CN109416110A - 辅机驱动带系统具备的自动张紧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及辅机驱动带系统具备的自动张紧器(1)，其特征在于，具有摩擦构件(6)，该摩擦构件(6)沿外筒部(21)的径向夹在基体(2)的外筒部(21)的内周面与臂(3)之间，并卡定于臂(2)，具有能够相对于外筒部(21)的内周面滑动的圆弧面(60)，摩擦构件(6)设置成，在伴随着臂(3)的摆动而相对于外筒部(21)的内周面滑动时，圆弧面(61)停留在通过中心轴(R)的水平面(HP)以上的高度。

Description

辅机驱动带系统具备的自动张紧器

技术领域

本发明涉及对机动车发动机的辅机进行驱动的辅机驱动带系统具备的自动张紧器。

背景技术

在对机动车发动机的辅机进行驱动的带中，由于以发动机燃烧为起因的旋转变动而带张力发生变动。以带张力的变动为起因而产生带滑动，会产生该滑动音或磨损等问题。为了解决该问题，以往，作为即使带张力发生变动也能自动地适度保持带张力并抑制带滑动的发生的机构，采用了自动张紧器。

在机动车发动机的辅机驱动带系统具备的自动张紧器中，特别是带张力增加的情况下，为了使被支承成相对于固定构件(以下，称为基体)转动自如的可动构件(以下，称为臂)的摆动充分地减衰，而具备减衰机构(阻尼机构)。作为减衰机构，多采用例如专利文献1、2公开的所谓干式的减衰机构。干式的减衰机构是将作为阻尼产生构件的摩擦构件设置在基体与臂之间并卡定于臂的结构，通过使摩擦构件与基体的滑动面产生摩擦作用而使臂的摆动减衰。

专利文献1的摩擦构件卡定于臂，沿径向夹持在基体与臂之间。沿臂的摆动轴方向观察时，该摩擦构件形成为大致扇形形状。专利文献1的摩擦构件的滑动面是能够与基体的外筒部的内周面滑动接触的圆弧面。

专利文献2的摩擦构件卡定于臂，通过沿臂的摆动轴方向压缩的螺旋弹簧而向基体(详细而言，固定于基体的摩擦构件安装板)压紧。该摩擦构件沿轴向观察时形成为环状。专利文献2的摩擦构件的滑动面是能够与基体(摩擦构件安装板)滑动接触的环状面。

在机动车发动机的辅机驱动带系统具备的上述的自动张紧器中，伴随着带的张力变化而臂激烈地摆动。伴随着该臂的摆动，摩擦构件相对于基体激烈地滑动。作为阻尼产生构件的摩擦构件由于在该滑动面反复产生的摩擦作用而逐渐磨损并磨薄。当摩擦构件的滑动面的至少一部分提前磨损时，难以确保使臂的摆动减衰的效果，自动张紧器可能会提前到达寿命。而且，以摩擦构件的滑动面的磨损为起因，关于摆动轴的轴承，沿轴向观察时在摩擦构件的滑动面(磨损面)侧也会承受偏载荷而产生偏磨损，臂向该方向倾斜。当臂的倾斜变得显著时(例如超过1°时)，在辅机驱动带系统产生的不对中变得显著。因此，带从张紧轮承受大的侧压，最差的情况下，从张紧轮脱落，自动张紧器可能会提前到达寿命。

另外，机动车发动机的辅机驱动带系统具备的自动张紧器有时会遭受到泥水等水介质，例如专利文献1、2公开的实施方式那样存在泥水等水介质从形成在基体的圆筒部(开口侧的前端部)与臂之间的环状间隙浸入的情况。因此，根据情况的不同，有时会在摩擦构件的滑动面与基体之间介有泥水等水介质所含有的异物。由于介有该异物，即便采用耐磨损性优异的摩擦构件作为阻尼产生构件，与未介有异物的情况相比，摩擦构件的滑动面也会提前磨损，引起前述的问题，结果是自动张紧器可能会提前到达寿命。

作为用于应对该课题的手段，已知有在泥水等水介质浸入的路径(前述的环状间隙)配置密封构件，由此能够防止异物从外部浸入到自动张紧器主体内部的技术(例如，专利文献3、4)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015-125691号公报

专利文献2：日本国特开2003-083405号公报

专利文献3：日本国特开2006-162006号公报

专利文献4：日本国特开2006-057743号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，专利文献3、4的自动张紧器虽然能够解决在摩擦构件的滑动面与基体之间介有异物的问题，但是对于密封构件，需要充分考虑的关于材料或形状的专用设计，以确保耐久性并极力避免给臂的摆动运动造成阻力，因此相应地自动张紧器的制造成本增加。

因此，本发明鉴于前述的问题点而作出，本发明的目的在于提供一种辅机驱动带系统具备的自动张紧器，即使不具备密封构件，也能防止在摩擦构件与对方面之间的滑动面介有异物的情况，抑制摩擦构件的滑动面的提前磨损，能够确保自动张紧器的耐久性。

用于解决课题的方案

本发明的辅机驱动带系统具备的自动张紧器具有以下的特征。

即，本发明的辅机驱动带系统具备的自动张紧器具备：基体，具有圆筒部；臂，被支承成相对于所述基体以所述圆筒部的内周面的中心轴为中心转动自如；张紧轮，旋转自如地设置于所述臂，并绕挂有带；摩擦构件，沿所述圆筒部的径向夹在所述圆筒部的内周面与所述臂之间，并卡定于所述臂，具有能够相对于所述圆筒部的内周面滑动的圆弧面；及螺旋弹簧，以使所述臂相对于所述基体向一个方向转动的方式对所述臂施力，在绕挂于所述张紧轮的所述带的张力变化而所述臂摆动时，通过使所述圆弧面与所述圆筒部的内周面之间产生摩擦力而使所述臂的摆动减衰。

在该辅机驱动带系统具备的自动张紧器中，所述摩擦构件设置成，在伴随着所述臂的摆动而相对于所述圆筒部的内周面滑动时，所述圆弧面停留在通过所述中心轴的水平面以上的高度。

