JP3079125B2 - 薄型オートテンショナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車エン
ジンのベルト補機駆動に利用されるオートテンショナに
関する。

【０００２】

【従来の技術】オートテンショナは単一のベルトで複数
の装置に駆動力を伝達する伝動装置に用いられ、ベルト
のゆるみを防止し、ベルトに所定の張力を維持させるこ
とにより駆動力を各装置に確実に伝達させる。このよう
なオートテンショナは、例えばエンジンブロック等の所
定部位に固定される固定ケースと、この固定ケースに対
して揺動自在なアームと、このアームの先端に回転自在
に取り付けられたプーリとを備えている。ベルトはプー
リの側面に懸架され、緊張する方向に付勢される。ベル
トを緊張させるための付勢力は、所定のねじり力で巻回
されてオートテンショナに配設されるねじりコイルスプ
リングの反発力によって発生する。

【０００３】従来、ねじりコイルスプリングは固定ケー
ス内に収められ、一端が固定ケースに他端がアームに固
定される。ねじりコイルスプリングの付勢力は、バネ定
数に関係するコイルの線の長さ（以下、コイル長さとい
う）と、ねじり応力に関係するコイルの線の太さ（以
下、コイル太さという）とによって決定される。所定の
付勢力を得るためには所定のコイル長さおよびコイル太
さが必要であり、例えば所定のコイル長さを有するねじ
りコイルスプリングにおいて、コイル径を小さくすると
コイルの軸方向長さは長くなる。固定ケースの径および
軸方向長さは、ねじりコイルスプリングの径および軸方
向長さに対応して決定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、エンジンや補機
の小型化に伴ってオートテンショナについても小型化が
要求されている。例えば４気筒エンジンでは、ねじりコ
イルスプリングが収められたテンショナ本体を径方向に
短くし軸方向に長くすることにより小型化に対応してい
るが、Ｖ型エンジン等では、クランク軸の軸方向にテン
ショナを取り付けるスペースがなくエンジンブロックに
対して正面に取り付けられるため、テンショナが突出す
る構成となり、テンショナ本体を径方向に短くし軸方向
に長くするとエンジン全長が長くなる問題がある。

【０００５】本発明はこの様な点に鑑みてなされたもの
であり、オートテンショナを要求される基本的な性能を
保持したまま薄型化することが目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による薄型オート
テンショナは、一方の面に円筒壁を有するプレートと、
この円筒壁の開口部に揺動自在に取り付けられる円盤状
の蓋部と、この蓋部のプレートの反対側において一体的
に偏心して重なる円盤状のプーリ取付部と、プーリ取付
部のプレート側端面からプレート側に突出し蓋部の軸心
に対してプーリ取付部の軸心より遠方に位置する係止突
起とを有するアームと、円筒壁および蓋部の外側に巻回
される螺旋部と、螺旋部から径方向外側に向かって折曲
する２つの端部とを有するとともに、端部の一方がプレ
ートに端部の他方がアームの係止突起に取り付けられ、
アームを揺動方向に付勢するねじりコイルスプリング
と、アームと円筒壁との間に設けられ、円筒壁の軸方向
長さとほぼ同じ軸方向長さを有する摩擦部材とを備える
ことを特徴としている。

【０００７】薄型オートテンショナにおいて、アームに
円柱突起が形成され、摩擦部材にこの円柱突起に係合す
る円柱穴が形成され、円柱突起が円柱穴に係合すること
により摩擦部材がアームに取り付けられてもよい。

【０００８】

【０００９】薄型オートテンショナにおいて、摩擦部材
が環状部とフランジ部とを備え、この環状部の内側に設
けられたＣ形バネにより、摩擦部材が円筒壁の内周面に
付勢されてもよい。さらに、摩擦部材において環状部が
円筒壁の内周面に密着し、摩擦部材のフランジ部の肩部
がアームの蓋面に密着してもよい。

【００１０】薄型オートテンショナにおいて、ねじりコ
イルスプリングの両端が、摩擦部材の摺動部に対して干
渉しないように、円筒壁の外側に巻回された螺旋部から
径方向の外側に向かって延びてもよい。

【００１１】薄型オートテンショナにおいて、円筒壁の
外周面から突出するように係合突起が形成され、ねじり
コイルスプリングがこの係合突起に当接することにより
径方向に位置が規制されてもよい。

【００１２】薄型オートテンショナにおいて、ねじりコ
イルスプリングの外周にゴムあるいはウレタン等のゴム
状弾性体からなる筒状のカバーが取り付けられてもよ
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による薄型オートテ
ンショナの実施形態について添付図面を参照して説明す
る。

