WO2008013129A1 - Tendeur automatique hydraulique - Google Patents

Description

明 細 書

油圧式オートテンショナ

技術分野

[0001] この発明は、オルタネータゃウォータポンプ、エアコンディショナのコンプレッサ等の 自動車補機を駆動するベルトの張力保持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。

背景技術

[0002] 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 ぉレ、ては、補機駆動用ベルトの弛み側にテンションプーリを支持する揺動可能なプ ーリアームを設け、そのプーリアームに油圧式オートテンショナの調整力を付与して、 上記テンションプーリがベルトを押圧する方向にプーリアームを付勢し、ベルトの張力 を一定に保持するようにしてレ、る。

[0003] 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として、特許文献 1および特許文献 2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、スリーブが内装されたシリンダの上部開口内に、シリンダ内部に 充填された作動油の外部への漏洩を防止するオイルシールを組込み、そのオイルシ ールをスライド自在に貫通するロッドの上端部にばね座を設け、そのばね座とシリン ダの外周下部に設けられたフランジ間にリターンスプリングを組込んでロッドに外方 向への突出性を付与し、上記ロッドに負荷される押込み力をスリーブの内部に設けら れた油圧ダンバにより緩衝するようにしている。

[0004] ここで、油圧ダンパは、ロッドの下端部にスリーブ内で摺動可能なプランジャを設け て、シリンダ内部を圧力室とリザーバ室とに区画し、そのプランジャに圧力室とリザー バ室を連通する通路を設け、その通路の圧力室側の開口部にチェックバルブを設け 、前記ロッドが押込まれて圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると、チェック バルブで通路を閉じ、圧力室内の作動油によってロッドに負荷される押込み力を緩 衝するようにして!/、る。

[0005] 特許文献 1 :特開平 10— 19099号公報 特許文献 2 :特開平 10— 306860号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところで、上記従来の油圧式オートテンショナは、ロッドの下部に設けられたプラン ジャに圧力室とリザーバ室を連通する通路を形成し、その通路をチェックバルブによ り開閉するようにしているため、軸方向の長さが長ぐ油圧式オートテンショナの組込 みに広いスペースを確保する必要が生じ、軸方向長さのコンパクト化を図るうえにお V、て改善すべき点が残されてレ、た。

[0007] この発明の課題は、軸方向長さのコンパクトな油圧式オートテンショナを提供するこ とである。

課題を解決するための手段

[0008] 上記の課題を解決するために、この発明においては、内部に作動油が充填された 有底のシリンダ内にスリーブを組込み、そのスリーブの下端部に形成された外向きの フランジの下面外周部をシリンダの内周下部に設けられた段部で支持し、そのスリー ブ内にロッドの下端部を摺動自在に揷入して、シリンダ内を圧力室とリザーバ室とに 区画し、前記ロッドにリターンスプリングの弾性力を付与して、フランジの下方に形成 された圧力室の容積が拡大する方向にロッドを付勢し、前記フランジには圧力室とフ ランジの上方に設けられたリザーバ室を連通する通路を設け、その通路の圧力室側 の開口部に、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 バルブを設けた構成を採用したのである。

[0009] この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて、ロッドのシリンダの上端開口から 外部に位置する上端部にリターンスプリングの上端を受けるばね座を設け、そのばね 座の外周部にシリンダの上部外周を覆う円筒状のカバー部を設け、上記シリンダの 外周上部にシール溝を形成し、そのシール溝に組込んだシール部材を前記カバー 部の内径面に弾性接触させてカバー部とシリンダの嵌合面間をシールすることにより 、シリンダの内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止することができると共に 、外部からシリンダ内部への異物の侵入を防止することができる。

[0010] ここで、シリンダをアルミ合金製とすると、シリンダをダイカスト成形することができる ため、シリンダの製作の容易化を図ることができると共に、油圧式オートテンショナの 軽量化を図ることができる。この場合、シリンダ内の底部に鋼製の底付き円筒体を嵌 合することにより、シリンダの底部の破損防止に効果を挙げることができ、しかも、その 円筒体の上端面によってスリーブのフランジを受けることができるため、段部の形成を 不要とすることができ、加工の容易化を図ることができる。

[0011] また、スリーブの内周に、ロッドの外径面間に微小なリーク隙間を形成する円筒面と

、その円筒面の下端に連続し、下端に至るに従って内径が次第に大きくなるテーパ 面とを形成することにより、圧力室内に空気が混入した場合に、その空気は上記テー パ面からリーク隙間へと導かれてリザーバ室内に流出することになり、圧力室内の空 気を容易にお^除すること力 Sできる。

