JP2007016936A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】オートテンショナの絞りの抵抗を管理しやすくするとともに、絞りに異物が詰まるのを防止する。
【解決手段】ロッド１１の端部に形成したピストン１２をシリンダ１０内に固定したスリーブ９に摺動可能に挿入し、スリーブ９内の圧力室１４に作動油を充填し、シリンダ１０とスリーブ９の間に形成されるリザーバ室１５に作動油を溜め、圧力室１４とリザーバ室１５を連通する第１通路１８を設け、第１通路１８にリザーバ室１５側から圧力室１４側への流れのみを許容する第１チェック弁１９を設け、圧力室１４とリザーバ室１５を連通する第２通路２０を設け、第２通路２０に圧力室１４側からリザーバ室１５側への流れのみを許容する第２チェック弁２１を設け、第２通路２０に絞りを設け、ロッド１１とシリンダ１０を付勢するリターンスプリング１７を設けたオートテンショナにおいて、外周にねじを形成したねじ部材２４を第２通路２０に圧入し、そのねじ部材２４と第２通路２０の内面との間に形成される螺旋状の通路２５で前記絞りを構成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、自動車の補機の駆動ベルトの張力保持に用いるオートテンショナに関する。

自動車の補機、たとえばカーエアコンやウォータポンプなどは、その回転軸がエンジンのクランクシャフトにベルトで連結されており、そのベルトを介してエンジンで駆動される。このベルトの張力を適正範囲に保つために、一般に、ベルトに接触する回転可能なテンションプーリと、そのテンションプーリを支持する揺動可能なプーリアームと、テンションプーリがベルトを押圧する方向にプーリアームを付勢するオートテンショナとからなるオートテンショナユニットが使用される。

このようなオートテンショナユニットに用いるオートテンショナとして、ロッドの下部に形成したピストンを、シリンダ内に固定したスリーブに摺動可能に挿入し、そのロッドとシリンダを、スリーブ内の圧力室の容積を拡大させる方向にリターンスプリングで付勢したものが知られている（特許文献１）。このオートテンショナは、リターンスプリングの付勢力がベルトの張力とつりあう位置までロッドが移動することにより、ベルトの張力変動を吸収し、ベルトの張力を適正範囲に保つ。

また、ピストンで区切られたスリーブ内の圧力室に作動油が充填されており、スリーブとシリンダの間に形成されたリザーバ室にも作動油が溜められている。圧力室の下部とリザーバ室の下部は第１通路で連通しており、ロッドが移動して圧力室の容積が拡大すると、リザーバ室内の作動油が第１通路を通って圧力室に流れる。また、ロッドにも圧力室とリザーバ室を連通する第２通路が形成されており、ロッドが移動して圧力室の容積が縮小すると、圧力室内の作動油が第２通路を通ってリザーバ室に流れる。この第２通路にはオリフィスが設けられており、そのオリフィスで圧力室からリザーバ室に流れる作動油の流量を制限し、これによりロッドがゆっくりと移動するようにしてベルトの張力を安定させている。

しかし、オリフィスは、一般的に孔径が０．１〜０．２ｍｍと小さいので、加工が難しく、孔径にばらつきが生じやすい。そのため、オリフィスの抵抗を管理するのが困難であった。

また、オリフィスの孔径が小さいので、圧力室内の作動油に含まれる異物（たとえば摩耗粉など）がオリフィスの孔に詰まりやすい。この詰まりは、オリフィスの孔径を大きくすることで防止することができるが、その場合、抵抗を確保するためにオリフィスの長さを長くする必要があり、オリフィスの加工が難しくなる。

特開２００５−０９０７２４号公報

この発明が解決しようとする課題は、オートテンショナの第２通路に設ける絞りの長さを長くしてその絞りの断面寸法を大きくし、これにより絞りの抵抗の管理を容易にするとともに絞りに異物が詰まるのを防止することである。

上記の課題を解決するために、外周にねじを形成したねじ部材を第２通路に圧入し、そのねじ部材と第２通路の内面の間に形成される螺旋状の通路で絞りを構成した。この構成を採用したオートテンショナは、第２通路にねじ部材を圧入して螺旋状の通路を形成するので、その通路の長さを断面寸法に比べて大きくするのが容易である。そのため、螺旋状の通路の断面寸法を大きくしても、その通路の長さを長くして、断面寸法の小さいオリフィスと同等の抵抗の絞りを形成することができる。

このオートテンショナは、次の構成を加えるとより好ましいものとなる。
１）通電によって第２チェック弁の閉鎖状態を保持する電磁コイルを設ける。
２）前記ねじ部材のねじを多条ねじとする。

この発明のオートテンショナは、第２通路にねじ部材を圧入して螺旋状の通路を形成するので、その通路の長さを断面寸法に比べて大きくするのが容易である。そのため、螺旋状の通路の長さを管理することにより、絞りの抵抗を容易に管理することができる。また、絞りの断面寸法を大きくし、絞りに異物が詰まるのを防止することができる。

