JP2007032678A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】油圧式オートテンショナにおける組立時に、予め内部の空気圧を収縮時に大気圧になるよう設定（セット）しておくために収縮させた際、可及的に速やかにリザーバ室内を大気圧にまで減圧できるようにして組立作業の効率を高める油圧式オートテンショナとすることである。
【解決手段】ばね座２１を貫通して外気に通じる通気路３５をリザーバ室２９に接続して設け、この通気路３５の開口部には開閉操作可能な雄ねじ３６からなる栓を設けた油圧式オートテンショナとする。組立時にリターンスプリング２２を縮めてセットするとき、ベローズ２８内部のリザーバ室２９側の空気圧力が高くなる可能性があるが、作業前に予め、ばね座２１を貫通して外気に通じる通気路３５の開口部の栓を開けて内部を大気圧にしてそのままセットできる。
【選択図】図２

Description

この発明は、エアコンディショナのコンプレッサやウォータポンプ等の補機駆動用ベルトの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。

モータ・ジェネレータが搭載され、通常の走行時に、モータ・ジェネレータを発電動作に切替え、エンジンの駆動により駆動輪を回転し、かつ上記モータ・ジェネレータやエアコンディショナのコンプレッサ等の補機を駆動し、一方、車両の停止時には、エンジンを停止させ、かつモータ・ジェネレータを発動動作に切換えて補機を駆動するようにしたアイドルストップ対応車においては、アイドルストップ後のエンジンの再始動に際し、上記モータ・ジェネレータでエンジンを駆動するようにしている。

図５および図６は、アイドルストップ対応車の補機を駆動するベルト伝動装置の概略構成を示し、このうち図５は、発動動作に切換えられたモータ・ジェネレータ６によって、エンジン５および補機７を駆動している状態を示している。
また、図６は、エンジン５によって発電動作に切換えられたモータ・ジェネレータ６および補機７を駆動している状態を示している。

このような補機駆動用ベルト伝動装置は、エンジン５の駆動時におけるベルト４の弛み側にテンションプーリ３を接触させ、そのテンションプーリ３を支持する揺動可能なプーリアーム１にオートテンショナＡの調整力を付与してベルト４の張力を一定に保つようにしている。

上記オートテンショナＡとして知られた図７に示すものは、リターンスプリング５２と、油圧ダンパ機構（図２の第１通路３１とチェック弁３２と同じ構成からなる機構。）によってベルトの張力変化を吸収するものであり、スリーブ５３内にロッド５４およびピストン５５を摺動自在に挿入して下方に圧力室５６を形成し、ピストン５５およびロッド５４とスリーブ５３間に作動油を流通させることが可能な間隙ａを形成し、ばね座５８とシリンダ５１の内底面の間には、シリンダ５１とロッド５４を伸長する方向に付勢するリターンスプリング５２を組込んだ構造である（特許文献１参照）。

このようなオートテンショナは、図５および図６に示すベルト伝動装置に採用できるが、ベルト伝動装置のモータ・ジェネレータ６によるエンジン５の駆動時（図５参照）に、ベルト荷重が急激に大きくなって油圧式オートテンショナに過大なベルト張力が作用する場合がある。

このとき、図７に示す油圧式オートテンショナは、圧力室５６内の作動油がピストン５５（およびロッド５４）とスリーブ５３の間隙ａを流れてリザーバ室５９側に流れ、リターンスプリング５２は押し縮められ、油圧式オートテンショナはベルト張力が安定するまで収縮する。

また、エンジン５の駆動時（図６参照）にベルト４の張力が弱くなると、リターンスプリング５２の押圧力によりシリンダ５１がロッド５４に対して伸長する方向に移動し、その移動によりプーリアーム１が揺動して、テンションプーリ３がベルト４に押し付けられてベルトの弛みが吸収される。

ところで、図７に示した油圧式オートテンショナのばね座５８にはリターンスプリング５２の上端部を覆う筒体５７の外周面に、伸縮可能なベローズ６１の一端部が被せられて連結され、またベローズ６１の他端部はシリンダ５１の外周上部に被せられて連結されている。

