(57)【要約】      （修正有）【課題】安定した油圧ダンパ力を得る油圧式オートテンショナを提供する。【解決手段】シリンダ１１のバルブスリーブ１４内にロッド１５の下端部に設けられたピストン１６を挿入してバルブスリーブ１４内に圧力室１７を形成する。ロッド１５上部のばね座１９とシリンダ１１の内底面間にリターンスプリング２０を組込む。ベローズ２３によりシリンダ１１の上部開口を閉塞してシリンダ１１とバルブスリーブ１４間にリザーバ室２４を形成する。リザーバ室２４と圧力室１７とを連通する第１通路２５にチェック弁２６を設ける。ロッド１５に圧力室１７とリザーバ室２４を連通する第２通路３５を形成し、絞り３８を設ける。圧力室１７内の作動油が絞り３８を流通する際の流動抵抗により油圧ダンパ力を発生させてロッド１５に負荷される押し込み力を緩衝し、シリンダ１１とロッド１５が相対的に傾斜しても絞り３８に何も影響なく油圧ダンパ力の安定化を図る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞端を下部に有するシリンダ内に、その内底面から立ち上がるバルブスリーブを設け、そのバルブスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入してバルブ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、前記ばね座の外周に一端部が嵌合され、シリンダの上部外周に他端部が嵌合された伸縮可能なベローズによりシリンダの上部開口を閉塞してシリンダとバルブスリーブ間にリザーバ室を形成し、そのリザーバ室の下部と前記圧力室の下部とを連通する第１通路に圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなったとき第１通路を閉じ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、前記ロッドの下端部とバルブスリーブの摺動面間をシール部材でシールし、ロッドの下端部には圧力室とリザーバ室を連通する第２通路を形成し、その第２通路に絞りを設けたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
【請求項２】
前記絞りの内径を０．１〜０．５ｍｍの範囲とした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項３】
前記第２通路が、ロッドの下面で開口する大径の嵌合凹部を有し、その嵌合凹部に絞りを有する絞り部材を圧入した請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項４】
前記絞り部材が合成樹脂から成る請求項３に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項５】
固定部材に揺動自在に支持されたプーリアームの揺動側端部にテンションプーリを回転自在に設け、そのプーリアームに請求項１乃至４のいずれかに記載された油圧式オートテンショナの調整力を負荷して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たベルトの張力調整装置。
【請求項６】
前記油圧式オートテンショナのばね座をプーリアームに回動自在に連結し、シリンダの閉塞端部を固定部材に回動自在に連結した請求項５に記載のベルトの張力調整装置。
【請求項７】
前記油圧式オートテンショナのばね座を固定部材に回動自在に連結し、シリンダの閉塞端部をプーリアームに回動自在に連結した請求項５に記載のベルトの張力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カム軸駆動用のタイミングベルトや補機駆動用のベルトの張力を一定に保持する油圧式オートテンショナおよびその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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オルタネータやエアコンディショナのコンプレッサ、あるいはウォータポンプ等の補機を駆動する補機駆動用のベルトの張力を一定に保つ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。
【０００３】
