JP3625014B2 - オートテンショナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト駆動機構の伝動ベルトの張力を自動的に適度に保つためのオートテンショナに係り、特には、テンションプーリが揺動支軸の先端よりも前方に突出した位置に配置されているオートテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のオートテンショナは、固定される揺動支軸にブッシュを介して揺動アームのボス部が回動自在に嵌合され、揺動アームの自由端で揺動支軸の先端よりも前方に突出した位置にテンションプーリがオフセットをもって回転自在に軸支され、揺動アームのボス部に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板が配置され、摩擦板に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板押さえ板が揺動支軸に締め付け固定されてこの摩擦板押さえ板により摩擦板がボス部との間で挟持され、揺動支軸とボス部との間にねじりコイルバネが介装され、このねじりコイルバネの軸方向の付勢力により揺動アームのボス部を摩擦板に圧接しているとともに、ねじりコイルバネの周方向の付勢力により揺動アームおよびテンションプーリをその揺動方向の一側に向けて付勢して伝動ベルトにテンションを付与するように構成されている。
【０００３】
このような構成により、オートテンショナは、伝動ベルトの張力の緊張・弛緩の変動に応じたテンションプーリの動きを許容しつつ、伝動ベルトからの激しい振動や衝撃を減衰するようにテンションプーリの動きを規制する機能を有するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成のオートテンショナにおいては、揺動支軸での揺動アームの軸支部の軸方向中心に対して揺動アームでのテンションプーリの軸支部の軸方向中心がオフセットをもって配置された構造であるため、テンションプーリに作用するベルト荷重がテンションプーリをオフセット方向の面に沿って傾かせるモーメントとして働く。
【０００５】
このモーメントに抗してテンションプーリを所定の位置に保持するために、モーメントに起因する荷重を、摩擦板、ねじりコイルバネ、さらに揺動アームのボス部と揺動支軸との間に介装されているすべり軸受としてのブッシュにおいて受け止めるようにしている。
【０００６】
しかしながら、従来のオートテンショナにおいては、テンションプーリにかかるモーメントに起因する荷重がブッシュの特定箇所に集中すると、このブッシュに偏摩耗が生じたり亀裂が入ったり破断が生じたりするおそれがあった。ブッシュに偏摩耗が発生すると、テンションプーリがオフセットの面に沿って傾きを生じ、テンションプーリに巻き掛けられた伝動ベルトが外れやすくなるといった不具合の発生を招いていた。ブッシュに亀裂が入ったり破断が生じたりすると、テンションプーリの揺動に支障を来たし、オートテンショナの本来の機能（伝動ベルトの緊張・弛緩の吸収や振動・衝撃の減衰）が損なわれるといった不具合を招いていた。
【０００７】
したがって、本発明は、オートテンショナにおいて、ブッシュの偏摩耗や破損を防止できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１のオートテンショナは、固定の揺動支軸にブッシュを介して揺動アームのボス部が回動自在に嵌合され、前記揺動アームの自由端で揺動支軸の先端よりも前方に突出した位置にテンションプーリがオフセットをもって回転自在に軸支され、前記揺動アームのボス部に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板が配置され、前記摩擦板に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板押さえ板が前記揺動支軸に締め付け固定されてこの摩擦板押さえ板により前記摩擦板が前記ボス部との間で挟持され、前記揺動支軸とボス部との間にねじりコイルバネが介装され、このねじりコイルバネの軸方向の付勢力により前記揺動アームのボス部を前記摩擦板に圧接しているとともに、ねじりコイルバネの周方向の付勢力により揺動アームおよびテンションプーリをその揺動方向の一側に向けて付勢して伝動ベルトにテンションを付与するように構成されたオートテンショナであって、前記ブッシュの肉厚が、前記揺動支軸の基端側より先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成され、その内周面が厚肉側ほど縮径する截頭円錐状で軸心方向に対する内周面の傾斜角θ１に対して外周面角θ２をより小さく、かつ、外周面角θ ２ ＞０となるように形成されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、本発明では、揺動支軸と揺動アームのボス部との間に介装されたブッシュの肉厚が、ねじりコイルバネによる摩擦板への押し付け付勢方向側ほど厚くなるように、すなわち揺動支軸の基端側より先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成されているので、オフセットのためテンションプーリにかかるモーメントに起因する大きな荷重がブッシュの特定箇所に集中しても、その荷重に対する充分な耐荷重性および耐摩耗性をブッシュにもたせることが可能になり、ブッシュに偏摩耗が生じたり亀裂が入ったり破断が生じたりすることが抑制される。
