JP3734755B2

JP3734755B2 - オートテンショナ

Info

Publication number: JP3734755B2
Application number: JP2002002568A
Authority: JP
Inventors: 貴志角田; 邦夫柳井
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: JP2003207000A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリに巻き掛けられたベルトに、所定の張力を付与するオートテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車に搭載されたエアコンディショナ用コンプレッサ等の補機に、エンジンからの動力を伝達するためには、一般にベルトが用いられている。このベルトの張力は、オートテンショナによって一定に維持される。オートテンショナは、固定点を中心に揺動可能な揺動アームの先端に、上記ベルトが巻き掛けられたプーリを有しており、捻りコイルばねの力でベルトに張力を付与している。揺動アームには、その揺動基部近傍に設けられた摩擦板により、揺動抵抗が付与される。
このようなオートテンショナにより、補機の取付誤差、温度変化による寸法変化、又は、ベルトの長さのばらつき等を吸収することができる。また、エンジン回転変動等によるベルトの張力変動を吸収して、ベルトの振動や異音の発生を防止し、ベルト本来の寿命を確保することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のオートテンショナにおいて、ベルトの張力変動を受けた揺動アームは、揺動しながらその揺動抵抗により揺動エネルギーを熱に変えて消費し、揺動を迅速に減衰させる。しかしながら、近年、回転変動が従来のものより大きい自動車エンジンが現れ、そのため、揺動エネルギーが増大している。このようなエンジンに対して、従来のオートテンショナを使用すると、摩擦板の摩耗進行が従来より早まり、寿命が短くなる。これらの問題点に対して摩擦板の寸法を大きくしたり、複雑な構造とすることは、コンパクト化やコストダウンに反するので得策ではない。
【０００４】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、簡素な構造により、揺動エネルギーを減衰させる能力を向上させたオートテンショナを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のオートテンショナは、ベルトが巻き掛けられるプーリを回転自在に先端部に支持した揺動アームと、前記揺動アームを揺動自在に支持する支持部材と、前記揺動アーム側の揺動部と前記支持部材側の不動部との間に介在し、前記揺動アームの揺動に対して揺動抵抗を付与する第１摩擦部材と、前記揺動アームを所定の揺動方向に捻り付勢するとともに、前記第１摩擦部材を挟んで前記揺動部と前記不動部とが互いに押し合うように、前記支持部材に対して前記揺動アームを揺動中心軸方向に付勢する捻りコイルばねと、前記捻りコイルばねによって、そのばね軸方向の線間に挟持され、線間の相対的捻れにより当該コイルばねと摩擦を生じる第２摩擦部材とを備えたものである（請求項１）。
【０００６】
上記のように構成されたオートテンショナ（請求項１）では、揺動アームの揺動に対して第１摩擦部材により第１の揺動抵抗が付与されるとともに、揺動に基づく捻りコイルばねの捻れにより線間の相対的捻れが生じ、ばね軸方向の線間に挟持された第２摩擦部材との間に摩擦が生じる。これが第２の揺動抵抗となる。その結果、第１の揺動抵抗のみの場合と比べて揺動アームには大きな揺動抵抗が付与される。また、第２摩擦部材の取り付けは、捻りコイルばねに挟み込むだけでよいので、取付部材等が別途必要になることもない。
【０００７】
また、第２摩擦部材は、捻りコイルばねの線間に挟み込まれ、線間の相対的捻れにより摩擦を生じるものであるとともに、周方向の一箇所を切断した環状体を原形とし、これを、捻りコイルばねの線形に合わせて変形させたものであってもよい（請求項２）。
このようなオートテンショナでは、揺動アームの揺動に対して第１摩擦部材により第１の揺動抵抗が付与されるとともに、揺動に基づく捻りコイルばねの捻れにより線間の相対的捻れが生じ、線間に挟み込まれた第２摩擦部材との間に摩擦が生じる。これが第２の揺動抵抗となる。その結果、第１の揺動抵抗のみの場合と比べて揺動アームには大きな揺動抵抗が付与される。また、第２摩擦部材の取り付けは、捻りコイルばねに挟み込むだけでよいので、取付部材等が別途必要になることもない。さらに、第２摩擦部材の原形は、製造容易な単純な形状である。