根据该结构，卡定于臂的作为阻尼产生构件的摩擦构件设置成，在伴随着臂的摆动而相对于对方面(基体的圆筒部的内周面)滑动时，摩擦构件的圆弧面(滑动面)停留在通过基体的圆筒部的内周面的中心轴的水平面以上的高度。

通常，在辅机驱动带系统具备的自动张紧器中，臂激烈地摆动，但是臂的摆动幅度自身比较小(最大为大致10°)。因此，能够实现在臂摆动时摩擦构件的圆弧面(滑动面)停留在通过基体的圆筒部的内周面的中心轴的水平面以上的高度的设置。

通常，自动张紧器的基体固定于发动机体等的大致沿铅垂方向的面。因此，在自动张紧器遭遇到泥水等水介质的环境下，从基体的圆筒部与臂之间的间隙浸入的泥水等水介质包含的异物在基体的圆筒部的内周面中，未堆积于比通过中心轴的水平面靠上方的部分，而堆积于比通过中心轴的水平面靠下方的部分。

因此，能够防止在摩擦构件的圆弧面(滑动面)与基体的圆筒部的内周面之间介有异物的情况。其结果是，即使不具备密封构件，也能抑制摩擦构件的圆弧面(滑动面)的提前磨损，能够确保自动张紧器的耐久性。

在本发明的辅机驱动带系统具备的自动张紧器中，优选的是，所述摩擦构件设置成，沿所述中心轴方向观察时，所述圆弧面的中心角小于150°，并且，在向所述带施加了规定的初始张力的时刻，沿所述中心轴方向观察时，所述圆筒部的内周面的最上部的位置与所述圆弧面的中央部的中心角为10°的区域接触。

在带为多楔带或齿形带等具有与滑轮的槽卡合的突起的类型的情况下，从施加了初始张力的瞬间开始带张力下降，然后稳定。而且，初始张力在带为基准尺寸这样的前提下设定。然而，在带的制造时，带长在容许值内变动。带长比基准尺寸越短，则初始张力越升高，之后的稳定的张力也越升高。

即使这样的初始张力施加后的带张力的下降和带长的变动存在，带张力稳定的状态下的摩擦构件的位置也停留在向基准尺寸的带施加了规定的初始张力的时刻的从摩擦构件的位置绕中心轴为大致±5°的范围内。而且，臂的摆动幅度为大致10°以下。

本发明的摩擦构件设置成，沿中心轴方向观察时，圆弧面的中心角小于150°，并且，在向带施加了规定的初始张力的时刻，沿中心轴方向观察时，基体的圆筒部的内周面的最上部的位置与圆弧面的中央部的中心角为10°的区域接触。因此，能够可靠地实现在臂摆动时摩擦构件的圆弧面停留在通过中心轴的水平面以上的高度的结构。而且，即使初始张力施加后的带张力的下降和带长的变动存在，在臂摆动时，也能够使沿中心轴方向观察的摩擦构件的圆弧面的中间的位置成为与基体的圆筒部的内周面的最上部接近的位置。在圆弧面的圆弧的长度相同的情况下进行比较时，圆弧面的中间的位置越接近圆筒部的内周面的最上部的位置，则圆弧面的最下端处于越高的位置。圆弧面的最下端越高，则异物越难以进入圆弧面与基体的圆筒部的内周面之间，即使进入也容易向下方扫出。因此，能够更可靠地防止异物介于摩擦构件的圆弧面(滑动面)与基体的圆筒部的内周面之间的情况。

发明效果

根据上述结构，能够提供一种辅机驱动带系统具备的自动张紧器，即使不具备密封构件，也能防止在摩擦构件与对方面之间的滑动面介有异物的情况，能够抑制摩擦构件的滑动面的提前磨损，确保自动张紧器的耐久性。

附图说明

图1是本发明的实施方式的辅机驱动带系统的结构图。

图2是图1的A-A线剖视图。

图3是在图1中组合有图2的B-B线剖视图的图，是表示带张力稳定的状态的图。

图4是表示在图1中组合有图2的B-B线剖视图的图，是表示施加了初始张力的状态的图。

图5(a)是表示在带张力增加时作用于摩擦构件的力的图，图5(b)是表示在带张力减少时作用于摩擦构件的力的图。

图6是试验用带系统的结构图。

图7(a)是表示第一带系统中的带张力增加而摩擦构件滑动的状态的图，图7(b)是表示第一带系统中的带张力减少而摩擦构件滑动的状态的图，图7(c)是表示第二带系统中的带张力增加而摩擦构件滑动的状态的图，图7(d)是表示第二带系统中的带张力减少而摩擦构件滑动的状态的图。

图8是用于说明臂倾斜量的计算方法的图。

图9是表示实施例2和比较例1的臂的倾斜量与试验时间之间的关系的坐标图。

具体实施方式

接下来，说明本发明的实施方式。图1是应用了本发明的机动车发动机的辅机驱动带系统的一例。辅机驱动带系统100具备：固定于曲轴的曲轴滑轮101；与交流发电机(ALT)连接的ALT滑轮102；与水泵(WP)连接的WP滑轮103；与空调压缩机(AC)连接的AC滑轮104；及自动张紧器1。发动机的输出经由1条带105从曲轴滑轮101顺时针地向ALT滑轮102、WP滑轮103、AC滑轮104分别传递，对各辅机(交流发电机、水泵、空调压缩机)进行驱动。自动张紧器1以自动张紧器1的张紧轮4与曲轴滑轮101与ALT滑轮102的带跨距间接触的方式设置。带105是例如多楔带、V形带、齿形带、平带等传动带。

