JP3761702B2 - 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、テンションプーリがオフセット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の従来例として、例えば特開平２−２５３０３５号公報などに示すようなものがある。
【０００３】
この公報例のオートテンショナでは、ベルトの張力変動に応じたテンションプーリの動きを許容しつつ、ベルトからの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構造になっている。なお、ベルトの張力変化は、環境の温度変化や経時的な伸縮変化等によって発生する。
【０００４】
このような機能を実現するために、テンションプーリ支持用のアームのボス部の前端面と、アーム支持用の支軸の前端に一体的に取り付けられるガイド板との間に、環状の摩擦板を挟み、ねじりコイルバネの伸張復元力により摩擦板をボス部とガイド板とに圧接させるようにしている。この摩擦板は、例えばＰＥＥＫ材などのポリアミド樹脂、クラッチフェーシング材、ブレーキライニング材あるいはブレーキパッド材などで形成される。
【０００５】
また、アームのボス部と支軸との間には、アームの揺動動作を円滑にするためにすべり軸受としてブッシュが介装されている。このブッシュは、例えばＰＡ４６などのポリアミド樹脂、焼結金属などで形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のオートテンショナのようにテンションプーリをオフセット配置した構造では、テンションプーリに作用するベルト荷重がアームを傾かせるモーメントとして働き、摩擦板やブッシュに対して過大な荷重が作用し、下記するような不具合が発生する。
【０００７】
すなわち、摩擦板の円周上の所要角度領域に作用する荷重が過多となるため、その領域の摩耗が他の領域に比べて進展しやすい。これと同様に、ブッシュの軸方向先端側領域に作用する荷重が過多となるため、その領域の摩耗が他の領域に比べて進展しやすい。このようなことから、摩擦板やブッシュが早期に偏摩耗するなど、寿命が短くなっている。
【０００８】
ちなみに、このような摩擦板やブッシュの偏摩耗や破損が発生すると、支軸に対するアームの傾きが発生しやすくなり、テンションプーリに巻き掛けられたベルトが外れやすくなったり、あるいはテンションプーリの揺動動作に支障を来たし、オートテンショナの本来の機能（ベルトの張力変動の吸収や振動・衝撃の減衰）を損ねることになりかねない。
【０００９】
したがって、本発明は、オフセット構造のオートテンショナにおいて、アームの支持剛性を高めて、各部の耐久性を向上することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のオートテンショナは、固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢されるアームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配置された状態で回動可能に支持されるテンションプーリと、アームの一端側と支軸との間に配設されたアームに回動抵抗を付与する摩擦板とを備え、前記支軸とそれに支持されるアームの一端側部分とに、それらの外径側で互いに軸方向で所要隙間を介して対向する突片がそれぞれ設けられ、これら両突片間の対向隙間に、前記テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を受ける樹脂製の荷重負担部材が介装されているとともに、該荷重負担部材は、支軸の軸方向中央部よりも前記アーム寄りに配置され、前記荷重負担部材は、硬度がロックウェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１００〜１３０、摩擦係数が０．１〜０．２５に設定される。
【００１１】
本発明の請求項２のオートテンショナは、固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢されるアームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配置された状態で回動可能に支持されるテンションプーリと、アームの一端側と支軸との間に配設されたアームに回動抵抗を付与する摩擦板とを備え、前記支軸に、その固定側から自由端側へ向けて延出する突片が、当該支軸に支持されるアームの一端側部分の外径側に非接触に設けられ、前記アームにおいて支軸に支持される一端側部分に、径方向外向きに延出しかつ前記支軸の突片の自由端に対して軸方向で所要隙間を介して対向する突片が設けられ、前記両突片間の対向隙間に、前記テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を受ける樹脂製の荷重負担部材が介装されているとともに、該荷重負担部材は、支軸の軸方向中央部よりも前記アーム寄りに配置され、前記荷重負担部材は、硬度がロックウェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１００〜１３０、摩擦係数が０．１〜０．２５に設定される。
【００１２】
本発明の請求項３のオートテンショナは、上記請求項１または２において、支軸とアームとの支持部位にすべり軸受が介装されている。
【００１３】
本発明の請求項４のオートテンショナは、上記請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記支軸の突片が、当該支軸およびそれに支持されるアームの一端側部分を非接触に外囲する状態で当該支軸の固定側から自由端側へ向けて延出形成される外筒部とされており、前記アームの突片が、当該アームにおいて支軸に支持される一端側部分に、径方向外向きに張り出すフランジとされており、前記荷重負担部材が、環状に形成されている。
