JP4084591B2 - 油圧式オートテンショナ - Google Patents
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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、この種の油圧式オートテンショナとして、例えば図６に示すような油圧式オートテンショナ５１が知られている。油圧式オートテンショナ５１には、内筒５４の底壁５４ａとプランジャ５５のピストン部５６の下端面との間に高圧油室５７が形成され、内筒５４の外周面とケーシング５８の内周面との間に低圧油室５９が形成され、両油室５７、５９にそれぞれの圧力でオイル６６を貯油する構造となっている。高圧油室５７と低圧油室５９とは、底壁５４ａの連通孔６０に設けられた逆止弁６１を介して、低圧油室５９から高圧油室５７への一方向に連通可能となっている（特開平１０−１４１４５３号公報、特開平１０−３２５４４８号公報）。
【０００３】
逆止弁６１は、内筒５４の底壁５４ａに開けられた連通孔６０と、連通孔６０の上縁が面取りされてなる環状ボールシート６２と、環状ボールシート６２に受けられたチェックボール６３と、チェックボール６３を囲むように内筒５４の底壁５４ａに嵌着されたリテーナ６４と、リテーナ６４・チェックボール６３間に装着されたバネ６５とからなる。
【０００４】
油圧式オートテンショナ５１は、図７に示すように、例えばレバーアーム７０を介してＶベルト８０に適度な張力を自動的に与えるため、Ｖベルト８０の張力が過小になると（主としてＶベルト８０の高速運転時）ピストン部５６が内筒５４から退出する方向に相対変位し、高圧油室５７内のオイル６６は低圧状態になり、逆止弁６１が開く。すると、低圧油室５９からオイル６６が高圧油室５７に流入し、高圧油室５７内の圧力と低圧油室５９内の圧力がつりあうまで高圧油室５７にオイル６６が充満すると、逆止弁６１が環状ボールシート６２に衝突して閉じる。また、Ｖベルト８０の張力が過大になると（主としてＶベルト８０の低速運転時）ピストン部５６が内筒５４に進入する方向に相対変位し、高圧油室５７内のオイル６６は高圧状態になり、逆止弁６１は閉じた状態を保つ。チェックボール６３は、この低圧状態と高圧状態の変動による前記衝突のみならば、さほど摩耗しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｖベルト８０の高速運転時（高圧油室５７内のオイル６６は低圧状態）には、Ｖベルト８０は微小振動をするため、この振動を受け、油圧式オートテンショナ５１は微小振幅運動をする。この時、高圧油室５７内のオイル６６は、微小振幅運動に追従して微小圧力変動する。この微小圧力変動により、逆止弁６１のチェックボール６３は、環状ボールシート６２への衝突を高速に繰り返し、環状ボールシート６２を摩耗させて逆止弁６１の機能を低下させてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、油圧式オートテンショナの微小振幅運動により発生する高圧油室内での微小圧力変動のみが吸収され、もって、逆止弁の機能を損なわずに、チェックボールの作動を抑え環状ボールシートの摩耗を低減させることができる高信頼性の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、本発明の油圧式オートテンショナは、高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する弾性膜及び該弾性膜で気体を封入した気体室であることを特徴とする。
「微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する」とは、該微小圧力変動を、少なくとも前記微小圧力変動によってはチェックボールが作動しなくなるように吸収するが、逆止弁の本来の機能、すなわち伝動部材の（オートテンショナが本来制御すべき）テンション変化に起因するオートテンショナの通常振幅作動時に生じる高圧室内の圧力変動によってチェックボールが正常に作動し、逆止弁が設計通りに開閉する機能を損ねないよう過度には吸収しないことを意味している。
【０００８】
この場合、気体室が高圧油室内の圧力を受けて、この気体室の弾性膜の伸縮と該弾性膜で封入された気体が体積変化することにより、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に微小圧力変動を吸収する。
「弾性膜」の形状は、特に限定されない。材質は、特に限定されず、ゴム、軟質樹脂、熱可塑性エラストマー等を例示できる。「気体」は、特に限定されず、空気、不活性気体（窒素、アルゴン）等を例示できる。「気体室」の形状は特に限定されないが、少なくとも高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収することができ、逆止弁の本来の機能を損ねないように過度には吸収しない容積をもつ形状であることが必要である。
【０００９】
本発明の別の油圧式オートテンショナは、高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する受圧面を備えた弾性的に体積変化しうる弾性固体であることを特徴とする。この場合、受圧面が高圧油室内の圧力を受けて、弾性固体が体積変化することにより、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に微小圧力変動を吸収する。
「弾性固体」の形状は、特に限定されないが、少なくとも高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収することができ、逆止弁の本来の機能を損ねないように過度には吸収しない体積をもつ形状であることが必要である。材質は、特に限定されないが、ゴム、軟質樹脂、熱可塑性エラストマー等を例示できる。
