JP2511864Y2 - オ―トテンショナ - Google Patents

オ―トテンショナ

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JP2511864Y2
JP2511864Y2 JP1989126174U JP12617489U JP2511864Y2 JP 2511864 Y2 JP2511864 Y2 JP 2511864Y2 JP 1989126174 U JP1989126174 U JP 1989126174U JP 12617489 U JP12617489 U JP 12617489U JP 2511864 Y2 JP2511864 Y2 JP 2511864Y2
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pressure chamber
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一貴 川島
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エヌティエヌ株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0802Actuators for final output members
    • F16H2007/0806Compression coil springs

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  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、自動車のクランクシャフト用タイミング
ベルト等の張力を設定された張力に保持するのに用られ
るオートテンショナに関する。
〔従来の技術〕
自動車の内燃機関に組込まれたベルト伝動装置におい
ては、機関運転時の機関本体の熱膨張によるプーリの芯
間距離の変化やトルク変動によってベルトのテンション
が変化するため、普通、ベルトに接触させたテンション
ローラに油圧式オートテンショナの調整力を付与してベ
ルトの張力を一定に保つようにしている。
上記油圧式オートテンショナは、シリンダ内にピスト
ンを摺動自在に組込み、そのピストンの下方に形成され
た圧力室とピストンの上方に設けられたリザーバ室に作
動油を封入し、この作動油が圧力室とリザーバ室との間
で流通する動作とシリンダ内に組込まれてロッド及びピ
ストンに突出性を付与する調圧スプリングの弾力とによ
ってベルトの張力を一定に保つようにしている。
〔考案が解決しようとする課題〕
ところで、オートテンショナは、次に示す2つのパタ
ーンに従って、圧力室のオイルから気泡を分離析出する
ことが分かっている。
(1)機関運転時は、オートテンショナのロッドに変動
荷重が作用し圧力室は正圧と負圧を繰り返す。負圧時に
生じたキャビテーションを原因として小さな気泡が発生
し、運転を続けると小さな気泡が集積し、大きな気泡に
成長する。この気泡は、運転を続ける限り成長を続け
る。
(2)機関運転時、圧力室は、正圧と負圧を繰り返し、
平均圧力にすると数十気圧になる。長時間運転を続ける
と、圧力室のオイルに溶存する空気の量は停止時の数十
倍に達する。ところが、運転を停止すると圧力室のオイ
ルに溶存し得る空気の量は、停止時の溶存可能量に減少
する。このため、溶存しきれない空気は析出し、気泡化
する(ヘンリーの法則)。従って、圧力室に発生した気
泡を素早く排出することが重要である。
しかし、油圧式オートテンショナは、一般にロッドを
略上向きにして、エンジンに取付けられる。これは、オ
イルシールが劣化してもオイルシールからのオイル漏れ
を回避するためで、ロッドが略上向きの取付け状態にお
いては、圧力室に発生した気泡は上昇してピストン底部
まで達する。この気泡は、ピストンとシリンダボディの
隙間からリザーバ室に流出する。バルブ部は、圧力室に
オイルを流入させる役目であり、バルブ部から気泡が流
入する可能性は低い。従って、ピストンとシリンダボデ
ィの隙間から気泡を流出させる工夫が必要である。
ところが、上記従来の油圧式オートテンショナは圧力
室に発生した気泡を速やかに排出する機能を有していな
い。
たとえば、第4図ではピストン02がコの字形状になっ
ているので、気泡がA部に滞留し、ピストン02とシリン
