JP2015075122A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの変動張力を良好に制御しつつ、アームの振れを適正な範囲に調整することが可能なオートテンショナを提供する。
【解決手段】オートテンショナは、軸を有する固定部材７と、基端部が固定部材７の軸に回動可能に取り付けられたアーム４と、アーム４に支持された軸を有するプーリ２４と、固定部材７又はアーム４に設けられ、アーム４の回転範囲を規制するストッパ２０と、ストッパ２０に設置され、アーム４又は固定部材７に対して摺動する弾性材料体２８とを備える。アーム４と弾性材料体２８との接触面積は、アーム４の回転角度が大きくなるにつれて大きくなる。
【選択図】図１

Description

本明細書に開示された技術は、車両等に用いられるオートテンショナに関する。

自動車等において、エンジン補機を駆動するベルトに所定の張力を付与するオートテンショナが、広く用いられている。オートテンショナはまた、ベルト張力の変動をダンピングする機能も有している。

特許文献１には、張力を付与するためにベルトに係合可能なプーリを有し、当該プーリが枢着アームの一端に取付けられたオートテンショナが開示されている。

特許文献２には、オートテンショナにおいて、固定軸と、揺動部材との間に、プーリがベルトから離反する方向に揺動したときにのみ圧縮されて揺動部材に揺動抵抗を付与する弾性部材を設けることが開示されている。

特許文献３には、揺動アームに突起部を設けるとともに、揺動アームを支持する支持部材にゴム状弾性体を設け突起部を挟み込むストッパ（装置）を備えたオートテンショナが開示されている。

特開昭６３−１３２１５４号公報 特開平１１−３３６８５６号公報 特開２００３−２７８８６１号公報

オートテンショナにおいて、ベルトの張力が変動するなどして振れが大きくなると、ベルトが外れる等の不具合が生じる。このため、特許文献１に係るオートテンショナでは、取付け状態において微小揺動のみを許容するストッパが設けられている。また、特許文献２に係るオートテンショナでも、固定軸にストッパとして係止部が設けられている。特許文献３に記載されたオートテンショナでは、上述のストッパがアームの揺動を規制する。

上述したオートテンショナでは、ストッパが設けられていることでアームの振れが大きくなり過ぎないように設計されている。しかしながら、特許文献３に記載された例のように、ストッパが許容する揺動範囲が小さ過ぎるとアームの振れを小さく抑えることができる反面、ベルト張力が大きく変動した場合にベルト張力を調整することが難しくなる。逆に、ストッパが許容する揺動範囲を大きくすると、周辺の他部品と干渉したり、アームの振れが十分に抑えられず、ベルトが外れる等の不具合の発生を抑える効果が弱まってしまったりする。

本発明は、ベルトの変動張力を良好に制御しつつ、アームの振れを適正な範囲に調整することが可能なオートテンショナを提供することを目的とする。

本明細書に開示されたオートテンショナは、軸を有する固定部材と、基端部が前記固定部材の軸に回動可能に取り付けられたアームと、前記アームに支持された軸を有するプーリと、前記固定部材又は前記アームに設けられ、前記アームの回転範囲を規制するストッパと、前記ストッパに設置され、前記アーム及び固定部材のうち前記ストッパに面した部分に対して摺動する弾性材料体とを備えている。さらに、前記アームと前記弾性材料体との接触面積は、前記アームの回転角度が大きくなるにつれて大きくなる。

なお、本明細書において「弾性材料体」とは、構成材料自体が弾性を有している部材を意味し、弾性を有さない金属等の材料からなるばね等を意味しないものとする。

本明細書に開示されたオートテンショナは、優れたダンピング特性を有している。

図１（ａ）は、本開示の一実施形態に係るオートテンショナを示す平面図であり、（ｂ）は、当該オートテンショナのストッパを含む部分を示す拡大図である。 図２は、本開示の一実施形態に係るオートテンショナを示す側面図である。 図３は、本開示の一実施形態に係るオートテンショナを示す平面図である。 図４は、本開示の一実施形態に係るオートテンショナの構成を示す断面図である。

図１（ａ）は、本開示の一実施形態に係るオートテンショナを示す平面図であり、（ｂ）は、当該オートテンショナのストッパを含む部分を示す拡大図である。図２及び図３は、それぞれ本開示の一実施形態に係るオートテンショナを示す側面図及び平面図である。図３は、図１（ａ）とは逆の、アーム４側から見た図である。また、図４は、本開示の一実施形態に係るオートテンショナの構成を示す断面図である。以下の説明では、便宜上、固定部材の軸Ｘ（図４参照）に平行な方向であって、固定部材７から見たアーム４の基端部の方向を「上方」とし、その逆の方向を「下方」とする。

