JP2007064254A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材の回動を緩やかに規制するオートテンショナを提供する。
【解決手段】ベース部材３と、このベース部材３に回動自在に支持されるアーム状の可動部材４と、この可動部材４のアーム部に設けられるとともにベルトに接触可能なプーリ５と、前記可動部材４を前記ベース部材３に対し所定方向に付勢するコイルバネ６と、を備えるオートテンショナに、拡径方向の自己復元力により前記可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面に当接するスプリングクラッチ１０を設け、当該スプリングクラッチ１０の一端を前記ベース部材３に固定されたスプリングクラッチホルダ１１に固定し、他端を自由端とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルトの張力を自動的に適度に保つオートテンショナの構成に関する。

例えば自動車エンジンの補機駆動のためのベルトにおいては、エンジン燃焼に起因する回転変動によってベルトの滑りが発生し、その発音や摩耗などの問題が指摘されている。これを解決するために、従来から、ベルトの張力を一定に保つための機構として、オートテンショナが採用されている。
このようなオートテンショナについては、ベルトが使用に伴って摩耗したり伸びたりしてベルト張力が低下した場合には、即座にオートテンショナがベルト張力を増加させるように作用し、一方、ベルト張力が増加した場合には、ベルトを弛ませる方向へオートテンショナが動きにくいことが要求されている。

この種のオートテンショナとして、例えば特許文献１に開示されているものがある。この特許文献１に記載されているオートテンショナは、ベルトの張力変動時にはスプリングの端部がブレーキシューに当接し、該ブレーキシューがアームの内周面に密接し、これらブレーキシューとアーム内周面との間に、アームの回動を減衰させるような摩擦力が発生するように構成されている。
また、特許文献２および特許文献３は、特許文献１とよく似た構造のオートテンションが開示されている。これら特許文献２・３に記載されているオートテンショナは、円筒部材（特許文献１におけるアーム内周面に相当）に係合するブレーキシューに作用する垂直力（摩擦力を発生させる作用力）がスプリング力よりも大きくなるように構成されている。
また、特許文献４は、ハウジング２に対するローラキャリヤ３の旋回運動を第１の方向１５では可能にするとともに、第２の方向１７（第１の方向１５とは逆方向）では制限または阻止するロック装置を備える、所謂ワンウェイクラッチに似た機能を有するテンション装置を開示している。このロック装置はカム１９を備えるカムディスク１８を備え、カムディスク１８とハウジング２との間に複数のスプラグ（転動体）２１が設けられ、カムディスク１８とスプラグ２１とハウジング２との間に摩擦力が発生するように構成されている。
米国特許第４６９６６６３号明細書 特開平９−１８９３４７号公報（請求項１） 特開平９−１８９３４８号公報（請求項１） 特開２００４−１１９１５号公報（請求項１・２、図２）

しかし、上記特許文献１〜３の構成では、スプリングの端部がブレーキシューを全体的にではなく部分的に押圧するように構成されているので、押圧方向を常にアーム（円筒部材）の内周面に対して垂直とすることが困難となっている。例えば、ブレーキシューの摩耗などに起因して該押圧方向がアームの内周面に対して垂直でなくなってくると、アームの旋回を抑制するためのブレーキ力（摩擦力）が十分に発生しなくなったり、ブレーキシューが偏摩耗を起こして減衰効果が短期間のうちに劣化したりするなどの問題を有している。
また、上記特許文献４に記載されているロック機構において、転動体である前記スプラグ２１は、ハウジング２やカムディスク１８と線状に接触することで偏摩耗し易く（痛み易く）なっている。従って特許文献４に記載のテンション装置は、耐久性の面で改善の余地が残されていた。

本発明は係る諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ベルトが摩耗や伸びのために弛みが出た場合に張り方向には容易に動くが弛み方向には殆ど動かず、部材の偏摩耗が抑制され、長期間に亘って高い減衰効果を維持できるオートテンショナを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

