JP2017150531A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】ばね座の損傷を防止し、異音の発生を抑制することができるようにした油圧式オートテンショナを提供することである。
【解決手段】シリンダ１の上側開口部内に組込まれてシリンダ１とバルブスリーブ４間に形成されたリザーバ室２０の上部開口を密封するオイルシール１５にシリンダ１の上端面から上方に突出する環状膨出部１５ｄを設け、ベルトからの押込み力の負荷により油圧式オートテンショナが急激に押し込まれてシリンダ１とロッド５が大きく収縮した際に、ロッド５の上部に設けられたばね座７を上記環状膨出部１５ｄに当接させ、その当接によりオイルシール１５を弾性変形させて衝撃力を吸収し、ばね座７の損傷を防止し、異音の発生を抑制する。
【選択図】図２

Description

この発明は、オルタネータやウォータポンプ、エアコンディショナのコンプレッサ等の補機を駆動するベルトやエンジン駆動用タイミングベルトの張力調整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６に示すように、ベルト３１の弛み側にテンションプーリ３２を支持して支点軸３３を中心に揺動可能なプーリアーム３４を設け、そのプーリアーム３４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３４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。

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バルブスリーブ内にロッドの下部をスライド自在に挿入してバルブ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、ばね座の下部にシリンダの外周上部を覆う筒状のダストカバーと、リターンスプリングの上部を覆う筒状のスプリングカバーとを設け、上記シリンダの上部開口部内に組込まれたオイルシールの内周をスプリングカバーの外周に弾性接触させてシリンダとバルブスリーブ間に密閉されたリザーバ室を形成し、そのリザーバ室の下部と上記圧力室の下部をシリンダの底部に形成された通路で連通し、上記バルブスリーブの下部内には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３４を介して油圧式オートテンショナＡの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をバルブスリーブの内径面とロッドの外径面間に形成された微小すきまに流動させ、その流動時の作動油の粘性抵抗により圧力室内に油圧ダンパ力を発生させて上記押込み力を緩衝し、ベルト３１の張力を一定に保持するようにしている。

特開２００９−２７５７５７号公報

ところで、従来の油圧式オートテンショナにおいては、ばね座の下面に設けられてリターンスプリングの径方向の位置ずれを防止する筒部の下端面とこれに上下で対向するバルブスリーブの上端面の当接によって収縮量を規制する構成であるため、油圧式オートテンショナが急激に収縮すると、上記筒部がバルブスリーブの上端面に衝撃的に当接することになる。

このとき、ばね座は樹脂の成形品であり、一方、バルブスリーブは金属製であるため、バルブスリーブの上端面に対するばね座の衝撃的な当接によってばね座が損傷し、また、異音が発生してドライバに不快感を与えるという不都合がある。

この発明の課題は、ばね座の損傷を防止し、異音の発生を抑制することができるようにした油圧式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、この発明においては、シリンダの上側開口部内に組込まれてシリンダとバルブスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を密封するオイルシールにシリンダの上端面から上方に突出する環状膨出部を設け、ベルトからの押込み力の負荷により油圧式オートテンショナが急激に押し込まれてシリンダとロッドが大きく収縮した際に、ロッドの上部に設けられたばね座を上記環状膨出部に当接させ、その当接によりオイルシールを弾性変形させて衝撃力を吸収し、ばね座の損傷を防止し、異音の発生を抑制している。

具体的には、オイルが入れられた底付きシリンダの内部に、その内底面から立ち上がるバルブスリーブを設け、そのバルブスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入して前記バルブ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前記シリンダの内底面間にリターンスプリングを組み込んで前記シリンダと前記ロッドを伸張する方向に付勢し、前記ばね座には前記リターンスプリングの上部を覆う筒状のスプリングカバーを設け、前記シリンダの上側開口部内に組込まれて芯金により補強されたオイルシールの内周を前記スプリングカバーの外周に弾性接触させて前記シリンダと前記バルブスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を密封し、前記シリンダの底部に形成された油通路により前記リザーバ室の下部と前記圧力室の下部を連通し、前記バルブスリーブの下端部内には前記圧力室内の圧力が前記リザーバ室内の圧力より高くなると閉鎖して前記圧力室と前記油通路の連通を遮断するチェックバルブを組み込んだ油圧式オートテンショナにおいて、前記オイルシールに、前記シリンダの上端面から上方に突出する環状膨出部を設け、その環状膨出部の上面と前記ばね座下面の対向間隔をｌとし、前記バルブスリーブの上端面と前記ばね座下面間の対向間隔をＬとしたとき、ｌ＜Ｌの関係が成り立つ構成としたのである。

