JP2003278858A - リザーバ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波数で微小範囲振動するように往復動す
るピストンによってシリンダの摺動面が摩耗しないよう
にアルマイト処理を行い、ピストンの高周波数に追従で
きる往復動を可能にするためにピストンとシリンダ間の
摺動抵抗を低く抑え、軽量化と摩耗耐久性と高周波数の
振動への追従性に優れるようにしたリザーバ装置を実現
する。 【解決手段】 リザーバシリンダ３２のシール７１との
摺動表面に陽極酸化皮膜処理を施し、陽極酸化皮膜処理
後の摺動表面の表面粗さをＲｚ３．２ミクロン以下とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 この発明は、アルミニウム
合金によって作製されたシリンダ内にシールを備えるピ
ストンで作動油を封入維持する構成のリザーバ装置に関
する。特に、ピストンがシリンダ内において高周波数で
微小振動する例えばエンジンのタイミングベルトに所定
の張力を維持するための油圧式ベルトテンショナ等に用
いられるリザーバ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 このようなのリザーバ装置を備える油
圧装置としては、例えば実開平５‐３８４４２号公報に
記載された油圧式ベルトテンショナが知られている。こ
のような油圧式ベルトテンショナはベルトに張力を与え
るようにスプリング力を受け伸縮するロッドを備えてい
る。油圧式ベルトテンショナはロッドの伸縮によって作
動油が供給又は圧力室から排出される圧力室を有してい
る。また、油圧式ベルトテンショナには圧力室とバルブ
機構等を介して連通するリザーバ装置が設けられ、エン
ジンの回転数に伴って高周波数で変動するベルトの張力
に対応して伸縮するロッドに追従するように、リザーバ
装置と圧力室との間で作動油の出入を行なわれる構成と
なっている。

【０００３】このようなリザーバ装置のシリンダを備
え、シリンダの一方端側にはピストンが配置されてい
る。ピストンは圧力室への作動油の出入に伴ってシリン
ダ内を高周波数で微小範囲の振動するように往復動す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４に示すように、上
記のようにリザーバ装置を油圧式ベルトテンショナに適
用し、軽量に構成するためにシリンダをアルミ合金で作
製する場合を例に説明する。図４に示すように、このよ
うなリザーバ装置では、高周波数で微小範囲振動するよ
うに往復動するピストンによってシリンダの摺動面が摩
耗しないようにアルマイト処理、即ち陽極酸化皮膜を形
成する処理を行い硬化させる必要がある。さらに、ピス
トンの高周波数に追従できる往復動を可能にするため
に、ピストンとシリンダ間の摺動抵抗を低く抑える必用
がある。このために本発明は、軽量化を図り、かつ摩耗
耐久性と高周波数の振動への追従性に優れるピストンを
備えるリザーバ装置を実現することをその課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明が講じた第１の技術手段は、作動油が充填さ
れるアルミニウム合金によるリザーバシリンダと、前記
リザーバシリンダ内の空間を作動油室と気体室とに分割
するピストンと、前記ピストンに装着され前記リザーバ
シリンダと摺動し前記作動油の前記気体室側への流通を
阻止するシールとを備えるリザーバ装置において、前記
リザーバシリンダの前記シールとの摺動表面に陽極酸化
皮膜処理を施し、前記陽極酸化皮膜処理後の前記摺動表
面の表面粗さをＲｚ３．２ミクロン以下としたことであ
る。

【０００６】この構成によれば、摺動抵抗と摩耗量を小
さくでき、摩耗耐久性と高周波数の振動への追従性に優
れるようになる。

【０００７】また、上記の課題を解決するため、本発明
が講じた第２の技術手段は、上記第１の手段に加えて、
前記ピストンは前記作動油に圧力を加えるスプリングで
支持されているように構成したことである。

【０００８】この構成によって、ピストンの往復動が早
くなって、より高周波数の振動への追従性が改善される
ようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図１乃至図４に基づいて、本
発明に関わるリザーバ装置７が一体的に組み込まれてい
る油圧式のベルトテンショナ１０を例にして構成と作動
を説明する。

