JP2010106905A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】ベローズの損傷を抑制し、リザーバ室内に水や塵埃が侵入するのを防止することである。
【解決手段】ばね座７の外周とシリンダ１の上部外周にベローズ１２の両端に設けられた筒部１４、１５を嵌合して、シリンダ１とスリーブ４間に密閉されたリザーバ室１９を形成し、一方の筒部１５の開口端に形成されたシールリップ１６をシリンダ１の外径面に弾性接触させて、水や塵埃がリザーバ室１９内に侵入するのを防止する。ベローズ１２の収縮によるリザーバ室１９の圧力上昇時に筒部１５を膨張させ、その筒部１５とシリンダ１の外径面間に隙間を形成し、その隙間に流入するエアの圧力によりシールリップ１６を弾性変形させてリザーバ室１９内のエアを外部に排出させてベローズ１２が大きく変形するのを防止し、ベローズ１２の損傷を抑制する。
【選択図】図１

Description

この発明は、オルタネータやウォータポンプ、エアコンのコンプレッサ等の自動車補機を駆動するベルトの張力調整用に用いられる油圧式オートテンショナに関する。

エンジンのクランクシャフトの回転を各種の自動車補機に伝えるベルト伝動装置においては、図５に示すように、ベルト３１の弛み側にテンションプーリ３２を支持する揺動可能なプーリアーム３３を設け、そのプーリアーム３３に油圧式オートテンショナＡの調整力を付与して、上記テンションプーリ３２がベルト３１を押圧する方向にプーリアーム３３を付勢し、ベルト３１の張力を一定に保持するようにしている。３４はプーリアーム３３の揺動中心軸を示す。

上記のようなベルト伝動装置に使用される油圧式オートテンショナＡとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この油圧式オートテンショナにおいては、作動油が充填された底付きシリンダの内底面から立ち上がるスリーブ内にロッドの下部をスライド自在に挿入してスリーブ内に圧力室を形成し、ロッドの上部に設けられたばね座とシリンダの底面間にリターンスプリングを組込んでロッドとシリンダを伸張する方向に付勢している。

また、ばね座の外周とシリンダの上部外周に弾性を有するベローズの両端の筒部を嵌合してシリンダとスリーブ間に密閉されたリザーバ室を形成し、そのリザーバ室下部と上記圧力室とを通路で連通し、その通路にチェックバルブを設け、ベルト３１からテンションプーリ３２およびプーリアーム３３を介して油圧式オートテンショナＡにシリンダとロッドを収縮させる方向の押込み力が負荷された際に、チェックバルブを閉じ、圧力室内に封入された作動油のダンパ作用によって上記押込み力を緩衝するようにしている。

上記のような油圧式オートテンショナは、数ｍｍから数１０ｍｍの伸縮機能を有しているため、リザーバ室を密閉するベローズにも伸縮性が要求される。

そこで、特許文献１に記載された油圧式オートテンショナにおいては、ベローズの長さ方向の中央部に上向きの反転部と、その反転部の外側端に下向きの反転部を設けて伸縮性を付与し、上記上向き反転部に連設された小径筒部をばね座の外周に締め代を持って嵌合すると共に、下向き反転部に連設された大径筒部をシリンダの上部外周に締め代をもって嵌合している。

特表２０００−５０４３９５号公報

ところで、上記従来の油圧式オートテンショナにおいては、収縮時にはリザーバ室の容積が減少して圧力が増加し、その圧力変化によりベローズが径方向外方に大きく変形して、損傷し易いという問題があった。

この発明の課題は、ベローズの損傷を抑制することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、閉塞端を下部に有し、内部に作動油が充填されたシリンダ内に、その内底面から立ち上がるスリーブを設け、そのスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入してスリーブ内に圧力室を形成し、前記ロッドの上部に設けられたばね座とシリンダの内底面間に、シリンダとロッドを伸張する方向に付勢するリターンスプリングを組込み、前記ばね座の外周とシリンダの上部外周に弾性を有する伸縮可能なベローズの両端の筒部を嵌合してシリンダとスリーブ間に密閉されたリザーバ室を形成し、そのリザーバ室と前記圧力室を連通する油通路に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設けた油圧式オートテンショナにおいて、前記ベローズの両端に設けられた一対の筒部の少なくとも一方の筒部が、シリンダとロッドの相対的な伸縮によるリザーバ室の圧力上昇時に膨張して嵌合対象物との間に隙間を形成する弾性を有し、その筒部の開口端に嵌合対象物の外径面に弾性接触する環状のシールリップを形成した構成を採用したのである。

