JP2007107605A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】外部信号によりロッドの移動を阻止することができるオートテンショナについて、ベルトの張力の微小な変動に対する動作の信頼性を向上させる。
【解決手段】ロッド１１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の間のリザーバ室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、その第１通路１８にリザーバ室１５側から圧力室１４側への作動油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、その第２通路２０に圧力室１４側からリザーバ室１５側への作動油の流れのみを許容する第２チェック弁２１を設け、その第２チェック弁２１とリザーバ室１５の間に第２通路２０を開閉可能な電磁弁２２を設け、第２通路２０に絞り２３を設け、ロッド１１とシリンダ１０を圧力室１４の容積が拡大する方向にリターンスプリング１７で付勢する構成を採用する。
【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、ベルトを介してエンジンで駆動される。このベルトの張力は、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、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、プーリアームを付勢してテンションプーリをベルトに押さえ付けるオートテンショナとからなるユニットにより、適正な範囲に保たれる。

このようなユニットのオートテンショナとして、ロッド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、そのピストンの移動により容積が変化するスリーブ内の圧力室に作動油を充填し、シリンダとスリーブの間に形成されるリザーバ室に作動油を溜め、圧力室とリザーバ室を連通する第１通路を設け、その第１通路にリザーバ室側から前記圧力室側への作動油の流れのみを許容する第１チェック弁を設け、圧力室とリザーバ室を連通する第２通路を設け、その第２通路に圧力室側からリザーバ室側への作動油の流れのみを許容する第２チェック弁を設け、第２通路に絞りを設け、ロッドとシリンダを圧力室の容積が拡大す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とベルトの張力がつり合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、第２通路の絞りが、圧力室からリザーバ室に流れる作動油の流量を制限することにより、ロッドの移動速度を遅くしてベルトの張力を安定させる。

さらに、このオートテンショナには、第２チェック弁の弁体と一体に移動する鉄心と、通電により鉄心の位置を保持する電磁コイルが設けられており、その電磁コイルに通電すると第２チェック弁の閉鎖状態が保持され、圧力室の容積が縮小する方向へのロッドの移動が阻止される。そのため、エンジンとモータジェネレータと補機をベルトで連結し、エンジンとモータジェネレータの間に上記テンションプーリを設けた装置において、モータジェネレータでエンジンを始動させるときにオートテンショナの電磁コイルに通電すると、テンションプーリの位置が固定され、テンションプーリの位置の変化によるベルトのスリップが防止される。

しかし、このオートテンショナは、第２チェック弁の弁体が鉄心と一体に移動するので、第２チェック弁の弁体の慣性が大きい。そのため、圧力室の圧力変動に対する第２チェック弁の応答性が悪く、ベルトの張力の微小な変動に対する動作の信頼性が低かった。また、第２チェック弁の開閉音や、第２チェック弁の開閉に伴う弁体と弁座の摩耗が生じやすかった。

特開２００５−９０７２４号公報

この発明が解決しようとする課題は、外部信号によりロッドの移動を阻止することができるオートテンショナについて、ベルトの張力の微小な変動に対する動作の信頼性を向上させることである。

上記の課題を解決するために、外部信号によりロッドの移動を阻止する手段として、第２チェック弁とは別個の電磁弁を第２通路に設けた。

具体的には、ロッド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、そのピストンの移動により容積が変化する前記スリーブ内の圧力室に作動油を充填し、前記シリンダと前記スリーブの間に形成されるリザーバ室に作動油を溜め、前記圧力室と前記リザーバ室を連通する第１通路を設け、その第１通路に前記リザーバ室側から前記圧力室側への作動油の流れのみを許容する第１チェック弁を設け、前記圧力室と前記リザーバ室を連通する第２通路を設け、その第２通路に前記圧力室側から前記リザーバ室側への作動油の流れのみを許容する第２チェック弁を設け、その第２チェック弁と前記リザーバ室の間に前記第２通路を開閉可能な電磁弁を設け、前記第２通路に絞りを設け、前記ロッドと前記シリンダを前記圧力室の容積が拡大する方向にリターンスプリングで付勢する構成をオートテンショナに採用した。

第２チェック弁は、たとえば、通油口を有する弁座と、その弁座の前記通油口に接離可能に設けた球状の弁体と、その弁体を前記弁座に向けて付勢するスプリングとで構成することができる。

この発明のオートテンショナは、電磁弁で第２通路を閉じることにより、圧力室の容積が縮小する方向へのロッドの移動を阻止することができる。また、第２通路を開閉する電磁弁が第２チェック弁とは別個なので、第２チェック弁の弁体の慣性が小さく、ベルトの張力の微小な変動に対するオートテンショナ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の一端に回転可能に取り付けられ、プーリアーム２は支軸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の他端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がプーリアーム２を付勢してテンションプーリ１をベルト５に押さえ付ける。

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を連結しており、エンジン６とモータジェネレータ７の間の位置にテンションプーリ１が接触している。

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が、ピストン１２がスリーブ９から抜け出すのを防止する。また、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、スリーブ９とシリンダ１０の間に形成されるリザーバ室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、ばね座１６を介してロッド１１を押圧し、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を付勢する。

