JP2008064269A - 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の軸方向長さを短縮し、ロッドのスリーブからの抜けを防止する。
【解決手段】有底のシリンダ９内に作動油を溜め、外向きのフランジ部１０を有するスリーブ１１をシリンダ９内に設け、スリーブ１１内にロッド１４を摺動可能に挿入して圧力室１５とリザーバ室１６に区画し、ロッド１４とスリーブ１１の摺動面間に圧力室１５とリザーバ室１６を連通させるリーク隙間２２を形成し、圧力室１５の容積を拡大する方向にロッド１４を付勢するリターンスプリング１９を設け、フランジ部１０の開口２６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２９をロッド１４に対して軸直角方向に重なるように配置し、シリンダ９の内周に取り付けたスナップリング１３によりスリーブ１１をシリンダ９から抜け止めし、ロッド１４の外周のサークリップ２４によりロッド１４をスリーブ１１から抜け止めする。
【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。

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まれる油圧式オートテンショナとして、有底のシリンダ内にスリーブを挿入し、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、そのプランジャに、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たものが知られている（特許文献１、２）。この油圧式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。

また、プランジャとスリーブの摺動面間には、圧力室とリザーバ室を連通させるリーク隙間が形成され、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リーク隙間を通ってリザーバ室に流れる。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。

また、プランジャには、圧力室とリザーバ室を連通させる貫通孔が形成され、その貫通孔の圧力室側の開口には、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が設けられ、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが移動すると、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。
特開平１０−１９０９９号公報 特開平１０−３０６８６０号公報

しかし、この油圧式オートテンショナは、プランジャとチェックバルブが軸方向に並んで配置されているので、軸方向の長さが長く、狭いスペースに設置するのが難しかった。

そこで、この発明の発明者は、油圧式オートテンショナの軸方向の長さを短くするために、有底のシリンダ内に作動油を溜め、外向きのフランジ部を有するスリーブを前記シリンダ内に設け、そのスリーブ内にロッドを軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッドと前記スリーブとで前記シリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、前記ロッドと前記スリーブの摺動面間に前記圧力室と前記リザーバ室を連通させる絞り通路を形成し、前記圧力室の容積を拡大する方向に前記ロッドを付勢するリターンスプリングを設け、前記フランジ部に前記圧力室と前記リザーバ室を連通させる開口を形成し、その開口に、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を設け、そのチェックバルブが前記ロッドに対して軸直角方向に重なるように配置された油圧式オートテンショナを考案した。

この油圧式オートテンショナは、チェックバルブをロッドに対して軸直角方向に重なるように配置したので、チェックバルブをロッドに対して軸方向に並べて配置した場合よりも、チェックバルブとロッドが軸直角方向に重なり合う分、軸方向の長さを短く抑えることができ、狭いスペースにも設置しやすい。

ここで、ロッドをスリーブから抜け止めする方法として、ロッドに固定されたばね座に、シリンダの外周に対向する筒状のスカート部を設け、そのスカート部の内周に形成した突起を、シリンダの外周に形成した段部に係止させることによって、ロッドの移動範囲を規制する方法が考えられる。

しかし、張力調整装置から取り外した状態で油圧式オートテンショナを保管しているときなど、静的荷重がロッドに作用している場合には、突起を段部に係止させる上記の方法によって、ロッドをスリーブから抜け止めすることができるが、張力調整装置に組み込んだ状態でベルトが切れてロッドが急速に移動したときなど、動的荷重がロッドに作用した場合には、上記の方法では十分な抜け耐力を確保することができず、突起が段部を乗り越えて油圧式オートテンショナが分解してしまうおそれがある。

この発明が解決しようとする課題は、油圧式オートテンショナの軸方向の長さを短く抑えるとともに、その油圧式オートテンショナのロッドのスリーブからの抜けを効果的に防止することである。

上記の課題を解決するため、上記構成を油圧式オートテンショナに採用するとともに、前記シリンダの内周に取り付けたスナップリングを前記フランジ部の縁に係止させて前記スリーブを前記シリンダから抜け止めし、前記ロッドの外周に取り付けたサークリップを前記スリーブの内周に形成された段部に係止させてロッドをスリーブから抜け止めした。

この発明の油圧式オートテンショナは、スリーブのフランジ部の縁を係止するスナップリングがＣ形リング状なので、フランジ部の縁がスナップリングでほぼ全周にわたって押さえられ、シリンダからのスリーブの抜けが効果的に防止される。また、スリーブの内周の段部に係止するサークリップもＣ形リング状なので、段部のほぼ全周にわたってかかり代が得られ、スリーブからのロッドの抜けが効果的に防止される。

図１、図２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、図２に示すエンジンブロック４に固定した支点軸５に揺動可能に支持されている。

