】
図１０を併せて参照すると、テンショナ１００は、第２反力Ｆ２の作用により後退するプランジャ１２０により押圧されて反噛合い方向に摺動するラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜したときに、外周面１５３が、該外周面１５３のプランジャ側端部１５３ａ（ラチェット本体１５２のプランジャ側端部でもある。）において内周面１１５の後退方向側部分１１５ｂに接触する一方で、外周面１５３の反プランジャ側端部１５３ｂ（ラチェット本体１５２の反プランジャ側端部でもある。）において内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することを防止する傾斜抑制構造を構成するストッパとしての突起１８０を備える。
【００５９】
突起１８０は、テンショナ１００において、ラチェット１５０以外の部材である非ラチェット部材とラチェット１５０とにおける一方の部材としてのラチェット１５０に設けられて、前記非ラチェット部材とラチェット１５０とにおける他方の部材としてのプランジャ１２０に当接可能である。
より具体的には、突起１８０は、プランジャ１２０の前進方向で最前位置にあるラチェット歯１５１である前端ラチェット歯１５１Ａに対して前進方向側に配置されていて、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側に位置する特定ラック歯１２２Ａの歯先１２３に当接可能である。
特定ラック歯１２２Ａは、前端ラチェット歯１５１Ａと噛み合っているラック歯１２２よりも、前進方向側に位置するラック歯１２２である。
【００６０】
突起１８０は、プランジャ１５０のプランジャ側端面１５４から噛合い方向に突出する台状の部分であり、ラチェット歯１５１の歯幅方向で、ラチェット歯１５１の歯幅とほぼ等しい幅を有する。そして、突起１８０の頂面１８０ａは、前進方向にラック歯１２２の１ピッチ以上の幅で延びていて、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側部分１１５ａのほぼ全体に亘って形成されている。
頂面１８０ａは中心軸線Ｌｒに直交する平面である。
【００６１】
そして、ラチェット歯１５１とラック歯１２２とが噛合い状態にあり、第２反力Ｆ２が作用しているプランジャ１２０により後退方向に押圧されているラチェット１５０が、後退するプランジャ１２０により傾斜を開始する直前の状態（以下、「傾斜直前状態」という。）にあって、本実施例ではラチェット１５０が前記平行状態にあるとき、特定ラック歯１２２Ａの歯先１２３と突起１８０との間には、摺動方向での微小な隙間Ｅが形成されている。
【００６２】
この傾斜直前状態から、プランジャ１２０の後退により、ラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜すると、突起１８０の頂面１８０ａが歯先１２３に当接して、ラチェット１５０がさらに傾斜することが防止される。このとき、突起１８０と歯先１２３との当接位置Ｐ（図１０参照）は、ラチェット１５０の中心軸線Ｌｒと、前端ラチェット歯１５１Ａとに対して前進方向側に位置するとともに、プランジャ１２０の後退につれてラチェット１５０が反噛合い方向に摺動するとき、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側で延びている頂面１８０ａ上で後退方向に移動する。このため、当接位置Ｐが頂面１８０ａ上を移動する間、傾斜抑制効果を維持することができ、かつ傾斜抑制摺動範囲を大きくすることができる。
【００６３】
そして、頂面１８０ａと歯先１２３とが当接位置Ｐで当接することにより、外周面１５３が反プランジャ側端部１５３ｂにおいて内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することが防止されて、外周面１５３が、プランジャ側端部１５３ａで内周面１１５の後退方向側部分１１５ｂおよび反プランジャ側端部１５３ｂで内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触する状態、すなわちラチェット１５０が両側接触傾斜状態になることが防止される。
【００６４】
そして、当接位置Ｐが前端ラチェット歯１５１Ａから前進方向に離れているほど、また隙間Ｅが小さいほど、両側接触傾斜状態の発生を防止する傾斜抑制効果が高められ、また該傾斜抑制効果が奏される摺動方向でのラチェット１５０の摺動範囲（以下、「傾斜抑制摺動範囲」という。）が大きくなる。
