JP6773593B2

JP6773593B2 - 油圧式オートテンショナ

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Publication number: JP6773593B2
Application number: JP2017057547A
Authority: JP
Inventors: 洋生森本
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: JP2018159446A; WO2018174069A1

Description

この発明は、ベルト伝動装置に用いられる油圧式オートテンショナに関する。

各種の機器において、駆動力を伝達するためにベルト伝動装置が用いられる。例えば、自動車用エンジンでは、エンジンのクランクシャフトの回転を、オルタネータやウォータポンプ、エアコンのコンプレッサ等、各種の自動車補機に伝える補機駆動用ベルト伝動装置が用いられる。これらのベルト伝動装置において、ベルトの張力を調整するため、オートテンショナを設けるのが一般的である。

オートテンショナは油圧式のものを用いることができる。この油圧式オートテンショナは、ベルトの緩み側に配置した支点軸を中心に揺動可能なプーリアームに接続される。オートテンショナがプーリアームを付勢することで、そのプーリアームの揺動側端部に支持されたテンションプーリがベルトを押圧し、ベルトの張力を一定に保持するようにしている。

従来の油圧式オートテンショナは、例えば、特許文献１に示すように、シリンダの底面上に立設されたバルブスリーブ内に、ロッドの下端部が摺動自在に挿入されて、バルブスリーブ内に圧力室を形成している。また、ロッドの上端部に設けられたばね座とシリンダの底面との間に、リターンスプリングが組み込まれて、ロッドとバルブスリーブとを互いに軸方向へ伸長する方向に付勢している。

シリンダの内周とバルブスリーブの外周との間に密閉されたリザーバ室が設けられており、そのリザーバ室の下部と圧力室の下部とを、シリンダの底面部に形成された油通路で連通している。バルブスリーブの下端部内にはチェックバルブが組み込まれている。ロッドに押込み力が負荷されて、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなった際に、チェックバルブは閉鎖され、油通路と圧力室の連通が遮断するようになっている。

このような構成からなる油圧式オートテンショナは、ばね座の上面側に設けられた連結片をエンジンブロック等に対して回動自在に連結し、シリンダの下面側に設けられた連結片をプーリアームに対して回動自在に連結している。ベルトからテンションプーリ及びプーリアームを介してロッドに押込み力が負荷されると、チェックバルブが閉じられ、圧力室内に封入されたオイルが、バルブスリーブとロッドの摺動面間に形成されたリーク隙間に流動し、リザーバ室へ流出する。その流動時のオイルの粘性抵抗により、圧力室内に油圧ダンパ力を発生させて、ロッドの押込み力が緩衝されるようになっている。

ところで、特許文献１の油圧式オートテンショナでは、リーク隙間が、バルブスリーブとロッドの摺動面間の１経路にのみ形成されている。このため、ロッドの押込み力を緩衝するダンパ特性は、単一の設定しか行うことができない。単一のダンパ特性のみが設定された油圧式オートテンショナの場合、その緩衝力（テンショナ反力）は、押し込み距離（テンショナ変位）に対してほぼ単調に増減するので、エンジンの使用条件の中でもベルトの張力変動が大きく、テンショナが大きく押し込まれる場合を考慮して、ダンパの仕様を設定せざるを得ない。しかし、通常の使用条件では、ベルトの張力変動は小さいためテンショナが押し込まれる量は小さいので、ほとんどの運転条件の下では緩衝力は過大な設定になっているといえる。

そこで、運転条件によって異なるダンパ特性が設定できるように、例えば、特許文献２ではオイルの流出経路を２経路備えるようにし、チェックバルブにより、エンジンの運転状況に応じて、オイルの流出経路のうち１経路を閉鎖することで、ダンパ特性を切り替えるようにしている。

特開２００９−２７５７５７号公報特開２０１６−１６９７５５号公報

特許文献２の技術では、２経路のオイルの流出経路を切り替えるチェックバルブとして、ロッドに形成された凸曲面とプランジャに形成された円錐面とが互いに接離して、それぞれ弁体と弁座として機能するようにし、さらに、そのロッドとプランジャとを離反方向に付勢する切り替えスプリングを備えた構成としている。

このとき、プランジャに形成される円錐面は、プランジャの中心軸とのなす鋭角が小さいほど、円錐面の勾配が急になって、ロッドの凸曲面が円錐面を押す力が大きくなり、より確実にチェックバルブを閉鎖することができる。

