オートテンショナ
【課題】圧力室内の作動油に気泡が混入しにくく、製造コストが低いオートテンショナを提供する。
【解決手段】シリンダ９内にスリーブ１０を同軸に設け、スリーブ１０内にロッド１１を摺動可能に挿入してシリンダ９内を圧力室１７とリザーバ室１８に区画し、圧力室１７とリザーバ室１８の間を連通する油通路２４を設け、油通路２４の圧力室１７側の端部にチェックバルブ２９を設け、ロッド１１に固定したばね座１２を付勢するリターンスプリング１３をシリンダ９の外径側に配置したオートテンショナにおいて、スリーブ１０の下部外周とシリンダ９の下部内周との間に筒状のカラー２３を嵌め込み、カラー２３にスリーブ１０を下側から支持する底部２３Ｂを形成し、油通路２４をカラー２３の上端から圧力室１７の下端に至るように形成し、スリーブ１０を下方に押圧する押さえばね４２を設ける。
【解決手段】シリンダ９内にスリーブ１０を同軸に設け、スリーブ１０内にロッド１１を摺動可能に挿入してシリンダ９内を圧力室１７とリザーバ室１８に区画し、圧力室１７とリザーバ室１８の間を連通する油通路２４を設け、油通路２４の圧力室１７側の端部にチェックバルブ２９を設け、ロッド１１に固定したばね座１２を付勢するリターンスプリング１３をシリンダ９の外径側に配置したオートテンショナにおいて、スリーブ１０の下部外周とシリンダ９の下部内周との間に筒状のカラー２３を嵌め込み、カラー２３にスリーブ１０を下側から支持する底部２３Ｂを形成し、油通路２４をカラー２３の上端から圧力室１７の下端に至るように形成し、スリーブ１０を下方に押圧する押さえばね４２を設ける。
【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補機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補機ベルトで連結され、その補機ベルトを介して駆動される。この補機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補機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、例えば、特許文献１の図１および図３に記載のものが知られている。この特許文献１の図１および図３に記載のオートテンショナは、上端が開口し、下端が閉塞したシリンダ内に作動油と空気を収容し、そのシリンダ内にスリーブを嵌め込み、そのスリーブ内にプランジャを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、圧力室とリザーバ室の間を連通する油通路を設け、その油通路の圧力室側の端部に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、前記プランジャから上方に延びるロッドを設け、そのロッドのシリンダからの突出部分にばね座を固定し、そのばね座を上方に付勢するリターンスプリングをシリンダの外径側に配置している。
【０００４】
このオートテンショナは、補機ベルトの張力が大きくなると、その補機ベルトの張力によって、圧力室の容積が減少する方向にプランジャが移動し、補機ベルトの緊張を吸収する。このとき、圧力室内の作動油が、プランジャとスリーブの摺動面間のリーク隙間を通って流出し、その作動油の粘性抵抗によってダンパ作用が生じる。
【０００５】
一方、補機ベルトの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力によって、圧力室の容積が増加する方向にプランジャが移動し、補機ベルトの弛みを吸収する。このとき、チェックバルブが開いて、油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ので、プランジャは速やかに移動する。
【０００６】
ここで、特許文献１の図３に記載のオートテンショナは、スリーブをシリンダ内に固定するために、スリーブの下端に設けた底部を、圧力室内に設けたプランジャスプリングで下方に押圧するようにしている。また、圧力室とリザーバ室の間を連通する油通路がプランジャに設けられ、油通路の圧力室側の端部を圧力室の上端に連通させている。
【０００７】
また、特許文献１の図１に記載のオートテンショナは、スリーブをシリンダ内に固定するため、スリーブとシリンダの嵌合面間に締め代を設定している。また、圧力室とリザーバ室の間を連通する油通路が、スリーブとシリンダの嵌合面間に設けられた軸方向通路と、シリンダの底面に設けられた径方向溝とからなり、油通路の圧力室側の端部を圧力室の下端に連通させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１２７２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特許文献１の図３に記載のオートテンショナは、油通路の圧力室側の端部が圧力室の上端に位置する上吸込み式なので、リザーバ室内の作動油に気泡が混入したときに、その気泡が油通路を通って圧力室に到達しやすいという問題があった。圧力室内の作動油に気泡が混入すると、ベルトの張力が大きくなったときに、圧力室内の気泡が圧縮することによってプランジャが移動するので、オートテンショナのダンパ作用が低下してしまう。
【００１０】
一方、上記特許文献１の図１に記載のオートテンショナは、油通路の圧力室側の端部が圧力室の下端に位置する下吸込み式であるが、油通路のリザーバ室側の端部が比較的高い位置（スリーブの上端）にあるので、リザーバ室内の作動油に気泡が混入したときに、その気泡が油通路に吸い込まれやすく、油通路を通って圧力室内の作動油に気泡が混入する可能性がある。また、スリーブをシリンダ内に固定するため、スリーブとシリンダの嵌合面間に締め代を設定しているので、その締め代を管理するために、シリンダの内周およびスリーブの外周を高精度に加工する必要があり、製造コストが高かった。
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、圧力室内の作動油に気泡が混入しにくく、製造コストが低い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】
