JP2006312969A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダ内にスリーブを嵌合した油圧式オートテンショナのベルトの高周波振動や高振幅時の追従性を向上。
【解決手段】アルミ合金シリンダ１１内に鋼製バルブスリーブ１４を嵌合し、バルブスリーブ１４内にロッド１５の下端部のプランジャ１６を組込みバルブスリーブ１４内を圧力室２６とリザーバ室２７とに仕切る。シリンダ１１の外側にシリンダ１１とロッド１５とを伸長するリターンスプリング２２を設け、シリンダ１１とバルブスリーブ１４の嵌合面間に圧力室２６とリザーバ室２７を連通する通路３３を設け、バルブスリーブ１４の下部に通路３３を開閉するチェックバルブ２８を設け、その下方にサブリザーバ室３４を設けて、圧力室２６内の容積急増の際に、リザーバ室２７およびサブリザーバ室３４の双方から圧力室２６内に作動油を流入させて、ベルトが高周波振動し、あるいは大きな振幅が生じてもシリンダ１１とロッド１５をスムーズに伸縮させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、オルタネータ等の自動車補機を駆動するベルト伝動装置のベルト張力を一定に保持する油圧式オートテンショナに関するものである。

一般に、補機駆動用のベルト伝動装置においては、クランク軸に設けたプーリと補機の回転軸に取付けたプーリ間にベルトをかけ渡し、そのベルトの弛み側にテンションプーリを支持するプーリアームを揺動自在に設け、そのプーリアームに油圧式オートテンショナの調整力を付与してテンションプーリをベルトに押し付け、そのベルトの張力変化を上記油圧式オートテンショナによって吸収するようにしている。

上記油圧式オートテンショナとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この油圧式オートテンショナは、シリンダの内部に嵌合された鋼製のバルブスリーブ内にロッドの下部に設けられたプランジャを摺動自在に組込んでバルブスリーブの内部を圧力室とリザーバ室とに仕切り、シリンダの外部にはロッドに外方向への突出性を付与するリターンスプリングを組込み、前記圧力室とリザーバ室とを連通する通路にチェックバルブを設け、ベルトからプーリアームを介してロッドに押し込み力が負荷されたとき、チェックバルブにより通路を閉じ、圧力室内の作動油によって上記押し込み力を緩衝するようにしている。

上記油圧式オートテンショナにおいては、シリンダ内に鋼製のバルブスリーブを嵌合しているため、シリンダをアルミ合金製とすることができ、シリンダを簡単に形成することができると共に、油圧式オートテンショナの軽量化を図ることができるという特徴を有している。
特許第３６２９３５０号公報

ところで、上記油圧式オートテンショナにおいては、プランジャに圧力室とリザーバ室とを連通する通路を設け、その通路開閉用のチェックバルブを組付けた構成であるため、プランジャの加工に手間がかかり、コストも高くつき、改善すべき点が残されている。

その対策には、シリンダとバルブスリーブの嵌合面間に圧力室とリザーバ室を連通する通路を設け、その通路開閉用のチェックバルブをバルブスリーブの底部に設けることがきわめて有効であるが、その場合、通路が長くなると共に、断面積の小さな通路しか形成することができないため、ベルトが高周波振動したとき、あるいはベルトに大きな振動が生じたとき、リザーバ室内の作動油を通路から圧力室内にスムーズに供給することができず、ベルトの張力変化に対する油圧式オートテンショナの追従性が悪くなるという問題が発生する。

この発明は、シリンダ内に鋼製のバルブスリーブを嵌合した油圧式オートテンショナにおいて、プランジャの製作の容易化を図り、ベルトの高周波振動や高振幅時の追従性の向上を図ることを技術的課題としている。

上記の課題を解決するために、この発明においては、閉塞端を有するシリンダと、そのシリンダ内に嵌合された鋼製のバルブスリーブと、そのバルブスリーブ内で摺動可能なプランジャを下端部に有し、そのプランジャによってバルブスリーブ内を圧力室とリザーバ室とに仕切るロッドと、そのロッドと前記シリンダとを相対的に伸長する方向に付勢するリターンスプリングと、前記圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなったとき圧力室とリザーバ室を連通する通路を閉じるチェックバルブとを有し、前記シリンダとロッドに負荷される収縮させる方向の押圧力を圧力室内の作動油によって緩衝するようにした油圧式オートテンショナにおいて、前記通路をシリンダとバルブスリーブの嵌合面間に形成し、前記チェックバルブをバルブスリーブの底部に設け、そのチェックバルブの下方にサブリザーバ室を形成した構成を採用したのである。