【０００８】
また、第２摩擦部材は、捻りコイルばねの線間に挟み込まれ、線間の相対的捻れにより摩擦を生じるものであるとともに、捻りコイルばねに係止され、かつ、揺動アームの揺動基部である筒状部に外挿されたものであってもよい（請求項３）。
このようなオートテンショナでは、揺動アームの揺動に対して第１摩擦部材により第１の揺動抵抗が付与されるとともに、揺動に基づく捻りコイルばねの捻れにより線間の相対的捻れが生じ、線間に挟み込まれた第２摩擦部材との間に摩擦が生じる。これが第２の揺動抵抗となる。その結果、第１の揺動抵抗のみの場合と比べて揺動アームには大きな揺動抵抗が付与される。また、第２摩擦部材の取り付けは、捻りコイルばねに挟み込むだけでよいので、取付部材等が別途必要になることもない。さらに、捻りコイルばねが第２摩擦部材を支持し、第２摩擦部材が筒状部を支持する関係が生じる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２はそれぞれ、本発明の一実施形態によるオートテンショナの断面図及び側面図である。図１において、ベルト１が巻き掛けられるプーリ２は、その中心部に玉軸受３が装着されている。この玉軸受３の内輪は、揺動アーム４の先端部４ａに外嵌され、ボルト５及びナット６によって先端部４ａに固定されている。このようにして、プーリ２は、揺動アーム４の先端部４ａにより回転自在に支持されている。揺動アーム４の下方には、先端部４ａと一体に、鍔部４ｂ及び筒状部４ｃが形成されている。
【００１０】
一方、支持部材７は、内部が空洞になっている支持基部７ａと、この支持基部７ａの周りに形成されたばね受け部７ｂと、取付部７ｃとを有する成形部材である。取付部７ｃで車体のシャシやエンジン等の固定部に固定することにより、支持部材７は固定される。なお、支持基部７ａの外周面は鋳型の抜き勾配のため、図１の右方へ若干先細りのテーパ形状となっている。この支持基部７ａの外周面には、略筒状のブッシュ８が装着されている。ブッシュ８は、硬さがＨＲＲ９０〜９５の樹脂（ナイロン等）である。
【００１１】
揺動アーム４は、その筒状部４ｃがブッシュ８に外挿されることにより、支持部材７に対して揺動自在である。また、支持部材７のばね受け部７ｂと揺動アーム４の筒状部４ｃとの間に捻りコイルばね９が装着されている。捻りコイルばね９の一方の端部９ａは支持部材７に係止され、他方の端部９ｂは揺動アーム４に係止されている。
上記の構成により、揺動アーム４は、固定部材である支持部材７に対して、ブッシュ８を介して所定範囲で揺動（回動）可能となる。このとき、揺動基部は筒状部４ｃであり、揺動中心軸Ｘは支持基部７ａの中心軸と一致する。捻りコイルばね９は、ベルト１が巻き掛けられた状態で揺動アーム４を図２の時計回り方向に付勢し、ベルト１に一定の張力を与える。
【００１２】
一方、環状の第１摩擦部材１０（摩擦板）は、揺動中心軸Ｘに対して直交し、揺動アーム４の鍔部４ｂと環状の押さえ板１１との間に介在している。第１摩擦部材１０は、例えば、クラッチフェーシング材からなる。また、押さえ板１１の内周形状及び、支持部材７の右端側（図１）の外周形状は、互いに嵌合する菊型の回り止め構造を成している（図２参照）。そして、押さえ板１１は、支持部材７に嵌合された状態で、支持部材７のねじ孔７ｄを通して取り付けられる抜け止め手段（図示せず。）により固定される。捻りコイルばね９は、揺動中心軸Ｘ方向への弾発力により支持部材７に対して揺動アーム４を付勢し、これにより、鍔部４ｂと押さえ板１１とは、第１摩擦部材１０を挟んで、揺動中心軸Ｘに平行な方向に互いに押し合うように付勢される。
【００１３】
また、図１の捻りコイルばね９の線間には、第２摩擦部材１２が装着されている。図３は、この第２摩擦部材１２を単体で示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は、側面図（下）及び断面図（上）である。第２摩擦部材１２は、周方向の一箇所で切断された環状体である。この第２摩擦部材１２の材質は例えば一定の耐熱性、耐摩耗性及び弾性を備えた樹脂である。捻りコイルばね９への装着時には、第２摩擦部材１２を切断部分で軸方向に捻ることにより、これを、スプリングワッシャのような形態にすることができる。
【００１４】