上記の構成からなる油圧式オートテンショナのベルト伝動装置への組込み状態において、ベルトの張力が増大し、そのベルトからの押込み力の負荷によって油圧式オートテンショナが急激に大きく収縮すると、ばね座がオイルシールの環状膨出部に当接する。このとき、オイルシールは弾性を有するため、ばね座の当接によってオイルシールが弾性変形し、その弾性変形によって衝撃力が吸収される。このため、ばね座が損傷するという不都合の発生はなく、また、異音の発生も抑制される。

この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて、前記環状膨出部の外周に前記シリンダの上端面を覆う径方向外向きフランジ部を設けておくのが好ましい。環状膨出部に径方向外向きフランジ部を設けておくと、ばね座に対する接触面積が増大し、ばね座が当接した際の衝撃力をより効果的に吸収することができる。

また、オイルシールを補強する円筒状の芯金の上端部にシリンダの上端面と上下で対向する径方向外向きフランジを設けておくのが好ましい。芯金に径方向外向きフランジを設けておくと、ばね座からオイルシールに押込み力が負荷された際、外向きフランジがシリンダの上端面で支持されることになり、オイルシールがシリンダ内に押し込まれるのを防止することができる。

上記と同様に、オイルシールがシリンダ内に押し込まれるのを効果的に防止するため、シリンダの上端部に大径孔部を設け、その大径孔部の底面でオイルシールの補強用芯金の下端面を支持するようにしてもよい。

ここで、オイルシールは、ゴムを素材とするものであってもよく、あるいは、樹脂を素材とするものであってもよい。

この発明においては、上記のように、シリンダの上側開口部内に組込まれてシリンダとバルブスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を密封するオイルシールにシリンダの上端面から上方に突出する環状膨出部を設け、ベルトからの押込み力の負荷により油圧式オートテンショナが急激に押し込まれてロッドとバルブスリーブが大きく収縮した際に、ロッドの上端部に設けられたばね座を上記環状膨出部に当接させるようにしたので、ばね座当接時の衝撃力をオイルシールの弾性変形により吸収することができ、ばね座の損傷を防止し、異音の発生を抑制することができる。

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面図 図１に示すオイルシールの組み込み部位を拡大して示す断面図 図２に示すバルブスリーブとロッドの収縮状態を示す断面図 オイルシールの他の例を示す断面図 オイルシール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

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、シリンダ１は底部を有し、その底部の下面にエンジンブロックＢ_０に回転自在に連結される連結片２が設けられている。

連結片２には、一側面から他側面に貫通する軸挿入孔２ａが設けられ、その軸挿入孔２ａ内に筒状の支点軸２ｂと、その支点軸２ｂを回転自在に支持する滑り軸受２ｃとが組み込まれ、上記支点軸２ｂ内に挿通されてエンジンブロックＢ_０にねじ込まれるボルトＢ_１の締め付けにより支点軸２ｂが固定され、その支点軸２ｂを中心にしてシリンダ１が揺動自在の支持とされる。

ここで、シリンダ１は、シリンダ１の底部を下側にし、シリンダ１の開口端を上側にした状態で配置されている。すなわち、「上部」、「上側」、「上面」、「上方」、「下部」、「下端部」、「下面」などというとき、シリンダ１の内部に対して開口端側の方向を上方とし、シリンダ１の内部に対して底部側の方向を下方として上下の方向が定義される。

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内にバルブスリーブ４の下端部が圧入されている。バルブスリーブ４内にはロッド５の下部が摺動自在に挿入され、そのロッド５の挿入によって、バルブスリーブ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が相対的に伸張する方向に付勢している。

ばね座７の上端には図６に示すプーリアーム３４に対して連結される連結片９が設けられている。連結片９には一側面から他側面に貫通するスリーブ挿入孔９ａが形成され、そのスリーブ挿入孔９ａ内にスリーブ９ｂと、そのスリーブ９ｂを回転自在に支持する滑り軸受９ｃとが組み込まれ、上記スリーブ９ｂ内に挿通されるボルトＢ_２によって連結片９がプーリアーム３４に回転自在に連結される。

ばね座７は樹脂の成形品からなり、その成形時にシリンダ１の上部外周を覆う筒状のダストカバー１０と、リターンスプリング８の上部を覆う筒状のスプリングカバー１１と、リターンスプリング８の上端部内に挿入されて、リターンスプリング８の径方向へのずれ動きを規制する内筒部１２が同時に成形される。

