CN102177367B - 自动张紧器 - Google Patents

Abstract

一种自动张紧器，包括：基部；旋转构件，其可旋转地支承在基部上，且皮带绕其缠绕的皮带轮附接到旋转构件；螺旋弹簧，其包括被锁定在基部上的一端和被锁定在旋转构件上的另一端，且适于使旋转构件相对于基部在一个方向上偏置；弹性元件，其包括被锁定在旋转构件上的一端和作为自由端的另一端，且沿旋转构件和基部的另一个的内周表面延伸；和摩擦构件，其连接为与旋转构件和基部的另一个的内周表面接触且相对于弹性元件在周向方向上不移动，其中螺旋弹簧布置在螺旋弹簧在轴向方向上被压缩的状态中，且摩擦构件通过试图在轴向方向上膨胀的排斥力压靠旋转构件和基部中的一个。

Description

自动张紧器

技术领域

本发明涉及根据需要保持皮带的张力的自动张紧器。

背景技术

专利文献1(JP2006-097898)描述了一种皮带张紧器，其中张力螺旋弹簧、弹簧片和阻尼器套筒设置在轮毂和容纳外壳之间。在该皮带张紧器中，张力螺旋弹簧的一端邻接容纳外壳，且另一端邻接弹簧片的一端。弹簧片的另一端邻接形成在牢固地连接到轮毂的盖上的固定部分，且阻尼器套筒布置在弹簧片和容纳外壳之间。预载荷施加在张力螺旋弹簧上，以使得张力螺旋弹簧在径向方向上膨胀，由此通过作为施加预载荷的结果的弹簧片的径向膨胀而使阻尼器套筒压靠容纳外壳的内部侧。然后，通过进一步增大抵抗阻尼器套筒的挤压力而产生制动力。

另外，专利文献2(JP62-002182B2)公开了一种构造，其中螺旋弹簧旋转以使弹簧支承件以预定的挤压力压靠旋转构件的凸台部分，由此在弹簧支承和凸台部分之间产生滑动摩擦，以由此衰减旋转构件的旋转。

然而，在以上的专利文献1中描述的皮带张紧器中，因为阻尼器套筒仅通过弹簧片的通过预载荷的径向膨胀而简单地保持在弹簧片和容纳外壳之间(其中阻尼器套筒装配在弹簧片内的状态)，在由预载荷导致的挤压力不总是施加在阻尼器套筒上的情况中，当周向力施加在阻尼器套筒上时，阻尼器套筒在弹簧片的外周表面上滑动。另外，虽然通过预载荷适当地调整抵靠阻尼器套筒的挤压力，但存在其中由于长期使用的结果而使挤压力降低的情形。以该方式，当抵靠阻尼器套筒的挤压力降低时，阻尼器套筒趋向于相对于外周方向容易地滑动而因此极大地降低了制动力。

发明内容

于是，本发明的目的是提供抑制制动力降低的自动张紧器。

根据本发明的方面，提供了如下构造的自动张紧器。即，提供了一种自动张紧器，包括：基部；旋转构件，该旋转构件可旋转地支承在基部上，并且皮带轮能够附接到该旋转构件，皮带绕该皮带轮缠绕；螺旋弹簧，该螺旋弹簧包括被锁定在基部上的一端和被锁定在旋转构件上的另一端，并且螺旋弹簧适于使旋转构件相对于基部在一个方向上偏置；弹性元件，该弹性元件包括被锁定在旋转构件和基部中的一个上的一端和作为自由端的另一端，并且该弹性元件沿旋转构件和基部中的另一个的内周表面延伸；和摩擦构件，该摩擦构件连接为与旋转构件和基部的所述另一个的内周表面接触且相对于弹性元件在周向方向上不移动，其中该螺旋弹簧布置在螺旋弹簧在轴向方向上被压缩的状态下，且摩擦构件通过试图在轴向方向上膨胀的排斥力压靠旋转构件和所述基部的所述一个。应该注意，“锁定”包括锁定状态，例如其中两个构件相互邻接以被紧固在一起的状态、其中两个构件相互抓住以被紧固在一起的状态和其中两个构件相互通过粘合剂或通过焊接被固定在一起的状态。

自动张紧器可进一步构造如下。即，弹性元件的所述一端被旋转构件和基部中的一个以及螺旋弹簧在周向方向上保持。即，因为旋转构件和螺旋弹簧通过旋转构件在一个方向上由螺旋弹簧的偏置而在周向方向上牢固地接合，所以根据该构造，弹性元件的自由端能够以可靠的方式锁定在旋转构件上而不使构造复杂。

自动张紧器可进一步构造如下。即，与摩擦构件一样的多个摩擦构件设置为沿弹性元件的延伸方向相互间隔开。根据该构造，当弹性元件通过旋转构件的旋转而膨胀时，能够抑制摩擦构件的失效，所述失效由于弹性元件的拉伸弹性模量和摩擦构件的拉伸弹性模量的差异所导致。

自动张紧器可进一步构造如下。即，摩擦构件具有L形截面。与轴向方向垂直的部分在轴向方向上接纳螺旋弹簧。另一方面，与轴向方向平行的部分在径向方向上接纳弹性元件。通过调整的形状以更高的水平防止摩擦构件相对于弹性元件的周向偏移。另外，因为在轴向方向上接纳螺旋弹簧的部分的表面积容易地被保证，所以在基部构件和旋转构件之间的制动效果的设计自由度增加到高水平。

