JP5658056B2

JP5658056B2 - 油圧式オートテンショナ

Info

Publication number: JP5658056B2
Application number: JP2011038321A
Authority: JP
Inventors: 唯久田中; 愛作里村
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-02-24
Also published as: JP2012172823A; WO2012115085A1

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７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。図８および図９はその特許文献１に記載された油圧式オートテンショナを示し、作動油が充填された底付きシリンダ１の底部上面にスリーブ嵌合孔３を設け、そのスリーブ嵌合孔３内に下端部が挿入されたスリーブ４内にロッド５の下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、上記ロッド５の上部に設けられたばね座７とシリンダ１の底部上面間にリターンスプリング８を組込んでロッド５とシリンダ１を伸張する方向に付勢している。

また、ばね座７の下部に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を設け、上記シリンダ１の上部開口に組込まれたシール部材１３の内周をスプリングカバー１１の外周に弾性接触させてシリンダ１とスリーブ４間に密閉されたリザーバ室１４を形成し、そのリザーバ室１４と圧力室６をスリーブ嵌合孔３とスリーブ４の嵌合面間に形成され油通路１５で連通し、上記スリーブ４の下端開口部にチェックバルブ１７を組込んでいる。

上記の構成からなる油圧式オートテンショナは、シリンダ１の底部下面に設けられた連結片２をエンジンブロックに回動自在に連結し、ばね座７の上面に設けられた連結片９を図７に示すプーリアーム３３に連結して、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た際に、チェックバルブ１７を閉じ、圧力室６内に封入された作動油をスリーブ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２１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６内に油圧ダンパ力を発生させて上記押込み力を緩衝するようにしている。

ここで、シリンダ１内に封入された作動油の封入量が多くなり過ぎると、オートテンショナが最も収縮する状態において、雰囲気温度の上昇による内部圧力の上昇により作動油漏れを生じるおそれがある。

そこで、上記従来の油圧式オートテンショナにおいては、作動油の封入量を、シリンダ１とロッド５が相対的に最も収縮したオートテンショナの最収縮状態での内部体積の５０％未満としている。この５０％未満の作動油封入量は、シリンダ１とロッド５が最も伸長したオートテンショナの最伸長状態での内部体積の３２％にほぼ相当する。

ここで、上記のような気液二層構造の油圧式オートテンショナにおいては、その取付け時の傾斜角度が大きくなって作動油の油面が油通路１５の上側開口１５ｃから下位に配置されるような組み付けであると、シリンダ１とロッド５の伸長時にリザーバ室１４内の空気が圧力室６内に吸入され、収縮時にその空気を圧縮するため、油圧ダンパ効果を発揮させることができなくなる。

したがって、油圧式オートテンショナにおいては、傾斜状での組付けによる使用に際しては、作動油の油面が油通路１５の上側開口１５ｃから下位に配置されることのない組み付けとする必要がある。

特開２００９−２７５７５７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、圧力室６とリザーバ室１４を連通する油通路１５が４本とされて十字状の配置とされ、対向配置された２本の油通路１５の一組が、スリーブ４の軸心と直交してスリーブ嵌合孔３の上側開口の中心を通り、オートテンショナの揺動可能な方向に延びる径方向の直線ｘ−ｘ(基準線ｘ−ｘ)を含む仮想垂直面上に配置されて、それぞれの油通路１５の上側開口１５ｃが基準線ｘ−ｘ上に配置されているため、オートテンショナの取付け傾斜角度を大きくとることができず、作動油の封入量との関係で垂直線からの傾斜角度αが４５°を超えると、作動油の油面が油通路１５の上側開口１５ｃから下がり、取付け時の制約を受けやすいという問題があった。

なお、図８は油圧式オートテンショナの傾斜角度αが、４５°未満の状態を示し、作動油の油面は油通路１５の上側開口１５ｃからδ_１だけ上位に位置している。

この発明の課題は、取付け傾斜角度を大きくと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、作動油が充填された底付きシリンダの底部上面にスリーブ嵌合孔を設け、そのスリーブ嵌合孔内に下端部が挿入されたスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入して、その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、前記ばね座に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たシール部材の内周をスプリングカバーの外周に弾性接触させて、前記シリンダとスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を密閉し、前記スリーブと前記スリーブ嵌合孔の嵌合面間に前記リザーバ室と前記圧力室を連通する油通路を設け、前記スリーブの下端部内に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると閉じて圧力室と油通路の連通を遮断するチェックバルブを設け、前記シリンダの底部下面に設けられた連結片をエンジンブロックに回動可能に連結し、その連結部を中心にして揺動可能とされ、かつ、傾斜状に組み付けが可能とされた油圧式オートテンショナにおいて、前記スリーブの軸心と直交してスリーブ嵌合孔の上側開口の中心を通り、前記連結部を中心に揺動可能なテンショナの揺動方向に延びる径方向の直線を基準線として、その基準線から周方向に位相がずれた位置に前記油通路の上端開口を配置した構成を採用したのである。

