JP4698457B2

JP4698457B2 - 油圧式オートテンショナ

Info

Publication number: JP4698457B2
Application number: JP2006081944A
Authority: JP
Inventors: 唯久田中; 克典峰野; 進一宇田; 一輝山崎
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: JP2007255615A

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ものである。

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。

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、ばね座とシリンダの上部間に弾性を有するベローズを装着してシリンダの上部開口を閉塞し、その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、シリンダの上部開口を閉塞するベローズにも伸縮性が要求される。また、ベローズは、シリンダ内の作動油の外部への漏洩を防止するため、ばね座やシリンダに対して気密に接続する必要がある。

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側に嵌合すると共に、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嵌合し、上記小径筒部の端部内周および大径筒部の端部内周に形成された環状のリップのそれぞれをばね座およびシリンダの外周に形成されたリップ係合溝に締め代をもって係合して気密を保持し、かつベローズを抜止めしている。
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、ベローズの小径筒部および大径筒部の内周に形成されたリップが単一のリップであるため、油圧式オートテンショナのシリンダとロッドが伸張する方向に急速に相対移動してリザーバ室内の圧力が急激に低下し、その圧力変化によってベローズに引張り力が負荷された際に、リップがリップ係合溝から抜け出し、ベローズが外れるおそれがあった。

特に、小径筒部と大径筒部の締め代が同じでも、小径筒部は嵌合径が小さいため、大径筒部に比較して緊縛力が小さく、小径筒部において外れが生じやすい。

そこで、緊縛力を高めることによって、外れ防止に効果を挙げることができるが、ベローズの装着の際に、小径筒部や大径筒部を大きく拡径する必要が生じ、ベローズの装着が困難になるという問題が発生する。

この発明の課題は、締め代の増加を与えないで、ベローズの引抜き力を高め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、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、前記ばね座の外周およびシリンダの上部外周のそれぞれにリップ係合溝を設け、各リップ係合溝に締め代を持って嵌合される環状のリップが両端部の内周に形成された弾性を有するベローズの装着によりシリンダの上部開口を閉塞してシリンダとバルブスリーブ間に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弁を設けた油圧式オートテンショナにおいて、前記ベローズのばね座に嵌合される小径筒部とシリンダに嵌合される大径筒部のうち、少なくとも小径筒部の内周に形成されたリップを複数とし、その複数のリップのうちリザーバ室側に位置する内側のリップが嵌合されるリップ係合溝を、前記リザーバ室の内圧上昇による小径筒部の軸方向の移動時に内側リップとの間に微小隙間が形成される大きさとし、前記小径筒部の内周には、前記微小隙間を介してリザーバ室と外部を連通する圧力流出路を形成した構成を採用したのである。

上記のように、複数のリップのうち、リザーバ室側に位置する内側のリップが嵌合されるリップ係合溝を、前記リザーバ室の内圧上昇による小径筒部の軸方向の移動時に内側リップとの間に微小隙間が形成される大きさとし、前記小径筒部の内周には、前記微小隙間を介してリザーバ室と外部を連通する圧力流出路を形成することによって、リザーバ室内の圧力が異常に高くなると、内側のリップが軸方向に弾性変形して、リップ係合溝との間に微小隙間が形成され、その微小隙間および圧力流出路を介してリザーバ室内の圧力を外部に漏洩させることができる。

ここで、複数のリップのうち、リザーバ室側に位置する内側のリップの断面積をその外側に位置するリップの断面積より小さくすることによって、内側のリップが軸方向に弾性変形し易くなり、より容易にリザーバ室内の圧力を外部に漏洩させることができる。

上記のように、ベローズの少なくとも小径筒部の内周に形成されたリップを複数としたことによって、締め代を増加させることなく緊縛力を高めることができる。このため、小径筒部の引抜き力が向上し、外れ防止に効果を挙げることができると共に、締め代の増加がないため、ベローズの装着も容易である。