自动张紧器可进一步构造如下。即，弹性元件和摩擦构件通过形成在其上的不规则部分的啮合接合而被锁定在一起。该构造有助于防止摩擦构件相对于弹性构件的周向偏移。

自动张紧器可进一步构造如下。即，弹性元件和摩擦构件通过粘合剂的粘合或通过钎焊被锁定在一起。该构造有助于防止摩擦构件相对于弹性构件的周向偏移。

自动张紧器可进一步构造如下。即，摩擦构件由合成树脂制成，且摩擦构件和弹性元件一体形成。该构造有助于防止摩擦构件相对于弹性构件的周向偏移。

自动张紧器可进一步构造如下。即，自动张紧器进一步包括螺旋弹簧支承构件，所述螺旋弹簧支承构件抑制了在弹性元件的一端的附近螺旋弹簧的姿态倾斜，且螺旋弹簧支承构件布置在摩擦构件和螺旋弹簧之间。即，在实现螺旋弹簧在弹性元件的一端的附近的姿态稳定时，与其中在弹性元件的一端处设计一些装置以应对螺旋弹簧的姿态倾斜的情况相比，其中螺旋弹簧支承构件简单地布置在摩擦构件和螺旋弹簧之间的构造从寿命和设计自由度的观点来看是有用的，因为实现了所要求的功能的作用的严格分配。

自动张紧器可进一步构造如下。即，将螺旋弹簧支承构件固定到摩擦构件。根据该构造，当作为螺旋弹簧移位或变形的结果使一些载荷施加在螺旋弹簧支承构件上时，载荷以良好的效率传递到摩擦构件。因此，摩擦构件和基部或旋转构件之间的摩擦力增大。

自动张紧器可进一步构造如下。即，以自动张紧器的轴线为基准，螺旋弹簧支承构件布置在与所述螺旋弹簧的与弹性元件的所述一端邻接的端部从旋转构件和基部中的一个接收的载荷的方向相同的方向上。根据该构造，因为螺旋弹簧支承构件构造为等待在弹性元件的一端附近发生螺旋弹簧的姿态的初始倾斜，所以能够以良好的效率抑制在弹性元件的一端附近的发生的螺旋弹簧的姿态倾斜。

自动张紧器可进一步构造如下。即，螺旋弹簧支承构件布置在离螺旋弹簧的螺旋弹簧支承构件与弹性构件的所述一端邻接的端部70°至100°的范围内。根据该构造，因为螺旋弹簧支承构件构造为等待在弹性元件的一端附近发生螺旋弹簧的姿态的初始倾斜，所以能够以良好的效率抑制在弹性元件的一端附近的发生的螺旋弹簧的姿态倾斜。

本发明的其它形式和优点通过如下的描述、附图和权利要求变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的自动张紧器的截面主视图。

图2是沿图1中的线2-2截取的且在通过附接到其上的箭头指示的方向上观察的截面视图。

图3是说明根据第一实施例的自动张紧器的操作的图。

图4是示出本发明的第二实施例的截面视图。

图5是示出本发明的第三实施例的截面视图。

图6是示出本发明的第四实施例的截面视图。

图7是示出本发明的第五实施例的截面视图。

图8是根据本发明的第六实施例的自动张紧器的截面的主视图。

图9是沿图8中的线9-9截取的且在通过附接到其上的箭头指示的方向上观察的截面视图。

图10是说明根据第六实施例的自动张紧器的操作的图。

图11是示出本发明的第七实施例的截面视图。

具体实施方式

(第一实施例)

在下文中将参考图1和图2详细描述根据本发明的第一实施例的自动张紧器的构造。参考图1至图3，将描述自动张紧器的操作。图1是根据本发明的第一实施例的自动张紧器的截面主视图。图2是沿图1中的线2-2截取的且在通过附接到其上的箭头指示的方向上观察的截面视图。图3是说明根据第一实施例的自动张紧器的操作的图。

图1中示出的自动张紧器是用于根据需要调整传动皮带的张力的设备，该传动皮带将发动机曲轴的动力传动到发动机的辅助设备。

自动张紧器1包括基部构件3(基部)、臂构件5(旋转构件)和螺旋弹簧6，基部构件3固定到发动机本体2，臂构件5可旋转地支承在基部构件3上，且未示出的传动皮带绕其缠绕的皮带轮4可附接到所述臂构件，螺旋弹簧6在其两端处锁定在基部构件3和臂构件5上以使臂构件5相对于基部构件3在一个方向上偏置。由螺旋弹簧6产生的偏置力被转换成张力，以经由臂构件5的臂以及可旋转地附接到臂7的皮带轮4给于传动皮带。

在下文中，当在此简单地使用时，“轴向方向”意味着与皮带轮4的旋转轴线平行的方向。

基部构件3包括基部内筒8、基部外筒9和环形底壁10，基部外筒9的直径大于基部内筒8的直径，环形底壁10将基部内筒8和基部外筒9连接。基部外筒9的轴向长度大于基部内筒8的轴向长度。

臂构件包括凸台部分、臂外筒12、环体形盖壁13和臂7，凸台部分是其直径与基部内筒8大体上相同的柱形元件，臂外筒12的直径大于凸台部分11的直径，环体形盖壁13将凸台部分11和臂外筒12连接，臂7从臂外筒12进一步径向向外延伸。

在此构造中，基部构件3的基部内筒8和臂构件5的凸台部分11同心地布置。此外，基部构件3和臂构件5组合在一起，从而将臂构件5的臂外筒12从外周侧放置在基部构件3的基部外筒9的末端部，由此限定了用于在其内容纳螺旋弹簧6的弹簧容纳空间14。该弹簧容纳空间14由基部构件3的基部内筒8、底壁10和基部外筒9以及臂构件5的臂外筒12、盖壁13和凸台部分11限定。