ここで、油通路は、平面十字状配置の４本の油通路からなるものであってもよく、あるいは、対向配置された２本の油通路からなるものであってもよい。油通路を４本とする場合は、それぞれの油通路の上端開口が前記基準線に対して周方向に４５°位相ずれした位置に配置されるようにし、また、油通路を２本とする場合は、それぞれの油通路の上端開口が前記基準線に対して周方向に９０°位相ずれした位置に配置されるようにする。

この発明においては、上記のように、スリーブの軸心と直交し、スリーブ嵌合孔の上側開口の中心を通ってテンショナの揺動可能な方向に延びる径方向の直線を基準線とし、その基準線から周方向に位相がずれた位置に油通路の上端開口を配置したことにより、上記基準線上に油通路の上端開口が配置された従来のオートテンショナに比較して、そのオートテンショナの取付け時の傾斜角度を大きくとることができ、取付け時に制約を受けることが少ないオートテンショナを提供することができる。

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の一部を拡大して示す断面図図２のIII-III線に沿った断面図図３のIV−IV線に沿った断面図この発明に係る油圧式オートテンショナの他の実施の形態を示す横断面図図１に示す油圧式オートテンショナの傾斜状態での使用の一例を示す縦断面図補機駆動用ベルトの張力調整装置を示す正面図従来の油圧式オートテンショナを示す縦断面図図８のIX−IX線に沿った断面図

以下、この発明の実施の形態を図１乃至図６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、その底部に下面にエンジンブロック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にねじ係合されるボルト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が揺動自在の取付けとされる。

シリンダ１の底部上面には、スリーブ嵌合孔３が設けられ、そのスリーブ嵌合孔３内に鋼製のスリーブ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の下部が摺動自在に挿入され、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７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。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によって連結片９がプーリアーム３３に回転自在に連結される。

ばね座７は成形品からなり、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とが同時に成形されて、ばね座７に一体化されている。

ここで、ばね座７は、アルミのダイキャスト成形品であってもよく、あるいは、熱硬化性樹脂等の樹脂の成形品であってもよい。

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１２によって外周の全体が覆われている。筒体１２は、鋼板のプレス成形品からなる。

シリンダ１の上側開口部内にはシール部材としてのオイルシール１３が組込まれ、そのオイルシール１３の内周が筒体１２の外周面に弾性接触して、シリンダ１の上側開口を閉塞し、シリンダ１の内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止し、かつ、ダストの内部への侵入を防止している。

上記オイルシール１３の組み込みにより、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１４が形成される。リザーバ室１４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１５およびスリーブ嵌合孔３の底面中央部に形成された円径凹部からなる油溜り１６を介して連通している。

図２乃至図４に示すように、油通路１５は、軸方向溝１５ａと、その軸方向溝１５ａの下端から半径方向内方に延びて油溜り１６に連通する径方向溝１５ｂとからなり、上記軸方向溝１５ａの上側開口１５ｃは半径方向外方に向く長孔状とされている。

油通路１５は、４本とされ、その４本の油通路１５は平面十字状の配置とされ、それぞれの油通路１５の上側開口１５ｃは、図３に示すように、基準線ｘ−ｘに対して周方向に４５°位置がずれている。

ここで、基準線ｘ−ｘとは、スリーブ４の軸心と直交してスリーブ嵌合孔３の上側開口の中心を通り、図１に示す支点軸２ｂを中心として揺動可能なオートテンショナの揺動方向に延びる径方向の直線（支点軸２ｂを中心としてオートテンショナを傾けた際の傾き方向の直線）をいう。

図２に示すように、スリーブ４の下端部内にはチェックバルブ１７が組み込まれている。チェックバルブ１７は、圧力室６内の圧力がリザーバ室１４内の圧力より高くなると閉鎖して、圧力室６と油通路１５の連通を遮断し、圧力室６内の作動油が油通路１５を通ってリザーバ室１４に流れるのを防止するようになっている。

ロッド５には、スリーブ４内に位置する下端部にリング溝１８が形成され、そのリング溝１８に嵌合した止め輪１９はスリーブ４の内周上部に形成された段部２０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。

ここで、シリンダ１内に充填された作動油の封入量は、シリンダ１とロッド５が最も収縮したオートテンショナの最収縮状態での内部体積の７０〜８５％未満とされている。この７０〜８５％の作動油の封入量は、シリンダ１とロッド５が最も伸長したオートテンショナの最伸長状態での内部体積の４０〜６０％にほぼ相当している。

また、スリーブ嵌合孔３の底面に設けられた油溜り１６の容積は、作動油の最大封入量の１０〜２０％とされ、シリンダ１とロッド５が急激に伸長して圧力室６の容積が急激に大きくなった場合に、その油溜り１６の作動油が圧力室６に送り込まれて圧力室６への作動油の供給が不足することのない大きさとされている。

