JP2006070992A - 油圧式テンショナー - Google Patents

Abstract

【課題】 小型軽量で、電磁弁を使用せずに、圧縮ストロークをロックできるテンショナーを提供すること。
【解決手段】 プランジャ１２に、高圧室１６と低圧室２４を連通する第１連通路３０を設け、シリンダ１１に、高圧室１６と低圧室２４を連通する第２連通路５１を設け、該第２連通路５１に高圧室１６から低圧室２４への作動流体の流れを阻止するチェック弁５２を設けた油圧式テンショナー１０において、第１連通路３０にオリフィス４５を設け、高圧室１６の一定の圧力により第１連通路３０を閉じる圧力依存バルブ４０を設けたもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動輪と被駆動輪の間に張架したベルト又はチェーンに張力を与えるオートテンショナー等の、油圧式テンショナーに関する。

オートテンショナーは、ベルト又はチェーン（以下、ベルト）に張力を与えるため、ベルトの張力が増加してプランジャが圧縮されようとするときにはその圧縮に対する減衰力を発生させ、ベルトの張力が減じてプランジャが伸張しようとするときにはその伸張の迅速を図る。

また、エンジンと電気モーターからなる２つの駆動源を１つのベルトで巻回し、適宜、駆動源を切り替えるようにしたハイブリット車がある。このようなハイブリット車において、エンジンの下流側で電気モーターの上流側となる位置にベルトの張力を調整するオートテンショナーを配置したものがある。ところが、エンジンの停止状態下で、電気モーターによりエンジン始動を行なうとき、オートテンショナーが圧縮作動してベルトに滑りを生じてしまう。そこで、ベルトが滑らないように抑えておくためにオートテンショナーの圧縮ストロークをロックする必要がある。

従来のオートテンショナーとして、特許文献１に記載の如く、シリンダ内に、プランジャを摺動自在に挿入し、該シリンダを上方に位置する固定部材側に取付け、該プランジャを下方に位置するプーリー側に取付け、前記シリンダ内に、該シリンダと前記プランジャの加圧部にて区画される高圧油室（高圧室）を形成し、前記プランジャと前記シリンダの外周に、上部を気体室とした油溜室（低圧室）を区画する外筒を設け、前記シリンダの上部に前記気体室と前記高圧油室を連通する第１連通路を設け、前記プランジャに、前記高圧油室と前記油溜室を連通する第２連通路を設け、前記第１連通路に、オリフィスを設けるとともに、伸張時に閉じ動作する第１のチェック弁を設け、前記第２連通路に、圧縮時に閉じ動作する第２のチェック弁を設けたものがある。そして、このオートテンショナーでは、エンジン始動時における圧縮ストロークをロックするため、電磁弁により第１連通路に設けた第１のチェック弁を閉じ動作させることとしている。
特開2004-150602

従来のテンショナーには以下の問題点がある。
(1)電磁弁は高価、大サイズ、大重量であり、実機への搭載性が悪い。
(2)エンジン始動時に電磁弁をオン動作させるための制御装置が必要になる。

本発明の課題は、小型軽量で、電磁弁を使用せずに、圧縮ストロークをロックできる油圧式テンショナーを提供することにある。

請求項１の発明は、外筒内にシリンダを配置し、シリンダと外筒の間に低圧室を区画し、シリンダ内にプランジャを軸方向にて摺動自在に挿入し、プランジャを伸び方向に付勢するスプリングを介装し、シリンダ内に、シリンダとプランジャの先端部にて区画される高圧室を設け、プランジャに、高圧室と低圧室を連通する第１連通路を設け、シリンダに、高圧室と低圧室を連通する第２連通路を設け、該第２連通路に高圧室から低圧室への作動流体の流れを阻止するチェック弁を設けた油圧式テンショナーにおいて、第１連通路にオリフィスを設け、高圧室の一定の圧力により第１連通路を閉じる圧力依存バルブを設けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記圧力依存バルブが、高圧室の圧力に応答して移動するスプールバルブからなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記圧力依存バルブが、プランジャに内蔵されたものである。

（請求項１）
(a)油圧式テンショナーの通常の使用状態では、プランジャが圧縮するときには第２連通路のチェク弁が閉じ、高圧室の流体は第１連通路のオリフィスを通過して減衰力を発生させる。プランジャが伸張するときには、第２連通路のチェック弁が開き、低圧室の流体が速やかに高圧室に流入し、その伸張の迅速を図る。

