JP5600579B2

JP5600579B2 - 油圧式オートテンショナ

Info

Publication number: JP5600579B2
Application number: JP2010280271A
Authority: JP
Inventors: 武博高野; 聡北野
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-12-16
Also published as: JP2012127436A

Description

この発明は、内燃機関のカム軸駆動用ベルト伝動装置におけるタイミングベルト等のベルトの張力を一定に保持する油圧式オートテンショナに関する。

自動車の内燃機関に組込まれたカム軸駆動用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軸間距離の変化や経年変化によるタイミングベルト(以下、単にベルトという)の伸びによって、そのベルトの張力が変化する。

このため、上記のようなベルト伝動装置においては、ベルトに油圧式オートテンショナの調整力を付与し、ベルトの張力を一定に保持して、ベルトのバタツキによる異音の発生や歯飛びを防止するようにしている。

上記油圧式オートテンショナとして、底付きスリーブが内嵌合されたシリンダの上部開口をシール部材の組込みにより密閉して、シリンダ内部に充填された作動油の油面上に空気溜まりを設け、そのシール部材をスライド自在に貫通するプッシュロッドのスリーブ内部に位置する下端部に摺動可能なプランジャを設け、そのプランジャの下方に形成された圧力室内の油圧によるダンパ作用と、シリンダ内に組み込まれたリターンスプリングが上記プッシュロッドを外方に向けて押圧する作用によってベルトの張力を一定に保持するようにした気液二相構造の油圧式オートテンショナが従来から知られている。

ところで、従来から知られているこの種の油圧式オートテンショナにおいては、その組立において、プッシュロッドの下端部に接続されたプランジャをスリーブ内に挿入する際に、スリーブ内に先に組込まれたプランジャスプリングや予め充填された作動油の影響を受けてプランジャに傾きを生じることが多く、オートテンショナの組立てに非常に手間がかかるという不都合があった。

そのような不都合を解消するため、特許文献１においては、プランジャスプリングの自然状態での長さを、スリーブの開口端部内にプランジャの下部が挿入される状態で、そのプランジャの下面に当接することのない長さとし、そのプランジャスプリングをスリーブ内に挿入し、かつ、スリーブ内にプランジャスプリングが浸かる程度の作動油を充填し、一方、リターンスプリング、ウェアリングおよびシール部材が嵌合されたプッシュロッドの下端部をプランジャの上部に形成されたロッド挿入孔に挿入して組立品を形成し、その組立品を上記プランジャを先にしてシリンダ内に挿入し、上記プッシュロッドの押し込みによりスリーブ内にプランジャを挿入した後、シリンダの上部開口から作動油を注入してシリンダの上部開口をシール部材で密閉するようにした油圧式オートテンショナの組立方法を提案している。

特許第４２５１８８５号公報

ところで、特許文献１に記載された油圧式オートテンショナにおいては、スリーブに対するプランジャの挿入前および挿入後の２回に分けて作動油を注入する必要があり、しかも、スリーブ内にプランジャを挿入する際に圧力室に空気が残るため、空気抜きの作業が必要であり、油圧式オートテンショナの組立ての容易化を図る上において改善すべき点が残されていた。

この発明の課題は、気液二相構造の油圧式オートテンショナの組立ての容易化を図ることである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、下部が閉塞するシリンダの内部に鋼製の底付きのバルブスリーブを挿入し、そのバルブスリーブの内部にプランジャを摺動自在に組み込んで、その下方に圧力室と、上方にリザーバ室とを形成し、前記シリンダの上部開口を密封してシリンダの内部に封入された作動油上に空気溜りを形成するシール部材を設け、そのシール部材をスライド自在に貫通するプッシュロッドの下端部を前記プランジャの上部に形成されたロッド挿入孔に挿入し、前記プランジャに圧力室とリザーバ室とを連通する通路を設け、その通路に圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設け、前記圧力室にはプランジャをプッシュロッドに向けて付勢するプランジャスプリングを組込み、前記リザーバ室には、プッシュロッドとの間に微小間隙を形成する絞り部を有し、その絞り部の下端にテーパ筒部が形成され、そのテーパ筒部の下部大径端に前記バルブスリーブの上端開口を覆うフランジが形成されてバルブスリーブ内への空気の侵入を防止するセパレータと、前記プッシュロッドをシリンダの上端開口から突出する方向に向けて付勢するリターンスプリングとを組み込んだ油圧式オートテンショナにおいて、前記バルブスリーブに対するセパレータの連結により、セパレータ、バルブスリーブ、プランジャおよびプランジャスプリングからなる組立品を形成し、その組立品の組立て状態でバルブスリーブ内が作動油で満たされるようにした構成を採用したのである。

