JP2949911B2 - オートテンショナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るオートテンショナ
は、自動車用エンジンのタイミングベルト、或はオルタ
ネータやコンプレッサ等の補機を駆動する為のベルトに
適正な張力を付与する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの補機を駆動する為、図７に示
す様なベルト１による駆動機構が使用されており、又、
ＯＨＣ型、或はＤＯＨＣ型エンジンのカムシャフトを、
クランクシャフトと同期して回転駆動する為、図８に示
す様なタイミングベルト１ａによる駆動機構が使用され
ている。

【０００３】これらの図７〜８に於いて、２はエンジン
のクランクシャフトにより回転駆動される駆動プーリ、
３は補機の入力軸やカムシャフトの端部に固定された従
動プーリ、４はベルト１やタイミングベルト１ａに適正
な張力を付与する為のテンションプーリである。

【０００４】このテンションプーリ４は、例えば図９に
拡大して示す様に、固定軸５を中心として揺動する揺動
部材６の一部で、上記固定軸５に対し偏心した部分に枢
支されている。そして、この揺動部材６にその基端部を
固定した腕片７の先端部には、引っ張りばね８の一端を
結合する事で、上記揺動部材６に、テンションプーリ４
をベルト１やタイミングベルト１ａに向けて弾性的に押
圧する方向の弾力を付与し、温度変化等に伴なうベルト
１やタイミングベルト１ａの寸法変化やエンジンの運転
に伴なう振動等に拘らず、このベルト１やタイミングベ
ルト１ａの張力が常に一定に保たれる様にしている。

【０００５】ところで、エンジンの運転時にはベルト１
やタイミングベルト１ａが細かく振動し、この振動がテ
ンションプーリ４及び揺動部材６に伝わるが、この振動
をそのまま放置した場合、テンションプーリ４及び揺動
部材６の振動が次第に成長し、オートテンショナ及びこ
のオートテンショナに案内されるベルト１やタイミング
ベルト１ａの運転が安定して行なわれなくなってしま
う。

【０００６】この様な問題を解決する為、実開昭６２−
１８８６５２号公報、或は米国特許第４７２１４９５号
明細書には、図１０に示す様な構造のオートテンショナ
が記載されている。

【０００７】このオートテンショナは、ボルト９により
基板１０に固定される円筒状の固定軸１１の周囲に揺動
部材１２を、固定軸１１を中心とする揺動自在に枢支し
ている。即ち、上記揺動部材１２は、基部（図１０の上
部）を円筒状に形成して上記固定軸１１の周囲に回転自
在に支持すると共に、先端部（図１０の下部）の外周面
は上記基部の外周面に対し偏心させる事で、上記固定軸
１１と平行な枢軸１３とし、この枢軸１３の周囲にテン
ションプーリ４を、転がり軸受１４を介して回転自在に
支承している。

【０００８】揺動部材１２の基端部にその基端部を外嵌
固定した腕片７の先端部には、引っ張りばね８の一端部
を結合し、この引っ張りばね８により上記テンションプ
ーリ４を、ベルト１（図７）やタイミングベルト１ａ
（図８）等の張力を付与すべき部材に向け、弾性的に押
圧自在としている。

【０００９】更に、上記固定軸１１の外周面と上記揺動
部材１２の内周面との間には、断面Ｌ字形で環状の隙間
空間１７が設けられており、この隙間空間１７内に、シ
リコンオイルの様な粘性流体を封入している。そして、
固定軸１１の基端部（図１０の上部）外周面に装着した
Ｏリング１５と、揺動部材１２の先端部内周面に装着し
たＯリング１６とにより、上記隙間空間１７の両端を塞
ぎ、上記隙間空間１７内に充填された粘性流体が漏洩す
る事を防止している。

【００１０】前記公報に開示されたオートテンショナ
は、上述の様に、固定軸１１と揺動部材１２との間に隙
間空間１７を設けると共に、この隙間空間１７内に粘性
流体を封入している為、エンジンの運転に伴なってベル
ト１やタイミングベルト１ａが細かく振動し、この振動
がテンションプーリ４及び揺動部材１２に伝わっても、
この振動は上記隙間空間１７内の粘性流体により減衰さ
れ、テンションプーリ４及び揺動部材１２の振動が次第
に成長する事はなくなる。

