JP3581950B2 - テンショナー、テンショナー付きエンジン、及びテンショナー取り付け方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、テンショナー、該テンショナーが取り付けられたエンジン、及び該テンショナーの取り付け方法に関し、主に自動車産業において利用される。
【0002】
【従来の技術】
内燃エンジンは、一般に、テンショナーによって張力が与えられた伝動ベルトを備えている。そして、このテンショナーは、エンジンに固定された軸を中心に回転するように取り付けられたプレートを備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなテンショナーは、機能的には一般に満足いくものであるが、大きくて扱いにくく、高価であるという問題がある。
【0004】
そこで、この発明の目的は、小型で扱いやすいテンショナー、即ち、エンジン室内の限られたスペースに収まり、取り付けに必要なスペースが小さいテンショナーを提供することにある。
【0005】
また、この発明の他の目的は、特に信頼性の高いテンショナーを提供することにある。
【0006】
また、この発明の他の目的は、エンジン室内への取り付けが容易なテンショナーを提供することにある。
【0007】
また、この発明の他の目的は、上述したテンショナーを低コストで提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した目的は、以下に示す構成を備えた線状のテンショナーによって達成される。即ち、このテンショナーは、例えば、2つの平行な固定用の孔が形成された固定部材を介して、全く回転しないようにエンジンに固定する固定手段を有する第1の端部と、この第1の端部と反対側に設けられ、ベルトを押圧する押圧手段(例えば、スキッドやプーリ、好ましくはホイール)を有する第2の端部とを備えている。
【0009】
前記固定手段及び前記押圧手段は、弾性体(例えば、コイルばね)によって相互に連結されており、好ましくは、制動手段(例えば、液体によるもの及び/又はエラストマーから成るもの)を備え、更に、必要に応じて前記第1の端部と第2の端部との相対的な移動方向を案内するガイド手段により結合されている。
【0010】
本発明は、主として、ベルトに張力を与えるテンショナーに関し、軸線が形成されるように略直線状に構成されるとともに、支持部に堅固に固定する固定手段を備えた第1の端部と、前記軸線に沿って前記第1の端部と反対側に位置し、前記ベルトを押圧する押圧手段を備えた第2の端部と、圧縮された状態を維持するとともに、前記支持部に取り付けられた後に、前記圧縮状態を解除することができる維持手段とを設けてなり、前記第1の端部及び第2の端部を弾性体によって相互に連結しており、前記維持手段は、前記第1の端部及び第2の端部にそれぞれ固定可能とされたロッドと、両端部が前記各ロッドに取り付けられたプレートとを備え、該プレートを取り外すことにより、前記圧縮状態を解除するように構成したことを特徴とするテンショナーを提供する。
【0011】
また、本発明は、前記第1の端部と第2の端部との相対的な移動方向を案内するガイド手段を設けたことを特徴とするテンショナーを提供する。
【0012】
また、本発明は、前記第1の端部が固定部材を備えてなり、該固定部材が、支持部への取付手段を受け入れる2つの孔を備えていることを特徴とするテンショナーを提供する。
【0013】
また、本発明は、前記2つの孔を、互いに平行に、且つ、前記軸線に対して略直交するように設けるとともに、前記取付手段が固定用のボルトからなり、前記2つの孔を前記ボルトの受け入れに適したものとしたことを特徴とするテンショナーを提供する。
【0014】
また、本発明は、前記押圧手段がホイールを備えていることを特徴とするテンショナーを提供する。
【0015】
また、本発明は、前記押圧手段、特に前記ホイールの接線方向に延びる前記ベルトによって形成された角度の2等分線に、前記軸線を略一致させたことを特徴とするテンショナーを提供する。
【0016】
また、本発明は、圧縮された状態で機能するようにしたことを特徴とするテンショナーを提供する。
【0017】
また、本発明は、前記弾性体が螺旋状のばねからなることを特徴とするテンショナーを提供する。
【0018】
また、本発明は、制動手段を設けたことを特徴とするテンショナーを提供する。
【0019】
また、本発明は、前記第1の端部と第2の端部とを結合する手段が、ピストン及びシリンダのアッセンブリを備えていることを特徴とするテンショナーを提供する。
【0022】
また、本発明は、内燃エンジンであって、前記テンショナーに取り付けられた前記ベルトを少なくとも一本備えていることを特徴とするテンショナー付きエンジンを提供する。
【0023】