【００１４】
以上、本発明では、要するに、テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を摩擦板だけでなく新たに追加した荷重負担部材にも負担させることにより、アームの支持剛性を高めるとともに摩擦板単体に作用する荷重を軽減させるようにしている。これにより、摩擦板の早期摩耗が抑制されるようになる。
【００１５】
特に、請求項３のように支軸とアームとの回動支持部位にすべり軸受を介装していれば、アームの動きを円滑化できるようになる他、前述した荷重を摩擦板、すべり軸受、荷重負担部材で負担するようになり、摩擦板やすべり軸受に作用する荷重を軽減できるようになる。
【００１６】
また、請求項４のように荷重負担部材を環状とし、支軸の外筒部とアームの一端側部分のフランジとの軸方向対向隙間に介装させれば、荷重負担部材の組み付けが容易に行えるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１ないし図５に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１８】
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の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、荷重負担部材単体を示す縦断面図、図４は、支軸と摩擦板押さえ板との係合形態を示す分解斜視図、図５は、過大荷重作用領域を説明するために簡略化した平面図である。
【００１９】
図中、Ａはオートテンショナの全体を示しており、１は支軸、２はアーム、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。また、Ｂはテンションプーリ３の外周に巻き掛けられるベルトである。
【００２０】
図例のオートテンショナＡは、支軸１でのアーム２の軸支部の軸方向中心Ｏ1 に対してアーム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、換言すれば、テンションプーリ３が支軸１の先端よりも前方に突出した位置に配置された構造になっている。
【００２１】
そして、このオートテンショナＡは、ベルトＢの張力変動に応じたテンションプーリ３の動きを許容しつつ、ベルトＢからの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有する構造になっている。
【００２２】
つまり、ベルトＢの張力が緩やかに減少した場合、ねじりコイルバネ４のねじり復元力（周方向の付勢力）によりアーム２およびテンションプーリ３が図１の左側に傾動して、ベルトＢの張力を一定に保つ。一方、ベルトＢの張力が緩やかに増加した場合、ねじりコイルバネ４のねじり復元力に抗してアーム２およびテンションプーリ３が図１の右側に傾動して、ベルトＢの張力を一定に保つ。
【００２３】
また、オートテンショナＡに対してベルトＢから激しい振動や衝撃が加わった場合、テンションプーリ３を支持しているアーム２のボス部２１にその振動や衝撃が伝わるが、ねじりコイルバネ４の伸張復元力（軸方向の付勢力）によりアーム２のボス部２１を摩擦板５に押し付けて摩擦抵抗を発生させているので、振動や衝撃が吸収、減衰されることになって、アーム２の不要な揺動を抑制する。これにより、テンションプーリ３の位置が実質的に変化しなくなり、ベルトＢに対するテンションが一定に保たれる。
【００２４】
以下、上記オートテンショナＡの各構成要素について、具体的に説明する。
【００２５】
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、アーム支持部１１と、外筒部１２と、ボルト取付片１３とを備えている。アーム支持部１１は、先端側半分の外周面が截頭円錐形で、基端側半分の外周面が円筒形に形成されている。外筒部１２は、アーム支持部１１の基端側から径方向外向きに延びるとともに自由端側に延びてアーム支持部１１の外周を囲むように形成されている。ボルト取付片１３は、外筒部１２の外周に径方向外向きに張り出し形成されている。この支軸１は、アルミニウム合金などを用いたダイカスト成形により製作されるものであり、前述のアーム支持部１１の外周面の形状は、成形金型の抜き勾配に対応している。
【００２６】
アーム２は、支軸１のアーム支持部１１に回動可能に支持されるもので、一端にボス部２１が、他端にプーリ支持部２２が形成されている。ボス部２１は、支軸１のアーム支持部１１の外周にブッシュ７を介して回動可能に外嵌される。プーリ支持部２２は、ボス部２１の突出方向と逆向きに突設されている。このアーム２も、上記支軸１と同様、アルミニウム合金などを用いたダイカスト成形により製作される。
【００２７】
テンションプーリ３は、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るもので、プレス材から製作されている。このテンションプーリ３は、アーム２のプーリ支持部２２に螺着されたボルト８ａにより取り付けられている。なお、前述の転がり軸受９は、テンションプーリ３の内周面とアーム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おり、この転がり軸受９に対して水分や異物がかからないようにするために、プーリ支持部２２の先端に軸受保護カバー１０が取り付けられている。
【００２８】