突起１８０は、ラチェット本体１５２に一体成形により形成されるが、別の例として、突起１８０がラチェット本体１５２とは別個の部材により構成され、ラチェット本体１５２に一体に固定されて設けられてもよい。
【００６５】
そして、中心軸線Ｌｒと摺動方向とが平行である、または前記平行状態であるときに、図９に示されるように、ラック歯１２２とラチェット歯１５１とが噛合い状態にあり、かつラチェット１５０が噛合い方向で最も突出している最突出位置を占めるとき、中心軸線方向または摺動方向でのラチェット１５０のプランジャ側端面１５４から当接位置Ｐまでの突起１８０の高さＨと、ラック歯１２２の歯丈Ｔと、中心軸線方向または摺動方向でのラック歯１２２の歯底１２２ｃとプランジャ側端面１５４との間隔Ｂと、中心軸線方向または摺動方向でのラチェット歯１５１の歯底１５１ｃとプランジャ側端面１５４との距離Ｄとは、次の関係式、
Ｈ＜Ｔ−Ｂ （１）
Ｈ＞Ｄ （２）
を満たすように設定される。
【００６６】
そして、関係式（１）が成立することにより、ラチェット１５０が噛合い方向での最大突出位置を占めているとき、傾斜開始直前状態で、歯先１２３と頂面１８０ａとの間に隙間Ｅが形成される。また、関係式（２）が成立することにより、後退するプランジャ１２０によるラチェット１５０の傾斜を抑制するためには、突起１８０と歯先１２３とを当接状態にすればよく、ラチェット歯１５１の歯底１５１ｃとラック歯１２２の歯先１２３とを当接状態にする必要はない。
なお、中心軸線方向は、中心軸線Ｌｒに平行な方向である。
【００６７】
つぎに、タイミングチェーンＣの張力過多時におけるラック歯１２２とラチェット歯１５１との噛み外れ動作について、図１，図５乃至図７，図１０を参照して、説明する。
なお、図６，図７には、エンジン始動後にタイミングチェーンＣに過大張力が発生したときに、プランジャ１２０が後退を開始する前のプランジャ１２０の前端部およびラチェット１５０の位置が二点鎖線で示されている。
【００６８】
まず、エンジン始動後のタイミングチェーンＣの張力過多時にタイミングチェーンＣからプランジャ１２０を後退させる第２反力Ｆ２が発生すると、図５に示されるように、この第２反力Ｆ２が摺動方向の第２分力ｆ２として作用する。
【００６９】
そして、ラチェット１５０の摺動方向の第２分力ｆ２が作用すると、図６に示されるように、ストップ面１２２ａがストップ対向面１５１ａを滑動しながらプランジャ１２０が後退し始めて、ラチェット１５０は、後退方向で内周面１１５に押し付けられた状態で、図１０に示されるように傾斜状態になる。そして、プランジャ１２０が後退するにつれて、ラチェット１５０は、頂面１８０ａと歯先１２３とが当接状態を維持する範囲内で両側接触傾斜状態になることが防止された状態で、反噛合い方向に摺動して、プランジャ１２０のラック歯１２２がラチェット１５０のラチェット歯１５１と外れていく。
【００７０】
次いで、ラック歯１２２がラチェット歯１５１と外れると同時に、ラチェット付勢用ばね１６０により付勢されたラチェット１５０は、噛合い方向に摺動して摺動面１２２ｂが摺動対向面１５１ｂを滑動し始め、ラチェット１５０は外周面１５３において前進方向で内周面１１５に接触しつつ噛合い方向に摺動しながら、プランジャ１２０が後退し続けていく。
【００７１】
さらに、摺動面１２２ｂが摺動対向面１５１ｂを滑動しながらプランジャ１２０が後退し続けると、図７に示されるように、後続する新たなラック歯１２２のストップ面１２２ａがストップ対向面１５１ａに当接する。そして、プランジャ１２０に依然として第２反力Ｆ２が作用しているときは、前述の動作と同様に、プランジャ１２０の後退が許容される。
このようにして、プランジャ１２０がラック歯１２２の１歯分もしくは数歯分だけ後退することにより、タイミングチェーンＣの張力変動やエンジンの温度変化などで発生するプランジャ１２０の過飛び出し状態および該過飛出し状態により発生する過大張力が解消される。
【００７２】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