[0012] この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて、チェックバルブとして、フランジの 下面に形成されたシート面に対して接触、離反自在とされ、接触時に前記通路を閉 じるリング状の弁体と、その弁体をシート面に向けて付勢するバルブスプリングとから なるものを採用すると、通路が複数の場合でもこれらの通路を単一の弁体によって同 時に開閉することができるようになり、圧力室の圧力低下時、リザーバ室の作動油を 上記複数の通路力 圧力室にスムーズに流入させることができる。

[0013] ここで、弁体を合成樹脂やセラミック等の金属より比重が小さい材料で形成すると、 圧力室の圧力変化に対して弁体をスムーズに開閉させることができると共に、弁体の 挙動によるイナ一シャの影響も少なくすることができる。

[0014] また、フランジの下面に通路に連通する環状溝を形成し、その環状溝の内周面お よび外周面の下端部に一対の環状のシート面を形成し、そのシート面に対する弁体 の接触を線接触とすると、シート面に弁体を面接触させる場合に比較して、シート面 との間に介在する油膜の吸着力の低下を図ることができ、弁体がシート面から離れ易 くなる。このため、圧力室の圧力低下時に弁体をスムーズの開放させることができ、ベ ノレトの張力変化に対するロッドの追従性の良好な油圧式オートテンショナを得ること ができる。

[0015] ここで、シート面に対して弁体を線接触させるには、一対のシート面および弁体のフ ランジと対向する上面の断面形状を凸形の円弧状とする構成、一対のシート面のそ れぞれを相反する方向に傾斜するテーパ面とし、弁体のフランジと対向する上面の 断面断面を凸形の円弧状とする構成、あるいは、一対のシート面のそれぞれの断面 形状を凸形の円弧状とし、弁体のフランジと対向する上面の内周部と外周部のそれ ぞれに相反する方向に傾斜する一対のテーパ面を形成する構成を採用することがで きる。

発明の効果

[0016] 上記のように、この発明に係る油圧式オートテンショナにおいては、ロッドの下端部 が摺動自在に挿入されるスリーブの下端部に外向きのフランジを形成し、そのフラン ジに圧力室とリザーバ室を連通する通路を設け、その通路をチェックバルブで開閉 するようにして、ロッドを中心とする円周上にチェックバルブを配置したので、ロッドの 下端部に設けたプランジャの通路をチェックバルブによって開閉する従来の油圧式 オートテンショナに比較して、プランジャを省略し得る分、軸方向長さのコンパクト化を 図ること力 Sでさる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]この発明に係る油圧式オートテンショナを用いたベルトの張力調整装置を示す 正面図

[図 2]図 1の II II線に沿った断面図

[図 3]図 2に示す油圧式オートテンショナのチェックバルブ部の拡大断面図

[図 4]図 3の IV— IV線に沿った断面図

[図 5]チェックバルブの開放状態を示す断面図

[図 6]シール部材の他の例を示す断面図

[図 7]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断面図

[図 8]この発明に係る油圧式オートテンショナのさらに他の実施の形態を示す断面図

[図 9] (a)、 (b)はシート面に対して弁体を泉接触させる他の例を示す断面図

符号の説明

[0018] 11 シリンダ

13 スリーブ

14 フランジ 16 円筒面

17 テーノ 面

19 ロッド、

20 圧力室

21 リザーバ室

23 ばね座

24 リターンスプリング

25 カノく一き |5

26 シール溝

27 シール部材

30 通路

31 チェックノ ノレブ

33 弁体

34 ノ ノレブスプリング

40 底付き円筒体

41 環状溝

42a シート面

42b シート面

43 上面

44a テーノ 面

44b テーノ 面

発明を実施するための最良の形態

[0019] 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はベルトの張力調整 装置を示す。図示のように、プーリアーム 1は支点軸 2を中心として揺動自在に支持さ れ、その揺動側の端部にはベルト 3に張力を付与するテンションプーリ 4が回転自在 に支持されている。

[0020] また、プーリアーム 1にはこの発明に係る油圧式オートテンショナ 10が接続され、そ の油圧式オートテンショナ 10によってテンションプーリ 4がベルト 3を押圧する方向に プーリアーム 1が付勢されている。

[0021] 図 2に示すように、油圧式オートテンショナ 10は、上端が開口する有底筒状のシリン ダ 11を有し、そのシリンダ 11内に作動油が充填されている。また、シリンダ 11の下面 には、エンジンブロック Aに連結される連結片 12が設けられている。