上記の目的を達成するため、本発明は以下のように構成される。

固定部材と、この固定部材に回動自在に支持されるアーム状の可動部材と、この可動部材のアーム部に設けられるとともにベルトに接触可能なプーリと、前記可動部材を前記固定部材に対し所定方向に付勢するコイルバネと、を備えるオートテンショナにおいて、拡径方向の自己復元力により前記可動部材又は前記固定部材の内周壁面に当接するスプリングクラッチを備え、当該スプリングクラッチの一端を前記固定部材又は前記可動部材に固定し、他端を自由端とする。

これにより、ベルトが摩耗や伸びのために弛みが出た場合に、張り方向には容易に動き、弛み方向には殆ど動かないオートテンショナを提供できる。なお「張り方向」とはベルトの張力を増大させる方向をいい、「弛み方向」とは同じく減少させる方向をいう。
また、前記スプリングクラッチの自己復元力は、前記可動部材又は前記固定部材の内周壁面に対して一様に作用するので、例えば特許文献１〜３の構成と比較して、偏摩耗を防止できるから、長期に亘って減衰効果を問題なく発揮できる。また、当該スプリングクラッチは前記内周壁面と面接触するよう構成されているので、例えば特許文献４のような線接触箇所を有する構成と比較して、痛みにくく耐久性の面で優れている。
また、前記可動部材の回動を規制しようとする制動力は緩やかに増大するので、例えば特許文献４の構成と比較して、オートテンショナの各部に作用する衝撃を緩和できるから、オートテンショナの耐久性を向上できる。

前記固定部材又は前記可動部材は、当該固定部材又は当該可動部材に対して回動可能な円筒状のスプリングクラッチホルダを備え、前記スプリングクラッチの一端は当該スプリングクラッチホルダに固定され、前記スプリングクラッチホルダの前記固定部材又は前記可動部材に対する回動を規制可能なロックボルトが設けられていることが好ましい。

これによれば、前記ロックボルトを取り外すことにより、前記スプリングクラッチホルダが前記固定部材又は前記可動部材に対して方向を問わず回動自在となることで、固定されていた前記スプリングクラッチの一端も自由端となるので、当該スプリングクラッチが前記可動部材の回動を抑制する機能を解除できる。その結果、前記可動部材を自由に（規制されていた方向にも）回動させることができるので、前記プーリに巻回されたベルトの着脱を容易とできる。

前記固定部材又は前記可動部材は、当該固定部材又は当該可動部材に対して回動可能な円筒状のスプリングクラッチホルダを備え、前記スプリングクラッチの一端は当該スプリングクラッチホルダに固定され、前記スプリングクラッチホルダの外周面には当該スプリングクラッチホルダを縮径させることで当該スプリングクラッチホルダの前記固定部材又は前記可動部材に対する回動を規制可能なロックバンドが設けられていることが好ましい。

これによれば、前記ロックバンドを取り外すことにより、前記スプリングクラッチホルダが前記固定部材又は前記可動部材に対して方向を問わず回動自在となることで、固定されていた前記スプリングクラッチの一端も自由端となるので、当該スプリングクラッチが前記可動部材の回動を抑制する機能を解除できる。その結果、前記可動部材を自由に（規制されていた方向にも）回動させることができるので、前記プーリに巻回されたベルトの着脱を容易とできる。

前記スプリングクラッチと前記可動部材又は前記固定部材の内周壁面との間には、摩擦材が介装されていることが好ましい。

これにより、前記スプリングクラッチと前記可動部材又は前記固定部材の内周壁面とが直接的に当接して摩耗することがないので、オートテンショナの耐久性を向上できる。

前記固定部材又は前記可動部材の何れか一方に固定された回動軸と他方との間には、軸受部材が介装されていることが好ましい。

これにより、前記回動軸と前記可動部材又は前記固定部材とが直接的に当接することがないので、摩耗が抑制され、オートテンショナの耐久性を向上できる。また、前記軸受部材の材質を適宜選択することにより、前記スプリングクラッチの作用による非対称性な動作をするオートテンショナに、前記可動部材又は前記固定部材の前記固定部材又は前記可動部材に対する回動を減衰する機能を付加することもできる。

