説明

オートテンショナ

【課題】低コストで、かつ、ばね座の成形金型内にロッドの端部をセットするときの作業性に優れたオートテンショナを提供する。
【解決手段】作動油を溜めたシリンダ10内に固定したスリーブ11内にロッド13を挿入してシリンダ10内を圧力室14とリザーバ室15に区画し、ロッド13とスリーブ11のリーク隙間16を介して圧力室14とリザーバ室15を連通し、シールリング18を設けた通路17を介して圧力室14とリザーバ室15を連通し、ロッド13の上端のばね座24を付勢するリターンスプリング28を設け、ロッド13の下端の円周溝20に装着した止め輪21を係止する段部23をスリーブ11に形成し、その止め輪21によりロッド13をスリーブ11から抜け止めしたオートテンショナにおいて、ロッド13を上下対称形状として円周溝20に対応する第2円周溝25をロッド13の上端外周に形成し、そのロッド13の上端をばね座24に固定する。

【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、そのシリンダ内にシリンダと同軸にスリーブを固定し、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、そのロッドの上端にばね座を一体に形成し、そのばね座を前記圧力室の容積が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、ロッドとスリーブの摺動面間に形成された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るので、ロッドはゆっくりと移動する。
【0006】
また、圧力室とリザーバ室は、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を設けた通路を介して連通しており、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが移動すると、前記チェックバルブが開き、前記通路を通ってリザーバ室側から圧力室側に作動油が流れる。そのため、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する。
【0007】
ところで、このオートテンショナは、ロッドとばね座が一体に形成されているので、ロッドとばね座の加工が難しく、加工コストが高い。
【0008】
そこで、ロッドとばね座の加工を容易にするため、ロッドとばね座を別体に形成し、そのロッドの上端にばね座を固定したオートテンショナが知られている(特許文献2)。このオートテンショナは、ロッドとばね座とをその各部材に応じた加工方法で加工することができるので、ロッドとばね座の加工が容易である。また、このオートテンショナは、ロッドの上端外周と下端外周に円周溝が形成されており、ロッドの下端外周の円周溝に装着した止め輪を、スリーブの内周に形成した段部で係止することにより、ロッドをスリーブから抜け止めしている。
【特許文献1】特開平10−141453号公報
【特許文献2】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】
【0009】
しかし、このオートテンショナは、ロッドの上端外周の円周溝と、ロッドの下端外周の円周溝とが互いに異なる形状なので、ロッドの上端の加工と下端の加工とを別工程で行なう必要があり、コスト高である。また、ロッドの形状が上下非対称なので、ロッドの端部をばね座に固定するときに、ロッドの上下を区別する必要があり、作業性が悪かった。
【0010】
この発明が解決しようとする課題は、低コストで、かつ、ロッドの端部をばね座に固定するときの作業性に優れた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】
【0011】
上記の課題を解決するため、前記ロッドを上下対称形状として前記円周溝に対応する第2円周溝をロッドの上端外周に形成し、そのロッドの上端を前記ばね座に固定した。
【0012】
前記ロッドの上端のばね座への固定は、例えば、インサート成形により行なうことができ、インサート成形は、前記ばね座の成形金型内に前記ロッドの上端を配置した状態でばね座を成形して行なうことができる。この場合、前記ばね座としては、アルミダイカスト品または樹脂成形品を採用することができる。
【0013】
このオートテンショナは、前記止め輪として、C形リング状のサークリップを用い、前記円周溝を、前記サークリップが縮径可能な深さとし、その円周溝内に、下側に向かって次第に拡径するテーパ面を設け、そのテーパ面で前記サークリップの縮径を規制するようにすることができ、この場合、前記テーパ面と前記ロッドの外周面とを鈍角をなすように交わらせると好ましい。
【発明の効果】
【0014】
この発明のオートテンショナは、ロッドの上端外周の第2円周溝が、ロッドの下端外周の円周溝と同一形状なので、ロッドの上端の加工と下端の加工とを同じ工程で行なうことができ、加工コストが低い。また、ロッドの形状が上下対称なので、ロッドの端部をばね座に固定するときに、ロッドの上下を区別する必要がなく、作業性に優れる。
【0015】
また、前記ロッドの上端の固定をインサート成形により行なったものは、ロッドの上端外周の第2円周溝によって、ロッドの上端がばね座から抜け止めされるので、ばね座の固定強度が高い。
【0016】
また、前記テーパ面と前記ロッドの外周面とを鈍角をなすように交わらせたものは、ロッド上端をばね座から引き抜く方向の力が作用したときに、第2円周溝内のテーパ面と前記ロッドの外周面との交差位置に応力集中が生じにくく、ばね座の固定強度が高い。
【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1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の下部外周が圧入により固定されている。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】
圧力室14とリザーバ室15は、スリーブ11とロッド13の摺動面間に形成されたリーク隙間16を介して連通している。
【0021】
また、スリーブ嵌合凹部12とスリーブ11の嵌合面間には、圧力室14の下部とリザーバ室15の下部を連通する通路17が周方向に間隔をおいて複数形成されている。通路17は、スリーブ嵌合凹部12の内面に溝を設けることにより形成することができる。
【0022】
スリーブ11の下部内周には、シールリング18が軸方向に摺動可能に設けられている。シールリング18は、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として機能し、圧力室14の圧力がリザーバ室15の圧力よりも低くなったときは、上方に移動して、通路17の圧力室14側の開口を開放し、一方、圧力室14の圧力がリザーバ室15の圧力よりも高くなったときは、下方に移動して、通路17の圧力室14側の開口を閉鎖する。また、スリーブ11の内周には、図5に示すように、下側を大径とする段部19が形成されており、その段部19が、シールリング18の上方への移動を制限するようになっている。
