(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に挿入されたプッシュロッドに調圧スプリングの弾性力を付与して外方向への突出性を付与し、そのプッシュロッドの軸方向への移動によってベルトの張力変化を吸収するようにしたオートテンショナにおいて、前記シリンダの開口部を閉塞するオイルシールの補強金属環を電極としてその下端部をオイルシールの下端より下方に露出させ、プッシュロッドに嵌合されてシリンダの内径面により案内される案内フランジを接点部とし、前記電極の下端に対する接点部の接触によってプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出するようにしたことを特徴とするオートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のカム軸駆動用ベルト等のベルトの張力を一定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】
図６はカム軸駆動用のベルト伝動装置を示す。このベルト伝動装置は、クランクシャフト１に取付けたプーリＰ１と、カム軸２に取付けたプーリＰ２およびオイルポンプの駆動軸３に取付けたプーリＰ３間にタイミングベルト４をかけ渡し、前記クランクシャフト１の回転をカム軸２および駆動軸３に伝えるようにしている。
【０００３】
内燃機関に組込まれた上記カム軸駆動用ベルト伝動装置においては、運転時の内燃機関本体の熱膨張によるプーリ芯間距離の変化や経年変化によるベルトの伸びによってタイミングベルト４の張力が変化する。このため、普通、タイミングベルト４の弛み側に軸５を中心として揺動自在のプーリアーム６を設け、そのプーリアーム６をオートテンショナ７の突出性が付与されたプッシュロッド８で押圧して、プーリアーム６の揺動側端部に支持されたテンションプーリ９をタイミングベルト４に押し付け、前記タイミングベルト４の張力変化をオートテンショナ７のプッシュロッド８の移動により吸収してベルト張力を一定に保つようにしている。
【０００４】
ここで、ベルトの張力調整用に使用されるオートテンショナ７として、特許第１８９１８６８号公報、あるいは、特公平７−１１７１３０号公報に記載されたものが知られている。
【０００５】
上記オートテンショナ７におけるプッシュロッド８は、タイミングベルト４の張力変化により進退してタイミングベルト４の張力を一定に保つものであるため、タイミングベルト４が経年変化によって伸びが生じると、プッシュロッド８が前進してその伸びを吸収する。
【０００６】
一般に、カム軸駆動用のベルト伝動装置においては、オートテンショナ７が組付けられていない場合、走行１０万ｋｍを目安としてタイミングベルト４を交換しているが、オートテンショナ７を組付けたベルト伝動装置では、タイミングベルト４の張力が安定し、運転時のベルトのバタツキも少ないため、タイミングベルト４の耐久性が向上し、１０万ｋｍを超える保証も可能となってきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オートテンショナ７におけるプッシュロッド８のストロークは有限であり、有効ストロークを超えた位置までプッシュロッド８が前進すると、タイミングベルト４の張力を一定に保つことができなくなり、この場合には、タイミングベルト４は低張力になり、そのタイミングベルト４にバタツキが生じて歯飛びが生じたり、あるいは、バタツキのためにベルトが劣化して耐久性が低下し、タイミングベルト４が破損する恐れが生じる。
【０００８】
この発明の課題は、ベルトの交換時機を判別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。
【０００９】
【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、シリンダ内に挿入されたプッシュロッドに調圧スプリングの弾性力を付与して外方向への突出性を付与し、そのプッシュロッドの軸方向への移動によってベルトの張力変化を吸収するようにしたオートテンショナにおいて、前記シリンダの開口部を閉塞するオイルシールの補強金属環を電極としてその下端部をオイルシールの下端より下方に露出させ、プッシュロッドに嵌合されてシリンダの内径面により案内される案内フランジを接点部とし、前記電極の下端に対する接点部の接触によってプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出するようにした構成を採用している。
【００１０】