以下、発明の第１実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るオートテンショナの全体的な構成を示した軸断面図である。

図１に示すオートテンショナ１は、鎖線で略示するエンジンブロック２に図略のボルト等によって固着されるベース部材（固定部材）３と、このベース部材３に回動軸３０を介して回動自在に支持されるアーム状の可動部材４と、を備えている。可動部材４のアーム部の先端には、鎖線で略示するように、プーリ５が回転自在に支持される。このプーリ５の外周面は、車両用エンジンのクランクシャフトに巻回され、当該クランクシャフトの動力をオルタネータに伝達するための図略のベルトに当接している。そして、上記可動部材４は後述のコイルバネ６によりベース部材３に対して一側に回動付勢されており、これにより前記プーリ５は、前記ベルトに適宜の張力を付与するように構成されている。

前記回動軸３０は、前記ベース部材３に開口された軸孔３ｂに挿入されており、当該ベース部材３のエンジンブロック２に対する取付け面に凹設された凹部３ｃ内に予め設けられているナット７に一端が螺合することで、固定される。
回動軸３０の他端には、前記可動部材４の抜け防止のための円盤状頭部３０ｄが形成されている。

前記可動部材４と前記回動軸３０との間には、軸受部材としての円筒状ブッシュ８Ａが介装されている。このブッシュ８Ａは、金属製軸受（所謂メタル軸受）でも樹脂製軸受（ポリアセタールやポリアリレート、ナイロンなど）でもよい。これにより、可動部材４と回動軸３０とが直接的に径方向に当接することがなく摩耗が抑制されるので、耐久性に優れたオートテンショナを提供できる。
可動部材４と回動軸３０の頭部３０ｄとの間には、前記ブッシュ８Ａの一端から外周側に且つ回動軸３０に対して直角に延びるブッシュ屈曲部８Ａａが形成され介装されている。これにより、可動部材４と回動軸３０とが直接的に軸方向に当接することがないので、摩耗が抑制される。
可動部材４とベース部材３との間には、中空円形状のブッシュ８Ｂが介装されている。このブッシュ８Ｂの素材は、上記ブッシュ８Ａと同様である。これにより、可動部材４とベース部材３とが直接的に軸方向に当接することがないので、摩耗が抑制される。

前記可動部材４は、前記ブッシュ８Ａと当接する内筒部４ａと外筒部４ｂとを備え、当該内筒部４ａ及び外筒部４ｂに囲まれるようにコイルバネ６を収容するためのバネ収容室９が形成されている。ベース部材３と可動部材４には、コイルバネ６の折曲された端部を係止固定するためのバネ係止溝３ｋ・４ｋが凹設されている。

前記バネ収容室９内には、前記コイルバネ６のみならず、その外周側に、拡径方向の自己復元力により前記可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面に当接するスプリングクラッチ１０も収納されている。
当該スプリングクラッチ１０は、外周面に所定幅の制動面を有する線材を巻回してなり、変形のない状態で前記外筒部４ｂの内周壁の内径よりも当該外周面が大径となるように形成されている。これにより、スプリングクラッチ１０を縮径させて前記バネ収容室９に収納すると、前記可動部材４の内筒部４ａとの間には間隙を有し、外筒部４ｂとは前述したように拡径方向の自己復元力により外周面全体に亘って均一に圧接するようになっている。また、スプリングクラッチ１０の一端には、終端に向かうにつれて緩やかに幅広となる幅広部１０ａが形成されている。

前記ベース部材３は、当該ベース部材３に対して回動可能な円筒状の樹脂製スプリングクラッチホルダ１１を備えている。より詳しく言えば、当該スプリングクラッチホルダ１１は、ベース部材３の外周側に回動自在に外嵌されており、また、当該回動を規制可能なロックボルト１２が設けられている。当該ロックボルト１２は、スプリングクラッチホルダ１１を貫通し、ベース部材３に凹設されたネジ孔に螺嵌されるものである。