さらに、通電によって第２チェック弁の閉鎖状態を保持する電磁コイルを設けたものは、その電磁コイルに通電することにより圧力室からリザーバ室に作動油が流れるのを阻止して、圧力室の容積が縮小する方向にロッドが移動するのを一時的に阻止することができる。

また、前記ねじ部材のねじを多条ねじとしたものは、絞りを構成する通路が複数形成されるので、いずれかの通路に異物が詰まっても他の通路を作動油が流れることができる。そのため、ロッドの動作の信頼性が高い。

以下、この発明のオートテンショナの実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、テンションプーリ１がプーリアーム２に回転可能に取り付けられ、そのプーリアーム２が支軸３を中心として揺動可能に支持されている。プーリアーム２にはオートテンショナ４が接続され、このオートテンショナ４は、テンションプーリ１がベルト５を押圧する方向にプーリアーム２を付勢している。

ベルト５は、図２に示すようにエンジン６とモータジェネレータ７と補機８を連結し、テンションプーリ１は、エンジン６とモータジェネレータ７の間の位置でベルト５を押圧している。

オートテンショナ４は、図３に示すようにスリーブ９がシリンダ１０内に挿入して固定され、そのスリーブ９内に、ロッド１１の下部に形成されたピストン１２が摺動可能に挿入されている。また、スリーブ９内には、ピストン１２よりも上方に止め環１３が装着されており、この止め環１３によってピストン１２がスリーブ９から抜け出すのを防止している。ピストン１２によってスリーブ９内に形成される圧力室１４には、作動油が充填されている。また、スリーブ９とシリンダ１０の間に形成されたリザーバ室１５にも作動油が溜められている。

ロッド１１の上部にはばね座１６が固定され、ばね座１６とシリンダ１０の間にはリターンスプリング１７が組み込まれている。リターンスプリング１７は、圧力室１４の容積が拡大する方向にロッド１１とシリンダ１０を付勢している。

圧力室１４の下部とリザーバ室１５の下部は、シリンダ１０に形成された第１通路１８を介して連通しており、この第１通路１８には、リザーバ室１５側から圧力室１４側への流れのみを許容する第１チェック弁１９が設けられている。第１チェック弁１９は、圧力室１４の下部に固定した弁座１９ａと、弁座１９ａに形成された弁孔１９ｂを開閉する球状の弁体１９ｃと、弁体１９ｃの移動範囲を制限するストッパ１９ｄとからなる。

また、ロッド１１とばね座１６には、圧力室１４の上部とリザーバ室１５の上部を連通する第２通路２０が形成され、この第２通路２０には、弁座２１ａと、弁座２１ａに形成された弁孔２１ｂに向けて進退可能に支持される弁体２１ｃと、弁体２１ｃを弁孔２１ｂに向けて付勢するばね２１ｄとからなる第２チェック弁２１が設けられている。この第２チェック弁は、図４に示すように圧力室１４側からリザーバ室１５側への流れのみを許容する。弁体２１ｃには、図３に示すように電磁コイル２２が装着されており、電磁コイル２２に通電すると弁体２１ｃが弁孔２１ｂに向けて押圧されて、弁孔２１ｂの閉鎖状態を保持するようになっている。

ばね座１６とシリンダ１０の間の開口は伸縮可能なベローズ２３で塞がれており、これによりリザーバ室１５内の作動油が外部に洩れるのを防止している。

ロッド１１の第２通路２０の圧力室１４側の端部には、図５に示すように外周にねじが形成されたねじ部材２４が圧入されている。そのため、ねじ部材２４と第２通路２０の内面の間には、図６に示すように螺旋状の通路２５が形成されている。

ばね座１６の上部には、図３に示すようにブッシュ取付け孔２６が形成されており、そのブッシュ取付け孔２６にブッシュ２７が圧入され、そのブッシュ２７内に内輪２８が回転可能に挿入されている。内輪２８は、図１に示すようにボルト２９でエンジンブロック（図示せず）に固定されて、オートテンショナ４を揺動可能に支持している。

図３に示すように、シリンダ１０の下部にもブッシュ取付け孔３０が形成されており、そのブッシュ取付け孔３０にブッシュ３１が圧入され、そのブッシュ３１内に内輪３２が回転可能に挿入されている。内輪３２は、図１に示すようにプーリアーム２にボルト３３で固定されて、オートテンショナ４とプーリアーム２を相対回転可能に連結している。

つぎに、上述のオートテンショナ４の動作を説明する。

通常走行時、補機８は、図２に示すようにベルト５を介してエンジン６で駆動される。このとき、補機８の負荷が変動してベルト５の張力が大きくなると、その張力がプーリアーム２を介してオートテンショナ４に伝達し、圧力室１４内の圧力が高くなる。圧力室１４内の圧力が高まると、第２チェック弁２１の弁体２１ｃが弁座２１ａから離反して弁孔２１ｂが開き、圧力室１４内の作動油が第２通路２０を通ってリザーバ室１５に流出する。この作動油の流出によりスリーブ９内のピストン１２が移動し、ベルト５の張力とリターンスプリング１７の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ１が移動して、ベルト５の緊張を緩和する。このとき、作動油の流量が螺旋状の通路２５で制限されているので、テンションプーリ１はゆっくりと移動する。そのため、ベルト５の張力が不安定になりにくい。