【００１２】
また、揺動支軸がアルミニウムなどのダイカスト成形により製作されているときに、揺動アームのボス部を支持する部分の外周面は成形金型の抜き勾配に対応した截頭円錐状であることが多いが、本発明によれば、ブッシュの内周面を厚肉側ほど縮径する截頭円錐状に形成し、ブッシュの内周面はこの形状に合わせたものであるので、揺動支軸に対するブッシュの組み付けが容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るオートテンショナの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１ないし図５は本発明の一実施形態に係り、図１はオートテンショナの正面図、図２は図１における（２）−（２）線での断面図、図３はブッシュを拡大して示す断面図、図４は揺動支軸のアーム支持部と摩擦板押さえ板との係合関係を示す斜視図、図５はモーメントに起因した大きな荷重にかかわらずブッシュの亀裂・破断を抑制する機能を説明する図である。
【００１５】
図中、Ａはオートテンショナ、Ｂは伝動ベルト、１は揺動支軸、２は揺動アーム、３はテンションプーリ、４はねじりコイルバネ、５は摩擦板、６は摩擦板押さえ板、７はすべり軸受としてのブッシュである。
【００１６】
このオートテンショナＡは、テンションプーリ３が揺動支軸１の先端よりも前方に突出した位置に配置されている。すなわち、揺動支軸１での揺動アーム２の軸支部の軸方向中心Ｏ１ に対して揺動アーム２でのテンションプーリ３の軸支部の軸方向中心Ｏ２ がオフセットをもって配置された構造になっている。
【００１７】
揺動支軸１は、図示しないベルト駆動機構が設けられる取付対象に固定されるもので、先端側半分が截頭円錐形で基端側半分が円筒形のアーム支持部１１と、このアーム支持部１１の基端側から径方向外向きに延びてアーム支持部１１の外周を囲むカバー部１２と、カバー部１２の外周で軸方向中心Ｏ１ の箇所に直径方向の両側に張り出し形成されるボルト取付片１３とを備えている。この揺動支軸１はアルミニウムなどを用いたダイカスト成形により製作されるもので、アーム支持部１１の截頭円錐部分の外周面は成形金型の抜き勾配に対応している。
【００１８】
揺動アーム２は、揺動支軸１のアーム支持部１１に揺動自在に軸支されるもので、アーム支持部１１の截頭円錐部分にすべり軸受としての截頭円筒状のブッシュ７を介して外嵌されるボス部２１と、ボス部２１に一体的に連設されかつボス部２１の突出方向と逆向きに突設されたプーリ支持部２２とを備えている。
【００１９】
テンションプーリ３は、揺動アーム２のプーリ支持部２２に転がり軸受９を介して回転自在に軸支されて外周に伝動ベルトＢが巻き掛けられるもので、プレス材から製作されている。転がり軸受９はテンションプーリ３の内周面と揺動アーム２のプーリ支持部２２の外周面とに対して圧入の状態で嵌合されている。テンションプーリ３は揺動アーム２のプーリ支持部２２に螺着されたボルト８ａにより抜け止め状態に取り付けられている。また、転がり軸受９に対して水分や異物がかからないようにするための軸受保護カバー１０がボルト８ａによって取り付けられている。
【００２０】
ねじりコイルバネ４は、揺動支軸１のアーム支持部１１の外周面および揺動アーム２のボス部２１の外周面と揺動支軸１のカバー部１２の内周面との間の環状空間にそれぞれの面に対して非接触でねじり圧縮された状態で配設されていて、その周方向の付勢力であるねじり復元力により揺動アーム２をその揺動方向の一側（図１では反時計方向）に向けて付勢し、揺動アーム２に軸支したテンションプーリ３を介して伝動ベルトＢにテンションを付与するとともに、その軸方向の付勢力である伸張復元力により揺動アーム２のボス部２１を摩擦板５に押し付けてボス部２１に対して摩擦抵抗を付与するものである。ねじりコイルバネ４の両端側に径方向外向きに屈曲された係止部４１，４２が一体的に設けられており、これらの係止部４１，４２が揺動支軸１の底部に設けられたスリット状の切欠き１４と揺動アーム２のボス部２１に設けられたスリット状の切欠き２３とにそれぞれ係止されている。
【００２１】
摩擦板５は、揺動アーム２のボス部２１に対して摩擦抵抗を与えるものである。摩擦板５はボス部２１に対して軸心方向で対接している。揺動支軸１のアーム支持部１１の截頭円錐部分の先端面に摩擦板押さえ板６が当接され、截頭円錐部分に螺着したボルト８ｂを締め付けることにより摩擦板押さえ板６をアーム支持部１１に固定している。そして、ねじりコイルバネ４の伸張復元力によりボス部２１を摩擦板押さえ板６側へ付勢し、この付勢力によりボス部２１と摩擦板押さえ板６との間に摩擦板５を弾性的に挟持し、揺動アーム２の揺動に対して摩擦板５とボス部２１との間に摩擦抵抗を働かせるように構成してある。