チェット式テンショナ１００のラチェット機構Ｒは、ハウジング１１０に設けられたラチェット収容穴１１３内に摺動自在に収容されて摺動方向に移動するラチェット１５０と、プランジャ１２０に設けられてラチェット１５０のラチェット歯１５１と噛合い可能なラック歯１２２と、噛合い方向にラチェット１５０を付勢するラチェット付勢用ばね１６０とを備え、ラチェット機構Ｒは、タイミングチェーンＣからプランジャ１２０に作用する反力Ｆが、タイミングチェーンＣに発生する張力が過大張力であるときの第２反力Ｆ２であるときに、プランジャ１２０の後退を許容し、ハウジング１１０は、ラチェット１５０の外周面１５３が摺接することによりラチェット１５０を摺動方向に案内する内周面１１５を有し、第２反力Ｆ２の作用で後退するプランジャ１２０により押圧されたラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜することにより外周面１５３が内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することを防止する傾斜抑制構造としてのストッパである突起１８０を備える。
この構成により、摺動方向への移動時に内周面１１５に摺接する外周面１５３を有するラチェット１５０は、過大張力が発生している張力過多時のタイミングチェーンＣから作用する第２反力Ｆ２により後退するプランジャ１２０により後退方向で内周面１１５に押し付けられたときに、突起１８０は、ラチェット１５０が傾斜することにより外周面１５３が内周面１１５の前進方向側部分１１５ａおよび後退方向側部分１１５ｂに接触する両側接触傾斜状態になることを防止する。このため、ラチェット１５０が両側接触傾斜状態になって内周面１１５の前進方向側部分１１５ａおよび後退方向側部分１１５ｂに接触する場合に比べて、ラチェット１５０は内周面１１５に対して反噛合い方向に円滑に摺動することができ、反噛合い方向へのラチェット１５０の摺動性が向上する。
しかも、突起１８０による両側接触傾斜状態の発生防止効果は、プランジャ１２０が後退方向へのラチェット１５０の押圧を開始した直後に、ほぼ静止状態にあるラチェット１５０が反噛合い方向へ摺動を開始する摺動開始時期を含む期間に奏されるので、傾斜抑制構造によりラチェット１５０に作用する静止摩擦力の低減が可能になる。
この結果、ラック歯１２２からのラチェット歯１５１の噛外れが迅速に行われて、プランジャ１２０の後退の迅速化が可能になり、過飛び出し状態およびタイミングチェーンＣの過大張力の解消を迅速化できるので、過大張力に起因するタイミングチェーンＣの負担および騒音の減少が可能になる。
【００７３】
傾斜抑制構造がラチェット１５０に設けられてプランジャ１２０に当接可能な突起１８０により構成されるので、傾斜抑制構造を簡単な構造で実現することができる。
また、突起１８０とラック歯１２２の歯先１２３との当接位置Ｐは、ラチェット１５０の中心軸線Ｌｒと、前進方向で最前位置にあるラチェット歯１５１である前端ラチェット歯１５１Ａとに対して前進方向側に位置する。この構成により、当接位置Ｐは、中心軸線Ｌｒおよび前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側にあることから、該当接位置Ｐが前端ラチェット歯１５１Ａよりもラチェット１５０の傾斜方向である前進方向側に位置する分、例えば、当接位置Ｐがプランジャ１２０の進退方向でラチェット歯１５１と同じ位置に設けられる場合に比べて、傾斜抑制摺動範囲（すなわち、両側接触傾斜状態の発生防止効果が奏される摺動方向でのラチェット１５０の摺動範囲）を大きくすることができる。この結果、反噛合い方向へのラチェット１５０の摺動性が向上するラチェット１５０の傾斜抑制摺動範囲を拡大できるので、プランジャ１２０の後退およびタイミングチェーンＣの過大張力の解消を迅速化を向上させることができて、過大張力に起因するタイミングチェーンＣの負担および騒音の一層の減少が可能になる。
【００７４】
また、突起１８０が特定ラック歯１２２Ａの歯先１２３に当接可能であることにより、突起１８０が特定ラック歯１２２Ａと当接することでラチェット１５０の傾斜が抑制される。この結果、ラック歯１２２を利用することにより、簡単な構造で傾斜抑制構造を構成することができる。
【００７５】
突起１８０の高さＨと、ラック歯１２２の歯丈Ｔと、ラック歯１２２の歯底１２２ｃとプランジャ側端面１５４との間の距離Ｂとが、次の関係式
Ｈ＜Ｂ−Ｔ
を満たすことにより、ラチェット１５０が噛合い方向での最大突出位置を占めているとき、ラック歯１２２の歯先１２３とストッパとの間には、摺動方向で隙間Ｅが形成されるので、突起１８０がプランジャ１２０の進退方向への移動を妨げることが防止される。この結果、ラチェット１５０のプランジャ側端面１５４からプランジャ１２０に向けて突出する突起１８０を備えるテンショナ１００において、進退方向でのプランジャ１２０の良好な移動性を確保しながら、突起１８０が奏する傾斜抑制効果によりプランジャ１２０の後退の迅速性を向上させることができる。
