オートテンショナ

【課題】オートテンショナのダンパー作用を解除可能とするとともに、その解除操作を容易にする。
【解決手段】シリンダ７内にスリーブ８を嵌め合わせ、スリーブ８内にプランジャ１０を摺動可能に挿入してシリンダ７内を圧力室１１とリザーバ室１２に区画し、プランジャ１０と一体に移動するロッド１６を設け、そのロッド１６をシリンダ７から突出する方向に付勢するリターンスプリング１９を設けたオートテンショナ５において、スリーブ８の底９に貫通孔２３を形成し、その貫通孔２３とリザーバ室１２とを連通するバイパス通路２４を形成し、貫通孔２３から延びる径方向溝２５，２６をスリーブ８の内底面に設け、スリーブ８の内底面に重ね合わせて設けた弁体２７で貫通孔２３と径方向溝２５，２６とを覆い、その弁体２７に貫通孔２８を形成し、その貫通孔２８と径方向溝２５，２６とが連通する位置と連通しない位置との間で弁体２７を回転操作する回転軸３０を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンのカム軸を駆動するベルトの張力保持に用いられるオートテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのカム軸は、クランクシャフトにベルトで連結されており、そのベルトを介して回転駆動される。このベルトの張力を適正範囲に保つために、一般に、支点軸を中心として揺動可能に設けたプーリアームと、そのプーリアームに回転可能に取り付けたテンションプーリと、そのテンションプーリをベルトに押さえ付ける方向にプーリアームを付勢するオートテンショナからなる張力調整装置が使用される。
【０００３】
この張力調整装置に組み込まれるオートテンショナとして、有底のシリンダ内に作動油を溜め、そのシリンダ内に有底のスリーブを嵌め合わせ、そのスリーブ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、プランジャと軸方向に一体に移動するロッドを設け、そのロッドを、シリンダから突出する方向にリターンスプリングで付勢したものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
このオートテンショナは、リターンスプリングの付勢力がベルトの張力とつり合う位置までロッドが移動することにより、ベルトの張力変動を吸収し、ベルトの張力を適正範囲に保つ。
【０００５】
また、圧力室とリザーバ室は、スリーブとプランジャの摺動面間に形成されるリーク隙間を介して連通しており、ロッドがシリンダに押し込まれる方向に移動すると、圧力室内の作動油がリーク隙間を通って流出する。このとき、リーク隙間を流れる作動油の流量が制限されてダンパー作用が生じるので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトを安定した状態に保つ。
【０００６】
また、このオートテンショナは、プランジャに、圧力室とリザーバ室を連通する油通路が形成され、その油通路の圧力室側の端部に、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブが設けられており、ロッドがシリンダから突出する方向に移動すると、前記チェックバルブが開いてリザーバ室側から圧力室側に作動油が流れる。そのため、シリンダから突出する方向には、ロッドが速やかに移動する。
【特許文献１】特開平８−３５５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の張力調整装置のベルトを交換する場合、ベルトを弛めるためにプーリアームを揺動させる必要があるが、このとき、オートテンショナは、ロッドがシリンダに押し込まれる方向に移動してダンパー作用を生じる。そのため、プーリアームの揺動抵抗が大きくなり、ベルトの交換作業が煩雑であった。
【０００８】
そこで、この発明の発明者は、ダンパー作用を解除することが可能なオートテンショナを検討し、そのようなオートテンショナとして、前記スリーブの底に貫通孔を形成し、その貫通孔と前記リザーバ室とを連通するバイパス通路を前記スリーブと前記シリンダの嵌合面間に形成し、前記スリーブの内底面に重ね合わせて設けた弁体で前記貫通孔を覆い、その弁体からシリンダの底を貫通して延びる弁棒を設けたものを考案した。
【０００９】
このオートテンショナは、弁棒を軸方向に押し動かすことにより、弁体をスリーブの底から離反させてスリーブの底の貫通孔を開放し、ダンパー作用を解除することができる。
【００１０】
しかし、圧力室の圧力が弁体に作用した状態では、弁棒を軸方向に押し動かすのに必要な力が大きく、ダンパー作用の解除操作が煩雑であった。