しかし、円錐面の勾配が急であるほど、円錐面に対して想定外の大きな力が繰り返し作用した場合に、チェックバルブの弁体と弁座を構成する円錐面と凸曲面の摩耗進行が促進されるおそれがある。さらに、想定外の大きな力が作用した場合に、所謂くさび効果によって、円錐面に対して凸曲面が固着して、チェックバルブが常時閉鎖された状態となってしまい、機能不全を起こすおそれもある。

そこで、この発明は、油圧式オートテンショナの圧力室からリザーバ室への２経路のオイルの流出経路を切り替えるチェックバルブを、より確実に開閉させることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、オイルが入れられた底付きのシリンダと、前記シリンダの底面上に立設されたバルブスリーブと、前記バルブスリーブの内部にその下端部が摺動自在に挿入されたロッドと、前記ロッドによって前記バルブスリーブ内に形成された圧力室と、前記ロッドの上部に設けられたばね座と、前記ばね座と前記シリンダの底面間に設けられ前記ばね座と前記シリンダとを互いに離れる方向に付勢するリターンスプリングと、前記シリンダの内周と前記バルブスリーブの外周との間に形成されたリザーバ室と、前記リザーバ室の下部と前記圧力室の下部とを連通する油通路と、前記バルブスリーブの下端部に設けられ前記圧力室内の圧力が前記リザーバ室内の圧力より高くなると閉鎖して前記圧力室と前記油通路との連通を遮断する第１チェックバルブとを備え、前記ばね座を介して前記ロッドに押込み力が負荷された際に前記第１チェックバルブを閉じ、前記圧力室内のオイルを、前記圧力室から前記リザーバ室にリークさせて前記圧力室内のオイルによる油圧ダンパ作用によって前記ロッドに負荷される押込み力を緩衝するようにした油圧式オートテンショナにおいて、前記ロッドの外側に設けられ前記ロッドの外径面および前記バルブスリーブの内径面に沿って摺動可能な筒状のプランジャと、前記プランジャと前記ロッドの摺動面間に設けられる第１リーク隙間と、前記プランジャと前記バルブスリーブの摺動面間に設けられ前記第１リーク隙間より流路抵抗の大きな第２リーク隙間と、前記ロッドと前記プランジャの相互間に設けられ前記圧力室内の圧力上昇に伴う前記プランジャの上昇時に前記第１リーク隙間を閉鎖する第２チェックバルブと、前記プランジャを前記ロッドの下端部に設けられた抜止め用ストッパに向けて付勢するバルブスプリングとを備え、前記第２チェックバルブが備える弁体と弁座の一方が凸曲面で構成され、他方が互いに勾配が異なる複数の円錐面で構成されている油圧式オートテンショナを採用した。

ここで、前記複数の円錐面のうち、相対的に上方に位置する円錐面が前記プランジャの軸線ｃとなす第一鋭角αは、相対的に下方に位置する円錐面が前記プランジャの軸線ｃとなす第二鋭角βよりも小さく設定されている構成を採用することができる。

ここで、前記第２チェックバルブが備える前記弁体と弁座の他方を構成する複数の円錐面は、例えば、二つの円錐面で構成することができる。また、前記凸曲面は球面状であることが望ましい。

この発明は、圧力室からリザーバ室へのオイルの流出経路を切り替えるチェックバルブを構成する弁体と弁座の一方を凸曲面で、他方を勾配が異なる複数の円錐面で構成したので、弁体と弁座とが、互いに勾配が異なる複数の箇所で接触できる。このため、両者の総接触面積を増大させることができるとともに、相対的に勾配が緩やかな円錐面での接触箇所は、相対的に勾配が急な円錐面の接触箇所での面圧を低減することができ、互いの固着や摩耗を防止したより確実な開閉を確保することができる。

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図１の第１リーク隙間および第２リーク隙間の形成部位を拡大して示し、（ａ）は第１リーク隙間からのオイルのリーク状態を示す断面図、（ｂ）は第２リーク隙間からのオイルのリーク状態を示す断面図第二チェックバルブ付近の要部拡大図この発明の作用を示すグラフ図アイドルストップ機構が搭載されたエンジンのベルト伝動装置を示す模式図

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、一実施形態の油圧式オートテンショナＡを示す縦断面図である。油圧式オートテンショナＡは、例えば、図５に示すように、ベルト伝動装置に用いられるプーリアーム５６と、エンジンＥとの間に接続される。

