JP2006177484A - Fluid damping mechanism of automatic tensioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルト伝動装置等に採用されるオートテンショナに関し、特に油圧式ダンピング機構等の流体ダンピング機構を採用したオートテンショナに関する。 The present invention relates to an auto tensioner employed in a belt transmission device and the like, and more particularly to an auto tensioner employing a fluid damping mechanism such as a hydraulic damping mechanism.
ベルト伝動装置では、伝動ベルトの張力を調整するためにオートテンショナが用いられる。オートテンショナは、テンショナアームの振動を減衰するためのダンピング機構を備えるが、このダンピング機構に油圧式のダンピング機構を採用した油圧式オートテンショナが知られている。 In the belt transmission device, an auto tensioner is used to adjust the tension of the transmission belt. The auto tensioner includes a damping mechanism for dampening the vibration of the tensioner arm, and a hydraulic auto tensioner that employs a hydraulic damping mechanism as the damping mechanism is known.
油圧式オートテンショナとしては、逆止弁を用いて非対称なダンピング力を生成するものが知られている。このような油圧式オートテンショナでは、例えばテンショナプーリがベルトを緊張させる方向に移動するときに逆止弁が開かれ、ベルトを弛緩させる方向に移動するときに閉じられる。すなわち、このような油圧式オートテンショナでは、テンショナプーリがベルトを緊張させる方向に移動するときに小さいなダンピング力を発生し、ベルトを弛緩させる方向に移動するときに大きなダンピング力を発生する。なお、逆止弁が閉じているとき、作動流体は部品間の隙間を通して緩と漏れ出す。 As a hydraulic auto tensioner, one that generates an asymmetric damping force using a check valve is known. In such a hydraulic auto tensioner, for example, the check valve is opened when the tensioner pulley moves in the direction of tensioning the belt, and closed when the tensioner pulley moves in the direction of loosening the belt. That is, in such a hydraulic auto tensioner, a small damping force is generated when the tensioner pulley moves in the direction of tensioning the belt, and a large damping force is generated when the tensioner pulley moves in the direction of relaxing the belt. When the check valve is closed, the working fluid leaks slowly through the gap between the parts.
また、逆止弁を備えた油圧式オートテンショナの中には、例えば過大負荷の有無に応じて逆止弁を機能させ、または停止させる油圧式オートテンショナも提案されている(特許文献1)。
本発明は、流体ダンピング機構を用いたオートテンショナにおいて、ベルト耐久性を悪化させることなく、フリクションロスを低減することを目的としている。 An object of the present invention is to reduce friction loss without deteriorating belt durability in an auto tensioner using a fluid damping mechanism.
本発明のオートテンショナは、ダンピング力を発生する流体ダンピング機構と、流体ダンピング機構のリークダウンタイムを、エンジンの回転速度に応じて制御するリークダウンタイム制御手段とを備えたことを特徴としている。 The auto tensioner of the present invention includes a fluid damping mechanism that generates a damping force, and a leak down time control unit that controls a leak down time of the fluid damping mechanism in accordance with the rotational speed of the engine.
リークダウンタイム制御手段においては、エンジンの回転速度が所定値よりも小さいときにリークダウンタイムが相対的に大きく設定され、エンジンの回転速度が所定値よりも大きいときにリークダウンタイムが相対的に小さく設定される。 In the leak down time control means, the leak down time is set relatively large when the engine speed is smaller than a predetermined value, and the leak down time is relatively set when the engine speed is larger than the predetermined value. Set small.
流体ダンピング機構は更に、プランジャと、プランジャが嵌挿されるダンパ室と、ダンパ室に作動流体を供給するともにダンパ室から排出される作動流体を受容する作動流体貯留部と、ダンパ室と作動流体貯留部との間を連通する通路に設けられる逆止弁とを備えることが好ましい。またこのとき、ダンパ室が作動流体貯留部よりも相対的に高圧のときに逆止弁が閉じられ、相対的に低圧のときに開かれる。 The fluid damping mechanism further includes a plunger, a damper chamber in which the plunger is inserted, a working fluid reservoir that supplies the working fluid to the damper chamber and receives the working fluid discharged from the damper chamber, and the damper chamber and the working fluid reservoir. It is preferable to provide a check valve provided in a passage communicating with the portion. At this time, the check valve is closed when the damper chamber is at a relatively higher pressure than the working fluid reservoir, and is opened when the damper chamber is at a relatively low pressure.
