JP2008064273A - 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の長さを短く抑えるとともに、ロッドを円滑に移動可能とする。
【解決手段】シリンダ９内に作動油を溜め、フランジ部１０を有するスリーブ１１をシリンダ内に設け、スリーブ内にロッド１３を摺動可能に挿入し、シリンダ内を圧力室１４とリザーバ室１５に区画し、ロッドとスリーブの摺動面間にリーク隙間を形成し、ロッドの突出部分にばね座１６を固定し、ばね座を介してロッドを付勢するリターンスプリング２０を設け、フランジ部に開口３０を形成し、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３３を設け、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、ばね座にダストカバー２１を結合し、ダストカバーの内周とシリンダの外周の間にＯリング２６を組み込んでリザーバ室内に作動油を密封し、リザーバ室を外部に連通させるエア通路２５をばね座に形成する。
【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、そのロッドのシリンダからの突出部分にばね座を固定し、そのばね座を介して圧力室の容積が拡大する方向にロッドを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てダンパ作用が生じるので、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下端に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、前記ロッドの前記シリンダからの突出部分にばね座を固定し、そのばね座を介して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を前記ロッドに対して軸直角方向に重なるように配置し、前記ばね座に前記シリンダの外周に対向する筒状のダストカバーを結合して設け、そのダストカバーの内周と前記シリンダの外周の間にリング状のシール部材を組み込んで前記リザーバ室内に作動油を密封し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。

しかし、この油圧式オートテンショナは、リザーバ室内に作動油を密封しているので、ロッドが移動したときのリザーバ室内の容積変化を吸収する機構を設けない場合、ロッドが円滑に移動せず、ベルトの張力変化を十分に吸収できない。

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を円滑に移動可能とすることである。

上記の課題を解決するために、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、前記リザーバ室を外部に連通させるエア通路を前記ばね座に形成した。

この油圧式オートテンショナは、前記エア通路を、作動油が表面張力によって通過しない大きさとすると好ましい。

前記エア通路は、たとえば、前記ばね座の前記ダストカバーとの接触面に形成することができる。また、前記ダストカバーに前記リザーバ室から前記ばね座との接触面に至る貫通孔を形成し、その貫通孔の位置に対応して、前記ばね座の前記ダストカバーとの接触面に前記エア通路を形成してもよく、前記ダストカバーに前記リザーバ室から前記ばね座との接触面に至る貫通孔を形成し、その貫通孔の位置に対応して、前記ばね座に前記ダストカバーとの接触面から外部に至るねじ孔を形成し、そのねじ孔に円柱部材を圧入して円柱部材の外周とねじ孔の内周との間に前記エア通路を形成してもよく、また、前記ダストカバーに前記リザーバ室から前記ばね座との接触面に至る貫通孔を形成し、その貫通孔の位置に対応して、前記ばね座に前記ダストカバーとの接触面から外部に至る貫通孔を形成し、その貫通孔に雄ねじ部材を圧入して雄ねじ部材の外周と貫通孔の内周との間に前記エア通路を形成してもよい。

この発明の油圧式オートテンショナは、ばね座に形成されたエア通路を介してリザーバ室が外部と連通しているので、リザーバ室の容積を変化させたときに、リザーバ室内の圧力が一定に保たれ、ロッドが円滑に移動可能である。

また、前記エア通路を、作動油が表面張力によって通過しない大きさとしたものは、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に横向きにしてもリザーバ室内の作動油がエア通路を通過せず、リザーバ室内の作動油が外部に漏れにくい。

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油圧式オートテンショナ６の一端が連結軸７を中心として回転可能に連結され、油圧式オートテンショナ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。油圧式オートテンショナ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、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。スリーブ１１内には、ロッド１３が軸方向に摺動可能に挿入され、このロッド１３とスリーブ１１によってシリンダ９内が圧力室１４とリザーバ室１５に区画されている。

ロッド１３のシリンダ９からの突出部分には、ばね座１６が固定されている。ばね座１６は、図３、図４に示すように、ロッド１３の外周に嵌合する嵌合筒部１７を有し、嵌合筒部１７の上端には、プーリアーム３に連結される連結片１８が設けられている。また、嵌合筒部１７の外周にはフランジ部１９が設けられ、フランジ部１９とフランジ部１０の間には、図２に示すようにリターンスプリング２０が組み込まれている。リターンスプリング２０は、ばね座１６を介してロッドを圧力室１４の容積を拡大する方向に付勢している。

ばね座１６には、図２に示すダストカバー２１が結合されている。ダストカバー２１は、図３、図４に示すように、シリンダ９の外周と対向する大径円筒部２２と、嵌合筒部１７の外周に嵌合する小径円筒部２３と、大径円筒部２２の上端と小径円筒部２３の上端を連結する円板部２４とからなり、円板部２４は、リターンスプリング２０でフランジ部１９に押さえ付けられている。ここで、ダストカバー２１は、リターンスプリング２０の付勢力によってばね座１６に結合された状態とされ、ばね座１６と一体に上下動する。