(b)油圧式テンショナーのプランジャが急激に圧縮するときには、オリフィスの存在により高圧室の圧力が一定値をこえ、圧力依存バルブが第１連通路を閉じる。このとき、第２連通路のチェック弁も閉じるから、テンショナーの圧縮ストロークがロックされる。

(c)油圧式テンショナーは、電磁弁を使用せずに上述(b)の如くに圧縮ストロークをロックできるから、低コスト、小型軽量化できるし、電気的制御装置も必要としない。

(請求項２)
(d)圧力依存バルブがスプールバルブからなるものとしたことにより、高圧室の圧力が高くなると、スプールの前後の圧力差によりスプールが押し戻され、バルブが第１連通路を閉じる。

（請求項３）
(e)圧力依存バルブがプランジャに内蔵されるものとしたことにより、小型化できる。

図１は油圧式テンショナーを示す全体断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は圧力依存バルブを示す断面図である。

油圧式オートテンショナー１０は、例えばハイブリット車において、エンジンブロック等の固定部材と、アイドルプーリーとの間に設けられ、駆動輪と被駆動輪の間に張架したベルトにアイドルプーリーを押付ける等により、当該ベルトに張力を与える。

オートテンショナー１０は、図１〜図３に示す如く、シリンダ１１の内部にプランジャ１２のピストンリング１３Ａ（シール部材）を備えた加圧部１３を軸方向にて摺動自在に挿入し、鉛直方向の下方側となるシリンダ１１を固定部材側に取付け、上方側となるプランジャ１２の側にアイドルプーリーを取付けて使用される。プランジャ１２は上部に取付部材１４を備える。シリンダ１１は取付部材１５を下部に備える。

オートテンショナー１０は、シリンダ１１内に、シリンダ１１と、プランジャ１２の加圧部１３にて区画される高圧油室１６（高圧室）を形成する。プランジャ１２は、加圧部１３をプランジャ１２そのものにて構成するものであり、プランジャ１２の先端部（下端部）を基端部（上端部）より僅かに大径部とし、この大径部をシリンダ１１の内周に摺接する加圧部１３とする。プランジャ１２は、加圧部１３の基端部（小径部）寄りの段差端面をシリンダ１１の上端開口の内周に係着した止め輪１７に軸方向で係止し、伸張端を規制する。プランジャ１２の圧縮時に、プランジャ１２の加圧部１３に続く基端部の外周がシリンダ１１の内周との間に環状間隙を形成するが、この環状間隙は後述する油溜室２４の一部を構成するものになる。

尚、プランジャ１２は、最圧縮時にシリンダ１１に入る部分の全体をシリンダ１１の内周に摺接する大径部とし、シリンダ１１の上端開口の内周に設ける止め輪１７を撤去するものでも良い。

オートテンショナー１０は、シリンダ１１の下部にかしめ等により固定される取付部材１５に一体成形されたケーシング２１を設ける。ケーシング２１は上端部を開口し、ケーシング２１のこの開口部２１Ａとプランジャ１２の側の上取付部材１４との間には可撓性のブーツ２３が設けられる。ブーツ２３は下側の厚肉部２３Ａと上側の厚肉部２３Ｂの中間部に軸方向に伸縮し得る薄肉部２３Ｃを備え、下側の係止凸部２３Ｄをケーシング２１の外周の環状凹部に液密に係着し、上側の係止凸部２３Ｅを上取付部材１４の環状溝部に液密に挟着する。ケーシング２１とブーツ２３とで外筒２０を形成する。オートテンショナー１０は、外筒２０が、シリンダ１１及びプランジャ１２の外周との間に封止する空間を、油溜室２４（油面Ｌ）（低圧室）とし、油溜室２４の上部を気体室２４Ａとする。高圧油室１６と油溜室２４に作動流体としての油が装填される。ブーツ２３の薄肉部２３Ｃがプランジャ１２の伸縮を吸収する。

