(57)【要約】【課題】油圧式オートテンショナの内部の作動油が外部へにじみ出ることを防止する。【解決手段】上端が開口し下端が閉塞したシリンダ２と、シリンダ２に上下に移動可能に挿入されたロッド３と、ロッド３の上部に設けられたばね座４と、シリンダ２の下部とばね座４との間に組み込まれロッド３を上方に付勢するリターンスプリング５と、ロッド３に負荷される下向きの力をシリンダ２の内部の作動油で緩衝する油圧ダンパ機構６と、ロッド３又はロッド３と一体に移動する部材２０に直接摺接するオイルリップ３５及びダストリップ３１ｂを有しシリンダ２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３０と、オイルリップ３５とダストリップ３１ｂとの間に配置された多孔質体４０とを備えた油圧式オートテンショナ１とした。【選択図】図１
2020046041.tif 000002
【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（２）と、
前記シリンダ（２）に上下に移動可能に挿入されたロッド（３）と、
前記ロッド（３）の上部に設けられたばね座（４）と、
前記シリンダ（２）の下部と前記ばね座（４）との間に組み込まれ前記ロッド（３）を上方に付勢するリターンスプリング（５）と、
前記ロッド（３）に負荷される下向きの力を前記シリンダ（２）の内部の作動油で緩衝する油圧ダンパ機構（６）と、
前記ロッド（３）の移動に伴って前記ロッド（３）又は前記ロッド（３）と一体に移動する部材（２０）に直接摺接するオイルリップ（３５）及びダストリップ（３１ｂ）を有し前記シリンダ（２）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（３０）と、
前記オイルリップ（３５）と前記ダストリップ（３１ｂ）との間に配置された多孔質体（４０）と、
を備えた油圧式オートテンショナ。
【請求項２】
前記オイルシール（３０）は前記オイルリップ（３５）を上下方向に沿って複数備え、上下方向に隣り合う前記オイルリップ（３５）間に多孔質体（４０）を備えた請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項３】
前記多孔質体（４０）は、樹脂又はゴムからなる請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項４】
前記多孔質体（４０）は、前記シリンダ（２）の内周への取り付け時に内部の空隙に潤滑剤が保持されている請求項１から３のいずれか一つに記載のオートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車補機を駆動する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。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのクランクシャフトの回転をオルタネータ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３に示すように、ベルト５１の弛み側に軸５２を中心にして揺動可能なプーリアーム５３を設け、そのプーリアーム５３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５３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５４がベルト５１を押圧する方向にプーリアーム５３を付勢し、ベルト５１の張力を一定に保持するようにしている。
【０００３】
この種のベルト伝動装置に組み込まれる油圧式オートテンショナＡとして、例えば、特許文献１に記載のものが従来から知られている。
【０００４】
特許文献１に記載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、ロッドの上部に設けられたばね座と、シリンダの下部とばね座との間に組み込まれロッドを上方に付勢するリターンスプリング等を備えている。ベルトの張力が変動すると、その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。
【０００５】
