JP2008267456A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向長さのコンパクトで摺動部の摩耗に対する信頼性の高い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】作動油が充填されたシリンダ１１内にスリーブ１４を組込み、そのスリーブ１４の下端に形成された外向きのフランジ１５をシリンダ１１の底面で支持して、そのスリーブ１４の外径面とシリンダ１１の内径面間にリザーバ室１７を形成する。スリーブ１４内に対するロッド１８の挿入によって、シリンダ１１内に圧力室１９を形成すると共に、その圧力室１９とリザーバ室１７とをフランジ１５の下面に形成した油通路２８で連通し、スリーブ１４の下端部内にチェックバルブ３０を圧入して油圧式オートテンショナの軸方向長さのコンパクト化を図る。スリーブ１４内に対する上記ロッド１８の挿入により、圧力室１９の容積を小さくし、ロッド１８のストローク当たりの発生荷重を大きくしてオートテンショナの振幅を低減し、摺動部の摩耗に対する信頼性の向上を図る。
【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。

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、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、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パにより緩衝するようにしている。

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いる。

特開平１０−３０６８６０号公報

ところで、上記従来の油圧式オートテンショナは、ロッドの下部と、そのロッド下部に設けられたプランジャのそれぞれに圧力室とリザーバ室を連通する通路を形成し、その通路をプランジャの下面側に設けられたチェックバルブにより開閉するようにしているため、軸方向の長さが長く、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いて改善すべき点が残されていた。

また、スリーブ内にロッドより外径の大きなプランジャを摺動自在に組み込んで、スリーブ内に圧力室を形成する構成であるため、圧力室の容積が比較的大きなものとなる。ここで、圧力室の容積が大きい場合、ロッドのストローク当たりの発生荷重が小さくなり、荷重が大きいエンジンに適用する際に油圧式オートテンショナの振幅が大きくなり、摺動部の摩耗に対して不利になる。したがって、摺動部の摩耗に対する信頼性の向上を図るうえにおいても改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、軸方向長さのコンパクトで摺動部の摩耗に対する信頼性の高い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、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、その下端に形成された外向きのフランジがシリンダの底面で支持されるよう組込んで、スリーブの外径面とシリンダの内径面間にリザーバ室を設け、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、前記シリンダの上部開口から外部に位置するロッドの上端部に上端が閉塞する円筒状のダストカバーを取付けてシリンダの上部外周を覆い、そのダストカバーの閉塞端と前記スリーブのフランジ間に組込まれたリターンスプリングにより圧力室の容積が大きくなる方向にロッドを付勢し、前記シリンダの外周上部に形成されたシール溝内にダストカバーの内径面に弾性接触してダストカバーとシリンダの嵌合面間を密封するシール部材を組込み、前記シリンダの底面とスリーブのフランジの衝合面間にリザーバ室の下端と圧力室の下端を連通する油通路を形成し、スリーブの下端部内には、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると閉鎖して、圧力室の作動油が油通路からリザーバ室内に流出するのを防止するチェックバルブを圧入した構成を採用したのである。

上記の構成からなる油圧式オートテンショナにおいては、揺動可能に支持されたプーリアームにテンショナを接続し、そのプーリアームに回転自在に支持されたテンションプーリがベルトを押圧する方向に向けてプーリアームを付勢する。

上記のような油圧式オートテンショナの組込み状態において、負荷の変動によりベルトが振動し、ベルトの張力が増大してロッドが押し込まれると、圧力室内の圧力が上昇する。その圧力がリザーバ室の圧力より高くなると、チェックバルブが閉鎖して圧力室内の作動油が油通路からリザーバ室内へ流出するのを防止し、圧力室内に封入された作動油によってロッドに負荷される押込み力が緩衝される。

上記押込み力がリターンスプリングの弾性力より大きい場合、圧力室内の作動油はスリーブとロッドの摺動面間に形成された微小なリーク隙間からリザーバ室内に流れ、押込み力とリターンスプリングの弾性力とが釣り合う位置までロッドは圧力室の容積が小さくなる方向にゆっくりと移動して、ベルトの張力を一定に保持する。

