(57)【要約】【課題】ダンパー力の大きさを切り換えることが可能なオートテンショナの製造コストを低減する。【解決手段】シリンダ７内に作動油を溜め、シリンダ７の底６に形成したスリーブ嵌合凹部１０にスリーブ８の下部を嵌め合わせ、そのスリーブ８内にプランジャ１１を摺動可能に挿入してシリンダ７内を圧力室１２とリザーバ室１３に区画し、プランジャ１１と軸方向に一体に移動するロッド１７を設け、そのロッド１７をシリンダ７から突出する方向に付勢するリターンスプリング２０を設けたオートテンショナ４において、スリーブ８とスリーブ嵌合凹部１０の嵌め合いを隙間嵌めとし、そのスリーブ８とスリーブ嵌合凹部１０の間に形成される円環すきま２２を絞りとして圧力室１２の下部とリザーバ室１３の下部とを連通するバイパス通路２９を設け、そのバイパス通路２９にシリンダ７の外側から操作可能な電磁開閉弁３０を設け、スリーブ８をスリーブ嵌合凹部１０から抜け止めする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に底（６）を有するシリンダ（７）内に作動油を溜め、そのシリンダ（７）の底（６）に形成したスリーブ嵌合凹部（１０）にスリーブ（８）の下部を嵌め合わせ、そのスリーブ（８）内にプランジャ（１１）を摺動可能に挿入してシリンダ（７）内を圧力室（１２）とリザーバ室（１３）に区画し、前記プランジャ（１１）に圧力室（１２）とリザーバ室（１３）とを連通する油通路（１４）を設け、その油通路（１４）にリザーバ室（１３）側から圧力室（１２）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（１５）を設け、前記プランジャ（１１）と軸方向に一体に移動するロッド（１７）を設け、そのロッド（１７）をシリンダ（７）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（２０）をリザーバ室（１３）内に設けたオートテンショナ（４）において、
前記スリーブ（８）とスリーブ嵌合凹部（１０）の嵌め合いを隙間嵌めとし、そのスリーブ（８）とスリーブ嵌合凹部（１０）の間に形成される円環すきま（２２）を絞りとして圧力室（１２）の下部とリザーバ室（１３）の下部とを連通するバイパス通路（２９）を設け、そのバイパス通路（２９）にシリンダ（７）の外側から操作可能な開閉弁（３０）を設け、前記スリーブ（８）を前記スリーブ嵌合凹部（１０）から抜け止めしたことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記スリーブ（８）の外周と前記スリーブ嵌合凹部（１０）の内周とに円周溝（２３，２４）を形成し、その円周溝（２３，２４）にサークリップ（２５）を係合させることにより、前記スリーブ（８）を前記スリーブ嵌合凹部（１０）から抜け止めした請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記スリーブ嵌合凹部（１０）の縁をかしめて内径側への突起（３６）を形成し、その突起（３６）を、前記スリーブ（８）の外周に形成された円周溝（３７）に入り込ませることにより、前記スリーブ（８）を前記スリーブ嵌合凹部（１０）から抜け止めした請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
前記スリーブ（８）の外周に下側を大径とする段部（３８）を設け、その段部（３８）を、前記リターンスプリング（２０）の下端を受ける環状のスプリング受け（３９）で下方に押圧することにより、前記スリーブ（８）を前記スリーブ嵌合凹部（１０）から抜け止めした請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項５】
前記スプリング受け（３９）を上下に貫通する孔（４０）または切欠き（４１）を設けた請求項４に記載のオートテンショナ。
【請求項６】
前記スプリング受け（４２）を波形環状に形成した請求項４に記載のオートテンショナ。
【請求項７】
前記スプリング受け（３９）の外周に、前記シリンダ（７）の内周に食い込む爪部（４３）を設けた請求項４または５に記載のオートテンショナ。
