JP3916074B2 - Auto tensioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトに適切な張力を付与すると共にベルトに発生した振動を減衰させるオートテンショナに関する。
【0002】
【従来の技術】
オートテンショナは、揺動軸に回動自在に支持される回動部材の先端にプーリを取付けた構成を備え、回動部材の回動に伴ってプーリの相対位置が変わることによりプーリに当接するベルトに適切な張力を付与するものである。プーリの回転軸は揺動軸に平行かつ所定距離だけ離れている。オートテンショナの小型化の要求に伴って2軸間距離は狭められるが、プーリまたはベルトが回動部材に干渉せずに回転するためには、回動部材に対して軸方向に異なる位置に設けなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ベルトが緊張する際にプーリを一方向に押圧するため、回動部材には揺動軸を中心に傾けさせるモーメント荷重が作用する。回動部材に対して軸方向の位置が離れるほどこのモーメント荷重は大きくなるため、回動部材が傾きやすくなるという問題が生じる。
【0004】
本発明は、この様な点に鑑みてなされたものであり、回動部材の傾きを低減した小型のオートテンショナを得ることが目的である。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によるオートテンショナは、揺動軸を固定する固定部を有するベースと、ベースに向かって開口し、その開口端が揺動軸心方向において固定部の高さまで延材するカップ部と、カップ部の底面からベースに向かって延び揺動軸に回転自在に支持される軸受部と、カップ部の外周面から延びて先端にプーリが取付けられるアーム部とを有するベースに対し回動自在に取付けられた回動部材と、ベースに固定されてカップ部の開口端近傍の内周面に沿って摩擦摺動するとともに、開口端を支持するダンピング部材と、揺動軸の周囲に螺旋状に巻回され、両端部がカップ部の底面と前記ベースとにそれぞれ係止されたねじりコイルバネとを備え、軸受部に嵌挿される揺動軸の径が、ベース部に固定される揺動軸の径よりも相対的に大きく、ねじりコイルバネのベース側に係止される端部がダンピング部材との干渉を避けるためにピッグテールエンド状に形成されたことを特徴とする。これにより、小型かつ簡単な構成で、軸受部の荷重負担を軽減して回動部材の傾きを防止できるとともに均一かつ安定したダンピング力を得ることができる。
【0006】
具体的には、ダンピング部材は揺動軸心を軸心とする筒状部材であってもよく、さらにダンピング部材の内側に設けられたリング状バネによって円周方向に略均一の力でカップの内周面に向かって押圧付勢されてもよい。
【0007】
なお、ピッグテールエンド状に形成されたねじりコイルバネは、ダンピング部材のみならず、リング状バネとの干渉も避け、カップ部内の空間利用をより効率的なものとしている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるオートテンショナの実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0009】
図1には、オートテンショナ10がベルト20と共に示される。ベルト20は図示しないエンジンの出力軸に取付けられた駆動プーリや、エアコンディショナやオルタネータ等の種々の補機軸に取付けられた従動プーリに掛けられた無端ベルトであり、駆動プーリの回転駆動力を従動プーリに伝達する。
【0010】
オートテンショナ10は図示しないエンジンブロックの所定位置に3本のボルト12により固定されるベース30を備え、このベース30には揺動軸40が一体的に固定される。回動部材50は揺動軸40の軸心C1を中心に所定角度範囲θ内で回動自在であり、その先端にはプーリ60が回転自在に取り付けられる。プーリ60の回転軸心C2は揺動軸心C1に平行である。各ボルト12が取付けられる3つの取付け部38は揺動軸心C1周りに略等間隔に配され、ベース30は円周方向に略均一の力で固定される。
【0011】
プーリ60は、ベルト20の回転駆動により回転軸心C2周りに回転すると共に、回動部材50の揺動軸心C1周りの回動動作に伴って破線で示される第1位置と一点鎖線で示される第2位置との間でその相対位置を変え、プーリ60の外周面に当接するベルト20を緊張させる、または弛緩させる。回動部材50は揺動軸心C1を中心に図中時計回り方向に所定の力で付勢され、ベルト20は適度に緊張させられる。
