JP2008064275A - 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、チェックバルブの応答性を確保する。
【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を設け、スリーブ１１内にロッド１３を軸方向に摺動可能に挿入し、ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間に圧力室１４とリザーバ室１５を連通させるリーク隙間２３を形成し、圧力室１４の容積を拡大する方向にロッド１３を付勢するリターンスプリング１８を設け、フランジ部１０に圧力室１４とリザーバ室１５を連通させる開口２４を形成し、その開口２４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２７を設け、フランジ部１０に接離可能に設けたリング状の弁体２５と、弁体２５を付勢するバルブスプリング２６とで構成して、弁体２５に溝３０を形成することによってフランジ部１０と弁体２５の接触面積を小さくした構成を採用する。
【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、前記フランジ部の圧力室側の面に接離可能に設けたリング状の弁体と、その弁体を前記フランジ部に向けて付勢するバルブスプリングとで構成して前記ロッドに対して軸直角方向に重なるように配置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、フランジ部の弁体との対向面と、弁体のフランジ部との対向面とをいずれも平坦に形成すると、フランジ部と弁体の接触面積が大きくなる。そのため、リザーバ室内の圧力が圧力室内の圧力よりも大きくなったときに、弁体がフランジ部に吸着してチェックバルブに開き遅れを生じ、ベルトの張力変化に対するロッドの追従性が低下する。

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チェックバルブの応答性を確保することである。

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、前記フランジ部と前記弁体の対向面のうちの少なくとも一方に凹凸を形成することによって前記フランジ部と前記弁体の接触面積を小さくした。

前記フランジ部と前記弁体の接触面積は、たとえば、前記弁体の前記フランジ部との対向面に周方向に連続する溝を形成することによって小さくしてもよく、前記弁体の前記フランジ部との対向面に周方向に連続する突条を形成し、その突条の先端面を前記フランジ部との接触面とすることによって小さくしてもよく、また、前記フランジ部の前記弁体との対向面に周方向に連続する溝を形成することによって小さくしてもよい。

この発明の油圧式オートテンショナは、対向面に凹凸を形成してフランジ部と弁体の接触面積を小さくしたので、リザーバ室内の圧力が圧力室内の圧力よりも大きくなったときに、弁体がフランジ部に吸着しにくく、チェックバルブに開き遅れを生じにくい。そのため、チェックバルブの応答性を確保することができ、ベルトの張力変化に対するロッドの追従性を確保することができる。

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の上端には、プーリアーム３に連結される連結片１６が固定されている。連結片１６とフランジ部１０の間には、ロッド１３の外周に嵌め合わされたばね座１７を介してリターンスプリング１８が組み込まれ、リターンスプリング１８は、圧力室１４の容積を拡大する方向にロッド１３を付勢している。

ばね座１７には、シリンダ９の外周と対向する筒状のスカート部１９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１９の内周に接触するＯリング２０が設けられ、このＯリング２０が、シリンダ９内への異物の混入を防止している。

シリンダ９の外周には、Ｏリング２０よりも下側に突起２１が形成され、スカート部１９の内周にも、Ｏリング２０との接触位置よりも下側に、内径側に突出する係止爪２２が形成されている。突起２１は係止爪２２を係止して、スカート部１９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３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２３が形成されている。リーク隙間２３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２４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２４には、図３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２５と、弁体２５をフランジ部１０に向けて付勢するバルブスプリング２６とからなるチェックバルブ２７が設けられている。チェックバルブ２７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２７は、図３に示すように、弁体２５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２６は、シリンダ９の内周に圧入される筒部２８と、筒部２８の下端に沿って内径側に折り曲げられた爪部２９とからなり、爪部２９は、図４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２７は、図３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。

また、弁体２５のフランジ部１０との対向面には、図４、図５に示すように、周方向に連続する溝３０が形成され、溝３０の内面でリザーバ室１５内の圧力を受けるようになっている。これにより、弁体２５をフランジ部１０に接触させたときに、溝３０の位置ではフランジ部１０と弁体２５が接触せず、弁体２５のフランジ部１０との対向面を平坦に形成した場合と比べてフランジ部１０と弁体２５の接触面積が小さくなっている。