図１〜図４に示すように、本実施形態のオートテンショナは、軸Ｘを有する固定部材７と、固定部材７の軸Ｘに回動可能に取付けられた基端部４α、及び基端部４αから見て側方に位置する先端部４ａを有するアーム４と、アーム４に支持された軸を有するプーリ２４とを備えている。プーリ２４には、例えば車両等において用いられる補機駆動用のベルト１が巻き掛けられる。

プーリ２４の中心部には、例えば玉軸受３が装着されている。この玉軸受３の内輪は、アーム４の先端部４ａに外嵌され、ボルト５及びナット６によって先端部４ａに固定されている。このようにして、プーリ２４は、アーム４の先端部４ａにより回動自在に支持されている。

アーム４は、さらに鍔部４ｂを有している。上述の基端部４αは、この鍔部４ｂと、筒状部４ｃと、筒状部４ｃの外側に位置する基端外筒部４ｄとで構成されている。アーム４は、アルミニウム等の金属からなり、公知の方法で成型可能である。

一方、アーム４を支持する固定部材７は、内部が空洞になっている支持基部７ａと、この支持基部７ａの周りに形成されたばね受け部７ｂと、取付け部７ｃとを有する。固定部材７は、取付け部７ｃにおいて車体のシャシやエンジン等に固定される。この支持基部７ａの外周面上には、ナイロン等の樹脂からなる略筒状のブッシュ８が形成されていてもよい。固定部材７は、例えばアルミニウム等の金属からなり、公知の方法で成型可能である。

アーム４は、その筒状部４ｃがブッシュ８に外挿されることにより、固定部材７に対して回動自在になっている。また、固定部材７のばね受け部７ｂとアーム４の筒状部４ｃとの間に捻りコイルばね９が装着されている。捻りコイルばね９の一方の端部９ａは固定部材７に係止され、他方の端部９ｂはアーム４に係止されている。以上の構成により、アーム４は固定部材７に対して、ブッシュ８を介して所定範囲で回動可能となっている。アーム４の回転の中心軸は、固定部材７の中心軸Ｘと一致する。捻りコイルばね９は、ベルト１が巻き掛けられた状態でアーム４を図１（ａ）の反時計回り方向に付勢し、ベルト１に一定の張力を与える。

なお、アーム４の鍔部４ｂと環状の押さえ板１１との間に摩擦板１０が設けられていてもよい。この場合、捻りコイルばね９により、鍔部４ｂと押さえ板１１とは、摩擦板１０を挟んで、アーム４の回転軸Ｘに平行な方向に互いに押し合うように付勢される。

また、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のオートテンショナでは、固定部材７にアーム４の回転範囲を規制するストッパ２０が設けられている。ストッパ２０は、例えば図１（ｂ）に示すように、固定部材７のばね受け部７ｂの外周面に設けられていてもよい。具体的に、ストッパ２０は、ばね受け部７ｂの外周面上に、周方向に所定の間隔を空けて形成された２つの突状部３０と、これら突状部３０の間に形成される凹部２２とで構成される。

アーム４には、基端部４α（具体的には基端外筒部４ｄ）の外周部から固定部材７の外周部に向けて下方に突出する突状部２８が設けられており、アーム４は、この突状部２８が凹部２２の内側に位置するように、固定部材７に嵌め込まれている。この構成により、突状部２８の回転範囲は２つの突状部３０の間に限定されることとなり、アーム４の回転範囲は規制される。

さらに、本実施形態のオートテンショナでは、ストッパ２０の凹部２２内に、アーム４（具体的には突状部２８）に対して摺動する弾性材料体２６が設けられている。アーム４（突状部２８）と弾性材料体２６との接触面積は、アーム４の回転角度が大きくなる方向に向かうにつれて、言い換えれば、アーム４が図１（ｂ）に示す下向き矢印の方向に回転するにつれて大きくなる。

図１（ｂ）に示す例では、弾性材料体２６は、凹部２２の底面上に設置されるとともに、弾性材料体２６の厚さは、アーム４の回転角度が大きくなる方向に向かうにつれて大きくなっている。弾性材料体２６は、接着剤等により凹部２２の底面上に固定されていてもよいし、ボルト等の固定用部材によって凹部２２の底面上に固定されていてもよい。