容纳在该弹簧容纳空间14内的螺旋弹簧6在一端处锁定在基部3上，且在另一端处锁定在臂构件5上，以由此使臂构件5相对于基部构件3在一个方向上偏置。当在此使用时，“一个方向”意味着其中张力给于绕皮带轮4缠绕的传动皮带的方向。

螺旋弹簧6通过已知的方法锁定在基部构件3上。例如，已知的方法是其中螺旋弹簧6的端部牢靠地装配在形成在基部构件3内的沟槽内的方法，或其中螺旋弹簧6的弯曲端部压入装配在形成在基部构件3内的锁定孔内以在径向方向或轴向方向上延伸的方法。

另一方面，在此实施例中，螺旋弹簧6的端部被锁定突起15(参考图2)锁定，锁定突起15从盖壁13朝向底壁10延伸且在周向方向上邻接螺旋弹簧6的端部。螺旋弹簧6的端部在臂构件5上的锁定将在后文中详细描述。

基部构件3和臂构件5通过使用螺栓16支承在发动机本体2上。具体而言，螺栓16穿过基部构件3的基部内筒8和臂构件5的凸台部分11，且该螺栓16的前端被螺接到发动机本体2上，由此基部构件3和臂构件5被支承在发动机本体2上。当螺栓16被如此螺接到发动机本体2中时，容纳在弹簧容纳空间14中的螺旋弹簧6处于其中螺旋弹簧6在轴向方向上被压缩的状态。

因此，已描述了自动张紧器的基本构造。接下来，将参考图2详细描述板弹簧19(弹性元件)和摩擦构件20。

在该实施例中，除了螺旋弹簧6之外，板弹簧19和多个摩擦构件20被容纳在弹簧容纳空间14内。

板弹簧19是沿基部构件3的外筒9的内周表面以弧状形式延伸的薄板弹簧。

板弹簧19的第一端部19a径向向内弯曲90度且被锁定在臂构件5上。详细而言，该第一端部19a被臂构件5的锁定突起15和螺旋弹簧16在周向方向上牢固地保持，由此第一端部19a被锁定在臂构件5的锁定突起15上。

另一方面，板弹簧19的第二端部19b形成为自由端。即，板弹簧19的第二端部19b既不锁定在基部构件3上也不锁定在臂构件5上。另外，板弹簧19的以第一端部19a为基准的延伸方向与其中螺旋弹簧6移动离开臂构件5的锁定突起15的方向重合。在该实施例中，板弹簧19延伸的长度大致为外圈9的内周表面的整个周边的7/8。

多个摩擦构件20以相等的间隔连接到板弹簧19，以与基部构件3的外筒9的内周表面9a接触，且相对于内周表面9a在周向方向上不移动。如在图1中示出，每个摩擦构件20具有L形截面。与轴向方向垂直的螺旋弹簧接纳部分20a布置为被螺旋弹簧6和盖壁13在轴向方向上保持。因此，螺旋弹簧接纳部分20a在轴向方向上接纳被以压缩状态容纳在弹簧容纳空间14中的螺旋弹簧6的自弹性轴向膨胀力(排斥力)，以因此压靠在臂构件5的盖壁13上。

另一方面，如在图2中示出的与轴向方向平行的板弹簧接纳部分20b布置为被基部构件3的基部外筒9和板弹簧19在径向方向上保持。因此，板弹簧接纳部分20b在径向方向上接纳被以略微径向压缩状态容纳在弹簧容纳空间14内的板弹簧19的自弹性径向膨胀力。多个摩擦构件20总是通过自弹性径向膨胀力与基部构件3的基部外筒9的内周表面9a接触。

另外，多个摩擦构件20与板弹簧19一体形成。详细而言，每个摩擦构件20的板弹簧接纳部分20b部分地容纳在形成在板弹簧19的外周表面中的凹陷19c内，由此在摩擦构件20和板弹簧19之间实现了牢固的整体性。在该实施例中，摩擦构件20由主要包含尼龙树脂的合成树脂形成。然而，作为该合成树脂的替代，摩擦构件20可由主要包含聚缩醛树脂或聚芳酯树脂的合成树脂制成，且可使用任何类型的材料，只要该材料可与板弹簧19一体形成即可。因此，摩擦构件20可由黄铜、板状黄铜、青铜或板状青铜制成。

在自动张紧器1的操作期间的稳定状态中，每个摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a略微改变其厚度以调整螺旋弹簧6和盖壁13之间的间隙。具体而言，在图2中，随着摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a布置为远离板弹簧19的第一端部19a，摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20逐渐变厚。因此，自弹性轴向膨胀力均匀地施加在摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a上，由此防止了摩擦构件20的偏心磨损。

接下来，将描述实施例的操作。

首先，将描述当传动皮带不被驱动时自动张紧器1的稳定状态。在图1和图2中示出的稳定状态中，每个摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a接收螺旋弹簧6的在轴向方向上的自弹性轴向膨胀力，以由此压靠臂构件5的盖壁13。即，螺旋弹簧接纳部分20a被臂构件5的盖壁13和螺旋弹簧6在轴向方向上保持，由此使得可通过板弹簧19防止每个摩擦构件20的游隙。

另外，每个弹簧构件20的板弹簧接纳部分20b接收板弹簧19的自弹性径向膨胀力，以由此从基部构件3的基部外筒9被压缩。即，板弹簧接纳部分20b被基部构件3的基部外筒9和板弹簧19在径向方向上保持，以由此通过板弹簧19防止每个摩擦构件20的游隙。