また、こ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られ、ロッドの移動に伴ってそのロッドと一体に移動する部材であるスプリングカバーの外周部、又は、ロッドの外周部に摺接する環状のオイルシールと、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とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７５７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。しかし、この油圧式オートテンショナを過酷な条件で長期にわたって使用したとき、シリンダ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又はテンショナの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、補機ベルト又はテンショナの周辺部品に付着すると、補機ベルトの滑り又はテンショナの周辺部品の動作不良の原因となる。
【０００８】
ここで、特許文献１に記載の油圧式オートテンショナでは、オイルシールの内周に形成されたオイルリップ及びダストリップと、それが摺接する相手側部材であるスプリングカバーやロッドの外周とが、締め代をもって接触している。このため、オートテンショナの伸縮時には、それらの接触部が摺動を繰り返すこととなる。したがって、接触部での摩耗の進行により、オイルシールによる密閉性が低下し、シリンダからの作動油の漏洩が増加する可能性がある。
【０００９】
このとき、オイルシールの内周に形成された各リップが、微量の作動油を掻き出すことによって摩耗を抑制することが可能である。しかし、その掻き出しが蓄積すると、オイルシールの上部に作動油が溜まってしまい、作動油が外部へにじみ出る可能性がある。
【００１０】
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。このため、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。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、油圧式オートテンショナの内部の作動油が外部へにじみ出ることを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、この発明は、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、前記ロッドの上部に設けられたばね座と、前記シリンダの下部と前記ばね座との間に組み込まれ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前記ロッド又は前記ロッドと一体に移動する部材に直接摺接するオイルリップ及びダストリップを有し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、前記オイルリップと前記ダストリップとの間に配置された多孔質体とを備えた油圧式オートテンショナを採用した。
【００１３】
このとき、前記オイルシールは前記オイルリップを上下方向に沿って複数備え、上下方向に隣り合う前記オイルリップ間に多孔質体を備えた構成を採用することができる。
【００１４】
前記多孔質体は、樹脂又はゴムからなる構成を採用することができる。また、前記多孔質体は、前記シリンダの内周への取り付け時に内部の空隙に潤滑剤が保持されている構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、油圧式オートテンショナにおいて、オイルシールの内周に形成されたオイルリップとダストリップの間に多孔質体を配置したので、その多孔質体が作動油を保持して摺動面における作動油の枯渇を防止することができる。また、その多孔質体は、オイルリップとダストリップの間に挟まれており、各リップはロッド又はロッドと一体に移動する部材に直接摺接するので、作動油の掻き出し量の増大を防ぎ、作動油が外部へにじみ出ることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施形態に係る油圧式オートテンショナを示す縦断面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】補機駆動用ベルトの張力調整装置を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態に係る補機用の油圧式オートテンショナ１を、図１〜図３に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示すように、実施形態の油圧式オートテンショナ１は、上端が開口し下端が閉塞したシリンダ２と、シリンダ２に上下に移動可能に挿入されたロッド３と、ロッド３の上部に設けられたばね座４と、シリンダ２の下部とばね座４との間に組み込まれ、ばね座４を介してロッド３を上方に付勢するリターンスプリング５とを備えている。