【００７６】
突起１８０の高さＨと、ラチェット歯１５１の歯底１５１ｃとラチェット１５０のプランジャ側端面１５４との距離Ｄとが、次の関係式
Ｈ＞Ｄ
を満たすことにより、突起１８０の高さＨが距離Ｄよりも大きいことから、ラチェット１５０の傾斜を抑制するためにラチェット歯１５１の歯底１５１ｃとラック歯１２２の歯先とを当接状態にする必要がないので、該当接状態とすることよるラチェット歯１５１の歯底１５１ｃおよびラック歯１２２の歯先の摩耗を防止することができる。
【００７７】
突起１８０の頂面１８０ａは、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側部分１１５ａのほぼ全体に亘って形成されていることにより、当接位置Ｐをラチェット歯１５１およびラック歯１２２の歯幅方向に広く設定できるので、当接状態でのラチェットが進退方向の回りで揺動することが防止されて、反噛合い方向へのラチェット１５０の摺動性の向上に寄与する。
【００７８】
また、プランジャ１２０は、プランジャ付勢用ばね１３０およびエンジンの運転時に供給される外部圧油が導かれる高油圧室内の油圧により付勢されて進退方向で前進し、ラチェット付勢用ばね１６０の付勢力Ｆｓは、エンジン始動時に発生するラチェット１５０の摺動方向の第１分力ｆ１より大きく設定されているとともにエンジン始動後のタイミングチェーンＣの張力過多時に発生するラチェット１５０の摺動方向の第２分力ｆ２より小さく設定されている。
この構成により、高圧油室１３１内の油圧が第１反力Ｆ１に対向するのに十分でない低油圧状態にあるエンジン始動時にプランジャ１２０の後退変位を抑制することで、タイミングチェーンＣのバタツキ音を低減することができるとともに、エンジン始動後のタイミングチェーンＣの過大張力によってプランジャ１２０の後退変位を許容することで、プランジャ１２０の焼き付きを防止することができる。しかも、特殊な高荷重対応のプランジャ付勢用ばねやオリフィス機構やオイルリザーブ機構を必要とせず、部品点数や製造コストを低減してテンショナ１００自体を小型化することができる。
【００７９】
そして、プランジャ１２０のラック歯１２２が、噛外れ方向に向かって前進方向側に傾斜するストップ面１２２ａと、噛外れ方向に向かって後退方向側に傾斜する摺動面１２２ｂとで凹凸状に形成されているとともに、ラチェット１５０のラチェット歯１５１が噛外れ方向に向かって前進方向側に傾斜するストップ対向面１５１ａと、噛外れ方向に向かって後退方向側に傾斜する摺動対向面１５１ｂとで凹凸状に形成され、しかも、ストップ面１２２ａの傾斜角θが摺動面１２２ｂの傾斜角αよりも小さく形成されている。
この構成により、エンジン始動後のタイミングチェーンＣの張力過多時にラチェット歯１５１とラック歯１２２に生じがちな歯欠けなどの摩損を防止しつつプランジャ１２０の後退方向の動きを規制せず後退変位を円滑に許容できるとともにラチェット付勢用ばね１６０に対する過度の衝撃も回避して優れた耐久性を発揮することができる。
【００８０】
次に、図１１乃至図１３を参照して、前記実施例の第１，第２変形例を説明する。この第１，第２変形例は、傾斜抑制構造の具体的構造が前記実施例とは相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。そして、実施例の部材などと同一の部材または対応する部材などについては、同一の符号が使用されている。
図１１は、実施例の第１変形例であるテンショナ１００のラチェット１５０の斜視図、図１２は、第１変形例において、図９に対応する図、図１３は、実施例の第２変形例であるテンショナ１００のラチェット１５０において、図９に対応する図である。
【００８１】
図１１を参照すると、第１変形例において、傾斜抑制構造を構成するストッパとしての突起１８１は、ラチェット本体１５２のプランジャ側端面１５４において、前端ラチェット歯１５１Ａに対して前進方向側に配置されていて、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側に位置する特定ラック歯１２２Ｂに当接可能である。特定ラック歯Ｂは、前端ラチェット歯１５１Ａが噛み合っているラック歯１２２である。
【００８２】
突起１８１は、ラチェット歯１５１に似た鋸歯状の突起であり、ラチェット歯１５１の歯幅方向に、前端ラチェット歯１５１Ａに沿って延びていて、特定ラック歯１２２Ｂにおいて前進方向側の歯面である摺動面１２２ｂに当接可能である。
