WO2017043491A1 - 油圧式オートテンショナ、及び、油圧式オートテンショナ用プランジャの製造方法 - Google Patents
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- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
Definitions
- the present invention relates to a hydraulic auto tensioner used for adjusting the tension of an auxiliary machine drive belt for driving an auxiliary machine such as an alternator, a water pump, and a compressor of an air conditioner, and a method of manufacturing a plunger used in the hydraulic auto tensioner.
- an auxiliary machine such as an alternator, a water pump, and a compressor of an air conditioner
- ISG integrated starter generator
- FIGS. 14A and 14B show a belt transmission device for engine E provided with an idle stop mechanism of ISG 51 that achieves both driving of auxiliary machine 50 during normal operation and restart from an engine stop state.
- the crank pulley P 1 provided on the crank shaft 52 of the engine E
- the ISG pulley P 2 provided on the rotation shaft of the ISG 51
- the rotation shaft of the auxiliary machine 50 such as a water pump
- auxiliary spanned the accessory drive belt 53 between the pulleys P 3, (hereinafter, appropriately, simply. referred tensioner) hydraulic auto-tensioner a of this accessory drive belt 53 a tension pulley 54 provided on Press to adjust the belt tension.
- the tension pulley 54 loosening tends to occur in the accessory drive belt 53, with the sign 53a between the belt advancing direction (crank pulley P 1 and ISG pulley P 2 crank pulley P 1 Provided).
- the tension pulley 54 is rotatably supported by a pulley arm 55.
- the pulley arm 55 is swingable by a tensioner A, and tension is applied to the accessory drive belt 53 via the tension pulley 54 by the urging force of the tensioner A.
- the tension change of the accessory drive belt 53 during the driving of the belt transmission is absorbed.
- the tensioner has a cylinder having a closed end formed on the inner bottom surface.
- a sleeve fitting hole is formed in the inner bottom surface, and the sleeve is erected from the sleeve fitting hole.
- a lower portion of the rod is slidably inserted into the sleeve, and a pressure chamber is formed between the sleeve and the lower end portion of the rod.
- a spring seat is fixed to the upper end portion of the rod, and a return spring is provided between the spring seat and the inner bottom surface of the cylinder so as to urge the cylinder and the rod in the extending direction. .
- a connecting piece connected to the pulley arm is provided at the upper end of the spring seat.
- the spring seat is provided with a spring cover that covers the upper part of the return spring and a dust cover that covers the outer periphery of the upper part of the cylinder.
- the outer periphery of the spring cover is covered with a cylindrical body.
- An oil seal as a seal member is installed in the upper end opening of the cylinder. The inner periphery of the oil seal makes elastic contact with the outer peripheral surface of the cylinder, closes the upper opening of the cylinder, and fills the cylinder. This prevents the hydraulic fluid from leaking to the outside.
- a sealed reservoir chamber is formed between the cylinder and the sleeve.
- the reservoir chamber and the pressure chamber communicate with each other through a passage.
- a check valve is provided at the end of the passage on the pressure chamber side. The check valve closes the passage when the pressure in the pressure chamber becomes higher than the pressure in the reservoir chamber.
- the rod moves relative to the direction in which the rod is pushed into the cylinder against the biasing force of the return spring, and the tension of the accessory drive belt is reduced.
- the pressure in the pressure chamber becomes larger than the pressure in the reservoir chamber, so the check valve closes the passage.
- the hydraulic oil in the pressure chamber flows into the reservoir chamber through a minute gap formed between the inner diameter surface of the sleeve and the outer diameter surface of the rod.
- a damper force (hydraulic damping force) is exerted by the flow resistance when the hydraulic oil flows through a minute gap. This damper force cushions the pushing force applied to the tensioner, while the pushing force and the biasing force of the return spring are reduced.
- the rod is pushed into the cylinder to the balanced position.
- the damper force of the tensioner is determined by the size of the minute gap.
- the tension pulley 54 is provided in the belt traveling direction of the crank pulley P 1 is a drive source (between the crank pulley P 1 and ISG pulley P 2), usually The looseness of the accessory drive belt 53 during operation can be appropriately eliminated.
- mounting position of the tension pulley 54 is the opposite side of the belt traveling direction ISG pulley P 2 which is a driving source, the accessory drive belt High tension is likely to occur in 53.
- an object of the present invention is to always adjust the belt tension of the auxiliary machine drive belt 53 to an appropriate magnitude both during normal operation and when the engine is restarted by the ISG 51.
- a cylinder having a closed end at the bottom and filled with hydraulic oil therein, a cylindrical valve sleeve erected from the bottom of the cylinder, and the valve
- a cylindrical plunger that is slidably inserted in the axial direction of the sleeve, a rod that is slidably inserted in the axial direction of the plunger, and the valve sleeve and the rod are attached in opposite directions.
- a return spring that biases, a valve spring that biases the rod and the plunger in opposite directions, a pressure chamber formed between the valve sleeve, the plunger, and the rod; the cylinder and the valve sleeve; Between the reservoir chamber formed between the pressure chamber and the reservoir chamber, and the pressure of the hydraulic oil in the pressure chamber is A first check valve that closes the oil passage when the pressure of the hydraulic oil in the reservoir chamber is higher, a first constriction path formed between the rod and the plunger, and between the valve sleeve and the plunger. A second constriction path having a larger flow resistance than the first constriction path, and the first constriction path against the urging force of the valve spring as the pressure of the hydraulic oil in the pressure chamber increases.
- a hydraulic auto tensioner was configured in which the size of the gap between the valve seat and the seat surface when closed was smaller than the gap amount of the second constriction path.
- the belt tension of the accessory drive belt can be adjusted to an appropriate size at all times during normal operation and when the engine is restarted by ISG.
- the tension pulley is arranged on the opposite side of the belt traveling direction of the ISG pulley that is the drive source.
- the tension of the machine drive belt increases rapidly.
- the first check valve closes and the plunger rises against the urging force of the valve spring by the pressure of the hydraulic oil in the pressure chamber, and the second check valve causes the first constriction path to rise. Is closed.
- the hydraulic oil in the pressure chamber flows into the reservoir chamber through the second constriction path.
- the size of the gap refers to an average inter-surface distance between the valve seat and the seat surface when the second check valve is closed.
- the size of this gap varies depending on the processing method of the plunger. For example, the surface roughness is smaller when the plunger is formed by plastic processing of the base material than when the plunger is formed by machining from the base material, so the size of the gap is small. .
- the size of this gap By making the size of this gap smaller than the gap amount of the second constricted path, a damper action corresponding to the flow resistance of the second constricted path is exhibited, but preferably the size of the gap is set to the second size.
- the damper action can be exhibited.
- the “gap amount of the second constriction path” here refers to the distance between the sliding surfaces between the valve sleeve and the plunger.
- the valve seat instead of making the size of the gap between the valve seat and the seat surface when the second check valve is closed smaller than the gap amount of the second constriction path, the valve seat Or it can also be set as the structure formed in convex shape so that at least one of the said seat surface may go to the said valve seat or the said seat surface side which opposes.
- the contact area is reduced compared with the case where the valve seat and the seat surface are in surface contact, and the contact pressure is large. Can be secured. For this reason, it is possible to prevent the hydraulic oil from leaking from the second check valve (first constricted path), and it is possible to more reliably prevent engine restart failure due to ISG.
- both the valve seat and the seat surface are formed so as to protrude toward the valve seat or the seat surface facing each other.
- both the valve seat and the seat surface are formed so as to protrude toward the valve seat or the seat surface facing each other.
- the valve seat is on the lower end side of the large-diameter shaft portion formed on the upper portion of the rod, and the seat surface is on the upper end side of the plunger.
- a formed structure is preferable.
- the rod slides in the axial direction while being inserted through the plunger, and the coaxial state is always maintained between the rod and the plunger. In this way, by forming the valve seat and the seat surface on the rod and plunger, the valve seat and the seat surface can be stably brought into contact with each other, and the hydraulic oil from the second check valve (first constriction path) Can be prevented more reliably.
- the rod may include a rod body and a locking member that is larger than the inner diameter of the plunger and is attached to the tip of the rod body.
- the rod has the rod main body and the locking member, and by attaching the locking member to the tip of the rod main body, the outer diameter of the rod can be partially made larger than the inner diameter of the plunger. it can.
- the locking member can be a ring-shaped member fitted to the tip of the rod body.
- a locking member can be easily fixed to a rod main body, without performing an additional process to a rod main body.
- the locking member may be a rod-shaped member that is inserted into a fitting hole formed at the tip of the rod body and the tip protrudes from the fitting hole.
- a rod-shaped member is employed as the locking member, a fitting hole for inserting the rod-shaped member needs to be formed in the rod body, but the pressure chamber passes from the pressure chamber to the first constriction path. A wide flow path can be secured. For this reason, this rod-shaped member is unlikely to hinder the flow of hydraulic oil flowing through the first constricted path, and smoothly exhibits a damper action.
- a cylinder having a closed end at the bottom, filled with hydraulic oil inside, a cylindrical valve sleeve erected from the bottom of the cylinder, and slidable in the axial direction of the valve sleeve A cylindrical plunger inserted, a rod inserted through the plunger so as to be slidable in the axial direction thereof, a return spring for urging the valve sleeve and the rod in opposite directions, the rod and the plunger A valve spring that biases the valve sleeve and the plunger and the rod, a reservoir chamber formed between the cylinder and the valve sleeve, Provided in an oil passage communicating the pressure chamber and the reservoir chamber, and the pressure of the hydraulic oil in the pressure chamber is higher than the pressure of the hydraulic oil in the reservoir chamber A first check valve for closing the oil passage, a first constriction path formed between the rod and the plunger, and formed between the valve sleeve and the plunger, than the first constriction path A second constriction path having a large flow
- a second check valve configured by a seat surface formed on the plunger side so as to face the valve seat, and the valve seat and the seat surface when the second check valve is closed
- a plunger for a hydraulic auto tensioner in which the size of the gap between the second constriction path is smaller than the gap amount of the second constriction path, and plastic processing is performed on the cylindrical base material
- the surface roughness of the plunger can be reduced by forming the plunger by plastic working. For this reason, when the second check valve is closed and the valve seat and the seat surface are brought into contact with each other, the size of the gap between the valve seat and the seat surface can be reduced as much as possible. As in the case of cutting using, a problem that a cutting groove is formed on the sheet surface and the hydraulic oil leaks through the cutting groove can be avoided. For this reason, the damper effect
- the plastic working can be configured by any one of a forging method, a press working method, and a deep drawing working method.
- a cylinder having a closed end at the bottom and filled with hydraulic oil therein, a cylindrical valve sleeve erected from the bottom of the cylinder, and the valve sleeve are slid in the axial direction.
- a cylindrical plunger that is movably inserted, a rod that is slidably inserted in the plunger in the axial direction thereof, a return spring that biases the valve sleeve and the rod in opposite directions, and the rod
- a valve spring for urging the plunger in opposite directions, a pressure chamber formed between the valve sleeve, the plunger and the rod, and a reservoir chamber formed between the cylinder and the valve sleeve And an oil passage communicating the pressure chamber and the reservoir chamber, and the pressure of the hydraulic oil in the pressure chamber is the pressure of the hydraulic oil in the reservoir chamber
- a first check valve that closes the oil passage when it is higher, a first constriction path formed between the rod and the plunger, and formed between the valve sleeve and the
- the tension of the accessory drive belt can be adjusted to an appropriate magnitude at all times during normal operation and when the engine is restarted by ISG.
- the durability and fuel consumption of the bearing that rotatably supports the pulley can be improved, and reliable restartability at the time of engine restart can be ensured.
- the size of the gap between the valve seat and the seat surface when the second check valve is closed is smaller than the gap amount of the second constriction path. The hydraulic oil can flow smoothly through the second constriction path, and a damper action corresponding to the flow resistance of the second constriction path can be exhibited.
- the surface roughness of the plunger can be reduced by forming the plunger used in this hydraulic auto tensioner by the above manufacturing method, and the hydraulic oil leaks from the gap between the valve seat and the seat surface. It can be prevented as much as possible. For this reason, the auxiliary drive belt is maintained at an appropriate tension to prevent damage to the bearings that rotatably support the pulleys and fuel consumption, and to reliably prevent engine restart failure due to ISG. it can.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part showing a state in which the second check valve of the hydraulic auto tensioner shown in Fig. 1 is opened.
- Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a main part showing a state in which the second check valve of the hydraulic auto tensioner shown in Fig. 1 is closed.
- FIG. 5A showing a third example of a retaining mechanism between the valve sleeve and the plunger
- the figure which shows an example of the comparison of the reaction force characteristic of the hydraulic auto-tensioner (implemented product) according to each embodiment of the present invention and the conventional hydraulic auto-tensioner (conventional product) Partial longitudinal sectional view showing an embodiment of a hydraulic auto tensioner according to the present invention
- the longitudinal cross-sectional view which shows the state which the 2nd check valve (1st example) employ
- the longitudinal cross-sectional view which shows the state which the 2nd check valve (1st example) employ
- FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the main part showing a state in which the second check valve of the hydraulic auto tensioner shown in FIG. 10 is opened.
- the longitudinal section of the important section showing the state where the 2nd check valve of the hydraulic auto tensioner shown in Drawing 10 was closed
- the arrow view seen from the b direction in FIG. 13A which shows 4th embodiment of the hydraulic auto tensioner which concerns on this invention
- Front view showing a normal operation state of an engine of a belt transmission device of an engine equipped with an idle stop mechanism
- Front view showing a state when the engine is restarted by ISG of an engine belt transmission device equipped with an idle stop mechanism
- FIG. 1 shows an embodiment of a hydraulic auto tensioner according to the present invention (hereinafter simply referred to as a tensioner as appropriate).
- the cylinder 10 has a closed end at the bottom, and a connecting piece 11 connected to a pulley arm 55 (see FIGS. 14A and 14B) is provided on the lower surface side of the bottom.
- the connecting piece 11 is formed with a shaft insertion hole 11a penetrating from one side surface to the other side surface.
- a cylindrical fulcrum shaft 11b and a slide bearing 11c that rotatably supports the fulcrum shaft 11b are incorporated in the shaft insertion hole 11a.
- the pulley arm 55 is swingably attached to the connecting piece 11 by a bolt (not shown) inserted through the fulcrum shaft 11b.
- a valve sleeve fitting hole 12 is formed at the bottom of the cylinder 10, and a steel valve sleeve 13 is erected in the valve sleeve fitting hole 12.
- a cylindrical plunger 14 is inserted into the valve sleeve 13 so as to be slidable in the axial direction with the valve sleeve 13.
- the plunger 14 slides along a small-diameter inner diameter surface 13 a formed on the inner peripheral upper portion of the valve sleeve 13.
- a radially outward flange 14a is formed at the upper end of the plunger 14, and a tapered groove 14b having a larger outer diameter at the lower side is formed at the lower part of the outer periphery.
- the upper surface inner diameter side of the flange 14a is a seat surface 35b of a second check valve 35 described later.
- the taper groove 14b formed in the lower outer periphery of the plunger 14 is provided with a retaining ring 15 in which a cut is formed in a part in the circumferential direction.
- the retaining ring 15 has a natural outer diameter larger than the outer diameter of the plunger 14.
- the plunger 14 (flange 14a) is formed by subjecting a cylindrical steel base material to plastic working such as deep drawing, pressing, forging, and the like. Unlike the case where cutting is performed using a lathe or the like, the groove 14 is not formed on the sheet surface 35b of the plunger 14, and the surface roughness is relatively compared with that in the case of cutting. Can be made smaller.
- a rod 16 is inserted into the plunger 14 so as to be slidable in the axial direction with the plunger 14.
- the upper side of the rod 16 is a large-diameter shaft portion 16a having a larger diameter than the insertion portion into the plunger 14, and the lower end portion of the large-diameter shaft portion 16a serves as a valve seat 35a of the second check valve 35. Yes.
- the valve seat 35a is formed in a convex shape so as to face the seat surface 35b formed on the plunger 14.
- a ring groove 16b is formed in the lower part of the outer periphery of the rod 16.
- the ring groove 16b is provided with a retaining ring 17 in which a cut is formed in a part in the circumferential direction.
- the retaining ring 17 has an outer diameter in a natural state larger than the outer diameter of the rod 16.
- a spring seat 18 is provided on the upper end of the rod 16 located outside the cylinder 10.
- a return spring 19 that urges the valve sleeve 13 (cylinder 10) and the rod 16 (spring seat 18) in opposite directions is incorporated between the spring seat 18 and the inner bottom surface of the cylinder 10.
- a connecting piece 20 connected to the engine E (see FIGS. 14A and 14B) is provided at the upper end of the spring seat 18.
- the connecting piece 20 is formed with a sleeve insertion hole 20a penetrating from one side surface to the other side surface.
- a sleeve 20b and a slide bearing 20c that rotatably supports the sleeve 20b are incorporated in the sleeve insertion hole 20a.
- the connecting piece 20 is swingably attached to the engine E by a bolt (not shown) inserted through the sleeve 20b.
- the spring seat 18 is formed of a molded product, and a cylindrical dust cover 21 that covers the upper outer periphery of the cylinder 10 and a cylindrical spring cover 22 that covers the upper part of the return spring 19 are integrally formed at the time of molding.
- a cylindrical dust cover 21 that covers the upper outer periphery of the cylinder 10
- a cylindrical spring cover 22 that covers the upper part of the return spring 19 are integrally formed at the time of molding.
- an aluminum die-cast molded product or a resin molded product such as a thermosetting resin can be adopted.
- the entire outer circumference of the spring cover 22 is covered with a cylindrical body 23 that is insert-molded when the spring seat 18 is molded.
- a press-formed product of a steel plate can be adopted.
- a valve spring 24 is incorporated between the opposed surfaces of the flange 14 a formed on the plunger 14 and the spring seat 18.
- the valve spring 24 urges the plunger 14 downward with respect to the rod 16.
- the retaining ring 17 provided on the rod 16 can be brought into contact with the lower end portion of the plunger 14, and the retaining action of the plunger 14 from the rod 16 is exhibited.
- a pressure chamber 25 is formed between the valve sleeve 13 and the plunger 14 and the lower end of the rod 16.
- the capacity of the pressure chamber 25 changes when the auto tensioner extends and contracts and at least one of the plunger 14 or the rod 16 moves relative to the valve sleeve 13 in the axial direction.
- an oil seal (hereinafter denoted by the same reference numeral as the seal member 26) as a seal member 26 is incorporated.
- the inner periphery of the oil seal 26 is in elastic contact with the outer peripheral surface of the cylinder 23 to close the upper opening of the cylinder 10 to prevent leakage of hydraulic oil filled in the cylinder 10 to the outside, and Prevents dust from entering the interior.
- a sealed reservoir chamber 27 is formed between the cylinder 10 and the valve sleeve 13.
- the reservoir chamber 27 and the pressure chamber 25 include an oil passage 28 formed between the fitting surfaces of the valve sleeve fitting hole 12 and the valve sleeve 13, and a circular recess formed in the center of the bottom surface of the valve sleeve fitting hole 12. It communicates via the oil sump 29 which consists of.
- the first check valve 30 is incorporated at the lower end of the valve sleeve 13.
- the first check valve 30 includes a steel check ball 30c that opens and closes the valve hole 30b of the valve seat 30a press-fitted into the lower end portion of the valve sleeve 13 from the pressure chamber 25 side, and the check ball 30c faces the valve hole 30b.
- a cylindrical first constriction path 31 is formed between the sliding surfaces of the rod 16 and the plunger 14.
- a cylindrical second constriction path 32 is formed between the sliding surfaces of the plunger 14 and the valve sleeve 13.
- the gap amount of the second constriction path 32 is smaller than the gap amount of the first constriction path 31, and the flow resistance of the second constriction path 32 is larger than the flow resistance of the first constriction path 31 due to the difference in the gap amount. ing.
- a damper action is exerted by the flow resistance when hydraulic oil flows from the pressure chamber 25 to the reservoir chamber 27 through the first constriction path 31 or the second constriction path 32.
- the retaining ring 17 provided in the rod 16 has a cut in a part in the circumferential direction (see FIGS. 2A and 2B), and the first constriction path 31 and the re-pressure chamber 25 communicate with each other by the cut. is doing.
- the gap amount of the first constricted path 31 is set such that a damper force capable of absorbing the tension fluctuation of the auxiliary machine drive belt 53 is exhibited during the normal operation of the engine E shown in FIG. 14A.
- the gap amount of the second constricted path 32 is such that a damper force capable of preventing the rod 16 from being pushed suddenly into the valve sleeve 13 when the engine E is restarted by the ISG 51 shown in FIG. 14B is exhibited.
- a second check valve 35 that closes the first constricted passage 31 when the pressure rises when the engine is restarted.
- the lower end side of the large-diameter shaft portion 16a of the rod 16 functions as a valve seat 35a, and the upper surface inner diameter side of the flange 14a of the plunger 14 functions as a seat surface 35b.
- the surface of the valve seat 35a is formed in a convex shape so as to face the facing seat surface 35b.
- the contact area can be reduced as much as possible when the valve seat 35a and the seat surface 35b are brought into contact with each other. Contact pressure can be ensured. For this reason, it is possible to prevent leakage of hydraulic oil from the second check valve 35 (first constricted path 31), and reliably prevent engine restart failure due to the ISG 51.
- the plunger 14 is formed by plastic working, and its surface roughness is relatively small compared to other processing methods such as cutting. For this reason, the size of the gap between the valve seat 35 a and the seat surface 35 b when the second check valve 35 is closed can be made smaller than the gap amount of the second constriction path 32. As described above, the size of the gap between the valve seat 35a and the seat surface 35b when the second check valve 35 is closed is made smaller than the gap amount of the second constricted path 32, whereby the second check valve When 35 is closed, the hydraulic oil can flow smoothly through the second constriction path 32, and a damper action corresponding to the flow resistance of the second constriction path 32 can be exhibited.
- FIG. 14A in the belt drive system shown in FIG. 14B, the tension pulley 54, loosening tends to occur in the accessory drive belt 53, the crank pulley P 1 of belt travel direction (between the crank pulley P 1 and ISG pulley P 2 Between).
- a pulley arm 55 for swingably supporting the tension pulley 54 is attached to the connecting piece 11 on the bottom side of the cylinder 10 of the tensioner, and the engine E is attached to the connecting piece 20 on the upper end side of the spring seat 18 of the tensioner.
- the hydraulic oil in the pressure chamber 25 is compared with the case of flowing through the first constriction path 31. It flows slowly through the second constriction path 32. Therefore, without causing sudden pressure drop in the pressure chamber 25, sufficient damping action for maintaining the belt tension at the time of the engine E is restarted is exhibited, the accessory drive belt 53 and P 3 from the pulley P 1 It is possible to prevent slipping between the two.
- the hydraulic oil in the pressure chamber 25 is caused to flow from the first constricted passage 31 having a small flow resistance to the reservoir chamber 27, and when the engine E is restarted, the operation in the pressure chamber 25 is performed. Since oil can flow from the second constriction path 32 having a large flow resistance to the reservoir chamber 27, an appropriate tension can be applied to the accessory drive belt 53 during normal operation and restart of the engine E. it can. Moreover, since the surface of the valve seat 35a is formed in a convex shape toward the facing seat surface 35b, a high contact pressure can be secured when the valve seat 35a and the seat surface 35b are brought into contact with each other. It is possible to reliably prevent the hydraulic oil from leaking from the second check valve 35 (first constricted path 31).
- the rod 16 is inserted into the plunger 14, the coaxiality between the rod 16 and the plunger 14 is maintained even when the dimensional error between the rod 16 and the plunger 14 is large or when a moment load is applied to the auto tensioner.
