JP3151218B2 - 帯状可撓要素の所定張力を指示するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主としてベルト式変速機に組み込まれたベ
ルト、例えば、燃焼式エンジンに用いられたり、ベルト
プーリの周囲を循環して発電機、放熱用ファン、サーボ
ポンプ、空気調整装置等を駆動するための駆動ベルトの
ような、帯状可撓要素に対し、所定張力を指示するため
の装置に関するものである。

新たな燃焼式エンジンの組立て、及び再調整の際の組
み立て中には、習慣的に、上述の機器類を駆動する単数
または複数の駆動ベルトを同時に取り付けるようにして
いる。擦り切れたベルトを新品と交換する時に用いられ
るのと同様の方法で、これらのベルトは非緊張状態で、
例えば発電機の調整装置を用いて、種々のプーリ周囲に
緩く架け渡される。次に、調整装置の設定スクリュー
を、捻じ回しのような適切な工具を用いて締め付けると
同時に、例えばレバーのような別の適切な工具を発電機
上で作用させることによって、ベルトを張架し、後者を
外側に押圧する。ベルトの張力は、常に操作者によって
チェックされている。例えば、彼の親指で補助して２つ
の隣接するプーリの間の中間点でベルトを押し下げる。
このようにしてベルトに加えられた力が、ベルトを約10
ミリに相応する押し下げ低下量に達したなら、引っ張る
力即ちベルトの張力は、通常「正確である」と看做され
る。

然しながら、この方法は、実際のベルト張力値を十分
正確に断定することができないし、これに加えて、張力
はエンジンによって非常に広い限度内で変動し得るもの
である。従って、スリップの結果として、ベルトの摩耗
が早まることがある。

最近のエンジン、特に自動車用エンジンでは、駆動ベ
ルトは、比較的寿命が長くなるような寸法仕様に決めら
れている。これは、消費者によって要求された特性であ
り、そのため、張力値は再現可能に、そして注意深く、
前もって決めたレベルにおける許容範囲を非常に小さく
した精密さを保証する構成とする必要がある。

本発明の目的は、先に概説した要求を満たす簡潔な、
迅速で信頼できる装置を提供することである。

この目的は、基台と共動すると共にそこから突出し、
かつ帯状要素を支持する部材を含むハブと、前記基台の
第１内側端部において軸着接続され、且つ前記基台から
対向する方向に、前記ハブと実質的に直角をなして突出
している、２つのリンクが、各々その対向外側端部に当
接を有し、該当接面がハブから等距離離間されて前記帯
状要素を支持するようにし、前記リンクと、前記リンク
に接続され、前記帯状要素の所定張力に対応する反作用
力を有する弾性的伸縮部材とを含む装置において、前記
リンクは、２つの安定端部位置間で同期的に旋回動作可
能に配置されると共に、前記ハブを通過し前記当接手段
を相互接続する想像線を通ってスナップオーバ動作を行
なうようになっており、前記帯状要素は、前記リンクが
それらの端部位置の一方にあると仮定した時、前記リン
ク当接面及びハブの支持部とに当接する位置に移動され
ると共に、前記弾性的伸縮部材の作用に対抗する前記リ
ンクの同期反転動作の発生時に、前記当接面間にほぼ直
線に沿って延びるまで引っ張られるように配置されてお
り、前記帯状要素が前記当接面間でほぼ直線に沿って延
びた時、前記帯状要素の前記所定張力と前記螺旋状可縮
部材の反作用力とが等しくなり、前記螺旋状可縮部材に
応答して、前記リンクがそれらの対向する端部位置に切
り替わり、該切り替え動作自体が、前記帯状要素の前記
所定張力が得られたことの指示となる装置において達成
される。

以下に、本発明装置の現在好適な特定実施例を図示す
る添付図面を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
図面において、 図１は、前記装置の正面図であり、部分的に切り取っ
て背後にある構成物を示すようにした図である。

