JP6030487B2 - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Description

この発明は、補機駆動用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。

エンジンのクランクシャフトの回転を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７に示すように、ベルト４１の弛み側に軸４２を中心にして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、プーリアーム４３の揺動側端部に支持された回転可能なテンションプーリ４４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、作動油が収容された底付きシリンダの底面から起立するスリーブの上側開口から内部に金属製の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、上記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、ばね座の下部にリターンスプリングの上部を覆う筒状のカラーを設け、シリンダの上部開口に組込まれたシール部材の内周をカラーの外周に弾性接触させ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、そのリザーバ室と圧力室をシリンダの底部に形成された油通路で連通し、上記スリーブの下端開口部に圧力室内の圧力上昇時に閉鎖して圧力室と油通路の連通を遮断するチェックバルブを組込んでいる。

上記の構成からなる油圧式オートテンショナは、シリンダの下面に設けられた連結片をエンジンブロックに回動自在に連結し、ばね座の上面に設けられた連結片を図７に示すプーリアーム４３に連結して、ベルト４１からテンションプーリ４４およびプーリアーム４３を介して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とロッドの摺動面間に形成されたリーク隙間に流動させ、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。

特開２００９−５２６５２号公報

ところで、特許文献１に記載された油圧式オートテンショナにおいては、ばね座を熱硬化性樹脂の成形品とし、そのばね座の成形時にカラーの上端に設けられた外側方に向けての略９０°の折曲げ部をインサート成形してばね座とカラーの一体化を図るようにしているが、ばね座とカラーは材質が相違しているため、ばね座の成形後における熱収縮量の相違からばね座とカラーの密着部に微小隙間が生じる可能性がある。

ここで、微小隙間が生じると、シリンダ内が圧力上昇して、シリンダの内部と外部に大きな圧力差が生じた際、シリンダの内部に封入された作動油が上記微小隙間から外部に漏洩して、油圧式オートテンショナを機能させることができなくなる。

この発明の課題は、成形後におけるばね座の熱収縮によってカラーに対する密着部の接触面積が大幅に低減するのを抑制し、密着部に良好なシール性を確保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、作動油が収容された底付きシリンダの底部上面にスリーブ嵌合孔を形成し、そのスリーブ嵌合孔に下端部が圧入されたスリーブの上側開口から内部にロッドの下端部をスライド自在に挿入してスリーブ内部に圧力室を形成し、前記ロッドの上部に設けられた合成樹脂の成形品からなるばね座とシリンダの底部上面間にリターンスプリングを組込んでシリンダとロッドを伸張する方向に付勢し、前記リターンスプリングの上部を覆う金属製の筒状カラーの上部を前記ばね座にインサート成形し、前記シリンダの上側開口部内に組込まれたシール部材の内周を前記カラーの外周に弾性接触させて、前記シリンダとスリーブ間にリザーバ室を形成し、前記スリーブと前記スリーブ嵌合孔の嵌合面間に前記リザーバ室と前記圧力室を連通する油通路を設け、前記スリーブの下端部内に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると閉じて圧力室と油通路の連通を遮断するチェックバルブを組み込んだ油圧式オートテンショナにおいて、前記カラーの前記ばね座内に位置する上端部に下向きに折り返された断面Ｕ字形の反転部を設けた構成を採用したのである。

上記のように、カラーの上端部に断面Ｕ字形の反転部を設けることにより、カラーの上端を外側方向に向けて略９０°折り曲げる場合に比較して、ばね座に対するカラーの接触面積の増大化を図ることができる。そして、ばね座の樹脂成形後、そのばね座が収縮したとしても、その収縮は内径方向への収縮であるため、収縮した樹脂は反転部の外径面やカラーの上端部の外径面に強く密着することになって密着部の接触面積が大幅に低減することはなく、ばね座とカラーの境界部に良好なシール性を確保することができる。

ここで、カラーの内径面とばね座の境界部またはカラーの外径面とばね座の境界部にシール部材を設けると、そのシール部材によってばね座とカラーの境界部を密封することができるため、より良好なシール性を確保することができる。

また、ばね座の成形後おける熱収縮によってインサート成形されたカラーとばね座の境界部に微小間隙が生じた際、その微小隙間を含浸処理して樹脂からなる含浸材で閉塞することにより、ばね座とカラーの境界部に極めて良好なシール性を確保することができる。