また、複数のリップのうちリザーバ室側に位置する内側のリップが嵌合されるリップ係合溝を、前記リザーバ室の内圧上昇による小径筒部の軸方向の移動時に内側リップとの間に微小隙間が形成される大きさとしたので、リザーバ室内の圧力が異常に高くなると、内側のリップが軸方向に弾性変形して、リップ係合溝との間に微小隙間が形成され、その微小隙間および圧力流出路を介してリザーバ室内の圧力を外部に漏洩させるため、ベローズの小径筒部が径方向に変形することがなく、他部材やベローズの他部位に干渉する危険が無くなる。

以下、この発明の実施の形態を図１および図２に基いて説明する。図示のように、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の下部に設けられたピストン５ａがスライド自在に挿入され、そのピストン５ａ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には、リターンスプリング８の上部を覆う筒部１０が一体に設けられ、その筒部１０とシリンダ１の上部間にベローズ１１が装着されている。

図２に示すように、ベローズ１１は、その長さ方向の中央部に上向き反転部１１ａと、その上向き反転部１１ａの外側に下向き反転部１１ｂが形成され、上記上向き反転部１１ａに連設された小径筒部１１ｃがばね座７に嵌合され、下向き反転部１１ｂに連設された大径筒部１１ｄがシリンダ１の上部外周に嵌合されている。

上記ベローズ１１は、ゴム等の弾性部材から形成されて伸縮性を有し、上記小径筒部１１ｃはばね座７の筒部１０を所定の締付け力でもって締付け、その小径筒部１１ｃの内周に外側リップ１２と内側リップ１３が軸方向に間隔をおいて形成されている。

外側リップ１２および内側リップ１３のそれぞれは、ばね座７の筒部１０外周に形成された一対のリップ係合溝１４のそれぞれに嵌合され、各リップ係合溝１４を所定の締め代でもって締付けている。

図３（Ｉ）に示すように、内側リップ１３の断面積は外側リップ１２の断面積より小さくなっている。また、内側リップ１３が嵌合されるリップ係合溝１４は、内側リップ１３の断面積より大きくなり、そのリップ係合溝１４の内周下部に内側リップ１３が弾性接触し、上記内側リップ１３が外側リップ１２に向けて軸方向に移動すると、図３（II）に示すように、内側リップ１３とリップ係合溝１４間に微小隙間δが形成されるようになっている。

一方、大径筒部１１ｄの内周には１つの環状のリップ１５が設けられ、そのリップ１５はシリンダ１の上部外周に形成されたリップ係合溝１６に嵌合されている。このリップ１５もリップ係合溝１６を所定の締め代でもって締付けている。

図１に示すように、上記ベローズ１１の装着により、シリンダ１の上部開口は閉鎖されて内部に充填された作動油の漏洩が防止されている。また、ベローズ１１の装着によって、そのシリンダ１とバルブスリーブ４との間にリザーバ室１７が形成されている。リザーバ室１７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通路１８で連通し、その通路１８の圧力室６側の端部に設けられたチェックバルブ１９は、圧力室６内の圧力がリザーバ室１７内の圧力より高くなると、通路１８を閉鎖するようになっている。

ロッド５の下端部には、圧力室６とリザーバ室１７とを連通する連通路２０が形成されている。連通路２０の圧力室６側の端部には嵌合凹部２１が設けられ、その嵌合凹部２１に圧入された絞り部材２２に絞り２３が形成されている。

図３（II）に示すように、ベローズ１１の小径筒部１１ｃの内周には、同図に示すように、内側リップ１３とリップ係合溝１４の嵌合面間に微小隙間δが形成される状態で、その微小隙間δを介してリザーバ室１７と外部を連通する圧力流出路２４が形成されている。

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１７内の圧力より低くなるため、チェックバルブ１９が通路１８を開放する。このため、リザーバ室１７内の作動油は通路１８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１７内の圧力より高くなるため、チェックバルブ１９は通路１８を閉じる。

