JP2008106845A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】ベローズのゴムが熱劣化した場合にもベローズの端部がばね座から抜け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１０内に作動油を溜め、シリンダ内にスリーブ１２を設け、スリーブ内にロッド１３を摺動可能に挿入してシリンダ内を圧力室１４とリザーバ室１５に区画し、リーク隙間１６を介して圧力室とリザーバ室を連通し、圧力室とリザーバ室を連通させる通路に、リザーバ室側から圧力室側への流れのみを許容するチェックバルブ１８を設け、ロッドにばね座１９を固定し、ばね座とシリンダの間にリターンスプリングを設け、伸縮可能な筒状のゴム製ベローズ２１の一方の端部２２をばね座に固定するとともに他方の端部をシリンダに固定し、ベローズの端部２２に肉厚部２３を形成し、その肉厚部を径方向に挟み込んだ状態で嵌め合わせる嵌合溝２６をばね座に設け、その嵌合溝でベローズ２１の端部をばね座に固定する。
【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、そのシリンダ内にシリンダと同軸にスリーブを設け、そのスリーブ内にロッドを軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、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、そのばね座とシリンダの間に、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、圧力室とリザーバ室は、絞りを形成する第１通路を介して連通しており、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第１通路を通って流出する。このとき、作動油の流量が絞りによって制限されるので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトを安定した状態に保ちながらその緊張を吸収する。

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第２通路が設けられ、その第２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、第２通路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。

また、このオートテンショナは、軸方向に伸縮可能な筒状のゴム製ベローズでシリンダ内の作動油を密封しており、ベローズの端部に形成した周方向に連続する肉厚部を、ばね座の外周に形成した周方向に連続する嵌合溝に嵌め込むことによって、ベローズの端部をばね座に固定している。
特開２００６−１２５４４８号公報

しかし、このオートテンショナは、ベローズの端部でばね座の外周を締め付けることによって、ベローズの肉厚部を嵌合溝内に保持しているので、高温環境下で使用してベローズのゴムが熱劣化し、その熱劣化によってベローズの端部の締め付け力が不足すると、ベルトの張力が変化してロッドが大きく移動したときにベローズの端部がばね座から抜けるおそれがあった。

この発明が解決しようとする課題は、ベローズのゴムが熱劣化した場合にもベローズの端部がばね座から抜け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、前記ベローズの一方の端部に周方向に連続する肉厚部を形成し、その肉厚部を径方向に挟み込んだ状態で嵌め合わせる嵌合部を前記ばね座に設け、その嵌合部で前記ベローズの一方の端部を前記ばね座に固定するようにした。

前記嵌合部は、たとえば、前記ばね座の軸方向端面に形成した周方向に連続する嵌合溝で構成することができ、また、前記ばね座の外周に形成した周方向に連続する嵌合溝と、その嵌合溝に嵌め合わせた状態の前記肉厚部に外径側から嵌め合わせる嵌合リングとで構成することもできる。

この発明のオートテンショナは、ベローズの肉厚部を、ばね座の嵌合部で径方向に挟み付けた状態で嵌合部に嵌め合せているので、高温環境下で使用してベローズのゴムが熱劣化した場合にも、ベローズの肉厚部がばね座の嵌合部で確実に保持され、ベローズの端部がばね座から抜けにくい。

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、底９を有するシリンダ１０内に、作動油が溜められている。また、底９に形成されたスリーブ嵌合凹部１１には、シリンダ１０と同軸のスリーブ１２が圧入され、スリーブ１２内に、ロッド１３が軸方向に摺動可能に挿入されている。ここで、スリーブ１２とロッド１３は、シリンダ１０内を圧力室１４とリザーバ室１５に区画する。

スリーブ１２とロッド１３の摺動面間には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通するリーク隙間１６が形成されている。リーク隙間１６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絞りを構成する。

また、スリーブ１２とスリーブ嵌合凹部１１の嵌合面間には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通する通路１７が形成され、通路１７の圧力室１４側の端部に、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１８が設けられている。

ロッド１３のシリンダ１０からの突出部分には、ばね座１９が固定されている。ばね座１９とシリンダ１０の底９との間にはリターンスプリング２０が組み込まれ、リターンスプリング２０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１９とシリンダ１０の間に形成される環状の開口は、筒状のゴム製ベローズ２１で閉鎖され、これにより、シリンダ１０内の作動油が密封されている。

ベローズ２１は、図３に示すように、一方の端部２２に、周方向に連続する肉厚部２３が形成されている。また、ばね座１９に形成されたフランジ部２４の軸方向端面２５に、周方向に連続する嵌合溝２６が形成され、嵌合溝２６内にベローズ２１の肉厚部２３が挿入されている。肉厚部２３は、嵌合溝２６の内面で径方向に挟み込まれた状態で嵌合溝２６に嵌め合わされており、これにより、ベローズ２１の端部２２がばね座１９に固定されている。