この発明に係る油圧式オートテンショナにおいて、ばね座はカラーの内径面に沿って延びて外径面の全体がカラーで覆われる内筒部を有するものであってもよい。その場合、内筒部の下端部内にシール部材をインサート成形してカラーの下端部に形成された内向きフランジの内表面に密着させることにより、内筒部とカラーの境界面に微小隙間が形成されたとしても、その微小隙間をシール部材で密封することができるため、作動油の漏洩防止に効果を挙げることができる。

この発明においては、上記のように、カラーの上端部に断面Ｕ字形の反転部を設けたことにより、ばね座の樹脂成形後、そのばね座が収縮したとしても、反転部に比較的大きな接触面積を確保することができ、ばね座とカラーの境界部に良好なシール性を確保することができる。

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面図 図１のカラーのインサート成形部を拡大して示す断面図 カラーの上端部に形成された反転部の他の例を示す断面図 （ａ）乃至(ｃ)はばね座とカラーの境界部の密封手段の各例を示す断面図 ばね座の他の例を示す断面図 図５の一部を拡大して示す断面図 補機駆動用ベルトの張力調整装置を示す正面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、シリンダ１は、底部を有し、その底部の下面にエンジンブロックに連結される連結片２が設けられている。シリンダ１は、アルミニウム合金を素材とし、ダイキャストにより成形されている。

連結片２には、一側面から他側面に貫通する軸挿入孔２ａが設けられ、その軸挿入孔２ａ内に筒状の支点軸２ｂと、その支点軸２ｂを回転自在に支持する滑り軸受２ｃとが組み込まれ、上記支点軸２ｂ内に挿通されてエンジンブロックＥにねじ係合されるボルト３の締め付けにより支点軸２ｂが固定され、その支点軸２ｂを中心にしてシリンダ１が揺動自在の取付けとされる。

シリンダ１の底部上面には、スリーブ嵌合孔４が設けられ、そのスリーブ嵌合孔４内に鋼製のスリーブ５の下端部が圧入されている。スリーブ５は上側が開口し、その上側開口から内部にロッド６の下部がスライド自在に挿入され、そのロッド６の挿入によって、スリーブ５内に圧力室７が設けられている。

ロッド６のシリンダ１の外部に位置する上端部にはばね座８が固定され、そのばね座８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９は、シリンダ１とロッド６が相対的に伸張する方向に付勢している。

ばね座８の上端には図７に示すプーリアーム４３に対して連結される連結片１０が設けられている。連結片１０には一側面から他側面に貫通する貫通孔１０ａが形成され、その貫通孔１０ａ内に連結筒１０ｂと、その連結筒１０ｂを回転自在に支持する滑り軸受１０ｃとが組み込まれ、上記連結筒１０ｂ内に挿通されるボルト１１によって連結片１０がプーリアーム４３に回転自在に連結される。

ばね座８は、合成樹脂の成形品からなる。合成樹脂として、ここでは、熱硬化性樹脂が採用され、そのばね座８の成形時にシリンダ１の上部外周を覆う筒状のダストカバー１２が一体に成形されている。

また、ばね座８の成形時に筒状のカラー１３の上部がインサート成形されて、ばね座８に一体化されている。カラー１３は金属からなり、その上端部には、図２に示すように、下向きに略１８０°折り返された断面Ｕ字形の外向きの反転部１３ａが設けられ、その反転部１３ａの全体がばね座８内にインサート成形されている。

図１に示すように、シリンダ１の上側開口部内にはシール部材としてのオイルシール１４が組込まれ、そのオイルシール１４の内周がカラー１３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の内部に収容された作動油の外部への漏洩を防止し、かつ、ダストの内部への侵入を防止している。

ここで、カラー１３の外径面はオイルシール１４の摺動部であり、その摺動部に傷や微小な突起があると、シール性が損なわれることになる。そのシール性を確保するため、冷間圧延鋼板(ＳＰＣＣ)からなるカラー１３をプレス成形した後、表面粗さ改善処理を施し、その後、熱処理して表面粗さＲａを０．４〜０．６μｍ、Ｒｙを３μｍとし、かつ、表面硬さを４００〜７００Ｈｖとしている。