このベルト伝動装置は、エンジン補機駆動とエンジン始動を両立するＩＳＧ（モーター機能付き発電機）のアイドルストップ機構が搭載されたものである。その構成は、クランクシャフト５１に取り付けられたクランクシャフトプーリＰ_１と、ＩＳＧのスタータ・ジェネレータ５２の回転軸に取り付けられたスタータ・ジェネレータプーリＰ_２と、ウォータポンプ等の補機５３の回転軸に取り付けられた補機プーリＰ_３との間に、ベルト５４が掛け渡されている。

エンジンの通常運転時、エンジンの駆動力により、クランクシャフトプーリＰ_１を、図５中の矢印ａで示す方向へ回転させることにより、スタータ・ジェネレータ５２及び補機５３を駆動し、スタータ・ジェネレータ５２をジェネレータとして機能させるようにしている。

また、スタータ・ジェネレータ５２の駆動によるエンジンの始動時、スタータ・ジェネレータプーリＰ_２を、図５中の矢印ｂで示す方向へ回転させることにより、クランクシャフトプーリＰ_１を回転させて、スタータ・ジェネレータ５２をスタータとして機能させるようにしている。

クランクシャフトプーリＰ_１とスタータ・ジェネレータプーリＰ_２にわたるベルト部５４ａに臨む部分に、テンションプーリ５５が配置されている。テンションプーリ５５を回転自在に支持する揺動可能なプーリアーム５６に、油圧式オートテンショナＡの調整力を付与し、テンションプーリ５５がベルト５４を押圧する方向にプーリアーム５６を付勢する。これにより、ベルト５４の張力変化を、油圧式オートテンショナＡにより吸収するようにしている。

図１に示すように、油圧式オートテンショナＡは、その本体を構成するオイルの入れられた底付きのシリンダ１０が上下方向に伸びており、シリンダ１０の下方側に位置する底部のさらに下面側には、プーリアーム５６（図５参照）に連結される連結片１１が設けられている。

連結片１１には、一側面から他側面に貫通する軸挿入孔１１ａが設けられ、その軸挿入孔１１ａ内に筒状の支点軸とその支点軸を回転自在に支持する滑り軸受等が組み込まれる。支点軸内に挿通されてプーリアーム５６にねじ係合されるボルトの締め付けにより、支点軸が固定され、連結片１１がプーリアーム５６に揺動自在に取り付けられる。

シリンダ１０の内部底面には、バルブスリーブ嵌合孔１２が設けられている。そのバルブスリーブ嵌合孔１２内に鋼製のバルブスリーブ１３の下端部が圧入されている。バルブスリーブ１３内にはロッド１４の下部が摺動自在に挿入され、そのロッド１４の挿入によって、バルブスリーブ１３内には、ロッド１４の下側に圧力室１５が設けられている。

ロッド１４の上面側、シリンダ１０の外部に位置する上端部には、ばね座１６が設けられている。ばね座１６とシリンダ１０の底面間には、コイルバネからなるリターンスプリング１７が組み込まれている。リターンスプリング１７は、シリンダ１０とロッド１４とを、互いに相対的に離れる方向に付勢している。ロッド１４の上面側は、ばね座１６に一体的に固定されている。

ばね座１６の上端には、エンジンＥ（図５参照）に連結される連結片１８が設けられている。連結片１８には、一側面から他側面に貫通するスリーブ挿入孔１８ａが形成され、そのスリーブ挿入孔１８ａ内にスリーブと、そのスリーブを回転自在に支持する滑り軸受等が組み込まれる。スリーブ内に挿通されてエンジンＥにねじ係合されるボルトの締め付けにより、連結片１８がエンジンＥに揺動自在に取り付けられる。

ばね座１６は成形品からなり、その成形時にシリンダ１０の上部外周を覆う筒状のダストカバー２０と、リターンスプリング１７の上部を覆う筒状のスプリングカバー２１とが同時に成形される。ここで、ばね座１６は、アルミのダイキャスト成形品であってもよく、あるいは、熱硬化性樹脂等の樹脂の成形品であってもよい。また、スプリングカバー２１は、ばね座１６の成形時にインサート成形される筒体２２によって外周の全体が覆われている。筒体２２は、鋼板のプレス成形品からなる。

