JP5689690B2 - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

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や補機駆動用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油圧ダンパユニットを形成し、その油圧ダンパユニット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、前記プランジャには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、前記プッシュロッドをリターンスプリングによりシリンダの上端開口から突出する方向に向けて付勢した油圧式オートテンショナにおいて、前記バルブスリーブ、プランジャおよびプランジャスプリングを、前記プランジャの抜止めにより一体化して油圧ダンパユニットを形成し、その油圧ダンパユニットの組付け前の段階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、プランジャおよびプランジャスプリングを、そのプランジャの抜止めにより一体化して油圧ダンパユニットを形成し、その油圧ダンパユニットの組付け前の段階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、その油圧ダンパユニットをシリンダ内に挿入し、スリーブがシリンダの底で支持される位置まで油圧ダンパユニットを挿入した後、シリンダの内部又は外部にリターンスプリングを組込み、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、油圧ダンパユニット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、油圧ダンパユニットの組立て時にバルブスリーブ内の圧力室に空気が混入することがないため、シリンダへの油圧ダンパユニット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ンナを簡単に組み立てることができる。

ここで、油圧ダンパユニットの形成に際しては、バルブスリーブの開口端部の内周に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に対する弾性リングの取付けによりプランジャを抜止めする方法や、バルブスリーブの開口端部内に、複数の傾斜歯を外周に有する皿形歯付き座金を圧入し、その皿形歯付き座金によりプランジャを抜止めする方法を採用することができる。

弾性リングを用いる油圧ダンパユニットの形成に際して、その弾性リングとして、穴用Ｃ形止め輪や穴用Ｃ形同心止め輪、線材の折曲げにより形成された矩形形状のクリップ、線材の折曲げにより形成された三角形状のクリップを用いることができる。

ここで、バルブスリーブの開口端部の内周にテーパ状の案内面を設けておくと、その案内面によって弾性リングや皿形歯付き座金の組込みを案内することができるため、弾性リングや皿形歯付き座金の組込みの容易化を図ることできる。

この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて、リターンスプリングは、シリンダ室内に組み込まれたものであってもよく、あるいは、シリンダの外側に組み込まれたものであってもよい。

この発明においては、上記のように、プランジャの抜止めによりバルブスリーブ、プランジャおよびプランジャスプリングを一体化して油圧ダンパユニットとし、その油圧ダンパユニット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、シリンダへの油圧ダンパユニット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ンを極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 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油圧ダンパユニットの縦断面図 図２のIII−III線に沿った断面図 (４Ａ)は、弾性リングの他の例を示す断面図、(４Ｂ)は、(４Ａ)のIV−IV線に沿った断面図 (５Ａ)、(５Ｂ)は、弾性リングのさらに他の例を示す断面図 皿形歯付き座金を使用した取付け例を示す断面図 図６のVII-VII線に沿った断面図 皿形歯付き座金の他の取付け例を示す断面図 油圧式オートテンショナ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の下端部が嵌合されている。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セパレータ２６が組み込まれている。

図２に示すように、バルブスリーブ１２の開口端部の内周には周方向の係合溝２７が形成されている。係合溝２７には弾性リングとしての穴用Ｃ形止め輪２８が取り付けられ、その穴用Ｃ形止め輪２８によりプランジャ１９が抜止めされて、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からなる油圧ダンパユニットＡが形成され、その油圧ダンパユニット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油圧ダンパユニットＡを入れ、タンクごと真空引きを行なって油圧ダンパユニット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、スリーブ１２がシリンダ１１の底で支持される位置まで油圧ダンパユニット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２９とシリンダ１１の上部に形成された半径方向のピン孔(図示省略)に跨るようにしてセットピン３０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。

カム軸駆動用タイミング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３０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、作動油が充填された図２に示す油圧ダンパユニットＡをシリンダ１１の上部開口から内部に挿入する。この時、バルブスリーブ１２の開口を上向きとしてシリンダ１１内に油圧ダンパユニットＡを挿入し、スリーブ１２がシリンダ１１の底で支持される位置まで油圧ダンパユニットＡを挿入した後、シリンダ１１内に、セパレータ２６および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。油圧ダンパユニット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、追加の注入は必要がない。

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、油圧ダンパユニットＡのバルブスリーブ１２内には作動油が予め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、油圧ダンパユニット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への油圧ダンパユニット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ンを極めて簡単に組み立てることができる。