そのため、油圧式オートテンショナが、充分に収縮した際には、ベローズ６１の内部の空気圧力が高くなり、その圧力でベローズ６１が径を広げるように弾性変形して筒体５７との隙間から外部に空気の漏出が起こる場合がある。

このような漏出がしばしば起こると、漏出する空気流でベローズ６１の連結位置がずれて油圧式オートテンショナの確実な動作が損なわれることにもなりかねない。ベローズ６１の筒体５７との接触面内側には、筒長方向に沿って延びる複数の溝６２を周方向に間隔を開けて形成し、ベローズ６１の内側の気圧が過度に高いときに溝６２を経由して端縁の切り欠き６１ａから空気を逃がし、比較的無理なく減圧できるように設計されていた。

また、油圧式オートテンショナが、充分に収縮した際にも、できるだけベローズ６１と筒体５７との隙間から外部に空気の漏出が起こらないようにするためには、予め、油圧式オートテンショナ内部の空気圧を収縮時に大気圧になるよう設定（セット）しておくことが有効であり、そのために、油圧式オートテンショナの組立時にリターンスプリング５２を外部から押し縮めて油圧式オートテンショナを充分に収縮させるようにしている。
その場合にも、ベローズ６１の内部の空気圧力が高くなり、その圧力でベローズ６１が径を広げるように弾性変形して筒体５７との隙間から外部に空気の漏出が起こる。

このような組立時に必要な空気抜きを作業性よく行なわせるためにも、ベローズ６１の筒体５７との接触面内側には、筒長方向に沿って延びる複数の溝６２を周方向に間隔を開けて形成し、ベローズ６１の内側の気圧が過度に高いときに溝６２を経由して端縁の切り欠き６１ａから空気を逃がし、比較的無理なく減圧できるように設計されていた。

また筒体５７の外周面にも筒長方向へ延びる複数の溝６３を周方向へ間隔を開けて形成し、この溝６３からベローズ６１における溝６２のない部分にも空気を誘導し、ベローズ６１の内側をできるだけ均一に空気圧が負荷されるようにしていた。

特表２０００−５０４３９５号公報

しかし、上記した従来の油圧式オートテンショナでは、組立セット時にベローズ６１の溝６２から外部に空気を逃がす際に、作動油が溝６２から漏れ出すことがあった。なぜなら、オートテンショナを傾けた状態で収縮させる場合があり、また急激に収縮させてベローズ６１内部の気圧を高めると、作動油が溝６２から吸い上げられるように漏れ出す場合もある。

このような作動油の外部への漏出が起こると、油圧式オートテンショナの組立作業の効率に不利な影響を及ぼすことは当然である。

そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、油圧式オートテンショナにおける組立時に、予め内部の空気圧を収縮時に大気圧になるよう設定（セット）しておくために収縮させた際、可及的に速やかにリザーバ室内を大気圧にまで減圧できるようにして組立作業の効率を高める油圧式オートテンショナとすることである。

また、このようにセットした後は、油圧式オートテンショナを多少傾けて収縮させても作動油の漏出が起こり難いものにすることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、下端が閉塞するシリンダ内にスリーブを設け、そのスリーブ内にロッドの下端部に設けられたピストンを摺動自在に挿入してピストン下方に圧力室を形成し、前記ロッドの上部に設けられたばね座と前記シリンダの内底面間に、そのシリンダとロッドを伸長する方向に付勢するリターンスプリングを組込み、このリターンスプリングの上端部を覆う筒体を前記ばね座と一体に設け、前記筒体の外径面と前記シリンダの外周上部をベローズで連結することにより前記シリンダとスリーブおよびロッドとの間に密閉されたリザーバ室を形成し、このリザーバ室の下部と前記圧力室の下部を連通する第１通路に、圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなるとその通路を閉じるチェック弁を設け、前記ピストンの軸心に沿って形成した絞り部またはピストンとスリーブの間隙部を経由して前記圧力室内の作動油をリザーバ室側に流通させる第２通路を設けた油圧式オートテンショナにおいて、前記ばね座を貫通して外気に通じる通気路を前記リザーバ室に接続して設け、この通気路の開口部には開閉操作可能な栓を設けたことを特徴とする油圧式オートテンショナとしたのである。

