JP2008111460A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向の長さが短く、また、シリンダ内の作動油が漏れにくく、さらに、ロッドの移動が円滑なオートテンショナを提供する。
【解決手段】有底のシリンダ９内に作動油を溜め、外向きのフランジ部１０を有するスリーブ１１をシリンダ９内に設け、スリーブ１１内にロッド１３を軸方向に摺動可能に挿入し、ロッド１３とスリーブ１１とでシリンダ９内を圧力室１４とリザーバ室１５に区画し、ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間に圧力室１４とリザーバ室１５を連通させるリーク隙間２５を形成し、圧力室１４の容積を拡大する方向にロッド１３を付勢するリターンスプリング１７を設け、フランジ部１０に圧力室１４とリザーバ室１５を連通させる通路２６を形成し、その通路２６に、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ２９を設け、オイルシール１８でシリンダ９内の作動油を密封する構成をオートテンショナに採用する。
【選択図】図２

Description

この発明は、オルタネータ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オートテンショナに関する。

自動車の補機、たとえばオルタネータやカーエアコンやウォータポンプなどは、その回転軸がエンジンのクランクシャフトにベルトで連結されており、そのベルトを介してエンジンで駆動される。このベルトの張力を適正範囲に保つために、一般に、支点軸を中心として揺動可能に設けたプーリアームと、そのプーリアームに回転可能に取り付けたテンションプーリと、そのテンションプーリをベルトに押さえ付ける方向にプーリアームを付勢するオートテンショナとからなる張力調整装置が使用される。

この張力調整装置に組み込まれるオートテンショナとして、有底のシリンダ内にスリーブを挿入し、そのスリーブ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、そのプランジャに、プランジャと一体に移動するロッドを設け、そのロッドを圧力室の容積が拡大する方向に付勢するリターンスプリングを設けたものが知られている（特許文献１、２）。このオートテンショナは、リターンスプリングの付勢力がベルトの張力とつり合う位置までロッドが移動することにより、ベルトの張力変動を吸収し、ベルトの張力を適正範囲に保つ。

また、プランジャとスリーブの摺動面間には、圧力室とリザーバ室を連通させるリーク隙間が形成され、圧力室の容積が縮小する方向にロッドが移動すると、圧力室内の作動油がリーク隙間を通ってリザーバ室に流れる。このとき、リーク隙間を流れる作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトを安定した状態に保ちながらその緊張を吸収する。

また、プランジャには、圧力室とリザーバ室を連通させる貫通孔が形成され、その貫通孔の圧力室側の開口には、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブが設けられ、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが移動すると、チェックバルブを通じてリザーバ室側から圧力室側に作動油が流れる。そのため、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが速やかに移動し、ベルトの弛みを迅速に吸収する。
特開平１０−１９０９９号公報 特開平１０−３０６８６０号公報

しかし、このオートテンショナは、プランジャとチェックバルブが軸方向に並んで配置されているので、軸方向の長さが長く、狭いスペースに設置するのが難しかった。

そこで、この発明の発明者は、オートテンショナの軸方向の長さを短くするために、有底のシリンダ内に作動油を溜め、外向きのフランジ部を下端に有するスリーブを前記シリンダ内に設け、そのスリーブ内にロッドを軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッドと前記スリーブとで前記シリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、前記ロッドと前記スリーブの摺動面間に前記圧力室と前記リザーバ室を連通させるリーク隙間を形成し、前記圧力室の容積を拡大する方向に前記ロッドを付勢するリターンスプリングを設け、前記フランジ部に前記圧力室と前記リザーバ室を連通させる通路を形成し、その通路に、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブを設け、そのチェックバルブを前記ロッドに対して軸直角方向に重なるように配置したオートテンショナを考案した。

このオートテンショナは、チェックバルブをロッドに対して軸直角方向に重なるように配置したので、チェックバルブをロッドに対して軸方向に並べて配置した場合よりも、チェックバルブとロッドが軸直角方向に重なり合う分、軸方向の長さを短く抑えることができ、狭いスペースにも設置しやすい。

しかし、このオートテンショナは、シリンダ内の作動油を密封するため、ロッドのシリンダからの突出部分に、シリンダの外周に対向する筒状のダストカバーを固定し、そのダストカバーの内周と摺動するＯリングをシリンダの外周に設ける構成を採用することができるが、このようにすると、オートテンショナの姿勢を傾けたときに、シリンダの外周とダストカバーの内周の間に作動油が溜まりやすく、その溜まった作動油が、Ｏリングとシリンダの摺動面間から漏れるおそれがある。また、Ｏリングの摺動面の周長が長いので、ロッドが軸方向に移動するときの摺動抵抗が大きく、ロッドが円滑に移動しにくい。

