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JP2009222081A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

油圧式オートテンショナ Download PDF

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JP2009222081A
JP2009222081A JP2008064380A JP2008064380A JP2009222081A JP 2009222081 A JP2009222081 A JP 2009222081A JP 2008064380 A JP2008064380 A JP 2008064380A JP 2008064380 A JP2008064380 A JP 2008064380A JP 2009222081 A JP2009222081 A JP 2009222081A
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pressure
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pressure chamber
sleeve
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Shiro Goto
司郎 後藤
Aisaku Satomura
愛作 里村
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

【課題】ベルトの過張力を防止できる油圧式オートテンショナを提供する。
【解決手段】内部に作動油が充填されたシリンダ1内にスリーブ4を設け、スリーブ内にロッド5の下端部を摺動自在に挿入してスリーブ内に圧力室6を形成し、ロッドの上部に設けられたばね座7とシリンダの内底面間にリターンスプリング8を組込み、シリンダとロッドを付勢する。シリンダとスリーブ間に形成されたリザーバ室13と圧力室6を連通する通路14にチェックバルブ15を設け、ロッドに押込み力が負荷された際の押込み力を緩衝する。ロッドに圧力室とリザーバ室を連通する連通路16を形成し、連通路にリリーフバルブ18を組込み、圧力室内の変動圧力の上限値を一定にし、ベルトの過張力を防止する。また、連通路にはリリーフバルブの作動油出口側に絞りを設けてリリーフバルブの作動油入口側と作動油出口側との大きな圧力差を防止し、弁体23のバタツキを防止する。
【選択図】図1

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調整用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、図4に示すように、ベルト41の弛み側にテンションプーリ42を支持する揺動可能なプーリアーム43を設け、そのプーリアーム43に油圧式オートテンショナAの調整力を付与して、上記テンションプーリ42がベルト41を押圧する方向にプーリアーム43を付勢し、ベルト41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A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、作動油が充填された底付きシリンダの内底面から立ち上がるスリーブ内にロッドの下部をスライド自在に挿入して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伸張する方向に付勢している。
また、ばね座の外周とシリンダの上部外周に弾性を有するベローズの両端部を嵌合してシリンダとスリーブ間に密閉されたリザーバ室を形成し、そのリザーバ室下部と上記圧力室とを通路で連通し、その通路にチェックバルブを設け、ベルト41からテンションプーリ42およびプーリアーム43を介して油圧式オートテンショナAにシリンダとロッドを収縮させる方向の押込み力が負荷された際に、チェックバルブを閉じ、圧力室内に封入された作動油をスリーブの内径面とロッドの外径面間に形成された微小すきまに流動させ、その流動時の作動油の粘性抵抗により圧力室内に油圧ダンパ力を発生させて上記押込み力を緩衝するようにしている。
特表2000−504395号公報
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、上記のように、ベルト41からロッドに負荷される押込み力により圧力室内に封入された作動油をスリーブの内径面とロッドの外径面間に形成された微小すきまに流動させ、その流動する作動油の粘性抵抗により圧力室内に油圧ダンパ力を発生させて上記押込み力を緩衝する構成であり、上記油圧ダンパ力と押込み力はほぼ比例関係にあるため、押込み力が大きくなるにつれて油圧ダンパ力も大きいものとなる。