なお、ストッパ２０を構成する凹部２２はアーム４側に設けられていてもよく、ストッパ２０に向けて突出する突状部２８は固定部材７に設けられていてもよい。この場合、弾性材料体２６はアーム４側に設置される。すなわち、ストッパ２０は固定部材７又はアーム４に設けられていればよく、弾性材料体２６は、アーム４及び固定部材のうち前記ストッパに面した部分に対して摺動するように設けられていればよい。

以上の構成では、ストッパ２０が設けられることにより、アーム４の回転が所定の範囲内に規制されているので、アーム４の振れを低減し、ベルト１が外れる等の不具合を解消することができる。また、ストッパ２０の規制範囲内においても、弾性材料体２６とアーム４との間の摩擦力によって一方向のダンピング特性を得ることができるので、低トルクを維持したまま、ベルト１の変動張力を制御することが可能となる。

さらに、アーム４が図１（ｂ）での時計回り方向に回転する場合には、アーム４の回転角度が大きくなる程、弾性材料体２６と突状部２８との間の摩擦力が大きくなって大きな減衰効果が得られる。一方で、アーム４が図１（ｂ）での時計回り方向に回転する場合には、回転するにつれて弾性材料体２６と突状部２８との間の摩擦力が小さくなる。このため、ベルト１の張力変動を速やかに制御しつつ、アーム４の振れを適正な範囲に調整することができる。また、ストッパ２０による規制範囲を広げてもベルト１がプーリ２４から外れる等の不具合が生じにくくなっている。

なお、突状部２８の幅は、凹部２２底面の周長より短ければよく、特に限定されない。また、弾性材料体２６は、ウレタンゴム等のゴムで構成されていれば好ましいが、ゴム以外の弾性材料で構成されていてもよい。

以上で説明したオートテンショナは、本発明の一実施形態であり、各構成部材の形状、大きさ、構成材料等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、アーム４の回転角度が大きくなる方向に向かうにつれて凹部２２の深さが浅くなるように固定部材７を形成し、凹部２２内に均一な厚みを有する弾性材料体２６を設けてもよい。このような構成によっても、アーム４の回転角度が大きくなるにつれてアーム４と弾性材料体２６との接触面積を大きくすることが可能である。

以上説明したように、本開示の一例に係るオートテンショナは、各種車両等に適用されうる。

１ ベルト
３ 玉軸受
４ アーム
４α 基端部
４ａ 先端部
４ｂ 鍔部
４ｃ 筒状部
４ｄ 基端外筒部
５ ボルト
６ ナット
７ 固定部材
７ａ 支持基部
７ｂ ばね受け部
７ｃ 取付け部
８ ブッシュ
９ａ、９ｂ 端部
１０ 摩擦板
１１ 押さえ板
２０ ストッパ
２２ 凹部
２４ プーリ
２６ 弾性材料体
２８、３０ 突状部

Claims (4)

1. 軸を有する固定部材と、
   基端部が前記固定部材の軸に回動可能に取り付けられたアームと、
   前記アームに支持された軸を有するプーリと、
   前記固定部材又は前記アームに設けられ、前記アームの回転範囲を規制するストッパと、
   前記ストッパに設置され、前記アーム及び固定部材のうち前記ストッパに面した部分に対して摺動する弾性材料体とを備え、
   前記アームと前記弾性材料体との接触面積は、前記アームの回転角度が大きくなるにつれて大きくなるオートテンショナ。
2. 請求項１に記載のオートテンショナにおいて、
   前記アームは、前記基端部の外周部から突出して前記弾性材料体と摺動する突状部を有しており、
   前記ストッパは、前記固定部材に設けられ、内側に前記突状部が配置された凹部を有しており、
   前記弾性材料体は、前記アームの回転角度が大きくなる方向に向かうにつれて厚みが大きくなるように前記凹部内に設置されることを特徴とするオートテンショナ。
3. 請求項１に記載のオートテンショナにおいて、
   前記固定部材は、前記ストッパに向けて突出する突状部を有しており、
   前記ストッパは、前記アームに設けられ、内側に前記突状部が配置された凹部を有しており、
   前記弾性材料体は、前記アームの回転角度が大きくなるにつれて厚みが大きくなるように前記凹部内に設置されることを特徴とするオートテンショナ。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載のオートテンショナにおいて、
   前記弾性材料体は、ゴムであることを特徴とするオートテンショナ。

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