この発明が解決しようとする課題は、軸方向の長さが短く、また、シリンダ内の作動油が漏れにくく、さらに、ロッドの移動が円滑な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、前記ロッドを摺動可能に貫通させる環状のオイルシールを前記シリンダ内周に嵌め合わせ、そのオイルシールで前記シリンダ内の作動油を密封するようにした。

この発明のオートテンショナは、オイルシールの摺動面がシリンダの内周よりも内径側にあるので、オートテンショナを傾けたときに、シリンダ内の作動油がロッドとオイルシールの摺動面間に溜まりにくく、作動油が漏れにくい。また、オイルシールの摺動面の周長が短いので、ロッドが軸方向に移動するときの摺動抵抗が小さく、ロッドが円滑に移動しやすい。

図１、図２に、自動車補機を駆動するベルト１の張力調整装置を示す。この張力調整装置は、ベルト１に接触するテンションプーリ２と、テンションプーリ２を回転可能に支持するプーリアーム３とを有し、プーリアーム３は、図２に示すエンジンブロック４に固定した支点軸５に揺動可能に支持されている。

プーリアーム３には、この発明の実施形態に係るオートテンショナ６の一端が連結軸７を中心として回転可能に連結され、オートテンショナ６の他端は、エンジンブロック４に固定した連結軸８に回転可能に連結されている。オートテンショナ６は、プーリアーム３を付勢してテンションプーリ２をベルト１に押さえ付けている。

図２に示すように、オートテンショナ６は有底のシリンダ９を有し、シリンダ９内に作動油が溜められている。また、シリンダ９内には、外向きのフランジ部１０を下端に有するスリーブ１１が設けられ、フランジ部１０は、シリンダ９の内周に形成されたシリンダ９の底側を小径とする段部１２に載せられている。スリーブ１１内には、ロッド１３が軸方向に摺動可能に挿入され、このロッド１３とスリーブ１１によってシリンダ９内が圧力室１４とリザーバ室１５に区画されている。

ロッド１３は、大径軸部１３Ａと、大径軸部１３Ａの下端に連なる小径軸部１３Ｂとからなり、小径軸部１３Ｂの外周にウエアリング１６が嵌め込まれている。ロッド１３は、ウエアリング１６とフランジ部１０の間に組み込まれたリターンスプリング１７によって、圧力室１４の容積を拡大する方向に付勢されている。

シリンダ９の開放端の内周には、ロッド１３の大径軸部１３Ａを摺動可能に貫通させる環状のオイルシール１８が嵌め合わされ、オイルシール１８は、シリンダ９の内周に係止した菊形止め輪１９でシリンダ９から抜け止めされている。オイルシール１８は、図３に示すように、断面Ｌ状の環状の芯金２０をゴム材料２１で覆って形成され、ガータスプリング２２で大径軸部１３Ａの外周に締め付けられている。

ロッド１３のシリンダ９からの突出部分には、図２に示すように、連結軸７を介してプーリアーム３に連結される連結片２３が固定され、連結片２３には、シリンダ９の外周に対向する筒状のダストカバー２４が固定されている。

ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間には、図４に示すように、圧力室１４とリザーバ室１５を連通させるリーク隙間２５が形成されている。リーク隙間２５は微小であり、圧力室１４からリザーバ室１５に流れる作動油の流量を制限する。

フランジ部１０には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通させる通路２６が、図５に示すように周方向に間隔をおいて形成されている。通路２６には、図４に示すように、フランジ部１０の圧力室１４側の面に接離可能に設けられたリング状の弁体２７と、弁体２７をフランジ部１０に向けて付勢するバルブスプリング２８とからなるチェックバルブ２９が設けられている。チェックバルブ２９は、リザーバ室１５側から圧力室１４側への作動油の流れは許容するが、圧力室１４側からリザーバ室１５側への作動油の流れは禁止する。

チェックバルブ２９は、図４に示すように、弁体２７の内径がロッド１３の外径よりも大きく、軸方向にみてロッド１３と重ならないようになっている。また、バルブスプリング２８は、シリンダ９の内周に圧入される筒部３０と、筒部３０の下端に沿って内径側に折り曲げられた爪部３１とからなり、爪部３１は、図５に示すように、周方向に一定の間隔をおいて複数形成されている。

また、チェックバルブ２９は、図４の２点鎖線に示すように、ロッド１３が圧力室１４の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態で、ロッド１３に対して軸直角方向に重なるように配置されている。