上記のように、バルブスリーブに対するセパレータの連結によって、セパレータ、バルブスリーブ、プランジャおよびプランジャスプリングからなる組立品を設け、その組立品がシリンダ内に組付けられる前段の組立て状態でバルブスリーブ内が作動油で満たされるようにしたことにより、シリンダ内にその組立品を挿入し、バルブスリーブがシリンダの底で支持される位置まで組立品を挿入した後、シリンダ内にリターンスプリングを挿入し、さらに、シリンダ内に作動油を注入し、シール部材およびプッシュロッドの組付けを行うことによって油圧式オートテンショナを組立て状態とすることができる。

上記のような油圧式オートテンショナの組立てにおいて、組立品のバルブスリーブ内には作動油が満たされている状態にあるため、シリンダ内に対する作動油の注入は１回のみでよく、しかも、組立品の組立て時にバルブスリーブ内に空気が混入することがないため、シリンダへの組立品の組付け後に空気抜きを行う作業を不要とすることができ、油圧式オートテンショナを簡単に組み立てることができる。

ここで、セパレータの絞り部の上端に上部に至るに従って大径となるテーパ状のロッドガイドを設けておくと、シリンダの上側からプッシュロッドの下端部を挿入するプッシュロッドの組付け時、そのプッシュロッドの下端部はロッドガイドで案内されてプランジャのロッド挿入孔内に挿し込まれることになるため、プッシュロッドの組付けの容易化を図ることができる。

この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて、バルブスリーブに対するセパレータの連結には下記の連結方法(Ｉ)乃至(IV)を採用することができる。
連結方法(Ｉ)；セパレータのフランジ外周部から下向きに円筒部を設け、その円筒部をバルブスリーブの上端部に形成された小径筒部の外径面に圧入する方法。
連結方法(II)；セパレータのフランジ外周部から下向きに複数の係合爪を設け、バルブスリーブの上端部に形成された小径筒部の外径面に係合溝を設け、その係合溝に係合爪を係合する方法。
連結方法(III)；セパレータのフランジ外周部から下向きに円筒部を設け、その円筒部をバルブスリーブの上端部に形成された小径筒部の外径面に嵌合し、上記小径筒部の外径面には円筒部の下部開口端に対向して係合溝を設け、上記円筒部の開口端部を内向きに加締める方法。
連結方法(IV)；セパレータのフランジ外周部から下向きに円筒部を設け、その円筒部をバルブスリーブの上端部内に形成された大径孔部の内径面に圧入する方法。
連結方法(Ｖ)；セパレータのフランジ外周部から上向きに円筒部を設け、その円筒部をバルブスリーブの上端部内径面に圧入する方法。
連結方法(VI)；セパレータのフランジ外周部に内斜め上方に向く折曲げ片部を先端に有する複数の係合爪を周方向に間隔をおいて設け、その複数の係合爪のそれぞれをバルブスリーブの上端部内径面に係合させてバルブスリーブにセパレータを連結する方法。

上記連結方法(IV)および(Ｖ)の採用において、バルブスリーブの上端部を内向きに加締めてセパレータを抜止めすることにより、より強固な連結状態を得ることができる。

また、上記連結方法(VI)の採用において、バルブスリーブの上端部内径面に、複数の係合爪のそれぞれが係合する係合溝を設けておくと、上記と同様に、より強固な連結状態を得ることができる。

この発明においては、上記のように、バルブスリーブに対するセパレータの連結によってセパレータ、バルブスリーブ、プランジャおよびプランジャスプリングからなる組立品を設け、その組立品の組付け前の状態でバルブスリーブ内が作動油で満たされるようにしたことにより、油圧式オートテンショナの組立てに際し、シリンダ内に対する作動油の注入は１回のみとすることができ、しかも、シリンダへの組立品の組付け後に空気抜きの作業を不要とすることができるので、油圧式オートテンショナをきわめて簡単に組み立てることができる。