【００１１】一方、ベルト１やタイミングベルト１ａの
弛みを防止し、振動をより確実に抑える為には、急激に
緊張力が高まったベルト１やタイミングベルト１ａに対
してはテンションプーリ４を追従させずに、ベルト１や
タイミングベルト１ａを抑え付け、反対にベルト１やタ
イミングベルト１ａの一部で、テンションプーリ４が押
圧された部分が急に弛んだ場合には、テンションプーリ
４をベルト１やタイミングベルト１ａの弛みに追従させ
る事が、効果がある事が知られている。

【００１２】この為、特開平１−１５００５７〜８号公
報、或は米国特許第４３９２８４０号明細書には、ロー
ラクラッチを使用する事で、テンションプーリをベルト
の弛みに追従させる方向にのみ変位自在とする構造が記
載されている。

【００１３】又、実開昭５８−６５４５２号公報、特開
平２−８０８３９号公報、或は米国特許第４２９９５８
４号、同４６３４４０７号、同４７５８２０８号、同４
８０８１４８号各明細書には、ラチェット機構等の爪付
機構により、テンションプーリの変位方向を規制する構
造が記載されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様な
従来のオートテンショナに於いては、ベルト１やタイミ
ングベルト１ａが弛む傾向の場合には、ばねの弾力によ
りテンションプーリを、ベルトの動きにそのまま追従さ
せる為、上記ベルト１やタイミングベルト１ａの振動を
防止する機能が不足しがちになる事が避けられなかっ
た。

【００１５】本発明のオートテンショナは、上述の様な
不都合を解消するものである。

【００１６】

【課題を解決する為の手段】本発明のオートテンショナ
は、固定軸と、この固定軸の周囲に揺動自在に支持され
た揺動部材と、この揺動部材の一部に、上記固定軸と平
行に設けられた枢軸と、この枢軸に回転自在に支承され
たテンションプーリと、このテンションプーリを張力を
付与すべき部材に向けて押圧するばねと、上記固定軸の
周囲に回転及び軸方向の変位自在に支持されたダンパプ
レートと、このダンパプレートと上記揺動部材との間に
設けられた隙間空間と、この隙間空間の両端部を塞いだ
シール材と、上記隙間空間内に空隙を残した状態で封入
された粘性流体と、上記固定軸と上記ダンパプレートと
の間に設けられた軸方向カム機構とを有する。

【００１７】そして、上記軸方向カム機構は、円周方向
に亙って傾斜した傾斜面を含むカム面を有する円輪状の
軸方向カムと、片面を軌道面とした円輪状の軌道輪と、
上記カム面と軌道面との間に挟持された複数の転動体と
から成り、軸方向カムと軌道輪との一方を上記固定軸
に、他方を上記ダンパプレートに、それぞれ固定する事
で、上記揺動部材がばねの弾力に抗して揺動する場合
に、上記隙間空間を狭くする機能を有する。

【００１８】

【作用】上述の様に構成される本発明のオートテンショ
ナは、隙間空間内に封入した粘性流体によって、十分な
振動減衰効果を得る事が出来、テンションプーリに掛け
渡されたベルトが振動した場合にも、この振動を効果的
に減衰する。

【００１９】粘性流体を封入した隙間空間の厚さ寸法、
即ちダンパプレートと揺動部材との間隔は、軸方向カム
機構の働きにより変化する。

【００２０】即ち、上記軸方向カム機構は、ベルトが弛
むのに伴なって、上記揺動部材がばねの弾力により揺動
する場合には、上記隙間空間の厚さ寸法を大きくし、こ
の隙間空間に封入された粘性流体によるダンパ力を小さ
くする。この為、テンションプーリがベルトの動きに迅
速に追従して、このベルトの張力が急激に低下するのを
防止するが、最低限のダンパ力は確保される為、上記ベ
ルトの騒動防止も併せて図られる。

【００２１】反対に、ベルトが緊張するのに伴なって、
上記揺動部材がばねの弾力に抗して揺動する場合には、
上記隙間空間の厚さ寸法を小さくし、この隙間空間に封
入された粘性流体によるダンパ力を大きくする。この
為、ベルトが振動する（動く）のを防止する。

