JP2014516148A - テンショナ - Google Patents

Abstract

プーリと、スリーブを有するベースと、ベースに揺動可能に係合されるアームと、アームとベースの間に連結される捩りばねと、スリーブ孔の内側に回転可能に係合されるアジャスタ部材と、アームに固定的に連結される減衰部材と、アジャスタに接続可能な拡張可能部材を有するリテーナとを備え、プーリがアームに軸支され、減衰部材がアームとベースの間で軸方向に圧縮され、減衰部材がベースとの摩擦係合を有して、アームの振動を減衰し、拡張可能部材がスリーブ溝に係合されるテンショナ。

Description

本発明は、テンショナに関し、より具体的には、アームに固定的に連結される減衰部材と、アジャスタに接続された拡張可能部材を有するリテーナとを備え、減衰部材がアームとベースの間で軸方向に圧縮され、減衰部材がベースとの摩擦係合を有して、アームの振動を減衰し、拡張可能部材がスリーブ溝に係合されるテンショナに関する。

例えばカムシャフトとバランスシャフトなどのような回転部材を同期させて駆動するために、クランクシャフトからの動力を伝達する、２つの最も一般的な手段はタイミングチェーンとタイミングベルトである。タイミングチェーンは動作するためにエンジンオイルを必要とする。比較して、ほとんどのタイミングベルトの用途は、ベルト駆動において油が存在しないことを必要とする。これは、油の存在が、ベルトを損傷させ、その意図される目的を抑制するためである。ベルトでの最近の改良は、もはやベルトがエンジンオイルの環境からシールされることを必要としない。

しかしながら、油の中で動作するためのベルトの最近の改良は解決される必要のある別の問題を引き起こす。一つの固有の問題は、ベルト駆動を適切に緊張させて、カムシャフトをクランクシャフトに同期させた状態で維持することである。万一、カムシャフト、または、他の同期した状態で駆動されたクランクシャフトの部品が、クランクシャフトと適切に同期されなくなった場合、壊滅的なエンジン損傷が生じ得る。

ベルトを通じて、回転するクランクシャフトから動力を伝達するために、ベルトの一方の側は、クランクシャフトの周りに引っ張られ、一般的に当業者によりベルト張り側と呼ばれる。これに対し、他方の側はベルト緩み側と呼ばれる。ベルトがクランクシャフトから離れるように押されているからである。ベルト緩み側に緊張を与えることは重要である。ベルトが過度に緩み、このためクランクシャフトとクランクシャフトにより回転させられる部品の間の同期の喪失を引き起こすことを防ぐためである。この同期の喪失は一般的に当業者により「歯飛び」または「ラチェッティング」と呼ばれる。

「歯飛び」や「ラチェッティング」を防止するためにベルト緩みをなくすことの問題を大きくするのは、過度のテンショナアームの動作や、エンジンの角振動により誘発される振動である。過度のアーム動作は「歯飛び」や「ラチェッティング」につながる可能性があるだけでなく、テンショナおよびベルトの耐用年数を減少させる可能性もある。アーム振動の大きさを最小化するために、摩擦減衰が一般的に用いられ、テンショナがベルトから離れることを防ぐ。

油の存在は摩擦減衰を達成困難にする。２つの摩擦面に潤滑油を用いることにより、その２つの表面の間の相対運動がより容易に生じ得ることを、人は理解できる。

摩擦減衰の重要な特徴は、ベルトから離れるアームの動作に抗するために、摩擦減衰により生成される抵抗トルクである。ドライな環境で動作するテンショナのための従来技術と同様に、テンショナが、ベルトから離れる時だけアーム動作が抵抗を受け、ベルトに向かう時には抵抗を受けない、非対称減衰のみを有することが望ましい。

この技術の代表は、米国特許第５，９１９，１０７号明細書であり、駆動ベルトまたはタイミングベルトを緊張させるためのベルトテンショナが、エンジンフレームのベルトテンショナ取付け面に対して、対面で係合するように、直接取り付けられるように構成、配置された、端面を有する偏心調整部材を備えることを開示する。第１の位置および第２の位置の間の揺動動作のために、揺動構造が偏心調整部材上に取り付けられ、揺動構造上の回転動作のために、ベルト緊張プーリが取り付けられる。コイル捩りばねは、第１の位置から第２の位置へ向かう、ベルト緊張方向に、揺動構造を弾性的に付勢するために構成、配置され、コイル捩りばねの付勢に抗して、ベルト緊張プーリがベルトとの所定の静的な緊張関係で配置される位置に、揺動構造を動作させるために、偏心調整部材は取付け手順中に可動であるが、その時点で、偏心調整部材は手作業で固定される。偏心調整部材の回転中、偏心調整部材の端面は、取付け面に対して摺動する対面の関係である。

必要とされているのは、アームに固定的に連結される減衰部材と、アジャスタに接続された拡張可能部材を有するリテーナとを備え、減衰部材がアームとベースの間で軸方向に圧縮され、減衰部材が摩擦係合を有し、ベースがアームの振動を減衰し、拡張可能部材がスリーブ溝に係合されるテンショナである。本発明はこの要求に合致する。