上記表面粗さ改善処理として、バレル研磨、ショットブラスト処理、ショットピーニング処理を挙げることができる。

上記オイルシール１４の組み込みにより、シリンダ１とスリーブ５との間に密閉されたリザーバ室１５が形成される。リザーバ室１５と圧力室７は、スリーブ嵌合孔４とスリーブ５の嵌合面間に形成された油通路１６およびスリーブ嵌合孔４の底面中央部に形成された円形凹部からなる油溜り１７を介して連通している。

スリーブ５の下端部内にはチェックバルブ１８が組み込まれている。チェックバルブ１８は、圧力室７内の圧力がリザーバ室１５内の圧力より高くなると、圧力室７と油通路１６の連通を遮断し、圧力室７内の作動油が油通路１６を通ってリザーバ室１５に流れるのを防止する。

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７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Ｅに連結し、かつ、ばね座８の連結片１０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９の押圧によりシリンダ１とロッド６が伸張する方向に相対移動してベルト４１の弛みを吸収する。

ここで、シリンダ１とロッド６が伸張する方向に相対移動するとき、圧力室７内の圧力はリザーバ室１５内の圧力より低くなるため、チェックバルブ１８が開放する。このため、リザーバ室１５内の作動油は油通路１６を通って圧力室７内にスムーズに流れ、シリンダ１とロッド６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６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７内の圧力はリザーバ室１５内の圧力より高くなるため、チェックバルブ１８が閉鎖する。

また、圧力室７内の作動油はスリーブ５の内径面とロッド６の外径面間に形成されたリーク隙間１９に流れてリザーバ室１５内に流入し、上記リーク隙間１９に流れる作動油の粘性抵抗によって圧力室７内に油圧ダンパ力が発生する。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６は、押込み力とリターンスプリング９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。

図１に示す油圧式オートテンショナにおいて、ばね座８は熱硬化性樹脂の成形品であり、そのばね座８に上部がインサート成形されたカラー１３は金属製であるため、成形後においてばね座８が熱収縮すると、熱収縮量の相違からばね座８とカラー１３の密着部に接触面積を低減する微小な隙間が形成される場合がある。ここで、ばね座８とカラー１３の密着部に隙間が形成されると、シリンダ１内と外部の圧力差により、シリンダ１内に収容された作動油が上記微小隙間から外部に漏洩する可能性がある。

しかし、実施の形態においては、カラー１３の上端部に断面Ｕ字形の外向き反転部１３ａを設け、その反転部１３ａの全体をばね座８内にインサート成形されるようにしているため、樹脂成形後にばね座８が収縮した場合、樹脂は図２の太い一点鎖線イで示すように反転部１３ａの外径側表面に密着することになる。このため、接触面積が大幅に低減することはなく、ばね座８とカラー１３の境界部に良好なシール性を確保することができる。

なお、図２では、カラー１３の上端部に外向きの反転部１３ａを設けたが、反転部１３ａは外向きに限定されず、図３に示すように、内向きの反転部１３ａであってもよい。反転部１３ａを内向きとした場合においても、ばね座８の熱収縮によってカラー１３とばね座８の相互間に表面積の広い密着部を確保することができる。

図４（ａ）乃至(ｃ)はばね座８とカラー１３の境界部を密封手段２０によって密封した例を示している。図４(ａ)は、カラー１３の内径面側において、そのカラー１３とばね座８の境界部にＯリングからなるシール部材２１を設け、そのシール部材２１によってカラー１３とばね座８の境界部を密封している。

図４(ｂ)においては、カラー１３の外径面側において、そのカラー１３とばね座８の境界部にＯリングからなるシール部材２１を設け、そのシール部材２１によってカラー１３とばね座８の境界部を密封している。

図４(ｃ)においては、ばね座８の樹脂成形後における熱収縮によってカラー１３とばね座８の境界部に微小隙間が形成された際、含浸処理して微小隙間を樹脂からなる含浸材２２により閉塞している。

図４（ａ）乃至(ｃ)に示すいずれの密封手段２０においても、ばね座８とカラー１３の境界部に極めて良好なシール性を確保することができる。

図４（ａ）、(ｂ)において、シール部材２１は耐熱性および耐油性に優れたゴムを素材としている。そのようなゴムとして、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムを挙げることができる。ここで、シール部材２１は、ばね座８に成形されたリング溝に嵌合するようにしてもよく、あるいは、ばね座８の成形と同時にインサート成形してもよい。

