(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、ベルトが高周波で振動したときにも安定したダンパー作用を発揮可能なオートテンショナを提供する。【解決手段】シリンダ１０内に作動油を溜め、スリーブ１１内にロッド１３を軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ１０内を圧力室１４とリザーバ室１５に区画し、リーク隙間２３を介して圧力室１４とリザーバ室１５を連通し、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、スリーブ嵌合凹部１２とスリーブ１１の嵌合面間に圧力室１４の下部とリザーバ室１５の下部を連通する油通路２４を形成し、合い口３０，３１を有するシールリング２８をスリーブ１１内に軸方向に移動可能に設け、そのシールリング２８で油通路２４の圧力室１４側の端部を開閉可能としたオートテンショナ６において、シールリング２８が拡径したときに、そのシールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周とが線接触するようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に底（９）を有するシリンダ（１０）内に作動油を溜め、そのシリンダ（１０）の底（９）に形成したスリーブ嵌合凹部（１２）にスリーブ（１１）の下部外周を嵌め合わせ、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てシリンダ（１０）内を圧力室（１４）とリザーバ室（１５）に区画し、前記スリーブ（１１）と前記ロッド（１３）の摺動面間に形成されるリーク隙間（２３）を介して前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通し、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、前記スリーブ嵌合凹部（１２）と前記スリーブ（１１）の嵌合面間に圧力室（１４）の下部とリザーバ室（１５）の下部を連通する油通路（２４）を形成し、合い口（３０，３１）を有するシールリング（２８）を前記スリーブ（１１）内に軸方向に移動可能に設け、そのシールリング（２８）で前記油通路（２４）の圧力室（１４）側の端部を開閉可能としたオートテンショナ（６）において、前記シールリング（２８）が拡径したときに、そのシールリング（２８）の外周と前記スリーブ（１１）の下部内周とが線接触するようにしたことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記スリーブ（１１）の下部内周を下方に内径が大きくなるテーパ形状とした請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記スリーブ（１１）の下部内周を上方に内径が大きくなるテーパ形状とした請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
前記スリーブ（１１）の下部内周のテーパ角度を５度以下とした請求項２に記載のオートテンショナ。
【請求項５】
前記スリーブ（１１）の下部内周のテーパ角度を５度以下とした請求項３に記載のオートテンショナ。
【請求項６】
前記シールリング（２８）の外周をテーパ形状とした請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項７】
前記シールリング（２８）の外周を断面円弧状とした請求項１に記載のオートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、下部に底を有するシリンダ内に作動油を溜め、そのシリンダの底に形成したスリーブ嵌合凹部にスリーブの下部外周を嵌め合わせ、そのスリーブ内にロッド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、そのロッドを、前記圧力室の容積を拡大する方向にリターンスプリングで付勢したものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
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。
【０００５】
また、圧力室とリザーバ室は、スリーブとロッドの摺動面間に形成されるリーク隙間を介して連通しており、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流出する。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ー作用が生じるので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトを安定した状態に保つ。
【０００６】
また、このオートテンショナは、スリーブ嵌合凹部とスリーブの嵌合面間に、圧力室の下部とリザーバ室の下部を連通する油通路が形成されており、スリーブの下部に、油通路の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組み込まれている。そのため、このオートテンショナは、圧力室の容積が拡大する方向には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。
【特許文献１】特表２０００−５０４３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このオートテンショナは、前記チェックバルブが、スリーブの下部内周に圧入したバルブシートと、そのバルブシートの上面に形成された弁孔を閉鎖可能なチェックボールと、そのチェックボールの上方への移動範囲を規制するリテーナと、チェックボールをバルブシートに向けて付勢するバルブスプリングとからなり、チェックバルブの部品点数が多い。
【０００８】
そこで、この発明の発明者は、チェックバルブの部品点数を抑えることを検討し、合い口を有するシールリングを前記スリーブ内に軸方向に移動可能に設け、そのシールリングで前記油通路の圧力室側の端部を開閉するようにしたオートテンショナを考案した。
【０００９】
