JP2013253633A - 枢動アーム式ベルトテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のベルトテンショナにおいて、異物がテンションプーリに噛み込まない枢動アームを提供する。
【解決手段】一端部にて内燃機関に固定された枢支部材４２により枢支された枢動アーム３８と、枢動アーム３８の他端部に回転可能に支持されたテンションプーリ４０とを有し、テンションプーリ４０がベルトに対し押圧されるよう枢動アーム３８が付勢される枢動アーム式ベルトテンショナであり、枢動アーム３８は上側のリブ部３８Ｂ及び下側のリブ部３８Ｃを含み内燃機関へ向けて開いた断面コの字形をなす部分を有し、下側のリブ部３８Ｃの上面は他端部の側よりも一端部の側が低くなるよう傾斜し、内燃機関へ向かうにつれて低くなるよう傾斜している。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のベルトテンショナに係り、更に詳細には枢動アーム式のベルトテンショナに係る。

自動車等の車両に於いては、車両を駆動するための内燃機関によりオルタネータの如き補機が駆動される。内燃機関のクランクシャフトに取付けられたクランクプーリ及び補機のプーリにベルトが巻き掛けられ、ベルトによって駆動力が伝達される。駆動力がベルトによって良好に伝達されるためには、ベルトの張力が適正な値に維持される必要がある。そのため、ベルトの移動方向を横切る方向にベルトを押圧することによりベルトの張力を適正な値に維持するベルトテンショナが使用されている。

一般的なベルトテンショナの一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、枢動アーム式のベルトテンショナがよく知られている。この種のベルトテンショナは、一端部にて内燃機関により枢支された枢動アームと、枢動アームの他端部に回転可能に支持されたテンションプーリとを有し、テンションプーリがベルトに対し押圧されるようになっている。

特開２０１１−２０２７７８号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
車両が例えば悪路の如き未舗装の道路を走行すると、タイヤによって小石等の異物がエンジンルーム内に跳ね上げられ、ベルトテンショナ上に落下し、異物は枢動アームとテンションプーリとの間に噛込まれることがある。この状況は枢動アームが実質的に水平に延在する状態にて下方へ枢動付勢される場合に特に生じ易く、異物の噛み込みが発生すると、ベルトテンショナの円滑な作動が阻害される。

従来の枢動アーム式のベルトテンショナに於いても、異物が枢動アームとテンションプーリとの間に噛込まれることを防止する対策がなされてはいるが、異物の噛み込みを一層効果的に防止する対策が求められている。

本発明は、従来の枢動アーム式のベルトテンショナに於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、異物が枢動アームとテンションプーリとの間に噛込まれることを効果的に防止することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕

上述の主要な課題は、本発明によれば、一端部にて内燃機関により枢支された枢動アームと、前記枢動アームの他端部に回転可能に支持されたテンションプーリとを有し、前記テンションプーリがベルトに対し押圧されるよう前記枢動アームが付勢される枢動アーム式ベルトテンショナに於いて、前記枢動アームは上側及び下側のリブ部を含み前記内燃機関へ向けて開いた断面コの字形をなす部分を有し、前記下側のリブ部の上面は前記他端部の側よりも前記一端部の側が低くなるよう傾斜していることを特徴とする枢動アーム式ベルトテンショナ（請求項１の構成）によって達成される。

上記の構成によれば、枢動アームの下側のリブ部の上面は他端部の側よりも一端部の側が低くなるよう、換言すれば、テンションプーリの側よりも枢支部の側が低くなるよう、傾斜している。よって、たとえ異物が下側のリブ部に落下しても、異物はテンションプーリより離れる方向へ移動する。従って、下側のリブ部の上面が逆方向へ傾斜している場合や水平に延在している場合に比して、異物が下側のリブ部とテンションプーリとの間に噛込まれる虞れを効果的に低減することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記下側のリブ部の上面は、少なくとも前記一端部の側の端部に於いて前記内燃機関へ向かうにつれて低くなるよう傾斜しているよう構成される（請求項２の構成）。

上記の構成によれば、下側のリブ部の上面が上記の方向へ傾斜していない場合に比して、異物が下側のリブ部上に蓄積する虞れを低減し、これにより異物が下側のリブ部とテンションプーリとの間に噛込まれる虞れを一層効果的に低減することができる。また、枢動アームの揺動により、枢動アームに付着した状態を維持し易い平板状の異物をもテンションプーリより離れる方向及び下側のリブ部の先端の側へ移動させてリブ部より落下させることができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記下側のリブ部の前記内燃機関側の端部は前記ベルトの前記内燃機関側の側縁よりも前記内燃機関の側に位置しているよう構成される（請求項３の構成）。