シリンダ１０の上側の開口部内には、シール部材としてのオイルシール２３が組込まれている。オイルシール２３の内周が筒体２２の外周面に弾性接触して、オイルシール２３の外周がシリンダ１０に嵌められて、シリンダ１０の上側の開口部を閉塞し、シリンダ１０の内部に充填されたオイルの外部への漏洩を防止するとともに、ダストの内部への侵入を防止している。

オイルシール２３の組み込みにより、シリンダ１０とバルブスリーブ１３との間に密閉されたリザーバ室２４が形成される。リザーバ室２４と圧力室１５は、バルブスリーブ嵌合孔１２とバルブスリーブ１３の嵌合面間に形成された油通路２５、及び、バルブスリーブ嵌合孔１２の底面中央部に形成された円形凹部からなる油溜り２６を介して連通している。

バルブスリーブ１３の下端部内には、第１チェックバルブ２７が組み込まれている。第１チェックバルブ２７は、バルブスリーブ１３の下端部内に圧入されたバルブシート２７ａの弁孔２７ｂを、圧力室１５側から開閉する鋼製のチェックボール２７ｃと、そのチェックボール２７ｃを、弁孔２７ｂに向けて付勢するスプリング２７ｄと、チェックボール２７ｃの開閉量を規制するリテーナ２７ｅとからなっている。

第１チェックバルブ２７は、圧力室１５内の圧力がリザーバ室２４内の圧力より高くなると、チェックボール２７ｃが弁孔２７ｂを閉じ、圧力室１５と油通路２５の連通を遮断して、圧力室１５内のオイルが、油通路２５を通ってリザーバ室２４に流れるのを防止する。

ロッド１４の外周には、筒状のプランジャ２８が嵌合されている。プランジャ２８は、ロッド１４の外径面およびバルブスリーブ１３の内周上部に形成された小径内径面１３ａに沿って摺動自在とされ、ロッド１４とその外側のプランジャ２８との摺動面間に円筒状の第１リーク隙間３１が設けられている。また、プランジャ２８とその外側のバルブスリーブ１３の小径内径面１３ａとの摺動面間に円筒状の第２リーク隙間３２が設けられている。

第２リーク隙間３２の隙間量は、第１リーク隙間３１の隙間量より小さく、その隙間量の相違から、第２リーク隙間３２の流路抵抗が、第１リーク隙間３１の流路抵抗より大きくなっている。

第１リーク隙間３１及び第２リーク隙間３２のそれぞれは、圧力室１５内のオイルがそれぞれのリーク隙間３１、３２に沿ってリークする際の粘性抵抗により、圧力室１５内に油圧ダンパ作用を生じさせるようになっている。

第１リーク隙間３１は、オイルのリークによって生じる油圧ダンパ作用によって、エンジンの通常運転時におけるベルト５４（図５参照）の張力変動を吸収可能とする大きさに設定されている。一方、第２リーク隙間３２は、スタータ・ジェネレータ５２（図５参照）の駆動によるエンジン始動時に、オートテンショナＡが過度に収縮することのない大きさに設定されている。

ロッド１４の下端部には、プランジャ２８を抜止めするストッパ３４が設けられている。ストッパ３４として、ここでは止め輪を採用し、ロッド１４の下端部に設けられたリング溝３３に取り付けるようにしている。

ここで、図２（ａ）（ｂ）に示すように、止め輪からなるストッパ３４は、その周方向の一部に、貫通孔や切欠き等で構成されたオイル用の流通部３４ａを有している。その流通部３４ａを介して、圧力室１５と第１リーク隙間３１とは、常に連通する状態にある。

また、ロッド１４とプランジャ２８の相互間には、スタータ・ジェネレータ５２（図５参照）の駆動によるエンジン始動時の圧力上昇時に、第１リーク隙間３１を閉塞する第２チェックバルブ３５が設けられている。

第２チェックバルブ３５は、プランジャ２８の上端よりも外部に位置するロッド１４の上部に大径軸部１４ａを設け、その大径軸部１４ａの下端部に、球面状のバルブシートが設けられている。このバルブシートが、第２チェックバルブ３５の弁体を構成する凸曲面３５ａとなっている。