接下来，将描述其中传动皮带被驱动且自动张紧器1调整传动皮带的张力的操作状态。首先，当传动皮带由于一些原因而松弛时，螺旋弹簧6的扭转恢复力和传动皮带的施加在臂构件5的锁定突起15上的张力之间的平衡被破坏，且臂构件5的锁定突起15在图2中以顺时针方向移动，由此恢复平衡状态。当发生该情况时，板弹簧19的锁定在臂构件5的锁定突起15上的第一端部19a也在图2中的顺时针方向上移动。当发生该情况时，因为其第二端部19b形成为自由端的板弹簧19变形到在直径上略微收缩的状态，所以施加在臂构件5的锁定突起15和基部构件3的基部外筒9之间的摩擦转矩是较小的。

根据《Spring》(第一版于1995年2月15日由Kogyo Chosakai出版有限公司印刷)的135页到138页，摩擦转矩可由如下表达式(1)表示。然而，在如下表达式(1)中，T1表示上述的摩擦转矩，w是臂构件5的锁定突起15挤压板弹簧19的板弹簧第一端部19a的力，r是板弹簧19的半径，μ是基部构件3的外筒9和摩擦构件20之间的动摩擦系数，β是摩擦构件20的外周的周长总和，且P是与螺旋弹簧的初始张力相伴随的转矩。

[表达式1]

T₁＝wr·(e^μβ-1)/e^μβ+μPr…(1)

另一方面，当传动皮带由于一些原因而过度张紧时，螺旋弹簧6的扭转恢复力和传动皮带的施加在臂构件5的锁定突起15上的张力之间的平衡被破坏，且臂构件5的锁定突起15在图2中在逆时针方向上移动，由此恢复平衡状态。当发生该情况时，板弹簧19的锁定在臂构件5的锁定突起15上的第一端部19a也在图2中在逆时针方向上移动。当发生该情况时，因为其第二端部19b形成为自由端的板弹簧19变形为在直径上略微膨胀的状态，所以施加在臂构件5的锁定突起15和基部构件3的基部外筒9之间的摩擦转矩是较大的。在图3中带有粗体实线的箭头示出了在基部外筒9的内周表面9a和摩擦构件20之间通过在直径上膨胀的变形而产生的表面接触压力。该摩擦转矩也可类似地通过如下表达式(2)来表示。

T₁＝wr(e^μβ-1)+μPr…(2)

以该方式，在根据实施例的自动张紧器1中，实现了所谓的非对称阻尼，其中在摩擦构件20和基部构件3之间产生的摩擦力(摩擦转矩)形成为在臂构件5在其中皮带变得拉紧的方向上旋转时和臂构件5在其中皮带变得松弛的方向上旋转时不同。

如所描述的那样，根据实施例，因为通过将摩擦构件20锁定在板弹簧19上以使之不相对于板弹簧19在周向方向上旋转而防止了摩擦构件20相对于板弹簧19的周向偏移，所以能够抑制由于所述偏移导致的制动力降低。

另外，因为摩擦构件20通过使螺旋弹簧6试图在轴向方向上延伸的自弹性轴向力(排斥力)而压靠臂构件5，所以板弹簧19相对于臂构件5的布置变得稳定，由此可抑制摩擦构件20的偏心磨损。

此外，因为板弹簧19的第二端部19b形成为自由端且摩擦构件20设置为与基部构件3的基部外筒9的内周表面9a接触，所以实现了所谓的非对称阻尼，其中在摩擦构件20和基部构件3之间产生的摩擦力形成为在臂构件5在其中皮带变得拉紧的方向上旋转时和臂构件5在其中皮带变得松弛的方向上旋转时不同。

另外，板弹簧19的第一端部19a被臂构件5和螺旋弹簧6在周向方向上保持在二者之间。即，臂构件5和螺旋弹簧6相互在周向方向上通过在“一个方向上”偏置而牢固地接合。根据该构造，板弹簧19的第一端部19a能够以可靠的方式锁定而不使构造复杂。

另外，多个摩擦构件20沿板弹簧19的延伸方向设置，以相互间隔开。根据该构造，当板弹簧19通过臂构件5的旋转而膨胀时，可抑制摩擦构件20的失效，所述失效由于板弹簧19和摩擦构件20之间的拉伸弹性模量的差异所导致。

另外，摩擦构件20具有L形截面。与轴向方向垂直的螺旋弹簧接纳部分20a在轴向方向上接纳螺旋弹簧6。与轴向方向平行的板弹簧接纳部分20b在径向方向接纳板弹簧19。根据该构造，以更高的程度防止了摩擦构件20相对于板弹簧19的周向偏移。另外，因为在轴向方向上接纳螺旋弹簧6的螺旋弹簧接纳部分20a的表面积容易地通过L形状保证，所以基部构件3和臂构件5之间的制动效应的设计自由度增加到高水平。

另外，摩擦构件20由合成树脂制成，且摩擦构件20和板弹簧19一体形成。该构造有助于防止摩擦构件20相对于板弹簧19的周向偏移。

(第二实施例)

接下来，将参考图4描述根据本发明的第二实施例的自动张紧器1的构造。图4是示出了本发明的第二实施例的截面视图。在下文中，将主要描述其中该实施例与第一实施例不同的那些特征，且在此将根据需要省略与第一实施例的特征类似的那些特征。

根据第一实施例的臂构件5的锁定突起15设置为从臂构件5的盖壁13朝向底壁10突出，如在图1中示出。与此相反，根据该实施例的臂构件5的锁定突起15设置为从臂构件5的凸台部分11朝向图1中示出的臂外筒12突出，如在图4中所示。

(第三实施例)