つぎに、このオートテンショナ６の動作例を説明する。

ベルト１の張力が大きくなると、その張力がプーリアーム３、連結片２３を順に介してロッド１３に伝達し、圧力室１４の圧力が高まる。圧力室１４の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも高くなると、図４に示すように、圧力室１４内の作動油がリーク隙間２５を通ってリザーバ室１５に流れる。このとき、チェックバルブ２９が閉じているので作動油はフランジ部１０の通路２６を流れない。こうして作動油がリーク隙間２５を流れることによりロッド１３が移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング１７の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ２が移動する。このとき、リーク隙間２５を流れる作動油の流量が制限されているので、テンションプーリ２はゆっくりと移動し、ベルト１を安定した状態に保ちながらその緊張を吸収する。

一方、ベルト１の張力が小さくなると、リターンスプリング１７の付勢力によってロッド１３が移動し、圧力室１４の容積が拡大することで、圧力室１４の圧力が低くなる。圧力室１４の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも低くなるとチェックバルブ２９が開き、図６に示すように、リザーバ室１５内の作動油がフランジ部１０の通路２６を通って圧力室１４に流れる。このとき、ベルト１の張力とリターンスプリング１７の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ２は速やかに移動し、ベルト１の弛みを迅速に吸収する。

このオートテンショナ６は、ロッド１３が圧力室１４の容積を縮小する側のストロークエンドにある状態でチェックバルブ２９をロッド１３に対して軸直角方向に重なるように配置したので、チェックバルブ２９をロッド１３に対して軸方向に並べて配置したものよりも、チェックバルブ２９とロッド１３が軸直角方向に重なり合う分、軸方向の長さを短く抑えることができ、狭いスペースにも設置しやすい。

また、このオートテンショナ６は、オイルシール１８のロッド１３との摺動面がシリンダ９の内周よりも内径側にあるので、オートテンショナ６を傾けたときに、シリンダ９内の作動油がロッド１３とオイルシール１８の摺動面間に溜まりにくく、作動油が漏れにくい。

また、オイルシール１８の摺動面の周長が短いので、シリンダ９内の作動油を密封するためにダストカバー２４の内周と摺動するＯリングをシリンダ９の外周に設けた場合に比べて、ロッド１３が軸方向に移動するときの摺動抵抗が小さく、ロッド１３が円滑に移動しやすい。

上記実施形態では、ロッド１３が圧力室１４の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態でのみ、ロッド１３に対して軸直角方向に重なるようにチェックバルブ２９を配置しているが、チェックバルブ２９は、ロッド１３が圧力室１４の容積を小さくする側のストロークエンドから、圧力室１４の容積を大きくする側のストロークエンドに至る過程において、常時、ロッド１３に対して軸直角方向に重なるように配置してもよい。要は、ロッドが圧力室の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態で、チェックバルブがロッドに対して軸直角方向に重なればよい。

この発明の実施形態のオートテンショナを組み込んだ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に示すオートテンショナのオイルシール近傍の拡大断面図 図２に示すオートテンショナのスリーブ近傍の拡大断面図 図４のV−V線に沿った断面図 図４のロッドが圧力室の容積を拡大する方向に移動する過程を示す拡大断面図

符号の説明

９ シリンダ
１０ フランジ部
１１ スリーブ
１３ ロッド
１４ 圧力室
１５ リザーバ室
１７ リターンスプリング
１８ オイルシール
２５ リーク隙間
２６ 通路
２９ チェックバルブ

Claims (1)

1. 有底のシリンダ（９）内に作動油を溜め、外向きのフランジ部（１０）を有するスリーブ（１１）を前記シリンダ（９）内に設け、そのスリーブ（１１）内にロッド（１３）を軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッド（１３）と前記スリーブ（１１）とで前記シリンダ（９）内を圧力室（１４）とリザーバ室（１５）に区画し、前記ロッド（１３）と前記スリーブ（１１）の摺動面間に前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通させるリーク隙間（２５）を形成し、前記圧力室（１４）の容積を拡大する方向に前記ロッド（１３）を付勢するリターンスプリング（１７）を設け、前記フランジ部（１０）に前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通させる通路（２６）を形成し、その通路（２６）に、リザーバ室（１５）側から圧力室（１４）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（２９）を設け、そのチェックバルブ（２９）を前記ロッド（１３）に対して軸直角方向に重なるように配置し、前記ロッド（１３）を摺動可能に貫通させる環状のオイルシール（１８）を前記シリンダ（９）の内周に嵌め合わせ、そのオイルシール（１８）で前記シリンダ（９）内の作動油を密封したオートテンショナ。

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