上記油圧式オートテンショナにおいては、下部が閉塞するシリンダの内部に、その内底面から立ち上がるバルブスリーブを設け、そのバルブスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入してバルブスリーブ内に圧力室を形成し、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リターンスプリングを組込んでロッドとシリンダを相対的に伸長する方向に付勢している。また、前記ばね座の外周に一端部が嵌合され、他端部がシリンダの上部外周に嵌合されたベローズによりシリンダの上部開口を閉塞してシリンダとバルブスリーブ間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通路にチェック弁を設けている。
【０００４】
上記油圧式オートテンショナにおいては、シリンダの下端に設けられた連結片をエンジンブロックに回動自在に連結し、ばね座に設けられた連結片を揺動可能なプーリアームに回動自在に連結して、上記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、プーリアームに支持されたテンションプーリをベルトに押し付けるようにしている。
【０００５】
そして、ベルトからテンションプーリおよびプーリアームを介してロッドに押し込み力が負荷されたとき、チェック弁で第１通路を閉じ、圧力室の作動油がバルブ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すきまからリザーバ室に流れる際の流動抵抗により油圧ダンパ力を発生させてベルトの張力変化を吸収するようにしている。
【特許文献１】米国特許第４，７９０，８０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の油圧式オートテンショナにおいては、ベルトの張力変化によってプーリアームが揺動すると、油圧式オートテンショナ自体も揺動し、シリンダの連結片およびばね座の連結片にモーメント荷重が発生して、そのモーメント荷重をバルブスリーブとロッドで受けることになる。このとき、バルブスリーブとロッドが相対的に傾くため、バルブスリーブとロッドの摺動面間に形成されたリークすきまの大きさが円周方向で不均一となり、そのリークすきまを流れる作動油の流動抵抗が変化し、安定した油圧ダンパ力を得ることができなくなる。
【０００７】
また、ロッドに過大な押し込み力が負荷されて圧力室内の圧力が急激に上昇した場合、バルブスリーブが膨張変形する場合がある。このとき、バルブスリーブとロッドの摺動面間に形成された上記リークすきまが変化するため、前記と同様に、安定した油圧ダンパ力を得ることができなくなる。
【０００８】
この発明の課題は、常に安定した油圧ダンパ力を得ることができるようにした油圧式オートテンショナおよびその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提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明に係る油圧式オートテンショナにおいては、閉塞端を下部に有するシリンダ内に、その内底面から立ち上がるバルブスリーブを設け、そのバルブスリーブ内にロッドの下端部を摺動自在に挿入してバルブ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、前記ばね座の外周に一端部が嵌合され、シリンダの上部外周に他端部が嵌合された伸縮可能なベローズによりシリンダの上部開口を閉塞してシリンダとバルブスリーブ間にリザーバ室を形成し、そのリザーバ室の下部と前記圧力室の下部とを連通する第１通路に圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなったとき第１通路を閉じ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、前記ロッドの下端部とバルブスリーブの摺動面間をシール部材でシールし、ロッドの下端部には圧力室とリザーバ室を連通する第２通路を形成し、その第２通路に絞りを設けた構成を採用したのである。
【００１０】
ここで、絞りの断面積が小さくなり過ぎると、圧力室内の作動油が絞りを流れてリザーバ室内に流入する際の流動抵抗が大きく、油圧ダンパ力が大きくなり過ぎてベルトが過張力になる可能性があり、また、絞りの断面積が大きくなり過ぎると、圧力室内の作動油がリザーバ室内にスムーズに流れて油圧ダンパ力が小さくなり、ベルトの張力変化を吸収することができなくなる。このため、絞りの内径は、０．１〜０．５ｍｍの範囲とするのが好ましい。