如图2所示，自动张紧器1具备：基体2；被支承成相对于该基体2以轴R(中心轴)为中心转动自如的臂3；在该臂3设置成旋转自如的张紧轮4；螺旋弹簧5；及摩擦构件6。自动张紧器1具有使臂3的摆动减衰的干式的减衰机构，减衰机构具有摩擦构件6作为使臂3的摆动减衰的阻尼产生构件。此外，将图2的右方向定义为前方向，将图2的左方向定义为后方向。而且，将以轴R为中心的径向简单定义为径向，将以轴R为中心的周向简单定义为周向。

基体2具备：固定于发动机体106的环状的底座部20；从底座部20的外缘部向前方延伸的外筒部(圆筒部)21；及从底座部20的中央部向前方延伸的内筒部22。基体2由例如铝合金铸件等金属形成。底座部20经由螺栓或销而固定于发动机体106。发动机体106的供底座部20固定的面为大致铅垂面。沿前后方向延伸的摆动轴8经由轴承7而转动自如地插通于内筒部22的内侧。轴R是摆动轴8的中心轴。轴R通过外筒部21的内周面的中心。

在内筒部22及臂3的后述的突出部31与外筒部21之间形成有弹簧收容室9。在该弹簧收容室9配置螺旋弹簧5。螺旋弹簧5从后端部朝向前端部沿X方向呈螺旋状地卷绕。螺旋弹簧5的后端部保持于基体2。

臂3具备在基体2的外筒部21的前方配置的圆盘部30、从圆盘部30的中央部向后方延伸的突出部31及从圆盘部30的外缘的一部分伸出形成的滑轮支承部32。该臂3也与前述的基体2同样地由例如铝合金铸件等金属形成。

在圆盘部30和突出部31的中央部形成有沿前后方向延伸的孔，摆动轴8以不能相对旋转的方式插入于该孔。因此，臂3经由摆动轴8而转动自如地支承于基体2。

在滑轮支承部32安装有旋转自如的张紧轮4。在张紧轮4绕挂有带105。伴随着带105的张力的增减而张紧轮4(及臂3)以轴R为中心摆动。此外，图2中，张紧轮4的内部结构省略显示。

在圆盘部30的后表面的外缘附近与基体2的外筒部21的前端部之间形成有环状间隙30a。环状间隙30a通过在圆盘部30的后表面的外缘附近形成的环状的槽内收容基体2的外筒部21的前端部而形成。环状间隙30a的一部分沿着与轴R正交的方向。而且，在圆盘部30的后表面中，比突出部31靠径向外侧且比环状间隙30a靠径向内侧的部分形成为与轴R垂直的平坦状。

突出部31形成为大致圆筒状。如图3所示，在突出部31的前侧部分形成有扇形形状的切口。该切口的周向两侧通过卡定面31a和接触面31b构成。此外，图3是将图2所示的B-B线剖视图与图1组合而成的图。沿轴R方向观察时，卡定面31a与通过卡定面31a的任意的点和轴R的直线交叉。即，卡定面31a相对于径向倾斜。更详细而言，卡定面31a以越朝向径向外侧而越朝向X方向的方式相对于径向倾斜。而且，接触面31b以越朝向径向外侧而越朝向X方向的反方向的方式相对于径向倾斜。

摩擦构件6沿径向夹持在基体2的外筒部21的内周面与臂3的突出部31之间。摩擦构件6的前后方向长度与卡定面31a及接触面31b的前后方向长度大致相同。摩擦构件6的前后方向长度优选为螺旋弹簧5的线径的1.2倍～3倍左右。摩擦构件6的前表面为平坦状，其整面或一部分与臂3的圆盘部30的后表面接触。

摩擦构件6由例如在合成树脂中混合有纤维、填充剂、固体润滑材料等的高润滑性的材料形成。作为构成摩擦构件6的合成树脂，可使用例如聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚四氟乙烯树脂、聚苯硫醚树脂、超高分子量聚乙烯树脂等热塑性树脂，或者酚醛树脂等热固化性树脂。此外，摩擦构件6只要前表面和后述的圆弧面60由上述的材料构成即可，也可以包含上述以外的材料。

摩擦构件6的与轴R正交的截面形状为大致扇形形状，摩擦构件6具有圆弧面60、与该圆弧面60相对的卡定面61及沿周向相对的2个侧面62、63。卡定面61与臂3的突出部31的卡定面31a接触。2个侧面62、63中的X方向的反方向侧的侧面63的径向内侧端部与臂3的突出部31的接触面31b接触。摩擦构件6通过卡定面61和侧面63而卡定于臂3。沿轴R方向观察时，圆弧面60的圆弧的中心与轴R一致，圆弧面60形成为与外筒部21的内周面大致相同的曲率。圆弧面60能够沿外筒部21的内周面滑动。在带105的张力变化而且臂3以轴R为中心摆动时，摩擦构件6以轴R为中心而相对于外筒部21的内周面滑动相同角度。在带105的张力增加的情况下，臂3向图3所示的箭头X方向的反方向转动。在带105的张力减少的情况下，臂3向图3所示的箭头X方向转动。在本说明书中，将在带105的张力增加的情况下摆动的角度与在带105的张力减少的情况下摆动的角度合在一起的角度称为臂3的摆动幅度。摩擦构件6以轴R为中心滑动的角度(以下，称为滑动幅度)与臂3的摆动幅度相等。臂3的摆动幅度为大致10°以下。此外，在一般的机动车发动机的辅机驱动带系统的自动张紧器中，臂的摆动幅度也大致为10°以下。摩擦构件6使圆弧面60与外筒部21的内周面之间的滑动面产生摩擦作用，由此使臂3的摆动减衰。

摩擦构件6设置成，在摩擦构件6伴随着臂3的摆动而相对于外筒部21的内周面滑动时，圆弧面60停留在通过轴R的水平面HP以上的高度。沿轴R方向观察时，圆弧面60的中心角θ优选小于170°。沿轴R方向观察时，圆弧面60的中心角θ更优选小于150°。而且，在摩擦构件6的圆弧面60与外筒部21的内周面之间未介有异物的情况下，为了抑制摩擦构件6的圆弧面60(滑动面)的提前磨损，可考虑沿轴R方向观察时的关于圆弧面60的中心角θ的下限值。沿轴R方向观察的关于圆弧面60的中心角θ的下限值的优选值特别是根据构成摩擦构件6的圆弧面60的部分的材质而不同。在构成摩擦构件6的圆弧面60的部分的材质为例如聚酰胺树脂(PA6T)的情况下，沿轴R方向观察的圆弧面60的中心角θ的下限值可以设为30°左右。在图3中，圆弧面60的中心角θ为43°。