上記の構成からなる油圧式オートテンショナにおいて、シリンダとロッドの相対的な収縮によりベローズが収縮し、リザーバ室の容積が減少して圧力が高くなると、筒部が膨張して嵌合対象物との間に隙間が生じ、その隙間に流れるエアの圧力によりシールリップが外方に変形して嵌合対象物との間に隙間が形成され、リザーバ室内のエアは上記隙間から外部に流出する。このため、ベローズが大きく変形するというようなことがなくなり、ベローズの損傷を抑制することができる。

リザーバ室内のエアが外部に排気されると、筒部が縮径して嵌合対象物の外径面に密着し、また、シールリップが嵌合対象物の外径面に弾性接触し、その接触により、水や塵埃がリザーバ室内に侵入するのが防止される。そのシールリップを複数とすると、シール性を高めることができ、水や塵埃の侵入をより効果的に防止することができる。

ここで、嵌合対象物とは、圧力上昇時に膨張する筒部がシリンダに嵌合されている場合はシリンダをいい、ばね座に嵌合されている場合はばね座をいう。その嵌合対象物の外径面に筒部が嵌合される大径部を設け、その大径部の端面との間に間隔をおいてシールリップを嵌合対象物の外径面に弾性接触させ、あるいは、嵌合対象物の外径面にシールリップが嵌め込まれる環状溝を形成し、その環状溝の内径面にシールリップを弾性接触させることにより、嵌合対象物の外径面とシールリップとの間にラビリンスを形成することができるため、防水、防塵により大きな効果を挙げることができる。

リザーバ室を密閉するベローズは、蛇腹部の両端に筒部を連設した蛇腹状ベローズであってもよく、あるいは、長さ方向の中央部に上向きの反転部と、その反転部の外側端に下向きの反転部を設け、各反転部の端部に筒部を連設した反転部付きベローズであってもよい。

この発明においては、上記のように、リザーバ室の容積が減少して圧力が高くなると、筒部が膨張して、嵌合対象物との間に隙間が生じ、その隙間からリザーバ室内のエアは外部に流出するため、ベローズが大きく変形するというようなことがなくなり、ベローズの損傷を抑制することができる。

また、リザーバ室内のエアが排気されると、筒部は直ちに縮径して嵌合対象物の外径面に密着し、シールリップが嵌合対象物の外径面に弾性接触するため、水や塵埃の侵入を防止することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１に示すように、シリンダ１は下部が閉塞し、その閉塞端部にエンジンブロックに回転自在に連結される連結片２が設けられている。

シリンダ１の内底面には、スリーブ嵌合孔３が設けられ、そのスリーブ嵌合孔３内にスリーブ４の下端部が圧入されている。スリーブ４内にはロッド５の下部がスライド自在に挿入され、そのロッド５の挿入によって、スリーブ４内に圧力室６が設けられている。

ロッド５のシリンダ１の外部に位置する上端部にはばね座７が固定され、そのばね座７とシリンダ１の底面間に組込まれたリターンスプリング８は、シリンダ１とロッド５を相対的に伸張する方向に付勢している。

ばね座７は円板状をなし、その上面には図５に示すプーリアーム３３に対して連結される連結片９が設けられている。また、ばね座７の外周には周方向に延びる係合溝１０が形成され、下面にはリターンスプリング８の上端部に嵌合して、リターンスプリング８の上端が径方向に移動するのを防止する円筒部１１が設けられている。

ばね座７とシリンダ１の上端面間はベローズ１２の装着によって閉塞される。図１および図２（ａ）に示すように、ベローズ１２は、蛇腹部１３の両端に筒部１４、１５を設け、各筒部１４、１５の内径面に環状突出部１４ａ、１５ａを形成し、一方の筒部１５の開口端に内方に向く傾斜状のシールリップ１６を設けた構成とされ、ゴムあるいは合成樹脂により形成されて弾性を有し、かつ、伸縮可能とされている。

