(57)【要約】      （修正有）【課題】モータ・ジェネレータによるエンジン駆動時にエンジン始動を安定化し、エンジンの駆動時にベルトを適正張力にする油圧式オートテンショナ。【解決手段】シリンダ１１内のスリーブ１７にピストン２０を挿入して圧力室２１を形成。ロッド１９上部のロッドサポートの外筒部２８ｃをシリンダ１１に挿入し、ロッドサポート２８の内側の第１リザーバ室２９内にリターンスプリング３０を組込む。ロッド１９とシリンダ１１間のベローズ３２内に第２リザーバ室３３を形成。圧力室２１と第１リザーバ室２９間の第１通路３４にチェック弁３５を設け圧力室２１内の作動油によりベルトからシリンダ１１への力を緩衝してベルト張力を一定に保持。圧力室２１と第２リザーバ室３３間の第２通路４０に絞り４１と電磁開閉弁４２とを設け、モータ・ジェネレータによるエンジン駆動時に電磁開閉弁４２で第２通路４０を閉じて収縮を防止し、ベルトを過張力状態に保持。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞端を有するシリンダと、そのシリンダの内底面に形成されたスリーブ嵌合孔内に下端部が嵌合された底付きのスリーブと、そのスリーブ内で摺動可能なピストンを下端部に有し、そのピストンによってスリーブ内に圧力室を形成するロッドと、そのロッドの前記シリンダ外部に位置する上端部に固定されたばね座と、そのばね座の下面に衝合される端板の内周に前記ロッドに固定される内筒部が設けられ、端板の外周に形成された外筒部の下端部が前記シリンダ内に摺動自在に嵌合されて前記ロッドとの間に第１リザーバ室を形成するロッドサポートと、前記シリンダの上部外周に一端部が連結され、他端部が前記ばね座に連結されてロッドサポートとの間に第２リザーバ室を形成する伸縮可能なベローズと、前記シリンダとロッドとが伸長する方向にシリンダとロッドとを付勢するリターンスプリングとを有し、前記スリーブとピストンの摺動面間に圧力室と第１リザーバ室とを連通する第１通路を設け、その第１通路に圧力室内の圧力が第１リザーバ室内の圧力より高くなったとき上記第１通路を閉鎖するチェック弁を設け、前記ロッドおよびばね座には圧力室と第２リザーバ室を連通する第２通路を形成し、その第２通路に絞り部と、アクチュエータに対する通電によって第２通路を閉鎖する電磁開閉弁とを設け、前記ロッドサポートの外筒部とシリンダの摺動面間に第１リザーバ室と第２リザーバ室を連通する第３通路を設けた油圧式オートテンショナ。
【請求項２】
前記チェック弁がロッドの下端部に取付けられてピストンの下面間にリング溝を形成し、そのリング溝と圧力室とを連通する通油孔が形成されたオリフィスプレートと、前記リング溝内に組込まれて軸方向に移動可能とされ、圧力室内の圧力が第１リザーバ室内の圧力より高くなったとき、ピストン下面に密着して第１通路を閉鎖するシールリングとから成る請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項３】
前記電磁開閉弁が、閉塞端に弁孔が形成されたバルブスリーブと、そのバルブスリーブの弁孔を開閉する弁体と、その弁体を開閉するアクチュエータとから成る請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項４】
前記アクチュエータが、直動形のソレノイドから成る請求項１乃至３のいずれかに記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項５】
前記アクチュエータが、リニアモータから成る請求項１乃至３のいずれかに記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項６】