【0023】
ロッド13の下端外周には、図3に示すように円周溝20が形成され、その円周溝20に、C形リング状のサークリップ21が装着されている。円周溝20は、図4(a)に示すように、サークリップ21が縮径可能な深さに形成されており、ロッド13の下端をスリーブ11の上端から挿入するときに、サークリップ21が円周溝20内に収容されるようになっている。また、円周溝20内には、図3に示すように、下側に向かって次第に拡径するテーパ面22が設けられており、テーパ面22は、ロッド13の外周と鈍角をなすように交わっている。
【0024】
また、スリーブ11の内周には、図4(b)に示すように、上側を小径とする段部23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が移動したときにサークリップ21を段部23で係止し、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。このとき、サークリップ21は、円周溝20内のテーパ面22によって縮径が規制される。
【0025】
ロッド13の上端には、図2に示すように、ばね座24が固定されている。ばね座24は、アルミダイカストによって形成されており、ばね座24の成形金型内にロッド13の上端をセットした状態でばね座24の成形(インサート成形)を行なうことによって、ロッド13の上端が固定されている。また、ロッド13は、図3に示すように上下対称形状となっており、ロッド13の上端外周には、円周溝20に対応する第2円周溝25が形成されている。第2円周溝25内には、円周溝20内のテーパ面22に対応するテーパ面22が設けられている。
【0026】
シリンダ10の上端内周には、図2に示すように、環状のシール部材26が取り付けられている。シール部材26は、ばね座24に取り付けられた筒状のスカート27の外周に摺接し、シリンダ10内の作動油を密封している。
【0027】
ばね座24とシリンダ10の底9との間にはリターンスプリング28が組み込まれており、リターンスプリング28は、圧力室14の容積を拡大する方向にばね座24を付勢している。
【0028】
次に、このオートテンショナ6の動作例を説明する。
【0029】
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24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16を通って圧力室14側からリザーバ室15側に流れ、これにより、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28の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ2が移動し、ベルト1の緊張を吸収する。このとき、リーク隙間16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の張力を安定した状態に保つ。また、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18が通路17の圧力室14側の開口を閉鎖するので、作動油は通路17を流れない。
【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28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18が通路17の圧力室14側の開口を開放し、作動油が通路17をリザーバ室15側から圧力室14側に流れる。そのため、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28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、ロッド13の上端外周の第2円周溝25が、ロッド13の下端外周の円周溝20と同一形状なので、ロッド20の上端の加工と下端の加工とを同じ工程で行なうことができ、加工コストが低い。また、ロッド13の形状が上下対称なので、ロッド13の端部をばね座24の成形金型内にセットするときに、ロッド13の上下を区別する必要がなく、作業性に優れる。
【0032】
また、オートテンショナ6は、ロッド13の上端外周の第2円周溝25によって、ロッド13の上端がばね座24から抜け止めされるので、ばね座24の固定強度が高い。そのため、張力調整装置のベルト1が切れたときなど、段部23がサークリップ21を係止してばね座24とロッド13の間に引き抜き力が動的に作用したときにも、ばね座24がロッド13の上端から抜けず、オートテンショナ6の分解を確実に防止することができる。
【0033】
ところで、ロッド13の上端をインサート成形によってばね座24に固定した場合、ロッド13の上端とばね座24との熱膨張差によって、ロッド13の上端とばね座24の境界に残留応力が生じやすい。そのため、ロッド13の上端をばね座24から引き抜く方向の力が作用したときに、ばね座24に応力集中が生じると、ばね座24にクラックが発生し、そのクラックによって、ロッド13の上端がばね座24から抜けるおそれがある。
【0034】
しかし、このオートテンショナ6は、図3に示すように、テーパ面22とロッド13の外周とを鈍角をなすように交わらせているので、ロッド13の上端をばね座24から引き抜く方向の力が作用したときに、第2円周溝25内のテーパ面22とロッド13の外周面との交差位置29に応力集中が生じにくく、ばね座24の固定強度が高い。
【0035】
上記実施形態では、ばね座24をアルミダイカストで形成しているが、ばね座24は、樹脂成形で形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【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に示すロッドの断面図
【図4】(a)は、図2に示すロッドの下端をスリーブに挿入する過程を示すロッドの下端近傍の拡大断面図、(b)は、図2に示すサークリップをスリーブの内周の段部で係止した状態を示すロッドの下端近傍の拡大断面図
【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シールリング近傍の拡大断面図
【符号の説明】
【0037】
6 オートテンショナ
9 底
10 シリンダ
11 スリーブ
13 ロッド
14 圧力室
15 リザーバ室
16 リーク隙間
17 通路
18 シールリング
20 円周溝
21 サークリップ
22 テーパ面
23 段部
24 ばね座
25 第2円周溝
28 リターンスプリング