【００１２】
上記の課題を解決するため、上端が開口し、下端が閉塞したシリンダ内に作動油と空気を収容し、そのシリンダ内にスリーブを同軸に設け、そのスリーブ内にロッドを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、圧力室とリザーバ室の間を連通する油通路を設け、その油通路の圧力室側の端部に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、前記ロッドのシリンダからの突出部分にばね座を固定し、そのばね座を上方に付勢するリターンスプリングをシリンダの外径側に配置したオートテンショナにおいて、前記スリーブの下部外周とシリンダの下部内周との間に筒状のカラーを嵌め込み、そのカラーに前記スリーブを下側から支持する底部を形成し、前記油通路を前記カラーの上端から圧力室の下端に至るように形成し、前記スリーブを下方に押圧する押さえばねを設けた。
【００１３】
このようにすると、油通路の圧力室側の端部が圧力室の下端に位置する下吸込み式であり、さらに油通路のリザーバ室側の端部が、スリーブの上端よりも低い位置（カラーの上端）にあるので、リザーバ室内の作動油に気泡が混入したときに、その気泡が油通路に吸い込まれにくく、リザーバ室内の気泡が油通路を通って圧力室に到達するのを効果的に防止することができる。また、押さえばねでスリーブを下方に押圧することにより、スリーブをシリンダ内に固定しているので、スリーブの圧入工程が不要であり、またシリンダの内周およびスリーブの外周を高精度に加工する必要もない。そのため、スリーブとシリンダの間に締め代を設定する場合と比較して、製造コストが低い。
【００１４】
前記油通路としては、前記カラーの上端からカラーの下端に至るようにカラーの外周側に設けられた軸方向通路と、その軸方向通路の下端から径方向内方に向かって延びるように前記底部の下面に設けた径方向溝と、その径方向溝と交差するように前記底部に設けた貫通孔とからなる構成のものを採用することができる。
【００１５】
前記シリンダの開口端に、前記ロッドをスライド可能に貫通させるウエアリングを設ける場合、そのウエアリングで前記押さえばねの上端を支持し、その押さえばねの下端で前記スリーブの上端を押圧するように前記押さえばねを設けることができる。
【００１６】
また、前記ロッドのスリーブからの突出部分の外周に設けたリング溝に、スリーブの上端に当接してロッドの移動ストロークを規制するサークリップを装着することができる。ここで、前記押さえばねの下端で前記スリーブの上端を押圧する場合、前記押さえばねとして、上方に向かって次第に大径となる円錐コイルばねを採用すると、押さえばねとサークリップが干渉するのを防止することができる。
【００１７】
前記スリーブは、前記ロッドとの摺動面間にリーク隙間を形成する小内径部と、その小内径部の下方に連続する大内径部とからなる構成を採用することができる。このようにすると、ロッドのストローク位置にかかわらず、ロッドとスリーブの摺動面間のリーク隙間の軸方向長さが一定となるので、安定したダンパ力を発揮することが可能となる。
【００１８】
このようなスリーブは切削加工で形成することも可能であるが、冷間鍛造または金属焼結で形成すると製造コストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明のオートテンショナは、油通路の圧力室側の端部が圧力室の下端に位置する下吸込み式であり、さらに油通路のリザーバ室側の端部が比較的低い位置にあるので、リザーバ室内の気泡が油通路を通って圧力室に到達するのを効果的に防止することができる。また、押さえばねでスリーブを下方に押圧することにより、スリーブをシリンダ内に固定しているので、スリーブの圧入工程が不要であり、またシリンダの内周およびスリーブの外周を高精度に加工する必要もない。そのため、スリーブとシリンダの間に締め代を設定する場合と比較して、製造コストが低い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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に示すオートテンショナのスリーブ近傍の拡大断面図
【図４】図２に示すオートテンショナの押さえばね近傍の拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に、自動車補機を駆動する補機ベルト１の張力調整装置を示す。この張力調整装置は、エンジンブロック２（図２参照）に固定された支点軸３を中心として揺動可能に支持されたプーリアーム４と、プーリアーム４に回転可能に取り付けたテンションプーリ５とを有する。
【００２２】
プーリアーム４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を介して回動可能に連結され、オートテンショナ６の他端が、エンジンブロック２に固定した支点軸８で支持されている。オートテンショナ６は、テンションプーリ５をベルト１に押さえ付ける方向にプーリアーム４を付勢している。
【００２３】
図２に示すように、オートテンショナ６は、上端が開口し、下端が閉塞した筒状のシリンダ９と、シリンダ９内に同軸に配置されたスリーブ１０と、スリーブ１０内に軸方向に摺動可能に挿入されたロッド１１と、ロッド１１のシリンダ９からの突出部分に固定されたばね座１２と、そのばね座１２を上方に付勢するリターンスプリング１３とを有する。
【００２４】
シリンダ９の閉塞端には、支点軸８が挿入される挿入孔１４を有する下部連結片１５が一体に設けられている。また、シリンダ９の外周には、リターンスプリング１３の下端を支持するフランジ部１６が一体に設けられている。シリンダ９は軽量化を図るためにアルミ合金で形成され、冷間鍛造またはダイカストで成形されている。シリンダ９内には、空気と作動油が上下二層に収容されている。
【００２５】
シリンダ９の内部は、スリーブ１０とロッド１１によって圧力室１７とリザーバ室１８に区画されている。圧力室１７はスリーブ１０の内側に形成され、リザーバ室１８はスリーブ１０の外側に形成されている。リザーバ室１８内には、圧力室１７の容積の３〜６倍の容積の作動油が収容されている。