【００２２】
摩擦板押さえ板６は、図４に示すように、環状板からなり、その内周部分に波状係止部６ａが形成され、一方、揺動支軸１のアーム支持部１１の先端面にも同様の形状の波状係止部１１ａが形成され、これら両波状係止部６ａ，１１ａが互いに嵌合することによって、摩擦板押さえ板６はアーム支持部１１に対して回り止め状態に固定されている。
【００２３】
ブッシュ７は、揺動支軸１のアーム支持部１１の截頭円錐部分の外周面と揺動アーム２のボス部２１の内周面との間に介装されるもので、截頭円筒状に形成されている。このブッシュ７は、図３に拡大して示すように、その肉厚がアーム支持部１１の基端側から先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成されている。詳しくは、ブッシュ７の内周面７ａおよび外周面７ｂが共に截頭円錐状に形成されているが、軸心方向に対する内周面７ａの傾斜角θ１ に対して外周面７ｂの傾斜角θ２ をより小さくすることにより（θ１＞θ２ ）、上記のようにアーム支持部１１の基端側から先端側に向かうにつれてブッシュ７の肉厚を次第に厚くしている。ブッシュ７の内周面７ａはアーム支持部１１の截頭円錐部分の外周面に対して密着し、ブッシュ７の外周面７ｂに対して揺動アーム２のボス部２１の内周面が密着している。７ｃは大径側端部に径方向外方に向けて一体的に突設されたフランジである。ブッシュ７はポリアミド系の合成樹脂（例えばポリアミド４６（商品名）など）で構成されている。
【００２４】
ところで、揺動支軸１がアルミニウムなどのダイカスト成形により製作されている場合には、揺動支軸１のアーム支持部１１であって揺動アーム２のボス部２１を支持する部分の外周面は成形金型の抜き勾配に対応した截頭円錐状であることが多いが、ブッシュ７の内周面７ａを厚肉側ほど縮径する截頭円錐状に形成してあるので、この内周面７ａをアーム支持部１１の截頭円錐状の形状に合わせることができ、揺動支軸１のアーム支持部１１に対するブッシュ７の組み付けを容易化することができる。
【００２５】
以下、上記構成のオートテンショナＡの動作を説明する。
【００２６】
まず、伝動ベルトＢの張力が比較的緩やかに変化した場合の動作を説明する。伝動ベルトＢの張力が緩やかに減少したときには、ねじりコイルバネ４のねじり復元力（周方向の付勢力）により揺動アーム２ひいてはテンションプーリ３が図１の左側に傾動する結果、伝動ベルトＢの張力は一定に保たれる。一方、伝動ベルトＢの張力が緩やかに増加したときには、ねじりコイルバネ４のねじり復元力に抗して揺動アーム２ひいてはテンションプーリ３が図１の右側に傾動する結果、伝動ベルトＢの張力は一定に保たれる。伝動ベルトＢの張力変化は、環境の温度変化や伝動ベルトの経時的な伸縮変化等によって発生する。
【００２７】
次に、オートテンショナＡに対して伝動ベルトＢから激しい振動や衝撃が加わった場合の動作を説明する。伝動ベルトＢからテンションプーリ３に対して激しい振動や衝撃が作用すると、テンションプーリ３を支持している揺動アーム２のボス部２１にその振動や衝撃が伝わる。ねじりコイルバネ４の伸張復元力（軸方向の付勢力）により揺動アーム２のボス部２１を摩擦板５に押し付けているので、揺動アーム２のボス部２１に振動や衝撃が伝わってきたときに、ボス部２１と摩擦板５との間に大きな摩擦抵抗が発生し、その振動や衝撃を吸収し素早く減衰する。したがって、揺動アーム２は揺動することが低減され、テンションプーリ３の位置は実質的に変化しないので、伝動ベルトＢに対するテンションは一定に保たれる。その結果として、伝動ベルトＢがテンションプーリ３から不測に外れることを確実に防止している。
【００２８】
以上のようにして、オートテンショナＡは、伝動ベルトＢの張力の緊張・弛緩の変動に応じたテンションプーリ３の動きを許容しつつ、伝動ベルトＢからの激しい振動や衝撃を減衰するようにテンションプーリ３の動きを規制する機能を発揮する。
【００２９】
このオートテンショナＡは、テンションプーリ３が揺動支軸１の先端よりも前方に突出した位置に配置されている。すなわち、揺動支軸１での揺動アーム２の軸支部の軸方向中心Ｏ１ に対して揺動アーム２でのテンションプーリ３の軸支部の軸方向中心Ｏ２ がオフセットをもって配置された構造となっている。そのため、伝動ベルトＢからテンションプーリ３に作用する荷重がテンションプーリ３をオフセット方向の面に沿って傾かせるモーメントＭとして働く。その概略の様子を図５に示す。このようなモーメントＭに起因して、揺動アーム２のボス部２１からブッシュ７に対してハッチングで示す領域Ｃにおいて大きな荷重がかかることになる。この荷重はブッシュ７の先端側ほど大きくなる。
【００３０】
