(57)【要約】      （修正有）【課題】ピストンロッドの作動方向によって異なる減衰力を作用させることができ、しかも高い信頼性が得られるように構成されたダンパ付きテンショナ装置を提供する。【解決手段】シリンダ２３内のピストン２７の前後に画成され且つ油を封入された第１および第２の油室３１，３２と、一端をピストンに接続し且つ他端をシリンダの外部に露出させたピストンロッド２８と、ピストンロッドをシリンダから突出させる向きに付勢するコイルばね３０とを備え、ピストンとシリンダとの隙間を通じて第１の油室と第２の油室との間を流れる油によって減衰力を発生するようにしてなるダンパ付きテンショナ装置２１において、ピストンにおけるシリンダとの摺接面に設けた外周溝と、外周溝と第１の油室とを連通すべくピストンの内部に設けたバイパス通路と、第1の油室から円周方向溝へ向けての油の流通を禁止すべくバイパス通路に設けたリードバルブとで構成する。【選択図】図２
2008190595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、該シリンダ内を摺動するピストンと、前記シリンダの内部における前記ピストンの前後に画成され且つ油を封入された第１および第２の油室と、一端を前記ピストンに接続し且つ他端を前記シリンダの外部に露出させたピストンロッドと、該ピストンロッドを前記シリンダから突出させる向きに付勢する付勢部材とを備え、前記ピストンと前記シリンダとの隙間を通じて前記第１の油室と前記第２の油室との間を流動する油によって減衰力を発生するようにしてなるダンパ付きテンショナ装置であって、
前記ピストンにおける前記シリンダとの摺接面に設けた円周方向溝と、
該円周方向溝と前記第1の油室とを連通すべく前記ピストンの内部に設けたバイパス通路と、
前記第1の油室から前記円周方向溝へ向けての油の流通を禁止すべく前記バイパス通路に設けた一方向逆止弁とを有することを特徴とするダンパ付きテンショナ装置。
【請求項２】
前記円周方向溝を前記ピストンの軸方向の一方へ偏倚させると共に、前記円周方向溝と前記第２の油室とを連通すべく前記ピストンの内部に設けた第２のバイパス通路と、
前記第２の油室から前記円周方向溝へ向けての油の流通を禁止すべく前記第２のバイパス通路に設けた第２の一方向逆止弁とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のダンパ付きテンショナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンにおけるクランクシャフトの回転力をカムシャフトや補機に伝達するベルト等の適正張力を自動的に維持させるためのダンパ付きテンショナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンは、動弁機構のカムシャフトを駆動するために、或いは交流発電機や空気調和装置のコンプレッサ等の補機を駆動するために、クランクシャフトとカムシャフト或いは補機との間が、ベルト／プーリ機構あるいはチェーン／スプロケット機構を介して連結されている。
【０００３】
このような巻掛け伝動機構においては、ベルト或いはチェーンの適正張力を維持するために、伸張方向にばね付勢されたピストンロッドに連結されたアイドラプーリをベルト或いはチェーンに押し当てるように構成したテンショナ装置が設けられることが一般的である。
【０００４】
このテンショナ装置の１つとして、特許文献１には、ピストンによって隔てられた２つの油室間を連通する通路構成手段を設けると共に、通路構成手段の導管の中間部を２つの通路に分岐させ、分岐通路のそれぞれに一方逆止弁および調節ねじ付き流れ制御弁部材を設け、調節ねじ付き流れ制御弁部材によって収縮運動時と伸張運動時とで互いに異なる減衰力をピストンロッドに作用させるようにしたものが開示されている。
【０００５】
また特許文献２には、シリンダの上部に固定状に形成された第１油室と、シリンダの内部を摺動可能なピストンと、シリンダの内部をピストンによって分割して画成した上側の第２油室および下側の第３抽室と、第１油室から第２油室への油の流れのみを許容する第１の一方向弁と、第３油室から第２油室への油の流れのみを許容する第２の一方向弁とを備え、ベルト張力の増加時には、シリンダとピストンとの間および第１の一方向弁の隙間を通って第２油室から第３油室へと油がゆっくりと流れることでダンパ効果を得ると共に、ベルト張力の減少時には、第１油室および第３油室から第１および第２の一方向弁を通って第２油室に迅速に油を補うことでアイドラプーリをべルトに素早く追従させるようにしたものが開示されている。