【００１４】図１は本実施形態の薄型オートテンショナ
を利用した自動車用エンジンのベルトシステムを示す図
である。このベルトシステムは、エンジンの出力軸に取
り付けられた駆動プーリ１１と、エアコンディショナ、
パワーステアリング装置、オルタネータ用の各従動プー
リ１２、１３、１４と、アイドラプーリ１５、１６、そ
して薄型オートテンショナ（以下、テンショナという）
１０とを備えている。各プーリの間には単一の駆動ベル
ト１７が懸架され、この駆動ベルト１７は時計周りに駆
動される。

【００１５】テンショナ１０は固定部２０を備え、この
固定部２０はエンジンブロックに固定される。またテン
ショナ１０はプーリ６０を備え、このプーリ６０は固定
部２０に対して回動可能かつ回転可能に設けられ、プー
リ６０の外周面に駆動ベルト１７が懸架される。プーリ
６０は、ねじりコイルスプリング５０により実線の位置
から反時計周りに付勢されて破線の位置まで移動し、駆
動ベルト１７を緊張させる。

【００１６】図２〜図４を参照する。図２にはテンショ
ナ１０の上面図が示され、図３には図２のＩ−Ｉ線にお
ける断面図が示される。図４は固定部２０にアーム３０
を取り付ける構成を示す分解斜視図である。

【００１７】固定部２０は、プレート２２と円筒壁２４
とボルト係合部２６とを備える。プレート２２は平板で
あり、取付穴２１が３隅に形成される。この３つの取付
穴２１には固定部２０をエンジンブロックに固定するた
めのボルト（図示しない）が挿入される。円筒壁２４は
プレート２２の一方の面２２ａから突出して形成され
る。ボルト係合部２６は面２２ａから円筒壁２４と同じ
側に突出し、円筒壁２４の径中心の位置にボルト螺合穴
２６ａが形成される。

【００１８】アーム３０は、円筒壁２４の開口側、即ち
プレート２２の反対側に設けられる。アーム３０は金属
材料より形成され、２つの円盤部材である蓋部３１とプ
ーリ取付部３３とが偏心して重なるように構成される。
蓋部３１は円筒壁２４の開口を閉密し、図３に明らかな
ように蓋部３１の中央にはボス部３２が円筒状に上方に
突出して形成される。このボス部３２には回動軸である
ピボットボルト２８がピボット軸受２７を介して嵌合す
る。プーリ係合部３３の中央にはプーリ軸受３４が上方
に突出して形成され、このプーリ軸受３４にボールベア
リング６２、ダストシールド６４を介してプーリボルト
６８が螺合する。

【００１９】アーム３０のボス部３２にピボットボルト
２８が貫通した状態で、ピボットボルト２８の下端に形
成されたネジ部２８ａがボルト螺合穴２６ａに螺合し、
蓋部３１が円筒壁２４の開口部に取り付けられることに
より、アーム３０は固定部２０に対してピボットボルト
２８周りに回動自在にされる。

【００２０】ピボット軸受２７はアーム３０とピボット
ボルト２８との間に介装される所定長さの略円筒部材で
あり、例えば合成樹脂等から形成される。ピボット軸受
２７は図３の上方からボス部３２の内周面３２ａに嵌合
され、さらにピボット軸受２７の内側にピボットボルト
２８が貫通される。ねじりコイルスプリング５０は適度
に圧縮された状態で介装されるので、アーム３０はピボ
ットボルト２８の頭部２８ｂとピボット軸受２７により
上下方向に固定され、ピボット軸受２７を介しピボット
ボルト２８周りに回動可能である。

【００２１】図５はアーム３０の下面を示す図である。
蓋部３１には円柱突起である２つのピン３６が形成さ
れ、これらのピン３６は蓋部３１の下面３１ａから円筒
壁２４の軸方向に沿って延びている。スプリング受け部
３７は蓋部３１の側面から径方向の外側に向かって突出
し、ねじりコイルスプリング５０と当接して径方向の位
置を規制する。プーリ取付部３３の下面３３ａには係止
突起３５が軸方向に突出し、ねじりコイルスプリング５
０の一端である端部５４が係合する。

【００２２】再び図３、図４を参照する。ねじりコイル
スプリング５０は、金属線を螺旋状に巻回して成り、こ
の螺旋状に巻回した螺旋部５６と、螺旋部５６から延び
た端部５２、５４とを備える。螺旋部５６の径は円筒壁
２４の外径より大きく設けられ、螺旋部５６は固定部２
０の円筒壁２４の外側に巻回される。端部５２、５４は
螺旋部５６から径方向の外側に向かって折曲し、図５に
示すように一方の端部５２は固定部２０に形成された係
止突起２３に係合し、もう一方の端部５４はアーム３０
に形成された係止突起３５に係合する。即ちねじりコイ
ルスプリング５０は固定部２０とアーム３０とにより螺
旋軸方向の位置が規制される。