また、本発明は、前記ベルトがエンジンのクランクシャフトに固定されたプーリによって駆動される伝動ベルトであることを特徴とするテンショナー付きエンジンを提供する。
【0024】
また、本発明は、前記押圧手段の接線方向に延びる前記ベルトによって形成された角度の2等分線に、前記軸線を略一致させたことを特徴とするテンショナー付きエンジンを提供する。
【0025】
また、本発明は、前記テンショナーをエンジンに取り付ける方法であって、a)前記第1の端部をエンジンケースのような前記支持部に堅固に固定した後、b)前記押圧手段により前記ベルトを押圧するようにしたことを特徴とするテンショナー取り付け方法を提供する。
【0026】
また、本発明は、更に、前記維持手段による圧縮状態を解除することにより、前記ベルトに所望の張力を作用させるようにしたことを特徴とするテンショナー取り付け方法を提供する。
【0027】
また、本発明は、前記押圧手段の接線方向に延びる前記ベルトによって形成された角度の2等分線に、前記軸線を略一致させるようにして、前記第1の端部を固定するようにしたことを特徴とするテンショナー取り付け方法を提供する。
【0028】
また、本発明は、前記ボルトを前記固定部材の前記孔に貫通させて、前記支持部の適当な位置に形成された雌ねじに緩めた状態で取り付け、前記ベルトに所望の張力が作用するように前記テンショナーの位置を調節した後、前記位置に保ちつつ、前記ボルトを締め付けるようにしたことを特徴とするテンショナー取り付け方法を提供する。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態について説明する。図1から図4において、同一の番号は同一の要素を表している。尚、本発明の具体的な態様は、添付図面に限定されるものではない。
【0030】
図1から図3に示すように、本発明に係る線状のテンショナー1は、第1の端部3に固定部材5を備えており、この固定部材5は、エンジンケース等の支持部7(図4参照)に堅固に固定する固定手段を備えている。ここで、「堅固に固定する」とは、テンショナー1が軸線11の方向に動かないように、且つ、軸線11の周りに回転しないようにする(回転許容角度が実質上0度)という意味である。
【0031】
図示した好ましい実施形態によれば、固定部材5は、該固定部材の側面にほぼ垂直となるように配設された互いに平行な2つの孔9を備えており、それぞれの孔9は、取付手段としての固定用ボルト53を受け入れるようになっている。
【0032】
各孔9は、ボルト53の頭部の少なくとも一部を収容するのに十分な径を有する円柱形孔部分9.1と、この円柱形孔部分9.1よりも小さな径でこの円柱形孔部分9.1から延び、ボルト53の軸部を収容する第2の孔部分9.2を備えている。
【0033】
複数のエンジンに対して、同じテンショナー1を適合できるようにするのが望ましく、或いは、本発明に係るテンショナー1の位置を支持部7に対して変更できるようにするのが望ましい。図3に示すテンショナー1における固定部材5は、軸線11の方向に長いスロット9.3を備えており、ボルト53を締めて固定する前に、テンショナー1を軸線11と平行な方向に所望の位置まで移動できるようになっている。そして、このようにテンショナー1の位置を調節可能にしているので、ベルト15の製造上の公差や、付属品の製造上の公差、特に、駆動プーリ又は従動プーリの直径のばらつきや、支持部7に固定するための孔の位置のばらつき等に適応することができる。ボルト53を締め付けた後は、固定部材5は支持部7に堅固に固定されるが、また状のフォーク17は、ベルト15の摩耗や温度、或いはベルト15が付属品を駆動するのに要した力によってベルト15の長さが変化しても、その変化を吸収してベルト15に張力を作用させるように、移動可能に構成されている。他の実施形態として、本発明に係るテンショナー1の軸線11を、支持部7に対して傾けることができるようにしても良い。また、アンギュラスロット9.4を設けることによって、固定部材5を支持部7に対してある限定された角度だけ傾斜させることができる。アンギュラスロット9.4は、孔9に設けても良く、または図示するように、スロット9.3に設けても良い。
【0034】
他の実施形態として、固定部材5を、ボルト53を受け入れる互いに平行な2つの孔9を備えたブラケットとし、これらの孔9を固定部材5の側面にほぼ垂直となるように設け、2つの孔9の並ぶ方向が軸線11に対して傾斜するように設けることが可能であり、好ましくは、その並び方向は軸線11に対して直交するように設けられる。
【0035】
また、ボルト53を公知の取付手段に置き換えることが可能であるのは言うまでもない。
【0036】
2本のボルト53を離間した位置に取り付けることによって、本発明に係るテンショナー1を、支持部7としてのエンジンケースに堅固に固定することができる。本発明に係るテンショナー1の第2の端部13は、張力を調整されるべきベルト15に適合する押圧手段を備えている。