[0022] シリンダ 11の内部にはスリーブ 13が組込まれている。スリーブ 13は下端部に外向 きのフランジ 14を有し、そのフランジ 14はシリンダ 11の内周下部に設けられた段部 1 5によって下面の外周部が支持されている。

[0023] スリーブ 13は、円筒面 16と、その円筒面 16の下端に連続するテーパ面 17を内周 に有し、そのテーパ面 17は下端に至るに従って内径が次第に大きく傾斜とされてい る。また、スリーブ 13の内側には円筒面 16との間に微小なリーク隙間 18をもってロッ ド 19の下端部が摺動自在に揷入され、そのロッド 19とスリーブ 13とによってシリンダ 1 1の内部は圧力室 20とリザーバ室 21とに区画されている。

[0024] ロッド 19の上記シリンダ 11の上端開口力も外部に位置する上端部には、プーリァ ーム 1に連結される連結片 22が連結されている。また、ロッド 19の上端部には、上記 連結片 22の下部にばね座 23が固定され、そのばね座 23とスリーブ 13のフランジ 14 間にリターンスプリング 24が組込まれている。リターンスプリング 24は、フランジ 14の 下方に設けられた圧力室 20の容積が拡大する方向に向けてロッド 19を付勢してい

[0025] ばね座 23は、シリンダ 11の上部外周を覆う円筒状のカバー部 25を外周に有して いる。一方、シリンダ 11の上部外周には環状のシール溝 26が形成され、そのシーノレ 溝 26内に組込まれた 0リングからなるシール部材 27はカバー部 25の内径面と弾性 接触して、シリンダ 11とカバー部 25の嵌合面間を密封し、リザーバ室 21内の作動油 が外部に漏洩するのを防止している。

[0026] また、シリンダ 11の上部外周には、上記シール溝 26の下側に環状突出部 28が形 成されている。一方、カバー部 25の内周下部には抜止め爪 29が設けられ、上記環 状突出部 28に対する抜止め爪 29の当接によって、ロッド 19がシリンダ 11の外部に 抜け出るのが防止される。 [0027] 図 3および図 4に示すように、スリーブ 13のフランジ 14には、圧力室 20とリザーバ室 21を連通する複数の円弧状の通路 30が同一円上に形成され、その通路 30の圧力 室 20側の開口部に、圧力室 20の圧力力 Sリザーバ室 21の圧力より高くなると通路 30 を閉じるチェックバルブ 31が設けられている。

[0028] チェックバルブ 31は、フランジ 14の下面をシート面 32とし、そのシート面 32に対し て断面が角形のリング状の弁体 33を接触、離反自在に設け、その弁体 33をバルブ スプリング 34によりシート面 32に向けて付勢して、圧力室 20の圧力力 Sリザーバ室 21 の圧力より高くなると、弁体 33をシート面 32に接触させて通路 30を閉じるようにして いる。

[0029] バルブスプリング 34として、ここでは、圧力室 20の内径面に圧入される円環部 34a の下端縁に複数の内向きの弾性片 34bを周方向に等間隔に形成した薄金属板のプ レス成形品からなるものを採用し、上記弹性片 34bによって弁体 33をシート面 32に 向けて付勢して!/、る力 皿ばねやコイルばねを用いるようにしてもよ!/、。

[0030] 実施の形態で示すベルトの張力調整装置は上記の構造からなり、ベルト 3によって 駆動される補機の負荷変動やクランクシャフトの角速度の変化によってベルト 3の張 力が変化し、そのベルト 3に弛みが生じると、リターンスプリング 24の押圧によりロッド 19は外方に移動してベルト 3の弛みを吸収する。

[0031] このとき、圧力室 20の容積が大きくなつて圧力が低下し、その圧力がリザーバ室 21 の圧力より低くなると、図 5に示すように、チェックバルブ 31の弁体 33がシート面 32か ら離反して通路 30を開放する。このため、リザーバ室 21の作動油は通路 30から圧力 室 20に流れ、ロッド 19は外方に向けて急速に移動してベルト 3の弛みを直ちに吸収 する。

[0032] 一方、ベルト 3の張力が大きくなると、ベルト 3からロッド 19に押込み力が負荷される 。このとき、圧力室 20の圧力はリザーバ室 21の圧力より高くなるため、図 3に示すよう に、チェックバルブ 31の弁体 33はシート面 32に接触して通路 30を閉鎖し、圧力室 2 0に封入された作動油により、ロッド 19に負荷される上記押込み力が緩衝される。