上記のように構成すれば、経年変化によりベルトに伸びが生じると、プッシュロッドが外方向に移動し、そのプッシュロッドが前進ストロークの限界位置まで移動すると、接点部としての案内フランジが電極としての補強金属環に接触し、その接触時の信号によってオートテンショナが機能不能に陥ったことを知ることができると共に、ベルトが交換時機であることを知ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、図６に示すプーリアーム６に押圧力を付与する油圧式のオートテンショナ１０を示す。
【００１２】
オートテンショナ１０は下部が閉塞し、上部が開口するシリンダ１１を有し、そのシリンダ１１の内側下部に固定されたスリーブ１２内にピストン１３が摺動自在に組込まれている。
【００１３】
シリンダ１１の内部は上記ピストン１３の組込みによって圧力室１４とリザーバ室１５に仕切られ、ピストン１３上に設けられたリザーバ室１５の上部開口はシール部材としてのオイルシール１６により閉塞され、このオイルシール１６を抜け止めする止め輪１７がシリンダ１１の開口部内周に形成された係合溝１８に取付けられている。
【００１４】
シリンダ１１の内部にシリコーンオイル等の作動油が充填され、その油面とオイルシール１６との間に空気層が設けられている。
【００１５】
前記ピストン１３の上面にはロッド挿入孔１９が形成され、そのロッド挿入孔１９に下端部が挿入されたプッシュロッド２０は前記オイルシール１６をスライド自在に貫通して上部がシリンダ１１の上方に臨んでいる。
【００１６】
ピストン１３とプッシュロッド２０は、圧力室１４内に組込んだスプリング２１によって接続状態に保持されている。ピストン１３には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通する通路２２が形成され、その通路２２はチェックバルブ２３によって開閉されるようになっている。チェックバルブ２３は、圧力室１４内の圧力がリザーバ室１５内の圧力より低くなったとき通路２２を開放し、逆に、圧力室１４内の圧力がリザーバ室１５内の圧力より高くなると通路２２を閉じるようになっている。
【００１７】
プッシュロッド２０にはシリンダ１１の内径面に沿って摺動可能な案内フランジ２４が嵌合され、その案内フランジ２４に上下に貫通する孔２５が設けられている。案内フランジ２４は、その下方に組込んだ調圧スプリング２６により押圧されて、プッシュロッド２０の外周に形成された段２７に押し付けられており、上記調圧スプリング２６の弾性力によってプッシュロッド２０に外方向（上方向）への突出性が付与されている。
【００１８】
リザーバ室１５におけるプッシュロッド２０の外側にはセパレータ２８が嵌合されている。セパレータ２８は下端に設けたフランジ２８ａが前記調圧スプリング２６によりスリーブ１２の上端に押し付けられて軸方向に非可動とされている。
【００１９】
セパレータ２８は上端に向けて内径が次第に小さくなる円錐形をなし、その小径端とプッシュロッド２０の外周面間に微小間隙が設けられている。このセパレータ２８は、エンジンの振動等によるリザーバ室１５の作動油上面に発生した気泡の侵入を抑制するのに十分な高さとされ、かつ、作動油の上面より突出しない程度に短くされている。
【００２０】
上記の構成から成る油圧式オートテンショナを図６に示すベルト伝動装置に組込んだ状態において、タイミングベルト４の張力が増大し、そのタイミングベルト４によりプーリアーム６を介してプッシュロッド２０が押し下げられると、そのプッシュロッド２０と共にピストン１３が下降する。
【００２１】
このとき、圧力室１４内の作動油が圧縮されて圧力がリザーバ室１５内の圧力より高くなるため、チェックバルブ２３は通路２２を閉じ、圧力室１４内の作動油は、スリーブ１２とピストン１３の摺動面間に形成された微小な隙間からリザーバ室１５内に流れ、プッシュロッド２０に作用する押圧力が減衰される。
【００２２】
逆に、タイミングベルト４が弛むと、調圧スプリング２６の弾性力によりプッシュロッド２０およびピストン１３が上方に移動する。
【００２３】
このとき、圧力室１４内の圧力はリザーバ室１５内の圧力より低くなるため、チェックバルブ２３は通路２２を開放する。このため、リザーバ室１５内の作動油は上記通路２２から圧力室１４内に流れ、プッシュロッド２０およびピストン１３は迅速に上方に移動してタイミングベルト４の弛みを吸収し、タイミングベルト４の張力を一定に保持する。
【００２４】
このように、オートテンショナ１０にはタイミングベルト４の張力を一定に保つ機能を有するが、タイミングベルト４は経年変化により伸びが生じ、その伸びはプッシュロッド２０の外方向への移動によって吸収されるため、使用期間が長くなるに従ってプッシュロッド２０はシリンダ１１の上方に大きく突出することになる。
【００２５】
