JP2001032897A - 油圧式オートテンショナおよびベルト伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速追従性および低温始動性の良好な油圧式
オートテンショナを提供することである。 【解決手段】 シリンダ１１の内部を圧力室２２とリザ
ーバ室２３とに仕切る摺動自在なピストン１６に上記両
室２２、２３を連通する通路２４を形成する。圧力室２
２内の作動油の圧力がリザーバ室２３内の作動油の圧力
より上昇したとき上記通路２４を閉じるチェックバルブ
２５を弁体２６と、その弁体２６のストロークを規制す
るリテーナ２７とで形成する。弁体２６をセラミックで
形成して軽量化を図り、圧力室２２の高速度の圧力変化
や微小な作動油の流れに弁体２６が追従できるようにし
て高速追従性と低温始動性の向上とを図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関におけ
るベルト伝動装置のベルトの張力を一定に保持する油圧
式オートテンショナおよびベルト伝動装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関におけるクランクシャ
フトの回転をカムシャフトに伝えるベルト伝動装置にお
いては、クランクシャフトの端部とカムシャフトの端部
のそれぞれに取付けられた歯付プーリ間にタイミングベ
ルトをかけ渡し、そのタイミングベルトの弛み側ベルト
に油圧式オートテンショナの調整力を付与してタイミン
グベルトの張力を一定に保つようにしている。

【０００３】上記油圧式オートテンショナとして、実公
平３−１３６４７号公報に記載されたものが従来から知
られている。このオートテンショナにおいては、作動油
が充填されたシリンダ内に、その内部を圧力室とリザー
バ室に仕切るピストンを摺動自在に組込み、そのピスト
ンと共に軸方向に移動するロッドに張力調整ばねの弾性
力を付与して外方向への突出性を付与している。

【０００４】また、ピストンに圧力室とリザーバ室を連
通する通路を形成し、その通路にチェックバルブを設
け、前記圧力室内の作動油の圧力がリザーバ室内の作動
油の圧力より高くなったとき、そのチェックバルブで通
路を閉じるようにしている。

【０００５】ここで、チェックバルブは、弁体と、その
弁体のストローク量を制限するリテーナとから成り、前
記弁体は鋼製のボールによって形成されている。

【０００６】油圧式オートテンショナのチェックバルブ
は、Ｖ８エンジンのような高周波の繰り返し変動荷重を
発生するエンジンに対しても使用可能な高速追従性と、
低温時においても短時間でダンピングを発生させること
ができる低温始動性とが要求される。

【０００７】高速追従性および低温始動性はいずれもチ
ェックバルブの弁体のストロークに影響を受ける。図５
（Ｉ）は、鋼製のボールから成る弁体のストロークと追
従周波数の関係をなし、また、図５（II）は上記弁体の
ストロークと低温始動性の関係を示すグラフである。

【０００８】図５（Ｉ）および（II）に示すグラフから
明らかなように、弁体のストロークを小さくすることに
よって高速追従性の向上を図ることができるが、弁体の
ストロークを小さくすると、低温始動性が逆に悪くな
る。

【０００９】例えば、Ｖ８エンジンのような高速加振力
（５００Ｈｚ相当）のエンジンに対して使用できるよう
にするためには、弁体のストロークを０．１ｍｍ以下に
する必要がある。一方、低温時にダンピングを発生させ
るまでの時間が短い低温始動性を満足させるには、弁体
のストロークを０．２ｍｍ以上とする必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、油圧式
オートテンショナのチェックバルブにおいては、高速追
従性と低温始動性が相反する関係にあるため、従来の油
圧式オートテンショナにおいては、チェックバルブにお
ける弁体のストロークを０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍの範
囲に規制して、高速追従性、低温始動性の両方の妥協点
で使用している。このため、Ｖ８エンジンのように、高
周波の繰り返し変動荷重を発生するエンジンへの使用に
際しては、チェックバルブにおける弁体の圧力変化によ
る追従性が良好であるとはいえず、タイミングベルトが
振動して歯飛びを生じるおそれが生じる。