前記シリンダの開口端部の内周に、シリンダとロッドサポートの相対的な伸長を制限する止め輪を取付けた請求項１乃至５のいずれかに記載の油圧式オートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エアコンディショナのコンプレッサやウォータポンプ等の補機駆動用ベルトの張力を一定に保持する油圧式オートテンショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータ・ジェネレータが搭載され、通常走行時に、モータ・ジェネレータを発電動作に切換え、エンジンの駆動により駆動輪を回転し、かつ上記モータ・ジェネレータやエアコンディショナのコンプレッサ等の補機を駆動し、一方、車両の停止時には、エンジンを停止させ、かつモータ・ジェネレータを発動動作に切換えて補機を駆動するようにしたアイドルストップ対応車においては、アイドルストップ後のエンジンの再始動に際し、上記モータ・ジェネレータでエンジンを駆動するようにしている。
【０００３】
図８および図９は、アイドルストップ対応車の補機を駆動するベルト伝動装置の概略を示し、図８は、発動動作に切換えられたモータ・ジェネレータ６によってエンジン５および補機７を駆動している状態を示す。また、図９は、エンジン５によって発電動作に切換えられたモータ・ジェネレータ６および補機７を駆動している状態を示している。
【０００４】
上記のような補機駆動用ベルト伝動装置においては、エンジン５の駆動時におけるベルト４の弛み側にテンションプーリ３を接触し、そのテンションプーリ３を支持する揺動可能なプーリアーム１にオートテンショナＡの調整力を付与してベルト４の張力を一定に保つようにしている。
【０００５】
上記オートテンショナＡとして、特許文献１に記載されたものが知られている。この油圧式オートテンショナにおいては、ベルト４の張力変化をシリンダの外部に設けたリターンスプリングと、シリンダの内部に設けた油圧ダンパとによって吸収するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１８４８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された油圧式オートテンショナにおいては、図８および図９に示すベルト伝動装置に採用された場合、モータ・ジェネレータ６によるエンジン５の駆動時、ベルト荷重が急激に大きくなるため、油圧式オートテンショナＡに過大なベルト張力が作用する。このとき、油圧式オートテンショナのシリンダ内部に設けられた油圧ダンパの作動油がリークして油圧式オートテンショナがベルト張力が安定するまで収縮し、テンションプーリの位置の変化によってベルトにスリップが生じ、エンジンを安定よく始動することができなくなる可能性がある。
【０００７】
上記のような不都合を解消するには、油圧式オートテンショナの油圧ダンパの作動油のリーク量を少なくして減衰性を高め、ベルト４の過大張力に対してテンションプーリ３が変位しないようにすることが有効であるが、エンジン５の駆動による通常走行時に、補機７の負荷による張力変動に対する応答性が悪くなり、ベルト４が過張力になるという問題が発生する。
【０００８】
この発明の課題は、モータ・ジェネレータによるエンジン駆動時にテンションプーリを定位置に固定して安定したエンジン始動を可能とし、エンジンの駆動による通常走行時にベルトを適正な張力に保持することができるようにした油圧式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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明においては、閉塞端を有するシリンダと、そのシリンダの内底面に形成されたスリーブ嵌合孔内に下端部が嵌合された底付きのスリーブと、そのスリーブ内で摺動可能なピストンを下端部に有し、そのピストンによってスリーブ内に圧力室を形成するロッドと、そのロッドの前記シリンダ外部に位置する上端部に固定されたばね座と、そのばね座の下面に衝合される端板の内周に前記ロッドに固定される内筒部が設けられ、端板の外周に形成された外筒部の下端部が前記シリンダ内に摺動自在に嵌合されて前記ロッドとの間に第１リザーバ室を形成するロッドサポートと、前記シリンダの上部外周に一端部が連結され、他端部が前記ばね座に連結されてロッドサポートとの間