【特許文献１】実公平２−２５９５２号公報
【特許文献２】実開平５−１４７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１に記載のものは、ピストンロッドの作動方向によって異なる減衰力を発生させるためには、口径の異なるオリフィスと逆止弁とを２組設ける必要があり、構造が複雑になりがちである上、作動油中に混入した塵埃などがオリフィスに詰まると機能しなくなるという不都合がある。
【０００７】
また文献２に記載のものは、ピストンとシリンダとの隙間を流れる油の流動抵抗で減衰力を発生させるものなので、オリフィスに比して詰まりによる機能不全を生じ難い反面、ピストンロッドの作動方向によって異なる減衰力を発生させることはできない。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、構造の複雑化を招かずにピストンロッドの作動方向によって異なる減衰力を作用させることができ、しかも高い信頼性が得られるように構成されたダンパ付きテンショナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するため、本発明の請求項１は、シリンダ２３と、シリンダ内を摺動するピストン２７と、シリンダの内部におけるピストンの前後に画成され且つ油を封入された第１および第２の油室３１・３２と、一端をピストンに接続し且つ他端をシリンダの外部に露出させたピストンロッド２８と、ピストンロッドをシリンダから突出させる向きに付勢する付勢部材（圧縮コイルばね）３０とを備え、ピストンとシリンダとの隙間を通じて第１の油室と第２の油室との間を流動する油によって減衰力を発生するようにしてなるダンパ付きテンショナ装置２１において、ピストンにおけるシリンダとの摺接面に設けた円周方向溝（外周溝）３５と、円周方向溝と第１の油室とを連通すべくピストンの内部に設けたバイパス通路３６と、第1の油室から円周方向溝へ向けての油の流通を禁止すべくバイパス通路に設けた一方向逆止弁（リードバルブ）３４とを有することを特徴とするものとした。
また本発明の請求項２は、上記構成のダンパ付きテンショナ装置において、円周方向溝をピストンの軸方向の一方へ偏倚させると共に、円周方向溝と第２の油室とを連通すべくピストンの内部に設けた第２のバイパス通路４３と、第２の油室から円周方向溝へ向けての油の流通を禁止すべく第２のバイパス通路に設けた第２の一方向逆止弁４２とをさらに有することを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１０】
このような本発明の請求項１の構成によれば、第１の油室から第２の油室への油の移動にはピストンとシリンダとの隙間だけが用いられ、第２の油室から第１の油室への油の移動にはバイパス通路も併用されることになる。従って、互いに異なる口径のオリフィスを設けた往路と復路との２つの通路を用いずにピストンロッドの作動方向によって異なる減衰力を発生させることができるので、ダンパ付きテンショナ装置の構造を簡略化し且つ信頼性を高める上に大きな効果を奏することができる。
また請求項２の構成によれば、ピストンの軸線方向についての第１の油室と円周方向溝との距離と、第２の油室と円周方向溝との拒離とを互いに異ならせることにより、ピストンロッドの作動方向によって減衰力を互いに異なるものとすることができるので、減衰力の設定を容易化する上に効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明が適用される直列多気筒エンジンのクランクプーリ側から見た立面図である。この直列多気筒エンジンのエンジン本体１におけるクランクプーリ端の側方には、パワーステアリング装置用オイルポンプ２、アイドラプーリ３、オルタネータ４、エンジン冷却用ウォータポンプ５、並びに空調用コンプレッサ６が、上からこの順に配設されている。これらの補機は、各補機のそれぞれに設けられたプーリ７、９、１０、１１とクランクプーリ１２との間に巻き掛けられた一本の（共通の）無端ベルト１３による所謂サーペンタイン形式により、クランクシャフトの動力で一括駆動される。
【００１３】