【請求項８】
前記スリーブ（８）の外周に下側を大径とする段部（３８）を設け、その段部（３８）を、前記リターンスプリング（２０）の下端で下方に押圧することにより、前記スリーブ（８）を前記スリーブ嵌合凹部（１０）から抜け止めした請求項１に記載のオートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンのカム軸を駆動するベルトの張力保持に用いられるオートテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのカム軸は、クランクシャフトにベルトで連結されており、そのベルトを介して回転駆動される。このベルトの張力を適正範囲に保つために、一般に、支点軸を中心として揺動可能に設けたプーリアームと、そのプーリアームに回転可能に取り付けたテンションプーリと、そのテンションプーリをベルトに押さえ付ける方向にプーリアームを付勢するオートテンショナからなる張力調整装置が使用される。
【０００３】
この張力調整装置に組み込まれるオートテンショナとして、下部に底を有するシリンダ内に作動油を溜め、そのシリンダの底に形成したスリーブ嵌合凹部にスリーブの下部を嵌め合わせ、そのスリーブ内にプランジャを摺動可能に挿入してシリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、プランジャと軸方向に一体に移動するロッドを設け、そのロッドをシリンダから突出する方向に付勢するリターンスプリングをリザーバ室内に設けたものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
このオートテンショナは、リターンスプリングの付勢力がベルトの張力とつり合う位置までロッドが移動することにより、ベルトの張力変動を吸収し、ベルトの張力を適正範囲に保つ。
【０００５】
また、圧力室とリザーバ室は、スリーブとプランジャの摺動面間に形成されるリーク隙間を介して連通しており、ロッドがシリンダに押し込まれる方向に移動すると、圧力室内の作動油がリーク隙間を通って流出する。このとき、リーク隙間を流れる作動油の流量が制限されて、ダンパー力がロッドに作用するので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトを安定した状態に保つ。
【０００６】
また、このオートテンショナは、プランジャに、圧力室とリザーバ室を連通する油通路が設けられ、その油通路の圧力室側の端部に、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブが設けられており、ロッドがシリンダから突出する方向に移動すると、前記チェックバルブが開いてリザーバ室側から圧力室側に作動油が流れる。そのため、シリンダから突出する方向には、ロッドが速やかに移動する。
【特許文献１】特開平８−３５５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記オートテンショナは、ロッドに作用するダンパー力が一定なので、エンジン回転数が共振点領域にあるときに、ロッドがベルトの張力変動に追従できず、ベルトが過張力となることがある。また、寒冷地や冬期の低温環境下では、リーク隙間を流れる作動油の粘度が高くなるので、ロッドに作用するダンパー力が過大となり、ベルトが過張力となることがあった。
【０００８】
この過張力を防止するため、この発明の発明者は、ロッドに作用するダンパー力の大きさを切り換えることが可能なオートテンショナを検討し、そのようなオートテンショナとして、スリーブの外周に軸方向に延びる溝を加工し、その溝によりスリーブとスリーブ嵌合凹部の間に形成される細長い通路を絞りとして圧力室の下部とリザーバ室の下部とを連通するバイパス通路を設け、そのバイパス通路にシリンダの外側から操作可能な開閉弁を設けたものを考案した。
【０００９】
このオートテンショナは、バイパス通路の開閉弁を操作することにより、ロッドに作用するダンパー力の大きさを、エンジン作動中にも切り換えることができる。
【００１０】