一方、プランジャ２８の上部内径面には、シート面が設けられている。このシート面が、第２チェックバルブ３５の弁座を構成する円錐面３５ｂとなっている。円錐面３５ｂは、それぞれ上方から下方に向かって徐々に狭まり、且つ、互いに勾配が異なる複数の円錐面３５ｃ，３５ｄで構成されている。複数の円錐面３５ｃ，３５ｄは、その境界で互いに接続されている。この実施形態では、円錐面３５ｂは、二つの円錐面３５ｃ，３５ｄで構成されているので、互いに接続される上方側の円錐面３５ｃの最小径部となる下端縁と、下方側の円錐面３５ｄの最大径部となる上端縁とは、同一の径となっている。

圧力室１５内の圧力によるプランジャ２８の上昇時に、凸曲面３５ａからなるバルブシート（弁体）を、円錐面３５ｂからなるシート面（弁座）に着座させて、第１リーク隙間３１の上端開口を閉塞するようにしている。ここでは、第２チェックバルブ３５の弁体を凸曲面３５ａで、弁座を円錐面３５ｂで構成したが、これを逆にして、第２チェックバルブ３５の弁座を凸曲面３５ａで、弁体を円錐面３５ｂで構成してもよい。

また、図３に示すように、二つの円錐面３５ｃ，３５ｄのうち、相対的に上方に位置する円錐面３５ｃがプランジャ２８の軸線ｃとなす第一鋭角αは、相対的に下方に位置する円錐面３５ｄがプランジャ２８の軸線ｃとなす第二鋭角βよりも小さく設定されている。このような角度の設定は、円錐面３５ｂを三つ以上の円錐面３５ｃ，３５ｄ・・・で構成した場合も、上下に隣り合う円錐面３５ｃ，３５ｄ・・・間で、同様とすることが望ましい。

この実施形態では、凸曲面３５ａは球面状となっているが、凸曲面３５ａは、凸形状であれば球面状以外の構成であってもよい。ただし、凸曲面３５ａの円錐面３５ｂへの接触箇所は、プランジャ２８の軸線ｃ周りの環状の線接触、あるいは、線接触に近い環状のエリアであることが望ましい。

また、この実施形態では、プランジャ２８の上端側に第２チェックバルブ３５を設けるようにしたが、プランジャ２８の内部、あるいは、プランジャ２８の下端側に第２チェックバルブ３５を設けるようにしてもよい。

ロッド１４の凸曲面３５ａからなるバルブシート、及び、プランジャ２８の円錐面３５ｂからなるシート面は、いずれも表面硬化処理されて強度が高められている。表面硬化処理として、ここでは、ＤＬＣ処理を施すようにしているが、そのＤＬＣ処理に代えて、硬質皮膜のコーティング処理を施し、あるいは、ショットピーニングを施すようにしてもよい。

プランジャ２８の上部には外向きに突出するフランジ２９が設けられ、そのフランジ２９とばね座１６の対向面間にバルブスプリング３７が組み込まれている。バルブスプリング３７は、プランジャ２８をロッド１４の下端部に取り付けられた前述のストッパ３４に向けて付勢している。

この実施形態では、バルブスプリング３７としてコイルばねを採用しているが、コイルばね以外にも、例えば、皿ばね、波形座金、ウェーブスプリング等を用いてもよい。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、プランジャ２８の外周下部には、下部が大径のリング状のテーパ溝３９が設けられ、そのテーパ溝３９内に抜止めリング４０が取り付けられている。抜止めリング４０は、自然状態での外径がプランジャ２８の外径より大径とされて外周部がプランジャ２８の外径面より外側に位置し、バルブスリーブ１３の内周上部に形成された小径内径面１３ａの下端の段差部１３ｂに対する当接によって、プランジャ２８及びロッド１４が、バルブスリーブ１３の上端から上方に抜け出るのを防止する。

この実施形態で示す油圧式オートテンショナＡは上記の構成からなり、図５に示すアイドルストップ機構が搭載されたエンジンの補機駆動用ベルト伝動装置への組込みに際しては、シリンダ１０の閉塞端側に設けられた連結片１１をプーリアーム５６に連結し、ばね座１６側の連結片１８をエンジンＥに連結して、そのプーリアーム５６に調整力を付与する。

エンジンの通常運転状態において、補機５３の負荷変動等によってベルト５４の張力が変化し、上記ベルト５４の張力が弱くなると、リターンスプリング１７の押圧によりシリンダ１０とばね座１６が離れる方向に相対移動してベルト５４の弛みが吸収される。