- the second check valve 35 can be reliably closed. For this reason, sufficient tension of the auxiliary machine drive belt 53 can be secured, and the engine restart failure due to the ISG 51 can be surely prevented.
- the plunger 14 that slides between the outer diameter of the rod 16 and the outer diameter of the valve sleeve 13 in the tapered groove 14 b formed in the plunger.
- the ring groove 16b formed in the rod 16 has an inner diameter in the rod groove 16b.
- a retaining ring 17 having a smaller diameter than the outer diameter of 16 and an outer diameter larger than the outer diameter of the sliding portion may be employed.
- an outer peripheral bent portion 17a is formed on the outer peripheral side of the retaining ring 17 shown in FIG. 4B so that the outer peripheral side can be bent in the axial direction of the rod 16, as shown in FIG. 4B.
- the outer peripheral bent portion 17a is formed with U-shaped notches 17b extending from the outer peripheral edge of the retaining ring 17 toward the inner diameter side at predetermined angular intervals around the central axis.
- the outer peripheral side end of the outer peripheral bent portion 17a is slightly warped toward the valve sleeve 13 (the direction opposite to the direction in which the plunger 14 is inserted into the valve sleeve 13) (see FIG. 4A).
- the outer peripheral bent portion 17a can be easily bent in the direction opposite to the direction in which the plunger 14 is inserted into the valve sleeve 13, but is not easily bent in the insertion direction. Can be. For this reason, while the plunger 14 can be easily inserted into the valve sleeve 13, the action of preventing the plunger 14 from coming off from the valve sleeve 13 can be ensured.
- this outer periphery bending part 17a can be bent easily, and insertion to the valve sleeve 13 of the plunger 14 is further increased. It can be done smoothly.
- the shape (U-shape) employed in this embodiment is merely an example, and various shapes such as a V-shape and a linear shape can be appropriately employed.
- an inner peripheral bending portion 17 c is formed on the inner peripheral side of the retaining ring 17 so that the inner peripheral side can be bent in the axial direction of the rod 16.
- the inner peripheral bent portion 17c is formed with a U-shaped cutout portion 17d extending from the inner peripheral edge of the retaining ring 17 toward the outer diameter side at a predetermined angular interval around the central axis.
- the inner peripheral bent portion 17c can be easily bent, and the retaining ring 17 can be further fitted into the rod 16. It can be done smoothly. Further, by forming the notch portion 17d, it is possible to secure a flow path from the pressure chamber 25 to the reservoir chamber 27 through the first constricted path 31, so that the damper action can be reliably exhibited.
- the shape (U-shape) employed here is merely an example, and various shapes such as a V-shape and a linear shape can be appropriately employed.
- the retaining ring 17 shown in FIGS. 5A and 5B is formed with an outer peripheral bent portion 17a that allows the outer peripheral side thereof to be bent in the axial direction of the rod 16, as shown in FIG. 5B.
- the outer peripheral bent portion 17a is formed with U-shaped notches 17b extending from the outer peripheral edge of the retaining ring 17 toward the inner diameter side at predetermined angular intervals around the central axis.
- the retaining ring 17 is formed with a slit 17e extending from the outer periphery to the inner periphery.
- the retaining ring 17 can be fitted into the ring groove 16b formed in the rod 16 from the side in the axial direction of the rod 16, and the retaining ring 17 can be attached smoothly. Can do.
- the slit 17e is formed, a flow path from the pressure chamber 25 to the reservoir chamber 27 through the first constriction path 31 can be secured, so that the damper action can be surely exhibited.
- the shape of the slit 17e employed here is merely an example, and the width and the like can be changed as appropriate.
- the retaining ring 17 shown in FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B has an outer diameter larger than the outer diameter of the sliding portion of the plunger 14 that slides with the valve sleeve 13. Therefore, with one retaining ring 17, both the retaining action for preventing the plunger 14 from coming off from the distal end portion of the rod 16 and the retaining action for preventing the plunger 14 from coming off from the distal end portion of the valve sleeve 13. The effect is demonstrated. For this reason, for example, as shown in FIGS. 2A and 2B, the retaining ring 17 for preventing the plunger 14 from coming off from the tip end of the rod 16 and the plunger 14 coming out from the tip end of the valve sleeve 13 are prevented. Compared to the case where the retaining ring 15 for preventing is individually adopted, the number of parts can be reduced, and the number of work steps and the manufacturing cost required for the assembly can be reduced.
- FIG. 6 shows an example of a comparison between the reaction force characteristics of a tensioner according to this embodiment (hereinafter referred to as “implemented product”) and the reaction force characteristics of a conventional tensioner (hereinafter referred to as “conventional product”).
- this tensioner described in the above embodiment was used as an implementation product. As shown in FIG. 1 and the like, this tensioner has a cylindrical cylinder 10 having a closed end at the bottom, a valve sleeve 13 erected from the bottom of the cylinder 10, and a valve sleeve 13 that slides in the axial direction thereof.
- a cylindrical plunger 14 that is freely inserted; a rod 16 that is slidably inserted in the axial direction of the plunger 14; a return spring 19 that urges the valve sleeve 13 and the rod 16 in opposite directions;
- a valve spring 24 for urging the rod 16 and the plunger 14 in opposite directions, a pressure chamber 25 formed between the valve sleeve 13, the plunger 14 and the rod 16, and a cylinder 10 and the valve sleeve 13 are formed.
- the first check valve 30 that closes the oil passage 28 when the pressure of the hydraulic oil in the server chamber 27 is higher, the first constriction path 31 formed between the rod 16 and the plunger 14, the valve sleeve 13 and the plunger 14, the second constriction path 32 having a larger flow resistance than the first constriction path 31, and the urging force of the valve spring 24 as the pressure of the hydraulic oil in the pressure chamber 25 increases.
- a second check valve 35 configured by a valve seat 35a formed on the rod 16 side and a seat 35b surface formed on the plunger 14 side so as to oppose the valve seat 35a. And the size of the gap between the valve seat 35a and the seat surface 35b when the second check valve 35 is closed is smaller than the gap amount of the second constricted path 32.
- the plunger 14 used in the tensioner according to this embodiment is formed by plastic working a cylindrical steel base material. Since the plunger 14 thus plastically processed has a small surface roughness, the valve seat 35a formed on the rod 16 and the seat surface 35b formed on the plunger 14 when the second check valve 35 is closed. Can be made smaller than the size of the gap amount of the second constricted path 32. By doing so, when the second check valve 35 is closed, a damper action corresponding to the flow resistance of the second constriction path 32 is exhibited, and the tension of the accessory drive belt 53 (see FIGS. 14A and 14B). Can be kept in an appropriate state.
- the displacement of the spring seat 18 is changed so that the time change of the position of the spring seat 18 becomes a sine wave regardless of how the force (tensioner reaction force) acting on the spring seat 18 increases or decreases.
- the control method was adopted.
- the vibration amplitude was set to ⁇ 0.5 mm, which is larger than the general vibration amplitude (for example, about ⁇ 0.1 mm to ⁇ 0.2 mm) applied to the tensioner during normal operation of the engine E.
- a return spring 19 having a spring constant of about 35 N / mm was used.
- FIG. 6 shows an example of the relationship between the tensioner displacement (downward displacement of the spring seat 18) and the tensioner reaction force (upward force acting on the spring seat 18) obtained by the above vibration test.
- the tensioner reaction force changes in three steps: sudden, slow, and abrupt as the tensioner contracts.
- the tensioner reaction force of the product is almost increased with the first stroke (points P1 to P2) that starts relatively rapidly from the minimum value of the tensioner reaction force (point P1).
- the maximum value of the tensioner reaction force after passing through the second stroke (points P2 to P3) that maintains a substantially constant size without increasing and the third stroke (points P3 to P4) that increases relatively rapidly. It changes to (point P4).
- the tensioner reaction force changes in four stages: sudden, slow, sudden and slow.
- the tensioner reaction force of the product is almost reduced with the first stroke (points P4 to P5) where the maximum value of the tensioner reaction force (point P4) starts as a starting point.
- the second stroke points P5 to P6 that maintains a substantially constant size without any reduction
- the third stroke points P6 to P7 that decreases relatively abruptly.
- the tensioner reaction force changes to the minimum value (point P1).
- the tensioner reaction force generally increases monotonously from the minimum value (point Q1) to the maximum value (point Q2) during the process of contraction of the tensioner. Further, during the process of extending the tensioner, the tensioner reaction force changes in two steps of sudden and slow. In other words, in the process of tensioner extension, the tensioner reaction force of the conventional product is almost reduced with the first stroke (points Q2 to Q3) that decreases relatively rapidly starting from the maximum value of the tensioner reaction force (point Q2). Without going through the second stroke (points Q3 to Q1) maintaining a substantially constant magnitude, the tensioner reaction force changes to the minimum value (point Q1).
- the reaction force characteristic is shown.
- the tensioner of the practical product has a tension point P5 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes from abrupt to moderate, and a point of change P6 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly.
- the reaction force characteristic which has the change point P7 in which the decreasing rate of reaction force changes from sudden to moderate is shown.
- the tensioner reaction force reaches a predetermined value (the value at the point P2 in FIG. 6) in the process in which the tensioner contracts, the plunger 14 rises and the volume of the pressure chamber 25 changes. During the absorption, the tensioner reaction force becomes substantially constant (points P2 to P3 in FIG. 6). For this reason, in the process in which the tensioner contracts, the implemented product has a change point P2 at which the rate of increase in the tensioner reaction force changes from sudden to moderate, and a change point P3 at which the rate of increase in the tensioner reaction force changes from slow to sudden. Shows force characteristics.
- the tensioner reaction force reaches a predetermined value (the value at the point P5 in FIG. 6) during the extension of the tensioner, the plunger 14 descends to absorb the change in the volume of the pressure chamber 25, The tensioner reaction force becomes substantially constant (points P5 to P6 in FIG. 6). For this reason, in the process in which the tensioner is extended, the implemented product has a change point P5 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly and slowly and a change point P6 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly and suddenly. Shows force characteristics.
- the tension pulley 54 shown in FIG. 14A is applied to the accessory drive belt 53 while suppressing the magnitude of the tensioner reaction force during normal operation of the engine E. Tension can be kept small. On the other hand, at the time of restart of the engine E by ISG51, large tensioners to generate a reaction force, it is possible to reliably prevent slippage between the accessory drive belt 53 and the ISG pulley P 2 shown in FIG. 14B.
- the tensioner has an amplitude (for example, ⁇ 0.1 mm to ⁇ 0.2 mm) smaller than ⁇ 0.5 mm obtained in the above vibration test. Displacement with an amplitude of about).
- the tensioner reaction force increases from the point P1 to the value between the points P2 and P3 in the process where the tensioner contracts, and then increases to the value between the points P2 and P3, and then in the process where the tensioner extends. Starting from the value between point P3 and point P3, it decreases to a value between point P5 and point P6, and further passes through point P6 and point P7 in order and decreases to point P1.
- the maximum value of the tensioner reaction force can be suppressed to a value between the points P2 and P3 during the normal operation of the engine E, and the tension pulley 54 shown in FIG.
- the tension applied to the machine drive belt 53 can be kept small, and the fuel consumption of the engine E can be reduced.
- the tensioner contracts to the maximum value of the amplitude of ⁇ 0.5 mm performed in the above vibration test or the vicinity thereof, as indicated by reference numeral S2 in FIG. To do. At this time, the tensioner reaction force increases to the point P4 or the vicinity thereof.
- the area tensioner displacement is large, large tensioner reaction force can be generated, ensuring a slippage between the belt 53 and the ISG pulley P 2 shown in FIG. 14B Can be prevented.
- the tension of the auxiliary drive belt 53 tends to be excessive during the normal operation of the engine E. That is, when the tensioner is displaced with the amplitude indicated by S1 in FIG. 6, in the process in which the tensioner contracts, the tensioner reaction force increases from the point Q1 to a value between the points Q1 and Q2, and thereafter In the process in which the tensioner contracts, the value between the point Q1 and the point Q2 starts from the value between the point Q1 and the point Q1, and further decreases to the point Q1.
- the tension pulley 54 shown in FIG. The tension applied to the engine is likely to be excessive, and it is difficult to reduce the fuel consumption of the engine E.
- the tensioner according to the first embodiment is merely an example, and the belt tension of the accessory drive belt 53 is constantly adjusted to an appropriate magnitude both during normal operation and when the engine is restarted by the ISG 51. As long as the subject of this invention can be solved, the shape and arrangement
- FIG. 7 shows a second embodiment of a hydraulic auto tensioner according to the present invention (hereinafter simply referred to as a tensioner as appropriate).
- the cylinder 10 has a closed end at the bottom, and a connecting piece 11 connected to a pulley arm 55 (see FIGS. 14A and 14B) is provided on the lower surface side of the bottom.
- the connecting piece 11 is formed with a shaft insertion hole 11a penetrating from one side surface to the other side surface.
- a cylindrical fulcrum shaft 11b and a slide bearing 11c that rotatably supports the fulcrum shaft 11b are incorporated in the shaft insertion hole 11a.
- the pulley arm 55 is swingably attached to the connecting piece 11 by a bolt (not shown) inserted through the fulcrum shaft 11b.
- a valve sleeve fitting hole 12 is formed at the bottom of the cylinder 10, and a steel valve sleeve 13 is erected in the valve sleeve fitting hole 12.
- a cylindrical plunger 14 is inserted into the valve sleeve 13 so as to be slidable in the axial direction with the valve sleeve 13.
- the plunger 14 slides along a small-diameter inner diameter surface 13 a formed on the inner peripheral upper portion of the valve sleeve 13.
- a radially outward flange 14a is formed at the upper end of the plunger 14, and a tapered groove 14b having a larger outer diameter at the lower side is formed at the lower part of the outer periphery.
- the upper surface inner diameter side of the flange 14a is a seat surface 35b of a second check valve 35 described later.
- the seat surface 35b is formed in a convex shape so as to be directed to a later-described valve seat 35a of the second check valve 35.
- the taper groove 14b formed in the lower outer periphery of the plunger 14 is provided with a retaining ring 15 in which a cut is formed in a part in the circumferential direction.
- the retaining ring 15 has a natural outer diameter larger than the outer diameter of the plunger 14.
- a rod 16 is inserted into the plunger 14 so as to be slidable in the axial direction with the plunger 14.
- the upper side of the rod 16 is a large-diameter shaft portion 16a having a larger diameter than the insertion portion into the plunger 14, and the lower end portion of the large-diameter shaft portion 16a serves as a valve seat 35a of the second check valve 35. Yes.
- the valve seat 35a is formed in a convex shape so as to face the seat surface 35b formed on the plunger 14.
- a ring groove 16b is formed in the lower part of the outer periphery of the rod 16.
- the ring groove 16b is provided with a retaining ring 17 in which a cut is formed in a part in the circumferential direction.
- the retaining ring 17 has an outer diameter in a natural state larger than the outer diameter of the rod 16.
- a spring seat 18 is provided on the upper end of the rod 16 located outside the cylinder 10.
- a return spring 19 that urges the valve sleeve 13 (cylinder 10) and the rod 16 (spring seat 18) in opposite directions is incorporated between the spring seat 18 and the inner bottom surface of the cylinder 10.
- a connecting piece 20 connected to the engine E (see FIGS. 14A and 14B) is provided at the upper end of the spring seat 18.
- the connecting piece 20 is formed with a sleeve insertion hole 20a penetrating from one side surface to the other side surface.
- a sleeve 20b and a slide bearing 20c that rotatably supports the sleeve 20b are incorporated in the sleeve insertion hole 20a.
- the connecting piece 20 is swingably attached to the engine E by a bolt (not shown) inserted through the sleeve 20b.
- the spring seat 18 is formed of a molded product, and a cylindrical dust cover 21 that covers the upper outer periphery of the cylinder 10 and a cylindrical spring cover 22 that covers the upper part of the return spring 19 are integrally formed at the time of molding.
- a cylindrical dust cover 21 that covers the upper outer periphery of the cylinder 10
- a cylindrical spring cover 22 that covers the upper part of the return spring 19 are integrally formed at the time of molding.
- an aluminum die-cast molded product or a resin molded product such as a thermosetting resin can be adopted.
- the entire outer circumference of the spring cover 22 is covered with a cylindrical body 23 that is insert-molded when the spring seat 18 is molded.
- a press-formed product of a steel plate can be adopted.
- a valve spring 24 is incorporated between the opposed surfaces of the flange 14 a formed on the plunger 14 and the spring seat 18.
- the valve spring 24 urges the plunger 14 downward with respect to the rod 16.
- the retaining ring 17 provided on the rod 16 can be engaged with the ring groove 16b formed at the lower end portion of the rod 16 and the lower end portion of the plunger 14, so that the plunger 14 is prevented from coming off from the rod 16. The effect is demonstrated.
- a pressure chamber 25 is formed between the valve sleeve 13 and the plunger 14 and the lower end of the rod 16.
- the capacity of the pressure chamber 25 changes when the auto tensioner extends and contracts and at least one of the plunger 14 or the rod 16 moves relative to the valve sleeve 13 in the axial direction.
- an oil seal (hereinafter denoted by the same reference numeral as the seal member 26) as a seal member 26 is incorporated.
- the inner periphery of the oil seal 26 is in elastic contact with the outer peripheral surface of the cylinder 23 to close the upper opening of the cylinder 10 to prevent leakage of hydraulic oil filled in the cylinder 10 to the outside, and Prevents dust from entering the interior.
- a sealed reservoir chamber 27 is formed between the cylinder 10 and the valve sleeve 13.
- the reservoir chamber 27 and the pressure chamber 25 include an oil passage 28 formed between the fitting surfaces of the valve sleeve fitting hole 12 and the valve sleeve 13, and a circular recess formed in the center of the bottom surface of the valve sleeve fitting hole 12. It communicates via the oil sump 29 which consists of.
- the first check valve 30 is incorporated at the lower end of the valve sleeve 13.
- the first check valve 30 includes a steel check ball 30c that opens and closes the valve hole 30b of the valve seat 30a press-fitted into the lower end portion of the valve sleeve 13 from the pressure chamber 25 side, and the check ball 30c faces the valve hole 30b.
- a cylindrical first constriction path 31 is formed between the sliding surfaces of the rod 16 and the plunger 14.
- a cylindrical second constriction path 32 is formed between the sliding surfaces of the plunger 14 and the valve sleeve 13.
- the gap amount of the second constriction path 32 is smaller than the gap amount of the first constriction path 31, and the flow resistance of the second constriction path 32 is larger than the flow resistance of the first constriction path 31 due to the difference in the gap amount. ing.
- a damper action is exerted by the flow resistance when hydraulic oil flows from the pressure chamber 25 to the reservoir chamber 27 through the first constriction path 31 or the second constriction path 32.
- the retaining ring 17 provided on the rod 16 is formed with a cut in a part in the circumferential direction, and the first narrow path 31 and the reservoir chamber 27 are in communication with each other by the cut.
- the gap amount of the first constricted path 31 is set such that a damper force capable of absorbing the tension fluctuation of the auxiliary machine drive belt 53 is exhibited during the normal operation of the engine E shown in FIG. 14A.
- the gap amount of the second constricted path 32 is such that a damper force capable of preventing the rod 16 from being pushed suddenly into the valve sleeve 13 when the engine E is restarted by the ISG 51 shown in FIG. 14B is exhibited.
- a second check valve 35 that closes the first constricted passage 31 when the pressure rises when the engine is restarted.
- the lower end side of the large-diameter shaft portion 16a of the rod 16 functions as a valve seat 35a, and the upper surface inner diameter side of the flange 14a of the plunger 14 functions as a seat surface 35b.
- the valve seat 35a has a convex shape formed of a curved surface having a curvature r, and the curvature r is preferably larger than the radius (r1) of the small diameter portion of the rod and smaller than 10 times thereof. Specifically, the curvature r is preferably in the range of 5.3 to 53. More preferably, the valve seat 35a is desirably a combination in which the angle of the seat surface 35b of the opposing plunger 14 with respect to the plunger axis is 30 ° or more.
- the surface of the valve seat 35a is formed in a convex shape so as to face the facing seat surface 35b.
- the surface of the seat surface 35b is formed in a convex shape so as to go to the opposing valve seat 35a.
- the contact area is made as small as possible when the valve seat 35a and the seat surface 35b are brought into contact with each other. And a large contact pressure can be secured. For this reason, it is possible to prevent leakage of hydraulic oil from the second check valve 35 (first constricted path 31), and it is possible to reliably prevent poor engine restart due to ISG.
- the seat surface 35b is a convex shape formed of a curved surface having a curvature r, and the curvature r is preferably equal to or larger than the curvature r of the valve seat 35a.
- the surface of the valve seat 35a can be convex and the surface of the seat surface 35b can be flat as shown in FIG. 8C. Even in this case, as shown in FIG. 8D, when the valve seat 35a and the seat surface 35b are brought into contact with each other, the contact area can be minimized and a large contact pressure can be secured.
- the surface of the valve seat 35a may be a flat surface and the surface of the seat surface 35b may be convex.
- the retaining ring 15 provided on the plunger 14 comes into contact with the step 13b at the lower end of the small-diameter inner diameter surface 13a of the valve sleeve 13. By this contact, the plunger 14 can be prevented from coming off from the upper end of the valve sleeve 13.
- FIG. 14A in the belt drive system shown in FIG. 14B, the tension pulley 54, loosening tends to occur in the accessory drive belt 53, the crank pulley P 1 of belt travel direction (between the crank pulley P 1 and ISG pulley P 2 Between).
- a pulley arm 55 for swingably supporting the tension pulley 54 is attached to the connecting piece 11 on the bottom side of the cylinder 10 of the tensioner, and the engine E is attached to the connecting piece 20 on the upper end side of the spring seat 18 of the tensioner.
- the hydraulic oil in the pressure chamber 25 is compared with the case of flowing through the first constriction path 31. It flows slowly through the second constriction path 32. Therefore, without causing sudden pressure drop in the pressure chamber 25, sufficient damping action for maintaining the belt tension at the time of the engine E is restarted is exhibited, the accessory drive belt 53 and P 3 from the pulley P 1 It is possible to prevent slipping between the two.
- the hydraulic oil in the pressure chamber 25 is caused to flow from the first constricted passage 31 having a small flow resistance to the reservoir chamber 27, and when the engine E is restarted, the operation in the pressure chamber 25 is performed. Since oil can flow from the second constriction path 32 having a large flow resistance to the reservoir chamber 27, an appropriate tension can be applied to the accessory drive belt 53 during normal operation and restart of the engine E. it can.
- the valve seat 35a and the seat surface are formed by forming the surface of the valve seat 35a in a convex shape toward the opposing seat surface 35b and the surface of the seat surface 35b in a convex shape toward the opposing valve seat 35a. A high contact pressure can be ensured when 35b is contacted, and the leakage of hydraulic oil from the second check valve 35 (first constriction path 31) can be reliably prevented.
- the rod 16 is inserted into the plunger 14, the coaxiality between the rod 16 and the plunger 14 is maintained even when the dimensional error between the rod 16 and the plunger 14 is large or when a moment load is applied to the auto tensioner.
- the second check valve 35 can be reliably closed. For this reason, sufficient tension of the auxiliary machine drive belt 53 can be secured, and the engine restart failure due to the ISG 51 can be surely prevented.
- FIG. 6 shows an example of a comparison between the reaction force characteristics of a tensioner according to this embodiment (hereinafter referred to as “implemented product”) and the reaction force characteristics of a conventional tensioner (hereinafter referred to as “conventional product”).