また更に、ダンパ室にリーク調節孔が設けられることが好ましく、リークダウンタイム制御手段は、例えばリーク調節孔に嵌合されるリーク調節ロッドを備える。このとき、リークダウンタイムはリーク調節ロッドのリーク調節孔に対する相対位置を調節することにより制御される。このときリーク調節ロッドは、例えばリニアアクチュエータにより駆動される。 Furthermore, it is preferable that a leak adjusting hole is provided in the damper chamber, and the leak down time control means includes, for example, a leak adjusting rod fitted into the leak adjusting hole. At this time, the leak down time is controlled by adjusting the relative position of the leak adjusting rod to the leak adjusting hole. At this time, the leak adjusting rod is driven by, for example, a linear actuator.
また、本発明の流体ダンピング機構は、ベルト伝動システムに用いられるオートテンショナの流体ダンピング機構であって、オートテンショナがベルトを緊張させる方向に駆動されるときに開かれ、弛緩させる方向に駆動されるときに閉じられる逆止弁と、オートテンショナがベルトを弛緩させる方向に駆動されるときのリークダウンタイムを、エンジンの回転速度に応じて制御するリークダウンタイム制御手段とを備えたことを特徴としている。 The fluid damping mechanism of the present invention is a fluid damping mechanism for an auto tensioner used in a belt transmission system, and is opened when the auto tensioner is driven in a direction for tensioning the belt, and is driven in a direction for relaxation. A check valve that is sometimes closed, and a leak down time control means that controls the leak down time when the auto tensioner is driven in the direction of loosening the belt according to the rotational speed of the engine. Yes.
また、リークダウンタイム制御手段において、エンジンの回転速度が所定値よりも小さいときにリークダウンタイムが相対的に大きく設定され、エンジンの回転速度が所定値よりも大きいときにリークダウンタイムが相対的に小さく設定される。 In the leak down time control means, the leak down time is set relatively large when the engine speed is smaller than a predetermined value, and the leak down time is relatively set when the engine speed is larger than the predetermined value. Is set to a small value.
また更に、流体ダンピング機構は、プランジャと、プランジャが嵌挿されるダンパ室と、ダンパ室に作動流体を供給するとともにダンパ室から排出される作動流体を受容する作動流体貯留部とを備えることが好ましく、逆止弁はダンパ室と作動流体貯留部との間を連通する通路に設けられることが好ましい。またこのとき逆止弁は、ダンパ室が作動流体貯留部よりも相対的に高圧のときに閉じられ、相対的に低圧のときに開かれる。 Furthermore, the fluid damping mechanism preferably includes a plunger, a damper chamber into which the plunger is inserted, and a working fluid reservoir that supplies the working fluid to the damper chamber and receives the working fluid discharged from the damper chamber. The check valve is preferably provided in a passage communicating between the damper chamber and the working fluid reservoir. At this time, the check valve is closed when the damper chamber is at a relatively higher pressure than the working fluid reservoir, and is opened when the damper chamber is at a relatively low pressure.
以上のように、本発明によれば、流体ダンピング機構を用いたオートテンショナにおいて、ベルト耐久性を悪化させることなく、フリクションロスを低減することができる。 As described above, according to the present invention, in an auto tensioner using a fluid damping mechanism, friction loss can be reduced without deteriorating belt durability.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態である油圧式オートテンショナを用いたベルト伝動システムの模式図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a belt transmission system using a hydraulic auto tensioner according to an embodiment of the present invention.
図1のベルト伝動システムでは、原動プーリとしてクランクシャフトプーリCLK、従動プーリとしてカムシャフトプーリCAMが例示され、これらのプーリに掛け回された伝動ベルトBの張力を自動調整するテンショナとして油圧式オートテンショナ10が設けられている。 In the belt transmission system of FIG. 1, a crankshaft pulley CLK is exemplified as a driving pulley, and a camshaft pulley CAM is exemplified as a driven pulley, and a hydraulic auto tensioner is used as a tensioner for automatically adjusting the tension of the transmission belt B wound around these pulleys. 10 is provided.
