JP2000234657A - ベルトテンショナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テンショナーアームの回動角度によらずにダ
ンピング力を一定に保つことができるベルトテンショナ
ーを提供することを目的とする。 【解決手段】 固定部２０のテンショナーカップ２２
に、テンショナーアーム３０を揺動可能に取付け、テン
ショナーアーム３０にテンショナープーリー４０を回転
可能に取り付ける。テンショナーアーム３０にリング状
のダンピングバンド３２を取付ける。ダンピングバンド
３２をＣ型バネ３３によりテンショナーカップ２２の内
周面に向かって全周にわたってほぼ均一かつ一定の圧力
で付勢する。テンショナーカップ２２の内周面に摺接す
るダンピングバンド３２の外周面にグリス溜めの溝３２
ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主として自動車
用エンジンのベルト駆動機構に利用されるベルトテンシ
ョナーの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のベルトテンショナーは、単一の
ベルトで複数の装置に駆動力を伝達する際に、ベルトの
たるみを防止して駆動力を確実に伝達させるために使用
される。この種のベルトテンショナーは、例えば特公昭
６２−２１８２号公報に開示される。

【０００３】この公報に開示されるような従来のベルト
テンショナーは、エンジンブロック等に固定される固定
部に、テンショナーアームを揺動可能に取り付け、この
アームにプーリーを回転自在に設けて構成されている。
固定部とテンショナーアームとの間には、ねじりスプリ
ングが取り付けられており、このねじりスプリングは、
テンショナーアームをベルトを緊張させる方向に付勢す
る。また、ねじりスプリングは、テンショナーアーム側
に設けられたダンピング部材を固定部側の部材に押し付
ける作用を有しており、これによりテンショナーアーム
の揺動時の振動を減衰させるためのダンピング力を発生
させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のベルトテンショナーは、ねじりスプリングがテ
ンショナーアームを回動付勢する機能と、ダンピング力
を発生させる機能とを兼ね備えているため、テンショナ
ーアームの回動位置によりねじりスプリングに発生する
トルクが変化し、ダンピング力が変化するという問題が
ある。

【０００５】この発明は、上述した従来技術の課題に鑑
みてなされたものであり、テンショナーアームの回動位
置に拘わらずに略一定のダンピング力を発生させること
ができるベルトテンショナーを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るベルトテン
ショナーは、上記の目的を達成させるため、テンショナ
ーカップを備えた固定部と、固定部に揺動軸を介して揺
動可能に設けられたテンショナーアームと、テンショナ
ーアームに揺動軸と平行な回転軸を介して回転可能に設
けられてベルトを受けるプーリーと、テンショナーカッ
プとテンショナーアームとの間に介装されてベルトを緊
張させる方向にテンショナーアームを付勢する第１の付
勢手段と、テンショナーアームに固定されるとともに、
テンショナーカップの内周面の略全周にわたって内側か
ら摺接し、テンショナーアームの揺動時にテンショナー
カップとの間で摩擦を生じるダンピング部材とを備え、
ダンピング部材におけるテンショナーカップと摺接する
面に、周方向に沿って溝が形成されることを特徴として
いる。

【０００７】第１の付勢手段は、例えばテンショナーカ
ップに収納され、揺動軸を中心に巻回されたコイルスプ
リングであり、ダンピング部材は、例えばテンショナー
カップの開口周縁に設けられたリング状のダンピングバ
ンドである。

【０００８】第２の付勢手段は、例えばダンピング部材
の内周面のほぼ全周にわたって外側に付勢するリング状
バネであり、リング状バネとしては、Ｃ型バネ、リング
状バネ、二重リング等が挙げられる。

【０００９】上述したこの発明の構成によれば、テンシ
ョナーアームに対する回動付勢力は第１の付勢手段によ
り発生し、ダンピング部材と固定部のテンショナーカッ
プとの間で生じるダンピング力は第２付勢手段により発
生する。これらの付勢手段による付勢力は独立に設定可
能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるベルトテ
ンショナーの実施形態を説明する。本実施形態のベルト
テンショナーは、例えば、図１に示すような自動車用エ
ンジンのベルトシステムに利用される。このベルトシス
テムは、エンジンの出力軸に取り付けられた駆動プーリ
ー１と、エアーコンディショナー、パワーステアリング
装置、オルタネータ用の各従動プーリー２、３、４とア
イドラー用プーリー５、６、そしてベルトテンショナー
１０とを備えており、各プーリーの間に単一の駆動ベル
ト７が懸架されている。