- this tensioner As the implemented product, the tensioner described in the above embodiment was used. As shown in FIG. 7 and the like, this tensioner has a cylindrical cylinder 10 having a closed end at the bottom, a valve sleeve 13 erected from the bottom of the cylinder 10, and a valve sleeve 13 that slides in the axial direction thereof.
- a cylindrical plunger 14 that is freely inserted; a rod 16 that is slidably inserted in the axial direction of the plunger 14; a return spring 19 that urges the valve sleeve 13 and the rod 16 in opposite directions;
- a valve spring 24 for urging the rod 16 and the plunger 14 in opposite directions, a pressure chamber 25 formed between the valve sleeve 13, the plunger 14 and the rod 16, and a cylinder 10 and the valve sleeve 13 are formed.
- the first check valve 30 that closes the oil passage 28 when the pressure of the hydraulic oil in the server chamber 27 is higher, the first constriction path 31 formed between the rod 16 and the plunger 14, the valve sleeve 13 and the plunger 14, the second constriction path 32 having a larger flow resistance than the first constriction path 31, and the urging force of the valve spring 24 as the pressure of the hydraulic oil in the pressure chamber 25 increases.
- a second check valve 35 configured to include a valve seat 35a formed on the rod 16 side and a seat surface 35b formed on the plunger 14 side so as to face the valve seat 35a.
- the valve seat 35a and the seat surface 35b are formed in a convex shape so as to face the opposing valve seat 35a or seat surface 35b.
- a tensioner (a tensioner having no member corresponding to the plunger 14 of the practical product.
- the displacement of the spring seat 18 is changed so that the time change of the position of the spring seat 18 becomes a sine wave regardless of how the force (tensioner reaction force) acting on the spring seat 18 increases or decreases.
- the control method was adopted.
- the vibration amplitude was set to ⁇ 0.5 mm, which is larger than the general vibration amplitude (for example, about ⁇ 0.1 mm to ⁇ 0.2 mm) applied to the tensioner during normal operation of the engine E.
- a return spring 19 having a spring constant of about 35 N / mm was used.
- FIG. 6 shows an example of the relationship between the tensioner displacement (downward displacement of the spring seat 18) and the tensioner reaction force (upward force acting on the spring seat 18) obtained by the above vibration test.
- the tensioner reaction force changes in three steps: sudden, slow, and abrupt as the tensioner contracts.
- the tensioner reaction force of the product is almost increased with the first stroke (points P1 to P2) that starts relatively rapidly from the minimum value of the tensioner reaction force (point P1).
- the maximum value of the tensioner reaction force after passing through the second stroke (points P2 to P3) that maintains a substantially constant size without increasing and the third stroke (points P3 to P4) that increases relatively rapidly. It changes to (point P4).
- the tensioner reaction force changes in four stages: sudden, slow, sudden and slow.
- the tensioner reaction force of the product is almost reduced with the first stroke (points P4 to P5) where the maximum value of the tensioner reaction force (point P4) starts as a starting point.
- the second stroke points P5 to P6 that maintains a substantially constant size without any reduction
- the third stroke points P6 to P7 that decreases relatively abruptly.
- the tensioner reaction force changes to the minimum value (point P1).
- the tensioner reaction force generally increases monotonously from the minimum value (point Q1) to the maximum value (point Q2) during the process of contraction of the tensioner. Further, during the process of extending the tensioner, the tensioner reaction force changes in two steps of sudden and slow. In other words, in the process of tensioner extension, the tensioner reaction force of the conventional product is almost reduced with the first stroke (points Q2 to Q3) that decreases relatively rapidly starting from the maximum value of the tensioner reaction force (point Q2). Without going through the second stroke (points Q3 to Q1) maintaining a substantially constant magnitude, the tensioner reaction force changes to the minimum value (point Q1).
- the reaction force characteristic is shown.
- the tensioner of the practical product has a tension point P5 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes from abrupt to moderate, and a point of change P6 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly.
- the reaction force characteristic which has the change point P7 in which the decreasing rate of reaction force changes from sudden to moderate is shown.
- the surface of the valve seat 35a is formed in a convex shape toward the opposing seat surface 35b, and the surface of the seat surface 35b is formed in a convex shape toward the opposing valve seat 35a (FIG. 8A).
- the seat surface 35b is seated on the valve seat 35a (see FIG. 8B)
- a high contact pressure is ensured, and the hydraulic oil leakage from the second check valve 35 (first constricted passage 31) is ensured. It is prevented.
- the seat surface of the valve seat 35a is formed into the convex shape which faces the opposing seat surface 35b, when making the surface of the seat surface 35b flat, or making the surface of the valve seat 35a flat, the seat surface The same effect can be obtained also when the surface of 35b is formed in a convex shape toward the opposing valve seat 35a.
- the tensioner reaction force reaches a predetermined value (the value at the point P2 in FIG. 6) in the process in which the tensioner contracts, the plunger 14 rises and the volume of the pressure chamber 25 changes. During the absorption, the tensioner reaction force becomes substantially constant (points P2 to P3 in FIG. 6). For this reason, in the process in which the tensioner contracts, the implemented product has a change point P2 at which the rate of increase in the tensioner reaction force changes from sudden to moderate, and a change point P3 at which the rate of increase in the tensioner reaction force changes from slow to sudden. Shows force characteristics.
- the tensioner reaction force reaches a predetermined value (the value at the point P5 in FIG. 6) during the extension of the tensioner, the plunger 14 descends to absorb the change in the volume of the pressure chamber 25, The tensioner reaction force becomes substantially constant (points P5 to P6 in FIG. 6). For this reason, in the process in which the tensioner is extended, the implemented product has a change point P5 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly and slowly and a change point P6 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly and suddenly. Shows force characteristics.
- the tension pulley 54 shown in FIG. 14A is applied to the accessory drive belt 53 while suppressing the magnitude of the tensioner reaction force during normal operation of the engine E. Tension can be kept small. On the other hand, at the time of restart of the engine E by ISG51, large tensioners to generate a reaction force, it is possible to reliably prevent slippage between the accessory drive belt 53 and the ISG pulley P 2 shown in FIG. 14B.
- the tensioner has an amplitude (for example, ⁇ 0.1 mm to ⁇ 0.2 mm) smaller than ⁇ 0.5 mm obtained in the above vibration test. Displacement with an amplitude of about).
- the tensioner reaction force increases from the point P1 to the value between the points P2 and P3 in the process where the tensioner contracts, and then increases to the value between the points P2 and P3, and then in the process where the tensioner extends. Starting from the value between point P3 and point P3, it decreases to a value between point P5 and point P6, and further passes through point P6 and point P7 in order and decreases to point P1.
- the maximum value of the tensioner reaction force can be suppressed to a value between the points P2 and P3 during the normal operation of the engine E, and the tension pulley 54 shown in FIG.
- the tension applied to the machine drive belt 53 can be kept small, and the fuel consumption of the engine E can be reduced.
- the tensioner contracts to the maximum value of the amplitude of ⁇ 0.5 mm performed in the above vibration test or the vicinity thereof, as indicated by reference numeral S2 in FIG. To do. At this time, the tensioner reaction force increases to the point P4 or the vicinity thereof.
- the area tensioner displacement is large, it is possible to generate a large tensioner reaction force, slip between the accessory drive belt 53 and the ISG pulley P 2 shown in FIG. 14B Can be reliably prevented.
- the tension of the auxiliary drive belt 53 tends to be excessive during the normal operation of the engine E. That is, when the tensioner is displaced with the amplitude indicated by S1 in FIG. 6, in the process in which the tensioner contracts, the tensioner reaction force increases from the point Q1 to a value between the points Q1 and Q2, and thereafter In the process in which the tensioner contracts, the value between the point Q1 and the point Q2 starts from the value between the point Q1 and the point Q1, and further decreases to the point Q1.
- the tension pulley 54 shown in FIG. The tension applied to the engine is likely to be excessive, and it is difficult to reduce the fuel consumption of the engine E.
- the tensioner according to the second embodiment is merely an example, and the belt tension of the accessory drive belt 53 is always adjusted to an appropriate magnitude both during normal operation and when the engine is restarted by ISG.
- positioning of each member can be changed suitably.
- the shape of the valve seat 35a (the lower end portion of the large-diameter shaft portion 16a of the rod 16) and the seat surface 35b (the upper surface inner diameter side of the flange 14a of the plunger 14) constituting the second check valve 35 is the same as that of the valve seat 35a.
- a high contact pressure can be secured when the sheet surface 35b comes into contact, it can be changed as appropriate.
- FIG. 10 shows a first embodiment of a hydraulic auto tensioner according to the present invention (hereinafter simply referred to as a tensioner as appropriate), and FIG.
- the cylinder 10 has a closed end at the bottom, and a connecting piece 11 connected to a pulley arm 55 (see FIGS. 14A and 14B) is provided on the lower surface side of the bottom.
- the connecting piece 11 is formed with a shaft insertion hole 11a penetrating from one side surface to the other side surface.
- a cylindrical fulcrum shaft 11b and a slide bearing 11c that rotatably supports the fulcrum shaft 11b are incorporated in the shaft insertion hole 11a.
- the pulley arm 55 is swingably attached to the connecting piece 11 by a bolt (not shown) inserted through the fulcrum shaft 11b.
- a valve sleeve fitting hole 12 is formed at the bottom of the cylinder 10, and a steel valve sleeve 13 is erected in the valve sleeve fitting hole 12.
- a cylindrical plunger 14 is inserted into the valve sleeve 13 so as to be slidable in the axial direction with the valve sleeve 13.
- the plunger 14 slides along a small-diameter inner diameter surface 13 a formed on the inner peripheral upper portion of the valve sleeve 13.
- a radially outward flange 14a is formed at the upper end of the plunger 14, and a tapered groove 14b having a larger outer diameter at the lower side is formed at the lower part of the outer periphery.
- the upper surface inner diameter side of the flange 14a is a seat surface 35b of a second check valve 35 described later.
- the taper groove 14b formed in the lower outer periphery of the plunger 14 is provided with a retaining ring 15 in which a cut is formed in a part in the circumferential direction.
- the retaining ring 15 has a natural outer diameter larger than the outer diameter of the plunger 14.
- a rod 16 is inserted into the plunger 14 so as to be slidable in the axial direction with the plunger 14.
- the rod 16 has a rod body 16c and a locking member 16d.
- the rod body 16c is a columnar member in which a large-diameter shaft portion 16a having a diameter larger than that of the insertion portion to the plunger 14 is coaxially connected to the upper portion thereof.
- a lower end portion of the large-diameter shaft portion 16a serves as a valve seat 35a of the second check valve 35.
- the valve seat 35a is formed in a convex shape so as to face the seat surface 35b formed on the plunger 14.
- the locking member 16d is a ring-shaped member, and has an inner diameter that fits loosely into the tip (lower end) of the rod body 16c. Then, four oil guide grooves 16e are formed on the inner diameter surface at equal intervals in the circumferential direction over the entire axial length of the locking member 16d (see FIG. 11). By forming the oil guide groove 16e, a flow path of hydraulic oil from the pressure chamber 25 to the first constricted path 31 is secured. After the rod main body 16c is inserted into the plunger 14, the locking member 16d is integrated with the distal end portion of the rod main body 16c by coupling means such as press fitting, caulking, and pressure coupling. Note that the number, shape, arrangement, and the like of the oil guide grooves 16e are merely examples, and can be appropriately changed as long as the function can be exhibited.
- a spring seat 18 is provided on the upper end of the rod 16 located outside the cylinder 10.
- a return spring 19 that urges the valve sleeve 13 (cylinder 10) and the rod 16 (spring seat 18) in opposite directions is incorporated between the spring seat 18 and the inner bottom surface of the cylinder 10.
- a connecting piece 20 connected to the engine E (see FIGS. 14A and 14B) is provided at the upper end of the spring seat 18.
- the connecting piece 20 is formed with a sleeve insertion hole 20a penetrating from one side surface to the other side surface.
- a sleeve 20b and a slide bearing 20c that rotatably supports the sleeve 20b are incorporated in the sleeve insertion hole 20a.
- the connecting piece 20 is swingably attached to the engine E by a bolt (not shown) inserted through the sleeve 20b.
- the spring seat 18 is formed of a molded product, and a cylindrical dust cover 21 that covers the upper outer periphery of the cylinder 10 and a cylindrical spring cover 22 that covers the upper part of the return spring 19 are integrally formed at the time of molding.
- a cylindrical dust cover 21 that covers the upper outer periphery of the cylinder 10
- a cylindrical spring cover 22 that covers the upper part of the return spring 19 are integrally formed at the time of molding.
- an aluminum die-cast molded product or a resin molded product such as a thermosetting resin can be adopted.
- the entire outer circumference of the spring cover 22 is covered with a cylindrical body 23 that is insert-molded when the spring seat 18 is molded.
- a press-formed product of a steel plate can be adopted.
- a valve spring 24 is incorporated between the opposed surfaces of the flange 14 a formed on the plunger 14 and the spring seat 18.
- the valve spring 24 urges the plunger 14 downward with respect to the rod 16.
- the locking member 16d can come into contact with the lower end portion of the plunger 14, and an action of preventing the plunger 14 from coming off from the rod 16 is exhibited.
- a pressure chamber 25 is formed between the valve sleeve 13 and the plunger 14 and the lower end of the rod 16.
- the capacity of the pressure chamber 25 changes when the auto tensioner extends and contracts and at least one of the plunger 14 or the rod 16 moves relative to the valve sleeve 13 in the axial direction.
- an oil seal (hereinafter denoted by the same reference numeral as the seal member 26) as a seal member 26 is incorporated.
- the inner periphery of the oil seal 26 is in elastic contact with the outer peripheral surface of the cylinder 23 to close the upper opening of the cylinder 10 to prevent leakage of hydraulic oil filled in the cylinder 10 to the outside, and Prevents dust from entering the interior.
- a sealed reservoir chamber 27 is formed between the cylinder 10 and the valve sleeve 13.
- the reservoir chamber 27 and the pressure chamber 25 include an oil passage 28 formed between the fitting surfaces of the valve sleeve fitting hole 12 and the valve sleeve 13, and a circular recess formed in the center of the bottom surface of the valve sleeve fitting hole 12. It communicates via the oil sump 29 which consists of.
- the first check valve 30 is incorporated at the lower end of the valve sleeve 13.
- the first check valve 30 includes a steel check ball 30c that opens and closes the valve hole 30b of the valve seat 30a press-fitted into the lower end portion of the valve sleeve 13 from the pressure chamber 25 side, and the check ball 30c faces the valve hole 30b.
- a cylindrical first constriction path 31 is formed between the sliding surfaces of the rod 16 and the plunger 14.
- a cylindrical second constriction path 32 is formed between the sliding surfaces of the plunger 14 and the valve sleeve 13.
- the gap amount of the second constriction path 32 is smaller than the gap amount of the first constriction path 31, and the flow resistance of the second constriction path 32 is larger than the flow resistance of the first constriction path 31 due to the difference in the gap amount. ing.
- a damper action is exerted by the flow resistance when hydraulic oil flows from the pressure chamber 25 to the reservoir chamber 27 through the first constriction path 31 or the second constriction path 32.
- the gap amount of the first constricted path 31 is set such that a damper force capable of absorbing the tension fluctuation of the auxiliary machine drive belt 53 is exhibited during the normal operation of the engine E shown in FIG. 14A.
- the gap amount of the second constricted path 32 is such that a damper force capable of preventing the rod 16 from being pushed suddenly into the valve sleeve 13 when the engine E is restarted by the ISG 51 shown in FIG. 14B is exhibited.
- a second check valve 35 that closes the first constricted passage 31 when the pressure rises when the engine is restarted.
- the lower end side of the large-diameter shaft portion 16a of the rod 16 functions as a valve seat 35a, and the upper surface inner diameter side of the flange 14a of the plunger 14 functions as a seat surface 35b.
- the surface of the valve seat 35a is formed in a convex shape so as to face the facing seat surface 35b.
- the contact area can be made as small as possible. Contact pressure can be ensured. For this reason, it is possible to prevent leakage of hydraulic oil from the second check valve 35 (first constricted path 31), and reliably prevent engine restart failure due to the ISG 51.
- the retaining ring 15 provided on the plunger 14 comes into contact with the step 13b at the lower end of the small-diameter inner diameter surface 13a of the valve sleeve 13. By this contact, the plunger 14 can be prevented from coming off from the upper end of the valve sleeve 13.
- FIG. 14A in the belt drive system shown in FIG. 14B, the tension pulley 54, loosening tends to occur in the accessory drive belt 53, the crank pulley P 1 of belt travel direction (between the crank pulley P 1 and ISG pulley P 2 Between).
- a pulley arm 55 for swingably supporting the tension pulley 54 is attached to the connecting piece 11 on the bottom side of the cylinder 10 of the tensioner, and the engine E is attached to the connecting piece 20 on the upper end side of the spring seat 18 of the tensioner.
- the hydraulic oil in the pressure chamber 25 is compared with the case of flowing through the first constriction path 31. It flows slowly through the second constriction path 32. Therefore, without causing sudden pressure drop in the pressure chamber 25, sufficient damping action for maintaining the belt tension at the time of the engine E is restarted is exhibited, the accessory drive belt 53 and P 3 from the pulley P 1 It is possible to prevent slipping between the two.
- the hydraulic oil in the pressure chamber 25 is caused to flow from the first constricted passage 31 having a small flow resistance to the reservoir chamber 27, and when the engine E is restarted, the operation in the pressure chamber 25 is performed. Since oil can flow from the second constriction path 32 having a large flow resistance to the reservoir chamber 27, an appropriate tension can be applied to the accessory drive belt 53 during normal operation and restart of the engine E. it can. Moreover, since the surface of the valve seat 35a is formed in a convex shape toward the facing seat surface 35b, a high contact pressure can be secured when the valve seat 35a and the seat surface 35b are brought into contact with each other. It is possible to reliably prevent the hydraulic oil from leaking from the second check valve 35 (first constricted path 31).
- the rod 16 is inserted into the plunger 14, the coaxiality between the rod 16 and the plunger 14 is maintained even when the dimensional error between the rod 16 and the plunger 14 is large or when a moment load is applied to the auto tensioner.
- the second check valve 35 can be reliably closed. For this reason, sufficient tension of the auxiliary machine drive belt 53 can be secured, and the engine restart failure due to the ISG 51 can be surely prevented.
- FIG. 13A and FIG. 14B show a second embodiment of the tensioner according to the present invention.
- the basic configuration of the tensioner is the same as that of the tensioner according to the first embodiment, but differs in that the locking member 16d is a rod-shaped member.
- a fitting hole 16f perpendicular to the axis of the rod body 16c is formed at the tip of the rod body 16c, and the rod-shaped locking member 16d is inserted through the fitting hole.
- the length of the rod-shaped locking member 16d is longer than the diameter of the rod main body 16c, and both ends of the locking member 16d protrude from the peripheral surface of the rod main body 16c.
- FIG. 6 shows an example of a comparison between the reaction force characteristics of a tensioner according to this embodiment (hereinafter referred to as “implemented product”) and the reaction force characteristics of a conventional tensioner (hereinafter referred to as “conventional product”).
- the tensioner described in the above embodiment was used as an implementation product. As shown in FIG. 10 and the like, this tensioner slides in the axial direction on a cylindrical cylinder 10 having a closed end at the bottom, a valve sleeve 13 erected from the bottom of the cylinder 10, and the valve sleeve 13.
- a cylindrical plunger 14 that is freely inserted; a rod 16 that is slidably inserted in the axial direction of the plunger 14; a return spring 19 that urges the valve sleeve 13 and the rod 16 in opposite directions;
- a valve spring 24 for urging the rod 16 and the plunger 14 in opposite directions, a pressure chamber 25 formed between the valve sleeve 13, the plunger 14 and the rod 16, and a cylinder 10 and the valve sleeve 13 are formed.
- the first check valve 30 that closes the oil passage 28 when the pressure of the hydraulic oil in the reservoir chamber 27 is higher, the first constriction path 31 formed between the rod 16 and the plunger 14, the valve sleeve 13 and the plunger 14, the second constriction path 32 having a larger flow resistance than the first constriction path 31, and the urging force of the valve spring 24 as the pressure of the hydraulic oil in the pressure chamber 25 increases.
- a second check valve 35 configured by a valve seat 35a formed on the rod 16 side and a seat 35b surface formed on the plunger 14 side so as to oppose the valve seat 35a.
- the rod 16 includes a rod body 16c and a locking member 16d that is larger than the inner diameter of the plunger 14 and is attached to the tip of the rod body 16c. It adopts a configuration that.
- the rod 16 used in the tensioner according to this embodiment has a rod body 16c and a ring-shaped locking member 16d that is larger than the inner diameter of the plunger 14 and is attached to the tip of the rod body.
- the stopper member 16d is configured to exert an action of preventing the plunger 14 from coming off from the rod 16.
- the displacement of the spring seat 18 is changed so that the time change of the position of the spring seat 18 becomes a sine wave regardless of how the force (tensioner reaction force) acting on the spring seat 18 increases or decreases.
- the control method was adopted.
- the vibration amplitude was set to ⁇ 0.5 mm, which is larger than the general vibration amplitude (for example, about ⁇ 0.1 mm to ⁇ 0.2 mm) applied to the tensioner during normal operation of the engine E.
- a return spring 19 having a spring constant of about 35 N / mm was used.
- FIG. 6 shows an example of the relationship between the tensioner displacement (downward displacement of the spring seat 18) and the tensioner reaction force (upward force acting on the spring seat 18) obtained by the above vibration test.
- the tensioner reaction force changes in three steps: sudden, slow, and abrupt as the tensioner contracts.
- the tensioner reaction force of the product is almost increased with the first stroke (points P1 to P2) that starts relatively rapidly from the minimum value of the tensioner reaction force (point P1).
- the maximum value of the tensioner reaction force after passing through the second stroke (points P2 to P3) that maintains a substantially constant size without increasing and the third stroke (points P3 to P4) that increases relatively rapidly. It changes to (point P4).
- the tensioner reaction force changes in four stages: sudden, slow, sudden and slow.
- the tensioner reaction force of the product is almost reduced with the first stroke (points P4 to P5) where the maximum value of the tensioner reaction force (point P4) starts as a starting point.
- the second stroke points P5 to P6 that maintains a substantially constant size without any reduction
- the third stroke points P6 to P7 that decreases relatively abruptly.
- the tensioner reaction force changes to the minimum value (point P1).
- the tensioner reaction force generally increases monotonously from the minimum value (point Q1) to the maximum value (point Q2) during the process of contraction of the tensioner. Further, during the process of extending the tensioner, the tensioner reaction force changes in two steps of sudden and slow. In other words, in the process of tensioner extension, the tensioner reaction force of the conventional product is almost reduced with the first stroke (points Q2 to Q3) that decreases relatively rapidly starting from the maximum value of the tensioner reaction force (point Q2). Without going through the second stroke (points Q3 to Q1) maintaining a substantially constant magnitude, the tensioner reaction force changes to the minimum value (point Q1).
- the reaction force characteristic is shown.
- the tensioner of the practical product has a tension point P5 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes from abrupt to moderate, and a point of change P6 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly.
- the reaction force characteristic which has the change point P7 in which the decreasing rate of reaction force changes from sudden to moderate is shown.
- the tensioner reaction force reaches a predetermined value (the value at the point P2 in FIG. 6) in the process in which the tensioner contracts, the plunger 14 rises and the volume of the pressure chamber 25 changes. During the absorption, the tensioner reaction force becomes substantially constant (points P2 to P3 in FIG. 6). For this reason, in the process in which the tensioner contracts, the implemented product has a change point P2 at which the rate of increase in the tensioner reaction force changes from sudden to moderate, and a change point P3 at which the rate of increase in the tensioner reaction force changes from slow to sudden. Shows force characteristics.
