JP2008089119A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】リザーバ室の空気がリーク隙間を通って圧力室に入りにくく、リーク隙間を通って圧力室から流出する作動油がミスト状になりにくいオートテンショナを提供する。
【解決手段】有底のシリンダ９内に作動油を溜め、シリンダ９内にシリンダ９と同軸にスリーブ１１を設け、スリーブ１１内にロッド１３を挿入し、ロッド１３とスリーブ１１とでシリンダ９内を圧力室１４とリザーバ室１５に区画し、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２５を形成し、ロッド１３を付勢するリターンスプリング１８を設け、圧力室１４とリザーバ室１５を連通させる通路２８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３１を設けたオートテンショナにおいて、ロッド１３の外周とスリーブ１１の内周との間に、圧力室１４からリーク隙間２５を通って流出した作動油を溜める油溜り２７を形成する。
【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オートテンショナとして、有底のシリンダ内に作動油を溜め、シリンダ内にシリンダと同軸に設けたスリーブ内にロッドを軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッドとスリーブとでシリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、圧力室の容積を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）。

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流出する。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、このオートテンショナは、圧力室とリザーバ室を連通させる通路が設けられ、その通路には、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っ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。
特表２０００−５０４３９５号公報

しかし、このオートテンショナは、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが移動したときに、リザーバ室内の空気がリーク隙間を通って圧力室に入るおそれがあった。圧力室内の作動油に空気が混入すると、ロッドから圧力室内の作動油に力が伝わりにくくなり、ダンパ作用の応答遅れが生じる。

また、圧力室の容積が縮小する方向にロッドが移動したときに、圧力室内の作動油がリーク隙間を通って勢いよく流出し、ミスト状になってリザーバ室内を浮遊することがあった。作動油がミスト状になると、シリンダ外部に作動油が漏れやすくなる。

この発明が解決しようとする課題は、リザーバ室の空気がリーク隙間を通って圧力室に入りにくく、リーク隙間を通って圧力室から流出する作動油がミスト状になりにくい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、前記ロッドの外周と前記スリーブ内周との間に、前記圧力室から前記リーク隙間を通って流出した作動油を溜める油溜りを形成した。

このオートテンショナは、前記通路を、前記スリーブに設けた外向きのフランジ部に形成し、前記チェックバルブを、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、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すると好ましい。

この発明のオートテンショナは、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが移動したときに、油溜りに溜まった作動油がリーク隙間を通って圧力室内に流入するので、リザーバ室内の空気が圧力室に入りにくい。また、圧力室の容積が縮小する方向にロッドが移動したときに、圧力室からリーク隙間を通って流出する作動油の勢いが、油溜りで吸収されるので、圧力室から流出する作動油がミスト状になりにくい。

また、前記チェックバルブを、前記ロッドに対して軸直角方向に重なるように配置したものは、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。

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、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。

スリーブ１１の内周には、図３、図４に示すように、内径が一定の円筒面２３が設けられ、円筒面２３とロッド１３の外周面２４との間にリーク隙間２５が形成されている。リーク隙間２５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。また、スリーブ１１の内周の円筒面２３よりも上方には、周方向に連続する溝２６が設けられ、スリーブ１１内にロッド１３が挿入された状態で、溝２６の内面とロッド１３の外周面２４との間に油溜り２７が形成されている。油溜り２７には、圧力室１４からリーク隙間２５を通って流出した作動油が溜められる。

スリーブ１１のフランジ部１０には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通させる通路２８が、図５に示すように周方向に間隔をおいて形成されている。通路２８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２９と、弁体２９をフランジ部１０に向けて付勢するバルブスプリング３０とからなるチェックバルブ３１が設けられている。チェックバルブ３１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３１は、図３に示すように、弁体２９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３０は、シリンダ９の内周に圧入される筒部３２と、筒部３２の下端に沿って内径側に折り曲げられた爪部３３とからなり、爪部３３は、図５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３１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。

つぎに、このオートテンショナ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、図４に示すように、圧力室１４内の作動油がリーク隙間２５を通って流出し、流出した作動油は、油溜り２７に一旦溜まってからリザーバ室１５に流入する。このとき、チェックバルブ３１が閉じているので作動油はフランジ部１０の通路２８を流れない。こうして作動油がリーク隙間２５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２５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３１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の通路２８を通って圧力室１４に流れ、また、油溜り２７に溜まった作動油がリーク隙間２５を通って圧力室１４内に流入する。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。

このオートテンショナ６は、圧力室１４の容積が拡大する方向にロッド１３が移動したときに、油溜り２７に溜まった作動油がリーク隙間２５を通って圧力室１４内に流入するので、リザーバ室１５内の空気が圧力室１４に入りにくく、ダンパ作用の応答遅れが生じにくい。

また、圧力室１４の容積が縮小する方向にロッド１３が移動したときに、圧力室１４からリーク隙間２５を通って流出する作動油の勢いが、油溜り２７で吸収されるので、圧力室１４から流出する作動油がミスト状になりにくく、シリンダ９外部への作動油漏れが生じにくい。

また、このオートテンショナ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３１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３１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３１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。

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３１を配置しているが、チェックバルブ３１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３３で弁体２９を付勢することにより、バルブスプリング３０の付勢力がより均一に弁体２９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２９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２９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に示す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に示すスリーブの油溜り近傍の拡大断面図 図３のＶ−Ｖ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

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
１８ リターンスプリング
２５ リーク隙間
２７ 油溜り
２８ 通路
２９ 弁体
３０ バルブスプリング
３１ チェックバルブ

Claims (2)

1. 有底のシリンダ（９）内に作動油を溜め、前記シリンダ（９）内にシリンダ（９）と同軸にスリーブ（１１）を設け、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）を連通させるリーク隙間（２５）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、前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通させる通路（２８）を設け、その通路（２８）に、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（３１）を設けたオートテンショナにおいて、前記ロッド（１３）の外周と前記スリーブ（１１）の内周との間に、前記圧力室（１４）から前記リーク隙間（２５）を通って流出した作動油を溜める油溜り（２７）を形成したことを特徴とするオートテンショナ。
2. 前記通路（２８）を、前記スリーブ（１１）に設けた外向きのフランジ部（１０）に形成し、前記チェックバルブ（３１）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（２９）と、その弁体（２９）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（３０）とで構成し、そのチェックバルブ（３１）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た請求項１に記載のオートテンショナ。

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