【0037】
図示した好ましい実施形態において、第2の端部13は、前記押圧手段としてのホイール19が設けられたフォーク17を備えており、ホイール19は、ベアリング21を介して軸23を中心に回転するようになっている。ベアリング21は、玉軸受型のものが望ましい。
【0038】
ホイール19の外周面25はベルト15に係合している。図示するように、ベルト15の表面には長手方向に延びる複数の歯状の突起部26が設けられており、一方、ホイール19が押圧する裏面は、なめらかに形成されている。但し、ホイールの外周面に、切り欠き、溝その他の長手方向に形成されたベルトのガイド部を設け、ホイールが押圧するベルトの裏面の形状を、このホイールの外周面の形状に合わせて形成しても良い。
【0039】
本発明に係るテンショナー1の両端部3,13は、例えば、コイルが相互に非接触の状態で巻かれている弾性体としてのコイルばね27及び液体による制動手段29のような公知の手段によって互いに連結されている。前記制動手段29は、シリンダ31を備えており、このシリンダ31は、シリンダ内を第1室35と第2室37とに分割するピストン33を備えている。これら第1室35及び第2室37は液体で満たされており、圧力損失により液体による制動が可能になるように較正されたオリフィス(図示せず)を介して連通している。制動手段は、これ以外に、エラストマーエレメントを備えたものであっても良く、特に、コイルばね27を覆うように設けられたエラストマー等であっても良い。本発明に係るテンショナー1にふさわしい制動手段の例としては、フランス特許FR−A−2
688565号公報に記載されている。
【0040】
ピストン31及びシリンダ33のアッセンブリによって、テンショナー1に剛性が与えられるので、このアッセンブリがガイド手段として機能し、テンショナーにおける両端部3,13の移動が軸線に沿ったものとなる。
【0041】
両端部3,13及びこれらの移動方向を案内する機械的な結合手段は、すべて本発明に係るテンショナーの軸線11に沿って設けることが望ましい。前記結合手段は、例えば、ピストン31,シリンダ33及び/又はばね27を備えてなるものである。以上のように、固定部材5はテンショナー1において、軸線11に沿ってホイール19と反対側の端部に位置する。
【0042】
本発明に係るテンショナー1は、図1に示すように、テンショナー1を圧縮状態に維持する維持手段39を備えており、この維持手段39は、例えば、プレートや細長片を備えたものとして構成することが可能である。このプレート或いは細長片は、金属によって形成されることが望ましく、第1の端部3と第2の端部13との間に延び、複数のスタッド41をそれぞれ受け入れる複数の孔を備えたものとするのが望ましい。更に、前記スタッド41は、第1の端部3及び第2の端部13にそれぞれ固定され、軸線11と直交する方向に設けられるのが望ましい。
【0043】
スタッド41の断面を、例えば、円形に形成することが可能であり、方形或いは正方形に形成するのが好ましい。
【0044】
他の実施形態としては、維持手段39を構成するプレートの両端部の近傍に、このプレートの水平面に対して垂直に延びるようにそれぞれロッドを設け、両端部3,13にそれぞれ形成された孔57に、前記ロッドを貫通させるようにしても良い。そして、プレートを取り外すことによって、即ち、孔57からロッドを引き抜くことによって、テンショナーに作用していた圧縮力を除去することができる。
【0045】
エンジンのメンテナンスのためやテンショナーの作動チェックのため、及び新しいテンショナーに取り替えるため、及び/又はベルト15に交換の必要がないかを調べるため、本発明に係るテンショナー1を、取り外し可能に設けることが望ましい。
【0046】
図3に示すテンショナー1は圧縮装置58を備えており、この圧縮装置58は、バネ27を圧縮することによりベルト15に作用する張力を減少させることができる。これによって、テンショナー1及び/又はベルト15を損傷させることなく取り外すことができ、また、取り外したテンショナーが突然伸びて、作業者がけがをするというような危険を回避することができる。
【0047】
ばね27を圧縮する前記圧縮装置58は、テープ61を備えている。このテープ61は、テンショナーの両端部3,13における構成要素の周囲を通過するように設けられており、金属によって形成されることが望ましい。圧縮装置58は、更に、テンショナー1の一方側の側面に取り付けられた機械装置62を備えており、この機械装置62は、機械的制御63によりテープ61を巻き込み、或いはテープ61を緩めて繰り出すことができるようになっている。
【0048】
図示した好ましい実施形態によれば、テープ61としてクランプ用カラーを使用しており、テープ61は、その長手方向に沿って全体に等間隔に形成されたスロットを備えている。このスロットは、互いに平行に、且つ、テープの長手方向に対してある角度だけ傾斜させて設けられており、この角度を、機械装置62のハウジングに取り付けられたウォームスクリュー67のねじ山65の傾斜角に一致させている。