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、オートテンショナのダンパー作用を解除可能とするとともに、その解除操作を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、前記スリーブの底に貫通孔を形成し、その貫通孔と前記リザーバ室とを連通するバイパス通路を前記スリーブと前記シリンダの嵌合面間に形成し、前記貫通孔から延びる径方向溝を前記スリーブの内底面に設け、前記スリーブの内底面に重ね合わせて設けた弁体で前記貫通孔と径方向溝とを覆い、その弁体に、一端が前記圧力室に開放し、他端が前記スリーブの内底面に対する接触面に開放した弁路を形成し、その弁路と前記径方向溝とが連通する位置と連通しない位置との間で前記弁体を回転操作する操作部を設けた。
【００１３】
このオートテンショナは、前記径方向溝を、周方向に間隔をおいて複数形成し、その径方向溝の深さを互いに異ならせることができる。前記弁路としては、弁体に形成した軸方向の貫通孔を採用することができ、また、前記スリーブの内底面に対する前記弁体の接触面に形成した溝を採用することもできる。前記弁路として、弁体に形成した軸方向の貫通孔を採用する場合、貫通孔の孔径は０．５ｍｍ以下とすることができる。
【００１４】
また、前記操作部は、前記弁体から前記シリンダの底を貫通して延びる回転軸と、その回転軸の先端に固定されたギアと、そのギアと噛み合うギアをモータ軸に固定したモータとからなる構成を採用することができ、そのモータとしてステッピングモータを用いることができる。さらに、前記弁体の回転角度を規制するストッパを設けることができ、そのストッパは、例えば、前記シリンダの底から突出して設けたストッパピンを採用し、そのストッパピンで前記ギアの回転を係止するようにすることができる。
【００１５】
また、上記のオートテンショナは、前記スリーブの内底面と、その内底面に対する前記弁体の接触面のうちの少なくとも一方にフッ素樹脂コーティングを施すことができ、また、前記スリーブの内底面と、その内底面に対する前記弁体の接触面のうちの少なくとも一方に硬質皮膜処理を施すこともできる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のオートテンショナは、弁体を回転操作することにより、弁体の弁路をスリーブの径方向溝に連通させて、ダンパー作用を解除することができる。そのため、張力調整装置のベルトを交換する際に、プーリアームを速やかに揺動させることができ、ベルトの交換作業が容易である。
【００１７】
また、弁体に作用する圧力室の圧力の方向と、弁体を回転操作するときの弁体の移動方向とが直角なので、弁体を操作するのに必要な力が小さく、ダンパー作用の解除操作が容易である。
【００１８】
さらに、前記径方向溝を、周方向に間隔をおいて複数形成し、その径方向溝の深さを互いに異ならせたものは、ベルト交換時のベルトの張力が小さいときは、深い径方向溝を弁路と連通させて、プーリアームをより迅速に揺動させることができると同時に、ベルト交換時のベルトの張力が大きいときは、浅い径方向溝を弁路と連通させることにより、圧力室内の作動油に溶けていた空気が気泡となって現れるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、エンジンのカム軸を駆動するベルトの張力調整装置を示す。この張力調整装置は、ベルト１に接触するテンションプーリ２と、テンションプーリ２を回転可能に支持するプーリアーム３とを有する。プーリアーム３は、エンジンブロック（図示せず）に固定された支点軸４で揺動可能に支持され、この発明の実施形態に係るオートテンショナ５で、テンションプーリ２をベルト１に押さえ付ける方向に付勢されている。
【００２０】
オートテンショナ５は、下部に底６を有するシリンダ７を有し、シリンダ７内には、有底のスリーブ８が底９を下側にして嵌め合わされ、作動油が溜められている。スリーブ８内には、プランジャ１０が軸方向に摺動可能に挿入されており、そのスリーブ８とプランジャ１０によって、シリンダ７内が圧力室１１とリザーバ室１２に区画されている。
【００２１】
圧力室１１とリザーバ室１２は、プランジャ１０に形成された油通路１３を介して連通しており、その油通路１３の圧力室１１側の端部には、リザーバ室１２側から圧力室１１側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ１４が設けられている。また、スリーブ８とプランジャ１０の摺動面間には、圧力室１１とリザーバ室１２を連通させるリーク隙間１５が形成されている。
【００２２】