在带105为多楔带的情况下，从施加了规定的初始张力(例如330N)的瞬间开始，带105向与肋嵴卡合的各滑轮101、102及104的周向槽的底方向进一步稍微沉入变形。在该过程中，带张力稍微下降。然后，在带105与各滑轮的卡合状态平顺的阶段(例如适应走带结束时刻)，以大致恒定的张力稳定。此外，带105在V形带及齿形带等的平带以外的传动带的情况下也同样地在施加了规定的初始张力之后，带张力下降，然后稳定。

图4示出向带105施加了规定的初始张力的状态。图3示出初始张力施加后的适应走带结束而带张力稳定的状态。在初始张力施加后，带张力下降时，臂3及摩擦构件6向箭头X方向转动。

本实施方式(图3及图4)是带105的带长为基准尺寸时的例子。在制造阶段，带长在容许值内变动。例如，在带长1555mm的多楔带的情况下，容许值为基准尺寸±8mm。规定的初始张力在带长为基准尺寸这样的前提下设定。因此，当带长比基准尺寸长时，与带长为基准尺寸的情况相比，初始张力降低，适应走带后的稳定的张力也降低。反之，在带长比基准尺寸短的情况下，与带长为基准尺寸的情况相比，初始张力升高，适应走带后的稳定的张力也升高。

在带长比基准尺寸长的情况下，带张力稳定的时刻的臂3及摩擦构件6的位置成为相对于带长为基准尺寸时的带张力稳定的时刻的臂3及摩擦构件6的位置而沿箭头X方向发生了偏离的位置。带长在容许值内为最大时的带张力稳定的时刻的臂3及摩擦构件6的位置成为相对于带长为基准尺寸时的施加了初始张力的时刻的臂3及摩擦构件6的位置而沿箭头X方向偏离了5°以内的位置。

在带长比基准尺寸短的情况下，带张力稳定的时刻的臂3及摩擦构件6的位置成为相对于带长为基准尺寸时的带张力稳定的时刻的臂3及摩擦构件6的位置而向箭头X方向的相反方向发生了偏离的位置。带长在容许值内为最大时的带张力稳定的时刻的臂3及摩擦构件6的位置存在相对于带长为基准尺寸时的施加了初始张力的时刻的臂3及摩擦构件6的位置而向箭头X方向的相反方向偏离的情况。该角度最大也不满足5°。

在此，如图4所示，沿轴R方向观察时的圆弧面60的中央部即中心角为10°的区域设为中央区域60c。考虑到初始张力施加后的带张力的下降和带长的变动时，摩擦构件6优选设置成，在向带105施加了规定的初始张力的时刻，沿轴R方向观察时，外筒部21的内周面的最上部的位置21t与圆弧面60的中央区域60c接触。在图4中，摩擦构件6设置成在外筒部21的内周面的最上部的位置21t与沿轴R方向观察时圆弧面60的中间的位置接触，但是摩擦构件6的位置并不局限于此。

为了实现在向带105施加了规定的初始张力的状态下外筒部21的最上部的位置21t与摩擦构件6的圆弧面60的中央区域60c接触的结构，作为确定辅机驱动带系统100的布局时进行的具体的动作，存在以下的两种。在基体2的向发动机体106的固定位置确定的情况下，以调整突出部31的卡定面31a和接触面31b的位置及螺旋弹簧5的前端部的位置而成为上述的结构的方式配置摩擦构件6。在基体2的固定位置未确定的情况下，以张紧轮4的旋转轴的轴心为中心而沿周向移动轴R的位置，以使摩擦构件6成为上述的结构的方式将基体2固定于发动机体106。

摩擦构件6的卡定面61与圆弧面60相比在周向上位于X方向侧。而且，卡定面61以越朝向径向外侧则越朝向X方向侧的方式相对于径向倾斜。2个侧面62、63以越朝向径向外侧则越朝向X方向的反方向侧的方式相对于径向倾斜。侧面62、63中的X方向侧的侧面62与卡定面61大致正交。

在外力未作用于摩擦构件6的状态下，从卡定面61至圆弧面60的与卡定面61正交的方向的长度稍大于从臂3的卡定面31a至基体2的外筒部21的内周面的与卡定面31a正交的方向的间隔。因此，摩擦构件6以沿着与卡定面61大致正交的方向被稍压缩的状态配置在臂3的突出部31与基体2的外筒部21之间。

在摩擦构件6的后表面形成有对螺旋弹簧5的前端部进行保持的保持槽64。螺旋弹簧5的前端部与后端部同样，在前端附近弯折，比弯折部靠前端侧的部分呈直线状地延伸。该直线状的部分由保持槽64保持。保持槽64相比卡定面61位于径向外侧处且在周向上相比卡定面61位于X方向的反方向侧处。

螺旋弹簧5以沿轴R方向压缩的状态配置。因此，螺旋弹簧5通过轴R方向的弹性复原力，将摩擦构件6压紧于臂3的圆盘部30的后表面。

另外，螺旋弹簧5以沿扩径方向扭转的状态配置。因此，螺旋弹簧5通过周向的弹性复原力，经由摩擦构件6以使臂3向X方向、即将张紧轮4向带105压紧而使带105的张力增加的方向转动的方式对臂3施力。

接下来，说明自动张紧器1的动作。

在带105的张力增加的情况下，臂3克服螺旋弹簧5的周向的作用力，向图5(a)所示的箭头A方向(X方向的反方向)转动。摩擦构件6从臂3的卡定面31a承受力Fa而向箭头A方向转动，摩擦构件6的圆弧面60与基体2的外筒部21的内周面进行滑动。

