JP2008051209A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの張力変化に対して追従性の良好な軸方向長さのコンパクトな油圧式オートテンショナを提供する。
【解決手段】作動油が充填されたシリンダ１１内にスリーブ１３を組込み、スリーブ１３の下端部に設けられたフランジ１４をシリンダ１１の内周下部に形成された段部１５で支持する。スリーブ１３内に対するロッド１６の挿入によって、シリンダ１１内を圧力室１７とリザーバ室１８とに区画する。ロッド１６をリターンスプリング２１により付勢する。フランジ１４に圧力室１７とリザーバ室１８を連通する円弧状の通路２７を形成し、フランジ１４の下面にはその通路２７に連通するリング溝を設ける。リング溝の開口縁部にシート面を形成し、シート面に対して接触、離反自在に設けられた弁体３３をバルブスプリングで付勢する。シート面の断面を円弧状とし、弁体３３の上面を断面円弧状とし、接触を線接触とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、オルタネータやウォータポンプ、エアコンのコンプレッサ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。

エンジンのクランクシャフトの回転を各種の自動車補機に伝えるベルト伝動装置においては、補機駆動用ベルトの弛み側にテンションプーリを支持する揺動可能なプーリアームを設け、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、上記テンションプーリがベルトを押圧する方向にプーリアームを付勢し、ベルトの張力を一定に保持するようにしている。

上記のようなベルト伝動装置に使用される油圧式オートテンショナとして、特許文献１および特許文献２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においては、スリーブが内装されたシリンダの上部開口内に、シリンダ内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止するオイルシールを組込み、そのオイルシールをスライド自在に貫通するロッドの上端部にばね座を設け、そのばね座とシリンダの外周下部に設けられたフランジ間にリターンスプリングを組込んでロッドに外方向への突出性を付与し、上記ロッドに負荷される押込み力をスリーブの内部に設けられた油圧ダンパにより緩衝するようにしている。

ここで、油圧ダンパは、ロッドの下端部にスリーブ内で摺動可能なプランジャを設けて、シリンダ内部を圧力室とリザーバ室とに区画し、そのプランジャに圧力室とリザーバ室を連通する通路を設け、その通路の圧力室側の開口部にチェックバルブを設け、前記ロッドが押込まれて圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると、チェックバルブで通路を閉じ、圧力室内の作動油によってロッドに負荷される押込み力を緩衝するようにしている。

特開平１０−１９０９９号公報 特開平１０−３０６８６０号公報

ところで、上記従来の油圧式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通路を形成し、その通路をチェックバルブにより開閉するようにしているため、軸方向の長さが長く、油圧式オートテンショナの組込みに広いスペースを確保する必要が生じ、軸方向長さのコンパクト化を図るうえにおいて改善すべき点が残されていた。

この発明の課題は、ベルトの張力変化に対して追従性の良好な軸方向長さのコンパクトな油圧式オートテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、内部に作動油が充填された有底のシリンダ内にスリーブを組込み、そのスリーブの下端部に形成された外向きのフランジの下面外周部をシリンダの内周下部に設けられた段部で支持し、そのスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入して、シリンダ内を圧力室とリザーバ室とに区画し、前記ロッドにリターンスプリングの弾性力を付与して、フランジ下方に形成された圧力室の容積が拡大する方向にロッドを付勢し、前記フランジには圧力室とフランジの上方に設けられたリザーバ室を連通する円弧状の通路を設け、その通路の圧力室側の開口部に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設け、そのチェックバルブが、フランジの下面に前記通路に連通するリング溝を形成し、そのリング溝の圧力室側の開口部に形成された環状のシート面に対してリング状の弁体を接触、離反自在に設け、その弁体をバルブスプリングによりシート面に向けて付勢した構成とされ、前記シート面と弁体の接触を線接触とした構成を採用したのである。

ここで、シート面と弁体の線接触に際し、シート面を断面円弧状とし、弁体のフランジと対向する上面を断面円弧状とし、その円弧状上面を円弧状シート面に接触させるようにしてもよく、あるいは、シート面をテーパとし、弁体のフランジと対向する上面を断面円弧状とし、その円弧状上面をテーパ状のシート面に接触させるようにしてもよい。さらに、シート面を断面円弧状とし、弁体のフランジと対向する上面の内周部と外周部に相反する方向に傾斜する一対のテーパ面を形成し、その一対のテーパ面を円弧状のシート面に接触させるようにしてもよい。

上記のように、ロッドの下端部が摺動自在に挿入されるスリーブの下端部にフランジを設け、そのフランジに圧力室とリザーバ室を連通する通路を形成し、その通路をチェックバルブで開閉することにより、ロッド下部のプランジャに通路を形成し、その通路をチェックバルブで開閉するようにした油圧式オートテンショナに比較して、軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。