上記したように構成される油圧式オートテンショナは、油圧式オートテンショナの組立時にリターンスプリングを縮めてセットするとき、ベローズ内部のリザーバ室側の空気圧力が高くなる可能性があるが、作業前に、予めばね座を貫通して外気に通じる通気路の開口部の栓を開けて内部を大気圧にしてそのままセットできる。

また、リターンスプリングを縮めて油圧式オートテンショナの初期内部圧力を大気圧にセットする時、圧力室内の作動油の圧力がリザーバ室内の作動油の圧力より高くなる場合がある。このとき第１通路のチェック弁が閉じ、ピストンの軸心に沿って形成した絞り部またはピストンとスリーブの間隙部を経由する第２通路によって圧力室内の作動油がリザーバ室側に移動する。

一方、リザーバ室は、ばね座を貫通して外気に通じる通気路に通じているから、通気路の開口部を開栓しておくことにより、大気圧にまで減圧される。そのため、従来のようにベローズが弾性変形して筒体との隙間から外部に空気が漏出することはなく、油漏れも起こらない。

油圧式オートテンショナを組立時に充分にリターンスプリングを縮めてセットする工程が終わると、次いで通気路のばね座を貫通する開口の栓を閉じておけばよく、このようにしてセットすると、従来のように、ベローズの筒体との接触面内側に筒長方向に沿って延びる複数の溝が必要でなくなり、内側に溝のないベローズを用いて、油圧式オートテンショナの使用時にはベローズと筒体は完全に密封しておけるから、これによって油漏れを完全に防ぐことができる。

また、上記した油圧式オートテンショナにおいて、第２通路に圧力室内の作動油がリザーバ室側へ流れるのを許容する第２のチェック弁を設けている場合には、通気路をリザーバ室に接続する際に、前記チェック弁よりリザーバ室側の第２通路に前記通気路を接続した構成を採用することが好ましい。

このようにすると、第２チェック弁の開閉状態に関わりなく、常にリザーバ室側の第２通路が通気路と接続されている。そのため、通気路の開口部を開栓しておくことで、リターンスプリングを縮めてセットする場合に、リザーバ室側の空気圧力が大気圧より高くなることはなく、ベローズと筒体の間から油が漏れ出ることなく、油圧式オートテンショナを収縮状態で効率よく組立できる。

また、一度、油圧式オートテンショナを最小の内部容積にして初期の内部圧力を充分に開放しておくと、その後はベローズと筒体の間から空気を開放する必要性はなくなるので、ベローズの内側に空気抜き用の溝を設ける必要もなくなり、使用時にベローズと筒体は密着させて封をしておいてもよく、これにより完全に油漏れを防止した油圧式オートテンショナとすることができる。

この発明は、油圧式オートテンショナのばね座を貫通して外気に通じる通気路を前記リザーバ室に接続して設け、この通気路の開口に開閉操作可能な栓を設けた油圧式オートテンショナとしたので、組立時にリターンスプリングを縮めて内部の空気圧を初期に開放する場合に、すばやくリザーバ室内を大気圧にまで減圧できると共に、効率よく組立作業を行なえるという利点がある。

また、チェック弁よりリザーバ室側の第２通路に通気路を接続した油圧式オートテンショナでも、第２チェック弁の開閉状態に関わりなく作動油が漏れることなくリザーバ室内を大気圧に減圧できると共に、効率よく組立できる油圧式オートテンショナとなる利点がある。

また、このようにセットした後は、ベローズの筒体との接触面内側に筒長方向に沿って延びる複数の溝が必要でなくなるから、内側に溝のないベローズを用いることにより、油圧式オートテンショナを多少傾けて収縮させても作動油の漏出が起こり難いものになる利点もある。

この発明の実施形態を、以下に添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、プーリアーム１は、支点軸２を中心に揺動自在に支持され、そ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。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によってテンションプーリ３がベルト４を押圧する方向に付勢している。

ここで、ベルト４は、通常走行時は、図６に示すエンジン５によって駆動されると共に、車両の停止時、モータ・ジェネレータ６によって駆動され、エンジン５の駆動によるベルト４の弛み側ベルトにテンションプーリ３が押し付けられている。