摩擦构件6的圆弧面60与摩擦构件6的卡定面61相比在周向上位于X方向的反方向侧(箭头A方向侧)。此外，在本实施方式中，卡定面61的任意的点处的以轴R为中心的圆周的切线方向(以下，简称为“切线方向”)与圆弧面60交叉。摩擦构件6的卡定面61从臂3承受的力Fa是卡定面61的切线方向的力，因此在从卡定面61至力Fa的方向的直线上存在有圆弧面60。因此，能够将摩擦构件6的卡定面61从臂3承受的力Fa用作将摩擦构件6的圆弧面60向基体2的外筒部21的内周面压紧的力。

另外，摩擦构件6受到使螺旋弹簧5向扩径方向扭转变形而产生的弹性复原力(以下，称为“扭转复原力”。)Fs。扭转复原力Fs是X方向的分力Fs1与缩径方向的分力Fs2的合力。

因此，从臂3受到的力Fa与螺旋弹簧5的扭转复原力Fs的合力Fr作用于摩擦构件6。力Fa比扭转复原力Fs大，因此合力Fr成为朝径向外方的力，摩擦构件6的圆弧面60被合力Fr向基体2的外筒部21的内周面压紧。因此，能够使摩擦构件6的圆弧面60与基体2的外筒部21的内周面之间产生大的摩擦力，能够产生使臂3的摆动充分减衰那样大的减衰力。

反之，在带105的张力减少的情况下，通过螺旋弹簧5的扭转复原力，使臂3向图5(b)所示的箭头B方向(与X方向相同的方向)转动，张紧轮4以使带张力恢复的方式摆动。摩擦构件6从螺旋弹簧5受到扭转复原力Fs而向箭头B方向转动，摩擦构件6的圆弧面60与基体2的外筒部21的内周面滑动。摩擦构件6被扭转复原力Fs的缩径方向的分力Fs2向径向内侧施力，因此在摩擦构件6的圆弧面60与基体2的外筒部21的内周面之间产生的摩擦力小。

假设圆弧面60的X方向侧端部延伸至卡定面61的周向范围的情况下，通过螺旋弹簧5的扭转复原力Fs的周向的分力Fs1，将摩擦构件6的圆弧面60向外筒部21的内周面压紧，但是在本实施方式中，摩擦构件6的圆弧面60与摩擦构件6的卡定面61相比在周向上位于X方向的反方向侧，因此不会通过螺旋弹簧5的扭转复原力Fs的周向的分力Fs1将摩擦构件6的圆弧面60向外筒部21的内周面压紧，能够防止摩擦构件6的圆弧面60与外筒部21的内周面之间的摩擦力的增加。

因此，在摩擦构件6的圆弧面60与基体2的外筒部21的内周面之间产生比臂3向箭头A方向转动时小的摩擦力，因此臂3能够充分地承受螺旋弹簧5的扭转复原力，能够使臂3的摆动充分地追随于带张力的减少。在这样带张力增加的情况下和减少的情况下产生的摩擦力的大小不同，自动张紧器1具有非对称的减衰特性(非对称阻尼特性)。

如上所述，与臂3卡定的作为阻尼产生构件的摩擦构件6设置成，在伴随着臂3的摆动而相对于对方面(基体2的外筒部21的内周面)滑动时，摩擦构件6的圆弧面60(滑动面)停留在通过基体2的外筒部21的内周面的中心轴(轴R)的水平面HP以上的高度。

通常，在辅机驱动带系统具备的自动张紧器中，臂激烈地摆动，但是臂的摆动幅度自身比较小(最大为大致10°)。因此，能够实现在臂3摆动时摩擦构件6的圆弧面60(滑动面)停留在通过基体2的外筒部21的内周面的中心轴(轴R)的水平面HP以上的高度的设置。

通常，自动张紧器的基体固定在发动机体等的大致沿铅垂方向的面上。因此，在自动张紧器1遭受到泥水等水介质的环境下，从形成在基体2的外筒部21与臂3之间的环状间隙30a浸入的泥水等水介质含有的异物M虽然其一部分从下方的环状间隙30a向外部脱落，但是剩余的异物M堆积于基体2的外筒部21的内周面(参照图3)。异物M在基体2的外筒部21的内周面中未堆积于比通过轴R的水平面HP靠上方的部分，而堆积于比通过轴R的水平面HP靠下方的部分。

因此，摩擦构件6的圆弧面60(滑动面)在基体2的外筒部21的内周面中不会与异物M堆积的部分接触。而且，即使异物M进入摩擦构件6的圆弧面60(滑动面)与对方面(基体2的外筒部21的内周面)之间，异物M也容易被向下方扫出。由此，能够防止在摩擦构件6的圆弧面60(滑动面)与基体2的外筒部21的内周面之间介有异物M的情况。其结果是，即使不具备密封构件，也能抑制摩擦构件6的圆弧面60(滑动面)的提前磨损，能够确保自动张紧器1的耐久性。

在带105是多楔带或齿形带等的具有与滑轮的槽卡合的突起的类型的情况下，从被施加初始张力的瞬间开始带张力下降，然后稳定。而且，初始张力在带105为基准尺寸这样的前提下设定。然而，在带105的制造时，带长在容许值内变动。带长比基准尺寸越短，初始张力越高，之后的稳定的张力也越高。

即使这样的初始张力施加后的带张力的下降和带长的变动存在，带张力稳定的状态下的摩擦构件6的位置也会停留在从向基准尺寸的带105施加了规定的初始张力的时刻的距摩擦构件6的位置起绕轴R旋转大致±5°的范围内。此外，臂3的摆动幅度为大致10°以下。