しかし、ブッシュ７はその肉厚がアーム支持部１１の基端側から先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成されているから、モーメントＭに起因した大きな荷重に対する充分な耐荷重性および耐摩耗性をブッシュ７にもたせることができ、ブッシュ７に偏摩耗が生じたり亀裂が入ったり破断が生じたりすることを抑制することができる。このようにブッシュ７における偏摩耗の発生を抑制するので、テンションプーリ３の傾きを防止し、テンションプーリ３からそれに巻き掛けられた伝動ベルトＢが外れることを確実に阻止することができる。また、ブッシュの亀裂や破断に起因して生じるおそれのあるテンションプーリ３の不規則な揺動をなくし、オートテンショナの本来の機能（伝動ベルトの緊張・弛緩の吸収や振動・衝撃の減衰）を充分に発揮させることができる。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、次のような実施形態も含むものである。
【００３２】
（１） 上記実施形態では、揺動支軸１のアーム支持部１１の截頭円錐部分の抜き勾配に合わせてブッシュ７の内周面７ａを截頭円錐状に形成するとともに、外周面７ｂも截頭円錐状に形成してあるが、図６に示すように、内周面７ａのみを截頭円錐状に形成し、外周面７ｂは円筒状に形成してもよい。この場合も、ブッシュ７の肉厚をアーム支持部１１の基端側から先端側に向かうにつれて次第に厚くしており、モーメントＭに起因した大きな荷重に対する充分な耐荷重性および耐摩耗性をブッシュ７にもたせて、ブッシュ７に偏摩耗が生じたり亀裂が入ったり破断が生じたりすることを抑制することができる。なお、その他の構成は詳述した上記の実施形態の場合と同様であるので、図６では対応する部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。
【００３３】
（２） 上記（１）とは逆に、ブッシュ７の内周面７ａを円筒状に形成し、外周面７ｂをアーム支持部１１の截頭円錐部分とは逆の勾配の截頭円錐状に形成することにより、ブッシュ７の肉厚を先端側ほど厚くするようにしてもよい。
【００３４】
（３） 上記実施形態では、ブッシュ７の材料をポリアミド系合成樹脂としたが、所要のすべり性と耐荷重性と耐摩耗性を有するものであれば、他の系統の合成樹脂製としてもよいし、金属製としてもよい。金属製とする場合は、焼結金属に潤滑油を含浸させたものが好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る請求項１または請求項２のオートテンショナにおいては、ブッシュにおいてオフセットに伴う偏荷重が集中しやすい箇所、つまりブッシュにおける揺動支軸１の先端側に、充分な耐荷重性および耐摩耗性を持たせるようにしているから、ブッシュの偏摩耗や破損を比較的長期にわたって防止することができる。したがって、長期にわたって、テンションプーリの傾きを防止して、伝動ベルトの脱落を確実に阻止することができる他、オートテンショナの本来の機能（伝動ベルトの緊張・弛緩の吸収や振動・衝撃の減衰）を充分に発揮させることができる。
【００３６】
本発明に係る請求項３のオートテンショナにおいては、ブッシュの内周面を厚肉側ほど縮径する截頭円錐状に形成してあり、揺動支軸がアルミニウムなどのダイカスト成形により製作されているときに、揺動アームのボス部を支持する部分の外周面は成形金型の抜き勾配に対応した截頭円錐状であることが多いが、ブッシュの内周面はこの形状に合わせたものであるので、揺動支軸に対するブッシュの組み付けを容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のオートテンショナの正面図
【図２】図１における（２）−（２）線での断面図
【図３】同実施形態のブッシュを拡大して示す断面図
【図４】同実施形態の揺動支軸のアーム支持部と摩擦板押さえ板との係合関係を示す斜視図
【図５】同実施形態の場合のモーメントに起因した大きな荷重にかかわらずブッシュの亀裂・破断を抑制する機能を説明する図
【図６】本発明の他の実施形態のオートテンショナの断面図
【符号の説明】
Ａ オートテンショナ
Ｂ 伝動ベルト
１ 揺動支軸
１１ アーム支持部
１２ カバー部
１３ ボルト取付片
２ 揺動アーム
２１ 揺動アームのボス部
２２ プーリ支持部
３ テンションプーリ
４ ねじりコイルバネ
５ 摩擦板
６ 摩擦板押さえ板
７ ブッシュ
７ａ ブッシュの内周面
７ｂ ブッシュの外周面