図２は、同一装置を上から見た図であり、部分的に分
解し、且つ部分的に図１の線II−IIに沿って切り取って
示す図である。

図３は、左端から見た図１の前記装置を、部分的に縦
断面で示した図である。

図４は、自動車用エンジンの駆動ベルトを張架するた
めに前記装置を用いる一例を示す。

図５〜図７は、張架作業の連続過程を示す。

先に概説したように、全体的に符号１で示した前記装
置は、指示器またはゲージとも呼ぶことができ、帯状可
撓要素２の所定張力の存在を指示することを意図したも
のである。

図４に見られるように、ここに記載される実施例によ
る可撓要素２は、燃焼エンジン３において駆動ベルト31
が従来通りの形状で架装されている。この駆動ベルト
は、クランクシャフト５の自由端に取り付けられた駆動
プーリ４、発電機プーリ６、及び放熱ファンのプーリ７
の周囲に周回されている。例えば、サーボ制御用サーボ
ポンプや空気調和圧縮機のような付加的な機器を駆動す
るために設けられる駆動ベルトのように、２本以上の駆
動ベルト31と同様のものを対をなして設けることもあ
る。

指示器１の主要構成物は、基台８、ハブ９、各々橋台
11を有する２つのリンク10、及び弾性的伸縮部材12であ
る。

基台８は、例えばフライス加工によって形成され、凹
部14を有する矩形の金属支持板13から成り、この凹部
は、第１図にしたがって正面から見ると、支持板13の対
向する端面15間で水平方向に延在する。凹部14は両端が
開放されていると共に、外側に、即ち図１で見ると前方
に開放されている。

加えて、基台８は、同様に矩形を呈し、支持板13と同
一の輪郭外形を有すると共に、これもまた金属で作られ
た蓋板16を含む。この蓋板は支持板を覆っており、結果
的にその中に形成される凹部14を外方向に覆うために、
板13と16との間に貫通通路が画定される。

前から見ると、ハブ９は実質的に円形の外形を有し、
金属またはある適切なプラスチック材料で作られるのが
好ましい。

ハブ９は、図１では見る人に向かって基台８から突出
し、該基台および支持板13及び蓋板16と実質的に一致す
る輪郭外形を有する金属取付板17に固着されている。取
付板17は、肩部19を内部に有する中央円状開口18を含
み、該開口内にハブ９が、肩部19に当接する円形円筒フ
ランジ20によって、回転可能に取り付けられている。こ
のようにして、ハブはその中心軸21周囲を回転すること
ができる。その目的については、より詳細に以下に述べ
る。

特に図２及び図３から明らかなように、支持板13、蓋
板16、及び取付板17は、例えば捻子、リベット等のよう
な締結具22によって、匡体を形成するように、相互の当
接関係でそれら板の側面で共に結合されている。

ハブ９に再び戻って、後者はベルト31用の支持部23を
有し、例示する実施例によれば、該支持部には、外側に
開放し端部でベルト31を受容する横断方向スリット24が
形成されている。横断方向スリット24は、先に述べた凹
部14に実質的に平行であり、２つの離間した支持面25、
26を含む。図３から明らかなように、これらの支持面は
ハブの中心軸21から異なる距離Ａ及びＢだけ離間されて
おり、厚さが異なる種々のベルトにも同一の強度が与え
られることを意図したものである。

２つのリンク10は、平坦なアームではなく細長く形成
されており、これらもまた金属製であることが好まし
い。一方の第１内側端部27において、リンク10は基台８
に、より正確に言うと支持板13の凹部14に、軸を中心に
取り付けられており、そこから反対方向にハブ９と実質
的に直角をなして延在する。それらの内側端部27の領域
では、リンク10と基台８及び支持板13及び蓋板16には、
枢軸ピン29またはリンク10を基台８に軸着接続を行なう
ための同様な部材を、受容するための整合された孔28が
形成されている。

反対側では、各リンク10の外側のリンク端部30は、ベ
ルト31と係合するための当接面11を支持する。例示する
実施例によれば、これらの当接面はピン32の形状となっ
ており、各々対応するリンク10からハブ９に平行な両方
向に突出している。夫々のピン32は後者から同一距離だ
け離間されている。各ピン32の半分が適当な当接部材11
を形成し、ハブ９と同一方向に突出しているので、ベル
ト31がこれらのピンの半分の周囲に沿って走行すること
ができる。