無端ベルト１３の適正張力を維持するために、アイドラプーリ３には、テンショナ装置２１が設けられている。このテンショナ装置２１は、その一端がエンジン本体１の固定部分に取付けられ、その他端がアイドラプーリ支持アーム２２に連結されており、無端ベルト１３の張力変化に応じて伸縮作動し、無端ベルト１３に対するアイドラプーリ３の押圧力を自動調節するように構成されている。
【００１４】
次に本発明によるダンパ付きテンショナ装置について説明する。
【００１５】
図２は、本発明に関わるテンショナ装置２１の第１実施例の構造を示している。このテンショナ装置２１は、その軸線を概ね垂直に配置した有底円筒状をなすシリンダ２３を備えている。このシリンダ２３の上部には、エンジン本体の固定部分にピン軸をもって連結するための上部フィッティング２４が固設されている。そしてシリンダ２３の下端開口には、オイルシール２５が嵌着され、且つ止め輪２６によって抜け止めされている。
【００１６】
シリンダ２３の内部には、適宜な軸方向長さを有するピストン２７が摺合している。このピストン２７には、オイルシール２５の中心部を貫通してシリンダ２３の外部にその下端部を突出させたピストンロッド２８が一体的に結合されている。このピストンロッド２８の下端には、アイドラプーリ支持アーム２２にピン軸をもって連結される下部フィッティング２９が固着されている。
【００１７】
上部、下部両フィッティング２４・２９には、径方向外向きフランジ２４ａ・２９ｂがそれぞれ形成されており、これらのフランジ２４ａ・２９ｂ同士間には、圧縮コイルばね３０が縮設されている。これにより、上部、下部両フィッティング２４・２９間に両者間の寸法を伸張させる向きの弾発付勢力が常時作用し、この弾発付勢力をもって、上述の無端ベルト１３に対する適正張力の付与作用が発揮される。
【００１８】
図３に併せて示したように、シリンダ２３の内部には、ピストン２７によって２つの油室３１・３２が画成されている。ピストン２７の上方の第１油室３１には、作動油と共に、窒素ガスなどの適宜な気体が封入されている。これらの作動油と気体とは分離し、気体の方が上方に溜まっている。換言すると、本実施例においては、ピストン２７に作動油を触れさせるために垂直配置されている。
【００１９】
ピストン２７の上端面には、環状溝３３が形成されている。そして環状溝３３は、ピストン２７の上端面にその中心を固定された円板形のリードバルブ３４で塞がれている。
【００２０】
ピストン２７におけるシリンダ２３との摺接面の軸方向中間部には、全周に渡る外周溝３５が形成されている。そして環状溝３３と外周溝３５とを連通させるバイパス通路３６が、ピストン２７に内設されている。
【００２１】
シリンダ２３とピストン２７とは、両者の摺接面間に適宜な隙間ができるように、両者の嵌合公差が緩み嵌めとなるように製造されている。
【００２２】
次にこのように構成された本発明装置の作動要領について図４を参照して説明する。ベルト１３の張力が増加した場合、アイドラプーリ３の移動によってピストンロッド２８と共にピストン２７が押し上げられてシリンダ２３内に入り込み、第１油室３１の作動油および気体が加圧される。この第１油室３１の内圧上昇によってリードバルブ３４がピストン２７の上面に密着するので、図４（ａ）に示すように、加圧された第１油室３１の作動油の一部は、シリンダ２３とピストン２７との隙間のみを通って第２油室３２に向けて流動する。この時のシリンダ２３とピストン２７との隙間を通る作動油の流動抵抗によってダンパ作用が発揮され、上部、下部両フィッティング２４・２９同士間が緩慢な速度で収縮し、ベルト１３のバタつきを伴わずに適正張力に自動調節される。
【００２３】
この逆に、ベルト１３の張力が減少した場合は、圧縮コイルばね３０によってピストンロッド２８と共にピストン２７が押し下げられ、アイドラプーリ３がベルト１３に押付けられる。このように、ピストンロッド２８すなわちピストン２７が下向きに移動すると、第２油室３２の容積は減少して内圧は上昇し、第１油室３１の容積は増加して内圧は下降する。この容積変化および内圧変化により、第２油室３２の作動油は、図４（ｂ）に示すように、ピストン２７の軸方向中間部の外周溝３５まではシリンダ２３とピストン２７との隙間を流れ、外周溝３５からはパイパス通路３６を通り、ピストン２７の上端面の環状溝３４を塞ぐリードバルブ３４を押し退けて第１油室３１に流れ込む。すなわち、ベルト１３の張力が減少してピストン２７が下向きに移動し始めた瞬間に、第１油室３１が減圧し、第２油室３２の作動油が流動抵抗の小さいバイパス通路３６を経て第１油室３１に迅速に流れ込む。これにより、アイドラプーリ３の押圧力がベルト１３に即座に加わり、ベルト１３のバタつきを伴わずに適正なベルト張力が維持される。