ここで、前記シリンダの内底面にスリーブ嵌合孔を形成し、そのスリーブ嵌合孔内にバルブスリーブの下端部を嵌合し、その嵌合面間に前記通路を形成することにより、通路の短縮化を図り、リザーバ室内の作動油を圧力室内にスムーズに流入させることができ、ベルトの張力変化に対して追従性のより良好な油圧式オートテンショナを得ることができる。

上記のように、スリーブ嵌合孔内にバルブスリーブの下端部を嵌合させた油圧式オートテンショナにおいて、前記バルブスリーブの外径面とシリンダの内径面間に形成された空間を第２リザーバ室とし、その第２リザーバ室内にリターンスプリングを組込み、前記ロッドの上部に設けられたばね座にベローズの一端部を固定し、ベローズの他端部をシリンダの外周上部に固定することにより、シリンダの上部開口をベローズによって完全に密閉することができるため、シリンダ内への塵埃の侵入を確実に防止することができる。

また、前記ロッドおよびばね座に、圧力室と第２リザーバ室を連通する連通路を形成し、その連通路の圧力室側の端部にオリフィスを設け、連通路の途中に弁孔を形成し、その弁孔の開閉用の弁体を電磁石で制御するように構成することによって、弁体の閉鎖状態で圧力室から第２リザーバ室内への作動油の流れを阻止することができるため、張力調整用のテンションプーリを定位置に固定してベルトを緊張状態に保持することができる。このため、エンジン始動時にベルトが大きく弛んでスリップするのを防止することができ、安定したエンジンの始動を可能とすることができる。

上記のように、シリンダとスリーブの嵌合面間に通路を形成し、その通路開閉用のチェックバルブを設けたことにより、プランジャの加工が容易となり、製作コストの低減を図ることができる。

また、チェックバルブの下方にサブリザーバ室を設けたことにより、リザーバ室から通路を通って圧力室内に流入する作動油量が不足した場合に、その不足分をサブリザーバ室の作動油によって補うことができるため、ベルトが高周波振動し、あるいはベルトに大きな振幅が生じた場合でも、シリンダとロッドを相対的にスムーズに伸長させることができ、追従性の良好な油圧式オートテンショナを得ることができる。

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はベルトの張力調整装置を示し、プーリアーム１は支点軸２を中心にして揺動自在に支持され、その揺動側の一端部にはテンションプーリ３が回転自在に支持されている。また、プーリアーム１の他端部には油圧式オートテンショナ１０が接続され、その油圧式オートテンショナ１０からプーリアーム１に負荷される調整力によってテンションプーリ３がベルト４を緊張させる方向にプーリアーム１が付勢されている。

図２乃至図４は、この発明に係る油圧式オートテンショナの第１の実施形態を示す。図示のように、アルミ合金から成るシリンダ１１は下端が閉塞し、その閉塞端に設けられた一対の連結片１２とプーリアーム１の他端部は連結ピン１３を介して連結されている。

シリンダ１１の内部には鋼製のバルブスリーブ１４が嵌合され、そのバルブスリーブ１４内にロッド１５の下端に設けられたプランジャ１６がスライド自在に組込まれている。

ロッド１５は、シリンダ１１の内径面に沿って摺動可能なウェアリング１７によって中央部が支持され、その上部はシリンダ１１の上部開口を密閉するオイルシール等のシール部材１８をスライド自在に貫通している。ここで、シール部材１８はシリンダ１１の内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止しており、上記作動油の油面上に空気溜り１９が設けられている。

ロッド１５のシリンダ１１の外部に臨む上端部にはばね座２０が設けられ、そのばね座２０とシリンダ１１の下部外周に設けられたばね座２１間にリターンスプリング２２が組込まれている。リターンスプリング２２は、シリンダ１１とロッド１５とが相対的に伸長する方向に付勢している。

ばね座２０の下面にはシリンダ１１の外周上部を覆う円筒状のカバー２３が設けられ、また、上面にはエンジンブロック２４に回転自在に連結される連結片２５が設けられている。

バルブスリーブ１４の内部は前記プランジャ１６の組込みによって圧力室２６とリザーバ室２７とに仕切られている。また、バルブスリーブ１４の底部にはチェックバルブ２８が設けられている。

チェックバルブ２８は、バルブスリーブ１４の下端を閉塞するバルブシート２９と、そのバルブシート２９に形成された弁孔３０を圧力室２６側から開閉するチェックボール３１と、そのチェックボール３１の開閉量を制限するリテーナ３２とから成る。

また、バルブスリーブ１４とシリンダ１１の嵌合面間には、上記弁孔３０を介して圧力室２６とリザーバ室２７とを連通する通路３３が形成されている。通路３３は、シリンダ１１の内径面に形成された複数の軸方向溝３３ａと、バルブシート２９の下面に形成された複数の半径方向溝３３ｂとから成っている。

