JP2503437Y2 - オ―トテンショナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、エンドレスの歯付ベルト等のベルトの張
力を設定された張力に保持するオートテンショナに関す
るものである。

〔従来の技術〕

内燃機関に組込まれたベルト伝動装置においては、機
関運転時の機関本体の熱膨張によるプーリの芯間距離の
変化やトルク変動によってベルトのテンションが変化す
るため、普通、ベルトに接触させたテンションローラに
油圧式オートテンショナの調整力を付与してベルトの張
力を一定に保つようにしている。

上記油圧式オートテンショナは、シリンダ内にピスト
ンを摺動自在に組込み、そのピストンの下方に形成され
た圧力室とピストンの上方に設けられたリザーバ室とに
作動油を封入し、この作動油が圧力室とリザーバ室との
間で流通する動作とシリンダ内に組込まれてロッド及び
ピストンに突出性を付与する調圧スプリングの弾力とに
よってベルトの張力を一定に保つようにしている。

このような油圧式オートテンショナにおいては、圧力
室に空気が混入すると、ピストンが圧力室に向けて移動
するとき、その圧力室の空気を圧縮するため、緩衝効果
が悪くなり、オートテンショナの機能を十分に発揮する
ことができない。そこで、従来の油圧式オートテンショ
ナにおいては、圧力室とリザーバ室のそれぞれに作動油
を充填させるようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、オートテンショナにおいては、シリンダと
ピストンの相対的な移動に伴なって圧力室及びリザーバ
室の容積が変化し、あるいは作動油の熱膨張によって作
動油の体積が変化するため、これを吸収する必要があ
る。そこで、特開昭63-120949号公報に示されたオート
テンショナにおいては、摺動型シールを用いる。また、
実公昭63-29964号公報に記載されたオートテンショナに
おいては、ダイヤフラムシールを用いている。これらの
シールは特殊なシールであるため、コストが高いという
不都合がある。

通常、エンジンの運転時、オートテンショナのロッド
には変動荷重が作用し、圧力室は正圧と負圧を繰り返
す。負圧時に生じたキャビテーションを原因として空気
を溶存する作動油中に小さな気泡が発生し、運転を続け
ると小さな気泡が集積して大きな気泡に成長する。この
気泡は運転を続ける限り成長するため、作動油を充満さ
せた従来のオートテンショナにおいては、圧力室又はリ
ザーバ室に気泡が滞留することになり、圧力室に滞留し
た場合は、オートテンショナの機能を発揮させることが
できない。

また、正圧と負圧を繰り返す圧力室の圧力は、平均圧
力にすると数十気圧になり、長時間運転を続けると、圧
力室の作動油に溶存する空気の量は、停止時の数十倍に
達する。このため、運転を停止すると、圧力室の作動油
に溶存し得る空気の量は、停止時の溶存可能量に減少す
る。したがって、溶存しきれない空気は析出して気泡化
し、圧力室に滞留するとオートテンショナの機能を発揮
させることができない。この気泡の発生成長により、内
圧が上昇し、作動油を充満させたオートテンショナで
は、シール部から作動油が漏出し、その漏出した作動油
がベルトに付着し、ベルトを劣化させる問題が生じる。

さらに、作動油の封入に際して真空中等においてシリ
ンダ内の空気と置換する必要があるため、組立てがきわ
めて困難であるという不都合もある。

この考案は上記の不都合を解消し、作動油の漏洩を完
全に防止することができる信頼性の高い、コストの安い
組立ての容易な油圧式オートテンショナを提供すること
を技術的課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この考案においては、
下部に閉塞端を有するシリンダの上部開口をオイルシー
ルの取付けによって密封し、そのオイルシールに形成さ
れたロッド挿入孔にロッドを摺動自在に挿通し、ロッド
の下端部に、シリンダの内径面と小間隙を保って摺動自
在に組込まれたピストンを接続し、そのピストンおよび
ロッドには、ピストンの下方に設けられた圧力室と上方
に形成されたリザーバ室とを連通させる通路を形成し、
ピストンには、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より低
くなったとき上記通路を開放するチェックバルブを取付
け、シリンダ内には前記ロッド及びピストンに突出性を
付与する調圧スプリングを組込んだオートテンショナに
おいて、前記圧力室とリザーバ室から成る作動室に作動
油を充填し、その作動油量を作動室の容積の60〜90％と
し、作動油と前記オイルシールとの間に空気層を介在さ
せた構成を採用している。

〔作用〕

上記の構成から成るオートテンショナにおいては、作
動室の作動油上に形成された空気が、ピストンの移動に
伴なう容積変化や温度変化による作動油の体積変化に起
因する作動室の圧力変化を吸収するアキュームレータの
役目をする。