ダボディ01の隙間から排出されることはない。03は調圧
用ばね、04はリテーナである。
第5図のものでは、大きなばねが圧力室に介在してい
るので、B部に気泡が残留し、ピストン02とシリンダボ
ディ01の隙間から排出されずに残る。
第6図のものでは、小さなばねを使用しているので、
第5図のものよりは、残留する気泡の量は少ないが、同
様の問題を残している(C部に残留)。
圧力室に気泡が残留すると、気体の圧縮性のため圧力
室の剛性が無くなり、ダンピング効果が無くなってしま
う。ピストン(ロッド)が大きく振動するため、ピスト
ン02とシリンダボディ01の摺動面が異常摩耗を生じ、オ
イル劣化も著しい。テンションプーリの振動のために、
ベルト異音、歯飛びの問題を生じ、結果としてベルト寿
命低下につながる。
この考案は、上記のような従来のオートテンショナの
残留気泡の問題に鑑みてなされたものであり、その目的
は圧力室に混入した気泡、又は発生した気泡を速やかに
排出し得るようにしたオートテンショナを提供するにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
そこでこの考案では上記課題を解決するための手段と
して、シリンダケースと、シリンダケース内に作動油を
充填し、その内部を圧力室とリザーバ室に区画するピス
トンと、前記シリンダケースとピストンとの間に隙間を
形成しシリンダケースに対して突没自在に設けられたプ
ッシュロッドと、プッシュロッドを突出する方向へ押圧
するリザーバ室に設けた第1弾性部材と、ピストン及び
プッシュロッドをリザーバ室側へ押圧する圧力室内に設
けた第2弾性部材と、ピストンの圧力室側端に固定され
たリテーナに保持され、プッシュロッドとピストンに穿
設したリザーバ室と圧力室を連通する流通路の圧力室側
吐出孔を開閉するチェック弁とを備え、前記圧力室内の
第2弾性部材は前記リテーナの外側にはめ合い配置さ
れ、リテーナと反対側の弾性部材内径をリテーナ側内径
より大径としたオートテンショナの構成を採用したので
ある。
〔作用〕
上記のように構成したこの考案によるオートテンショ
ナは、ベルト張力からプッシュロッドへ伝達される圧力
変動によりピストンが上下動し、ピストンが下方へ押圧
されるときは圧力室内のオイルを圧縮してチェック弁が
閉塞され、ベルト張力の増大に対してダンパー効果を与
える。
反対に、ベルト張力が弛むと調圧室内は負圧となって
チェック弁が開かれ、リザーバ室からオイルが圧力室内
へ流れ込む。上記荷重の変動が激しく行われると、圧力
室内の負圧を瞬時に打消すようにリザーバ室からのオイ
ルが圧力室に流入しない。このため圧力室内の負圧によ
るキャビテーションが発生する。
このキャビテーションを原因として発生する気泡は、
この考案によるオートテンショナでは、圧力室内の第2
弾性部材はリテーナの外側にはめ合い配置されているた
め、そのはめ合い部付近には発生せず、それ以外の弾性
部材外部に生じるが、これらの気泡はピストンとシリン
ダとの間隙を通って速やかにリザーバ室へ排出されるた
め、圧力室内には気泡が発生しても短時間で消失する。
又、第2弾性部材は上述のように上部内径が小さく、
下部内径が大きいテーパ状として形成されているため、
第2弾性部材内部にわずかに気泡が発生しても下方で外
部へ排除され第2弾性部材の上部の外周のスペースに集
められてピストンとシリンダの間の隙間を通って速やか
に消失し、気泡が溜まることがなくなる。
上記のようにテーパ状の第2弾性部材を用いた場合、
第2弾性部材上端外径部に広いプランジャ底面を設ける
ことができ、この広いプランジャ底面が重要である。第
2弾性部材内径側に溜まった空気は、第2弾性部材外径
側に移動しようとする。しかし第2弾性部材外径側のス
ペースが小さいと、空気は容易に第2弾性部材外径側に
移動できない。このためプランジャとスリーブの隙間を
通って空気を排出することが困難になる。このような理
由により、第2弾性部材をテーパ状にするほうが機能的
に優れているのである。
ストレートの第2弾性部材でも全体に弾性部材外径を
小さくすれば同様の効果が得られるが、そのような弾性
部材はバネ定数が大きくなる(弾性部材高さによる荷重
の変化が大きい)ためロッド(プランジャ)の突出力の
変化が大きくなりオートテンショナの機能上適切ではな
い。
又、圧力室内の第2弾性部材は前記リテーナの外側に
はめ合い配置することとしたから、第2弾性部材の外側
にスペースが確保され圧力室内の気泡の移動が行い易く