このため、ベルトが過張力になるのを防止することができず、ベルトの耐久性を低下させるという問題がある。
この発明の課題は、ベルトが過張力になるのを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。
上記の課題を解決するために、この発明においては、閉塞端を下部に有し、内部に作動油が充填されたシリンダ内に、その内底面から立ち上がるスリーブを設け、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伸張する方向に付勢するリターンスプリングを組込み、前記シリンダとスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を閉塞し、そのリザーバ室と前記圧力室を連通する通路に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設けた油圧式オートテンショナにおいて、前記ロッドに圧力室とリザーバ室を連通する連通路を形成し、その連通路に圧力室の圧力が設定圧力を超えた際に連通路を開放するリリーフバルブを組込み、そのリリーフバルブの作動油出口側に絞りを設けた構成を採用したのである。
上記のように、ロッドに圧力室とリザーバ室を連通する連通路を形成し、その連通路にリリーフバルブを組込むことにより、ベルトからロッドに押込み力が負荷されて圧力室内の圧力が上昇し、その圧力がリリーフバルブの設定圧力を超えると、リリーフバルブが開放し、圧力室の作動油は連通路からリザーバ室に流れ込み、圧力室内に発生する油圧ダンパ力の上限値はリリーフバルブの設定圧に抑えられることになる。
このため、ベルトが過張力になるようなことはなく、ベルトの耐久性の低下を抑制することができる。
リリーフバルブの開放によって圧力室の作動油が連通路にリリーフされると、その作動油は絞りに流れてリザーバ室に至るため、リリーフバルブの作動油出口側における圧力の急激な低下はなく、リリーフバルブの作動油入口側と作動油出口側の圧力差は小さい値に保たれることになる。
ここで、リリーフバルブの開放時、リリーフバルブの作動油入口側と作動油出口側の圧力差が大きいと、弁体にバタツキが生じ、その弁体がシート面に衝突して異音を発生させることになるが、上記のように、絞りを設けることにより、リリーフバルブの作動油入口側と作動油出口側の圧力差は小さい値に保つことができるため、弁体のバタツキを抑制することができ、異音の発生を防止することができる。その弁体のバタツキを効果的に抑制するため、絞りはリリーフバルブの直上の近接部位に設けるのが好ましい。
上記絞りは、小径孔からなるものであってもよいが、ドリル加工によりロッドそのものに小径孔を形成すると、加工が困難であってコストも高くなる。その絞りの形成に際し、以下のような構成を採用するとコストの低減を図ることができる。
(I)連通路の内周に雌ねじを設け、その雌ねじに止めねじをねじ係合し、その止めねじの雄ねじと雌ねじのねじ係合部に形成されたねじ隙間を絞りとする。
(II)連通路に止めねじを圧入し、その止めねじの外周に形成された雄ねじのねじ溝を絞りとする。
(III)連通路の内周に雌ねじを設け、その雌ねじの内径に円筒体を圧入し、前記雌ねじのねじ溝を絞りとする。
(IV)連通路に円筒状の多孔質体を圧入し、その多孔質体の連続気泡を絞りとする。
(V)連通路に円筒体を圧入し、その円筒体の軸心上に形成された小径の中心孔を絞りとする。
上記のように、この発明においては、ベルトからロッドに押込み力が負荷されて圧力室内の圧力が上昇し、その圧力がリリーフバルブの設定圧力を超えると、リリーフバルブが開放して、圧力室の作動油は連通路からリザーバ室に流れ込むため、圧力室内に発生する油圧ダンパ力の上限値をリリーフバルブの設定値に抑えることができ、ベルトが過張力になって耐久性が低下するのを抑制することができる。
リリーフバルブの開放によって圧力室の作動油が連通路にリリーフされると、その作動油は絞りに流れてリザーバ室に至るため、リリーフバルブの作動油入口側と作動油出口側の圧力差は小さい値に保つことができる。このため、弁体のバタツキを抑制することができ、異音の発生を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いて説明する。図1に示すように、シリンダ1は下部が閉塞し、その閉塞端部にエンジンブロックに回転自在に連結される連結片2が設けられている。
シリンダ1の内底面には、スリーブ嵌合孔3が設けられ、そのスリーブ嵌合孔3内にスリーブ4の下端部が圧入されている。スリーブ4内にはロッド5の下部がスライド自在に挿入され、そのロッド5の挿入によって、スリーブ4内に圧力室6が設けられている。
ロッド5のシリンダ1の外部に位置する上端部にはばね座7が固定され、そのばね座7とシリンダ1の底面間に組込まれたリターンスプリング8は、シリンダ1とロッド5が相対的に伸張する方向に付勢している。