【００２３】また、ねじりコイルスプリング５０はアー
ム３０の側面から径方向の外側に突出したスプリング受
け部３７と当接し、このスプリング受け部３７により径
方向の位置が規制される。なお図示しないが、円筒壁２
４の外周面にも径方向の外側に突出したスプリング受け
部が形成されており、これによりスプリング受け部３７
と同様、ねじりコイルスプリング５０の径方向の位置が
規制される。

【００２４】ねじりコイルスプリング５０は適度にねじ
られた状態でプレート２２とアーム３０との間に圧縮状
態で介装され、この状態でプーリ６０に懸架された駆動
ベルト１７を緊張させる方向（図１参照）にアーム３０
を付勢する。

【００２５】ねじりコイルスプリング５０の外側には、
厚さの薄いゴムあるいはウレタン等のゴム状弾性体から
なる筒状のカバー７０が設けられる。このカバー７０は
径方向に引き伸ばした状態でねじりコイルスプリング５
０の外周に嵌め込まれる。カバー７０はねじりコイルス
プリング５０の装置外に対する露出を防止する。即ち、
例えば車両駆動時に小石などが跳ね上がってねじりコイ
ルスプリング５０に衝突したとき、カバー７０によって
この衝撃が緩和され、これによりねじりコイルスプリン
グ５０の破損が防止される。なお、図４では図示の複雑
化を避けるため、カバー７０は示していない。

【００２６】従来の構成では、本実施形態に示す円筒壁
２４に相当する固定ケースの内側にねじりコイルスプリ
ングを収納する構成であったため、ねじりコイルスプリ
ングの外側に固定ケースを配置することになり、固定ケ
ースの外径が更に大きくなるので小型化することが困難
であった。またダンピングバンドを固定ケース内に設け
るので、このダンピングバンドあるいはその内側に設け
られたリングスプリングとねじりコイルスプリングとが
干渉しないように、径方向の隙間を余分に設ける必要が
あった。しかし本実施形態においては、図３、図４に示
すようにねじりコイルスプリング５０を円筒壁２４の外
側に設け、ねじりコイルスプリング５０の螺旋部５６の
径を大きく設けて軸方向長さを短くしており、従来のね
じりコイルスプリング５０と同じ線の長さ・太さであれ
ば従来と同じ付勢力を得ることができる。即ちダンピン
グバンド４０およびリングスプリング４８を、円筒壁２
４の内側に収納することにより効率よくスペースを活用
し、軸方向長さを短く設定できる。このように、円筒壁
２４の内側を活用することによってオートテンショナ１
０の薄型化が可能になる。

【００２７】また、図３に示すようにダンピングバンド
４０およびリングスプリング４８は円筒壁２４の内側、
ねじりコイルスプリング５０は円筒壁２４の外側に設け
られるので、ダンピングバンド４０およびリングスプリ
ング４８はねじりコイルスプリング５０と干渉すること
がなく、オートテンショナ１０の軸方向長さはさらに短
くできる。また、ねじりコイルスプリング５０をアーム
３０側で係止する場合、従来ではアーム側の係止部を円
筒壁２４の内側に形成しなければならず、ダンピングバ
ンド４０等との干渉を避けるように設けられ、係止部の
位置は制限されていた。しかし、本実施形態ではねじり
コイルスプリング５０のアーム３０側の係止突起３５は
円筒壁２４より外側に設けられており、設計の自由度が
向上する。

【００２８】図６はダンピングバンド４０の上面図であ
り、図７は図６のＩＩ−ＩＩ線におけるダンピングバン
ド４０の断面図である。図３、図４および図６、図７を
参照してダンピング機構を説明する。摩擦部材であるダ
ンピングバンド４０は、固定部２０の円筒壁２４とアー
ム３０との間に設けられ、ナイロン樹脂などの弾性部材
により形成される。ダンピングバンド４０はアーム３０
の過度の揺動を防止するために設けられ、円筒壁２４と
の摩擦力、即ちダンピング力によってアーム３０の揺動
を減衰させる。

【００２９】ダンピングバンド４０は円筒形の環状部４
１と、この環状部４１のアーム３０側の端面に設けられ
たフランジ部４３とを備える。環状部４１の外径は円筒
壁２４の内径とほぼ同じであり、フランジ部４３の外径
は蓋部３１の外径とほぼ同じである。

