JP2006292019A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダからロッドが抜け出すのを確実に防止す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。
【解決手段】シリンダ１１の内部に組込まれたスリーブ１７内にロッド１８の下端部を摺動自在に挿入し、そのロッド１８の上部に設けたばね座２１とシリンダ１１の内底面間にリターンスプリング２３を組込んでシリンダ１１とロッド１８とが伸長する方向に両部品を付勢する。ロッド１８の上部に接続されたロッドカバー３１の下部にシリンダ１１の内径面に沿って摺動可能な大径筒部３４を設ける。シリンダ１１の開口端部の内周に止め輪４５を取付け、その止め輪４５とロッドカバー３１の外周に形成された段部４６との係合によりシリンダ１１とロッド１８が伸長する方向に相対移動するのを防止する。
【選択図】図２

Description

この発明は、エアコンディショナのコンプレッサやウォータポンプなどの補機駆動用ベルトの張力を一定に保つ油圧式オートテンショナに関するものである。

この種の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、シリンダの内底面から起立する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に圧力室を形成し、ロッドの上端部に設けたばね座とシリンダの内底面間にリターンスプリングを組込み、上記ばね座に上端部が固定された円筒状のロッドカバーの外周にベローズの一端部を固定し、ベローズの他端部をシリンダの外周上部に固定してシリンダとばね座間に密閉されたリザーバ室を形成し、このリザーバ室と前記圧力室を連通する通路にチェック弁を設け、前記圧力室内の作動油によるダンパ作用と前記リターンスプリングとでベルトの張力変化を吸収してベルトの張力を一定に保つようにしている。

ここで、補機駆動用ベルト伝動装置においては、ベルトとして、Ｖ溝ベルトを使用する摩擦伝動であるため、タイミングベルト（歯付きベルト）よりも高い押付け荷重が要求される。

そのため、油圧式オートテンショナでは、ばね弾性の大きい高荷重のリターンスプリングを使用している。そのリターンスプリングの押圧によってスリーブ内に挿入されたロッドが抜け出すのを防止するため、上記油圧式オートテンショナにおいては、ロッドのスリーブ内に位置する下端部外周に係合溝を形成し、その係合溝に取付けた止め輪とスリーブの内周に形成された段部との係合によってロッドを抜け止めするようにしている。
米国特許第４，７９０，８０１号明細書

ところで、特許文献１に記載された油圧式オートテンショナにおいては、上記のように、ロッドの下端部に取付けた止め輪とスリーブ内に形成された段部との係合によってロッドを抜け止めする構成であり、止め輪が取付けられるロッドの外径および段部が形成されるスリーブの内径は小さいため、抜け止め効果が良好であるとは言えず、部品のバラケを防止するうえにおいて改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、部品のバラケを確実に防止することができる抜け止め効果に優れ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、閉塞端を有するシリンダ内に、その内底面から立ち上がる有底のスリーブを設け、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相対的に伸長する方向に付勢するリターンスプリングを組込み、前記ばね座から下方に延びてリターンスプリングの上部を覆うロッドカバーの外側にベローズを設け、そのベローズの一端部を前記ばね座に固定し、かつ他端部をシリンダの外周上部に固定してベローズの内側にリザーバ室を形成し、そのリザーバ室と前記圧力室を連通する第１通路に、圧力室内の作動油の圧力がリザーバ室内の作動油の圧力より高くなったとき第１通路を閉塞するチェック弁を設けた油圧式オートテンショナにおいて、前記ロッドカバーの下端部にシリンダの内径面に沿って摺動可能な大径筒部を設けて前記リザーバ室を内、外のリザーバ室に区画し、前記シリンダの開口端部の内周に係合溝を設け、その係合溝にロッドカバーの外周下部に形成された段部との係合によってシリンダとロッドカバーとが伸長する方向に相対移動するのを防止する止め輪を取付けた構成を採用したのである。

ここで、圧力室とリザーバ室を連通する第１通路は、スリーブとロッド端部の摺動面間に形成してもよい。このような第１通路を開閉するチェック弁としては、ロッドの下面に取付けられてその下面間にリング溝を形成し、そのリング溝と圧力室とを連通する通油孔が形成されたプレートと、前記リング溝内に組込まれて軸方向に移動可能とされ、圧力室内の作動油圧力がリザーバ室内の作動油圧力より高くなったとき、ロッド下面に密着して前記通路を閉じるシールリングから成るものを採用することができる。

上記のようなチェック弁を採用する場合は、プレートの中央部にオリフィスを設け、前記ロッドにはそのオリフィスと内側リザーバ室とを連通する第２通路を設けて、オリフィスによる絞り作用により圧力室内の作動油によってダンパ効果を生じさせると共に、圧力室内の圧力上昇時にオリフィスおよび通路からリザーバ室に作動油を流動させてベルトが過張力になるのを防止するのがよい。