一方、ベルトに弛みが生じると、ロッドは圧力室の容積が拡大する方向に移動してベルトの弛みを吸収する。このとき、圧力室の圧力が低下するため、チェックバルブは開放し、リザーバ室内の作動油は油通路から圧力室内に流入する。このため、ロッドは圧力室の容積が大きくなる方向に急速に移動してベルトの弛みを直ちに吸収し、ベルトの張力を一定に保持する。

ここで、スリーブが径方向にガタのある不安定な支持であったり、あるいは、シリンダに対する同軸度が悪い組付けであると、ロッドのスライド抵抗が大きくなり、スリーブの摩耗が増大する。

そのような不都合はフランジの外径をシリンダの内径に略等しくすることによって解消することができるが、シリンダ全面の同軸度の精度を上げることはコストの増加となる。

そこで、シリンダの内周下部に前記スリーブの下端の円形フランジが嵌合される小径のフランジ嵌合孔をシリンダと同軸上に形成することにより、同軸度の精度を小さな範囲で確保すれば良いため、コストを低減できる。

また、フランジ嵌合孔にフランジを嵌合することによってスリーブをシリンダと同軸上に保持することができると共に、スリーブが径方向に移動するのを防止することができるため、スリーブに対してロッドをスムーズに摺動させることができる。

上記のように、シリンダの内周下部にフランジ嵌合孔を形成した油圧式オートテンショナにおいて、リザーバ室と圧力室を連通する油通路として、フランジ嵌合孔の内径面に形成された周方向に長い複数の凹部と、フランジの下面に形成された放射状の溝とからなるものを採用することにより、シリンダの底部の厚みを薄くすることができるため、シリンダの軽量化を図ることができると共に、フランジ嵌合孔にスリーブのフランジを単に嵌合することによって凹部と放射状の溝とが確実に連通するため、スリーブの組付けに位置合わせを行う必要がなく、組付けの容易化を図ることができる。

また、油通路として、フランジ嵌合孔の内径面に等間隔に形成された複数の軸方向溝と、フランジ嵌合孔の底面に形成されて各軸方向溝の下端に連通する放射状溝とからなるものを採用することにより、スリーブ側に何の加工も施す必要がないため、スリーブを鍛造等によって簡単に製作することができると共に、スリーブの組付けも容易に行うことができる。

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、シリンダ内に組込まれたスリーブ内にロッド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、上記スリーブの下端部内にチェックバルブを圧入するようにしたので、ロッドの下端部に設けられたプランジャをスリーブ内に摺動自在に挿入して圧力室を形成し、そのプランジャの下面側にチェックバルブを設けるようにした油圧式オートテンショナに比較して、油圧式オートテンショナの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。

また、スリーブ内にロッドを摺動自在に挿入して圧力室を形成したことにより、ロッドの下部に設けたプランジャをスリーブ内に摺動自在に挿入して圧力室を形成する場合に比較して、圧力室の容積が小さくなり、ロッドのストローク当たりの発生荷重が大きくなることで油圧式オートテンショナの振幅が小さくなり、摺動部の摩耗に対する信頼性の向上を図ることができる。

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。

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。

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の下面には連結片１２が設けられ、その連結片１２はボルト１３の締め付けによってエンジンブロックＡに回動自在に連結されている。

シリンダ１１の内部にはスリーブ１４が組込まれている。スリーブ１４は下端部に外向きのフランジ１５を有し、そのフランジ１５はシリンダ１１の内周下部に設けられた小径のフランジ嵌合孔１６内に嵌合されてシリンダ１１の底面で支持され、上記フランジ嵌合孔１６とフランジ１５の嵌合によってスリーブ１４はシリンダ１１と同軸上に保持されている。

