JP2009024715A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの温度が上昇したときにガイドスリーブの固定強度が低下しにくいオートテンショナを提供する。
【解決手段】シリンダ１０内に作動油を溜め、そのシリンダ１０の底９にインサート成形により固定した鋼製の埋込みスリーブ１１を設け、その埋込みスリーブ１１に鋼製のガイドスリーブ１３の下部外周を圧入し、そのガイドスリーブ１３内にロッド１４を軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ１０内を圧力室１５とリザーバ室１６に区画し、ガイドスリーブ１３とロッド１４の摺動面間のリーク隙間１７を介して圧力室１５とリザーバ室１６を連通し、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シールリング２０を設けた油通路１９を介して圧力室１５とリザーバ室１６を連通し、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２４を設けた構成をオートテンショナに採用する。
【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、下部に底を有するシリンダ内に作動油を溜め、そのシリンダの底に形成したスリーブ嵌合凹部に鋼製のガイドスリーブの下部外周を圧入し、そのガイド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たものが知られている（特許文献１，２）。

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、スリーブとロッドの摺動面間に形成されるリーク隙間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ピング効果が生じるので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトを安定した状態に保つ。

また、このオートテンショナは、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を設けた油通路を介して、前記圧力室と前記リザーバ室が連通している。そのため、圧力室の容積が拡大する方向には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 特開平１０−１４１４５３号公報

ところで、このオートテンショナは、アルミ合金や樹脂でシリンダを形成することによって軽量化した場合、エンジンの温度が上昇したときに、シリンダとガイドスリーブの間の熱膨張差によって、シリンダのスリーブ嵌合凹部に対するガイドスリーブの圧入代が減少し、ガイドスリーブの固定強度が低下する。そのため、オートテンショナを設計するにあたって、ガイドスリーブの圧入代を厳しい精度に設定する必要があり、製造コストが高かった。

この発明が解決しようとする課題は、エンジンの温度が上昇したときにガイドスリーブの固定強度が低下し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、下部に底を有するシリンダ内に作動油を溜め、そのシリンダの底にインサート成形により固定した鋼製の埋込みスリーブを設け、その埋込みスリーブに鋼製のガイドスリーブの下部外周を圧入し、そのガイド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、前記ガイドスリーブと前記ロッドの摺動面間に形成されるリーク隙間を介して前記圧力室と前記リザーバ室を連通し、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を設けた油通路を介して前記圧力室と前記リザーバ室を連通し、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た構成をオートテンショナに採用した。

このオートテンショナは、次の構成を加えることができる。
１）前記シリンダを、アルミダイカストまたは樹脂成形により形成する。
２）前記埋込みスリーブを前記ガイドスリーブにかしめる。
３）前記埋込みスリーブの下端に拡径部を形成する。
４）前記埋込みスリーブに内外を連通するスリットを形成し、そのスリットを介して前記油通路が圧力室とリザーバ室を連通するようにする。
５）前記ガイドスリーブの外周に下側を大径とする段部を形成し、その段部で支持した環状のスプリング受けで前記リターンスプリングを支持する。

この発明のオートテンショナは、鋼製のガイドスリーブを鋼製の埋込みスリーブに圧入しているので、エンジンの温度が上昇したときに、埋込みスリーブとガイドスリーブの間に熱膨張差が生じにくく、ガイドスリーブの固定強度が低下しにくい。

図１、図２に、自動車補機を駆動するベルト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、下部に底９を有するシリンダ１０内に作動油が溜められている。シリンダ１０は、樹脂の射出成形により形成され、シリンダ１０の底９には、図４に示す鋼製の埋込みスリーブ１１が固定されており、この固定は、シリンダ１０の成形金型内に埋込みスリーブ１１をセットした状態でシリンダ１０を成形（インサート成形）することにより行なわれている。また、埋込みスリーブ１１の下端には、下方に向けて外径が大きくなる拡径部１２が形成されており、その拡径部１２が、図３に示すように、シリンダ１０を構成する樹脂で包み込まれている。