しかし、このオートテンショナは、バイパス通路の絞りの特性を安定させるために、スリーブの外周の軸方向に延びる溝を高精度に加工する必要があり、製造コストが高かった。
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、ダンパー力の大きさを切り換えることが可能なオートテンショナの製造コストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、前記スリーブとスリーブ嵌合凹部の嵌め合いを隙間嵌めとし、そのスリーブの外周とスリーブ嵌合凹部の内周との間に形成される円環すきまを絞りとしたバイパス通路を介して圧力室の下部とリザーバ室の下部とを連通し、前記バイパス通路にシリンダの外側から操作可能な開閉弁を設けた。また、前記開閉弁を開いたときに圧力室からバイパス通路に流れ込む作動油の圧力により、スリーブがスリーブ嵌合凹部から浮き上がるのを防止するため、前記スリーブを前記スリーブ嵌合凹部から抜け止めした。
【００１３】
前記スリーブのスリーブ嵌合凹部からの抜け止めは、例えば、次の構成を採用することにより行なうことができる。
１）前記スリーブの外周と前記スリーブ嵌合凹部の内周とに円周溝を形成し、その円周溝にサークリップを係合させる。
２）前記スリーブ嵌合凹部の縁をかしめて内径側への突起を形成し、その突起を、前記スリーブの外周に形成された円周溝に入り込ませる。
３）前記スリーブの外周に下側を大径とする段部を設け、その段部を、前記リターンスプリングの下端を受ける環状のスプリング受けで下方に押圧する。
４）前記スリーブの外周に下側を大径とする段部を設け、その段部を、前記リターンスプリングの下端で下方に押圧する。
【００１４】
上記３）の構成を採用する場合、前記スプリング受けでリザーバ室と円環すきまの間の連通が遮断されるのを防止するため、スプリング受けを上下に貫通する孔または切欠きを設けることができる。また、スプリング受けを波形環状に形成することにより、スプリング受けとスリーブの外周の段部との間に空間を確保してもよい。
【００１５】
また、上記３）の構成を採用する場合、前記スプリング受けの外周に、前記シリンダの内周に食い込む爪部を設けると、前記スリーブを、より確実にスリーブ嵌合凹部から抜け止めすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のオートテンショナは、バイパス通路の絞りとして、スリーブとスリーブ嵌合凹部の嵌め合いを隙間嵌めとすることにより生じる円環すきまを用いているので、スリーブの外周の軸方向に延びる溝の加工が不要であり、製造コストが低い。
【００１７】
また、この発明のオートテンショナは、スリーブをスリーブ嵌合凹部から抜け止めしているので、開閉弁を開いたときに圧力室からバイパス通路に流れ込む作動油の圧力により、スリーブがスリーブ嵌合凹部から浮き上がるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に、エンジンのカム軸を駆動するベルトの張力調整装置を示す。この張力調整装置は、支点軸１を中心として揺動可能に支持されたプーリアーム２と、プーリアーム２に回転可能に取り付けたテンションプーリ３と、この発明の実施形態に係るオートテンショナ４とを有する。オートテンショナ４は、プーリアーム２を付勢して、テンションプーリ３をベルト５に押さえ付けている。
【００１９】
オートテンショナ４は、下部に底６を有するシリンダ７を有し、そのシリンダ７内に作動油が溜められている。シリンダ７内には、有底のスリーブ８が底９を下側にして挿入され、そのスリーブ８の下部が、シリンダ７の底６に形成されたスリーブ嵌合凹部１０に嵌め合わされている。スリーブ８内には、プランジャ１１が軸方向に摺動可能に挿入されており、そのスリーブ８とプランジャ１１によって、シリンダ７内が圧力室１２とリザーバ室１３に区画されている。
【００２０】
圧力室１２とリザーバ室１３は、図２に示すように、プランジャ１１に設けられた油通路１４を介して連通しており、その油通路１４の圧力室１２側の端部には、リザーバ室１３側から圧力室１２側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ１５が設けられている。また、スリーブ８とプランジャ１１の摺動面間には、圧力室１２とリザーバ室１３を連通するリーク隙間１６が形成されている。