【００１１】ベルトテンショナー１０は、エンジンブロ
ックに固定される固定部２０と、この固定部２０に対し
て振動軸であるピボットボルト２３を軸として回動可能
に設けられたテンショナープーリー４０とを備えてい
る。テンショナープーリー４０は、固定部２０内に設け
られた付勢手段により図中上側に付勢されており、この
付勢力により駆動ベルト７を緊張させる。また駆動ベル
ト７の装着時には、テンショナープーリー４０を図中破
線で示した位置にまで回動させた状態で装着する。

【００１２】次に、本実施形態のベルトテンショナー１
０の概略構成を、その外観を示す図２〜図４に基づいて
説明する。

【００１３】固定部２０には、テンショナーアーム３０
が揺動可能に設けられており、テンショナープーリー４
０は、揺動軸と平行な回転軸であるプーリーボルト４１
を介してテンショナーアーム３０に回転可能に設けられ
ている。固定部２０は、取り付け穴２１ａが２箇所に形
成された取り付け部２１と、後述するねじりスプリング
が配設されたテンショナーカップ２２とから構成され
る。

【００１４】図５および図６は、本実施形態のベルトテ
ンショナーの構造を示す。ねじりスプリング５０が配設
されたテンショナーカップ２２の底面中央には、カップ
内に向けて立ち上がるボルト係合部２２ａが形成されて
おり、このボルト係合部２２ａに揺動軸であるピボット
ボルト２３が螺合している。

【００１５】ピボットボルト２３は、先端にネジ部２３
ａとパイロット部２３ｂとが形成された段付形状を呈し
ている。パイロット部２３ｂは、その外径がネジ部２３
ａの山径と谷径との間にある。

【００１６】ピボットボルト２３には、テンショナーア
ーム３０に固定されたピボットブッシング３１が取り付
けられており、このピボットブッシング３１の上下には
上側Ｏリング２４と下側Ｏリング２５とが固定されてい
る。なお、Ｏリング２４、２５を省略してもよい。

【００１７】ピボットブッシング３１は、軸方向の移動
がピボットボルト２３の頭部により規制され、回転方向
へは所定の抵抗で摺動可能とされている。これにより、
テンショナーアーム３０が固定部２０に対して摺動可能
となる。

【００１８】ねじりスプリング５０は、一端５１がテン
ショナーカップ２２の底面に固定されると共に、他端５
２がテンショナーアーム３０に固定されており、テンシ
ョナープーリー４０に懸架された駆動ベルト（図示せ
ず）を緊張させる方向にテンショナーアーム３０を付勢
する第１の付勢手段としての機能を果たしている。

【００１９】テンショナープーリー４０は、ボールベア
リング４２を介してプーリーボルト４１によりテンショ
ナーアーム３０に回転自在に取り付けられている。プー
リボルト４１の頭部とボールベアリング４２との間に
は、塵埃の進入を防止するダストシールド４３が介装さ
れている。

【００２０】図６は、図５のベルトテンショナーのテン
ショナーアーム３０を図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って下側
から見た平面図である。テンショナーアーム３０には、
テンショナーカップ２２の内周面に沿うように一周にわ
たって設けられたリング状のダンピングバンド３２が取
り付けられている。

【００２１】図７、８は、ダンピングバンド３２の構造
を示す。ダンピングバンド３２は、ダンピングバンド３
２の上面より内側に突出する突起部３２ａが、テンショ
ナーアーム３０に凹設された凹部３０ａに係合すること
によりテンショナーアーム３０に固定されている（図６
参照）。突起部３２ａには、取付を容易にするための切
欠３２ｆが形成されている。

【００２２】ダンピングバンド３２は、その外周面のほ
ぼ全周にわたってテンショナーカップ２２の内周面に摺
接しており、テンショナーアーム３０の振動時にテンシ
ョナーカップ２２との間で摩擦を生じるダンピング部材
として機能する。

【００２３】ダンピングバンド３２の外周面には、周方
向に沿ってグリス溜の溝３２ｂが形成されている。グリ
ス溜の溝３２ｂは、軸方向に形成すると疲労による破損
の原因となるため、周方向に沿って形成されている。ま
た、溝の数は、本実施形態では単一であるが、複数本形
成してもよく、さらに形成しなくてもよい。