このオートテンショナは、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力よりも低くなると、その圧力差によりシールリングが上方に移動して、前記油通路の圧力室側の端部を開放し、一方、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力よりも高くなると、その圧力差によりシールリングが下方に移動して、前記油通路の圧力室側の端部を閉鎖する。このように、このオートテンショナは、シールリングがチェックバルブの弁体として機能し、そのシールリングで油通路の圧力室側の端部を直接閉鎖するので、バルブシートに相当する部品をスリーブの下部に組み込む必要がなく、部品点数が少ない。
【００１０】
また、このオートテンショナは、合い口の隙間変化によってシールリングが拡径可能となっており、シールリングが油通路の圧力室側の端部を閉鎖したときに、圧力室の圧力によりシールリングが拡径してスリーブの下部内周に密着し、シールリングの外周とスリーブの下部内周の間をシールするようになっている。
【００１１】
ところで、このオートテンショナは、前記シールリングの外周と前記スリーブの下部内周とを、径が一定のストレート形状とした場合、シールリングが拡径したときに、シールリングの外周とスリーブの下部内周とが面接触して、シールリングの外周とスリーブの下部内周の間の面圧が分散してしまう。そのため、圧力室の作動油が油通路に漏れやすく、ベルトが高周波で振動したときに、オートテンショナがダンパー作用を発揮できないおそれがあった。
【００１２】
この発明が解決しようとする課題は、部品点数が少なく、ベルトが高周波で振動したときにも安定したダンパー作用を発揮可能なオートテンショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、前記シールリングが拡径したときに、そのシールリングの外周と前記スリーブの下部内周とが線接触するようにした。
【００１４】
前記シールリングの外周と前記スリーブの下部内周とが線接触する構成として、例えば、次の構成を採用することができる。
１）前記スリーブの下部内周を下方に内径が大きくなるテーパ形状とする。
２）前記スリーブの下部内周を上方に内径が大きくなるテーパ形状とする。
３）前記シールリングの外周をテーパ形状とする。
４）前記シールリングの外周を断面円弧状とする。
【００１５】
また、上記１）または２）の構成を採用する場合、前記スリーブの下部内周のテーパ角度（軸方向に対する傾斜角度）は、５度以下とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のオートテンショナは、シールリングが拡径したときに、シールリングの外周とスリーブの下部内周とが線接触して、シールリングの外周とスリーブの下部内周の間の面圧が集中する。そのため、圧力室の作動油が油通路に漏れにくく、ベルトが高周波で振動したときにも、安定したダンパー作用を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１、図２に、自動車補機を駆動するベルト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。
【００１８】
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。
【００１９】
図２に示すように、オートテンショナ６は、下部に底９を有するシリンダ１０内に作動油が溜められている。シリンダ１０内には、シリンダ１０と同軸にスリーブ１１が挿入され、シリンダ１０の底９に形成されたスリーブ嵌合凹部１２にスリーブ１１の下部外周が嵌め合わされている。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ており、スリーブ１１とロッド１３によって、シリンダ１０内が圧力室１４とリザーバ室１５に区画されている。
【００２０】
ロッド１３の上部には、ばね座１６が固定されている。ばね座１６とシリンダ１０の底９との間にはリターンスプリング１７が組み込まれ、リターンスプリング１７は、圧力室１４の容積を拡大する方向にロッド１３を付勢している。ばね座１６には、シリンダ１０の上部内周に設けた環状のシール部材１８に摺動可能に接触する筒状のスカート１９が設けられ、これにより、シリンダ１０内の作動油が密封されている。
【００２１】
ロッド１３の下部外周には、周方向に連続する溝２０が形成され、その溝２０に、Ｃ形リング状の止め輪２１が嵌め込まれている。また、スリーブ１１の内周には、リザーバ室１５側を小径とする段部２２が形成されており、圧力室１４の容積を拡大する方向にロッド１３が移動したときに止め輪２１が段部２２に係止し、その係止によって、ロッド１３がスリーブ１１から抜け止めされるようになっている。
【００２２】
スリーブ１１とロッド１３の摺動面間には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通するリーク隙間２３が形成されている。
【００２３】
スリーブ嵌合凹部１２とスリーブ１１の嵌合面間には、図３、図４に示すように圧力室１４の下部とリザーバ室１５の下部を連通する油通路２４が形成されている。油通路２４は、スリーブ嵌合凹部１２に形成された柱状突起２５の外周とスリーブ１１の下部内周との間に形成された円環状の隙間２６と、スリーブ嵌合凹部１２の内周に形成された軸方向の溝２７とからなり、油通路２４の圧力室１４側の端部は、スリーブ１１の下部内周に沿って円環状に開口している。
【００２４】
スリーブ１１内には、シールリング２８が軸方向に移動可能に設けられており、そのシールリング２８で、油通路２４の圧力室１４側の端部を開閉可能となっている。また、スリーブ１１の内周には、下側を大径とする段部２９が形成されており、その段部２９によって、シールリング２８の上方への移動範囲を規制するようになっている。
【００２５】
シールリング２８は、図６に示すように、周方向に対向する合い口３０，３１を有し、その合い口３０，３１の隙間変化によって拡径可能となっている。合い口３０は、合い口３０の外径側上部３０ａが、合い口３０の内径側部分３０ｃよりも周方向に突出した凸状となっており、合い口３０の外径側下部３０ｂが、合い口３０の内径側部分３０ｃよりも周方向に後退した凹状となっている。また、他方の合い口３１は、合い口３０と組み合うように、合い口３１の外径側上部３１ａが、合い口３１の内径側部分３１ｃよりも周方向に後退した凹状なっており、合い口３１の外径側下部３１ｂが、合い口３１の内径側部分３１ｃよりも周方向に突出した凸状となっている。
