JP2008014383A - テンショナユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 オートテンショナのシリンダに摺動自在に嵌合するピストンの外径を小型化する。
【解決手段】 無端ベルトからテンショナプーリに伝達される荷重で伸縮して減衰力を発生するテンショナユニット３２のシリンダ３９に摺動自在に嵌合するピストン４１に開弁方向が異なる第１、第２チェックバルブ５１，５２を設ける際に、第１、第２チェックバルブ５１，５２の第１、第２チェックボール５７，６０を収納する第１、第２凹部５５，５８をピストン４１の軸方向にずらして配置するとともに、ピストン４１の外周にシール部材４０を支持すべく形成した環状溝４１ａを前記ピストン４１の軸方向で前記第１、第２凹部５５，５８の間に配置したので、第１、第２凹部５５，５８および環状溝４１ａをピストン４１の同一横断面上に配置する場合に比べて、ピストン４１の外径を縮小してテンショナユニット３２を小型化することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回転体に巻き掛けられた無端伝動部材の張力変動を吸収すべく、無端伝動部材から回転体に伝達される荷重で伸縮して減衰力を発生するテンショナユニットに関する。

無端ベルトに張力を付与するテンショナプーリを先端に軸支した揺動アームの中間部にテンショナユニットを接続し、そのテンショナユニットの内部に、テンショナプーリを無端ベルトに当接する方向に付勢するスプリングと、揺動アームの揺動に減衰力を与える流体圧式の減衰手段とを収納したものが、下記特許文献１により公知である。

上記従来のテンショナユニットは、シリンダの内部に設けた隔壁に開弁方向が異なる一対のチェックバルブを設け、ピストンの進退に応じて開弁する一対のチェックバルブに連なる絞り通路の断面積に差を持たせることで、テンショナユニットの収縮時の減衰力が大きくなり、伸長時の減衰力が小さくなるように設定している。
実公昭６１−４３０００号公報

ところで上記特許文献１に記載されたものは、テンショナユニットのシリンダの隔壁に一対のチェックバルブを設けているが、シリンダに摺動自在に嵌合するピストンに一対のチェックバルブを設ければ、前記隔壁を廃止してシリンダの軸方向寸法を小型化することができる。このとき、ピストンに形成した凹部にチェックボールを収納した構造のチェックバルブを採用し、かつピストンの外周面に形成した環状溝に支持したシール部材でシリンダの内周面との間をシールすると、前記凹部および前記環状溝の干渉を回避するためにピストンの外径が増加してしまい、それがテンショナユニットの大型化の原因となる可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、オートテンショナのシリンダに摺動自在に嵌合するピストンの外径を小型化することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、回転体に巻き掛けられた無端伝動部材の張力変動を吸収すべく、無端伝動部材から回転体に伝達される荷重で伸縮して減衰力を発生するテンショナユニットにおいて、シリンダと、シリンダに摺動自在に嵌合して無端伝動部材の張力変動に応じて移動するピストンと、シリンダ内のピストンを挟む両側に形成された第１、第２流体室と、ピストンの外周に形成された環状溝に嵌合するシール部材と、ピストンに設けられて第２流体室から第１流体室への流体の移動のみを許容する第１チェックバルブと、ピストンに設けられて第１流体室から第２流体室への流体の移動のみを許容する第２チェックバルブとを備え、第１のチェックバルブは、ピストンの第１流体室側に開口する第１凹部と、第１凹部に直列に接続されて第２流体室に開口する第１流体通路と、第１凹部に収納される第１チェックボールとで構成され、ピストンの径方向で第１凹部の外端は第１流体通路の外端よりも外側にあり、第２のチェックバルブは、ピストンの第２流体室側に開口する第２凹部と、第２凹部に直列に接続されて第１流体室に開口する第２流体通路と、第２凹部に収納される第２チェックボールとで構成され、ピストンの径方向で第２凹部の外端は第２流体通路の外端よりも外側にあり、環状溝をピストンの軸方向で第１、第２凹部の間に配置したことを特徴とするテンショナユニットが提案される。