ねじりコイルバネ４は、支軸１のアーム支持部１１の外周面およびアーム２のボス部２１の外周面と支軸１の外筒部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る。このねじりコイルバネ４は、そのねじり復元力によりアーム２を一回転方向（図１では反時計方向）に向けて付勢し、また、その軸方向の伸張復元力によりアーム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。このねじりコイルバネ４の両端側には径方向外向きに屈曲された屈曲部４１，４２が一体的に設けられており、これらの屈曲部４１，４２が支軸１の底部に設けられたスリット状の切欠き１４とアーム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。
【００２９】
摩擦板５は、アーム２のボス部２１の前端面と、支軸１のアーム支持部１１の先端側にボルト８ｂにより固定される摩擦板押さえ板６との間に挟まれた状態で設けられており、ねじりコイルバネ４の伸張復元力によりボス部２１と摩擦板押さえ板６とに対して所要圧力で押し付けられることによりアーム２のボス部２１に対して回動抵抗を与えるものである。この摩擦板５は、従来技術で説明したものと同様、クラッチフェーシング材、ブレーキライニング材あるいはブレーキパッド材などで形成される。
【００３０】
摩擦板押さえ板６は、例えば構造用圧延鋼板をプレス成形して製作される環状板からなり、支軸１のアーム支持部１１に対して回り止め状態に固定されることによりアーム支持部１１と一体になっている。この摩擦板押さえ板６の回り止め形態は、図４に示すように、その内周部分に形成されてある波状係止部６ａと、支軸１のアーム支持部１１の先端面に形成されてある波状係止部１１ａとを嵌合することによって実現している。なお、この実施形態では、摩擦板押さえ板６の円周数カ所に摩擦板５の摩耗粉を溜めて外部へ排出する凹部６ｂが設けられている。
【００３１】
ブッシュ７は、支軸１のアーム支持部１１の截頭円錐部分の外周面とアーム２のボス部２１の内周面との嵌合部位に介装されるもので、截頭円筒状に形成されている。この実施形態では、図２に示すように、ブッシュ７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設定されている。ここでは、軸心方向に対する内周面７ａの傾斜角に対して外周面７ｂの傾斜角を小さくしている。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。このブッシュ７は、例えば従来技術で説明した焼結金属材、あるいはポリアミド４６（商品名４６ナイロン）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）などのエンジニアリングプラスチックで形成される。
【００３２】
ここで、本発明の特徴を説明する。要するに、上記オートテンショナＡのようにテンションプーリ３をオフセット配置している構造では、図５に示すように、テンションプーリ３に作用するベルトＢの荷重がアーム２を傾かせるモーメントとして働くことが避けられないので、このモーメント荷重を、摩擦板５およびブッシュ７だけで負担させるのではなく、支軸１の外筒部１２とアーム２のボス部２２に形成の径方向外向きフランジ２４との間の軸方向対向隙間に介装した荷重負担部材１５にも負担させるようにしている。
【００３３】
荷重負担部材１５は、円筒部１５ａと、その軸方向一端側に径方向外向きに延出するフランジ部１５ｂとを備えており、円筒部１５ａが支軸１の外筒部１２に内嵌された状態で、フランジ部１５ｂが支軸１の外筒部１２とアーム２のボス部２２に形成のフランジ２４との間に挟まれている。この荷重負担部材１５は、好ましくは比較的硬質で摩擦係数の低い材料、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ガラス繊維などを添加したフェノール樹脂などで形成される。ちなみに、荷重負担部材１５は、その硬度がロックウェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１００〜１３０好ましくは１１５に、また、摩擦係数が０．１〜０．２５好ましくは０．２程度にそれぞれ設定される。なお、荷重負担部材１５の特にフランジ部１５ｂの肉厚は、初期よりボス部２１と支軸１の間で圧縮を受けることのないよう、適宜設定される。
【００３４】
ところで、荷重負担部材１５に対する荷重作用領域は、アーム２のボス部２１の回動中心Ｐ1とテンションプーリ３の回動中心Ｐ2とを結ぶ線Ｍ1を中心として図５の右半分の領域、つまり、アーム２のボス部２１の回動中心Ｐ1と一方のボルト取付片１３の中心Ｐ3とを結ぶ線Ｍ2を中心として時計方向および反時計方向に各々４５〜９０度の角度θを持つ範囲になり、この領域において図５の紙面側から奥側へ向かう方向に作用する。なお、摩擦板５やブッシュ７に対する荷重作用領域は、荷重負担部材１５に対する荷重作用領域と反対、つまりアーム２のボス部２１の回動中心Ｐ1とテンションプーリ３の回動中心Ｐ2とを結ぶ線Ｍ1を中心として図５の左半分の領域となり、この領域において図５の紙面側から手前側へ向かう方向に作用する。
【００３５】
このように、テンションプーリ３のオフセット配置に起因するモーメント荷重を、摩擦板５、ブッシュ７ならびに荷重負担部材１５と、従来例に比べて多くの部材で負担させているから、アーム２の支持剛性を高めることができるようになるとともに、摩擦板５やブッシュ７に対して作用するモーメント荷重を軽減させることができる。これにより、摩擦板５やブッシュ７に特別な工夫を施さなくてもそれらの偏摩耗や破損を効果的に回避できるようになり、アーム２の傾きを長期にわたって防止できるようになって、オートテンショナＡ本来の機能（ベルトの張力変動の吸収や振動・衝撃の減衰）を長期にわたって安定的に発揮させることができるようになる。この他、荷重負担部材１５は、支軸１の外筒部１２と、アーム２のボス部２１のフランジ２４との間の軸方向対向隙間を塞ぐことになるので、ねじりコイルバネ４やブッシュ７などを外部環境から密封することができるようになる。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３７】