上記の構成によれば、下側のリブ部の内燃機関の側の端部がベルトの内燃機関の側の側縁に対し内燃機関とは反対の側に位置している場合に比して、下側のリブ部より落下する異物がベルト上に落下する虞れを低減することができる。従って落下した異物がベルトとテンションプーリとの間に侵入する虞れも低減することができる。

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記枢動アームの全枢動範囲に於いて、前記下側のリブ部の上面は前記他端部の側よりも前記一端部の側が低くなるよう傾斜しているよう構成される（請求項４の構成）。

上記の構成によれば、枢動アームの全枢動範囲の一部に於いて、下側のリブ部の上面が他端部の側よりも一端部の側が高くなる場合に比して、異物が下側のリブ部とテンションプーリとの間に噛込まれる虞れを効果的に低減することができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕

本発明の一つの好ましい態様によれば、上記の構成に於いて、枢動アームは内燃機関に固定された枢支部材により一端部にて枢支されるよう構成される。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記の構成に於いて、ベルトテンショナは枢支部材に対し相対的に枢動アームを付勢する付勢手段を有するよう構成される。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記の構成に於いて、枢動アームは一端部にて枢軸線の周りに枢動可能に枢支され、他端部にて枢軸線と平行な回転軸線の周りに回転可能にテンションプーリを支持するよう構成される。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記の構成に於いて、上側及び下側のリブ部はテンションプーリの領域には設けられておらず、上側及び下側のリブ部の端部はテンションプーリより隔置されているよう構成される。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記の構成に於いて、下側のリブ部の上面は、その全範囲に於いて内燃機関へ向かうにつれて低くなるよう傾斜しているよう構成される。

本発明による枢動アーム式ベルトテンショナの一つの実施形態が適用された内燃機関を示す立面図である。 図１に示されたベルトテンショナを内燃機関の側より見た図として示す拡大背面図である。 図２の線III−IIIに沿う拡大断面図である。 下側のリブ部に落下した異物の移動を示す説明図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１に於いて、１０は車載の内燃機関を示しており、１２はベルトテンショナを示している。内燃機関１０は図には示されていないクランクシャフトの一端に取付けられたクランクプーリ１４を有し、クランクプーリ１４はクランクシャフトの回転軸線１６の周りに図１で見て時計回り方向へ回転する。クランクプーリ１４には環状のベルト１８が巻き掛けられている。

ベルト１８は、オルタネータプーリ２０、ウォータポンププーリ２２、エアコンプーリ２４にも巻き掛けられており、クランクプーリ１４により図１に於いて矢印Ａにて示されている如く駆動される。オルタネータプーリ２０、ウォータポンププーリ２２、エアコンプーリ２４は、それぞれ補機であるオルタネータ２６、ウォータポンプ２８、エアコンのコンプレッサ３０を駆動する。

オルタネータプーリ２０及びエアコンプーリ２４は、ベルト１８の内周側に係合するので、それぞれ回転軸線１６と平行な回転軸線３２及び３６の周りに図１で見て時計回り方向へ回転する。これに対し、ウォータポンププーリ２２は、ベルト１８の外周側に係合するので、回転軸線１６と平行な回転軸線３４の周りに図１で見て反時計回り方向へ回転する。

オルタネータプーリ２０はクランクプーリ１４及びウォータポンププーリ２２よりも上方に位置し、エアコンプーリ２４はクランクプーリ１４及びウォータポンププーリ２２よりも下方に位置している。従って、ベルト１８は、クランクプーリ１４とオルタネータプーリ２０との間に於いては、クランクプーリ１４よりオルタネータプーリ２０へ向けて斜め上方へ移動する。

ベルトテンショナ１２は、クランクプーリ１４の上方に設けられ、枢動アーム３８とテンションプーリ４０とを有している。枢動アーム３８は一端部にて内燃機関１０により枢支され、内燃機関の表面に沿って上下方向に枢動する。テンションプーリ４０は枢動アーム３８の他端部に回転可能に支持されており、ベルト１８のうちクランクプーリ１４とウォータポンププーリ２２との間の部分の外面に転動可能に係合する。

特に、図示の実施形態に於いては、ベルトテンショナ１２は枢支部材４２を含み、枢支部材４２はフランジ部４２Ａ及び４２Ｂにて内燃機関１０に固定されている。枢支部材４２は、回転軸線１６と平行な枢軸線４４の周りに枢動可能に枢動アーム３８の一端部を枢支している。枢支部材４２のドーム部４２Ｃと枢動アーム３８の一端部との間には、図１で見て枢動アーム３８を時計回り方向へ付勢する付勢手段として機能する渦巻きばねの如きばねが内蔵されている。尚、図２に於いて、４２Ｄはばねを支持するためにドーム部４２Ｃに設けられた窪みを示しており、４２Ｅは枢動アーム３８を枢支する枢軸を受けるための凸部である。