【００１０】
本発明のまた別の油圧式オートテンショナは、高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、前記微小圧力変動が主として高圧油室の低圧時に生じることに基づき、前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する受圧面を備え、高圧油室の高圧時には閉じているが、高圧油室の低圧時には高圧油室と低圧油室とを連通させるように開く圧力作動弁であることを特徴とする。この場合、受圧面が高圧油室内の圧力を受けて、圧力作動弁が開いた際に、高圧油室と低圧油室とにそれぞれの圧力で貯油されているオイルが連通することで、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に微小圧力変動を吸収する。
「圧力作動弁」の設置位置は、特に限定されず、内筒のシリンダ部の下部を例示できる。「圧力作動弁」の高圧油室に面する受圧面の形状は、特に限定されないが、円形を例示できる。「圧力作動弁」の作動制御は、特に限定されず、バネを用いることを例示できる。
【００１１】
【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実施形態について、図面に基づいて説明する。実施対象の油圧式オートテンショナ１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１と伝動部材との間の構造は、特に限定されず、例えばオートテンショナ用レバーアーム１５を例示でき、図７に示すように従来のオートテンショナ用レバーアーム７０に代えて使用できる。
本オートテンショナ用レバーアーム１５は、レバーアーム本体１６の中央部に支軸機構１７を備え、レバーアーム本体１６の基端にはオートテンショナ１が連結され、レバーアーム本体１６の先端には遊び滑車１８が回動可能に取り付けられる。そして、オートテンショナ用レバーアーム１５は、ボルトによりエンジンの外側に固定された支軸機構１７を回動中心として回動され、オートテンショナ１の力が遊び滑車１８に巻き掛けられたＶベルト１９に伝動されるようになっている。
【００１２】
［第一実施形態］
図１に示すように、油圧式オートテンショナ１は有底筒状のケーシング２を備え、ケーシング２の下面には、環状のカラー３が回動可能に設けられている。ケーシング２の内周の被圧入部４には有底筒状の内筒５が挿入され圧入固定されている。ケーシング２の開口端部から内筒５のシリンダ部５ｂ内（後述する高圧油室２０）には、プランジャ６の下端部である棒状のピストン部７が所定のクリアランス８をもって上下摺動可能に進入している。
【００１３】
プランジャ６の上部には、ケーシング２の開口に進入した長めの外筒９ａと、プランジャ６の外周に圧入された短めの内筒と、両筒の上端部を塞ぐ天井部とが一体形成されたスプリングカバー１０が圧入固定されている。スプリングカバー１０の天井部の下面と、スプリングシート１１との間には、リターンスプリング１２が圧縮状態で装着され、プランジャ６を退出方向（図では上方）へ付勢している。また、プランジャ６の上部には、プランジャ６からケーシング２の開口端部を被いケーシング２の外周にまで配される樹脂製のダストカバー１３が取り付けられ、該ダストカバー１３はプランジャ６と共に上下動するようになっている。
【００１４】
内筒５の内周面であるシリンダ部５ｂとピストン部７の下端面との間には、ピストン部７に押圧される高圧油室２０が形成されている。また、内筒５の外周面とケーシング２の内周面と、スプリングカバー１０との間には低圧油室２１が形成され、両油室２０、２１にそれぞれの圧力でオイル２２を貯油する構造となっている。高圧油室２０と低圧油室２１とは、内筒５の底壁５ａに設けられたチェックボール式逆止弁２３により低圧油室２１から高圧油室２０へ一方向にのみ連通可能となっている。
【００１５】
チェックボール式逆止弁２３は、内筒５の底壁５ａに開けられた連通孔２４と、連通孔２４の上縁が面取りされてなる環状ボールシート２５と、環状ボールシート２５に受けられる球体のチェックボール２６と、チェックボール２６を囲むように内筒５の底壁５ａに嵌着されたリテーナ２７と、リテーナ２７・チェックボール２６間に圧縮状態で装着されたバネ２８とからなっている。
【００１６】
本実施形態では、図２に示すように、高圧油室２０を押圧するピストン部７の下端面に、高圧油室２０に面する弾性膜としてのゴム栓３０及び該ゴム栓３０で気体として空気３１を封入した円柱状の気体室３２が微小圧力変動吸収部材として設けられている。この気体室３２の容積、ゴム栓３０の弾性力及び気体室３２に封入される空気３１の初期の気圧は、高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボール２６が作動しなくなるように吸収するが、逆止弁２３の本来の機能を損ねない程度に調整されて設けられている。
【００１７】
上記のように構成された油圧式オートテンショナ１内にある高圧油室２０内の微小圧力変動の吸収の作用を示す。
Ｖベルト１９の高速運転時（高圧油室２０内のオイル２２は低圧状態）には、Ｖベルト１９の振動に起因する油圧式オートテンショナ１の微小振幅運動の際に、高圧油室２０内でピストン部７が微小振幅運動をし、高圧油室２０内のオイル２２には、微小圧力変動が生じる。
【００１８】
ピストン部７の微小下降時には、図２（ａ）に示すように、高圧油室２０内のオイル２２が微小に押圧され、ゴム栓３０は、空気３１を圧縮しながら変形し、気体室３２内に押し込まれる。ピストン部７の微小上昇時には、図２（ｂ）に示すように、逆に空気３１より圧力を受けるので、ゴム栓３０は、高圧油室２０側に変形し押し戻される。これにより、ピストン部７の微小な下降及び上昇によるオイル２２の微小圧力変動はゴム栓３０と空気３１に吸収される。この時、逆止弁２３のチェックボール２６は、環状ボールシート２５へ押しつけられたままであるので、チェックボール２６の環状ボールシート２５への衝突は起こらず、環状ボールシート２５を摩耗させない。