【００１１】
この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて、第２通路の圧力室側の下端部に大径の嵌合凹部を形成し、その嵌合凹部に絞りを有する絞り部材を圧入することによって、第２通路に絞りを簡単に設けることができる。その絞り部材を合成樹脂製とすることによって嵌合凹部に絞り部材を容易に圧入することができる。
【００１２】
この発明に係るベルトの張力調整装置においては、固定部材に揺動自在に支持されたプーリアームの揺動側端部にテンションプーリを回転自在に設け、そのプーリアームに上記油圧式オートテンショナの調整力を負荷して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た構成を採用したのである。
【００１３】
上記の構成から成るベルトの張力調整装置において、油圧式オートテンショナは、そのばね座をプーリアームに回動自在に連結し、シリンダの閉塞端部を固定部材に回動自在に連結してもよく、あるいは、ばね座を固定部材に回動自在に連結し、シリンダの閉塞端部をプーリアームに回動自在に連結してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように、ロッドの下端部に圧力室とリザーバ室とを連通する第２通路を形成し、その第２通路に絞りを設け、圧力室内の作動油が絞りを流れてリザーバ室内に流入する際の流動抵抗により油圧ダンパ力を発生させるようにしたので、モーメント荷重等によってシリンダとロッドが相対的に傾き、あるいは圧力室内の圧力が急激に大きくなってバルブスリーブが膨張変形しても、油圧ダンパ力を発生させる絞りは何も影響を受けることがない。その結果、常に安定した油圧ダンパ効果を得ることができる。
【００１５】
上記のような油圧式オートテンショナの調整力を揺動可能なプーリアームに負荷して、そのプーリアームの揺動側端部に設けられたテンションプーリをベルトに押し付けることにより、上記油圧式オートテンショナによってベルトの張力変化をスムーズに吸収することができ、ベルトの張力を常に適正な張力に保持することができる。
【００１６】
ここで、油圧式オートテンショナのばね座を固定部材に回動自在に連結し、シリンダの閉塞端部をプーリアームに回動自在に連結することにより、油圧式オートテンショナはベルトの外側に配置されるレイアウトになるため、油圧式オートテンショナの組付けにベルトが邪魔をすることがなく、油圧式オートテンショナを容易に組付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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はベルトの張力調整装置を示す。図示のように、プーリアーム１はエンジンブロック等の固定部材に支持された支点軸２を中心に揺動自在に支持され、その揺動側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。また、プーリアーム１には支点軸２とテンションプーリ３間に油圧式オートテンショナ１０が接続されている。
【００１８】
プーリアーム１は、ベルト４の内側に位置する配置とされ、上記油圧式オートテンショナ１０から負荷される調整力によってテンションプーリ３がベルト４の内面を押圧する方向に付勢されている。
【００１９】
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、その閉塞端部にエンジンブロック等の固定部材に回動自在に取付けられる連結片１２が設けられている。
【００２０】
シリンダ１１の内底面にはスリーブ嵌合孔１３が形成され、そのスリーブ嵌合孔１３内に鋼製のバルブスリーブ１４の下端部が圧入されている。バルブスリーブ１４内に下端部が挿入されたロッド１５は、バルブスリーブ１４内で摺動可能なピストン１６を下部に有し、そのピストン１６の組込みによってバルブスリーブ１４内に圧力室１７が形成されている。
【００２１】
ロッド１５の上端部には大径軸部１８が形成され、その大径軸部１８に取付けられたばね座１９とシリンダ１１の内底面間にリターンスプリング２０が組込まれている。リターンスプリング２０は、シリンダ１１とロッド１５と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１５とを相反する方向に押圧している。
【００２２】