埋込みスリーブ１１には、図３の鎖線に示すように、鋼製のガイドスリーブ１３の下部外周が圧入され、ガイドスリーブ１３内には、図２に示すように、ロッド１４が軸方向に摺動可能に挿入されており、そのガイドスリーブ１３とロッド１４によって、シリンダ１０内が圧力室１５とリザーバ室１６に区画されている。ガイドスリーブ１３とロッド１４の摺動面間には、圧力室１５とリザーバ室１６を連通するリーク隙間１７が形成されている。

埋込みスリーブ１１には、図３、図４に示すように、内外を連通するスリット１８が形成されており、シリンダ１０には、そのスリット１８を介して圧力室１５とリザーバ室１６を連通する油通路１９が形成されている。

油通路１９の圧力室１５側の端部には、図５に示すように、シールリング２０が設けられている。シールリング２０は、ガイドスリーブ１３の下部内周を軸方向に摺動可能に設けられており、そのシールリング２０で、油通路１９の圧力室１５側の開口を閉鎖可能となっている。また、ガイドスリーブ１３の内周には、下側を大径とする段部２１が形成されている。シールリング２０は、段部２１とシールリング２０の間にガイドスリーブ１３と同軸に組み込まれたバルブスプリング２２で下方に付勢され、これにより、油通路１９の圧力室１５側の開口を閉鎖する位置に保持されている。ここで、シールリング２０は、油通路１９のリザーバ室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を構成している。

図２に示すように、ロッド１４の上部には、ばね座２３が固定されている。ばね座２３とシリンダ１０の底９との間にはリターンスプリング２４が組み込まれ、リターンスプリング２４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。リターンスプリング２４の下端は、環状のスプリング受け２５で支持されており、スプリング受け２５は、ガイドスリーブ１３の外周に形成された下側を大径とする段部２６で支持されている。

ばね座２３には、シリンダ１０の上部内周に設けた環状のシール部材２７に摺動可能に接触する筒状のスカート２８が設けられ、これにより、シリンダ１０内の作動油が密封されている。

ロッド１４の下部外周には、周方向に連続する溝２９が形成され、その溝２９に、Ｃ形リング状の止め輪３０が嵌め込まれている。また、ガイドスリーブ１３の内周には、下側を大径とする段部３１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が移動したときに止め輪３０が段部３１に係止し、その係止によって、ロッド１４がガイドスリーブ１３から抜け止めされるようになっている。

次に、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２３を介してロッド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５に示すように、作動油がリーク隙間１７を通って圧力室１５側からリザーバ室１６側に流れ、これにより、ロッド１４が下方に移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング２４の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ２が移動し、ベルト１の緊張を吸収する。このとき、リーク隙間１７を流れる作動油の流量が制限されてダンピング効果が生じるので、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つ。また、圧力室１５とリザーバ室１６の圧力差によって、シールリング２０が油通路１９の圧力室１５側の開口を閉鎖するので、作動油は油通路１９を流れない。

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２４の付勢力によってロッド１４が上方に移動し、圧力室１５の容積が拡大することで、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、図７に示すように、圧力室１５とリザーバ室１６の圧力差によってシールリング２０が上方に移動し、その移動によって油通路１９の圧力室１５側の開口が開き、作動油が油通路１９をリザーバ室１６側から圧力室１５側に流れる。このようにして、テンションプーリ２は、ベルト１の張力とリターンスプリング２４の付勢力とがつり合う位置まで速やかに移動し、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、鋼製のガイドスリーブ１３を鋼製の埋込みスリーブ１１に圧入しているので、エンジンの温度が上昇したときに、埋込みスリーブ１１とガイドスリーブ１３の間に熱膨張差が生じにくく、ガイドスリーブ１３の固定強度が低下しにくい。そのため、オートテンショナ６を設計するにあたって、ガイドスリーブ１３の圧入代を厳しい精度に設定する必要がなく、低コストである。

