JP2008180269A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】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、および、高周波領域での弁体の開きを良くして圧力室に対する作動油の供給不足を防止し、油圧ダンパ荷重の低下を抑制することである。
【解決手段】フランジ１４に圧力室１７とリザーバ室１８を連通する通路２６を形成し、その通路２６をフランジ１４の下方に設けた弁体２７で開閉するように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。また、弁体２７を弾性部材２９でフランジ１４の下面から離反する方向に向けて付勢して、圧力室１７内の圧力低下時に弁体２７が直ちに開放するようにして、ベルトが高周波振動する領域での弁体２７の開き遅れを防止し、圧力室１７内の作動油による油圧ダンパ荷重の低下を抑制する。
【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、チェックバルブの弁体で通路を閉じ、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１０−１９０９９号公報 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の弁体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。

この発明の課題は、圧力室とリザーバ室とを連通する通路を弁体により開閉し、その圧力室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を緩衝するようにした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、および、高周波領域での弁体の開きを良くして圧力室に対する作動油の供給不足を防止し、ロッドが押し込まれた際の油圧ダンパ荷重の低下を抑制することである。

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挿入してシリンダ内部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複数の通路を設け、前記フランジの下方には、圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなるとフランジの下面に向けて移動して通路を閉じる弁体を設け、その弁体に弾性部材の弾性力を付与して弁体を開放方向に向けて付勢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ロッドを接続し、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、弁体がフランジの下面に向けて移動して通路を閉鎖し、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。

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、弁体はフランジの下面から離反する方向に移動して通路を開放し、リザーバ室内の作動油は通路から圧力室内に流入する。この際、弁体は弾性部材によってフランジの下面から離反する方向に付勢されているため、弁体は圧力室内の圧力低下と同時に開放し、開き遅れを生じるようなことはない。

このため、ベルトが高周波振動する領域において、圧力室に対する作動油の供給不足が生じるという不都合の発生はなく、ロッドが押し込まれた際の圧力室内の作動油による油圧ダンパ荷重の低下を抑制することができる。

ここで、通路を開閉する弁体は、フランジの下面に対して接触、離反自在とされ、接触時に複数の通路を同時に閉鎖する環状板からなるものであってもよく、あるいは、ボールからなるものであってもよい。

環状板からなる弁体を採用する場合、通路は同一円上に配置される円弧状の長孔としてもよく、あるいは、円形孔としてもよい。一方、ボールからなる弁体の場合、通路は円形孔とし、その円形孔からなる通路のそれぞれに対向してボールからなる弁体を設けるようにする。

環状板からなる弁体を採用する場合において、その弁体のフランジ下面に対向する上面に環状溝を形成すると、フランジ下面に対する接触面積の低減化を図ることができるため、弁体の閉鎖状態において、その弁体とフランジの接触面間に介在する油膜の吸着力の低減化を図ることができ、弁体の開き遅れをより改善することができる。

上記のように、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フランジを設け、そのフランジに圧力室とリザーバ室を連通する複数の通路を形成し、その通路を弁体で開閉することにより、ロッドの下部に設けたプランジャに通路を形成し、その通路を弁体で開閉するようにした油圧式オートテンショナに比較して、軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。

また、弁体を弾性部材により開放方向に向けて付勢したことにより、圧力室の圧力低下と同時に弁体は開放状態となり、ベルトが高周波振動する領域で弁体が開き遅れを生じるようなことはない。したがって、ベルトが高周波振動する領域において圧力室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く、ロッドが押し込まれた際の圧力室内の作動油による油圧ダンパ荷重の低下を抑制することができる。

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、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。

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の内周下部に形成された段部１５によって下面の外周部が支持されている。

スリーブ１３にはロッド１６の下端部が摺動自在に挿入され、そのロッド１６とスリーブ１３とによってシリンダ１１の内部は、圧力室１７とリザーバ室１８とに区画されている。

ロッド１６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、プーリアーム１に連結される連結片１９が接続されている。また、ロッド１６の上端部には、連結片１９の下方の位置に上端が閉塞する円筒状のダストカバー２０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２０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２０の上部閉塞端とスリーブ１３のフランジ１４間にはリターンスプリング２１が組込まれている。リターンスプリング２１は、フランジ１４の下方に設けられた圧力室１７の容積が拡大する方向にロッド１６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２２が形成され、そのシール溝２２内に組込まれた弾性を有するシールリング２３は上記ダストカバー２０の内周と弾性接触して、リザーバ室１８内の作動油がシリンダ１１とダストカバー２０の対向面間から外部に漏洩するのを防止している。

また、シリンダ１１の上部外周には、上記シール溝２２の下側に環状突出部２４が形成され、一方、ダストカバー２０の内周下部には抜止め突部２５が設けられ、上記環状突出部２４に対する抜止め突部２５の当接によって、ロッド１６がシリンダ１１の外部に抜け出るのが防止される。

