(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部が閉塞し、シール部材によって上部の開口が閉塞されたシリンダ内に作動油を充填し、上記シール部材をスライド自在に貫通し、ロッドスプリングによって突出性が付与されたロッドの下部に、そのロッドに作用する押し込み力の緩衝用油圧ダンパ機構を設けたオートテンショナにおいて、前記ロッドにスクリューロッドを設け、そのスクリューロッドの外周の雄ねじにねじ係合したナット部材をシリンダ内に組込んで軸方向に非可動に支持し、そのナット部材とスクリューロッドのねじ係合部における螺旋状のねじ山を、ロッドの押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状のねじ山を、スクリューロッドの突出方向にはそのスクリューロッドが回転しつつ軸方向に移動するゆるみ条件に設定すると共に、押し込み方向にはスクリューロッドの移動を阻止するロック条件に設定したことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記油圧ダンパ機構が、ロッドの下端部にシリンダ内径面に沿ってスライド可能なプランジャを設け、このプランジャに、その下方に設けられた圧力室と上方に設けられたリザーバ室とを連通させる通路を形成し、その通路の下端に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなったとき、上記通路を閉じるチェックバルブを設けた構成から成る請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記ナット部材が、焼結体から成り、内周対向位置にスクリューロッドの雄ねじにねじ係合される雌ねじが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルト伝動装置のベルトの張力を所定の張力に保持するオートテンショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の内燃機関に組込まれたベルト伝動装置においては、機関運転時の機関本体の熱膨張によるプーリ心間距離の変化やトルク変動によってベルトの張力が変化するため、普通、ベルトの張力調整用テンションローラに油圧式のオートテンショナの調整力を付与してベルトの張力を一定に保つようにしている。
【０００３】
上記オートテンショナとして、図４に示したものが従来から知られている。このオートテンショナは、作動油が充填されたシリンダ４０の上部開口をシール部材４１によって閉じ、そのシール部材４１をスライド自在に貫通するロッド４２にロッドスプリング４３の弾力を付与して外方向への突出性を付与し、ロッド４２の下端部に油圧ダンパ機構４４を設けている。
【０００４】
油圧ダンパ機構４４は、ロッド４２の下端部にシリンダ内径面に沿ってスライド自在のプランジャ４５を設けてシリンダ４０内を圧力室４６とリザーバ室４７とに仕切り、上記プランジャ４５に圧力室４６とリザーバ室４７とを連通する通路４８を形成し、その通路４８をチェックバルブ４９で開閉する構成とされている。
【０００５】
上記の構成から成るオートテンショナは、ロッドスプリング４３によって突出性が付与されたロッド４２によってピン３２を中心として揺動可能なローラアーム３３を押圧し、そのローラアーム３３に支持されたテンションローラ３４をベルトＡに押し付けてベルトＡを緊張させる。
【０００６】
上記のような使用状態において、トルク変動によってベルトＡが振動し、そのベルトＡによってロッド４２が押し込まれると、圧力室４６の圧力がリザーバ室４７の圧力より高くなるため、チェックバルブ４９が通路４８を閉じ、圧力室４６の作動油によってロッド４２に作用する押し込み力が緩衝される。
【０００７】
上記押し込み力がロッドスプリング４３の押圧力より高くなると、圧力室４６の作動油はプランジャ４５とシリンダ４０の摺動面間に形成されたすき間からリザーバ室４７に流れ、ロッド４２およびプランジャ４５がゆっくりと下降し、ロッドスプリング４３と押し込み力とが釣り合う位置でプランジャ４５が停止し、ベルトが異常に緊張するのを防止する。
【０００８】