枢動アーム３８は、一端部より他端部へ向かうにつれて幅が漸次減少する形状をなし、他端部にて枢軸線４４と平行な回転軸線４６の周りに回転可能にテンションプーリ４０を支持している。図１及び図２に於いて矢印Ｂにて示されている如く、テンションプーリ４０は回転軸線４６の周りに回転することによりベルト１８の外面上を転動する。よって、ベルトテンショナ１２は、ベルト１８のクランクプーリ１４とオルタネータプーリ２０との間の部分に対しテンションプーリ４０を押圧し、これによりベルト１８に所要の張力を付与する。

図２及び図３に示されている如く、枢動アーム３８は板状部３８Ａと一体をなす上側のリブ部３８Ｂ及び下側のリブ部３８Ｃを有し、内燃機関１０へ向けて開いた断面コの字形をなす部分を有している。リブ部３８Ｂ及び３８Ｃは枢動アーム３８の重量の増大を招くことなくその強度や剛性を確保するために設けられている。リブ部３８Ｂ及び３８Ｃはテンションプーリ４０の領域には設けられておらず、これらのリブ部の長手方向の端部はテンションプーリ４０より隔置されている。下側のリブ部３８Ｃの上面は、他端部の側よりも一端部の側が低くなるよう、即ち、テンションプーリ４０の側よりも枢支部材４２の側が低くなるよう、傾斜している。

内燃機関１０が運転され、ベルト１８がクランクプーリ１４によって駆動されると、ベルト１８の張力が変動するが、ベルトテンショナ１２はベルト１８の張力の変動を低減する。即ち、ベルト１８の張力が増大すると、ベルト１８に対するテンションプーリ４０の押圧量が減少し、逆にベルト１８の張力が減少すると、ベルト１８に対するテンションプーリ４０の押圧量が増大する。また、ベルト１８が経時変化により伸張すると、ベルト１８に対するテンションプーリ４０の押圧量が増大する。よって、ベルト１８の張力の変動やベルト１８の経時変化による伸張に伴って枢動アーム３８は枢軸線４４の周りに枢動する。

図２に於いて、仮想線４８Ｈ及び４８Ｌは、枢軸線４４及び回転軸線４６に沿って見てそれらを通る直線４８が枢動アーム３８の枢動に伴って揺動する範囲の上限及び下限をそれぞれ示している。図２に示されている如く、直線４８が下限４８Ｌに位置するまで枢動アーム３８が枢動しても、下側のリブ部３８Ｃの上面は、テンションプーリ４０の側よりも枢支部材４２の側が低い状態を維持する。直線５０は枢動アーム３８が下限まで枢動した場合の水平方向を示しており、下側のリブ部３８Ｃの上面は直線５０に対し１°以上の角度をなしている。

また、図３に示されている如く、下側のリブ部３８Ｃの上面は、板状部３８Ａより離れるにつれて、即ち、内燃機関１０へ向かうにつれて低くなるよう傾斜している。更に、図３に於いて、直線５２はベルト１８の内燃機関１０の側の側縁の位置を示しており、下側のリブ部３８Ｃの内燃機関１０の側の端部はベルトの内燃機関の側の側縁よりも内燃機関の側に位置している。

上述の如く構成されたベルトテンショナ１２によれば、タイヤによってエンジンルーム内に跳ね上げられた小石等の異物が、枢動アーム３８とテンションプーリ４０との間に噛込まれ、テンションプーリの良好な回転が阻害される虞れを低減することができる。即ち、リブ部３８Ｃの上面は上述の如く傾斜しているので、異物５４が下側のリブ部３８Ｃに落下しても、図４に於いて矢印Ｃにて示されている如く、異物は板状部３８Ａより離れる方向へ移動しつつテンションプーリ４０より離れる方向へ移動する。よって、リブ部３８Ｃの上面が実施形態とは逆方向へ傾斜している場合や水平に延在している場合に比して、異物が下側のリブ部３８Ｃとテンションプーリ４０との間に噛込まれる虞れを低減することができる。

特に上述の実施形態によれば、下側のリブ部３８Ｃの上面は、枢動アーム３８の全枢動範囲に於いて、テンションプーリ４０の側よりも枢支部材４２の側が低い状態を維持するようになっている。従って、例えば枢動アーム３８の全枢動範囲の一部に於いて、下側のリブ部３８Ｃの上面がテンションプーリ４０の側よりも枢支部材４２の側に於いて高くなる構造の場合に比して、異物が下側のリブ部とテンションプーリとの間に噛込まれる虞れを効果的に低減することができる。