また、このオートテンショナ６は、リターンスプリング２４の下端を、スプリング受け２５を介してガイドスリーブ１３で支持しているので、ロッド１４が上方に移動して止め輪３０が段部３１に係止したときに、ガイドスリーブ１３と埋め込みスリーブ１１の間にリターンスプリング２４の付勢力が作用しにくく、ガイドスリーブ１３の固定が確実である。

上記実施形態では、樹脂の射出成形によってシリンダ１０を形成したが、シリンダ１０は、アルミ合金のダイカストによって形成してもよい。この場合、シリンダ１０のダイカスト金型内に埋込みスリーブ１１をセットした状態でシリンダ１０を成形（インサート成形）することにより、埋込みスリーブ１１を固定することができる。

また、上記実施形態では、埋込みスリーブ１１の固定強度を高めるために、埋込みスリーブ１１の下端に拡径部１２を形成したが、拡径部１２は必須ではない。

埋込みスリーブ１１は、図８に示すように、ポンチなどの工具で上端面に凹み３２を形成することにより、ガイドスリーブ１３にかしめてもよい。このようにすると、ガイドスリーブ１３の固定強度をさらに高めることができる。

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線に沿った拡大断面図 図２に示す埋め込みスリーブにガイドスリーブを圧入する過程を示す埋め込みスリーブ近傍の拡大断面図 図２に示す埋め込みスリーブの斜視図 図２のガイドスリーブ下部近傍の拡大断面図 図５のVI−VI線に沿った断面図 図５に示す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に示す埋め込みスリーブをガイドスリーブにかしめた状態を示す埋め込みスリーブ近傍の拡大断面図

符号の説明

９ 底
１０ シリンダ
１１ 埋込みスリーブ
１２ 拡径部
１３ ガイドスリーブ
１４ ロッド
１５ 圧力室
１６ リザーバ室
１７ リーク隙間
１８ スリット
１９ 油通路
２０ シールリング
２４ リターンスプリング
２５ スプリング受け
２６ 段部

Claims (6)

1. 下部に底（９）を有するシリンダ（１０）内に作動油を溜め、そのシリンダ（１０）の底（９）にインサート成形により固定した鋼製の埋込みスリーブ（１１）を設け、その埋込みスリーブ（１１）に鋼製のガイドスリーブ（１３）の下部外周を圧入し、そのガイドスリーブ（１３）内にロッド（１４）を軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ（１０）内を圧力室（１５）とリザーバ室（１６）に区画し、前記ガイドスリーブ（１３）と前記ロッド（１４）の摺動面間に形成されるリーク隙間（１７）を介して前記圧力室（１５）と前記リザーバ室（１６）を連通し、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（２０）を設けた油通路（１９）を介して前記圧力室（１５）と前記リザーバ室（１６）を連通し、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（２４）を設けたオートテンショナ。
2. 前記シリンダ（１０）を、アルミダイカストまたは樹脂成形により形成した請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記埋込みスリーブ（１１）を前記ガイドスリーブ（１３）にかしめた請求項１または２に記載のオートテンショナ。
4. 前記埋込みスリーブ（１１）の下端に拡径部（１２）を形成した請求項１から３のいずれかに記載のオートテンショナ。
5. 前記埋込みスリーブ（１１）に内外を連通するスリット（１８）を形成し、そのスリット（１８）を介して前記油通路（１９）が圧力室（１５）とリザーバ室（１６）を連通するようにした請求項１から４のいずれかに記載のオートテンショナ。
6. 前記ガイドスリーブ（１３）の外周に下側を大径とする段部（２６）を形成し、その段部（２６）で支持した環状のスプリング受け（２５）で前記リターンスプリング（２４）を支持した請求項１から５のいずれかに記載のオートテンショナ。

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