接下来，将参考图5描述根据本发明的第三实施例的自动张紧器1的构造。图5是示出了本发明的第三实施例的截面视图。在下文中，将主要描述其中该实施例与第一实施例不同的那些特征，且在此将根据需要省略与第一实施例的特征类似的那些特征。

在第一实施例中，每个摩擦构件20的板弹簧接纳部分20b部分地容纳在形成在板弹簧19的外周表面内的凹陷19c内。与此相反，在该实施例中，作为凹陷19c的替代形成了通孔19d。

另一方面，在每个摩擦构件20上形成适合于装配在通孔19d内的突出部分20c。因此，形成在板弹簧19和摩擦构件20上的不规则部分相互啮合接合，使得形成在摩擦构件20上的突出部分20c装配在形成在板弹簧19内的通孔19d内，由此使板弹簧19和摩擦构件20在周向方向上牢固且刚性地连接在一起。不规则部分的啮合接合有助于防止摩擦构件20相对于板弹簧19的周向偏移。

(第四实施例)

接下来，将参考图6描述根据本发明的第四实施例的自动张紧器1的构造。图6是示出了本发明的第四实施例的截面主视图。在下文中，将主要描述其中该实施例与第一实施例不同的那些特征，且在此将根据需要省略与第一实施例的特征类似的那些特征。

在该实施例中，作为以上所述的凹陷19c的替代，在板弹簧19上形成锯条形的锯齿形部分19e。另一方面，锯齿形部分20d形成在每个摩擦构件20上以与锯齿形部分19e啮合接合而在其间不存在任何游隙。因此，形成在板弹簧19和摩擦构件20上的不规则形状相互啮合接合，使得形成在摩擦构件20上的锯齿形部分20d与形成在板弹簧19上的锯齿形部分19e啮合，由此使板弹簧19和摩擦构件20相互牢固且刚性地在周向方向上连接在一起。不规则形状的啮合接合有助于防止摩擦构件20相对于板弹簧19的周向偏移。

(第五实施例)

接下来，将参考图7描述根据本发明的第五实施例的自动张紧器1的构造。图7是示出了本发明的第五实施例的截面主视图。在下文中，将主要描述其中该实施例与第一实施例不同的那些特征，且在此将根据需要省略与第一实施例的特征类似的那些特征。

在第一实施例中，多个摩擦构件20以预定的间隔沿板弹簧19的延伸方向布置。与此相反，在此实施例中，如在图7中示出，摩擦构件20类似地以弧状形状沿板弹簧19延伸的方向延伸。

在该实施例中，多个小突起19f形成在板弹簧19的内周表面上。摩擦构件20成形为将板弹簧19在径向方向上保持在其间的同时与多个小突起19f接合。即，板弹簧19和摩擦构件20通过利用小突起19f和其中板弹簧19被摩擦构件20在径向方向上保持的关系而通过啮合接合牢固且刚性地连接在一起。优选的是板弹簧19的拉伸弹性模量和摩擦构件20的拉伸弹性模量具有尽可能接近的值。根据此构造，可避免摩擦构件20的失效，所述失效由于与板弹簧19的弹性模量的差异所导致。

(第六实施例)

接下来，将参考图8至图10描述根据本发明的第六实施例的自动张紧器的构造。参考图8至图10，将描述自动张紧器1的操作。图8是示出了本发明的第六实施例的截面主视图。图9是沿图8中的线9-9截取的且在通过附接到其上的箭头所指示的方向观察的截面视图。图10是说明根据第六实施例的自动张紧器的操作的主视图。在下文中，将主要描述其中该实施例与第一实施例不同的那些特征，且在此将根据需要省略与第一实施例的特征类似的那些特征。

在第一实施例中，基部构件3的基部外筒9延伸为与基部内筒8和凸台部分11重叠。然而，在该实施例中，作为基部构件3的基部外筒9的替代，臂构件5的臂外筒12延伸为与基部内筒8和凸台部分11重叠。

另外，在第一实施例中，基部构件3和臂构件5组合在一起，从而将臂构件5的臂外筒12从外周侧放置在基部构件3的基部外筒9的前端部上。另一方面，在该实施例中，其中容纳了臂构件5的臂外筒12的末端的沟槽9b形成在基部构件3的基部外筒9和底壁10之间的连接部分处，且基部构件3和臂构件5组合在一起，从而将基部构件3的基部外筒9从外周侧放置在臂构件5的臂外筒12的前端部上。

因此，通过基部内筒8和基部构件3的底壁10以及臂构件5的臂外筒12、盖壁13和凸台部分11限定了弹簧容纳空间14。

容纳在该弹簧容纳空间14内的螺旋弹簧6在一端处锁定在基部构件3上且在其另一端处锁定在臂构件5上，以由此使臂构件5相对于基部构件3在一个方向上偏置。螺旋弹簧6通过已知的方法锁定在臂构件5上。例如，已知的方法是其中螺旋弹簧6的端部牢固地装配在形成在臂构件5内的沟槽部内的方法，或其中螺旋弹簧6的弯曲端部压入装配在形成在臂构件5内的锁定孔内以在径向方向或轴向方向上延伸的方法。

另一方面，在该实施例中，螺旋弹簧6的端部通过锁定突起15(参考图9)锁定在基部构件3上，所述锁定突起15从底壁10朝向盖壁13延伸且在周向方向上邻接螺旋弹簧6的端部。螺旋弹簧6的端部在基部构件3上的锁定将在后面更详细描述。