ばね座１６には、ダストカバー２１との接触面に、リザーバ室１５を外部に連通させるエア通路２５が形成されている。エア通路２５は、作動油が表面張力によって通過できないように、断面が小さく形成されている。

シリンダ９の上部外周には、大径円筒部２２の内周に接触するＯリング２６が設けられ、このＯリング２６によってリザーバ室１５内に作動油が密封されている。

シリンダ９の外周には、図２に示すように、Ｏリング２６よりも下側に突起２７が形成され、大径円筒部２２の内周には、Ｏリング２６との接触位置よりも下側に、内径側に突出する係止爪２８が形成されている。突起２７は係止爪２８を係止して、大径円筒部２２がシリンダ９から抜けるのを防止する。

ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間には、図５に示すように、圧力室１４とリザーバ室１５を連通させるリーク隙間２９が形成されている。リーク隙間２９は微小であり、圧力室１４からリザーバ室１５に流れる作動油の流量を制限する。

フランジ部１０には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通させる開口３０が、図６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３０には、図５に示すように、フランジ部１０の圧力室１４側の面に接離可能に設けられたリング状の弁体３１と、弁体３１をフランジ部１０に向けて付勢するバルブスプリング３２とからなるチェックバルブ３３が設けられている。チェックバルブ３３は、リザーバ室１５側から圧力室１４側への作動油の流れは許容するが、圧力室１４側からリザーバ室１５側への作動油の流れは禁止する。

チェックバルブ３３は、図５に示すように、弁体３１の内径がロッド１３の外径よりも大きく、軸方向にみてロッド１３と重ならないようになっている。また、バルブスプリング３２は、シリンダ９の内周に圧入される筒部３４と、筒部３４の下端に沿って内径側に折り曲げられた爪部３５とからなり、爪部３５は、図６に示すように、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３３は、図５の２点鎖線に示すように、ロッド１３が圧力室１４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１３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１８を順に介してロッド１３に伝達し、圧力室１４の圧力が高まる。圧力室１４の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも高くなると、図５に示すように、圧力室１４内の作動油がリーク隙間２９を通ってリザーバ室１５に流れる。このとき、チェックバルブ３３が閉じているので作動油はフランジ部１０の開口３０を流れない。こうして作動油がリーク隙間２９を流れることによりロッド１３が移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング２０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２９を流れる作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、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２０の付勢力によって圧力室１４の圧力が低くなる。圧力室１４の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも低くなるとチェックバルブ３３が開き、図７に示すように、リザーバ室１５内の作動油がフランジ部１０の開口３０を通過して圧力室１４に流れる。この作動油の流れによりロッド１３が移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング２０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。

この油圧式オートテンショナ６は、ロッド１３が圧力室１４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３３をロッド１３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３３をロッド１３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３３とロッド１３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６は、ばね座１６に形成されたエア通路２５を介してリザーバ室１５が外部と連通しているので、ベルト１の張力が大きくなると、図３に示すように、リザーバ室１５内の空気がエア通路２５を通って外部に逃げ、リザーバ室１５内の圧力が一定に保たれる。そのため、リザーバ室１５の容積を縮小する方向にロッド１３が円滑に移動し、安定したダンパ作用を生じる。同様に、ベルト１の張力が小さくなると、図４に示すように、エア通路２５を通って外部の空気がリザーバ室１５内に流入し、リザーバ室１５内の圧力が一定に保たれるので、リザーバ室１５の容積を拡大する方向にロッド１３が円滑に移動し、ベルト１の弛みを安定して吸収する。

また、この油圧式オートテンショナ６は、エア通路２５を、作動油が表面張力によって通過しない大きさとしたので、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に横向きにしてもリザーバ室１５内の作動油がエア通路２５を通過せず、リザーバ室１５内の作動油が外部に漏れにくい。

上記実施形態では、ロッド１３が圧力室１４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１３に対して軸直角方向に重なるようにチェックバルブ３３を配置しているが、チェックバルブ３３は、ロッド１３が圧力室１４の容積を小さくする側のストロークエンドから、圧力室１４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１３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３５で弁体３１を付勢することにより、バルブスプリング３２の付勢力がより均一に弁体３１に作用するようにしているが、バルブスプリングは他の形式のものを用いてもよく、たとえば、弁体３１の圧力室１４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３１をフランジ部１０に向けて付勢するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ばね座１６のダストカバー２１との接触面に形成したエア通路２５を介してリザーバ室１５を外部に連通させているが、図８に示すように、ダストカバー２１の小径円筒部２３をロッド１３の外周に嵌合させ、ダストカバー２１の円板部２４に、リザーバ室１５からばね座１６との接触面に至る貫通孔３６を形成し、その貫通孔３６の位置に対応して、ばね座１６のダストカバー２１との接触面にエア通路３７を形成し、そのエア通路３７を介してリザーバ室１５を外部に連通させるようにしてもよい。