【００３０】ダンピングバンド４０を取り付けた状態
（図３参照）において、フランジ部４３の肩部４３ａと
アーム３０の蓋部下面３１ａとが略密着し、環状部４１
の外周面４１ａと円筒壁２４の内周面２４ｂ（図４）と
が密着する。即ち円筒壁２４の内部はアーム３０および
ダンピングバンド４０によって略密閉される。

【００３１】ダンピングバンド４０のフランジ部４３
は、円筒壁２４の内部への塵埃の浸入を防止するために
設けられるものであるが、従来のダンピングバンドはね
じりコイルスプリングと干渉させないために円筒壁の開
口部上端に設けられ、アームの蓋部下面が凹凸を有する
形状であったため、フランジ部とわずかな隙間を有して
いた。従ってこの隙間から塵埃等が円筒壁内、即ちダン
ピングバンドとの摺動面に侵入する可能性があった。し
かし、本実施形態のダンピングバンド４０は、フランジ
部４３の肩部４３ａがアーム３０の蓋部下面３１ａに密
着するため、従来のような隙間からの塵埃の浸入は防止
され、ダンピングバンド４０の耐久性が向上する。

【００３２】ダンピングバンド４０の２つの円柱穴（以
下、取付穴という）４２は、フランジ部４３側の環状部
４１から内側に突出して形成される。取付穴４２の径は
アーム３０のピン３６の外径と略同径である。この取付
穴４２にピン３６がそれぞれ挿入されることにより、ダ
ンピングバンド４０のアーム３０に対する回動方向、お
よび径方向における相対移動が拘束される。

【００３３】またダンピングバンド４０は取付穴４２と
対向する側に軸方向の開口部４４を有する。この開口部
４４は、ダンピングバンド４０の熱変形を吸収するとと
もに、ダンピングバンド４０が摩耗した際に徐々に広が
り、Ｃ形リングスプリング４８の力を十分に伝達できる
ように弾性変形可能としている。環状部４１の内周面４
１ｂには周方向に軸方向位置の異なる２つのリングスプ
リング受け４５ａ、４５ｂが形成される。リングスプリ
ング受け４５ａはリングスプリング４８の上面と係合
し、リングスプリング受け４５ｂはリングスプリング４
８の下面と係合する。

【００３４】リングスプリング４８は金属線から成るＣ
形バネであり（図４参照）、ダンピングバンド４０の内
周面４１ｂに径方向に収縮された状態で、取り付けられ
る。本実施形態では軸方向に２枚重ねて取り付けられ
る。リングスプリング４８の板幅（径方向の寸法）は開
口部４４側から取付穴４２側に向かって徐々に厚く形成
される。リングスプリング４８はダンピングバンド４０
の内周面４１ｂに密着し、リングスプリング受け４５
ａ、４５ｂと取付穴４２とによって軸方向に挟持され
る。２つのリングスプリング４８は、ダンピングバンド
４０を略均一、かつ一定の力で円筒壁２４側に押圧付勢
する。これによりアーム３０の揺動時、ダンピングバン
ド４０と円筒壁２４との摺接面において、摩擦力による
ダンピング力が発生する。このダンピング力は、ねじり
コイルスプリング５０のねじり力に関係なく一定であ
る。リングスプリング４８による付勢力は、必要なダン
ピング力に応じて適宜設定される。

【００３５】駆動ベルト１７（図１参照）の駆動時にお
いて、駆動ベルト１７の振動に伴ってプーリ６０とアー
ム３０とはピボットボルト２８周りに揺動するが、この
ときダンピングバンド４０もアーム３０と一体的に揺動
し、円筒壁２４の内周面２４ｂと摺動する。上述したよ
うに、本実施形態のテンショナ１０にはダンピングバン
ド４０とリングスプリング４８とを備えたダンピング機
構が設けられており、ダンピングバンド４０が円筒壁２
４と摺動する際にダンピング力が生じ、アーム３０およ
びプーリ４０の振動が減衰される。

【００３６】図２および図３を参照する。プーリ６０
は、ボールベアリング６２を介して、プーリボルト６８
によりアーム３０のプーリ取付部３３に回転自在に取り
付けられる。プーリボルト６８の頭部とボールベアリン
グ６２との間には、塵埃の浸入を防止するダストシール
ド６４が介装される。プーリボルト６８はピボットボル
ト２８と平行に設けられ、ボールベアリングの軸中心は
ほぼプーリ６０に懸架されるベルトの中央を通る平面
（図３の破線Ｌ）上にある。ベルト中央を通る平面Ｌが
ピボット軸受２７のほぼ軸中心を通ることにより荷重の
偏りを減ずることができ、軸受長さを短く設定できる。