【００２４】また、ダンピングバンド３２は、突起部３
２ａと対向する側で開放しており、この開放部３２ｃ
は、ダンピングバンド３２の熱変形を吸収すると共に、
テンショナーカップ２２内に進入した水を抜くための水
抜き部として機能する。

【００２５】ダンピングバンド３２の内周面には、周方
向に沿って支持部３２ｄが形成され、この支持部３２ｄ
は後述するＣ型バネ３３を支持している。支持部３２ｄ
の端部で開放部３２ｃの近傍にはストッパ３２ｅが突設
され、このストッパ３２ｅは、Ｃ型バネ３３が円周方向
に摺動するのを防いでいる。

【００２６】図９は、本実施形態に係るＣ型バネ３３の
平面図である。Ｃ型バネ３３は、リング状バネであり、
ダンピング部材を全周にわたって略均一かつ一定の圧力
でテンショナーカップ２２側に付勢する第２の付勢手段
として機能する。Ｃ型バネ３３は、例えばパイプ内にボ
ールベアリングを固定するために用いられる『止め輪』
を利用することができる。すなわちＣ型バネ３３は、約
３３０度の角度範囲にわたって延びるＣ型形状に形成さ
れ、端部３３ａで開放している。端部３３ａには、テン
ショナーカップ２２内に組み付ける際、Ｃ型バネ３３を
内方に撓ませるために用いられる治具が係合可能な穴３
３ｂが形成されている。Ｃ型バネ３３は、変形後も円形
を保持するとともに、各部位にほぼ均一な応力が作用す
る機能を有する。このために板幅ｂは端部から徐々に厚
く形成されている。このような止め輪の特性は従来公知
であり、ここでは説明を省略する。

【００２７】図１０に示すように、Ｃ型バネ３３は、ダ
ンピングバンド３２の内側に圧縮された状態で嵌め込ま
れ、図５に示すように支持部３２ｄの上面とテンショナ
ーアーム３０の下面により挟持される。Ｃ型バネ３３の
外周面は、略全周にわたってダンピングバンド３２の内
周面に密着し、ダンピングバンド３２の内周面を外側に
付勢している。すなわちＣ型バネ３３は、ダンピングバ
ンド３２を全周にわたってほぼ均一かつ一定の圧力でテ
ンショナーカップ２２側に付勢しており、これによりダ
ンピングバンド３２とテンショナーカップ２２の内周面
との間に摩擦によるダンピング力が発生する。

【００２８】なお、ダンピングバンド３２には、ポリア
セタールの他、自己潤滑性をもたせるためモリブデンを
含むナイロン等の高分子材料が使用されている。また、
強度に優れたガラス繊維強化ナイロンや炭素繊維強化プ
ラスチック等を用いてもよい。

【００２９】上記のように構成された本実施形態のベル
トテンショナーは、ねじりスプリング５０の付勢力によ
りテンショナーアーム３０が回動付勢されて駆動ベルト
７を緊張させると共に、テンショナーアーム３０が駆動
ベルトの振動等により振動する際には、Ｃ型バネ３３に
よりダンピングバンド３２とテンショナーカップ２２と
の間で発生したダンピング力により振動を減衰させる。

【００３０】ダンピング力は、ねじりスプリング５０と
は独立したＣ型バネ３３により発生するため、テンショ
ナーアーム３０の回動角度によらずにほぼ一定に保たれ
る。図１１は、テンショナーアームのねじり角（回動角
度）θとダンピングバンド３２とテンショナーカップ２
２との摩擦により発生するダンピング力Ｆとの関係を示
す。図中の実線が実施形態、破線が従来例である。従来
例ではねじり角θが大きくなるにしたがってダンピング
力Ｆも一次関数的に増大するが、実施形態の構成ではね
じり角θの値によらずダンピング力Ｆがほぼ一定とな
る。

【００３１】ダンピング力Ｆは、使用角度範囲の全域に
わたって上限と下限との間に収まる必要がある。したが
って、ダンピング力Ｆが従来例のように変化する場合に
は、スプリングのトルクの設計値に対する許容幅が小さ
くなり、設計値が設計目標値から僅かに外れても上限、
あるいは下限を越える可能性が高い。これに対して実施
形態のようにダンピング力Ｆがほぼ一定である場合に
は、スプリングのトルクの設計値に対する許容幅が大き
くなり、設計値が設計目標値から多少外れてもダンピン
グ力Ｆを上限と下限との間に収めることができる。