【００２６】
ばね座１２は、連結軸７が挿入される挿入孔１９を有する上部連結片２０と、その上部連結片２０の下端外周に形成されたフランジ部２１とを有し、そのフランジ部２１でリターンスプリング１３の上端を受けている。また、ばね座１２には、シリンダ９の上部外周を囲む筒状のスカート部２２が形成されている。リターンスプリング１３は、シリンダ９の外径よりも大きい内径をもつ円筒コイルばねであり、シリンダ９の外径側に同軸に配置されている。
【００２７】
図３に示すように、スリーブ１０の下部外周とシリンダ９の下部内周との間に筒状のカラー２３が嵌め込まれている。カラー２３は、スリーブ１０の外周に嵌合する筒部２３Ａと、スリーブ１０を下側から支持する底部２３Ｂとからなる。カラー２３には、圧力室１７の下部とリザーバ室１８の下部とを連通する油通路２４が設けられている。
【００２８】
油通路２４は、カラー２３の上端からカラー２３の下端に至るように筒部２３Ａの外周側に設けられた軸方向通路２５と、その軸方向通路２５の下端から径方向内方に向かって延びるように底部２３Ｂの下面に設けられた径方向溝２６と、その径方向溝２６と交差するように底部２３Ｂに設けられた上下方向の貫通孔２７とからなり、油通路２４の圧力室１７側の端部が圧力室１７の下端に連通するようになっている。図において、カラー２３の外周には、軸方向に平行な平面に沿ってカラー２３の外周を切断した形状の平面部２８が形成され、その平面部２８とシリンダ９の内周の円筒面との間に挟まれる部分が軸方向通路２５となっている。
【００２９】
油通路２４の圧力室１７側の端部には、リザーバ室１８側から圧力室１７側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ２９が設けられている。チェックバルブ２９は、圧力室１７と油通路２４の間を連通する弁孔３０を有するバルブシート３１と、弁孔３０の圧力室１７側の開口周縁に形成されたシート面に接触、離反して弁孔３０を開閉する球状の弁体３２と、その弁体３２の移動範囲を規制するリテーナ３３と、弁体３２をバルブシート３１に向けて付勢するバルブスプリング３４とからなる。
【００３０】
図では、カラー２３の底部２３Ｂが、チェックバルブ２９を介してスリーブ１０を支持しているが、チェックバルブ２９を介さずに直接スリーブ１０を支持するようにしてもよい。また、バルブシート３１のシート面は、カラー２３の底部２３Ｂの貫通孔２７の圧力室１７側の開口周縁に直接形成してもよい。
【００３１】
スリーブ１０は、ロッド１１の外周を摺動可能に案内する小内径部１０Ａと、その小内径部１０Ａの下方に連続する大内径部１０Ｂとからなる。ロッド１１とスリーブ１０の摺動面間（すなわち、ロッド１１の外周とスリーブ１０の小内径部１０Ａの内周との間）には微小なリーク隙間３５が形成されており、そのリーク隙間３５を通って圧力室１７内の作動油がリザーバ室１８に流出可能となっている。
【００３２】
ここで、ロッド１１は小内径部１０Ａを貫通して大内径部１０Ｂに達するまでスリーブ１０に挿入され、小内径部１０Ａの全長にわたってリーク隙間３５が形成されている。これにより、ロッド１１のストローク位置にかかわらず、ロッド１１とスリーブ１０の摺動面間のリーク隙間３５の軸方向長さが一定となっている。スリーブ１０は、切削加工で形成することも可能であるが、冷間鍛造または金属焼結で形成すると製造コストを抑えることができる。
【００３３】
図４に示すように、シリンダ９の開口端には、ロッド１１をスライド可能に貫通させるウエアリング３６と、環状のオイルシール３７と、オイルシール３７をシリンダ９から抜け止めする止め輪３８とが順に組み込まれている。オイルシール３７は、環状の芯金３９と、ロッド１１の外周に接触するゴム製のリップ４０と、そのリップ４０を径方向内方に締め付けるガータスプリング４１とを有する。ウエアリング３６は金属製であり、ロッド１１の位置がシリンダ９の中心からずれないようにロッド１１の外周を支持している。
【００３４】
ウエアリング３６とスリーブ１０の間には、スリーブ１０を下方に押圧する押さえばね４２が組み込まれている。押さえばね４２は、上方に向かって次第に大径となる円錐コイルばねであり、その上端がウエアリング３６の下面で支持され、押さえばね４２の下端がスリーブ１０の上端を押圧している。そして、図３に示すように、押さえばね４２は、スリーブ１０を下方に押圧することにより、スリーブ１０を下側から支持するカラー２３の底部２３Ｂをシリンダ９の閉塞端に押さえ付け、カラー２３とスリーブ１０をシリンダ９内に固定している。
【００３５】
図４に示すように、ロッド１１のスリーブ１０からの突出部分の外周にはリング溝４３が設けられ、このリング溝４３に、円周の一部を切り欠いたＣ形のサークリップ４４が装着されている。サークリップ４４は、ロッド１１が下方に移動したときに、スリーブ１０の上端に当接してロッド１１の下方への移動ストロークを規制し、ロッド１１の下端がチェックバルブ２９に干渉するのを防止する。また、サークリップ４４は、ロッド１１が上方に移動したときに、ウエアリング３６に当接してロッド１１の上方への移動ストロークを規制し、ロッド１１がスリーブ１０から抜けるのを防止する。
【００３６】
次に、このオートテンショナ６の動作例を説明する。
【００３７】
ベルト１の張力が大きくなると、そのベルト１の張力によって圧力室１７の容積が減少する方向にロッド１１が移動し、ベルト１の緊張を吸収する。このとき、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも高くなるので、チェックバルブ２９は閉じた状態となっている。また、圧力室１７内の作動油が、ロッド１１とスリーブ１０の摺動面間のリーク隙間３５を通って流出し、その作動油の粘性抵抗によってダンパ作用が生じるので、ロッド１１はゆっくりと移動する。
【００３８】
