JP2006308038A - アイドラプーリユニット - Google Patents

Abstract

【課題】アイドラプーリに位置ずれが生じた場合にアイドラプーリを軸方向に円滑に移動させるアイドラプーリユニットを提供する。
【解決手段】アイドラプーリユニットが、内周面に外輪軌道を形成した外輪と、外周面に外輪軌道に対向する内輪軌道を形成すると共に内周面に螺旋状のナット軌道溝を形成した内輪と、外周面にナット軌道溝に対向する軸軌道溝を形成したねじ軸と、外輪軌道と内輪軌道との間に配設された複数の玉と、軸軌道溝とナット軌道溝とを螺合させる複数のボールとを備え、ねじ軸を固定すると共に、外輪の外周面をアイドラプーリとして機能させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用エンジンの補機等を駆動するベルト式駆動装置等に用いられるアイドラプーリユニットに関する。

従来のアイドラプーリユニットは、転がり軸受の外輪の外周面に無端ベルトに張力を与えるアイドラプーリを嵌合して固定すると共に、その内輪の内周面を、支持軸に嵌合固定した支持スリーブの外周面に遊嵌させ、支持スリーブの外周面に設けた係止凹溝に装着した摩擦係数が高い弾性材により内輪の内周面を軸方向に移動可能に支持し、Ｖベルトプーリが正常な位置から軸方向にずれた場合に無端ベルトの引張力によって正常な位置に復帰させている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−２３１９０６号公報（主に第３頁段落００１１−段落００１３、第１図）

しかしながら、上述した従来の技術においては、摩擦係数が高い弾性材により内輪の内周面を軸方向に移動可能に支持しているため、経時変化により無端ベルトに伸びが生じて無端ベルトの張力が減少した場合や無端ベルトの張力が低い設定になっている場合は、無端ベルトによる引張力が弱くなり、摩擦係数が高い弾性材で支持されている内輪を軸方向に円滑に移動させて正常な位置に復帰させることができなくなる虞があるという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、アイドラプーリに位置ずれが生じた場合にアイドラプーリを軸方向に円滑に移動させる手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、アイドラプーリと、該アイドラプーリを回転自在に支持する転がり軸受とを備えたアイドラプーリユニットにおいて、前記転がり軸受の内輪を、直動装置により転がり軸受の軸方向に移動自在に支持したことを特徴とする。

これにより、本発明は、アイドラプーリに位置ずれが生じた場合に、直動装置の円滑な直動機能によりアイドラプーリを軸方向に円滑に移動させることができ、無端ベルトの片べり等の発生を防止することができるという効果が得られる。

以下に、図面を参照して本発明によるアイドラプーリユニットの実施例について説明する。

図１は実施例１のアイドラプーリユニットを示す断面図、図２は実施例１のアイドラプーリユニットの作用を示す説明図である。
図１において、１はアイドラプーリユニットであり、転がり軸受としての玉軸受２と直動装置としてのボールねじ装置３とで構成される。
４は玉軸受２の外輪であり、合金鋼等の鋼材で製作され、その内周面には玉軸受２の軸方向の断面形状が略半円弧形状の外輪軌道４ａが形成されている。本実施例では外輪軌道４ａは２列に形成されている。

また、外輪４の外周面４ｂは円筒面に成形され、その軸方向の両端部には鍔部５が形成されており、この外周面４ｂと両端部の鍔部５により本実施例のアイドラプーリ６が構成される。
７は内輪であり、合金鋼等の鋼材で製作され、その外周面の外輪軌道４ａと対向する位置に軸方向断面形状が略半円弧形状の内輪軌道７ａが形成され、その内周面にはボールねじ装置３を形成するための螺旋状のナット軌道溝１１が形成されている。

８は保持器であり、樹脂材料や鋼板等で製作され、玉軸受２の転動体としての玉９を所定のピッチで保持して玉９の互いの接触を防止する機能を有している。
玉９は、合金鋼等の鋼材で製作された球体であって、外輪軌道４ａとこれに対向する内輪軌道７ａ溝との間に複数配設されており、保持器８に転動自在に保持される。
１２はボールねじ装置３を形成するねじ軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には内輪７の内周面に所定のリードで螺旋状に形成された略半円弧状断面形状のナット軌道溝１１に対向する略半円弧状断面形状の軸軌道溝１３がナット軌道溝１１と同じリードで螺旋状に形成されている。

本実施例では、内輪７はボールねじ装置３を形成するためのナットとしても機能する。
１４はボールねじ装置３の転動体としてのボールであり、合金鋼等の鋼材で製作された球体であって、軸軌道溝１３とナット軌道溝１１とを螺合させる。
１６はストッパであり、板厚が比較的厚い鋼鈑等で形成されドーナツ状の係止部材であって、ねじ軸１２の一方の端部に形成された小径の嵌合部１７に嵌合し、Ｃ型輪止め等の抜止部材１８により取付けられる。