【００２２】

【実施例】図１〜３は本発明の第一実施例を示してい
る。アルミニウム合金のダイキャスト成形等により造ら
れた、中空円環状の固定軸１８の基端部（図１の左端
部）には、底板部１９を介して、短円筒状の固定側ハウ
ジング２０を設けている。そして、オートテンショナの
使用時にはこの固定軸１８を、ボルト９により、エンジ
ンのシリンダブロック前面等に固定する。尚、上記底板
部１９の外面には凸部２１を形成しており、この凸部２
１を上記シリンダブロック前面等に形成した凹孔に係合
させる事で、上記固定軸１８及び固定側ハウジング２０
が、上記ボルト９に対して回転するのを防止する。

【００２３】一方の揺動部材２２は、やはりアルミニウ
ム合金のダイキャスト成形等により造られており、円筒
状の基部２３の端部から、揺動側ハウジング２５を連続
して形成している。そしてこの揺動側ハウジング２５
は、上記固定側ハウジング２０と最中状に組み合わされ
る事で中空のケース２４を構成する。又、この揺動側ハ
ウジング２５の一部から外方に向けて腕部２６を形成し
ており、この腕部２６の先端部に枢軸２７を形成してい
る。そして、この枢軸２７の周囲にテンションプーリ４
を、転がり軸受１４を介して回転自在に枢支している。

【００２４】上述の様な形状を有し、腕部２６の先端部
にテンションプーリ４を枢支した揺動部材２２と、前述
の様な形状を有し、オートテンショナの使用時にエンジ
ンのシリンダブロック前面等に固定される固定軸１８と
は、固定軸１８の周囲に揺動部材２２の基部２３を、ス
リーブ２８、２８を介して外嵌する事により組み合わ
せ、固定軸１８に対して揺動部材２２が揺動自在な状態
とする。

【００２５】上述の様に、固定軸１８の周囲に揺動部材
２２の基部２３を外嵌する事により両部材１８、２２同
士を組み合わせた状態に於いて、前記固定側、揺動側両
ハウジング２０、２５は最中状に組み合わされ、中空の
ケース２４を構成するが、このケース２４内には、上記
テンションプーリ４をベルト１（図７）或はタイミング
ベルト１ａ（図８）に押圧する為のばねである、捩りコ
イルばね２９を収納している。この捩りコイルばね２９
の一端は固定側ハウジング２０に、他端は揺動側ハウジ
ング２５に、それぞれ係止する事で、上記揺動部材２２
に揺動方向の弾力を付与している。

【００２６】更に、上記固定軸１８の先端部（図１の右
端部）には、断面Ｌ字形で全体を円輪状とされたダンパ
プレート３０を、スリーブ３１を介して、回転及び軸方
向の変位自在に外嵌支持している。このダンパプレート
３０の側面と上記揺動部材２２の側面との間には、円輪
状の隙間空間３２を設けている。そして、上記ダンパプ
レート３０の外周面両端部に装着したＯリング等のシー
ル材３３、３３により、上記隙間空間３２の両端部を液
密に塞いでいる。

【００２７】そして上記隙間空間３２内には、高粘度シ
リコンオイルの様に、（水飴の如き）高粘性の流体を封
入している。但し、この流体は、上記隙間空間３２全体
に封入するのではなく、例えば隙間空間３２の７０％程
度（次述する軸方向カム機構３４の働きにより変化す
る。）とし、この隙間空間３２内に流体の存在しない空
隙を残しておく。

【００２８】更に、上記固定軸１８の先端部と上記ダン
パプレート３０の内周縁部との間には、軸方向カム機構
３４を設け、上記揺動部材２２の揺動方向に応じて、上
記隙間空間３２の厚さ寸法Ｔを拡縮する様にしている。
この軸方向カム機構３４は、軸方向カム３５と軌道輪３
６とにより、複数の転動体３７、３７を挟持する事で構
成されている。