スプリングカバー１１は、ばね座７の成形時にインサート成形される筒体１３によって外周の全体が覆われている。筒体１３は、鋼板のプレス成形品からなる。筒体１３は、その上端に斜め上方に向くフランジ１３ａが設けられ、そのフランジ１３ａがばね座７内に埋設されている。

また、筒体１３の下端には、スプリングカバー１１の下端面を覆う内向きのフランジ１３ｂが設けられている。

シリンダ１の上端部内には大径孔部１４が形成され、その大径孔部１４内にオイルシール１５が組み込まれている。図２に示すように、オイルシール１５は、外筒部１５ａの内周上部に連設されたつなぎ部１５ｂを介して内筒部１５ｃが設けられ、その内筒部１５ｃの内周にダストリップ１６および複数のオイルリップ１７が形成されている。

また、オイルシール１５は芯金１８によって補強されている。ここで、芯金１８は、円筒部１８ａの上部に内向き折曲げ片１８ｂを設けた構成とされ、上記円筒部１８ａによって外筒部１５ａが補強され、内向き折曲げ片１８ｂによってつなぎ部１５ｂおよび内筒部１５ｃの上部が補強されている。

オイルシール１５は、外筒部１５ａがシリンダ１の大径孔部１４に締め代をもって嵌合されて外筒部１５ａの下端面が大径孔部１４の底面１４ａで支持され、内筒部１５ｃの外周に装着されたガータスプリング１９により内筒部１５ｃが締め付けられて、ダストリップ１６およびオイルリップ１７が筒体１３の外周面に弾性接触し、シリンダ１の上側開口を密封している。その密封によってシリンダ１の内部に充填された作動油の外部への漏洩が防止され、外部から内部へのダストの侵入が防止される。大径孔部１４の底面１４ａは、大径孔部１４の円筒状の内面の下端に連続して形成された上向きの面である。

オイルシール１５の上部には、シリンダ１の上端面より上方に膨出する環状膨出部１５ｄが設けられている。ここで、環状膨出部１５ｄの上面とばね座７の下面の対向間隔をｌとし、バルブスリーブ４の上端面とばね座７の下面間の対向間隔をＬとしたとき、ｌ＜Ｌの関係が成り立つ大きさとされている。このため、シリンダ１とロッド５が相対的に収縮する過程において、ばね座７はオイルシール１５の環状膨出部１５ｄに当接し、ばね座７の内筒部１２がバルブスリーブ４の上端面に当接するのが防止される。

オイルシール１５は、耐摩耗性および耐熱性に優れた弾性を有するゴムあるいは樹脂からなる。ゴムとして、ニトリルゴム、１４０℃耐熱ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、ふっ素ゴム、シリコーンゴムを挙げることができ、そのうち、アクリルゴムおよびふっ素ゴムが特に好ましい。

一方、樹脂としては、ナイロン、フェノール、ハイトレル、ポリアセタールを挙げることができ、そのうち、ナイロンが特に好ましい。

上記オイルシール１５の組み込みにより、図１に示すように、シリンダ１とバルブスリーブ４との間に密閉されたリザーバ室２０が形成される。リザーバ室２０と圧力室６は、スリーブ嵌合孔３とバルブスリーブ４の嵌合面間に形成された油通路２１で連通し、その油通路２１の圧力室６側の端部に設けられたチェックバルブ２２は圧力室６内の圧力がリザーバ室２０内の圧力より高くなると油通路２１を閉鎖するようになっている。

ロッド５には、バルブスリーブ４内に位置する下端部にリング溝２３が形成され、そのリング溝２３に嵌合した止め輪２４はバルブスリーブ４の内周上部に形成された段部２５に対する当接によってロッド５を抜止めするようになっている。

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６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の閉塞端に設けられた連結片２を図１に示すエンジンブロックＢ_０に連結し、かつ、ばね座７に設けられた連結片９をプーリアーム３４に連結して、そのプーリアーム３４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２０内の圧力より低くなるため、チェックバルブ２２が油通路２１を開放する。このため、リザーバ室２０内の作動油は油通路２１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２０内の圧力より高くなるため、チェックバルブ２２は油通路２１を閉じる。

また、圧力室６内の作動油はバルブスリーブ４の内径面とロッド５の外径面間に形成された微小なリーク隙間２６に流れてリザーバ室２０内に流入し、上記リーク隙間２６に流れる作動油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。

