(57)【要約】【課題】  駆動源の回転数にかかわらず動力伝達ベルトの張力を常に最適な状態に維持する。【解決手段】  アーム１１は揺動自在である。アーム１１の揺動端部にテンショナプーリ１３を枢支する。テンショナプーリ１３は歯付きベルト１４の背面に当接する。リターンスプリング３８のばね力をアーム１１に伝達することにより、テンショナプーリ１３を歯付きベルト１４に対して付勢する。高圧室２６に保持した作動油の圧力に応じた押圧力をアーム１１に伝達する。この押圧力はリターンスプリング３８のばね力とともに、テンショナプーリ１３を歯付きベルト１４に対して常時付勢する。作動油の圧力は、エンジンの運転状態に応じて連続的または段階的に変化する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の回転を他の機器に伝達する無端状の動力伝達ベルトに生じる張力を調整するオートテンショナであって、
揺動自在に支持されたアームと、
前記アームの揺動端部に枢支され、前記動力伝達ベルトの背面に当接するテンショナプーリと、
ばね力を前記アームに伝達することにより、前記テンショナプーリを前記動力伝達ベルトに対して付勢するスプリングと、
前記駆動源の回転数に応じて連続的または段階的に変化する押圧力を前記アームに伝達し、前記ばね力とともに、前記テンショナプーリを前記動力伝達ベルトに対して付勢する押圧力発生手段と
を備えることを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記駆動源が車両用エンジンのクランク軸であることを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記動力伝達ベルトが歯付きベルトであることを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
前記押圧力発生手段が作動油を保持し、前記作動油の圧力に応じた押圧力を前記アームに伝達することを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項５】
前記押圧力発生手段が電磁コイルを備え、前記電磁コイルに発生する電磁力に応じた押圧力を前記アームに伝達することを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項６】
前記押圧力が前記駆動源の回転数が高くなるにしたがって大きくなることを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項７】
前記押圧力が前記駆動源の回転数が高くなるにしたがって小さくなることを特徴とする請求項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】
本発明は、駆動源の回転を他の機器に伝達するための動力伝達ベルトに当接して、その張力を調節するオートテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車用エンジンのクランク軸の回転をオルタネータ等の補機に伝達するために無端状の動力伝達ベルトが用いられることがある。このようなエンジンでは、動力伝達ベルトによる回転力の伝達性能を確保するため、動力伝達ベルトの近傍にはオートテンショナがしばしば設けられる。すなわち、揺動自在に設けられたアームの先端に支持されたテンショナプーリが動力伝達ベルトに係合し、ばね力により動力伝達ベルトに張力が与えられる。特許文献１に開示されたオートテンショナは、アームに対してばね力とともに油圧を作用させており、エンジンの所定の低回転域において油圧が高められるように制御される。
【特許文献１】特開平４−３１６３２号公報
【０００３】
動力伝達ベルトやクランク軸等を含む振動系の物理的性質は複雑であり、例えば所定の低回転域のみにおいて動力伝達ベルトに対する付勢力を変化させても張力が最適に調整されないこともある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、駆動源の回転数にかかわらず動力伝達ベルトの張力を常に最適な状態に維持することができるオートテンショナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るオートテンショナは、揺動自在に支持されたアームと、アームの揺動端部に枢支され、動力伝達ベルトの背面に当接するテンショナプーリと、ばね力をアームに伝達することにより、テンショナプーリを動力伝達ベルトに対して付勢するスプリングと、駆動源の回転数に応じて連続的または段階的に変化する押圧力をアームに伝達し、ばね力とともに、テンショナプーリを動力伝達ベルトに対して付勢する押圧力発生手段とを備えることを特徴としている。
【０００６】
