JP4084485B2 - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端環状の平ベルト、Ｖベルト、歯付ベルト、チェーン等の伝動部材に適度な張力（テンション）を自動的に与えるための油圧式オートテンショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧式オートテンショナとしては、特表平２−５００２１０号公報に記載のものが知られている。図１０及び図１１は同公報記載の構造を示し、Ｖベルト１が滑車２と遊び滑車３に巻き掛けられている。遊び滑車３はアーム４の先端に回動可能に取り付けられ、アーム４の基端は軸部５に揺動可能に取り付けられている。アーム４の中央部には油圧式オートテンショナ５０が連結されている。
【０００３】
油圧式オートテンショナ５０は、有底筒状のケーシング５１と、ケーシング５１内に嵌入されたシリンダ５２と、ケーシング５１の開口端部を経てシリンダ５２内に摺動可能に進入したピストン５３と、ケーシング５１の開口端部に設けられてピストン５３に摺接するシールリング５４とを備え、ピストン５３の上端が前記アーム４に連結されている。シリンダ５２内の高圧油室５５と、シリンダ５２・ケーシング５１間の低圧油室５６とは、シリンダ５２下部の逆止弁５７及び通路５８を介して連通し、該通路５８を経て低圧油室５６から高圧油室５５へオイルが流れるとともに、シリンダ５２・ピストン５３間のクリアランス５９を介しても連通し、該クリアランス５９を経て高圧油室５５から低圧油室５６へオイルが流れるようになっている。
【０００４】
ピストン５３の途中部には、係合リング６０が嵌着されるとともに、下方から係合リング６０に係合するスプリングシートアッパ６１が遊嵌されている。スプリングシートアッパ６１は、ケーシング５１の開口端部にカシメにより固着された蓋６２に当接して抜けないようになっており、該蓋６２の内周に前記シールリング５４が取り付けられている。低圧油室５６内において、シリンダ５２下部に一体形成されたスプリングシートロア６３と前記スプリングシートアッパ６１との間にはリターン用コイルスプリング６４が装着され、リターン用コイルスプリング６４はスプリングシートアッパ６１及び係合リング６０を介してピストン５３をシリンダ退出方向（図では上方）へ付勢している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記油圧式オートテンショナ５０には下記の問題があった。
▲１▼ 低圧油室５６内にリターン用コイルスプリング６４が余裕をもって収まるスペースが必要であり、その分テンショナ５０の外径寸法が大きくなるため、コンパクト化に限界がある。
▲２▼ ベルト１に高張力を与える必要がある場合には、リターン用コイルスプリング６４に高いバネ荷重が必要となるが、そのようなコイルスプリングは設計的に難しい。
▲３▼ リターン用コイルスプリング６４には、そのバネ定数等により決まる固有振動数での共振の問題がある。すなわち、ベルト１の回転数が高くなり前記固有振動数にかかってリターン用コイルスプリング６４が共振すると、テンショナ５０が正常に作動しなくなるため、高回転化に対応しにくい。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決し、特に径方向にコンパクト化することができ、ベルト等の伝動部材の高張力化及び高回転化に容易に対応することができる油圧式オートテンショナを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ケーシングに設けられたシリンダ孔に対してプランジャに設けられたピストン部が進入し、該シリンダ孔とピストン部の端面との間に高圧油室が形成された油圧式オートテンショナにおいて、プランジャに設けた被圧面とケーシングとの間にリターン用高圧ガスを封入した高圧ガス室を設け、該被圧面にかかるリターン用高圧ガスの圧力によりプランジャをケーシングから退出する方向に付勢し、ケーシングの内部に該ケーシングの内径より外径が小さい内筒を設け、該内筒の外周面とケーシングの内周面との間をシリンダ孔とし、該内筒の内側に高圧油室に連通し得る低圧油室を形成し、該低圧油室の上部に高圧ガス室を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の油圧式オートテンショナを具体化した複数の実施形態例について、図１〜図９を参照して説明する。なお、第一実施形態及び第三実施形態は、参考例である。これらの油圧式オートテンショナは、無端環状の平ベルト、Ｖベルト、歯付ベルト、チェーン等の伝動部材に適度な張力を自動的に与えるための汎用品である。油圧式オートテンショナと伝動部材との間の構造は、特に限定されず、例えば図１０に示すように従来の油圧式オートテンショナ５０に代えて使用できる。