なり、また第2弾性部材の上端を下端より小さくするこ
とで、バネ定数を大きくせずに、シリンダケースとピス
トンの間の間隙を可能な限り大きく確保してこの間隙に
発生した気泡を導くことができるのである。
〔実施例〕
以下この考案の実施例を添付図面を参照して説明す
る。
第1図はこの考案による気泡の発生を防止するタイプ
のオートテンショナの主要断面図である。
このオートテンショナは、シリンダケース1と、その
内部を圧力室3とリザーバ室3′に区画するピストン2
と、シリンダケースに対して突没自在に設けられたプッ
シュロッド4と、プッシュロッドの押圧力を調整する調
圧弾性部材5と、ピストンの圧力室側に固定されたリテ
ーナ6と保持されたチェック弁7と、シリンダケース内
に作動油8とを備えている。
シリンダケース1内には、その下半分にピストン2を
摺動自在に嵌合させるシリンダ9が設けられている。プ
ッシュロッド4は、その下端がピストン2の穴に嵌合さ
れ、ピストン2に設けられた環状通路10、プッシュロッ
ド4、ピストン2に設けられた油戻り通路11が設けられ
ている。プッシュロッド4の中間位置には案内フランジ
12が設けられ、プッシュロッド外端に斜め方向に当接す
る、図示省略のタイミングベルト調整用テンションプー
リを支持する操作アームからの押圧力によりプッシュロ
ッド4が傾斜するのを防止している。
調圧弾性部材は、この実施例では、図示の如く調圧用
ばね5、5′をシリンダ9のトップとプッシュロッドの
案内フランジ12との間に設けたもの、及び圧力室3内に
設けたもう1つの調圧用ばね13から成る。調圧用ばね13
は、ピストン2からはずれないようにピストンの下部に
圧入されたリテーナ6を下から押し上げて保持するため
に設けられている。また、この調圧用ばね13は、ピスト
ン2にプッシュロッド4を嵌入させこれを常に一体に動
くように付勢する押圧力を与えるもので、かつその押圧
力はプッシュロッド4を押圧する調圧用ばね5、5′の
押圧力に加算される。
上記調圧用ばね13は、図示の如くテーパ状に巻かれ、
その上端はリテーナの突起部6′にその間の隙間が0又
は0に近い最小間隙をもって係合されている。
第2図は他の実施例のオートテンショナの主要断面図
であり、第一実施例と同じ部材には同じ符号が付してあ
る。この実施例では、調圧用ばね13′がストレート形状
である点のみが異なる。
シリンダケース1内には、図示の如く作動油8、この
実施例ではシリコーンオイル、が入れられ、その上方を
オイルシール14で閉じられている。オイルシール14と作
動油8の上面との間にはわずかなエアーギャップ15が残
されており、作動油の油温上昇による体積膨張の変化を
これによって吸収している。
上記のように構成したこの実施例のオートテンショナ
の作用について説明する。
図示省略のテンションプーリを支持する操作アームか
らベルト張力の変動による押圧力がプッシュロッド4の
突出端に加えられると、その押圧力はピストン2を介し
て圧力室3内の作動油を圧縮する。そのため、リテーナ
6の側方から流入する作動油の圧力によってチェック弁
7はピストン下端の開口を閉じる。
こうして上記チェック弁7による開口閉塞までのわず
かな時間の間、プッシュロッド4はわずかに移動しなが
らテンションプーリの押圧力を減衰させる。
反対に、テンションプーリの押圧力が無くなる、ある
いは減少すると、調圧弾性部材5の押圧力によりピスト
ン2、プッシュロッド4が押圧されてシリンダケース1
から突出し、テンションプーリを押圧してタイミングベ
ルトの弛みを緊張せしめる。
このとき、ピストン2が上方へ移動するため、油の流
れはリザーバ室3′から環状通路10、オイルの戻り通路
11を通り、チェック弁7を押し下げて開口し、リテーナ
6の立上がり部のスリットから圧力室3へ戻る。
上記のようにプッシュロッド4に作用する変動荷重に
よる圧力室3の正圧、負圧の繰返し中に、負圧時に生じ
るキャビテーションを原因とする気泡が長時間運転によ
り大きく成長する。また、運転を停止すると、圧力室の
オイルに溶存し得る気泡の量が減少し、このため気泡が
オイルから析出する。
しかし、この実施例の場合、発生した気泡は、圧力室
内の調圧用ばね13がその上端でリテーナ6の突起部6′
との間の隙間を0又は0に近い最小限の隙間、この実施
例では少なくとも0〜1mm、となるように形成されてい
るから、従来のように調圧用ばねの巻コイル内部に気泡
が滞留し、気泡が速やかに逃げないということはなく、