油圧式オートテンショナ10は、油圧室が設けられた本体(筐体11)と、テンショナアーム10Aの一端に回転自在に取り付けられたテンショナプーリ10Pとを備える。テンショナアーム10Aの他端は、図示しないエンジン等の固定部に設けられたピボット軸10Rに枢軸的に取り付けられる。また、テンショナアーム10Aのピボット軸10Rとテンショナプーリ10Pとの間には、テンショナ本体(筐体11)から延出するプランジャ12が係合される。
The
すなわち、テンショナ本体からプランジャ12が押し出されると、テンショナアーム10Aはピボット軸10Rを中心に反時計回り(図において)に回動され、テンショナプーリ10PがベルトBを押圧する。ベルト張力が増大し、テンショナプーリ10PがベルトBに押されると、テンショナアーム10Aはピボット軸10Rを中心に時計周り(図において)に回動され、プランジャ12は、テンショナ本体(筐体11)内に押し込まれる。
That is, when the
また、油圧式オートテンショナ10には、後述するアクチュエータ30が設けられており、クランクシャフトプーリCLKが連結されたクランクシャフトには、エンジン回転数を検知するための回転センサSが設けられる。本実施形態のベルト伝動システムでは、アクチュエータ30の駆動は、例えば電子制御ユニット(ECU)100により、回転センサSからの信号に基づいて制御される。
Further, the
なお、実際のベルト伝動システムとしては、オルタネータ、エアコン用ポンプ、パワーステアリングポンプ、スタータ等、エンジン補機を駆動するためのシステムが想定されるため、図1に例示されたプーリ以外にも多くの従動プーリや原動プーリを含み得る。 As an actual belt transmission system, a system for driving an engine accessory such as an alternator, an air conditioner pump, a power steering pump, a starter, etc. is assumed. A driven pulley or a driving pulley can be included.
図2は、本発明の一実施形態である油圧式オートテンショナ本体の側断面図である。 FIG. 2 is a side sectional view of a hydraulic auto tensioner body according to an embodiment of the present invention.
油圧式オートテンショナ10の本体は、例えば円筒形の筐体11を有する。円筒筐体11の一方の端部(図2では上端)には、プランジャ12の一端が円筒軸に沿って挿入される。また、プランジャ12の他端(不図示)は、図1を参照して説明したように、テンショナプーリ10Pを揺動自在に付勢するための機構(テンショナアーム10Aなど)に接続される。
The main body of the
円筒筐体11の上端部は、オイルシール部材13により密閉され、円筒筐体11内の油圧室(作動流体貯留部)の上部隔壁を構成する。プランジャ12は、オイルシール部材13の中央に設けられた孔を摺動自在に挿通し、円筒筐体11内の油圧室内に導かれる。また、円筒筐体11の下端部は、底面15により密閉され、円筒筐体11内の下部隔壁をなす。すなわち、作動油(作動流体)が満たされる油圧室はオイルシール部材13と底面15の間に画成される。なお、油圧室内のオイルシール部材13に隣接する位置には、エア溜り14が設けられる。
The upper end portion of the
また、油圧室は、オイルシール部材13と接する上部油圧室17と円筒筐体11の底面15に接する下部油圧室18とに隔壁19により分離される。上部油圧室17と下部油圧室18は、隔壁19に設けられた孔19Aにより連通され、隔壁19の中央には更に孔19Bが形成される。
The hydraulic chamber is separated by a
上部油圧室17内の略中央には、プランジャ12の先端が嵌挿されるシリンダ20が設けられ、シリンダ20とプランジャ12により画成される空間は油圧ダンパ室20Dを構成する。シリンダ20の基底部には、隔壁19に設けられた孔19Bを通して下部油圧室18に連結する孔20Aが設けられ、シリンダ内部の油圧ダンパ室20Dと下部油圧室18とを連絡する。また孔20Aには、逆止弁21が設けられ、本実施形態において、逆止弁21はシリンダ20内に配置されたチェックボール21Aとこれを位置決めするリテーナ21Bとから構成される。
A cylinder 20 into which the distal end of the
オイルシール部材13とシリンダ20との間において、プランジャ12の周囲には、プランジャ軸受22が設けられる。プランジャ軸受22は、プランジャ12に装着されたスナップスプリング23によりプランジャ軸に沿った上方への運動が規制され、位置決めされる。また、プランジャ軸受22には、作動油が通り抜けるための通路22Aが設けられる。
A plunger bearing 22 is provided around the
上部油圧室17において、円筒筐体11の内周面には、内側に張り出し、周方向に沿って延在するスプリング座部24が形成され、リターンスプリング25の一端(下端)が装置される。リターンスプリング25は、シリンダ20及びプランジャ12の周りを巻回されプランジャ軸受22とスプリング座部24の間に圧縮された状態で装置される。
In the upper
すなわち、プランジャ軸受22は、リターンスプリング25によりスナップスプリング23に押し付けられ、プランジャ12を上方へ押し上げる。これにより、テンショナプーリ(不図示)に付勢力を与える。一方、プランジャ12が押し下げられるときには、スナップスプリング23を介してプランジャ軸受22が押し下げられ、リターンスプリング25が圧縮される。すなわち、プランジャ軸受22はプランジャ12と一体的に運動する。なお、プランジャ軸受22は、上部油圧室17を2つに分離するものではなく、上部油圧室17内の作動油は、プランジャ軸受22が上下に移動するときにプランジャ軸受22の上側から下側あるいは下側から上側へと自由に移動することができる。