ばね座１９の上端にはプーリアーム１に回動自在に連結される連結片２１が設けられている。また、ばね座１９の下面外周部にはリターンスプリング２０の上部を覆う筒体２２が設けられ、その筒体２２の外側にゴム等の弾性体から成る伸縮可能なベローズ２３の一端部が嵌合、固定されている。また、ベローズ２３の他端部はシリンダ１１の上部外周に嵌合、固定され、そのベローズ２３の取付けによりシリンダ１１の上部開口が閉塞されて、シリンダ１１の内径面とバルブスリーブ１４の外径面間にリザーバ室２４が形成されている。
【００２３】
シリンダ１１のスリーブ嵌合孔１３とバルブスリーブ１４の下端部の嵌合面間には圧力室１７とリザーバ室２４とを連通する第１通路２５が形成され、その第１通路２５を開閉するチェック弁２６がバルブスリーブ１４の下端部に組込まれている。
【００２４】
チェック弁２６は、弁孔２８を有するバルブシート２７と、そのバルブシート２７の弁孔２８を開閉する球形の弁体２９と、その弁体２９の開閉量を制限するリテナ３０とから成る。
【００２５】
リテナ３０はキャップ状をなし、その開口端には外向きにフランジ３１が形成されている。フランジ３１はバルブシート２７の上面に形成された突出部３２に対するリテナ３０の圧入によってバルブシート２７の上面に衝合している。また、リテナ３０の圧入によって、チェック弁２６は組立て品とされる。そのチェック弁２６はバルブスリーブ１４の下端部に形成されたバルブ嵌合凹部３３への圧入による取付けとされ、その取付けによってリテナ３０のフランジ３１はバルブシート２７によりバルブスリーブ１４の下端部内周に形成された肩部３４に押し付けられている。
【００２６】
上記のチェック弁２６は、圧力室１７内の圧力がリザーバ室２４内の圧力より高くなると第１通路２５を閉じるようになっている。
【００２７】
図２および図３に示すように、ロッド１５の下端部には圧力室１７とリザーバ室２４を連通する第２通路３５が形成されている。第２通路３５の圧力室１７側の端部には嵌合凹部３６が形成され、その嵌合凹部３６に絞り部材３７が圧入されている。絞り部材３７は鉄等の金属又は合成樹脂から成り、その絞り部材３７に第２通路３５より小径の絞り３８が設けられている。
【００２８】
絞り３８は、圧力室１７内の作動油が流通する際の流動抵抗によって油圧ダンパ力を発生させるため、その内径が０．１ｍｍ未満であると、作動油の流動抵抗が大きくなり過ぎてシリンダ１１とロッド１５が収縮する方向の相対移動が阻害され、ベルト４が過張力となる。一方、０．５ｍｍを超えると、圧力室１７内の作動油がリザーバ室２４内にスムーズに流れて油圧ダンパ力を得ることができなくなる。このため、絞り３８の内径は、０．１〜０．５ｍｍの範囲とされている。
【００２９】
ピストン１６の外周にはシール溝３９が形成され、そのシール溝３９に組込んだＯリングから成るシール部材４０はバルブスリーブ１４の内径面に弾性接触して、ピストン１６とバルブスリーブ１４の摺動面間をシールしている。
【００３０】
バルブスリーブ１４の上側開口部内には、ロッド１５とバルブスリーブ１４の伸長方向への相対移動を制限してロッド１５の下端部がバルブスリーブ１４から抜け出るのを防止する抜け止め手段４１が設けられている。
【００３１】
抜け止め手段４１は、バルブスリーブ１４の上端開口部内に係合溝４２を形成し、その係合溝４２に周方向の一部が切り離されて半径方向に弾性変形可能な止め輪４３を取付け、その止め輪４３に対するピストン１６上面の当接によってロッド１５を抜け止めするようにしている。
【００３２】
ここで、止め輪４３は、リターンスプリング２０の組付け後に係合溝４２に取付ける必要があり、外部から工具を用いて取付けることは困難である。その止め輪４３の組付けの容易化を図るため、図３に示すように、ばね座１９の下面から大径軸部１８の下面までの長さＬ1をバルブスリーブ１４の上端面から係合溝４２までの長さＬ2より長く（Ｌ1＞Ｌ2）し、ロッド１５の外径Ｄ1をバルブスリーブ１４の内径に止め輪４３の外径を一致させた状態での止め輪４３の内径より小径とし、さらに、バルブスリーブ１４の開口端部の内周にテーパ面４４を設け、上記ロッド１５の外周に止め輪４３を取付けたのち、大径軸部１８の下面で止め輪４３をバルブスリーブ１４内に押し込むようにしている。
【００３３】
止め輪４３の押し込み時、その止め輪４３はテーパ面４４との接触により縮径し、係合溝４２と対向する位置まで押し込まれると、止め輪４３は自己の復元弾性により拡径して係合溝４２に係合することになる。このため、工具を用いることなく止め輪４３を簡単に取付けることができる。
