JP2009063038A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】圧力室に混入した空気を速やかに排出可能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、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の摺動面間のリーク隙間２３を介して圧力室１４とリザーバ室１５を連通し、チェックバルブ２８を設けた油通路２７を介して圧力室１４の下部とリザーバ室１５の下部を連通し、ロッド１３の上端にばね座１６を固定し、そのばね座１６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１７を設けたオートテンショナ６において、ロッド１３の下端に、ロッド１３の軸線上に中心を持つ球面２４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、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スリーブの下部外周を嵌め合わせ、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、そのロッドを、圧力室の容積を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、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パー作用が生じるので、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、圧力室の下部とリザーバ室の下部は、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、前記油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、このようなオートテンショナにおいて、圧力室に空気が混入すると、ベルトの張力が大きくなったときに、その空気が圧縮してロッドが移動するので、ダンパー作用の発生が遅れる。このダンパー作用の遅れを防止するためには、圧力室に混入した空気を、ロッドとスリーブの摺動面間を通じて速やかにリザーバ室に排出する必要がある。

しかし、上記のオートテンショナは、ロッドの下端が平面なので、圧力室に空気が混入したときに、その空気が、ロッド下端の平面に保持されて圧力室内に滞留しやすかった。

この発明が解決しようとする課題は、圧力室に混入した空気を速やかに排出可能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、前記ロッドの下端に、ロッドの軸線上に中心を持つ球面を形成した。この球面は、前記ロッドの下端全面に形成してもよく、前記ロッドの下端中央にロッドの断面積の１／４以下の面積の平面を形成し、その平面の周りに形成してもよい。

さらに、このオートテンショナは、前記ロッドの下部外周に、ロッドの下端に至る切欠き溝を形成すると好ましい。この切欠き溝は、例えば、周方向に間隔をおいて複数形成してもよく、ローレット加工により形成してもよい。

さらに、このオートテンショナは、前記スリーブの内周に下側を大径とする段部を形成し、その段部に係止して前記ロッドをスリーブから抜け止めする止め輪を、ロッドの下部外周に形成した円周溝に装着し、その円周溝から上方に延びる縦溝を前記ロッドの下部外周に形成すると好ましい。この縦溝は、前記円周溝の内面に対する前記止め輪の接触位置よりも深くなるように形成することができる。

この発明のオートテンショナは、圧力室内の空気が、ロッドの下端の球面に沿ってロッドの外径側に導かれるので、圧力室に空気が混入したときに、その空気がロッドの下端に保持されにくい。そのため、このオートテンショナは、圧力室に混入した空気を、ロッドとスリーブの摺動面間を通じて速やかにリザーバ室に排出することができ、ダンパー作用の発生が遅れにくい。

さらに、前記ロッドの下部外周に、ロッドの下端に至る切欠き溝を形成したものは、圧力室内の空気が、前記切欠き溝を通じてロッドとスリーブの摺動面間に入り込む。そのため、このオートテンショナは、圧力室に混入した空気を、速やかに排出することができる。

さらに、前記ロッドの下部外周に形成した円周溝から上方に延びる縦溝を形成したものは、円周溝内の空気が、前記縦溝を通じて、ロッドとスリーブの摺動面間に入り込むので、円周溝内に空気が滞留しにくい。そのため、このオートテンショナは、圧力室に混入した空気を、速やかに排出することができる。

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内には、シリンダ１０と同軸にスリーブ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、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。

ロッド１３の上端には、ばね座１６が固定されている。ばね座１６とシリンダ１０の底９との間にはリターンスプリング１７が組み込まれ、リターンスプリング１７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１６には、シリンダ１０の上部内周に設けた環状のオイルシール１８に摺動可能に接触する筒状のスカート１９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１３の下部外周には、周方向に連続する円周溝２０が形成され、その円周溝２０に、Ｃ形リング状の止め輪２１が装着されている。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。

スリーブ１１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２３が形成されている。

図３に示すように、ロッド１３の下端には、ロッド１３の軸線上に中心を持つ球面２４が形成されており、圧力室１４内の空気が、球面２４に沿ってロッド１３の外径側に導かれるようになっている。また、ロッド１３の下部外周には、ロッド１３の下端に至る切欠き溝２５が、図４に示すように、周方向に間隔をおいて複数形成されており、図５に示すように、圧力室１４内の空気が、切欠き溝２５を通じてロッド１３とスリーブ１１の摺動面間に入り込むようになっている。

また、ロッド１３の下部外周には、円周溝２０から上方に延びる縦溝２６が形成されており、円周溝２０内の空気が、縦溝２６を通じてロッド１３とスリーブ１１の摺動面間に入り込むようになっている。縦溝２６は、図５に示すように、円周溝２０の内面に対する止め輪２１の接触位置よりも深くなるように形成され、これにより、縦溝２６が確実に円周溝２０の内面に開口するようになっている。

図３に示すように、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の下部を連通する油通路２７が形成されている。