この発明に係る油圧式オートテンショナの実施の形態を示す縦断面図セパレータ、バルブスリーブ、プランジャおよびプランジャスプリングからなる組立品の縦断面図図１の各種部品を分解して示す縦断面図バルブスリーブとセパレータの連結手段の他の例を示す断面図バルブスリーブとセパレータの連結手段の他の例を示す断面図バルブスリーブとセパレータの連結手段の他の例を示す断面図バルブスリーブとセパレータの連結手段の他の例を示す断面図バルブスリーブとセパレータの連結手段の他の例を示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この発明に係る油圧式オートテンショナは、エンジンブロックに取付けられるシリンダ１１を有している。シリンダ１１はアルミ合金から形成されて底を有し、内部にはバルブスリーブ１２が嵌合されている。バルブスリーブ１２は鋼製とされ、底を有している。

シリンダ１１の上部開口はオイルシールからなるシール部材１３の組み込みにより密閉されており、そのシール部材１３はシリンダ１１の上端部内周に取付けられた止め輪１４によって抜止めされ、上記シール部材１３によってシリンダ１１の内部に充填された作動油の外部への漏洩が防止されている。また、作動油の油面上には空気溜まり１５が設けられている。

シール部材１３をスライド自在に貫通するプッシュロッド１６には、バルブスリーブ１２の上端開口から上方に位置する部分にシリンダ１１の内径面に沿ってスライド可能なウェアリング１７が嵌合され、そのウェアリング１７とバルブスリーブ１２の上端間に組み込まれたリターンスプリング１８はプッシュロッド１６をシリンダ１１の上部開口から突出する方向に向けて付勢している。

バルブスリーブ１２の内部にはプランジャ１９が摺動自在に組込まれ、そのプランジャ１９の組込みによってバルブスリーブ１２の内部は圧力室２０とリザーバ室２１とに仕切られている。

プランジャ１９は、ロッド挿入孔２２を上面に有し、そのロッド挿入孔２２内にプッシュロッド１６の下端部が押し付けられている。また、プランジャ１９は、圧力室２０内に組込まれたプランジャスプリング２３によってプッシュロッド１６の下端部に押し付けられている。

プランジャ１９には、その下方に形成された圧力室２０と上方に形成されたリザーバ室２１を連通する通路２４が形成され、その通路２４の圧力室２０側の開口部にチェックバルブ２５が組込まれている。チェックバルブ２５は、圧力室２０内の圧力がリザーバ室２１内の圧力より高くなると、通路２４を閉じるようになっている。

バルブスリーブ１２とリターンスプリング１８の下端部間にはセパレータ２６が組み込まれている。図１および図２に示すように、セパレータ２６は、プッシュロッド１６との間に微小間隙を形成する円筒状の絞り部２６ａを有し、その絞り部２６ａの下端に下部大径のテーパ筒部２６ｂが形成され、そのテーパ筒部２６ｂの下部大径端にバルブスリーブ１２の上端開口を覆うフランジ２６ｃが形成されている。また、絞り部２６ａの上端にはロッドガイド２６ｄが形成され、そのロッドガイド２６ｄは上部が大径のテーパ状とされている。

上記セパレータ２６は、空気溜り１５内の空気がバルブスリーブ１２内から圧力室２０内に侵入するのを防止するようになっている。

図２に示すように、セパレータ２６におけるフランジ２６ｃの外周部には下向きに円筒部２６ｅが形成され、その円筒部２６ｅがバルブスリーブ１２の上端部に形成された小径筒部１２ａの外径面に圧入されている。その圧入によりセパレータ２６、バルブスリーブ１２、プランジャ１９およびプランジャスプリング２３からなる組立品Ａが設けられ、その組立品Ａは、シリンダ１１内に組付ける油圧式オートテンショナの組立て前の段階で、バルブスリーブ１２内に作動油が満たされる。

バルブスリーブ１２内に対する作動油の封入に際し、作動油が入れられたタンク内に組立品Ａを入れ、タンクごと真空引きを行なって組立品Ａ内に作動油を充填する注入方法を採用するようにしており、その作動油の注入後、チェックバルブ２５を開放し、プランジャ１９の押し込みによって圧力室２０内の空気抜きを行うようにしている。

別の方法として、セパレータ２６を上向きとする状態でシリンダ１１内に組立品Ａを挿入し、バルブスリーブ１２がシリンダ１１の底で支持される位置まで組立品Ａを挿入した後にシリンダ１１ごと又は、シリンダ１１内径部のみ真空引きを行って必要量の作動油を組立品Ａ内に注入する方法も可能である。