プランジャ１０には、プランジャ１０から上方に延びてシリンダ７から突出するロッド１６が接続されている。プランジャ１０は、圧力室１１内に組み込まれたプランジャスプリング１７で付勢されてロッド１６に押さえ付けられており、その押さえ付けによって、ロッド１６は、プランジャ１０と一体に軸方向に移動するようになっている。
【００２３】
ロッド１６は、大径軸部１６Ａと、大径軸部１６Ａの下端に連なる小径軸部１６Ｂとからなる。小径軸部１６Ｂの外周には、シリンダ７の内周を軸方向に摺動可能なウエアリング１８が嵌め込まれ、そのウエアリング１８で大径軸部１６Ａの下端が支持されている。
【００２４】
ウエアリング１８の下面とスリーブ８の上面の間にはリターンスプリング１９が組み込まれている。リターンスプリング１９は、ウエアリング１８を介して、ロッド１６をシリンダ７から突出する方向に付勢している。リターンスプリング１９の下端とスリーブ８の上面の間には、リザーバ室１２を上下に分けるセパレータ２０が設けられており、このセパレータ２０でリザーバ室１２の上部から下部に空気が移動するのを抑制して、圧力室１１内への空気の侵入を防止している。
【００２５】
シリンダ７の上部内周には、ロッド１６の大径軸部１６Ａをスライド自在に貫通させるとともにシリンダ７内に作動油を密封するオイルシール２１と、オイルシール２１をシリンダ７から抜け止めする止め輪２２が取り付けられている。
【００２６】
スリーブ８とシリンダ７の嵌合面間には、スリーブ８の上端から、図２に示すように、スリーブ８の底９に形成された貫通孔２３の位置に至るバイパス通路２４が形成されており、そのバイパス通路２４を介して、貫通孔２３とリザーバ室１２とが連通している。バイパス通路２４は、図３に示すように、周方向に間隔をおいて複数形成されている。
【００２７】
スリーブ８の内底面には、貫通孔２３から延びる径方向溝２５，２６が、周方向に間隔をおいて形成されている。径方向溝２５と径方向溝２６は、図２に示すように、溝深さが互いに異なる。また、スリーブ８の内底面には、弁体２７が重ね合わせて設けられており、その弁体２７で貫通孔２３と径方向溝２５，２６とが覆われている。
【００２８】
弁体２７には、軸方向の貫通孔２８が形成されており、その貫通孔２８の上端が圧力室１１に開放し、下端が、弁体２７のスリーブ８の内底面に対する接触面に開放している。貫通孔２８は、孔径が０．５ｍｍ以下となるように形成されている。また、弁体２７は、プランジャスプリング１７でスリーブ８の底９に押さえ付けられている。
【００２９】
弁体２７には、シリンダ７の底６に形成された貫通孔２９を貫通して延びる回転軸３０が接続されており、その回転軸３０で弁体２７を回転操作して、貫通孔２８と径方向溝２５とが連通する位置と連通しない位置との間で弁体２７を移動可能となっている。同様に、弁体２７は、貫通孔２８と径方向溝２６とが連通する位置と連通しない位置との間でも回転操作可能となっている。回転軸３０と貫通孔２９の間には、シリンダ７からの作動油の漏れを防止するためにＯリング３１が組み込まれている。
【００３０】
次に、このオートテンショナ５の動作例を説明する。
【００３１】
ベルト１の張力が大きくなると、その張力が、テンションプーリ２、プーリアーム３を介してロッド１６に伝達し、圧力室１１の圧力が高まる。圧力室１１の圧力がリザーバ室１２の圧力よりも高くなると、作動油がリーク隙間１５を圧力室１１側からリザーバ室１２側に流れる。このとき、チェックバルブ１４が閉じるので、作動油は油通路１３を流れない。このようにして、作動油がリーク隙間１５を流れることによりロッド１６が下方に移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング１９の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ２が移動して、ベルト１の緊張を吸収する。また、リーク隙間１５を流れる作動油の流量が制限されてダンパー作用が生じるので、テンションプーリ２はゆっくりと移動し、ベルト１を安定した状態に保つ。
【００３２】
一方、ベルト１の張力が小さくなると、リターンスプリング１９の付勢力によってロッド１６が上方に移動し、圧力室１１の容積が拡大することで、圧力室１１の圧力が低くなる。圧力室１１の圧力がリザーバ室１２の圧力よりも低くなるとチェックバルブ１４が開き、作動油が油通路１３をリザーバ室１２側から圧力室１１側に流れる。このとき、テンションプーリ２は、ベルト１の張力とリターンスプリング１９の付勢力とがつり合う位置まで速やかに移動し、ベルト１の弛みを迅速に吸収する。
【００３３】