【００２９】この内の軸方向カム３５は、円周方向に亙
って傾斜した複数の傾斜面３８、３８を含むカム面３９
を有し、全体を円輪状に形成されている。そしてこの軸
方向カム３５は、前記固定軸１８の先端部に、回転不能
に外嵌固定し、座板４０とボルト９の頭部とにより、こ
の固定軸１８からの抜け止めを図っている。尚、軸方向
カム３５の内周縁と固定軸１８との間には、必要に応じ
て回転防止の為のキーや非円形嵌合部を設けて、この軸
方向カム３５の回転防止を図る。

【００３０】又、上記軸方向カム３５と共に軸方向カム
機構３４を構成する軌道輪３６は、片面を軌道面４１と
すると共に全体を円輪状としており、前記ダンパプレー
ト３０の内周縁部に形成された段部４２に嵌合固定し
て、このダンパプレート３０に対し回転しない様にして
いる。そして上記軌道面４１とカム面３９との間に、複
数の転動体３７、３７を挟持している。

【００３１】上述の様に構成される軸方向カム機構３４
は、上記揺動部材２２が前記捩りコイルばね２９の弾力
に抗して揺動する場合に、上記隙間空間３２を狭くする
機能を有する。即ち、張力を付与すべきベルトが緊張す
る事により、上記揺動部材２２が捩りコイルばね２９の
弾力に抗して揺動する傾向となった場合には、上記複数
の転動体３７、３７が軸方向カム３５のカム面３９に形
成した傾斜面３８、３８に乗り上げる傾向となり、この
軸方向カム３５と軌道輪３６との間隔が広がって、上記
隙間空間３２の厚さ寸法Ｔが小さくなる様に、各傾斜面
３８、３８の傾斜方向を定めている。

【００３２】更に、図示の実施例に於いては、上記軸方
向カム機構３４の内側に、ゴム等の弾性材により造られ
た円環状で、軸方向に亙る弾性を有する（軸方向に亙っ
て弾性的に圧縮自在な）ダンピング調整間座４３を設け
ている。

【００３３】上述の様に構成される本発明のオートテン
ショナは、捩りコイルばね２９の弾力によってテンショ
ンプーリ４をベルトに押圧し、このベルトに、上記捩り
コイルばね２９の弾力に応じた張力を付与する。上記ベ
ルトが振動した場合には、隙間空間３２内に封入した高
粘度シリコンオイル等の粘性流体によって、この振動を
効果的に減衰する。

【００３４】粘性流体を封入した隙間空間３２の厚さ寸
法Ｔ、即ちダンパプレート３０と揺動部材２２との間隔
は、上記テンションプーリ４を支持した揺動部材２２の
揺動方向に応じて、軸方向カム機構３４の働きにより変
化する。

【００３５】即ち、上記軸方向カム機構３４は、ベルト
が弛むのに伴なって、上記揺動部材２２が捩りコイルば
ね２９の弾力により揺動する場合には、前記複数の転動
体３７、３７を各傾斜面３８、３８の低部に向け下降さ
せて、前記軸方向カム３５と軌道輪３６との間隔を狭
め、上記隙間空間３２の厚さ寸法Ｔを大きくする。

【００３６】この結果、この隙間空間３２内に封入され
た粘性流体によるダンパ力が小さくなって、テンション
プーリ４がベルトの動きに迅速に追従し、このベルトの
張力が急激に低下するのを防止する。この場合に於いて
も、上記厚さ寸法Ｔが大きくなった隙間空間３２内に封
入された粘性流体と、前記ダンピング調整間座４３とに
より、最低限のダンパ力は確保される為、上記ベルトの
振動を抑えて振動に伴なう騒動を防止する事も併せて図
られる。

【００３７】反対に、ベルトが緊張するのに伴なって、
上記揺動部材２２が捩りコイルばね２９の弾力に抗して
揺動する場合には、この揺動部材２２と同期した軌道輪
３６の揺動により前記複数の転動体３７、３７が、各傾
斜面３８、３８に乗り上げる。この結果、軸方向カム３
５と軌道輪３６との間隔が広がって、上記隙間空間３２
の厚さ寸法Ｔが小さくなる。又、カム面３９、３９に対
する転動体３７、３７の食い込みによりダンパプレート
３０は、傾斜面３８、３８移動分の回転後、固定軸１８
に対して回転不能となる。

【００３８】この結果、上記隙間空間３２に封入された
粘性流体によるダンパ力が大きくなって、テンションプ
ーリ４がベルトを抑え付け、このベルトが振動するのを
防止する。