【００１９】
本実施形態の油圧式オートテンショナ１によれば、油圧式オートテンショナ１の微小振幅運動により発生する高圧油室２０内の微小圧力変動のみが、ゴム栓３０の弾性力と空気３１の体積変化とに吸収される。もって、高圧油室２０内の微小圧力変動時には、逆止弁２３は作動せず、高圧油室２０内の高圧状態から低圧状態への大きな圧力変動時には逆止弁２３が作動するので、逆止弁２３の機能を損なわずに、チェックボール２６の作動を抑え環状ボールシート２５の摩耗を低減させることができる。
【００２０】
［第二実施形態］
図３に示すように、第二実施形態の油圧式オートテンショナ１には、第一実施形態の高圧油室２０内に、弾性膜としてのゴム栓３０及び該ゴム栓３０で気体としての空気３１を封入した気体室３２を微小圧力変動吸収部材として設ける代わりに、高圧油室２０に面する受圧面４３を備えた弾性的に体積変化しうるゴム製の弾性固体３３を高圧油室２０内に設置するという構造において相違するものである。この弾性固体３３の弾性力は、高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボール２６が作動しなくなるように吸収するが、逆止弁２３の本来の機能を損ねない程度に調整されて設けられている。第一実施形態と共通する部分については、説明及び図示の一部を省略する。以下、弾性固体の設置例として、実施例１、２に示す。
【００２１】
＜実施例１＞ 図３（ａ）に示すように、高圧油室２０内に、ピストン部７の可動範囲より下部でリテーナ２７の上端より上部であり、高圧油室２０内側壁のシリンダ部５ｂに接するように、円筒状の弾性固体３３が設置されている態様。この場合の受圧面４３は弾性固体３３の内周面と上面とである。
＜実施例２＞ 図３（ｂ）に示すように、高圧油室２０内に、ピストン部７の可動範囲より下部でリテーナ２７の下端より上部であり、高圧油室２０内側壁のシリンダ部５ｂに接するように、円筒状の弾性固体３３が設置されている態様。この場合の受圧面４３は、弾性固体３３の内周面と上面とである。
【００２２】
上記のように構成された油圧式オートテンショナ１内にある高圧油室２０内の微小圧力変動の吸収の作用を示す。
Ｖベルト１９の高速運転時（高圧油室２０内のオイル２２は低圧状態）には、Ｖベルト１９の振動に起因する油圧式オートテンショナ１の微小振幅運動が起こり、それにより高圧油室２０内ではピストン部７が微小振幅運動をし、高圧油室２０内のオイル２２には、微小圧力変動が生じる。
【００２３】
ピストン部７の微小下降時には、高圧油室２０内のオイル２２が微小に押圧され、弾性固体３３の受圧面４３に圧力が加わり、オイル２２の圧力と比較して、相対的に弾性固体３３の弾性力が弱い状態になり、弾性固体３３の弾性力とオイル２２の圧力とがつりあうまで、弾性固体３３が微小に圧縮する。ピストン部７の微小上昇時には、逆にオイル２２の圧力と比較して、相対的に弾性固体３３の弾性力が強い状態になり、弾性固体３３の弾性力とオイル２２の圧力とがつりあうまで、弾性固体３３が微小に膨張する。これにより、ピストン部７の微小な下降及び上昇によるオイル２２の微小圧力変動は弾性固体３３に吸収される。この時、逆止弁２３のチェックボール２６は、環状ボールシート２５へ押しつけられたままであるので、チェックボール２６の環状ボールシート２５への衝突は起こらず、環状ボールシート２５を摩耗させない。
【００２４】
本実施形態の油圧式オートテンショナ１によれば、油圧式オートテンショナ１の微小振幅運動により発生する高圧油室２０内の微小圧力変動のみが、弾性固体３３の体積変化に吸収される。もって、高圧油室２０内の微小圧力変動時には逆止弁２３は作動せず、高圧油室２０内の高圧状態から低圧状態への大きな圧力変動時には逆止弁２３が作動するので、逆止弁２３の機能を損なわずに、チェックボール２６の作動を抑え環状ボールシート２５の摩耗を低減させることができる。
【００２５】
［第三実施形態］
図４に示すように、第三実施形態の油圧式オートテンショナ１には、第一実施形態の高圧油室２０内に、第一実施形態の高圧油室２０内に、弾性膜としてのゴム栓３０及び該ゴム栓３０で気体としての空気３１を封入した気体室３２を微小圧力変動吸収部材として設ける代わりに、微小圧力変動が主として高圧油室２０の低圧時に生じることに基づき、低圧時に開く圧力作動弁３４を設けるという構造において相違するものである。この圧力作動弁３４は、高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボール２６が作動しなくなるように吸収するが、逆止弁２３の本来の機能を損ねない程度に調整されて設けられている。第一実施形態と共通する部分については、説明及び図示の一部を省略する。
【００２６】
圧力作動弁３４は、ストッパリング３５が設けられている弁部３６、台部３７及び弁部３６と台部３７の間に設けられているスプリング３８とで構成されており、圧力作動弁３４の弁部３６は、高圧油室２０と低圧油室２１との間でオイル２２を連通させることができるように、高圧油室２０と低圧油室２１とを隔てる内筒５のシリンダ部５ｂの下部に設けられている貫通孔４１に内設されおり、高圧油室２０に面する受圧面４３を備えている。台部３７とスプリング３８は、弁部３６に対して低圧油室２１側に設けられている。
弁部３６には、貫通孔４１に接する面に、略円形状の断面形状である高圧油室２０側のオイル連通口３９が２つ設けられ、低圧油室２１側面に、略円形状の断面である低圧油室２１側のオイル連通口４０が１つ設けられている。高圧油室２０側のオイル連通口３９と低圧油室２１側のオイル連通口４０とを接続するオイル連通路４２の断面形状は、略横Ｔ字型であり、すべてのオイル連通口３９、４０に接続されている。
【００２７】
上記のように構成された油圧式オートテンショナ１内にある高圧油室２０内の微小圧力変動の吸収の作用を示す。
