JP3666899B2 - ベルトテンショナー - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、主として自動車用エンジンのベルト駆動機構に利用されるベルトテンショナーの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のベルトテンショナーは、単一のベルトで複数の装置に駆動力を伝達する際に、ベルトのたるみを防止して駆動力を確実に伝達させるために使用される。この種のベルトテンショナーは、例えば特公昭６２−２１８２号公報に開示される。
【０００３】
この公報に開示されるような従来のベルトテンショナーは、エンジンブロック等に固定される固定部にテンショナーアームを揺動可能に取付け、このアームにプーリーを回転自在に設けて構成されている。固定部とテンショナーアームとの間には、ねじりスプリングが取り付けられており、このねじりスプリングは、テンショナーアームをベルトを緊張させる方向に付勢する。また、ねじりスプリングは、テンショナーアーム側に設けられたダンピング部材を固定部側の部材に押し付ける作用を有しており、これによりテンショナーアームの揺動時の振動を減衰させるためのダンピング力を発生させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のベルトテンショナーは、ねじりスプリングがテンショナーアームを回動付勢する機能と、ダンピング力を発生させる機能とを兼ね備えているため、テンショナーアームの回動位置によりねじりスプリングに発生するトルクが変化し、ダンピング力が変化するという問題がある。
【０００５】
【発明の目的】
この発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、テンショナーアームの回動位置に拘らずに一定のダンピング力を発生させることができるベルトテンショナーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるベルトテンショナーは、テンショナーカップと、テンショナーカップの開口部に揺動軸を介して揺動可能に設けられたテンショナーアームと、テンショナーアームに揺動軸と平行な回転軸を介して回転可能に設けられてベルトを受けるプーリーと、テンショナーカップに収容されると共に揺動軸を中心に巻回されたコイルスプリングであってベルトを緊張させる方向にテンショナーアームを付勢する第１の付勢手段と、テンショナーアームに固定されると共にテンショナーカップの開口部周縁の略全周に渡って内側から摺接するように設けられ、テンショナーアームの揺動時にテンショナーカップとの間で摩擦を生じるダンピングバンドと、ダンピングバンドを一定の圧力でテンショナーカップ側に付勢する第２の付勢手段と、ダンピングバンドの一部に形成された摺接部を第２の付勢手段の付勢力により押圧し、ダンピングバンドの内周面に面接触するダンピングシューとを備えることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
上述したこの発明の構成によれば、テンショナーアームに対する回動付勢力は第１の付勢手段により発生すると共に、ダンピング部材と固定部との間で生じるダンピング力は第２の付勢手段により発生し、それぞれのトルクは独立に設定可能である。
【０００８】
【実施例】
以下、この発明にかかるベルトテンショナーの実施例を説明する。実施例のベルトテンショナーは、例えば、図１に示すような自動車用エンジンのベルトシステムに利用される。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ー１と、エアーコンディショナー、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ー２，３，４と、アイドラー用プーリー５，６、そしてベルトテンショナー１０とを備えており、各プーリーの間に単一の駆動ベルト７が懸架されている。
【０００９】
ベルトテンショナー１０は、エンジンブロックに固定される固定部２０と、この固定部２０に対して揺動軸であるピボットボルト２３を軸として回動可能に設けられたテンショナープーリー４０とを備えている。テンショナープーリー４０は、固定部２０内に設けられた付勢手段により図中上側に付勢されており、この付勢力により駆動ベルト７を緊張させる。また、駆動ベルト７の装着時には、テンショナープーリー４０を図中破線で示した位置にまで回動させた状態で装着する。
【００１０】
次に、実施例のベルトテンショナー１０の概略構成を、その外観を示す図２〜図４に基づいて説明する。
【００１１】
固定部２０には、テンショナーアーム３０が揺動可能に設けられており、テンショナープーリー４０は、揺動軸と平行な回転軸であるプーリーボルト４１を介してテンショナーアーム３０に回転可能に設けられている。固定部２０は、取り付け穴２１ａが２箇所に形成された取り付け部２１と、後述するねじりスプリングが配設されたテンショナーカップ２２とから構成される。
【００１２】
図５および図６は、実施例１のベルトテンショナーの構造を示す。ねじりスプリング５０が配設されたテンショナーカップ２２の底面中央には、カップ内に向けて立ち上がるボルト係合部２２ａが形成されており、このボルト係合部２２ａに揺動軸であるピボットボルト２３が螺合している。