摩擦构件6设置为，沿轴R方向观察的圆弧面60的中心角小于150°，且在向带105施加了规定的初始张力的时刻沿轴R方向的基体2的外筒部21的内周面的最上部的位置21t与圆弧面60的中央部的中心角为10°的区域60c接触。因此，在臂3摆动时，能够可靠地实现摩擦构件6的圆弧面60停留在通过轴R的水平面HP以上的高度的结构。而且，即使初始张力施加后的带张力的下降和带长的变动存在，在臂3摆动时，也能够使沿轴R方向观察的摩擦构件6的圆弧面60的中间的位置成为与基体2的外筒部21的内周面的最上部接近的位置。在圆弧面60的圆弧的长度相同的情况下进行比较时，圆弧面60的中间的位置越接近外筒部21的内周面的最上部的位置21t，则圆弧面60的最下端处于越高的位置。圆弧面60的最下端越高，则异物M越难以进入圆弧面60与基体2的外筒部21的内周面之间，即使进入也容易向下方扫出。因此，能够更可靠地防止在摩擦构件6的圆弧面60(滑动面)与基体2的外筒部21的内周面之间介有异物M的情况。

以上，说明了本发明的优选的实施方式，但是本发明并不局限于上述的实施方式，只要在权利要求书记载的范围就能够进行各种变更。

本发明的摩擦构件的圆弧面没有限定为沿圆弧方向连续地与基体的圆筒部的内周面进行滑动接触的1个面。摩擦构件的圆弧面可以通过被分割成沿基体的圆筒部的内周面的周向不连续地滑动接触的多个的圆弧面形成。而且，摩擦构件可以为1个单体，也可以为沿圆弧方向分割成多个的连结体。

在本发明的辅机驱动带系统具备的自动张紧器中，摩擦构件可以不用沿轴向被压紧于臂。

本发明的辅机驱动带系统具备的自动张紧器可以是具有对称的减衰特性的自动张紧器。

将本发明的辅机驱动带系统具备的自动张紧器的基体部固定的对象可以不是发动机体。

实施例

[臂的摆动幅度的确认试验]

进行了用于确认本发明的辅机驱动带系统具备的自动张紧器的臂的摆动幅度的最大值的试验。该试验使用的实施例1的自动张紧器设为与上述实施方式的自动张紧器1相同的结构。摩擦构件(6)的材质为聚酰胺树脂(PA6T)。沿摆动轴(8)的轴心(R)方向观察的圆弧面(60)的中心角(θ)为43°。摩擦构件6的前后方向长度为螺旋弹簧5的线径的约1.4倍。轴承(7)是圆筒状的金属制轴承(所谓金属轴承)。轴承(7)的与摆动轴(8)接触的内周面由含有聚四氟乙烯的润滑材料的树脂组成物(低摩擦材料)构成。带(105)为多楔带(MitsuboshiBelting Ltd.制造)，使用了带名称为6PK1555(K形肋，带宽方向的肋嵴的个数为6，带长(POC)为1555mm，带宽为21.4mm)的带。埋设于带(105)的心线是使用了聚酯帘线的捻线绳。

将实施例1的自动张紧器组装于与图1的辅机驱动带系统100相同的结构的辅机驱动带系统而绕挂了带(105)。带(105)的初始张力为330N。施加了初始张力的状态下的摩擦构件(6)的位置为图4所示的位置。即，沿摆动轴(8)的中心轴(R)方向观察时，摩擦构件(6)的圆弧面(60)的中间的位置与基体(2)的外筒部(21)的内周面的最上部的位置接触。而且，初始张力施加后的适应走带(曲轴滑轮的转速500～800rpm下约5分钟)后的摩擦构件(6)的位置为图3所示的位置。具体而言，沿摆动轴(8)的中心轴(R)方向观察时，摩擦构件(6)的圆弧面(60)的中间的位置为从基体(2)的外筒部(21)的内周面的最上部的位置以中心轴(R)为中心偏移了2°的位置。

臂(3)的摆动幅度在发动机起动时成为最大。因此，进行发动机的起动与停止交替反复的发动机起动试验，测定了发动机起动试验中的臂(3)的摆动幅度。上述的适应走带后，在气氛温度95℃下，发动机的起动与停止交替反复，在发动机起动次数达到50次的时刻，结束试验。发动机的每1次的运转时间(从起动至停止的时间)设为10秒。此外，气氛温度是在实际车辆中，设想了将其带系统包围的恒温槽内温度的温度。而且，每次的发动机起动时的曲轴的转速在0～1800rpm之间变动。臂(3)的摆动幅度通过使用激光位移计，时序地测定张紧轮(4)的旋转轴的轴心绕摆动轴(8)的轴心(轴R)转动的位移量而得到。发动机起动试验50次中的臂(3)的摆动幅度为大致10°(最低为8.5°，最高为10°，50个的平均值为9.5°)。

[泥水滴下耐久试验]

作为本发明的效果验证，进行在自动张紧器遭受到泥水的环境下强制性地使臂摆动的试验，实施了对于摩擦构件的磨损的评价。该试验使用图6所示的试验用带系统200和泥水滴下装置(未图示)进行。试验用带系统200固定于向铅垂上方延伸的1个框架220，该框架220固定于在地板等上固定而大致沿水平方向延伸的架台221。试验用带系统200具有由1个驱动滑轮203同时驱动的2个带系统(第一带系统201和第二带系统202)。2个带系统201、202共有：具有驱动轴204的1个驱动马达；与驱动轴连接的1个驱动滑轮203。第一带系统201具有实施例2的自动张紧器205、从动滑轮206、带207。第二带系统202具有比较例1的自动张紧器208、从动滑轮209、带210。第一带系统201的3个滑轮的位置、第二带系统202的3个滑轮的位置以驱动轴204的轴心为中心而呈点对称。