に第２リザーバ室を形成する伸縮可能なベローズと、前記シリンダとロッドとが伸長する方向にシリンダとロッドとを付勢するリターンスプリングとを有し、前記スリーブとピストンの摺動面間に圧力室と第１リザーバ室とを連通する第１通路を設け、その第１通路に圧力室内の圧力が第１リザーバ室内の圧力より高くなったとき上記第１通路を閉鎖するチェック弁を設け、前記ロッドおよびばね座には圧力室と第２リザーバ室を連通する第２通路を形成し、その第２通路に絞り部と、アクチュエータに対する通電によって第２通路を閉鎖する電磁開閉弁とを設け、前記ロッドサポートの外筒部とシリンダの摺動面間に第１リザーバ室と第２リザーバ室を連通する第３通路を設けた構成を採用したのである。
【００１０】
ここで、チェック弁として、ロッドの下端部に取付けられてピストンの下面間にリング溝を形成し、そのリング溝と圧力室とを連通する通油孔が形成されたオリフィスプレートと、前記リング溝内に組込まれて軸方向に移動可能とされ、圧力室内の圧力が第１リザーバ室内の圧力より高くなったとき、ピストン下面に密着して第１通路を閉鎖するシールリングとから成るものを採用することができる。
【００１１】
また、電磁開閉弁として、閉塞端に弁孔が形成されたバルブスリーブと、そのバルブスリーブの弁孔を開閉する弁体と、その弁体を開閉するアクチュエータとから成るものを採用することができる。
【００１２】
前記アクチュエータは、直動形のソレノイドであってもよく、あるいは、リニアモータであってもよい。
【００１３】
この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて、シリンダの開口端部の内周に、シリンダとロッドサポートの相対的な伸長を制限する止め輪を取付けると、油圧式オートテンショナを実車に対して組付ける組付け前の輸送の段階で油圧式オートテンショナのロッドサポートおよびロッドがシリンダから抜け出るのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成から成る油圧式オートテンショナにおいては、電磁開閉弁により第２通路を閉じると、圧力室内の作動油が通路から第２リザーバ室に流れるのを阻止することができるため、圧力室内の作動油によってシリンダとロッドとが収縮する方向に相対移動するのを阻止することができ、油圧式オートテンショナの調整力が付与されるテンションプーリを定位置に固定することができる。
【００１５】
このため、モータ・ジェネレータによるエンジン駆動時にテンションプーリを固定することによってベルトは緊張状態に保持され、ベルトのスリップを防止し、安定したエンジン始動を可能とすることができる。
【００１６】
また、エンジンの駆動による通常走行時、電磁開閉弁を開放すると、圧力室と第１リザーバ室および第２リザーバ室の相互間での作動油の流動を可能とすることができ、上記圧力室内の作動油が第２リザーバ室に流動する場合、その作動油は絞り部で絞られ、圧力室の圧力が上昇する。このとき、チェック弁が第１通路を閉じるため、圧力室内の作動油によって油圧ダンパ効果が発生する。このため、補機の負荷によるベルトの張力変化を油圧式オートテンショナによって吸収することができ、ベルトの張力を適正な張力に保持することができる。その結果、ベルトの寿命低下を抑制し、ベルトのバタツキによる異音の発生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】
【００１７】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、プーリアーム１は支点軸２を中心に揺動自在に支持され、その一端部にはテンションプーリ３が回転自在に支持されている。プーリアーム１の他端部には油圧式オートテンショナ１０が接続され、その油圧式オートテンショナ１０はテンションプーリ３がベルト４を押圧する方向にプーリアーム１を付勢している。
【００１８】
ここで、ベルト４は、通常走行時、図８に示すエンジン５によって駆動されると共に、車両の停止時、モータ・ジェネレータ６によって駆動され、エンジン５の駆動によるベルト４の弛み側ベルトにテンションプーリ３が押し付けられている。