プーリアーム３には、この発明の実施形態に係るオートテンショナ６の一端が連結軸７を中心として回転可能に連結され、オートテンショナ６の他端は、エンジンブロック４に固定した連結軸８に回転可能に連結されている。オートテンショナ６は、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６は有底のシリンダ９を有し、シリンダ９内に作動油が溜められている。また、シリンダ９内には、外向きのフランジ部１０を下端に有するスリーブ１１が設けられている。

フランジ部１０は、シリンダ９の内周に形成されたシリンダ９の底側を小径とする段部１２に載せられている。また、シリンダ９の内周に取り付けられたＣ形リング状のスナップリング１３がフランジ部１０の縁を係止しており、これにより、段部１２からフランジ部１０が浮き上がるのを防止している。

スリーブ１１内には、ロッド１４が軸方向に摺動可能に挿入され、このロッド１４とスリーブ１１によってシリンダ９内が圧力室１５とリザーバ室１６に区画されている。

ロッド１４の上端には、プーリアーム３に連結される連結片１７が固定されている。連結片１７とフランジ部１０の間には、ロッド１４の外周に嵌め合わされたばね座１８を介してリターンスプリング１９が組み込まれ、リターンスプリング１９は、圧力室１５の容積を拡大する方向にロッド１４を付勢している。

ばね座１８には、シリンダ９の外周と対向する筒状のスカート部２０が設けられている。また、シリンダ９の上部外周には、スカート部２０の内周に接触するＯリング２１が設けられ、このＯリング２１が、シリンダ９内への異物の混入を防止している。

ロッド１４とスリーブ１１の摺動面間には、図３に示すように、圧力室１５とリザーバ室１６を連通させるリーク隙間２２が形成されている。リーク隙間２２は微小であり、圧力室１５からリザーバ室１６に流れる作動油の流量を制限する。

ロッド１４の圧力室１５側の端部外周には、周方向に連続する溝２３が形成され、その溝２３に、Ｃ形リング状のサークリップ２４が嵌め込まれている。溝２３は、変形していない自然状態でのサークリップ２４の内径よりも深く形成されており、サークリップ２４を弾性的に縮径変形させることによって、サークリップ２４を溝２３に嵌め込んだ状態でロッド１４をスリーブ１１に挿入可能となっている。また、スリーブ１１の内周には、リザーバ室１６側を小径とする段部２５が形成されており、圧力室１５の容積を拡大する方向にロッド１４を移動させると、段部２５にサークリップ２４が係止する。

フランジ部１０には、圧力室１５とリザーバ室１６を連通させる開口２６が、図４に示すように周方向に間隔をおいて形成されている。開口２６には、図３に示すように、フランジ部１０の圧力室１５側の面に接離可能に設けられたリング状の弁体２７と、弁体２７をフランジ部１０に向けて付勢するバルブスプリング２８とからなるチェックバルブ２９が設けられている。チェックバルブ２９は、リザーバ室１６側から圧力室１５側への作動油の流れは許容するが、圧力室１５側からリザーバ室１６側への作動油の流れは禁止する。

チェックバルブ２９は、弁体２７の内径がロッド１４およびサークリップ２４の外径よりも大きく、軸方向にみてロッド１４およびサークリップ２４と重ならないようになっている。また、バルブスプリング２８は、シリンダ９の内周に圧入される筒部３０と、筒部３０の下端に沿って内径側に折り曲げられた爪部３１とからなり、爪部３１は、周方向に一定の間隔をおいて複数形成されている。

また、チェックバルブ２９は、図３の２点鎖線に示すように、ロッド１４が圧力室１５の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態で、ロッド１４に対して軸直角方向に重なるように配置されている。

つぎに、この油圧式オートテンショナ６の動作例を説明する。

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、連結片１７を順に介してロッド１４に伝達し、圧力室１５の圧力が高まる。圧力室１５の圧力がリザーバ室１６の圧力よりも高くなると、図３に示すように、圧力室１５内の作動油がリーク隙間２２を通ってリザーバ室１６に流れる。このとき、チェックバルブ２９が閉じているので作動油はフランジ部１０の開口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ロッド１４が移動し、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、ベルト１の張力が小さくなると、リターンスプリング１９の付勢力によって圧力室１５の圧力が低くなる。圧力室１５の圧力がリザーバ室１６の圧力よりも低くなるとチェックバルブ２９が開き、図５に示すように、リザーバ室１６内の作動油がフランジ部１０の開口２６を通過して圧力室１５に流れる。この作動油の流れによりロッド１４が移動し、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が移動する。このとき、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。