駆動源は例えば車両用エンジンのクランク軸である。動力伝達ベルトは例えば歯付きベルトであるが、Ｖリブドベルト、Ｖベルトあるいは平ベルトであってもよい。押圧力発生手段は、作動油を保持し、作動油の圧力に応じた押圧力をアームに伝達するように構成されていてもよい。また押圧力発生手段は電磁コイルを備えていてもよく、この場合電磁コイルに発生する電磁力に応じた押圧力がアームに伝達される。押圧力は、駆動源を含む振動系の物理的性質に応じて、駆動源の回転数が高くなるにしたがって大きくなり、あるいは小さくなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、駆動源の回転数にかかわらず動力伝達ベルトの張力を常に最適な状態に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態であるオートテンショナを示す断面図である。このオートテンショナは自動車用エンジンに設けられる。
【０００９】
アーム１１は、エンジンブロック（図示せず）に取付けられた固定部材１２に揺動自在に支持されている。テンショナプーリ１３はアーム１１の揺動端部に枢支され、無端状の歯付きベルト１４の背面に当接する。歯付きベルト１４は、クランク軸に固定されたクランクプーリ（図示せず）とオルタネータ等の補機のプーリ（図示せず）に架け回されている。アーム１１は押圧力発生機構２０によって、常時揺動方向（矢印Ａ方向）に付勢される。
【００１０】
押圧力発生機構２０は筒状のハウジング２１を有する。ハウジング２１の中にはプランジャ２２が変位自在に設けられ、プランジャ２２の先端はアーム１１に当接する。ハウジング２１のアーム１１側の端部はダストシール２３によって、アーム１１とは反対側の端部は蓋部材２４によって閉塞されている。またハウジング２１の内部において、蓋部材２４に近接した部位には仕切り板２５が設けられ、仕切り板２５によって、ハウジング２１の内部は高圧室２６と低圧室２７に分離されている。
【００１１】
高圧室２６には案内筒３１が配設されている。案内筒３１はハウジング２１と同軸的に延び、案内筒３１の基端部は仕切り板２５に固定され、案内筒３１の先端部は仕切り板２５とダストシール２３の中間位置まで延びている。プランジャ２２には鍔部３２が設けられている。鍔部３２はプランジャ２２に一体的に固定され、鍔部３２の外周面はハウジング２１の内壁面に摺接する。プランジャ２２は鍔部３２によって、支持部３３と押圧部３４に区画される。支持部３３は高圧室２６内に位置し、案内筒３１によって案内支持される。押圧部３４は、ハウジング２１の内壁に嵌着されたオイルシール３５とダストシール２３を貫通して延び、押圧部３４の先端はアーム１１に当接する。
【００１２】
仕切り板２５には透孔３６が穿設されており、高圧室２６と低圧室２７は透孔３６によって連通する。案内筒３１と仕切り板２５の間には、高圧室２６と低圧室２７の間における流路を縮小するオリフィス３７が形成される。
【００１３】
高圧室２６内にはリターンスプリング３８が設けられている。リターンスプリング３８の一端は仕切り板２５に着座し、他端は鍔部３２に当接している。通常の動作状態においてリターンスプリング３８は圧縮されており、したがってプランジャ２２はリターンスプリング３８のばね力をアーム１１に伝達する。
【００１４】
仕切り板２５と蓋部材２４の間にはダイアフラム４１が設けられ、低圧室２７は、仕切り板２５とダイアフラム４１とハウジング２１により囲まれている。ダイアフラム４１には、棒状を呈するリテーナ４２が固定されている。リテーナ４２は、仕切り板２５と案内筒３１に形成された孔４３、４４を貫通して延び、リテーナ４２の先端は案内筒３１の中に位置し、案内筒３１に設けられたチェックボール４５に係合する。一方、ダイアフラム４１と蓋部材２４の間には加圧スプリング４６が設けられており、ダイアフラム４１とリテーナ４２は常時蓋部材２４側に付勢されている。すなわちチェックボール４５はリテーナ４２によって付勢され、非作動時は孔４４を閉塞しているが、低圧室２７内の圧力が所定値を越えると、加圧スプリング４６のばね力に抗して孔４４を開放する。
【００１５】
高圧室２６と低圧室２７には作動油が保持されている。ハウジング２１の側壁には、高圧室２６内の作動油の圧力を制御するために給油孔５１が形成され、給油孔５１は作動油供給機構５２に接続されている。作動油供給機構５２は、油圧を発生するためのモータ等の駆動装置を有しており、エンジン運転状態を検出するセンサ５３に接続されている。センサ５３は例えばクランク軸（駆動源）の回転数を検出する回転数センサである。すなわち、作動油供給機構５２はクランク軸の回転数に応じた油圧を発生し、この油圧は給油孔５１を介して高圧室２６内に伝達される。
【００１６】
次に本実施形態の作用を説明する。
エンジンの運転中、作動油は作動油供給機構５２の作用により所定の圧力に維持される。この作動油の圧力とリターンスプリング３８のばね力に応じた押圧力は、プランジャ２２を介してアーム１１とテンショナプーリ１３に伝達される。すなわち歯付きベルト１４は、リターンスプリング３８のばね力と作動油の圧力によって付勢され、これにより歯付きベルト１４の張力が高められる。
