(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダの内部圧力を一定に保持できる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内に組込まれたスリーブ１３内にロッド１５の下端部をスライド自在に挿入し、ロッド１５の上端部に固定したばね座２５にリターンスプリング３３の押圧力を付与して、ロッド１５を外方向に付勢する。ばね座２５の下方にカバー２８を設け、そのカバー２８をシリンダ１１の上端部外周を覆う円筒部２９の上端にフランジ３０を設けた構成とし、シリンダ１１の上端部に設けられたシール部材３５を円筒部２９の内径面に接触させて嵌合部間をシールする。フランジ３０に外部とシリンダ１１の内部とを連通する空気流通路３２を設け、フランジ３０とばね座２５との間に焼結金属からなる空気透過部材４０を組込み、その空気透過部材４０および空気流通路３２によりシリンダ１１の内部への空気の出入りを自由として、シリンダ１１の内部の圧力を一定に保持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油が充填された有底のシリンダの内部に、そのシリンダ底面から立ち上がるスリーブを組込んでシリンダの内径面とスリーブの外径面間にリザーバ室を設け、前記スリーブ内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、前記シリンダの底部にはその圧力室とリザーバ室を連通する通路を設け、前記スリーブの下部には圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設け、前記ロッドのシリンダの外部に位置する上端部にばね座を固定し、そのばね座とシリンダの底面間に前記圧力室の容積が拡大する方向にロッドを付勢するリターンスプリングを組込み、前記シリンダの上端開口をカバーにより覆って作動油の外部への漏洩を防止し、かつ、シリンダ内部へのダストの侵入を防止するようにした油圧式オートテンショナにおいて、
前記カバーがシリンダの上端部外周を覆う円筒部と、その円筒部の上端から内向きに延びてリターンスプリングの上端を受ける内向きのフランジとを有し、前記シリンダの上端部の外周に前記円筒部の内径面に弾性接触してシリンダと円筒部間をシールするシール部材を設け、前記フランジにリザーバ室内と外部を連通する空気流通路を形成し、そのフランジと前記ばね座間に焼結金属からなる円板状の空気透過部材を組込んだことを特徴とする油圧式オートテンショナ。
【請求項２】
前記内向きのフランジにねじ孔を形成し、そのねじ孔をばね座の下面に設けられたねじ軸にねじ係合し、そのねじ係合部に形成されたねじ隙間を空気流通路とした請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項３】
前記空気透過部材が撥水撥油処理された請求項１又は２に記載の油圧式オートテンショナ。
【請求項４】
前記空気透過部材が、径の異なる２つの空気透過部材からなり、大径側の空気透過部材が撥水処理され、小径側の空気透過部材が撥油処理された請求項１乃至３のいずれか１項に記載の油圧式オートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オルタネータやウォータポンプ、エアコンプレッサ等の自動車補機を駆動するベルトの張力保持に用いられる油圧式オートテンショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのクランクシャフトの回転を各種の自動車補機に伝えるベルト伝動装置においては、補機駆動用ベルトの弛み側にテンションプーリを支持する揺動可能なプーリアームを設け、そのプーリアームに油圧式オートテンショナの調整力を付与して、上記テンションプーリがベルトを押圧する方向に向けてプーリアームを付勢し、ベルトの張力を一定に保持するようにしている。
【０００３】
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、作動油が充填されたシリンダ内にスリーブを組込み、そのスリーブ内に下端部が摺動自在に挿入されたロッドの上端部にばね座を固定し、その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を外方に向けて付勢し、ベルトからロッドに負荷される押し込み力を油圧によるダンパによって緩衝するようにしている。