また、ベルトＡが弛むと、ロッド４２がロッドスプリング４３の弾力により外方向に移動する。このとき、圧力室４６の圧力はリザーバ室４７の圧力より低くなるため、チェックバルブ４９は通路４８を開放し、リザーバ室４７の作動油は通路４８から圧力室４６に流れる。このため、ロッド４２は外方向に急速に移動してベルトＡの緩みを吸収することになり、ベルトの張力変化に対してロッドの追従性が良好であり、ベルトの張力変化をスムースに吸収することができるという特徴を有する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関におけるベルト伝動装置においては、エンジンを停止すると、カムシャフトに設けられたカムの停止位置の関係からベルトＡが緊張する場合がある。
【００１０】
このとき、従来のオートテンショナにおいては、ベルトＡによりロッド４２が押し込まれるため、圧力室４６の作動油はプランジャ４５とシリンダ４０内径面間のすき間からリザーバ室４７にリークして、プランジャ４５は後退位置に保持されることになる。
【００１１】
このため、エンジンを再始動すると、ベルトＡが急激に緩み、ロッド４２が外方向に大きく移動することとなり、ロッド４２がテンションローラ３４を介してベルトＡを押圧するまでの間、ベルトＡが振動し、安定するまでに時間を要する。
【００１２】
この発明の課題は、エンジンの停止時にカムの停止位置の関係からベルトが緊張したとしてもロッドが軸方向に押し込まれるのを防止して、エンジン始動時のベルトの急激な弛みを防ぎ、エンジン始動初期からベルトを安定状態に保持することができるようにしたオートテンショナを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、下部が閉塞し、シール部材によって上部の開口が閉塞されたシリンダ内に作動油を充填し、上記シール部材をスライド自在に貫通し、ロッドスプリングによって突出性が付与されたロッドの下部に、そのロッドに作用する押し込み力の緩衝用油圧ダンパ機構を設けたオートテンショナにおいて、前記ロッドにスクリューロッドを設け、そのスクリューロッドの外周の雄ねじにねじ係合したナット部材をシリンダ内に組込んで軸方向に非可動に支持し、そのナット部材とスクリューロッドのねじ係合部における螺旋状のねじ山を、ロッドの押し込み力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とし、その鋸歯状のねじ山を、スクリューロッドの突出方向にはそのスクリューロッドが回転しつつ軸方向に移動するゆるみ条件に設定すると共に、押し込み方向にはスクリューロッドの移動を阻止するロック条件に設定した構成を採用している。
【００１４】
ここで、スクリューロッドはロッドに一体に設けてもよく、ロッドと別に設けたスクリューロッドをロッドに固定してもよい。あるいは、ロッドと別に設けたスクリューロッドをロッドに設けた小径軸部にスライド自在に取付けるようにしてもよい。スライド自在に取付ける場合は、そのスクリューロッドをリターンスプリングで押圧して、小径軸部の上端の肩部に押し付けるようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、下部が閉塞するシリンダ１はアルミ合金から成る外筒２と、その外筒２内に挿入した鋼製のスリーブ３とから成る。シリンダ１の上部開口はシール部材としてのオイルシール４によって密封されている。オイルシール４は止め輪５によって抜け止めされ、そのオイルシール４に形成されたロッド挿入孔６にロッド７がスライド自在に挿入されている。
【００１７】
ロッド７は小径軸部８を下部に有し、その小径軸部８の下部に、ベルトＡからロッド７に付与される振動の減衰用の油圧ダンパ機構９が設けられている。
【００１８】
油圧ダンパ機構９は、ロッド７の小径軸部８の下部にプランジャ１０を設けてシリンダ１の内部を圧力室１１とリザーバ室１２とに仕切り、そのプランジャ１０に圧力室１１とリザーバ室１２とを連通させる通路１３を形成し、その通路１３をチェックバルブ１４によって開閉させるようにしている。
【００１９】