驱动轴204沿着与框架220正交的方向配置。在从动滑轮206、209上未连接辅机。在驱动滑轮203的外周面上，沿轴向分离设置有并列地绕挂带207、210的2个周向槽。驱动滑轮203为了能够强制性地使自动张紧器205，208的臂3摆动，而设为形成在沿驱动轴204的轴心方向观察时驱动轴204的轴心从驱动滑轮203的中心分离了规定的偏心量d的位置的、所谓偏心滑轮。为了使臂3的摆动幅度(摩擦构件的滑动幅度)成为10°而偏心量d设为4mm。带207、210为多楔带(Mitsuboshi Belting Ltd.制)，使用了带名称为6PK730(K形肋，带宽方向的肋嵴的数为6，带长(POC)为730mm，带宽为21.4mm)的带。埋设于带207、210的心线是使用了聚酯帘线的捻线绳。

实施例2的自动张紧器205及比较例1的自动张紧器208使用了具有与实施例1的自动张紧器相同的结构的自动张紧器。在以下的说明中，自动张紧器205、208的各结构要素使用与上述实施方式相同的标号。实施例2及比较例1的自动张紧器205、208以摩擦构件6的圆弧面60相对于通过轴R的水平面HP的位置互不相同的方式安装于框架220。在以下的说明中，将从水平面HP以轴R为中心向上方分离了角度X°的位置称为水平面HP+X°的位置，将从水平面HP以轴R为中心向下方分离了角度X°的位置称为水平面HP-X°的位置。

实施例2的自动张紧器205在伴随着臂3的摆动而相对于基体2的外筒部21的内周面滑动时，圆弧面60停留在通过轴R的水平面HP以上的高度。具体而言，如图7(a)及图7(b)所示，圆弧面60的最下端停留在水平面HP与水平面HP+10°的位置之间。即，将自动张紧器205向框架220安装成：如图7(b)所示，在带207的张力减少而摩擦构件6的圆弧面60沿X方向最大地滑动时，摩擦构件6的圆弧面60的最下端位于水平面HP上，如图7(a)所示，在带207的张力增加而摩擦构件6的圆弧面60向X方向的反方向最大地滑动时，摩擦构件6的圆弧面60的最下端处于水平面HP+10°的位置。

比较例1的自动张紧器208在伴随着臂3的摆动而相对于基体2的外筒部21的内周面滑动时，沿轴R方向观察下，圆弧面60停留在通过轴R的水平面HP以下的高度。具体而言，如图7(c)及图7(d)所示，圆弧面60的最上端停留在水平面HP与水平面HP-10°的位置之间。即，将自动张紧器208向框架220安装成：如图7(d)所示，在带207的张力减少而摩擦构件6的圆弧面60沿X方向最大地滑动时，摩擦构件6的圆弧面60的最上端位于水平面HP上，如图7(c)所示，在带207的张力增加而摩擦构件6的圆弧面60向X方向的反方向最大地滑动时，摩擦构件6的圆弧面60的最上端处于水平面HP-10°的位置。

泥水滴下装置具有2个泥水滴下管嘴211、212。在实施例2及比较例1的自动张紧器205、208的基体2的外筒部21与臂3之间形成的环状间隙30a的上方分别配置2个泥水滴下管嘴211、212，每单位时间能够使大致一定容量的泥水浸入到自动张紧器205、208的内部(外筒部21的内侧)。泥水的滴下的方式如点滴装置那样为重力落下式。作为泥水，使用了将按照JIS Z8901：2006确定的试验用粉体(JIS8种：KANTO loam烧成品)以5重量％浓度分散于水的悬浊液。

试验在气氛温度95℃下进行。带207、210的初始张力为330N。从施加初始张力开始，进行适应走带(10秒左右)，使驱动滑轮203停止之后，在5分钟滴下500cc的泥水。在泥水滴下停止之后，使驱动滑轮203顺时针地以转速1200rpm驱动了25分钟。将泥水的滴下(5分钟)和驱动滑轮203的驱动(25分钟)作为1个周期，反复进行了合计7个周期。然后，使驱动滑轮203以转速1200rpm连续地驱动12小时。在此期间，泥水含有的水介质逐渐蒸发，仅异物(固态部分)堆积在基体2的外筒部21内。

在使驱动滑轮203刚停止之后，将实施例2及比较例1的自动张紧器205、208从框架220拆卸，关于后述的3个评价项目进行了判定。评价不使自动张紧器205、208分解而进行。评价所需的时间为约0.5小时。即，从最初的泥水滴下至评价为止的合计时间为16小时。只要评价为A(合格)，以后就反复进行上述的操作(总计16小时的操作)直至目标试验时间达到300小时(相当于实际车辆寿命)为止。在达到300小时的情况下，摩擦构件6成为往复滑动约2000万次的计算。而且，在将实施例2及比较例1的自动张紧器205、208向框架220固定之前，进行关于3个评价项目的测定，测定了试验前的初始值。

<评价方法：臂倾斜量>

第一个评价项目是臂的倾斜量。如果自动张紧器不分解，则摩擦构件6的圆弧面60的磨损程度无法评价。因此，作为摩擦构件6的圆弧面60的磨损程度的替代特性而测定了臂3的向圆弧面60侧的倾斜量。具体而言，通过测定以下的A尺寸及B尺寸，计算了臂3的倾斜量[°]。如图8所示，将臂3倾斜前的摆动轴8的中心轴设为轴R0，将臂倾斜后的摆动轴8的中心轴设为轴R1。A尺寸设为沿轴R0(或轴R1)方向观察下将摩擦构件6的圆弧面60沿圆弧方向进行二等分的周向位置处的、从臂3的前表面外缘沿轴R0方向直至基体2的底座部20的后表面外缘的高度尺寸。B尺寸设为沿轴R0(或轴R1)方向观察下从A尺寸的测定位置分离了180°的周向位置处的、从臂3的前表面外缘沿轴R0方向直至基体2的底座部20的后表面外缘的高度尺寸。此外，本发明中的“基体的圆筒部的中心轴”并不局限于轴R0，也可以为轴R1。

在臂的倾斜量为1°以下且臂倾斜量的增加平缓的情况下，评价为A(合格)，在臂的倾斜量超过1°的情况下，评价为C(不合格)，在臂的倾斜量为1°以下且臂倾斜量的增加显著的情况下，评价为B(要注意)。