第1図、第2図に示すように成長した気泡Dは矢印のよ
うに調圧用ばねの外部へ速やかに出て、ピストン2とシ
リンダ9との隙間を通ってリザーバ室3′へ排出され
る。従って、気泡は常にその運転時中でもリザーバ室
3′へ排出し得るから、運転時にもピストン2、プッシ
ュロッド4は振動が少なくなる。
このため、ピストン2とシリンダ9の摺動面の異常摩
耗がなくなり、オイルシールリップの摩耗についても少
なくなり、摩耗に伴なうオイルの劣化が少なくてすむこ
とになる。
さらに、派生的にテンションプーリの振動も少なくな
るため、ベルトの異常音の発生、ベルトの歯飛び、歯欠
けなどが無くなり、結果としてベルト寿命の低下が防止
される。
上述した効果を実証するため、この実施例のオートテ
ンショナのプッシュロッド4の変動波形をオシログラフ
で測定し、同時に比較のため同様な試験を従来例のオー
トテンショナ(第5図のもの)で実施した結果を第3図
(a)、(b)に示す。(a)がこの考案によるもの、
(b)が従来例のものである。
この実験は、圧力室に強制的に気泡を混入させ、エン
ジンを始動させた時のプッシュロッド4の振動を測定し
た。
この実施結果から、従来例のものではエンジン始動後
も気泡が抜けないため、プッシュロッドの振動がいつま
でも続いているが、この考案によるオートテンショナで
は数秒(約6秒以内)で気泡が排出され、プッシュロッ
ド4の振動が停止しているのが分る。
〔効果〕
以上詳細に説明したように、この考案によるオートテ
ンショナはその圧力室内の第2弾性部材はリテーナの外
側にはめ合い配置し、第2弾性部材の外側にスペースを
確保できるように形成し、かつ弾性部材は上部内径が小
さいテーパ状の形状となるようにしたから、圧力室内で
その運転中又は停止時にオイル中に発生する気泡は弾性
部材の内部から外へ出てピストンとシリンダとの隙間を
通ってリザーバ室へ速やかに排出されるから、気泡のた
めにオートテンショナのダンパー効果が減少することが
なく、ピストンとプッシュロッドが振動しないのでピス
トンとシリンダとの摺動面の異常摩耗、オイルシールリ
ップの摩耗などがなくなり、摩耗に伴なうオイルの劣化
を防止できるなど種々の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案による第一の実施例の油圧式オートテ
ンショナの主要断面図、第2図はその一部変形実施例の
図、第3図は(a)がこの考案による油圧式オートテン
ショナのプッシュロッドの変動波形の図、(b)が従来
のオートテンショナのプッシュロッドの変動波形の図、
第4図〜第6図は従来例のオートテンショナの構造例で
ある。 1……シリンダケース、2……ピストン、3……圧力
室、3′……リザーバ室、4……プッシュロッド、5、
5′……調圧弾性部材、6……リテーナ、7……チェッ
ク弁、8……作動油、9……シリンダ、13、13′……調
圧用ばね、14……オイルシール、15……エアーギャッ
プ。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダケースと、シリンダケース内に作
    動油を充填し、その内部を圧力室とリザーバ室に区画す
    るピストンと、前記シリンダケースとピストンとの間に
    隙間を形成しシリンダケースに対して突没自在に設けら
    れたプッシュロッドと、プッシュロッドを突出する方向
    へ押圧するリザーバ室に設けた第1弾性部材と、ピスト
    ン及びプッシュロッドをリザーバ室側へ押圧する圧力室
    内に設けた第2弾性部材と、ピストンの圧力室側端に固
    定されたリテーナに保持され、プッシュロッドとピスト
    ンに穿設したリザーバ室と圧力室を連通する流通路の圧
    力室側吐出孔を開閉するチェック弁とを備え、前記圧力
    室内の第2弾性部材は前記リテーナの外側にはめ合い配
    置され、リテーナと反対側の弾性部材内径をリテーナ側
    内径より大径としたことを特徴とするオートテンショ
    ナ。
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JPH0637219Y2 (ja) * 1988-03-02 1994-09-28 三菱自動車工業株式会社 オートテンショナ用アクチュエータ

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