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、第１通路１８の圧力室１４側の端には、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、通油口１９ａを有する弁座１９ｂと、弁座１９ｂの通油口１９ａを開閉する球状の弁体１９ｃと、弁体１９ｃを通油口１９ａの位置に保持するホルダ１９ｄとからなり、リザーバ室１５側から圧力室１４側への作動油の流れのみを許容する。

一方、ロッド１１の内部とばね座１６の内部には、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、圧力室１４側からリザーバ室１５側への作動油の流れのみを許容する第２チェック弁２１が設けられている。第２チェック弁２１は、図４に示すように通油口２１ａを有する弁座２１ｂと、弁座２１ｂの通油口２１ａに接離可能に設けた球状の弁体２１ｃと、弁体２１ｃを弁座２１ｂに向けて付勢するスプリング２１ｄとからなる。

また、第２通路２０には、図３に示すように第２チェック弁２１とリザーバ室１５の間に電磁弁２２が設けられている。電磁弁２２はノーマルオープン弁であり、電磁コイル２２ａに通電すると弁体２２ｂが弁座２２ｃに当接して通油口２２ｄを閉じ、通電を解除すると弁体２２ｂが弁座２２ｃから離反して通油口２２ｄを開く。

ロッド１１の下端には、貫通孔２３を有する絞り部材２４が圧入され、その絞り部材２４の貫通孔２３が第２通路２０の絞りを形成している。

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２５で塞がれており、このベローズ２５が、リザーバ室１５から外部への作動油の洩れを防止するとともに、外部からリザーバ室１５への異物の混入を防止している。

ばね座１６の上部にはブッシュ取付け孔２６が形成され、ブッシュ取付け孔２６にブッシュ２７が圧入され、さらにブッシュ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、オートテンショナ４を揺動可能に支持する。

同様に、シリンダ１０の下部にもブッシュ取付け孔３０が形成され、ブッシュ取付け孔３０にブッシュ３１が圧入され、さらにブッシュ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する。

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、ばね座１６を介してロッド１１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２１ｂから離反して通油口２１ａ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応じて圧力室１４の容積が縮小する方向にロッド１１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、ベルト５の緊張を緩和する。このとき、絞り部材２４の貫通孔２３が作動油の流量を制限するので、テンションプーリ１がゆっくりと移動し、ベルト５の張力が不安定になりにくい。

一方、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、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１９ｂから離反して通油口１９ａ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応じて圧力室１４の容積が拡大する方向にロッド１１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、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、ベルト５の張力が変動したときに、テンションプーリ１の位置のベルト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。

また、エンジン６を一旦停止した後に、図５に示すようにモータジェネレータ７でエンジン６を始動するときは、電磁弁２２の電磁コイル２２ａに通電して通油口２２ｄを閉じる。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、圧力室１４の容積が縮小する方向へのロッド１１の移動が阻止され、テンションプーリ１の位置が固定される。そのため、テンションプーリ１の位置の変化によるベルト５のスリップを防止し、安定したエンジン始動を行なうことができる。

このオートテンショナ４は、第２チェック弁２１の弁体２１ｃが電磁弁２２から独立しているので、第２チェック弁２１の弁体２１ｃの慣性が小さい。そのため、ベルト５の張力の微小な変動に対するオートテンショナ４の動作の信頼性が高く、また、第２チェック弁２１の開閉音や、第２チェック弁２１の開閉に伴う弁体２１ｃと弁座２１ｂの摩耗が生じにくい。

第２チェック弁２１は、図ではロッド１１とばね座１６の間に組み込んでいるが、第２通路２０の他の位置に設けてもよく、たとえば、ロッド１１と絞り部材２４の間に組み込んでもよい。

上記実施形態では、電磁弁２２としてノーマルオープン弁を用いることによって、万一電磁弁２２に不具合が生じたときにオートテンショナ４の機能を失わないようにしているが、電磁弁２２としてノーマルクローズ弁を用いてもよい。要は、第２通路２０を開閉可能な電磁弁であればよい。

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 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

４ オートテンショナ
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
２１ａ 通油口
２１ｂ 弁座
２１ｃ 弁体
２１ｄ スプリング
２２ 電磁弁
２３ 貫通孔
２４ 絞り部材

Claims (2)

1. ロッド１１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側への作動油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側への作動油の流れのみを許容する第２チェック弁２１を設け、その第２チェック弁２１と前記リザーバ室１５の間に前記第２通路２０を開閉可能な電磁弁２２を設け、前記第２通路２０に絞り２３を設け、前記ロッド１１と前記シリンダ１０を前記圧力室１４の容積が拡大する方向にリターンスプリング１７で付勢したオートテンショナ。
2. 前記第２チェック弁２１が、通油口２１ａを有する弁座２１ｂと、その弁座２１ｂの前記通油口２１ａに接離可能に設けた球状の弁体２１ｃと、その弁体２１ｃを前記弁座２１ｂに向けて付勢するスプリング２１ｄとからなる請求項１に記載のオートテンショナ。

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