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１３の付勢力によって圧力室１７の容積が増加する方向にロッド１１が移動し、ベルト１の弛みを吸収する。このとき、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも低くなるので、チェックバルブ２９が開き、油通路２４を通ってリザーバ室１８から圧力室１７に作動油が流れるので、ロッド１１は速やかに移動する。
【００３９】
ここで、圧力室１７の容積が増加する方向にロッド１１が移動するとき、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも低くなるので、スリーブ１０にはシリンダ９の閉塞端から離反する方向の力が作用するが、スリーブ１０は押さえばね４２で下方に押圧されているので、シリンダ９の閉塞端から浮き上がらない。
【００４０】
このオートテンショナ６は、ベルト１の張力変動に応じてロッド１１が移動するとき、ロッド１１の移動に伴ってリザーバ室１８内で移動する部材がサークリップ４４だけなので、リザーバ室１８内の部材の移動による空気と作動油の攪拌が生じにくく、リザーバ室１８内の作動油に気泡が混入しにくい。
【００４１】
また、リザーバ室１８内の作動油に気泡が混入した場合であっても、このオートテンショナ６は、油通路２４のリザーバ室１８側の端部が比較的低い位置（カラー２３の上端）にあるので、リザーバ室１８内の気泡が油通路２４に吸い込まれにくい。また、油通路２４の圧力室１７側の端部が圧力室１７の下端に位置する下吸込み式なので、リザーバ室１８内の作動油に気泡が混入したときに、その気泡が油通路２４を通って圧力室１７に到達しにくい。そのため、リザーバ室１８内の作動油に気泡が混入した場合にも、その気泡が油通路２４を通って圧力室１７に到達するのを効果的に防止することができる。
【００４２】
また、このオートテンショナ６は、押さえばね４２でスリーブ１０を下方に押圧することにより、スリーブ１０をシリンダ９内に固定しているので、スリーブ１０の圧入工程が不要であり、シリンダ９の内周およびスリーブ１０の外周を高精度に加工する必要もない。そのため、スリーブ１０とシリンダ９の間に締め代を設定する場合と比較して、製造コストが低い。
【００４３】
押さえばね４２としては、スリーブ１０と同径の円筒コイルばねを採用することも可能であるが、上記実施形態に示すように、上方に向かって次第に大径となる円錐コイルばねを採用すると好ましい。このようにすると、押さえばね４２とサークリップ４４が干渉するのを防止することができる。
【００４４】
軸方向通路２５としては、カラー２３の外周に軸方向に延びる溝を採用することも可能であるが、上記実施形態に示すように、カラー２３の外周に平面部２８を形成し、その平面部２８とシリンダ９の内周の円筒面との間に挟まれる部分を軸方向通路２５とすると、軸方向通路２５の断面積が広くなり、軸方向通路２５を流れる作動油の流速が低くなるので、作動油の流れに乗って気泡が軸方向通路２５を通過するのを効果的に防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
６ オートテンショナ
９ シリンダ
１０ スリーブ
１０Ａ 小内径部
１０Ｂ 大内径部
１１ ロッド
１２ ばね座
１３ リターンスプリング
１７ 圧力室
１８ リザーバ室
２３ カラー
２３Ｂ 底部
２４ 油通路
２５ 軸方向通路
２６ 径方向溝
２７ 貫通孔
２９ チェックバルブ
３５ リーク隙間
３６ ウエアリング
４２ 押さえばね
４３ リング溝
４４ サークリップ
【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補機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補機ベルトで連結され、その補機ベルトを介して駆動される。この補機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補機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、例えば、特許文献１の図１および図３に記載のものが知られている。この特許文献１の図１および図３に記載のオートテンショナは、上端が開口し、下端が閉塞したシリンダ内に作動油と空気を収容し、そのシリンダ内にスリーブを嵌め込み、そのスリーブ内にプランジャを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、圧力室とリザーバ室の間を連通する油通路を設け、その油通路の圧力室側の端部に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、前記プランジャから上方に延びるロッドを設け、そのロッドのシリンダからの突出部分にばね座を固定し、そのばね座を上方に付勢するリターンスプリングをシリンダの外径側に配置している。
【０００４】
このオートテンショナは、補機ベルトの張力が大きくなると、その補機ベルトの張力によって、圧力室の容積が減少する方向にプランジャが移動し、補機ベルトの緊張を吸収する。このとき、圧力室内の作動油が、プランジャとスリーブの摺動面間のリーク隙間を通って流出し、その作動油の粘性抵抗によってダンパ作用が生じる。
【０００５】
一方、補機ベルトの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力によって、圧力室の容積が増加する方向にプランジャが移動し、補機ベルトの弛みを吸収する。このとき、チェックバルブが開いて、油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ので、プランジャは速やかに移動する。
【０００６】
ここで、特許文献１の図３に記載のオートテンショナは、スリーブをシリンダ内に固定するために、スリーブの下端に設けた底部を、圧力室内に設けたプランジャスプリングで下方に押圧するようにしている。また、圧力室とリザーバ室の間を連通する油通路がプランジャに設けられ、油通路の圧力室側の端部を圧力室の上端に連通させている。
【０００７】