【００３４】
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の張力が弱くなると、リターンスプリング２０の押圧力によりシリンダ１１とロッド１５が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。
【００３５】
シリンダ１１とロッド１５が伸長する方向に相対移動するとき、圧力室１７内の圧力はリザーバ室２４内の圧力より低下するため、チェック弁２６は第１通路２５を開放する。このため、リザーバ室２４内の作動油は第１通路２５から圧力室１７内にスムーズに流れ、シリンダ１１とロッド１５は伸長する方向にスムーズに相対移動してベルト４の弛みを直ちに吸収する。
【００３６】
一方、ベルト４の張力が強くなると、テンションプーリ３およびプーリアーム１を介してロッド１５に押し込み力が負荷される。このとき、圧力室１７内の圧力はリザーバ室２４内の圧力より高くなるため、チェック弁２６は第１通路２５を閉じる。また、圧力室１７の作動油は、絞り３８および第２通路３５に流れてリザーバ室２４内に流入し、上記絞り３８を流通する作動油の流動抵抗によって油圧ダンパ力が発生する。その油圧ダンパ力によってロッド１５に負荷される押し込み力が緩衝されると共に、シリンダ１１とロッド１５は、ロッド１５に負荷される押し込み力とリターンスプリング２０の押圧力とが釣り合う位置まで収縮する方向にゆっくりと相対移動する。
【００３７】
シリンダ１１とロッド１５が収縮する方向に相対移動するとき、油圧式オートテンショナ１０はエンジンブロック等の固定部材に連結された連結片１２を中心に揺動する。その揺動時、シリンダ１１とロッド１５の上部に設けられたばね座１９の連結片１２、２１にモーメント荷重が負荷されてシリンダ１１とロッド１５が相対的に傾いたとしても、油圧ダンパ力を発生させる絞り３８はロッド１５の下端部に設けられているため、何も影響を受けることはない。また、圧力室１７内の圧力が高くなってバルブスリーブ１４が膨張変形しても絞り３８は何も影響を受けることはない。このため、常に安定した油圧ダンパ効果を得ることができ、ベルト４を常に適正な張力に保持することができる。
【００３８】
また、絞り３８の内径を０．１〜０．５ｍｍの範囲としたことによって、最適な油圧ダンパ力を発生させることができる。
【００３９】
図４は、ベルトの張力調整装置の他の実施形態を示す。この実施形態では、エンジンブロック等の固定部材に支持された支点軸２を中心として揺動可能なプーリアーム１をベルト４の外側に設け、そのプーリアーム１に油圧式オートテンショナ１０のシリンダ１１の閉塞端部に設けられた連結片１２を回動自在に連結し、かつ、ロッド１５の上部に設けられたばね座１９の連結片２１をエンジンブロック等の固定部材に回動自在に連結している。
【００４０】
上記のように、油圧式オートテンショナ１０のシリンダ１１の閉塞端部に設けられた連結片１２をプーリアーム１に連結し、ばね座１９の連結片２１を固定部材に連結することにより、油圧式オートテンショナ１０はベルト４の外側に配置されるレイアウトになるため、油圧式オートテンショナ１０の組付けにベルト４が邪魔をするという不都合がなく、上記油圧式オートテンショナ１０を容易に組付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】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の張力調整装置の正面図
【図２】図１に示す油圧式オートテンショナの縦断正面図
【図３】図２のバルブスリーブとロッドの嵌合部分を拡大して示す断面図
【図４】ベルトの張力調整装置の他の実施形態を示す正面図
【符号の説明】
【００４２】
１      プーリアーム
３      テンションプーリ
４      ベルト
１０    油圧式オートテンショナ
１１    シリンダ
１４    バルブスリーブ
１５    ロッド
１７    圧力室
１９    ばね座
２０    リターンスプリング
２３    ベローズ
２４    リザーバ室
２５    第１通路
２６    チェック弁
３５    第２通路
３６    嵌合凹部
３７    絞り部材
３８    絞り
４０    シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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