（１） 上記実施形態での荷重負担部材１５は、その円筒部１５ａを支軸１側に取り付けるようにしているが、アーム２側に取り付けるようにしてもよい。また、この荷重負担部材１５は、摩擦板５と同様に、アーム２に対して回動抵抗を付与するものとして積極的に利用することができる。その場合、荷重負担部材１５のフランジ部１５ｂをアーム２に対して常時当接させる状態に管理する必要がある。また、素材についても摩擦板５と同様のものとしてもよい。
【００３８】
（２） 上記実施形態での荷重負担部材１５の形状や大きさは特に限定されない。例えば、図示しないが、テンションプーリ３のオフセット配置に起因する荷重作用領域のみに部分的に設けるような形状としてもよい。これは、支軸１の外筒部１２やアーム２のフランジ２４についても同様であり、これらを環状とせずに突片などのように部分的に設けるようにしてもよい。
【００３９】
（３） 上記実施形態では、ブッシュ７の肉厚を軸方向で可変した構成を例に挙げているが、肉厚を均一にしたものとしたり、あるいは単純に円筒形にしたりすることができる。また、このブッシュ７の素材についても、上述した焼結金属材以外の金属材や上述した合成樹脂材以外の合成樹脂材とすることができる。
【００４０】
（４） 上記実施形態では、摩擦板押さえ板６に摩耗粉を溜めて排出するための凹部６ｂを設けた構成を例に挙げているが、この凹部６ｂを設けていないものも本発明に含まれる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の請求項１ないし４のオートテンショナでは、テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を負担する部材を従来よりも増やすことにより、アームの支持剛性を高めるとともに、摩擦板に対して作用する荷重を軽減させるようにしている。したがって、摩擦板の偏摩耗を抑制できるようになり、耐久性すなわち寿命を向上できるなど、ランニングコストの低減に貢献できる結果となる。また、アームの傾きを長期にわたって防止できるようになってオートテンショナ本来の機能（ベルトの張力変動の吸収や振動・衝撃の減衰）の長期安定化を達成できるようになる。
【００４２】
特に、請求項３のように支軸とアームとの支持部位にすべり軸受を設けている場合には、アームの動きを円滑化できるようになる他、このすべり軸受にも前述したオフセット配置に起因する荷重を負担させることができるので、結果的に、摩擦板、すべり軸受、荷重負担部材でもって前述の荷重を負担することになり、摩擦板やすべり軸受の偏摩耗や破損をより効果的に防止できるようになる。
【００４３】
また、請求項４のように、荷重負担部材を環状とし、支軸の外筒部とアームの一端側部分のフランジとの軸方向対向隙間に介装させるようにすれば、荷重負担部材の組み付けが容易に行えるという効果が得られる。
【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の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】同実施形態の荷重負担部材単体を示す縦断面図
【図４】同実施形態の支軸と摩擦板押さえ板との係合形態を示す分解斜視図
【図５】同実施形態において過大荷重作用領域を説明するために簡略化した平面図
【符号の説明】
Ａ オートテンショナ
Ｂ ベルト
１ 支軸
１１ 支軸のアーム支持部
１２ 支軸の外筒部
２ アーム
２１ アームのボス部
２２ アームのプーリ支持部
２４ ボス部のフランジ
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
１５ 荷重負担部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト駆動機構の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、テンションプーリがオフセット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の従来例として、例えば特開平２−２５３０３５号公報などに示すようなものがある。
【０００３】
この公報例のオートテンショナでは、ベルトの張力変動に応じたテンションプーリの動きを許容しつつ、ベルトからの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構造になっている。なお、ベルトの張力変化は、環境の温度変化や経時的な伸縮変化等によって発生する。
【０００４】
このような機能を実現するために、テンションプーリ支持用のアームのボス部の前端面と、アーム支持用の支軸の前端に一体的に取り付けられるガイド板との間に、環状の摩擦板を挟み、ねじりコイルバネの伸張復元力により摩擦板をボス部とガイド板とに圧接させるようにしている。この摩擦板は、例えばＰＥＥＫ材などのポリアミド樹脂、クラッチフェーシング材、ブレーキライニング材あるいはブレーキパッド材などで形成される。
【０００５】