【００３９】次に、図４は本発明の第二実施例を示して
いる。本実施例の場合には、１対の間座４５、４５によ
って予圧ばね４４を挟持したもので、ダンパプレート３
０を軸方向に押圧する事により、軌道輪３６を軸方向カ
ム３５に向けて弾性的に押圧し、軸方向カム機構３４を
構成する軌道輪３６と軸方向カム３５との間で転動体３
７、３７が軸方向に移動するのを助けている。

【００４０】即ち、固定軸１８の周囲に揺動部材２２を
枢支する為のスリーブ２８と、同じく固定軸１８の周囲
にダンパプレート３０を枢支する為のスリーブ３１との
間には、上記予圧ばね４４及び間座４５、４５を挟持し
ている。この予圧ばね４４は、軸方向に亙る弾力を有す
る為、軌道輪３６が軸方向カム３５に向けて常に弾性的
に押圧される。この結果、前述のダンピング調整間座４
３と同様に、軸方向カム機構３４を構成する軌道輪３６
と軸方向カム３５との間で転動体３７、３７が軸方向に
移動するのを助けている。

【００４１】その他の構成及び作用は、前述の第一実施
例と同様である為、同等部分には同一符号を付して、重
複する説明を省略する。

【００４２】次に、図５は本発明の第三実施例を示して
いる。前述の第一〜第二実施例が、前記図７に示す様
な、補機駆動用のベルト１に張力を付与する為のオート
テンショナを対象としているのに対して、本実施例は、
図８に示す様な、タイミングベルト１ａに張力を付与す
る為のオートテンショナを対象としている。

【００４３】この第三実施例の場合、揺動部材４６の基
部（図５の左部）に円筒部４７を形成し、この円筒部４
７内に奥から順に、ダンパプレート４８と軸方向カム機
構３４とを設けている。そして、この内のダンパプレー
ト４８と上記円筒部４７の内面との間に、粘性流体を封
入する為の隙間空間３２を設けている。

【００４４】上記揺動部材４６の先端部外周面は、上記
円筒部４７並びに固定軸１８に対し偏心させて、テンシ
ョンプーリ４を枢支する為の枢軸としている。そして、
枢軸であるこの先端部外周面にテンションプーリ４を、
転がり軸受１４を介して回転自在に支持している。

【００４５】又、上記円筒部４７の周囲に設けた捩りコ
イルばね２９の一端は揺動部材４６に、他端はエンジン
のシリンダブロック前面（図示せず）に、それぞれ係止
する事で、上記円筒部４７に、固定軸１８を中心として
揺動する方向の弾力を付与している。尚、固定軸１８の
基端部に形成したフランジ部４９と円筒部４７との間に
は滑り軸受５０を設けて、上記揺動部材４６の揺動が円
滑に行なわれる様にしている。

【００４６】その他の構成及び作用は、前述の第一実施
例の場合と同様である為、同等部分には同一符合を付し
て、重複する説明を省略する。

【００４７】次に、図６は本発明の第四実施例を示して
いる。本実施例の場合、粘性流体を封入した隙間空間３
２の一側（図６の右側）を、第一、第二のダンパプレー
ト５１、５２により仕切っている。即ち、前記第一実施
例に於けるダンパプレート３０（図１）と同様に断面Ｌ
字形に形成され、固定軸１８の周囲に回転及び軸方向に
亙る変位自在に支持された第一のダンパプレート５１の
外周縁と揺動部材２２の内周面との間には、第二のダン
パプレート５２の外周縁部に形成された円筒部５３を液
密に挿入して、この円筒部５３と上記第一のダンパプレ
ート５２とにより、上記隙間空間３２の一側を仕切っ
て、常に一定の厚さ寸法を有する隙間空間３２ａを形成
している。

【００４８】又、上記第二のダンパプレート５２の内周
縁部を上記固定軸１８の先端部に、回転不能に支持して
いる。上記円筒部５３の端面と揺動部材２２の側面との
間隔、即ち上記隙間空間３２ａの厚さは十分に狭くし
て、両面間に存在する粘性流体によって、或る程度のダ
ンパ性能を得られる様にしている。