また、通路を開閉するチェックバルブの弁体がフランジに形成したシート面と面接触する構成であると、その接触面に介在する油膜の吸着作用によって離反時の抵抗が大きくなり、弁体がシート面から離反し難くなるが、上記シート面と弁体とを線接触させたことによって、弁体がシート面から離れ易くなり、圧力室の圧力変動に応じて弁体がスムーズに開閉し、ベルトの張力変化に対するロッドの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いて説明する。図１はベルトの張力調整装置を示す。図示のように、プーリアーム１は支点軸２を中心として揺動自在に支持され、その揺動側の端部にはベルト３に張力を付与するテンションプーリ４が回転自在に支持されている。

また、プーリアーム１にはこの発明に係る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４がベルト３を押圧する方向にプーリアーム１が付勢されている。

図２に示すように、油圧式オートテンショナ１０は、上端が開口する有底筒状のシリンダ１１を有し、そのシリンダ１１内に作動油が充填されている。また、シリンダ１１の下面には、エンジンブロックＡに連結される連結片１２が設けられている。

シリンダ１１の内部にはスリーブ１３が組込まれている。スリーブ１３は下端部に外向きのフランジ１４を有し、そのフランジ１４はシリンダ１１の内周下部に形成された段部１５によって下面の外周部が支持されている。

スリーブ１３にはロッド１６の下端部が摺動自在に挿入され、そのロッド１６とスリーブ１３とによってシリンダ１１の内部は、圧力室１７とリザーバ室１８とに区画されている。

ロッド１６の上記シリンダ１１の上端開口から外部に位置する上端部には、プーリアーム１に連結される連結片１９が連結されている。また、ロッド１６の上端部には、上記連結片１９の下部にばね座２０が固定され、そのばね座２０とスリーブ１３のフランジ１４間にリターンスプリング２１が組込まれている。リターンスプリング２１は、フランジ１４の下方に設けられた圧力室１７の容積が拡大する方向にロッド１６を付勢している。

ばね座２０は、シリンダ１１の上部外周を覆う円筒部２２を外周に有している。一方、シリンダ１１の上部外周には環状のシール溝２３が形成され、そのシール溝２３内に組込まれた弾性を有するシールリング２４が上記円筒部２２の内周と弾性接触して、リザーバ室１８内の作動油がシリンダ１１と円筒部２２の嵌合面間から外部に漏洩するのを防止している。

また、シリンダ１１の上部外周には、上記シール溝２３の下側に環状突出部２５が形成され、一方、円筒部２２の内周下部には抜止め爪２６が設けられ、上記環状突出部２５に対する抜止め爪２６の当接によって、ロッド１６がシリンダ１１の外部に抜け出るのが防止される。

図３および図４に示すように、スリーブ１３のフランジ１４には、圧力室１７とリザーバ室１８を連通する複数の円弧状の通路２７が同一円上に形成され、その通路２７の圧力室１７側の開口部に、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力より高くなると通路２７を閉じるチェックバルブ３０が設けられている。

チェックバルブ３０は、フランジ１４の下面に前記通路２７に連通するリング溝３１を形成し、そのリング溝３１の圧力室１７側開口部の内周と外周とに形成された一対の環状のシート面３２に対してリング状の弁体３３を接触、離反自在に設け、その弁体３３をバルブスプリング３４によりシート面３２に向けて付勢して、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力より高くなると、弁体３３をシート面３２に接触させて通路２７を閉じるようにしている。

ここで、シート面３２は、断面が円弧状とされ、一方、弁体３３のシート面３２に対向する上面３３ａも円弧状とされ、その円弧状上面３３ａを円弧状シート面３２に線接触させて通路２７を閉じるようにしている。

また、バルブスプリング３４として、ここでは、圧力室１７の内周に圧入される円環部３４ａの下端縁に複数の内向きの弾性片３４ｂを周方向に等間隔に形成した薄金属板のプレス成形品からなるものを採用し、上記弾性片３４ｂによって弁体３３をシート面３２に向けて付勢しているが、皿ばねやコイルばねを用いるようにしてもよい。

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なり、ベルト３によって駆動される補機の負荷変動やクランクシャフトの角速度の変化によってベルト３の張力が変化し、そのベルト３に弛みが生じると、リターンスプリング２１の押圧によりロッド１６は外方に移動してベルト３の弛みを吸収する。

このとき、圧力室１７の容積が大きくなって圧力が低下し、その圧力がリザーバ室１８の圧力より低くなると、図５に示すように、チェックバルブ３０の弁体３３がシート面３２から離反して通路２７を開放するため、リザーバ室１８の作動油は通路２７から圧力室１７に流れ、ロッド１６は外方に向けて急速に移動してベルト３の弛みを直ちに吸収する。