【００１３】
ピボットボルト２３は、先端にネジ部２３ａとパイロット部２３ｂとが形成された段付形状を呈している。パイロット部２３ｂは、その外径がネジ部２３ａの山径と谷径との間にあり、ボルト係合部２２ａへの装着時にはネジ部２３ａがネジを切りながら螺合し、外れる際にはパイロット部２３ｂがネジ山を潰しながら抜けることとなる。
【００１４】
ピボットボルト２３には、テンショナーアーム３０に固定されたピボットブッシング３１が取り付けられており、このピボットブッシング３１の上下には上側Ｏリング２４と下側Ｏリング２５とが固定されている。
【００１５】
ピボットブッシング３１は、軸方向の移動がピボットボルトの頭部により規制され、回転方向へは所定の抵抗で摺動可能とされている。これにより、テンショナーアーム３０が固定部２０に対して揺動可能となる。
【００１６】
ねじりスプリング５０は、一端５１がテンショナーカップ２２の底面に固定されると共に、他端５２がテンショナーアーム３０に固定されており、テンショナープーリー４０に懸架された駆動ベルト(図示せず)を緊張させる方向にテンショナーアーム３０を付勢する第１の付勢手段としての機能を果たしている。
【００１７】
テンショナープーリー４０は、ボールベアリング４２を介してプーリーボルト４１によりテンショナーアーム３０に回転自在に取り付けられている。プーリーボルト４１の頭部とボールベアリング４２との間には、塵埃の進入を防止するダストシールド４３が介装されている。
【００１８】
図６は、図５のベルトテンショナーのテンショナーアーム３０を図５のVI-VI線に沿って下側から見た平面図である。テンショナーアーム３０には、テンショナーカップ２２の内周面に沿うように一周に亙って設けられたリング状のダンピングバンド３２が取り付けられている。
【００１９】
ダンピングバンド３２は、テンショナーアーム３０に突設された回動ピン３０ａに軸支されると共に、回動ピン３０ａと対向する側に設けられた２箇所の爪(図示せず)によりテンショナーアーム３０に係合している。
【００２０】
ダンピングバンド３２には、その一部に他の部分より外側に０．５ｍｍ突出してテンショナーカップ２２の内面に接する摺接部３２ａが形成されており、その外側面には、図５に示されるように周方向に沿ってグリス溜の溝３２ｂが形成されている。グリス溜の溝は、軸方向に形成すると疲労による破損の原因となるため、周方向に沿って形成されている。また、溝の数は、実施例では単一であるが、複数本形成してもよい。
【００２１】
また、ダンピングバンド３２の摺接部３２ａに対向する側には、内側に湾曲するＵ字状の括れ部３２ｃが形成されている。括れ部３２ｃは、ダンピングバンド３２の熱変形を吸収すると共に、テンショナーカップ２２内に進入した水を抜くための水抜き部として機能する。
【００２２】
ダンピングバンド３２の一部に形成された摺接部３２ａは、その内側に設けられて圧縮スプリング３３の一端を受けるダンピングシュー３４により外側に付勢されている。なお、図６においては、部品の特定を容易にするため、ダンピングバンド３２に網点、ダンピングシュー３４に網線を付している。
【００２３】
ダンピングバンド３２とダンピングシュー３４とは、テンショナーアーム３０に設けられてテンショナーアーム３０の揺動時に固定部２０との間で摩擦を生じるダンピング部材として機能する。
【００２４】
圧縮スプリング３３は、図７に示すようなコイルスプリングであり、テンショナーアーム３０に軸方向に突出して形成された固定部３０ｂとダンピングシュー３４との間に圧縮状態で介装され、ダンピングシュー３４を一定の圧力でテンショナーカップ２２側に付勢する第２の付勢手段として機能する。圧縮スプリング３３の弾発力は、ダンピングシュー３４の周方向の中心部に作用し、同時に摺接部３２ａの周方向の中心部に作用してテンショナーカップ２２の内周面との摩擦によるダンピング力を発生させる。
【００２５】
なお、ダンピングシュー３４には、局部的に強い力が作用することから強度が要求されるため、ガラス繊維強化ナイロンや炭素繊維強化プラスチックが使用されている。一方、ダンピングバンド３２には、ポリアセタールの他、自己潤滑性をもたせるためモリブデンを含むナイロン等の高分子材料が使用されている。
【００２６】
上記のように構成された実施例１のベルトテンショナーは、ねじりスプリング５０の付勢力によりテンショナーアーム３０が回動付勢されて駆動ベルト７を緊張させると共に、テンショナーアーム３０が駆動ベルトの振動等により揺動する際には、圧縮スプリング３３によりダンピングバンド３２とテンショナーカップ２２との間で発生したダンピング力により振動を減衰させる。
【００２７】
ダンピング力は、ねじりスプリング５０とは独立した圧縮スプリング３３により発生するため、テンショナーアーム３０の回動角度によらずに一定に保たれる。図８は、テンショナーアームのねじり角(回動角度)θと摺接部３２ａとテンショナーカップ２２との摩擦により発生するダンピング力Ｆとの関係を示す。図中の実線が実施例、破線が従来例である。従来例ではねじり角θが大きくなるにしたがってダンピング力Ｆも一次関数的に増大するが、実施例の構成ではねじり角θの値によらずダンピング力Ｆが一定となる。
【００２８】