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７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１４内の圧力より低くなるため、チェックバルブ１７が油通路１５を開放する。このため、リザーバ室１４内の作動油は油通路１５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１４内の圧力より高くなるため、チェックバルブ１７は閉鎖して、圧力室６と油通路１５の連通を遮断する。

また、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２１に流れてリザーバ室１４内に流入し、上記微小すきま２１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。

実施の形態で示すように、スリーブ４の軸心と直交し、スリーブ嵌合孔３の上側開口の中心を通ってテンショナの揺動可能な方向に延びる基準線ｘ−ｘから周方向に４５°位相がずれた位置に油通路１５の上側開口１５ｃを位置させるとともに、シリンダ１内に充填された作動油の封入量を、シリンダ１とロッド５が最も収縮したオートテンショナの最収縮状態での内部体積の７０〜８５％未満とすることにより、図６に示すように、支点軸２ｂを中心にして油圧式オートテンショナを垂直線から６０°傾斜させた取付け状態においても、作動油の油面は油通路１５の上側開口１５ｃから上位に配置されることになる。δ_２は作動油の油面と油通路１５の上側開口１５ｃ間の間隔を示している。

このため、図６に示す傾斜状の取付け状態における使用において、シリンダ１とロッド５の伸長時に、リザーバ室１４内の空気が油通路１５から圧力室６内に吸い込まれるようなことはなく、図８に示す従来の油圧式オートテンショナに比較して、オートテンショナの取付け傾斜角度を大きくとることができ、取付け時に制約を受けることが少ないオートテンショナを得ることができる。

図１乃至図４に示す実施の形態においては、スリーブ４とスリーブ嵌合孔３の嵌合面間に４本の油通路１５を形成したが、油通路１５の数は４本に限定されるものではない。

図５では、油通路１５を２本とし、その２本の油通路１５を対向位置に配置し、それぞれの油通路１５の上側開口を基準線ｘ−ｘに対して周方向に９０°位相ずれした位置に配置するようにしてもよい。この場合、油圧式オートテンショナの傾斜角度を図１に示す場合よりさらに大きくすることができ、取付け時の制約をきわめて少なくすることができる。

１シリンダ
２連結片
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
１１スプリングカバー
１３オイルシール(シール部材)
１４リザーバ室
１５油通路
１５ｃ上側開口
１７チェックバルブ

Claims

作動油が充填された底付きシリンダの底部上面にスリーブ嵌合孔を設け、そのスリーブ嵌合孔内に下端部が挿入されたスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入して、その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、前記ばね座に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たシール部材の内周をスプリングカバーの外周に弾性接触させて、前記シリンダとスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を密閉し、前記スリーブと前記スリーブ嵌合孔の嵌合面間に前記リザーバ室と前記圧力室を連通する油通路を設け、前記スリーブの下端部内に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると閉じて圧力室と油通路の連通を遮断するチェックバルブを設け、前記シリンダの底部下面に設けられた連結片をエンジンブロックに回動可能に連結し、その連結部を中心にして揺動可能とされ、かつ、傾斜状に組み付けが可能とされた油圧式オートテンショナにおいて、
前記スリーブの軸心と直交してスリーブ嵌合孔の上側開口の中心を通り、前記連結部を中心に揺動可能なテンショナの揺動方向に延びる径方向の直線を基準線として、その基準線から周方向に位相がずれた位置に前記油通路の上端開口を配置し、その油通路が、平面十字状配置の４本の油通路からなり、それぞれの油通路の上端開口を前記基準線に対して周方向に４５°位相ずれした位置に設けたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
作動油が充填された底付きシリンダの底部上面にスリーブ嵌合孔を設け、そのスリーブ嵌合孔内に下端部が挿入されたスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入して、その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、前記ばね座に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たシール部材の内周をスプリングカバーの外周に弾性接触させて、前記シリンダとスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を密閉し、前記スリーブと前記スリーブ嵌合孔の嵌合面間に前記リザーバ室と前記圧力室を連通する油通路を設け、前記スリーブの下端部内に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると閉じて圧力室と油通路の連通を遮断するチェックバルブを設け、前記シリンダの底部下面に設けられた連結片をエンジンブロックに回動可能に連結し、その連結部を中心にして揺動可能とされ、かつ、傾斜状に組み付けが可能とされた油圧式オートテンショナにおいて、
前記スリーブの軸心と直交してスリーブ嵌合孔の上側開口の中心を通り、前記連結部を中心に揺動可能なテンショナの揺動方向に延びる径方向の直線を基準線として、その基準線から周方向に位相がずれた位置に前記油通路の上端開口を配置し、その油通路が、対向配置の２本の油通路からなり、それぞれの油通路の上端開口を前記基準線に対して周方向に９０°位相ずれした位置に設けたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。