【0049】
このようなカラーは、特に庭用のホースの端部を取り付けるためのものとして、一般に使用されている。テープ61の一端側は、テンショナー1の一方側の側面に取り付けられた機械装置62に固定されている。
【0050】
このテープ61の他端側は、フォーク17の基部内に挿通された後(61.1)、テンショナー1の他方側の側面に沿うようにして(61.2)、更に、固定部材5の上部を覆うようにして(61.3)、機械装置62に戻されており、この機械装置62において、テープ61のスロットがスクリュー67に噛み合わされている。
【0051】
テンショナー1を圧縮状態に維持するため、維持手段39を、圧縮装置58に必要に応じて組み合わせることも可能である。この場合、維持手段39を取り付ける前に、圧縮装置58によりばね27を圧縮する。
【0052】
テンショナー1を適当な場所に設置し、支持部7に堅固に固定した後、ベルト15の張力がばね27の圧縮力と釣り合うまでスクリュー67を回すことにより、ばね27の圧縮力が解放される。また、スクリュー67を回し続けることによって、テープ61の端部が解放され、このテープ61がテンショナー1から取り外される。
【0053】
テンショナー1を取り外す場合には、取り付け手順とは逆の手順で行う。即ち、圧縮装置58を適当な位置に取り付けて、ばね27を解放する方向とは反対方向にスクリュー67を回し、ばね27を最も圧縮した状態にした後、ボルト53を緩めて外す。
【0054】
この圧縮装置58を、ばね等の線状の弾性体を有する他の形態のテンショナーにも適用できることは言うまでもない。
【0055】
図4に本発明に係るエンジン7を示す。このエンジン7は、伝動ベルト15を押圧するテンショナー1を備えている。ベルト15は、長手方向に延びる複数のリブ26を備えたものとするのが望ましく、エンジン7のクランクシャフトに固定されたプーリ43によって駆動されるとともに、パワーステアリング装置のシャフトに取り付けられたプーリ45,オルターネータのシャフトに取り付けられたプーリ47,デフレクターホイール49,及びコンプレッサのシャフトに取り付けられたプーリ51を駆動するように取り付けられるのが望ましい。ベルト15は、本発明に係るテンショナー1のホイール19によって押圧される。
【0056】
図示した好ましい実施形態において、テンショナー1は圧縮された状態で機能するものであり、固定部材5を備えている。この固定部材5は、孔9に挿通されたボルト53によってエンジン7に堅固に固定されている。
【0057】
ばね27が圧縮された状態で、或いは、これと反対にばね27の圧縮力が解放された状態で、ホイール19の接線方向に延びるベルト15によって形成された角度αの2等分線に、テンショナー1の軸線11を略一致させることが望ましい。
【0058】
また、テンショナー1は、圧縮された状態で取り付けられるのが望ましい。ボルト53を締め付けて、ホイール19がベルト15と反対側に押圧された状態でテンショナーを適当な位置に取り付けた後、例えば、維持手段39を構成するプレートを矢示55の方向に引っ張るなどして、維持手段39による圧縮状態を解除する。こうして、プレートを取り外して圧縮状態にあるばね27を解放することにより、両端部3,13が離隔する方向に移動する。
【0059】
図4では、維持手段39を構成するプレートを取り外した後のホイール及びベルトの作動位置が、それぞれ19’及び15’で示されている。
【0060】
維持手段39は、他の形態のテンショナーに適用することも可能であり、特に、エンジン7に固定された軸に回転可能に取り付けられたプレートを有するテンショナーにも適用できることは言うまでもない。
【0061】
特に、両端部3,13を連結する部分を、単にばね27のみを備えるものにすると、テンショナーを廉価なものにすることができる。一方、前記連結部分を、更に制動手段を備えるものにすると、テンショナーを高性能にすることができる。
【0062】
また、引っ張られた状態で機能する線状のテンショナー1としても良く、この場合、特に、コイルが相互に接触した状態で巻かれたコイルばねによってテンショナー1を構成しても良いことは言うまでもない。
【0063】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るテンショナーの好ましい一実施形態を、一部切り欠いて圧縮状態で示す正面図である。
【図2】図1におけるテンショナーを非圧縮状態で示し、ベルトに張力を作用させるホイールを断面で示した側面図である。
【図3】本発明に係るテンショナーの他の実施形態を示す側面図である。
【図4】図1に示すテンショナーを備えた本発明に係るエンジンを示す側面図である。
