JP2008014340A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】圧力室内のプランジャスプリングを不要として油圧式オートテンショナの長さを抑える。
【解決手段】スリーブ６を挿入したシリンダ７に作動油を溜め、スリーブ６に摺動可能に挿入したプランジャ８でシリンダ７内を圧力室９とリザーバ室１０に区画し、リーク隙間２２を介して圧力室９とリザーバ室１０を連通させ、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２４を設けた通路２６を介して圧力室９とリザーバ室１０を連通させ、プランジャ８と一体に移動するロッド１１とリターンスプリング１５を設け、シリンダ７内にロッド１１をスライド可能に支持するウエアリング１７を設け、ウエアリング１７に載せたオイルシール１８でシリンダ７内に作動油を密封し、オイルシール１８をシリンダ７の内周に係止する穴用止め輪２０で抜け止めし、スリーブ６とウエアリング１７の間に設けた筒状のスペーサ１６をスリーブ６に載せる。
【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の張力保持に用いられる油圧式オートテンショナに関するものである。

自動車の補機、たとえばオルタネータやカーエアコンやウォータポンプなどは、その回転軸がエンジンの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エンジンで駆動される。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油圧式オートテンショナとからなる張力調整装置が使用される。

この張力調整装置に組み込む油圧式オートテンショナとして、スリーブを挿入したシリンダに作動油を溜め、スリーブに摺動可能に挿入したプランジャでシリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、そのプランジャと一体に移動するロッドを圧力室の容積が拡大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、２）。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あ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。

また、圧力室とリザーバ室は、絞りを形成する第１通路を介して連通しており、圧力室の容積が縮小する方向にロッドが移動すると、圧力室内の作動油が第１通路を通ってリザーバ室に流れる。このとき、第１通路を流れる作動油の流量が制限されるので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトの張力を安定した状態に保つ。

さらに、圧力室とリザーバ室は、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を設けた第２通路を介して連通しており、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが移動すると、そのチェックバルブを通じ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、圧力室の容積が拡大する方向にはロッドが速やかに移動し、ベルトの弛みを迅速に吸収する。

この油圧式オートテンショナは、スリーブをシリンダから抜け止めするために、圧力室内に組み込んだプランジャスプリングでスリーブを付勢し、その付勢力によってスリーブをシリンダの底に押さえ付けるようにしている。
特開平１０−１９０９９号公報 特開平１０−３０６８６０号公報

しかし、スリーブをシリンダから抜け止めするために圧力室内にプランジャスプリングを組み込むと、圧力室の容積が最小となるストロークエンドにおいてプランジャスプリングを収容する空間を圧力室内に確保する必要があるので、オートテンショナの長さが長くなる。そこで、オートテンショナの長さを短縮化するため、スリーブを挿入した状態でシリンダの内周をかしめてスリーブを固定すると、プランジャスプリングは不要となるが、シリンダの内周をかしめたときに異物が生じ、その異物によって第１通路（絞り）の目詰まり等のトラブルが生じるおそれがある。

この発明は、圧力室内のプランジャスプリングを不要として油圧式オートテンショナの長さを抑えることを課題とする。

上記の課題を解決するために、スリーブを挿入したシリンダに作動油を溜め、前記スリーブに摺動可能に挿入したプランジャで前記シリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、絞りを形成する第１通路を介して前記圧力室と前記リザーバ室を連通させ、前記リザーバ室側から前記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を設けた第２通路を介して前記圧力室と前記リザーバ室を連通させ、前記プランジャと一体に移動するロッドを設け、そのロッドを前記圧力室の容積が拡大する方向に付勢するリターンスプリングを設け、前記シリンダ内に前記ロッドを軸方向にスライド可能に支持するウエアリングを設け、そのウエアリングに載せた環状のオイルシールで前記シリンダ内に作動油を密封し、そのオイルシールを前記シリンダの内周に係止する止め輪でシリンダから抜け止めした油圧式オートテンショナにおいて、前記スリーブと前記ウエアリングの間に設けた筒状のスペーサを前記スリーブに載せ、そのスペーサに前記ウエアリングを載せた。

この発明の油圧式オートテンショナは、スリーブにスペーサ、ウエアリング、オイルシールを順に載せ、一番上に載せたオイルシールを止め輪で抜け止めすることによって一番下のスリーブを抜け止めする。そのため、圧力室内に、スリーブを抜け止めするためのプランジャスプリングを組み込む必要がなく、油圧式オートテンショナの長さを抑えることができる。