また、特許文献１の図１に記載のオートテンショナは、スリーブをシリンダ内に固定するため、スリーブとシリンダの嵌合面間に締め代を設定している。また、圧力室とリザーバ室の間を連通する油通路が、スリーブとシリンダの嵌合面間に設けられた軸方向通路と、シリンダの底面に設けられた径方向溝とからなり、油通路の圧力室側の端部を圧力室の下端に連通させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１２７２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特許文献１の図３に記載のオートテンショナは、油通路の圧力室側の端部が圧力室の上端に位置する上吸込み式なので、リザーバ室内の作動油に気泡が混入したときに、その気泡が油通路を通って圧力室に到達しやすいという問題があった。圧力室内の作動油に気泡が混入すると、ベルトの張力が大きくなったときに、圧力室内の気泡が圧縮することによってプランジャが移動するので、オートテンショナのダンパ作用が低下してしまう。
【００１０】
一方、上記特許文献１の図１に記載のオートテンショナは、油通路の圧力室側の端部が圧力室の下端に位置する下吸込み式であるが、油通路のリザーバ室側の端部が比較的高い位置（スリーブの上端）にあるので、リザーバ室内の作動油に気泡が混入したときに、その気泡が油通路に吸い込まれやすく、油通路を通って圧力室内の作動油に気泡が混入する可能性がある。また、スリーブをシリンダ内に固定するため、スリーブとシリンダの嵌合面間に締め代を設定しているので、その締め代を管理するために、シリンダの内周およびスリーブの外周を高精度に加工する必要があり、製造コストが高かった。
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、圧力室内の作動油に気泡が混入しにくく、製造コストが低い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】
【００１２】
上記の課題を解決するため、上端が開口し、下端が閉塞したシリンダ内に作動油と空気を収容し、そのシリンダ内にスリーブを同軸に設け、そのスリーブ内にロッドを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、圧力室とリザーバ室の間を連通する油通路を設け、その油通路の圧力室側の端部に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、前記ロッドのシリンダからの突出部分にばね座を固定し、そのばね座を上方に付勢するリターンスプリングをシリンダの外径側に配置したオートテンショナにおいて、前記スリーブの下部外周とシリンダの下部内周との間に筒状のカラーを嵌め込み、そのカラーに前記スリーブを下側から支持する底部を形成し、前記油通路を前記カラーの上端から圧力室の下端に至るように形成し、前記スリーブを下方に押圧する押さえばねを設けた。
【００１３】
このようにすると、油通路の圧力室側の端部が圧力室の下端に位置する下吸込み式であり、さらに油通路のリザーバ室側の端部が、スリーブの上端よりも低い位置（カラーの上端）にあるので、リザーバ室内の作動油に気泡が混入したときに、その気泡が油通路に吸い込まれにくく、リザーバ室内の気泡が油通路を通って圧力室に到達するのを効果的に防止することができる。また、押さえばねでスリーブを下方に押圧することにより、スリーブをシリンダ内に固定しているので、スリーブの圧入工程が不要であり、またシリンダの内周およびスリーブの外周を高精度に加工する必要もない。そのため、スリーブとシリンダの間に締め代を設定する場合と比較して、製造コストが低い。
【００１４】
前記油通路としては、前記カラーの上端からカラーの下端に至るようにカラーの外周側に設けられた軸方向通路と、その軸方向通路の下端から径方向内方に向かって延びるように前記底部の下面に設けた径方向溝と、その径方向溝と交差するように前記底部に設けた貫通孔とからなる構成のものを採用することができる。
【００１５】
前記シリンダの開口端に、前記ロッドをスライド可能に貫通させるウエアリングを設ける場合、そのウエアリングで前記押さえばねの上端を支持し、その押さえばねの下端で前記スリーブの上端を押圧するように前記押さえばねを設けることができる。
【００１６】
また、前記ロッドのスリーブからの突出部分の外周に設けたリング溝に、スリーブの上端に当接してロッドの移動ストロークを規制するサークリップを装着することができる。ここで、前記押さえばねの下端で前記スリーブの上端を押圧する場合、前記押さえばねとして、上方に向かって次第に大径となる円錐コイルばねを採用すると、押さえばねとサークリップが干渉するのを防止することができる。
【００１７】
前記スリーブは、前記ロッドとの摺動面間にリーク隙間を形成する小内径部と、その小内径部の下方に連続する大内径部とからなる構成を採用することができる。このようにすると、ロッドのストローク位置にかかわらず、ロッドとスリーブの摺動面間のリーク隙間の軸方向長さが一定となるので、安定したダンパ力を発揮することが可能となる。
【００１８】
このようなスリーブは切削加工で形成することも可能であるが、冷間鍛造または金属焼結で形成すると製造コストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明のオートテンショナは、油通路の圧力室側の端部が圧力室の下端に位置する下吸込み式であり、さらに油通路のリザーバ室側の端部が比較的低い位置にあるので、リザーバ室内の気泡が油通路を通って圧力室に到達するのを効果的に防止することができる。また、押さえばねでスリーブを下方に押圧することにより、スリーブをシリンダ内に固定しているので、スリーブの圧入工程が不要であり、またシリンダの内周およびスリーブの外周を高精度に加工する必要もない。そのため、スリーブとシリンダの間に締め代を設定する場合と比較して、製造コストが低い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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に示すオートテンショナのスリーブ近傍の拡大断面図