【００１７】
エンジン回転数すなわちクランク軸の回転数が高くなると、センサ５３からの出力信号に応じて、作動油供給機構５２から作動油が吐出され、給油孔５１を介して高圧室２６に供給される。したがってプランジャ２２は、押圧部３４がハウジング２１から突出する方向に変位する。このとき、一部の作動油はオリフィス３７と透孔３６を通過して低圧室２７へ流動し、これにより低圧室２７内の一部の作動油が孔４３、４４を通り、チェックボール４５を押しのけて案内筒３１の内部に流入する。なお、高圧室２６内の作動油がオイルシール３５側に漏れることがあるが、オイルシール３５の作用により、ダストシール２３側まで漏れることはない。
【００１８】
このようにして、プランジャ２２を介してアーム１１とテンショナプーリ１３に伝達される押圧力が大きくなり、歯付きベルト１４の張力が高められる。すなわち、歯付きベルト１４とクランク軸と補機等によって構成される振動系の共振点が上がり、共振の発生が防止される。また、歯付きベルトの張力が大きくなるので、歯付きベルト１４の歯がクランクプーリ等に噛み合うときに歯元に生じる応力が低く抑えられる。
【００１９】
このように本実施形態では、エンジン回転数すなわちクランク軸の回転数が高くなるにしたがって作動油の圧力を連続的または段階的に高めるように構成されている。したがって、歯付きベルト１４を含む振動系の共振点がエンジン回転数とともに上昇することに加えて、歯元に生じる応力も小さくなり、歯付きベルト１４の耐久性が向上する。
【００２０】
一方、エンジン回転数が低くなると、センサ５３からの出力信号に応じて、作動油供給機構５２によって作動油が吸引され、給油孔５１を介して高圧室２６内の作動油が外部へ吐出される。したがって、低圧室２７内の作動油が高圧室２６内へ流動しようとするが、オリフィス３７の流路抵抗とチェックボール４５の作用により、高圧室２６内へは実質的に流入できない。すなわち、高圧室２６内の圧力が急速に低下して、プランジャ２２は押圧部３４がハウジング２１内へ入り込む方向に迅速に変位し、歯付きベルト１４の張力は低くなるように制御される。したがってクランク軸等の軸受の摩擦が増大することが防止され、エンジンの運転効率が向上する。
【００２１】
なお、上記実施形態ではセンサ５３はエンジン回転数を検出すると説明したが、これに代えて、エンジン油圧を検出する構成としてもよい。この場合、作動油供給機構５２はエンジン油圧が高くなるにしたがって作動油の圧力が高くなるように制御する。また、センサ５３はエンジン負圧を検出するものであってもよく、この場合、作動油供給機構５２はエンジン負圧が高くなるにしたがって作動油の圧力が高くなるように制御する。
【００２２】
また、センサ５３を省略して、作動油供給機構５２がエンジンオイルを作動油として供給するように構成してもよい。この構成では、エンジンオイルが直接高圧室２６内へ供給されるので、作動油の圧力を制御するための特別な機構が不要になる。
【００２３】
図２は、第２の実施形態であるオートテンショナを示す断面図であり、このオートテンショナも自動車用エンジンに設けられる。なお図２において、アーム１１、テンショナプーリ１３等は省略されている。
【００２４】
押圧力発生機構６０は筒状のハウジング６１を有し、ハウジング６１の中にはベルト押圧機構８０が設けられている。ベルト押圧機構８０の本体８１は有底筒状を呈し、本体８１の外壁面にはスリーブ状のオイルレスベアリング８３が嵌着されている。すなわち本体８１はオイルレスベアリング８３を介してハウジング６１の内壁面に摺動自在に支持されている。
【００２５】
ハウジング６１の中に突設された環状突起６３と本体８１の底面８２との間には圧縮スプリング６４が設けられている。ハウジング６１の一端には開口６２が形成されており、本体８１は圧縮スプリング６４によって付勢され、本体８１の先端は常時開口６２から突出している。
【００２６】
ハウジウング６１内において、ベルト押圧機構８０が設けられていない側には、電磁コイル６５が収容されたケース６６が配設されている。またハウジング６１内にはプランジャ６７が嵌着されたシャフト６８が設けられており、プランジャ６７は環状突起６３とケース６６の間にある。シャフト６８の先端は本体８１の底面８２に固着され、シャフト６８の基端は、ケース６６に穿設された孔６９とハウジング６１に穿設された孔７０を貫通している。
【００２７】
電磁コイル６５が通電されない非作動時、ベルト押圧機構８０は圧縮スプリング６４によって付勢され、プランジャ６７が環状突起６３に係止した状態で静止する。これに対して電磁コイル６５が通電され励磁されると、電磁コイル６５に発生する電磁力によってプランジャ６７が吸引される。すなわちプランジャ６７とシャフト６８とベルト押圧機構８０が圧縮スプリング６４の弾発力に抗して下方（矢印Ｂ方向）に変位する。
【００２８】