チェックバルブ１４は、通路１３の下端開口を開閉するチェックボール１５と、そのチェックボール１５の開閉量を制限するリテーナ１６とを有し、上記リテーナ１６はプランジャスプリング１７によりプランジャ１０の下面に押し付けられている。
【００２０】
上記油圧ダンパ機構９は、ベルトＡからロッド７に作用する押し込み力を圧力室１１に封入された作動油によって緩衝する。その緩衝時、圧力室１１の圧力はリザーバ室１２の圧力より高くなるため、チェックバルブ１４は通路１３を閉じる。
【００２１】
なお、図示のように、プランジャ１０の上部にロッド挿入孔１８を形成し、そのロッド挿入孔１８にロッド７の下端部を圧入し、又は単に挿入してもよい。
【００２２】
前記リザーバ室１２内において、前記ロッド７には、ウェアリング２０が嵌合され、そのウェアリング２０とスリーブ３の上端間に組込まれたロッドスプリング２１は、ウェアリング２０をロッド７に形成した第１の肩部２２に押し付けて、ロッド７に外方向への突出性を付与している。
【００２３】
ウェアリング２０はシリンダ１の内径面によって昇降動が案内される。このウェアリング２０にシリンダ１内に充填された作動油の流通孔２３が形成されている。
【００２４】
ここで、シリンダ１内に充填された作動油はシリンダ１内に充満されず、その作動油とオイルシール４との間に空気層が形成されている。作動油として、ここでは、粘度変化の少ないポリアルファオレフィンやシリコーンオイルが用いられているが、エンジンオイルや他のオイルであってもよい。
【００２５】
前記ロッド７の小径軸部８には筒状のスクリューロッド２４がスライド自在に嵌合されている。スクリューロッド２４はその下方に設けたリターンスプリング２５により上向きに押圧されて小径軸部８の上端の第２の肩部２６に押し付けられている。
【００２６】
スクリューロッド２４は外周に雄ねじ２７を有し、その雄ねじ２７にナット部材２８がねじ係合されている。ナット部材２８は、ロッドスプリング２１の下端とスリーブ３の上端間に組込まれて軸方向に非可動に支持されている。
【００２７】
図２に示すように、ナット部材２８は、焼結体から形成され、内周の対向位置にはスクリューロッド２４の雄ねじ２７とねじ係合する雌ねじ２９が設けられている。
【００２８】
図３に示すように、スクリューロッド２４に形成された雄ねじ２７とナット部材２８に設けられた雌ねじ２９のねじ山は、ロッド７の押し込み力を受ける圧力側フランク３０のフランク角が遊び側フランク３１のフランク角より大きい鋸歯状とされ、上記フランク角とリード角の関係からスクリューロッド２４はロッド突出方向にゆるみ条件とされ、ロッド押し込み方向にロック条件とされている。
【００２９】
ここで、ゆるみ条件とは、リターンスプリング２５の押圧力によってスクリューロッド２４が回転しつつロッド突出方向にスムースに移動することをいう。一方、ロック条件とは、ロッド７に作用する軸方向の押し込み力によってスクリューロッド２４が急激に押し込まれても、スクリューロッド２４はロッド押し込み方向に移動せず、また、ベルトＡの振動がロッド７を介してスクリューロッド２４に作用したとき、ねじ係合部のねじ山間に形成された軸方向すきま分だけ間歇的に当接、離反を繰返し接触するねじ山の２つのフランク面間の相対ねじ運動を瞬間的にロックすることなくスクリューロッド２４が少しずつ間歇的に回転を続けて、押し込み力とリターンスプリング２５の弾力とが釣り合う位置までスクリューロッド２４がロッド押し込み方向にゆっくりと移動することをいう。
【００３０】
上記の構成から成るオートテンショナは、シリンダ１を縦向きに取付け、ロッドスプリング２１によって突出性が付与されたロッド７によってピン３２を中心として揺動可能なローラアーム３３を押圧し、そのローラアーム３３に支持されたテンションローラ３４によってベルトＡを押圧する。
【００３１】
上記のような使用状態において、トルク変動によりベルトＡが振動し、そのベルトＡによってロッド７に押し込み力が作用すると、チェックバルブ１４は通路１３を閉じ、圧力室１１に封入された作動油によって上記押し込み力が緩衝される。
【００３２】
上記押し込み力がロッドスプリング２１、リターンスプリング２５およびプランジャスプリング１７の弾力の合力を超える大きさであると、圧力室１１の作動油がプランジャ１０とスリーブ３の摺動面間に形成されたリークすきまからリザーバ室１２に流れ、上記合力と押し込み力とが釣り合う位置までロッド７およびプランジャ１０が下降して停止する。