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト駆動機構の伝動ベルトの張力を自動的に適度に保つためのオートテンショナに係り、特には、テンションプーリが揺動支軸の先端よりも前方に突出した位置に配置されているオートテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のオートテンショナは、固定される揺動支軸にブッシュを介して揺動アームのボス部が回動自在に嵌合され、揺動アームの自由端で揺動支軸の先端よりも前方に突出した位置にテンションプーリがオフセットをもって回転自在に軸支され、揺動アームのボス部に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板が配置され、摩擦板に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板押さえ板が揺動支軸に締め付け固定されてこの摩擦板押さえ板により摩擦板がボス部との間で挟持され、揺動支軸とボス部との間にねじりコイルバネが介装され、このねじりコイルバネの軸方向の付勢力により揺動アームのボス部を摩擦板に圧接しているとともに、ねじりコイルバネの周方向の付勢力により揺動アームおよびテンションプーリをその揺動方向の一側に向けて付勢して伝動ベルトにテンションを付与するように構成されている。
【０００３】
このような構成により、オートテンショナは、伝動ベルトの張力の緊張・弛緩の変動に応じたテンションプーリの動きを許容しつつ、伝動ベルトからの激しい振動や衝撃を減衰するようにテンションプーリの動きを規制する機能を有するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成のオートテンショナにおいては、揺動支軸での揺動アームの軸支部の軸方向中心に対して揺動アームでのテンションプーリの軸支部の軸方向中心がオフセットをもって配置された構造であるため、テンションプーリに作用するベルト荷重がテンションプーリをオフセット方向の面に沿って傾かせるモーメントとして働く。
【０００５】
このモーメントに抗してテンションプーリを所定の位置に保持するために、モーメントに起因する荷重を、摩擦板、ねじりコイルバネ、さらに揺動アームのボス部と揺動支軸との間に介装されているすべり軸受としてのブッシュにおいて受け止めるようにしている。
【０００６】
しかしながら、従来のオートテンショナにおいては、テンションプーリにかかるモーメントに起因する荷重がブッシュの特定箇所に集中すると、このブッシュに偏摩耗が生じたり亀裂が入ったり破断が生じたりするおそれがあった。ブッシュに偏摩耗が発生すると、テンションプーリがオフセットの面に沿って傾きを生じ、テンションプーリに巻き掛けられた伝動ベルトが外れやすくなるといった不具合の発生を招いていた。ブッシュに亀裂が入ったり破断が生じたりすると、テンションプーリの揺動に支障を来たし、オートテンショナの本来の機能（伝動ベルトの緊張・弛緩の吸収や振動・衝撃の減衰）が損なわれるといった不具合を招いていた。
【０００７】
したがって、本発明は、オートテンショナにおいて、ブッシュの偏摩耗や破損を防止できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１のオートテンショナは、固定の揺動支軸にブッシュを介して揺動アームのボス部が回動自在に嵌合され、前記揺動アームの自由端で揺動支軸の先端よりも前方に突出した位置にテンションプーリがオフセットをもって回転自在に軸支され、前記揺動アームのボス部に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板が配置され、前記摩擦板に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板押さえ板が前記揺動支軸に締め付け固定されてこの摩擦板押さえ板により前記摩擦板が前記ボス部との間で挟持され、前記揺動支軸とボス部との間にねじりコイルバネが介装され、このねじりコイルバネの軸方向の付勢力により前記揺動アームのボス部を前記摩擦板に圧接しているとともに、ねじりコイルバネの周方向の付勢力により揺動アームおよびテンションプーリをその揺動方向の一側に向けて付勢して伝動ベルトにテンションを付与するように構成されたオートテンショナであって、前記ブッシュの肉厚が、前記揺動支軸の基端側より先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成され、その内周面が厚肉側ほど縮径する截頭円錐状で軸心方向に対する内周面の傾斜角θ１に対して外周面角θ２をより小さく、かつ、外周面角θ ２ ＞０となるように形成されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、本発明では、揺動支軸と揺動アームのボス部との間に介装されたブッシュの肉厚が、ねじりコイルバネによる摩擦板への押し付け付勢方向側ほど厚くなるように、すなわち揺動支軸の基端側より先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成されているので、オフセットのためテンションプーリにかかるモーメントに起因する大きな荷重がブッシュの特定箇所に集中しても、その荷重に対する充分な耐荷重性および耐摩耗性をブッシュにもたせることが可能になり、ブッシュに偏摩耗が生じたり亀裂が入ったり破断が生じたりすることが抑制される。
【００１２】
