JP2006125420A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの張り方向へ容易に動き、弛み方向には殆ど動かないようしにブレーキをかけ、部材の偏摩耗を抑制し、長期間にわたって高い減衰効率を維持できるオートテンショナを提供する。
【解決手段】ハウジング材２と、回動自在に支持されるアーム状構造体の可動部材４と、可動部材４に設けられたプーリ６と、可動部材４をハウジング材２に対し所定方向に付勢するコイルバネ９と、可動部材４の揺動を減衰・収束させてベルトの張力を適度に保つものであり、可動部材４の外周面に設けた収容部１５に、先端に向って除々に薄肉にした板状のくさび材２０をハウジング材２と可動部材４に面接触させ、くさび材２０の可動部材４に接する表面の摩擦係数をハウジング材２に接する表面の摩擦係数よりも小さくし、可動部材４がくさび材２０の肉厚の大きくなるベルト張力を緩和させる方向に回動するときに可動部材４の回転にブレーキをかける。
【選択図】図１

Description

本発明は、減衰機構を有するベルト駆動機構の伝動ベルトの張力を自動的に適度に保ち、かつ可動部材がベルト張力を緩和させる方向に回動するときに回転抵抗を大きくし、逆に可動部材がベルト張力を高める方向に回動するときに回転抵抗を下がるようにしたオートテンショナに関する。

従来、この種のオートテンショナは、例えば特許文献１に開示されているものがある。このものは、スプリングの端部をブレーキシューに当接させ、ブレーキシューをアームの内周壁に密接させて、ブレーキシューとアームの内周壁面との間で発生する摩擦力によって、アームの回動に減衰を働かせるものである。

また、特許文献２や特許文献３に開示されているものもある。このものは、スプリングの端部をブレーキシューに当接させ、このブレーキシューをアームの内周壁に密接させて、ブレーキシューとアームの内周壁面との間で発生する摩擦力によって、アームの回動に減衰を働かせるという減衰機構を有するもので、このものは前述の特許文献１に開示されているものと略同じである。これら特許文献２や特許文献３に開示されているものは、スプリングの端部と当接するブレーキシューの当接面がブレーキシューに作用するスプリング力よりも大きい垂直力を発生させて、減衰効率を高めるようにしている。

更に、特許文献４には、回転可能なカムディスクのカムに固定したローラキャリアを係止させた一方向クラッチのような機構が開示され、ベルト張力を緩和させる方向に回動するときに、可動部材の回転を制御し、逆に可動部材がベルト張力を高める方向に回動するときに、可動部材を抵抗なく回動させるようになっている。
米国特許第４，６９６，６６３号明細書 特開平９−１８９３４７号公報 特開平９−１８９３４８号公報 特開２００４−１１９１５号公報

しかしながら、これら従来の減衰機構では、自転車に使用されているブレーキ材のようなブレーキシューを使用し、スプリング端部からの力をブレーキシューへ伝達してブレーキを掛けていた。また、ブレーキシューを局部的にアームの内周壁面へ当接させていたためにスプリングの端部からブレーキシューへ常時垂直力を与えることが困難で、その方向が逸れてくるとブレーキのかかりも悪くなる。また、ブレーキシューが偏摩耗して、減衰効率が短時間に悪くなるといった問題があった。

更に、カムディスクとローラキャリアを組み合わせて使用した場合には、ローラキャリアがカムディスクと線で接触するために偏磨耗を起こしやすいという問題があった。

本発明は、従来の問題点を改善するものであり、ベルトが磨耗や伸びのために弛みがでた場合に張り方向へ容易に動き、弛み方向には殆ど動かないようしにブレーキをかけ、部材の偏摩耗を抑制し、長期間にわたって高い減衰効率を維持できるオートテンショナを提供することを目的とする。

本願請求項記載の発明では、車体等に固定されるハウジング材と、ハウジング材に回動自在に支持されるアーム状構造体の可動部材と、可動部材のアーム状先端部に設けられベルトに係合するプーリと、可動部材をハウジング材に対し所定方向に付勢するコイルバネと、可動部材の揺動を減衰・収束させる機能を備えたベルトの張力を適度に保つためのものであって、
可動部材の外周面に設けた少なくとも１つの収容部に、先端に向って除々に薄肉にした板状のくさび材をハウジング材と可動部材に面接触させた状態で介在させ、該くさび材の可動部材に接する表面の摩擦係数をハウジング材に接する表面の摩擦係数よりも小さくし、可動部材がくさび材の肉厚が大きくなる乗り上がる方向に回動するときに回転抵抗を大きくし、可動部材が逆の方向へ回動するときに回転抵抗を下げるようにしたオートテンショナにある。