【図４】図２に示すオートテンショナの押さえばね近傍の拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に、自動車補機を駆動する補機ベルト１の張力調整装置を示す。この張力調整装置は、エンジンブロック２（図２参照）に固定された支点軸３を中心として揺動可能に支持されたプーリアーム４と、プーリアーム４に回転可能に取り付けたテンションプーリ５とを有する。
【００２２】
プーリアーム４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を介して回動可能に連結され、オートテンショナ６の他端が、エンジンブロック２に固定した支点軸８で支持されている。オートテンショナ６は、テンションプーリ５をベルト１に押さえ付ける方向にプーリアーム４を付勢している。
【００２３】
図２に示すように、オートテンショナ６は、上端が開口し、下端が閉塞した筒状のシリンダ９と、シリンダ９内に同軸に配置されたスリーブ１０と、スリーブ１０内に軸方向に摺動可能に挿入されたロッド１１と、ロッド１１のシリンダ９からの突出部分に固定されたばね座１２と、そのばね座１２を上方に付勢するリターンスプリング１３とを有する。
【００２４】
シリンダ９の閉塞端には、支点軸８が挿入される挿入孔１４を有する下部連結片１５が一体に設けられている。また、シリンダ９の外周には、リターンスプリング１３の下端を支持するフランジ部１６が一体に設けられている。シリンダ９は軽量化を図るためにアルミ合金で形成され、冷間鍛造またはダイカストで成形されている。シリンダ９内には、空気と作動油が上下二層に収容されている。
【００２５】
シリンダ９の内部は、スリーブ１０とロッド１１によって圧力室１７とリザーバ室１８に区画されている。圧力室１７はスリーブ１０の内側に形成され、リザーバ室１８はスリーブ１０の外側に形成されている。リザーバ室１８内には、圧力室１７の容積の３〜６倍の容積の作動油が収容されている。
【００２６】
ばね座１２は、連結軸７が挿入される挿入孔１９を有する上部連結片２０と、その上部連結片２０の下端外周に形成されたフランジ部２１とを有し、そのフランジ部２１でリターンスプリング１３の上端を受けている。また、ばね座１２には、シリンダ９の上部外周を囲む筒状のスカート部２２が形成されている。リターンスプリング１３は、シリンダ９の外径よりも大きい内径をもつ円筒コイルばねであり、シリンダ９の外径側に同軸に配置されている。
【００２７】
図３に示すように、スリーブ１０の下部外周とシリンダ９の下部内周との間に筒状のカラー２３が嵌め込まれている。カラー２３は、スリーブ１０の外周に嵌合する筒部２３Ａと、スリーブ１０を下側から支持する底部２３Ｂとからなる。カラー２３には、圧力室１７の下部とリザーバ室１８の下部とを連通する油通路２４が設けられている。
【００２８】
油通路２４は、カラー２３の上端からカラー２３の下端に至るように筒部２３Ａの外周側に設けられた軸方向通路２５と、その軸方向通路２５の下端から径方向内方に向かって延びるように底部２３Ｂの下面に設けられた径方向溝２６と、その径方向溝２６と交差するように底部２３Ｂに設けられた上下方向の貫通孔２７とからなり、油通路２４の圧力室１７側の端部が圧力室１７の下端に連通するようになっている。図において、カラー２３の外周には、軸方向に平行な平面に沿ってカラー２３の外周を切断した形状の平面部２８が形成され、その平面部２８とシリンダ９の内周の円筒面との間に挟まれる部分が軸方向通路２５となっている。
【００２９】
油通路２４の圧力室１７側の端部には、リザーバ室１８側から圧力室１７側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ２９が設けられている。チェックバルブ２９は、圧力室１７と油通路２４の間を連通する弁孔３０を有するバルブシート３１と、弁孔３０の圧力室１７側の開口周縁に形成されたシート面に接触、離反して弁孔３０を開閉する球状の弁体３２と、その弁体３２の移動範囲を規制するリテーナ３３と、弁体３２をバルブシート３１に向けて付勢するバルブスプリング３４とからなる。
【００３０】
図では、カラー２３の底部２３Ｂが、チェックバルブ２９を介してスリーブ１０を支持しているが、チェックバルブ２９を介さずに直接スリーブ１０を支持するようにしてもよい。また、バルブシート３１のシート面は、カラー２３の底部２３Ｂの貫通孔２７の圧力室１７側の開口周縁に直接形成してもよい。
【００３１】
スリーブ１０は、ロッド１１の外周を摺動可能に案内する小内径部１０Ａと、その小内径部１０Ａの下方に連続する大内径部１０Ｂとからなる。ロッド１１とスリーブ１０の摺動面間（すなわち、ロッド１１の外周とスリーブ１０の小内径部１０Ａの内周との間）には微小なリーク隙間３５が形成されており、そのリーク隙間３５を通って圧力室１７内の作動油がリザーバ室１８に流出可能となっている。
【００３２】
ここで、ロッド１１は小内径部１０Ａを貫通して大内径部１０Ｂに達するまでスリーブ１０に挿入され、小内径部１０Ａの全長にわたってリーク隙間３５が形成されている。これにより、ロッド１１のストローク位置にかかわらず、ロッド１１とスリーブ１０の摺動面間のリーク隙間３５の軸方向長さが一定となっている。スリーブ１０は、切削加工で形成することも可能であるが、冷間鍛造または金属焼結で形成すると製造コストを抑えることができる。
【００３３】
図４に示すように、シリンダ９の開口端には、ロッド１１をスライド可能に貫通させるウエアリング３６と、環状のオイルシール３７と、オイルシール３７をシリンダ９から抜け止めする止め輪３８とが順に組み込まれている。オイルシール３７は、環状の芯金３９と、ロッド１１の外周に接触するゴム製のリップ４０と、そのリップ４０を径方向内方に締め付けるガータスプリング４１とを有する。ウエアリング３６は金属製であり、ロッド１１の位置がシリンダ９の中心からずれないようにロッド１１の外周を支持している。
【００３４】
ウエアリング３６とスリーブ１０の間には、スリーブ１０を下方に押圧する押さえばね４２が組み込まれている。押さえばね４２は、上方に向かって次第に大径となる円錐コイルばねであり、その上端がウエアリング３６の下面で支持され、押さえばね４２の下端がスリーブ１０の上端を押圧している。そして、図３に示すように、押さえばね４２は、スリーブ１０を下方に押圧することにより、スリーブ１０を下側から支持するカラー２３の底部２３Ｂをシリンダ９の閉塞端に押さえ付け、カラー２３とスリーブ１０をシリンダ９内に固定している。