【００２１】
図１に示すように、プランジャ１１には、プランジャ１１から上方に延びてシリンダ７から突出するロッド１７が接続している。プランジャ１１は、圧力室１２内に組み込まれたプランジャスプリング１８で付勢されてロッド１７に押さえ付けられており、その押さえ付けによって、ロッド１７は、プランジャ１１と一体に軸方向に移動するようになっている。
【００２２】
ロッド１７は、大径軸部１７Ａと、大径軸部１７Ａの下端に連なる小径軸部１７Ｂとからなる。小径軸部１７Ｂの外周には、シリンダ７の内周を軸方向に摺動可能なウエアリング１９が嵌め合わされており、そのウエアリング１９で大径軸部１７Ａの下端が支持されている。ウエアリング１９は、リザーバ室１３内に組み込まれたリターンスプリング２０で上向きに押圧されており、そのウエアリング１９を介して、ロッド１７がシリンダ７から突出する方向に付勢されている。
【００２３】
シリンダ７の上部には、シリンダ７内の作動油の漏れを防止するオイルシール２１が装着されている。オイルシール２１は環状に形成され、ロッド１７の大径軸部１７Ａがスライド可能に貫通している。
【００２４】
図２に示すように、スリーブ８とスリーブ嵌合凹部１０の嵌め合いは隙間嵌めとなっており、この嵌め合いによって、スリーブ８の外周の円筒面とスリーブ嵌合凹部１０の内周の円筒面との間に円環すきま２２が形成されている。スリーブ８は、スリーブ８の外周に形成された円周溝２３と、スリーブ嵌合凹部１０の内周に形成された円周溝２４とにサークリップ２５を係合させることにより、スリーブ嵌合凹部１０から抜け止めされている。サークリップ２５は、図３に示すように、円周の一部を切り欠いたＣ形リング状に形成され、その切欠き幅を狭めることによって縮径可能となっている。
【００２５】
サークリップ２５の組み込みは、次のようにして行なう。まず、図５（ａ）に示すように、スリーブ８の外周の円周溝２３にサークリップ２５を係合させ、その状態で、スリーブ８をスリーブ嵌合凹部１０に挿入する。このとき、サークリップ２５は、スリーブ嵌合凹部１０の上端内周に形成された面取り部２６で内径側に案内されて縮径し、図５（ｂ）に示すように、スリーブ８とともにスリーブ嵌合凹部１０に挿入される。その後、サークリップ２５は、その弾性復元力により拡径して、図４に示すように、スリーブ嵌合凹部１０の内周の円周溝２４に係合する。
【００２６】
図２に示すように、圧力室１２の下部とリザーバ室１３の下部は、スリーブ８の底９を上下に貫通する弁孔２７と、スリーブ８の外底面とスリーブ嵌合凹部１０の内底面との間に形成された油通路２８と、スリーブ８の外周とスリーブ嵌合凹部１０の内周との間の円環すきま２２とを順に介して連通している。ここで、弁孔２７と油通路２８と円環すきま２２は、圧力室１２の下部とリザーバ室１３の下部とを連通するバイパス通路２９を構成する。
【００２７】
円環すきま２２は、その半径方向の幅が５０ミクロン以下となるように形成されており、バイパス通路２９を流れる作動油の流量を制限する絞りとして機能している。また、円環すきま２２は、図４に示すように、円周溝２３を介して、サークリップ２５よりも上側の部分と下側の部分とが連通している。
【００２８】
図１、図２に示すように、弁孔２７には、電磁開閉弁３０が設けられている。電磁開閉弁３０は、弁孔２７の圧力室１２側とは反対側の端部を閉鎖するボール状の弁体３１と、その弁体３１に当接する弁棒３２と、その弁棒３２を開弁方向に付勢するバルブスプリング３３と、弁棒３２に固定された鉄心３４と、通電により鉄心３４を吸引して弁棒３２を閉弁方向に移動させる電磁コイル３５とからなる。
【００２９】
次に、このオートテンショナ４の動作例を説明する。
【００３０】
ベルト５の張力が大きくなると、その張力が、テンションプーリ３、プーリアーム２を介してロッド１７に伝達し、圧力室１２の圧力が高まる。圧力室１２の圧力がリザーバ室１３の圧力よりも高くなると、図２に示すように、作動油がリーク隙間１６を圧力室１２側からリザーバ室１３側に流れる。このとき、チェックバルブ１５が閉じるので、作動油は油通路１４を流れない。