【０００４】
また、シリンダの上端部外周にベローズシールの下端部を嵌合し、そのベローズシールの上端部内周に形成された環状突出部をばね座の外周に形成された係合溝に嵌合し、上記ロッドのストローク変化や温度変化によりシリンダの内圧が上昇した際に、その内圧の変化をベローズシールの径方向の弾性変形により吸収するようにしている。
【０００５】
さらに、ベローズシールの上端部内周に形成された上記環状突出部に切欠きを形成し、ロッドを下死点の位置まで押し込んで油圧式オートテンショナをエンジンから取外す場合のように、シリンダの内圧が異常に高くなった際、上記切欠きからシリンダ内の空気を排出させてベローズシールがばね座から外れるのを防止するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特表２０００−５０４３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来のように、シリンダ内の圧力変化をベローズシールの径方向の弾性変形で吸収する油圧式オートテンショナにおいては、ベローズシールが一般的にゴム製であるため、温度変化や空気中のオゾンにより劣化して弾性力が失われ、膨張収縮を繰り返すうちに破損するおそれがある。
【０００８】
また、シリンダ内の圧力が異常に上昇する超過圧力が生じた際には、上記のように、シリンダ内の空気を環状突出部に形成された切欠きから排出させるようにしているが、空気の排気のみで吸い込み機能がないため、油圧式オートテンショナの組付け後、ロッドが急激に外方向に移動してシリンダ内が負圧になると、油圧ダンパを形成する圧力室内に空気が混入する可能性がある。
【０００９】
ここで、圧力室内に空気が混入すると、油圧ダンパ効果が低下し、ベルトの張力を一定に保持することができなくなる。
【００１０】
この発明の課題は、シリンダの内部圧力を常に一定に保持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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明においては、作動油が充填された有底のシリンダの内部に、そのシリンダ底面から立ち上がるスリーブを組込んでシリンダの内径面とスリーブの外径面間にリザーバ室を設け、前記スリーブ内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、前記シリンダの底部にはその圧力室とリザーバ室を連通する通路を設け、前記スリーブの下部には圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設け、前記ロッドのシリンダの外部に位置する上端部にばね座を固定し、そのばね座とシリンダの底面間に前記圧力室の容積が拡大する方向にロッドを付勢するリターンスプリングを組込み、前記シリンダの上端開口をカバーにより覆って作動油の外部への漏洩を防止し、かつ、シリンダ内部へのダストの侵入を防止するようにした油圧式オートテンショナにおいて、前記カバーがシリンダの上端部外周を覆う円筒部と、その円筒部の上端から内向きに延びてリターンスプリングの上端を受ける内向きのフランジとを有し、前記シリンダの上端部の外周に前記円筒部の内径面に弾性接触してシリンダと円筒部間をシールするシール部材を設け、前記フランジにリザーバ室内と外部を連通する空気流通路を形成し、そのフランジと前記ばね座間に焼結金属からなる円板状の空気透過部材を組込んだ構成を採用したのである。
【００１２】
上記の構成からなる油圧式オートテンショナにおいて、ロッドが押し込まれてシリンダの内部の圧力が高くなると、シリンダ内の空気が空気流通路から空気透過部材の内部を流通して外部に排出される。一方、ロッドが外方向に急激に移動してシリンダ内の圧力が低下すると、外部の空気が空気透過部材の内部を流通して空気流通路からシリンダ内に流れ、シリンダの内部圧力は常に一定に保持される。
【００１３】