また、図９に示すように、ダストカバー２１の小径円筒部２３をロッド１３の外周に嵌合させ、ダストカバー２１の円板部２４にリザーバ室１５からばね座１６との接触面に至る貫通孔３８を形成し、その貫通孔３８の位置に対応して、ばね座１６にダストカバー２１との接触面から外部に至るねじ孔３９を形成し、そのねじ孔３９に円柱部材４０を圧入し、その円柱部材４０の外周とねじ孔３９の内周との間に形成される螺旋状のエア通路４１を介してリザーバ室１５を外部に連通させるようにしてもよい。

同様に、貫通孔３８の位置に対応して、ばね座１６にダストカバー２１との接触面から外部に至る貫通孔（図示せず）を形成し、その貫通孔に雄ねじ部材（図示せず）を圧入し、その雄ねじ部材の外周と貫通孔の内周との間に形成される螺旋状のエア通路を介してリザーバ室１５を外部に連通させ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のロッドがリザーバ室の容積を縮小する方向に移動する過程を示すばね座近傍の拡大断面図 図２のロッドがリザーバ室の容積を拡大する方向に移動する過程を示すばね座近傍の拡大断面図 図２のロッドが圧力室の容積を縮小する方向に移動する過程を示すチェックバルブ近傍の拡大断面図 図５のVI−VI線に沿った断面図 図２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チェックバルブ近傍の拡大断面図 図３の変形例を示すばね座近傍の拡大断面図 図３の他の変形例を示すばね座近傍の拡大断面図

符号の説明

９ シリンダ
１０ フランジ部
１１ スリーブ
１３ ロッド
１４ 圧力室
１５ リザーバ室
１６ ばね座
２０ リターンスプリング
２１ ダストカバー
２５ エア通路
２６ Ｏリング
２９ リーク隙間
３０ 開口
３３ チェックバルブ
３６ 貫通孔
３７ エア通路
３８ 貫通孔
３９ ねじ孔
４０ 円柱部材
４１ エア通路

Claims (6)

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（１３）を軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッド（１３）と前記スリーブ（１１）とで前記シリンダ（９）内を圧力室（１４）とリザーバ室（１５）に区画し、前記ロッド（１３）と前記スリーブ（１１）の摺動面間に前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通させる絞り通路（２９）を形成し、前記ロッド（１３）の前記シリンダ（９）からの突出部分にばね座（１６）を固定し、そのばね座（１６）を介して前記圧力室（１４）の容積を拡大する方向に前記ロッド（１３）を付勢するリターンスプリング（２０）を設け、前記フランジ部（１０）に前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通させる開口（３０）を形成し、その開口（３０）に、前記リザーバ室（１５）側から圧力室（１４）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（３３）を設け、そのチェックバルブ（３３）を前記ロッド（１３）に対して軸直角方向に重なるように配置し、前記ばね座（１６）に前記シリンダ（９）の外周に対向する筒状のダストカバー（２１）を結合して設け、そのダストカバー（２１）の内周と前記シリンダ（９）の外周の間にリング状のシール部材（２６）を組み込んで前記リザーバ室（１５）内に作動油を密封し、前記リザーバ室（１５）を外部に連通させるエア通路（２５）を前記ばね座（１６）に形成した油圧式オートテンショナ。
2. 前記エア通路（２５）を、作動油が表面張力によって通過しない大きさとした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記エア通路（２５）を、前記ばね座（１６）の前記ダストカバー（２１）との接触面に形成した請求項１または２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記ダストカバー（２１）に前記リザーバ室（１５）から前記ばね座（１６）との接触面に至る貫通孔（３６）を形成し、その貫通孔（３６）の位置に対応して、前記ばね座（１６）の前記ダストカバー（２１）との接触面に前記エア通路（３７）を形成した請求項１または２に記載の油圧式オートテンショナ。
5. 前記ダストカバー（２１）に前記リザーバ室（１５）から前記ばね座（１６）との接触面に至る貫通孔（３８）を形成し、その貫通孔（３８）の位置に対応して、前記ばね座（１６）に前記ダストカバー（２１）との接触面から外部に至るねじ孔（３９）を形成し、そのねじ孔（３９）に円柱部材（４０）を圧入して円柱部材（４０）の外周とねじ孔（３９）の内周との間に前記エア通路（４１）を形成した請求項１または２に記載の油圧式オートテンショナ。
6. 前記ダストカバー（２１）に前記リザーバ室（１５）から前記ばね座（１６）との接触面に至る貫通孔（３８）を形成し、その貫通孔（３８）の位置に対応して、前記ばね座（１６）に前記ダストカバー（２１）との接触面から外部に至る貫通孔を形成し、その貫通孔に雄ねじ部材を圧入して雄ねじ部材の外周と貫通孔の内周との間に前記エア通路を形成した請求項１または２に記載の油圧式オートテンショナ。

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