【００３７】以上のように構成されたテンショナ１０に
おいて、固定部２０に対しピボットボルト２８を軸心と
して、プーリ６０はアーム３０とともに回動し、ねじり
コイルスプリング５０の付勢力により駆動ベルト１７が
緊張する方向に付勢される。プーリ６０は駆動ベルト１
７の駆動時にプーリボルト６８周りに回転し、駆動ベル
ト１７の振動によるアーム３０の揺動は、ダンピングバ
ンド４０の所定のダンピング力によって減衰される。

【００３８】ねじりコイルスプリング５０を円筒壁２４
の外側に巻回することによって、ねじりコイルスプリン
グ５０の内側の有効な空間、即ち円筒壁２４とダンピン
グ機構を設けることができる。またダンピングバンド４
０のフランジ部４３とアーム３０の蓋部３１が密着しダ
ンピングバンドの外周面４１が円筒壁２４の内周面２４
ｂと摺接するので、ダンピングバンド４０の開口部４４
を除く部位での防塵等の効果が高まる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によると、要求される基本的な性
能を保持しつつ薄型化されたオートテンショナを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄型オートテンショナの実施形態
を用いたベルトシステムを示すブロック図である。

【図２】図１に示す薄型オートテンショナを示す上面図
である。

【図３】図２に示す薄型オートテンショナのＩ−Ｉ線に
おける断面図である。

【図４】図２に示す薄型オートテンショナのアームを固
定部に取り付ける構成を示す図である。

【図５】図３に示すアームの下面図である。

【図６】図３に示すダンピングバンドの上面図である。

【図７】図６に示すダンピングバンドのＩＩ−ＩＩ線に
おける断面図である。

【符号の説明】

１０ テンショナ １７ 駆動ベルト ２０ 固定部 ２２ プレート ２４ 円筒壁 ２３、３５ 係止突起 ３７ スプリング受け部 ２８ ピボットボルト ３０ アーム ４０ ダンピングバンド ４８ リングスプリング ５０ ねじりコイルスプリング ６０ プーリ ６８ プーリボルト ７０ カバー

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に円筒壁を有するプレートと、 この円筒壁の開口部に揺動自在に取り付けられる円盤状
   の蓋部と、この蓋部の前記プレートの反対側において一
   体的に偏心して重なる円盤状のプーリ取付部と、前記プ
   ーリ取付部の前記プレート側の端面から前記プレート側
   に突出する係止突起とを有するアームと、 前記円筒壁および前記蓋部の外側に巻回される螺旋部
   と、前記螺旋部から径方向外側に向かって折曲する２つ
   の端部とを有するとともに、前記端部の一方が前記プレ
   ートに、前記端部の他方が前記アームの前記係止突起に
   それぞれ係止し、前記アームを揺動方向に付勢するねじ
   りコイルスプリングと、 前記アームと前記円筒壁との間に設けられ、前記円筒壁
   の軸方向長さとほぼ同じ軸方向長さを有する摩擦部材と
   を備えることを特徴とする薄型オートテンショナ。
2. 【請求項２】 前記アームに円柱突起が形成され、前記
   摩擦部材にこの円柱突起に係合する円柱穴が形成され、
   前記円柱突起が前記円柱穴に係合することにより前記摩
   擦部材が前記アームに取り付けられることを特徴とする
   請求項１に記載の薄型オートテンショナ。
3. 【請求項３】 前記摩擦部材が環状部とフランジ部とを
   備え、この環状部の内側に設けられたＣ形バネにより、
   前記摩擦部材が前記円筒壁の内周面に付勢されることを
   特徴とする請求項１に記載の薄型オートテンショナ。
4. 【請求項４】 前記摩擦部材において、前記環状部が前
   記円筒壁の内周面に密着し、前記フランジ部の肩部が前
   記アームの蓋面に密着することを特徴とする請求項３に
   記載の薄型オートテンショナ。
5. 【請求項５】 前記円筒壁の外周面から突出するように
   係合突起が形成され、前記ねじりコイルスプリングがこ
   の係合突起に当接することにより径方向に位置が規制さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の薄型オートテン
   ショナ。
6. 【請求項６】 前記ねじりコイルスプリングの外周に、
   ゴムあるいはウレタン等のゴム状弾性体からなる筒状の
   カバーを取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の
   薄型オートテンショナ。