(57)【要約】【課題】ダンパー力の大きさを切り換え可能であり、また燃費が低下しにくいオートテンショナを提供する。【解決手段】シリンダ７内に作動油を溜め、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、リーク隙間１４を介して圧力室１２とリザーバ室１３を連通し、プランジャ１１と一体に移動するロッド３５を設け、そのロッド３５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３７を設けたオートテンショナ４において、スリーブ８の底９の弁孔２１とリザーバ室１３とを連通するバイパス通路３２を設け、弁孔２１を開閉する球状の弁体２４と、その弁体２４の移動範囲を規制するリテーナ２５と、弁体２４に当接する弁棒２６と、その弁棒２６を閉弁方向に付勢するバルブスプリング２７と、通電により弁棒２６を開弁方向に移動させる電磁コイル２９とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底のシリンダ（７）内に有底のスリーブ（８）を嵌め合わせ、そのシリンダ（７）内に作動油を溜め、前記スリーブ（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）とスリーブ（８）の摺動面間に形成されるリーク隙間（１４）を介して前記圧力室（１２）とリザーバ室（１３）を連通し、前記プランジャ（１１）と軸方向に一体に移動するロッド（３５）を設け、そのロッド（３５）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（３７）を設け、前記プランジャ（１１）に圧力室（１２）とリザーバ室（１３）を連通する油通路（１５）を形成し、その油通路（１５）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（１６）を設けたオートテンショナ（４）において、
前記スリーブ（８）の底（９）を貫通する弁孔（２１）を設け、その弁孔（２１）と前記リザーバ室（１３）とを連通するバイパス通路（３２）を前記スリーブ（８）と前記シリンダ（７）の嵌合面間に設け、前記弁孔（２１）の圧力室（１２）側の端部に形成されたシート面（２３）に接触、離反して弁孔（２１）を開閉する球状の弁体（２４）と、その弁体（２４）の移動範囲を規制するリテーナ（２５）と、前記弁体（２４）に当接する弁棒（２６）と、その弁棒（２６）を閉弁方向に付勢するバルブスプリング（２７）と、通電により前記弁棒（２６）を開弁方向に移動させる電磁コイル（２９）とを設けたことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記チェックバルブ（１６）が、油通路（１５）の圧力室（１２）側の端部に形成されたシート面（１７）に接触、離反して油通路（１５）を開閉するチェックボール（１８）と、そのチェックボール（１８）の移動範囲を規制するリテーナ（１９）とからなり、前記チェックボール（１８）と前記球状の弁体（２４）とが同一のものである請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記チェックボール（１８）のリテーナ（１９）と前記弁体（２４）のリテーナ（２５）とが同一のものである請求項２に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
前記弁体（２４）が接触、離反するシート面（２３）と、前記チェックボール（１８）が接触、離反するシート面（１７）とが同一形状である請求項２または３に記載のオートテンショナ。
【請求項５】
前記弁体（２４）の移動ストロークと前記チェックボール（１８）の移動ストロークとが同一である請求項２から４のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項６】
前記弁体（２４）の移動ストロークと前記チェックボール（１８）の移動ストロークとが０．２〜０．３ｍｍの範囲にある請求項５に記載のオートテンショナ。
【請求項７】
前記チェックボール（１８）のリテーナ（１９）と前記弁体（２４）のリテーナ（２５）とを互いに反対方向に付勢する圧縮コイルばね（３１）を前記圧力室（１２）内に組み込んだ請求項２から６のいずれか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、前記スリーブの底を貫通する弁孔を設け、その弁孔と前記リザーバ室とを連通するバイパス通路を前記スリーブと前記シリンダの嵌合面間に設け、前記弁孔の圧力室側とは反対側の端部に形成されたシート面に接触、離反して弁孔を開閉する球状の弁体と、その弁体に当接する弁棒と、その弁棒を開弁方向に付勢するバルブスプリングと、通電により弁棒を閉弁方向に移動させる電磁コイルとを設けたものを考案した。
【０００９】
このオートテンショナは、電磁コイルに通電すると、弁体が弁孔を閉じてバイパス通路の作動油の流れを禁止するので、ロッドに作用するダンパー力が大きくなる。また、電磁コイルへの通電を遮断すると、弁体が弁孔を開いてバイパス通路の作動油の流れを許容するので、ロッドに作用するダンパー力が小さくなる。
【００１０】
しかし、このオートテンショナを用いてダンパー力を制御すると、エンジン回転数が共振点領域にあるときやエンジンが低温環境下にあるときなど、ダンパー力を小さくする必要がある少ない場合を除いては、常に電磁コイルが通電状態となって電力を消費するので、エンジンの燃費が低下しやすい。
【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可能であり、また燃費が低下しにくいオートテンショナを提供することである。