ここで、内向きのフランジにねじ孔を形成し、そのねじ孔をばね座の下面に設けられたねじ軸にねじ係合し、そのねじ係合部に形成されたねじ隙間を空気流通路とすることにより、上記ねじ隙間は微小であるため、外部からシリンダの内部への雨水の浸入や作動油の外部への漏洩を効果的に防止することができる。
【００１４】
また、空気透過部材を撥水撥油処理しておくことにより、外部からシリンダ内部への雨水の浸入やシリンダ内部の作動油の外部への漏洩をより効果的に防止することができる。
【００１５】
この場合、単一の空気透過部材に対して撥水撥油処理を施すようにしてもよく、あるいは、空気透過部材を径の異なる２つの空気透過部材とし、その大径側の空気透過部材を撥水処理し、小径側の空気透過部材を撥油処理するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、この発明に係る油圧式オートテンショナにおいては、カバーの上端に形成されたフランジにシリンダの内部と外部を連通する空気流通路を設け、そのフランジとばね座間に焼結金属からなる空気透過部材を組込んだことにより、シリンダの内部に対して空気の出入りを自由とすることができ、シリンダの内部圧力を常に一定に保持することができる。
【００１７】
このため、圧力室内の作動油中に空気が混入して油圧ダンパ効果が低下するようなことはなく、ベルト張力を常に一定に保持することができる信頼性の高い油圧式オートテンショナを得ることができる。
【００１８】
また、シリンダの上端部の外周にカバーの円筒部内径面に弾性接触するシール部材を設けてシールしたことにより、シリンダと円筒部の嵌合部間からシリンダの内部に雨水や塵埃等の異物が侵入するのを防止することができ、異物の侵入による油圧式オートテンショナの機能の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１はベルトの張力調整装置を示す。図示のように、プーリアーム１は支点軸２を中心として揺動自在に支持され、その揺動側の端部にはベルト３に張力を付与するテンションプーリ４が回転自在に支持されている。
【００２０】
また、プーリアーム１にはこの発明に係る油圧式オートテンショナ１０が接続され、その油圧式オートテンショナ１０によってテンションプーリ４がベルト３を押圧する方向にプーリアーム１が付勢されている。
【００２１】
図２に示すように、油圧式オートテンショナ１０は、上端が開口する有底筒状のシリンダ１１を有し、そのシリンダ１１内に作動油が充填されている。また、シリンダ１１の下面には、エンジンブロックＡに連結される連結片１２が設けられている。
【００２２】
シリンダ１１の内部にはスリーブ１３が同軸上に組込まれ、そのスリーブ１３の外径面とシリンダ１１の内径面間にリザーバ室１４が形成されている。スリーブ１３には、その上端の開口から内部にロッド１５の下端部がスライド自在に挿入され、そのロッド１５の組込みによってスリーブ１３の内部に圧力室１６が形成されている。
【００２３】
図４および図５に示すように、圧力室１６とリザーバ室１４とは、シリンダ１１の底面に形成された十字溝からなる通路１７で連通し、一方、スリーブ１３の下端部にはその通路１７とスリーブ１３の連通部を開閉するチェックバルブ１８が設けられている。
【００２４】
チェックバルブ１８は、円板状のバルブシート１９と、そのバルブシート１９の中央に形成された弁孔２０を圧力室１６側から開閉する球形の弁体２１と、その弁体２０の開閉量を規制するリテナ２２とからなる。
【００２５】
バルブシート１９はスリーブ１３に溶接されてスリーブ１３と一体化されている。このバルブシート１９の外径はシリンダ１１の内径に略等しく、その外周部には複数の切欠部２３が周方向に等間隔に形成されている。
【００２６】
リテナ２２は閉塞端を有する円筒部２２ａの下端にフランジ２２ｂを設けたハット形をなし、その外周部には通油孔２２ｃが形成されている。このリテナ２２はその上部に設けられた皿ばね２４によってバルブシート１９の上面にフランジ２２ｂが押付けられており、上記皿ばね２４は周方向の一部が切り離されて、組付け時、スリーブ１３内に縮径されて挿入し、スリーブ底に設けられた段付部で拡径され抜け止めされる。また、作動油の流通が阻害されないようにされている。
【００２７】
上記のチェックバルブ１８は、圧力室１６内の圧力がリザーバ室１４内の圧力より高くなると、弁体２１が弁孔２０を閉鎖して、通路１７からスリーブ１３内への作動油の流入を阻止するようになっている。