- the tensioner reaction force reaches a predetermined value (the value at the point P5 in FIG. 6) during the extension of the tensioner, the plunger 14 descends to absorb the change in the volume of the pressure chamber 25, The tensioner reaction force becomes substantially constant (points P5 to P6 in FIG. 6). For this reason, in the process in which the tensioner is extended, the implemented product has a change point P5 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly and slowly and a change point P6 where the rate of decrease of the tensioner reaction force changes suddenly and suddenly. Shows force characteristics.
- the tension pulley 54 shown in FIG. 14A is applied to the accessory drive belt 53 while suppressing the magnitude of the tensioner reaction force during normal operation of the engine E. Tension can be kept small. On the other hand, at the time of restart of the engine E by ISG51, large tensioners to generate a reaction force, it is possible to reliably prevent slippage between the accessory drive belt 53 and the ISG pulley P 2 shown in FIG. 14B.
- the tensioner has an amplitude (for example, ⁇ 0.1 mm to ⁇ 0.2 mm) smaller than ⁇ 0.5 mm obtained in the above vibration test. Displacement with an amplitude of about).
- the tensioner reaction force increases from the point P1 to the value between the points P2 and P3 in the process where the tensioner contracts, and then increases to the value between the points P2 and P3, and then in the process where the tensioner extends. Starting from the value between point P3 and point P3, it decreases to a value between point P5 and point P6, and further passes through point P6 and point P7 in order and decreases to point P1.
- the maximum value of the tensioner reaction force can be suppressed to a value between the points P2 and P3 during the normal operation of the engine E, and the tension pulley 54 shown in FIG.
- the tension applied to the machine drive belt 53 can be kept small, and the fuel consumption of the engine E can be reduced.
- the tensioner contracts to the maximum value of the amplitude of ⁇ 0.5 mm performed in the above vibration test or the vicinity thereof, as indicated by reference numeral S2 in FIG. To do. At this time, the tensioner reaction force increases to the point P4 or the vicinity thereof.
- the area tensioner displacement is large, it is possible to generate a large tensioner reaction force, slip between the accessory drive belt 53 and the ISG pulley P 2 shown in FIG. 14B Can be reliably prevented.
- the tension of the auxiliary drive belt 53 tends to be excessive during the normal operation of the engine E. That is, when the tensioner is displaced with the amplitude indicated by S1 in FIG. 6, in the process in which the tensioner contracts, the tensioner reaction force increases from the point Q1 to a value between the points Q1 and Q2, and thereafter In the process in which the tensioner contracts, the value between the point Q1 and the point Q2 starts from the value between the point Q1 and the point Q1, and further decreases to the point Q1.
- the tension pulley 54 shown in FIG. The tension applied to the engine is likely to be excessive, and it is difficult to reduce the fuel consumption of the engine E.
- the tensioners according to the third and fourth embodiments described above are merely examples, and the belt tension of the accessory drive belt 53 is always adjusted to an appropriate magnitude both during normal operation and when the engine is restarted by the ISG 51. As long as the problem of the invention of this application can be solved, the shape and arrangement of each member can be changed as appropriate.
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Abstract
シリンダ(10)と、シリンダ(10)内に立設されたバルブスリーブ(13)と、バルブスリーブ(13)に摺動自在に挿通されたプランジャ(14)と、プランジャ(14)に摺動自在に挿通されたロッド(16)と、バルブスリーブ(13)とプランジャ(14)及びロッド(16)との間に形成される圧力室(25)と、シリンダ(10)とバルブスリーブ(13)との間に形成されるリザーバ室(27)と、を備えた油圧式オートテンショナであって、エンジン(E)の通常運転時には、ロッド(16)とプランジャ(14)の間の第一狭窄路(31)を通って圧力室(25)からリザーバ室(27)に作動油を流す一方で、ISG(51)による再始動時には、バルブスリーブ(13)とプランジャ(14)の間の第二狭窄路(32)を通って圧力室(25)からリザーバ室(27)に作動油を流す。
Description
この発明は、オルタネータ、ウォータポンプ、エアコンディショナのコンプレッサ等の補機を駆動する補機駆動ベルトの張力調整に用いられる油圧式オートテンショナ、及び、この油圧式オートテンショナに用いられるプランジャの製造方法に関する。
車両の燃費向上と二酸化炭素排出量の削減を図るため、停車時にエンジンを停止状態とし、ブレーキの解除又はアクセルペダルの踏み込みと同時にエンジンを再始動するインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ(以下において、ISGと略称する。)のアイドルストップ機構が搭載されたエンジンが提案されている。
図14A、図14Bに、通常運転時における補機50の駆動と、エンジン停止状態からの再始動とを両立するISG51のアイドルストップ機構を備えたエンジンEのベルト伝動装置を示す。このベルト伝動装置においては、エンジンEのクランクシャフト52に設けられたクランクプーリP1と、ISG51の回転軸に設けられたISGプーリP2と、ウォータポンプ等の補機50の回転軸に設けられた補機プーリP3との間に補機駆動ベルト53を掛け渡し、この補機駆動ベルト53に油圧式オートテンショナA(以下において、適宜、単にテンショナという。)に設けられたテンションプーリ54を押し付けて、ベルト張力の調節を行う。
エンジンの通常運転時においては、クランクプーリP1を矢印の方向に回転してISGプーリP2及び補機プーリP3を駆動し、ISG51をジェネレータとして機能させる(図14A参照)。その一方で、エンジンEの再始動時においては、ISGプーリP2を矢印の方向に回転してクランクプーリP1を駆動し、ISG51をスタータとして機能させる(図14B参照)。
このベルト伝動装置においては、テンションプーリ54は、補機駆動ベルト53に緩みが生じやすい、クランクプーリP1のベルト進行方向側(クランクプーリP1とISGプーリP2との間の符号53aを付した部分)に設けられる。このテンションプーリ54は、プーリアーム55によって回転自在に支持されている。このプーリアーム55は、テンショナAによって揺動自在となっており、このテンショナAの付勢力によって、テンションプーリ54を介して補機駆動ベルト53に張力が付与される。これにより、ベルト伝動装置の駆動時における補機駆動ベルト53の張力変化が吸収される。
テンショナとして、例えば、下記特許文献1に示す構成のものがある(本文献の図1参照)。このテンショナは、内底面に閉塞端が形成されたシリンダを有する。この内底面にはスリーブ嵌合孔が形成され、このスリーブ嵌合孔からスリーブが立設されている。スリーブにはロッドの下部が摺動自在に挿通され、このスリーブとロッドの下端部との間で圧力室が形成されている。ロッドの上端部には、ばね座が固定されており、このばね座とシリンダの内底面との間に介在して、シリンダとロッドを互いに伸長する方向に付勢するリターンスプリングが設けられている。
ばね座の上端には、プーリアームと連結される連結片が設けられている。また、ばね座には、リターンスプリングの上部を覆うスプリングカバーと、シリンダの上部外周を覆うダストカバーとが同軸に設けられている。スプリングカバーは、筒体によってその外周が覆われている。シリンダの上端開口部内には、シール部材としてのオイルシールが取り付けられ、このオイルシールの内周が筒体の外周面に弾性接触して、シリンダの上部開口を閉塞し、シリンダの内部に充填された作動油が外部に漏洩するのを防止している。
このようにオイルシールを取り付けることによって、シリンダとスリーブとの間に、密閉されたリザーバ室が形成される。リザーバ室と圧力室との間は、通路で連通している。この通路の圧力室側の端部には、チェックバルブが設けられている。このチェックバルブは、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力よりも高くなったときに、通路を閉じるようになっている。
補機駆動ベルトの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力によってシリンダとロッドが互いに伸長する方向に相対移動し、プーリを介して補機駆動ベルトに張力が付与される。このように、シリンダとロッドが伸長する場合、圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力よりも小さくなるため、チェックバルブが通路を開放し、この通路を通ってリザーバ室内の作動油が圧力室内に流入する。
その一方で、補機駆動ベルトの張力が大きくなると、リターンスプリングの付勢力に抗してロッドがシリンダ内に押し込まれる方向に相対移動し、補機駆動ベルトの張力が軽減される。このように、ロッドがシリンダに押し込まれる場合、圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力よりも大きくなるため、チェックバルブが通路を閉じる。このとき、圧力室内の作動油は、スリーブの内径面とロッドの外径面との間に形成された微小隙間を通ってリザーバ室に流入する。作動油が微小隙間を流れるときの流動抵抗によってダンパ力(油圧減衰力)が発揮され、このダンパ力によって、テンショナに負荷される押し込み力が緩衝されつつ、この押し込み力とリターンスプリングの付勢力が釣り合う位置まで、ロッドがシリンダに押し込まれる。このテンショナのダンパ力は、前記微小隙間の大きさによって決まる。
図14A、図14Bに示したように、テンションプーリ54は、駆動源であるクランクプーリP1のベルト進行方向側(クランクプーリP1とISGプーリP2との間)に設けられており、通常運転時における補機駆動ベルト53の緩みを適切に解消することができる。ところが、ISG51のアイドルストップ機構を備えたエンジンEにおいては、ISG51による再始動時において、テンションプーリ54の取り付け位置が駆動源であるISGプーリP2のベルト進行方向の反対側となり、補機駆動ベルト53に高い張力が生じやすい。
この高い張力が、テンションプーリ54を介してテンショナAに作用すると、このテンショナAが過度に押し込まれた状態となる。すると、補機駆動ベルト53に緩みが生じ、補機駆動ベルト53と各プーリP1、P2、P3間で滑りが生じ、補機駆動ベルト53の寿命が低下したり、ISG51による再始動不良が生じたりする虞がある。ISG51による再始動時における補機駆動ベルト53の緩みをなくすために、テンショナAのダンパ力を大きくすると、通常走行時において補機駆動ベルト53が過張力状態となり、各プーリP1、P2、P3を回転自在に支持する軸受が損傷しやすくなるとともに、クランクシャフト52の回転抵抗となって燃費が低下する問題が生じ、共通のテンショナAで、通常走行時とISG51による再始動時のいずれにおいても補機駆動ベルト53のベルト張力を適切に調節するのは困難であると考えられている。
そこで、この発明は、補機駆動ベルト53のベルト張力を、通常運転時及びISG51によるエンジン再始動時のいずれにおいても常時適切な大きさに調節することを課題とする。
この課題を解決するために、この発明においては、底部に閉塞端を有し、内部に作動油が充填されたシリンダと、前記シリンダの底部から立設された筒状のバルブスリーブと、前記バルブスリーブに、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャと、前記プランジャに、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッドと、前記バルブスリーブと前記ロッドを互いに逆向きに付勢するリターンスプリングと、前記ロッドと前記プランジャを互いに逆向きに付勢するバルブスプリングと、前記バルブスリーブと前記プランジャ及び前記ロッドとの間に形成される圧力室と、前記シリンダと前記バルブスリーブとの間に形成されるリザーバ室と、前記圧力室と前記リザーバ室とを連通する油通路に設けられ、前記圧力室内の作動油の圧力が前記リザーバ室内の作動油の圧力よりも高いときに前記油通路を閉じる第一チェックバルブと、前記ロッドと前記プランジャとの間に形成される第一狭窄路と、前記バルブスリーブと前記プランジャとの間に形成され、前記第一狭窄路よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路と、前記圧力室内の作動油の圧力の上昇に伴って、前記バルブスプリングの付勢力に抗して前記第一狭窄路を閉じる、前記ロッド側に形成されたバルブシートと、このバルブシートに対向するように前記プランジャ側に形成されたシート面によって構成される第二チェックバルブと、を備え、前記第二チェックバルブを閉じたときの前記バルブシートと前記シート面との間の隙間の大きさを、前記第二狭窄路の隙間量よりも小さくした油圧式オートテンショナを構成した。
この構成によると、補機駆動ベルトのベルト張力を、通常運転時及びISGによるエンジン再始動時のいずれにおいても常時適切な大きさに調節することができる。
すなわち、通常運転時においては、補機駆動ベルトの張力が、テンションプーリを介してテンショナに作用すると、作用した押し込み力によって、圧力室内の作動油の圧力がリザーバ室内の作動油の圧力よりも高くなる。すると、第一チェックバルブが閉じて、圧力室内の作動油は第一狭窄路を通ってリザーバ室に流入する。この作動油が第一狭窄路を流れる際の流動抵抗により、圧力室内にダンパ力が発生し、このダンパ力によって前記押し込み力が緩衝され、補機駆動ベルトは適正張力に保持される。
その一方で、ISGによるエンジン再始動時においては、上述したように、テンションプーリが駆動源であるISGプーリのベルト進行方向の反対側に配置されているため、通常運転時と比較して、補機駆動ベルトの張力が急激に上昇する。すると、通常運転時と同様に第一チェックバルブが閉じるのとともに、プランジャが、圧力室内の作動油の圧力によって、バルブスプリングの付勢力に抗して上昇し、第二チェックバルブによって第一狭窄路が閉じた状態となる。この第一狭窄路が閉じると、圧力室内の作動油は第二狭窄路を通ってリザーバ室に流入する。第二狭窄路の流動抵抗は、第一狭窄路の流動抵抗よりも大きいため、圧力室内の圧力低下は小さく、圧力室でのダンパ作用によりロッドの押し込みが抑制される。その結果、クランクシャフトを駆動するのに必要な補機駆動ベルトの張力が確保され、ベルトと各プーリ間のスリップが防止される。
しかも、第二チェックバルブを閉じたときのバルブシートとシート面との間の隙間の大きさを第二狭窄路の隙間量よりも小さくしたことにより、テンショナに作用する外力に対応して、適切にダンパ作用を発揮させることができる。
すなわち、第二チェックバルブを開いて、流体が第一狭窄路を流れ得るようにしたときは、第二狭窄路よりも第一狭窄路の方が流動抵抗は小さいため、流体は主に第一狭窄路を通って圧力室からリザーバ室に流れる。このため、第一狭窄路の流動抵抗に対応したダンパ作用が発揮される。
その一方で、第二チェックバルブを閉じたときは、第一狭窄路が塞がれて、流体は第二狭窄路を通って圧力室からリザーバ室に流れる。このとき、第一狭窄路を塞ぐ第二チェックバルブのバルブシートとシート面との間の隙間の大きさが第二狭窄路の隙間量よりも小さければ、流体は主に第二狭窄路を通って圧力室からリザーバ室に流れる。このため、第二狭窄路の流動抵抗に対応したダンパ作用が発揮される。
ここでいう「隙間の大きさ」とは、第二チェックバルブを閉じたときのバルブシートとシート面との当接領域における両者の間の平均的な面間距離のことを指す。この隙間の大きさは、プランジャの加工方法によって変わる。例えば、このプランジャを母材からの削り出し加工によって形成した場合と比較して、母材の塑性加工によって形成した場合の方が、表面粗度が小さくなるため、この隙間の大きさは小さくなる。この隙間の大きさを、第二狭窄路の隙間量よりも小さくすることによって、第二狭窄路の流動抵抗に対応したダンパ作用が発揮されるが、好ましくは、その隙間の大きさを第二狭窄路の隙間量の二分の一とすることによって、さらに好ましくは、その隙間の大きさを第二狭窄路の隙間量の三分の一とすることによって、第二狭窄路の流動抵抗に対応したダンパ作用を発揮させることができる。ここでいう「第二狭窄路の隙間量」とは、バルブスリーブとプランジャとの間の摺動面間距離のことを指す。
上記のように、前記第二チェックバルブを閉じたときの前記バルブシートと前記シート面との間の隙間の大きさを、前記第二狭窄路の隙間量よりも小さくする代わりに、前記バルブシート又は前記シート面の少なくとも一方が、対向する前記バルブシート又は前記シート面側に向かうように凸状に形成された構成とすることもできる。
この構成によると、上記と同様に、通常運転時において、作動油が第一狭窄路を流れる際の流動抵抗により、圧力室内にダンパ力が発生し、このダンパ力によって前記押し込み力が緩衝され、補機駆動ベルトは適正張力に保持される一方で、ISGによるエンジン再始動時において、クランクシャフトを駆動するのに必要な補機駆動ベルトの張力が確保され、ベルトと各プーリ間のスリップが防止される。
しかも、第二チェックバルブを構成するバルブシート又はシート面の少なくとも一方を凸状に形成したことにより、このバルブシートとシート面が面接触した場合と比較して接触面積が小さくなり、大きな接触圧を確保することができる。このため、この第二チェックバルブ(第一狭窄路)からの作動油の漏れを防止することができ、ISGによるエンジン再始動不良を一層確実に防止することができる。
この構成においては、前記バルブシート及び前記シート面の両方が、対向する前記バルブシート又は前記シート面側に向かうように凸状に形成された構成とするのが好ましい。このように、バルブシート及びシート面の両方を凸状に形成することにより、第二チェックバルブによって第一狭窄路を閉じたときのバルブシートとシート面との間の接触圧が一層高まり、この第二チェックバルブ(第一狭窄路)からの作動油の漏れを確実に防止することができる。
バルブシート又はシート面の少なくとも一方を凸状に形成した構成においては、前記ロッドの上部に形成された大径軸部の下端側に前記バルブシートが、前記プランジャの上端側に前記シート面がそれぞれ形成された構成とするのが好ましい。ロッドはプランジャに挿通された状態で軸方向に摺動しており、このロッドとプランジャとの間で常に同軸状態が保たれている。このように、ロッドとプランジャにバルブシート及びシート面を形成することにより、このバルブシートとシート面を安定的に当接させることができ、第二チェックバルブ(第一狭窄路)からの作動油の漏れを一層確実に防止することができる。
前記各構成においては、前記ロッドが、ロッド本体と、前記プランジャの内径よりも大きく、前記ロッド本体の先端部に取り付けられる係止部材とを有する構成とすることができる。このように、ロッドが、ロッド本体と係止部材とを有し、ロッド本体の先端部に係止部材を取り付けることによって、このロッドの外径をプランジャの内径よりも部分的に大きくすることができる。このようにロッドを構成することにより、プランジャからのロッドの抜け止め機能を付与することができる。
この構成においては、前記係止部材を、前記ロッド本体の先端部に嵌合されるリング状部材とすることができる。このように、リング状部材とすれば、ロッド本体に追加工を行うことなく、係止部材をロッド本体に容易に固定することができる。
また、前記係止部材をリング状部材とする代わりに、前記ロッド本体の先端部に形成された嵌合孔に挿通され、この嵌合孔から先端部が突出する棒状部材とすることもできる。係止部材として棒状部材を採用する場合、この棒状部材を挿通するための嵌合孔をロッド本体に形成する必要があるものの、この係止部材の脇を通って圧力室から第一狭窄路に至る広い流路を確保することができる。このため、この棒状部材によって第一狭窄路を流れる作動油の流動が妨げられにくく、スムーズにダンパ作用が発揮される。
また、底部に閉塞端を有し、内部に作動油が充填されたシリンダと、前記シリンダの底部から立設された筒状のバルブスリーブと、前記バルブスリーブに、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャと、前記プランジャに、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッドと、前記バルブスリーブと前記ロッドを互いに逆向きに付勢するリターンスプリングと、前記ロッドと前記プランジャを互いに逆向きに付勢するバルブスプリングと、前記バルブスリーブと前記プランジャ及び前記ロッドとの間に形成される圧力室と、前記シリンダと前記バルブスリーブとの間に形成されるリザーバ室と、前記圧力室と前記リザーバ室とを連通する油通路に設けられ、前記圧力室内の作動油の圧力が前記リザーバ室内の作動油の圧力よりも高いときに前記油通路を閉じる第一チェックバルブと、前記ロッドと前記プランジャとの間に形成される第一狭窄路と、前記バルブスリーブと前記プランジャとの間に形成され、前記第一狭窄路よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路と、前記圧力室内の作動油の圧力の上昇に伴って、前記バルブスプリングの付勢力に抗して前記第一狭窄路を閉じる、前記ロッド側に形成されたバルブシートと、このバルブシートに対向するように前記プランジャ側に形成されたシート面によって構成される第二チェックバルブと、を備え、前記第二チェックバルブを閉じたときの前記バルブシートと前記シート面との間の隙間の大きさを、前記第二狭窄路の隙間量よりも小さくした油圧式オートテンショナ用のプランジャであって、筒状の母材に塑性加工を施して、前記シート面を形成したことを特徴とするプランジャの製造方法を構成した。
このように、塑性加工によりプランジャを形成することにより、プランジャの表面粗度を小さくすることができる。このため、第二チェックバルブを閉じてバルブシートとシート面を当接させたときに、このバルブシートとシート面との間の隙間の大きさを極力小さくすることができ、例えば、旋盤等を用いて切削加工した場合のように、シート面に切削溝が生じ、この切削溝を通って作動油がリークするといった問題を回避することができる。このため、第二狭窄路の流動抵抗に対応したダンパ作用が発揮される。また、プランジャを塑性加工で形成することにより、切削加工形成した場合と比較して、加工時間を大幅に短縮することができ、コストを削減することが可能となる。
このプランジャの製造方法においては、前記塑性加工によって、前記母材の一端部に、径方向外向きに拡径するフランジを形成した構成とすることができる。このように、フランジを形成して、このフランジをシート面として機能させることにより、第二チェックバルブを閉じたときの液密性を一層高めることができる。
また、この製造方法においては、前記塑性加工が、鍛造法、プレス加工法、深絞り加工法のうちいずれかの方法によってなされた構成とすることができる。
この発明においては、底部に閉塞端を有し、内部に作動油が充填されたシリンダと、前記シリンダの底部から立設された筒状のバルブスリーブと、前記バルブスリーブに、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャと、前記プランジャに、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッドと、前記バルブスリーブと前記ロッドを互いに逆向きに付勢するリターンスプリングと、前記ロッドと前記プランジャを互いに逆向きに付勢するバルブスプリングと、前記バルブスリーブと前記プランジャ及び前記ロッドとの間に形成される圧力室と、前記シリンダと前記バルブスリーブとの間に形成されるリザーバ室と、前記圧力室と前記リザーバ室とを連通する油通路に設けられ、前記圧力室内の作動油の圧力が前記リザーバ室内の作動油の圧力よりも高いときに前記油通路を閉じる第一チェックバルブと、前記ロッドと前記プランジャとの間に形成される第一狭窄路と、前記バルブスリーブと前記プランジャとの間に形成され、前記第一狭窄路よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路と、前記圧力室内の作動油の圧力の上昇に伴って、前記バルブスプリングの付勢力に抗して前記第一狭窄路を閉じる、前記ロッド側に形成されたバルブシートと、このバルブシートに対向するように前記プランジャ側に形成されたシート面によって構成される第二チェックバルブと、を備え、前記第二チェックバルブを閉じたときの前記バルブシートと前記シート面との間の隙間の大きさを、前記第二狭窄路の隙間量よりも小さくした油圧式オートテンショナを構成するとともに、この油圧式オートテンショナに用いるプランジャの製造方法を構成した。
このように油圧式オートテンショナを構成することにより、補機駆動ベルトの張力を、通常運転時及びISGによるエンジン再始動時のいずれにおいても常時適切な大きさに調節することができ、通常走行時におけるプーリを回転自在に支持する軸受の耐久性と燃費の向上を図ることができるとともに、エンジン再始動時における、確実な再始動性を確保することができる。しかも、第二チェックバルブを閉じたときのバルブシートとシート面との間の隙間の大きさを、第二狭窄路の隙間量よりも小さくしたことにより、第二チェックバルブを閉じたときに、作動油をスムーズに第二狭窄路に流すことができ、この第二狭窄路の流動抵抗に対応したダンパ作用を発揮させることができる。さらに、上記製造方法により、この油圧式オートテンショナに用いるプランジャを形成することにより、プランジャの表面粗度を小さくすることができ、バルブシートとシート面との間の隙間からの作動油のリークを極力防止することができる。このため、補機駆動ベルトを適正な張力に保持して、各プーリを回転自在に支持する軸受の損傷や燃費の低下を防止するとともに、ISGによるエンジンの再始動不良を確実に防止することができる。