【0012】
図2は、オートテンショナ20の断面図である。回動部材50はベース30に向かって開口するカップ部52を備え、カップ部52の開口側の一部はベース30に形成された円形溝36に収容される。回動部材50は揺動軸40によってラジアル方向に支持される軸受部54を備え、軸受部54はカップ底面52aの中央からベース30に向かって延びる円筒形状を呈し、その軸心は揺動軸心C1に一致する。軸受部54の軸長さはカップ部52の軸長さの約半分である。回動部材50やベース30は形状が複雑なため、アルミニウム等の加工の容易な軟質金属から形成される。なお以下の説明では、軸方向は揺動軸心C1に平行な方向を指す。
【0013】
軸受部54には耐磨耗性に優れ摩擦係数が相対的に小さい合成樹脂材料により形成された円筒状の滑り軸受70が圧入されており、揺動軸40の上半分は滑り軸受70内を嵌挿する。揺動軸40の下半分は上半分より径が小さく、ベース30の円筒状固定部32に圧入固定される。カップ部52から突出した揺動軸40の頭部42は揺動軸40の径の約2倍の径を有する円板状に形成され、そのフランジ部分によりカップ部52の軸方向における相対位置が規制される。即ち、回動部材50は揺動軸心C1周りに回動自在に固定され、回動部材50の回動時には滑り軸受70と揺動軸40とが摩擦摺動する。滑り軸受70にはフランジ72が形成され、このフランジ72は頭部42のフランジ部とカップ部52との間に介在して両者の干渉による亀裂や破損を防止する。
【0014】
回動部材50はカップ部52と一体的なアーム部56を備え、このアーム部56はカップ部52の底面側外周面の一部から径方向外側に延びている。アーム部56の先端にはプーリ60がボールベアリング64を介して取付けられ、これによりプーリ60はアーム部56に対して回転軸心C2周りに回転自在である。ボールベアリング64はボルト62およびワッシャ66により軸方向に固定され、図中上方への抜け落ちが防止される。
【0015】
カップ部52の内部には、揺動軸40の周囲に螺旋状に巻回されたねじりコイルバネ80が適度にねじられた状態で収容され、ねじりコイルバネ80の一端部82はカップ底面52aに係止され、他端部84はベース30に係止される。ねじりコイルバネ80のばね力によって、カップ部52即ち回動部材50はベース30に対して一定の回転方向(図1の時計回り方向)に常に回動付勢される。これによりベルト20は適度に緊張させられてその撓みが防止され、エンジンの駆動力は各補機に確実に伝達される。
【0016】
オートテンショナ10はエンジンの回転数の変化等によりベルト20に発生した振動を減衰させるためのダンピング機構を有し、このダンピング機構は、ベース30に固定され回動部材50に摩擦摺動する合成樹脂製のダンピング部材90と、このダンピング部材90を一定の押圧力で回動部材50側へ付勢するリング状バネ92とを備える。ダンピング機構は回動部材50の回動に対して摩擦抵抗を付与し、これにより回動部材50即ちプーリ60が制動され、ベルト20の振動が減衰させられる。
【0017】
図2の断面図および図3の平面図を参照して、ダンピング部材90について詳述する。図3は、ベース30にダンピング部材90を取付けた状態を示している。
【0018】
ダンピング部材90は、揺動軸心C1を軸心とする筒状部94を備える。筒状部94の外周面94aの直径はカップ部52の開口近傍の内周面(以下開口側内周面と略して記す)52bの直径に略等しく、軸方向において筒状部94の約2/3はカップ部52の開口からその軸方向長さの約1/4程度にまで挿入され、筒状部外周面94aと開口側内周面52bとが略全周に渡って密着する。筒状部外周面94aにはフランジ96が形成され、このフランジ96はカップ部52の開口とベース30との間に介在して両者に密着し、双方の干渉を防止すると共にカップ部52内への塵埃、水、塩水等の侵入を防止する役目を果たす。
【0019】
フランジ96の外径はカップ部52の外径に一致し、これらを収容する円形溝36の外径はこれらより僅かに大きい。円形溝36の内側にはさらに一段低い円形溝31が同心状に形成され、この円形溝31の側面に筒状部外周面94aが密着し、円形溝31の底面に筒状部94のベース30側端面が密着する。
【0020】