また、アームのボス部と支軸との間には、アームの揺動動作を円滑にするためにすべり軸受としてブッシュが介装されている。このブッシュは、例えばＰＡ４６などのポリアミド樹脂、焼結金属などで形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のオートテンショナのようにテンションプーリをオフセット配置した構造では、テンションプーリに作用するベルト荷重がアームを傾かせるモーメントとして働き、摩擦板やブッシュに対して過大な荷重が作用し、下記するような不具合が発生する。
【０００７】
すなわち、摩擦板の円周上の所要角度領域に作用する荷重が過多となるため、その領域の摩耗が他の領域に比べて進展しやすい。これと同様に、ブッシュの軸方向先端側領域に作用する荷重が過多となるため、その領域の摩耗が他の領域に比べて進展しやすい。このようなことから、摩擦板やブッシュが早期に偏摩耗するなど、寿命が短くなっている。
【０００８】
ちなみに、このような摩擦板やブッシュの偏摩耗や破損が発生すると、支軸に対するアームの傾きが発生しやすくなり、テンションプーリに巻き掛けられたベルトが外れやすくなったり、あるいはテンションプーリの揺動動作に支障を来たし、オートテンショナの本来の機能（ベルトの張力変動の吸収や振動・衝撃の減衰）を損ねることになりかねない。
【０００９】
したがって、本発明は、オフセット構造のオートテンショナにおいて、アームの支持剛性を高めて、各部の耐久性を向上することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のオートテンショナは、固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢されるアームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配置された状態で回動可能に支持されるテンションプーリと、アームの一端側と支軸との間に配設されたアームに回動抵抗を付与する摩擦板とを備え、前記支軸とそれに支持されるアームの一端側部分とに、それらの外径側で互いに軸方向で所要隙間を介して対向する突片がそれぞれ設けられ、これら両突片間の対向隙間に、前記テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を受ける樹脂製の荷重負担部材が介装されているとともに、該荷重負担部材は、支軸の軸方向中央部よりも前記アーム寄りに配置され、前記荷重負担部材は、硬度がロックウェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１００〜１３０、摩擦係数が０．１〜０．２５に設定される。
【００１１】
本発明の請求項２のオートテンショナは、固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢されるアームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配置された状態で回動可能に支持されるテンションプーリと、アームの一端側と支軸との間に配設されたアームに回動抵抗を付与する摩擦板とを備え、前記支軸に、その固定側から自由端側へ向けて延出する突片が、当該支軸に支持されるアームの一端側部分の外径側に非接触に設けられ、前記アームにおいて支軸に支持される一端側部分に、径方向外向きに延出しかつ前記支軸の突片の自由端に対して軸方向で所要隙間を介して対向する突片が設けられ、前記両突片間の対向隙間に、前記テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を受ける樹脂製の荷重負担部材が介装されているとともに、該荷重負担部材は、支軸の軸方向中央部よりも前記アーム寄りに配置され、前記荷重負担部材は、硬度がロックウェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１００〜１３０、摩擦係数が０．１〜０．２５に設定される。
【００１２】
本発明の請求項３のオートテンショナは、上記請求項１または２において、支軸とアームとの支持部位にすべり軸受が介装されている。
【００１３】
本発明の請求項４のオートテンショナは、上記請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記支軸の突片が、当該支軸およびそれに支持されるアームの一端側部分を非接触に外囲する状態で当該支軸の固定側から自由端側へ向けて延出形成される外筒部とされており、前記アームの突片が、当該アームにおいて支軸に支持される一端側部分に、径方向外向きに張り出すフランジとされており、前記荷重負担部材が、環状に形成されている。
【００１４】
以上、本発明では、要するに、テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を摩擦板だけでなく新たに追加した荷重負担部材にも負担させることにより、アームの支持剛性を高めるとともに摩擦板単体に作用する荷重を軽減させるようにしている。これにより、摩擦板の早期摩耗が抑制されるようになる。
【００１５】
特に、請求項３のように支軸とアームとの回動支持部位にすべり軸受を介装していれば、アームの動きを円滑化できるようになる他、前述した荷重を摩擦板、すべり軸受、荷重負担部材で負担するようになり、摩擦板やすべり軸受に作用する荷重を軽減できるようになる。
【００１６】
また、請求項４のように荷重負担部材を環状とし、支軸の外筒部とアームの一端側部分のフランジとの軸方向対向隙間に介装させれば、荷重負担部材の組み付けが容易に行えるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１ないし図５に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１８】
