JP2018155326A - 油圧式オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】テンショナから作動油がにじみ漏れる現象が生じにくい油圧式オートテンショナを提供する。【解決手段】シリンダ１１に上下に移動可能に挿入されたロッド１２と、ロッド１２を上方に付勢するリターンスプリング１４と、ロッド１２に負荷される下向きの力をシリンダ１１の内部の作動油で緩衝する油圧ダンパ機構１５と、ロッド１２の移動に伴って摺接するようにシリンダ１１の上端開口の内周に取り付けられた環状のオイルシール１６とを備える油圧式オートテンショナ１において、シリンダ１１の内部からオイルシール１６の摺接部分を通って上方ににじみ出た作動油を吸収するオイル吸収体３４をオイルシール１６の上側に設けた。【選択図】図２

Description

この発明は、作動油を用いて減衰力を発生する油圧式オートテンショナに関する。

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。

この張力調整装置に組み込まれる油圧式オートテンショナとして、例えば、特許文献１，２に記載のものが知られている。これらの油圧式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と、そのシリンダに上下に移動可能に挿入されたロッドと、そのロッドを上方に付勢するリターンスプリングとを有し、補機ベルトの張力が変動すると、その補機ベルトの張力とリターンスプリングの付勢力がつりあう位置までロッドが移動して補機ベルトの張力変動を吸収する。

また、この油圧式オートテンショナは、補機ベルトからロッドに負荷される下向きの力を、シリンダの内部の作動油で緩衝する油圧ダンパ機構を有する。また、油圧ダンパ機構の作動油をシリンダ内に密封するため、シリンダの上端開口の内周には、ロッドの移動に伴って摺接する環状のオイルシールが取り付けられている。

特許第５５７４２２９号公報 特開２０１２−２２５４４７号公報

上記の油圧式オートテンショナは、シリンダの上端開口の内周に取り付けたオイルシールで、シリンダ内の作動油を密封している。ところが、長期にわたって油圧式オートテンショナを使用したときに、油圧式オートテンショナから微量の作動油がにじみ漏れ、そのにじみ漏れが継続することで、作動油が補機ベルトや周辺部品に付着する場合があることが判明した。作動油が補機ベルトや周辺部品に付着すると、補機ベルトの滑りや周辺部品の動作不良の原因となる。

そこで、本願の発明者が、油圧式オートテンショナから微量の作動油がにじみ漏れる原因を調査したところ、自動車の補機ベルトの張力変動に応じてロッドが上下に移動するとき、ロッドの移動に伴うオイルシールの摺接部分で作動油の掻き出し作用が生じ、その掻き出し作用によって作動油が油圧式オートテンショナからにじみ漏れる現象が起きていることを見出した。

特に、近年、車両の低燃費化を図るため、補機ベルトの低フリクション化が求められており、これに伴い、補機ベルトの張力も低く設定される傾向にある。その一方で、補機ベルトで駆動される補機の負荷は、増加する傾向にある。そのため、補機ベルトの振幅が大きくなりやすく、油圧式オートテンショナの伸縮ストロークも大きくなる傾向にあり、オイルシールの摺接部分で作動油の掻き出し作用が生じやすくなっている。

この発明が解決しようとする課題は、テンショナから作動油がにじみ漏れる現象が生じにくい油圧式オートテンショナを提供することである。

上記課題を解決するため、この発明では、以下の構成の油圧式オートテンショナを提供する。
上端が開口し、下端が閉塞したシリンダと、
前記シリンダに上下に移動可能に挿入されたロッドと、
前記ロッドを上方に付勢するリターンスプリングと、
前記ロッドに負荷される下向きの力を前記シリンダの内部の作動油で緩衝する油圧ダンパ機構と、
前記ロッドの移動に伴って摺接するように前記シリンダの上端開口の内周に取り付けられた環状のオイルシールと、を備える油圧式オートテンショナにおいて、
前記シリンダの内部から前記オイルシールの摺接部分を通って上方ににじみ出た作動油を吸収するオイル吸収体を前記オイルシールの上側に設けたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。