一方、ベルト３の張力が大きくなると、ベルト３からロッド１６に押込み力が負荷される。このとき、圧力室１７の圧力はリザーバ室１８の圧力より高くなるため、チェックバルブ３０の弁体３３はシート面３２に接触して通路２７を閉鎖し、圧力室１７に封入された作動油により、ロッド１６に負荷される上記押込み力が緩衝される。

押込み力がリターンスプリング２１の弾性力より大きい場合、圧力室１７の作動油はスリーブ１３とロッド１６の摺動面間に形成された微小なリーク隙間ｂからリザーバ室１８内に流れ、上記押込み力とリターンスプリング２１の弾性力とが釣り合う位置までロッド１６はゆっくりと後退し、ベルト３の張力は一定に保持される。

実施の形態で示すように、ロッド１６の下端部が摺動自在に挿入されるスリーブ１３の下端部にフランジ１４を設け、そのフランジ１４に圧力室１７とリザーバ室１８を連通する通路２７を形成し、その通路２７をチェックバルブ３０で開閉することにより、前述の特許文献１および特許文献２に示される油圧式オートテンショナのプランジャを省略することができ、その分、油圧式オートテンショナの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。

ここで、通路２７を開閉するチェックバルブ３０の弁体３３がフランジ１４に形成したシート面３２と面接触する構成であると、その接触面に介在する油膜の吸着作用によって離反時の抵抗が大きくなり、弁体３３がシート面３２から離反し難くなるが、実施の形態で示すように、上記シート面３２を断面円弧状とし、その円弧状シート面３２に弁体３３の円弧状上面３３ａを接触させて、シート面３２と弁体３３との接触を線接触とすることにより、弁体３３がシート面３２から離れ易くなり、圧力室１７の圧力変動に応じて弁体３３がスムーズに開閉し、ベルト３の張力変化に対するロッド１６の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。

図３に示す実施の形態では、シート面３２を断面円弧状とし、弁体３３の上面を断面円弧状として、シート面３２と弁体３３の接触を線接触としたが、これに限定されるものではない。

例えば、図６(Ｉ)に示すように、リング溝３１の開口部の内周と外周とに形成された一対のシート面３２を相反する方向に傾斜するテーパとし、そのテーパ状シート面３２に弁体３３の円弧状上面３３ａを接触させるようにしてもよい。

また、図６(II)に示すように、リング溝３１の開口部の内周と外周とに形成された一対のシート面３２を断面円弧状とし、弁体３３のフランジ１４と対向する上面の内周部と外周部に相反する方向に傾斜する一対のテーパ面３３ｂを形成し、その一対のテーパ面３３ｂを円弧状のシート面３２に接触させるようにしてもよい。

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の張力調整装置を示す正面図 図１のII−II線に沿った断面図 図２に示す油圧式オートテンショナのチェックバルブ部の拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 チェックバルブの開放状態を示す断面図 (Ｉ)はチェックバルブの他の例を示す断面図、(II)はチェックバルブのさらに他の例を示す断面図

符号の説明

１１ シリンダ
１３ スリーブ
１４ フランジ
１５ 段部
１６ ロッド
１７ 圧力室
１８ リザーバ室
２１ リターンスプリング
２７ 通路
３０ チェックバルブ
３１ リング溝
３２ シート面
３３ 弁体
３３ａ 上面
３４ バルブスプリング

Claims (4)

1. 内部に作動油が充填された有底のシリンダ内にスリーブを組込み、そのスリーブの下端部に形成された外向きのフランジの下面外周部をシリンダの内周下部に設けられた段部で支持し、そのスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入して、シリンダ内を圧力室とリザーバ室とに区画し、前記ロッドにリターンスプリングの弾性力を付与して、フランジ下方に形成された圧力室の容積が拡大する方向にロッドを付勢し、前記フランジには圧力室とフランジの上方に設けられたリザーバ室を連通する円弧状の通路を設け、その通路の圧力室側の開口部に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設け、そのチェックバルブが、フランジの下面に前記通路に連通するリング溝を形成し、そのリング溝の圧力室側の開口部に形成された環状のシート面に対してリング状の弁体を接触、離反自在に設け、その弁体をバルブスプリングによりシート面に向けて付勢した構成とされ、前記シート面と弁体の接触を線接触とした油圧式オートテンショナ。
2. 前記シート面を断面円弧状とし、前記弁体のフランジと対向する上面を断面円弧状とし、その円弧状上面を円弧状シート面に接触させるようにした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記シート面をテーパとし、前記弁体のフランジと対向する上面を断面円弧状とし、その円弧状上面をテーパ状のシート面に接触させるようにした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記シート面を断面円弧状とし、前記弁体のフランジと対向する上面の内周部と外周部に相反する方向に傾斜する一対のテーパ面を形成し、その一対のテーパ面を円弧状のシート面に接触させるようにした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。

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