【００１１】この発明の課題は、高周波の繰り返し変動
荷重を発生するエンジンにおいても充分な高速追従性を
有し、低温時においても良好な始動性を発揮する油圧式
オートテンショナおよびタイミングベルトの振動を抑制
し、歯飛びを完全に防止することができるベルト伝動装
置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて
は、作動油が充填されたシリンダの内部に、その内部を
圧力室とリザーバ室に仕切るピストンを摺動自在に組込
み、そのピストンと共に軸方向に移動するロッドに張力
調整ばねの弾性力を付与して外方向への突出性を付与
し、前記ピストンには前記圧力室とリザーバ室とを連通
する通路を形成し、その通路に、圧力室内の作動油の圧
力がリザーバ室内の作動油の圧力より高くなったとき通
路を閉じるチェックバルブを設け、このチェックバルブ
が、通路開閉用の弁体と、その弁体を保持するリテーナ
とから成る油圧式オートテンショナにおいて、前記弁体
をセラミックにより形成した構成を採用している。

【００１３】上記のように、弁体をセラミックによって
形成すると、鋼製の弁体に比較して比重が小さいため、
弁体は圧力室内の作動油の圧力変化に応じて速やかに移
動し、鋼製から成る弁体のストローク量を同じとした場
合に、追従周波数が大きくなり、逆に、追従周波数を同
じとすれば、弁体のストローク量が大きくなる。

【００１４】このため、高速追従性および低温始動性の
良好な油圧式オートテンショナを得ることができ、高周
波の繰り返し変動荷重を発生するエンジンにおいても常
に安定したダンピングを発揮する。

【００１５】ここで、弁体は、ボールから成るもの、あ
るいは板体から成るもののいずれでもよい。板体から成
る弁体においては、ボールから成る弁体に比較して、ス
トロークが同じである場合、通路の開口面積を大きくす
ることができるため、低温始動性をさらに向上させるこ
とができる。

【００１６】この発明に係る油圧式オートテンショナに
おいて、弁体の移動量は高速追従性を向上させるうえに
おいて小さい程好ましいが、小さくし過ぎると、低温始
動性が悪くなり、また、部品の製造において精度の高い
加工を必要とし、一方、弁体の移動量が大きくなり過ぎ
ると、高速追従性が悪くなるため、前記弁体のストロー
クは、０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度が好ましい。

【００１７】この発明に係るベルト伝動装置において
は、内燃機関におけるクランクシャフトの端部に取り付
けた歯付きプーリとカムシャフトの端部に取り付けた歯
はプーリとの間にタイミングベルトをかけ渡したベルト
伝動装置において、前記タイミングベルトの弛み側ベル
トに前記油圧式オートテンショナの調整力を付与した構
成を採用している。

【００１８】上記のように構成すると、油圧式オートテ
ンショナのチェックバルブは前記のように、高速追従性
および低温振動性が良好であるため、油圧式オートテン
ショナは常に安定したダンピングをもち、タイミングベ
ルトに振動が生じることがなく、ベルトの歯飛びを完全
に防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１乃至図４に基づいて説明する。図１は、クランクシャ
フト１の回転をカムシャフト２に伝達するベルト伝動装
置を示す。このベルト伝動装置は、両シャフト１、２の
端部に歯付プーリ３、４を取付け、その歯付プーリ３、
４間にタイミングベルト５をかけ渡している。

【００２０】タイミングベルト５の弛み側ベルト５ａに
はプーリアーム６が設けられている。プーリアーム６は
軸７により一端部が支持され、その軸７を中心として揺
動自在となり、その揺動側端部にテンションプーリ８が
回転自在に取付けられている。また、プーリアーム６に
は油圧式オートテンショナ１０の調整力が付与され、そ
の調整力によってテンションプーリ８がタイミングベル
ト５に押し付けられている。

【００２１】図２は油圧式オートテンショナを示す。図
示のように、シリンダ１１は、アルミ合金から成る底付
きの外筒１２と、その外筒１２内に挿入された鋼製の底
付きのスリーブ１３とから成り、内部には作動油が充填
されている。

【００２２】外筒１２の上側開口部内にはオイルシール
１４が挿入され、止め輪１５の取付けによって抜け止め
されている。スリーブ１３内にはピストン１６が摺動自
在に組み込まれている。ピストン１６はロッド挿入孔１
７を上部に有し、そのロッド挿入孔１７にロッド１８の
下部が挿入されている。ここで、ロッド１８はロッド挿
入孔１７に圧入してもよく、あるいは抜き差し自在に挿
入してもよい。