また、シリンダの上部開口をオイルシールで密封した
ことにより、使用時の温度上昇によって圧力室およびリ
ザーバ室の圧力を大気圧以上に保持することができる。
このため、正圧と負圧を繰り返す圧力室が負圧になった
場合の負圧のレベルが小さく、キャビレーションの発生
を少なくすることができる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、シリンダ１は、下部に閉塞端２
を備え、内側上部には、オイルシール３が組込まれてい
る。このオイルシール３は、シリンダ１の内径面上部に
取付けた止め輪４によって抜け止めされている。

オイルシール３の中心部にはロッド挿入孔５が形成さ
れ、そのロッド挿入孔５に摺動自在に挿通されたロッド
６の下端部は、前記シリンダ１の内側に摺動自在に組込
まれたピストン７の上部の孔８に挿入されている。

ロッド６およびピストン７には、そのピストン７の下
方に形成された圧力室９とピストン７の上方に設けられ
たリザーバ室10とを連通させる通路11が形成されてい
る。ピストン７の下面に取付けたチェックバルブ12は、
圧力室９の圧力がリザーバ室10の圧力より低くなったと
き、上記通路11を開放するようになっている。

また、ピストン７の下方に組込んだ調圧スプリング13
は、ピストン７を押し上げてピストン７とロッド６とを
接続状態に保持している。

前記リザーバ室10内において、ロッド６の上部には軸
受14が取付けられ、その軸受14は、シリンダ１の内径面
に沿ってスライド自在になり、ロッド６をシリンダ１の
軸心と一致する状態に保持している。また、軸受14はポ
ーラス状の焼結合金から成り、作動油が含浸されてい
る。さらに、軸受14には、空気および作動油が流通可能
な通路15が設けられている。

上記軸受14とピストン７との間に組込まれた環状のば
ね座17の外周部は、シリンダ１の内径面に設けた段部16
によって外周部が支持され、そのばね座17の内径面とロ
ッド６の外径面間に所定の間隙が形成されている。この
ばね座17は、オートテンショナの取付姿勢、振動等によ
る作動油のレベル変化によって、空気が圧力室９に流入
するのを防止している。

ばね座17と軸受14との間には、ロッド６に突出性を付
与する調圧スプリング18が組込まれ、その調圧スプリン
グ18の弾力は、ピストン７の下方に組込まれた前記調圧
スプリング13の弾力より強く、ロッド６にかかる負荷の
殆んどを、この調圧スプリング18で受けるようになって
いる。

ロッド６にピストン７が固着されている場合は、調圧
スプリング13又は18のいずれかを省略することができ
る。

前記圧力室９とリザーバ室10から成る作動室の内部に
は作動油が充填され、その作動油上に空気層が設けられ
ている。ここで、作動油は粘度変化の少ないシリコーン
オイルを用いるのが好ましいが、エンジンオイルや外の
オイルであってもよい。

また、作動室に設けられた空気の量は、ロッド６の軸
方向の移動による内部体積の変化と温度変化による作動
油の体積変化を空気の体積変化により吸収することがで
きるという条件およびオートテンショナの取付姿勢、振
動により圧力室９に空気が入らないという条件により決
定される。好ましくは、作動室の容積の10〜40％程度が
適切であり、上記範囲より多くなると、作動油の内部の
圧力が異常に上昇してオイルシール３とロッド６の接触
部から空気が漏洩したとき、その空気と共に作動油が漏
出する危険がある。また、少な過ぎるとピストン７がリ
ザーバ10に向けて移動したとき、圧力室９に空気が侵入
し、その圧力室９に向けてピストン７が移動したときそ
の侵入空気を圧縮するため、緩衝効果が悪くなる。

上記の構成から成るオートテンショナは、シリンダ１
の端部から外部に臨むロッド６の先端を上向きとして使
用する。ピン20を中心に回動可能に支持されたローラア
ーム21の先端のテンションローラ22によってベルト23の
張力を一定に保持する場合は、上記ロッド６の先端をロ
ーラアーム21の下辺中途に当接させた状態でシリンダ１
を適宜の固定部材に取付ける。

上記のような使用状態において、例えば、温度上昇に
よってプーリの芯間距離が大きくなり、ベルト23の張力
が設定値より大きくなると、ローラアーム21を介してロ
ッド６が押し下げられるため、ロッド６およびピストン
７が下降し、調圧スプリング18が収縮してベルト23の張
力を緩和する。このとき、ピストン７によって圧力室９
の作動油は圧縮されるため、圧力室９の作動油は第２図
の矢印で示すように、シリンダ１の内径面とピストン７
の外径面間に形成された僅かな間隙からリザーバ室10に
漏洩する。その作動油の漏洩によって、ベルト23に作用
する緩衝的な荷重が緩衝される。

また、ベルト23に弛みが生じると、調圧リング13、18
の弾力によりロッド６及びピン20が上方向に移動してロ
ーラアーム21を押し上げるため、テンションローラ22は
ベルト23を張る方向に移動する。このため、ベルト23の
張力は一定に保持される。このとき、ピストン７もロッ
ド６と共に上方向に移動するため、圧力室９の圧力は、
リザーバ室10の圧力より低くなり、第３図に示すよう
に、チェックバルブ12は通路11を開放する。このため、
リザーバ室10の作動油は、通路11から圧力室９にスムー
ズに流入し、ベルト23の弛みに対してロッド６及びピス
トン７がスムーズに移動する。

