JP2009052652A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で、低コストな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、シリンダ１０の底９に形成したスリーブ嵌合凹部１２にスリーブ１１の下部外周を嵌め合わせ、スリーブ１１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、ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間に形成されたリーク隙間１６を介して圧力室１４とリザーバ室１５を連通し、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シールリング１８を設けた通路１７を介して圧力室１４とリザーバ室１５を連通し、ロッド１３の上端にばね座２３を固定し、そのばね座２３を圧力室１４の容積が拡大する方向に付勢するリターンスプリング２９を設けたオートテンショナ６において、シリンダ１０とばね座２３のうちの少なくとも一方を熱硬化性樹脂で形成する。
【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、下部に底を有するシリンダ内に作動油を溜め、そのシリンダ内にシリンダと同軸にスリーブを固定し、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、そのロッドの上端にばね座を一体に形成し、そのばね座を前記圧力室の容積が拡大する方向にリターンスプリングで付勢し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、ロッドとスリーブの摺動面間に形成された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るので、ロッドはゆっくりと移動する。

また、圧力室とリザーバ室は、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通路を介して連通しており、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが移動すると、前記チェックバルブが開き、前記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は、ロッドが速やかに移動する。
特表２０００−５０４３９５号公報

ところで、このオートテンショナは、ロッドとシリンダをアルミダイカストで形成しているので、圧力室の作動油がロッドやシリンダに浸透して外部に漏れるのを防止するために、ロッドとシリンダの肉厚を大きくする必要があり、軽量化するのが難しかった。また、薄肉の小さいものをアルミダイカストで成形するのは難しく、コスト高であった。

この発明が解決しようとする課題は、軽量で、低コストな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、前記シリンダとばね座のうちの少なくとも一方を熱硬化性樹脂で形成した。

前記熱硬化性樹脂は、例えば、フェノール樹脂を採用することができる。また、前記熱硬化性樹脂に無機繊維を添加することができ、この場合、無機繊維を４０〜６０重量％含有するように無機繊維を添加することができる。前記無機繊維としては、例えば、ガラス繊維を採用することができる。

また、上記オートテンショナは、前記シリンダとばね座のうちの少なくともばね座を熱硬化性樹脂で形成し、そのばね座の前記ロッドの上端への固定をインサート成形により行なうことができ、この場合、前記ロッドの上端外周に円周溝を形成すると、ばね座に対するロッドの固定強度を高めることができる。

また、上記オートテンショナは、前記シリンダとばね座のうちの少なくともばね座を熱硬化性樹脂で形成し、前記シリンダの上端内周に取り付けた環状のシール部材の内周に摺接する筒状のカラーを設け、そのカラーの上端を、インサート成形により前記ばね座に固定することができ、この場合、前記カラーの上端に拡径部を形成すると、ばね座に対するカラーの固定強度を高めることができる。

この発明のオートテンショナは、シリンダとばね座のうちの少なくとも一方を熱硬化性樹脂で形成しているので、その部材を通じた作動油の浸透漏れが生じにくい。そのため、その熱硬化性樹脂で形成した部材の肉厚を小さくして、オートテンショナを軽量化することができる。また、薄肉の小さいものを樹脂成形するのは容易なので、このオートテンショナは、低コストである。

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、無機繊維が添加された熱硬化性樹脂からなり、無機繊維を４０〜６０重量％含有するようになっている。熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂を用いることができ、無機繊維としては、ガラス繊維を用いることができる。

シリンダ１０内には、シリンダ１０と同軸に鋼製のスリーブ１１が挿入され、シリンダ１０の底９に形成されたスリーブ嵌合凹部１２にスリーブ１１の下部外周が嵌め合わされている。スリーブ１１内には、鋼製のロッド１３が軸方向に摺動可能に挿入されており、スリーブ１１とロッド１３によって、シリンダ１０内が圧力室１４とリザーバ室１５に区画されている。

圧力室１４とリザーバ室１５は、スリーブ１１とロッド１３の摺動面間に形成されたリーク隙間１６を介して連通している。また、スリーブ嵌合凹部１２とスリーブ１１の嵌合面間には、圧力室１４の下部とリザーバ室１５の下部を連通する通路１７が設けられている。

図４に示すように、スリーブ１１の下部内周には、シールリング１８が軸方向に摺動可能に設けられている。シールリング１８は、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として機能し、圧力室１４の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも低くなったときは、上方に移動して、通路１７の圧力室１４側の開口を開放し、一方、圧力室１４の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも高くなったときは、下方に移動して、通路１７の圧力室１４側の開口を閉鎖する。また、スリーブ１１内には、シールリング１８を下方に付勢するコイルばね１９が組み込まれている。

図２に示すように、ロッド１３の下部外周には、周方向に連続する溝２０が形成され、その溝２０に、Ｃ形リング状の止め輪２１が嵌め込まれている。また、スリーブ１１の内周には、下側を大径とする段部２２が形成されており、圧力室１４の容積を拡大する方向にロッド１３が移動したときに止め輪２１が段部２２に係止し、その係止によって、ロッド１３がスリーブ１１から抜け止めされるようになっている。

ロッド１３の上端には、ばね座２３が固定されている。ばね座２３は、シリンダ１０と同様の熱硬化性樹脂からなり、ばね座２３の成形金型内にロッド１３の上端をセットした状態でばね座２３を成形（インサート成形）することによって、ロッド１３の上端が固定されている。

シリンダ１０の上端内周には、環状のシール部材２４が取り付けられている。シール部材２４は、ばね座２３に固定された筒状のカラー２５の外周に摺接し、シリンダ１０内の作動油を密封している。カラー２５は、カラー２５の上端をばね座２３の成形金型内にセットした状態でばね座２３を成形（インサート成形）することによって、ばね座２３に固定されている。