【００１９】
図２に示すように、油圧式オートテンショナ１０はアルミニウム合金から成るシリンダ１１を有している。シリンダ１１は閉塞端を下部に有し、その閉塞端部に設けられた連結片１２に両側に貫通するブッシュ嵌合孔１３が設けられている。ブッシュ嵌合孔１３内に挿入したブッシュ１４はプーリアーム１にねじ込まれるボルト１５の締付けによってプーリアーム１に固定されている。
【００２０】
シリンダ１１の内底面にはスリーブ嵌合孔１６が形成され、そのスリーブ嵌合孔１６内に鋼製の底付きのスリーブ１７が嵌合されている。スリーブ１７の外周下部には止め輪１８が取付けられている。
【００２１】
スリーブ１７内にはロッド１９の下端部に形成されたピストン２０が摺動自在に挿入され、そのピストン２０の挿入によってスリーブ１７内に圧力室２１が形成されている。
【００２２】
ロッド１９のシリンダ１１の外部に臨む上端部にはばね座２２が取付けられている。ばね座２２は上部に連結片２３を有し、その連結片２３には両側に貫通するブッシュ挿入孔２４が設けられている。
【００２３】
ブッシュ挿入孔２４内に挿入されたブッシュ２５はエンジンブロック２６にねじ込まれるボルト２７の締付けによってエンジンブロック２６に固定され、そのブッシュ２５を中心として油圧式オートテンショナ１０は揺動自在とされている。
【００２４】
ロッド１９の上部にはロッドサポート２８が取付けられている。ロッドサポート２８はばね座２２の下面に衝合される端板２８ａを有し、その端板２８ａの内周にロッド１９の外周に圧入される内筒部２８ｂが設けられている。また、端板２８ａの外周には外筒部２８ｃが形成され、その外筒部２８ｃの下端部に設けられた大径筒部２８ｄがシリンダ１１の内径面に沿って摺動可能とされている。
【００２５】
ロッド１９の上部外周に対するロッドサポート２８の取付けによってそのロッドサポート２８の内側に第１リザーバ室２９が設けられ、その第１リザーバ室２９内に組込まれたリターンスプリング３０はシリンダ１１とロッド１９が相対的に伸長する方向にシリンダ１１およびロッド１９を付勢している。
【００２６】
シリンダ１１の開口部の内周には止め輪３１が取付けられている。止め輪３１はロッドサポート２８に設けられた大径筒部２８ｄの肩部２８ｅに対して係合可能とされ、その係合によってシリンダ１１とロッドサポート２８とが軸方向に非分離とされる。
【００２７】
ロッドサポート２８の外側には伸縮可能なベローズ３２が設けられ、そのベローズ３２の一端部はばね座２２に連結され、他端部はシリンダ１１の開口端部の外周に連結されている。上記ベローズ３２はロッドサポート２８との間で第２リザーバ室３３を形成している。
【００２８】
圧力室２１と第１リザーバ室２９とはピストン２０の外周に形成された第１通路３４で連通している。
【００２９】
図４および図５に示すように、第１通路３４は軸方向に延びる複数の溝から成る。この第１通路３４はチェック弁３５によって開閉される。チェック弁３５はロッド１９の下端部にオリフィスプレート３６を取付け、そのオリフィスプレート３６とピストン２０の下面間に形成されたリング溝３７内に半径方向に弾性変形可能なシールリング３８を組込み、上記オリフィスプレート３６にリング溝３７と圧力室２１を連通する複数の通油孔３９を設け、圧力室２１内の圧力が第１リザーバ室２９内の圧力より高くなった場合にシールリング３８をピストン２０下面に密着させ、かつスリーブ１７の内径面に密着するまで拡径させて第１通路３４を閉じるようにしている。
【００３０】
図２に示すように、圧力室２１と第２リザーバ室３３とはロッド１９およびばね座２２に形成された第２通路４０によって連通している。
【００３１】
第２通路４０には、絞り部４１と電磁開閉弁４２とが設けられている。図４に示すように、絞り部４１はオリフィスプレート３６に形成されたオリフィスから成る。この絞り部４１はシリンダ１１とロッド１９とが相対的に収縮する方向に押圧力が負荷されて圧力室２１内の圧力が高くなったとき、その圧力室２１から第２通路４０に流れる作動油の流量を規制する。その流量規制によって圧力室２１の作動油により上記押圧力が緩衝される。