【００２８】
図２に示すように、ロッド１５の上記シリンダ１１の上端開口から外部に位置する上端部にはばね座２５が固定され、そのばね座２５の上面にプーリアーム１に連結される連結片２６が設けられている。また、ばね座２５の下面にはねじ軸２７が設けられている。
【００２９】
ばね座２５の下方には、シリンダ１１の上端部の外周を覆うカバー２８が設けられている。カバー２８は、シリンダ１１の上端部外周に嵌合される円筒部２９の上端に内向きのフランジ３０を設けた構成とされ、上記フランジ３０の中央に形成されたねじ孔３１とばね座２５のねじ軸２７のねじ係合によってばね座２５にカバー２８が取付けられている。
【００３０】
ここで、ねじ孔３１とねじ軸２７のねじ係合部間に形成されたねじ隙間はシリンダ１１と外部を連通する空気流通路３２とされている。なお、図ではねじ隙間の詳細を省略している。
【００３１】
カバー２８のフランジ３０とチェックバルブ１８を形成するバルブシート１９間にはリターンスプリング３３が組込まれ、そのリターンスプリング３３はフランジ３０を押圧して、ロッド１５を外方に向けて付勢している。
【００３２】
シリンダ１１の上部外周には環状のシール溝３４が形成され、そのシール溝３４内に組込まれた弾性を有するシール部材３５は上記カバー２８における円筒部２９内周と弾性接触して、シリンダ１１と円筒部２９の嵌合部間からリザーバ室１４内の作動油が外部に漏洩するのを防止すると共に、外部からシリンダ１１の内部に雨水や塵埃が侵入するのを防止している。
【００３３】
また、シリンダ１１の上部外周には、上記シール溝３４の下側に環状突出部３６が形成され、一方、カバー２８の内周下部には抜止め突部３７が設けられ、上記環状突出部３６に対する抜止め突部３７の当接によって、ロッド１５がシリンダ１１の外部に抜け出るのが防止される。
【００３４】
図３に示すように、カバー２８のフランジ３０とばね座２５との間には円板状の空気透過部材４０が組込まれている。空気透過部材４０は撥水撥油処理された焼結金属から形成されて空気透過性を有している。
【００３５】
ここで、焼結金属を処理する撥水撥油剤として、フルオロアルキル基含有の単量体（以下、フッ素系単量体という）と他の共重合可能な炭化水素系単量体とをランダム共重合したもの、例えば、フッ素系単量体とステアリル（メタ）アクリレートに例示される長鎖アルキル基含有（メタ）アクリレートとの共重合体、炭化水素系重合体を主成分とし、フッ素系単量体を複成分としてグラフト結合させたグラフト共重合体、あるいは、フッ素系単量体、およびこれと共重合可能な特定の単量体をランダム共重合させたもの等が使用できる。
【００３６】
この他、フルオロアルキル基含有化合物と特定の転移温度を有する水不溶性付加重合体との混合物から成るもの、フッ素系単量体およびこれと共重合可能なフッ素を含有しないマクロモノマーを共重合して得られるフッ素系グラフト共重合体を有効成分とするもの、沸点が０〜１５０℃で炭素原子数が２〜３のハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）および炭素原子数が４〜６でフッ素原子数が４以上のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）よりなる群から選択された少なくとも５質量％（ｍａｓｓ％）を含む重合溶液中に少なくともフッ素系単量体を含む重合可能なモノマー成分を溶液重合させたものなども使用することができる。なお、撥水撥油剤としては、シリコン系のものを使用することもできる。
【００３７】
実施の形態で示すベルトの張力調整装置は上記の構造からなり、ベルト３によって駆動される補機の負荷変動やクランクシャフトの角速度の変化によってベルト３の張力が変化し、ベルト３の張力が大きくなると、ベルト３からロッド１５に押込み力が負荷される。  
【００３８】
このとき、圧力室１６の圧力はリザーバ室１４の圧力より高くなるため、弁体２１は弁孔２０を閉じ、スリーブ１３と通路１７の連通部を遮断し、圧力室１６に封入された作動油によってロッド１５に負荷される上記押込み力が緩衝される。
【００３９】