【００３５】
図４に示すように、ロッド１１のスリーブ１０からの突出部分の外周にはリング溝４３が設けられ、このリング溝４３に、円周の一部を切り欠いたＣ形のサークリップ４４が装着されている。サークリップ４４は、ロッド１１が下方に移動したときに、スリーブ１０の上端に当接してロッド１１の下方への移動ストロークを規制し、ロッド１１の下端がチェックバルブ２９に干渉するのを防止する。また、サークリップ４４は、ロッド１１が上方に移動したときに、ウエアリング３６に当接してロッド１１の上方への移動ストロークを規制し、ロッド１１がスリーブ１０から抜けるのを防止する。
【００３６】
次に、このオートテンショナ６の動作例を説明する。
【００３７】
ベルト１の張力が大きくなると、そのベルト１の張力によって圧力室１７の容積が減少する方向にロッド１１が移動し、ベルト１の緊張を吸収する。このとき、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも高くなるので、チェックバルブ２９は閉じた状態となっている。また、圧力室１７内の作動油が、ロッド１１とスリーブ１０の摺動面間のリーク隙間３５を通って流出し、その作動油の粘性抵抗によってダンパ作用が生じるので、ロッド１１はゆっくりと移動する。
【００３８】
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１３の付勢力によって圧力室１７の容積が増加する方向にロッド１１が移動し、ベルト１の弛みを吸収する。このとき、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも低くなるので、チェックバルブ２９が開き、油通路２４を通ってリザーバ室１８から圧力室１７に作動油が流れるので、ロッド１１は速やかに移動する。
【００３９】
ここで、圧力室１７の容積が増加する方向にロッド１１が移動するとき、圧力室１７の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも低くなるので、スリーブ１０にはシリンダ９の閉塞端から離反する方向の力が作用するが、スリーブ１０は押さえばね４２で下方に押圧されているので、シリンダ９の閉塞端から浮き上がらない。
【００４０】
このオートテンショナ６は、ベルト１の張力変動に応じてロッド１１が移動するとき、ロッド１１の移動に伴ってリザーバ室１８内で移動する部材がサークリップ４４だけなので、リザーバ室１８内の部材の移動による空気と作動油の攪拌が生じにくく、リザーバ室１８内の作動油に気泡が混入しにくい。
【００４１】
また、リザーバ室１８内の作動油に気泡が混入した場合であっても、このオートテンショナ６は、油通路２４のリザーバ室１８側の端部が比較的低い位置（カラー２３の上端）にあるので、リザーバ室１８内の気泡が油通路２４に吸い込まれにくい。また、油通路２４の圧力室１７側の端部が圧力室１７の下端に位置する下吸込み式なので、リザーバ室１８内の作動油に気泡が混入したときに、その気泡が油通路２４を通って圧力室１７に到達しにくい。そのため、リザーバ室１８内の作動油に気泡が混入した場合にも、その気泡が油通路２４を通って圧力室１７に到達するのを効果的に防止することができる。
【００４２】
また、このオートテンショナ６は、押さえばね４２でスリーブ１０を下方に押圧することにより、スリーブ１０をシリンダ９内に固定しているので、スリーブ１０の圧入工程が不要であり、シリンダ９の内周およびスリーブ１０の外周を高精度に加工する必要もない。そのため、スリーブ１０とシリンダ９の間に締め代を設定する場合と比較して、製造コストが低い。
【００４３】
押さえばね４２としては、スリーブ１０と同径の円筒コイルばねを採用することも可能であるが、上記実施形態に示すように、上方に向かって次第に大径となる円錐コイルばねを採用すると好ましい。このようにすると、押さえばね４２とサークリップ４４が干渉するのを防止することができる。
【００４４】
軸方向通路２５としては、カラー２３の外周に軸方向に延びる溝を採用することも可能であるが、上記実施形態に示すように、カラー２３の外周に平面部２８を形成し、その平面部２８とシリンダ９の内周の円筒面との間に挟まれる部分を軸方向通路２５とすると、軸方向通路２５の断面積が広くなり、軸方向通路２５を流れる作動油の流速が低くなるので、作動油の流れに乗って気泡が軸方向通路２５を通過するのを効果的に防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
６ オートテンショナ
９ シリンダ
１０ スリーブ
１０Ａ 小内径部
１０Ｂ 大内径部
１１ ロッド
１２ ばね座
１３ リターンスプリング
１７ 圧力室
１８ リザーバ室
２３ カラー
２３Ｂ 底部
２４ 油通路
２５ 軸方向通路
２６ 径方向溝
２７ 貫通孔
２９ チェックバルブ
３５ リーク隙間
３６ ウエアリング
４２ 押さえばね
４３ リング溝
４４ サークリップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端が開口し、下端が閉塞したシリンダ（９）内に作動油と空気を収容し、そのシリンダ（９）内にスリーブ（１０）を同軸に設け、そのスリーブ（１０）内にロッド（１１）を摺動可能に挿入してシリンダ（９）内を圧力室（１７）とリザーバ室（１８）に区画し、圧力室（１７）とリザーバ室（１８）の間を連通する油通路（２４）を設け、その油通路（２４）の圧力室（１７）側の端部にリザーバ室（１８）側から圧力室（１７）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（２９）を設け、前記ロッド（１１）のシリンダ（９）からの突出部分にばね座（１２）を固定し、そのばね座（１２）を上方に付勢するリターンスプリング（１３）をシリンダ（９）の外径側に配置したオートテンショナにおいて、