尚、実施の形態の無端ベルト１１は本発明の無端伝動部材に対応し、実施の形態のテンショナプーリ１６は本発明の回転体に対応する。

請求項１の構成によれば、無端伝動部材から回転体に伝達される荷重で伸縮して減衰力を発生するテンショナユニットのシリンダに摺動自在に嵌合するピストンに開弁方向が異なる第１、第２チェックバルブを設ける際に、第１、第２チェックバルブの第１、第２チェックボールを収納する第１、第２凹部をピストンの軸方向にずらして配置するとともに、ピストンの外周にシール部材を支持すべく形成した環状溝を前記ピストンの軸方向で前記第１、第２凹部の間に配置したので、第１、第２凹部および環状溝をピストンの同一横断面上に配置する場合に比べて、ピストンの外径を縮小してテンショナユニットを小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１はオートテンショナの正面図、図２はテンショナユニットの拡大図（収縮時）、図３は図２に対応する作用説明図（伸長時）である。

自動車用エンジンのクランクシャフトの駆動力を補機に伝達する無端ベルト１１に張力を付与してスリップを防止するためのオートテンショナは、エンジンブロック１２に設けられた支軸１３に中央部を枢支されたベルクランク状の揺動アーム１４を備える。揺動アーム１４の一端にプーリ軸１５を介して回転自在に支持されたテンショナプーリ１６に前記無端ベルト１１が巻き掛けられるとともに、揺動アーム１４の他端とエンジンブロック１２との間にテンショナユニット３２が設けられる。

テンショナユニット３２は、揺動アーム１４の他端に支点ピン３３を介して連結された第１連結部３４と、エンジンブロック１２に支点ピン３５を介して連結された第２連結部３６とを備えており、第１、第２連結部３４，３６間に圧縮コイルばね３７が配置される。

第１連結部３４と一体に設けられた筒状のハウジング３８の内部にシリンダ３９が形成されており、シリンダ３９にシール部材４０を介して摺動自在に嵌合するピストン４１と一体に設けたピストンロッド４２が、シリンダ３９の上端を閉塞する端板４３に設けたシール部材４４を貫通して第２連結部３６に連結される。シリンダ３９の下端がバルブブロック４５で閉塞されており、ピストン４１の上部に第１流体室４６が形成され、ピストン４１およびバルブブロック４５間に第２流体室４７が形成され、バルブブロック４５の下部に第３流体室４８が形成される。第３流体室４８は、ハウジング３８およびシリンダ３９間に形成されたリーザーバ４９に連通し、リザーバ４９の上部に空気室５０が形成される。

ピストン４１には、第２流体室４７から第１流体室４６への流体の流通を許容し、その逆方向への流体の流通を阻止する第１チェックバルブ５１と、第２流体室４７から第１流体室４６への流体の流通を阻止し、その逆方向への流体の流通を許容する第２チェックバルブ５２とが設けられる。またバルブブロック４５には、第２流体室４７から第３流体室４８への流体の流通を許容し、その逆方向への流体の流通を阻止する第３チェックバルブ５３と、第２流体室４７から第３流体室４８への流体の流通を阻止し、その逆方向への流体の流通を許容する第４チェックバルブ５４とが設けられる。

第１チェックバルブ５１は第１流体室４６に開口する第１凹部５５と、第１凹部５５の底に連通して第２流体室４７に開口する第１流体通路５６と、第１凹部５５に収納される第１チェックボール５７とで構成される。第２チェックバルブ５２は第２流体室４７に開口する第２凹部５８と、第２凹部５８の底に連通して第３流体室４８に開口する第２流体通路５９と、第２凹部５８に収納される第２チェックボール６０とで構成される。第１流体通路５６は第２流体通路５９よりも細く形成される。

第３チェックバルブ５３は第３流体室４８に開口する第３凹部６１と、第３凹部６１の底に連通して第２流体室４７に開口する第３流体通路６２と、第３凹部６１に収納される第３チェックボール６３とで構成される。第４チェックバルブ５４は第２流体室４７に開口する第４凹部６４と、第４凹部６４の底に連通して第３流体室４８に開口する第４流体通路６５と、第４凹部６４に収納される第４チェックボール６６とで構成される。第３流体通路６２は第４流体通路６５よりも細く形成される。