上記のように、圧力室より径の大きいシリンダの内径面に止め輪を取付け、その止め輪とロッドカバーの外周に形成された段部との係合によってシリンダとロッドが伸長する方向に相対移動するのを防止したことにより、ばね力の大きいリターンスプリング荷重に対しても充分な抜け止め効果を得ることができ、部品のバラケを確実に防止することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はベルト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を中心に揺動自在に支持され、その一端部にはテンションプーリ３が回転自在に支持されている。プーリアーム１の他端部に油圧式オートテンショナ１０が接続されている。油圧式オートテンショナ１０はテンションプーリ３がベルト４を押圧する方向にプーリアーム１を付勢している。

図２に示すように、油圧式オートテンショナ１０はアルミニウム合金から成るシリンダ１１を有している。シリンダ１１は下部に閉塞端を有し、その閉塞端部に設けられた連結片１２に両側に貫通するブッシュ嵌合孔１３が設けられている。ブッシュ嵌合孔１３内に挿入されたブッシュ１４はプーリアーム１にねじ込まれるボルト１５の締付けによってプーリアーム１に固定される。

シリンダ１１の内底面にはスリーブ嵌合孔１６が形成され、そのスリーブ嵌合孔１６内に鋼製の底付きスリーブ１７の下端部が挿入されている。

スリーブ１７内にはロッド１８の下端部が挿入されている。ロッド１８はスリーブ１７の内径面に沿って摺動可能なピストン１９を下端部に有し、そのピストン１９の組込みによってスリーブ１７の内側に圧力室２０が形成されている。

ロッド１８のシリンダ１１の外部に臨む上端部にはばね座２１が設けられ、そのばね座２１とスリーブ１７の外周下部に取付けられた止め輪２２間に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はシリンダ１１とロッド１８が伸長する方向に相対移動するようシリンダ１１とロッド１８を相反する方向に押圧している。

ばね座２１は上部に連結片２４を有し、その連結片２４に両側面に貫通するブッシュ挿入孔２５が形成されている。ブッシュ挿入孔２５内に挿入されたブッシュ２６はエンジンブロック２７にねじ込まれるボルト２８の締付けによってエンジンブロック２７に固定され、そのブッシュ２６を中心にして油圧式オートテンショナ１０は揺動自在とされている。

ばね座２１にはゴム等の弾性体から成る伸縮可能なベローズ２９の一端部が固定されている。また、ベローズ２９の他端部はシリンダ１１の外周上部に固定され、そのベローズ２９の取付けによってシリンダ１１の内径面とスリーブ１７およびロッド１８の外径面間にリザーバ室３０が形成されている。

ベローズ２９の内側には筒状のロッドカバー３１が設けられている。ロッドカバー３１はばね座２１の下面に衝合される端板３２を有し、その端板３２の内周に設けられた内筒部３３がロッド１８の外周上部に圧入されている。

ロッドカバー３１はシリンダ１１の内径面に沿って摺動可能な大径筒部３４を下端部に有している。このロッドカバー３１の組込みにより、リザーバ室３０は、外側リザーバ室３０ａと内側リザーバ室３０ｂとに区画され、外側リザーバ室３０ａと内側リザーバ室３０ｂは、シリンダ１１の内周上部に形成された複数の軸方向溝３５によって連通している。

一方、内側リザーバ室３０ｂとスリーブ１７内の圧力室２０とは、スリーブ１７とピストン１９の摺動面間に形成された第１通路３６を介して連通している。

図３および図４に示すように、第１通路３６は軸方向に延びる複数の溝から成る。この第１通路３６はチェック弁３７によって開閉される。チェック弁３７は、ロッド１８の下端にプレート３８を取付け、そのプレート３８とロッド１８の下面間に形成されたリング溝３９内に半径方向に弾性変形可能なシールリング４０を組込み、上記プレート３８にリング溝３９と圧力室２０を連通する複数の通油孔４１を設けた構成とされ、圧力室２０の作動油圧が内側リザーバ室３０ｂ内の圧力より高くなった場合にシールリング４０をピストン１９の下面に密着させ、かつスリーブ１７の内径面に密着するまで拡径させて第１通路３６を閉じるようにしている。

プレート３８は、中心部にオリフィス４２を有し、ロッド１８にはそのオリフィス４２を介して圧力室２０と内側リザーバ室３０ｂとを連通させる第２通路４３が設けられている。

図５（Ｉ）、（II）に示すように、シリンダ１１の開口端部の内周には係合溝４４が形成され、その係合溝４４に取付けた止め輪４５はロッドカバー３１の外周下部に形成された段部４６に対して係合可能となり、係合時に、シリンダ１１とロッド１８が伸長する方向に相対移動するのを防止するようになっている。

実施の形態で示すベルト張力調整装置は上記の構造から成り、ベルト４の移動によって補機を駆動する状態において、その補機の負荷変動によりベルト４の張力が変化し、上記ベルト４の張力が増大してテンションプーリ３およびプーリアーム１を介してシリンダ１１に押し上げ力が負荷されると、圧力室２０内の圧力が上昇する。このとき、図３に示すように、シールリング４０はピストン１９の下面に密着し、かつ拡径して第１通路３６を閉じる。