【００１９】
油圧式オートテンショナ１は、ロッド３に負荷される下向きの力をシリンダ２の内部の作動油で緩衝する油圧ダンパ機構６と、ロッド３の移動に伴って、ロッド３と一体に移動する部材であるスプリングカバー２０の外周に摺接するように、シリンダ２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３０とを備えている。
【００２０】
シリンダ２は、アルミニウム合金を素材とし、冷間鍛造によって成形されている。シリンダ２の下端部には、下部連結片２ａが一体に設けられている。
【００２１】
下部連結片２ａは、一側面から他側面に貫通する軸挿入孔２ｂを有している。軸挿入孔２ｂ内に筒状の下部連結軸９と、下部連結軸９を回動可能に支持する滑り軸受１０が組み込まれている。下部連結軸９に挿通されたボルト１１がエンジンブロックＥにねじ結合されて、下部連結軸９が固定されている。この下部連結軸９を中心として、シリンダ２がエンジンブロックＥに回動可能に連結されている。
【００２２】
また、シリンダ２は、底面部１２に形成されたスリーブ嵌合凹部１３を有し、スリーブ嵌合凹部１３内に鋼製のスリーブ１４の下端部が圧入により嵌め合わされている。スリーブ１４は、シリンダ２内に同軸状に挿入されており、その下端部内にチェックバルブ１５が圧入により固定されている。スリーブ１４とスリーブ嵌合凹部１３との嵌合面間に油通路１６が形成されている。
【００２３】
スリーブ１４は、その内部にロッド３の下部が上下方向に摺動可能に挿入される状態となっている。ロッド３の挿入により、スリーブ１４内に圧力室１７が形成される。圧力室１７は作動油で満たされており、ロッド３のうちシリンダ２に対して外部に位置する上端部は、ばね座４に固定されている。
【００２４】
ロッド３とスリーブ１４の上部との摺動面間にリーク隙間１８が形成されている。リーク隙間１８の大きさは、微小であり、ロッド３の外周の円筒面とスリーブ１４の内周の円筒面の半径差で０．００５〜０．１０ｍｍの範囲に設定されている。
【００２５】
ばね座４は、樹脂の成形品からなり、リターンスプリング５の上端部を受ける上面部１９と、上面部１９から上方に突出する上部連結片４ａと、上面部１９からリターンスプリング５の上部を覆う円筒状の前記スプリングカバー２０と、シリンダ２の上部を覆う円筒状のダストカバー２１とを有している。ばね座４は、スプリングカバー２０等とともに、ロッド３と一体に軸方向へ移動する。
【００２６】
上部連結片４ａは、プーリアーム５３（図３参照）に対して回動可能に連結されている。その連結構造は、下部連結片２ａと同様である。スプリングカバー２０とダストカバー２１とは、ばね座４の上面部１９に対して、それぞれ同軸状に配置されている。
【００２７】
リターンスプリング５は、シリンダ２の内径寸法よりも小さい外径寸法を有するコイルばねであり、スリーブ１４の外周に装着されている。リターンスプリング５は、下端がシリンダ２の底面部１２で支持され、上端がばね座４の上面部１９を上方へ押圧するものである。
【００２８】
図２に示すように、シリンダ２の上端部には、円筒面であるシール嵌合面２２が形成されている。シール嵌合面２２は、シリンダ２のうち、シール嵌合面２２よりも下方の部分における内周面よりも、相対的に大きい内径寸法を有している。このシール嵌合面２２にオイルシール３０が締め代をもって嵌合している。また、シール嵌合面２２の下端には、内径側へ向く段部２３が形成されている。
【００２９】
オイルシール３０は、シール嵌合面２２に圧入される円筒状の外筒部３４と、スプリングカバー２０の外周に弾性接触する内筒部３１と、外筒部３４及び内筒部３１とを上部で連結する連結部３３とが、弾性体によって一体に形成されたものである。また、外筒部３４及び連結部３３は、その内部に一体成形された金属製の芯金３２が埋め込まれている。
【００３０】
オイルシール３０を構成する弾性体は、耐摩耗性および耐熱性に優れた弾性を有する合成ゴムからなる。合成ゴムとして、例えば、ニトリルゴム、１４０℃耐熱ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムを挙げることができ、そのうち、アクリルゴムおよびフッ素ゴムが特に好ましい。
【００３１】
内筒部３１は、その下部に内周面３１ｃから内径側へ向かって突出するオイルリップ３５を備えている。この実施形態のオイルリップ３５は、上下方向に沿って並列する二つの凸部から構成されている。二つの凸部のうち、上方の凸部を第一オイルリップ３５ａと、下方の凸部を第二オイルリップ３５ｂと称する。