また、シリンダ１１の内部へのスリーブ１４の組込みによって、そのシリンダ１１の内径面とスリーブ１４の外径面間にリザーバ室１７が形成されている。

スリーブ１４にはロッド１８の下端部が摺動自在に挿入され、そのロッド１８の組込みによってスリーブ１４内に圧力室１９が形成されている。

ロッド１８の上記シリンダ１１の上端開口から外部に位置する上端部には連結片２０が接続され、その連結片２０はボルト２１の締付けによってプーリアーム１に連結されている。また、ロッド１８の上端部には、連結片２０の下方の位置に上端が閉塞する円筒状のダストカバー２２が圧入による手段を介して取付けられ、そのダストカバー２２によってシリンダ１１の上部外周が覆われている。

ダストカバー２２の上部閉塞端とスリーブ１４のフランジ１５間にはリターンスプリング２３が組込まれている。リターンスプリング２３は、圧力室１９の容積が拡大する方向にロッド１８を付勢している。

シリンダ１１の上部外周には環状のシール溝２４が形成され、そのシール溝２４内に組込まれた弾性を有するシール部材２５は上記ダストカバー２２の内周と弾性接触して、そのダストカバー２２とシリンダ１１の嵌合面間をシールしている。

また、シリンダ１１の上部外周には、上記シール溝２４の下側に環状突出部２６が形成され、一方、ダストカバー２２の内周下部には抜止め突部２７が設けられ、上記環状突出部２６に対する抜止め突部２７の当接によって、ロッド１８がシリンダ１１の外部に抜け出るのが防止される。

図３および図４に示すように、フランジ嵌合孔１６とスリーブ１４のフランジ１５の嵌合面間にはリザーバ室１７と圧力室１９を連通する油通路２８が形成されている。油通路２８は、フランジ嵌合孔１６の内径面に形成された周方向に長い複数の凹部２８ａと、フランジ１５の下面に形成された放射状の溝２８ｂとからなっている。

上記のように、フランジ嵌合孔１６の内径面に周方向に長い複数の凹部２８ａを形成すると、フランジ嵌合孔１６にスリーブ１４のフランジ１５を単に嵌合することによって凹部２８ａと放射状の溝２８ｂとが確実に連通することになり、スリーブ１４の組付けに位置合わせを行う必要がなく、スリーブ１４の組付けの容易化を図ることができる。

スリーブ１４の下端部内にはチェックバルブ３０が組み込まれている。チェックバルブ３０はスリーブ１４内に圧入されるバルブシート３１と、そのバルブシート３１に形成された弁孔３２を開閉するボールからなる弁体３３と、バルブシート３１の上面に設けられた円形突部に圧入されて弁体３３の開閉量を規制するリテナ３４からなる。このチェックバルブ３０は圧力室１９内の圧力がリザーバ室１７内の圧力より高くなると、弁体３３が弁孔３２を閉じ、圧力室１９内の作動油が油通路２８からリザーバ室１７内に流出するのを防止する。

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２３の押圧によりロッド１８は圧力室１９の容積が拡大する方向（外方向）に移動してベルト３の弛みを吸収する。

このとき、圧力室１９の容積が大きくなって圧力が低下し、その圧力がリザーバ室１７の圧力より低くなると、チェックバルブ３０の弁体３３が弁孔３２の開口端から離反して弁孔３２を開放するため、リザーバ室１７の作動油は油通路２８から圧力室１９に流れ、ロッド１８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。

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１８に押込み力が負荷される。このとき、圧力室１９の圧力はリザーバ室１７の圧力より高くなるため、チェックバルブ３０の弁体３３は弁孔３２を閉じ、圧力室１９に封入された作動油により、ロッド１８に負荷される上記押込み力が緩衝される。

上記押込み力がリターンスプリング２３の弾性力より大きい場合、圧力室１９の作動油はスリーブ１４とロッド１８の摺動面間に形成された微小なリーク隙間ａからリザーバ室１７内に流れ、上記押込み力とリターンスプリング２３の弾性力とが釣り合う位置までロッド１８は圧力室１９の容積が小さくなる方向（内方向）にゆっくりと移動し、ベルト３の張力は一定に保持される。

上記のようなベルト３の張力調整において、圧力室１９の容積が大きい場合、ロッド１８のストローク当たりの発生荷重が小さくなり、荷重が大きいエンジンに適用する際に油圧式オートテンショナの振幅が大きくなって、摺動部の摩耗に対して不利になる。