【００３２】また、本実施形態の場合には、Ｃ型バネ３
３により発生させるダンピング力をねじりスプリング５
０により発生させる回動トルクとは独立して設定するこ
とができるため、それぞれの値を自由に組み合わせるこ
とができ、より多様な要求に対して容易に応じることが
できる。

【００３３】さらに本実施形態のＣ型バネ３３は、全周
にわたってほぼ均一に摩擦力が作用するため、局部的に
強い力が作用することがなく、例えばダンピングバンド
３２の一部を押圧してダンピング力Ｆを作用させるもの
に比し、より効果的にダンピングＦをを作用させること
ができる。またＣ型バネ３３はダンピングバンド３２に
沿って設けられているため、専用に設置場所を設ける必
要がなく、これらの相乗作用からベルトテンショナーを
大型化することなく容易に提供できる。また全周にわた
ってほぼ均一に摩擦力が作用するため、局部的に強い力
が作用することがなく、ダンピングバンド３２等の耐久
性が向上する。

【００３４】またＣ型バネ３３は、ダンピングバンド３
２に単に嵌め込むだけにより取り付けられるため、製
造、交換が容易である。

【００３５】図１２、１３は、テンショナーアームのね
じり角（回動角度）θとダンピングバンド３２とテンシ
ョナーカップ２２との摩擦により発生するダンピング力
Ｆおよびダンピング率との関係を示す試験結果であり、
サンプル１は相対的に小さなバネ力を有するＣ型バネ、
サンプル２は相対的に大きなバネ力を有するＣ型バネを
用いた場合を示している。図１３において、実線がサン
プル１、破線がサンプル２を示している。また実線およ
び破線において、上側の線はテンショナーアーム３０の
回転角度を増加させた時の荷重（正転荷重）の変化を示
し、下側の線はテンショナーアーム３０の回転角度を減
少させた時の荷重（逆転荷重）の変化を示している。図
１２のダンピング力Ｆは正転荷重と逆転荷重の荷重平均
と逆転荷重との差で示され、ダンピング率は上記荷重平
均とダンピング率の割合で示される。

【００３６】図１２に示すようにサンプル２では、５
５．１kgのダンピング力Ｆが作用している。例えばダン
ピングバンド３２の一部のみを押圧してダンピング力Ｆ
を作用させるものでは、このような大きなダンピング力
を作用させるためには、かなり大きなバネを必要とし、
装置本体を大型化せねばならなかった。これに対して本
実施例では、Ｃ型バネ３３がほぼ全周にわたってほぼ均
一に押圧しているため、効果的なダンピング力Ｆを作用
させることができ、装置を大型化することなく、大きな
ダンピング力Ｆを得ることができる。

【００３７】このようなことから本実施例では、実質上
要求されるあらゆるダンピング率を実現することがで
き、より多様な要求に対して容易に応じることができ
る。

【００３８】なお上記実施例ではＣ型バネ３３の端部３
３ａに穴３３ｂが形成されていたが、製造コストの低減
の目的から、図１４に示すように、穴３３ｂを形成しな
い構成としてもよい。

【００３９】また本発明に係る第２付勢手段は、上記実
施形態のＣ型バネ３３に限定されるものではなく、用途
に応じて、例えば図１５に示すような通常のリング状の
バネ、二重バネ、ぜんまい式のバネ等を適用してもよ
い。また、このようなダンピングバンド３２と別体で成
形されたリング状バネに限らず、ダンピングバンド３２
と一体的に成形され、ダンピングバンド３２自身が第２
の付勢手段の機能を有するものであってもよい。

【００４０】図１６、１７は、二重リング３４を示す。
二重リング３４は、均一な板幅ｂの鋼材が軸心方向に螺
旋状に約２回巻回されて成形される。このような二重リ
ング３４を用いたものでは、上記実施形態におけるスト
ッパ３２ｅは不要となる。このような二重リング３４を
用いると、板幅ｂ、板厚ｔが均一なため、Ｃ型バネ３３
を用いたものに比し製造が容易となるとともに全周にわ
たって均一な当り面を得やすい。また複数巻回されてい
るため、取り付けが容易となる。