ここで、シリンダ１０とばね座１６が伸張する方向に相対移動するとき、圧力室１５内の圧力はリザーバ室２４内の圧力より低くなるため、第１チェックバルブ２７が開放する。このため、リザーバ室２４内のオイルは油通路２５から油溜り２６を通って圧力室１５内にスムーズに流れ、シリンダ１０とばね座１６は離れる方向にスムーズに相対移動してベルト５４の弛みを直ちに吸収する。

一方、ベルト５４の張力が強くなると、ベルト５４から油圧式オートテンショナＡのシリンダ１０とばね座１６を収縮させる方向の押込み力が負荷される。このとき、圧力室１５内の圧力はリザーバ室２４内の圧力より高くなるため、第１チェックバルブ２７のチェックボール２７ｃが弁孔２７ｂを閉鎖する。

また、圧力室１５内のオイルは、図２（ａ）の矢印Ｘで示すように、第１リーク隙間３１を流通し、その第１リーク隙間３１の上端開口からリザーバ室２４にリークし、第１リーク隙間３１を流動するオイルによって圧力室１５内に油圧ダンパ力が発生する。その油圧ダンパ力により、油圧式オートテンショナＡに負荷される上記押込み力が緩衝される。

このとき、第１リーク隙間３１は、エンジンの通常運転時におけるベルト５４の張力変動を吸収可能な大きさに設定されているため、エンジンの通常運転時におけるベルト５４の張力が高くなり過ぎることはなく、適正張力に保持される。

一方、スタータ・ジェネレータ５２（図５参照）の駆動によるエンジン始動時、ベルト５４の張力は急激に大きくなって、ばね座１６を介して作用するロッド１４に対する押込み力が強くなり、圧力室１５の圧力が急激に上昇する。このとき、第１チェックバルブ２７は閉鎖して圧力室１５内の圧力が上昇し、その圧力がバルブスプリング３７の弾性力より高くなると、プランジャ２８がバルブスプリング３７の弾性に抗してロッド１４に対して相対的に上昇し、図２（ｂ）に示すように、円錐面３５ｂからなるシート面に、凸曲面３５ａからなるバルブシートが着座して、第２チェックバルブ３５が閉鎖する。

第２チェックバルブ３５の閉鎖により、第１リーク隙間３１の上端開口が閉塞し、圧力室１５内のオイルは、図２（ｂ）の矢印Ｙで示すように、第２リーク隙間３２内に流通して上端開口からリザーバ室２４にリークする。

このとき、第２リーク隙間３２の流路抵抗は第１リーク隙間３１の流路抵抗より大きいため、圧力室１５内のオイルは第２リーク隙間３２内をゆっくりと流動する。このため、圧力室１５での急激な圧力低下がなく、その圧力室１５内の油圧ダンパ作用によってロッド１４の押し込みが抑制され、ベルト５４はクランクシャフト５１を駆動するのに必要なベルト張力に保持され、ベルト５４とプーリＰ_１〜Ｐ_３間のスリップが防止される。

このように、エンジンの通常運転時、圧力室１５内のオイルは流路抵抗の小さな第１リーク隙間３１からリザーバ室２４にリークし、一方、スタータ・ジェネレータ５２でのエンジン始動時、圧力室１５内のオイルは流路抵抗の大きな第２リーク隙間３２からリザーバ室２４にリークするため、エンジンの通常運転時と、スタータ・ジェネレータでのエンジン始動時のそれぞれにおいて、ベルト５４に適正な張力を付与することができる。

すなわち、通常の運転中は、油圧式オートテンショナＡが、ベルト張力の変動に応じて比較的小さいテンショナ反力を発生し、ベルト５４の平均張力を低く保つことができる。これにより、エンジンの燃費が向上すると共に、ベルト５４やプーリＰ_１〜Ｐ_３など補機部品の寿命が延びる効果が期待できる。また、油圧式オートテンショナＡに大きな押し込み力が作用した場合には、オートテンショナは、比較的大きなテンショナ反力を発生させて過度に押し込まれることを抑制し、ベルト５４の緩みが防止される。これにより、ベルト５４とプーリＰ_１〜Ｐ_３間の滑りによるベルト鳴きや、ベルト５４及びプーリＰ_１〜Ｐ_３の摩耗による寿命低下を抑制する効果が期待できる。