ハウジング６１の外には、電磁コイル６５を通電するための、電源７１と制御接点７２を有する電気回路が設けられている。制御接点７２は、エンジンの回転数に比例して周波数が増大するパルス信号に応じてオンオフする。電磁コイル６５に発生する電磁力はパルス信号の周波数が高くなるほど大きくなる。
【００２９】
ベルト押圧機構８０の本体８１の中は油が充填されている。また本体８１内には油圧ロッド８４が設けられ、油圧ロッド８４には、透孔８５を有する円板８６が嵌着されている。円板８６の外周縁は本体８１の内壁面に摺接する。油圧ロッド８４の先端近傍は、本体８１の内壁面に固定されたオイルシール部材８７に摺動自在に支持されている。油圧ロッド８４の先端８８は本体８１から突出し、図示しないアームに当接する。
【００３０】
本体８１にはカップ状部材９０が設けられている。カップ状部材９０は、その底部が本体８１の底部に近接するようにして本体８１内に嵌合している。カップ状部材９０の外側と本体８１の内壁面との間には、ベルト押圧スプリング９１が設けられている。このスプリング９１は、一端が円板８６に当接し、他端が本体８１の底部に当接しており、これにより油圧ロッド８４は常時先端側に付勢されている。
【００３１】
カップ状部材９０の中にはピストン９２が設けられ、ピストン９２はカップ状部材９０の内壁面に対して摺動自在である。カップ状部材９０の中はピストン９２によって上側室１０１と下側室１０２に分離される。ピストン９２の上面には凹部９３が形成され、油圧ロッド８４の下端は凹部９３に係合している。
【００３２】
ピストン９２の中央部には上側室１０１と下側室１０２を連通するための透孔９４が穿設されている。透孔９４の下側開口はチェックボール９５によって開閉可能である。チェックボール９５は、ピストン９２の下面に設けられた支持部材９６によって支持され、支持部材９６とカップ状部材９０の間にはスプリング９７が設けられている。すなわちスプリング９７のばね力によって、チェックボール９５が透孔９４を閉塞し、またピストン９２の凹部９３が油圧ロッド８４の下端に当接する。
【００３３】
次に本実施形態の作用を説明する。
エンジンが停止しているとき、電磁コイル６５は消磁している。したがって、ベルト押圧機構８０は圧縮スプリング６４のばね力によって上昇位置にあり、プランジャ６７は環状突起６３に当接している。歯付きベルト等の動力伝達ベルト（図示せず）は、油圧ロッド８４を介してベルト押圧スプリング９１のばね力を受ける。
【００３４】
エンジンが起動されると、エンジン回転数すなわちクランク軸の回転数に応じて電磁コイル６５の電磁力が連続的または段階的に変化し、プランジャ６７が下方へ吸引される。この吸引力はエンジン回転数が高くなるほど大きくなり、これによりベルト押圧機構８０が下方へ変位する。すなわち動力伝達ベルトに対する押圧力はエンジン回転数が高くなるにしたがって連続的または段階的に小さくなる。
【００３５】
動力伝達ベルトの張力が増大しそうになると、油圧ロッド８４は動力伝達ベルトによって押され、ベルト押圧スプリング９１を収縮させて後退する。このとき、ピストン９２はスプリング９７を収縮させて下降し、下側室１０２内の油はピストン９２とカップ状部材９０の内壁面との間の隙間を通って上側室１０１へ流入する。このようにして油圧ロッド８４が下降し、動力伝達ベルトの張力の増大が防止される。
【００３６】
これに対し、動力伝達ベルトの張力が低下しそうになると、油圧ロッド８４がベルト押圧スプリング９１に押されて突出する。このとき、油圧ロッド８４と共にピストン９２も上昇し、チェックボール９５が透孔９４を開放して、上側室１０１内の油が油圧ロッド８４と凹部９３の間の隙間を通り、透孔９４を介して下側室１０２内に流入する。このようにして油圧ロッド８４が上昇し、動力伝達ベルトが押圧され、その張力の低下が防止される。
【００３７】
以上のように第２の実施形態は、エンジン回転数すなわちクランク軸の回転数が高くなるにしたがってベルト押圧機構８０のハウジング６１内における位置が下方に変位するように構成されている。換言すれば、エンジン回転数が高くなるにしたがって、動力伝達ベルトに作用するベルト押圧スプリング９１のばね力は小さくなる。すなわち本実施形態によれば、エンジン回転数の上昇に応じて動力伝達ベルトに対する押圧力が低下するので、動力伝達ベルトを含む振動系の物理的性質によっては、動力伝達ベルトの張力を常に一定に保持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態であるオートテンショナを示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態であるオートテンショナを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１  アーム
１３  テンショナプーリ
１４  歯付きベルト
３８  リターンスプリング
５１  給油孔
６５  電磁コイル
８０  ベルト押圧機構
８４  油圧ロッド
【図１】
2005098358.tif 000003
【図２】
2005098358.tif 000004