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の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、荷重負担部材単体を示す縦断面図、図４は、支軸と摩擦板押さえ板との係合形態を示す分解斜視図、図５は、過大荷重作用領域を説明するために簡略化した平面図である。
【００１９】
図中、Ａはオートテンショナの全体を示しており、１は支軸、２はアーム、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。また、Ｂはテンションプーリ３の外周に巻き掛けられるベルトである。
【００２０】
図例のオートテンショナＡは、支軸１でのアーム２の軸支部の軸方向中心Ｏ1 に対してアーム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、換言すれば、テンションプーリ３が支軸１の先端よりも前方に突出した位置に配置された構造になっている。
【００２１】
そして、このオートテンショナＡは、ベルトＢの張力変動に応じたテンションプーリ３の動きを許容しつつ、ベルトＢからの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有する構造になっている。
【００２２】
つまり、ベルトＢの張力が緩やかに減少した場合、ねじりコイルバネ４のねじり復元力（周方向の付勢力）によりアーム２およびテンションプーリ３が図１の左側に傾動して、ベルトＢの張力を一定に保つ。一方、ベルトＢの張力が緩やかに増加した場合、ねじりコイルバネ４のねじり復元力に抗してアーム２およびテンションプーリ３が図１の右側に傾動して、ベルトＢの張力を一定に保つ。
【００２３】
また、オートテンショナＡに対してベルトＢから激しい振動や衝撃が加わった場合、テンションプーリ３を支持しているアーム２のボス部２１にその振動や衝撃が伝わるが、ねじりコイルバネ４の伸張復元力（軸方向の付勢力）によりアーム２のボス部２１を摩擦板５に押し付けて摩擦抵抗を発生させているので、振動や衝撃が吸収、減衰されることになって、アーム２の不要な揺動を抑制する。これにより、テンションプーリ３の位置が実質的に変化しなくなり、ベルトＢに対するテンションが一定に保たれる。
【００２４】
以下、上記オートテンショナＡの各構成要素について、具体的に説明する。
【００２５】
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、アーム支持部１１と、外筒部１２と、ボルト取付片１３とを備えている。アーム支持部１１は、先端側半分の外周面が截頭円錐形で、基端側半分の外周面が円筒形に形成されている。外筒部１２は、アーム支持部１１の基端側から径方向外向きに延びるとともに自由端側に延びてアーム支持部１１の外周を囲むように形成されている。ボルト取付片１３は、外筒部１２の外周に径方向外向きに張り出し形成されている。この支軸１は、アルミニウム合金などを用いたダイカスト成形により製作されるものであり、前述のアーム支持部１１の外周面の形状は、成形金型の抜き勾配に対応している。
【００２６】
アーム２は、支軸１のアーム支持部１１に回動可能に支持されるもので、一端にボス部２１が、他端にプーリ支持部２２が形成されている。ボス部２１は、支軸１のアーム支持部１１の外周にブッシュ７を介して回動可能に外嵌される。プーリ支持部２２は、ボス部２１の突出方向と逆向きに突設されている。このアーム２も、上記支軸１と同様、アルミニウム合金などを用いたダイカスト成形により製作される。
【００２７】
テンションプーリ３は、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るもので、プレス材から製作されている。このテンションプーリ３は、アーム２のプーリ支持部２２に螺着されたボルト８ａにより取り付けられている。なお、前述の転がり軸受９は、テンションプーリ３の内周面とアーム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おり、この転がり軸受９に対して水分や異物がかからないようにするために、プーリ支持部２２の先端に軸受保護カバー１０が取り付けられている。
【００２８】
ねじりコイルバネ４は、支軸１のアーム支持部１１の外周面およびアーム２のボス部２１の外周面と支軸１の外筒部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る。このねじりコイルバネ４は、そのねじり復元力によりアーム２を一回転方向（図１では反時計方向）に向けて付勢し、また、その軸方向の伸張復元力によりアーム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。このねじりコイルバネ４の両端側には径方向外向きに屈曲された屈曲部４１，４２が一体的に設けられており、これらの屈曲部４１，４２が支軸１の底部に設けられたスリット状の切欠き１４とアーム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。
【００２９】
摩擦板５は、アーム２のボス部２１の前端面と、支軸１のアーム支持部１１の先端側にボルト８ｂにより固定される摩擦板押さえ板６との間に挟まれた状態で設けられており、ねじりコイルバネ４の伸張復元力によりボス部２１と摩擦板押さえ板６とに対して所要圧力で押し付けられることによりアーム２のボス部２１に対して回動抵抗を与えるものである。この摩擦板５は、従来技術で説明したものと同様、クラッチフェーシング材、ブレーキライニング材あるいはブレーキパッド材などで形成される。
【００３０】