【００４１】図１８、１９は、ぜんまい式バネ３５を示
す。ぜんまい式バネ３５は、均一な板幅ｂの鋼材が円周
方向に螺旋状に巻回されて成形させる。このようなぜん
まい式バネ３５を用いた場合でも、上記二重リング３４
を用いた場合と同様の効果が得られることは明らかであ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第１の付勢手段により発生するテンショナーアーム
に対する回動付勢力と、第２に付勢手段によりダンピン
グ部材と固定部との間で作用するダンピング力とを別個
に独立して設定することができるため、テンショナーア
ームの回動角度によらずにダンピング力をほぼ一定に保
つことができ、付勢手段のトルクの設計値に対する許容
幅を大きくすることができる。

【００４３】また、回動付勢力とダンピング力との組合
せを自由に選択することができるため、多様な要求に応
えることができる。

【００４４】さらにテンショナーカップの内周面のほぼ
全周にわたってほぼ均一に摩擦力が作用するため、より
効果的にダンピング力Ｆを作用させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車エンジンのベルトシステムを示す正面図
である。

【図２】本実施形態にかかるベルトテンショナーの外観
を示す平面図である。

【図３】本実施形態にかかるベルトテンショナーの外観
を示す側面図である。

【図４】本実施形態にかかるベルトテンショナーの外観
を示す正面図である。

【図５】図２のベルトテンショナーのＶ−Ｖ線に沿う断
面図である。

【図６】図５のテンショナーアームをＶＩ−ＶＩ線に沿
って下側から見た平面図である。

【図７】ダンピングバンドの正面図である。

【図８】図７のダンピングバンドのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ
線に沿う断面図である。

【図９】Ｃ型バネの正面図である。

【図１０】ダンピングバンドおよびＣ型バネの一部斜視
図である。

【図１１】ねじり角θとダンピング力Ｆとの関係を示す
グラフである。

【図１２】ダンピング力の試験結果を示す図である。

【図１３】ねじり角θと荷重との関係を示すグラフであ
る。

【図１４】Ｃ型バネの正面図である。

【図１５】リング状バネの正面図である。

【図１６】二重リングの正面図である。

【図１７】二重リングの側面図である。

【図１８】ぜんまい式バネの正面図である。

【図１９】ぜんまい式バネの側面図である。

【符号の説明】

２０ 固定部 ２１ 取付け部 ２２ テンショナーカップ ２３ ピボットボルト ３０ テンショナーアーム ３１ ピボットブッシング ３２ ダンピングバンド ３２ａ 突起部 ３２ｂ 溝 ３３ Ｃ型バネ ３４ 二重リング ３５ ぜんまい式バネ ３６ リング状バネ ４０ テンショナープーリー ４１ プーリーボルト ５０ ねじりスプリング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テンショナーカップを備えた固定部と、 前記固定部に揺動軸を介して揺動可能に設けられたテン
   ショナーアームと、 前記テンショナーアームに前記揺動軸と平行な回転軸を
   介して回転可能に設けられてベルトを受けるプーリー
   と、 前記テンショナーカップと前記テンショナーアームとの
   間に介装されて前記ベルトを緊張させる方向に前記テン
   ショナーアームを付勢する第１の付勢手段と、 前記テンショナーアームに固定されるとともに、前記テ
   ンショナーカップの内周面の略全周にわたって内側から
   摺接し、前記テンショナーアームの揺動時に前記テンシ
   ョナーカップとの間で摩擦を生じるダンピング部材とを
   備え、 前記ダンピング部材における前記テンショナーカップと
   摺接する面に、周方向に沿って溝が形成されることを特
   徴とするベルトテンショナー。
2. 【請求項２】 前記第１の付勢手段が、前記テンショナ
   ーカップに収納され、前記揺動軸を中心に巻回されたコ
   イルスプリングであることを特徴とする請求項１に記載
   のベルトテンショナー。
3. 【請求項３】 前記ダンピング部材を全周にわたって略
   均一かつ一定の圧力で前記テンショナーカップ側に付勢
   する第２の付勢手段を有することを特徴とする請求項１
   に記載のベルトテンショナー。
4. 【請求項４】 前記第２の付勢手段が、前記ダンピング
   部材の内周面のほぼ全周にわたって外側に付勢するリン
   グ状バネであることを特徴とする請求項３に記載のベル
   トテンショナー。
5. 【請求項５】 前記ダンピング部材が、前記テンショナ
   ーカップの開口周縁に設けられたリング状のダンピング
   バンドであることを特徴とする請求項１に記載のベルト
   テンショナー。