【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、前記スリーブの底を貫通する弁孔を設け、その弁孔と前記リザーバ室とを連通するバイパス通路を前記スリーブと前記シリンダの嵌合面間に設け、前記弁孔の圧力室側の端部に形成されたシート面に接触、離反して弁孔を開閉する球状の弁体と、その弁体の移動範囲を規制するリテーナと、前記弁体に当接する弁棒と、その弁棒を閉弁方向に付勢するバルブスプリングと、通電により前記弁棒を開弁方向に移動させる電磁コイルとを設けた。このようにすると、電磁コイルへの通電を遮断したときに、弁体が弁孔を閉じてバイパス通路の作動油の流れを禁止するので、ロッドに作用するダンパー力が大きくなる。また、電磁コイルに通電したときに、弁体が弁孔を開いてバイパス通路の作動油の流れを許容するので、ロッドに作用するダンパー力が小さくなる。
【００１３】
前記チェックバルブが、油通路の圧力室側の端部に形成されたシート面に接触、離反して油通路を開閉するチェックボールと、そのチェックボールの移動範囲を規制するリテーナとからなる場合、前記球状の弁体として、前記チェックボールと同一のものを使用することができる。このようにすると、弁体とチェックボールを共通化できるので、低コストである。
【００１４】
前記チェックボールのリテーナと前記弁体のリテーナとを同一のものとすると、リテーナを共通化することができるので、低コストである。また、前記弁体が接触、離反するシート面と、前記チェックボールが接触、離反するシート面とを同一形状とすると、シート面の加工コストを低減することができる。また、前記弁体の移動ストロークと前記チェックボールの移動ストロークは同一とすることができ、この場合、その移動ストロークは０．２〜０．３ｍｍの範囲に設定することができる。前記チェックボールのリテーナと前記弁体のリテーナとを互いに反対方向に付勢する圧縮コイルばねを前記圧力室内に組み込むと、その圧縮コイルばねの押圧によって各リテーナを固定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のオートテンショナは、電磁コイルへの通電と非通電とを切り換えることによって、ダンパー力の大きさを切り換えることができる。また、このオートテンショナを用いてダンパー力を制御すると、エンジン回転数が共振点領域にあるときやエンジンが低温環境下にあるときなど、ダンパー力を小さくする必要がある少ない場合を除いては、電磁コイルに通電する必要がないので、エンジンの燃費が低下しにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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１４が形成されている。
【００１９】
また、圧力室１２とリザーバ室１３は、プランジャ１１に設けられた油通路１５を介して連通しており、その油通路１５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１６が設けられている。
【００２０】
図２に示すように、チェックバルブ１６は、油通路１５の圧力室１２側の端部に形成されたシート面１７に接触、離反して油通路１５を開閉するチェックボール１８と、そのチェックボール１８の移動範囲を規制するリテーナ１９とからなる。
【００２１】
リテーナ１９は、油通路１５の圧力室１２側の開口を囲むようにプランジャ１１に形成された突起２０に嵌合する筒部１９Ａと、筒部１９Ａの上端に設けられたフランジ部１９Ｂと、筒部１９Ａの下端に設けられた端板１９Ｃとからなり、筒部１９Ａには、その内外を貫通する開口が形成されている。リテーナ１９は、突起２０に対する筒部１９Ａの嵌合によって、プランジャ１１と同軸に位置決めされている。
【００２２】
スリーブ８の底９には、上下に貫通する弁孔２１が設けられ、その上端が圧力室１２に連通している。図１、図２に示すように、弁孔２１には、電磁開閉弁２２が設けられている。電磁開閉弁２２は、弁孔２１の圧力室１２側の端部に形成されたテーパ状のシート面２３に接触、離反して弁孔２１を開閉する球状の弁体２４と、弁体２４の移動範囲を規制するリテーナ２５と、弁体２４に当接する弁棒２６と、その弁棒２６を閉弁方向に付勢するバルブスプリング２７と、弁棒２６に固定された鉄心２８と、通電により鉄心２８を吸引して弁棒２６を開弁方向に移動させる電磁コイル２９とからなる。
【００２３】
図２に示すように、リテーナ２５は、リテーナ１９と同一形状のものが使用されている。リテーナ２５は、弁孔２１を囲むようにスリーブ８の底９に形成された突起３０に嵌合する筒部２５Ａと、筒部２５Ａの下端に設けられたフランジ部２５Ｂと、筒部２５Ａの上端に設けられた端板２５Ｃとからなり、筒部２５Ａには、その内外を貫通する開口が形成されている。リテーナ２５は、突起３０に対する筒部２５Ａの嵌合によって、スリーブ８と同軸に位置決めされている。
【００２４】
弁体２４は、チェックボール１８と同一のものが使用されている。また、弁体２４が接触するシート面２３と、チェックボール１８が接触するシート面１７も同一形状となっている。さらに、リテーナ２５が許容する弁体２４の移動ストロークと、リテーナ１９が許容するチェックボール１８の移動ストロークは同一であり、その移動ストロークは０．２〜０．３ｍｍの範囲に設定されている。
【００２５】
圧力室１２内には、リテーナ１９のフランジ部１９Ｂとリテーナ２５のフランジ部２５Ｂを互いに反対方向に付勢する圧縮コイルばね３１が組み込まれており、この圧縮コイルばね３１の押圧によって、リテーナ１９はプランジャ１１に固定され、リテーナ２５はスリーブ８の底９に固定されている。圧縮コイルばね３１は円筒状に形成されており、その内周がリテーナ１９の筒部１９Ａの外周とリテーナ２５の筒部２５Ａの外周とに嵌合している。
【００２６】
また、スリーブ８とシリンダ７の嵌合面間には、弁孔２１とリザーバ室１３とを連通するバイパス通路３２が形成されている。バイパス通路３２は、スリーブ８の外周とスリーブ嵌合凹部１０の内周との間に形成された軸方向通路３３と、スリーブ８の底９とシリンダ７の底６との間に形成された径方向通路３４とからなる。
【００２７】
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３５が接続している。プランジャ１１は、圧縮コイルばね３１で付勢されてロッド３５に押圧されており、その押圧によって、ロッド３５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。