ばね座7の上端には図4に示すプーリアーム43に対して連結される連結片9が設けられている。また、ばね座7には、リターンスプリング8の上部を覆う内筒部10と、シリンダ1の上部外周を覆う外筒部11とが同軸上に設けられている。
シリンダ1の上側開口部内にはオイルシール等の弾性シール12が取付けられ、その弾性シール12の内周は内筒部10の外周面に弾性接触して、シリンダ1の上側開口を閉塞し、シリンダ1の内部に充填された作動油の外部への漏洩を防止している。
上記弾性シール12の取付けにより、シリンダ1とスリーブ4との間に密閉されたリザーバ室13が形成される。リザーバ室13と圧力室6は、スリーブ嵌合孔3とスリーブ4の嵌合面間に形成された通路14で連通し、その通路14の圧力室6側の端部に設けられたチェックバルブ15は、圧力室6内の圧力がリザーバ室13内の圧力より高くなると、通路14を閉鎖するようになっている。
ロッド5には、圧力室6とリザーバ室13とを連通する連通路16が形成されている。連通路16はロッド5の下端から軸方向に延びる軸方向通路16aと、その軸方向通路16aの上端に連通してロッド5の径方向に延びる径方向通路16bとからなり、上記軸方向通路16aの圧力室6側の下端部には大径のバルブ嵌合孔17が設けられ、そのバルブ嵌合孔17にリリーフバルブ18が組込まれている。
図2(I)に示すように、リリーフバルブ18は、一端が閉塞し、その閉塞端に小孔20が形成された筒体19の他端開口をバルブシート21の取付けにより閉塞し、その筒体19の内部に、上記バルブシート21に形成された弁孔22の開閉用の球形の弁体23と、その弁体23を弁孔22に向けて付勢するバルブスプリング24を組み込んだ組立て品からなっている。
筒体19の外径はバルブ嵌合孔17の内径より小径とされ、そのバルブ嵌合孔17内に少しの余裕をもって挿入されている。バルブ嵌合孔17内に組込まれたリリーフバルブ18は、バルブ嵌合孔17の開口端部内に取付けられたリテーナ25によって抜け止めされている。
リテーナ25は、円板部26の外周に円筒部27が形成されたカップ状をなし、上記バルブ嵌合孔17内に対する円筒部27の圧入によって取付け状態とされている。ここで、円板部26には中心孔28が形成され、その中心孔28の内径はバルブシート21に形成された弁孔22の内径より大径とされている。
図2(I)および(II)に示すように、連通路16の軸方向通路16aの下端部内周には雌ねじ31が形成されている。雌ねじ31には止めねじ32がねじ係合され、その止めねじ32の外周に形成された雄ねじ33と雌ねじ31のねじ係合部に形成されたねじ隙間が絞り34とされている。
実施の形態で示す油圧式オートテンショナは上記の構成からなり、図4に示す補機駆動用ベルト41の張力調整に際しては、シリンダ1の閉塞端に設けた連結片2をエンジンブロックに連結し、かつばね座7の連結片9をプーリアーム43に連結して、そのプーリアーム43に調整力を付与する。
上記のようなベルト41の張力調整状態において、補機の負荷変動等によってベルト41の張力が変化し、上記ベルト41の張力が弱くなると、リターンスプリング8の押圧によりシリンダ1とロッド5が伸張する方向に相対移動してベルト41の弛みが吸収される。
ここで、シリンダ1とロッド5が伸張する方向に相対移動するとき、圧力室6内の圧力はリザーバ室13内の圧力より低くなるため、チェックバルブ15が通路14を開放する。このため、リザーバ室13内の作動油は通路14から圧力室6内にスムーズに流れ、シリンダ1とロッド5は伸張する方向にスムーズに相対移動してベルト41の弛みを直ちに吸収する。
一方、ベルト41の張力が強くなると、ベルト41から油圧式オートテンショナのシリンダ1とロッド5を収縮させる方向の押込み力が負荷される。このとき、圧力室6内の圧力はリザーバ室13内の圧力より高くなるため、チェックバルブ15は通路14を閉じる。
また、圧力室6内の作動油はスリーブ4の内径面とロッド5の外径面間に形成された微小すきま29に流れてリザーバ室13内に流入し、上記微小すきま29に流れる作動油の粘性抵抗によって圧力室6内に油圧ダンパ力が発生し、その油圧ダンパ力によって、油圧式オートテンショナに負荷される上記押込み力が緩衝されると共に、シリンダ1とロッド5は、押込み力とリターンスプリング8の弾性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。
ここで、ベルト41の張力が強く、圧力室6内の圧力がリリーフバルブ18の設定圧力を超えると、リリーフバルブ18が開放し、圧力室6の作動油は連通路16からリザーバ室13に流れ込む。
このように、ロッド5に形成されたバルブ嵌合孔17に連通路16を開閉するリリーフバルブ18を組込むことによって、圧力変動する圧力室6内の圧力の上限値をリリーフバルブ18の設定圧に保持することができるため、ベルト41が過張力になるようなことはなく、ベルト41の耐久性の低下を抑制することができる。