本発明の第１の特徴は、アームに固定的に連結される減衰部材と、アジャスタに接続された拡張可能部材を有するリテーナとを備え、減衰部材がアームとベースの間で軸方向に圧縮され、減衰部材がベースとの摩擦係合を有して、アームの振動を減衰し、拡張可能部材がスリーブ溝に係合されるテンショナを提供することである。

本発明の他の特徴は、本発明の以下の説明と添付図面によって示され、明らかにされる。

本発明は、プーリと、スリーブを有するベースと、ベースに揺動可能に係合されるアームと、アームとベースの間に連結される捩りばねと、スリーブ孔の内側に回転可能に係合されるアジャスタ部材と、アームに固定的に連結される減衰部材と、アジャスタに接続可能な拡張可能部材を有するリテーナとを備え、プーリがアームに軸支され、減衰部材がアームとベースの間で軸方向に圧縮され、減衰部材がベースとの摩擦係合を有して、アームの振動を減衰し、拡張可能部材がスリーブ溝に係合されるテンショナである。

この明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。
テンショナの分解図である。 テンショナの断面である。 リテーナを示す、アジャスタとスリーブの端部斜視図である。 図３の断面４−４である。 リテーナの斜視図である。

図１はテンショナの分解図である。プーリ２は例えばエンジン補機駆動上におけるベルトに係合する（不図示）。プーリ２はアーム４に軸支される。ベアリング２１はプーリ２とアーム４の間に配置されるため、プーリ２がアーム４の周りに回転することができる。ベアリング２１は図示されるようにボールベアリングであるが、ニードルベアリングや本技術分野において知られている他の適切なベアリングでもよい。

ブッシング３はアーム４がスリーブ９の周りに平滑に回転または揺動することを可能にする。スリーブ９はベース８に堅く連結される。ブッシング３は、多少の摩擦減衰を引き起こし、エンジンクランクシャフトの角振動により誘発される可能性のある、アーム４における過度の動作を防止する。

アーム４はベアリング２１の内輪に係合する。スリーブ９周りにおけるアーム４の回転の中心である軸Ａ−Ａは、プーリ２の回転の中心である軸Ｂ−Ｂから文字通りオフセットしている。

アーム４は捩りばね６によりベルトに抗するように付勢される。ばね６はベース８に連結される。ベース８は、固定具（不図示）を用いて例えばエンジンなどのような取付け面に静的に連結される。ばね６と、アーム４の有効アーム長からのトルクはベルト負荷を生じさせるために用いられる。アーム４の有効アーム長は、軸Ａ−Ａと軸Ｂ−Ｂの間の距離である。

減衰リング７はアーム４とベース８の間の摩擦減衰を生じる。減衰リング７はアーム４に圧入され、このため定位置に固定されるようにしてアーム４とともに動作する。減衰リング７はアーム４とベース８の間で軸方向に圧縮される。軸方向は軸Ａ−Ａに対して平行である。このように圧縮された状態にあることにより、アームは適切に配置され、アジャスタ１とベース８の間に保持される。

静的にエンジンに対して固定されるベース８に抗して摺れる、減衰リング７により生じる、抵抗摩擦力すなわち抵抗は、振動を減衰させ、これによりテンショナアーム動作の大きさを最小化する。これは、プーリに係合されるベルトによる「歯飛び」や「ラチェッティング」を同様に最小化する。減衰リング７は油環境において使用されてもよい。そうでなければ油環境は摩擦減衰を無効化する。これは軸方向の圧縮と減衰リングに使用される材料に依存する。

減衰リング７は、任意の天然もしくは合成のゴム、またはそれらの任意の組み合わせであり、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＡＣＳＭ（アクシウム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン）、ＥＥＡ（ベイマック（登録商標）、エチレン／アクリル系）、ＦＫＭ（フルオロエラストマ）、ＣＲ（ネオプレン（登録商標）すなわちポリクロロプレン）、ＥＣＯ（エピクロルヒドリンエチレンオキサイド）、ＮＢＲ（ニトリル）、ＭＱ（シリコーンゴム）、ＦＶＭＱ（フロロシリコーンゴム）、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレン）、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＦＦＫＭ（パーフロロエラストマ）、ＯＴまたはＥＤＴ（ポリサルファイド）、ＡＵ（ポリエステル）、ＥＶ（ポリエーテル）、ウレタン、ＰＺ（ホスファゼン）を含むがこれらに限定されない。減衰リング７に使用される材料は、本発明のテンショナが油で充満した環境、例えばエンジンタイミングカバーの内側で使用されることを可能とする。

リテーナ５は、出荷のためにアセンブリ内にアジャスタ１を保持すなわち維持するために使用される。リテーナ５はアジャスタ１をスリーブ９に軸方向に係止する。

アジャスタ１は、スリーブ９内に突出するため、アジャスタ１とベース８の間にアーム４を捕捉する。アジャスタ１は、孔１２がアジャスタ１の一方の側に対してオフセットしているため、偏心させて成形される。アジャスタ１は、取付け面の上すなわちベルト駆動内に、テンショナを取り付けるために使用される。例えばレンチなどのような工具が、工具受け部１１に係合する。例えばボルトなどのような固定具がアジャスタ１における孔１２に係合する。