図２に示すように、油圧式オートテンショナ１０は、アルミニウム合金などから成るシリンダ１１を有している。シリンダ１１は、閉塞端を下部に有し、その閉塞端部にはプーリアーム１に揺動自在に連結される連結片１２が設けられている。

シリンダ１１の内底面中央にはスリーブ嵌合孔１３が形成され、そのスリーブ嵌合孔１３内に鋼製の底付きスリーブ１４が嵌合されている。スリーブ１４はシリンダ１１の内底面における内周部の加締めにより固定されてスリーブ嵌合孔１３から抜け出るのが防止されている。

スリーブ１４内には、ロッド１６の下端部に設けられたピストン１７が摺動自在に挿入され、そのピストン１７の組込みによってスリーブ１４内に圧力室１８が形成されている。また、スリーブ１４の上部の開口部内にはピストン１７を抜け止めする止め輪１９が取付けられている。

ピストン１７の外周には、スリーブ１４の内径面に弾性接触するシールリング２０が取付けられ、そのシールリング２０によってピストン１７とスリーブ１４の摺動面間がシールされている。

ロッド１６のシリンダ１１外部に位置する上端部には、ばね座２１が取付けられ、そのばね座２１とシリンダ１１の内底面間に組込まれたリターンスプリング２２は、シリンダ１１とロッド１６とが相対的に伸長する方向にシリンダ１１およびロッド１６を付勢している。

図２に示すように、このようなばね座２１の上端面にはエンジンブロックに揺動自在に連結される連結片２６が設けられている。また、ばね座２１にリターンスプリング２２の上端部を覆う筒体２７が形成され、その筒体２７の外周面には伸縮可能なベローズ２８の一端部が連結されている。また、ベローズ２８の他端部はシリンダ１１の外周上部に連結されている。

図２に示すように、ベローズ２８の取付けによって、スリーブ１４およびロッド１６の外周とシリンダ１１の内周面との間に、密閉されたリザーバ室２９が形成され、そのリザーバ室２９と圧力室１８のそれぞれに作動油が充填され、リザーバ室２９内の作動油の油面上に空気溜り３０が設けられている。

リザーバ室２９と圧力室１８は、スリーブ嵌合孔１３とスリーブ１４の嵌合面間に形成された第１通路３１で連通し、その第１通路３１の圧力室１８側の端部に第１のチェック弁３２が設けられている。

第１のチェック弁３２は、圧力室１８内の圧力がリザーバ室２９内の圧力より高くなると第１通路３１を閉じて圧力室１８内の作動油がリザーバ室２９に流れるのを阻止するようになっている。

ロッド１６には、軸方向に延びる第２通路３３が形成され、その第２通路３３の下端部にオリフィスからなる絞り部３４が設けられている。

ばね座２１には、第２通路３３の上部とリザーバ室２９の上部を連通する連通孔３７と、ばね座２１の側面からその連通孔３７に連通するバルブ取付孔３８とが形成され、上記連通孔３７は、バルブ取付孔３８によって入口部３７ａと出口部３７ｂとに分断されている。また、バルブ取付孔３８にはソレノイドバルブユニット３９が接続されている。

ソレノイドバルブユニット３９は、バルブハウジング４０を有し、そのバルブハウジング４０にはバルブ取付孔３８に嵌合される接続筒４１が設けられている。

図３に示すように、接続筒４１の先端部には、その内部と連通孔３７の出口部３７ｂを連通する通油孔４３が形成されている。通油孔４３は、接続筒４１の先端部外周に形成された環状溝４３ａと、その環状溝４３ａの溝底面から接続筒４１の内径面に貫通する複数の半径方向の孔４３ｂからなる。

図２および図３に示すように、第２のチェック弁４４は、接続筒４１の先端部内に圧入されたバルブシート４６に形成された弁孔４７に対して進退自在に設けられ、バルブシート４６と対向する先端面で球形の弁体４８を保持するロッド４９と、そのロッド４９をバルブシート４６に向けて付勢するスプリング５０とからなる。