なお、バルブスリーブ１４の外径面に複数の軸方向溝を形成し、シリンダ１１の内底面に複数の半径方向溝を設けるようにしてもよい。

シリンダ１１の内底面にはチェックバルブ２８の下方にサブリザーバ室３４が設けられている。

実施の形態で示すベルトの張力調整装置は上記の構造から成り、自動車補機の駆動による負荷トルクの変動によってベルト４が張力変化し、そのベルト４の張力が増大すると、テンションプーリ３およびプーリアーム１を介してシリンダ１１の下端に押し上げ力が負荷される。

このとき、圧力室２６内の圧力はリザーバ室２７内の圧力より高くなるため、チェックボール３１は弁孔３０を閉じ、上記押し上げ力は圧力室２６内の作動油によって緩衝される。

上記押し上げ力がリターンスプリング２２の弾性力より強い場合、圧力室２６内の作動油はバルブスリーブ１４とプランジャ１６の摺動面間に形成された微小なリークすきまからリザーバ室２７内にリークし、上記押し上げ力とリターンスプリング２２の弾性力とが釣り合う位置までシリンダ１１とロッド１５とが相対的に収縮する。

ベルト４の張力が弱くなると、リターンスプリング２２の押圧により、シリンダ１１とロッド１５は相対的に伸長してベルト４の弛みを吸収する。このとき、圧力室２６内の圧力はリザーバ室２７内の圧力より低くなるため、チェックボール３１は弁孔３０を開放し、リザーバ室２７内の作動油は通路３３および弁孔３０から圧力室２６内にスムーズに流れると共に、サブリザーバ室３４内の作動油も圧力室２６内に流れる。

このため、シリンダ１１とロッド１５は伸長する方向にスムーズに相対移動し、ベルト４の弛みを直ちに吸収する。

このように、シリンダ１１とロッド１５とが相対的に伸長してベルト４の弛みを吸収する際、シリンダ１１とバルブスリーブ１４の嵌合面間に形成された通路３３とサブリザーバ室３４の双方から圧力室２６内に作動油が流入するため、ベルト４が高周波振動し、あるいはベルト４の振幅が大きい振動時においても圧力室２６内に作動油をスムーズに流入させることができる。したがって、シリンダ１１とロッド１５の相対移動がスムーズであり、追従性の良好な油圧式オートテンショナを得ることができる。

また、シリンダ１１とバルブスリーブ１４の嵌合面間に通路３３を形成したことにより、プランジャ１６には何も加工する必要がないため、プランジャ１６の製作が容易である。

図５は、この発明に係る油圧式オートテンショナの第２の実施形態を示す。この実施形態ではロッド１５の中間部を支持するウェアリング１７をシール部材１８の下面に接触させて設け、そのウェアリング１７の下面外周部をシリンダ１１の上部内周に形成された段部３５で支持して軸方向に非可動に支持している点でのみ第１の実施形態で示す油圧式オートテンショナと相違している。

このため、第１の実施形態と同一の部品には同一符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態で示すように、ウェアリング１７を軸方向に非可動に支持することにより、シリンダ１１の内径面の摩耗を抑制することができると共に、その内径面を高精度に仕上げる必要もないため、加工が容易である。

図６は、この発明に係る油圧式オートテンショナの第３の実施形態を示す。この実施形態では、シリンダ１１の内底面にスリーブ嵌合孔３６を形成し、そのスリーブ嵌合孔３６内にバルブスリーブ１４の下端部を嵌合し、その嵌合面間に圧力室２６とリザーバ室２７とを連通する通路３３を形成し、上記バルブスリーブ１４の外径面とシリンダ１１の内径面間に形成された第２リザーバ室３７内にリターンスプリング２２を組込んでいる。

また、ばね座２０の外径面にベローズ３８の一端部を嵌合して固定し、他端部をシリンダ１１の外周上部に嵌合し、固定している。

他の構成は第１の実施形態と同一であるため、同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

第３の実施形態で示すように、シリンダ１１の内底面に形成されたスリーブ嵌合孔３６とバルブスリーブ１４の下端部の嵌合面間に通路３３を形成することにより、第１の実施形態で示す油圧式オートテンショナに比較して通路３３の長さを短くすることができる。このため、リザーバ室２７内の作動油を圧力室２６内にスムーズに流入させることができ、ベルト４の張力変化に対して追従性のより良好な油圧式オートテンショナを得ることができる。

また、ベローズ３８によってシリンダ１１の上部開口を完全に密閉することができるため、シリンダ１１内への塵埃の侵入を確実に防止することができる。

図７は、この発明に係る油圧式オートテンショナの第４の実施形態を示す。この実施形態では、ロッド１５およびばね座２０に圧力室２６と第２リザーバ室３７とを連通する連通路３９を形成し、その連通路３９の圧力室２６側の下端部にオリフィス４０を設け、かつ連通路３９の途中に弁孔４１を形成し、その弁孔４１を開閉する弁体４２をばね座２０に取付けられた電磁石４３により制御するようにしている。