ここで、エンジンの始動時等において、ベルト３１の張力が瞬時に急激に増大し、そのベルト３１からの押込み力の負荷によってシリンダ１とロッド５が急激に大きく収縮すると、図３に示すように、ばね座７がオイルシール１５の環状膨出部１５ｄに当接する。このとき、オイルシール１５は弾性を有するため、ばね７の当接によってオイルシール１５が弾性変形する。その弾性変形によって衝撃力が吸収されることになり、ばね座７が損傷するという不都合の発生はない。

また、オイルシール１５の環状突出部１５ｄに対するばね座７の当接時、ばね座７に形成された内筒部１２とバルブスリーブ４の上端面間には間隙が形成されて衝突するのが防止されるため、異音の発生もなく、ドライバに不快感を与えるようなこともない。

図４および図５はオイルシール１５の他の例を示す。図４に示すオイルシール１５においては、環状膨出部１５ｄの外周にシリンダ１の上端面を覆う径方向の外向きフランジ部１５ｅを設けている点で図２に示すオイルシール１５と相違している。このため、図２に示すオイルシール１５と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、環状膨出部１５ｄの外周に径方向の外向きフランジ部１５ｅを設けると、ばね座７に対する接触面積が増大し、ばね座７が当接した際の衝撃力をより効果的に吸収することができる。

図５に示すオイルシール１５においては、オイルシール１５を補強する芯金１８に円筒部１８ａの上端部にシリンダ１の上端面と上下で対向する径方向の外向きフランジ１８ｃを設けている点およびシリンダ１の上端部内に形成された大径孔部１４の底面１４ａで上記芯金１８の円筒部１８ａを支持している点で図２に示すオイルシール１５と相違している。このため、図２に示すオイルシール１５と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、芯金１８に外向きフランジ１８ｃを設けておくと、ばね座７からオイルシール１５に押込み力が負荷された際に、外向きフランジ１８ｃがシリンダ１の上端面で支持されることになり、オイルシール１５がシリンダ１内に押し込まれるのを防止することができる。

また、シリンダ１の上端部内に形成された大径孔部１４の底面１４ａで上記芯金１８の円筒部１８ａを支持することにより、オイルシール１５がシリンダ１内に押し込まれるのをより効果的に防止することができる。図２に示す場合においても、大径孔部１４の底面１４ａで芯金１８の円筒部１８ａの下端部を支持するようにしてもよい。

１ シリンダ
４ バルブスリーブ
５ ロッド
６ 圧力室
７ ばね座
８ リターンスプリング
１１ スプリングカバー
１４ 大径孔部
１４ａ 底面
１５ オイルシール
１５ｄ 環状膨出部
１８ 芯金
１８ａ 円筒部
１８ｃ 外向きフランジ
２０ リザーバ室
２１ 油通路
２２ チェックバルブ

Claims (5)

1. オイルが入れられた底付きシリンダの内部に、その内底面から立ち上がるバルブスリーブを設け、そのバルブスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入して前記バルブ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前記シリンダの内底面間にリターンスプリングを組み込んで前記シリンダと前記ロッドを伸張する方向に付勢し、前記ばね座には前記リターンスプリングの上部を覆う筒状のスプリングカバーを設け、前記シリンダの上側開口部内に組込まれて芯金により補強されたオイルシールの内周を前記スプリングカバーの外周に弾性接触させて前記シリンダと前記バルブスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を密封し、前記シリンダの底部に形成された油通路により前記リザーバ室の下部と前記圧力室の下部を連通し、前記バルブスリーブの下端部内には前記圧力室内の圧力が前記リザーバ室内の圧力より高くなると閉鎖して前記圧力室と前記油通路の連通を遮断するチェックバルブを組み込んだ油圧式オートテンショナにおいて、
   前記オイルシールに、前記シリンダの上端面から上方に突出する環状膨出部を設け、その環状膨出部の上面と前記ばね座下面の対向間隔をｌとし、前記バルブスリーブの上端面と前記ばね座下面間の対向間隔をＬとしたとき、ｌ＜Ｌの関係が成り立つように構成されていることを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 前記環状膨出部の外周に前記シリンダの上端面を覆う径方向外向きフランジ部を設けた請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記オイルシールを補強する芯金が、円筒部およびその円筒部の上端部に設けられて前記シリンダの上端面と上下で対向する径方向外向きフランジを有してなる請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記シリンダの上端部に大径孔部を設け、その大径孔部の底面で前記芯金に形成された円筒部の下端面を支持した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の油圧式オートテンショナ。
5. 前記オイルシールがゴムまたは樹脂からなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の油圧式オートテンショナ。

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