【００３３】
ロッド７が下降するとき、スクリューロッド２４は回転しつつロッド７と共に下降する。
【００３４】
また、ベルトＡに弛みが生じると、ロッドスプリング２１の弾力によりロッド７が突出方向に移動する。このとき、プランジャ１０はロッド７と共に移動するため、圧力室１１の圧力はリザーバ室１２の圧力より低くなり、チェックバルブ１４は通路１３を開放する。このため、リザーバ室１２の作動油は通路１３から圧力室１１に流れると共に、ナット部材２８の上方の作動油はスクリューロッド２４とナット部材２８のねじ係合面間に形成されたすき間あるいは小径軸部８とスクリューロッド２４間に形成された隙間からナット部材２８の下方に流れるため、ロッド７は外方向に急速に移動してベルトＡの弛みを吸収する。
【００３５】
ロッド７の外方向への移動時、スクリューロッド２４はロッド突出方向に弛み条件とされているため、スクリューロッド２４はロッド７と共に外方向に移動する。
【００３６】
エンジンを停止し、カムシャフトに設けられたカムの停止位置の関係によってベルトＡが緊張すると、ロッド７に急激に押し込み力が作用する。このとき、ロッド７の第２の肩部２６がスクリューロッド２４を押圧するがスクリューロッド２４は、雄ねじ２７と雌ねじ２９のねじ係合部におけるねじ山のフランクとリード角の関係によってロッド押し込み方向にロック条件とされているため、スクリューロッド２４に作用する押し込み力は圧力側フランク３０により支持され、スクリューロッド２４はロッド押し込み方向に移動せず、ベルトＡは緊張状態に保持される。
【００３７】
このため、エンジンを再始動してもベルトＡに弛みが生じず、ロッド７の押圧によってベルトＡはエンジン始動時から安定状態に保持される。
【００３８】
なお、発明の実施の形態においては、ロッド７にスクリューロッド２４をスライド自在に設けたが、スクリューロッド２４をロッド７に一体に設けてもよく、あるいは固定してもよい。スクリューロッド２４をロッド７に一体化することにより、ロッド７のロッドスプリング２１の押圧又はローラアーム３３の押圧による軸方向への移動時、回転しつつ軸方向に移動し、リターンスプリング２５を省略することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、エンジンを停止し、カムシャフトに設けられたカムの停止位置の関係によってベルトが緊張しても、ロッドは軸方向に押し込まれず、ベルトは緊張状態に保持されるため、エンジンの始動時にベルトに弛みが生じるのを防止することができ、エンジン始動時からベルトを安定状態に保持することができる。
【００４０】
ナット部材を焼結体で形成したことにより、コストの低減を図ることができ、そのナット部材の内周対向位置に雌ねじを設けたことにより、雌ねじ間に作動油が流動可能な隙間が形成される。このため、プランジャの摺動時、ナット部材の上下方の作動油は上記隙間からスムーズに流れ、プランジャの摺動を阻害することがなく、プランジャを円滑に摺動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るオートテンショナの実施の形態を示す縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】同上のスクリューロッドとナット部材のねじ係合部を示す拡大断面図
【図４】従来のオートテンショナを示す縦断正面図
【符号の説明】
１  シリンダ
４  オイルシール
７  ロッド
８  小径軸部
９  油圧ダンパ機構
１０  プランジャ
１１  圧力室
１２  リザーバ室
１３  通路
１４  チェックバルブ
２１  ロッドスプリング
２４  スクリューロッド
２５  リターンスプリング
２６  第２の肩部
２７  雄ねじ
２８  ナット部材
２９  雌ねじ
３０  圧力側フランク
３１  遊び側フランク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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