Ｖベルト１９に適度な張力を自動的に与えるため、油圧式オートテンショナ１が伸縮をし、それにより高圧油室２０内では、ピストン部７が相対変位し、高圧油室２０内のオイル２２は低圧状態（図４（ａ））又は高圧状態（図４（ｂ））となる。主として低圧時（Ｖベルト１９の高速運転時）には、Ｖベルト１９の振動に起因してピストン部７が微小振幅運動をし、高圧油室２０内のオイル２２には、微小圧力変動が生じる。以下に、高圧油室２０の低圧時と高圧時の圧力作動弁３４の態様について示す。
【００２８】
高圧油室２０の低圧時は、図４（ａ）に示すように、スプリング３８の付勢力により、ストッパリング３５が貫通孔４１の外周面であるシリンダ部５ｂにあたり、圧力作動弁３４は高圧油室２０側に押し込まれている。オイル連通口３９は高圧油室２０内に現れており、オイル連通口４０は低圧油室２１内に現れているので、圧力作動弁３４は高圧油室と低圧油室とにオイル連通路４２が形成され、オイル２２を連通させるように開く。高圧油室２０内のオイル２２に生じる微小圧力変動は、オイル連通路４２をオイル２２が連通することにより吸収される。この時、逆止弁２３のチェックボール２６は、環状ボールシート２５へ押しつけられたままであるので、チェックボール２６の環状ボールシート２５への衝突は起こらず、環状ボールシート２５を摩耗させない。
【００２９】
また、高圧油室２０の高圧時は、図４（ｂ）に示すように、圧力作動弁３４の受圧面４３に高圧油室２０側から圧力が加わり、弁部３６はスプリング３８の付勢力に抗し、低圧油室２１側に押し込まれている。オイル連通口３９とオイル連通口４０とは貫通孔４１と台部３７とに接し塞がれているので、圧力作動弁３４は閉じている。この時、高圧油室２０内は、圧力作動弁３４が設置されていない高圧油室２０の高圧時と同様な状態であるので、逆止弁２３の本来の機能を発揮して、高圧油室２０内の圧力変動によってチェックボール２６が正常に作動し、逆止弁２３が設計通りに開閉する機能を損ねない。
【００３０】
本実施形態の油圧式オートテンショナ１によれば、高圧油室２０と低圧油室２１との間でオイル２２を連通させることにより、高圧油室２０内のオイル２２の微小圧力変動が吸収される。もって、高圧油室２０内の微小圧力変動時には逆止弁２３は作動せず、高圧油室２０内の高圧状態から低圧状態への大きな圧力変動時には逆止弁２３が作動するので、逆止弁２３の機能を損なわずに、チェックボール２６の作動を抑え環状ボールシート２５の摩耗を低減させることができる。
【００３１】
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。
（１）第一実施形態において、図５に示すように、変形するゴム栓３０の動きを付勢するように、気体室３２の内部にスプリング４５を設けること。
（２）第一実施形態において、ゴム状の弾性膜で全体が覆われた気体室を、高圧油室内に設置若しくは浮遊させておくこと。
（３）第二実施形態において、ピストン部の高圧油室側の押圧面に弾性固体が設けられること。
（４）第三実施形態において、高圧油室側のオイル連通口が弁部の受圧面に設けられ、低圧油室側のオイル連通口は台部側に設けられている態様のように、圧力作動弁が閉の状態の際に、弁部が高圧油室側又は低圧油室側のどちらか一方のオイル連通口のみが塞がれている形状であること。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の油圧式オートテンショナは、上記の通り構成されているので、油圧式オートテンショナの微小振幅運動により発生する高圧油室内での微小圧力変動のみが吸収され、もって、チェックボール式逆止弁の機能を損なわずに、チェックボールの作動を抑え環状ボールシートの摩耗を低減させることができる高信頼性の装置であ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を示す断面図である。
【図２】同実施形態に係る油圧式オートテンショナのピストン部の（ａ）は下降時、（ｂ）は上昇時の要部拡大断面図である。
【図３】同第二実施形態に係る油圧式オートテンショナの（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２の要部拡大断面図である。
【図４】同第三実施形態に係る油圧式オートテンショナの（ａ）（ｂ）は要部拡大断面図である。
【図５】同第一実施形態に係る油圧式オートテンショナの変更例を示す要部拡大断面図である。
【図６】従来の油圧式オートテンショナを示す断面図である。
【図７】オートテンショナ用レバーアームの使用例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 油圧式オートテンショナ
５ 内筒
６ プランジャ
７ ピストン部
１５ オートテンショナ用レバーアーム
１６ レバーアーム本体
１９ Ｖベルト
２０ 高圧油室
２１ 低圧油室
２２ オイル
２３ チェックボール式逆止弁
２５ 環状ボールシート
２６ チェックボール
３０ 弾性膜としてのゴム栓
３２ 気体室
３３ 弾性固体
３４ 圧力作動弁
３６ 弁部
３８ スプリング
【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、この種の油圧式オートテンショナとして、例えば図６に示すような油圧式オートテンショナ５１が知られている。油圧式オートテンショナ５１には、内筒５４の底壁５４ａとプランジャ５５のピストン部５６の下端面との間に高圧油室５７が形成され、内筒５４の外周面とケーシング５８の内周面との間に低圧油室５９が形成され、両油室５７、５９にそれぞれの圧力でオイル６６を貯油する構造となっている。高圧油室５７と低圧油室５９とは、底壁５４ａの連通孔６０に設けられた逆止弁６１を介して、低圧油室５９から高圧油室５７への一方向に連通可能となっている（特開平１０−１４１４５３号公報、特開平１０−３２５４４８号公報）。