また、揺動支軸がアルミニウムなどのダイカスト成形により製作されているときに、揺動アームのボス部を支持する部分の外周面は成形金型の抜き勾配に対応した截頭円錐状であることが多いが、本発明によれば、ブッシュの内周面を厚肉側ほど縮径する截頭円錐状に形成し、ブッシュの内周面はこの形状に合わせたものであるので、揺動支軸に対するブッシュの組み付けが容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るオートテンショナの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１ないし図５は本発明の一実施形態に係り、図１はオートテンショナの正面図、図２は図１における（２）−（２）線での断面図、図３はブッシュを拡大して示す断面図、図４は揺動支軸のアーム支持部と摩擦板押さえ板との係合関係を示す斜視図、図５はモーメントに起因した大きな荷重にかかわらずブッシュの亀裂・破断を抑制する機能を説明する図である。
【００１５】
図中、Ａはオートテンショナ、Ｂは伝動ベルト、１は揺動支軸、２は揺動アーム、３はテンションプーリ、４はねじりコイルバネ、５は摩擦板、６は摩擦板押さえ板、７はすべり軸受としてのブッシュである。
【００１６】
このオートテンショナＡは、テンションプーリ３が揺動支軸１の先端よりも前方に突出した位置に配置されている。すなわち、揺動支軸１での揺動アーム２の軸支部の軸方向中心Ｏ１ に対して揺動アーム２でのテンションプーリ３の軸支部の軸方向中心Ｏ２ がオフセットをもって配置された構造になっている。
【００１７】
揺動支軸１は、図示しないベルト駆動機構が設けられる取付対象に固定されるもので、先端側半分が截頭円錐形で基端側半分が円筒形のアーム支持部１１と、このアーム支持部１１の基端側から径方向外向きに延びてアーム支持部１１の外周を囲むカバー部１２と、カバー部１２の外周で軸方向中心Ｏ１ の箇所に直径方向の両側に張り出し形成されるボルト取付片１３とを備えている。この揺動支軸１はアルミニウムなどを用いたダイカスト成形により製作されるもので、アーム支持部１１の截頭円錐部分の外周面は成形金型の抜き勾配に対応している。
【００１８】
揺動アーム２は、揺動支軸１のアーム支持部１１に揺動自在に軸支されるもので、アーム支持部１１の截頭円錐部分にすべり軸受としての截頭円筒状のブッシュ７を介して外嵌されるボス部２１と、ボス部２１に一体的に連設されかつボス部２１の突出方向と逆向きに突設されたプーリ支持部２２とを備えている。
【００１９】
テンションプーリ３は、揺動アーム２のプーリ支持部２２に転がり軸受９を介して回転自在に軸支されて外周に伝動ベルトＢが巻き掛けられるもので、プレス材から製作されている。転がり軸受９はテンションプーリ３の内周面と揺動アーム２のプーリ支持部２２の外周面とに対して圧入の状態で嵌合されている。テンションプーリ３は揺動アーム２のプーリ支持部２２に螺着されたボルト８ａにより抜け止め状態に取り付けられている。また、転がり軸受９に対して水分や異物がかからないようにするための軸受保護カバー１０がボルト８ａによって取り付けられている。
【００２０】
ねじりコイルバネ４は、揺動支軸１のアーム支持部１１の外周面および揺動アーム２のボス部２１の外周面と揺動支軸１のカバー部１２の内周面との間の環状空間にそれぞれの面に対して非接触でねじり圧縮された状態で配設されていて、その周方向の付勢力であるねじり復元力により揺動アーム２をその揺動方向の一側（図１では反時計方向）に向けて付勢し、揺動アーム２に軸支したテンションプーリ３を介して伝動ベルトＢにテンションを付与するとともに、その軸方向の付勢力である伸張復元力により揺動アーム２のボス部２１を摩擦板５に押し付けてボス部２１に対して摩擦抵抗を付与するものである。ねじりコイルバネ４の両端側に径方向外向きに屈曲された係止部４１，４２が一体的に設けられており、これらの係止部４１，４２が揺動支軸１の底部に設けられたスリット状の切欠き１４と揺動アーム２のボス部２１に設けられたスリット状の切欠き２３とにそれぞれ係止されている。
【００２１】
摩擦板５は、揺動アーム２のボス部２１に対して摩擦抵抗を与えるものである。摩擦板５はボス部２１に対して軸心方向で対接している。揺動支軸１のアーム支持部１１の截頭円錐部分の先端面に摩擦板押さえ板６が当接され、截頭円錐部分に螺着したボルト８ｂを締め付けることにより摩擦板押さえ板６をアーム支持部１１に固定している。そして、ねじりコイルバネ４の伸張復元力によりボス部２１を摩擦板押さえ板６側へ付勢し、この付勢力によりボス部２１と摩擦板押さえ板６との間に摩擦板５を弾性的に挟持し、揺動アーム２の揺動に対して摩擦板５とボス部２１との間に摩擦抵抗を働かせるように構成してある。
【００２２】
摩擦板押さえ板６は、図４に示すように、環状板からなり、その内周部分に波状係止部６ａが形成され、一方、揺動支軸１のアーム支持部１１の先端面にも同様の形状の波状係止部１１ａが形成され、これら両波状係止部６ａ，１１ａが互いに嵌合することによって、摩擦板押さえ板６はアーム支持部１１に対して回り止め状態に固定されている。
【００２３】