ベローズ１２の一端の筒部１４はばね座７の外周に嵌合され、その筒部１４の内径面に形成された環状突出部１４ａが係合溝１０に係合されている。また、他端の筒部１５はシリンダ１の上部外周に形成された大径部１７の外径面に嵌合され、その筒部１５の内径面に設けられた環状突出部１５ａが大径部１７の外径面に形成された係合溝１８に係合され、開口端に設けられたシールリップ１６がシリンダ１の外径面に弾性接触して、上記大径部１７の端面１７ａとの間にラビリンスＬを形成している。

上記のようなベローズ１２の装着により、シリンダ１とスリーブ４との間に密閉されたリザーバ室１９が形成されている。リザーバ室１９と圧力室６は、スリーブ嵌合孔３とスリーブ４の嵌合面間に形成された油通路２０で連通し、その油通路２０の圧力室６側の端部に設けられたチェックバルブ２１は、圧力室６内の圧力がリザーバ室１９内の圧力より高くなると、油通路２０を閉鎖するようになっている。

ここで、ベローズ１２の他端の筒部１５は、シリンダ１とロッド５の相対的な伸縮によるリザーバ室１９の圧力上昇時に膨張して大径部１７との間に隙間を形成する弾性を有している。

実施の形態で示す油圧式オートテンショナは上記の構成からなり、図５に示す補機駆動用ベルト３１の張力調整に際しては、シリンダ１の閉塞端に設けた連結片２をエンジンブロックに連結し、かつ、ばね座７の連結片９をプーリアーム３３に連結して、そのプーリアーム３３に調整力を付与する。

上記のようなベルト３１の張力調整状態において、補機の負荷変動等によってベルト３１の張力が変化し、上記ベルト３１の張力が弱くなると、リターンスプリング８の押圧によりシリンダ１とロッド５が伸張する方向に相対移動してベルト３１の弛みが吸収される。

ここで、シリンダ１とロッド５が伸張する方向に相対移動するとき、圧力室６内の圧力はリザーバ室１９内の圧力より低くなるため、チェックバルブ２１が油通路２０を開放する。このため、リザーバ室１９内の作動油は油通路２０から圧力室６内にスムーズに流れ、シリンダ１とロッド５は伸張する方向にスムーズに相対移動してベルト３１の弛みを直ちに吸収する。

一方、ベルト３１の張力が強くなると、ベルト３１から油圧式オートテンショナのシリンダ１とロッド５を収縮させる方向の押込み力が負荷される。このとき、圧力室６内の圧力はリザーバ室１９内の圧力より高くなるため、チェックバルブ２１は油通路２０を閉じ、圧力室６内の作動油はスリーブ４の内径面とロッド５の外径面間に形成された微小すきま２２に流れてリザーバ室１９内に流入し、上記作動油が微小すきま２２に流動する際の粘性抵抗によって圧力室６内に油圧ダンパ力が発生し、その油圧ダンパ力によって、油圧式オートテンショナに負荷される上記押込み力が緩衝されると共に、シリンダ１とロッド５は、押込み力とリターンスプリング８の弾性力とが釣り合う位置まで収縮する方向にゆっくりと相対移動する。

上記のようなベルト３１の張力調整時、シリンダ１とロッド５が相対的に収縮すると、ベローズ１２も同時に収縮する。このとき、リザーバ室１９の容積が小さくなって圧力が上昇する。

上記リザーバ室１９の圧力が所定の圧力に達すると、ベローズ１２の他端の筒部１４が膨張し、図２（ｂ）に示すように、その筒部１４とシリンダ１の大径部１７の嵌合面間に隙間２３が生じる。

このため、リザーバ室１９内のエアは上記隙間２３内に流入し、そのエアの圧力によりシールリップ１６が外方に変形して大径部１７との間に隙間が形成され、リザーバ室１９内のエアが外部に流出する。したがって、リザーバ室１９内の圧力が異常に上昇するようなことはなく、ベローズ１２の変形量は一定に抑制され、ベローズ１２が損傷するというようなことはない。