図５および図６は、ばね座８の他の例を示す。この例に示すばね座８においては、カラー１３の内径面に沿って延びて外径面の全体がカラー１３で覆われる内筒部２３を設け、その内筒部２３の下端部内にシール部材２４をインサート成形し、そのシール部材２４をカラー１３の下端部に形成された内向きフランジ１３ｂの上面に密着させて、内筒部２３の下端部とカラー１３の下端部間をシールしている。

上記のように、ばね座８に内筒部２３を設け、その内筒部２３の下端部内にシール部材２４をインサート成形することにより、内筒部２３の成形後の熱収縮によってカラー１３との境界部に微小間隙が形成されても、シール部材２４によって気密性を確保することができる。また、微小間隙長さも長いものとなり、作動油の漏洩抑制に効果を挙げることができる。

１ シリンダ
４ スリーブ嵌合孔
５ スリーブ
６ ロッド
７ 圧力室
８ ばね座
９ リターンスプリング
１３ カラー
１３ａ 反転部
１４ オイルシール(シール部材)
１５ リザーバ室
１６ 油通路
１８ チェックバルブ
２１ シール部材
２２ 含浸材
２３ 内筒部
２４ シール部材

Claims (2)

1. 作動油が収容された底付きシリンダの底部上面にスリーブ嵌合孔を形成し、そのスリーブ嵌合孔に下端部が圧入されたスリーブの上側開口から内部にロッドの下端部をスライド自在に挿入してスリーブ内部に圧力室を形成し、前記ロッドの上部に設けられた合成樹脂の成形品からなるばね座とシリンダの底部上面間にリターンスプリングを組込んでシリンダとロッドを伸張する方向に付勢し、前記リターンスプリングの上部を覆う金属製の筒状カラーの上部を前記ばね座にインサート成形し、前記シリンダの上側開口部内に組込まれたシール部材の内周を前記カラーの外周に弾性接触させて、前記シリンダとスリーブ間にリザーバ室を形成し、前記スリーブと前記スリーブ嵌合孔の嵌合面間に前記リザーバ室と前記圧力室を連通する油通路を設け、前記スリーブの下端部内に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると閉じて圧力室と油通路の連通を遮断するチェックバルブを組み込んだ油圧式オートテンショナにおいて、
   前記カラーの前記ばね座内に位置する上端部に下向きに折り返された断面Ｕ字形の反転部を設け、
   前記ばね座の樹脂成形後における熱収縮によってカラーとばね座の境界部に形成される微小隙間を含浸処理して樹脂からなる含浸材により閉塞したことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 作動油が収容された底付きシリンダの底部上面にスリーブ嵌合孔を形成し、そのスリーブ嵌合孔に下端部が圧入されたスリーブの上側開口から内部にロッドの下端部をスライド自在に挿入してスリーブ内部に圧力室を形成し、前記ロッドの上部に設けられた合成樹脂の成形品からなるばね座とシリンダの底部上面間にリターンスプリングを組込んでシリンダとロッドを伸張する方向に付勢し、前記リターンスプリングの上部を覆う金属製の筒状カラーの上部を前記ばね座にインサート成形し、前記シリンダの上側開口部内に組込まれたシール部材の内周を前記カラーの外周に弾性接触させて、前記シリンダとスリーブ間にリザーバ室を形成し、前記スリーブと前記スリーブ嵌合孔の嵌合面間に前記リザーバ室と前記圧力室を連通する油通路を設け、前記スリーブの下端部内に、圧力室の圧力がリザーバ室の圧力より高くなると閉じて圧力室と油通路の連通を遮断するチェックバルブを組み込んだ油圧式オートテンショナにおいて、
   前記カラーの前記ばね座内に位置する上端部に下向きに折り返された断面Ｕ字形の反転部を設け、
   前記ばね座が、前記カラーの内径面に沿って延びて外径面の全体がカラーで覆われる内筒部を有し、その内筒部の下端部内に前記カラーの下端部に形成された内向きフランジの上面に密着されるシール部材をばね座の成形時にインサート成形したことを特徴とする油圧式オートテンショナ。

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