【００１０】図１に示されるように、油圧式のベルトテ
ンショナ１０はシリンダ３を備え、シリンダ３内部に
は、その中心軸に沿ってシリンダ室３１とリザーバシリ
ンダ３２が連るように形成されている。シリンダ室３１
の径はリザーバシリンダ３２の径より大きくシリンダ室
３１とリザーバシリンダ３２が連結する部分には肩部３
１ａが形成されている。

【００１１】シリンダ室３１内に肩部３１ａに当接する
ように、油圧ブロック４が配置される。油圧ブロック４
は、シリンダ室３１の内径と間隔を持ちシリンダ室３１
の軸に沿って延びるスリーブ４３を有している。スリー
ブ４２の内部にはその中心軸上に沿って延びる円筒形状
のブロック内径部４５を有している。ブロック内径部４
５はシリンダ室３１と同じ方向の一方側が開放される形
状となっている。

【００１２】さらに図１に示されるように、ブロック内
径部４５には円柱形状のロッド２の一方端部が出入可能
に挿入され、ロッド２の端部とブロック内径部４５とで
圧力室４０を形成している。圧力室４０にはリザーバシ
リンダ３２から圧力室４０へ作動油を導入するように作
用するチェックバルブ６が取付けられている。

【００１３】ブロック内径部４５に対するロッド２の摺
動部には、所定の間隙４１が生じるように各径が決めら
れている。ロッド２の他方の端部は、シリンダ室３１と
の間に設置されたロッドガイド４６とシール３６を貫通
してシリンダ室３１の外側に延びている。またシリンダ
室３１内にあって、ロッド２の概略中間部分には環状の
保持板２１が止め輪２２で支持されて取付けられてい
る。そして油圧ブロック４とシリンダ室３１間の隙間内
にスリーブ４２の外径を取り巻くようにスプリング５１
が配置され、保持板２１と油圧ブロック４によって支持
されている。スプリング５１はロッド２に対して、シリ
ンダ室３１の外に押し出すように作用力を付与する。

【００１４】図1に示されるように、油圧式のベルトテ
ンショナ１０のリザーバ装置７はリザーバシリンダ３２
内を摺動するフリーピストン７２を備えている。フリー
ピストン７２にはシール７１が取付けられ、リザーバシ
リンダ３２をリザーバ室７０側と空気室３９側に分割し
ている。シール７１には通常フッ素ゴム等が使用され
る。

【００１５】空気室３９の端部にはキャップ３８が固定
して嵌め込まれている。そして、キャップ３８とフリー
ピストン７２の間にはフリーピストン７２をリザーバ室
７０側に押し付ける加圧スプリング５２が取付けられて
いる。これよって、リザーバ室７０側の作動油に圧力を
与えることができる構成となっている。

【００１６】リザーバ室７０と油圧ブロック4外側とは
油路４２で連通している。以上の構成から明らかなよう
に、この油圧ベルトテンショナ１０では作動油がリザー
バ室７０と油圧ブロック4外側および圧力室４０に充填
され、油圧ベルトテンショナ１０内に密封されている、
いわゆる密封型となっている。

【００１７】この構成で、圧力室４０の圧力がリザーバ
室７０の圧力より低くなったとき、チェックバルブ６の
作用でリザーバ室７０から圧力室４０に作動油を導入さ
れる。また圧力室４０の圧力がリザーバ室７０の圧力よ
り高くなると、圧力室４０内の作動油は間隙４１を通し
てリザーバ室７０に還元される構成となっている。この
ように、ロッド2の圧力室４０への出入に伴い、リザー
バ室７０の作動油が増減しフリーピストン７２はリザー
バシリンダ３２内を往復動する。

【００１８】本実施例ではフリーピストン７２を加圧ス
プリング５２で支持する構成を示しているが、油圧ベル
トテンショナ１０の高周波数への追従性が低いものでは
必ずしも加圧スプリング５２を備えることなく構成する
こともできる。