摩擦板押さえ板６は、例えば構造用圧延鋼板をプレス成形して製作される環状板からなり、支軸１のアーム支持部１１に対して回り止め状態に固定されることによりアーム支持部１１と一体になっている。この摩擦板押さえ板６の回り止め形態は、図４に示すように、その内周部分に形成されてある波状係止部６ａと、支軸１のアーム支持部１１の先端面に形成されてある波状係止部１１ａとを嵌合することによって実現している。なお、この実施形態では、摩擦板押さえ板６の円周数カ所に摩擦板５の摩耗粉を溜めて外部へ排出する凹部６ｂが設けられている。
【００３１】
ブッシュ７は、支軸１のアーム支持部１１の截頭円錐部分の外周面とアーム２のボス部２１の内周面との嵌合部位に介装されるもので、截頭円筒状に形成されている。この実施形態では、図２に示すように、ブッシュ７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設定されている。ここでは、軸心方向に対する内周面７ａの傾斜角に対して外周面７ｂの傾斜角を小さくしている。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。このブッシュ７は、例えば従来技術で説明した焼結金属材、あるいはポリアミド４６（商品名４６ナイロン）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）などのエンジニアリングプラスチックで形成される。
【００３２】
ここで、本発明の特徴を説明する。要するに、上記オートテンショナＡのようにテンションプーリ３をオフセット配置している構造では、図５に示すように、テンションプーリ３に作用するベルトＢの荷重がアーム２を傾かせるモーメントとして働くことが避けられないので、このモーメント荷重を、摩擦板５およびブッシュ７だけで負担させるのではなく、支軸１の外筒部１２とアーム２のボス部２２に形成の径方向外向きフランジ２４との間の軸方向対向隙間に介装した荷重負担部材１５にも負担させるようにしている。
【００３３】
荷重負担部材１５は、円筒部１５ａと、その軸方向一端側に径方向外向きに延出するフランジ部１５ｂとを備えており、円筒部１５ａが支軸１の外筒部１２に内嵌された状態で、フランジ部１５ｂが支軸１の外筒部１２とアーム２のボス部２２に形成のフランジ２４との間に挟まれている。この荷重負担部材１５は、好ましくは比較的硬質で摩擦係数の低い材料、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ガラス繊維などを添加したフェノール樹脂などで形成される。ちなみに、荷重負担部材１５は、その硬度がロックウェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１００〜１３０好ましくは１１５に、また、摩擦係数が０．１〜０．２５好ましくは０．２程度にそれぞれ設定される。なお、荷重負担部材１５の特にフランジ部１５ｂの肉厚は、初期よりボス部２１と支軸１の間で圧縮を受けることのないよう、適宜設定される。
【００３４】
ところで、荷重負担部材１５に対する荷重作用領域は、アーム２のボス部２１の回動中心Ｐ1とテンションプーリ３の回動中心Ｐ2とを結ぶ線Ｍ1を中心として図５の右半分の領域、つまり、アーム２のボス部２１の回動中心Ｐ1と一方のボルト取付片１３の中心Ｐ3とを結ぶ線Ｍ2を中心として時計方向および反時計方向に各々４５〜９０度の角度θを持つ範囲になり、この領域において図５の紙面側から奥側へ向かう方向に作用する。なお、摩擦板５やブッシュ７に対する荷重作用領域は、荷重負担部材１５に対する荷重作用領域と反対、つまりアーム２のボス部２１の回動中心Ｐ1とテンションプーリ３の回動中心Ｐ2とを結ぶ線Ｍ1を中心として図５の左半分の領域となり、この領域において図５の紙面側から手前側へ向かう方向に作用する。
【００３５】
このように、テンションプーリ３のオフセット配置に起因するモーメント荷重を、摩擦板５、ブッシュ７ならびに荷重負担部材１５と、従来例に比べて多くの部材で負担させているから、アーム２の支持剛性を高めることができるようになるとともに、摩擦板５やブッシュ７に対して作用するモーメント荷重を軽減させることができる。これにより、摩擦板５やブッシュ７に特別な工夫を施さなくてもそれらの偏摩耗や破損を効果的に回避できるようになり、アーム２の傾きを長期にわたって防止できるようになって、オートテンショナＡ本来の機能（ベルトの張力変動の吸収や振動・衝撃の減衰）を長期にわたって安定的に発揮させることができるようになる。この他、荷重負担部材１５は、支軸１の外筒部１２と、アーム２のボス部２１のフランジ２４との間の軸方向対向隙間を塞ぐことになるので、ねじりコイルバネ４やブッシュ７などを外部環境から密封することができるようになる。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３７】
（１） 上記実施形態での荷重負担部材１５は、その円筒部１５ａを支軸１側に取り付けるようにしているが、アーム２側に取り付けるようにしてもよい。また、この荷重負担部材１５は、摩擦板５と同様に、アーム２に対して回動抵抗を付与するものとして積極的に利用することができる。その場合、荷重負担部材１５のフランジ部１５ｂをアーム２に対して常時当接させる状態に管理する必要がある。また、素材についても摩擦板５と同様のものとしてもよい。
【００３８】
（２） 上記実施形態での荷重負担部材１５の形状や大きさは特に限定されない。例えば、図示しないが、テンションプーリ３のオフセット配置に起因する荷重作用領域のみに部分的に設けるような形状としてもよい。これは、支軸１の外筒部１２やアーム２のフランジ２４についても同様であり、これらを環状とせずに突片などのように部分的に設けるようにしてもよい。
【００３９】
（３） 上記実施形態では、ブッシュ７の肉厚を軸方向で可変した構成を例に挙げているが、肉厚を均一にしたものとしたり、あるいは単純に円筒形にしたりすることができる。また、このブッシュ７の素材についても、上述した焼結金属材以外の金属材や上述した合成樹脂材以外の合成樹脂材とすることができる。