前記スリーブ（１０）の下部外周とシリンダ（９）の下部内周との間に筒状のカラー（２３）を嵌め込み、そのカラー（２３）に前記スリーブ（１０）を下側から支持する底部（２３Ｂ）を形成し、前記油通路（２４）を前記カラー（２３）の上端から圧力室（１７）の下端に至るように形成し、前記スリーブ（１０）を下方に押圧する押さえばね（４２）を設けたことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記油通路（２４）が、前記カラー（２３）の上端からカラー（２３）の下端に至るようにカラー（２３）の外周側に設けられた軸方向通路（２５）と、その軸方向通路（２５）の下端から径方向内方に向かって延びるように前記底部（２３Ｂ）の下面に設けた径方向溝（２６）と、その径方向溝（２６）と交差するように前記底部（２３Ｂ）に設けた貫通孔（２７）とからなる請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記シリンダ（９）の開口端に、前記ロッド（１１）をスライド可能に貫通させるウエアリング（３６）を設け、そのウエアリング（３６）で前記押さえばね（４２）の上端を支持し、その押さえばね（４２）の下端で前記スリーブ（１０）の上端を押圧した請求項１または２に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
前記ロッド（１１）のスリーブ（１０）からの突出部分の外周に設けたリング溝（４３）に、スリーブ（１０）の上端に当接してロッド（１１）の移動ストロークを規制するサークリップ（４４）を装着した請求項１から３のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項５】
前記押さえばね（４２）が、上方に向かって次第に大径となる円錐コイルばねである請求項４に記載のオートテンショナ。
【請求項６】
前記スリーブ（１０）が、前記ロッド（１１）との摺動面間にリーク隙間（３５）を形成する小内径部（１０Ａ）と、その小内径部（１０Ａ）の下方に連続する大内径部（１０Ｂ）とからなる請求項１から５のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項７】
前記スリーブ（１０）が冷間鍛造品である請求項６に記載のオートテンショナ。
【請求項８】
前記スリーブ（１０）が金属焼結品である請求項６に記載のオートテンショナ。
【請求項１】
上端が開口し、下端が閉塞したシリンダ（９）内に作動油と空気を収容し、そのシリンダ（９）内にスリーブ（１０）を同軸に設け、そのスリーブ（１０）内にロッド（１１）を摺動可能に挿入してシリンダ（９）内を圧力室（１７）とリザーバ室（１８）に区画し、圧力室（１７）とリザーバ室（１８）の間を連通する油通路（２４）を設け、その油通路（２４）の圧力室（１７）側の端部にリザーバ室（１８）側から圧力室（１７）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（２９）を設け、前記ロッド（１１）のシリンダ（９）からの突出部分にばね座（１２）を固定し、そのばね座（１２）を上方に付勢するリターンスプリング（１３）をシリンダ（９）の外径側に配置したオートテンショナにおいて、
前記スリーブ（１０）の下部外周とシリンダ（９）の下部内周との間に筒状のカラー（２３）を嵌め込み、そのカラー（２３）に前記スリーブ（１０）を下側から支持する底部（２３Ｂ）を形成し、前記油通路（２４）を前記カラー（２３）の上端から圧力室（１７）の下端に至るように形成し、前記スリーブ（１０）を下方に押圧する押さえばね（４２）を設けたことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記油通路（２４）が、前記カラー（２３）の上端からカラー（２３）の下端に至るようにカラー（２３）の外周側に設けられた軸方向通路（２５）と、その軸方向通路（２５）の下端から径方向内方に向かって延びるように前記底部（２３Ｂ）の下面に設けた径方向溝（２６）と、その径方向溝（２６）と交差するように前記底部（２３Ｂ）に設けた貫通孔（２７）とからなる請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
前記シリンダ（９）の開口端に、前記ロッド（１１）をスライド可能に貫通させるウエアリング（３６）を設け、そのウエアリング（３６）で前記押さえばね（４２）の上端を支持し、その押さえばね（４２）の下端で前記スリーブ（１０）の上端を押圧した請求項１または２に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
前記ロッド（１１）のスリーブ（１０）からの突出部分の外周に設けたリング溝（４３）に、スリーブ（１０）の上端に当接してロッド（１１）の移動ストロークを規制するサークリップ（４４）を装着した請求項１から３のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項５】
前記押さえばね（４２）が、上方に向かって次第に大径となる円錐コイルばねである請求項４に記載のオートテンショナ。
【請求項６】
前記スリーブ（１０）が、前記ロッド（１１）との摺動面間にリーク隙間（３５）を形成する小内径部（１０Ａ）と、その小内径部（１０Ａ）の下方に連続する大内径部（１０Ｂ）とからなる請求項１から５のいずれかに記載のオートテンショナ。
【請求項７】
前記スリーブ（１０）が冷間鍛造品である請求項６に記載のオートテンショナ。
【請求項８】
前記スリーブ（１０）が金属焼結品である請求項６に記載のオートテンショナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７２４９０（Ｐ２０１３−７２４９０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２０７６（Ｐ２０１１−２１２０７６）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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