図１に、自動車補機を駆動するベルト１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とを有し、プーリアーム３は、支点軸４を中心として揺動可能に支持されている。プーリアーム３には、この発明の第１実施形態の油圧式オートテンショナ５が接続され、油圧式オートテンショナ５がプーリアーム３を付勢してテンションプーリ２をベルト１に押さえ付けている。

図２に示すように、油圧式オートテンショナ５は、スリーブ６を挿入したシリンダ７を有し、シリンダ７の内部には作動油が溜められている。スリーブ６には、プランジャ８が摺動可能に挿入され、このプランジャ８によってシリンダ７内が圧力室９とリザーバ室１０に区画されている。

また、シリンダ７内にはロッド１１が挿入され、ロッド１１の下端部１１Ａが、プランジャ８のリザーバ室１０側の端面に形成された有底穴１２に圧入されている。ロッド１１の上端部１１Ｂにはばね座１３が固定され、ばね座１３と、シリンダ７の外周に形成されたフランジ１４の間には、圧力室９の容積を拡大させる方向にロッド１１を付勢するリターンスプリング１５が組み込まれている。

スリーブ６には、シリンダ７内に設けられた筒状のスペーサ１６、ウエアリング１７、オイルシール１８が順に載せられている。スペーサ１６は、図３、図４に示すように、内周側に切り起こされたフランジ１９でスリーブ６を押さえ付けて、スリーブ６の上方への移動を規制している。ウエアリング１７は、ロッド１１を軸方向にスライド可能に支持し、ロッド１１の振れを防止している。また、オイルシール１８は、ロッド１１を軸方向にスライド可能に貫通させ、シリンダ７内に作動油を密封している。

オイルシール１８は、シリンダ７の内周に係止する穴用止め輪２０で上方への移動を規制され、この規制により、スリーブ６、スペーサ１６、ウエアリング１７、オイルシール１８がシリンダ７から抜け止めされている。ロッド１１は、ロッド１１の外周に装着された止め輪２１でウエアリング１７から抜け止めされている。

圧力室９とリザーバ室１０は、スリーブ６とプランジャ８の摺動面間に形成されるリーク隙間２２を介して連通している。このリーク隙間２２は微小であり、リーク隙間２２を流れる作動油の流量は制限される。

図３、図５に示すように、シリンダ７の内周には、スリーブ６の上端の位置からシリンダ７の内底に至る連通溝２３が形成され、シリンダ７の内底には、連通溝２３から、スリーブ６の下端に圧入されたチェックバルブ２４の位置に至る連通溝２５が形成されている。連通溝２３，２５は、シリンダ７にスリーブ６を挿入した状態で、圧力室９とリザーバ室１０を連通させる通路２６を形成する。

チェックバルブ２４は、図６に示すように、環状のバルブシート２７と、球状のシート面を有する半球状の弁体２８と、弁体２８を間に挟んでバルブシート２７に対向するリテーナ２９とからなる。リテーナ２９には、作動油を通過させる開口３０と、弁体２８をバルブシート２７に向けて付勢する爪３１が形成されている。このチェックバルブ２４は、弁体２８をバルブシート２７から離反させる方向の作動油の流れは許容するが、弁体２８をバルブシート２７に押さえ付ける方向の作動油の流れは禁止する。

つぎに、この油圧式オートテンショナ５の動作例を説明する。

補機の負荷が変動してベルト１の張力が大きくなると、その張力がプーリアーム３を介して油圧式オートテンショナ５に伝達し、圧力室９の圧力が高まる。圧力室９の圧力がリザーバ室１０の圧力よりも高くなると、圧力室９内の作動油がリーク隙間２２を通ってリザーバ室１０に流れる。このとき、チェックバルブ２４が閉じているので作動油は通路２６を流れない。こうして作動油がリーク隙間２２を流れることによりプランジャ８とロッド１１が一体に下方へ移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング１５の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ２が移動する。このとき、リーク隙間２２を流れる作動油の流量が制限されているので、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ちながらその緊張を吸収する。

一方、補機の負荷が変動してベルト１の張力が小さくなると、リターンスプリング１５の付勢力によって圧力室９の圧力が低くなる。圧力室９の圧力がリザーバ室１０の圧力よりも低くなるとチェックバルブ２４が開き、リザーバ室１０内の作動油が通路２６を通って圧力室９に流れる。この作動油の流れによりプランジャ８とロッド１１が一体に上方へ移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング１５の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ２が移動する。そのため、テンションプーリ２は速やかに移動し、ベルト１の弛みを迅速に吸収する。