ブーツ２３は、軸方向の中間部を薄肉部２３Ｃとし、この薄肉部２３Ｃの内径を上下の厚肉部２３Ａ、２３Ｂの内径より絞って上取付部材１４の外周下向きスカート部１４Ａに摺接可能に被着させる。ブーツ２３の主として下厚肉部２３Ａが気体室２４Ａを区画し、ブーツ２３の上厚肉部２３Ｂは排気室２４Ｂを区画し、ブーツ２３の薄肉部２３Ｃの内周の軸方向に延在させたスプライン溝状の通気溝部２３Ｆが気体室２４Ａを排気室２４Ｂに連通させている。ブーツ２３の上厚肉部２３Ｂは、気体室２４Ａ、排気室２４Ｂの高温膨張空気を外部に排気するための排気チェック弁２５を備える。排気チェック弁２５は、外部から排気室２４Ｂへの空気の流入を阻止する。

尚、外筒２０は、シリンダ１１側とプランジャ１２側のそれぞれに上下の端部を係着し、軸方向に伸縮する単一のブーツのみからなるものとし、ケーシング２１の如くを併せ用いることを必須としない。

オートテンショナー１０は、プランジャ１２に、高圧油室１６と油溜室２４（気体室２４Ａ）を連通する第１連通路３０を設ける。第１連通路３０は、高圧油室１６に開口する多段状をなす大径孔〜小径孔の縦孔３１と、縦孔３１の上段側小径孔に交差連通して油溜室２４に開口する横孔３２とからなる。プランジャ１２の縦孔３１には圧力依存バルブ４０が内蔵される。

圧力依存バルブ４０は、スプールバルブ４０Ａからなり、縦孔３１の中径孔に、環状ばね受４１、バルブシート４２を挿入し、縦孔３１の大径孔に圧入したバルブケース４３でこれらのばね受４１、バルブシート４２を保持する。バルブシート４２の内部にはスプール４４を遊びをもって納め、スプール４４の中心軸上に固定したステム４４Ａを、バルブシート４２の中心孔内に、環状隙間からなるオリフィス４５を介して通す。ばね受４１によりバックアップされる状態でバルブシート４２に収容してあるばね４６は、ステム４４Ａをバルブシート４２のシート面４２Ａから突出する側に付勢する。

ステム４４Ａの突出端は、バルブケース４３の中心凹所４３Ａに保持されているボールバルブ４７を押動可能にする。バルブケース４３は、中心凹所４３Ａにボールバルブ４７を遊動可能に保持するとともに、中心凹所４３Ａの径方向の両側に連通して設けられる連通孔４３Ｂを高圧油室１６に開口する。スプール４４とボールバルブ４７は、本発明のスプールバルブ４０Ａを構成し、高圧油室１６の圧力により互いに衝合し、高圧油室１６の圧力に応答してバルブシート４２のシート面４２Ａに対し接離移動する。尚、スプール４４とボールバルブ４７は一体接合されていても良い。

圧力依存バルブ４０にあっては、高圧油室１６の圧力が一定の圧力より小さい場合には、ばね４６の付勢力がスプール４４のステム４４Ａをシート面４２Ａから突出し、ボールバルブ４７をシート面４２Ａから離して第１連通路３０を開き、高圧油室１６はオリフィス４５を介して油溜室２４に連通する。高圧油室１６の圧力が一定の圧力に達すると、この圧力によりボールバルブ４７はシート面４２Ａに押し当てられて第１連通路３０を閉じ、高圧油室１６は油溜室２４と非連通になる。

オートテンショナー１０は、シリンダ１１に、高圧油室１６と油溜室２４を連通する第２連通路５１を設け、第２連通路５１に、プランジャ１２の圧縮時に閉じ動作し、伸張時に開き動作するチェック弁５２を設ける。第２連通路５１は、シリンダ１１の下端部に圧入されたバルブシート５３に設けた孔５１Ａと、シリンダ１１の下部に固定されたケーシング２１に設けた溝５１Ｂからなる。第２のチェック弁５２は、ボール弁からなり、バルブシート５３のシート面に設けられ、バルブシート５３のシート面まわりに設けられたかご状のバルブストッパ５４により外方への脱落を阻止され、かつバルブストッパ５４にバックアップされているばね５５によりバルブシート５３のシート面に押圧される状態で該シート面に接離して開閉動作する。

オートテンショナー１０は、外筒２０がシリンダ１１、プランジャ１２との間に形成する油溜室２４の内部に、ケーシング２１に形成したスプリングシート６１と、上取付部材１４にバックアップ支持させたスプリングシート６２との間に介装され、シリンダ１１とプランジャ１２を伸張方向に付勢するコイルスプリング６３を設ける。