このようにこれらのピン32は、対応するリンク10内に
形成された取付孔33を貫通して突出し、各ピンの他の半
分は、当接面11に対向するリンク10の面から突出して部
材34を形成しており、そこに弾性的伸縮部材12を取り付
けることができる。

例示した実施例によれば、弾性的伸縮部材12は、螺旋
状張力バネ35であり、その両端部36はピン32の取付部材
34、この場合は平坦な接続ワッシャ37に、固着されてい
る。締め付けによって起こり得る損傷に対する保護とし
て、プラスチックまたは同様の材料でできた保護用スリ
ーブ38が螺旋状張力ばね35の周囲を覆っている。

螺旋状張力ばね35は、ベルト31の所定の張力に対応す
る反作用力を確実に生ずるように、寸法を決められ且つ
較正されている。この反作用力即ち反力及び張力は、そ
れぞれ、ある特定の用途に対して、典型的に425±25Nに
達することがある。

先に述べたリンク10は、２箇所の安定した端部位置、
図１のＣ及び図７のＤの間で同期的に移動されるように
配されていると共に、ハブ９即ちその中心軸21を通過し
当接面11を相互接続する想像線Ｅを通過し、こうして一
方から他方の端部位置に切り替わる（snap over）。

リンク10の旋回角を例えば60−80゜に制限するため
に、つまりリンク10の２箇所の安定端部位置Ｃ、Ｄを規
定するためでもあるが、先に述べた支持板13内の凹部14
には、傾斜当接面39が板周縁15近くの開放端に隣接して
形成されている。これら傾斜当接面39の各々の傾斜は、
旋回角の実質的に半分に対応しており、螺旋状張力ばね
35の作用の下で、リンク10の上下付縁面40、41が傾斜当
接面39に当接する位置に、それらを移動させることがで
きる。

リンク10の内側端部に隣接して、枢軸ピン29の内側の
点、即ち後者と自由リンク端部との中間点において（図
１及び図２参照）、同期機構42がリンク10を相互接続
し、それらの旋回動作の同期を確保する。例示する実施
例によれば、この同期機構は、リンク内に形成された整
合孔44を貫通し、且つ各リンクの厚さに実質的に一致す
る高さを有する金属ピン43を含むので、リンクにより包
囲されていることになり、凹部14内での、枢軸ピン29を
中心としたリンクの旋回動作を妨害することはない。

同期機構42の領域において、リンク10には対向する凹
部45が形成されており、これによってリンク10の内側端
部27の最内側部分が重なり合い、面対面接触が得られ
る。同期機構42は、これら端部領域内に配置されてい
る。

リンク10は、内部に同様に弯曲した端縁面46が形成さ
れており、各々、関連する対向端面47と回転しながら当
接する。対向縁面47は、対応する凹部45がリンク10に結
合する点に形成されており、直線状の側面部と中央に位
置するカム前端とを有する。したがって、縁面46と対向
縁面47は、共動するカム面を形成することになり、螺旋
状張力ばね35の作用に対するリンクの同期した旋回動作
が行われる時、スナップオーバ（snap−over）動作が生
じる点を決定する。

リンク10の一方にあるピン43は、実質的に円形であ
り、一方対向するリンクの孔44は実質的に楕円形で、長
軸が対応するリンクの長さ方向に延びている。このよう
に、例示する実施例では、凹部14内の傾斜当接面39によ
って規定される２つの安定端部位置Ｃ、Ｄの一方から他
方へ、リンク10が枢軸ピン29を中心に旋回する時に生じ
る、孔44の同一距離の相互横方向移動を補償するため
に、ピン43の直径の約1/4に対応する距離に亘る或る程
度の横方向移動が、ピン43には許されている。

これまで述べると共に図４−図７に示した指示装置１
の機能は次の通りである。

リンクがそれらの第１の下方安定端部位置Ｃにあると
仮定した場合（図４及び図５参照）、ベルト31はリンク
上の２つの当接部材11の周囲に、そしてそれらに当接し
て配置されると共に、ハブ９の横断方向スリット24内の
支持面25の一方にも当接して配置される。