[0033] 押込み力力 Sリターンスプリング 24の弾性力より大きい場合、圧力室 20の作動油は スリーブ 13とロッド 19の摺動面間に形成された微小なリーク隙間 18からリザーバ室 2 1内に流れ、上記押込み力とリターンスプリング 24の弾性力とが釣り合う位置までロッ ド 19はゆっくりと後退し、ベルト 3の張力は一定に保持される。

[0034] ここで、圧力室 20に空気が混入して滞留すると、圧力室 20における油圧ダンバ効 果が低下することになる力 S、スリーブ 13の内周にテーパ面 17が形成されているため、 圧力室 20内に空気が万一混入すると、その空気は上記テーパ面 17に案内されてリ ーク隙間 18からリザーバ室 21内に流れ、圧力室 20内からスムーズに排除されること になる。

[0035] 実施の形態で示すように、ロッド 19の下端部が摺動自在に揷入されるスリーブ 13 の下端部にフランジ 14を設け、そのフランジ 14に圧力室 20とリザーバ室 21を連通 する通路 30を形成し、その通路 30をチェックバルブ 31で開閉する構成とすることに より、上記チェックバルブ 31はロッド 19を中心とする円周上の配置となるため、ロッド の下端部に設けたプランジャの通路をチェックバルブで開閉するようにした従来の油 圧式オートテンショナに比較して、プランジャを省略し得る分、軸方向長さのコンパク ト化を図ることができる。

[0036] また、シリンダ 11の外周上部に形成したシール溝 26にシール部材 27を取付けて、 シリンダ 11とばね座 23のカバー部 25間を密封したことにより、シリンダ 11の内部に 充填された作動油の外部への漏洩を防止することができると共に、シリンダ 11の内部 への異物の侵入を防止することができる。

[0037] ここで、図 2では、 Oリングからなるシール部材 27を採用してシリンダ 11とカバー部 2 5間を密封したが、図 6に示すように、オイルシールをシール部材 27とし、そのオイル シールの外周に形成された複数のシールリップ 27a、 27bをカバー部 25の内周に弾 性接触させてシリンダ 11とカバー部 25間を密封してもよい。図 6に示すように、オイル シールを採用すると、シールリップの数、リップ形状、緊縛力を自由に設計することが できる。

[0038] ここで、チェックバルブ 31の弁体 33を、合成樹脂やセラミックスのような金属より比 重の小さい材料で形成すると、弁体 33は圧力室 20内の圧力変化に対してスムーズ に追従すると共に、弁体 33の挙動によるイナ一シャの影響も少なぐ圧力室 20の圧 力変化に応じてチェックバルブ 31を敏感に開閉させることができる。 [0039] このため、ベルト 3が高周波振動したとしても、圧力室 20内への作動油の供給不足 が生じるという不都合の発生はなぐ圧力室 20内の作動油によってベルトの張力変 化を確実に吸収することができる。

[0040] さらに、弁体 33の質量が小さい分、弁体 33を大きくすることができると共に、通路 3 0の断面積も大きくすることができ、ベルト 3の大振幅時にリザーバ室 18内の作動油 を圧力室 20内にスムーズに流入させることができる。

[0041] 図 7は、この発明に係る油圧式オートテンショナ 10の他の例を示す。この例におい ては、シリンダ 11をアルミ合金製とし、そのシリンダ 11内の底部に鋼製の底付き円筒 体 40を嵌合し、その円筒体 40の上端面でスリーブ 13のフランジ 14を支持している 点で図 2に示す油圧式オートテンショナ 10と相違している。このため、図 2に示す油 圧式オートテンショナ 10と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

[0042] 図 7に示すように、シリンダ 11をアルミ合金製とすると、シリンダ 11をダイカスト成形 すること力 Sできるため、シリンダ 11の製作を容易することができると共に、油圧式ォー トテンショナの軽量化を図ることができる。

[0043] また、底付き円筒体 40を嵌合することにより、シリンダ 11の底部の破損防止に効果 を挙げること力 Sでき、しカゝも、その円筒体 40の上面によってスリーブ 13のフランジ 14 を受けることができるため、図 2に示す段部 15の形成を不要とすることができ、シリン ダ 11の加工の容易化を図ることができる。

[0044] 図 8は、この発明に係る油圧式オートテンショナのさらに他の例を示す。この例にお いては、フランジ 14の下面に複数の通路 30と連通する環状溝 41を形成し、その環 状溝 41の内周面および外周面の下端部に断面形状が凸形の円弧面からなる環状 のシート面 42a、 42bを形成し、一方、環状の弁体 33の上面 43の断面形状を凸形と して、シート面 42a、 42bに対する弁体 33の接触を線接触としている。他の構成は図 2に示す油圧式オートテンショナ 10と同一であるため、同一部品には同一の符号を 付して説明を省略する。