【００３２】
また、内筒部３１は、その上部に内周面３１ｃから内径側へ向かって突出するダストリップ３１ｂを有している。ダストリップ３１ｂは、その先端縁部が外筒部３４および連結部３３よりも上方に位置するものである。
【００３３】
内筒部３１の下部の外周部には、ガータスプリング３６が取り付けられている。このガータスプリング３６の弾性力により、内筒部３１がスプリングカバー２０の外周部に締め付けられている。このガータスプリング３６の締め付けにより、オイルリップ３５及びダストリップ３１ｂが、スプリングカバー２０（ここでは、後述するカラー２９）の外周面に対し全周にわたって弾性接触する。これにより、オイルシール３０は、オイルリップ３５及びダストリップ３１ｂが、ロッド３と一体に移動するスプリングカバー２０の外周に摺接している。なお、この実施形態では、スプリングカバー２０はその外周に補強用の筒状のカラー２９を備えているので、オイルリップ３５及びダストリップ３１ｂは、カラー２９の外周に摺接する。なお、スプリングカバー２０が備えるカラー２９については、その設置を省略することもできる。
【００３４】
二つのオイルリップ３５のうち、上方に位置する第一オイルリップ３５ａとダストリップ３１ｂとの間には、多孔質体４０が配置されている。また、上方に位置する第一オイルリップ３５ａと、下方に位置する第二オイルリップ３５ｂとの間にも、多孔質体４０が配置されている。多孔質体４０としては、例えば、フェルトや、樹脂製又はゴム製のスポンジ、その他、内部に空隙を有する樹脂製又はゴム製の各種素材を採用することができる。
【００３５】
多孔質体４０は、接着や溶着、あるいは、その他手法により、オイルシール３０の内筒部３１の内周面３１ｃに固定されている。多孔質体４０の内周面は、スプリングカバー２０の外周面に面接触する円筒面形状である。第一オイルリップ３５ａ、第二オイルリップ３５ｂ及びダストリップ３１ｂの先端部分には多孔質体４０が配置されていないので、第一オイルリップ３５ａ、第二オイルリップ３５ｂ及びダストリップ３１ｂの先端は、スプリングカバー２０が備えるカラー２９の外周面に直接摺接している。
【００３６】
オイルシール３０のシリンダ２の上端部への嵌合によって、図１に示すように、シリンダ２とスリーブ１４との間に密封されたリザーバ室２５が形成されている。リザーバ室２５には、空気と作動油が上下二層に収容されている。第一オイルリップ３５ａ、第二オイルリップ３５ｂ及びダストリップ３１ｂは、カラー２９の外周面に弾性接触して、シリンダ２の上側開口を閉塞している。
【００３７】
リザーバ室２５と圧力室１７は油通路１６で連通している。油通路１６の圧力室１７側の端部に配置されたチェックバルブ１５は、圧力室１７内の圧力がリザーバ室２５内の圧力よりも高くなると油通路１６を閉鎖するようになっている。すなわち、チェックバルブ１５は、油通路１６のリザーバ室２５側から圧力室１７側への作動油の流れのみを許容する。
【００３８】
油圧ダンパ機構６は、鋼製のスリーブ１４と、スリーブ１４内の圧力室１７と、スリーブ１４とシリンダ２の間に形成されるリザーバ室２５と、圧力室１７とリザーバ室２５の間を連通する油通路１６と、チェックバルブ１５と、リーク隙間１８とから構成されており、ロッド３に負荷される下向きの力を圧力室１７内の作動油で緩衝するようになっている。
【００３９】
この実施形態に係る油圧式オートテンショナ１は上記の構成からなり、図３に示す補機駆動用のベルト５１の張力調整に際しては、シリンダ２の下部連結片２ａを図１に示すようにエンジンブロックＥに連結し、且つ、ばね座４に設けられた上部連結片４ａをプーリアーム５３に連結して、そのプーリアーム５３に調整力を付与する。
【００４０】
このようなベルト５１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５１の張力が変化し、ベルト５１の張力が弱くなると、リターンスプリング５の付勢力によりスリーブ１４から突出する方向にロッド３が移動し、ベルト５１の弛みを吸収する。このとき、圧力室１７の容積が拡大するので、チェックバルブ１５が開き、リザーバ室２５内の作動油が油通路１６を通って圧力室１７に流入する。
【００４１】
一方、ベルト５１の張力が大きくなると、そのベルト５１の張力によって、スリーブ１４内に押し込まれる方向にロッド３が移動し、ベルト５１の緊張を吸収する。このとき、圧力室１７の容積が縮小するので、チェックバルブ１５が閉じ、圧力室１７内の作動油がリーク隙間１８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。
【００４２】