【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)内にシリンダ(10)と同軸にスリーブ(11)を固定し、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、前記ロッド(13)と前記スリーブ(11)の摺動面間に形成されたリーク隙間(16)を介して前記圧力室(14)と前記リザーバ室(15)を連通し、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(18)を設けた通路(17)を介して前記圧力室(14)と前記リザーバ室(15)を連通し、前記ロッド(13)の上端にばね座(24)を固定し、そのばね座(24)を前記圧力室(14)の容積が拡大する方向に付勢するリターンスプリング(28)を設け、前記ロッド(13)の下端外周に形成した円周溝(20)に止め輪(21)を装着し、その止め輪(21)を係止する段部(23)を、前記スリーブ(11)の内周に形成し、その止め輪(21)の係止により前記ロッド(13)を前記スリーブ(11)から抜け止めしたオートテンショナにおいて、前記ロッド(13)を上下対称形状として前記円周溝(20)に対応する第2円周溝(25)をロッド(13)の上端外周に形成し、そのロッド(13)の上端を前記ばね座(24)に固定したことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項2】
前記ロッド(13)の上端の固定をインサート成形により行なった請求項1に記載のオートテンショナ。
【請求項3】
前記インサート成形は、前記ばね座(24)の成形金型内に前記ロッド(13)の上端を配置した状態でばね座(24)を成形して行なう請求項2に記載のオートテンショナ。
【請求項4】
前記ばね座(24)がアルミダイカスト品または樹脂成形品である請求項3に記載のオートテンショナ。
【請求項5】
前記止め輪として、C形リング状のサークリップ(21)を用い、前記円周溝(20)を、前記サークリップ(21)が縮径可能な深さとし、その円周溝(20)内に、下側に向かって次第に拡径するテーパ面(22)を設け、そのテーパ面(22)で前記サークリップ(21)の縮径を規制するようにした請求項1から4のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項6】
前記テーパ面(22)と前記ロッド(13)の外周面とを鈍角をなすように交わらせた請求項5に記載のオートテンショナ。

【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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