また、補機８の負荷が変動してベルト５の張力が小さくなると、リターンスプリング１７の付勢力によって圧力室１４内の圧力が低くなる。圧力室１４内の圧力が低くなると、第１チェック弁１９の弁体１９ｃが弁座１９ａから離反して弁孔１９ｂが開き、リザーバ室１５内の作動油が第１通路１８を通って圧力室１４に流入する。この作動油の流入によりスリーブ９内のピストン１２が移動し、ベルト５の張力とリターンスプリング１７の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ１が移動して、ベルト５の弛みを吸収する。このとき、第１通路１８には絞りがないので、テンションプーリ１は速やかに移動し、ベルト５の弛みを迅速に吸収する。

このように、テンションプーリ１の位置のベルト５の張力が変動すると、ベルト５の張力とリターンスプリング１７の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ１が移動してベルト５の張力変動を吸収するので、ベルト５の張力が適正範囲に保たれる。

一方、エンジン６を一旦停止した後に、図７に示すようにモータジェネレータ７でエンジン６を再始動するときは、電磁コイル２２に通電して第２チェック弁２１を閉鎖状態に保持しておく。このようにすると、圧力室１４内の作動油がリザーバ室１５に流れないので、スリーブ９内のピストン１２が移動せず、テンションプーリ１の位置が固定される。そのため、ベルト５の緊張状態が保持され、ベルト５のスリップを防止し、安定したエンジン始動を可能とすることができる。

このオートテンショナ４は、第２通路２０にねじ部材２４を圧入して螺旋状の通路２５を形成するので、その通路２５の長さを断面寸法に比べて大きくするのが容易である。そのため、このオートテンショナ４は、螺旋状の通路２５の長さで絞りの抵抗を管理して、品質を安定させることができる。また、圧力室１４内の作動油に含まれる異物（たとえばピストンの摺動により生じた摩耗粉など）が詰まりにくく、動作不良を起こしにくい。

図５および図６に示すように、圧力室１４側を大径とする段部３４を第２通路２０に形成し、その段部３４よりも圧力室１４側にねじ部材２４を圧入するとより好ましい。このようにすると、圧入するねじ部材２４のねじ径が大きくなるので、螺旋状の通路２５の長さを長くするのがより容易となる。

ねじ部材２４のねじは、一条ねじでもよいが、多条ねじとするとより好ましい。このようにすると、絞りを構成する通路２５が複数形成されるので、いずれかの通路２５に異物が詰まっても他の通路２５を作動油が流れる。そのため、より動作不良を起こしにくい。

この発明の実施形態のオートテンショナの使用例を示す正面図 エンジンによる補機の駆動状態を示す図 図１のオートテンショナの軸線に沿った断面図 図１のオートテンショナの第２チェック弁を示す拡大図 図１のオートテンショナの絞りの分解斜視図 図１のオートテンショナの絞りの拡大断面図 モータジェネレータによるエンジンの始動状態を示す図

符号の説明

９ スリーブ
１０ シリンダ
１１ ロッド
１２ ピストン
１４ 圧力室
１５ リザーバ室
１７ リターンスプリング
１８ 第１通路
１９ 第１チェック弁
２０ 第２通路
２１ 第２チェック弁
２２ 電磁コイル
２４ ねじ部材
２５ 通路

Claims (3)

1. ロッド１１の端部に形成したピストン１２をシリンダ１０内に固定したスリーブ９に摺動可能に挿入し、そのピストン１２の移動により容積が変化する前記スリーブ９内の圧力室１４に作動油を充填し、前記シリンダ１０と前記スリーブ９の間に形成されるリザーバ室１５に作動油を溜め、前記圧力室１４と前記リザーバ室１５を連通する第１通路１８を設け、その第１通路１８に前記リザーバ室１５側から前記圧力室１４側への流れのみを許容する第１チェック弁１９を設け、前記圧力室１４と前記リザーバ室１５を連通する第２通路２０を設け、その第２通路２０に前記圧力室１４側から前記リザーバ室１５側への流れのみを許容する第２チェック弁２１を設け、前記第２通路２０に絞りを設け、前記圧力室１４の容積が拡大する方向に前記ロッド１１と前記シリンダ１０を付勢するリターンスプリング１７を設けたオートテンショナにおいて、外周にねじを形成したねじ部材２４を前記第２通路２０に圧入し、そのねじ部材２４と前記第２通路２０の内面の間に形成される螺旋状の通路２５で前記絞りを構成したことを特徴とするオートテンショナ。
2. 通電によって前記第２チェック弁２１の閉鎖状態を保持する電磁コイル２２を設けた請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記ねじ部材２４のねじを多条ねじとした請求項１または２に記載のオートテンショナ。

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