また、中心軸線方向で、ラチェット１５０のプランジャ側端面１５４からの突起１８１の高さＨは、ラチェット歯１５１の高さＫよりも低く、しかも傾斜開始直前状態で、突起１８１と特定ラック歯１２２Ｂとは非接触状態にある。この構造により、突起１８１がプランジャ１２０の進退方向への移動を妨げることが防止されるので、進退方向でのプランジャ１２０の良好な移動性を確保しながら、突起１８１が奏する傾斜抑制効果によりプランジャ１２０の後退の迅速性を向上させることができる。
【００８３】
そして、傾斜開始直前状態では、突起１８１は、摺動方向で歯先１２２ｅよりも噛合い方向側に位置し、摺動面１２２ｂと突起１８１との間には、摺動方向および進退方向での微小な隙間Ｅが形成されている。
この傾斜直前状態から、プランジャ１２０の後退により、ラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜する（図１２に二点鎖線で示されている。）と、突起１８１が歯面１２２ｂに当接して、ラチェット１５０がさらに傾斜することが防止される。このとき、突起１８１と特定ラック歯１２２Ｂとの当接位置Ｐは、中心軸線Ｌｒと、前端ラチェット歯１５１Ａとに対して前進方向側に位置する。
【００８４】
そして、突起１８１と摺動面１２２ｂとが当接位置Ｐで当接することにより、外周面１５３がその反プランジャ側端部１５３ｂ（または、ラチェット本体１５２が反プランジャ側端部）において内周面１１５の前進方向側部分１１５ａに接触することが防止されて、ラチェット１５０が両側接触傾斜状態になることが防止される。
また、プランジャ１２０の後退につれてラチェット１５０が反噛合い方向に摺動するとき、当接位置Ｐは、摺動面１２２ｂ上で後退方向および反噛合い方向に移動する。このため、当接位置Ｐが摺動面１２２ｂ上で移動する間、傾斜抑制効果を維持することができ、かつ傾斜抑制摺動範囲を大きくすることができる。
そして、この第２実施例によれば、実施例と同様の作用および効果が奏される。
【００８５】
図１３を参照すると、第２変形例において、傾斜抑制構造を構成するストッパとしての突起１８２は、ラチェット１５０を収容するハウジング１１０において、前端ラチェット歯１５１Ａに対して前進方向側に配置されていて、前端ラチェット歯１５１Ａよりも前進方向側に位置するラック歯１２２に当接可能である。ハウジング１１０は、テンショナ１００においてラチェット１５０以外の部材である非ラチェット部材である。
【００８６】
突起１８２は、ラチェット収容穴１１３に配置され、内周面１１５に対して径方向内方または中心軸線Ｌｒに向かって突出している板状の部分であり、前進方向側で、ラチェット１５０のプランジャ側端面１５４に当接可能である。
突起１８２はラチェット収容穴１１３内に配置されていることより、突起１８２がプランジャ１２０の進退方向への移動を妨げることが防止されるので、進退方向でのプランジャ１２０の良好な移動性を確保しながら、突起１８２が奏する傾斜抑制効果によりプランジャ１２０の後退の迅速性を向上させることができる。
【００８７】
そして、傾斜開始直前状態では、プランジャ側端面１５４と突起１８２との間には、摺動方向での微小な隙間Ｅが形成されている。
この傾斜直前状態から、プランジャ１２０の後退により、ラチェット１５０が反噛合い方向に向かって前進方向に傾斜する（図１２に二点鎖線で示されている。）と、プランジャ側端面１５４の縁部１５４ａと突起１８２とが当接位置Ｐで当接することにより、ラチェット１５０が両側接触傾斜状態になることが防止される。当接位置Ｐは、中心軸線Ｌｒと、前端ラチェット歯１５１Ａとに対して前進方向側に位置する。
そして、この第３実施例によれば、実施例と同様の作用および効果が奏される。
【００８８】
以下、前述した実施例、第１，第２変形例の一部の構成を変更した例について、変更した構成に関して説明する。
突起１８０の頂面１８０ａの形成範囲は、ラチェット歯１５１の歯幅方向で、ラチェット歯１５１の歯幅よりも小さくてもよく、また進退方向で、プランジャ１２０の後退に基づく当接位置Ｐの移動経路が頂面１８０ａ上で確保されることを条件として、ラック歯１２２の１ピッチよりも小さくてもよい。
【００８９】