[0045] 図 8に示すように、シート面 42a、 42bに対する弁体 33の接触を線接触とすると、図 2に示すように、シート面 32に弁体 33を面接触させる場合に比較して、シート面 42a 、 42bとの間に介在する油膜の吸着力の低下を図ることができる。このため、圧力室 2 0内の圧力低下時に弁体 33をシート面 42a、 42bから離れ易くすることができ、ベルト 3の張力変化に対するロッドの追従性の良好な油圧式オートテンショナ 10を得ること ができる。

[0046] 図 9 (a)、 (b)は、シート面 42a、 42bに対して弁体 33を線接触させる他の例を示し ている。図 9 (a)では、環状溝 41の内周面と外周面に形成されたシート面 42a、 42b を相反する方向に傾斜するテーパ面とし、そのシート面 42a、 42bに対して弁体 33の 円弧状の上面 43を接触させるようにしている。

[0047] また、図 9 (b)では、環状溝 41の内周面と外周面に形成されたシート面 42a、 42b の断面形状を凸形の円弧面とし、弁体 33の上面の内周部と外周部のそれぞれに相 反する方向に傾斜する一対のテーパ面 44a、 44bを形成して、シート面 42a、 42bに テーノ 面 44a、 44bを接角虫させるよう ίこして!/、る。

Claims

請求の範囲

[1] 内部に作動油が充填された有底のシリンダ内にスリーブを組込み、そのスリーブの 下端部に形成された外向きのフランジの下面外周部をシリンダの内周下部に設けら れた段部で支持し、そのスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に揷入して、シリン ダ内を圧力室とリザーバ室とに区画し、前記ロッドにリターンスプリングの弾性力を付 与して、フランジの下方に形成された圧力室の容積が拡大する方向にロッドを付勢し 、前記フランジには圧力室とフランジの上方に設けられたリザーバ室を連通する通路 を設け、その通路の圧力室側の開口部に、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。

[2] 前記ロッドのシリンダの上端開口から外部に位置する上端部にリターンスプリングの 上端を受けるばね座を設け、そのばね座の外周部に前記シリンダの上部外周を覆う 円筒状のカバー部を設け、前記シリンダの外周上部にシール溝を形成し、そのシー ノレ溝に組込んだシール部材を前記カバー部の内径面に弾性接触させてカバー部と シリンダの嵌合面間をシールした請求項 1に記載の油圧式オートテンショナ。

[3] シリンダをアルミ合金製とし、そのシリンダ内の底部に鋼製の底付き円筒体を嵌合し 、その円筒体の上端面をフランジ支持用の段部とした請求項 1又は 2に記載の油圧 式オートテンショナ。

[4] 前記スリーブの内周に、前記ロッドの外径面間に微小なリーク隙間を形成する円筒 面と、その円筒面の下端に連続し、下端に至るに従って内径が次第に大きくなるテー パ面とを形成した請求項 1乃至 3のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。

[5] チェックバルブ力 S、フランジの下面に形成されたシート面に対して接触、離反自在と され、接触時に前記通路を閉じるリング状の弁体と、その弁体をシート面に向けて付 勢するバルブスプリングとからなる請求項 1乃至 4のいずれかの項に記載の油圧式ォ ートテンショナ。

[6] 前記弁体が、金属より比重が小さい材料からなる請求項 5に記載の油圧式オートテ ンショナ。

[7] 前記フランジの下面に前記通路に連通する環状溝を形成し、その環状溝の内周面 および外周面の下端部に一対の環状のシート面を形成し、そのシート面に対する弁 体の接触を線接触とした請求項 5又は 6に記載の油圧式オートテンショナ。

[8] 前記一対のシート面のそれぞれの断面形状を凸形の円弧状とし、前記弁体のフラ ンジと対向する上面の断面形状を凸形の円弧状として、シート面に対する弁体の接 触を泉接触とした請求項 7に記載の油圧式オートテンショナ。

[9] 前記一対のシート面のそれぞれを相反する方向に傾斜するテーパ面とし、前記弁 体のフランジと対向する上面の断面形状を凸形の円弧状として、シート面に対する弁 体の接触を線接触とした請求項 7に記載の油圧式オートテンショナ。

[10] 前記一対のシート面のそれぞれの断面形状を凸形の円弧状とし、前記弁体のフラ ンジと対向する上面の内周部と外周部のそれぞれに相反する方向に傾斜する一対 のテーパ面を形成して、シート面に対する弁体の接触を線接触とした請求項 7に記 載の油圧式オートテンショナ。