ピストン４１の径方向において、第１〜第４チェックバルブ５１〜５４の第１〜第４凹部５５，５８，６１，６４の外端は、第１〜第４流体通路５６，５９，６２，６５の外端よりも外側に位置している。そしてシール部材４０を支持すべくピストン４１の外周面に形成された環状溝４１ａは、ピストン４１の軸方向で第１、第２チェックバルブ５１，５２の第１、第２凹部５５，５８の間に位置している。

以上のように、第１、第２チェックバルブ５１，５２と、第３、第４チェックバルブ５３，５４とは、第２流体室４７を挟んで上下対称に配置されている。

次に、上記構成を備えた第１の実施の形態の作用について説明する。

図１において、無端ベルト１１の張力が増加すると揺動アーム１４が支軸１３まわりに時計方向に揺動し、テンショナユニット３２の第１連結部３４が圧縮コイルばね３７を圧縮しながら第２連結部３６に接近する方向に移動する。その結果、図２に示すように、ピストン４１がシリンダ３９の内部に押し込まれるように下降して第２流体室４７の容積が減少するため、第１、第３チェックバルブ５１，５３が開弁して第２、第４チェックバルブ５２，５４が閉弁し、第２流体室４７の流体が第１、第３チェックバルブ５１，５３の細い第１、第３流体通路５６，６２を通過して第１、第３流体室４６，４８に流入する。このように、無端ベルト１１の張力が増加してテンショナユニット３２が収縮するときは、流体が細い方の第１、第３流体通路５６，６２を通過することで大きな減衰力が発生する。尚、テンショナユニット３２が収縮すると第１流体室４６内に進入するピストンロッド４２の容積分だけ空気室５０の容積が減少することで、ピストン４１のロックが防止される。

逆に無端ベルト１１の張力が減少すると圧縮コイルばね３７の弾発力で揺動アーム１４が支軸３１まわりに反時計方向に揺動し、テンショナユニット３２の第１連結部３４が第２連結部３６から離反する方向に移動する。その結果、図３に示すように、ピストン４１がシリンダ３９から引き抜かれる方向に上昇して第２流体室４７の容積が増加するため、第１、第３チェックバルブ５１，５３が閉弁して第２、第４チェックバルブ５２，５４が開弁し、第１流体室４６の流体が第２チェックバルブ５２の太い第２流体通路５９を通過して第２流体室４７に流入するとともに、第３流体室４８の流体が第４チェックバルブ５４の太い第４流体通路６５を通過して第２流体室４７に流入することで小さな減衰力が発生する。尚、テンショナユニット３２が伸長すると第１流体室４６から退出するピストンロッド４２の容積分だけ空気室５０の容積が増加することで、ピストン４１のロックが防止される。

このように、無端ベルト１１の張力が増加するときにはテンショナユニット３２に大きな減衰力を発生させてゆっくりと収縮させ、無端ベルト１１の張力が減少するときにはテンショナユニット３２に小さな減衰力を発生させて素早く伸長させることで、テンショナプーリ２０の暴れを防止して無端ベルト１１の挙動を安定させることができる。

さて、ピストン４１には第１、第２チェックバルブ５１，５２とシール部材４０とが設けられており、ピストン４１の外径を最小限に抑えてテンショナユニット３２を小型化するには、それらが干渉しないようにレイアウトする必要がある。

本実施の形態では第１、第２流体通路５６，５９よりも大径の第１、第２凹部５５，５８をピストン４１の軸方向にずらして配置し、ピストン４１の外周にシール部材４０を支持する環状溝４１ａをピストン４１の軸方向で第１、第２凹部５５，５８に挟まれた位置に形成したので、ピストン４１の外径を最小限に抑えることができる。仮に、第１、第２凹部５５，５８および環状溝４１ａをピストン４１の同一横断面上に配置すると、ピストン４１の外径は本実施の形態のものより大きくなってしまう。

次に、図４および図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。図４および図５は、それぞれ第１の実施の形態の図２および図３に対応している。

上述した第１の実施の形態では、第１〜第４チェックバルブ５１〜５４の第１、第３流体通路５６，６２の流路断面積と、第２、第４流体通路５９，６５の流路断面積とを異ならせることで、テンショナユニット３２の収縮時および伸長時の減衰力に差を持たせているが、第２の実施の形態では第１〜第４チェックバルブ５１〜５４の第１〜第４凹部５５，５８，６１，６４の流路断面積を異ならせることで減衰力に差を持たせている。