２０は取付ねじ部であり、ねじ軸１２の他方の端部に形成された小径のねじ部であって、係止部材としての機能も有するワッシャ２１を介して図示しないエンジンのシリンダブロック等に設けられた張力調整用のブラケット等にアイドラプーリユニット１を固定する機能を有している。
図２において、２５は無端ベルトであり、図示しないエンジンのクランクシャフト等で駆動される駆動プーリ２６と図示しない補機等の回転軸を回転させる従動プーリ２７との間に掛け渡され、無端ベルト２５のベルト経路の途中に配置されたアイドラプーリユニット１により張力が与えられる。

本実施例のアイドラプーリユニット１は、玉軸受２の外輪４の外周面４ｂに一体に形成された鍔部５を有するアイドラプーリ６と、内周面に外輪軌道４ａを形成した外輪４、外周面に内輪軌道７ａを形成した内輪７、外輪軌道４ａと内輪軌道７ａとの間を転動する複数の玉９で構成される玉軸受２と、内周面に螺旋状のナット軌道溝１１を形成したナットとしても機能する内輪７、外周面に軸軌道溝１３を形成したねじ軸１２、軸軌道溝１３とナット軌道溝１１とを螺合させる複数のボール１４で構成されるボールねじ装置２とで構成されている。

なお、アイドラプーリユニット１の潤滑剤としてはグリースが用いられる。
本実施例のボールねじ装置３の軸軌道溝１３とナット軌道溝１１のリード角はアイドラプーリユニット１の自重では移動せず、玉軸受２の動摩擦によるトルク程度では内輪７が回転せず、ボールねじ装置３の逆効率が９０％以上になるリード角、例えば５度以上に設定される。

また、ボールねじ装置３のボール１４を循環させる図示しない連結路としては、こま式の連結路が用いられ、玉軸受２の回転を妨げないように構成されている。
本実施例のボールねじ装置３は、その軸軌道溝１３とこれに対向するナット軌道溝１１およびこれを連結する連結路により形成される循環路に複数のボール１４を装填して軸軌道溝１３とナット軌道溝１１とを螺合させ、ねじ軸１２を取付ねじ部２０により固定し、ナットとして機能する内輪７に軸方向の荷重が負荷されたときに内輪７が回転しながら荷重方向、つまり軸方向に移動して本実施例の直動装置として機能し、その軸方向の移動はねじ軸１２の両端部にそれぞれ設けられた係止部材としてのストッパ１６とワッシャ２１の間に制限される。

また、外輪４の外周面４ａに一体に形成されたアイドラプーリ６は、玉軸受２に回転自在に支持されており、無端ベルト２５に張力を与えると共に、駆動プーリ２６と従動プーリ２７との間に掛け渡された無端ベルト２５により回転駆動される。
上記の構成の作用について説明する。
本実施例のアイドラプーリユニット１は、駆動プーリ２６と従動プーリ２７との間に掛け渡された無端ベルト２５のベルト経路の途中に、無端ベルト２５に適度な張力を与えるように駆動プーリ２６と従動プーリ２７により形成される平面と同一平面上に配置され、駆動プーリ２６の回転に伴って玉軸受２により回転自在に支持されているアイドラプーリ６、つまり外輪４が回転する。

このとき、ボールねじ装置３は、その軸軌道溝１３とナット軌道溝１１のリード角がアイドラプーリユニット１の自重では移動せず、玉軸受２の動摩擦によるトルク程度では内輪７が回転しないように設定されているので、軸方向に移動することがなく、通常のアイドラプーリ６として機能する。
このアイドラプーリ６に、図２に示すような位置ずれが発生した場合は、無端ベルト２５の張力により、ボールねじ装置３のナットとしての内輪７に玉軸受２を介して軸方向の引張力が負荷され、ボールねじ装置３の逆効率が９０％以上に設定されているので、ボールねじ装置３のボール１４の転動による円滑な直動機能により比較的弱い引張力であっても固定されているねじ軸１２に対して内輪７が円滑に回転し、図２において垂直方向下方に移動して駆動プーリ２６と従動プーリ２７により形成される平面と同一平面上に引戻され、正常な位置に復帰する。逆方向に位置ずれが発生した場合も同様である。

これにより、無端ベルト２５に異常な力が加わって側部の片べり等が発生することを防止することができると共に、アイドラプーリ６を回転させている無端ベルト２５とアイドラプーリ６の円筒部である外輪４の外周面４ａとの間に滑りが生じないので、無端ベルト２５のアイドラプーリ６側の面の磨耗が防止できると共に、異常な振動や騒音の発生を防止することができる。

以上説明したように、本実施例では、アイドラプーリユニットのアイドラプーリを回転自在に支持する玉軸受の内輪をボールねじ装置により軸方向に移動自在に支持するようにしたことによって、アイドラプーリに位置ずれが生じた場合に、ボールねじ装置のボールの転動による円滑な直動機能によりアイドラプーリを軸方向に円滑に移動させることができ、無端ベルトの片べりや磨耗の発生を防止することができると共に、異常な振動や騒音の発生を防止することができる。このことは無端ベルトによる引張力が弱い場合に特に有効である。