【００２８】
ロッド３５は、大径軸部３５Ａと、大径軸部３５Ａの下端に連なる小径軸部３５Ｂとからなる。小径軸部３５Ｂ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３６が嵌め合わされており、そのウエアリング３６で大径軸部３５Ａの下端が支持されている。ウエアリング３６は、リザーバ室１３内に組み込まれたリターンスプリング３７で上向きに押圧されており、そのウエアリング３６を介して、ロッド３５がシリンダ７から突出する方向に付勢されている。
【００２９】
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３８が装着されている。オイルシール３８は環状に形成され、ロッド３５の大径軸部３５Ａがスライド可能に貫通している。
【００３０】
次に、このオートテンショナ４の動作例を説明する。
【００３１】
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３５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１４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１６が閉じるので、作動油は油通路１５を流れない。
【００３２】
このようにして、作動油がリーク隙間１４を流れることによりロッド３５が下方に移動し、ベルト５の張力とリターンスプリング３７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１４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。
【００３３】
ここで、電磁コイル２９を非通電状態にしておくと、図２に示すように、弁体２４が弁孔２１を閉じるので、圧力室１２の作動油はバイパス通路３２を流れない。そのため、ロッド３５に作用するダンパー力は大きくなる。また、電磁コイル２９を通電状態にすると、図３に示すように、弁体２４が弁棒２６で押し動かされ、シート面２３から離反して弁孔２１を開く。そのため、圧力室１２の作動油が、バイパス通路３２を介してリザーバ室１３に流れ、ロッド３５に作用するダンパー力は小さくなる。
【００３４】
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３７の付勢力によってロッド３５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１６が開き、作動油が油通路１５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３７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。
【００３５】
上記のように、このオートテンショナ４は、電磁コイル２９への通電と非通電を切り換えることによって、ロッド３５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。
【００３６】
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２９に通電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３５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。
【００３７】
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２９に通電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３５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。
【００３８】
このオートテンショナ４は、電磁コイル２９への通電と非通電とを切り換えることによって、ダンパー力の大きさを切り換えることができる。また、このオートテンショナ４を用いてダンパー力を制御すると、エンジン回転数が共振点領域にあるときやエンジンが低温環境下にあるときなど、ダンパー力を小さくする必要がある少ない場合を除いては、電磁コイル２９に通電する必要がないので、エンジンの燃費が低下しにくい。
【００３９】
また、このオートテンショナ４は、リテーナ１９とリテーナ２５とが同一のものなので、リテーナ１９，２５の製造を共通化することができ、低コストである。同様に、弁体２４とチェックボール１８とが同一のものなので、弁体２４とチェックボール１８の製造を共通化することができ、低コストである。また、シート面１７とシート面２３とが同一形状なので、シート面１７，２３の加工コストが低い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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に示す弁体が弁孔を開いた状態を示す拡大断面図
【符号の説明】
【００４１】
４        オートテンショナ
７        シリンダ
８        スリーブ
９        底
１１      プランジャ
１２      圧力室
１３      リザーバ室
１４      リーク隙間
１５      油通路
１６      チェックバルブ
１７      シート面
１８      チェックボール
１９      リテーナ
２１      弁孔
２３      シート面
２４      弁体
２５      リテーナ
２６      弁棒
２７      バルブスプリング
２９      電磁コイル
３１      圧縮コイルばね
３２      バイパス通路
３５      ロッド
３７      リターンスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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