また、圧力室６内の作動油は絞り２３から連通路２０に流れてリザーバ室１７内に流入し、上記絞り２３内を流動する際の流動抵抗によって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、油圧式オートテンショナによって張力調整されるベルト３１は、エンジンの始動時に大きな弛みが生じ、その際、油圧式オートテンショナのシリンダ１とロッド５が伸張する方向に急速に相対移動してリザーバ室１７内の圧力が急激に低下し、その圧力変化によってベローズ１１の小径筒部１１ｃや大径筒部１１ｄに比較的大きな引張り力が負荷されることになる。

このとき、小径筒部１１ｃと大径筒部１１ｄの締め代が同じでも、小径筒部１１ｃは嵌合径が小さいため、大径筒部１１ｄに対して緊縛力が小さく、小径筒部１１ｃにおいて外れが生じやすいが、その小径筒部１１ｃの内周には２つのリップ１２，１３が設けられ、各リップ１２，１３は締め代をもってリップ係合溝１４に係合されているため、引抜き力は大きく、ばね座７の筒部１０から外れるようなことはない。

また、小径筒部１１ｃは、２重のリップ１２，１３として引抜き力を高めた構成であり、小径筒部１１ｃの締付け力の増大によって引抜き力を高めたものではないため、ベローズ１１の装着も容易である。

さらに、ベルト３１の張力調整状態において、温度上昇等によりリザーバ室１７内の圧力が異常に上昇すると、内側リップ１３が軸方向に移動して、図３（ＩＩ）に示すように、リップ係合溝１４との間に微小隙間δが生じ、その微小間隙δおよび圧力流出路２４を介してリザーバ室１７内の圧力が外部に流出する。このため、ベローズ１１の異常な変形を防止することができ、耐久性の低下を抑制することができる。

実施の形態では、内側リップ１３の断面積を外側リップ１２の断面積より小さくすることで軸方向に変形し易くしているが、例えば内側リップ１３と外側リップ１２との連結部を薄肉にする等して内側リップ１３を軸方向に変形し易くしてもよい。

また、小径筒部１１ｃの内周のリップを２重リップとしたが、リップ数は任意である。また、大径筒部１１ｄの内周のリップを単一のリップとしたが、複数のリップを設けるようにしてもよい。

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図１のベローズの取付け部を拡大して示す断面図（Ｉ）は図１に示すベローズとばね座の接続部を拡大して示す断面図、（II）は内側リップが軸方向に移動した状態を示す断面図補機駆動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ベローズ
１１ｃ小径筒部
１１ｄ大径筒部
１２外側リップ
１３内側リップ
１４リップ係合溝
１５リップ
１６リップ係合溝
１７リザーバ室
１８通路
１９チェックバルブ
２４圧力流出路
δ 微小隙間

Claims

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、前記ばね座の外周およびシリンダの上部外周のそれぞれにリップ係合溝を設け、各リップ係合溝に締め代を持って嵌合される環状のリップが両端部の内周に形成された弾性を有するベローズの装着によりシリンダの上部開口を閉塞してシリンダとバルブスリーブ間に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弁を設けた油圧式オートテンショナにおいて、
前記ベローズのばね座に嵌合される小径筒部とシリンダに嵌合される大径筒部のうち、少なくとも小径筒部の内周に形成されたリップを複数とし、その複数のリップのうちリザーバ室側に位置する内側のリップが嵌合されるリップ係合溝を、前記リザーバ室の内圧上昇による小径筒部の軸方向の移動時に内側リップとの間に微小隙間が形成される大きさとし、前記小径筒部の内周には、前記微小隙間を介してリザーバ室と外部を連通する圧力流出路を形成したことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
前記複数のリップのうち、リザーバ室側に位置する内側のリップの断面積をその外側に位置するリップの断面積より小さくした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。