オートテンショナ１０のプッシュロッド２０のストロークは、これら要因を考慮した値にしているが、タイミングベルト４のメンテナンスまでの走行距離の増大、タイミングベルト４の異常な伸び等により、プッシュロッド２０は前進ストロークの限界まで移動することが考えられる。
【００２６】
ここで、プッシュロッド２０の前進ストロークの限界は、案内フランジ２４がオイルシール１６に接触する位置であり、その前進ストロークの限界位置までプッシュロッド２０が移動すると、タイミングベルト４の張力を一定に保持することができなくなる。
【００２７】
そのような不都合を解消するため、オートテンショナ１０にプッシュロッド２０が前進ストロークの限界位置に達したことを検出する検出機構３０を設けている。
【００２８】
以下、検出機構３０を述べる。オートテンショナ１０は図示省略したエンジンブロックに取付けられる。そこで、シリンダ１１をアルミニウム合金で形成し、接点部としての案内フランジ２４を鉄等の導電体で形成し、この案内フランジ２４をアース側と同電位としている。
【００２９】
また、シリンダ１１の上側開口を閉塞するオイルシール１６の補強用金属環１６ａを電極とし、その金属環１６ａの下端部を図２に示すように、オイルシール１６の下端より下方に突出させると共に、上記金属環１６ａに電線３１を接続している。
【００３０】
プッシュロッド２０が上昇して前進ストロークの限界に達すると、図３に示すように、案内フランジ２４が金属環１６ａの下端と接触する。この時点で金属環１６ａはアースと同電位になる。この構造は、金属環１６ａと案内フランジ２４により接点スイッチが形成されたことと同じであり、その等価回路を図４に示す。
【００３１】
そこで、金属環１６ａに接続された電線３１にコネクタを取付け、案内フランジ２４と金属環１６ａの接触時の信号を図示しないエンジンコントロールユニットに入力することにより、オートテンショナ機能の異常として処理することが可能となる。また、この信号で表示ランプを点灯させることにより、運転者にオートテンショナ１０の機能が不能に陥ったこと、およびタイミングベルト４が交換時機であることを知らせることができる。
【００３２】
図５に示す検出機構３０は、図２に示す電線３１の代りに、コネクタ３２を用いている。コネクタ３２のハウジング３３は合成樹脂等の絶縁材で形成され、そのハウジング３３によってスライド自在に支持され、スプリング３４によって押圧される金属製のコネクタピン３５をオイルシール１６の金属環１６ａに溶接した補助金属環３６に弾性接触させている。ここで、補助金属環３６はシリンダ１１の内周に対する溝３７の形成によってシリンダ１１と非接触とされている。
【００３３】
なお、コネクタピン３５を補助金属環３６に弾性接触させずに、そのコネクタピン３５を補助金属環３６に刺通させるようにしてもよい。
【００３４】
上記検出機構３０においても案内フランジ２４と金属環１６ａとの接触時に、コネクタピン３５から信号を出力させることができるため、プッシュロッド２０が前進ストロークの限界位置に達したことを検出することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、オートテンショナのベルト張力調整用のプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出することができるため、オートテンショナが機能不能に陥ったことを知ることができると共に、ベルトの交換時機を知ることができ、ベルト伝動装置の安全性を向上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に示すオートテンショナの上部を拡大して示す断面図
【図３】  図１に示すオートテンショナのプッシュロッドが前進ストロークの限界位置に達した状態を示す縦断正面図
【図４】  図３に示すオートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する等価回路図
【図５】  この発明に係るオートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する検出機構の他の例を示す断面図
【図６】  従来のカム軸駆動用ベルト伝動装置を示す正面図
【符号の説明】
１１    シリンダ
１６ａ  金属環
２０  プッシュロッド
２４  案内フランジ
【図１】
0004010729.tif 000002
【図２】
0004010729.tif 000003
【図３】
0004010729.tif 000004
【図４】
0004010729.tif 000005
【図５】
0004010729.tif 000006
【図６】
0004010729.tif 000007