次にベルト31が、例えば発電機プーリ６が、外側に、
即ち図４で見ると左側に圧迫されることによって、緊張
状態となり、ベルト31が当接部材間の実質的に真直ぐな
線に沿って延びるまで（図６参照）、リンク10は螺旋状
張力ばね35の作用に対抗して、同期的に旋回する。

この時、ベルト31の所定の張力が、寸法を決められ較
正された螺旋状張力ばね35の反力に一致し、そして前記
螺旋状張力ばねの影響の下で、リンク10の反転動作が生
じて、第２の上側安定端部位置Ｄ（図７参照）に移る。

この反転動作は、ベルト31の所定張力が得られたこと
を、聴覚及び視覚に訴えることができる指示となる。

図に示したベルトの厚さを、或る決められた値だけ超
過する厚さを有するベルトが、ベルト31と同一張力に引
っ張られ、螺旋状張力ばね35が変化しないままとなって
いる場合、ハブ９を半回転させ、より厚いベルトに適用
されるハブの支持部23内の支持面26が下方向を向き、当
接部材11間で当該ベルトを支持するようにする。

本発明は、図に示すと共にこれまで述べてきた実施例
に限定されるものと看做すべきではなく、添付の特許請
求の範囲に定義した保護主張範囲内で、種々の方法で変
更可能なものである。