実施の形態で示す油圧式オートテンショナは上記の構造からなり、図１は、プッシュロッド１６の上端部に形成された半径方向の貫通孔２７とシリンダ１１の上部に形成された図３に示すピン孔２８に跨るようにしてセットピン２９を挿入して、プッシュロッド１６を押し込み状態に保持した状態を示している。

ベルトの張力調整に際しては、エンジンブロックにシリンダ１１を固定してセットピン２９を引き抜き、リターンスプリング１８の押圧により外方に移動するプッシュロッド１６で揺動可能に支持された図示省略のプーリアームを押圧して、そのプーリアームにより回転自在に支持されたテンションプーリをベルトに押し付け、ベルトからプーリアームを介してプッシュロッド１６に負荷される押し込み力を圧力室２０内の作動油によるダンパ作用により吸収して、ベルトの張力を一定に保持する。

油圧式オートテンショナの組立てに際しては、図３に示すように、作動油が充填された組立品Ａをシリンダ１１の上部開口から内部に挿入する。この時、セパレータ２６を上向きとする状態でシリンダ１１内に組立品Ａを挿入し、バルブスリーブ１２がシリンダ１１の底で支持される位置まで組立品Ａを挿入した後、シリンダ１１内にリターンスプリング１８を組込み、そのリターンスプリング１８の組込み前または組込み後にシリンダ１１内に必要量の作動油を注入する。組立品Ａをシリンダ１１に挿入後に作動油を注入した方法では、既に必要量の作動油が注入されているため、追加の注入は必要ない。その作動油の注入後、ウェアリング１７やシール部材１３が組付けられたプッシュロッド１６をシリンダ１１内に挿入し、そのプッシュロッド１６の下端部をプランジャ１９のロッド挿入孔２２内に挿入し、かつ、シール部材１３をシリンダ１１の上端開口内に組み入れ、そのシリンダ１１の上端部内に止め輪１４を取付けることによってオートテンショナの組立てが完了する。

上記のような油圧式オートテンショナの組立てにおいて、組立品Ａのバルブスリーブ１２内には作動油が満たされているため、シリンダ１１内に対する作動油の注入は１回のみでよく、しかも、組立品Ａの組立て時にバルブスリーブ１２内に空気が混入することがないため、シリンダ１１への組立品Ａの組付け後において空気抜きを行う作業を不要とすることができる。このため、油圧式オートテンショナを極めて簡単に組み立てることができる。

図１乃至図３に示す実施の形態では、セパレータ２６のフランジ２６ｃの外周に円筒部２６ｅを形成し、その円筒部２６ｅをバルブスリーブ１２の上部に形成された小径筒部１２ａの外径面に圧入して、バルブスリーブ１２にセパレータ２６を連結したが、バルブスリーブ１２に対するセパレータ２６の連結はこれに限定されるものではない。

図４乃至図８は、バルブスリーブ１２に対するセパレータ２６の連結の他の例を示している。図４に示す例においては、セパレータ２６のフランジ２６ｃ外周から下向きに複数の係合爪３０を設け、バルブスリーブ１２の上端部に形成された小径筒部１２ａの外径面に係合溝３１を設け、その係合溝３１に上記係合爪３０を係合してバルブスリーブ１２にセパレータ２６を連結している。

なお、係合爪３０に代えて、図２に示すように、円筒部２６ｅを設け、その円筒部２６ｅの下側開口端部を内向きに加締め、その加締め片を図４に示す係合溝３１に係合させるようにしてもよい。

図５に示す例においては、セパレータ２６のフランジ２６ｃ外周部から下向きに円筒部３２を設け、その円筒部３２をバルブスリーブ１２の上端部内に形成された大径孔部３３の内径面に圧入してバルブスリーブ１２にセパレータ２６を連結している。

図６に示す例においては、セパレータ２６のフランジ２６ｃ外周部から上向きに円筒部３４を設け、その円筒部３４をバルブスリーブ１２の上端部内径面に圧入してバルブスリーブ１２にセパレータ２６を連結している。

図６に示すバルブスリーブ１２とセパレータ２６の連結において、図７に示すように、バルブスリーブ１２の上端面を内向きに加締めて、円筒部３４の上端面に係合可能な加締め片３５を設けることにより、より強固な連結状態を得ることができる。