このようにすると、ロッドの移動に伴うオイルシールの摺接部分で作動油の掻き出し作用が生じたときに、シリンダの内部からオイルシールの摺接部分を通って上方ににじみ出た作動油は、オイルシールの上側のオイル吸収体で吸収される。そのため、長期にわたって油圧式オートテンショナを使用したときにも、油圧式オートテンショナからの作動油のにじみ漏れを防止することができる。

前記オイル吸収体は、環状の前記オイルシールの上側に配置された環状体を採用すると好ましい。

このようにすると、オイル吸収体が環状なので、環状のオイルシールの摺接部分のいずれの周方向位置からにじみ出た作動油も確実に吸収することができる。そのため、油圧式オートテンショナをいずれの方向に傾けた姿勢で取り付けても、油圧式オートテンショナからの作動油のにじみ漏れを防止することができる。

前記オイル吸収体は、多数の繊維で構成されたものを採用することができる。

このようにすると、オイル吸収体で吸収可能なオイルの量が多いため、長期にわたり、油圧式オートテンショナからの作動油のにじみ漏れを防止することができる。

前記繊維として、合成樹脂繊維を用いると好ましい。

このようにすると、作動油による繊維の膨潤や溶解を防止することができる。

前記オイル吸収体は、前記オイルシールの上側に接着剤で固定すると好ましい。

このようにすると、外部から油圧式オートテンショナに加わる振動によってオイル吸収体が脱落するのを効果的に防止することが可能となる。

この発明の油圧式オートテンショナは、ロッドの移動に伴うオイルシールの摺接部分で作動油の掻き出し作用が生じたときに、シリンダの内部からオイルシールの摺接部分を通って上方ににじみ出た作動油を、オイルシールの上側のオイル吸収体で吸収する。そのため、長期にわたって油圧式オートテンショナを使用したときにも、油圧式オートテンショナからの作動油のにじみ漏れを防止することができる。

この発明の第１実施形態の油圧式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１のII−II線に沿った断面図 図２のオイルシール近傍の拡大断面図 図３の一部をさらに拡大して示す拡大断面図 この発明の第２実施形態の油圧式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５のVI−VI線に沿った断面図

図１に、この発明の第１実施形態の油圧式オートテンショナ１を組み込んだ張力調整装置を示す。この張力調整装置は、ベルト２に接触するテンションプーリ３と、テンションプーリ３を支持するプーリアーム４と、テンションプーリ３をベルト２に押さえ付ける方向にプーリアーム４を付勢する油圧式オートテンショナ１とを有する。ベルト２は、図示しない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等の補機に伝達する補機ベルトである。

油圧式オートテンショナ１の下部連結片５は下部連結軸６を介してエンジンブロック７（図２参照）に回動可能に連結されている。油圧式オートテンショナ１の上部連結片８は上部連結軸９を介してプーリアーム４に回動可能に連結されている。プーリアーム４は、エンジンブロック７に固定された支点軸１０を中心に揺動可能に支持されている。

図２に示すように、油圧式オートテンショナ１は、シリンダ１１と、シリンダ１１に上下に移動可能に挿入されたロッド１２と、ロッド１２の上端に固定されたばね座１３と、ばね座１３を介してロッド１２を上方に付勢するリターンスプリング１４と、ロッド１２に負荷される下向きの力をシリンダ１１の内部の作動油で緩衝する油圧ダンパ機構１５と、シリンダ１１の上端開口の内周に取り付けられた環状のオイルシール１６とを有する。

シリンダ１１は、上端が開口し、下端が閉塞した筒状に形成されている。シリンダ１１の下端には、下部連結片５が一体に設けられている。下部連結片５には、下部連結軸６を回動可能に支持する軸受１７が組み込まれている。シリンダ１１の外周には、リターンスプリング１４の下端を支持するフランジ部１８が一体に設けられている。シリンダ１１は、アルミ合金で形成されている。