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯状可撓要素（２）の所定の張力を支持す
   るための装置であって、基台と共動すると共にそこから
   突出し、且つ前記帯状要素（２）を支持する支持部（2
   3）を含むハブ（９）と、前記基台（８）に対し、第１
   内側端部（27）で軸着接続され、且つ前記基台（８）か
   ら対向する方向に、前記ハブ（９）と実質的に直角をな
   して突出している２つのリンク（10）であって、各々そ
   の反対側の外側端部（30）に当接面（11）を有し、該当
   接面（11）がハブ（９）から等距離離間されて前記帯状
   要素（２）を支持する、前記リンク（10）と、前記リン
   ク（10）に接続され、前記帯状要素の所定張力に対応す
   る反作用力を有する弾性的伸縮部材（12）とを含み、前
   記リンク（10）は、２つの安定端部位置（Ｃ、Ｄ）間で
   同期的に旋回する反転動作可能に配置されると共に、前
   記ハブ（９）を通過し前記当接部材（11）を相互接続す
   る想像線（Ｅ）を通ってスナップオーバ動作を行なうよ
   うになっており、前記帯状要素（２）は、前記リンクが
   それらの端部位置の一方（Ｃ）にあると仮定した時、前
   記リンク当接面（11）及びハブ（９）の支持部（23）と
   に当接する位置に移動されると共に、前記弾性的伸縮部
   材（12）の作用に対抗する前記リンクの同期旋回動作の
   発生時に、前記当接面間にほぼ直線に沿って延びるま
   で、引っ張られるように配置されており、前記帯状要素
   が前記当接面間でほぼ直線に沿って延びた時、前記帯状
   要素の前記所定張力と前記螺旋状可縮部材の反作用力と
   が等しくなり、前記螺旋状可縮部材に応答して、前記リ
   ンクがそれらの対抗する端部位置（Ｄ）に反転し、この
   切り替え動作自体が、前記帯状要素の前記所定張力が得
   られたことの指示となることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記基台
   （８）は、外側に向かって開放されており、その端部に
   おいて前記リンク（10）の内側端部（27）を受容する凹
   部（14）の形成された支持板（13）と、前記支持板の外
   側から前記凹部を覆う蓋板（16）との双方を含み、前記
   支持板、前記蓋板、及び前記リンクが、それらの内側端
   部領域内に、整合孔（28）が形成されており、且つ前記
   リンクを前記基台に軸着接続するための枢軸ピンが前記
   整合孔内に受容可能になされていることを特徴とする装
   置。
3. 【請求項３】請求項２記載の装置において、前記支持板
   （13）内の前記凹部（14）には、前記リンク（10）の旋
   回動作角を制限するための当接面（39）が設けられてお
   り、前記当接面は、こうして前記リンクの２箇所の安定
   端部位置（Ｄ、Ｃ）を決定することを特徴とする装置。
4. 【請求項４】前記の請求項の何れかに記載の装置におい
   て、それらの内側端部（27）に隣接し、且つ前記枢軸ピ
   ン（29）よりも更に内側の点において、前記リンク（1
   0）は同期機構（42）によって相互接続され、前記リン
   クの同期した旋回動作可能性を確保することを特徴とす
   る装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の装置において、前記同期機
   構（42）は、前記リンク（10）に形成された整合孔（4
   4）を貫通するピン（43）を含み、前記孔の１つは実質
   的に円形であり、他の１つは実質的に楕円形であること
   により、前記リンクの前記２箇所の安定端部位置（Ｃ、
   Ｄ）間の前記枢軸ピン（29）を中心とした旋回動作中に
   生じる前記孔の相互横方向移動を補償するために、前記
   ピンが横方向の移動が可能となっていることを特徴とす
   る装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の装置において、前記同期機
   構（42）の領域において、前記リンク（10）には対向す
   る凹部（45）が形成されており、これによって前記リン
   クの内側端部（27）の最内側部分が重なり合うと共に、
   互いに当接し、且つ前記同期機構（42）を受容するこ
   と、及び前記リンクには内縁面（46）が形成されてお
   り、これが後者と前記凹部（45）との間の結合領域にお
   いて、前記リンクに形成されている対向縁面（47）と当
   接し、前記縁面と対向縁面とが共動カム面を形成し、前
   記リンクが前記弾性的可縮部材（12）の作用に対抗して
   同期旋回動作を行なう際に、前記カム面が前記リンクの
   スナップ−オーバ点を決定することを特徴とする装置。
7. 【請求項７】前出の請求項の何れか１項に記載の装置に
   おいて、前記ハブ（９）は、取付板（17）によって前記
   基台（８）に接続されており、前記取付板は、前記支持
   板（13）及び蓋板（16）と共に、面対面の関係で締結部
   材（22）によって組付けられていること、及び前記ハブ
   （９）内の支持部（23）は、外側に向かって開放されて
   おり、且つ前記帯状要素（２）をその端部において受容
   するための横断方向スリット（24）が形成されているこ
   とを特徴とする装置。
8. 【請求項８】請求項７に記載の装置において、前記ハブ
   （９）は中心軸（21）を中心に回転するように配置され
   ていること、及び前記横断方向スリット（24）には、前
   記中心軸から異なる距離を隔てて位置付けられ、且つ等
   しい大きさの引っ張る力で２つの異なる厚さの帯状要素
   を支持することを意図された２つの平行に離間された支
   持面（25、26）が形成されており、これによって、前記
   弾性的伸縮部材（12）の反作用力の大きさを維持しつ
   つ、前記同一装置（１）を異なる厚さの要素に用いるこ
   とができるようにしたことを特徴とする装置。
9. 【請求項９】前記の請求項の何れか１項に記載の装置に
   おいて、前記リンク（10）の外側端部（30）にある当接
   面（11）が、突出ピン（32）の形状をしており、前記帯
   状要素（２）がその周りに周回され、前記ピンが関連す
   るリンク（10）に形成された取付孔（33）を貫通してお
   り、且つ、前記当接面が位置付けられている面と対向す
   るリンク面上に位置付けられ、前記弾性的伸縮部材（1
   2）を固着するための取付部（34）を形成することを特
   徴とする装置。
10. 【請求項１０】前記の請求項の何れか１項に記載の装置
    において、前記弾性的伸縮部材（12）が、螺旋状張力ば
    ね（35）であり、その端部（36）が接続ワッシャ（37）
    を介して前記ピン（32）の取付部（34）に固着されてお
    り、前記ばねが保護用スリーブ（38）に包囲されている
    ことを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】前記の請求項の何れか１項に記載の装置
    において、前記帯状可撓要素（２）が、ベルト変速機に
    組み込まれるベルトであり、好ましくは燃焼式エンジン
    内に組み込まれるプーリ（４、６、７）周囲を搬送され
    る駆動ベルト（31）であることを特徴とする装置。