【０００３】
逆止弁６１は、内筒５４の底壁５４ａに開けられた連通孔６０と、連通孔６０の上縁が面取りされてなる環状ボールシート６２と、環状ボールシート６２に受けられたチェックボール６３と、チェックボール６３を囲むように内筒５４の底壁５４ａに嵌着されたリテーナ６４と、リテーナ６４・チェックボール６３間に装着されたバネ６５とからなる。
【０００４】
油圧式オートテンショナ５１は、図７に示すように、例えばレバーアーム７０を介してＶベルト８０に適度な張力を自動的に与えるため、Ｖベルト８０の張力が過小になると（主としてＶベルト８０の高速運転時）ピストン部５６が内筒５４から退出する方向に相対変位し、高圧油室５７内のオイル６６は低圧状態になり、逆止弁６１が開く。すると、低圧油室５９からオイル６６が高圧油室５７に流入し、高圧油室５７内の圧力と低圧油室５９内の圧力がつりあうまで高圧油室５７にオイル６６が充満すると、逆止弁６１が環状ボールシート６２に衝突して閉じる。また、Ｖベルト８０の張力が過大になると（主としてＶベルト８０の低速運転時）ピストン部５６が内筒５４に進入する方向に相対変位し、高圧油室５７内のオイル６６は高圧状態になり、逆止弁６１は閉じた状態を保つ。チェックボール６３は、この低圧状態と高圧状態の変動による前記衝突のみならば、さほど摩耗しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｖベルト８０の高速運転時（高圧油室５７内のオイル６６は低圧状態）には、Ｖベルト８０は微小振動をするため、この振動を受け、油圧式オートテンショナ５１は微小振幅運動をする。この時、高圧油室５７内のオイル６６は、微小振幅運動に追従して微小圧力変動する。この微小圧力変動により、逆止弁６１のチェックボール６３は、環状ボールシート６２への衝突を高速に繰り返し、環状ボールシート６２を摩耗させて逆止弁６１の機能を低下させてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、油圧式オートテンショナの微小振幅運動により発生する高圧油室内での微小圧力変動のみが吸収され、もって、逆止弁の機能を損なわずに、チェックボールの作動を抑え環状ボールシートの摩耗を低減させることができる高信頼性の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、本発明の油圧式オートテンショナは、高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する弾性膜及び該弾性膜で気体を封入した気体室であることを特徴とする。
「微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する」とは、該微小圧力変動を、少なくとも前記微小圧力変動によってはチェックボールが作動しなくなるように吸収するが、逆止弁の本来の機能、すなわち伝動部材の（オートテンショナが本来制御すべき）テンション変化に起因するオートテンショナの通常振幅作動時に生じる高圧室内の圧力変動によってチェックボールが正常に作動し、逆止弁が設計通りに開閉する機能を損ねないよう過度には吸収しないことを意味している。
【０００８】
この場合、気体室が高圧油室内の圧力を受けて、この気体室の弾性膜の伸縮と該弾性膜で封入された気体が体積変化することにより、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に微小圧力変動を吸収する。
「弾性膜」の形状は、特に限定されない。材質は、特に限定されず、ゴム、軟質樹脂、熱可塑性エラストマー等を例示できる。「気体」は、特に限定されず、空気、不活性気体（窒素、アルゴン）等を例示できる。「気体室」の形状は特に限定されないが、少なくとも高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収することができ、逆止弁の本来の機能を損ねないように過度には吸収しない容積をもつ形状であることが必要である。
【０００９】
本発明の別の油圧式オートテンショナは、高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する受圧面を備えた弾性的に体積変化しうる弾性固体であることを特徴とする。この場合、受圧面が高圧油室内の圧力を受けて、弾性固体が体積変化することにより、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に微小圧力変動を吸収する。
「弾性固体」の形状は、特に限定されないが、少なくとも高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収することができ、逆止弁の本来の機能を損ねないように過度には吸収しない体積をもつ形状であることが必要である。材質は、特に限定されないが、ゴム、軟質樹脂、熱可塑性エラストマー等を例示できる。
【００１０】
本発明のまた別の油圧式オートテンショナは、高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、前記微小圧力変動が主として高圧油室の低圧時に生じることに基づき、前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する受圧面を備え、高圧油室の高圧時には閉じているが、高圧油室の低圧時には高圧油室と低圧油室とを連通させるように開く圧力作動弁であることを特徴とする。この場合、受圧面が高圧油室内の圧力を受けて、圧力作動弁が開いた際に、高圧油室と低圧油室とにそれぞれの圧力で貯油されているオイルが連通することで、微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に微小圧力変動を吸収する。