【００３１】
このようにして、作動油がリーク隙間１６を流れることによりロッド１７が下方に移動し、ベルト５の張力とリターンスプリング２０の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ３が移動する。このとき、リーク隙間１６を流れる作動油の流量が制限されてダンパー作用が生じるので、テンションプーリ３はゆっくりと移動し、ベルト５を安定した状態に保つ。
【００３２】
ここで、電磁コイル３５を通電状態にしておくと、図２の実線に示すように、弁体３１が弁孔２７を閉鎖するので、圧力室１２の作動油はバイパス通路２９を流れない。そのため、ロッド１７に作用するダンパー力は大きくなる。一方、電磁コイル３５を非通電状態にしておくと、図２の鎖線に示すように、弁体３１が弁孔２７を開放するので、圧力室１２の作動油が、バイパス通路２９を介してリザーバ室１３に流れる。そのため、ロッド１７に作用するダンパー力は小さくなる。
【００３３】
一方、ベルト５の張力が小さくなると、リターンスプリング２０の付勢力によってロッド１７が上方に移動し、圧力室１２の容積が拡大することで、圧力室１２の圧力が低くなる。圧力室１２の圧力がリザーバ室１３の圧力よりも低くなるとチェックバルブ１５が開き、作動油が油通路１４をリザーバ室１３側から圧力室１２側に流れる。このとき、テンションプーリ３は、ベルト５の張力とリターンスプリング２０の付勢力とがつり合う位置まで速やかに移動し、ベルト５の弛みを迅速に吸収する。
【００３４】
上記のように、このオートテンショナ４は、電磁コイル３５への通電と非通電を切り換えることによって、ロッド１７に作用するダンパー力の大きさを、エンジン作動中にも切り換えることができる。
【００３５】
例えば、このオートテンショナ４を使用すると、エンジン回転数が共振点領域にあるか否かを判定する共振判定手段を設け、その共振判定手段でエンジン回転数が共振点領域にあると判定したときに、電磁コイル３５への通電を遮断してダンパー力を小さくする制御を行なうことが可能となる。このようにすると、エンジンが共振したときにも、ロッド１７がベルト５の張力変動に確実に追従し、ベルト５が過張力となりにくい。
【００３６】
また、エンジン温度が低温域にあるか否かを判定する低温判定手段を設け、その低温判定手段でエンジン温度が低温域にあると判定したときに、電磁コイル３５への通電を遮断してダンパー力を小さくする制御を行なうことも可能となる。このようにすると、寒冷地や冬期の低温環境下でもロッド１７に作用するダンパー力が過大となりにくく、ベルト５が過張力となりにくい。
【００３７】
このオートテンショナ４は、バイパス通路２９の絞りとして、スリーブ８とスリーブ嵌合凹部１０の嵌め合いを隙間嵌めとすることにより生じる円環すきま２２を用いているので、スリーブ８の外周の軸方向に延びる溝の加工が不要であり、製造コストが低い。
【００３８】
また、このオートテンショナ４は、バイパス通路２９の絞りとして軸方向に長い円環すきま２２を用いているので、バイパス通路２９の絞りとしてオリフィス絞りを用いたオートテンショナと比較して、作動油に摩耗粉などの異物が混入した場合にもバイパス通路２９の詰まりが生じにくく、長期の信頼性に優れる。
【００３９】
また、このオートテンショナ４は、電磁コイル３５への通電を遮断して弁孔２７を開いたときに圧力室１２から油通路２８に流れ込む作動油の圧力がスリーブ８の底９に上向きに作用するが、スリーブ８は、サークリップ２５によってスリーブ嵌合凹部１０から抜け止めされているので、スリーブ嵌合凹部１０から浮き上がる問題が生じない。
【００４０】
上記実施形態では、スリーブ８をスリーブ嵌合凹部１０から抜け止めするため、スリーブ８の外周とスリーブ嵌合凹部１０の内周とに円周溝２３，２４を形成し、その円周溝２３，２４にサークリップ２５を係合させたが、図６に示すように、スリーブ嵌合凹部１０の縁をかしめて内径側への突起３６を形成し、その突起３６を、スリーブ８の外周に形成した円周溝３７に入り込ませてもよい。この場合、突起３６は、周方向に間隔をおいて形成することにより、リザーバ室１３と円環すきま２２の間の連通が突起３６で遮断されるのを防止することができる。
