JPH0512811U - 油圧式オートテンシヨナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダ及びピストンの軽量化と耐久性の向
上を図り、安定したリークダウン特性を実現する。 【構成】 アルミニウム合金で形成したシリンダ１の内
部に、合成樹脂製のピストン２を挿入し、そのピストン
２の表面に固体潤滑剤を添加する。また、合成樹脂に繊
維強化材を含有させ、ピストン２とシリンダ１の線膨張
係数を同程度に設定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、エンジンのタイミングベルト等の張力調整に用いる油圧式オート テンショナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の油圧式オートテンショナは、図１に示すように、シリンダ１の内部に 、ピストン２とピストンロッド３を移動自在に収納し、ピストン２の外周面と、 シリンダ１の作動油室４の内周面との間に、所要のリークすき間を設けている。

【０００３】 また、ピストン２の内部には、そのピストンによって区分けされる圧力室５と リザーバ室６を連通する通路７を設け、その通路７を開閉するチェックバルブ８ を通路の出口に設けている。

【０００４】 また、ピストンロッド３に取付けた止め輪９に、シリンダ１の内周面を摺動す る軸受１０を衝合させ、その軸受１０とシリンダ１内部のバネ座１１との間に、 ピストン２とピストンロッド３に外向きのバネ力を与えるリターンスプリング１ ２を組込んでいる。

【０００５】 上記の構造では、ピストンロッド３を介してピストン２に作用する押圧力が増 大すると、チェックバルブ８が通路７を閉鎖し、圧力室５の作動油は、ピストン ２とシリンダ１の間のリークすき間から少量ずつリザーバ室６に移動して、緩衝 作用を発揮する。

【０００６】 逆に、ピストン２に作用する押圧力が減少すると、ピストン２はリターンスプ リング１２のバネ力によってシリンダ１から突出する方向に移動する。このとき 、チェックバルブ８が通路７を開放するため、リザーバ室６の作動油がスムーズ に圧力室５に移動し、ピストンロッド３が急速に突出する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記のオートテンショナにおいては、温度変化によるリークダウン 時間の変化を一定に管理するために、ピストン２をシリンダ１と線膨張係数が同 等か、又はそれ以上の係数をもった材料で形成する必要がある。

【０００８】 すなわち、温度が上昇した場合、作動油の粘度が低下し、リークダウン時間が 短くなるため、この変化を無くすには、温度の上昇時にピストンとシリンダのす き間が小さくなる必要がある。このため、ピストンの線膨張係数は、シリンダよ り大きいか、悪くても同等である条件が必要になる。

【０００９】 ところが、軽量化を図るために、シリンダ１をアルミニウム合金等の軽量な材 料で形成した場合、実用的にアルミニウム合金以上の線膨張係数をもった材料が ないため、シリンダ１にアルミニウム合金を用いた場合には、ピストン２もアル ミニウム合金で形成する必要がある。しかし、このようにシリンダ１とピストン ２を共にアルミニウム合金で形成すると、摺動による摩耗の進行がはげしく、耐 久性が悪いという問題がある。

【００１０】 これに対して、アルミニウム合金の表面に硬質アルマイト等の酸化皮膜処理を 施すと、耐摩耗性を向上できることが知られているが、上記のシリンダ１やピス トン２に対して皮膜処理を施す場合には、次のような不具合がある。

【００１１】 すなわち、シリンダ１の内部は深穴形状をしており、その内径面に処理液を均 等に貫流させることができないために、均一な皮膜の形成が困難であり、加えて 、皮膜を形成した場合には内径寸法が小さくなるため、後加工によってシリンダ 内径を高精度に仕上げる必要がある。

【００１２】 一方、ピストン２には、外周面の全面に酸化皮膜を施すことは容易であるが、 ピストン２のコーナ部が摩耗を集中して受ける箇所であるため、そのコーナ部の 皮膜がはく離しやすく、このはく離した部分から摩耗が大きく進行する不具合が ある。

【００１３】 そこで、この考案は、シリンダやピストンの軽量化が図れると共に、酸化皮膜 等の処理を施さずにその両者の高い耐久性を実現でき、しかも、リークダウン特 性に優れた油圧式オートテンショナを提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、この考案は、シリンダを軽合金で形成し、ピスト ンを合成樹脂で形成した構造を採用したのである。

【００１５】 なお、上記シリンダの表面には、潤滑剤を添加させるようにするのがよい。

【００１６】 また、合成樹脂の内部に、繊維強化材を含有させることができる。

【００１７】

【作用】

合成樹脂は、それ自体に優れた自己潤滑性があり、また、耐熱性樹脂の中には 、鋼やアルミニウム合金等に匹敵する耐熱強度や耐摩耗性をもったものが存在す る。このため、合成樹脂で形成したピストンと軽合金製のシリンダとを摺動させ た場合、摺動部の摩擦抵抗が小さくなって摩耗の発生が抑制され、また、発熱に よる強度の低下も小さく抑えることができる。

【００１８】 また、合成樹脂は、内部に各種の添加剤を含有させて成形することが可能であ るため、ピストンの表面に予め潤滑剤を添加することにより、シリンダとの摺動 面の摩擦抵抗を小さくでき、耐摩耗性の大幅な向上と、摩耗粉などの発生を防止 することができる。このような潤滑剤としては、二硫化モリブデンや黒鉛、テフ ロン等の固体潤滑剤が利用できる。