また、第２チェックバルブ３５が開放から閉鎖に移行する際、ロッド１４とプランジャ２８の軸心ｃ方向への相対移動により、ロッド１４に形成された凸曲面３５ａと、プランジャ２８に形成された二つの円錐面３５ｂ；３５ｃ，３５ｄが接近すると、ロッド１４の凸曲面３５ａと、プランジャ２８の上方側の円錐面３５ｃ及び下方側の円錐面３５ｄの両方が環状に接触し、二か所の周方向の閉鎖面を形成することで、より確実に第１リーク隙間３１を閉鎖することができる。

すなわち、第２チェックバルブ３５を構成する弁体と弁座とが、互いに勾配が異なる複数の箇所で接触できるので、両者の総接触面積を増大させるとともに、相対的に勾配が緩やかな円錐面３５ｄでの接触箇所は、相対的に勾配が急な円錐面３５ｃの接触箇所での面圧を低減することができ、互いの固着や摩耗を防止したより確実な開閉を確保することができる。

このように二か所の環状の閉鎖面が同時に接触するためには、ロッド１４の軸心とプランジャ２８の軸心ｃとが、互いに一致することが望ましい。しかし、ロッド１４の外径とプランジャ２８の内径との間、プランジャ２８の外径とバルブスリーブ１３の内径との間には、それぞれ隙間を持つことから、互いの軸心が完全に一致することは難しい。

しかし、仮に、互いの軸心が僅かにずれている場合であっても、第２チェックバルブ３５が閉弁する際には、プランジャ２８に設けた二つの部分円錐面３５ｃ，３５ｄのうち、まず、上方側（ロッド球面に近い側）に形成された小さい鋭角αの円錐面３５ｃの一部がロッド１４の凸曲面３５ａと接触する。このため、ロッド１４の下方への移動は、ロッド１４に形成された凸曲面３５aが、プランジャ２８に形成された円錐面３５cに沿って互いの軸心が一致する方向へと案内される。そうすることで、上述のように二か所の閉鎖面が環状に接触するようになり、確実にリーク隙間を閉鎖することが可能となる。その結果、圧力室１５から第１リーク隙間３１を通るオイルの流出は停止する。このとき、ロッド１４の下降に伴ってロッド１４に対して相対的にプランジャ２８が上昇するため、圧力室１５の容積は一定に保たれる。そのため、圧力室１５内の圧力変化は無く、圧力室１５からリザーバ室２４へのオイルの流出も無い。

また、円錐面３５ｂのうち上方側に配置された円錐面３５ｃは、プランジャ２８の軸線ｃに対して比較的小さい第一鋭角αを成す方向であり、凸曲面３５ａと比較的大きな力で接触するため、バルブの閉鎖を確実なものにする。また、下方側に配置された円錐面３５ｄは、プランジャ２８の軸線ｃに対して、上方側の円錐面３５ｃよりも大きな第二鋭角βを成す方向である。これらの円錐面３５ｃ，３５ｄは、凸曲面３５ａと接触することで総接触面積が大きくなるため、上方に配置された比較的勾配の急な円錐面３５ｃの面圧を低減しながら、二つの接触部位を持つことによって、より確実に第２チェックバルブ３５を閉鎖することができる。

図４に、上記実施形態の油圧式オートテンショナＡ（以下「発明品」という）の反力特性と、従来の油圧式オートテンショナ（以下「従来品」という）の反力特性とを比較した測定例を示す。

図４のグラフ中において、油圧式オートテンショナＡの長さを示す横軸は、左側が長く、右が短く設定されている。このため、油圧式オートテンショナＡが、ベルト５４の張力を受けて押し込まれる場合のダンパ特性は、グラフ中の左下から右上に向かうダンパ特性を示す。一方、ベルト５４が緩み油圧式オートテンショナＡが伸長する場合には、グラフ中の右上から左下に向かうダンパ特性を示す。

図中に破線で示す従来品では、テンショナ長さが短くなるにしたがい、テンショナ反力がほぼ単調に大きくなる。逆に、テンショナ長さが伸びるのにしたがい、テンショナ反力は急激に小さくなり、その後、ほぼ一定となる。このような図形を、テンショナ反力特性を表すリサジュー図形と呼ぶ。リサジュー図形の形状は、主に、リーク隙間によって決定される。