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23の張力変化により圧力室９の圧力が正圧と負圧
を繰り返し、負圧時に例えばキャビテーションが生じ、
そのキャビテーションを原因として作動油に溶存する空
気が気泡化した場合、作動室の上部には空気が設けられ
ているため、上記の気泡は、ピストン７の上下動により
上方向に移動して上記空気に混入する。

また、長時間の運転によって圧力室９の作動油に溶存
する空気の量が停止時の数十倍に達し、運転停止時に、
上記空気が作動油に溶存されずに析出して気泡化した場
合、作動室の内圧が上昇する。このとき、作動室の上部
には空気が予め封入されているため、作動室の内圧上昇
により、オイルシール３とロッド６の接触部から空気の
みが漏出し、作動油が漏出することはない。

このため、ベルト23が作動油によって汚されず、劣化
を防止することができる。

空気および作動油を封入するオイルシール３はシール
効果を有するものであればよい。一般に、オイルシール
３は、空気が内部に侵入し易く、外部に空気が漏洩しに
くい特性を有しているので使用時の温度上昇により、圧
力室９およびリザーバ室10は常に大気圧以上の圧力状態
に保持される。このため、チェックバルブ12が開放し、
リザーバ室10から圧力室９に作動油が流入するとき、圧
力室９は負圧になるが、全体の圧力が高いため、圧力室
９の負圧のレベルが小さく、圧力室９においてキャビテ
ーションが発生するのをほぼ完全に防止することができ
る。

また、冷間始動時は、ロッド６が急速に突出する必要
があり、このとき、リザーバ室10の体積が小さくなるた
め、圧力が高くなり、作動油が圧力室９に急速に流れ込
む。このため、冷間始動性を向上させることができる。

なお、オートテンショナの組立てに際しては、シリン
ダ１内に、調圧スプリング13、ピストン７、ばね座16、
調圧スプリング18、軸受14およびロッド６を順次組込
み、オイルシール３を組込む前に規定量の作動油を入
れ、ロッド６を軸方向に数回往復動させるのである。そ
のロッド６の往復動によって、作動油が圧力室９に流入
するため、常圧中での組込みが可能である。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案においては、ピストンの移動
に伴なう容積変化や温度変化による体積変化に起因する
作動室の圧力変化を作動油上に設けられた空気層によっ
て吸収することができるため、ダイヤフラムシールや摺
動型シール等の複雑なシールを用いず、一般に使用され
る入手の容易なオイルシールを用いることができる。し
たがって、信頼性が高く、コストの低減に効果を挙げる
ことができると共に、空気層を設けたことによってオー
トテンショナを常圧中で組立てることができ、組立性の
向上を図ることができ、しかも空気層の圧力が異常に高
くなると、ロッドとオイルシールの接触部から空気が漏
出するため、作動油が漏出せず、ベルトの汚れおよび劣
化を防止することができる。

また、オートテンショナの使用時の温度上昇によって
作動室内の圧力は大気圧以上に保持されるため、ピスト
ンが上方に急激に上昇して圧力室の圧力が低下しても圧
力室の負圧のレベルが小さく、キャビテーションの発生
をきわめて少なくすることができる。

さらに、冷間始動時にはベルトの急激な弛みによりロ
ッドおよびピストンが上方に移動してリザーバ室の圧力
が高くなり、リザーバ室と圧力室との間に大きな圧力差
が生じるため、圧力室に作動油が急速に流れ、冷間始動
性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係るオートテンショナの一実施例
を示す断面図、第２図および第３図は同上の作動状態を
示す断面図である。 １……シリンダ、２……閉塞端、３……オイルシール、
６……ロッド、７……ピストン、９……圧力室、10……
リザーバ室、11……通路、12……チェックバルブ、14…
…軸受、18……調圧スプリング。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】下部に閉塞端を有するシリンダの上部開口
   をオイルシールの取付けによって密封し、そのオイルシ
   ールに形成されたロッド挿入孔にロッドを摺動自在に挿
   通し、ロッドの下端部に、シリンダの内径面と小間隙を
   保って摺動自在に組込まれたピストンを接続し、そのピ
   ストンおよびロッドには、ピストンの下方に設けられた
   圧力室と上方に形成されたリザーバ室とを連通させる通
   路を形成し、ピストンには、圧力室の圧力がリザーバ室
   の圧力より低くなったとき上記通路を開放するチェック
   バルブを取付け、シリンダ内には前記ロッド及びピスト
   ンに突出性を付与する調圧スプリングを組込んだオート
   テンショナにおいて、前記圧力室とリザーバ室から成る
   作動室に作動油を充填し、その作動油量を作動室の容積
   の60〜90％とし、作動油と前記オイルシールとの間に空
   気層を介在させたことを特徴とするオートテンショナ。