【００２４】
ここで第１油室３１と第２油室３２との容積比は、ピストンロッド２８が第２油室３２に対して出没する分だけ、ピストン２７の移動量以上に変化するが、第２油室３２にピストンロッド２８が没入することで排除された作動油が第１油室３１に流れ込むことは、第１油室３１の上方に封入された気体が圧縮されることで許容され、また第２油室３２からピストンロッド２８が退出することで不足する油量は、第１油室３１の上方に封入された気体が膨張することで補償される。
【００２５】
図５は、本発明装置の第２実施例を示している。本実施例においては、第１油室３１内にフリーピストン３８を摺合させ、これによって第１油室を気室３１ａと油室３１ｂとに分離するものとした。その他の点は上述した第１実施例と同様である。この構成によれば、シリンダ２３の向きに関わらずにシリンダ２３の底壁とフリーピストン３８との間に気体を封入することができるので、第１油室３１を上側にした垂直配置を採らなくとも機能に支障を生ずることがないので、レイアウトの自由度が高まる。
【００２６】
図６は、本発明の第３の実施例を示している。本実施例は、図３に示した第１実施例の構成に加えて、ピストン２７の軸方向中間部に設けた外周溝３５を第２油室３２側へ偏倚させる（Ａ＞Ｂ）と共に、ピストン２７の第２油室３２側の端面に第２の環状溝４１を設け、且つピストン２７の第２油室３２側の端面に環状溝４１を塞ぐ第２のリードバルブ４２を設け、さらに外周溝３５と第２の環状溝４１との間を連通する第２のバイパス通路４３を設けたものである。
【００２７】
本実施例においては、ベルト１３の張力の増加によってピストンロッド２８と共にピストン２７が押し上げられて第１油室３１の作動油および気体が加圧されると、図７（ａ）に示すように、第１油室３１の内圧上昇によってリードバルブ３４がピストン２７の上面に密着するので、加圧された第１油室３１の作動油の一部は、シリンダ２３とピストン２７との隙間を通って外周溝３５に達した後、第２のバイパス通路４３を通ってピストン２７の下面の第２のリードバルブ４２を押し退けて第２油室３２に流れ込む。
【００２８】
この逆に、ベルト１３の張力が減少してピストンロッド２８と共にピストン２７が押し下げられると、第２油室３２の容積は減少して内圧は上昇し、第１油室３１の容積は増加して内圧は下降する。この容積変化および内圧変化により、第２油室３２の作動油は、外周溝３５まではシリンダ２３とピストン２７との隙間を流れ、外周溝３５からはパイパス通路３６を通ってリードバルブ３４を押し退けて第１油室３１に流れ込む。ここで外周溝３５が第２油室３２側へ偏倚しており、シリンダ２３とピストン２７との隙間の軸方向長さ、すなわち図６中のＡ寸法とＢ寸法との関係が、Ａ＞Ｂに設定されているので、伸張時の抵抗力に比して収縮時の抵抗力の方が高くなり、ベルト１３の張力が増加する場合は、上部、下部両フィッティング２４・２９同士間の収縮速度が緩慢になり、ベルトの張力が減少する場合は、上部、下部両フィッティング２４・２９同士間の伸張速度が迅速となる。
【００２９】
本実施例によれば、外周溝３５の偏倚量（図６中のＡ寸法とＢ寸法との差）により、ピストン２７の移動方向による流動抵抗差を簡単に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明装置が適用されたエンジンの立面図である。
【図２】本発明装置の縦断面図である。
【図３】本発明装置の要部拡大断面図である。
【図４】本発明装置の作動説明図である。
【図５】本発明装置の第２の実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明装置の第３の実施例を示す要部拡大断面図である。
【図７】第３の実施例の作動説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１３  ベルト
２１  テンショナ装置
２３  シリンダ
２７  ピストン
２８  ピストンロッド
３０  圧縮コイルばね
３１  第１油室
３２  第２油室
３４  リードバルブ
３５  外周溝
３６  バイパス通路
４２  第２のリードバルブ
４３  第２のバイパス通路
【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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