取付け作業において、アジャスタ１は、回転させられ、ベルトに抗するテンショナに負荷を加える効果を有するベルト駆動におけるテンショナを、ベルト内に所定の張力を確立するために、文字通り変換する。そしてアジャスタ１はボルト、ナット、または本技術分野で知られている別の適切な固定具とともに適切に係止される。

図２はテンショナの断面である。孔１２はアジャスタ１の一方の側にオフセットしている。プーリ２の回転中心は軸Ｂ−Ｂである。アーム４の回転中心は軸Ａ−Ａである。

図３は、リテーナを示す、アジャスタとスリーブの端部斜視図である。リテーナ５はアジャスタ１の端部に連結される。舌片５３は、孔５４、５５の周囲で内向きに僅かに屈曲させられる。舌片５３はアジャスタ１のベースから延びる各タブ１３を把持する。

図４は図３の断面４−４である。各延長部材５１、５２はばね負荷が加えられるとともに、アジャスタ本体から外向きの径方向に配置される。アジャスタ１がスリーブ９における孔１２に挿入されているので、取付け作業において、各部材５１、５２は、スリーブ９によりアジャスタ１に向かって内側に押圧される。一旦、アジャスタ１が十分に挿入されると、各部材５１、５２は外向きの径方向に付勢されるため、それぞれ外向きに拡開し溝９１に係合する。一旦、外側に展開された各部材５１、５２が、アジャスタ１がスリーブ９から引き抜かれるのを防止すると、これによりアジャスタ１とスリーブ９の機械的な連結を達成し、この連結は次にテンショナの部品をともに保持する。つまり、アジャスタ１は、ベース８に圧接する状態でベアリング２とアーム４を保持するとともに、減衰リング７はアーム４によりベース８に圧接する状態で保持される。

しかしながら、溝９１がスリーブの内周に連続するので、アジャスタ１は、各部材５１、５２が溝９１に係合される場合であってもなおスリーブ９内で回転させられ得る。

図５はリテーナの斜視図である。弓形切断部５６により、例えばボルトなどのような固定具が孔１２を通って挿入される隙間ができる。

ここでは、本発明の１つ形態について説明されたが、当業者にとっては、ここで説明された本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく、その構成や構成部の関係を様々に変形することは容易である。

Claims (6)

1. プーリと、
   スリーブを有するベースと、
   前記ベースに揺動可能に係合されるアームと、
   前記アームと前記ベースの間に連結される捩りばねと、
   スリーブ孔の内側に回転可能に係合されるアジャスタ部材と、
   前記アームに固定的に連結される減衰部材と、
   前記アジャスタに接続可能な拡張可能部材を有するリテーナとを備え、
   前記プーリが前記アームに軸支され、
   前記減衰部材が前記アームと前記ベースの間で軸方向に圧縮され、前記減衰部材が前記ベースとの摩擦係合を有して、アームの振動を減衰し、
   前記拡張可能部材がスリーブ溝に係合されるテンショナ。
2. 前記リテーナが、前記リテーナの本体から延びる垂線に関して径方向外方の位置に通常配置される２以上の拡張可能部材を備える請求項１に記載のテンショナ。
3. 前記スリーブ溝が円周方向に連続である請求項１に記載のテンショナ。
4. 前記減衰部材が、前記リテーナの前記スリーブの溝との係合により圧縮される請求項１に記載のテンショナ。
5. 前記減衰部材が、任意の天然もしくは合成のゴムの任意の組み合わせの一つであり、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＡＣＳＭ（アクシウム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン）、ＥＥＡ（ベイマック（登録商標）、エチレン／アクリル系）、ＦＫＭ（フルオロエラストマ）、ＣＲ（ネオプレン（登録商標）すなわちポリクロロプレン）、ＥＣＯ（エピクロルヒドリンエチレンオキサイド）、ＮＢＲ（ニトリル）、ＭＱ（シリコーンゴム）、ＦＶＭＱ（フロロシリコーンゴム）、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレン）、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＦＦＫＭ（パーフロロエラストマ）、ＯＴまたはＥＤＴ（ポリサルファイド）、ＡＵ（ポリエステル）、ＥＶ（ポリエーテル）、ウレタン、ＰＺ（ホスファゼン）を含むがこれらに限定されない請求項１に記載のテンショナ。
6. プーリと、
   スリーブを有するベースと、
   前記ベースに可動状態で係合されるアームと、
   前記アームと前記ベースの間に連結される捩りばねと、
   スリーブ孔の内側に回転可能に係合されるアジャスタ部材と、
   前記アームに固定的に連結される減衰部材と、
   前記リテーナの本体から延びる垂線（Ｎ）に対して径方向外方の位置に付勢される２以上の拡張可能部材を備えるリテーナとを備え、
   前記プーリが前記アームに軸支され、
   前記減衰部材が前記アームと前記ベースの間で軸方向に圧縮され、前記減衰部材が前記ベースとの摩擦係合を有して、アームの振動を減衰するテンショナ。
   

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