【００４０】
（４） 上記実施形態では、摩擦板押さえ板６に摩耗粉を溜めて排出するための凹部６ｂを設けた構成を例に挙げているが、この凹部６ｂを設けていないものも本発明に含まれる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の請求項１ないし４のオートテンショナでは、テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を負担する部材を従来よりも増やすことにより、アームの支持剛性を高めるとともに、摩擦板に対して作用する荷重を軽減させるようにしている。したがって、摩擦板の偏摩耗を抑制できるようになり、耐久性すなわち寿命を向上できるなど、ランニングコストの低減に貢献できる結果となる。また、アームの傾きを長期にわたって防止できるようになってオートテンショナ本来の機能（ベルトの張力変動の吸収や振動・衝撃の減衰）の長期安定化を達成できるようになる。
【００４２】
特に、請求項３のように支軸とアームとの支持部位にすべり軸受を設けている場合には、アームの動きを円滑化できるようになる他、このすべり軸受にも前述したオフセット配置に起因する荷重を負担させることができるので、結果的に、摩擦板、すべり軸受、荷重負担部材でもって前述の荷重を負担することになり、摩擦板やすべり軸受の偏摩耗や破損をより効果的に防止できるようになる。
【００４３】
また、請求項４のように、荷重負担部材を環状とし、支軸の外筒部とアームの一端側部分のフランジとの軸方向対向隙間に介装させるようにすれば、荷重負担部材の組み付けが容易に行えるという効果が得られる。
【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の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】同実施形態の荷重負担部材単体を示す縦断面図
【図４】同実施形態の支軸と摩擦板押さえ板との係合形態を示す分解斜視図
【図５】同実施形態において過大荷重作用領域を説明するために簡略化した平面図
【符号の説明】
Ａ オートテンショナ
Ｂ ベルト
１ 支軸
１１ 支軸のアーム支持部
１２ 支軸の外筒部
２ アーム
２１ アームのボス部
２２ アームのプーリ支持部
２４ ボス部のフランジ
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
１５ 荷重負担部材
Claims (4)
- 固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢されるアームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配置された状態で回動可能に支持されるテンションプーリと、アームの一端側と支軸との間に配設されたアームに回動抵抗を付与する摩擦板とを備え、
前記支軸とそれに支持されるアームの一端側部分とに、それらの外径側で互いに軸方向で所要隙間を介して対向する突片がそれぞれ設けられ、
これら両突片間の対向隙間に、前記テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を受ける樹脂製の荷重負担部材が介装されているとともに、
該荷重負担部材は、支軸の軸方向中央部よりも前記アーム寄りに配置され、
前記荷重負担部材は、硬度がロックウェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１００〜１３０、摩擦係数が０．１〜０．２５に設定される、ことを特徴とするオートテンショナ。 - 固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢されるアームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配置された状態で回動可能に支持されるテンションプーリと、アームの一端側と支軸との間に配設されたアームに回動抵抗を付与する摩擦板とを備え、
前記支軸に、その固定側から自由端側へ向けて延出する突片が、当該支軸に支持されるアームの一端側部分の外径側に非接触に設けられ、
前記アームにおいて支軸に支持される一端側部分に、径方向外向きに延出しかつ前記支軸の突片の自由端に対して軸方向で所要隙間を介して対向する突片が設けられ、
前記両突片間の対向隙間に、前記テンションプーリのオフセット配置に起因する荷重を受ける樹脂製の荷重負担部材が介装されているとともに、
該荷重負担部材は、支軸の軸方向中央部よりも前記アーム寄りに配置され、
前記荷重負担部材は、硬度がロックウェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１００〜１３０、摩擦係数が０．１〜０．２５に設定される、ことを特徴とするオートテンショナ。 - 請求項１または２に記載のオートテンショナにおいて、支軸とアームとの支持部位にすべり軸受が介装されている、ことを特徴とするオートテンショナ。
- 請求項１ないし３のいずれかに記載のオートテンショナにおいて、前記支軸の突片が、当該支軸およびそれに支持されるアームの一端側部分を非接触に外囲する状態で当該支軸の固定側から自由端側へ向けて延出形成される外筒部とされており、前記アームの突片が、当該アームにおいて支軸に支持される一端側部分に、径方向外向きに張り出すフランジとされており、前記荷重負担部材が、環状に形成されている、ことを特徴とするオートテンショナ。
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