この油圧式オートテンショナ５は、スリーブ６にスペーサ１６、ウエアリング１７、オイルシール１８を順に載せ、一番上に載せたオイルシール１８を穴用止め輪２０で抜け止めすることによって一番下のスリーブ６を抜け止めする。そのため、圧力室９内に、スリーブ６を抜け止めするためのプランジャスプリングを組み込む必要がなく、油圧式オートテンショナ５の長さを抑えることができる。

また、シリンダ７の内周をかしめてスリーブ６をシリンダ７内に固定する場合と比べて、かしめによる異物の発生がないので、油圧式オートテンショナ５の動作の信頼性が高い。また、かしめる工程が不要なので、油圧式オートテンショナ５の組み立ての作業性に優れる。

上記実施形態では、圧力室９とリザーバ室１０の間で絞りを形成する通路としてリーク隙間２２を用いているが、絞りを形成する通路は他の方式で設けてもよい。たとえば、プランジャ８に貫通孔を形成して圧力室９とリザーバ室１０を連通させ、その貫通孔にオリフィス絞りやチョーク絞りを設けてもよい。

スリーブ６を下方に押さえ付けるフランジ１９は、図３、図４に示すように、スペーサ１６のフランジ１９間に形成される下向きの突起３２が連通溝２３の位置に対応するように形成すると好ましい。このようにすると、連通溝２３の上端の位置とフランジ１９の位置がずれるので、通路２６への作動油の流れが円滑となり、油圧式オートテンショナ５の応答性に優れる。

図７に、この発明の第２実施形態の油圧式オートテンショナ４０を示す。この油圧式オートテンショナ４０は、第１実施形態と同様、シリンダ４１内に挿入されたスリーブ４２に、プランジャ４３が摺動可能に挿入され、そのプランジャ４３によってシリンダ４１内が圧力室４４とリザーバ室４５に区画されている。圧力室４４とリザーバ室４５は、スリーブ４２とプランジャ４３の摺動面間に形成されるリーク隙間４６を介して連通している。

シリンダ４１内にはロッド４７が挿入され、ロッド４７の下端部４７Ａが、プランジャ４３に形成された貫通孔４８にスライド可能に挿入されている。プランジャ４３には、図８に示すように、圧力室４４とリザーバ室４５を連通させる通路４９が形成されており、ロッド４７の下端部４７Ａには、プランジャ４３の上端面に対向するリング状のバルブシート５０が固定されている。また、ロッド４７の下端部４７Ａには、プランジャ４３のロッド４７に対する下方への移動範囲を規制する止め輪５１が取り付けられている。

ここで、プランジャ４３とバルブシート５０は、リザーバ室４５側から圧力室４４側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ５２を構成する。すなわち、圧力室４４の圧力がリザーバ室４５の圧力よりも高くなると、プランジャ４３がロッド４７に対して上方に移動してプランジャ４３の上端面がバルブシート５０に接触し、通路４９が塞がれる。一方、圧力室４４の圧力がリザーバ室４５の圧力よりも低くなると、プランジャ４３がロッド４７に対して下方に移動し、プランジャ４３の上端面がバルブシート５０から離反して通路４９が開き、通路４９を通じてリザーバ室４５側から圧力室４４側に作動油が流れる。

ロッド４７の上端部４７Ｂには、ばね座５３が取り付けられ、シリンダ４１の外周に形成されたフランジ５４とばね座５３の間には、圧力室４４の容積を拡大させる方向にロッド４７を付勢するリターンスプリング５５が組み込まれている。

スリーブ４２には、第１実施形態と同様、シリンダ４１内に設けられた筒状のスペーサ５６、ウエアリング５７、オイルシール５８が順に載せられている。スペーサ５６は、図８に示すように、下端に形成された内向きフランジ５９でスリーブ４２を押さえ付けて、スリーブ４２の上方への移動を規制している。また、オイルシール５８は、図７に示すように、シリンダ４１の内周に係止する穴用止め輪６０で上方への移動を規制され、この規制により、スリーブ４２、スペーサ５６、ウエアリング５７、オイルシール５８がシリンダ４１から抜け止めされている。