【００１３】
［第一実施形態］
まず、図１〜図４に示す第一実施形態の油圧式オートテンショナ１０は、有底筒状のケーシング１１を備え、ケーシング１１の下面に一体形成された取付部１２には、環状のカラー１３がドライベアリング１４を介して回動可能に設けられている。ケーシング１１の内周下部には縮径した被圧入部１５が設けられ、被圧入部１５の内周面とケーシング１１の内底面とには油溝１６が凹設されている。
【００１４】
ケーシング１１内には、ケーシング１１の内径より一回り小さい外径をもつ有底の内筒１７が挿入され、その下端部が被圧入部１５に圧入固定されている。ケーシング１１の開口端部から内筒１７の内側のシリンダ孔１７ａには、プランジャ８の下端部に設けられた棒状のピストン部１８が所定のクリアランス３０をもって上下摺動可能に進入している。プランジャ８の上端部の取付部１９には、環状のカラー１３がドライベアリング１４を介して回動可能に設けられ、該カラー１３が、例えば図１０のアーム４に連結される。
【００１５】
シリンダ孔１７ａとピストン部１８の下端面との間には高圧油室２３が形成され、内筒１７の外周面とケーシング１１の内周面との間には低圧油室２４が形成されている。高圧油室２３と低圧油室２４には適量のオイルが入れられている。高圧油室２３と低圧油室２４とは、内筒１７の底壁に設けられた連通孔２６とその高圧油室２３側に設けられた逆止弁２５と前記油溝１６とを介して、低圧油室２４から高圧油室２３への一方向に連通可能となっている。また、高圧油室２３と低圧油室２４とは、内筒１７・ピストン部１８間のクリアランス３０を介して、高圧油室２３から低圧油室２４へオイルがリークし得るようになっている。
【００１６】
プランジャ８の上部であって取付部１９より下部には、プランジャ８の外周に圧入固定された短筒状の固定部２７と、固定部２７の上端から外周へフランジ状に広がる被圧面２８と、被圧面２８の外縁から下方へ延びて低圧油室２４に進入する長筒状のカバー部２９とが一体形成されてなるガスケース３１が設けられている。プランジャ８の上下動に拘らず、カバー部２９の下端は常に低圧油室２４内のオイルに浸っている。このカバー部２９の内側であって低圧油室２４の上部にはリターン用高圧ガス３６が封入された高圧ガス室３５が形成され、被圧面２８にかかるリターン用高圧ガス３６の圧力によりプランジャ８をケーシング１１から退出する方向（図では上方向）に付勢している。
【００１７】
高圧ガス室３５にリターン用高圧ガス３６を封入する方法としては、オートテンショナ１０の組み付けを高圧ガス雰囲気中を行うことにより自然に封入する方法や、ガスケース３１等に設けた注入口（図示略）からリターン用高圧ガス３６を注入する方法（逆止弁、ゴム栓等を利用可）等を例示することができる。ケーシング１１の開口端部内周の段付き部には、ガスケース３１のカバー部２９に摺接するシールリング２０がリング金具２１とともに装着され、該シールリング２０は同開口端部内周の溝に嵌着されたストッパリング２２に下方から係止して抜けないようになっている。
【００１８】
このように、低圧油室２４の上部の高圧ガス室３５に封入されたリターン用高圧ガス３６がプランジャ８を付勢しているため、低圧油室２４内にコイルスプリング用のスペースが不要であり、その分、テンショナ１０の外径寸法を小さくすることができる。また、リターン用高圧ガス３６の圧力は調節が容易で調節可能幅も広く、その圧力を高くすることにより高荷重を発生してベルト１に高い張力を与えることができるので、高張力用（例えば、高変動トルクの四気筒エンジンやディーゼルエンジン等のベルト伝動部材）のテンショナにも対応する。また、リターン用高圧ガス３６には共振の問題が事実上起こらないため、バネ定数等に関係なく高回転まで使用可能となる。
【００１９】
プランジャ８の上部であって取付部１９より下部には、プランジャ８からケーシング１１の開口端部（特にガスケース３１とシールリング２０）を被いケーシング１１の外周にまで配される樹脂製のダストカバー３２が取り付けられ、該ダストカバー３２はプランジャ８と共に上下動するようになっている。ダストカバー３２は、ケーシング１１の外周に配された筒部３３と、該筒部３３の上端を塞ぐプレート状の蓋部３４とが一体に形成されものである。蓋部３４の内周縁は、プランジャ８の上部に一体形成されたフランジ部９と、ガスケース３１の天井部の上面とによって締め代をもって挟持されており、確実にシールされている。このように、ダストカバー３２がガスケース３１とシールリング２０との摺動部を被っているので、ダスト、水等がその摺動部に入ったり、ガスケース３１が錆たりするのを防止・軽減でき、摺動部の磨耗を防止・軽減して、テンショナ機能を維持できる。