油圧ダンパ機構１５は、シリンダ１１内に嵌め込まれた鋼製のスリーブ１９と、スリーブ１９内に上下に摺動可能に挿入されたプランジャ２０と、プランジャ２０の下側に形成された圧力室２１と、プランジャ２０の上側に形成されたリザーバ室２２と、圧力室２１とリザーバ室２２の間を連通する油通路２３と、油通路２３のリザーバ室２２側から圧力室２１側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ２４と、プランジャ２０とスリーブ１９の摺動面間に形成されたリーク隙間２５とからなる。

圧力室２１は、作動油で満たされ、リザーバ室２２には、空気と作動油が上下二層に収容されている。油通路２３は、プランジャ２０の内部を上下に貫通して形成されている。チェックバルブ２４は、油通路２３の圧力室２１側の端部に配置されている。リーク隙間２５の大きさは微小であり、プランジャ２０の外周の円筒面とスリーブ１９の内周の円筒面の半径差で０．０１５〜０．０８０ｍｍの範囲に設定されている。プランジャ２０は、圧力室２１に組み込まれたプランジャスプリング２６で上方に付勢されている。プランジャ２０はロッド１２の下端を支持しており、ロッド１２が上下に移動するとき、そのロッド１２と一体にプランジャ２０が上下に移動するようになっている。

ロッド１２のシリンダ１１内への挿入部分の外周には、ウェアリング２７が取り付けられている。ウェアリング２７は、ロッド１２の位置がシリンダ１１の中心からずれないようにシリンダ１１の内周で案内されている。ウェアリング２７には、作動油を通過させる貫通孔２８が設けられている。

ばね座１３は、上部連結片８と、上部連結片８の下端外周に形成されたフランジ部２９とを有し、そのフランジ部２９でリターンスプリング１４の上端を受けている。上部連結片８には、上部連結軸９を回動可能に支持する軸受３０が組み込まれている。また、ばね座１３には、シリンダ１１の外径側に対向するようにフランジ部２９から下方に延びる外側円筒部３１を有する。リターンスプリング１４は、シリンダ１１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１１の外径側に同軸に配置されている。

図３に示すように、シリンダ１１の上端開口の内周には、スリーブ１９と嵌合する面よりも大きい内径を有する円筒状のシール嵌合面３２が形成され、そのシール嵌合面３２にオイルシール１６が締め代をもって嵌合している。オイルシール１６は、ロッド１２の移動に伴ってロッド１２の外周に摺接するゴム製のリップと、そのリップを支持する環状の芯金とを有する周知の構成のものである。オイルシール１６は、シリンダ１１の上端開口の内周に装着した止め輪３３で上方への移動が規制されている。

止め輪３３の上面には、オイル吸収体３４が固定されている。オイル吸収体３４は、環状のオイルシール１６の上側に配置された環状のシートである。オイル吸収体３４は、多数の繊維で構成されている。繊維は、再生繊維（レーヨン、アセテートなど）や天然繊維（綿、絹、麻、羊毛など）を用いることができるが、合成樹脂繊維を用いると好ましい。合成樹脂繊維としては、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂が挙げられる。合成樹脂繊維を用いると、作動油による繊維の膨潤や溶解を防止することができ、かつ低コストである。

図４に示すように、オイル吸収体３４は、止め輪３３の上面に接着剤３５で固定されている。オイル吸収体３４の内径側端部は、止め輪３３の内径側端部よりも内径側に突出している。

次に、この油圧式オートテンショナ１の動作例を説明する。

図１に示すベルト２の張力が小さくなると、リターンスプリング１４の付勢力によって、ロッド１２がスリーブ１９から突出する方向にロッド１２が移動し、ベルト２の弛みを吸収する。このとき、図２に示す圧力室２１の容積が拡大するので、チェックバルブ２４が開き、リザーバ室２２内の作動油が油通路２３を通って圧力室２１に流入する。