【００２３】前記ロッド１８は、前記オイルシール１４
をスライド自在に貫通して上部がシリンダ１１の上方に
臨んでいる。ロッド１８のシリンダ１１内に位置する部
分にはウエアリング１９が嵌合されている。ウエアリン
グ１９は外筒１２の内径面に沿ってスライド自在とな
り、そのウエアリング１９と前記スリーブ１３の上端側
に設けたセパレータ２０との間に張力調整ばね２１が組
み込まれている。

【００２４】ウエアリング１９は上記張力調整ばね２１
によってロッド１８の外周に形成された段部１８ａに押
し付けられ、その張力調整ばね２１の押圧によってロッ
ド１８に外方向への突出性が付与されている。

【００２５】前記ピストン１６には、その下方に設けら
れた圧力室２２と、その上方に形成されたリザーバ室２
３とを連通する通路２４が設けられている。通路２４は
チェックバルブ２５によって開閉される。

【００２６】チェックバルブ２５はボールから成る弁体
２６と、その弁体２６のストローク量を制限するリテー
ナ２７と、このリテーナ２７をピストン１６の下面に押
し付けるリテーナスプリング２８とから成り、前記弁体
２６は圧力室２２内の作動油の圧力がリザーバ室２３内
の作動油の圧力より高くなったとき通路２４を閉じるよ
うになっている。

【００２７】ここで、弁体２６はセラミックから形成さ
れ、そのストロークは０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度と
されている。

【００２８】上記の構成から成る油圧式オートテンショ
ナにおいて、図１に示すクランクシャフト１の回転によ
ってタイミングベルト５の弛み側ベルト５ａに弛みが生
じると、張力調整ばね２１の押圧によりロッド１８が外
方向に移動し、テンションプーリ８がタイミングベルト
５に押し付けられてベルトの弛みが吸収される。

【００２９】ロッド１８の外方向への移動時、ピストン
１６もロッド１８と共に移動する。そのピストン１６の
移動によって圧力室２２内の作動油の圧力がリザーバ室
２３内の作動油の圧力より低くなるため、チェックバル
ブ２５の弁体２６は通路２４を開放する。このため、リ
ザーバ室２３内の作動油は通路２４から圧力室２２内に
流れ、ピストン１６およびロッド１８は上方にスムーズ
に移動してタイミングベルト２１の弛みを直ちに吸収す
る。

【００３０】一方、タイミングベルト５の弛み側ベルト
５ａの張力が増大すると、その弛み側ベルト５ａにより
テンションプーリ８およびプーリアーム６を介してロッ
ド１８が押し込まれる。

【００３１】このとき、圧力室２２内の作動油の圧力が
リザーバ室２３内の圧力より高くなるため、チェックバ
ルブ２５の弁体２６は通路２４を閉じ、ロッド１８に付
与される押し込み力が圧力室２２内の作動油によって緩
衝され、タイミングベルト５の弛み側ベルト５の弛みに
よる振動が防止される。

【００３２】ロッド１８に付与される押し込み力が張力
調整ばね２１の弾性力より大きい場合、圧力室２２内の
作動油はピストン１６とスリーブ１３の摺動面間よりリ
ザーバ室２３内にリークし、ピストン１６は張力調整ば
ね２１の弾性力とタイミングベルト５の張力とが釣り合
う位置まで下降して停止する。

【００３３】ここで、図１に示すクランクシャフト１が
Ｖ８エンジンのような高回転の高周波加振力を発生する
エンジンのクランクシャフトの場合、ロッド１８および
ピストン１６には高周波の繰り返し変動荷重が付与され
ることになり、圧力室２２内の作動油に高周波の圧力変
化が生じることになる。

【００３４】この場合、チェックバルブ２５の弁体２６
が鋼製であると、従来の技術の項で述べたように、弁体
２６のストロークを０．１ｍｍ以下に設定して圧力室２
２内の作動油の圧力変化に追従させる必要が生じ、低温
始動性を犠牲にする必要が生じる。

【００３５】しかしながら、チェックバルブ２５の弁体
２６はセラミックにより形成されて軽量であるため、弁
体２６は圧力室２２内の作動油の微小な流れや圧力変化
に素速く追従し、弁体２６のストロークを０．２ｍｍ乃
至０．５ｍｍに設定した場合でも圧力室２２内の作動油
の圧力変化に追従して通路２４を良好に開閉することに
なる。