ブッシュ７は、揺動支軸１のアーム支持部１１の截頭円錐部分の外周面と揺動アーム２のボス部２１の内周面との間に介装されるもので、截頭円筒状に形成されている。このブッシュ７は、図３に拡大して示すように、その肉厚がアーム支持部１１の基端側から先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成されている。詳しくは、ブッシュ７の内周面７ａおよび外周面７ｂが共に截頭円錐状に形成されているが、軸心方向に対する内周面７ａの傾斜角θ１ に対して外周面７ｂの傾斜角θ２ をより小さくすることにより（θ１＞θ２ ）、上記のようにアーム支持部１１の基端側から先端側に向かうにつれてブッシュ７の肉厚を次第に厚くしている。ブッシュ７の内周面７ａはアーム支持部１１の截頭円錐部分の外周面に対して密着し、ブッシュ７の外周面７ｂに対して揺動アーム２のボス部２１の内周面が密着している。７ｃは大径側端部に径方向外方に向けて一体的に突設されたフランジである。ブッシュ７はポリアミド系の合成樹脂（例えばポリアミド４６（商品名）など）で構成されている。
【００２４】
ところで、揺動支軸１がアルミニウムなどのダイカスト成形により製作されている場合には、揺動支軸１のアーム支持部１１であって揺動アーム２のボス部２１を支持する部分の外周面は成形金型の抜き勾配に対応した截頭円錐状であることが多いが、ブッシュ７の内周面７ａを厚肉側ほど縮径する截頭円錐状に形成してあるので、この内周面７ａをアーム支持部１１の截頭円錐状の形状に合わせることができ、揺動支軸１のアーム支持部１１に対するブッシュ７の組み付けを容易化することができる。
【００２５】
以下、上記構成のオートテンショナＡの動作を説明する。
【００２６】
まず、伝動ベルトＢの張力が比較的緩やかに変化した場合の動作を説明する。伝動ベルトＢの張力が緩やかに減少したときには、ねじりコイルバネ４のねじり復元力（周方向の付勢力）により揺動アーム２ひいてはテンションプーリ３が図１の左側に傾動する結果、伝動ベルトＢの張力は一定に保たれる。一方、伝動ベルトＢの張力が緩やかに増加したときには、ねじりコイルバネ４のねじり復元力に抗して揺動アーム２ひいてはテンションプーリ３が図１の右側に傾動する結果、伝動ベルトＢの張力は一定に保たれる。伝動ベルトＢの張力変化は、環境の温度変化や伝動ベルトの経時的な伸縮変化等によって発生する。
【００２７】
次に、オートテンショナＡに対して伝動ベルトＢから激しい振動や衝撃が加わった場合の動作を説明する。伝動ベルトＢからテンションプーリ３に対して激しい振動や衝撃が作用すると、テンションプーリ３を支持している揺動アーム２のボス部２１にその振動や衝撃が伝わる。ねじりコイルバネ４の伸張復元力（軸方向の付勢力）により揺動アーム２のボス部２１を摩擦板５に押し付けているので、揺動アーム２のボス部２１に振動や衝撃が伝わってきたときに、ボス部２１と摩擦板５との間に大きな摩擦抵抗が発生し、その振動や衝撃を吸収し素早く減衰する。したがって、揺動アーム２は揺動することが低減され、テンションプーリ３の位置は実質的に変化しないので、伝動ベルトＢに対するテンションは一定に保たれる。その結果として、伝動ベルトＢがテンションプーリ３から不測に外れることを確実に防止している。
【００２８】
以上のようにして、オートテンショナＡは、伝動ベルトＢの張力の緊張・弛緩の変動に応じたテンションプーリ３の動きを許容しつつ、伝動ベルトＢからの激しい振動や衝撃を減衰するようにテンションプーリ３の動きを規制する機能を発揮する。
【００２９】
このオートテンショナＡは、テンションプーリ３が揺動支軸１の先端よりも前方に突出した位置に配置されている。すなわち、揺動支軸１での揺動アーム２の軸支部の軸方向中心Ｏ１ に対して揺動アーム２でのテンションプーリ３の軸支部の軸方向中心Ｏ２ がオフセットをもって配置された構造となっている。そのため、伝動ベルトＢからテンションプーリ３に作用する荷重がテンションプーリ３をオフセット方向の面に沿って傾かせるモーメントＭとして働く。その概略の様子を図５に示す。このようなモーメントＭに起因して、揺動アーム２のボス部２１からブッシュ７に対してハッチングで示す領域Ｃにおいて大きな荷重がかかることになる。この荷重はブッシュ７の先端側ほど大きくなる。
【００３０】
しかし、ブッシュ７はその肉厚がアーム支持部１１の基端側から先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成されているから、モーメントＭに起因した大きな荷重に対する充分な耐荷重性および耐摩耗性をブッシュ７にもたせることができ、ブッシュ７に偏摩耗が生じたり亀裂が入ったり破断が生じたりすることを抑制することができる。このようにブッシュ７における偏摩耗の発生を抑制するので、テンションプーリ３の傾きを防止し、テンションプーリ３からそれに巻き掛けられた伝動ベルトＢが外れることを確実に阻止することができる。また、ブッシュの亀裂や破断に起因して生じるおそれのあるテンションプーリ３の不規則な揺動をなくし、オートテンショナの本来の機能（伝動ベルトの緊張・弛緩の吸収や振動・衝撃の減衰）を充分に発揮させることができる。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、次のような実施形態も含むものである。