実施例において、図１０のＸＩＶ部の拡大図に対応する図である図１４に示されるように、ラチェット１５０の突起１８０の頂面１８０ａ上を後退方向に移動する当接位置Ｐの移動経路上に、当接位置Ｐが後退方向に移動するときにラチェット１５０の傾斜角の増加を抑制または防止するための隆起部１８５が、頂面１８０ａに設けられてもよい。突起１８０が有する該隆起部１８５は、当接位置Ｐが後退方向に移動するにつれて、噛合い方向に徐々に突出する傾斜面１８５ａを有する。そして、この傾斜面１８５ａ上で当接位置Ｐが後退方向に移動することにより、図１４において時計方向のモーメントをラチェット１５０に作用させることができる。これにより、ラチェット１５０の傾斜の増大が抑制または防止され、さらに好ましくはラチェット１５０の傾斜が減少して、ラチェット１５０が両側接触傾斜状態になることを防止することができる。
【００９０】
ラチェット１５０が摺動自在に収容される収容空間は、穴以外の空間であってもよい。
前記実施例では、ハウジング１１０の内周にラチェット１５０が嵌合したが、ハウジング１１０の一部分である支持部の外周にラチェット１５０が嵌合する場合には、請求項における案内面はハウジング１１０の前記支持部の外周面１５３により構成され、請求項における摺接面はラチェット１５０の内周面１１５により構成される。
進退方向と摺動方向との交差は、直交以外の形態でもよい。
巻掛け伝動体は、エンジンのタイミングチェーンＣ以外のチェーンまたはベルトであってもよく、また、エンジン以外の機械の巻掛け伝動装置に備えられてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１００ ラチェット式テンショナ
１１０ ハウジング
１１３ ラチェット収容穴
１１５ 内周面
１２０ プランジャ
１２２ ラック歯
１２２ａ ストップ面
１２２ｂ 摺動面
１２２Ａ，１２２Ｂ 特定ラック歯
１２３ 歯先
１３０ プランジャ付勢用ばね
１３１ 高圧油室、
１５０ ラチェット
１５１ ラチェット歯
１５１Ａ 前端ラチェット歯
１５１ａ ストップ対向面
１５１ｂ 摺動対向面
１５３ 外周面
１５４ プランジャ側端面
１５５、１５６，１５７ 第２摺接面
１６０ ラチェット付勢用ばね
１８０，１８１，１８２ 突起
Ｃ タイミングチェーン
Ｓ１，Ｓ２ スプロケット
Ｒ ラチェット機構
Ｆｓ ラチェット付勢用ばねの付勢力
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２ 反力
ｆ１，ｆ２ 分力
Ｌｒ 中心軸線
Ｅ 隙間
Ｐ 当接位置
θ ストップ面の傾斜角
α 摺動面の傾斜角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに進退方向に移動自在に支持されるとともに回転部材に巻き掛けられた巻掛け伝動体に張力を付与するために前記ハウジングから前記進退方向で前進するプランジャと、前記プランジャを前進方向に付勢するプランジャ付勢手段と、前記巻掛け伝動体から後退方向に作用する反力による前記プランジャの後退を規制可能なラチェット機構とを備えるラチェット式テンショナにおいて、
前記ラチェット機構は、前記ハウジングに設けられた収容空間内に摺動自在に収容されて前記進退方向と交差する摺動方向に移動するラチェットと、前記プランジャに設けられて前記ラチェットのラチェット歯と噛合い可能なラック歯と、前記ラチェット歯が前記ラック歯に噛み合うときの前記摺動方向での噛合い方向に前記ラチェットを付勢するラチェット付勢手段とを備え、
前記ラチェット機構は、前記反力が、前記巻掛け伝動体に発生する張力が過大張力よりも小さいときの第１反力であるときに、前記ラチェット歯と前記ラック歯との噛合いにより前記プランジャの後退を規制し、前記反力が、前記張力が前記過大張力であるときの第２反力であるときに、前記ラチェットが反噛合い方向に摺動して前記ラチェット歯が前記ラック歯から噛み外れることにより前記プランジャの後退を許容し、
前記ハウジングは、前記収容空間を形成するとともに前記ラチェットの摺接面が摺接することにより前記ラチェットを前記摺動方向に案内する案内面を有し、
前記第２反力の作用で後退する前記プランジャにより押圧された前記ラチェットが前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜することにより前記摺接面が前記案内面の前進方向側部分に接触することを防止する傾斜抑制構造を備えることを特徴とするラチェット前記式テンショナ。
【請求項２】
前記傾斜抑制構造は、前記ラチェット以外の部材である非ラチェット部材および前記ラチェットの一方の部材に設けられて、前記非ラチェット部材および前記ラチェットの他方の部材に前記摺動方向で当接可能なストッパであり、