また、ばね座２３には、シリンダ１０の上部外周と対向する筒状のダストカバー２６が一体に形成されている。

図３に示すように、ロッド１３の上端外周には、円周溝２７が形成されている。また、カラー２５の上端には、拡径部２８が形成されている。

図２に示すように、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２９が組み込まれており、リターンスプリング２９は、圧力室１４の容積を拡大する方向にばね座２３を付勢している。リターンスプリング２９の下端は、図４に示すように、環状のスプリング受け３０で支持されており、スプリング受け３０は、スリーブ１１の外周に形成された下側を大径とする段部３１で支持されている。

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を通って圧力室１４側からリザーバ室１５側に流れ、これにより、ロッド１３が下方に移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング２９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１６を流れる作動油の流量が制限されてダンパー作用が生じるので、テンションプーリ２はゆっくりと移動し、ベルト１の張力を安定した状態に保つ。また、図４に示すように、圧力室１４とリザーバ室１５の圧力差によって、シールリング１８が通路１７の圧力室１４側の開口を閉鎖するので、作動油は通路１７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２９の付勢力によってロッド１３が上方に移動し、圧力室１４の容積が拡大することで、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、図５に示すように、圧力室１４とリザーバ室１５の圧力差によって、シールリング１８が通路１７の圧力室１４側の開口を開放し、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。そのため、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２９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、シリンダ１０とばね座２３を熱硬化性樹脂で形成しているので、シリンダ１０を通じた作動油の浸透漏れや、ばね座２３を通じた作動油の浸透漏れが生じにくい。そのため、シリンダ１０の肉厚と、ばね座２３の肉厚を小さくして、オートテンショナ６を軽量化することができる。

また、薄肉の小さいシリンダ１０や、ダストカバー２６の薄肉の小さいばね座２３を樹脂成形するのは、薄肉の小さいシリンダ１０や、ダストカバー２６の薄肉の小さいばね座２３をアルミダイカストによって形成する場合と比較して容易である。そのため、このオートテンショナ６は、低コストである。

また、このオートテンショナ６は、シリンダ１０が熱硬化性樹脂からなるので、周囲温度が上昇したときに、シリンダ１０とスリーブ１１の間に熱膨張差が生じにくい。そのため、高温時にもスリーブ嵌合凹部１２とスリーブ１１の嵌合状態が維持され、スリーブ嵌合凹部１２からのスリーブ１１の抜けを確実に防止することができる。

また、このオートテンショナ６は、ばね座２３が熱硬化性樹脂からなるので、周囲温度が上昇したときに、ばね座２３とロッド１３の間に熱膨張差が生じにくい。そのため、高温時にも、ばね座２３に対するロッド１３の固定が安定している。

また、このオートテンショナ６は、ロッド１３の上端外周の円周溝２７によって、ロッド１３の上端がばね座２３から抜け止めされるので、ロッド１３の固定強度が高い。そのため、張力調整装置のベルトが切れたときなど、段部２２が止め輪２１を係止してばね座２３とロッド１３の間に引き抜き力が動的に作用したときにも、ばね座２３からロッド１３が抜けず、オートテンショナ６の分解を確実に防止することができる。

また、このオートテンショナ６は、カラー２５の上端の拡径部２８によって、カラー２５の上端がばね座２３から抜け止めされるので、カラー２５の固定強度が高い。

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のロッド上端近傍の拡大断面図 図２のスリーブ下端近傍の拡大断面図 図４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

６ オートテンショナ
９ 底
１０ シリンダ
１１ スリーブ
１２ スリーブ嵌合凹部
１３ ロッド
１４ 圧力室
１５ リザーバ室
１６ リーク隙間
１７ 通路
１８ シールリング
２３ ばね座
２４ シール部材
２５ カラー
２７ 円周溝
２９ リターンスプリング

Claims (9)

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）に形成したスリーブ嵌合凹部（１２）にスリーブ（１１）の下部外周を嵌め合わせ、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てシリンダ（１０）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）の摺動面間に形成されたリーク隙間（１６）を介して前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通し、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）を設けた通路（１７）を介して前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通し、前記ロッド（１３）の上端にばね座（２３）を固定し、そのばね座（２３）を前記圧力室（１４）の容積が拡大する方向に付勢するリターンスプリング（２９）を設けたオートテンショナ（６）において、前記シリンダ（１０）とばね座（２３）のうちの少なくとも一方を熱硬化性樹脂で形成したことを特徴とするオートテンショナ。
2. 前記熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記熱硬化性樹脂に無機繊維を添加した請求項１または２に記載のオートテンショナ。
4. 前記熱硬化性樹脂が、前記無機繊維を４０〜６０重量％含有する請求項３に記載のオートテンショナ。
5. 前記無機繊維が、ガラス繊維である請求項３または４に記載のオートテンショナ。
6. 前記シリンダ（１０）とばね座（２３）のうちの少なくともばね座を熱硬化性樹脂で形成し、そのばね座（２３）の前記ロッド（１３）の上端への固定をインサート成形により行なった請求項１から５のいずれかに記載のオートテンショナ。
7. 前記ロッド（１３）の上端外周に円周溝（２７）を形成した請求項６に記載のオートテンショナ。
8. 前記シリンダ（１０）とばね座（２３）のうちの少なくともばね座（２３）を熱硬化性樹脂で形成し、前記シリンダ（１０）の上端内周に取り付けた環状のシール部材（２４）の内周に摺接する筒状のカラー（２５）を設け、そのカラー（２５）の上端を、インサート成形により前記ばね座（２３）に固定した請求項１から５のいずれかに記載のオートテンショナ。
9. 前記カラー（２５）の上端に拡径部を形成した請求項８に記載のオートテンショナ。

Images