接下来，将参考图9详细描述板弹簧19(弹性元件)和摩擦构件20。

板弹簧是以弧状方式沿臂构件5的臂外筒12的内周表面延伸的薄板弹簧。详细而言，板弹簧19以弧状方式沿臂构件5的臂外筒12的内周表面12a延伸。

板弹簧19的第一端部19a径向向内弯曲90度且被锁定在基部构件3上。详细而言，该第一端部19a被基部构件3的锁定突起15和螺旋弹簧6在周向方向上牢固地保持，由此将第一端部19a锁定在基部构件3的锁定突起15上。

另一方面，板弹簧19的第二端部19b形成为自由端。即，板弹簧19的第二端部19b既不锁定在基部构件3上也不锁定在臂构件5上。另外，板弹簧19的以第一端部19a为基准的延伸方向与其中螺旋弹簧6移动离开基部构件3的锁定突起15的方向重合。在该实施例中，板弹簧19延伸的长度通常是臂外圈12的内周表面的整个周边的7/8。

多个摩擦构件20以相等的间隔连接到该板弹簧19，以与臂构件5的臂外筒12的内周表面12a接触，且相对于内周表面12a在周向方向上不移动。如在图8中示出，每个摩擦构件20具有L形截面。与轴向方向垂直的螺旋弹簧接纳部分20a布置为被螺旋弹簧6和底壁10在轴向方向上保持。因此，螺旋弹簧接纳部分20a在轴向方向上接收容纳在弹簧容纳室14内的螺旋弹簧6的自弹性轴向膨胀力(排斥力)，以在轴向方向上被压缩以由此压靠基部构件3的底壁10。

另一方面，与轴向方向平行的板弹簧接纳部分20b如在图9中示出布置为被臂构件5的臂外筒12和板弹簧19在径向方向上保持。因此，板弹簧接纳部分20b在径向方向上接收以在径向上略微压缩状态容纳在弹簧容纳空间14内的板弹簧19的自弹性径向膨胀力。多个摩擦构件20通过自弹性径向膨胀力的存在而总是与臂构件5的臂外筒12的内周表面12a接触。

在自动张紧器1的操作期间的稳定状态中，每个摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a略微改变其厚度以刚好填充螺旋弹簧6和底壁10之间的间隙。具体而言，在图9中，随着每个摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a布置为从板弹簧19的第一端部19a远离，每个摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a逐渐变厚。因此，自弹性径向膨胀力均匀地施加在摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a上，由此防止摩擦构件20的偏心磨损。

接下来，将描述实施例的操作。

首先，将描述当传动皮带不被驱动时自动张紧器的稳定状态。在图8和图9中示出的稳定状态中，每个摩擦构件20的螺旋弹簧接纳部分20a接收螺旋弹簧6的在轴向方向上的自弹性轴向膨胀力，以由此被压靠在基部构件3的底壁10上。即，螺旋弹簧接纳部分20a被基部构件3的底壁10和螺旋弹簧6在轴向方向上保持，由此使得可通过板弹簧19防止每个摩擦构件20的游隙。

另外，每个摩擦构件20的板弹簧接纳部分20b接收板弹簧19的自弹性径向膨胀力，以由此从臂构件5的臂外筒12被挤压。即，板弹簧接纳部分20b被臂构件5的臂外筒12和板弹簧19在径向方向上保持，以由此通过板弹簧19防止每个摩擦构件20的游隙。

接下来，将描述其中传动皮带被驱动且自动张紧器1调整传动皮带的张力的操作状态。首先，当传动皮带由于一些原因而松弛时，螺旋弹簧6的扭转恢复力和传动皮带的施加在臂构件5上的张力之间的平衡被破坏，且臂构件5的臂外筒12在图9中的顺时针方向上移动，由此恢复平衡状态。当发生该情况时，因为其第二端部19b形成为自由端的板弹簧19变形为在直径上略微收缩的状态，所以施加在基部构件3的锁定突起15和臂构件5的臂外筒12之间的摩擦转矩是较小的。

另一方面，当传动皮带由于一些原因而过度张紧时，螺旋弹簧6的扭转恢复力和传动皮带的施加在臂构件5上的张力之间的平衡被破坏，且臂构件5的臂外筒12在图9中的逆时针方向上移动，由此恢复平衡状态。当发生该情况时，因为其第二端部19b形成为自由端的板弹簧19变形为在直径上略微膨胀的状态，所以施加在基部构件3的锁定突起15和臂构件5的臂外筒12之间的摩擦转矩是较大的。图10中粗体实线轮廓的箭头示出了通过在直径上膨胀变形而在臂外筒12的内周表面12a和摩擦构件20之间产生的表面接触压力。

以该方式，在根据实施例的自动张紧器1中实现了所谓的非对称阻尼，其中在摩擦构件20和臂构件5之间产生的摩擦力(摩擦转矩)形成为在臂构件5在其中皮带变得拉紧的方向上旋转时和臂构件5在其中皮带变得松弛的方向上旋转时不同。

如已描述的，根据实施例，因为通过将摩擦构件20锁定在板弹簧19上以使摩擦构件20不相对于板弹簧19在周向方向上移动而防止了摩擦构件20相对于板弹簧19的周向偏移，所以可抑制由于偏移导致的制动转矩的降低。

另外，因为摩擦构件20通过使螺旋弹簧6试图在轴向方向上延伸的自弹性轴向力(排斥力)而压靠基部构件3，所以板弹簧19相对于基部构件3的布置变得稳定，由此可抑制摩擦构件20的偏心磨损。

此外，因为板弹簧19的第二端部19b形成为自由端且摩擦构件20设置为与臂构件5的臂外筒12的内周表面12a接触，所以实现了所谓的非对称阻尼，其中在摩擦构件20和臂构件5之间产生的摩擦力形成为在臂构件5在其中皮带变得拉紧的方向上旋转时和臂构件5在其中皮带变得松弛的方向上旋转时不同。