このオートテンショナでは、可動部材がくさび材の肉厚の大きくなる方向、即ちバネの付勢力に抗してベルトを弛ませる方向に回動するときに、くさび材がハウジング材の周面を摺動して減衰効果を発揮し、そして可動部材がくさび材を乗り上がるように食い込んでブレーキをかける。逆に、可動部材がベルト張力を高める方向に回動するときにはくさび材が食い込むことなく可動部材と一体に移動して可動部材の回転抵抗を抑えて回動する。くさび材はハウジング材と可動部材に面接触の状態で摺動するために偏摩耗を抑制し、そして長期間にわたって高い減衰効率を維持する。

また、本願では、収容部とくさび材の間にばね材を介在してくさび材を薄肉の薄い先端部へ押圧するようにしたものであり、くさび材に初期押付け力を与えることによってベルト張力を緩和させる方向に回動するときに、くさび材の食い込みを確実にすることができ、またこの逆方向へ回転するときには適度な摺動抵抗を与えることができる。

更には、可動部材と面接触するくさび材の表面がポリアミド、超高分子量ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかの合成樹脂で形成され、摩擦係数を小さくするものであり、これによってくさび材の食い込みを確実に行うことができる。

本発明のオートテンショナでは、可動部材がくさび材の肉厚の大きくなるベルト張力を緩和させる方向に回動するときに、くさび材がハウジング材の周面を摺動しつつ減衰効果を発揮しながら食い込んで可動部材の回動にブレーキをかけ、逆に可動部材がベルト張力を高める方向に回動するときにはくさび材が食い込むことなく可動部材と一体に移動して可動部材の回転抵抗を抑えて回動する。くさび材は面接触の状態で摺動するために減衰効率を維持し、また偏磨耗することなく均一に磨耗し、長期間にわたって使用可能になる。

以下に本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係るオートテンショナ１は、例えばエンジン周りの隔壁や架台等の支持部材（図示せず）にボルト等によって固着されるハウジング材２を備えている。ハウジング材２は、平板状に形成された基部２ａと、基部２ａの中心部から垂直方向に延在する芯部２ｂと、基部２ａの中心部から垂直方向に延在する外周壁２ｃとを有している。芯部２ｂには、基部２ａ側から内部を延在方向に貫通する挿通孔２ｄが形成されており、この挿通孔２ｄには、基部２ａ側とは反対側からピン１２が挿入され、ハウジング材２と可動部材４を一体化している。

上記の芯部２ｂには、後述するアーム状構造体の可動部材４のボス部４ａが、摺動部材１３を介して回転自在に外挿されている。これにより、可動部材４は、芯部２ｂを中心として揺動するようにハウジング材２に対して回転自在に支持されている。摺動部材１３は軸受けにもなり、超高分子量ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかの合成樹脂から構成されている。
尚、本実施形態においては、オートテンショナ１がハウジング材２の基部２ａ側を下側として上下方向に配置された場合について説明するが、配置される方向はこれに限定されるものではなく、例えば左右方向や斜め方向に配置されていても良い。

上記のボス部４ａは、可動部材４の一部を構成している。可動部材４は、平板状の側壁部４ｂと、側壁部４ｂからハウジング材２の基部２ａに向かって円筒状に延在し、芯部２ｂに回転自在に外挿される前述のボス部４ａと、ボス部４ａの外周側に設けられるとともに、ボス部４ａと同様にハウジング材２側に向かって延在する外周壁４ｃとを有している。

側壁部４ｂの先端にはプーリ６が取り付けられ、プーリ６は、可動部材４におけるボス部４ａとは反対側の端部に回転自在に支持された状態になっている。そして、プーリ６には、伝動ベルト（図示せず）が巻き掛けられるようになっており、可動部材４は、伝動ベルトの張力の増減に応じた角度で芯部２ｂを中心として揺動するようになっている。

可動部材４の外周壁４ｃの内部には、バネ収納空間５が形成されている。バネ収納空間５には、ボス部４ａの周囲に巻き回された捩じりコイルバネ９が設けられている。捩じりコイルバネ９は、一端部が可動部材４の側壁部４ｂの環状になったバネ収容溝４ｄに設置され、他端部がハウジング材２の基部２ａに設けた環状のバネ収容溝２ｅに設置され、ハウジング材２の基部２ａと可動部材４の側壁部４ｂ側を押し付けている。これにより、捩じりコイルバネ９は、伝動ベルトが張力を減少させたときの可動部材４の戻り揺動方向に捩じり復元力を付与するようになっている。