<评价方法：减衰扭矩>

第二个评价项目为减衰扭矩。关于实施例2及比较例1的自动张紧器205、208，使用扭矩测定装置进行扭矩测定，得到扭矩曲线(表示臂转动角度与减衰扭矩之间的关系的线图)，从该扭矩曲线读取了在螺旋弹簧5的组装时使臂3转动的角度(以下，称为臂转动角度，例如60°)下的减衰扭矩的幅度[N·m]。在此，减衰扭矩的幅度[N·m]是指任意的臂转动角度(例如60°)下的从使带松缓的方向的减衰扭矩[N·m]减去使带张紧的方向的减衰扭矩[N·m]的值。

在减衰扭矩的幅度为4N·m以上且扭矩曲线没有紊乱的情况下，评价为A(合格)。在上述幅度小于4N·m的情况下，评价为C(不合格)。在虽然上述幅度为4N·m以上但是在扭矩曲线观察到紊乱的情况下，评价为B(要注意)。

<评价方法：弹簧扭矩>

第三个评价项目为弹簧扭矩。关于实施例2及比较例1的自动张紧器205、208，以通过关于上述减衰扭矩的评价而得到的扭矩曲线为基础，通过运算而计算了螺旋弹簧5的组装时的臂转动角度(螺旋弹簧5的扭转角度，例如60°)下的螺旋弹簧5的扭矩[N·m]。

在扭矩[N·m]为20N·m以上且28N·m以下的情况下，评价为A(合格)，在小于20N·m或者超过28N·m的情况下，评价为C(不合格)。

<评价结果：臂倾斜量>

图9是表示实施例2和比较例1的臂的倾斜量[°]与试验时间之间的关系的坐标图。实施例2将试验持续至不仅目标试验时间为300小时而且直至390小时，但是臂倾斜量相对于试验前的初始值(稍大于0.3°)而在大致0.4°～0.5°的范围内始终稳定，具有富余度而成为评价A(合格)的评价结果。

在390小时的试验结束后，将自动张紧器205分解，通过目视确认了摩擦构件6的圆弧面60的磨损状态、与圆弧面60相对的基体2的外筒部21的内周面的状态等。其结果是，圆弧面60的磨损深度(最大)为仅仅为0.15mm没有问题的水平。而且，在基体2的外筒部21的内周面中的与圆弧面60相对的部分，未观察到异物的堆积。

另一方面，比较例1仅仅为32小时(摩擦构件6的滑动：约200万次往复)，臂倾斜量达到0.6°，确认到从试验前的初始值(0.4°强)的增加显著(评价B)。因此，在该时刻中止试验。

在32小时结束了试验之后，将自动张紧器208分解，通过目视确认了摩擦构件6的圆弧面60的磨损状态、与圆弧面60相对的基体2的外筒部21的内周面的状态等的结果是，圆弧面60的磨损深度(最大)达到0.25mm，如果考虑试验时间，则与实施例2相比，磨损显著，成为了应视为问题的水平。而且，在基体2的外筒部21的内周面中的与圆弧面60相对的部分确认到相当量的异物的堆积。

此外，在不中止试验而照原样继续试验的情况下，臂的倾斜量达到1°的试验时间推定为仅仅是70小时，此时的摩擦构件6的圆弧面60的磨损深度(最大)推定为也达到0.40mm。

这样，实施例2与比较例1相比可知，摩擦构件6对于圆弧面60的磨损抑制效果显著。

<评价结果：减衰扭矩>

实施例2的减衰扭矩的幅度相对于试验前的初始值(10N·m)，在试验中以稳定的值(大致5～7N·m)推移，且在试验中途测定的扭矩曲线也未观察到紊乱(评价A)。

另一方面，在比较例1中，减衰扭矩的幅度与实施例2同样没有问题，但是在试验中途测定的扭矩曲线观察到紊乱(评价B)。这考虑是因为在摩擦构件6的圆弧面60与基体2的外筒部21的内周面之间介有异物的缘故。

<评价结果：弹簧扭矩>

实施例2及比较例1都是弹簧扭矩的值相对于试验前的初始值(25N·m)，在试验中以稳定的值(大致22～23N·m)推移(评价A)。

本申请基于在2016年6月27日提出申请的日本专利申请2016-126315、及在2017年6月8日提出申请的日本专利申请2017-113115，将其内容作为参照而援引于此。

标号说明

1 自动张紧器

2 基体

3 臂

4 张紧轮

5 螺旋弹簧

6 摩擦构件

21 外筒部(圆筒部)

60 圆弧面

100 辅机驱动带系统

105 带

R 轴(中心轴)

HP 水平面

Claims (2)

1.一种辅机驱动带系统具备的自动张紧器，具备：

基体，具有圆筒部；

臂，被支承成相对于所述基体以所述圆筒部的内周面的中心轴为中心转动自如；

张紧轮，旋转自如地设置于所述臂，并绕挂有带；

摩擦构件，沿所述圆筒部的径向夹在所述圆筒部的内周面与所述臂之间，并卡定于所述臂，具有能够相对于所述圆筒部的内周面滑动的圆弧面；及

螺旋弹簧，以使所述臂相对于所述基体向一个方向转动的方式对所述臂施力，

在绕挂于所述张紧轮的所述带的张力变化而所述臂摆动时，通过使所述圆弧面与所述圆筒部的内周面之间产生摩擦力而使所述臂的摆动减衰，其中，

所述摩擦构件设置成，在伴随着所述臂的摆动而相对于所述圆筒部的内周面滑动时，所述圆弧面停留在通过所述中心轴的水平面以上的高度。

2.根据权利要求1所述的辅机驱动带系统具备的自动张紧器，其中，

所述摩擦构件设置成，沿所述中心轴方向观察时，所述圆弧面的中心角小于150°，并且，在向所述带施加了规定的初始张力的时刻，沿所述中心轴方向观察时，所述圆筒部的内周面的最上部的位置与所述圆弧面的中央部的中心角为10°的区域接触。