ところで、ベルト５１の張力変動に応じてロッド３が上下に移動するとき、ロッド３の移動に伴うオイルシール３０の摺接部分（オイルシール３０とスプリングカバー２０との接触部分）で、作動油の掻き出し作用が生じることがある。
【００４３】
特に、近年の車両の低燃費化の要請から、ベルト５１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３１の張力も低く設定される傾向にある。その一方で、ベルト５１で駆動される補機の負荷は増加する傾向にある。このため、ベルト５１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３０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。
【００４４】
しかし、この発明では、第一オイルリップ３５ａとダストリップ３１ｂとの間、あるいは、第一オイルリップ３５ａと第二オイルリップ３５ｂとの間に多孔質体４０を配置することで、その多孔質体４０が備える多数の空隙に作動油を保持することができる。このため、作動油の掻き出し作用が生じた際に、その作動油を多孔質体４０の空隙内に取り込むことができる。これにより、作動油が外部へにじみ出ることを防止できる。また、オイルシール３０の内側（リザーバ室２５側）へ作動油を引き込む際には、多孔質体４０の空隙に保持した作動油を供給することが可能である。
【００４５】
また、多孔質体４０は、ダストリップ３１ｂよりも内側に配置されているので、外部から侵入する異物を多孔質体４０で捕捉することにより、ダストリップ３１ｂの機能を補完することができる。このため、テンショナ内部への異物侵入の抑制効果をさらに高めることができる。
【００４６】
さらに、多孔質体４０が作動油を保持することができるので、第一オイルリップ３５ａ、第二オイルリップ３５ｂ及びダストリップ３１ｂが摺動する相手部材であるスプリングカバー２０の外周面に、潤滑剤としての作動油を供給しやすくなる。これにより、オイルシール３０とスプリングカバー２０との摺動部分での作動油の枯渇を防止し、オイルシール３０のリップの摩耗を抑制することができる。摩耗が抑制されれば、オイルシール３０とスプリングカバー２０との適正な締め代が確保でき、作動油の外部への漏洩防止、外部からの異物侵入の防止の機能を、長期に亘って維持することが可能となる。
【００４７】
また、多孔質体４０は、シリンダ２の内周への取り付け時に内部の空隙に潤滑剤が保持された状態となっている。予め潤滑成分を保持させた多孔質体４０を油圧式オートテンショナ１に取り付けることで、エンジンに取り付けた油圧式オートテンショナ１が初めて作動する初期の段階での潤滑不足を解消することができる。これにより、油圧式オートテンショナ１が新規に使用を開始する際に、オイルシール３０及び多孔質体４０に摩耗や損傷が起きることを防止できる。
【００４８】
上記の実施形態では、オイルシール３０に二つのオイルリップ３５と一つのダストリップ３１ｂを備える構成としたが、オイルシール３０に備えるリップとして、例えば、一つのオイルリップ３５と一つのダストリップ３１ｂを備える構成としてもよい。この場合、多孔質体４０は、オイルリップ３５とダストリップ３１ｂとの間のみに配置される。
【００４９】
上記の実施形態では、ロッド３の移動に伴って、ロッド３と一体に移動するスプリングカバー２０の外周にオイルシール３０が摺接するタイプの油圧式オートテンショナ１を例に、この発明のオイルシール３０の構成を説明したが、他のタイプの油圧式オートテンショナ１においても、この発明のオイルシール３０を適用できる。例えば、オイルシール３０がロッド３の外周に摺接するタイプの油圧式オートテンショナ１においても、この発明のオイルシール３０を適用できる。
【００５０】
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。この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及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。
【符号の説明】
【００５１】
１  油圧式オートテンショナ
２  シリンダ
３  ロッド
４  ばね座
５  リターンスプリング
６  油圧ダンパ機構
２０  スプリングカバー（一体に移動する部材）
３０  オイルシール
３１ｂ  ダストリップ
３５  オイルリップ
４０  多孔質体
【図１】
2020046041.tif 000003
【図２】
2020046041.tif 000004
【図３】
2020046041.tif 000005