第２のチェック弁４４は、連通孔３７の入口部３７ａの圧力が出口部３７ｂの圧力より高くなると弁孔４７を開放するようになっている。この第２のチェック弁４４におけるロッド４９は、電磁石４５に対する通電によって弁体４８が弁孔４７を閉じる状態でロックされる。このように第２のチェック弁４４により、第２通路３３に圧力室１８内の作動油がリザーバ室２９側へ流れるのを必要に応じて許容している。

そして、ばね座２１を貫通して外気に通じる通気路３５を通油孔４３に接続し、この接続によって通気路３５がリザーバ室２９に接続されている。このとき通気路３５は、第２のチェック弁４４よりリザーバ室２９側に接続されることになる。この通気路３５の開口部には雌ねじ面が形成され、この雌ねじ面とこれに螺合する雄ねじ（ボルト）３６が、その着脱によって開閉操作可能な栓として設けられている。

図２および図４に示すように、このような油圧式オートテンショナを組立る際、予め、油圧式オートテンショナ内部の空気圧を収縮時に大気圧になるよう設定（セット）しておくために、図２に示した状態に組み付けて所定量の作動油を注入し、その後、ベローズ２８を筒体２７に嵌めて連結してから、雄ねじ３６を取り外して開口部を開放し、次いでリターンスプリング２２を外部から押し縮めて油圧式オートテンショナの全長を充分に収縮させる。

その際には、ベローズ２８の内部の空気溜り３０の空気圧力が高くなるが、連通孔３７の出口部３７ｂから通油孔４３（環状溝４３ａおよび孔４３ｂ）を介して内周が雌ねじ面の通気路３５に至り、開口部から高圧空気は放出される。

また、油圧式オートテンショナの全長を充分に収縮させると、圧力室１８内の作動油は、第１通路３１からリザーバ室２９に流れず、絞り部３４から第２通路３３内に流入する。
次いで、連通孔３７に浸入した作動油は、第２チェック弁４４で進行を阻止されるか、または第２チェック弁４４に抗して連通孔３７の出口側３７ｂに侵入した作動油は、重力でリザーバ室２９へ返送される。

このようにして、実施形態の油圧式オートテンショナは、内部の空気圧を収縮時に大気圧になるよう設定（セット）しておくと収縮させた際に、可及的に速やかにリザーバ室２９内を大気圧に減圧できる。

実施の形態の油圧式オートテンショナは、図５に示すモータ・ジェネレータ６によってエンジン５および補機７を駆動する場合は、図２に示す電磁石４５に通電し、一方、エンジン５の駆動による通常走行時は、電磁石４５に対する通電を遮断する。

いま、電磁石４５に対する通電を遮断すると、第２のチェック弁４４のロックが解除され、このとき補機７の負荷変動よりベルトの張力が変化し、ベルト４の張力が増大してシリンダ１１に押し上げ力が負荷されて圧力室１８の圧力が高くなり、第１のチェック弁３２が第１通路３１を閉じる。

このため、圧力室１８内の作動油は、第１通路３１からリザーバ室２９に流れず、絞り部３４から第２通路３３内に流入する。絞り部３４での作動油の流動抵抗は大きいため、作動油は第２通路３３内にスムーズに流れず、圧力室１８内に封入された作動油によって上記押し上げ力が緩衝される。

上記押し上げ力がリターンスプリング２２の押圧力より高い場合、圧力室１８内の作動油は、絞り部３４から第２通路３３に流れて連通孔３７の入口部３７ａに流入し、その作動油の圧力により第２のチェック弁４４の弁体４８が図２中で右方向へ移動して、弁孔４７を開放する。

このため、第２通路３３に流入した作動油は、通油孔４３から連通孔３７の出口部３７ｂに流れ、さらに出口部３７ｂからリザーバ室２９内に流れ込み、上記押し上げ力とリターンスプリング２２の押圧力が釣り合う位置までシリンダ１１とロッド１６は相対的にゆっくりと収縮する。

一方、ベルト４の張力が弱くなると、リターンスプリング２２の押圧力によりシリンダ１１がロッド１６に対して伸長する方向に移動し、その移動によりプーリアーム１が揺動し、テンションプーリ３がベルト４に押し付けられ、ベルト４の弛みが吸収される。