一方、図１に示すベルト２の張力が大きくなると、そのベルト２の張力によって、ロッド１２がスリーブ１９内に押し込まれる方向にロッド１２が移動し、ベルト２の緊張を吸収する。このとき、図２に示す圧力室２１の容積が縮小するので、チェックバルブ２４が閉じ、圧力室２１内の作動油がリーク隙間２５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を生じる。

ところで、上記の油圧式オートテンショナ１は、シリンダ１１の上端開口の内周に取り付けたオイルシール１６で、シリンダ１１内の作動油を密封している。ここで、ベルト２の張力変動に応じてロッド１２が上下に移動するとき、ロッド１２の移動に伴うオイルシール１６の摺接部分（オイルシール１６とロッド１２の接触部分）で作動油の掻き出し作用が生じることがある。特に、近年、車両の低燃費化を図るため、ベルト２の低フリクション化が求められており、これに伴い、ベルト２の張力も低く設定される傾向にある。その一方で、ベルト２で駆動される補機の負荷は、増加する傾向にある。そのため、ベルト２の振幅が大きくなりやすく、油圧式オートテンショナ１の伸縮ストロークも大きくなる傾向にあり、オイルシール１６の摺接部分で作動油の掻き出し作用が生じやすくなっている。そして、長期にわたって油圧式オートテンショナ１を使用したときに、オイルシール１６の摺接部分で掻き出された作動油が油圧式オートテンショナ１からにじみ漏れ、そのにじみ漏れが継続することで、作動油がベルト２や周辺部品に付着する可能性がある。作動油がベルト２や周辺部品に付着すると、ベルト２の滑りや周辺部品の動作不良の原因となる。

この問題に対し、この油圧式オートテンショナ１は、ロッド１２の移動に伴うオイルシール１６の摺接部分で作動油の掻き出し作用が生じたときに、シリンダ１１の内部からオイルシール１６の摺接部分を通って上方ににじみ出た作動油を、オイルシール１６の上側のオイル吸収体３４で吸収する。そのため、長期にわたって油圧式オートテンショナ１を使用したときにも、油圧式オートテンショナ１からの作動油のにじみ漏れを防止することができる。

また、この油圧式オートテンショナ１は、環状のオイル吸収体３４を採用しているので、環状のオイルシール１６の摺接部分のいずれの周方向位置からにじみ出た作動油も確実に吸収することができる。そのため、油圧式オートテンショナ１をいずれの方向に傾けた姿勢で取り付けても、油圧式オートテンショナ１からの作動油のにじみ漏れを防止することができる。

また、この油圧式オートテンショナ１は、多数の繊維で構成されたものを採用しているので、オイル吸収体３４で吸収可能なオイルの量が多い。そのため、長期にわたり、油圧式オートテンショナ１からの作動油のにじみ漏れを防止することができる。

また、この油圧式オートテンショナ１は、オイル吸収体３４を接着剤３５で固定しているので、外部から油圧式オートテンショナ１に加わる振動によってオイル吸収体３４が脱落するのを効果的に防止することが可能となっている。

図５、図６に、この発明の第２実施形態の油圧式オートテンショナ１を示す。第１実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、油圧ダンパ機構１５は、ロッド１２の外周に摺接するようにシリンダ１１内に固定された鋼製のスリーブ４０と、スリーブ４０の内側に形成された圧力室２１と、スリーブ４０とシリンダ１１の間に形成されたリザーバ室２２と、圧力室２１とリザーバ室２２の間を連通する油通路２３と、油通路２３のリザーバ室２２側から圧力室２１側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ２４と、ロッド１２とスリーブ４０の摺動面間に形成されたリーク隙間２５とからなる。リーク隙間２５の大きさは微小であり、ロッド１２の外周の円筒面とスリーブ４０の内周の円筒面の半径差で０．０１５〜０．０８０ｍｍの範囲に設定されている。