このため、圧力室２０内の作動油は第１通路３６から内側リザーバ室３０ｂに流れるのが防止される。一方、圧力室２０内の圧力上昇により、その内部の作動油はオリフィス４２から第２通路４３に流れて内側リザーバ室３０ｂに流れ、シリンダ１１とロッド１８は収縮する方向に相対移動する。このとき、オリフィス４２による絞り作用によってシリンダ１１とロッド１８は収縮する方向にゆっくりと相対移動することになり、圧力室２０の作動油によってシリンダ１１に負荷される押し上げ力が緩衝される。

一方、ベルト４の張力が弱くなると、リターンスプリング２３の押圧力によりシリンダ１１とロッド１８は伸長する方向に相対移動し、その相対移動によりプーリアーム１が揺動し、テンションプーリ３がベルト４に押し付けられてベルト４の弛みを吸収する。

シリンダ１１とロッド１８が伸長する方向に相対移動するとき、圧力室２０内の圧力は内側リザーバ室３０ｂ内の圧力より低くなるため、シールリング４０はピストン１９の下面から離反する方向に移動し、図６に示すように、第１通路３６を開放する。

このため、内側リザーバ室３０ｂ内の作動油は第１通路３６からリング溝３９内に流入し、そのリング溝３９から通油孔４１を通って圧力室２０内に流入する。このため、シリンダ１１は伸長する方向にスムーズに移動してベルト４の弛みを直ちに吸収する。

ここで、補機を駆動するベルト４は摩擦伝動であるため、油圧式オートテンショナ１０にはばね力の大きいリターンスプリング２３が採用され、そのリターンスプリング２３の押圧によってシリンダ１１とロッド１８が伸長する方向に相対移動すると、図５（II）に示すように、止め輪４５とロッドカバー３１の外周下部に形成された段部４６とが係合し、その係合によってシリンダ１１とロッド１８は伸長する方向に相対移動するのが防止される。この相対移動を防止する止め輪４５は、圧力室２０より径の大きいシリンダ１１の内径に取付けられているため、ばね力の大きいリターンスプリング荷重に対してもロッド１８を確実に抜け止めすることができ、部品のバラケを確実に防止することができる。

実施の形態では、スリーブ１７とピストン１９の摺動面間に圧力室２０とリザーバ室３０を連通する第１通路３６を形成し、その第１通路３６をチェック弁３７で開閉するようにしたが、上記第１通路３６の形成位置はこれに限定されるものではない。例えば、ロッド１８の下端部に通路を形成してチェック弁で開閉するようにしてもよく、あるいは、特許文献１に記載されているように、スリーブの下端部に通路を形成してチェック弁で開閉するようにしてもよい。

この発明に係る油圧式オートテンショナを採用したベルト張力調整装置の概略図 図１に示す油圧式オートテンショナの縦断正面図 図２のチェック弁部の拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 （Ｉ）は図２の止め輪取付け部を拡大して示す断面図、（II）は止め輪とロッドカバーの段部の係合状態を示す断面図 チェック弁の開放状態を示す断面図

符号の説明

１１ シリンダ
１７ スリーブ
１８ ロッド
２０ 圧力室
２１ ばね座
２３ リターンスプリング
２９ ベローズ
３０ リザーバ室
３０ａ 外側リザーバ室
３０ｂ 内側リザーバ室
３１ ロッドカバー
３４ 大径筒部
３６ 第１通路
３７ チェック弁
３８ プレート
３９ リング溝
４０ シールリング
４１ 通油孔
４２ オリフィス
４３ 第２通路
４４ 係合溝
４５ 止め輪
４６ 段部

Claims (3)

1. 閉塞端を有するシリンダ内に、その内底面から立ち上がる有底のスリーブを設け、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相対的に伸長する方向に付勢するリターンスプリングを組込み、前記ばね座から下方に延びてリターンスプリングの上部を覆うロッドカバーの外側にベローズを設け、そのベローズの一端部を前記ばね座に固定し、かつ他端部をシリンダの外周上部に固定してベローズの内側にリザーバ室を形成し、そのリザーバ室と前記圧力室を連通する第１通路に、圧力室内の作動油の圧力がリザーバ室内の作動油の圧力より高くなったとき第１通路を閉塞するチェック弁を設けた油圧式オートテンショナにおいて、前記ロッドカバーの下端部にシリンダの内径面に沿って摺動可能な大径筒部を設けて前記リザーバ室を内、外のリザーバ室に区画し、前記シリンダの開口端部の内周に係合溝を設け、その係合溝にロッドカバーの外周下部に形成された段部との係合によってシリンダとロッドカバーとが伸長する方向に相対移動するのを防止する止め輪を取付けたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 前記第１通路が、前記スリーブとロッド下端部の摺動面間に形成され、その第１通路を開閉するチェック弁が、ロッドの下面に取付けられてその下面間にリング溝を形成し、そのリング溝と圧力室とを連通する通油孔が形成されたプレートと、前記リング溝内に組込まれて軸方向に移動可能とされ、圧力室内の作動油圧力がリザーバ室内の作動油圧力より高くなったとき、ロッド下面に密着して前記通路を閉じるシールリングから成る請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記プレートの中央部にオリフィスを設け、前記ロッドにはそのオリフィスと内側リザーバ室とを連通する第２通路を設けた請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。

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