【００３２】
（１） 上記実施形態では、揺動支軸１のアーム支持部１１の截頭円錐部分の抜き勾配に合わせてブッシュ７の内周面７ａを截頭円錐状に形成するとともに、外周面７ｂも截頭円錐状に形成してあるが、図６に示すように、内周面７ａのみを截頭円錐状に形成し、外周面７ｂは円筒状に形成してもよい。この場合も、ブッシュ７の肉厚をアーム支持部１１の基端側から先端側に向かうにつれて次第に厚くしており、モーメントＭに起因した大きな荷重に対する充分な耐荷重性および耐摩耗性をブッシュ７にもたせて、ブッシュ７に偏摩耗が生じたり亀裂が入ったり破断が生じたりすることを抑制することができる。なお、その他の構成は詳述した上記の実施形態の場合と同様であるので、図６では対応する部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。
【００３３】
（２） 上記（１）とは逆に、ブッシュ７の内周面７ａを円筒状に形成し、外周面７ｂをアーム支持部１１の截頭円錐部分とは逆の勾配の截頭円錐状に形成することにより、ブッシュ７の肉厚を先端側ほど厚くするようにしてもよい。
【００３４】
（３） 上記実施形態では、ブッシュ７の材料をポリアミド系合成樹脂としたが、所要のすべり性と耐荷重性と耐摩耗性を有するものであれば、他の系統の合成樹脂製としてもよいし、金属製としてもよい。金属製とする場合は、焼結金属に潤滑油を含浸させたものが好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る請求項１または請求項２のオートテンショナにおいては、ブッシュにおいてオフセットに伴う偏荷重が集中しやすい箇所、つまりブッシュにおける揺動支軸１の先端側に、充分な耐荷重性および耐摩耗性を持たせるようにしているから、ブッシュの偏摩耗や破損を比較的長期にわたって防止することができる。したがって、長期にわたって、テンションプーリの傾きを防止して、伝動ベルトの脱落を確実に阻止することができる他、オートテンショナの本来の機能（伝動ベルトの緊張・弛緩の吸収や振動・衝撃の減衰）を充分に発揮させることができる。
【００３６】
本発明に係る請求項３のオートテンショナにおいては、ブッシュの内周面を厚肉側ほど縮径する截頭円錐状に形成してあり、揺動支軸がアルミニウムなどのダイカスト成形により製作されているときに、揺動アームのボス部を支持する部分の外周面は成形金型の抜き勾配に対応した截頭円錐状であることが多いが、ブッシュの内周面はこの形状に合わせたものであるので、揺動支軸に対するブッシュの組み付けを容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のオートテンショナの正面図
【図２】図１における（２）−（２）線での断面図
【図３】同実施形態のブッシュを拡大して示す断面図
【図４】同実施形態の揺動支軸のアーム支持部と摩擦板押さえ板との係合関係を示す斜視図
【図５】同実施形態の場合のモーメントに起因した大きな荷重にかかわらずブッシュの亀裂・破断を抑制する機能を説明する図
【図６】本発明の他の実施形態のオートテンショナの断面図
【符号の説明】
Ａ オートテンショナ
Ｂ 伝動ベルト
１ 揺動支軸
１１ アーム支持部
１２ カバー部
１３ ボルト取付片
２ 揺動アーム
２１ 揺動アームのボス部
２２ プーリ支持部
３ テンションプーリ
４ ねじりコイルバネ
５ 摩擦板
６ 摩擦板押さえ板
７ ブッシュ
７ａ ブッシュの内周面
７ｂ ブッシュの外周面
Claims (1)
- 固定の揺動支軸にブッシュを介して揺動アームのボス部が回動自在に嵌合され、前記揺動アームの自由端で揺動支軸の先端よりも前方に突出した位置にテンションプーリがオフセットをもって回転自在に軸支され、前記揺動アームのボス部に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板が配置され、前記摩擦板に対して軸心方向で対接する状態で摩擦板押さえ板が前記揺動支軸に締め付け固定されてこの摩擦板押さえ板により前記摩擦板が前記ボス部との間で挟持され、前記揺動支軸とボス部との間にねじりコイルバネが介装され、このねじりコイルバネの軸方向の付勢力により前記揺動アームのボス部を前記摩擦板に圧接しているとともに、ねじりコイルバネの周方向の付勢力により揺動アームおよびテンションプーリをその揺動方向の一側に向けて付勢して伝動ベルトにテンションを付与するように構成されたオートテンショナであって、
前記ブッシュの肉厚が、前記揺動支軸の基端側より先端側に向かうにつれて次第に厚くなるように構成され、その内周面が厚肉側ほど縮径する截頭円錐状で軸心方向に対する内周面の傾斜角θ１に対して外周面角θ２をより小さく、かつ、外周面角θ ２ ＞０となるように形成されている、ことを特徴とするオートテンショナ。
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