リザーバ室１９内のエアが外部に排気されると、図２（ａ）に示すように、筒部１５は縮径して大径部１７の外径面に密着し、また、シールリップ１６がシリンダ１の外径面に弾性接触し、その弾性接触により水や塵埃がリザーバ室１９内に侵入するのが防止される。

ここで、図３（ｃ）に示すように、シールリップ１６を複数とすると、シール性を高めることができ、水や塵埃の侵入をより効果的に防止することができる。また、図３（ｄ）に示すように、シリンダ１の外径面にシールリップ１６が嵌め込まれる環状溝２４を形成し、その環状溝２４の内径面にシールリップ１６を弾性接触させると、シールリップ１６と環状溝２４の軸方向上部の端面間にラビリンスＬが形成されるため、防水、防塵により大きな効果を挙げることができる。

図１および図２では、リザーバ室１９の圧力上昇時にベローズ１２の他端の筒部１５を膨張させるようにしたが、ベローズ１２の一端の筒部１４を膨張させて、リザーバ室１９内の圧力上昇を抑制するようにしてもよい。

また、図１では、ベローズ１２として蛇腹状のベローズを示したが、ベローズ１２はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、長さ方向の中央部に上向き反転部２５と、その上向き反転部２５の外側端に下向き反転部２６を設け、各反転部２５、２６の端部に筒部１４、１５を設けた反転部付きのベローズであってもよい。

この発明に係る油圧式オートテンショナの実施の形態を示す縦断正面図 （ａ）はベローズの一部分を拡大して示す断面図、（ｂ）は筒部の膨張状態を示す断面図 （ｃ）はベローズの他の例を示す断面図、（ｄ）はベローズの取付けの他の例を示す断面図 ベローズのさらに他の例を示す断面図 補機駆動用ベルトの張力調整装置を示す正面図

符号の説明

１ シリンダ
４ スリーブ
５ ロッド
６ 圧力室
７ ばね座
８ リターンスプリング
１２ ベローズ
１３ 蛇腹部
１４ 筒部
１５ 筒部
１６ シールリップ
１７ 大径部
１７ａ 端面
１８ 係合溝
１９ リザーバ室
２０ 油通路
２１ チェックバルブ
２４ 環状溝
２５ 上向き反転部
２６ 下向き反転部

Claims (6)

1. 閉塞端を下部に有し、内部に作動油が充填されたシリンダ内に、その内底面から立ち上がるスリーブを設け、そのスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入してスリーブ内に圧力室を形成し、前記ロッドの上部に設けられたばね座とシリンダの内底面間に、シリンダとロッドを伸張する方向に付勢するリターンスプリングを組込み、前記ばね座の外周とシリンダの上部外周に弾性を有する伸縮可能なベローズの両端の筒部を嵌合してシリンダとスリーブ間に密閉されたリザーバ室を形成し、そのリザーバ室と前記圧力室を連通する油通路に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設けた油圧式オートテンショナにおいて、
   前記ベローズの両端に設けられた一対の筒部の少なくとも一方の筒部が、シリンダとロッドの相対的な伸縮によるリザーバ室の圧力上昇時に膨張して嵌合対象物との間に隙間を形成する弾性を有し、その筒部の開口端に嵌合対象物の外径面に弾性接触する環状のシールリップを形成したことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 前記シールリップが複数とされた請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記筒部が嵌合される嵌合対象物の外径面に大径部を設け、その大径部に筒部を嵌合して、大径部の端面との間に間隔をおいて前記シールリップを嵌合対象物の外径面に弾性接触させた請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記筒部が嵌合される嵌合対象物の外径面に前記シールリップが嵌め込まれる環状溝を形成し、その環状溝の内径面にシールリップを弾性接触させた請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
5. 前記ベローズが、蛇腹部の両端に筒部を連設した蛇腹状ベローズからなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。
6. 前記ベローズが、長さ方向の中央部に上向きの反転部と、その反転部の外側端に下向きの反転部を設け、各反転部の端部に筒部を連設した反転部付きベローズからなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。

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