また、ベルト１を交換する場合、ベルト１を弛めるために、テンションプーリ２をベルト１から離反させる方向にプーリアーム３を揺動させる必要があるが、このとき、図４、図５に示すように、回転軸３０で弁体２７を回転操作して、弁体２７の貫通孔２８とスリーブ８の内底面の径方向溝２５とを連通させる。このようにすると、圧力室１１が、貫通孔２８、径方向溝２５、貫通孔２３、バイパス通路２４を順に介してリザーバ室１２と連通し、圧力室１１の作動油が、バイパス通路２４を通ってリザーバ室１２に流れるので、ロッド１６を速やかにシリンダ７に押し込むことが可能となり、プーリアーム３を速やかに揺動させることができる。
【００３４】
ところで、エンジン停止時に、カム軸（図示せず）の停止位置によって、ベルト１の張力が大きくなることがあるが、その状態からベルト１を交換する場合は、図６、図７に示すように、図４、図５とは反対方向に弁体２７を回転操作して、弁体２７の貫通孔２８を浅い方の径方向溝２６に連通させ、ダンパー作用を解除する。このようにすると、弁体２７の貫通孔２８を深い方の径方向溝２５に連通させた場合と比較して、圧力室１１の圧力が緩やかに変化するので、圧力室１１内の作動油に溶けていた空気が気泡となって現れるのを確実に防止することができる。
【００３５】
このオートテンショナ５は、弁体２７を回転操作することにより、ダンパー作用を解除することができる。そのため、張力調整装置のベルト１を交換する際に、プーリアーム３を速やかに揺動させることができ、ベルト１の交換作業が容易である。
【００３６】
また、このオートテンショナ５は、弁体２７に作用する圧力室１１の圧力の方向（回転軸３０の軸方向）と、弁体２７を回転操作するときの弁体２７の移動方向（回転軸３０の回転方向）とが直角なので、弁体２７を操作するのに必要な力が小さく、ダンパー作用の解除操作が容易である。
【００３７】
また、このオートテンショナ５は、弁体２７の貫通孔２８の孔径を０．５ｍｍ以下としているので、弁体２７の貫通孔２８とスリーブ８の径方向溝２５とを連通させたときに、圧力室１１の圧力が緩やかに変化し、圧力室１１内の作動油に溶けていた空気が気泡となって現れるのを防止することができる。
【００３８】
スリーブ８の内底面と、その内底面に対する弁体２７の接触面のうちの少なくとも一方にフッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）のコーティングを施すと好ましい。このようにすると、スリーブ８の内底面に対する弁体２７の摩擦抵抗が小さくなるので、弁体２７を回転操作するのに必要な力をより小さくすることができる。
【００３９】
また、スリーブ８の内底面と、その内底面に対する弁体２７の接触面のうちの少なくとも一方に硬質皮膜（ＤＬＣ等）のコーティングを施してもよい。このようにすると、スリーブ８の内底面と弁体２７の接触による摩耗を抑えることができる。
【００４０】
弁体２７の回転操作は、手動で行なってもよいが、図８、図９に示すように、シリンダ７と平行にモータ３２を配置し、そのモータ３２のモータ軸３３に固定したギア３４と、回転軸３０の先端に固定したギア３５とを噛み合わせ、モータ軸３３の回転を回転軸３０に伝達するようにしてもよい。このようにすると、より簡単に弁体２７を回転操作することが可能となる。
【００４１】
この場合、モータ３２としてステッピングモータを用いると、ギア３５の回転角度をより正確に制御することができる。また、図１０に示すように、ストッパピン３６をシリンダ７の底６から突出して設け、そのストッパピン３６でギア３５に形成された径方向延出部３７を係止することにより、弁体２７の回転角度を規制するようにしてもよい。
【００４２】
上記実施形態では、弁体２７に形成する弁路として、弁体２７に形成した貫通孔２８を採用しているが、図１１、図１２に示すように、弁体２７のスリーブ８の内底面に対する接触面に溝３８を形成し、その溝３８の一端を弁体２７の外周に至らせて圧力室１１に開放し、溝３８の他端がスリーブ８の内底面に対する接触面に開放するようにしてもよい。このようにしても、弁体２７を回転操作することにより、弁体２７の溝３８を径方向溝２５に連通させて、ダンパー作用を解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施形態のオートテンショナを組み込んだ張力調整装置を示す断面図
【図２】図１に示すオートテンショナの下部を示す拡大断面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】図２に示す弁体を回転操作した状態を示す断面図
【図５】図４に示すオートテンショナの軸に直角な面に沿った断面図
【図６】図２に示す弁体を、図４とは反対の方向に回転操作した状態を示す断面図
【図７】図６に示すオートテンショナの軸に直角な面に沿った断面図
【図８】図２に示すオートテンショナの変形例を示す断面図
【図９】図８に示すオートテンショナを下方から見た図
【図１０】図９に示すオートテンショナの他の変形例を示す図
