JP2010106906A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】リザーバ室の圧力変動によってベローズの外れや作動油の噴き出しを防止することができるようすることである。
【解決手段】内部に作動油が充填されたシリンダ１内にスリーブ４を設け、そのスリーブ４内にロッド５の下端部を摺動自在に挿入してスリーブ４内に圧力室６を形成し、ロッド５の上部に設けられたばね座７をリターンスプリング８により伸張する方向に付勢する。ばね座７の外周とシリンダ１の上部外周にベローズ１４の両端に設けられた筒部１６、１７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を形成する。筒部１７とシリンダ１の嵌合部間に通気性を有するリング状部材１３を組込み、ベローズ１４の伸張によるリザーバ室１９の容積変化時に、外部のエアをリング状部材１３の内部に流通させてリザーバ室１９内に流入させ、または、リザーバ室１９内のエアを外部に排出させて、リザーバ室１９内の圧力をほぼ一定に保持し、筒部１６、１７の外れや作動油の噴き出しを防止する。
【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４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、伸張時にはリザーバ室の容積が増加して圧力が低下し、また、収縮時にはリザーバ室の容積が減少して圧力が増加するため、リザーバ室の圧力変動によりベローズが収縮または膨張し、その収縮時にベローズに引っ張り力が付与されて、筒部が嵌合対象部から外れたり、膨張時に筒部と嵌合対象物の嵌合面間に隙間が形成されて内部の作動油が噴き出す可能性があった。

この発明の課題は、リザーバ室の圧力変動によってベローズの外れや作動油の噴き出しを防止することができるようすることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、弾性を有する伸縮可能なベローズの一端の筒部をばね座の外周に嵌合し、ベローズの他端の筒部をシリンダの上部外周に嵌合するベローズの装着によって、シリンダとその内側に組込まれたスリーブ間に密閉されたリザーバ室を形成する油圧式オートテンショナにおいて、上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とその筒部が嵌合される嵌合対象部の嵌合面間に通気性および弾性を有する高分子化合物からなるリング状部材を組込んだ構成を採用したのである。

ここで、嵌合対象部とは、上記筒部がばね座に嵌合されている場合はばね座をいい、シリンダに嵌合されている場合はシリンダをいう。

上記の構成からなる油圧式オートテンショナにおいて、ベローズの伸張によりリザーバ室の容積が増加して圧力が低下すると、外部のエアが通気性を有するリング状部材からリザーバ室内に流入する。このため、ベローズに引張り力が付与されることがなくなり、筒部が嵌合対象部から外れるようなことはない。

一方、ベローズの収縮によりリザーバ室内の容積が減少して圧力が高くなると、リザーバ室内のエアがリング状部材から外部に流出する。このため、筒部が膨張して嵌合対象部との間に隙間が生じるというようなことがなくなり、作動油が噴き出すようなことはない。

ここで、筒部を弾性リングや締付バンドからなる締付部材の締付けにより固定し、嵌合対象部の外周には上記締付部材の締付け部位に環状溝を設けておくと、締付部材の締付けにより筒部やリング状部材が内方に変形し、上記リング状部材の変形部が環状溝に係合するため、筒部やリング状部材の軸方向への移動を効果的に防止することができ、筒部やリング状部材の外れ防止に大きな効果を得ることができる。

この発明においては、上記のように、ベローズに設けられた筒部とその筒部が嵌合される嵌合対象部の嵌合面間に通気性を有するリング状部材を組込んだことにより、ベローズの伸縮によりリザーバ室の容積が変化しても、リザーバ室の圧力を略一定に保つことができ、ベローズの筒部の外れや作動油の噴き出し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４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の外周には環状溝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。

シリンダ１の上部外周には環状溝１２が形成され、その環状溝１２を覆うようにしてリング状部材１３が嵌合されている。リング状部材１３はシリコーン等の高分子化合物により形成されてブリーザ機能を発揮し得る通気性と弾性とを有し、シリンダ１の外径面を適度に締め付ける嵌合とされている。