これに対して、図中に実線で示す発明品では、リサジュー図形の形状が、テンショナ長さの変化に対して、テンショナ反力の増加が急激に起こる領域（急領域／テンショナ収縮量がＳ１よりも大きい領域）と、緩やかになる領域（緩領域／テンショナ収縮量がＳ１よりも小さい領域）が交互に発生する。これにより、エンジンの通常運転時と、スタータ・ジェネレータでのエンジン始動時のそれぞれにおいて、ベルト５４に適正な張力を付与することができる。

１０シリンダ
１３バルブスリーブ
１４ロッド
１５圧力室
１６ばね座
１７リターンスプリング
２４リザーバ室
２５油通路
２７第１チェックバルブ
２８プランジャ
３１第１リーク隙間
３２第２リーク隙間
３４ストッパ
３５第２チェックバルブ
３５ａ凸曲面
３５ｂ；３５ｃ，３５ｄ円錐面
３７バルブスプリング

Claims

オイルが入れられた底付きのシリンダ（１０）と、前記シリンダ（１０）の底面上に立設されたバルブスリーブ（１３）と、前記バルブスリーブ（１３）の内部にその下端部が摺動自在に挿入されたロッド（１４）と、前記ロッド（１４）によって前記バルブスリーブ（１３）内に形成された圧力室（１５）と、前記ロッド（１４）の上部に設けられたばね座（１６）と、前記ばね座（１６）と前記シリンダ（１０）の底面間に設けられ前記ばね座（１６）と前記シリンダ（１０）とを互いに離れる方向に付勢するリターンスプリング（１７）と、前記シリンダ（１０）の内周と前記バルブスリーブ（１３）の外周との間に形成されたリザーバ室（２４）と、前記リザーバ室（２４）の下部と前記圧力室（１５）の下部とを連通する油通路（２５）と、前記バルブスリーブ（１３）の下端部に設けられ前記圧力室（１５）内の圧力が前記リザーバ室（２４）内の圧力より高くなると閉鎖して前記圧力室（１５）と前記油通路（２５）との連通を遮断する第１チェックバルブ（２７）とを備え、前記ばね座（１６）を介して前記ロッド（１４）に押込み力が負荷された際に前記第１チェックバルブ（２７）を閉じ、前記圧力室（１５）内のオイルを、前記圧力室（１５）から前記リザーバ室（２４）にリークさせて前記圧力室（１５）内のオイルによる油圧ダンパ作用によって前記ロッド（１４）に負荷される押込み力を緩衝するようにした油圧式オートテンショナにおいて、
前記ロッド（１４）の外側に設けられ前記ロッド（１４）の外径面および前記バルブスリーブ（１３）の内径面に沿って摺動可能な筒状のプランジャ（２８）と、前記プランジャ（２８）と前記ロッド（１４）の摺動面間に設けられる第１リーク隙間（３１）と、前記プランジャ（２８）と前記バルブスリーブ（１３）の摺動面間に設けられ前記第１リーク隙間（３１）より流路抵抗の大きな第２リーク隙間（３２）と、前記ロッド（１４）と前記プランジャ（２８）の相互間に設けられ前記圧力室（１５）内の圧力上昇に伴う前記プランジャ（２８）の上昇時に前記第１リーク隙間（３１）を閉鎖する第２チェックバルブ（３５）と、前記プランジャ（２８）を前記ロッド（１４）の下端部に設けられた抜止め用ストッパ（３４）に向けて付勢するバルブスプリング（３７）とを備え、
前記第２チェックバルブ（３５）が備える弁体と弁座の一方が凸曲面（３５ａ）で構成され、他方が互いに勾配が異なる複数の円錐面（３５ｂ；３５ｃ，３５ｄ）で構成されて前記一方と前記他方とが互いに勾配が異なる複数の箇所で接触する油圧式オートテンショナ。
前記複数の円錐面（３５ｂ；３５ｃ，３５ｄ）のうち、相対的に上方に位置する円錐面（３５ｃ）が前記プランジャ（２８）の軸線（ｃ）となす第一鋭角αは、相対的に下方に位置する円錐面（３５ｄ）が前記プランジャ（２８）の軸線（ｃ）となす第二鋭角βよりも小さく設定されている請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
前記複数の円錐面（３５ｂ；３５ｃ，３５ｄ）は二つの円錐面（３５ｂ；３５ｃ，３５ｄ）で構成されている請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
前記凸曲面（３５ａ）は球面状である請求項１から３のいずれか一つに記載の油圧式オートテンショナ。