前記ストッパと前記他方の部材との当接位置は、前記ラチェットの中心軸線と、前記前進方向で最前位置にある前記ラチェット歯である前端ラチェット歯とに対して前進方向側に位置することを特徴とする請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項３】
前記一方の部材は、前記ラチェットであり、
前記他方の部材は、前記非ラチェット部材である前記プランジャであり、
前記ストッパは、前記噛合い方向に突出している突起であり、前記ラック歯の歯先または歯面に当接可能であることを特徴とする請求項２に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項４】
前記ラチェットが前記噛合い方向での最大突出位置を占めて前記ラチェット歯と前記ラック歯とが噛合い状態にあるときに、前記ラチェットのプランジャ側端面から前記歯先との前記当接位置までの前記突起の高さＨと、前記ラック歯の歯丈Ｔと、前記ラック歯の歯底と前記プランジャ側端面との間の距離Ｂとが、次の関係式
Ｈ＜Ｂ−Ｔ
を満たすことを特徴とする請求項３に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項５】
前記高さＨと、前記ラチェット歯の歯底と前記プランジャ側端面との距離Ｄとが、次の関係式
Ｈ＞Ｄ
を満たすことを特徴とする請求項４に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項６】
前記ラチェット付勢手段が前記ラチェットを前記噛合い方向に付勢する付勢力は、前記第１反力で発生する前記摺動方向の第１分力よりも大きく設定され、前記第２反力で発生する前記摺動方向の第２分力よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項７】
前記ラック歯が、前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜するストップ面と、前記反噛合い方向に向かって前記後退方向に傾斜する摺動面とで凹凸状に形成され、
前記ラチェット歯が、前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜するストップ対向面と、前記反噛合い方向に向かって前記後退方向に傾斜する摺動対向面とで凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項８】
前記ストップ面の傾斜角が、前記摺動面の傾斜角より小さく形成されていることを特徴
とする請求項７に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項９】
前記ハウジングは、前記回転部材を回転させるエンジンに取り付けられ、
前記プランジャ付勢手段は、前記ハウジングに形成された高油圧室に前記エンジンの運転時に供給される圧油の油圧を含み、
前記第１反力は、前記エンジンの始動時に発生する前記反力を含み、
前記第２反力は、前記エンジンの始動後に発生する前記反力を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに進退方向に移動自在に支持されるとともに回転部材に巻き掛けられた巻掛け伝動体に張力を付与するために前記ハウジングから前記進退方向で前進するプランジャと、前記プランジャを前進方向に付勢するプランジャ付勢手段と、前記巻掛け伝動体から後退方向に作用する反力による前記プランジャの後退を規制可能なラチェット機構とを備えるラチェット式テンショナにおいて、
前記ラチェット機構は、前記ハウジングに設けられた収容空間内に摺動自在に収容されて前記進退方向と交差する摺動方向に移動するラチェットと、前記プランジャに設けられて前記ラチェットのラチェット歯と噛合い可能なラック歯と、前記ラチェット歯が前記ラック歯に噛み合うときの前記摺動方向での噛合い方向に前記ラチェットを付勢するラチェット付勢手段とを備え、
前記ラチェット機構は、前記反力が、前記巻掛け伝動体に発生する張力が過大張力よりも小さいときの第１反力であるときに、前記ラチェット歯と前記ラック歯との噛合いにより前記プランジャの後退を規制し、前記反力が、前記張力が前記過大張力であるときの第２反力であるときに、前記ラチェットが反噛合い方向に摺動して前記ラチェット歯が前記ラック歯から噛み外れることにより前記プランジャの後退を許容し、
前記ハウジングは、前記収容空間を形成するとともに前記ラチェットの摺接面が摺接することにより前記ラチェットを前記摺動方向に案内する案内面を有し、