図８に示す例においては、セパレータ２６のフランジ２６ｃの外周部に内斜め上方に向く折曲げ片部３６ａを先端に有する複数の係合爪３６を周方向に間隔をおいて設け、その複数の係合爪３６のそれぞれをバルブスリーブ１２の上端部内径面に形成された係合溝３７に係合させてバルブスリーブ１２にセパレータ２６を連結している。

なお、係合溝３７を省略し、係合爪３６をバルブスリーブ１２の上端部内径面に係合させるようにしてもよい。

Ａ組立品
１１シリンダ
１２バルブスリーブ
１２ａ小径筒部
１５空気溜り
１６プッシュロッド
１７ウェアリング
１８リターンスプリング
１９プランジャ
２０圧力室
２１リザーバ室
２２ロッド挿入孔
２３プランジャスプリング
２４通路
２５チェックバルブ
２６セパレータ
２６ａ絞り部
２６ｂテーパ筒部
２６ｃフランジ
２６ｄロッドガイド
２６ｅ円筒部
３０係合爪
３１係合溝
３２円筒部
３３大径孔部
３４円筒部
３５加締め片
３６係合片
３６ａ折曲げ片部
３７係合溝

Claims

下部が閉塞するシリンダの内部に鋼製の底付きのバルブスリーブを挿入し、そのバルブスリーブの内部にプランジャを摺動自在に組み込んで、その下方に圧力室と、上方にリザーバ室とを形成し、前記シリンダの上部開口を密封してシリンダの内部に封入された作動油上に空気溜りを形成するシール部材を設け、そのシール部材をスライド自在に貫通するプッシュロッドの下端部を前記プランジャの上部に形成されたロッド挿入孔に挿入し、前記プランジャに圧力室とリザーバ室とを連通する通路を設け、その通路に圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設け、前記圧力室にはプランジャをプッシュロッドに向けて付勢するプランジャスプリングを組込み、前記リザーバ室には、プッシュロッドとの間に微小間隙を形成する絞り部を有し、その絞り部の下端にテーパ筒部が形成され、そのテーパ筒部の下部大径端に前記バルブスリーブの上端開口を覆うフランジが形成されてバルブスリーブ内への空気の侵入を防止するセパレータと、前記プッシュロッドをシリンダの上端開口から突出する方向に向けて付勢するリターンスプリングとを組み込んだ油圧式オートテンショナにおいて、
前記バルブスリーブに対するセパレータの連結により、セパレータ、バルブスリーブ、プランジャおよびプランジャスプリングからなる組立品を形成し、その組立品の組立て状態でバルブスリーブ内が作動油で満たされるようにしたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
前記セパレータが、上部に至るに従って大径となるテーパ状のロッドガイドを絞り部の上端に有してなる請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
前記セパレータのフランジ外周部から下向きに円筒部を設け、その円筒部をバルブスリーブの上端部に形成された小径筒部の外径面に圧入して、バルブスリーブにセパレータを連結した請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
前記セパレータのフランジ外周部から下向きに複数の係合爪を設け、前記バルブスリーブの上端部に形成された小径筒部の外径面に係合溝を設け、その係合溝に前記係合爪を係合してバルブスリーブにセパレータを連結した請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
前記セパレータのフランジ外周部から下向きに円筒部を設け、その円筒部をバルブスリーブの上端部に形成された小径筒部の外径面に嵌合し、前記小径筒部の外径面には円筒部の下部開口端に対向して係合溝を設け、前記円筒部の開口端部を内向きに加締めてバルブスリーブにセパレータを連結した請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
前記セパレータのフランジ外周部から下向きに円筒部を設け、その円筒部をバルブスリーブの上端部内に形成された大径孔部の内径面に圧入してバルブスリーブにセパレータを連結した請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
前記セパレータのフランジ外周部から上向きに円筒部を設け、その円筒部をバルブスリーブの上端部内径面に圧入してバルブスリーブにセパレータを連結した請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
前記バルブスリーブの上端部を内向きに加締めてセパレータを抜止めした請求項６又は７に記載の油圧式オートテンショナ。
前記セパレータのフランジ外周部に内斜め上方に向く折曲げ片部を先端に有する複数の係合爪を周方向に間隔をおいて設け、その複数の係合爪のそれぞれをバルブスリーブの上端部内径面に係合させてバルブスリーブにセパレータを連結した請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
前記バルブスリーブの上端部内径面に、前記複数の係合爪のそれぞれが係合する係合溝を設けた請求項９に記載の油圧式オートテンショナ。