シリンダ１１がロッド１６に対して伸長する方向に相対移動するとき、圧力室１８内の圧力は低下してリザーバ室２９内の圧力より低くなるため、第１のチェック弁３２が開放される。

このため、リザーバ室２９内の作動油は、第１通路３１から圧力室１８内に流入し、シリンダ１１は伸長する方向にスムーズに移動して、ベルト４の弛みを直ちに吸収する。

なお、上記の実施形態では、ソレノイドバルブユニット３９のあるロックタイプのものを示したが、ソレノイドバルブユニット３９に代えて、バルブ取付孔３８に連通孔３７の入口部３７ａと出口部３７ｂとを連通する油通路が形成されたフランジ付きのプラグ（図示せず）を取付けることによって、非ロックタイプの油圧式オートテンショナを構成することもできる。

さらにまた、上記の実施形態では、ピストン１７の軸心に沿って形成した絞り部３４を経由して圧力室１８内の作動油をリザーバ室側に流す第２通路を設けた油圧式オートテンショナを示したが、ピストン１７とスリーブ１４の間隙部ａ（図７参照）を経由して圧力室１８内の作動油をリザーバ室２９側に流す通路を設けた油圧式オートテンショナとすることもできる。
これら間隙部ａを有する実施形態や非ロックタイプの油圧式オートテンショナの場合には、ばね座２１を貫通して外気に通じる通気路を第２通路のうち連通孔３７に接続すればよく、その開口部に雌ねじ面と雄ねじ３６からなる開閉可能な栓を設ければよい。

油圧式オートテンショナの使用状態を示す正面図 実施形態を示す油圧式オートテンショナの縦断面正面図 第２のチェック弁部を拡大して示す断面図 第２のチェック弁部を拡大して示す断面図 モータ・ジェネレータによるエンジンの始動状態を示す図 エンジンによる補機の駆動状態を示す図 （ａ）従来例を示す油圧式オートテンショナの縦断面正面図、（ｂ）（ａ）の要部を拡大して示す断面図

符号の説明

１０ 油圧式オートテンショナ
１１ シリンダ
１４ スリーブ
１６ ロッド
１７ ピストン
１８ 圧力室
２１ ばね座
２２ リターンスプリング
２７ 筒体
２８ ベローズ
２９ リザーバ室
３０ 空気溜り
３１ 第１通路
３２ チェック弁
３３ 第２通路
３４ 絞り部
３５ 通気路
３６ 雄ねじ
３７ 連通孔
３７ａ 入口部
３７ｂ 出口部
３９ ソレノイドバルブユニット
４３ 通油孔
４３ａ 環状溝
４３ｂ 孔

Claims (2)

1. 下端が閉塞するシリンダ内にスリーブを設け、そのスリーブ内にロッドの下端部に設けられたピストンを摺動自在に挿入してピストン下方に圧力室を形成し、前記ロッドの上部に設けられたばね座と前記シリンダの内底面間に、そのシリンダとロッドを伸長する方向に付勢するリターンスプリングを組込み、このリターンスプリングの上端部を覆う筒体を前記ばね座と一体に設け、前記筒体の外径面と前記シリンダの外周上部をベローズで連結することにより前記シリンダとスリーブおよびロッドとの間に密閉されたリザーバ室を形成し、このリザーバ室の下部と前記圧力室の下部を連通する第１通路に、圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなるとその通路を閉じるチェック弁を設け、前記ピストンの軸心に沿って形成した絞り部またはピストンとスリーブの間隙部を経由して前記圧力室内の作動油をリザーバ室側に流通させる第２通路を設けた油圧式オートテンショナにおいて、
   前記ばね座を貫通して外気に通じる通気路を前記リザーバ室に接続して設け、この通気路の開口部には開閉操作可能な栓を設けたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 請求項１に記載の油圧式オートテンショナにおいて、第２通路に圧力室内の作動油がリザーバ室側へ流れるのを許容する第２のチェック弁を設け、前記通気路をリザーバ室に接続する際に、第２通路を介して第２のチェック弁よりリザーバ室側に接続したことを特徴とする油圧式オートテンショナ。

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