【００４９】この様に構成される本実施例の場合、通常
は上記隙間空間３２ａがダンパ機能を発揮して、小さな
振動（動き）を吸収し、急激なベルトの張りに対して
は、前記カム面３９と軌道面４１との間で転動体３７、
３７が移動して、前記隙間空間３２の厚さＴが小さくな
り、ダンパ機能が増大して、上記ベルトの張りに対する
抗力が大きくなり、その振動（動き）を抑え付ける。

【００５０】その他の構成及び作用は、前述の第一実施
例と同様である為、同等部分には同一符合を付して、重
複する説明を省略する。

【００５１】

【発明の効果】本発明のオートテンショナは、以上に述
べた通り構成され作用する為、補機駆動ベルト等のベル
トに弛みが発生するのを確実に防止すると共に、振動を
効果的に減衰して、このベルトの張力を常に最適な状態
に保持出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す断面図。

【図２】軸方向カムと転動体とを図１の左方から見た
図。

【図３】軸方向カム機構を図１の上方から見た図。

【図４】本発明の第二実施例を示す部分断面図。

【図５】本発明の第三実施例を示す断面図。

【図６】本発明の第四実施例を示す部分断面図。

【図７】オートテンショナを付設した補機の駆動機構を
示す正面図。

【図８】オートテンショナを付設したエンジンのタイミ
ングベルト駆動機構を示す正面図。

【図９】従来のオートテンショナの１例を示す正面図。

【図１０】従来のオートテンショナの別例を示す断面
図。

【符号の説明】

１ ベルト １ａ タイミングベルト ２ 駆動プーリ ３ 従動プーリ ４ テンションプーリ ５ 固定軸 ６ 揺動部材 ７ 腕片 ８ 引っ張りばね ９ ボルト １０ 基板 １１ 固定軸 １２ 揺動部材 １３ 枢軸 １４ 転がり軸受 １５ Ｏリング １６ Ｏリング １７ 隙間空間 １８ 固定軸 １９ 底板部 ２０ 固定側ハウジング ２１ 凸部 ２２ 揺動部材 ２３ 基部 ２４ ケース ２５ 揺動側ハウジング ２６ 腕部 ２７ 枢軸 ２８ スリーブ ２９ 捩りコイルばね ３０ ダンパプレート ３１ スリーブ ３２ 隙間空間 ３２ａ 隙間空間 ３３ シール材 ３４ 軸方向カム機構 ３５ 軸方向カム ３６ 軌道輪 ３７ 転動体 ３８ 傾斜面 ３９ カム面 ４０ 座板 ４１ 軌道面 ４２ 段部 ４３ ダンピング調整間座 ４４ 予圧ばね ４５ 間座 ４６ 揺動部材 ４７ 円筒部 ４８ ダンパプレート ４９ フランジ部 ５０ 滑り軸受 ５１ 第一のダンパプレート ５２ 第二のダンパプレート ５３ 円筒部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定軸と、この固定軸の周囲に揺動自在
   に支持された揺動部材と、この揺動部材の一部に、上記
   固定軸と平行に設けられた枢軸と、この枢軸に回転自在
   に支承されたテンションプーリと、このテンションプー
   リを張力を付与すべき部材に向けて押圧するばねと、上
   記固定軸の周囲に回転及び軸方向の変位自在に支持され
   たダンパプレートと、このダンパプレートと上記揺動部
   材との間に設けられた隙間空間と、この隙間空間の両端
   部を塞いだシール材と、上記隙間空間内に空隙を残した
   状態で封入された粘性流体と、上記固定軸と上記ダンパ
   プレートとの間に設けられた軸方向カム機構とを有し、
   この軸方向カム機構は、円周方向に亙って傾斜した傾斜
   面を含むカム面を有する円輪状の軸方向カムと、片面を
   軌道面とした円輪状の軌道輪と、上記カム面と軌道面と
   の間に挟持された複数の転動体とから成り、軸方向カム
   と軌道輪との一方を上記固定軸に、他方を上記ダンパプ
   レートに、それぞれ固定する事で、上記揺動部材がばね
   の弾力に抗して揺動する場合に、上記隙間空間を狭くす
   る機能を有するオートテンショナ。