前記スプリングクラッチ１０は、その一端に形成された前述の幅広部１０ａがスプリングクラッチホルダ１１内に埋設されている。具体的には、樹脂製であるスプリングクラッチホルダ１１を成形する段階で、金属製であるスプリングクラッチ１０と当該スプリングクラッチホルダ１１とが一体となる。これにより、スプリングクラッチ１０の一端はスプリングクラッチホルダ１１に固定されるようになっている。
前述の如く当該スプリングクラッチホルダ１１はロックボルト１２を介してベース部材３に固定されているので、スプリングクラッチ１０の一端は、ベース部材３に固定されているともいえる。一方、スプリングクラッチ１０の他端は前記バネ収容室９内において固定されておらず、自由端となっている。

前記スプリングクラッチ１０と前記可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面との間には、図略の摩擦材が介装されている。当該摩擦材は例えば合成樹脂（ポリテトラフルオロエチレンや超高分子量ポリエチレン等も含む）やゴムなどが考えられる。
これにより、前記スプリングクラッチ１０と可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面とが直接的に当接することがないので、摩耗が抑制され、オートテンショナ１の耐久性を向上できる。
なお当該摩擦材は、スプリングクラッチ１０の外周面に被覆するように設けられても、或いは可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面に設けられてもどちらでもよく、双方に個別に設けられていても勿論よい。

次に、本実施形態における作動を説明する。
ベルトが摩耗や伸びのために弛みが出た場合（ベルトの張力が規定値以下となった場合）は、ベルトの張力が所定値以上となるように、コイルバネ６の作用によって可動部材４が張り方向に回動する（本図においてＸ方向）。すると、スプリングクラッチ１０は絞られて若干縮径変形するので、当該スプリングクラッチ１０の可動部材４に対する圧接力（押圧力）が緩和されるから、可動部材４とスプリングクラッチ１０との間は摺動可能となる。言い換えれば、可動部材４はベース部材３に対して本図Ｘ方向には回動自在である。
一方、可動部材４が弛み方向（本図においてＹ方向）に回動しようとすると、スプリングクラッチ１０は可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面に押さえつけられるように拡径変形するので、当該スプリングクラッチ１０の可動部材４に対する圧接力（押圧力）が増大されるから、可動部材４とスプリングクラッチ１０との間は、上記のＸ方向への回動の場合のようには、摺動可能とはならない。言い換えれば、可動部材４のベース部材３に対する本図Ｙ方向の回動は規制される。しかし、スプリングクラッチ１０が上記の如く拡径方向へ変形するその過程においては、可動部材４の回動を規制しようとする制動力が緩やかに増大するので、例えば特許文献４のテンション装置のような回動を規制する制動力がステップ状に発生する構成と比較して、オートテンショナ１の各部に作用する衝撃を緩和できるから、オートテンショナ１の耐久性を向上できる。

以上説明したように、ベース部材３（固定部材）と、このベース部材３に回動自在に支持されるアーム状の可動部材４と、この可動部材４のアーム部に設けられるとともにベルトに接触可能なプーリ５と、前記可動部材４を前記ベース部材３に対し所定方向に付勢するコイルバネ６と、を備え、拡径方向の自己復元力により前記可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面に当接するスプリングクラッチ１０を備え、当該スプリングクラッチ１０の一端を前記ベース部材３に固定し、他端を自由端とすることで以下の効果を奏する。