【００３６】このように、弁体２６をセラミック製とし
て軽量化を図ることにより、チェックバルブ２５に高速
追従性をもたせることができるため、高周波の繰り返し
変動荷重を発生するエンジンにおいても常に安定したタ
ンピングをもたせることができる。

【００３７】また、チェックバルブ２５の圧力変化によ
る応答性が良いため、弁体２６のストロークを０．２ｍ
ｍ乃至０．５ｍｍ程度に設定することができる。このた
め、低温時のエンジン始動時にも速やかにダンピングを
発生させることができ、良好な低温始動性を得ることが
できる。したがって、タイミングベルト５が振動すると
いう不都合の発生はなく、歯飛びを確実に防止すること
ができる。

【００３８】図３はピストン１６に形成された通路２４
の他の例を示す。この例における通路２４は、ピストン
１６に形成されたロッド挿入孔１７の内周に軸方向に延
びる複数の溝２４ａを周方向に間隔をおいて形成し、ロ
ッド挿入孔１７の底に上記溝２４ａと連通する軸方向の
貫通孔２４ｂを設けている。

【００３９】図４は、チェックバルブ２５における弁体
２６の他の例を示している。この例で示す弁体２６は板
体とされている。この弁体２６も前記ボールから成る弁
体と同様にセラミックにより形成されている。

【００４０】上記のように、板体から成る弁体２６をチ
ェックバルブ２５に採用することにより、ボールから成
る弁体２６に比較して、弁体２６のストロークを同じに
した場合に、通路２４の開口面積を大きくすることがで
きるため、リザーバ室２３から圧力室２２への作動油の
流れがスムーズであり、低温始動性の向上を図ることが
できる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、チ
ェックバルブの弁体をセラミックにより形成して軽量化
を図ったことにより、高速追従性および低温始動性の優
れたオートテンショナを得ることができる。

【００４２】このため、Ｖ８エンジンのように、高周波
の繰り返し変動荷重を発生するエンジンにおいても常に
安定したダンピングを発生して、タイミングベルトの振
動を防止し、歯飛びを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るベルト伝動装置の正面図

【図２】図１に示すベルト伝動装置の油圧式オートテン
ショナを示す縦断正面図

【図３】ピストンに形成された通路の他の例を示す断面
図

【図４】図２に示すオートテンショナのチェックバルブ
の他の例を示す断面図

【図５】（Ｉ）はボールから成る弁体と追従周波数の関
係を示すグラフ、（II）はボールから成る弁体と低温始
動性の関係を示すグラフ

【符号の説明】

１１ シリンダ １６ ピストン １８ ロッド ２１ 張力調整ばね ２２ 圧力室 ２３ リザーバ室 ２４ 通路 ２５ チェックバルブ ２６ 弁体 ２７ リテーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北野 聡 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 (72)発明者 山本 憲 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J049 AA03 BB05 BB13 BB26 BB35 BC03 CA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動油が充填されたシリンダの内部に、
   その内部を圧力室とリザーバ室に仕切るピストンを摺動
   自在に組込み、そのピストンと共に軸方向に移動するロ
   ッドに張力調整ばねの弾性力を付与して外方向への突出
   性を付与し、前記ピストンには前記圧力室とリザーバ室
   とを連通する通路を形成し、その通路に、圧力室内の作
   動油の圧力がリザーバ室内の作動油の圧力より高くなっ
   たとき通路を閉じるチェックバルブを設け、このチェッ
   クバルブが、通路開閉用の弁体と、リテーナとから成る
   油圧式オートテンショナにおいて、前記弁体をセラミッ
   クにより形成したことを特徴とする油圧式オートテンシ
   ョナ。
2. 【請求項２】 前記弁体がボールから成る請求項１に記
   載の油圧式オートテンショナ。
3. 【請求項３】 前記弁体が板体から成る請求項１に記載
   の油圧式オートテンショナ。
4. 【請求項４】 前記リテーナにより弁体のストローク量
   を０．２乃至０．５ｍｍに制限した請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の油圧式オートテンショナ。
5. 【請求項５】 内燃機関におけるクランクシャフトの端
   部に取り付けた歯付きプーリとカムシャフトの端部に取
   り付けた歯付プーリとの間にタイミングベルトをかけ渡
   したベルト伝動装置において、前記タイミングベルトの
   弛み側ベルトに請求項１乃至４のいずれかに記載の油圧
   式オートテンショナの調整力を付与したことを特徴とす
   るベルト伝動装置。