ダンピング力Ｆは、使用角度範囲の全域に亙って上限と下限との間に収まる必要がある。したがって、ダンピング力Ｆが従来例のように変化する場合には、スプリングのトルクの設計値に対する許容幅が小さくなり、設計値が設計目標値から僅かに外れても上限、あるいは下限を越える可能性が高い。これに対して実施例のようにダンピング力Ｆが一定である場合には、スプリングのトルクの設計値に対する許容幅が大きくなり、設計値が設計目標値から多少外れてもダンピング力Ｆを上限と下限との間に収めることができる。
【００２９】
また、実施例１の場合には、圧縮スプリング３３により発生させるダンピング力をねじりスプリング５０により発生させる回動トルクとは独立して設定することができるため、それぞれの値を自由に組み合せることができ、より多様な要求に対して容易に応じることができる。
【００３０】
図９は、実施例２にかかるベルトテンショナーの図６と同様の平面図である。概略構成は実施例１と同様であり、第２の付勢手段として板バネ６０を用いている点のみが実施例１と異なる。
【００３１】
図１０(A)は実施例２で使用される板バネの正面図、(B)はその側面図である。板バネ６０は、テンショナーアームに形成された固定用の突起３０ｃに係合する係止部６１と、ダンピングシュー３４に接触してこれを外側に付勢する付勢部６２とから構成されている。板バネの厚さ、材質は、必要とされるダンピング力に応じて適宜選択される。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、第１の付勢手段により発生するテンショナーアームに対する回動付勢力と、第２の付勢手段によりダンピング部材と固定部との間で作用するダンピング力とを別個に独立して設定することができるため、テンショナーアームの回動角度によらずにダンピング力を一定に保つことができ、付勢手段のトルクの設計値に対する許容幅を大きくすることができる。
【００３３】
また、回動付勢力とダンピング力との組み合せを自由に選択することができるため、多様な要求に容易に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車用エンジンのベルトシステムを示す正面図である。
【図２】 実施例１にかかるベルトテンショナーの外観を示す平面図である。
【図３】 実施例１にかかるベルトテンショナーの外観を示す側面図である。
【図４】 実施例１にかかるベルトテンショナーの外観を示す正面図である。
【図５】 図２のベルトテンショナーのV-V線に沿う断面図である。
【図６】 図５のテンショナーアームをVI-VI線に沿って下側から見た平面図である。
【図７】 実施例１で使用される圧縮スプリングの一部破断側面図である。
【図８】 ねじり角θとダンピング力Ｆとの関係を示すグラフである。
【図９】 実施例２にかかるベルトテンショナーの図５と同様の平面図である。
【図１０】 実施例２で使用される板バネを示し、(A)は正面図、(B)は側面図である。
【符号の説明】
２０ 固定部
２１ 取付け部
２２ テンショナーカップ
２３ ピボットボルト
３０ テンショナーアーム
３１ ピボットブッシング
３２ ダンピングバンド
３２ａ 摺接部
３２ｂ 溝
３３ 圧縮スプリング
３４ ダンピングシュー
４０ テンショナープーリー
４１ プーリーボルト
５０ ねじりスプリング
６０ 板バネ

Claims (3)

  1. テンショナーカップと、
    該テンショナーカップの開口部に揺動軸を介して揺動可能に設けられたテンショナーアームと、
    該テンショナーアームに前記揺動軸と平行な回転軸を介して回転可能に設けられてベルトを受けるプーリーと、
    前記テンショナーカップに収容されると共に前記揺動軸を中心に巻回されたコイルスプリングであって、前記ベルトを緊張させる方向に前記テンショナーアームを付勢する第１の付勢手段と、
    前記テンショナーアームに固定されると共に、前記テンショナーカップの開口部周縁の略全周に渡って内側から摺接するように設けられ、前記テンショナーアームの揺動時に前記テンショナーカップとの間で摩擦を生じるダンピングバンドと、
    該ダンピングバンドを一定の圧力で前記テンショナーカップ側に付勢する第２の付勢手段と、
    前記ダンピングバンドの一部に形成された摺接部を前記第２の付勢手段の付勢力により押圧し、前記ダンピングバンドの内周面に面接触するダンピングシューとを備え、
    ダンピングバンドがリング状を呈し、前記テンショナーカップの開口周縁の内周面の略全周に渡って設けられ、
    前記ダンピングバンドの摺接部には、その周方向に沿ってグリス溜用に溝が形成され、
    前記ダンピングシューの前記テンショナーカップの軸心方向の幅は前記ダンピングバンドの幅と略同じであることを特徴とするベルトテンショナー。
  2. 前記第２の付勢手段は、前記ダンピングシューと前記テンショナーアームとの間に介装された圧縮スプリングであることを特徴とする請求項１に記載のベルトテンショナー。
  3. 前記第２の付勢手段は、前記ダンピングシューと前記テンショナーアームとの間に介装された板バネであることを特徴とする請求項１に記載のベルトテンショナー。
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