「圧力作動弁」の設置位置は、特に限定されず、内筒のシリンダ部の下部を例示できる。「圧力作動弁」の高圧油室に面する受圧面の形状は、特に限定されないが、円形を例示できる。「圧力作動弁」の作動制御は、特に限定されず、バネを用いることを例示できる。
【００１１】
【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実施形態について、図面に基づいて説明する。実施対象の油圧式オートテンショナ１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１と伝動部材との間の構造は、特に限定されず、例えばオートテンショナ用レバーアーム１５を例示でき、図７に示すように従来のオートテンショナ用レバーアーム７０に代えて使用できる。
本オートテンショナ用レバーアーム１５は、レバーアーム本体１６の中央部に支軸機構１７を備え、レバーアーム本体１６の基端にはオートテンショナ１が連結され、レバーアーム本体１６の先端には遊び滑車１８が回動可能に取り付けられる。そして、オートテンショナ用レバーアーム１５は、ボルトによりエンジンの外側に固定された支軸機構１７を回動中心として回動され、オートテンショナ１の力が遊び滑車１８に巻き掛けられたＶベルト１９に伝動されるようになっている。
【００１２】
［第一実施形態］
図１に示すように、油圧式オートテンショナ１は有底筒状のケーシング２を備え、ケーシング２の下面には、環状のカラー３が回動可能に設けられている。ケーシング２の内周の被圧入部４には有底筒状の内筒５が挿入され圧入固定されている。ケーシング２の開口端部から内筒５のシリンダ部５ｂ内（後述する高圧油室２０）には、プランジャ６の下端部である棒状のピストン部７が所定のクリアランス８をもって上下摺動可能に進入している。
【００１３】
プランジャ６の上部には、ケーシング２の開口に進入した長めの外筒９ａと、プランジャ６の外周に圧入された短めの内筒と、両筒の上端部を塞ぐ天井部とが一体形成されたスプリングカバー１０が圧入固定されている。スプリングカバー１０の天井部の下面と、スプリングシート１１との間には、リターンスプリング１２が圧縮状態で装着され、プランジャ６を退出方向（図では上方）へ付勢している。また、プランジャ６の上部には、プランジャ６からケーシング２の開口端部を被いケーシング２の外周にまで配される樹脂製のダストカバー１３が取り付けられ、該ダストカバー１３はプランジャ６と共に上下動するようになっている。
【００１４】
内筒５の内周面であるシリンダ部５ｂとピストン部７の下端面との間には、ピストン部７に押圧される高圧油室２０が形成されている。また、内筒５の外周面とケーシング２の内周面と、スプリングカバー１０との間には低圧油室２１が形成され、両油室２０、２１にそれぞれの圧力でオイル２２を貯油する構造となっている。高圧油室２０と低圧油室２１とは、内筒５の底壁５ａに設けられたチェックボール式逆止弁２３により低圧油室２１から高圧油室２０へ一方向にのみ連通可能となっている。
【００１５】
チェックボール式逆止弁２３は、内筒５の底壁５ａに開けられた連通孔２４と、連通孔２４の上縁が面取りされてなる環状ボールシート２５と、環状ボールシート２５に受けられる球体のチェックボール２６と、チェックボール２６を囲むように内筒５の底壁５ａに嵌着されたリテーナ２７と、リテーナ２７・チェックボール２６間に圧縮状態で装着されたバネ２８とからなっている。
【００１６】
本実施形態では、図２に示すように、高圧油室２０を押圧するピストン部７の下端面に、高圧油室２０に面する弾性膜としてのゴム栓３０及び該ゴム栓３０で気体として空気３１を封入した円柱状の気体室３２が微小圧力変動吸収部材として設けられている。この気体室３２の容積、ゴム栓３０の弾性力及び気体室３２に封入される空気３１の初期の気圧は、高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボール２６が作動しなくなるように吸収するが、逆止弁２３の本来の機能を損ねない程度に調整されて設けられている。
【００１７】
上記のように構成された油圧式オートテンショナ１内にある高圧油室２０内の微小圧力変動の吸収の作用を示す。
Ｖベルト１９の高速運転時（高圧油室２０内のオイル２２は低圧状態）には、Ｖベルト１９の振動に起因する油圧式オートテンショナ１の微小振幅運動の際に、高圧油室２０内でピストン部７が微小振幅運動をし、高圧油室２０内のオイル２２には、微小圧力変動が生じる。
【００１８】
ピストン部７の微小下降時には、図２（ａ）に示すように、高圧油室２０内のオイル２２が微小に押圧され、ゴム栓３０は、空気３１を圧縮しながら変形し、気体室３２内に押し込まれる。ピストン部７の微小上昇時には、図２（ｂ）に示すように、逆に空気３１より圧力を受けるので、ゴム栓３０は、高圧油室２０側に変形し押し戻される。これにより、ピストン部７の微小な下降及び上昇によるオイル２２の微小圧力変動はゴム栓３０と空気３１に吸収される。この時、逆止弁２３のチェックボール２６は、環状ボールシート２５へ押しつけられたままであるので、チェックボール２６の環状ボールシート２５への衝突は起こらず、環状ボールシート２５を摩耗させない。
【００１９】
本実施形態の油圧式オートテンショナ１によれば、油圧式オートテンショナ１の微小振幅運動により発生する高圧油室２０内の微小圧力変動のみが、ゴム栓３０の弾性力と空気３１の体積変化とに吸収される。もって、高圧油室２０内の微小圧力変動時には、逆止弁２３は作動せず、高圧油室２０内の高圧状態から低圧状態への大きな圧力変動時には逆止弁２３が作動するので、逆止弁２３の機能を損なわずに、チェックボール２６の作動を抑え環状ボールシート２５の摩耗を低減させることができる。
【００２０】
［第二実施形態］