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１６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３に示すように、圧力室１４内の作動油がリーク隙間２３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２７が閉じているので作動油はフランジ部１０の開口２４を流れない。こうして作動油がリーク隙間２３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１８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２３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１８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２７が開き、図６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２４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１８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２７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２７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２７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、弁体２５のフランジ部１０との対向面に溝３０を形成してフランジ部１０と弁体２５の接触面積を小さくしたので、ベルト１の張力が小さくなってリザーバ室１５内の圧力が圧力室１４内の圧力よりも大きくなったときに、弁体２５がフランジ部１０に吸着しにくく、チェックバルブ２７に開き遅れを生じにくい。そのため、チェックバルブ２７の応答性が確保され、ベルト１の張力変化に対するロッド１３の追従性が確保される。

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２７を配置しているが、チェックバルブ２７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、弁体２５のフランジ部１０との対向面に溝３０を形成することによってフランジ部１０と弁体２５の接触面積を小さくしているが、図７に示すように、弁体２５のフランジ部１０との対向面に周方向に連続する突条３１を形成し、その突条３１の先端面をフランジ部１０との接触面としてもよい。このようにしても、弁体２５をフランジ部１０に接触させたときに、突条３１の先端面のみがフランジ部１０と接触するので、弁体２５のフランジ部１０との対向面を平坦に形成した場合と比べてフランジ部１０と弁体２５の接触面積が小さくなる。

また、図８に示すように、フランジ部１０の弁体２５との対向面に周方向に連続する溝３２を形成することによって、フランジ部１０と弁体２５の接触面積を小さくしてもよい。このようにしても、弁体２５をフランジ部１０に接触させたときに、溝３２の位置ではフランジ部１０と弁体２５が接触しないので、弁体２５のフランジ部１０との対向面を平坦に形成した場合と比べてフランジ部１０と弁体２５の接触面積が小さくなる。要は、フランジ部１０と弁体２５の対向面のうちの少なくとも一方に凹凸を形成して、フランジ部１０と弁体２５の接触面積を小さくすればよい。

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２９で弁体２５を付勢することにより、バルブスプリング２６の付勢力がより均一に弁体２５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２５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２５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スリーブ近傍の拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図３のフランジ部と弁体の対向面の近傍の拡大断面図 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の変形例を示すフランジ部と弁体の対向面の近傍の拡大断面図 図５の他の変形例を示すフランジ部と弁体の対向面の近傍の拡大断面図

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
２３ リーク隙間
２４ 開口
２５ 弁体
２６ バルブスプリング
２７ チェックバルブ
３０ 溝
３１ 突条
３２ 溝

Claims (4)

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（２３）を形成し、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（１８）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（２４）を形成し、その開口（２４）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（２７）を設け、そのチェックバルブ（２７）を、前記フランジ部（１０）の圧力室（１４）側の面に接離可能に設けたリング状の弁体（２５）と、その弁体（２５）を前記フランジ部（１０）に向けて付勢するバルブスプリング（２６）とで構成して前記ロッド（１３）に対して軸直角方向に重なるように配置し、前記フランジ部（１０）と前記弁体（２５）の対向面のうちの少なくとも一方に凹凸を形成することによって前記フランジ部（１０）と前記弁体（２５）の接触面積を小さくした油圧式オートテンショナ。
2. 前記弁体（２５）の前記フランジ部（１０）との対向面に周方向に連続する溝（３０）を形成することによって前記フランジ部（１０）と前記弁体（２５）の接触面積を小さくした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記弁体（２５）の前記フランジ部（１０）との対向面に周方向に連続する突条（３１）を形成し、その突条（３１）の先端面を前記フランジ部（１０）との接触面とすることによって前記フランジ部（１０）と前記弁体（２５）の接触面積を小さくした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記フランジ部（１０）の前記弁体（２５）との対向面に周方向に連続する溝（３２）を形成することによって前記フランジ部（１０）と前記弁体（２５）の接触面積を小さくした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。

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