ここで、リリーフバルブ18の開放によって圧力室6の作動油が連通路16にリリーフされる時、その作動油は絞り34に流れて連通路16からリザーバ室13に至り、上記絞り34によってリリーフバルブ18の作動油出口側での圧力の急激な低下が抑制される。
このように、絞り34を設けることによって、リリーフバルブ18の作動油出口側での圧力の低下を抑制することができるため、リリーフバルブ18の作動油入口側と作動油出口側の圧力差を小さい値に保つことができる。その結果、弁体23にバタツキが生じるようなことはなく、バルブシート21のシート面30に衝突して、異音を発生させるようなこともない。
図2(I)に示すように、リリーフバルブ18の直上に絞り34を設けることによって、リリーフバルブ18の作動油出口側での圧力の急激な低下を抑制することができ、弁体23のバタツキ防止により大きな効果を挙げることができる。
図2(II)では、軸方向通路16aの下端部内周に雌ねじ31を形成しその雌ねじ31に止めねじ32をねじ係合し、その止めねじ32の外周に形成された雄ねじ33と雌ねじ31のねじ係合部間に形成されたねじ隙間を絞り34としたが、
上記絞り34の形成はこれに限定されるものではない。
図3(I)乃至(IV)は、絞り34の他の例を示す。図3(I)では、連通路16の軸方向通路16aの下端部内周に止めねじ32を圧入し、その止めねじ32の外周に形成された雄ねじ33のねじ溝を絞り34としている。
図3(II)では、連通路16の軸方向通路16aの下端部内周に雌ねじ31を設け、その雌ねじ31の内径に円筒体36を圧入し、上記雌ねじ31のねじ溝を絞り34としている。
図3(III)では、連通路16の軸方向通路16aの下端部内周に円筒状の多孔質体37を圧入し、その多孔質体37の連続気泡を絞り34としている。
図3(IV)では、連通路16の軸方向通路16aの下端部内周に円筒体38を圧入し、その円筒体38の軸心上に形成された小径の中心孔を絞り34としている。
図3(I)乃至(IV)に示すいずれの例においても、ロッド5に小径孔からなる絞りをドリル加工によって形成する場合に比較して、絞り34の形成が容易であり、加工コストの低減を図ることができる。
この発明に係る油圧式オートテンショナの実施の形態を示す縦断正面図 (I)は、図1のリリーフバルブの組込み部を拡大して示す断面図、(II)は絞り部を拡大して示す断面図 (I)乃至(IV)は、絞りの他の例を示す断面図 補機駆動用ベルトの張力調整装置を示す正面図
符号の説明
1 シリンダ
4 スリーブ
5 ロッド
6 圧力室
7 ばね座
8 リターンスプリング
13 リザーバ室
14 通路
15 チェックバルブ
16 連通路
17 バルブ嵌合孔
18 リリーフバルブ
19 筒体
20 小孔
21 バルブシート
22 弁孔
23 弁体
24 バルブスプリング
25 リテーナ
26 円板部
27 円筒部
28 中心孔
31 雌ねじ
32 止めねじ
33 雄ねじ
34 絞り
36 円筒体
37 多孔質体
38 円筒体

Claims (7)

  1. 閉塞端を下部に有し、内部に作動油が充填されたシリンダ内に、その内底面から立ち上がるスリーブを設け、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伸張する方向に付勢するリターンスプリングを組込み、前記シリンダとスリーブ間に形成されたリザーバ室の上部開口を閉塞し、そのリザーバ室と前記圧力室を連通する通路に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設けた油圧式オートテンショナにおいて、
    前記ロッドに圧力室とリザーバ室を連通する連通路を形成し、その連通路に圧力室の圧力が設定圧力を超えた際に連通路を開放するリリーフバルブを組込み、そのリリーフバルブの作動油出口側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。
  2. 前記連通路の内周に雌ねじを設け、その雌ねじに止めねじをねじ係合し、その止めねじの雄ねじと雌ねじのねじ係合部に形成されたねじ隙間を絞りとした請求項1に記載の油圧式オートテンショナ。
  3. 前記連通路に止めねじを圧入し、その止めねじの外周に形成された雄ねじのねじ溝を絞りとした請求項1に記載の油圧式オートテンショナ。
  4. 前記連通路の内周に雌ねじを設け、その雌ねじの内径に円筒体を圧入し、前記雌ねじのねじ溝を絞りとした請求項1に記載の油圧式オートテンショナ。
  5. 前記連通路に円筒状の多孔質体を圧入し、その多孔質体の連続気泡を絞りとした請求項1に記載の油圧式オートテンショナ。
  6. 前記連通路に円筒体を圧入し、その円筒体の軸心上に形成された小径の中心孔を絞りとした請求項1に記載の油圧式オートテンショナ。
  7. 前記絞りをリリーフバルブの直上に配置した請求項1乃至6のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。
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