That is, the plunger bearing 22 is pressed against the
また、シリンダ20の基底部近くの側壁には、シリンダ20の内側と外側(上部油圧室17)とを連通するリーク調節孔26が形成される。リーク調節孔26はテーパー状の穿孔として成形され、シリンダ20の内側から外側に向けてその径が拡大する。また、円筒筐体11の側壁のリーク調節孔26に対応する位置には、リーク調節ロッド27のロッド軸部27Aを摺動自在に挿通するための穿孔11Aが穿設される。
Further, a
ロッド軸部27Aの一端には、リーク調節孔26に適合するテーパー状に成形されたロッド先端部27Bが設けられ、リーク調節孔26に嵌合される。一方、ロッド軸部27Aの他端は、リニアアクチュエータ30等のアクチュエータに接続される。本実施形態では、ロッド軸部27Aは、リニアアクチュエータ30の可動子31に連結されており、可動子31は付勢手段32により円筒筐体11に向けて付勢される。すなわち、ロッド先端部27Bはリーク調節孔26を塞ぐように付勢手段32により付勢される。また、可動子31の周りには、ソレノイド33が配置され、ソレノイド33に電力が供給されると可動子31は、付勢手段32に抗して後退され、リーク調節孔26が開かれる。
One end of the
次に油圧式オートテンショナ10の動作について図2を参照して説明する。
リターンスプリング25の付勢力によりプランジャ12が円筒筐体11から押し出されるときには(テンショナプーリがベルトを押すとき)、シリンダ20内の圧力が下降するので、逆止弁21が開かれ、孔19B、20Aを通して下部油圧室18から作動油がシリンダ20内に流入する。また、このとき、油圧室内の容積の変化は、エア溜り14により吸収される。
Next, the operation of the
When the
一方、ベルト張力の増大により、プランジャ12が円筒筐体11内に押し込まれるとき(ベルトがテンショナプーリを押すとき)、シリンダ20内の圧力は上昇し、逆止弁21のチェックボール21Aが孔20Aを塞ぐので、作動油は孔20A、19Bを通して下部油圧室18に排出されない。このとき、シリンダ20内の作動油は、シリンダ20とプランジャ12の隙間や、リーク調節孔26とロッド先端部27Bの隙間等を介して徐々に上部油圧室17に漏れ出す。
On the other hand, when the
したがって、アクチュエータ30を制御して、リーク調節孔26とロッド先端部27Bの間に形成される隙間の大きさを制御することにより、リークダウンタイムが調節される。すなわち、隙間が狭いときにはリークダウンタイムは大きく、隙間が広げられるとリークダウンタイムは小さくなる。
Therefore, the leak down time is adjusted by controlling the
次に図3、図4を参照して、本実施形態の油圧式オートテンショナ10におけるリークダウンタイムの制御動作について説明する。
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the control operation of the leak down time in the
図3は、ベルト伝動システムにおいて、2つの異なるリークダウンタイムが設定されたときに、それぞれのリークダウンタイムに対してシステムの有効張力(kN)の最大値及び最小値を、エンジン回転速度(rpm)を横軸としてプロットしたグラフである。また、図4はエンジン回転速度毎のシステムのフリクションロス(N・m)を測定したものである。 FIG. 3 shows that when two different leak down times are set in the belt transmission system, the maximum value and the minimum value of the effective tension (kN) of the system for each leak down time are represented by the engine speed (rpm). ) Is plotted on the horizontal axis. FIG. 4 shows the measurement of the friction loss (N · m) of the system for each engine speed.
図3、図4の折線T1MAX、T1MIN、D1は、それぞれリークダウンタイム3.2s/mmのときの最大有効張力、最小有効張力、及びフリクションロスであり、T2MAX、T2MIN、D2は、それぞれリークダウンタイム4.0s/mmのときの最大有効張力、最小有効張力、及びフリクションロスである。なお、各リークダウンタイムは、プランジャに80Nの推力が掛けられたときの値である。 The broken lines T1 MAX , T1 MIN , and D1 in FIGS. 3 and 4 are the maximum effective tension, the minimum effective tension, and the friction loss when the leak down time is 3.2 s / mm, respectively. T2 MAX , T2 MIN , and D2 are The maximum effective tension, the minimum effective tension, and the friction loss when the leak down time is 4.0 s / mm. Each leak down time is a value when a thrust of 80 N is applied to the plunger.