第２摩擦部材１２の外径は、図１に示すように装着された捻りコイルばね９の輪径より大きく、内径は、捻りコイルばね９の輪径より小さい。また、当該内径は、装着時に揺動アーム４の筒状部４ｃに対して隙間なく外挿され、かつ、筒状部４ｃに対して軸方向に摺動可能な状態となるように設計される。図３において、第２摩擦部材１２の両側面には、捻りコイルばね９の線に係止させるための、周方向に連続した凹部１２ａが形成されている。（ｂ）に示す断面で見た凹部１２ａの形状は概ね円弧状であるが、捻りコイルばね９の線をぴったりと填めるものではなく、捻りコイルばね９の線を受け入れても、なお若干の遊びができる程度に大きめに形成されている。また、第２摩擦部材１２の（ｂ）に示す断面における軸方向の幅は、外径側より内径側の方が広い。
【００１５】
第２摩擦部材１２の肉厚の最も薄い部分（凹部１２ａの底）の厚さは、図１に示すように装着された捻りコイルばね９の軸方向への線間隙間を考慮して、装着状態で線間に挟み込まれ、揺動アーム４がどの揺動位置にあっても、双方の線と常に接触しているように設計される。
図４は、捻りコイルばね９の線間に、第２摩擦部材１２が挟み込まれた状態を示す斜視図である。このように第２摩擦部材１２を挟み込むには、捻りコイルばね９の一方の軸端側から、スプリングワッシャのように捻った第２摩擦部材１２を回しながら入れる。そして、このように第２摩擦部材１２が挟み込まれた状態の捻りコイルばね９は、図１に示すように装着される。装着時に、第２摩擦部材１２が揺動アーム４の筒状部４ｃに対して隙間なく外挿されることにより、径方向への、第２摩擦部材１２の安定した位置決めが可能となる。
【００１６】
次に、上記のように構成されたオートテンショナの動作について図１〜図２を参照して説明する。
ベルト１の張力変動が生じて、揺動アーム４が図２の反時計回り方向又は時計回り方向に揺動すると、「揺動部」としての図１の鍔部４ｂが揺動中心軸Ｘ周りに回動する。一方、「揺動部」に対する「不動部」としての押さえ板１１は、固定されている。従って、押さえ板１１と鍔部４ｂとの間の相対的な回動により、両者間に圧接された状態の第１摩擦部材１０に摩擦が生じる。これによって、揺動アーム４には第１の揺動抵抗（摩擦抵抗）が付与される。
【００１７】
また、端部９ｂにおいて揺動アーム４と係合している捻りコイルばね９は縮径又は拡径する方向に捻れ、それぞれの線間に相対的な捻れが生じる。従って、隣接する双方の線に接触している第２摩擦部材１２は、これらの線との間で周方向に相対的に摺接する関係となり、摩擦を生じる。また、縮径又は拡径により、径方向にも若干、線が移動する。従って、線と凹部１２ａとの間で径方向にも摩擦が生じる。これによって、揺動アーム４には、第２摩擦部材１２に基づく第２の揺動抵抗（摩擦抵抗）が付与され、優れた減衰効果が得られる。また、縮径の場合には、ばねが径方向内方に第２摩擦部材１２を強く締め付けることにより、接触圧力が増大して減衰効果が急増する。
【００１８】
上記のように、第１の揺動抵抗及び第２の揺動抵抗により、第１の揺動抵抗のみの場合と比べて揺動アーム４には大きな揺動抵抗が付与される。従って、回転変動の大きいエンジンによりベルト１の張力変動が大きい場合でも、各摩擦部材１０，１２の摩耗の進行を抑制しつつ、揺動エネルギーを迅速に減衰させることができる。さらに、摩擦力の二箇所分担が可能となることにより、張力変動がさほど大きくないエンジンに適用する場合には、第１摩擦部材１０の負担が相対的に小さくなる。従って、第１摩擦部材１０の材質に、高価なクラッチフェーシング材に代えて安価な樹脂を採用することも可能となり、コストの低減が可能となる。
【００１９】
上記第２摩擦部材１２の原形は単純な形状であるので、安価に製造することができる。また、このような第２摩擦部材１２の取り付けは、捻りコイルばね９に挟み込むだけでよいので、取付部材等が別途必要になることもなく、構造が簡素である。
また、第２摩擦部材１２が筒状部４ｃに外挿され、かつ、第２摩擦部材１２が捻りコイルばね９に係合していることにより、捻りコイルばね９が第２摩擦部材１２を支持し、第２摩擦部材１２が筒状部４ｃを支持する関係が生じる。その結果、筒状部４ｃの軸が傾いて揺動アーム４の上部が図１の左右に傾くことを防止することができる。
【００２０】
なお、上記実施形態では、第２摩擦部材１２を１個装着したが、複数個装着すれば、さらに第２の揺動抵抗を増大させることができる。すなわち、第２摩擦部材１２の装着個数により、減衰能力の調節が可能となる。
また、上記実施形態では、第２摩擦部材１２の内周面を揺動アーム４の筒状部４ｃに接触させたが、これは、必ずしも接触していなくてもよい。例えば、内周面に代えて外周面をその外側の部材に接触させてもよいし、どちらにも接触させず、捻りコイルばね９と共に浮かせた状態としてもよい。但し、これらの場合には、第２摩擦部材を介して筒状部４ｃを支持する機能は得られない。