【図１１】図２に示すオートテンショナの更に変形例を示す断面図
【図１２】図１１のXII−XII線に沿った断面図
【符号の説明】
【００４４】
５オートテンショナ
７シリンダ
８スリーブ
９底
１０プランジャ
１１圧力室
１２リザーバ室
１３油通路
１４チェックバルブ
１５リーク隙間
１６ロッド
１９リターンスプリング
２３貫通孔
２４バイパス通路
２５，２６径方向溝
２７弁体
２８貫通孔
３０回転軸
３２モータ
３３モータ軸
３４，３５ギア
３６ストッパピン
３８溝

【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底のシリンダ（７）内に有底のスリーブ（８）を嵌め合わせ、そのシリンダ（７）内に作動油を溜め、前記スリーブ（８）内にプランジャ（１０）を軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ（７）内を圧力室（１１）とリザーバ室（１２）に区画し、前記プランジャ（１０）とスリーブ（８）の摺動面間に形成されるリーク隙間（１５）を介して前記圧力室（１１）とリザーバ室（１２）を連通し、前記プランジャ（１０）と軸方向に一体に移動するロッド（１６）を設け、そのロッド（１６）をシリンダ（７）から突出する方向に付勢するリターンスプリング（１９）を設け、前記プランジャ（１０）に圧力室（１１）とリザーバ室（１２）を連通する油通路（１３）を形成し、その油通路（１３）にリザーバ室（１２）側から圧力室（１１）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（１４）を設けたオートテンショナ（５）において、前記スリーブ（８）の底（９）に貫通孔（２３）を形成し、その貫通孔（２３）と前記リザーバ室（１２）とを連通するバイパス通路（２４）を前記スリーブ（８）と前記シリンダ（７）の嵌合面間に形成し、前記貫通孔（２３）から延びる径方向溝（２５，２６）を前記スリーブ（８）の内底面に設け、前記スリーブ（８）の内底面に重ね合わせて設けた弁体（２７）で前記貫通孔（２３）と径方向溝（２５，２６）とを覆い、その弁体（２７）に、一端が前記圧力室（１１）に開放し、他端が前記スリーブ（８）の内底面に対する接触面に開放した弁路（２８）を形成し、その弁路（２８）と前記径方向溝（２５，２６）とが連通する位置と連通しない位置との間で前記弁体（２７）を回転操作する操作部（３０）を設けたことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記径方向溝（２５，２６）を、周方向に間隔をおいて複数形成し、その径方向溝（２５，２６）の深さを互いに異ならせた請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記弁路が、前記弁体（２７）に形成した軸方向の貫通孔（２８）である請求項１または２に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
前記貫通孔（２８）の孔径を０．５ｍｍ以下とした請求項３に記載のオートテンショナ。
【請求項５】
前記弁路が、前記スリーブ（８）の内底面に対する前記弁体（２７）の接触面に形成した溝（３８）である請求項１または２に記載のオートテンショナ。
【請求項６】
前記操作部が、前記弁体（２７）から前記シリンダ（７）の底（６）を貫通して延びる回転軸（３０）と、その回転軸（３０）の先端に固定されたギア（３５）と、そのギア（３５）と噛み合うギア（３４）をモータ軸（３３）に固定したモータ（３２）とからなる請求項１から５のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項７】
前記モータ（３２）として、ステッピングモータを用いた請求項６に記載のオートテンショナ。
【請求項８】
前記弁体（２７）の回転角度を規制するストッパ（３６）を設けた請求項６または７に記載のオートテンショナ。
【請求項９】
前記ストッパが、前記シリンダ（７）の底（６）から突出して設けたストッパピン（３６）であり、そのストッパピン（３６）で前記ギア（３５）の回転を係止するようにした請求項８に記載のオートテンショナ。
【請求項１０】
前記スリーブ（８）の内底面と、その内底面に対する前記弁体（２７）の接触面のうちの少なくとも一方にフッ素樹脂コーティングを施した請求項１から９のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項１１】
前記スリーブ（８）の内底面と、その内底面に対する前記弁体（２７）の接触面のうちの少なくとも一方に硬質皮膜処理を施した請求項１から９のいずれかに記載のオートテンショナ。

【図１】