另外，板弹簧19的第一端部19a被基部构件3和螺旋弹簧6在周向方向上保持在二者之间。即，因为螺旋弹簧6使基部构件3在一个方向上偏置，所以板弹簧19的第一端部19a与基部构件3在周向方向上接合。根据该构造，板弹簧19的第一端部19a能够以可靠的方式锁定在基部构件3上而不使构造复杂。

因此，虽然已描述了本发明的优选实施例，但实施例可通过如下改变而实现。

例如，板弹簧19和摩擦构件20的锁定可通过使用粘合剂的粘合或通过钎焊来实施。通过这样的解决方法的锁定也有助于防止摩擦构件20相对于板弹簧19的周向偏移。

(第七实施例)

接下来，将参考图11说明本发明的第七实施例。图11是示出了本发明的第七实施例的截面视图。在下文中，将主要描述其中该实施例与第一实施例不同的那些特征，且在此将根据需要省略与第一实施例的特征类似的那些特征。

在根据实施例的自动张紧器1中，除了根据第一实施例的自动张紧器1的构造之外，螺旋弹簧支承构件30设置在摩擦构件20和螺旋弹簧6之间，以用于抑制位于板弹簧19的第一端部19a附近的螺旋弹簧6的姿态的倾斜。即，当在如图11中示出的截面内观察时，螺旋弹簧支承构件30与摩擦构件20和螺旋弹簧6处于如下关系，所述关系使得螺旋弹簧支承构件30被摩擦构件20和螺旋弹簧6在径向方向上保持在其间。该螺旋弹簧支承构件30例如由树脂制成，且通过适当的粘合手段固定到摩擦构件20。

这里，将描述螺旋弹簧6的姿态的倾斜。图11示出了当绕图1中示出的皮带轮4缠绕的传动皮带在预定的范围内改变时在自动张紧器1内发生的情况。

如在图中示出，即容纳在基部外筒9内的螺旋弹簧6的螺旋轴线D设计为大体上与自动张紧器1的轴线C重合，所述轴线C可基于基部外筒9的内周表面9a而指定。在该状态下，当螺旋弹簧6的端部6y接收来自臂构件5的锁定突起15的、如通过图11中的附图标记P所指示的载荷P时，例如位于板弹簧19的第一端部19a附近(大致间隔开180°)的螺旋弹簧6倾斜到绘有图11的纸面的左侧。因而，螺旋弹簧6的姿态意味着螺旋弹簧6的可通过比较其螺旋轴线D与自动张紧器1的轴线C而观察到的姿态。

在该实施例中，如在图11中示出，以自动张紧器1的轴线C为基准，螺旋弹簧支承构件30布置在与螺旋弹簧6的端部6y从臂构件5接收的载荷P的方向相同的方向P’上。即，通过使用在板弹簧19的以螺旋弹簧6的端部6y为基准的延伸方向上指定的角度θ[度]，螺旋弹簧支承构件30大致布置在其处θ[度]＝90的位置处。

在以上所述的构造中，当臂构件5开始在逆时针方向上旋转时，螺旋弹簧6的端部6y从臂构件5的锁定突起15经由板弹簧19的第一端部19a接收载荷P。位于板弹簧19的第一端部19a附近的螺旋弹簧6向绘有图11的纸面的左侧倾斜，且牢固地紧密附接到螺旋弹簧支承构件30。此后，螺旋弹簧6将螺旋弹簧支承构件30径向向外挤压，且该挤压力增加了基部外筒9的内周表面9a和摩擦构件20之间的摩擦力。

当臂构件进一步逆时针旋转时，如在第一实施例中所描述的，其中第二端部19b形成为自由端的板弹簧19变形为在直径上略微膨胀的状态，且因此在臂构件5的锁定突起15和基部构件3的基部外筒9之间施加的摩擦转矩变大。

为直观地对此进行描述，与第一实施例的自动张紧器1进行对比，在根据该实施例的自动张紧器1中，传动皮带的张力变得过大，且当臂构件5开始在图11中的逆时针方向上旋转时，在基部外筒9的内周表面9a和摩擦构件20之间非常迅速地产生了摩擦力。

因此，如前文所述，在该实施例中，为实现位于弹簧19的第一端部19a附近的螺旋弹簧6的姿态的稳定，将螺旋弹簧支承构件30放置在摩擦构件20和螺旋弹簧6之间。与其中在板弹簧19的第一端部19a处设计一些装置以应对螺旋弹簧6的姿态倾斜的情况相比，根据该实施例的构造从寿命和设计自由度的观点上来看是有用的，因为实现了所要求的功能的作用的严格分配。

另外，自动张紧器1可进一步构造如下。即，螺旋弹簧支承构件30固定到摩擦构件20。根据该构造，当作为螺旋弹簧6移位或变形的结果使一些载荷施加在螺旋弹簧支承构件30上时，该载荷以良好的效率传递到摩擦构件20。因此，摩擦构件和基部或旋转构件之间的摩擦力增加。

另外，自动张紧器1可进一步构造如下。即，以自动张紧器的轴线C为基准，螺旋弹簧支承构件30布置在与螺旋弹簧6的端部6y从臂构件5接收的载荷P的方向相同的方向P’上。根据该构造，因为螺旋弹簧支承构件30构造为等待位于板弹簧19的第一端部19a附近的螺旋弹簧6的姿态的初始倾斜，所以能够以良好的效率抑制位于板弹簧19的第一端部19a附近的螺旋弹簧6的姿态的倾斜。