【００２６】
シールリング２８の外周は、外径が一定のストレート形状となっている。一方、スリーブ１１の下部内周は、図３に示すように、下方に内径が大きくなるテーパ形状となっており、シールリング２８が拡径したときに、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周が線接触し、その線接触によって、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周の間がシールされるようになっている。ここで、スリーブ１１の下部内周のテーパ角度（軸方向に対する傾斜角度）は、５度以下となっている。
【００２７】
次に、このオートテンショナ６の動作例を説明する。
【００２８】
ベルト１の張力が大きくなると、その張力が、テンションプーリ２、プーリアーム３、ばね座１６を介してロッド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、作動油がリーク隙間２３を圧力室１４側からリザーバ室１５側に流れる。このとき、図３に示すように、圧力室１４とリザーバ室１５の圧力差によって、シールリング２８が下方に移動して油通路２４の圧力室１４側の端部を閉じるので、油通路２４を作動油は流れない。また、圧力室１４の圧力によりシールリング２８が拡径してスリーブ１１の下部内周に密着し、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周の間がシールされる。
【００２９】
このようにして、作動油がリーク隙間２３を流れることによりロッド１３が下方に移動し、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２３を流れる作動油の流量が制限されてダンパー作用が生じるので、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。
【００３０】
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が上方に移動し、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、図５に示すように、圧力室１４とリザーバ室１５の圧力差によって、シールリング２８が上方に移動して油通路２４の圧力室１４側の端部を開き、作動油が油通路２４をリザーバ室１５側から圧力室１４側に流れる。このとき、テンションプーリ２は、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速やかに移動し、ベルト１の弛みを迅速に吸収する。
【００３１】
このオートテンショナ６は、シールリング２８が、油通路２４のリザーバ室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の弁体として機能し、そのシールリング２８で油通路２４の圧力室１４側の端部を直接閉鎖するので、バルブシートに相当する部品をスリーブ１１の下部に組み込む必要がなく、部品点数が少ない。
【００３２】
また、このオートテンショナ６は、シールリング２８が拡径したときに、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周とが線接触して、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周の間の面圧が集中する。そのため、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周の間が確実に密封されて、圧力室１４の作動油が油通路２４に漏れにくく、ベルト１が高周波で振動したときにも、安定したダンパー作用を発揮することができる。
【００３３】
上記実施形態では、スリーブ１１の下部内周を下方に内径が大きくなるテーパ形状とすることにより、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周とが線接触するようにしているが、図７に示すように、スリーブ１１の下部内周を上方に内径が大きくなるテーパ形状としてもよく、図８に示すように、シールリング２８の外周を下方に外径が大きくなるテーパ形状としてもよく、また、図９に示すように、シールリング２８の外周を断面円弧状としてもよい。このようにしても、シールリング２８が拡径したときに、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周とが線接触して、シールリング２８の外周とスリーブ１１の下部内周の間の面圧が集中するので、圧力室１４の作動油が油通路２４に漏れにくく、ベルト１が高周波で振動したときに、安定したダンパー作用を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】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２】図１のII−II線に沿った拡大断面図
【図３】図２のスリーブの下部近傍の拡大断面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図３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
【図６】図３に示すシールリングの斜視図
【図７】図２に示すオートテンショナの変形例を示すスリーブの下部近傍の拡大断面図
【図８】図２に示すオートテンショナの他の変形例を示すスリーブの下部近傍の拡大断面図
【図９】図２に示すオートテンショナの更に他の変形例を示すスリーブの下部近傍の拡大断面図
【符号の説明】
【００３５】
６        オートテンショナ
９        底
１０      シリンダ
１１      スリーブ
１２      スリーブ嵌合凹部
１３      ロッド
１４      圧力室
１５      リザーバ室
１７      リターンスプリング
２３      リーク隙間
２４      油通路
２８      シールリング
３０，３１  合い口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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