スリーブ１１の下部内周には、シールリング２８が軸方向に摺動可能に設けられている。シールリング２８は、油通路２７において、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、油通路２７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、油通路２７の圧力室１４側の開口を閉鎖する。

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１６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２３を圧力室１４側からリザーバ室１５側に流れる。このとき、図３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２８が下方に移動して油通路２７の圧力室１４側の端部を閉じるので、油通路２７を作動油は流れない。

このようにして、作動油がリーク隙間２３を流れることによりロッド１３が下方に移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング１７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１７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６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２８が上方に移動して油通路２７の圧力室１４側の端部を開き、作動油が油通路２７をリザーバ室１５側から圧力室１４側に流れる。このとき、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１７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、圧力室１４内の空気が、ロッド１３の下端の球面２４に沿ってロッド１３の外径側に導かれるので、ロッド１３の下端を平面とした場合と比較して、ロッド１３の下端に空気が保持されにくい。そのため、圧力室１４に混入した空気を、ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間を通じて速やかにリザーバ室１５に排出することができ、ダンパー作用の発生が遅れにくい。

また、このオートテンショナ６は、圧力室１４内の空気が、切欠き溝２５を通じてロッド１３とスリーブ１１の摺動面間に入り込むので、切欠き溝２５を設けない場合と比較して、ロッド１３の下端外周に空気が保持されにくい。そのため、圧力室１４に混入した空気を、速やかに排出することができる。

また、このオートテンショナ６は、円周溝２０内の空気が、縦溝２６を通じて、ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間に入り込むので、円周溝２０内に空気が滞留しにくい。そのため、圧力室１４に混入した空気を、速やかに排出することができる。

上記実施形態では、ロッド１３の下端全面に球面２４を形成しているが、図７に示すように、ロッド１３の下端中央にロッド１３の断面積の１／４以下の面積の平面２９を形成し、その平面２９の周りに、ロッド１３の軸線上に中心を持つ球面３０を形成してもよい。このようにしても、圧力室１４内の空気を、球面３０に沿ってロッド１３の外径側に導いて、ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間を通じて速やかにリザーバ室１５に排出することができる。また、ロッド１３の下端の加工範囲を抑え、ロッド１３の製造コストを低減することができる。

また、上記実施形態では、ロッド１３の下端に至る切欠き溝２５を、周方向に間隔をおいて形成しているが、図８，９に示すように、ロッド１３の下端に至る切欠き溝３１をローレット加工により形成してもよい。

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のロッド下部近傍の拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図３のロッド下部外周の拡大断面図 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断面図 図３に示すロッドの変形例を示す断面図 図３に示すロッドの他の変形例を示す断面図 図８のIX−IX線に沿った断面図

符号の説明

６ オートテンショナ
９ 底
１０ シリンダ
１２ スリーブ嵌合凹部
１３ ロッド
１４ 圧力室
１５ リザーバ室
１６ ばね座
１７ リターンスプリング
２０ 円周溝
２１ 止め輪
２２ 段部
２３ リーク隙間
２４ 球面
２５ 切欠き溝
２６ 縦溝
２７ 油通路
２８ シールリング
２９ 平面
３０ 球面
３１ 切欠き溝

Claims (8)

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（２３）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（２８）を設けた油通路（２７）を介して前記圧力室（１４）の下部と前記リザーバ室（１５）の下部を連通し、前記ロッド（１３）の上端にばね座（１６）を固定し、そのばね座（１６）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（１７）を設けたオートテンショナ（６）において、前記ロッド（１３）の下端に、ロッド（１３）の軸線上に中心を持つ球面（２４）を形成したことを特徴とするオートテンショナ。
2. 前記ロッド（１３）の下端全面に前記球面（２４）を形成した請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記ロッド（１３）の下端中央にロッド（１３）の断面積の１／４以下の面積の平面（２９）を形成し、その平面（２９）の周りに前記球面（３０）を形成した請求項１に記載のオートテンショナ。
4. 前記ロッド（１３）の下部外周に、ロッド（１３）の下端に至る切欠き溝（２５）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. 前記切欠き溝（２５）を、周方向に間隔をおいて複数形成した請求項４に記載のオートテンショナ。
6. 前記切欠き溝（３１）を、ローレット加工により形成した請求項４に記載のオートテンショナ。
7. 前記スリーブ（１１）の内周に下側を大径とする段部（２２）を形成し、その段部（２２）に係止して前記ロッド（１３）をスリーブ（１１）から抜け止めする止め輪（２１）を、ロッド（１３）の下部外周に形成した円周溝（２０）に装着し、その円周溝（２０）から上方に延びる縦溝（２６）を前記ロッド（１３）の下部外周に形成した請求項１から６のいずれかに記載のオートテンショナ。
8. 前記縦溝（２６）を、前記円周溝（２０）の内面に対する前記止め輪（２１）の接触位置よりも深くなるように形成した請求項７に記載のオートテンショナ。

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