JP2009191863A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの過張力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。
【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を組込んで、シリンダとロッドを伸張する方向に付勢する。シリンダとスリーブ間に形成されたリザーバ室１３と圧力室を連通する通路１４にチェックバルブ１５を設け、シリンダとロッドが収縮する方向に押込まれた際に、チェックバルブで通路を閉じ、圧力室内の作動油によりそ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、リリーフバルブにより圧力室内の変動圧力の上限値を一定にして、ロッドの押圧により張力調整されるベルトの過張力を防止する。
【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、その流動により圧力室内に発生する油圧ダンパ力によっ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んだ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。

ここで、リリーフバルブとして、一端が閉塞し、その閉塞端に小孔が形成された筒体の他端開口を弁孔が形成されたバルブシートの取付けにより閉塞し、その筒体の内部に弁孔開閉用の球形の弁体と、その弁体を弁孔に向けて付勢するバルブスプリングを組み込んだ組立て品とすることにより、前記連通路の圧力室側の端部に形成されたバルブ嵌合孔にリリーフバルブを嵌合することによって、リリーフバルブの組付けを行うことができ、リリーフバルブの組付け性を向上させることができる。

バルブ嵌合孔に対するリリーフバルブの組付けに際しては、バルブ嵌合孔に対する嵌合状態でリリーフバルブを抜止めする。

リリーフバルブの抜止めに際して、中心孔を有する円板部の外周に円筒部が形成されたリテーナをバルブ嵌合孔の開口端部内に圧入する方法を採用することにより、リリーフバルブの筒体の外径を高精度に仕上げる必要がないため、製造コストの低減を図ることができる。

この場合、リテーナに形成された中心孔の内径は、リリーフバルブのバルブシートに形成された弁孔の内径より大径として、圧力室内の作動油が弁孔にスムーズに流れるようにしておく。

また、リリーフバルブの抜止めに際して、バルブ嵌合孔にリリーフバルブの筒体を圧入する方法を採用することにより、上記リテーナを省略し得る分、油圧式オートテンショナの構成の簡素化と軸方向長さのコンパクト化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において、リリーフバルブの設定圧を超える荷重がロッドに負荷されている間、リリーフバルブの弁体は開閉を繰り返すため、弁体とバルブシートの接触部が摩耗し易い。

そこで、バルブシートの弁体が着座するシート面に表面硬化処理を施して硬度を高め、あるいは、弁体をセラミックで形成してシート面に対する弁体の衝突時の衝撃力を弱めることにより、シート面の摩耗を抑制し、耐久性の向上を図ることができる。

ここで、表面硬化処理として、ショットピーニングする方法や、ダイヤモンドライクカーボン被膜を形成する方法を採用することができる。

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み、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るため、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。

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の圧力室６側の端部にはバルブ嵌合孔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。

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に流れ込み、圧力室６内に発生する油圧ダンパ力は、図３においてロッド変位と油圧ダンパ力の関係を示すグラフのように一定値に抑えられることになる。

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の設定圧を超える押込み力がロッド５に継続して負荷されると、リリーフバルブ１８の弁体２３は開閉を繰り返し、その弁体２３とバルブシート２１の接触部が摩耗し、あるいは、変形する可能性がある。

そこで、実施の形態では、バルブシート２１の弁体２３が着座するシート面３０に表面硬化処理を施して硬度を高めるようにしている。上記表面硬化処理として、ショットピーニングする方法や、ダイヤモンドライクカーボン被膜を形成する方法を挙げることができる。

上記のように、シート面３０を表面硬化処理して硬度を高めることにより、シート面３０の摩耗および変形を防止し、耐久性の向上を図ることができる。

ここで、弁体２３をセラミックで形成することにより、シート面３０に対する弁体２３の衝突時の衝撃力を軽減することができ、シート面３０の摩耗および変形の防止に効果をあげることができる。

実施の形態では、バルブ嵌合孔１７の開口端部内に対するリテーナ２５の取付けによってリリーフバルブ１８を抜止めしたが、そのリリーフバルブ１８の筒体１９をバルブ嵌合孔１７に圧入して、リリーフバルブ１８を抜止めしてもよい。この場合、図２に示すリテーナ２５を省略し得る分、油圧式オートテンショナの構成の簡素化と軸方向長さのコンパクト化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 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 ロッド変位と油圧ダンパ力の関係を示すグラフ 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
３０ シート面

Claims (9)

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んだことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 前記リリーフバルブが、一端が閉塞し、その閉塞端に小孔が形成された筒体の他端開口を弁孔が形成されたバルブシートの取付けにより閉塞し、その筒体の内部に弁孔開閉用の球形の弁体と、その弁体を弁孔に向けて付勢するバルブスプリングを組み込んだ組立て品からなり、そのリリーフバルブを前記連通路の圧力室側の端部に形成されたバルブ嵌合孔に嵌合して抜止めした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記リリーフバルブの抜止めが、中心孔を有する円板部の外周に円筒部が形成されたリテーナの前記バルブ嵌合孔の開口端部内への圧入による請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記リテーナに形成された中心孔の内径が、前記リリーフバルブの弁孔の内径より大径とされた請求項３に記載の油圧式オートテンショナ。
5. 前記リリーフバルブの抜止めが、前記バルブ嵌合孔に対する前記筒体の圧入による請求項２に記載の油圧式オートテンショナ。
6. 前記バルブシートの弁体が着座するシート面に表面硬化処理を施した請求項１乃至５のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。
7. 前記表面硬化処理が、ショットピーニングによる請求項６に記載の油圧式オートテンショナ。
8. 前記表面硬化処理が、ダイヤモンドライクカーボン被膜の形成による請求項６に記載の油圧式オートテンショナ。
9. 前記リリーフバルブの弁体がセラミックからなる請求項１乃至８のいずれかの項に記載の油圧式オートテンショナ。

Images