この発明に係る油圧式オートテンショナ(以下において、適宜、単にテンショナという。)の一実施形態を図1に示す。図1に示すように、シリンダ10は底部に閉塞端を有し、その底部の下面側にプーリアーム55(図14A、図14B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が形成されている。この軸挿入孔11a内には、筒状の支点軸11bと、その支点軸11bを回転自在に支持する滑り軸受11cとが組み込まれている。プーリアーム55は、支点軸11bに挿通されたボルト(図示せず)によって、連結片11に対し揺動自在に取り付けられる。
シリンダ10の底部には、バルブスリーブ嵌合孔12が形成され、そのバルブスリーブ嵌合孔12に、鋼製のバルブスリーブ13が立設されている。バルブスリーブ13には、このバルブスリーブ13と軸方向に摺動自在に、筒状のプランジャ14が挿通されている。このプランジャ14は、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に沿って摺動する。プランジャ14の上端部には径方向外向きのフランジ14aが、外周下部には下側ほど外径が大径となるテーパ溝14bがそれぞれ形成されている。フランジ14aの上面内径側は、後述する第二チェックバルブ35のシート面35bとなっている。
プランジャ14の外周下部に形成されたテーパ溝14bには、周方向の一部に切れ目が形成された抜け止めリング15が設けられている。この抜止めリング15は、自然状態での外径がプランジャ14の外径より大きい。
このプランジャ14(フランジ14a)は、筒状の鋼製の母材に、深絞り加工、プレス加工、鍛造加工等の塑性加工を行うことにより形成されている。このように塑性加工で形成することにより、旋盤等を用いて切削加工した場合と異なり、プランジャ14のシート面35bに切削溝が生じず、切削加工の場合と比較して表面粗度を相対的に小さくすることができる。
プランジャ14には、このプランジャ14と軸方向に摺動自在にロッド16が挿通されている。このロッド16の上部側は、プランジャ14への挿通部分よりも大径の大径軸部16aであり、この大径軸部16aの下端部が、第二チェックバルブ35のバルブシート35aとなっている。このバルブシート35aは、プランジャ14に形成されたシート面35bに向かうように、凸状に形成されている。
ロッド16の外周下部には、リング溝16bが形成されている。このリング溝16bには、周方向の一部に切れ目が形成された抜け止めリング17が設けられている。この抜止めリング17は、自然状態での外径がロッド16の外径より大きい。
ロッド16のシリンダ10の外部に位置する上端部には、ばね座18が設けられている。そのばね座18とシリンダ10の内底面間には、バルブスリーブ13(シリンダ10)とロッド16(ばね座18)を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング19が組み込まれている。
ばね座18の上端には、エンジンE(図14A、図14B参照)に連結される連結片20が設けられている。連結片20には、一側面から他側面に貫通するスリーブ挿入孔20aが形成されている。このスリーブ挿入孔20a内には、スリーブ20bと、そのスリーブ20bを回転自在に支持する滑り軸受20cとが組み込まれている。連結片20は、スリーブ20bに挿通されたボルト(図示せず)によって、エンジンEに対し揺動自在に取り付けられる。
ばね座18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21と、リターンスプリング19の上部を覆う筒状のスプリングカバー22とが一体的に成形される。このばね座18として、アルミのダイキャスト成形品や、熱硬化性樹脂等の樹脂の成形品を採用することができる。スプリングカバー22は、ばね座18の成形時にインサート成形される筒体23によって外周の全体が覆われている。この筒体23として、鋼板のプレス成形品を採用することができる。
プランジャ14に形成されたフランジ14aとばね座18の対向面間には、バルブスプリング24が組み込まれている。バルブスプリング24は、プランジャ14をロッド16に対して下向きに付勢している。ロッド16に設けられた抜け止めリング17は、プランジャ14の下端部と当接可能となっていて、ロッド16からのプランジャ14の抜け止め作用が発揮される。
バルブスリーブ13とプランジャ14及びロッド16の下端部との間には、圧力室25が形成される。この圧力室25の容量は、オートテンショナを伸縮して、プランジャ14又はロッド16の少なくとも一方がバルブスリーブ13に対して軸方向に相対移動することによって変化する。
シリンダ10の上側開口部内には、シール部材26としてのオイルシール(以下において、シール部材26と同じ符号を付する。)が組込まれている。そのオイルシール26の内周が、筒体23の外周面に弾性接触してシリンダ10の上側開口を閉塞し、シリンダ10の内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止し、かつ、ダストの内部への侵入を防止している。
このオイルシール26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27が形成される。リザーバ室27と圧力室25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28、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29を介して連通している。
バルブスリーブ13の下端部には第一チェックバルブ30が組み込まれている。第一チェックバルブ30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30aの弁孔30bを圧力室25側から開閉する鋼製のチェックボール30cと、そのチェックボール30cを弁孔30bに向けて付勢するスプリング30dと、チェックボール30cの開閉量を規制するリテーナ30eとから構成される。圧力室25内の作動油の圧力が、リザーバ室27内の作動油の圧力より高くなると、チェックボール30cが弁孔30bを閉じ、圧力室25と油通路28の連通を遮断して、圧力室25内の作動油が油通路28を通ってリザーバ室27に流れるのを防止する。
ロッド16とプランジャ14の摺動面間には、円筒状の第一狭窄路31が形成されている。また、プランジャ14とバルブスリーブ13の摺動面間には、円筒状の第二狭窄路32が形成されている。第二狭窄路32の隙間量は第一狭窄路31の隙間量より小さく、その隙間量の相違から、第二狭窄路32の流動抵抗の方が、第一狭窄路31の流動抵抗より大きくなっている。第一狭窄路31又は第二狭窄路32を通って、作動油が圧力室25からリザーバ室27に流動する際の流動抵抗によってダンパ作用が発揮される。ロッド16に設けられた抜け止めリング17には、その周方向の一部に切れ目が形成されており(図2A、B参照)、この切れ目によって、第一狭窄路31とリ圧力室25が連通している。
第一狭窄路31の隙間量は、図14Aに示すエンジンEの通常運転時において、補機駆動ベルト53の張力変動を吸収可能なダンパ力が発揮されるように設定される。その一方で、第二狭窄路32の隙間量は、図14Bに示すISG51によるエンジンEの再始動時に、バルブスリーブ13にロッド16が急激に押し込まれるのを防止可能なダンパ力が発揮されるように設定される。
ロッド16とプランジャ14の間には、エンジン再始動時に伴う圧力上昇時に、第一狭窄路31を閉塞する第二チェックバルブ35が構成される。ロッド16の大径軸部16aの下端側がバルブシート35aとして、プランジャ14のフランジ14aの上面内径側がシート面35bとしてそれぞれ機能する。圧力室25内の圧力によって、プランジャ14がバルブスプリング24の付勢力に抗して上昇すると、バルブシート35aにシート面35bが着座する。これにより、第一狭窄路31が閉じられた状態となる。
図1等に示すように、バルブシート35aの表面は、対向するシート面35bに向かうように、凸状に形成されている。このように、バルブシート35aの表面を凸状とすることにより、図3Bに示すように、バルブシート35a及びシート面35bを当接させた際に、接触面積を極力小さくすることができ、大きな接触圧を確保することができる。このため、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れを防止することができ、ISG51によるエンジン再始動不良を確実に防止することができる。
上述したように、プランジャ14は塑性加工によって形成されており、その表面粗度は、切削加工等の他の加工方法と比較して相対的に小さい。このため、第二チェックバルブ35を閉じたときのバルブシート35aとシート面35bとの間の隙間の大きさを、第二狭窄路32の隙間量よりも小さくすることができる。このように、第二チェックバルブ35を閉じたときのバルブシート35aとシート面35bとの間の隙間の大きさを、第二狭窄路32の隙間量よりも小さくすることにより、第二チェックバルブ35を閉じたときに、作動油をスムーズに第二狭窄路32に流すことができ、この第二狭窄路32の流動抵抗に対応したダンパ作用を発揮させることができる。
プランジャ14にバルブスリーブ13からの引き抜き力が作用すると、図2Aに示すように、プランジャ14に設けた抜け止めリング15が、バルブスリーブ13の小径内径面13aの下端の段差部13bに当接する。この当接によって、バルブスリーブ13の上端からプランジャ14が抜けるのを防止することができる。
図14A、図14Bに示すベルト伝動装置においては、テンションプーリ54は、補機駆動ベルト53に緩みが生じやすい、クランクプーリP1のベルト進行方向側(クランクプーリP1とISGプーリP2との間)に設けられる。このテンションプーリ54を揺動自在に支持するプーリアーム55は、テンショナのシリンダ10の底部側の連結片11に、エンジンEは、このテンショナのばね座18の上端側の連結片20にそれぞれ取り付けられる。
図1に示すテンショナの作用について説明する。エンジンEの運転時において、補機50の負荷変動等によって補機駆動ベルト53の張力が小さくなると、リターンスプリング19の付勢力によって、シリンダ10(バルブスリーブ13)とばね座18(ロッド16)が互いに逆向きに付勢される。このとき、ロッド16がバルブスリーブ13から抜ける方向に相対移動し、圧力室25の体積が拡大する。その結果、リザーバ室27内の作動油の圧力よりも圧力室25内の作動油の圧力の方が低くなる。このため、第一チェックバルブ30が開いた状態となって、油通路28及び油溜り29を通ってリザーバ室27から圧力室25に作動油がスムーズに流れ、テンショナの全長が伸長して、補機駆動ベルト53の緩みが直ちに吸収される。
その一方で、補機駆動ベルト53の張力が高くなると、補機駆動ベルト53からテンショナの全長を短縮する押し込み力が作用し、バルブスリーブ13内にロッド16が押し込まれる。このとき、圧力室25の体積が減少し、リザーバ室27内の作動油の圧力よりも圧力室25内の作動油の圧力の方が高くなるため、第一チェックバルブ30のチェックボール30cが弁孔30bを閉鎖する。
通常運転時においては、補機駆動ベルト53の張力上昇がそれほど急激ではなく、圧力室25内の作動油の圧力上昇はそれほど大きくないため、図3Aに示すように、バルブスプリング24の付勢力によって第二チェックバルブ35は開いたままの状態となる。このため、圧力室25内の作動油が、第一狭窄路31を通ってリザーバ室27に流れ(図3A中の矢印f1参照)、この第一狭窄路31を通る際の流動抵抗によって、圧力室25にダンパ力が発生する。このダンパ力によって前記押し込み力が緩衝され、補機駆動ベルト53は適正張力に保持される。
その一方で、エンジン再始動時においては、通常運転時と比較して補機駆動ベルト53の張力上昇が急激に生じ、圧力室25内の作動油の圧力が急激に上昇する。この急激な圧力上昇に伴って、プランジャ14がバルブスプリング24の付勢力に抗して上昇する。そして、図3Bに示すように、バルブシート35aにシート面35bが着座して、第二チェックバルブ35が閉じた状態となる。第二チェックバルブ35が閉じられると、圧力室25内の作動油は、第二狭窄路32を通ってリザーバ室27に流れる(図3B中の矢印f2参照)。
上述したように、第二狭窄路32の流動抵抗は、第一狭窄路31の流動抵抗よりも大きいため、圧力室25内の作動油は、第一狭窄路31を流れる場合と比較して、第二狭窄路32をゆっくりと流れる。このため、圧力室25の急激な圧力低下が生じず、エンジンEの再始動時におけるベルト張力を維持するための十分なダンパ作用が発揮され、補機駆動ベルト53とプーリP1からP3との間のスリップを防止することができる。
この実施形態によると、エンジンEの通常運転時に、圧力室25内の作動油を流動抵抗の小さな第一狭窄路31からリザーバ室27に流し、エンジンEの再始動時に、圧力室25内の作動油を流動抵抗の大きな第二狭窄路32からリザーバ室27に流すことができるので、エンジンEの通常運転時及び再始動時のそれぞれにおいて、補機駆動ベルト53に適正な張力を付与することができる。しかも、バルブシート35aの表面を対向するシート面35bに向かう凸状に形成したことにより、このバルブシート35aとシート面35bを当接させた際に高い当接圧を確保することができ、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れを確実に防止することができる。
しかも、ロッド16をプランジャ14に挿通しているので、このロッド16とプランジャ14の寸法誤差が大きい場合や、オートテンショナにモーメント荷重が作用した場合においても、ロッド16とプランジャ14との間の同軸を確保することができ、この第二チェックバルブ35を確実に閉弁することができる。このため、補機駆動ベルト53の十分な張力を確保して、ISG51によるエンジン再始動不良を確実に防止することができる。
図2A、図2Bに示した構成においては、プランジャに形成したテーパ溝14bに、内径がロッド16の外径よりも小径で、かつ、外径がバルブスリーブ13との間で摺動するプランジャ14の摺動部分の外径よりも小径である抜け止めリング17を採用したが、図4A、図4B及び図5A、図5Bに示すように、ロッド16に形成したリング溝16bに、内径がロッド16の外径よりも小径で、かつ、外径が前記摺動部分の外径よりも大径である抜け止めリング17を採用した構成とすることもできる。
図4A、図4Bに示す抜け止めリング17の外周側には、図4Bに示すように、この外周側をロッド16の軸方向に屈曲自在とする外周屈曲部17aが形成されている。この外周屈曲部17aには、中心軸周りの所定角度間隔で、抜け止めリング17の外周縁から内径側に向かうU字形の切欠き部17bが形成されている。外周屈曲部17aを形成することにより、プランジャ14にロッド16を挿入し、このロッド16の先端に抜け止めリング17を嵌め込んだ状態で、この外周屈曲部17aをロッド16の軸方向に屈曲して外径を縮径させつつバルブスリーブ13の先端側からプランジャ14を挿入することができる。
外周屈曲部17aの外周側端部は、バルブスリーブ13側(プランジャ14のバルブスリーブ13への挿入方向とは逆方向)に若干反った形状となっている(図4A参照)。このような形状とすることにより、この外周屈曲部17aをプランジャ14のバルブスリーブ13への挿入方向とは逆方向に容易に屈曲させることができる一方で、前記挿入方向には容易に屈曲しないようにすることができる。このため、プランジャ14のバルブスリーブ13への挿入を容易に行い得る一方で、プランジャ14のバルブスリーブ13からの抜け止め作用を確実なものとすることができる。
また、外周屈曲部17aに切欠き部17bを形成することによりその部分の剛性が低下するため、この外周屈曲部17aを容易に屈曲させることができ、プランジャ14のバルブスリーブ13への挿入を一層スムーズに行うことができる。この実施形態において採用した形状(U字形)はあくまでも一例であって、V字形、線状等種々の形状を適宜採用することができる。
図4Bに示すように、この抜け止めリング17の内周側には、この内周側をロッド16の軸方向に屈曲自在とする内周屈曲部17cが形成されている。この内周屈曲部17cには、中心軸周りの所定角度間隔で、抜け止めリング17の内周縁から外径側に向かうU字形の切欠き部17dが形成されている。内周屈曲部17cを形成することにより、プランジャ14に挿入されたロッド16に抜け止めリング17を嵌め込む際に、この内周屈曲部17cをロッド16の軸方向に屈曲して内径を拡径させつつロッド16の先端側から抜け止めリング17を挿入することができる。
また、内周屈曲部17cに切欠き部17dを形成することにより剛性が低下するため、この内周屈曲部17cを容易に屈曲させることができ、ロッド16への抜け止めリング17の嵌め込みを一層スムーズに行うことができる。また、切欠き部17dを形成することにより、圧力室25から第一狭窄路31を通ってリザーバ室27に至る流路を確保することができるため、確実にダンパ作用を発揮させることができる。ここで採用した形状(U字形)はあくまでも一例であって、V字形、線状等種々の形状を適宜採用することができる。
プランジャ14に対して、ロッド16からの引き抜き力が作用した場合、ロッド16のリング溝16bに嵌め込まれた抜け止めリング17がプランジャ14に当接して、ロッド16からのプランジャ14の抜け止め作用が発揮される。その一方で、プランジャ14に対してバルブスリーブ13からの引き抜き力が作用した場合、この抜け止めリング17の外周部がバルブスリーブ13の小径内径面13aの下端の段差部13bと当接して、バルブスリーブ13からのプランジャ14の抜け止め作用が発揮される(図2B参照)。
また、図5A、図5Bに示す抜け止めリング17には、図5Bに示すように、その外周側をロッド16の軸方向に屈曲自在とする外周屈曲部17aが形成されている。この外周屈曲部17aには、中心軸周りの所定角度間隔で、抜け止めリング17の外周縁から内径側に向かうU字形の切欠き部17bが形成されている。
さらに、この抜け止めリング17には、その外周縁から内周縁に至るスリット17eが形成されている。スリット17eを形成することにより、抜け止めリング17をロッド16の軸方向横側からこのロッド16に形成したリング溝16bに嵌め込むことができ、この抜け止めリング17の取り付け作業をスムーズに行うことができる。また、スリット17eを形成することにより、圧力室25から第一狭窄路31を通ってリザーバ室27に至る流路を確保することができるため、確実にダンパ作用を発揮させることができる。ここで採用したスリット17eの形状はあくまでも一例であって、その幅等を適宜変更することができる。
図4A、図4B、図5A、図5Bに示す抜け止めリング17は、その外径がバルブスリーブ13との間で摺動するプランジャ14の摺動部分の外径よりも大径となっているため、一つの抜け止めリング17で、プランジャ14がロッド16の先端部から抜けるのを防止する抜け止め作用と、プランジャ14がバルブスリーブ13の先端部から抜けるのを防止する抜け止め作用の両方の作用が発揮される。このため、例えば、図2A、図2Bに示すように、プランジャ14がロッド16の先端部から抜けるのを防止するための抜け止めリング17と、プランジャ14がバルブスリーブ13の先端部から抜けるのを防止するための抜け止めリング15を個別に採用した場合と比較して、部品点数を減らすことができ、アセンブリに要する作業工数及び製造コストの削減を図ることができる。
しかも、プランジャ14の摺動部分の外径よりも大径の抜け止めリング17を採用することにより、プランジャ14に抜け止めリング15を設ける必要がないので、図3A等に示すようにプランジャ14にテーパ溝14bを形成する必要がない。このため、このテーパ溝14bを形成するための追加工が不要となり、製造コストを大幅に低減することができる。
図6に、この実施形態に係るテンショナ(以下「実施品」という。)の反力特性と、従来のテンショナ(以下「従来品」という。)の反力特性の比較の一例を示す。
実施品として、上記実施形態で説明したテンショナを使用した。このテンショナは、図1等に示すように、底部に閉塞端を有する筒状のシリンダ10と、シリンダ10の底部から立設されたバルブスリーブ13と、バルブスリーブ13に、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャ14と、プランジャ14に、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッド16と、バルブスリーブ13とロッド16を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング19と、ロッド16とプランジャ14を互いに逆向きに付勢するバルブスプリング24と、バルブスリーブ13とプランジャ14及びロッド16との間に形成される圧力室25と、シリンダ10とバルブスリーブ13との間に形成されるリザーバ室27と、圧力室25とリザーバ室27とを連通する油通路28に設けられ、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油の圧力よりも高いときに油通路28を閉じる第一チェックバルブ30と、ロッド16とプランジャ14との間に形成される第一狭窄路31と、バルブスリーブ13とプランジャ14との間に形成され、第一狭窄路31よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路32と、圧力室25内の作動油の圧力の上昇に伴って、バルブスプリング24の付勢力に抗して第一狭窄路31を閉じる、ロッド16側に形成されたバルブシート35aと、このバルブシート35aに対向するようにプランジャ14側に形成されたシート35b面によって構成される第二チェックバルブ35と、を備え、第二チェックバルブ35を閉じたときのバルブシート35aとシート面35bとの間の隙間の大きさを、第二狭窄路32の隙間量よりも小さくした構成を採用している。
その一方で、従来品として、特許第5086171号公報の図1に示すテンショナ(実施品のプランジャ14に相当する部材が無いテンショナ。ロッドがバルブスリーブに直接摺動する。)を使用した。
この実施形態に係るテンショナに用いられるプランジャ14は、筒状の鋼製の母材を塑性加工することにより形成されている。このように塑性加工されたプランジャ14は、表面粗度が小さいため、第二チェックバルブ35を閉じたときに、ロッド16に形成されたバルブシート35aと、このプランジャ14に形成されたシート面35bとの間に生じる隙間の大きさを、第二狭窄路32の隙間量の大きさよりも小さくすることができる。このようにすることで、第二チェックバルブ35を閉じたときに、第二狭窄路32の流動抵抗に対応したダンパ作用が発揮され、補機駆動ベルト53(図14A、図14B参照)の張力を適切な状態に保つことができる。
両テンショナに対し、シリンダ10を固定した状態でばね座18を上下に加振し、ばね座18に作用する上向きの力(テンショナ反力)の変化を測定した。加振条件は以下のとおりである。
・制御方法:変位制御
・加振波形:サイン波
・加振周波数:10Hz
・制御方法:変位制御
・加振波形:サイン波
・加振周波数:10Hz
変位制御の方式として、ばね座18に作用する力(テンショナ反力)がどのように増減するかによらず、ばね座18の位置の時間変化がサイン波となるようにばね座18の変位を制御する方式を採用した。加振の振幅は、エンジンEの通常運転時にテンショナに加わる一般的な加振の振幅(例えば±0.1mm~±0.2mm程度)よりも大きい±0.5mmとした。実施品及び従来品には、いずれもばね定数が約35N/mmのリターンスプリング19を使用した。
上記の加振試験により得たテンショナ変位(ばね座18の下向きの変位)とテンショナ反力(ばね座18に作用する上向きの力)の関係の一例を図6に示す。
実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が急・緩・急の3段階の行程で変化している。すなわち、テンショナが収縮する過程で、実施品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最小値(点P1)を起点として比較的急に増加する第一行程(点P1~点P2)と、ほとんど増加せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点P2~点P3)と、比較的急に増加する第三行程(点P3~点P4)とを順に経て、テンショナ反力の最大値(点P4)まで変化する。
その後、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が急・緩・急・緩の4段階の行程で変化している。すなわち、テンショナが伸長する過程で、実施品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最大値(点P4)を起点として比較的急に減少する第一行程(点P4~点P5)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点P5~点P6)と、比較的急に減少する第三行程(点P6~点P7)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第四行程(点P7~点P1)とを順に経て、テンショナ反力の最小値(点P1)まで変化する。
これに対し、従来品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が最小値(点Q1)から最大値(点Q2)までおおむね単調に増加する。また、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が急・緩の2段階の行程で変化する。すなわち、テンショナが伸長する過程で、従来品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最大値(点Q2)を起点として比較的急に減少する第一行程(点Q2~点Q3)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点Q3~点Q1)とを順に経てテンショナ反力の最小値(点Q1)まで変化する。
つまり、実施品のテンショナは、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力の増加率が急から緩に変わる変化点P2と、テンショナ反力の増加率が緩から急に変わる変化点P3とを順に有する反力特性を示す。また、実施品のテンショナは、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P5と、テンショナ反力の減少率が緩から急に変わる変化点P6と、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P7とを順に有する反力特性を示す。
実施品のテンショナがこのような反力特性を示す理由を、図3A、図3B及び図6を参照して説明する。
<点P1~点P2>
ロッド16(図3A参照)が下降すると、プランジャ14はバルブスプリング24によって下向きに付勢されて、ロッド16と一体に下降する。プランジャ14とロッド16が一体に下降すると、圧力室25内の作動油の一部が第一狭窄路31を通って圧力室25からリザーバ室27に流出するとともに(図3A中の符号f1参照)、圧力室25内の作動油が加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が比較的急に増加する(図6の点P1~点P2)。図6の点P2において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
ロッド16(図3A参照)が下降すると、プランジャ14はバルブスプリング24によって下向きに付勢されて、ロッド16と一体に下降する。プランジャ14とロッド16が一体に下降すると、圧力室25内の作動油の一部が第一狭窄路31を通って圧力室25からリザーバ室27に流出するとともに(図3A中の符号f1参照)、圧力室25内の作動油が加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が比較的急に増加する(図6の点P1~点P2)。図6の点P2において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
<点P2~点P3>
ロッド16がさらに下降すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回り、プランジャ14が上昇する。この間は、ロッド16の下降に伴いプランジャ14が上昇するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。このとき、圧力室25の体積がほとんど変化しないため、第一狭窄路31および第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P3において、シート面35bがバルブシート35aに着座して第二チェックバルブ35が閉じた状態となり、プランジャ14の上昇が停止する(図3B参照)。
ロッド16がさらに下降すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回り、プランジャ14が上昇する。この間は、ロッド16の下降に伴いプランジャ14が上昇するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。このとき、圧力室25の体積がほとんど変化しないため、第一狭窄路31および第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P3において、シート面35bがバルブシート35aに着座して第二チェックバルブ35が閉じた状態となり、プランジャ14の上昇が停止する(図3B参照)。
この発明の構成においては、バルブシート35aの表面を対向するシート面35bに向かう凸状に形成したことにより(図1参照)、シート面35bをシートバルブ35aに着座させた際(図3B参照)に高い当接圧が確保され、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れが確実に防止される。
<点P3~点P4>
図6の点P3においては、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図3B参照)、ロッド16がさらに下降すると、プランジャ14もロッド16と一体に下降する。この下降に伴って、圧力室25内の作動油がさらに加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が再び急に増加する(図6の点P3~点P4)。このとき、第二チェックバルブ35が閉じているため、第一狭窄路31には作動油が流れず、圧力室25内の作動油の一部が、第二狭窄路32を通って圧力室25からリザーバ室27に流出する(図3B中の符号f2参照)。