【００１９】フリーピストン７２はリザーバシリンダ３
２に対して所定の隙間を有し、フリーピストン７２に装
着されたシール７１がリザーバシリンダ３２の内径壁と
定められた接触圧を持って接触し、油圧を封止してい
る。したがってフリーピストン７２を高周波数に追従し
て往復動できるようにして、圧力室４０への作動油の供
給、または圧力室４０からの排出が行なわれるようにす
るために、シール７１とリザーバシリンダ３２の内径壁
との摺動抵抗は所定値以下でかつ安定するようにしなけ
ればならない。シール７１の材料は、耐久性、耐熱性な
どを備ええるようにフッ素ゴム等が用いられる。このよ
うなシール７１を用いたとき、リザーバシリンダ３２の
内径壁表面粗さ（Ｒｚ）と摺動抵抗の関係を図２に示し
ている。この図から、許容範囲内の摺動抵抗を得るため
にはリザーバシリンダ３２の内径壁表面粗さは３．２μ
ｍ（以下ミクロンとする）以下にする必要があることが
分かる。そして、この範囲では表面粗さの変化に対して
摺動抵抗の変化が少なく安定している。尚、ＲｚはＪＩ
ＳＢ０６０１に規定される表面粗さの定義である。

【００２０】更に、図３は油圧式のベルトテンショナ１
０の製品寿命に基づき規定される耐久テストを終了した
後、リザーバシリンダ３２の内径壁の摩耗量と内径壁表
面粗さ（Ｒｚ）との関係を示す。この結果から摩耗量は
表面粗さ（Ｒｚ）が約３．８ミクロン以上では急激に増
加する傾向があり、３．２ミクロン以下では安定して低
い摩耗量を達成できることがわかる。尚、前述のように
リザーバシリンダ３２の内径壁表面には所定の硬さを実
現するためにアルマイト処理（陽極酸化皮膜処理）を施
している。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明によればアルミ
ニウム合金によるリザーバシリンダを採用することで軽
量化を図り、かつリザーバシリンダの摺動面に対して表
面粗さ（Ｒｚ）３．２ミクロン以下のアルマイト処理
（陽極酸化皮膜処理）を施し、摩耗耐久性と高周波数の
振動への追従性に優れるリザーバ装置を実現できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリザーバ装置を備える油圧ベルト
テンショナを示す断面図

【図２】本発明に係るリザーバ装置のリザーバシリンダ
内径壁表面粗さ（Ｒｚ）と摺動抵抗との関係を示すグラ
フである。

【図３】本発明に係るリザーバ装置の耐久テストを終了
した後、リザーバシリンダ内径壁の摩耗量と内径壁表面
粗さ（Ｒｚ）との関係を示すグラフである。

【図４】本発明に係るリザーバ装置の耐久テストを終了
した後、リザーバシリンダ内径壁の摩耗量とアルマイト
処理有無との関係を示すグラフである。

【符号の説明】 １０ リザーバ装置 ３２ リザーバシリンダ ３９ 気体室 ５２ スプリング（加圧スプリン
グ） ７０ 油室 ７１ シール ７２ ピストン（フリーピストン）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動油が充填されるアルミニウム合金に
   よるリザーバシリンダと、 前記リザーバシリンダ内の空間を作動油室と気体室とに
   分割するピストンと、 前記ピストンに装着され前記リザーバシリンダと摺動し
   前記作動油の前記気体室側への流通を阻止するシールと
   を備えるリザーバ装置において、 前記リザーバシリンダの前記シールとの摺動表面に陽極
   酸化皮膜処理を施し、前記陽極酸化皮膜処理後の前記摺
   動表面の表面粗さをＲｚ３．２ミクロン以下としたこと
   を特徴とするリザーバ装置。
2. 【請求項２】前記ピストンは前記作動油に圧力を加える
   スプリングで支持されていることを特徴とする請求項１
   に記載のリザーバ装置。