このように、油圧式オートテンショナ６は、張力調整装置に組み込まれた状態で伸縮を繰り返し、ベルト１の張力を適正範囲に保つ。

また、輸送時や保管時など、張力調整装置に組み込まれていないときは、ベルト１の張力がロッド１４に作用しないので、リターンスプリング１９の付勢力によってロッド１４が上方に移動した状態となる。このとき、図６に示すように、サークリップ２４が段部２５に係止して、ロッド１４がスリーブ１１から抜けるのを防止する。

また、張力調整装置に組み込んだ状態でベルトが切れたときも、リターンスプリング１９の付勢力によってロッド１４が上方に移動するが、サークリップ２４が段部２５に係止して、ロッド１４がスリーブ１１から抜けるのを防止する。

この油圧式オートテンショナ６は、ロッド１４が圧力室１５の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態でチェックバルブ２９をロッド１４に対して軸直角方向に重なるように配置したので、チェックバルブ２９をロッド１４に対して軸方向に並べて配置したものよりも、チェックバルブ２９とロッド１４が軸直角方向に重なり合う分、軸方向の長さを短く抑えることができ、狭いスペースにも設置しやすい。

また、この油圧式オートテンショナは、Ｃ形リング状のスナップリング１３でフランジ部１０の縁をほぼ全周にわたって押さえているので、シリンダ９からのスリーブ１１の抜け耐力が確保される。また、スリーブ１１の内周の段部２５に係止するサークリップ２４もＣ形リング状なので、段部２５のほぼ全周にわたってかかり代が得られ、スリーブ１１からのロッド１４の抜け耐力が確保される。そのため、張力調整装置に組み込んだ状態でベルト１が切れたときなど、ロッド１４に動的荷重が作用した場合にも、十分な抜け耐力を確保することができ、油圧式オートテンショナ６の分解を確実に防止することができる。

上記実施形態では、ロッド１４が圧力室１５の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態でのみ、ロッド１４に対して軸直角方向に重なるようにチェックバルブ２９を配置しているが、チェックバルブ２９は、ロッド１４が圧力室１５の容積を小さくする側のストロークエンドから、圧力室１５の容積を大きくする側のストロークエンドに至る過程において、常時、ロッド１４に対して軸直角方向に重なるように配置してもよい。要は、ロッドが圧力室の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態で、チェックバルブがロッドに対して軸直角方向に重なればよい。

また、上記実施形態では、周方向に一定の間隔をおいて配置された爪部３１で弁体２７を付勢することにより、バルブスプリング２８の付勢力がより均一に弁体２７に作用するようにしているが、バルブスプリング２８は他の形式のものを用いてもよく、たとえば、弁体２７の圧力室１５側の面とシリンダ９の底面との間にコイルスプリングを組み込み、そのコイルスプリングで弁体２７をフランジ部１０に向けて付勢するようにしてもよい。

この発明の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II−II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 図３のIV−IV線に沿った断面図 図３のロッドが圧力室の容積を拡大する方向に移動する過程を示す拡大断面図 図５のサークリップがスリーブの段部に係止した状態を示す拡大断面図

符号の説明

９ シリンダ
１０ フランジ部
１１ スリーブ
１３ スナップリング
１４ ロッド
１５ 圧力室
１６ リザーバ室
１９ リターンスプリング
２２ リーク隙間
２４ サークリップ
２５ 段部
２６ 開口
２９ チェックバルブ

Claims (1)

1. 有底のシリンダ（９）内に作動油を溜め、外向きのフランジ部（１０）を有するスリーブ（１１）を前記シリンダ（９）内に設け、そのスリーブ（１１）内にロッド（１４）を軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッド（１４）と前記スリーブ（１１）とで前記シリンダ（９）内を圧力室（１５）とリザーバ室（１６）に区画し、前記ロッド（１４）と前記スリーブ（１１）の摺動面間に前記圧力室（１５）と前記リザーバ室（１６）を連通させる絞り通路（２２）を形成し、前記圧力室（１５）の容積を拡大する方向に前記ロッド（１４）を付勢するリターンスプリング（１９）を設け、前記フランジ部（１０）に前記圧力室（１５）と前記リザーバ室（１６）を連通させる開口（２６）を形成し、その開口（２６）に、リザーバ室（１６）側から圧力室（１５）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（２９）を設け、そのチェックバルブ（２９）を前記ロッド（１４）に対して軸直角方向に重なるように配置し、前記シリンダ（９）の内周に取り付けたスナップリング（１３）を前記フランジ部（１０）の縁に係止させて前記スリーブ（１１）を前記シリンダ（９）から抜け止めし、前記ロッド（１４）の外周に取り付けたサークリップ（２４）を前記スリーブ（１１）の内周に形成された段部（２５）に係止させてロッド（１４）をスリーブ（１１）から抜け止めした油圧式オートテンショナ。

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