ばね座７とシリンダ１の上端面間はベローズ１４の装着によって閉塞される。図１および図２に示すように、ベローズ１４は、蛇腹部１５の両端に筒部１６、１７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１４の一端の筒部１６はばね座７の外周に嵌合され、締付部材１８の締付けにより固定されている。締付部材１８として、ここでは、弾性リングが示されているが、締付バンドであってもよい。その締付部材１８の締付けにより筒部１６は内径側に弾性変形し、その変形部１６ａが環状溝１０に係合している。

また、ベローズ１４の他端の筒部１７は、シリンダ１の上部外周に嵌合された上記リング状部材１３上に嵌合され、締付部材１８の締付けにより固定されている。締付部材１８は上述の締付部材１８と同一のものが用いられ、その締付部材１８の締付けにより筒部１７およびリング状部材１３が内径方向に弾性変形し、リング状部材１３の変形部１３ａが環状溝１２に係合して軸方向に移動するのが防止されている。

上記のようなベローズ１４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。

また、ベローズ１４の装着状態において、リング状部材１３の上端部はリザーバ室１９に露出し、かつ、下部が外部に露出している。

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４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が相対的に伸縮すると、ベローズ１４も同時に伸縮する。このとき、リザーバ室１９の容積が変化し、上記容積が大きくなると圧力が低下してベローズ１４の筒部１６、１７に外れを生じさせようとする軸方向への引張り力が負荷される。また、容積が小さくなると圧力が上昇し、筒部１６、１７を膨張させて、筒部１６、１７の嵌合部に隙間を生じさせようとする。

このとき、ベローズ１４における他端の筒部１７とシリンダ１の外径面間には通気性を有するリング状部材１３が嵌合され、そのリング状部材１３は上端部がリザーバ室１９に露出し、下端部が外部に露出する取付けであるため、リザーバ室１９の圧力が低下すると、外部のエアがリング状部材１３の内部を流通してリザーバ室１９内に流入する。このため、リザーバ室１９内の圧力低下はなく、ベローズ１４に引張り力が付与されることもなく、しかも、リング状部材１３の内径側の膨出する変形部１３ａが環状溝１２に係合しているので、筒部１６、１７がばね座７やシリンダ１から外れるようなことはない。

一方、ベローズ１４の収縮によりリザーバ室１９内の容積が減少して圧力が高くなると、リザーバ室１１内のエアはリング状部材１３の内部を流通して外部に流出する。このため、筒部１６、１７が膨張して嵌合対象部としてのシリンダ１やばね座７との間に隙間が生じるというようなことがなくなり、作動油が噴き出すようなことはない。

図１および図２では、ベローズ１４の他端の筒部１７とシリンダ１の嵌合部間にリング状部材１３を組込むようにしたが、ベローズ１４の一端の筒部１６とばね座７の嵌合部間にリング状部材１３を組込むようにしてもよい。

また、図１では、ベローズ１４として蛇腹状のベローズを示したが、ベローズ１４はこれに限定されるものではない。例えば、図３に示すように、長さ方向の中央部に上向き反転部２３と、その上向き反転部２３の外側端に下向き反転部２４を設け、各反転部２３、２４の端部に筒部１６、１７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 ベローズの一部分を拡大して示す断面図 ベローズの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 環状溝
１３ リング状部材
１３ａ 変形部
１４ ベローズ
１５ 蛇腹部
１６ 筒部
１７ 筒部
１８ 締付部材
１９ リザーバ室
２０ 油通路
２１ チェックバルブ
２３ 上向き反転部
２４ 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とその筒部が嵌合される嵌合対象部の嵌合面間に通気性および弾性を有する高分子化合物からなるリング状部材を組込んだことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 前記筒部を締付部材の締付けにより固定し、前記嵌合対象部の外周には前記締付部材の締付け部位に環状溝を設け、前記締付部材の締付けよってリング状部材の内径面側に形成される変形部を前記環状溝に係合させた請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記締付部材が、弾性リングからなる請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記締付部材が、締付バンドからなる請求項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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