図２では、プランジャ１９を抜止めする弾性リングとして穴用Ｃ形止め輪２８を示したが、弾性リングはこれに限定されるものではない。図４および図５(５Ａ)、(５Ｂ)は、弾性リングの他の例を示す。図４(４Ａ)、(４Ｂ)では、穴用Ｃ形同心止め輪３１を弾性リングとして採用し、図５(５Ａ)では、線材の折曲げにより形成された矩形形状のクリップ３２を弾性リングとして採用している。さらに、図５(５Ｂ)では、線材の折曲げにより形成された三角形状のクリップ３３を弾性リングとして採用している。

図６および図７はプランジャ１９の抜止めの他の例を示す。この例においては、バルブスリーブ１２の開口端部内に皿形歯付き座金３４を圧入し、その皿形歯付き座金３４の外周に形成された複数の傾斜歯３５の先端縁をバルブスリーブ１２の内径面に食い込ませて皿形歯付き座金３４を抜止めし、その皿形歯付き座金３４でプランジャ１９を抜止めしている。

なお、傾斜歯３５の先端縁の食い込みに代えて、図８に示すように、上記傾斜歯３５の先端部をバルブスリーブ１２の開口端部の内周に形成された係合溝２７に係合させるようにしてもよい。

上記のような皿形歯付き座金３４や図２乃至図５に示す弾性リングの組込みの容易化を図るため、バルブスリーブ１２の開口端部の内周には、図２、図４(４Ａ)、図６および図８に示すように、テーパ状の案内面３６が形成されている。

図１では、油圧式オートテンショナとして、リザーバ室２１内にリターンスプリング１８を組み込んだばね内装式のカム軸駆動用タイミングベルトの張力調整用油圧式オートテンショナを示したが、油圧式オートテンショナはこれに限定されない。例えば、図９に示すように、シリンダ１１の外側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の一方の端部をシリンダ１１の下端部外周に設けられたばね座４０で支持し、他方の端部をプッシュロッド１６の先端部に取付けられたばね座４１で受け、そのばね座４１にプーリアーム連結用の連結片４２が設けられた補機駆動用ベルトの張力調整用油圧式オートテンショナであってもよい。

Ａ 油圧ダンパユニット
１１ シリンダ
１２ バルブスリーブ
１３ シール部材
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
２７ 係合溝
２８ 穴用Ｃ形止め輪(弾性リング)
３１ 穴用Ｃ形同心止め輪(弾性リング)
３２ クリップ(弾性リング)
３３ クリップ(弾性リング)
３４ 皿形歯付き座金
３５ 傾斜歯
３６ 案内面

Claims (11)

1. 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、前記プランジャには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、前記プッシュロッドをリターンスプリングによりシリンダの上端開口から突出する方向に向けて付勢した油圧式オートテンショナにおいて、
   前記バルブスリーブ、プランジャおよびプランジャスプリングを、前記バルブスリーブに対する前記プランジャの抜止めにより一体化して油圧ダンパユニットを形成し、その油圧ダンパユニットが、バルブスリーブの内部を作動油で満たす状態で前記シリンダ内への組み付けとされることを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 前記バルブスリーブの開口端部の内周に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に対する弾性リングの取付けによりプランジャを抜止めして油圧ダンパユニットを形成した請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記弾性リングが、穴用Ｃ形止め輪からなる請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記弾性リングが、穴用Ｃ形同心止め輪からなる請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
5. 前記弾性リングが、線材の折曲げにより形成された矩形形状のクリップからなる請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
6. 前記弾性リングが、線材の折曲げにより形成された三角形状のクリップからなる請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
7. 前記バルブスリーブの開口端部内に、複数の傾斜歯を外周に有する皿形歯付き座金を圧入し、その皿形歯付き座金によりプランジャを抜止めして油圧ダンパユニットを形成した請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
8. 前記バルブスリーブの開口端部の内周にテーパ状の案内面を設けた請求項１乃至７のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。
9. 前記リターンスプリングが、リザーバ室内に組み込まれてカム軸駆動用タイミングベルトの張力調整用とされた請求項１乃至８のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。
10. 前記リターンスプリングが、前記シリンダの外側に組み込まれ、前記プッシュロッドの先端部およびシリンダの後端部外周にそのリターンスプリングの端部を受けるばね座が設けられ、前記ロッド側ばね座にプーリアーム連結用の連結片が設けられて補機駆動用ベルトの張力調整用とされた請求項１乃至８のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。
11. 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を、前記バルブスリーブに対する前記プランジャの抜止めにより一体化して油圧ダンパユニットを形成する工程と、
    前記一体化された油圧ダンパユニットにおけるバルブスリーブ内を、作動油で満たす工程と、
    前記バルブスリーブ内が作動油で満たされた油圧ダンパユニットをシリンダに組付ける工程と、
    前記油圧ダンパユニットが組み付けられた後に前記シリンダ内に作動油を注入する工程、
    を有する油圧式オートテンショナの組立方法。

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