即ち、ベルトが摩耗や伸びのために弛みが出た場合に、張り方向には容易に動き、弛み方向には殆ど動かないオートテンショナ１を提供できる。言い換えれば、ベルト張力が常に所定値以上に維持される。
また、前記スプリングクラッチ１０の自己復元力は、前記可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面に対して一様に作用するので、例えば特許文献１〜３の構成と比較して、偏摩耗を防止できるから、長期に亘って減衰効果を問題なく発揮できる。また、当該スプリングクラッチ１０は前記内周壁面と面接触するよう構成されているので、例えば特許文献４のような線接触箇所を有する構成と比較して、痛みにくく耐久性の面で優れている。
また、前記可動部材４の回動を規制しようとする制動力は緩やかに増大するので、例えば特許文献４の構成と比較して、オートテンショナ１の各部に作用する衝撃を緩和できるから、オートテンショナ１の耐久性を向上できる。
なお、前記スプリングクラッチ１０が当接するのは、図１の如く可動部材４の内周壁面である場合と、ベース部材３の適宜設けられた内周壁面である場合とが考えられる。後者の場合（変形例）には、スプリングクラッチ１０の前記一端は、ベース部材３側ではなく可動部材４側に固定されることとなる。

また上述の如く、前記ベース部材３は、当該ベース部材３に対して回動可能な円筒状のスプリングクラッチホルダ１１を備え、前記スプリングクラッチ１０の一端は当該スプリングクラッチホルダ１１に固定され、前記スプリングクラッチホルダ１１の前記ベース部材３に対する回動を規制可能なロックボルト１２が設けられていることが好ましい。
これによると、前記ロックボルト１２を取り外すことにより、スプリングクラッチホルダ１１がベース部材３に対して方向を問わず（図１に示すＹ方向にも）回動自在となることで、固定されていた前記スプリングクラッチ１０の一端も他端と同様に実質的に自由端となるので、当該スプリングクラッチ１０が前記可動部材４の回動を抑制する機能を完全に解除できる。その結果、前記可動部材４を自由に（規制されていた方向にも）回動させることができるので、前記プーリ５に巻回されたベルトの着脱を容易とできる。
なお、スプリングクラッチ１０がベース部材３の適宜設けられた内周壁面に当接する上述の変形例の場合では、ベース部材３がスプリングクラッチホルダ１１を備えるのに代えて、可動部材４が同様のスプリングクラッチホルダを備え、当該スプリングクラッチホルダの可動部材４に対する回動を規制可能なロックボルトが設けられることとなり、これによっても上記の効果を奏する。

また上述の如く、前記スプリングクラッチ１０と前記可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面との間には、適宜の摩擦材が介装されていることが好ましい。当該摩擦材は例えば合成樹脂（ポリテトラフルオロエチレンや超高分子量ポリエチレン等も含む）やゴムなどが考えられる。
これにより、前記スプリングクラッチ１０と可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面とが直接的に当接することがないので、摩耗が抑制され、オートテンショナ１の耐久性を向上できる。
なお、本実施形態において当該摩擦材は、スプリングクラッチ１０の外周面に被覆するように設けられても、或いは可動部材４の外筒部４ｂの内周壁面に設けられてもどちらでもよく、双方に個別に設けられていても勿論よい。
また、スプリングクラッチ１０がベース部材３の適宜設けられた内周壁面に当接する上記変形例の場合では、前記摩擦材は、スプリングクラッチ１０とベース部材３の内周壁面との間に介装されることとなり、これによっても上記の効果を奏する。

また上述の如く、前記ベース部材３に固定された回動軸３０と可動部材４との間には、軸受部材としてのブッシュ８Ａ（８Ａａ）が介装されていることが好ましい。
これにより、前記回動軸３０と前記可動部材４とが直接的に当接することがないので、摩耗が抑制され、オートテンショナ１の耐久性を向上できる。また、ブッシュ８Ａ（８Ａａ）の材質を適宜選択することにより、スプリングクラッチ１０の作用により非対称な動作をするオートテンショナ１に、可動部材４のベース部材３に対する回動を減衰する機能（いわゆる双方向対称ダンピング機能）を付加することもできる。
なお、回動軸３０がベース部材３ではなく可動部材４に固定されている場合も考えられ、この場合は、回動軸３０とベース部材３との間に前記のブッシュ８Ａ（８Ａａ）と同様の軸受部材が介装されることとなる。