図6の点P3においては、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図3B参照)、ロッド16がさらに下降すると、プランジャ14もロッド16と一体に下降する。この下降に伴って、圧力室25内の作動油がさらに加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が再び急に増加する(図6の点P3~点P4)。このとき、第二チェックバルブ35が閉じているため、第一狭窄路31には作動油が流れず、圧力室25内の作動油の一部が、第二狭窄路32を通って圧力室25からリザーバ室27に流出する(図3B中の符号f2参照)。
<点P4~点P5>
図6の点P4においては、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回っているので、ロッド16(図3B参照)が上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力が低下し、テンショナ反力が比較的急に減少する(図6の点P4~点P5)。このとき、第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。また、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図3B参照)、第一狭窄路31にも作動油は流れない。図6の点P5において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
図6の点P4においては、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回っているので、ロッド16(図3B参照)が上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力が低下し、テンショナ反力が比較的急に減少する(図6の点P4~点P5)。このとき、第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。また、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図3B参照)、第一狭窄路31にも作動油は流れない。図6の点P5において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
<点P5~点P6>
ロッド16がさらに上昇すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を下回り、プランジャ14が下降する。この間は、ロッド16の上昇に伴いプランジャ14が下降するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P6において、プランジャ14の下方の移動がプランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止され、プランジャ14の下降が停止する(図3A参照)。
ロッド16がさらに上昇すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を下回り、プランジャ14が下降する。この間は、ロッド16の上昇に伴いプランジャ14が下降するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P6において、プランジャ14の下方の移動がプランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止され、プランジャ14の下降が停止する(図3A参照)。
<点P6~点P7>
図6の点P6においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止されているので(図3A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25の体積が増加するため、圧力室25内の作動油の圧力が再び減少し始め、テンショナ反力が再び急に減少する(図6の点P6~点P7)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P7において、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油と同等の圧力まで低下し、圧力室25内の作動油の加圧が完全に解放される。
図6の点P6においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止されているので(図3A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25の体積が増加するため、圧力室25内の作動油の圧力が再び減少し始め、テンショナ反力が再び急に減少する(図6の点P6~点P7)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P7において、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油と同等の圧力まで低下し、圧力室25内の作動油の加圧が完全に解放される。
<点P7~点P1>
図6の点P7においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止されているので(図3A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の圧力を下回って第一チェックバルブ30が開き、作動油が油通路28を通ってリザーバ室27から圧力室25に流れる。そのため、圧力室25内の作動油の圧力はほとんど変化せず、テンショナ反力もほぼ一定となる(図6の点P7~点P1)。
図6の点P7においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止されているので(図3A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の圧力を下回って第一チェックバルブ30が開き、作動油が油通路28を通ってリザーバ室27から圧力室25に流れる。そのため、圧力室25内の作動油の圧力はほとんど変化せず、テンショナ反力もほぼ一定となる(図6の点P7~点P1)。
以上のとおり、実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が所定値(図6の点P2のときの値)に達すると、プランジャ14が上昇して圧力室25の体積の変化を吸収し、その間、テンショナ反力がほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。そのため、実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力の増加率が急から緩に変わる変化点P2と、テンショナ反力の増加率が緩から急に変わる変化点P3とを順に有する反力特性を示す。
その一方で、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が所定値(図6の点P5のときの値)に達すると、プランジャ14が下降して圧力室25の体積の変化を吸収し、その間、テンショナ反力がほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。そのため、実施品は、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P5と、テンショナ反力の減少率が緩から急に変わる変化点P6とを順に有する反力特性を示す。
実施品のテンショナは、上述の反力特性を有することにより、エンジンEの通常運転時には、テンショナ反力の大きさを小さく抑えて、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力を小さく抑えることができる。その一方で、ISG51によるエンジンEの再始動時には、大きいテンショナ反力を発生させて、図14Bに示す補機駆動ベルト53とISGプーリP2の間のスリップを確実に防止することができる。
すなわち、エンジンEの通常運転時には、図6中に符号S1で示すように、テンショナが、上記の加振試験で行った±0.5mmよりも小さい振幅(例えば±0.1mm~±0.2mm程度の振幅)で変位する。このとき、テンショナ反力は、テンショナが収縮する過程では、点P1を起点として、点P2を経て、点P2と点P3の間の値まで増加し、その後、テンショナが伸長する過程では、点P2と点P3の間の値を起点として、点P5と点P6の間の値まで減少し、さらに点P6と点P7とを順に経て、点P1まで減少する。このように、実施品のテンショナを使用すると、エンジンEの通常運転時には、テンショナ反力の最大値を点P2と点P3の間の値に抑えることができ、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力を小さく抑えて、エンジンEの低燃費化を図ることができる。
その一方で、ISG51によるエンジンEの再始動時には、テンショナは、図6中に符号S2で示すように、上記の加振試験で行った±0.5mmの振幅の最大値か、その近傍まで収縮する。このとき、テンショナ反力は、点P4かその近傍まで増加する。実施品のテンショナによると、再始動時のように、テンショナ変位が大きい領域で、大きいテンショナ反力を発生させることができ、図14Bに示すベルト53とISGプーリP2の間のスリップを確実に防止することができる。
これに対し、従来品のテンショナでは、エンジンEの通常運転時には、補機駆動ベルト53の張力が過大となりやすい傾向がある。すなわち、図6中に符号S1で示す振幅でテンショナが変位するとき、テンショナが収縮する過程では、テンショナ反力が、点Q1を起点として、点Q1と点Q2の間の値まで増加し、その後、テンショナが収縮する過程では、点Q1と点Q2の間の値を起点として、点Q3と点Q1の間の値まで減少し、さらに点Q1まで減少する。このように、従来品のテンショナを使用すると、通常運転時には、テンショナ反力の最大値が点Q1と点Q2の間の値まで増加するので、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力が過大となりやすく、エンジンEの低燃費化を図ることが難しい。
また、従来品のテンショナは、ISG51によるエンジンEの再始動時には、大きいテンショナ反力を発生させることが難しい。すなわち、テンショナが、図6中に符号S2で示すように、上記の加振試験で行った±0.5mmの振幅の最大値かその近傍まで収縮したとき、テンショナ反力は、点Q2かその近傍までしか増加しない。そのため、再始動時に、図14Bに示す補機駆動ベルト53とISGプーリP2の間にスリップが生じやすい。
上記の第一実施形態に係るテンショナはあくまでも例示であって、補機駆動ベルト53のベルト張力を、通常運転時及びISG51によるエンジン再始動時のいずれにおいても常時適切な大きさに調節する、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各部材の形状や配置は適宜変更することができる。
この発明に係る油圧式オートテンショナ(以下において、適宜、単にテンショナという。)の第二実施形態を図7に示す。図7に示すように、シリンダ10は底部に閉塞端を有し、その底部の下面側にプーリアーム55(図14A、図14B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が形成されている。この軸挿入孔11a内には、筒状の支点軸11bと、その支点軸11bを回転自在に支持する滑り軸受11cとが組み込まれている。プーリアーム55は、支点軸11bに挿通されたボルト(図示せず)によって、連結片11に対し揺動自在に取り付けられる。
シリンダ10の底部には、バルブスリーブ嵌合孔12が形成され、そのバルブスリーブ嵌合孔12に、鋼製のバルブスリーブ13が立設されている。バルブスリーブ13には、このバルブスリーブ13と軸方向に摺動自在に、筒状のプランジャ14が挿通されている。このプランジャ14は、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に沿って摺動する。プランジャ14の上端部には径方向外向きのフランジ14aが、外周下部には下側ほど外径が大径となるテーパ溝14bがそれぞれ形成されている。フランジ14aの上面内径側は、後述する第二チェックバルブ35のシート面35bとなっている。このシート面35bは、第二チェックバルブ35の後述するバルブシート35aに向かうように、凸状に形成されている。
プランジャ14の外周下部に形成されたテーパ溝14bには、周方向の一部に切れ目が形成された抜け止めリング15が設けられている。この抜け止めリング15は、自然状態での外径がプランジャ14の外径より大きい。
プランジャ14には、このプランジャ14と軸方向に摺動自在にロッド16が挿通されている。このロッド16の上部側は、プランジャ14への挿通部分よりも大径の大径軸部16aであり、この大径軸部16aの下端部が、第二チェックバルブ35のバルブシート35aとなっている。このバルブシート35aは、プランジャ14に形成されたシート面35bに向かうように、凸状に形成されている。
ロッド16の外周下部には、リング溝16bが形成されている。このリング溝16bには、周方向の一部に切れ目が形成された抜け止めリング17が設けられている。この抜止めリング17は、自然状態での外径がロッド16の外径より大きい。
ロッド16のシリンダ10の外部に位置する上端部には、ばね座18が設けられている。そのばね座18とシリンダ10の内底面間には、バルブスリーブ13(シリンダ10)とロッド16(ばね座18)を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング19が組み込まれている。
ばね座18の上端には、エンジンE(図14A、図14B参照)に連結される連結片20が設けられている。連結片20には、一側面から他側面に貫通するスリーブ挿入孔20aが形成されている。このスリーブ挿入孔20a内には、スリーブ20bと、そのスリーブ20bを回転自在に支持する滑り軸受20cとが組み込まれている。連結片20は、スリーブ20bに挿通されたボルト(図示せず)によって、エンジンEに対し揺動自在に取り付けられる。
ばね座18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21と、リターンスプリング19の上部を覆う筒状のスプリングカバー22とが一体的に成形される。このばね座18として、アルミのダイキャスト成形品や、熱硬化性樹脂等の樹脂の成形品を採用することができる。スプリングカバー22は、ばね座18の成形時にインサート成形される筒体23によって外周の全体が覆われている。この筒体23として、鋼板のプレス成形品を採用することができる。
プランジャ14に形成されたフランジ14aとばね座18の対向面間には、バルブスプリング24が組み込まれている。バルブスプリング24は、プランジャ14をロッド16に対して下向きに付勢している。ロッド16に設けられた抜け止めリング17は、ロッド16の下端部に形成されたリング溝16b、及び、プランジャ14の下端部と係合可能となっていて、ロッド16からのプランジャ14の抜け止め作用が発揮される。
バルブスリーブ13とプランジャ14及びロッド16の下端部との間には、圧力室25が形成される。この圧力室25の容量は、オートテンショナを伸縮して、プランジャ14又はロッド16の少なくとも一方がバルブスリーブ13に対して軸方向に相対移動することによって変化する。
シリンダ10の上側開口部内には、シール部材26としてのオイルシール(以下において、シール部材26と同じ符号を付する。)が組込まれている。そのオイルシール26の内周が、筒体23の外周面に弾性接触してシリンダ10の上側開口を閉塞し、シリンダ10の内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止し、かつ、ダストの内部への侵入を防止している。
このオイルシール26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27が形成される。リザーバ室27と圧力室25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28、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29を介して連通している。
バルブスリーブ13の下端部には第一チェックバルブ30が組み込まれている。第一チェックバルブ30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30aの弁孔30bを圧力室25側から開閉する鋼製のチェックボール30cと、そのチェックボール30cを弁孔30bに向けて付勢するスプリング30dと、チェックボール30cの開閉量を規制するリテーナ30eとから構成される。圧力室25内の作動油の圧力が、リザーバ室27内の作動油の圧力より高くなると、チェックボール30cが弁孔30bを閉じ、圧力室25と油通路28の連通を遮断して、圧力室25内の作動油が油通路28を通ってリザーバ室27に流れるのを防止する。
ロッド16とプランジャ14の摺動面間には、円筒状の第一狭窄路31が形成されている。また、プランジャ14とバルブスリーブ13の摺動面間には、円筒状の第二狭窄路32が形成されている。第二狭窄路32の隙間量は第一狭窄路31の隙間量より小さく、その隙間量の相違から、第二狭窄路32の流動抵抗の方が、第一狭窄路31の流動抵抗より大きくなっている。第一狭窄路31又は第二狭窄路32を通って、作動油が圧力室25からリザーバ室27に流動する際の流動抵抗によってダンパ作用が発揮される。ロッド16に設けられた抜け止めリング17には、その周方向の一部に切れ目が形成されており、この切れ目によって、第一狭窄路31とリザーバ室27が連通した状態となっている。
第一狭窄路31の隙間量は、図14Aに示すエンジンEの通常運転時において、補機駆動ベルト53の張力変動を吸収可能なダンパ力が発揮されるように設定される。その一方で、第二狭窄路32の隙間量は、図14Bに示すISG51によるエンジンEの再始動時に、バルブスリーブ13にロッド16が急激に押し込まれるのを防止可能なダンパ力が発揮されるように設定される。
ロッド16とプランジャ14の間には、エンジン再始動時に伴う圧力上昇時に、第一狭窄路31を閉塞する第二チェックバルブ35が構成される。ロッド16の大径軸部16aの下端側がバルブシート35aとして、プランジャ14のフランジ14aの上面内径側がシート面35bとしてそれぞれ機能する。圧力室25内の圧力によって、プランジャ14がバルブスプリング24の付勢力に抗して上昇すると、バルブシート35aにシート面35bが着座する。これにより、第一狭窄路31が閉じられた状態となる。バルブシート35aは曲率rを有する曲面からなる凸形状であり、その曲率rは、ロッド小径部の半径(r1)よりも大きく、その10倍よりも小さいことが好ましい。具体的には曲率r=5.3~53の範囲となることが好ましい。さらに好ましくは、バルブシート35aは、対向するプランジャ14のシート面35bのプランジャ軸線に対する角度が30°以上となる組み合わせが望ましい。
図8Aに示すように、バルブシート35aの表面は、対向するシート面35bに向かうように、凸状に形成されている。また、シート面35bの表面は、対向するバルブシート35aに向かうように、凸状に形成されている。このように、バルブシート35a及びシート面35bの表面を凸状とすることにより、図8Bに示すように、バルブシート35a及びシート面35bを当接させた際に、接触面積を極力小さくすることができ、大きな接触圧を確保することができる。このため、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れを防止することができ、ISGによるエンジン再始動不良を確実に防止することができる。シート面35bは、曲率rを有する曲面からなる凸形状であり、その曲率rは、バルブシート35aの曲率rと同程度か若しくは大きいことが好ましい。
バルブシート35a及びシート面35bの両方を凸状とする代わりに、図8Cに示すように、バルブシート35aの表面を凸状とし、シート面35bの表面を平面とすることもできる。この場合においても、図8Dに示すように、バルブシート35a及びシート面35bを当接させた際に、接触面積を極力小さくすることができ、大きな接触圧を確保することができるためである。図示はしないが、バルブシート35aの表面を平面に、シート面35bの表面を凸状とすることもできる。
プランジャ14にバルブスリーブ13からの引き抜き力が作用すると、プランジャ14に設けた抜け止めリング15が、バルブスリーブ13の小径内径面13aの下端の段差部13bに当接する。この当接によって、バルブスリーブ13の上端からプランジャ14が抜けるのを防止することができる。
図14A、図14Bに示すベルト伝動装置においては、テンションプーリ54は、補機駆動ベルト53に緩みが生じやすい、クランクプーリP1のベルト進行方向側(クランクプーリP1とISGプーリP2との間)に設けられる。このテンションプーリ54を揺動自在に支持するプーリアーム55は、テンショナのシリンダ10の底部側の連結片11に、エンジンEは、このテンショナのばね座18の上端側の連結片20にそれぞれ取り付けられる。
図7に示すテンショナの作用について説明する。エンジンEの運転時において、補機50の負荷変動等によって補機駆動ベルト53の張力が小さくなると、リターンスプリング19の付勢力によって、シリンダ10(バルブスリーブ13)とばね座18(ロッド16)が互いに逆向きに付勢される。このとき、ロッド16がバルブスリーブ13から抜ける方向に相対移動し、圧力室25の体積が拡大する。その結果、リザーバ室27内の作動油の圧力よりも圧力室25内の作動油の圧力の方が低くなる。このため、第一チェックバルブ30が開いた状態となって、油通路28及び油溜り29を通ってリザーバ室27から圧力室25に作動油がスムーズに流れ、テンショナの全長が伸長して、補機駆動ベルト53の緩みが直ちに吸収される。
その一方で、補機駆動ベルト53の張力が高くなると、補機駆動ベルト53からテンショナの全長を短縮する押し込み力が作用し、バルブスリーブ13内にロッド16が押し込まれる。このとき、圧力室25の体積が減少し、リザーバ室27内の作動油の圧力よりも圧力室25内の作動油の圧力の方が高くなるため、第一チェックバルブ30のチェックボール30cが弁孔30bを閉鎖する。
通常運転時においては、補機駆動ベルト53の張力上昇がそれほど急激ではなく、圧力室25内の作動油の圧力上昇はそれほど大きくないため、図9Aに示すように、バルブスプリング24の付勢力によって第二チェックバルブ35は開いたままの状態となる。このため、圧力室25内の作動油が、第一狭窄路31を通ってリザーバ室27に流れ(図9A中の矢印f1参照)、この第一狭窄路31を通る際の流動抵抗によって、圧力室25にダンパ力が発生する。このダンパ力によって前記押し込み力が緩衝され、補機駆動ベルト53は適正張力に保持される。
その一方で、エンジン再始動時においては、通常運転時と比較して補機駆動ベルト53の張力上昇が急激に生じ、圧力室25内の作動油の圧力が急激に上昇する。この急激な圧力上昇に伴って、プランジャ14がバルブスプリング24の付勢力に抗して上昇する。そして、図9Bに示すように、バルブシート35aにシート面35bが着座して、第二チェックバルブ35が閉じた状態となる。第二チェックバルブ35が閉じられると、圧力室25内の作動油は、第二狭窄路32を通ってリザーバ室27に流れる(図9B中の矢印f2参照)。
上述したように、第二狭窄路32の流動抵抗は、第一狭窄路31の流動抵抗よりも大きいため、圧力室25内の作動油は、第一狭窄路31を流れる場合と比較して、第二狭窄路32をゆっくりと流れる。このため、圧力室25の急激な圧力低下が生じず、エンジンEの再始動時におけるベルト張力を維持するための十分なダンパ作用が発揮され、補機駆動ベルト53とプーリP1からP3との間のスリップを防止することができる。
この実施形態によると、エンジンEの通常運転時に、圧力室25内の作動油を流動抵抗の小さな第一狭窄路31からリザーバ室27に流し、エンジンEの再始動時に、圧力室25内の作動油を流動抵抗の大きな第二狭窄路32からリザーバ室27に流すことができるので、エンジンEの通常運転時及び再始動時のそれぞれにおいて、補機駆動ベルト53に適正な張力を付与することができる。しかも、バルブシート35aの表面を対向するシート面35bに向かう凸状に形成するとともに、シート面35bの表面を対向するバルブシート35aに向かう凸状に形成したことにより、このバルブシート35aとシート面35bを当接させた際に高い当接圧を確保することができ、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れを確実に防止することができる。
しかも、ロッド16をプランジャ14に挿通しているので、このロッド16とプランジャ14の寸法誤差が大きい場合や、オートテンショナにモーメント荷重が作用した場合においても、ロッド16とプランジャ14との間の同軸を確保することができ、この第二チェックバルブ35を確実に閉弁することができる。このため、補機駆動ベルト53の十分な張力を確保して、ISG51によるエンジン再始動不良を確実に防止することができる。
図6に、この実施形態に係るテンショナ(以下「実施品」という。)の反力特性と、従来のテンショナ(以下「従来品」という。)の反力特性の比較の一例を示す。
実施品としては、上記実施形態で説明したテンショナを使用した。このテンショナは、図7等に示すように、底部に閉塞端を有する筒状のシリンダ10と、シリンダ10の底部から立設されたバルブスリーブ13と、バルブスリーブ13に、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャ14と、プランジャ14に、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッド16と、バルブスリーブ13とロッド16を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング19と、ロッド16とプランジャ14を互いに逆向きに付勢するバルブスプリング24と、バルブスリーブ13とプランジャ14及びロッド16との間に形成される圧力室25と、シリンダ10とバルブスリーブ13との間に形成されるリザーバ室27と、圧力室25とリザーバ室27とを連通する油通路28に設けられ、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油の圧力よりも高いときに油通路28を閉じる第一チェックバルブ30と、ロッド16とプランジャ14との間に形成される第一狭窄路31と、バルブスリーブ13とプランジャ14との間に形成され、第一狭窄路31よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路32と、圧力室25内の作動油の圧力の上昇に伴って、バルブスプリング24の付勢力に抗して第一狭窄路31を閉じる、ロッド16側に形成されたバルブシート35aと、このバルブシート35aに対向するようにプランジャ14側に形成されたシート面35bによって構成される第二チェックバルブ35を備え、バルブシート35a及びシート面35bが、対向するバルブシート35a又はシート面35b側に向かうように凸状に形成されている。
また、従来品としては、特許第5086171号公報の図1に示すテンショナ(実施品のプランジャ14に相当する部材が無いテンショナ。ロッドがバルブスリーブに直接摺動する。)を使用した。
両テンショナに対し、シリンダ10を固定した状態でばね座18を上下に加振し、ばね座18に作用する上向きの力(テンショナ反力)の変化を測定した。加振条件は以下のとおりである。
・制御方法:変位制御
・加振波形:サイン波
・加振周波数:10Hz
・制御方法:変位制御
・加振波形:サイン波
・加振周波数:10Hz
変位制御の方式として、ばね座18に作用する力(テンショナ反力)がどのように増減するかによらず、ばね座18の位置の時間変化がサイン波となるようにばね座18の変位を制御する方式を採用した。加振の振幅は、エンジンEの通常運転時にテンショナに加わる一般的な加振の振幅(例えば±0.1mm~±0.2mm程度)よりも大きい±0.5mmとした。実施品及び従来品には、いずれもばね定数が約35N/mmのリターンスプリング19を使用した。
上記の加振試験により得たテンショナ変位(ばね座18の下向きの変位)とテンショナ反力(ばね座18に作用する上向きの力)の関係の一例を図6に示す。
実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が急・緩・急の3段階の行程で変化している。すなわち、テンショナが収縮する過程で、実施品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最小値(点P1)を起点として比較的急に増加する第一行程(点P1~点P2)と、ほとんど増加せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点P2~点P3)と、比較的急に増加する第三行程(点P3~点P4)とを順に経て、テンショナ反力の最大値(点P4)まで変化する。
その後、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が急・緩・急・緩の4段階の行程で変化している。すなわち、テンショナが伸長する過程で、実施品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最大値(点P4)を起点として比較的急に減少する第一行程(点P4~点P5)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点P5~点P6)と、比較的急に減少する第三行程(点P6~点P7)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第四行程(点P7~点P1)とを順に経て、テンショナ反力の最小値(点P1)まで変化する。
これに対し、従来品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が最小値(点Q1)から最大値(点Q2)までおおむね単調に増加する。また、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が急・緩の2段階の行程で変化する。すなわち、テンショナが伸長する過程で、従来品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最大値(点Q2)を起点として比較的急に減少する第一行程(点Q2~点Q3)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点Q3~点Q1)とを順に経てテンショナ反力の最小値(点Q1)まで変化する。