【００２０】
以上のように構成されたオートテンショナ１０を、例えば図１０に示すように使用したときの作用を説明する。
【００２１】
リターン用高圧ガス３６は常にプランジャ８を上方へ付勢している。そして、Ｖベルト１のテンションが過小になると、Ｖベルト１は遊び滑車３及びアーム４を介して、前記リターン用高圧ガス３６によるプランジャ８の上方への変位を許容し、図１に示すように、ピストン部１８が内筒１７から退出する方向に変位する。すると、高圧油室２３の圧力が低圧油室２４の圧力より一時的に低下し、逆止弁２５が開き、低圧油室２４内のオイルが油溝１６を経て連通孔２６から高圧油室２３内に流入する。こうして、Ｖベルト１に適度なテンションが加わる。
【００２２】
Ｖベルト１のテンションが過負荷等により過大になると、Ｖベルト１は遊び滑車３及びアーム４を介して、プランジャ８を下方へ強く押圧する。すると、図２に示すように、高圧油室２３内のオイルはクリアランス３０から低圧油室２４にリークする。よって、ピストン部１８を内筒１７に深く進入させることができるため、Ｖベルト１のテンションを軽減すると同時に、ベルト長さの変化を吸収（自動調整）することができる。
【００２３】
［第二実施形態］
次に、図５〜図７に示す第二実施形態の油圧式オートテンショナ７０は、有底筒状のケーシング７１を備え、ケーシング７１の内周下部には縮径した被圧入部７５が設けられ、被圧入部７５の内周面とケーシング７１の内底面とには油溝７６が凹設されている。
【００２４】
ケーシング７１内には、ケーシング７１の内径より一回り小さい外径をもつ有底の内筒７７が挿入され、その下端部が被圧入部７５に圧入固定されている。内筒７７の外周面とケーシング７１の内周面との間がシリンダ孔７７ａとされ、ケーシング７１の開口端部からシリンダ孔７７ａには、プランジャ８の下端部に設けられた筒状のピストン部７８が内筒７７に対して所定のクリアランス９０をもって上下摺動可能に進入している。
【００２５】
シリンダ孔７７ａとピストン部７８の下端面との間には高圧油室８３が形成され、内筒７７の内側には低圧油室８４が形成されている。高圧油室８３と低圧油室８４には適量のオイルが入れられている。高圧油室８３と低圧油室８４とは、内筒７７の底壁に設けられた連通孔８６とその高圧油室８３側に設けられた逆止弁８５と前記油溝７６とを介して、低圧油室８４から高圧油室８３への一方向に連通可能となっている。また、高圧油室８３と低圧油室８４とは、内筒７７・ピストン部７８間のクリアランス９０を介して、高圧油室８３から低圧油室８４へオイルがリークし得るようになっている。
【００２６】
プランジャ８の上部であって取付部１９より下部には、前記筒状のピストン部７８に続く有天筒状のガスケース９１が設けられている。このガスケース９１の内側であって低圧油室８４の上部にはリターン用高圧ガス９６が封入された高圧ガス室９５が形成され、ガスケース９１の天面である被圧面８８にかかるリターン用高圧ガス９６の圧力によりプランジャ８をケーシング７１から退出する方向（図では上方向）に付勢している。
【００２７】
その他、第一実施形態と共通の部材、部位又は方法については、図５〜図７に第一実施形態と共通の符号を付すにとどめて説明の繰り返しを避ける。本実施形態によっても、第一実施形態と同様の理由により同様の効果が得られる。
【００２８】
［第三実施形態］
次に、図８及び図９に示す第三実施形態の油圧式オートテンショナ１００は、有底筒状のケーシング１０１を備え、ケーシング１０１の内周にはケーシング１０１の内径と略同一の外径をもつ有底の内筒１０７が挿入固定されている。内筒１０７の内側がシリンダ孔１０７ａとされ、ケーシング１０１の開口端部からシリンダ孔１０７ａには、プランジャ８の下端部に設けられた有底筒状のピストン部１０８が内筒１０７に対して所定のクリアランス１２０をもって上下摺動可能に進入している。本実施形態でケーシング１０１に内筒１０７を挿入固定したのは、高精度のシリンダ孔１０７ａを容易に得るためであって、ケーシング１０１にシリンダ孔１０７ａを直接形成してもよい。
【００２９】
シリンダ孔１０７ａとピストン部１０８の下端面との間には高圧油室１１３が形成され、ピストン部１０８の内部には低圧油室１１４が形成されている。高圧油室１１３と低圧油室１１４には適量のオイルが入れられている。高圧油室１１３と低圧油室１１４とは、ピストン部１０８の底壁に設けられた連通孔１１６とその高圧油室１１３側に設けられた逆止弁１１５とを介して、低圧油室１１４から高圧油室１１３への一方向に連通可能となっている。また、高圧油室１１３と低圧油室１１４とは、内筒１０７・ピストン部１０８間のクリアランス１２０とピストン部１０８の周壁に形成されたた貫通孔１０９とを介して、高圧油室１１３から低圧油室１１４へオイルがリークし得るようになっている。なお、内筒１０７の内周上部（貫通孔１０９より上方）の溝には、ピストン部１０８の外周面に摺接して前記リークするオイルを封止するＯリング１１０が嵌着されている。