押込み力がリターンスプリング３３の弾性力より大きい場合、圧力室１６の作動油はスリーブ１３とロッド１５の摺動面間に形成された微小なリーク隙間からリザーバ室１４内に流れ、上記押込み力とリターンスプリング３３の弾性力とが釣り合う位置までロッド１５はゆっくりと後退し、ベルト３の張力は一定に保持される。
【００４０】
一方、ベルト３に弛みが生じると、リターンスプリング３３の押圧によりロッド１５は圧力室１６の容積が拡大する方向に移動してベルト３の弛みを吸収する。このとき、圧力室１６の圧力が低下するため、弁体２１は弁孔２０を開放する。
【００４１】
このため、リザーバ室１４の作動油は通路１７から圧力室１６に流れ、ロッド１５は外方に向けて急速に移動してベルト３の弛みを直ちに吸収する。
【００４２】
ここで、ベルト３の交換等に際して、ロッド１５を押し込むと、シリンダ１１の内部の圧力が上昇する。このとき、作動油の油面上に形成された空気溜まりの空気は空気流通路３２から空気透過部材４０の内部を流通して外部に流出する。
【００４３】
一方、ベルト３の交換後において、ロッド１５の押し込みを解除すると、リターンスプリング３３の押圧によりロッド１５が急速に外方に移動して、シリンダ１１の内部の圧力が急激に低下する。このとき、外部の空気は空気透過部材４０の内部を流れて空気流通路３２からシリンダ１１の内部に流入する。
【００４４】
このように、シリンダ１１の内部の圧力が高くなると、シリンダ１１の内部の空気は空気流通路３２から空気透過部材４０の内部を流通して外部に流出し、上記圧力が低くなると、外部の空気は空気透過部材の内部を流れて空気流通路３２からシリンダ１１の内部に流入するため、シリンダ１１の内部圧力は常に一定に保持されることになる。
【００４５】
このため、圧力室１６内の作動油中に空気が混入して油圧ダンパ効果が低下するようなことはなく、ベルト３の張力を常に一定に保持することができる信頼性の高い油圧式オートテンショナを得ることができる。
【００４６】
ここで、空気透過部材４０は撥水撥油処理されているため、外部からシリンダ１１の内部に雨水が浸入するようなことはなく、シリンダ１１の内部の作動油が外部へ漏洩するようなことはない。
【００４７】
また、シリンダ１１の上端部の外周に設けたシール部材３５はカバー２８の円筒部２９の内径面に弾性接触して、シリンダ１１と円筒部２９の嵌合部間をシールしているため、その嵌合部間からシリンダ１１の内部に雨水や塵埃等の異物が侵入するのが防止される。このため、異物の侵入による油圧式オートテンショナの機能の低下を抑制することができる。
【００４８】
図３に示す例においては、カバー２８のフランジ３０とばね座２５間に撥水撥油処理された単一の空気透過部材４０を組込むようにしたが、図６に示すように、上記フランジ３０とばね座２５間に径の異なる２つの空気透過部材４０ａ、４０ｂを組込み、その大径側の空気透過部材４０ａを撥水処理し、小径側の空気透過部材４０ｂを撥油処理するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明に係る油圧式オートテンショナを用いたベルトの張力調整装置を示す正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図２に示す油圧式オートテンショナの空気透過部材の組込み部を拡大して示す断面図
【図４】図２に示す油圧式オートテンショナのシリンダ下端部を拡大して示す断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図
【図６】カバーのフランジとばね座間に撥水処理された空気透過部材と撥油処理された空気透過部材とを組込んだ状態の断面図
【符号の説明】
【００５０】
１１    シリンダ
１３    スリーブ
１４    リザーバ室
１５    ロッド
１６    圧力室
１７    通路
１８    チェックバルブ
２５    ばね座
２８    カバー
２９    円筒部
３０    フランジ
３３    リターンスプリング
３５    シール部材
４０    空気透過部材
４０ａ  空気透過部材
４０ｂ  空気透過部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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