また、内周面に外輪軌道を形成した外輪と、外周面に内輪軌道を形成した内輪との間に複数の玉を配設して玉軸受を構成すると共に、内周面に螺旋状のナット軌道溝を形成したナットとして機能する内輪と、外周面に軸軌道溝を形成したねじ軸とを複数のボールを介して螺合させてボールねじ装置を構成し、ねじ軸を固定して外輪の外周面を無端ベルトにより回転駆動するようにしたことによって、上記の同様の効果に加えて、外輪の外周面をアイドラプーリとして機能させ、内輪を玉軸受の内輪およびボールねじ装置のナットとして機能させることができ、直動装置を用いたアイドラプーリユニットの小型化を図ることができる。

図３は実施例のアイドラプーリユニットの他の形態を示す断面図である。
なお、上記図１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３において、３０はバネ部材であり、内輪７の両側の端面とストッパ１６およびワッシャ２１との間にそれぞれ配置された圧縮コイルバネであって、アイドラプーリ６をそれぞれ軸方向に押圧する機能を有している。

このようにすれば、アイドラプーリ６に位置ずれが生じたときに、無端ベルト２５の引張力に加えて、移動した側のバネ部材３０の圧縮に伴うバネ力が加わり、アイドラプーリを軸方向に更に円滑に移動させることができる。
なお、上記実施例においては、直動装置としてのボールねじ装置のねじ軸を垂直に設置した場合を例に説明したが、ねじ軸を水平に設置した場合も同様である。

アイドラプーリユニットの回転軸を水平に設置する場合には、直動装置としてボールスプライン装置やボールを用いたリニアブッシュ装置等の軸方向に自重を支える機能を持たないがボールの転動による円滑な直動機能を有する直動装置を用いることが可能になり、直動装置の簡素化を図ることができる。
また、上記実施例においては、アイドラプーリと無端ベルトの組合せを平ベルトプーリと平ベルトの組合せとして図示したが、他の形状のアイドラプーリ、例えば鍔部を設けずに樽型にした平ベルトプーリと平ベルト、１または２以上のＶ字溝を有するＶベルトプーリとそれに対応するＶベルト、タイミングベルト装置等の歯付プーリと歯付ベルト等の組合せであっても同様である。

また、アイドラプーリを配置する場所は、無端ベルトの腹側として図示したが、背側でも同様である。
更に、アイドラプーリは無端ベルトに張力を与えるとして説明したが、無端ベルトのベルト経路に配置して駆動プーリや従動プーリの巻き掛け角度を調整するアイドラプーリであっても同様の効果を得ることができる。

更に、ボールねじ装置を直動装置として用いる場合には、ナットとしての内輪にダンパイナーシャを取付けるとよい。このようにすれば振れによる振動を減衰することが可能になる。
更に、上記実施例においては、アイドラプーリを外輪と一体に形成し、玉軸受の内輪とボールねじ装置のナットを一体に形成するとして説明したが、それぞれを別個に形成し、外輪にアイドラプーリを嵌合して固定し、内輪の内周面にナットの外周面を嵌合して固定するようにしてもよい。

更に、転がり軸受は２列の玉軸受として説明したが、単列または３列以上であってもよく、ころ軸受等であってもよい。
更に、上記実施例においては、連結路をこま式として説明したが、連結路は前記に限らず、リターンチューブ式やエンドキャップ式等であってもよい。要は転がり軸受の回転を妨げない連結路であればどのような形式の連結路を用いても本発明と同様の効果を得ることができる。

実施例のアイドラプーリユニットを示す断面図 実施例のアイドラプーリユニットの作用を示す説明図 実施例のアイドラプーリユニットの他の形態を示す断面図

符号の説明

１ アイドラプーリユニット
２ 玉軸受
３ ボールねじ装置
４ 外輪
４ａ 外輪軌道
４ｂ 外周面
５ 鍔部
６ アイドラプーリ
７ 内輪
７ａ 内輪軌道
８ 保持器
９ 玉
１１ ナット軌道溝
１２ ねじ軸
１３ 軸軌道溝
１４ ボール
１６ ストッパ
１７ 嵌合部
１８ 抜止部材
２０ 取付ねじ部
２１ ワッシャ
２５ 無端ベルト
２６ 駆動プーリ
２７ 従動プーリ
３０ バネ部材

Claims (3)

1. アイドラプーリと、該アイドラプーリを回転自在に支持する転がり軸受とを備えたアイドラプーリユニットにおいて、
   前記転がり軸受の内輪を、直動装置により転がり軸受の軸方向に移動自在に支持したことを特徴とするアイドラプーリユニット。
2. 請求項１において、
   前記直動装置が、ボールねじ装置であることを特徴とするアイドラプーリユニット。
3. 内周面に外輪軌道を形成した外輪と、外周面に前記外輪軌道に対向する内輪軌道を形成すると共に、内周面に螺旋状のナット軌道溝を形成した内輪と、外周面に前記ナット軌道溝に対向する軸軌道溝を形成したねじ軸と、前記外輪軌道と内輪軌道との間に配設された複数の玉と、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを螺合させる複数のボールとを備え、
   前記ねじ軸を固定すると共に、前記外輪の外周面が無端ベルトにより回転駆動されることを特徴とするアイドラプーリユニット。