【００３０】
プランジャ８の上部であって取付部１９より下部には、前記筒状のピストン部１０８に続く有天筒状のガスケース１２１が設けられている。このガスケース１２１の内側であって低圧油室１１４の上部にはリターン用高圧ガス１２６が封入された高圧ガス室１２５が形成され、ガスケース１２１の天面である被圧面１１８にかかるリターン用高圧ガス１２６の圧力によりプランジャ８をケーシング１０１から退出する方向（図では上方向）に付勢している。
【００３１】
その他、第一実施形態と共通の部材、部位又は方法については、図８及び図９に第一実施形態と共通の符号を付すにとどめて説明の繰り返しを避ける。本実施形態によっても、第一実施形態と同様の理由により同様の効果が得られる。さらに、本実施形態の高圧ガス室１２５は完全に密閉されているため、オイル漏れに対する信頼性が高い。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【００３３】
（１）高圧ガス室はプランジャの被圧面とケーシングとの間に設けるが、ここでケーシングとはその内部のみを指すものではなく外部も含み、ケーシングの例えば外周に高圧ガス室を配置してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に係る油圧式オートテンショナによれば、特に径方向にコンパクト化することができ、ベルト等の伝動部材の高張力化及び高回転化に容易に対応することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る油圧式オートテンショナの伸長状態を縦に切断して示す断面図である。
【図２】同油圧式オートテンショナの圧縮状態を別の位置で縦に切断して示す断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る油圧式オートテンショナの伸長状態を縦に切断して示す断面図である。
【図６】同油圧式オートテンショナの圧縮状態を別の位置で縦に切断して示す断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る油圧式オートテンショナの伸長状態を縦に切断して示す断面図である。
【図９】同油圧式オートテンショナの圧縮状態を別の位置で縦に切断して示す断面図である。
【図１０】油圧式オートテンショナの一使用例を示す概略図である。
【図１１】従来の油圧式オートテンショナを示す一部破断正面図である。
【符号の説明】
８ プランジャ
９ フランジ部
１０ 油圧式オートテンショナ
１１ ケーシング
１６ 油溝
１７ 内筒
１７ａ シリンダ孔
１８ ピストン部
２３ 高圧油室
２４ 低圧油室
２５ 逆止弁
２６ 連通孔
２８ 被圧面
３０ クリアランス
３１ ガスケース
３５ 高圧ガス室
３６ リターン用高圧ガス
７０ 油圧式オートテンショナ
７１ ケーシング
７６ 油溝
７７ 内筒
７７ａ シリンダ孔
７８ ピストン部
８３ 高圧油室
８４ 低圧油室
８５ 逆止弁
８６ 連通孔
８８ 被圧面
９０ クリアランス
９１ ガスケース
９５ 高圧ガス室
９６ リターン用高圧ガス
１００ 油圧式オートテンショナ
１０１ ケーシング
１０７ 内筒
１０７ａ シリンダ孔
１０８ ピストン部
１０９ 貫通孔
１１３ 高圧油室
１１４ 低圧油室
１１６ 連通孔
１１５ 逆止弁
１１８ 被圧面
１２０ クリアランス
１２１ ガスケース
１２５ 高圧ガス室
１２６ リターン用高圧ガス

Claims (1)

1. ケーシングに設けられたシリンダ孔に対してプランジャに設けられたピストン部が進入し、該シリンダ孔とピストン部の端面との間に高圧油室が形成された油圧式オートテンショナにおいて、前記プランジャに設けた被圧面と前記ケーシングとの間にリターン用高圧ガスを封入した高圧ガス室を設け、該被圧面にかかるリターン用高圧ガスの圧力によりプランジャをケーシングから退出する方向に付勢し、
   前記ケーシングの内部に該ケーシングの内径より外径が小さい内筒を設け、該内筒の外周面とケーシングの内周面との間を前記シリンダ孔とし、該内筒の内側に前記高圧油室に連通し得る低圧油室を形成し、該低圧油室の上部に前記高圧ガス室を設けたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。

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