図３に示すように、第二実施形態の油圧式オートテンショナ１には、第一実施形態の高圧油室２０内に、弾性膜としてのゴム栓３０及び該ゴム栓３０で気体としての空気３１を封入した気体室３２を微小圧力変動吸収部材として設ける代わりに、高圧油室２０に面する受圧面４３を備えた弾性的に体積変化しうるゴム製の弾性固体３３を高圧油室２０内に設置するという構造において相違するものである。この弾性固体３３の弾性力は、高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボール２６が作動しなくなるように吸収するが、逆止弁２３の本来の機能を損ねない程度に調整されて設けられている。第一実施形態と共通する部分については、説明及び図示の一部を省略する。以下、弾性固体の設置例として、実施例１、２に示す。
【００２１】
＜実施例１＞ 図３（ａ）に示すように、高圧油室２０内に、ピストン部７の可動範囲より下部でリテーナ２７の上端より上部であり、高圧油室２０内側壁のシリンダ部５ｂに接するように、円筒状の弾性固体３３が設置されている態様。この場合の受圧面４３は弾性固体３３の内周面と上面とである。
＜実施例２＞ 図３（ｂ）に示すように、高圧油室２０内に、ピストン部７の可動範囲より下部でリテーナ２７の下端より上部であり、高圧油室２０内側壁のシリンダ部５ｂに接するように、円筒状の弾性固体３３が設置されている態様。この場合の受圧面４３は、弾性固体３３の内周面と上面とである。
【００２２】
上記のように構成された油圧式オートテンショナ１内にある高圧油室２０内の微小圧力変動の吸収の作用を示す。
Ｖベルト１９の高速運転時（高圧油室２０内のオイル２２は低圧状態）には、Ｖベルト１９の振動に起因する油圧式オートテンショナ１の微小振幅運動が起こり、それにより高圧油室２０内ではピストン部７が微小振幅運動をし、高圧油室２０内のオイル２２には、微小圧力変動が生じる。
【００２３】
ピストン部７の微小下降時には、高圧油室２０内のオイル２２が微小に押圧され、弾性固体３３の受圧面４３に圧力が加わり、オイル２２の圧力と比較して、相対的に弾性固体３３の弾性力が弱い状態になり、弾性固体３３の弾性力とオイル２２の圧力とがつりあうまで、弾性固体３３が微小に圧縮する。ピストン部７の微小上昇時には、逆にオイル２２の圧力と比較して、相対的に弾性固体３３の弾性力が強い状態になり、弾性固体３３の弾性力とオイル２２の圧力とがつりあうまで、弾性固体３３が微小に膨張する。これにより、ピストン部７の微小な下降及び上昇によるオイル２２の微小圧力変動は弾性固体３３に吸収される。この時、逆止弁２３のチェックボール２６は、環状ボールシート２５へ押しつけられたままであるので、チェックボール２６の環状ボールシート２５への衝突は起こらず、環状ボールシート２５を摩耗させない。
【００２４】
本実施形態の油圧式オートテンショナ１によれば、油圧式オートテンショナ１の微小振幅運動により発生する高圧油室２０内の微小圧力変動のみが、弾性固体３３の体積変化に吸収される。もって、高圧油室２０内の微小圧力変動時には逆止弁２３は作動せず、高圧油室２０内の高圧状態から低圧状態への大きな圧力変動時には逆止弁２３が作動するので、逆止弁２３の機能を損なわずに、チェックボール２６の作動を抑え環状ボールシート２５の摩耗を低減させることができる。
【００２５】
［第三実施形態］
図４に示すように、第三実施形態の油圧式オートテンショナ１には、第一実施形態の高圧油室２０内に、第一実施形態の高圧油室２０内に、弾性膜としてのゴム栓３０及び該ゴム栓３０で気体としての空気３１を封入した気体室３２を微小圧力変動吸収部材として設ける代わりに、微小圧力変動が主として高圧油室２０の低圧時に生じることに基づき、低圧時に開く圧力作動弁３４を設けるという構造において相違するものである。この圧力作動弁３４は、高圧油室内の微小圧力変動を、微小圧力変動によってはチェックボール２６が作動しなくなるように吸収するが、逆止弁２３の本来の機能を損ねない程度に調整されて設けられている。第一実施形態と共通する部分については、説明及び図示の一部を省略する。
【００２６】
圧力作動弁３４は、ストッパリング３５が設けられている弁部３６、台部３７及び弁部３６と台部３７の間に設けられているスプリング３８とで構成されており、圧力作動弁３４の弁部３６は、高圧油室２０と低圧油室２１との間でオイル２２を連通させることができるように、高圧油室２０と低圧油室２１とを隔てる内筒５のシリンダ部５ｂの下部に設けられている貫通孔４１に内設されおり、高圧油室２０に面する受圧面４３を備えている。台部３７とスプリング３８は、弁部３６に対して低圧油室２１側に設けられている。
弁部３６には、貫通孔４１に接する面に、略円形状の断面形状である高圧油室２０側のオイル連通口３９が２つ設けられ、低圧油室２１側面に、略円形状の断面である低圧油室２１側のオイル連通口４０が１つ設けられている。高圧油室２０側のオイル連通口３９と低圧油室２１側のオイル連通口４０とを接続するオイル連通路４２の断面形状は、略横Ｔ字型であり、すべてのオイル連通口３９、４０に接続されている。
【００２７】
上記のように構成された油圧式オートテンショナ１内にある高圧油室２０内の微小圧力変動の吸収の作用を示す。
Ｖベルト１９に適度な張力を自動的に与えるため、油圧式オートテンショナ１が伸縮をし、それにより高圧油室２０内では、ピストン部７が相対変位し、高圧油室２０内のオイル２２は低圧状態（図４（ａ））又は高圧状態（図４（ｂ））となる。主として低圧時（Ｖベルト１９の高速運転時）には、Ｖベルト１９の振動に起因してピストン部７が微小振幅運動をし、高圧油室２０内のオイル２２には、微小圧力変動が生じる。以下に、高圧油室２０の低圧時と高圧時の圧力作動弁３４の態様について示す。
【００２８】
高圧油室２０の低圧時は、図４（ａ）に示すように、スプリング３８の付勢力により、ストッパリング３５が貫通孔４１の外周面であるシリンダ部５ｂにあたり、圧力作動弁３４は高圧油室２０側に押し込まれている。オイル連通口３９は高圧油室２０内に現れており、オイル連通口４０は低圧油室２１内に現れているので、圧力作動弁３４は高圧油室と低圧油室とにオイル連通路４２が形成され、オイル２２を連通させるように開く。高圧油室２０内のオイル２２に生じる微小圧力変動は、オイル連通路４２をオイル２２が連通することにより吸収される。この時、逆止弁２３のチェックボール２６は、環状ボールシート２５へ押しつけられたままであるので、チェックボール２６の環状ボールシート２５への衝突は起こらず、環状ボールシート２５を摩耗させない。