前記第２反力の作用で後退する前記プランジャにより押圧された前記ラチェットが前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜することにより前記摺接面が前記案内面の前進方向側部分に接触することを防止する傾斜抑制構造を備えることを特徴とするラチェット前記式テンショナ。
【請求項２】
前記傾斜抑制構造は、前記ラチェット以外の部材である非ラチェット部材および前記ラチェットの一方の部材に設けられて、前記非ラチェット部材および前記ラチェットの他方の部材に前記摺動方向で当接可能なストッパであり、
前記ストッパと前記他方の部材との当接位置は、前記ラチェットの中心軸線と、前記前進方向で最前位置にある前記ラチェット歯である前端ラチェット歯とに対して前進方向側に位置することを特徴とする請求項１に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項３】
前記一方の部材は、前記ラチェットであり、
前記他方の部材は、前記非ラチェット部材である前記プランジャであり、
前記ストッパは、前記噛合い方向に突出している突起であり、前記ラック歯の歯先または歯面に当接可能であることを特徴とする請求項２に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項４】
前記ラチェットが前記噛合い方向での最大突出位置を占めて前記ラチェット歯と前記ラック歯とが噛合い状態にあるときに、前記ラチェットのプランジャ側端面から前記歯先との前記当接位置までの前記突起の高さＨと、前記ラック歯の歯丈Ｔと、前記ラック歯の歯底と前記プランジャ側端面との間の距離Ｂとが、次の関係式
Ｈ＜Ｂ−Ｔ
を満たすことを特徴とする請求項３に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項５】
前記高さＨと、前記ラチェット歯の歯底と前記プランジャ側端面との距離Ｄとが、次の関係式
Ｈ＞Ｄ
を満たすことを特徴とする請求項４に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項６】
前記ラチェット付勢手段が前記ラチェットを前記噛合い方向に付勢する付勢力は、前記第１反力で発生する前記摺動方向の第１分力よりも大きく設定され、前記第２反力で発生する前記摺動方向の第２分力よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項７】
前記ラック歯が、前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜するストップ面と、前記反噛合い方向に向かって前記後退方向に傾斜する摺動面とで凹凸状に形成され、
前記ラチェット歯が、前記反噛合い方向に向かって前記前進方向に傾斜するストップ対向面と、前記反噛合い方向に向かって前記後退方向に傾斜する摺動対向面とで凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項８】
前記ストップ面の傾斜角が、前記摺動面の傾斜角より小さく形成されていることを特徴
とする請求項７に記載のラチェット式テンショナ。
【請求項９】
前記ハウジングは、前記回転部材を回転させるエンジンに取り付けられ、
前記プランジャ付勢手段は、前記ハウジングに形成された高油圧室に前記エンジンの運転時に供給される圧油の油圧を含み、
前記第１反力は、前記エンジンの始動時に発生する前記反力を含み、
前記第２反力は、前記エンジンの始動後に発生する前記反力を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のラチェット式テンショナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１８０９０２（Ｐ２０１２−１８０９０２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４３７８（Ｐ２０１１−４４３７８）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００３３５５）株式会社椿本チエイン (861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００３３５５）株式会社椿本チエイン (861)
【Ｆターム（参考）】
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