【００３２】
図２および図３に示すように、電磁開閉弁４２はばね座２２の一側面から第２通路４０の一部に至るバルブ挿入孔４３内に組込まれている。この電磁開閉弁４２は、バルブ挿入孔４３内に挿入されるフランジ付きバルブスリーブ４４と、そのバルブスリーブ４４内に組込まれた球形の弁体４５およびスプリング４６と、弁体４５の開閉を制御するアクチュエータとしての直動形ソレノイド４７と、そのソレノイド４７を覆うカバー４８とから成る。
【００３３】
バルブスリーブ４４は閉塞端を有し、その閉塞端に弁孔４９が形成されている。また、バルブスリーブ４４にはその内部と第２通路４０とを連通する通油孔５０が設けられている。
【００３４】
弁体４５は上記弁孔４９を開閉し、スプリング４６は弁体４５が弁孔４９を閉じる方向に付勢している。
【００３５】
ソレノイド４７は、磁性体から成るケース５１と、そのケース５１内に組込まれたボビン５２と、そのボビン５２に巻付けられた電磁コイル５３と、上記ケース５１の端板をスライド自在に貫通するプッシュロッド５４と、そのプッシュロッド５４の後端部に固定されたプランジャ５５とから成り、上記電磁コイル５３に通電すると、プランジャ５５に磁気吸引力が負荷されてケース５１側に移動し、そのプランジャ５５と共に移動するプッシュロッド５４がスプリング４６を介して弁体４５を押圧するようになっており、その押圧によって弁孔４９を閉じる状態に弁体４５が保持される。
【００３６】
図２に示すように、第２リザーバ室３３と第１リザーバ室２９はシリンダ１１の開口端部の内周に形成された溝から成る第３通路５６を介して連通している。
【００３７】
実施の形態で示す油圧式オートテンショナは上記の構造から成り、図８に示すモータ・ジェネレータ６によってエンジン５および補機７を駆動する場合は、図２に示すソレノイド４７の電磁コイル５３に通電し、一方、エンジン５の駆動による通常走行時は、電磁コイル５３に対する通電を遮断する。
【００３８】
いま、電磁コイル５３に通電すると、プランジャ５５に負荷される電磁吸引力によってプッシュロッド５４が軸方向に移動し、図３に示すように、スプリング４６が収縮し、弁体４５は弁孔４９を閉じ、電磁開閉弁４２は閉鎖状態に保持される。
【００３９】
このため、モータ・ジェネレータ６によりエンジン５が駆動されてベルト４の張力が増大すると、そのベルト４からプーリアーム１を介してシリンダ１１に押し上げ力が負荷され、圧力室２１の圧力は上昇するが、第２通路４０は電磁開閉弁４２により閉鎖されているため、圧力室２１内の作動油は第２通路４０に流れない。
【００４０】
また、圧力室２１内の圧力が上昇すると、図４に示すように、シールリング３８はピストン２０の下面に密着し、かつ拡径して第１通路３４を閉じる。このため、圧力室２１内の作動油は第１リザーバ室２９にも流れることはなく、上記圧力室２１に封入された作動油によってシリンダ１１とロッド１９が相対的に収縮する方向に移動するのが阻止され、テンションプーリ３は定位置に固定される。
【００４１】
このように、電磁コイル５３に対する通電によってテンションプーリ３を定位置に固定することができるため、ベルト４のスリップを防止し、安定したエンジン始動を可能とすることができる。
【００４２】
モータ・ジェネレータ６によるエンジン始動後において、エンジン５の駆動による通常走行に際し、電磁コイル５３に対する通電を遮断すると、スプリング４６の復元弾性によりプッシュロッド５４およびプランジャ５５が後退し、弁体４５はスプリング４６の押圧によって弁孔４９を一方向から閉じる状態に保持され、電磁開閉弁４２はチェックバルブとしての機能を発揮する状態とされる。
【００４３】
エンジン５による補機７の駆動時、その補機７の負荷変動によりベルト４の張力が変化し、上記ベルト４の張力が増大してシリンダ１１に押し上げ力が負荷されると、圧力室２１内の圧力が高くなるため、前記と同様に、シールリング３８が図４に示すように、ピストン２０の下面に密着し、かつ拡径して第１通路３４を閉じる。