【００２９】
また、高圧油室２０の高圧時は、図４（ｂ）に示すように、圧力作動弁３４の受圧面４３に高圧油室２０側から圧力が加わり、弁部３６はスプリング３８の付勢力に抗し、低圧油室２１側に押し込まれている。オイル連通口３９とオイル連通口４０とは貫通孔４１と台部３７とに接し塞がれているので、圧力作動弁３４は閉じている。この時、高圧油室２０内は、圧力作動弁３４が設置されていない高圧油室２０の高圧時と同様な状態であるので、逆止弁２３の本来の機能を発揮して、高圧油室２０内の圧力変動によってチェックボール２６が正常に作動し、逆止弁２３が設計通りに開閉する機能を損ねない。
【００３０】
本実施形態の油圧式オートテンショナ１によれば、高圧油室２０と低圧油室２１との間でオイル２２を連通させることにより、高圧油室２０内のオイル２２の微小圧力変動が吸収される。もって、高圧油室２０内の微小圧力変動時には逆止弁２３は作動せず、高圧油室２０内の高圧状態から低圧状態への大きな圧力変動時には逆止弁２３が作動するので、逆止弁２３の機能を損なわずに、チェックボール２６の作動を抑え環状ボールシート２５の摩耗を低減させることができる。
【００３１】
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。
（１）第一実施形態において、図５に示すように、変形するゴム栓３０の動きを付勢するように、気体室３２の内部にスプリング４５を設けること。
（２）第一実施形態において、ゴム状の弾性膜で全体が覆われた気体室を、高圧油室内に設置若しくは浮遊させておくこと。
（３）第二実施形態において、ピストン部の高圧油室側の押圧面に弾性固体が設けられること。
（４）第三実施形態において、高圧油室側のオイル連通口が弁部の受圧面に設けられ、低圧油室側のオイル連通口は台部側に設けられている態様のように、圧力作動弁が閉の状態の際に、弁部が高圧油室側又は低圧油室側のどちらか一方のオイル連通口のみが塞がれている形状であること。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の油圧式オートテンショナは、上記の通り構成されているので、油圧式オートテンショナの微小振幅運動により発生する高圧油室内での微小圧力変動のみが吸収され、もって、チェックボール式逆止弁の機能を損なわずに、チェックボールの作動を抑え環状ボールシートの摩耗を低減させることができる高信頼性の装置であ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を示す断面図である。
【図２】同実施形態に係る油圧式オートテンショナのピストン部の（ａ）は下降時、（ｂ）は上昇時の要部拡大断面図である。
【図３】同第二実施形態に係る油圧式オートテンショナの（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２の要部拡大断面図である。
【図４】同第三実施形態に係る油圧式オートテンショナの（ａ）（ｂ）は要部拡大断面図である。
【図５】同第一実施形態に係る油圧式オートテンショナの変更例を示す要部拡大断面図である。
【図６】従来の油圧式オートテンショナを示す断面図である。
【図７】オートテンショナ用レバーアームの使用例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 油圧式オートテンショナ
５ 内筒
６ プランジャ
７ ピストン部
１５ オートテンショナ用レバーアーム
１６ レバーアーム本体
１９ Ｖベルト
２０ 高圧油室
２１ 低圧油室
２２ オイル
２３ チェックボール式逆止弁
２５ 環状ボールシート
２６ チェックボール
３０ 弾性膜としてのゴム栓
３２ 気体室
３３ 弾性固体
３４ 圧力作動弁
３６ 弁部
３８ スプリング
Claims (3)
- 高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、
伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、
前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する弾性膜及び該弾性膜で気体を封入した気体室であることを特徴とする油圧式オートテンショナ。 - 高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、
伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、
前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する受圧面を備えた弾性的に体積変化しうる弾性固体であることを特徴とする油圧式オートテンショナ。 - 高圧油室と低圧油室とを一方向にのみ連通させるチェックボール式逆止弁を備えた油圧式オートテンショナにおいて、
伝動部材の振動に起因するオートテンショナの微小振幅振動時に生じる高圧油室内の微小圧力変動を、該微小圧力変動によってはチェックボールが作動しない程度に吸収する微小圧力変動吸収部材を設け、
前記微小圧力変動が主として高圧油室の低圧時に生じることに基づき、前記微小圧力変動吸収部材が高圧油室に面する受圧面を備え、高圧油室の高圧時には閉じているが、高圧油室の低圧時には高圧油室と低圧油室とを連通させるように開く圧力作動弁であることを特徴とする油圧式オートテンショナ。
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