ベルト伝動システムにおいて、有効張力が増大すると、伝動ベルトBに掛かる張力が過大となりベルトの耐久性能を悪化させる。したがって、ベルトの耐久性の観点からは、最大有効張力を小さくすることが好ましい。一方、フリクションロスを低減するには、ベルト取付張力を下げればよいが、これはベルトの有効張力を増大させベルトの耐久性を悪化させる。したがって、ベルト耐久性を低下させることなく、フリクションロスを低減することは困難である。 In the belt transmission system, when the effective tension increases, the tension applied to the transmission belt B becomes excessive and the durability of the belt is deteriorated. Therefore, it is preferable to reduce the maximum effective tension from the viewpoint of durability of the belt. On the other hand, in order to reduce the friction loss, the belt mounting tension may be lowered, but this increases the effective tension of the belt and deteriorates the durability of the belt. Therefore, it is difficult to reduce friction loss without reducing belt durability.
しかし、図3、図4に示されるように、有効張力及びフリクションロスの値をエンジン回転速度をベースとし、異なるリークダウンタイム毎に観察すると、エンジン回転速度が所定値N(例えば本件の場合2000rpm)よりも低いときには、リークダウンタイムが大きい方が最大有効張力は低くなるが、フリクションロスに関しては、リークダウンタイムの大小に関わらず略同じ値が得られる。 However, as shown in FIGS. 3 and 4, when the effective tension and friction loss values are based on the engine rotation speed and observed at different leak down times, the engine rotation speed is a predetermined value N (for example, 2000 rpm in this case). ), The maximum effective tension is lower when the leak down time is longer, but the friction loss can be substantially the same regardless of the leak down time.
一方、エンジン回転速度が所定値Nよりも大きいときには、最大有効張力に関してはリークダウンタイムの大小による違いは見られないが、フリクションロスに関しては、リークダウンタイムが小さい方が、フリクションロスが低くなっている。 On the other hand, when the engine speed is greater than the predetermined value N, there is no difference in the maximum effective tension due to the magnitude of the leak down time, but with regard to the friction loss, the smaller the leak down time, the lower the friction loss. ing.
本実施形態の油圧式オートテンショナでは、リークダウンタイムを制御することができるので、エンジン回転速度が所定値Nよりも低いときには、リークダウンタイムを大きく設定し、有効張力を低減してベルト耐久性を向上させ、所定値Nよりも高いときには、リークダウンタイムを小さく設定し、フリクションロスを低減している。 In the hydraulic auto tensioner of the present embodiment, the leak down time can be controlled. Therefore, when the engine speed is lower than the predetermined value N, the leak down time is set large to reduce the effective tension and reduce the belt durability. When the value is higher than the predetermined value N, the leak down time is set small to reduce the friction loss.
以上のように、本実施形態の油圧式オートテンショナによれば、リークダウンタイムをエンジンの回転速度に基づいて制御することで、ベルトの耐久性を向上あるいは維持するとともにフリクションロスを低減することができる。 As described above, according to the hydraulic auto tensioner of the present embodiment, by controlling the leak down time based on the rotational speed of the engine, it is possible to improve or maintain the durability of the belt and reduce the friction loss. it can.
10 油圧式オートテンショナ
11 テンショナ本体(筐体)
12 プランジャ
20 シリンダ
21 逆止弁
26 リーク調節孔
27 リーク調節ロッド
30 アクチュエータ
B 伝動ベルト
S 回転センサ
10
12 Plunger 20
Claims (10)
前記流体ダンピング機構のリークダウンタイムを、エンジンの回転速度に応じて制御するリークダウンタイム制御手段と
を備えたことを特徴とするオートテンショナ。 A fluid damping mechanism that generates a damping force;
An auto tensioner comprising: a leak down time control means for controlling a leak down time of the fluid damping mechanism according to an engine speed.
前記オートテンショナがベルトを緊張させる方向に駆動されるときに開かれ、弛緩させる方向に駆動されるときに閉じられる逆止弁と、
前記オートテンショナがベルトを弛緩させる方向に駆動されるときのリークダウンタイムを、エンジンの回転速度に応じて制御するリークダウンタイム制御手段と
を備えることを特徴とする流体ダンピング機構。 A fluid damping mechanism for an auto tensioner used in a belt transmission system,
A check valve that is opened when the autotensioner is driven in a direction to tension the belt and closed when driven in a direction to relax;
A fluid damping mechanism, comprising: a leak down time control means for controlling a leak down time when the auto tensioner is driven in a direction of loosening the belt according to the rotational speed of the engine.
10. The fluid damping mechanism according to claim 9, wherein the check valve is closed when the damper chamber has a relatively higher pressure than the working fluid reservoir and opens when the damper chamber has a relatively low pressure. .
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