また、下側のリブ部３８Ｃの上面は、板状部３８Ａより離れるにつれて低くなるよう傾斜している。よって、下側のリブ部３８Ｃの上面がこの方向へ傾斜していない場合に比して、異物が下側のリブ部３８Ｃ上に蓄積する虞れを低減し、これにより異物が下側のリブ部３８Ｃとテンションプーリ４０との間に噛込まれる虞れを一層効果的に低減することができる。

また、下側のリブ部３８Ｃの上面は、テンションプーリ４０より離れるにつれて低くなると共に、板状部３８Ａより離れるにつれて低くなるよう傾斜している。よって、枢動アーム３８の揺動により、枢動アーム３８に付着した状態を維持し易い平板状の異物をもテンションプーリ４０及び板状部３８Ａより離れる方向へ移動させてリブ部３８Ｃより落下させることができる。

更に、下側のリブ部３８Ｃの内燃機関１０の側の端部はベルトの内燃機関の側の側縁よりも内燃機関の側に位置している。よって、下側のリブ部３８Ｃの内燃機関１０の側の端部がベルトの内燃機関の側の側縁に対し内燃機関とは反対の側に位置している場合に比して、下側のリブ部３８Ｃより落下する異物がベルト１８上に落下する虞れを低減することができる。従って落下した異物がベルト１８とテンションプーリ４０との間に侵入する虞れも低減することができる。

尚、下側のリブ部３８Ｃとテンションプーリ４０との間に異物が侵入する問題を解消すべく、上側のリブ部３８Ｂと下側のリブ部３８Ｃとの間を枢動アーム３８の材料にて充填する構造や、カバー等にて覆う構造も考えられる。しかし、それらの構造の場合には、枢動アーム３８の重量の増大や、枢動アームの構造の複雑化及びコストアップが避けられないが、上述の実施形態によれば、これらの問題は生じない。

以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の実施形態に於いては、下側のリブ部３８Ｃの上面は、枢動アーム３８の全枢動範囲に於いて、テンションプーリ４０の側よりも枢支部材４２の側が低い状態を維持するようになっている。しかし、上記状態が維持されるのは、枢動アーム３８の全枢動範囲でなくてもよい。

また上述の実施形態に於いては、ベルト１８によってプーリが回転されることにより駆動される補機は、オルタネータ２６、ウォータポンプ２８、エアコンのコンプレッサ３０であるが、補機の種類や位置は図示のものに限定されるものではない。

また上述の実施形態に於いては、ベルトテンショナ１２はクランクプーリ１４の上方に設けられ、ベルト１８のクランクプーリ１４とオルタネータプーリ２０との間の部分に対しテンションプーリ４０を押圧するようになっている。しかし、ベルトテンショナ１２が設けられる位置やテンションプーリ４０がベルトを押圧する部位は他の位置や部位であってもよい。

また上述の実施形態に於いては、内燃機関１０は車載の内燃機関であるが、本発明のベルトテンショナは車載以外の内燃機関に適用されてもよい。

１０…内燃機関、１２…ベルトテンショナ、１４…クランクプーリ、１８…ベルト、２０…オルタネータプーリ、２２…ウォータポンププーリ、２４…エアコンプーリ、３８…枢動アーム、４０…テンションプーリ、４２…枢支部材、３８Ｂ…上側のリブ部、３８Ｃ…下側のリブ部、５４…異物

Claims (4)

1. 一端部にて内燃機関により枢支された枢動アームと、前記枢動アームの他端部に回転可能に支持されたテンションプーリとを有し、前記テンションプーリがベルトに対し押圧されるよう前記枢動アームが付勢される枢動アーム式ベルトテンショナに於いて、前記枢動アームは上側及び下側のリブ部を含み前記内燃機関へ向けて開いた断面コの字形をなす部分を有し、前記下側のリブ部の上面は前記他端部の側よりも前記一端部の側が低くなるよう傾斜していることを特徴とする枢動アーム式ベルトテンショナ。
2. 前記下側のリブ部の上面は、少なくとも前記一端部の側の端部に於いて前記内燃機関へ向かうにつれて低くなるよう傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の枢動アーム式ベルトテンショナ。
3. 前記下側のリブ部の前記内燃機関側の端部は前記ベルトの前記内燃機関側の側縁よりも前記内燃機関の側に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の枢動アーム式ベルトテンショナ。
4. 前記枢動アームの全枢動範囲に於いて、前記下側のリブ部は前記他端部の側よりも前記一端部の側が低くなるよう傾斜していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の枢動アーム式ベルトテンショナ。

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