可動部材４の外周壁４ｃの外面には、３個の溝状の収容部１５が円周方向に沿って所定間隔で設けられている。収容部１５は、周面から中心方向へ向って切り込んだ前面１６と底面１７の２面から形成される。底面１７の可動部材４の周面に対する角度θは可動部材４がスムーズに滑る角度であり、５〜１０度が好ましい。収容部１５は先端に向って除々に薄肉にした板状のくさび材２０をハウジング材２と可動部材４に面接触した状態で設置し、また収容部１５のカット面１６とくさび材２０との間に板バネ、Ｕバネのようなばね材２１を介在して、くさび材２０を薄肉の先端部側へ押圧し、可動部材４がベルト張力を緩和させる方向に回動するときにくさび材の食い込みを確実にしている。

くさび材２０は、可動部材４に接する表面Ａの摩擦係数がハウジング材２に接する表面Ｂの摩擦係数よりも小さく設定されている。具体的には、くさび材１６は合成ゴム、ウレタンエラストマーの比較的摩擦係数の大きな材料からなり、可動部材４に接する表面Ａに摺動特性の優れたポリアミド、超高分子量ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンの合成樹脂層を積層して固着し、くさび材１６が可動部材に接する表面Ａの摩擦係数をハウジング材に接する表面Ｂの摩擦係数よりも小さくしている。また、合成ゴム、ウレタンエラストマーの表面層にマイクロクリスタリンワックスや二硫化モリブデン等の滑剤を混入し、またアラミド繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、綿等の繊維をその表面を一部露出させた状態で混入することで、可動部材に接する表面Ａの摩擦係数を小さくするができる。これによって、くさび材１６がハウジング材２の周面を摺動しつつ減衰効果を発揮しながら食い込んで可動部材４の回動にブレーキをかけることになる。

即ち、図３に示すように、可動部材４がくさび材２０の肉厚の大きくなる方向（ベルト張力を緩和させる方向）に回動すると、くさび材２０が摩擦係数の小さい表面Ｂで少し摺動しながら減衰効果を発揮し、また摩擦係数が大きい表面Ａによって可動部材４がくさび材２０に乗り上がって食い込んだ状態になり、くさび材２０をハウジング材２へ押圧して可動部材４の回動にブレーキをかけて停止する。

逆に図４に示すように、可動部材４がくさび材２０の肉厚の小さくなる方向（ベルト張力が大きくなる方向）に回動すると、くさび材２０は可動部材４と一体になって摩擦係数の小さい表面Ｂで摺動しながら減衰効果を発揮し、可動部材４が回転抵抗を抑えて回動する。

以上のように本発明の好適な実施形態を説明してきたが、上記の実施形態は更に以下のように変更して実施することができる。

くさび材２０の取付個数は、上記の実施形態のように３つに限定されず、例えば１つや２つであってもよいし、４つ以上あってもよい。ただし、安定したブレーキ力を発生させる観点から言えば、くさび材２０は複数設けることが好ましく、３つ以上設けることが更に好ましい。

また、捩じりコイルバネ９の位置は、くさび材２０を配置した内側でなく外側に設けることも可能である。

更には、可動部材とハウジング材との間に介装され、可動部材の揺動を減衰・収束させる摩擦材を別途も受けることもできる。

本発明に係るオートテンショナは、ベルト張力を自動的に保つものであって自動車の補機駆動装置に広く使用することができる。

本発明に係るオートテンショナの断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 可動部材がベルト弛み方向へ回動する場合の動作を説明する図である。 可動部材がベルト張り方向へ回動する場合の動作を説明する図である。

符号の説明

１ オートテンショナ
２ ハウジング材
４ 可動部材
５ バネ収納空間
６ プーリ
９ コイルバネ
１５ 収容部
２０ くさび材

Claims (3)

1. 車体等に固定されるハウジング材と、ハウジング材に回動自在に支持されるアーム状構造体の可動部材と、可動部材のアーム状先端部に設けられベルトに係合するプーリと、可動部材をハウジング材に対し所定方向に付勢するコイルバネと、可動部材の揺動を減衰・収束させる機能を備えたベルトの張力を適度に保つためのものであって、
   可動部材の外周面に設けた少なくとも１つの収容部に、先端に向って除々に薄肉にした板状のくさび材をハウジング材と可動部材に面接触させた状態で介在させ、該くさび材の可動部材に接する表面の摩擦係数をハウジング材に接する表面の摩擦係数よりも小さくし、可動部材がくさび材の肉厚が大きくなる方向に回動するときに回転抵抗を大きくし、可動部材が逆の方向へ回動するときに回転抵抗を下げるようにしたことを特徴とするオートテンショナ。
2. 収容部とくさび材の間にばね材を介在し、該くさび材を薄肉の薄い先端部へ押圧する請求項１記載のオートテンショナ。
3. 可動部材と面接触するくさび材の表面がポリアミド、超高分子量ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかの合成樹脂で形成されている請求項１記載のオートテンショナ。
   

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