また、ベローズ２１は、図２に示すように、他方の端部２７に、周方向に連続して内径側に突出する突条２８が形成されている。突条２８は、シリンダ１０の外周に形成された周方向に連続する嵌合溝２９に嵌め合わされ、これにより、ベローズ２１の端部２７がシリンダ１０に固定されている。

また、ベローズ２１は、端部２２と端部２７の間に、軸方向の折り返し部３０が形成されており、その折り返し部３０の位置を変化させることによって軸方向に伸縮可能となっている。

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、テンションプーリ２、プーリアーム３、ばね座１９を介してロッド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、作動油がリーク隙間１６を圧力室１４側からリザーバ室１５側に流れる。このとき、チェックバルブ１８が閉じているので作動油は通路１７を流れない。こうして作動油がリーク隙間１６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１６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１８が開き、作動油が通路１７をリザーバ室１５側から圧力室１４側に流れる。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。

ここで、ベルト１の張力が変化してロッド１３が大きく移動したときに、ベローズ２１の端部２２がばね座１９から抜けやすい状態となるが、このオートテンショナ６は、ベローズ２１の肉厚部２３が、ばね座１９の嵌合溝２６の内面で径方向に挟み付けられた状態で嵌合溝２６に嵌め合わされているので、高温環境下で使用してベローズ２１のゴムが熱劣化した場合にも、ベローズ２１の肉厚部２３が嵌合溝２６で確実に保持され、ベローズ２１の端部２２がばね座１９から抜けにくい。

上記実施形態では、ベローズ２１の肉厚部２３を径方向に挟み込んだ状態で嵌め合わせる嵌合部として、ばね座１９のフランジ部２４の軸方向端面２５に形成した嵌合溝２６を例に挙げて説明したが、図４に示すように、ばね座１９の外周に周方向に連続する嵌合溝３１を形成し、その嵌合溝３１に、ベローズ２１の端部２２に形成した周方向に連続する肉厚部３２を嵌め合わせ、その肉厚部３２を外径側から嵌め合わせる嵌合リング３３を設け、嵌合溝３１と嵌合リング３３とで嵌合部を構成するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、軸方向に伸縮可能なベローズとして、端部２２と端部２７の間に折り返し部３０を形成し、その折り返し部３０の位置を変化させることによって軸方向に伸縮可能なベローズ２１を例に挙げて説明したが、この発明は、他の形式のベローズを組み込んだオートテンショナにも適用することができる。たとえば、シリンダの外周に締め付ける端部とばね座の外周に締め付ける端部の間に、外径側に隆起して周方向に連続する山部と、内径側に凹んで周方向に連続する谷部とを軸方向に交互に形成した蛇腹状のベローズを組み込んだオートテンショナにも適用することができる。

この発明の実施形態の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に示すベローズの端部近傍の拡大断面図 図１のオートテンショナの変形例を示すベローズの端部近傍の拡大断面図

符号の説明

１０ シリンダ
１２ スリーブ
１３ ロッド
１４ 圧力室
１５ リザーバ室
１６ リーク隙間
１７ 通路
１８ チェックバルブ
１９ ばね座
２０ リターンスプリング
２１ ベローズ
２２ 端部
２３ 肉厚部
２５ 軸方向端面
２６ 嵌合溝
３１ 嵌合溝
３２ 肉厚部
３３ 嵌合リング

Claims (3)

1. 有底のシリンダ（１０）内に作動油を溜め、そのシリンダ（１０）内にシリンダ（１０）と同軸にスリーブ（１２）を設け、そのスリーブ（１２）内にロッド（１３）を軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ（１０）内を圧力室（１４）とリザーバ室（１５）に区画し、絞りを形成する第１通路（１６）を介して前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通し、前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通させる第２通路（１７）を設け、その第２通路（１７）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（１８）を設け、前記ロッド（１３）の前記シリンダ（１０）からの突出部分にばね座（１９）を固定し、そのばね座（１９）と前記シリンダ（１０）の間に、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、軸方向に伸縮可能な筒状のゴム製ベローズ（２１）の一方の端部（２２）を前記ばね座（１９）に固定するとともに他方の端部（２７）を前記シリンダ（１０）に固定し、そのベローズ（２１）で前記シリンダ（１０）内の作動油を密封したオートテンショナにおいて、前記ベローズ（２１）の一方の端部（２２）に周方向に連続する肉厚部（２３）を形成し、その肉厚部（２３）を径方向に挟み込んだ状態で嵌め合わせる嵌合部を前記ばね座（１９）に設け、その嵌合部で前記ベローズ（２１）の一方の端部（２２）を前記ばね座（１９）に固定するようにしたことを特徴とするオートテンショナ。
2. 前記嵌合部を、前記ばね座（１９）の軸方向端面（２５）に形成した周方向に連続する嵌合溝（２６）で構成した請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記嵌合部を、前記ばね座（１９）の外周に形成した周方向に連続する嵌合溝（３１）と、その嵌合溝（３１）に嵌め合わせた状態の前記肉厚部（３２）に外径側から嵌め合わせる嵌合リング（３３）とで構成した請求項１に記載のオートテンショナ。

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