スリーブ４０はシリンダ１１内に同軸に挿入され、そのスリーブ４０の下部外周が、シリンダ１１の内底面４１に形成されたスリーブ嵌合凹部４２に圧入されている。油通路２３は、スリーブ嵌合凹部４２とスリーブ４０の嵌合面間に形成されている。チェックバルブ２４は、スリーブ４０の下端に圧入されている。

リターンスプリング１４は、シリンダ１１の内径よりも小さい外径をもつ円筒コイルばねであり、シリンダ１１の内径側に同軸に配置されている。リターンスプリング１４の下端はシリンダ１１の内底面４１で支持され、リターンスプリング１４の上端はばね座１３を上方に押圧している。

ばね座１３は、リターンスプリング１４の上端を受ける端板４３と、端板４３から上方に突出するように設けられた上部連結片８と、シリンダ１１の内径側に対向するように端板４３から下方に延びる内側円筒部４４と、シリンダ１１の外径側に対向するように端板４３から下方に延びる外側円筒部４５とを有する。

シリンダ１１の上端開口の内周には、オイルシール１６が締め代をもって嵌合している。オイルシール１６は、ロッド１２の移動に伴って内側円筒部４４の外周に摺接するゴム製のリップと、そのリップを支持する環状の芯金とを有する周知の構成のものである。

オイルシール１６の上面には、環状のオイル吸収体３４が固定されている。オイル吸収体３４は、多数の繊維で構成されている。繊維は、再生繊維（レーヨン、アセテートなど）や天然繊維（綿、絹、麻、羊毛など）を用いることができるが、合成樹脂繊維を用いると好ましい。オイル吸収体３４は、オイルシール１６の上面に接着剤３５で固定されている。

この油圧式オートテンショナ１も、第１実施形態と同様、ロッド１２の移動に伴うオイルシール１６の摺接部分で作動油の掻き出し作用が生じたときに、シリンダ１１の内部からオイルシール１６の摺接部分（オイルシール１６と内側円筒部４４の接触部分）を通って上方ににじみ出た作動油を、オイルシール１６の上側のオイル吸収体３４で吸収する。そのため、長期にわたって油圧式オートテンショナ１を使用したときにも、油圧式オートテンショナ１からの作動油のにじみ漏れを防止することができる。その他も作用効果も第１実施形態と同様である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 油圧式オートテンショナ
１１ シリンダ
１２ ロッド
１４ リターンスプリング
１５ 油圧ダンパ機構
１６ オイルシール
３５ 接着剤
３４ オイル吸収体

Claims (5)

1. 上端が開口し、下端が閉塞したシリンダ（１１）と、
   前記シリンダ（１１）に上下に移動可能に挿入されたロッド（１２）と、
   前記ロッド（１２）を上方に付勢するリターンスプリング（１４）と、
   前記ロッド（１２）に負荷される下向きの力を前記シリンダ（１１）の内部の作動油で緩衝する油圧ダンパ機構（１５）と、
   前記ロッド（１２）の移動に伴って摺接するように前記シリンダ（１１）の上端開口の内周に取り付けられた環状のオイルシール（１６）と、を備える油圧式オートテンショナにおいて、
   前記シリンダ（１１）の内部から前記オイルシール（１６）の摺接部分を通って上方ににじみ出た作動油を吸収するオイル吸収体（３４）を前記オイルシール（１６）の上側に設けたことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
2. 前記オイル吸収体（３４）は、環状の前記オイルシール（１６）の上側に配置された環状体である請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
3. 前記オイル吸収体（３４）は、多数の繊維で構成されている請求項１または２に記載の油圧式オートテンショナ。
4. 前記繊維として、合成樹脂繊維が用いられている請求項３に記載の油圧式オートテンショナ。
5. 前記オイル吸収体（３４）は、前記オイルシール（１６）の上側に接着剤（３５）で固定されている請求項１から４のいずれかに記載の油圧式オートテンショナ。

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