オートテンショナー１０は以下の如くに動作する。
(1)オートテンショナー１０は、コイルスプリング６３の付勢力により、アイドルプーリーをベルトに押付け、ベルトに所定の張力を付与する。

(2)ベルトの張力が減じ、コイルスプリング６３によりプランジャ１２が伸張しようとするとき、高圧油室１６が負圧になり、第２連通路５１のチェック弁５２が直ちに開くから、油溜室２４の油が迅速に高圧油室１６に補給され、プランジャ１２の伸張の迅速を図る。

(3)ベルトの張力が増し、ベルトによりプランジャ１２が圧縮されようとするとき、第２連通路５１のチェック弁５２が閉じ、高圧油室１６の圧力が増大する。但し、高圧油室１６のこの程度の圧力の上昇では圧力依存バルブ４０が閉じることなく、高圧油室１６の油は、オリフィス４５を通って油溜室２４に流れ、圧側減衰力を生ずる。

(4)ベルトの張力が急激に増大し、ベルトによりプランジャ１２が急激に圧縮されるときには、オリフィス４５の存在により高圧油室１６の圧力が一定値をこえ、圧力依存バルブ４０が第１連通路３０を閉じる。これにより、第１連通路３０の圧力依存バルブ４０と、第２連通路５１のチェック弁５２の両方が閉じ、高圧油室１６の油は閉じ込められてプランジャ１２の圧縮ストロークをロックする。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)オートテンショナー１０の通常の使用状態では、プランジャ１２が圧縮するときには第２連通路５１のチェク弁が閉じ、高圧油室１６の流体は第１連通路３０のオリフィス４５を通過して減衰力を発生させる。プランジャ１２が伸張するときには、第２連通路５１のチェック弁５２が開き、油溜室２４の流体が速やかに高圧油室１６に流入し、その伸張の迅速を図る。

(b)オートテンショナー１０のプランジャ１２が急激に圧縮するときには、オリフィス４５の存在により高圧油室１６の圧力が一定値をこえ、圧力依存バルブ４０が第１連通路３０を閉じる。このとき、第２連通路５１のチェック弁５２も閉じるから、オートテンショナー１０の圧縮ストロークがロックされる。

(c)オートテンショナー１０は、電磁弁を使用せずに上述(b)の如くに圧縮ストロークをロックできるから、低コスト、小型軽量化できるし、電気的制御装置も必要としない。

(d)圧力依存バルブ４０がスプールバルブ４０Ａからなるものとしたことにより、高圧油室１６の圧力が高くなると、スプール４４の前後の圧力差によりスプール４４が押し戻され、ボールバルブ４７が第１連通路３０を閉じる。

(e)圧力依存バルブ４０がプランジャ１２に内蔵されるものとしたことにより、小型化できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は油圧式テンショナーを示す全体断面図である。 図２は図１の要部拡大図である。 図３は圧力依存バルブを示す断面図である。

符号の説明

１０ 油圧式テンショナー
１１ シリンダ
１２ プランジャ
１６ 高圧油室（高圧室）
２０ 外筒
２４ 油溜室（低圧室）
３０ 第１連通路
４０ 圧力依存バルブ
４０Ａ スプールバルブ
４５ オリフィス
５１ 第２連通路
５２ チェック弁

Claims (3)

1. 外筒内にシリンダを配置し、
   シリンダと外筒の間に低圧室を区画し、
   シリンダ内にプランジャを軸方向にて摺動自在に挿入し、
   プランジャを伸び方向に付勢するスプリングを介装し、
   シリンダ内に、シリンダとプランジャの先端部にて区画される高圧室を設け、
   プランジャに、高圧室と低圧室を連通する第１連通路を設け、
   シリンダに、高圧室と低圧室を連通する第２連通路を設け、該第２連通路に高圧室から低圧室への作動流体の流れを阻止するチェック弁を設けた油圧式テンショナーにおいて、
   第１連通路にオリフィスを設け、高圧室の一定の圧力により第１連通路を閉じる圧力依存バルブを設けたことを特徴とする油圧式テンショナー。
2. 前記圧力依存バルブが、高圧室の圧力に応答して移動するスプールバルブからなる請求項１に記載の油圧式テンショナー。
3. 前記圧力依存バルブが、プランジャに内蔵される請求項１又は２に記載の油圧式テンショナー。

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