【００４１】
また、スリーブ８をスリーブ嵌合凹部１０から抜け止めするため、図７に示すように、スリーブ８の外周に下側を大径とする段部３８を設け、その段部３８を、リターンスプリング２０の下端を受ける環状のスプリング受け３９で下方に押圧してもよい。この場合、図７、図８に示すように、スプリング受け３９を上下に貫通する孔４０を設けることにより、リザーバ室１３と円環すきま２２の間の連通がスプリング受け３９で遮断されるのを防止することができる。また、図９に示すように、スプリング受け３９を上下に貫通する切欠き４１を設けてもよい。
【００４２】
また、スリーブ８をスリーブ嵌合凹部１０から抜け止めするため、図１０に示すように、波形環状に形成したスプリング受け４２でリターンスプリング２０の下端を受け、そのスプリング受け４２で、スリーブ８の外周に設けられた段部３８を下方に押圧してもよい。このようにすると、スプリング受け４２と段部３８との間に空間が確保され、その空間により、リザーバ室１３と円環すきま２２の間の連通を確保することができる。
【００４３】
また、図１１に示すように、スプリング受け３９の外周に、シリンダ７の内周に食い込む爪部４３を設けると、スリーブ８を、より確実にスリーブ嵌合凹部１０から抜け止めすることができる。この場合、スプリング受け３９の内周をスリーブ８の外周に嵌合させると、その嵌合によって、スリーブ８とシリンダ７を同軸に位置決めすることができる。
【００４４】
また、スリーブ８をスリーブ嵌合凹部１０から抜け止めするため、図１２に示すように、スリーブ８の外周に設けられた段部３８をリターンスプリング２０の下端で直接下方に押圧するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施形態のオートテンショナを組み込んだ張力調整装置を示す断面図
【図２】図１に示すロッドが押し込み方向に移動する過程を示す拡大断面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】図２のサークリップ近傍の拡大断面図
【図５】図２に示すサークリップの組み込み過程を示す図であり、（ａ）はサークリップをスリーブ嵌合凹部に挿入する前の状態を示す図、（ｂ）は（ａ）に示すサークリップをスリーブ嵌合凹部に挿入する途中の状態を示す図
【図６】図２に示すオートテンショナの変形例を示す拡大断面図
【図７】図２に示すオートテンショナの他の変形例を示す拡大断面図
【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面図
【図９】図８に示すスプリング受けの変形例を示す断面図
【図１０】図２に示すオートテンショナの更に他の変形例を示す拡大断面図
【図１１】図２に示すオートテンショナの更に他の変形例を示す拡大断面図
【図１２】図２に示すオートテンショナの更に他の変形例を示す拡大断面図
【符号の説明】
【００４６】
４        オートテンショナ
６        底
７        シリンダ
８        スリーブ
９        底
１０      スリーブ嵌合凹部
１１      プランジャ
１２      圧力室
１３      リザーバ室
１４      油通路
１５      チェックバルブ
１７      ロッド
２０      リターンスプリング
２２      円環すきま
２３，２４  円周溝
２５      サークリップ
２９      バイパス通路
３０      電磁開閉弁
３６      突起
３７      円周溝
３８      段部
３９      スプリング受け
４０      孔
４１      切欠き
４２      スプリング受け
４３      爪部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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