另外，自动张紧器1可进一步构造为如下。即，螺旋弹簧支承构件30布置在与螺旋弹簧6的自由端部6y间隔开90°的位置，其处螺旋弹簧支承构件30邻接板弹簧19的自由端部19a。根据该构造，因为螺旋弹簧支承构件30构造为等待位于板弹簧19的第一端部19a附近的螺旋弹簧6的姿态的初始倾斜，所以能够以良好的效率抑制位于板弹簧19的第一端部19a附近的螺旋弹簧6的姿态倾斜。

注意到，在以上的实施例中，虽然螺旋弹簧支承构件30布置在其处θ＝90°的位置处，但本发明不限制于此，且因此在螺旋弹簧支承构件30布置在70°≤θ≤110°的宽范围的情况中，以上的高效抑制效应也可充分地体现。然而，螺旋弹簧支承构件30优选地布置在80°≤θ≤110°的范围内，且螺旋弹簧支承构件30最优选地大致布置在θ＝90°的位置中。

因此，虽然已描述了本发明的第七优选实施例，但本发明可通过进一步如下改变来实现。

(第八实施例)

在该实施例中，虽然螺旋弹簧支承构件30和摩擦构件20在组装时是分开的构件，且当组装在一起时相互固定，但螺旋弹簧支承构件30和摩擦构件20可以一体形成。

在该实施例中，虽然仅布置了一个螺旋弹簧支承构件30，但可布置两个或三个或更多的螺旋弹簧支承构件30。当发生该情况时，虽然所有螺旋弹簧支承构件30优选地布置在以上所述的优选的角范围内，但可采取其中螺旋弹簧支承构件30的仅任一个布置在以上的优选角围内而其它螺旋弹簧支承构件30布置在以上的优选角范围之外的构造。

虽然已详细且通过参考具体实施例描述了本发明，但是对本发明所属领域的技术人员而言明显的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，能够做出各种变体和变型。

本发明申请基于2008年10月10日提交的日本专利申请No.2008-263942和2009年5月28日提交的日本专利申请No.2009-129041，其内容在此通过引用而并入。

工业实用性

根据本发明，提供了一种自动张紧器，其保持皮带所需要的张力且抑制制动力的降低。

附图标记说明

1自动张紧器

2发动机本体

3基部构件

4皮带轮

5臂构件

6螺旋弹簧

7臂

9基部外筒

9a基部外筒的内周表面

15锁定突起

Claims (11)

1.一种自动张紧器，包括：

基部；

旋转构件，所述旋转构件可旋转地支承在所述基部上，并且皮带轮能够附接到所述旋转构件，皮带绕所述皮带轮缠绕；

螺旋弹簧，所述螺旋弹簧包括被锁定在所述基部上的一端和被锁定在所述旋转构件上的另一端，并且所述螺旋弹簧适于使所述旋转构件相对于所述基部在一个方向上偏置；

弹性元件，所述弹性元件包括被锁定在所述旋转构件和所述基部中的一个上的一端和作为自由端的另一端，并且所述弹性元件沿所述旋转构件和所述基部中的另一个的内周表面延伸；和

摩擦构件，所述摩擦构件连接为与所述旋转构件和所述基部的所述另一个的所述内周表面接触且相对于所述弹性元件在周向方向上不移动，其中

所述螺旋弹簧设置在所述螺旋弹簧在轴向方向上被压缩的状态下，并且所述摩擦构件通过试图在轴向方向上膨胀的排斥力压靠所述旋转构件和所述基部中的所述一个。

2.根据权利要求1所述的自动张紧器，其中

所述弹性元件的所述一端被所述旋转构件和所述基部中的所述一个以及所述螺旋弹簧在所述周向方向上保持。

3.根据权利要求1所述的自动张紧器，其中

与所述摩擦构件一样的多个摩擦构件设置为沿所述弹性元件的延伸方向相互间隔开。

4.根据权利要求1所述的自动张紧器，其中

所述摩擦构件具有L形截面，与所述轴向方向垂直的部分在所述轴向方向上接纳所述螺旋弹簧，且与所述轴向方向平行的部分在径向方向上接纳所述弹性元件。

5.根据权利要求1所述的自动张紧器，其中

所述弹性元件和所述摩擦构件通过形成在所述弹性元件和所述摩擦构件上的不规则部分的啮合接合而被锁定在一起。

6.根据权利要求1所述的自动张紧器，其中

所述弹性元件和所述摩擦构件通过粘合剂的粘合或通过钎焊被锁定在一起。

7.根据权利要求1所述的自动张紧器，其中：

所述摩擦构件由合成树脂制成；并且

所述摩擦构件和所述弹性元件一体形成。

8.根据权利要求1所述的自动张紧器，进一步包括：

螺旋弹簧支承构件，所述螺旋弹簧支承构件抑制在所述弹性元件的一端的附近所述螺旋弹簧的姿态倾斜，其中

所述螺旋弹簧支承构件设置在所述摩擦构件和所述螺旋弹簧之间。

9.根据权利要求8所述的自动张紧器，其中

所述螺旋弹簧支承构件被固定到所述摩擦构件。

10.根据权利要求8所述的自动张紧器，其中

以所述自动张紧器的轴线为基准，所述螺旋弹簧支承构件设置在与所述螺旋弹簧的与所述弹性元件的所述一端邻接的端部从所述旋转构件和所述基部中的一个接收的载荷的方向相同的方向上。

11.根据权利要求8所述的自动张紧器，其中

所述螺旋弹簧支承构件设置在离所述螺旋弹簧的在所述螺旋弹簧支承构件与所述弹性构件的所述一端邻接处的端部70°至100°的范围内。

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