【符号の説明】
1 テンショナー
3 第1の端部
5 固定部材
7 支持部(エンジン)
9 孔
11 軸線
13 第2の端部
15 ベルト
19 ホイール
27 コイルばね
29 制動手段
31 シリンダ
33 ピストン
39 維持手段
53 ボルト
Claims (17)
- ベルトに張力を与えるテンショナーであって、
軸線が形成されるように略直線状に構成されるとともに、
支持部に堅固に固定する固定手段を備えた第1の端部と、
前記軸線に沿って前記第1の端部と反対側に位置し、前記ベルトを押圧する押圧手段を備えた第2の端部と、
圧縮された状態を維持するとともに、前記支持部に取り付けられた後に、前記圧縮状態を解除することができる維持手段とを設けてなり、
前記第1の端部及び第2の端部を、弾性体によって相互に連結しており、
前記維持手段は、前記第1の端部及び第2の端部にそれぞれ固定可能とされたロッドと、両端部が前記各ロッドに取り付けられたプレートとを備え、該プレートを取り外すことにより、前記圧縮状態を解除するように構成したことを特徴とするテンショナー。 - 前記第1の端部と第2の端部との相対的な移動方向を案内するガイド手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載のテンショナー。
- 前記第1の端部が、固定部材を備えてなり、
該固定部材が、支持部への取付手段を受け入れる2つの孔を備えていることを特徴とする請求項2に記載のテンショナー。 - 前記2つの孔を、互いに平行に、且つ、前記軸線に対して略直交するように設けるとともに、前記取付手段が固定用のボルトからなり、前記2つの孔を、前記ボルトの受け入れに適したものとしたことを特徴とする請求項3に記載のテンショナー。
- 前記押圧手段が、ホイールを備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のテンショナー。
- 前記押圧手段の接線方向に延びる前記ベルトによって形成された角度の2等分線に、前記軸線を略一致させたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のテンショナー。
- 圧縮された状態で機能するようにしたことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のテンショナー。
- 前記弾性体が、螺旋状のばねからなることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のテンショナー。
- 制動手段を設けたことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のテンショナー。
- 前記第1の端部と第2の端部とを結合する手段が、ピストン及びシリンダのアッセンブリを備えていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のテンショナー。
- 内燃エンジンであって、請求項1から10のいずれかに記載のテンショナーに取り付けられた前記ベルトを少なくとも一本備えていることを特徴とするテンショナー付きエンジン。
- 前記ベルトが、エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリによって駆動される伝動ベルトであることを特徴とする請求項11に記載のテンショナー付きエンジン。
- 前記押圧手段の接線方向に延びる前記ベルトによって形成された角度の2等分線に、前記軸線を略一致させたことを特徴とする請求項11又は12に記載のテンショナー付きエンジン。
- 請求項1から10のいずれかに記載のテンショナーをエンジンに取り付ける方法であって、
a)前記第1の端部を、エンジンケースのような前記支持部に堅固に固定した後、
b)前記押圧手段により前記ベルトを押圧するようにしたことを特徴とするテンショナー取り付け方法。 - 更に、前記維持手段による圧縮状態を解除することにより、前記ベルトに所望の張力を作用させるようにしたことを特徴とする請求項14に記載のテンショナー取り付け方法。
- 前記押圧手段の接線方向に延びる前記ベルトによって形成された角度の2等分線に、前記軸線を略一致させるようにして、前記第1の端部を固定するようにしたことを特徴とする請求項14又は15に記載のテンショナー取り付け方法。
- 前記ボルトを、前記固定部材の前記孔に貫通させて、前記支持部の適当な位置に形成された雌ねじに緩めた状態で取り付け、
前記ベルトに所望の張力が作用するように、前記テンショナーの位置を調節した後、
前記位置に保ちつつ、前記ボルトを締め付けるようにしたことを特徴とする請求項14から16のいずれかに記載のテンショナー取り付け方法。
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