JP2019056383A

JP2019056383A - テンショナアーム

Info

Publication number: JP2019056383A
Application number: JP2017179689A
Authority: JP
Inventors: 義司武田; Yoshiji Takeda
Original assignee: Gates Unitta Asia Co
Current assignee: Gates Unitta Asia Co
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2037-09-20
Also published as: JP6944321B2

Abstract

【課題】揺動振幅が抑えられ、プーリが周囲の機器に干渉することが防止されるテンショナアームを提供する。【解決手段】円筒状部材２２は、捻りコイルバネによって、捻りコイルバネの軸心周りである揺動方向に付勢される。肉厚部３０は円筒状部材２２から径方向外方に膨出する。アーム部２３は、肉厚部３０と一体的に形成されて径方向外方に延び、揺動端にプーリが枢着される。肉厚部３０が膨出する方向は、円筒状部材２２の軸心とプーリの軸心とを結ぶ直線に対して交差する方向である。【選択図】図５

Description

本発明は、例えば自動車用補機駆動システムにおいて、無端状ベルトの張力を調整するテンショナの部品であるテンショナアームに関する。

従来、自動車用補機駆動システムにおいて、エンジンと補機の間において駆動力を伝達する無端状ベルトの張力を適切な大きさに維持するために、例えば特許文献１に開示されているようなテンショナが設けられる。テンショナは、テンショナアームに設けられたプーリがベルトの背面に係合し、テンショナカップに設けられた捻りコイルバネによってベルトを押圧するように構成される。

特開２０１５−２２４６１３号公報

テンショナアームはベルトの張力変動に伴って揺動するので、テンショナは、プーリがテンショナの周囲に設けられた機器に干渉しないように設けることが必要である。特に、自動車用エンジンがスタータ・ジェネレータを備える場合、エンジンの始動時と定常運転時においてテンショナアームの揺動方向が逆になり、その揺動角度は通常のテンショナよりも大きいので、プーリが周囲の機器に干渉する可能性が高くなるという問題がある。

本発明は、テンショナアームの揺動振幅を抑えて、プーリが周囲の機器に干渉しないようにすることを目的としている。

本発明に係るテンショナアームは、捻りコイルバネと同軸的に設けられ、捻りコイルバネによって、捻りコイルバネの軸心周りである揺動方向に付勢される円筒状部材と、円筒状部材から径方向外方に膨出する肉厚部と、肉厚部と一体的に形成されて径方向外方に延び、揺動端にプーリが枢着されるアーム部とを備え、肉厚部が、円筒状部材の軸心とプーリの軸心とを結ぶ直線に対して交差する方向に膨出することを特徴としている。

肉厚部の軸方向長さが円筒状部材の軸方向長さよりも長く、肉厚部の外周面において、円筒状部材から軸方向に突出した端部にアーム部が設けられてもよい。好ましくは、肉厚部がプーリに対向する第１の外面と円筒状部材の外周面と同軸的な円筒状曲面である第２の外面とを有し、アーム部は第１および第２の外面に対して垂直方向に延びる。また肉厚部の周方向長さは、円筒状部材の直径に略等しく、かつ直径よりも短く成形されてもよい。

本発明のテンショナアームによれば、揺動振幅が抑えられ、プーリが周囲の機器に干渉することが防止される。

本発明の一実施形態であるテンショナアームを備えたインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ（ＩＳＧ）用のテンショナを示す正面図である。テンショナアームにプーリと捻りコイルバネが取付けられた組立体を示す正面図である。図２に示す組立体の側面図である。図２に示す組立体の背面図である。テンショナアームの斜視図である。

以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
図１は本発明の一実施形態であるテンショナアーム１０を備えたテンショナ１１を示している。このテンショナ１１は、インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ（ＩＳＧ）のプーリに掛け回される無端状ベルト１２の張力を調整するために設けられる。テンショナ１１はベース１３によってエンジン本体に固定され、ベース１３には板状の揺動部材１４が取付けられる。揺動部材１４はベース１３に対して、ＩＳＧの駆動軸（図示せず）の軸心Ｃの周りに揺動自在である。また揺動部材１４は第１および第２のセンターアーム１５、１６を有し、第１のセンターアーム１５には第１のプーリ１７が回転自在に設けられ、第２のセンターアーム１６にはサイドアーム（テンショナアーム）１０が揺動自在に取付けられる。テンショナアーム１０の揺動端（先端）には第２のプーリ１８が回転自在に設けられる。