【００４４】
このため、圧力室２１内の作動油は第１通路３４から第１リザーバ室２９に流れるのが防止され、また、第２通路４０には絞り部４１が設けられているため、圧力室２１内に封入された作動油によってシリンダ１１に負荷される上記押し上げ力が緩衝される。
【００４５】
上記押し上げ力がリターンスプリング３０の押圧力より高い場合、圧力室２１から絞り部４１を通って第２通路４０に作動油が流入し、その作動油の圧力により電磁開閉弁４２の弁体４５が移動して、図６に示すように、弁孔４９が開放する。
【００４６】
このため、第２通路４０に流入した作動油は第２リザーバ室３３内に流れると共に、その第２リザーバ室３３から第３通路５６に流れて第１リザーバ室２９内に流入し、上記押し上げ力とリターンスプリング３０の押圧力とが釣り合う位置までシリンダ１１とロッド１９は相対的にゆっくりと収縮する。
【００４７】
一方、ベルト４の張力が弱くなると、リターンスプリング３０の押圧力によりシリンダ１１がロッド１９に対して伸長する方向に移動し、プーリアーム１が揺動し、テンションプーリ３がベルト４に押し付けられてベルト４の弛みを吸収する。
【００４８】
シリンダ１１がロッド１９に対して伸張する方向に相対移動するとき、圧力室２１内の圧力は低下して第１リザーバ室２９の圧力より低くなるため、シールリング３８はピストン２０の下面から離反する方向に移動し、図７に示すように、第１通路３４が開放する。
【００４９】
このため、第１リザーバ室２９内の作動油は第１通路３４からリング溝３７内に流入し、そのリング溝２７から通油孔３９を通って圧力室２１内に流入する。このため、シリンダ１１は伸長する方向にスムーズに移動してベルト４の弛みを直ちに吸収する。
【００５０】
上記のように、電磁開閉弁４２が弁体４５の閉鎖保持を解除する状態では、ベルト４の張力変動に対し、油圧式オートテンショナ１０が直ちに応答してベルト４を適正な張力に保つことになり、ベルト４の寿命低下を抑制し、ベルト４のバタツキによる異音の発生を防止することができる。
【００５１】
実施の形態では、電磁開閉弁４２の駆動源としてのアクチュエータとしてソレノイド４７を用いたが、アクチュエータはこれに限定されるものではない。例えばリニアモータ（ボイスコイルモータ）を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明に係る油圧式オートテンショナの使用状態を示す正面図
【図２】油圧式オートテンショナの縦断正面図
【図３】電磁開閉弁の一部を示す断面図
【図４】チェック弁部の拡大断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図
【図６】電磁開閉弁の開放状態を示す断面図
【図７】チェック弁の開放状態を示す断面図
【図８】モータ・ジェネレータによるエンジンの始動状態を示す図
【図９】エンジンによる補機の駆動状態を示す図
【符号の説明】
【００５３】
１１    シリンダ
１６    スリーブ嵌合孔
１７    スリーブ
１９    ロッド
２０    ピストン
２１    圧力室
２２    ばね座
２８    ロッドサポート
２８ａ  端板
２８ｂ  内筒部
２８ｃ  外筒部
２９    第１リザーバ室
３０    リターンスプリング
３１    止め輪
３２    ベローズ
３３    第２リザーバ室
３４    第１通路
３５    チェック弁
３６    オリフィスプレート
３７    リング溝
３８    シールリング
３９    通油孔
４０    第２通路
４１    絞り部
４２    電磁開閉弁
４４    バルブスリーブ
４５    弁体
４７    ソレノイド
４９    弁孔
５６    第３通路
【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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