つまり、実施品のテンショナは、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力の増加率が急から緩に変わる変化点P2と、テンショナ反力の増加率が緩から急に変わる変化点P3とを順に有する反力特性を示す。また、実施品のテンショナは、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P5と、テンショナ反力の減少率が緩から急に変わる変化点P6と、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P7とを順に有する反力特性を示す。
実施品のテンショナがこのような反力特性を示す理由を、図9A、図9B及び図6を参照して説明する。
<点P1~点P2>
ロッド16(図9A参照)が下降すると、プランジャ14はバルブスプリング24によって下向きに付勢されて、ロッド16と一体に下降する。プランジャ14とロッド16が一体に下降すると、圧力室25内の作動油の一部が第一狭窄路31を通って圧力室25からリザーバ室27に流出するとともに(図9A中の符号f1参照)、圧力室25内の作動油が加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が比較的急に増加する(図6の点P1~点P2)。図6の点P2において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
ロッド16(図9A参照)が下降すると、プランジャ14はバルブスプリング24によって下向きに付勢されて、ロッド16と一体に下降する。プランジャ14とロッド16が一体に下降すると、圧力室25内の作動油の一部が第一狭窄路31を通って圧力室25からリザーバ室27に流出するとともに(図9A中の符号f1参照)、圧力室25内の作動油が加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が比較的急に増加する(図6の点P1~点P2)。図6の点P2において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
<点P2~点P3>
ロッド16がさらに下降すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回り、プランジャ14が上昇する。この間は、ロッド16の下降に伴いプランジャ14が上昇するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。このとき、圧力室25の体積がほとんど変化しないため、第一狭窄路31および第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P3において、シート面35bがバルブシート35aに着座して第二チェックバルブ35が閉じた状態となり、プランジャ14の上昇が停止する(図9B参照)。
ロッド16がさらに下降すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回り、プランジャ14が上昇する。この間は、ロッド16の下降に伴いプランジャ14が上昇するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。このとき、圧力室25の体積がほとんど変化しないため、第一狭窄路31および第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P3において、シート面35bがバルブシート35aに着座して第二チェックバルブ35が閉じた状態となり、プランジャ14の上昇が停止する(図9B参照)。
この発明の構成においては、バルブシート35aの表面を対向するシート面35bに向かう凸状に形成するとともに、シート面35bの表面を対向するバルブシート35aに向かう凸状に形成することにより(図8A参照)、シート面35bをバルブシート35aに着座させた際(図8B参照)に高い当接圧が確保され、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れが確実に防止されている。なお、バルブシート35aの表面を対向するシート面35bに向かう凸状に形成する一方で、シート面35bの表面を平面とする場合、又は、バルブシート35aの表面を平面とする一方で、シート面35bの表面を対向するバルブシート35aに向かう凸状に形成する場合も、同様の作用効果を得ることができる。
<点P3~点P4>
図6の点P3においては、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図9B参照)、ロッド16がさらに下降すると、プランジャ14もロッド16と一体に下降する。この下降に伴って、圧力室25内の作動油がさらに加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が再び急に増加する(図6の点P3~点P4)。このとき、第二チェックバルブ35が閉じているため、第一狭窄路31には作動油が流れず、圧力室25内の作動油の一部が、第二狭窄路32を通って圧力室25からリザーバ室27に流出する(図9B中の符号f2参照)。
図6の点P3においては、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図9B参照)、ロッド16がさらに下降すると、プランジャ14もロッド16と一体に下降する。この下降に伴って、圧力室25内の作動油がさらに加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が再び急に増加する(図6の点P3~点P4)。このとき、第二チェックバルブ35が閉じているため、第一狭窄路31には作動油が流れず、圧力室25内の作動油の一部が、第二狭窄路32を通って圧力室25からリザーバ室27に流出する(図9B中の符号f2参照)。
<点P4~点P5>
図6の点P4においては、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回っているので、ロッド16(図9B参照)が上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力が低下し、テンショナ反力が比較的急に減少する(図6の点P4~点P5)。このとき、第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。また、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図9B参照)、第一狭窄路31にも作動油は流れない。図6の点P5において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
図6の点P4においては、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回っているので、ロッド16(図9B参照)が上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力が低下し、テンショナ反力が比較的急に減少する(図6の点P4~点P5)。このとき、第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。また、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図9B参照)、第一狭窄路31にも作動油は流れない。図6の点P5において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
<点P5~点P6>
ロッド16がさらに上昇すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を下回り、プランジャ14が下降する。この間は、ロッド16の上昇に伴いプランジャ14が下降するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P6において、プランジャ14の下方の移動がプランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止され、プランジャ14の下降が停止する(図9A参照)。
ロッド16がさらに上昇すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を下回り、プランジャ14が下降する。この間は、ロッド16の上昇に伴いプランジャ14が下降するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P6において、プランジャ14の下方の移動がプランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止され、プランジャ14の下降が停止する(図9A参照)。
<点P6~点P7>
図6の点P6においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止されているので(図9A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25の体積が増加するため、圧力室25内の作動油の圧力が再び減少し始め、テンショナ反力が再び急に減少する(図6の点P6~点P7)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P7において、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油と同等の圧力まで低下し、圧力室25内の作動油の加圧が完全に解放される。
図6の点P6においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止されているので(図9A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25の体積が増加するため、圧力室25内の作動油の圧力が再び減少し始め、テンショナ反力が再び急に減少する(図6の点P6~点P7)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P7において、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油と同等の圧力まで低下し、圧力室25内の作動油の加圧が完全に解放される。
<点P7~点P1>
図6の点P7においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止されているので(図9A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の圧力を下回って第一チェックバルブ30が開き、作動油が油通路28を通ってリザーバ室27から圧力室25に流れる。そのため、圧力室25内の作動油の圧力はほとんど変化せず、テンショナ反力もほぼ一定となる(図6の点P7~点P1)。
図6の点P7においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と抜け止めリング17との当接によって阻止されているので(図9A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の圧力を下回って第一チェックバルブ30が開き、作動油が油通路28を通ってリザーバ室27から圧力室25に流れる。そのため、圧力室25内の作動油の圧力はほとんど変化せず、テンショナ反力もほぼ一定となる(図6の点P7~点P1)。
以上のとおり、実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が所定値(図6の点P2のときの値)に達すると、プランジャ14が上昇して圧力室25の体積の変化を吸収し、その間、テンショナ反力がほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。そのため、実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力の増加率が急から緩に変わる変化点P2と、テンショナ反力の増加率が緩から急に変わる変化点P3とを順に有する反力特性を示す。
その一方で、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が所定値(図6の点P5のときの値)に達すると、プランジャ14が下降して圧力室25の体積の変化を吸収し、その間、テンショナ反力がほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。そのため、実施品は、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P5と、テンショナ反力の減少率が緩から急に変わる変化点P6とを順に有する反力特性を示す。
実施品のテンショナは、上述の反力特性を有することにより、エンジンEの通常運転時には、テンショナ反力の大きさを小さく抑えて、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力を小さく抑えることができる。その一方で、ISG51によるエンジンEの再始動時には、大きいテンショナ反力を発生させて、図14Bに示す補機駆動ベルト53とISGプーリP2の間のスリップを確実に防止することができる。
すなわち、エンジンEの通常運転時には、図6中に符号S1で示すように、テンショナが、上記の加振試験で行った±0.5mmよりも小さい振幅(例えば±0.1mm~±0.2mm程度の振幅)で変位する。このとき、テンショナ反力は、テンショナが収縮する過程では、点P1を起点として、点P2を経て、点P2と点P3の間の値まで増加し、その後、テンショナが伸長する過程では、点P2と点P3の間の値を起点として、点P5と点P6の間の値まで減少し、さらに点P6と点P7とを順に経て、点P1まで減少する。このように、実施品のテンショナを使用すると、エンジンEの通常運転時には、テンショナ反力の最大値を点P2と点P3の間の値に抑えることができ、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力を小さく抑えて、エンジンEの低燃費化を図ることができる。
その一方で、ISG51によるエンジンEの再始動時には、テンショナは、図6中に符号S2で示すように、上記の加振試験で行った±0.5mmの振幅の最大値か、その近傍まで収縮する。このとき、テンショナ反力は、点P4かその近傍まで増加する。実施品のテンショナによると、再始動時のように、テンショナ変位が大きい領域で、大きいテンショナ反力を発生させることができ、図14Bに示す補機駆動ベルト53とISGプーリP2の間のスリップを確実に防止することができる。
これに対し、従来品のテンショナでは、エンジンEの通常運転時には、補機駆動ベルト53の張力が過大となりやすい傾向がある。すなわち、図6中に符号S1で示す振幅でテンショナが変位するとき、テンショナが収縮する過程では、テンショナ反力が、点Q1を起点として、点Q1と点Q2の間の値まで増加し、その後、テンショナが収縮する過程では、点Q1と点Q2の間の値を起点として、点Q3と点Q1の間の値まで減少し、さらに点Q1まで減少する。このように、従来品のテンショナを使用すると、通常運転時には、テンショナ反力の最大値が点Q1と点Q2の間の値まで増加するので、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力が過大となりやすく、エンジンEの低燃費化を図ることが難しい。
また、従来品のテンショナは、ISG51によるエンジンEの再始動時には、大きいテンショナ反力を発生させることが難しい。すなわち、テンショナが、図6中に符号S2で示すように、上記の加振試験で行った±0.5mmの振幅の最大値かその近傍まで収縮したとき、テンショナ反力は、点Q2かその近傍までしか増加しない。そのため、再始動時に、図14Bに示す補機駆動ベルト53とISGプーリP2の間にスリップが生じやすい。
上記の第二実施形態に係るテンショナはあくまでも例示であって、補機駆動ベルト53のベルト張力を、通常運転時及びISGによるエンジン再始動時のいずれにおいても常時適切な大きさに調節する、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各部材の形状や配置は適宜変更することができる。特に、第二チェックバルブ35を構成するバルブシート35a(ロッド16の大径軸部16aの下端部)やシート面35b(プランジャ14のフランジ14aの上面内径側)の形状は、このバルブシート35aとシート面35bが当接した際に高い当接圧を確保し得る限りにおいて、適宜変更することができる。
この発明に係る油圧式オートテンショナ(以下において、適宜、単にテンショナという。)の第一実施形態を図10に、その要部を図11にそれぞれ示す。図10に示すように、シリンダ10は底部に閉塞端を有し、その底部の下面側にプーリアーム55(図14A、図14B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が形成されている。この軸挿入孔11a内には、筒状の支点軸11bと、その支点軸11bを回転自在に支持する滑り軸受11cとが組み込まれている。プーリアーム55は、支点軸11bに挿通されたボルト(図示せず)によって、連結片11に対し揺動自在に取り付けられる。
シリンダ10の底部には、バルブスリーブ嵌合孔12が形成され、そのバルブスリーブ嵌合孔12に、鋼製のバルブスリーブ13が立設されている。バルブスリーブ13には、このバルブスリーブ13と軸方向に摺動自在に、筒状のプランジャ14が挿通されている。このプランジャ14は、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に沿って摺動する。プランジャ14の上端部には径方向外向きのフランジ14aが、外周下部には下側ほど外径が大径となるテーパ溝14bがそれぞれ形成されている。フランジ14aの上面内径側は、後述する第二チェックバルブ35のシート面35bとなっている。
プランジャ14の外周下部に形成されたテーパ溝14bには、周方向の一部に切れ目が形成された抜け止めリング15が設けられている。この抜止めリング15は、自然状態での外径がプランジャ14の外径より大きい。
プランジャ14には、このプランジャ14と軸方向に摺動自在にロッド16が挿通されている。このロッド16は、ロッド本体16cと係止部材16dとを有している。
ロッド本体16cは、その上部側に、プランジャ14への挿通部分よりも大径の大径軸部16aが同軸に連設された円柱状の部材である。この大径軸部16aの下端部が、第二チェックバルブ35のバルブシート35aとなっている。このバルブシート35aは、プランジャ14に形成されたシート面35bに向かうように、凸状に形成されている。
係止部材16dは、リング状部材であって、ロッド本体16cの先端部(下端部)に緩みなく嵌合する内径を有している。そして、その内径面には、この係止部材16dの軸方向全長に亘る導油溝16eが、周方向に等間隔で4本形成されている(図11参照)。この導油溝16eを形成することによって、圧力室25から第一狭窄路31に至る作動油の流路が確保される。この係止部材16dは、ロッド本体16cをプランジャ14に挿通した後に、ロッド本体16cの先端部に、圧入、加締め、加圧結合等の結合手段によって一体化される。なお、この導油溝16eの本数、形状、配置等はあくまでも一例であって、その機能を発揮し得る限りにおいて、これらを適宜変更することができる。
ロッド16のシリンダ10の外部に位置する上端部には、ばね座18が設けられている。そのばね座18とシリンダ10の内底面間には、バルブスリーブ13(シリンダ10)とロッド16(ばね座18)を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング19が組み込まれている。
ばね座18の上端には、エンジンE(図14A、図14B参照)に連結される連結片20が設けられている。連結片20には、一側面から他側面に貫通するスリーブ挿入孔20aが形成されている。このスリーブ挿入孔20a内には、スリーブ20bと、そのスリーブ20bを回転自在に支持する滑り軸受20cとが組み込まれている。連結片20は、スリーブ20bに挿通されたボルト(図示せず)によって、エンジンEに対し揺動自在に取り付けられる。
ばね座18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21と、リターンスプリング19の上部を覆う筒状のスプリングカバー22とが一体的に成形される。このばね座18として、アルミのダイキャスト成形品や、熱硬化性樹脂等の樹脂の成形品を採用することができる。スプリングカバー22は、ばね座18の成形時にインサート成形される筒体23によって外周の全体が覆われている。この筒体23として、鋼板のプレス成形品を採用することができる。
プランジャ14に形成されたフランジ14aとばね座18の対向面間には、バルブスプリング24が組み込まれている。バルブスプリング24は、プランジャ14をロッド16に対して下向きに付勢している。係止部材16dは、プランジャ14の下端部と当接可能となっていて、ロッド16からのプランジャ14の抜け止め作用が発揮される。
バルブスリーブ13とプランジャ14及びロッド16の下端部との間には、圧力室25が形成される。この圧力室25の容量は、オートテンショナを伸縮して、プランジャ14又はロッド16の少なくとも一方がバルブスリーブ13に対して軸方向に相対移動することによって変化する。
シリンダ10の上側開口部内には、シール部材26としてのオイルシール(以下において、シール部材26と同じ符号を付する。)が組込まれている。そのオイルシール26の内周が、筒体23の外周面に弾性接触してシリンダ10の上側開口を閉塞し、シリンダ10の内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止し、かつ、ダストの内部への侵入を防止している。
このオイルシール26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27が形成される。リザーバ室27と圧力室25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28、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29を介して連通している。
バルブスリーブ13の下端部には第一チェックバルブ30が組み込まれている。第一チェックバルブ30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30aの弁孔30bを圧力室25側から開閉する鋼製のチェックボール30cと、そのチェックボール30cを弁孔30bに向けて付勢するスプリング30dと、チェックボール30cの開閉量を規制するリテーナ30eとから構成される。圧力室25内の作動油の圧力が、リザーバ室27内の作動油の圧力より高くなると、チェックボール30cが弁孔30bを閉じ、圧力室25と油通路28の連通を遮断して、圧力室25内の作動油が油通路28を通ってリザーバ室27に流れるのを防止する。
ロッド16とプランジャ14の摺動面間には、円筒状の第一狭窄路31が形成されている。また、プランジャ14とバルブスリーブ13の摺動面間には、円筒状の第二狭窄路32が形成されている。第二狭窄路32の隙間量は第一狭窄路31の隙間量より小さく、その隙間量の相違から、第二狭窄路32の流動抵抗の方が、第一狭窄路31の流動抵抗より大きくなっている。第一狭窄路31又は第二狭窄路32を通って、作動油が圧力室25からリザーバ室27に流動する際の流動抵抗によってダンパ作用が発揮される。
第一狭窄路31の隙間量は、図14Aに示すエンジンEの通常運転時において、補機駆動ベルト53の張力変動を吸収可能なダンパ力が発揮されるように設定される。その一方で、第二狭窄路32の隙間量は、図14Bに示すISG51によるエンジンEの再始動時に、バルブスリーブ13にロッド16が急激に押し込まれるのを防止可能なダンパ力が発揮されるように設定される。
ロッド16とプランジャ14の間には、エンジン再始動時に伴う圧力上昇時に、第一狭窄路31を閉塞する第二チェックバルブ35が構成される。ロッド16の大径軸部16aの下端側がバルブシート35aとして、プランジャ14のフランジ14aの上面内径側がシート面35bとしてそれぞれ機能する。圧力室25内の圧力によって、プランジャ14がバルブスプリング24の付勢力に抗して上昇すると、バルブシート35aにシート面35bが着座する。これにより、第一狭窄路31が閉じられた状態となる。
図10等に示すように、バルブシート35aの表面は、対向するシート面35bに向かうように、凸状に形成されている。このように、バルブシート35aの表面を凸状とすることにより、図12Bに示すように、バルブシート35a及びシート面35bを当接させた際に、接触面積を極力小さくすることができ、大きな接触圧を確保することができる。このため、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れを防止することができ、ISG51によるエンジン再始動不良を確実に防止することができる。
プランジャ14にバルブスリーブ13からの引き抜き力が作用すると、プランジャ14に設けた抜け止めリング15が、バルブスリーブ13の小径内径面13aの下端の段差部13bに当接する。この当接によって、バルブスリーブ13の上端からプランジャ14が抜けるのを防止することができる。
図14A、図14Bに示すベルト伝動装置においては、テンションプーリ54は、補機駆動ベルト53に緩みが生じやすい、クランクプーリP1のベルト進行方向側(クランクプーリP1とISGプーリP2との間)に設けられる。このテンションプーリ54を揺動自在に支持するプーリアーム55は、テンショナのシリンダ10の底部側の連結片11に、エンジンEは、このテンショナのばね座18の上端側の連結片20にそれぞれ取り付けられる。
図10に示すテンショナの作用について説明する。エンジンEの運転時において、補機50の負荷変動等によって補機駆動ベルト53の張力が小さくなると、リターンスプリング19の付勢力によって、シリンダ10(バルブスリーブ13)とばね座18(ロッド16)が互いに逆向きに付勢される。このとき、ロッド16がバルブスリーブ13から抜ける方向に相対移動し、圧力室25の体積が拡大する。その結果、リザーバ室27内の作動油の圧力よりも圧力室25内の作動油の圧力の方が低くなる。このため、第一チェックバルブ30が開いた状態となって、油通路28及び油溜り29を通ってリザーバ室27から圧力室25に作動油がスムーズに流れ、テンショナの全長が伸長して、補機駆動ベルト53の緩みが直ちに吸収される。
その一方で、補機駆動ベルト53の張力が高くなると、補機駆動ベルト53からテンショナの全長を短縮する押し込み力が作用し、バルブスリーブ13内にロッド16が押し込まれる。このとき、圧力室25の体積が減少し、リザーバ室27内の作動油の圧力よりも圧力室25内の作動油の圧力の方が高くなるため、第一チェックバルブ30のチェックボール30cが弁孔30bを閉鎖する。
通常運転時においては、補機駆動ベルト53の張力上昇がそれほど急激ではなく、圧力室25内の作動油の圧力上昇はそれほど大きくないため、図12Aに示すように、バルブスプリング24の付勢力によって第二チェックバルブ35は開いたままの状態となる。このため、圧力室25内の作動油が、第一狭窄路31を通ってリザーバ室27に流れ(図12A中の矢印f1参照)、この第一狭窄路31を通る際の流動抵抗によって、圧力室25にダンパ力が発生する。このダンパ力によって前記押し込み力が緩衝され、補機駆動ベルト53は適正張力に保持される。
その一方で、エンジン再始動時においては、通常運転時と比較して補機駆動ベルト53の張力上昇が急激に生じ、圧力室25内の作動油の圧力が急激に上昇する。この急激な圧力上昇に伴って、プランジャ14がバルブスプリング24の付勢力に抗して上昇する。そして、図12Bに示すように、バルブシート35aにシート面35bが着座して、第二チェックバルブ35が閉じた状態となる。第二チェックバルブ35が閉じられると、圧力室25内の作動油は、第二狭窄路32を通ってリザーバ室27に流れる(図12B中の矢印f2参照)。
上述したように、第二狭窄路32の流動抵抗は、第一狭窄路31の流動抵抗よりも大きいため、圧力室25内の作動油は、第一狭窄路31を流れる場合と比較して、第二狭窄路32をゆっくりと流れる。このため、圧力室25の急激な圧力低下が生じず、エンジンEの再始動時におけるベルト張力を維持するための十分なダンパ作用が発揮され、補機駆動ベルト53とプーリP1からP3との間のスリップを防止することができる。
この実施形態によると、エンジンEの通常運転時に、圧力室25内の作動油を流動抵抗の小さな第一狭窄路31からリザーバ室27に流し、エンジンEの再始動時に、圧力室25内の作動油を流動抵抗の大きな第二狭窄路32からリザーバ室27に流すことができるので、エンジンEの通常運転時及び再始動時のそれぞれにおいて、補機駆動ベルト53に適正な張力を付与することができる。しかも、バルブシート35aの表面を対向するシート面35bに向かう凸状に形成したことにより、このバルブシート35aとシート面35bを当接させた際に高い当接圧を確保することができ、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れを確実に防止することができる。
しかも、ロッド16をプランジャ14に挿通しているので、このロッド16とプランジャ14の寸法誤差が大きい場合や、オートテンショナにモーメント荷重が作用した場合においても、ロッド16とプランジャ14との間の同軸を確保することができ、この第二チェックバルブ35を確実に閉弁することができる。このため、補機駆動ベルト53の十分な張力を確保して、ISG51によるエンジン再始動不良を確実に防止することができる。
この発明に係るテンショナの第二実施形態を図13A、図14Bに示す。このテンショナの基本的な構成は、第一実施形態に係るテンショナと同じであるが、係止部材16dを棒状部材とした点において異なっている。ロッド本体16cの先端部には、このロッド本体16cの軸と直交する嵌合孔16fが形成されており、棒状の係止部材16dは、この嵌合孔に挿通されている。この棒状の係止部材16dの長さは、ロッド本体16cの直径の大きさよりも長く、ロッド本体16cの周面から、係止部材16dの両端が突出している。
このように、係止部材16dとして棒状の部材を用いることにより、この係止部材16dの脇を通って圧力室25から第一狭窄路31に至る広い流路を確保することができる。このため、第一狭窄路31を流れる作動油の流動が妨げられにくく、スムーズにダンパ作用が発揮される。
図6に、この実施形態に係るテンショナ(以下「実施品」という。)の反力特性と、従来のテンショナ(以下「従来品」という。)の反力特性の比較の一例を示す。