以下、発明の第２実施形態を説明する。図２は本発明の第２実施形態に係るオートテンショナの全体的な構成を示した軸断面図である。なお図２では、原則として図１に示される部材と対応する部材には同一の符号を付してある。ここでは第２実施形態と第１実施形態の異なる点を中心に説明する。

第２実施形態に係るオートテンショナ１Ａが第１実施形態に係るそれと異なる点は、前記スプリングクラッチホルダ１１のベース部材３に対する回動を規制するためのロックボルト１２（図１参照）に代えて、当該スプリングクラッチホルダ１１を縮径させることで回動を規制可能なロックバンド１２ａがスプリングクラッチホルダ１１の外周面に設けられていることである。
ロックバンド１２ａは、スプリングクラッチホルダ１１への取付け前は、端部を有する金属帯であって、取付け時は、スプリングクラッチホルダ１１の外周に巻回させてリング状にし、スプリングクラッチホルダ１１を縮径させるように強力に締付けるものである。
これによっても、第１実施形態と同様に、前記ロックバンド１２ａを取り外すことにより、固定されていた前記スプリングクラッチ１０の一端も他端と同様に実質的に自由端となるので、当該スプリングクラッチ１０が前記可動部材４の回動を抑制する機能を完全に解除できる。その結果、前記可動部材４を自由に（規制されていた方向にも）回動させることができるので、前記プーリ５に巻回されたベルトの着脱を容易とできる。

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

図１に示すように、前記スプリングクラッチ１０をスプリングクラッチホルダ１１及びロックボルト１２を介して間接的にベース部材３に固定することに代えて、例えばスプリングクラッチ１０をベース部材３に直接的にボルト等の固定手段を用いて固定するよう構成してもよい。これによれば、スプリングクラッチホルダ１１を省略できるので、部品点数の少ないオートテンショナを提供できる。

本発明の第１実施形態に係るオートテンショナの全体的な構成を示した軸断面図。 本発明の第２実施形態に係るオートテンショナの全体的な構成を示した軸断面図。

符号の説明

１ オートテンショナ
３ ベース部材
４ 可動部材
４ｂ 外筒部
５ プーリ
６ コイルバネ
１０ スプリングクラッチ
１１ スプリングクラッチホルダ

Claims (5)

1. 固定部材と、この固定部材に回動自在に支持されるアーム状の可動部材と、この可動部材のアーム部に設けられるとともにベルトに接触可能なプーリと、前記可動部材を前記固定部材に対し所定方向に付勢するコイルバネと、を備えるオートテンショナにおいて、
   拡径方向の自己復元力により前記可動部材又は前記固定部材の内周壁面に当接するスプリングクラッチを備え、
   当該スプリングクラッチの一端を前記固定部材又は前記可動部材に固定し、他端を自由端とする、ことを特徴とするオートテンショナ。
2. 前記固定部材又は前記可動部材は、当該固定部材又は当該可動部材に対して回動可能な円筒状のスプリングクラッチホルダを備え、
   前記スプリングクラッチの一端は当該スプリングクラッチホルダに固定され、
   前記スプリングクラッチホルダの前記固定部材又は前記可動部材に対する回動を規制可能なロックボルトが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。
3. 前記固定部材又は前記可動部材は、当該固定部材又は当該可動部材に対して回動可能な円筒状のスプリングクラッチホルダを備え、
   前記スプリングクラッチの一端は当該スプリングクラッチホルダに固定され、
   前記スプリングクラッチホルダの外周面には当該スプリングクラッチホルダを縮径させることで当該スプリングクラッチホルダの前記固定部材又は前記可動部材に対する回動を規制可能なロックバンドが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。
4. 前記スプリングクラッチと前記可動部材又は前記固定部材の内周壁面との間には、摩擦材が介装されている、ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のオートテンショナ。
5. 前記固定部材又は前記可動部材の何れか一方に固定された回動軸と他方との間には、軸受部材が介装されている、ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のオートテンショナ。

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