即ち、テンショナユニット３２の収縮時に開弁する第１、第３チェックバルブ５１，５３の第１、第３凹部５５，６１の直径を小さく設定し、テンショナユニット３２の伸長時に開弁する第２、第４チェックバルブ５２，５４の第２、第４凹部５８，６４の直径を大きく設定することで、それら第１〜第４凹部５５，５８，６１，６４と、そこに保持された同一直径の第１〜第４チェックボール５７，６０，６３，６６との間の隙間の大きさを変化させて流路断面積を異ならせている。

この第２の実施の形態でも、第１、第２凹部５５，５８をピストン４１の軸方向にずらして配置し、ピストン４１の外周にシール部材４０を支持する環状溝４１ａをピストン４１の軸方向で第１、第２凹部５５，５８に挟まれた位置に形成したので、ピストン４１の外径を最小限に抑えることができ、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の回転体および無端伝動部材はテンショナプーリ２０および無端ベルト１１に限定されず、スプロケットおよび無端チェーンであっても良い。

また実施の形態ではテンショナユニット３２が第３、第４チェックバルブ５３，５４を設けたバルブブロック４５を備えているが、バルブブロック４５は省略することも可能である。

第１の実施の形態に係るオートテンショナの正面図 テンショナユニットの拡大図（収縮時） 図２に対応する作用説明図（伸長時） 第２の実施の形態に係るテンショナユニットの拡大図（収縮時） 図４に対応する作用説明図（伸長時）

符号の説明

１１ 無端ベルト（無端伝動部材）
１６ テンショナプーリ（回転体）
３９ シリンダ
４０ シール部材
４１ ピストン
４１ａ 環状溝
４６ 第１流体室
４７ 第２流体室
５１ 第１チェックバルブ
５２ 第２チェックバルブ
５５ 第１凹部
５６ 第１流体通路
５７ 第１チェックボール
５８ 第２凹部
５９ 第２流体通路
６０ 第２チェックボール

Claims (1)

1. 回転体（１６）に巻き掛けられた無端伝動部材（１１）の張力変動を吸収すべく、無端伝動部材（１１）から回転体（１６）に伝達される荷重で伸縮して減衰力を発生するテンショナユニットにおいて、
   シリンダ（３９）と、
   シリンダ（３９）に摺動自在に嵌合して無端伝動部材（１１）の張力変動に応じて移動するピストン（４１）と、
   シリンダ（３９）内にピストン（４１）を挟む両側に形成された第１、第２流体室（４６，４７）と、
   ピストン（４１）の外周に形成した環状溝（４１ａ）に嵌合するシール部材（４０）と、
   ピストン（４１）に設けられて第２流体室（４７）から第１流体室（４６）への流体の移動のみを許容する第１チェックバルブ（５１）と、
   ピストン（４１）に設けられて第１流体室（４６）から第２流体室（４７）への流体の移動のみを許容する第２チェックバルブ（５２）と、
   を備え、
   第１のチェックバルブ（５１）は、ピストン（４１）の第１流体室側（４６）に開口する第１凹部（５５）と、第１凹部（５５）に直列に接続されて第２流体室（４７）に開口する第１流体通路（５６）と、第１凹部（５５）に収納される第１チェックボール（５７）とで構成され、ピストン（４１）の径方向で第１凹部（５５）の外端は第１流体通路（５６）の外端よりも外側にあり、
   第２のチェックバルブ（５２）は、ピストン（４１）の第２流体室側（４７）に開口する第２凹部（５８）と、第２凹部（５８）に直列に接続されて第１流体室（４６）に開口する第２流体通路（５９）と、第２凹部（５８）に収納される第２チェックボール（６０）とで構成され、ピストン（４１）の径方向で第２凹部（５８）の外端は第２流体通路（５９）の外端よりも外側にあり、
   環状溝（４１ａ）をピストン（４１）の軸方向で第１、第２凹部（５５，５８）の間に配置したことを特徴とするテンショナユニット。

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