実施品として、上記実施形態で説明したテンショナを使用した。このテンショナは、図10等に示すように、底部に閉塞端を有する筒状のシリンダ10と、シリンダ10の底部から立設されたバルブスリーブ13と、バルブスリーブ13に、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャ14と、プランジャ14に、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッド16と、バルブスリーブ13とロッド16を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング19と、ロッド16とプランジャ14を互いに逆向きに付勢するバルブスプリング24と、バルブスリーブ13とプランジャ14及びロッド16との間に形成される圧力室25と、シリンダ10とバルブスリーブ13との間に形成されるリザーバ室27と、圧力室25とリザーバ室27とを連通する油通路28に設けられ、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油の圧力よりも高いときに油通路28を閉じる第一チェックバルブ30と、ロッド16とプランジャ14との間に形成される第一狭窄路31と、バルブスリーブ13とプランジャ14との間に形成され、第一狭窄路31よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路32と、圧力室25内の作動油の圧力の上昇に伴って、バルブスプリング24の付勢力に抗して第一狭窄路31を閉じる、ロッド16側に形成されたバルブシート35aと、このバルブシート35aに対向するようにプランジャ14側に形成されたシート35b面によって構成される第二チェックバルブ35と、を備え、ロッド16が、ロッド本体16cと、プランジャ14の内径よりも大きく、ロッド本体16cの先端部に取り付けられる係止部材16dとを有する構成を採用している。
その一方で、従来品として、特許第5086171号公報の図1に示すテンショナ(実施品のプランジャ14に相当する部材が無いテンショナ。ロッドがバルブスリーブに直接摺動する。)を使用した。
この実施形態に係るテンショナに用いられるロッド16は、ロッド本体16cと、プランジャ14の内径よりも大きく、ロッド本体の先端部に取り付けられるリング状の係止部材16dとを有しており、この係止部材16dにより、ロッド16からのプランジャ14の抜け止め作用が発揮されるように構成されている。
両テンショナに対し、シリンダ10を固定した状態でばね座18を上下に加振し、ばね座18に作用する上向きの力(テンショナ反力)の変化を測定した。加振条件は以下のとおりである。
・制御方法:変位制御
・加振波形:サイン波
・加振周波数:10Hz
・制御方法:変位制御
・加振波形:サイン波
・加振周波数:10Hz
変位制御の方式として、ばね座18に作用する力(テンショナ反力)がどのように増減するかによらず、ばね座18の位置の時間変化がサイン波となるようにばね座18の変位を制御する方式を採用した。加振の振幅は、エンジンEの通常運転時にテンショナに加わる一般的な加振の振幅(例えば±0.1mm~±0.2mm程度)よりも大きい±0.5mmとした。実施品及び従来品には、いずれもばね定数が約35N/mmのリターンスプリング19を使用した。
上記の加振試験により得たテンショナ変位(ばね座18の下向きの変位)とテンショナ反力(ばね座18に作用する上向きの力)の関係の一例を図6に示す。
実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が急・緩・急の3段階の行程で変化している。すなわち、テンショナが収縮する過程で、実施品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最小値(点P1)を起点として比較的急に増加する第一行程(点P1~点P2)と、ほとんど増加せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点P2~点P3)と、比較的急に増加する第三行程(点P3~点P4)とを順に経て、テンショナ反力の最大値(点P4)まで変化する。
その後、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が急・緩・急・緩の4段階の行程で変化している。すなわち、テンショナが伸長する過程で、実施品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最大値(点P4)を起点として比較的急に減少する第一行程(点P4~点P5)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点P5~点P6)と、比較的急に減少する第三行程(点P6~点P7)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第四行程(点P7~点P1)とを順に経て、テンショナ反力の最小値(点P1)まで変化する。
これに対し、従来品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が最小値(点Q1)から最大値(点Q2)までおおむね単調に増加する。また、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が急・緩の2段階の行程で変化する。すなわち、テンショナが伸長する過程で、従来品のテンショナ反力は、テンショナ反力の最大値(点Q2)を起点として比較的急に減少する第一行程(点Q2~点Q3)と、ほとんど減少せずにほぼ一定の大きさを維持する第二行程(点Q3~点Q1)とを順に経てテンショナ反力の最小値(点Q1)まで変化する。
つまり、実施品のテンショナは、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力の増加率が急から緩に変わる変化点P2と、テンショナ反力の増加率が緩から急に変わる変化点P3とを順に有する反力特性を示す。また、実施品のテンショナは、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P5と、テンショナ反力の減少率が緩から急に変わる変化点P6と、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P7とを順に有する反力特性を示す。
実施品のテンショナがこのような反力特性を示す理由を、図12A、図12B及び図6を参照して説明する。
<点P1~点P2>
ロッド16(図12A参照)が下降すると、プランジャ14はバルブスプリング24によって下向きに付勢されて、ロッド16と一体に下降する。プランジャ14とロッド16が一体に下降すると、圧力室25内の作動油の一部が第一狭窄路31を通って圧力室25からリザーバ室27に流出するとともに(図12A中の符号f1参照)、圧力室25内の作動油が加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が比較的急に増加する(図6の点P1~点P2)。図6の点P2において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
ロッド16(図12A参照)が下降すると、プランジャ14はバルブスプリング24によって下向きに付勢されて、ロッド16と一体に下降する。プランジャ14とロッド16が一体に下降すると、圧力室25内の作動油の一部が第一狭窄路31を通って圧力室25からリザーバ室27に流出するとともに(図12A中の符号f1参照)、圧力室25内の作動油が加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が比較的急に増加する(図6の点P1~点P2)。図6の点P2において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
<点P2~点P3>
ロッド16がさらに下降すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回り、プランジャ14が上昇する。この間は、ロッド16の下降に伴いプランジャ14が上昇するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。このとき、圧力室25の体積がほとんど変化しないため、第一狭窄路31および第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P3において、シート面35bがバルブシート35aに着座して第二チェックバルブ35が閉じた状態となり、プランジャ14の上昇が停止する(図12B参照)。
ロッド16がさらに下降すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回り、プランジャ14が上昇する。この間は、ロッド16の下降に伴いプランジャ14が上昇するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。このとき、圧力室25の体積がほとんど変化しないため、第一狭窄路31および第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P3において、シート面35bがバルブシート35aに着座して第二チェックバルブ35が閉じた状態となり、プランジャ14の上昇が停止する(図12B参照)。
この発明の構成においては、バルブシート35aの表面を対向するシート面35bに向かう凸状に形成したことにより(図10参照)、シート面35bをシートバルブ35aに着座させた際(図12B参照)に高い当接圧が確保され、第二チェックバルブ35(第一狭窄路31)からの作動油の漏れが確実に防止される。
<点P3~点P4>
図6の点P3においては、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図12B参照)、ロッド16がさらに下降すると、プランジャ14もロッド16と一体に下降する。この下降に伴って、圧力室25内の作動油がさらに加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が再び急に増加する(図6の点P3~点P4)。このとき、第二チェックバルブ35が閉じているため、第一狭窄路31には作動油が流れず、圧力室25内の作動油の一部が、第二狭窄路32を通って圧力室25からリザーバ室27に流出する(図12B中の符号f2参照)。
図6の点P3においては、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図12B参照)、ロッド16がさらに下降すると、プランジャ14もロッド16と一体に下降する。この下降に伴って、圧力室25内の作動油がさらに加圧される。そして、この加圧に伴って、テンショナ反力が再び急に増加する(図6の点P3~点P4)。このとき、第二チェックバルブ35が閉じているため、第一狭窄路31には作動油が流れず、圧力室25内の作動油の一部が、第二狭窄路32を通って圧力室25からリザーバ室27に流出する(図12B中の符号f2参照)。
<点P4~点P5>
図6の点P4においては、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回っているので、ロッド16(図12B参照)が上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力が低下し、テンショナ反力が比較的急に減少する(図6の点P4~点P5)。このとき、第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。また、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図12B参照)、第一狭窄路31にも作動油は流れない。図6の点P5において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
図6の点P4においては、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を上回っているので、ロッド16(図12B参照)が上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力が低下し、テンショナ反力が比較的急に減少する(図6の点P4~点P5)。このとき、第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。また、シート面35bがバルブシート35aに着座しているので(図12B参照)、第一狭窄路31にも作動油は流れない。図6の点P5において、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力と、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力とが釣り合う。
<点P5~点P6>
ロッド16がさらに上昇すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を下回り、プランジャ14が下降する。この間は、ロッド16の上昇に伴いプランジャ14が下降するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P6において、プランジャ14の下方の移動がプランジャ14の下端と係止部材16dとの当接によって阻止され、プランジャ14の下降が停止する(図12A参照)。
ロッド16がさらに上昇すると、圧力室25内の作動油からプランジャ14に作用する上向きの圧力が、バルブスプリング24からプランジャ14に作用する下向きの付勢力を下回り、プランジャ14が下降する。この間は、ロッド16の上昇に伴いプランジャ14が下降するので、圧力室25の体積がほとんど変化せず、圧力室25の圧力がほぼ一定となる。このため、テンショナ反力は、ほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P6において、プランジャ14の下方の移動がプランジャ14の下端と係止部材16dとの当接によって阻止され、プランジャ14の下降が停止する(図12A参照)。
<点P6~点P7>
図6の点P6においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と係止部材16dとの当接によって阻止されているので(図12A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25の体積が増加するため、圧力室25内の作動油の圧力が再び減少し始め、テンショナ反力が再び急に減少する(図6の点P6~点P7)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P7において、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油と同等の圧力まで低下し、圧力室25内の作動油の加圧が完全に解放される。
図6の点P6においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と係止部材16dとの当接によって阻止されているので(図12A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25の体積が増加するため、圧力室25内の作動油の圧力が再び減少し始め、テンショナ反力が再び急に減少する(図6の点P6~点P7)。このとき、第一狭窄路31及び第二狭窄路32には作動油がほとんど流れない。図6の点P7において、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の作動油と同等の圧力まで低下し、圧力室25内の作動油の加圧が完全に解放される。
<点P7~点P1>
図6の点P7においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と係止部材16dとの当接によって阻止されているので(図12A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の圧力を下回って第一チェックバルブ30が開き、作動油が油通路28を通ってリザーバ室27から圧力室25に流れる。そのため、圧力室25内の作動油の圧力はほとんど変化せず、テンショナ反力もほぼ一定となる(図6の点P7~点P1)。
図6の点P7においては、プランジャ14のロッド16に対する下方への相対移動が、プランジャ14の下端と係止部材16dとの当接によって阻止されているので(図12A参照)、ロッド16がさらに上昇すると、プランジャ14もロッド16と一体に上昇する。この上昇に伴って、圧力室25内の作動油の圧力がリザーバ室27内の圧力を下回って第一チェックバルブ30が開き、作動油が油通路28を通ってリザーバ室27から圧力室25に流れる。そのため、圧力室25内の作動油の圧力はほとんど変化せず、テンショナ反力もほぼ一定となる(図6の点P7~点P1)。
以上のとおり、実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力が所定値(図6の点P2のときの値)に達すると、プランジャ14が上昇して圧力室25の体積の変化を吸収し、その間、テンショナ反力がほぼ一定となる(図6の点P2~点P3)。そのため、実施品は、テンショナが収縮する過程で、テンショナ反力の増加率が急から緩に変わる変化点P2と、テンショナ反力の増加率が緩から急に変わる変化点P3とを順に有する反力特性を示す。
その一方で、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力が所定値(図6の点P5のときの値)に達すると、プランジャ14が下降して圧力室25の体積の変化を吸収し、その間、テンショナ反力がほぼ一定となる(図6の点P5~点P6)。そのため、実施品は、テンショナが伸長する過程で、テンショナ反力の減少率が急から緩に変わる変化点P5と、テンショナ反力の減少率が緩から急に変わる変化点P6とを順に有する反力特性を示す。
実施品のテンショナは、上述の反力特性を有することにより、エンジンEの通常運転時には、テンショナ反力の大きさを小さく抑えて、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力を小さく抑えることができる。その一方で、ISG51によるエンジンEの再始動時には、大きいテンショナ反力を発生させて、図14Bに示す補機駆動ベルト53とISGプーリP2の間のスリップを確実に防止することができる。
すなわち、エンジンEの通常運転時には、図6中に符号S1で示すように、テンショナが、上記の加振試験で行った±0.5mmよりも小さい振幅(例えば±0.1mm~±0.2mm程度の振幅)で変位する。このとき、テンショナ反力は、テンショナが収縮する過程では、点P1を起点として、点P2を経て、点P2と点P3の間の値まで増加し、その後、テンショナが伸長する過程では、点P2と点P3の間の値を起点として、点P5と点P6の間の値まで減少し、さらに点P6と点P7とを順に経て、点P1まで減少する。このように、実施品のテンショナを使用すると、エンジンEの通常運転時には、テンショナ反力の最大値を点P2と点P3の間の値に抑えることができ、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力を小さく抑えて、エンジンEの低燃費化を図ることができる。
その一方で、ISG51によるエンジンEの再始動時には、テンショナは、図6中に符号S2で示すように、上記の加振試験で行った±0.5mmの振幅の最大値か、その近傍まで収縮する。このとき、テンショナ反力は、点P4かその近傍まで増加する。実施品のテンショナによると、再始動時のように、テンショナ変位が大きい領域で、大きいテンショナ反力を発生させることができ、図14Bに示す補機駆動ベルト53とISGプーリP2の間のスリップを確実に防止することができる。
これに対し、従来品のテンショナでは、エンジンEの通常運転時には、補機駆動ベルト53の張力が過大となりやすい傾向がある。すなわち、図6中に符号S1で示す振幅でテンショナが変位するとき、テンショナが収縮する過程では、テンショナ反力が、点Q1を起点として、点Q1と点Q2の間の値まで増加し、その後、テンショナが収縮する過程では、点Q1と点Q2の間の値を起点として、点Q3と点Q1の間の値まで減少し、さらに点Q1まで減少する。このように、従来品のテンショナを使用すると、通常運転時には、テンショナ反力の最大値が点Q1と点Q2の間の値まで増加するので、図14Aに示すテンションプーリ54が補機駆動ベルト53に付与する張力が過大となりやすく、エンジンEの低燃費化を図ることが難しい。
また、従来品のテンショナは、ISG51によるエンジンEの再始動時には、大きいテンショナ反力を発生させることが難しい。すなわち、テンショナが、図6中に符号S2で示すように、上記の加振試験で行った±0.5mmの振幅の最大値かその近傍まで収縮したとき、テンショナ反力は、点Q2かその近傍までしか増加しない。そのため、再始動時に、図14Bに示す補機駆動ベルト53とISGプーリP2の間にスリップが生じやすい。
上記の第三及び第四実施形態に係るテンショナはあくまでも例示であって、補機駆動ベルト53のベルト張力を、通常運転時及びISG51によるエンジン再始動時のいずれにおいても常時適切な大きさに調節する、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各部材の形状や配置は適宜変更することができる。
10 シリンダ
13 バルブスリーブ
14 プランジャ
14a フランジ
16 ロッド
16a 大径軸部
16c ロッド本体
16d 係止部材
16f 嵌合孔
19 リターンスプリング
24 バルブスプリング
25 圧力室
27 リザーバ室
28 油通路
30 第一チェックバルブ
31 第一狭窄路
32 第二狭窄路
35 第二チェックバルブ
35a バルブシート
35b シート面
13 バルブスリーブ
14 プランジャ
14a フランジ
16 ロッド
16a 大径軸部
16c ロッド本体
16d 係止部材
16f 嵌合孔
19 リターンスプリング
24 バルブスプリング
25 圧力室
27 リザーバ室
28 油通路
30 第一チェックバルブ
31 第一狭窄路
32 第二狭窄路
35 第二チェックバルブ
35a バルブシート
35b シート面
Claims (10)
- 底部に閉塞端を有し、内部に作動油が充填されたシリンダ(10)と、
前記シリンダ(10)の底部から立設された筒状のバルブスリーブ(13)と、
前記バルブスリーブ(13)に、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャ(14)と、
前記プランジャ(14)に、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッド(16)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記ロッド(16)を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング(19)と、
前記ロッド(16)と前記プランジャ(14)を互いに逆向きに付勢するバルブスプリング(24)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記プランジャ(14)及び前記ロッド(16)との間に形成される圧力室(25)と、
前記シリンダ(10)と前記バルブスリーブ(13)との間に形成されるリザーバ室(27)と、
前記圧力室(25)と前記リザーバ室(27)とを連通する油通路(28)に設けられ、前記圧力室(25)内の作動油の圧力が前記リザーバ室(27)内の作動油の圧力よりも高いときに前記油通路(28)を閉じる第一チェックバルブ(30)と、
前記ロッド(16)と前記プランジャ(14)との間に形成される第一狭窄路(31)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記プランジャ(14)との間に形成され、前記第一狭窄路(31)よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路(32)と、
前記圧力室(25)内の作動油の圧力の上昇に伴って、前記バルブスプリング(24)の付勢力に抗して前記第一狭窄路(31)を閉じる、前記ロッド(16)側に形成されたバルブシート(35a)と、このバルブシート(35a)に対向するように前記プランジャ(14)側に形成されたシート面(35b)によって構成される第二チェックバルブ(35)と、
を備え、前記第二チェックバルブ(35)を閉じたときの前記バルブシート(35a)と前記シート面(35b)との間の隙間の大きさを、前記第二狭窄路(32)の隙間量よりも小さくした油圧式オートテンショナ。 - 底部に閉塞端を有し、内部に作動油が充填されたシリンダ(10)と、
前記シリンダ(10)の底部から立設された筒状のバルブスリーブ(13)と、
前記バルブスリーブ(13)に、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャ(14)と、
前記プランジャ(14)に、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッド(16)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記ロッド(16)を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング(19)と、
前記ロッド(16)と前記プランジャ(14)を互いに逆向きに付勢するバルブスプリング(24)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記プランジャ(14)及び前記ロッド(16)との間に形成される圧力室(25)と、
前記シリンダ(10)と前記バルブスリーブ(13)との間に形成されるリザーバ室(27)と、
前記圧力室(25)と前記リザーバ室(27)とを連通する油通路(28)に設けられ、前記圧力室(25)内の作動油の圧力が前記リザーバ室(27)内の作動油の圧力よりも高いときに前記油通路(28)を閉じる第一チェックバルブ(30)と、
前記ロッド(16)と前記プランジャ(14)との間に形成される第一狭窄路(31)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記プランジャ(14)との間に形成され、前記第一狭窄路(31)よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路(32)と、
前記圧力室(25)内の作動油の圧力の上昇に伴って、前記バルブスプリング(24)の付勢力に抗して前記第一狭窄路(31)を閉じる、前記ロッド(16)側に形成されたバルブシート(35a)と、このバルブシート(35a)に対向するように前記プランジャ(14)側に形成されたシート面(35b)によって構成される第二チェックバルブ(35)と、
を備え、前記バルブシート(35a)又は前記シート面(35b)の少なくとも一方が、対向する前記バルブシート(35a)又は前記シート面(35b)側に向かうように凸状に形成された油圧式オートテンショナ。 - 前記バルブシート(35a)及び前記シート面(35b)の両方が、対向する前記バルブシート(35a)又は前記シート面(35b)側に向かうように凸状に形成された請求項2に記載の油圧式オートテンショナ。
- 前記ロッド(16)の上部に形成された大径軸部(16a)の下端側に前記バルブシート(35a)が、前記プランジャ(14)の上端側に前記シート面(35b)がそれぞれ形成された請求項2又は3に記載の油圧式オートテンショナ。
- 前記ロッド(16)が、ロッド本体(16c)と、前記プランジャ(14)の内径よりも大きく、前記ロッド本体(16c)の先端部に取り付けられる係止部材(16d)とを有する請求項1から4のいずれか1項に記載の油圧式オートテンショナ。
- 前記係止部材(16d)を、前記ロッド本体(16c)の先端部に嵌合されるリング状部材とした請求項5に記載の油圧式オートテンショナ。
- 前記係止部材(16d)を、前記ロッド本体(16c)の先端部に形成された嵌合孔(16f)に挿通され、この嵌合孔(16f)から先端部が突出する棒状部材とした請求項5に記載の油圧式オートテンショナ。
- 底部に閉塞端を有し、内部に作動油が充填されたシリンダ(10)と、
前記シリンダ(10)の底部から立設された筒状のバルブスリーブ(13)と、
前記バルブスリーブ(13)に、その軸方向に摺動自在に挿通された筒状のプランジャ(14)と、
前記プランジャ(14)に、その軸方向に摺動自在に挿通されたロッド(16)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記ロッド(16)を互いに逆向きに付勢するリターンスプリング(19)と、
前記ロッド(16)と前記プランジャ(14)を互いに逆向きに付勢するバルブスプリング(24)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記プランジャ(14)及び前記ロッド(16)との間に形成される圧力室(25)と、
前記シリンダ(10)と前記バルブスリーブ(13)との間に形成されるリザーバ室(27)と、
前記圧力室(25)と前記リザーバ室(27)とを連通する油通路(28)に設けられ、前記圧力室(25)内の作動油の圧力が前記リザーバ室(27)内の作動油の圧力よりも高いときに前記油通路(28)を閉じる第一チェックバルブ(30)と、
前記ロッド(16)と前記プランジャ(14)との間に形成される第一狭窄路(31)と、
前記バルブスリーブ(13)と前記プランジャ(14)との間に形成され、前記第一狭窄路(31)よりも流動抵抗が大きい第二狭窄路(32)と、
前記圧力室(25)内の作動油の圧力の上昇に伴って、前記バルブスプリング(24)の付勢力に抗して前記第一狭窄路(31)を閉じる、前記ロッド(16)側に形成されたバルブシート(35a)と、このバルブシート(35a)に対向するように前記プランジャ(14)側に形成されたシート面(35b)によって構成される第二チェックバルブ(35)と、
を備えた油圧式オートテンショナ用のプランジャの製造方法であって、
筒状の母材に塑性加工を施して、前記シート面(35b)を形成したことを特徴とするプランジャの製造方法。 - 前記塑性加工によって、前記母材の一端部に、径方向外向きに拡径するフランジ(14a)を形成した請求項8に記載のプランジャの製造方法。
- 前記塑性加工が、鍛造法、プレス加工法、深絞り加工法のうちいずれかの方法によってなされた請求項8又は9に記載のプランジャの製造方法。
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