また、プランジャ１６の外周にリング溝４４を形成し、そのリング溝４４に取付けたシールリング４５又はＯリングによってプランジャ１６とバルブスリーブ１４の摺動面間をシールしている。

他の構成は第３の実施形態と同一であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。

第４の実施形態において、電磁石４３に通電すると、弁体４２が弁孔４１を閉じるため、圧力室２６内の作動油が連通路３９から第２リザーバ室３７に流れるのを阻止することができる。このため、圧力室２６内の作動油によってシリンダ１１とロッド１５とが収縮する方向に相対移動するのを阻止することができ、油圧式オートテンショナ１０の調整力が付与されるテンションプーリ３を定位置に保持することができる。

このため、モータ・ジェネレータが搭載され、通常走行時、エンジンの駆動によりモータ・ジェネレータやオルタネータ等の補機を同時に駆動し、車両の停止時に、エンジンを停止し、モータ・ジェネレータを発動動作に切換えて補機を駆動し、アイドルストップ後、モータ・ジェネレータでエンジンを始動させるようにしたベルト伝動装置への上記油圧式オートテンショナの組込みにおいて、上記モータ・ジェネレータによるエンジン駆動時に、弁孔４１を弁体４２で閉鎖してテンションプーリ３を固定することにより、ベルト４は緊張状態に保持される。このため、ベルト４のスリップを防止し、安定したエンジン始動を可能にすることができる。

また、エンジンの駆動による通常走行時、弁孔４１を開放すると、圧力室２６とリザーバ室２７および第２リザーバ室３７の相互間で作動油の流動を可能とすることができ、上記圧力室２６内の作動油が第２リザーバ室３７内に流れる場合に、その作動油はオリフィス４０で絞られるため、圧力室２６内の作動油によって油圧ダンパ効果を発揮させることができる。このため、補機の負荷変動による張力変化を油圧式オートテンショナ１０によって吸収することができ、ベルトの張力を適正な張力に保持することができる。

この発明に係る油圧式オートテンショナを用いたベルト張力調整装置の概略図 図１のII−II線に沿った断面図 図２のバルブスリーブの嵌合部を示す拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 （Ｉ）は、この発明に係る油圧式オートテンショナの第２の実施形態を示す縦断正面図、（II）は（Ｉ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図 （Ｉ）は、この発明に係る油圧式オートテンショナの第３の実施形態を示す縦断正面図、（II）は（Ｉ）のVI−VI線に沿った断面図 この発明に係る油圧式オートテンショナの第４の実施形態を示す縦断正面図

符号の説明

１１ シリンダ
１４ バルブスリーブ
１６ プランジャ
２２ リターンスプリング
２６ 圧力室
２７ リザーバ室
２８ チェックバルブ
３３ 通路
３４ サブリザーバ室
３６ スリーブ嵌合孔
３７ 第２リザーバ室
３８ ベローズ
３９ 連通路
４０ オリフィス
４１ 弁孔
４２ 弁体
４３ 電磁石

Claims (4)

1. 閉塞端を有するシリンダと、そのシリンダ内に嵌合された鋼製のバルブスリーブと、そのバルブスリーブ内で摺動可能なプランジャを下端部に有し、そのプランジャによってバルブスリーブ内を圧力室とリザーバ室とに仕切るロッドと、そのロッドと前記シリンダとを相対的に伸長する方向に付勢するリターンスプリングと、前記圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなったとき圧力室とリザーバ室を連通する通路を閉じるチェックバルブとを有し、前記シリンダとロッドに負荷される収縮させる方向の押圧力を圧力室内の作動油によって緩衝するようにした油圧式オートテンショナにおいて、前記通路をシリンダとバルブスリーブの嵌合面間に形成し、前記チェックバルブをバルブスリーブの底部に設け、そのチェックバルブの下方にサブリザーバ室を形成したことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 前記シリンダの内底面にスリーブ嵌合孔を形成し、そのスリーブ嵌合孔内にバルブスリーブの下端部を嵌合し、その嵌合面間に前記通路を形成した請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記バルブスリーブの外径面とシリンダの内径面間に形成された空間を第２リザーバ室とし、その第２リザーバ室内にリターンスプリングを組込み、前記ロッドの上部に設けられたばね座にベローズの一端部を固定し、ベローズの他端部をシリンダの外周上部に固定した請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記ロッドおよびばね座に、圧力室と第２リザーバ室を連通する連通路を形成し、その連通路の圧力室側の端部にオリフィスを設け、連通路の途中に弁孔を形成し、その弁孔の開閉用の弁体を電磁石で制御するようにした請求項３に記載の油圧式オートテンショナ。

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