また、上記実施形態では、捻りコイルばね９に装着された第２摩擦部材１２の凹部１２ａ（図３）が、線に対して遊びを有しているが、線形状にぴったりの断面形状にしてもよい。但し、この場合には遊びがないので装着しにくい。また、捻れに伴う輪径の拡縮に対して第２摩擦部材が追随し、両者の間に径方向への摺接関係が生じないので、径方向への摩擦は期待できない。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１〜３のオートテンショナによれば、揺動アームの揺動に対して第１摩擦部材により第１の揺動抵抗が付与されるとともに、揺動に基づく捻りコイルばねの捻れにより線間の相対的捻れが生じ、第２摩擦部材との間に摩擦が生じて、第２の揺動抵抗となる。従って、第１の揺動抵抗のみの場合と比べて揺動アームには大きな揺動抵抗が付与され、揺動エネルギーを減衰させる能力が向上する。また、第２摩擦部材の取り付けは、捻りコイルばねに挟み込むだけでよいので、取付部材等が別途必要になることもなく、構造が簡素である。こうして、簡素な構造により、揺動エネルギーを減衰させる能力を向上させたオートテンショナを提供することができる。
【００２２】
また、請求項２のオートテンショナによれば、第２摩擦部材の原形は単純な形状であるので、安価に製造することができる。
【００２３】
また、請求項３のオートテンショナによれば、捻りコイルばねが第２摩擦部材を支持し、第２摩擦部材が筒状部を支持する関係が生じるので、筒状部の軸が傾いて揺動アームが傾くことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるオートテンショナの主要部を示す部分断面図である。
【図２】上記オートテンショナの側面図である。
【図３】上記オートテンショナの第２摩擦部材を単体で示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は、側面図（下）及び断面図（上）である。
【図４】上記第２摩擦部材を捻りコイルばねに装着した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ベルト
２プーリ
４揺動アーム
４ｂ鍔部（揺動部）
４ｃ筒状部
７支持部材
９捻りコイルばね
１０第１摩擦部材
１１押さえ板（不動部）
１２第２摩擦部材
Ｘ揺動中心軸

Claims

ベルトが巻き掛けられるプーリを回転自在に先端部に支持した揺動アームと、
前記揺動アームを揺動自在に支持する支持部材と、
前記揺動アーム側の揺動部と前記支持部材側の不動部との間に介在し、前記揺動アームの揺動に対して揺動抵抗を付与する第１摩擦部材と、
前記揺動アームを所定の揺動方向に捻り付勢するとともに、前記第１摩擦部材を挟んで前記揺動部と前記不動部とが互いに押し合うように、前記支持部材に対して前記揺動アームを揺動中心軸方向に付勢する捻りコイルばねと、
前記捻りコイルばねによって、そのばね軸方向の線間に挟持され、線間の相対的捻れにより当該コイルばねと摩擦を生じる第２摩擦部材と
を備えたことを特徴とするオートテンショナ。
ベルトが巻き掛けられるプーリを回転自在に先端部に支持した揺動アームと、
前記揺動アームを揺動自在に支持する支持部材と、
前記揺動アーム側の揺動部と前記支持部材側の不動部との間に介在し、前記揺動アームの揺動に対して揺動抵抗を付与する第１摩擦部材と、
前記揺動アームを所定の揺動方向に捻り付勢するとともに、前記第１摩擦部材を挟んで前記揺動部と前記不動部とが互いに押し合うように、前記支持部材に対して前記揺動アームを揺動中心軸方向に付勢する捻りコイルばねと、
前記捻りコイルばねの線間に挟み込まれ、線間の相対的捻れにより摩擦を生じる第２摩擦部材とを備え、
前記第２摩擦部材は、周方向の一箇所を切断した環状体を原形とし、これを、前記捻りコイルばねの線形に合わせて変形させたものであることを特徴とするオートテンショナ。
ベルトが巻き掛けられるプーリを回転自在に先端部に支持した揺動アームと、
前記揺動アームを揺動自在に支持する支持部材と、
前記揺動アーム側の揺動部と前記支持部材側の不動部との間に介在し、前記揺動アームの揺動に対して揺動抵抗を付与する第１摩擦部材と、
前記揺動アームを所定の揺動方向に捻り付勢するとともに、前記第１摩擦部材を挟んで前記揺動部と前記不動部とが互いに押し合うように、前記支持部材に対して前記揺動アームを揺動中心軸方向に付勢する捻りコイルばねと、
前記捻りコイルばねの線間に挟み込まれ、線間の相対的捻れにより摩擦を生じる第２摩擦部材とを備え、
前記第２摩擦部材は、前記捻りコイルばねに係止され、かつ、前記揺動アームの揺動基部である筒状部に外挿されていることを特徴とするオートテンショナ。