ＩＳＧの駆動軸は図１において時計方向に回転し、ベルト１２は矢印Ａ方向に回動する。揺動部材１４は捻りバネ（図示せず）によって、図１において時計方向に付勢される。テンショナアーム１０は、第２のセンターアーム１６のピボット軸２０に設けられた捻りコイルバネ２１（図２、３参照）によって、図１において反時計方向に付勢される。エンジンの始動時、ＩＳＧはスタータすなわち駆動源として作用するので、ベルト１２は、テンショナ１１よりも上流側（図１において左側）が張り側になり、テンショナ１１よりも下流側（図１において右側）が緩み側になる。これに対してエンジンの定常運転時、ＩＳＧはジェネレータすなわち被駆動部として作用するので、ベルト１２は、テンショナ１１よりも上流側が緩み側になり、テンショナ１１よりも下流側が張り側になる。

第２のプーリ１８が係合するベルト１２の部分の張力変動の抑制動作を説明する。エンジンの始動時、ベルト１２の張力が相対的に大きくなるので、揺動部材１４すなわち第２のセンターアーム１６が時計回りに回動してピボット軸２０が図１の上方に変位し、この状態で第２のプーリ１８がベルト１２を押圧する。つまり第２のプーリ１８は図１において、相対的に上方に位置した状態でベルト１２に係合する。一方エンジンの定常運転時、ベルト１２の張力が相対的に小さくなるので、揺動部材１４すなわち第２のセンターアーム１６が反時計回りに回動してピボット軸２０が図１の下方に変位し、この状態で第２のプーリ１８がベルト１２を押圧する。つまり第２のプーリ１８は図１において、相対的に下方に位置した状態でベルト１２に係合する。

第２のプーリ１８はベルト１２の張力の変動に応じて揺動するが、エンジンの始動時と定常運転時において、揺動する範囲は異なる。すなわち第２のプーリ１８の可動範囲はＩＳＧを備えないエンジンと比べて広く、周囲に設けられた各種機器と干渉しやすい。本実施形態では、次に述べるように、ピボット軸２０と第２のプーリ１８の軸間距離を小さくして、第２のプーリ１８の可動範囲が極力狭くなるよう、テンショナアーム１０が構成されている。

図２〜５を参照してテンショナアーム１０の構成を説明する。図２〜４は、テンショナアーム１０をテンショナ１１から取外した状態を示している。図２はテンショナアーム１０と第２のプーリ１８と捻りコイルバネ２１の組立体を図１と同じ方向から見た図、図３はその組立体を側方から見た図、図４はその組立体を図１とは反対方向から見た図である。図５はテンショナアーム１０だけを示す斜視図である。

テンショナアーム１０は、第２のセンターアーム１６（図１）にピボット軸２０を介して接続される円筒状部材２２を有する。円筒状部材２２の中心部にはピボット軸２０が挿通される支持穴４０が形成される。ピボット軸２０の端部は支持穴４０から突出し、ピボット軸２０の端部に形成されたフランジ部（図示せず）と支持穴４０を囲繞する環状面４１との間には、環状のブッシング（図示せず）が設けられる。円筒状部材２２において、環状面４１の裏側（図５において下側）には、捻りコイルバネ２１がピボット軸２０を中心として配置される。すなわち円筒状部材２２はピボット軸２０と捻りコイルバネ２１に対して同軸的である。捻りコイルバネ２１の一端が第２のセンターアーム１６に係止する一方、他端が円筒状部材２２に係止し、したがってテンショナアーム１０が第２のセンターアーム１６に取付けられた状態において、円筒状部材２２は捻りコイルバネ２１によって、捻りコイルバネ２１の軸心周りである揺動方向に付勢される。