この油圧式オートテンショナ４０も、第１実施形態と同様に動作する。すなわち、ベルトの張力が大きくなって、圧力室４４の圧力がリザーバ室４５の圧力よりも高くなると、チェックバルブ５２が閉じ、圧力室４４内の作動油がリーク隙間４６を通ってリザーバ室４５に流れ、プランジャ４３とロッド４７が一体に下方へ移動する。このとき、リーク隙間４６を流れる作動油の流量が制限されているので、テンションプーリはゆっくりと移動し、ベルトを安定した状態に保ちながらその緊張を吸収する。

一方、ベルトの張力が小さくなって、圧力室４４の圧力がリザーバ室４５の圧力よりも低くなると、チェックバルブ５２が開き、リザーバ室４５内の作動油が通路４９を通って圧力室４４に流れる。この作動油の流れによりプランジャ４３とロッド４７が一体に上方へ移動し、ベルトの張力とリターンスプリング５５の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリが移動する。そのため、テンションプーリは速やかに移動し、ベルトの弛みを迅速に吸収する。

この油圧式オートテンショナ４０は、第１実施形態と同様に、スリーブ４２にスペーサ５６、ウエアリング５７、オイルシール５８を順に載せ、一番上に載せたオイルシール５８を止め輪６０で抜け止めすることによって一番下のスリーブ４２を抜け止めする。そのため、圧力室４４内に、スリーブ４２を抜け止めするためのプランジャスプリングを組み込む必要がなく、油圧式オートテンショナ４０の長さを抑えることができる。

また、シリンダ４１の内周をかしめてスリーブ４２をシリンダ４１内に固定する場合と比べて、かしめによる異物の発生がないので、油圧式オートテンショナ４０の動作の信頼性が高い。また、かしめる工程が不要なので、油圧式オートテンショナ４０の組み立ての作業性に優れる。

この発明の第１実施形態の油圧式オートテンショナを組み込んだ張力調整装置を示す正面図 図１の油圧式オートテンショナの断面図 図２の油圧式オートテンショナのスリーブの上部近傍の拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図 図２の油圧式オートテンショナのチェックバルブ近傍の拡大断面図 この発明の第２実施形態の油圧式オートテンショナを示す断面図 図７の油圧式オートテンショナのスリーブの上部近傍の拡大断面図

符号の説明

５ 油圧式オートテンショナ
６ スリーブ
７ シリンダ
８ プランジャ
９ 圧力室
１０ リザーバ室
１１ ロッド
１５ リターンスプリング
１６ スペーサ
１７ ウエアリング
１８ オイルシール
２０ 穴用止め輪
２２ リーク隙間
２４ チェックバルブ
２６ 通路
４０ 油圧式オートテンショナ
４１ シリンダ
４２ スリーブ
４３ プランジャ
４４ 圧力室
４５ リザーバ室
４６ リーク隙間
４７ ロッド
４９ 通路
５２ チェックバルブ
５５ リターンスプリング
５６ スペーサ
５７ ウエアリング
５８ オイルシール
６０ 穴用止め輪

Claims (1)

1. スリーブ（６）を挿入したシリンダ（７）に作動油を溜め、前記スリーブ（６）に摺動可能に挿入したプランジャ（８）で前記シリンダ（７）内を圧力室（９）とリザーバ室（１０）に区画し、絞りを形成する第１通路（２２）を介して前記圧力室（９）と前記リザーバ室（１０）を連通させ、前記リザーバ室側から前記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（２４）を設けた第２通路（２６）を介して前記圧力室（９）と前記リザーバ室（１０）を連通させ、前記プランジャ（８）と一体に移動するロッド（１１）を設け、そのロッド（１１）を前記圧力室（９）の容積が拡大する方向に付勢するリターンスプリング（１５）を設け、前記シリンダ（７）内に前記ロッド（１１）を軸方向にスライド可能に支持するウエアリング（１７）を設け、そのウエアリング（１７）に載せた環状のオイルシール（１８）で前記シリンダ（７）内に作動油を密封し、そのオイルシール（１８）を前記シリンダ（７）の内周に係止する止め輪（２０）でシリンダ（７）から抜け止めした油圧式オートテンショナにおいて、前記スリーブ（６）と前記ウエアリング（１７）の間に設けた筒状のスペーサ（１６）を前記スリーブ（６）に載せ、そのスペーサ（１６）に前記ウエアリング（１７）を載せたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。

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