図３乃至図５に示すように、スリーブ１３のフランジ１４には下部が大径の円形の段付き孔からなる複数の通路２６が同一円上に形成され、その通路２６を介して圧力室１７とリザーバ室１８を連通している。また、フランジ１４の下方には通路２６の開閉用弁体２７が設けられている。

弁体２７は環状板からなり、フランジ１４の下面と対向する上面には環状溝２８が形成されている。弁体２７はフランジ１４の下面に対して接触、離反自在とされ、移動時には圧力室１７の内径面により接触案内されるようになっている。また、弁体２７は環状溝２８の内周に形成された内環状壁２８ａの上面および環状溝２８の外側に形成された外環状壁２８ｂの上面がフランジ１４の下面に接触する閉鎖状態で複数の通路２６を同時に閉じるようになっている。

複数の通路２６のそれぞれ内部にはスプリングからなる弾性部材２９が組込まれ、その弾性部材２９によって弁体２７はフランジ１４の下面から離反する方向（開放する方向）に向けて付勢されている。

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、ベルト３の張力が大きくなると、ベルト３からロッド１６に押込み力が負荷される。

このとき、圧力室１７の圧力はリザーバ室１８の圧力より高くなり、その圧力室１７の圧力が複数の弾性部材２９の弾性力の総和を超えると、弁体２７はフランジ１４の下面に向けて移動する。図３に示すように、弁体２７の内環状壁２８ａおよび外環状壁２８ｂの上面がフランジ１４の下面に接触すると、複数の通路２６は弁体２７によって同時に閉鎖されることになり、圧力室１７に封入された作動油によってロッド１６に負荷される上記押込み力が緩衝される。

押込み力がリターンスプリング２１の弾性力より大きい場合、圧力室１７の作動油はスリーブ１３とロッド１６の摺動面間に形成された微小なリーク隙間３０からリザーバ室１８内に流れ、上記押込み力とリターンスプリング２１の弾性力とが釣り合う位置までロッド１６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。

一方、ベルト３に弛みが生じると、リターンスプリング２１の押圧によりロッド１６は圧力室１７の容積が拡大する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１７の圧力が低下するため、図６に示すように、弁体２７はフランジ１４の下面から離反する方向に移動して通路２６を開放する。

このため、リザーバ室１８の作動油は通路２６およびスリーブ１３とロッド１６の摺動面間に形成された微小なリーク隙間３０から圧力室１７に流れ、ロッド１６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。

ここで、弁体２７は弾性部材２９によってフランジ１４の下面から離反する方向に付勢されているため、弁体２７は圧力室１７内の圧力低下と同時に瞬時に開放状態となり、開き遅れを生じるようなことはない。

このため、ベルト３が高周波振動する領域においても、圧力室１７に対する作動油の供給不足が生じるという不都合の発生はなく、ロッド１６が押し込まれた際の圧力室１７内の作動油による油圧ダンパ荷重の低下は抑制されることになり、圧力室１７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。

図２および図３に示す油圧式オートテンショナのように、ロッド１６の下端部が摺動自在に挿入されるスリーブ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１７とリザーバ室１８を連通する通路２６を形成し、その通路２６を弁体２７で開閉することにより、前述の特許文献１および特許文献２に示される油圧式オートテンショナのプランジャを省略することができ、その分、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３では、通路２６として円形の段付き孔からなるものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、同一円上に配置される円弧状の長孔からなるものであってもよい。

また、図３および図４では、弁体２７として環状板からなるものを示したが、図７および図８に示すように、ボールからなる弁体２７を採用してもよい。ボールからなる弁体２７を採用する場合は、複数の通路２６のそれぞれに対向して弁体２７を設けるようにする。また、圧力室１７の内径面にリテーナ３１を圧入して弁体２７の開閉量を規制する。

弁体２７の材質は任意であり、鋼、アルミニウム、チタン、マグネシウム、セラミック、樹脂、ゴム等を挙げることができる。

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 図３の弁体組込み部を拡大して示す断面図 弁体の開放状態を示す断面図 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断面図 図７の一部を拡大して示す断面図

符号の説明

１１ シリンダ
１３ スリーブ
１４ フランジ
１５ 段部
１６ ロッド
１７ 圧力室
１８ リザーバ室
２１ リターンスプリング
２６ 通路
２７ 弁体
２８ 環状溝
２９ 弾性部材

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挿入してシリンダ内部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複数の通路を設け、前記フランジの下方には、圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなるとフランジの下面に向けて移動して通路を閉じる弁体を設け、その弁体に弾性部材の弾性力を付与して弁体を開放方向に向けて付勢した油圧式オートテンショナ。
2. 前記弁体が、フランジの下面に対して接触、離反自在とされ、接触時に複数の通路を同時に閉鎖する環状板からなる請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記弁体のフランジ下面と対向する上面に環状溝を形成した請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記通路が円形孔とされ、その通路を開閉する弁体が、複数の通路のそれぞれに対向して設けられたボールからなる請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。

Images