円筒状部材２２には、径方向外方に膨出する肉厚部３０が形成される。肉厚部３０が膨出する方向は、円筒状部材２２の軸心と第２のプーリ１８の軸心とを結ぶ直線に対して交差する方向である。肉厚部３０の軸方向長さは円筒状部材２２の軸方向長さよりも長く、円筒状部材２２から軸方向に突出した肉厚部３０の端部には、板状のアーム部２３が設けられる。アーム部２３は円筒状部材２２の径方向外方に延び、円筒状部材２２とは反対側である揺動端には、円板状のプーリ支持部２４が設けられる。プーリ支持部２４の中心部にはピン２５を介して第２のプーリ１８が回転自在に取付けられる。なお第２のプーリ１８はプーリ支持部２４よりも若干大径であり、第２のプーリ１８の外周面はプーリ支持部２４の外周縁から外方にはみ出ている。

肉厚部３０の周方向長さは円筒状部材２２の直径に略等しいが若干短く、肉厚部３０の一側面である第１の外面３１は、第２のプーリ１８に近接し、対向している。第１の外面３１は、プーリ１８の外周面に沿う円筒状の凹状曲面である。また肉厚部３０は、円筒状部材２２の円筒状外周面２６と同軸的な円筒状曲面である第２の外面３２を有する。第１の外面３１と第２の外面３２は、図４に示されるように略直交する。

アーム部２３は第１の外面３１と第２の外面３２に対して垂直方向に延び、肉厚部３０の外周面に一体的に形成される。肉厚部３０の軸方向長さは、図３に示されるように、アーム部２３の厚さと第２のプーリ１８の軸方向長さとの和よりも若干大きく、第２のプーリ１８は、円筒状部材２２の捻りコイルバネ２１とは反対側の端面２７よりも、僅かに凹陥している。

円筒状部材２２と肉厚部３０とアーム部２３とプーリ支持部２４から構成されるテンショナアーム１０は例えばアルミ合金を切削加工することによって一体的に成形される。アーム部２３は、一端が円筒状部材２２に連結され、他端に第２のプーリ１８が設けられる板状の片持ち梁であるが、アーム部２３と円筒状部材２２の間に形成される肉厚部３０は、アーム部２３に作用する力に対して十分な強度を備えるように成形されている。すなわち肉厚部３０の厚さ（円筒状部材２２の径方向の寸法）は、その周辺に設けられる機器に干渉しない程度に大きく定められ、第１の外面３１はプーリ１８に干渉しないように円筒状凹面に成形されている。

このようにピボット軸２０と第２のプーリ１８の軸間距離が従来装置よりも縮小され、第２のプーリ１８の揺動振幅が小さくなるので、第２のプーリ１８が周辺に設けられる機器に干渉することがない。したがって、本実施形態を適用したテンショナが設けられる自動車用エンジンを小型化することができる。

１８プーリ
２１捻りコイルバネ
２２円筒状部材
２３アーム部
３０肉厚部
３１第１の外面

Claims

捻りコイルバネと同軸的に設けられ、前記捻りコイルバネによって、前記捻りコイルバネの軸心周りである揺動方向に付勢される円筒状部材と、
前記円筒状部材から径方向外方に膨出する肉厚部と、
前記肉厚部と一体的に形成されて径方向外方に延び、揺動端にプーリが枢着されるアーム部とを備え、
前記肉厚部が、前記円筒状部材の軸心と前記プーリの軸心とを結ぶ直線に対して交差する方向に膨出することを特徴とするテンショナアーム。
前記肉厚部の軸方向長さが前記円筒状部材の軸方向長さよりも長く、前記肉厚部の外周面において、前記円筒状部材から軸方向に突出した端部に前記アーム部が設けられることを特徴とする請求項１に記載のテンショナアーム。
前記肉厚部が、前記プーリに対向する第１の外面と、前記円筒状部材の外周面と同軸的な円筒状曲面である第２の外面とを有し、
前記アーム部が、前記第１および第２の外面に対して垂直方向に延びることを特徴とする請求項１に記載のテンショナアーム。
前記肉厚部の周方向長さが前記円筒状部材の直径に略等しく、かつ前記直径よりも短いことを特徴とする請求項１に記載のテンショナアーム。