しかし、実施の形態で示す油圧式オートテンショナ１０においては、スリーブ１４内にロッド１８を摺動自在に挿入して圧力室１９を形成した構成であるため、ロッドの下部に設けたプランジャをスリーブ内に摺動自在に挿入して圧力室を形成する場合に比較して、圧力室１９の容積が小さく、ロッド１８のストローク当たりの発生荷重が大きいものとすることができる。その結果、油圧式オートテンショナの振幅が小さくなり、摺動部の摩耗に対する信頼性の向上を図ることができる。

また、実施の形態で示す油圧式オートテンショナにおいては、シリンダ１１内に組込まれたスリーブ１４内にロッド１８を摺動自在に挿入して、そのスリーブ１４内に圧力室１９を形成し、上記スリーブ１４の下端部内にチェックバルブ３０を圧入する構成であるため、ロッドの下端部に設けられたプランジャをスリーブ内に摺動自在に挿入して圧力室を形成し、そのプランジャの下面側にチェックバルブを設けるようにした油圧式オートテンショナに比較して、油圧式オートテンショナの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。

図５および図６はリザーバ室１７と圧力室１９を連通する油通路２８の他の例を示す。この例に示す油通路２８は、フランジ嵌合孔１６の内径面に等間隔に形成された複数の軸方向溝２８ｃと、フランジ嵌合孔１６の底面に形成されて各軸方向溝２８ｃの下端に連通する放射状溝２８ｄとからなっている。

上記のように、フランジ嵌合孔１６側に油通路２８を形成することにより、スリーブ１４のフランジ１５に何の加工も施す必要がないため、スリーブ１４を鍛造等によって簡単に製作することができると共に、スリーブ１４の組付けも容易に行うことができる。

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１のII−II線に沿った断面図 図２に示す油圧式オートテンショナのシリンダの下端部を拡大して示す断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 リザーバ室と圧力室を連通する油通路の他の例を示す断面図 図５のVI−VI線に沿った断面図

符号の説明

１１ シリンダ
１４ スリーブ
１５ フランジ
１６ フランジ嵌合孔
１７ リザーバ室
１８ ロッド
１９ 圧力室
２２ ダストカバー
２３ リターンスプリング
２４ シール溝
２５ シール部材
２８ 油通路
２８ａ 凹部
２８ｂ 溝
２８ｃ 軸方向溝
２８ｄ 放射状溝
３０ チェックバルブ

Claims (4)

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、その下端に形成された外向きのフランジがシリンダの底面で支持されるよう組込んで、スリーブの外径面とシリンダの内径面間にリザーバ室を設け、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、前記シリンダの上部開口から外部に位置するロッドの上端部に上端が閉塞する円筒状のダストカバーを取付けてシリンダの上部外周を覆い、そのダストカバーの閉塞端と前記スリーブのフランジ間に組込まれたリターンスプリングにより圧力室の容積が大きくなる方向にロッドを付勢し、前記シリンダの外周上部に形成されたシール溝内にダストカバーの内径面に弾性接触してダストカバーとシリンダの嵌合面間を密封するシール部材を組込み、前記シリンダの底面とスリーブのフランジの衝合面間にリザーバ室の下端と圧力室の下端を連通する油通路を形成し、スリーブの下端部内には、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると閉鎖して、圧力室の作動油が油通路からリザーバ室内に流出するのを防止するチェックバルブを圧入した油圧式オートテンショナ。
2. 前記シリンダの内周下部に前記スリーブの下端の円形フランジが嵌合される小径のフランジ嵌合孔をシリンダと同軸上に形成した請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記油通路が、フランジ嵌合孔の内径面に形成された周方向に長い複数の凹部と、フランジの下面に形成された放射状の溝とからなる請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記油通路が、フランジ嵌合孔の内径面に等間隔に形成された複数の軸方向溝と、フランジ嵌合孔の底面に形成されて各軸方向溝の下端に連通する放射状溝とからなる請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。

Images