【００１９】 さらに、合成樹脂にカーボンファイバーやガラスファイバーなどの繊維強化材 を含有させると、機械的強度を大きく向上でき、鉄製のものと同様の強度をピス トンを与えることができる。また、合成樹脂に対する繊維強化材の含有量を変化 させると、樹脂の線膨張係数が変化するため、ピストンの線膨張係数をアルミニ ウム合金等の軽合金で形成したシリンダと同じ程度に設定することにより、安定 したリークダウン特性を得ることができる。

【００２０】 上記のピストンを形成する合成樹脂としては、耐熱性と耐摩耗性に優れ、射出 成形性が良好なものを使用するのが好ましく、例えば、射出成形可能な熱硬化性 ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケ トン（ＰＥＥＫ）、ポリファニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂が利用でき る。

【００２１】 これに対して、シリンダを形成する軽合金には、アルミニウム合金やマグネシ ウム合金などの軽量で射出成形可能な合金を利用するのが好ましい。

【００２２】

【実施例】

この考案に係る油圧オートテンショナの機械的構造は、図１に示したものと同 じであるが、従来のものと相違する点は、アルミニウム合金で形成したシリンダ １に、合成樹脂製のピストン２を組合せた点にある。

【００２３】 上記ピストン２は、前述した熱硬化性ポリイミドや熱可塑性ポリイミド等の合 成樹脂の１つに、カーボンファイバーやガラスファイバーなどの繊維強化材を含 有させ、それを射出成形により図１に示す形状に一体成形して形成されている。

【００２４】 繊維強化材の含有量は、ピストン２に必要な機械的強度をもたせることができ ると共に、ピストン２の線膨張係数が、アルミニウム合金の線膨張係数と同等か それより大きくなるように設定される。例えば、ピストン２の線膨張係数を、ア ルミニウム合金の線膨張係数（２.3×１０^-5／℃）に対して、２.3〜３.5×１０^-5 ／℃の範囲に設定すると、−４０℃〜１６０℃程度の実使用時における温度変 化に対して、ピストン２とシリンダ１の間に常に適切なリークすき間が存在する ように設定することができ、温度変化によるリークダウン時間の変化を少なくす ることができる。

【００２５】 また、ピストン２を形成する合成樹脂の表面には、二硫化モリブデンや黒鉛等 の固体潤滑剤が添加され、ピストン表面の摺動摩擦を小さくし、摩耗の発生を抑 制している。

【００２６】 一方、シリンダ１は、アルミニウム合金を射出成形によって図１に示す形状に 一体成形して形成され、成形後、その内径面の底部が機械加工によって作動油室 ４のピストン摺動面１３に仕上げられている。

【００２７】 この摺動面１３の上端は、リザーバ室６への気泡の浸入を防ぐセパレータ１４ の受け面となり、そのセバレータ１４にリターンスプリング１２のバネ座１１が 形成される。また、シリンダ１の内部底面に、ピストン２に向かって盛り上る膨 出部１５が成形され、その膨出部１５により圧力室５の作動油体積が減らされて おり、作動油圧縮に伴なうダンパ性能の低下を防止している。

【００２８】 上記構造で成るオートテンショナにおいては、ピストン２がシリンダ１の内部 を摺動すると、ピストン２表面に添加した固体潤滑剤の潤滑作用により摺動部分 の摩擦抵抗が小さくなり、ピストン２やシリンダ１の摩耗が抑えられる。また、 摺動による摩耗粉の発生が防止されるため、摩耗粉によるチェックバルブ８の作 動障害が防止される。

【００２９】 また、ピストン２とシリンダ１の線膨張係数が同じ程度に設定されているので 、温度変化によるピストンの外径やシリンダの内径の伸縮がリークすき間に影響 を及ぼすことがなく、安定したリークダウン特性が維持される。

【００３０】

【効果】 この考案は、以上の構成としたことにより、次のような効果がある。

【００３１】 （１）軽合金製のシリンダに合成樹脂のピストンを組合せるので、オートテンシ ョナの軽量化が図れると共に、両者の摺動による摩耗を小さくすることができ、 耐久寿命を向上させることができる。

【００３２】 （２）シリンダ及びピストン共、射出成形により一体成形でき、後加工する部分 を少なくできるので、製造コストの低減が図れる。

【００３３】 （３）ピストンに潤滑剤を添加することにより、シリンダとの摺動摩耗を小さく でき、耐摩耗性の向上と摩耗粉等の発生を防止することができる。

【００３４】 （４）合成樹脂に繊維強化材を含有させることにより、機械的強度の増大と共に 、ピストンとシリンダの線膨張係数を最適な範囲で設定することができ、耐久性 の向上と、安定したリークダウン特性の維持を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧式オートテンショナを示す断面図

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ピストン ３ ピストンロッド ４ 作動油室 ５ 圧力室 ６ リザーバ室 ７ 通路 ８ チェックバルブ １２ リターンスプリング

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内部の作動油室を、シリンダ内
   周面を摺動するピストンによって圧力室とリザーバ室に
   区分けし、上記ピストンに、圧力室とリザーバ室を連通
   する通路を形成すると共に、その通路に、圧力室側の作
   動油圧力がリザーバ室より増大したときに通路を閉鎖す
   るチェックバルブを設け、上記ピストンとそれに結合す
   るピストンロッドに、シリンダの外部に突出する方向の
   バネ力を付与せしめた油圧式オートテンショナにおい
   て、上記シリンダを軽合金で形成し、上記ピストンを合
   成樹脂で形成したことを特徴とする油圧式オートテンシ
   ョナ。
2. 【請求項２】 上記ピストンの表面に潤滑剤を添加させ
   たことを特徴とする請求項１に記載の油圧式オートテン
   ショナ。
3. 【請求項３】 上記合成樹脂に繊維強化材を含有させた
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧式オート
   テンショナ。