筒状部94は円周方向において一部開放しており、摩擦摺動面である外周面94aが磨耗したとしてもリング状バネ92の径方向外側への付勢力により開放部95が広がって径方向に拡大し、常に外周面94aが開口側内周面52bに密着する。これにより円周方向に均一かつ安定した摩擦抵抗が得られ、偏磨耗が防止される。
【0021】
筒状部94の内側には2つの円弧状取付部98が一体的に設けられており、これら円弧状取付部98は、軸方向においてはベース30側端面から筒状部94の中程までに渡って設けられ、円周方向においては開放部95の変位を許容するために開放部95から最も離れた位置に2つが互いに近接して設けられる。各円弧状取付部98には軸方向に貫通したピン穴100が形成され、ベース30のピン34が隙間なく挿入される。ピン34は、円形溝31の底面からカップ52に向かって延びている。ピン34およびピン穴100の係合により、ダンピング部材90はベース30に円周方向に位置決めされる。なお、カップ部52の開口とベース30の円形溝36とでフランジ96を挟持することや、カップ部52の底面側約3/4の内径が開口側内周面52bの径より小さくなるようにカップ部52の内周面を段差状に形成することにより、ダンピング部材90が軸方向に位置決めされる。
【0022】
ダンピング部材90は、高温環境下において耐磨耗性に優れた合成樹脂材料により一体成形される。適した合成樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂等が挙げられる。
【0023】
ダンピング部材90は、カップ部52の開口近傍の部位(便宜上、カップ開口部と記載する)52Aをラジアル方向に支持する滑り軸受としての機能を有しており、滑り軸受として十分に機能し得るだけの剛性を有する。緊張したベルト20がプーリ60の側面を一方向に押圧すると、軸受部54の荷重中心W1とプーリ60の荷重中心W2の軸方向位置が距離Lだけ離れているため、回動部材50には軸受荷重中心W1周りに回転するモーメント荷重M(図2)が作用し、回動部材50に傾きが生じやすい。このモーメント荷重Mのレバー、即ち2つの荷重中心W1、W2間の軸方向距離Lを小さくするために軸受部54はプーリ60側(カップ底面52a側)に寄せられており、このため回動部材50が傾いた場合、軸受荷重中心W1から最も遠いカップ開口部52Aの変位が大きくなる。本実施形態においては、このカップ開口部52Aをダンピング部材90によりラジアル方向に支持させており、これによりカップ開口部52Aの変位、即ち回動部材50の傾きを効果的に抑えることができる。
【0024】
また、滑り軸受としてのダンピング部材90は、軸受部54の滑り軸受70より半径が大きく支持面積が広いので、滑り軸受70への荷重負担を減らすことができ、早期磨耗や早期破損が防止できる。
【0025】
さらに、ダンピング部材90は、ベース30の円形溝36、31内にその軸長さの2/3程度が埋め込まれており、ピン34はボルト12が挿入される取付部38の軸方向の略中央に位置する(図2参照)。これにより、ダンピング部材90は極めて強固にベース30に固定され、その相対位置の変位は極めて少なく、安定する。従って、ダンピング部材90に支持される回動部材50は傾きにくくなる。なお、カップ開口部52Aの一部は円形溝36内に収容されており、開口面は取付部38の軸方向中心と略同一平面上に位置する。従ってカップ開口部52Aの過度の変位は、対向する円形溝36の側面、即ち取付部38の支持により防止される。
【0026】
従来のオートテンショナでは、例えば特開平9−119492号公報に示されるように、ベースをカップ状に回動部材を平板状に形成し、ダンピング部材をプーリ側の回動部材に固定してベースのカップ開口部と摩擦摺動させていた。この場合、ダンピング部材は軸受部の径方向外側に位置するため、ねじりコイルバネとの干渉を避けるためにカップ径を大きく設定するか、あるいは軸受部を相対的に小さく設計する必要があり、小型化の要求には対応できなかった。しかし、本実施形態のオートテンショナ10においては、ダンピング機構がカップ開口部52A側に位置し、ねじりコイルバネ80とカップ部52の底面側内周面との間には何物をも介在していないので、カップ部52が小型のままで軸受部54や揺動軸40の上半分の径を従来に比べて大きく設定することができる。従って、軸受部54の軸受面積を広くしたり揺動軸40の強度を向上することができ、回動部材50の傾きをさらに抑止できる。
【0027】
以上のように、ダンピング部材90は、均一かつ安定した摩擦抵抗を回動部材50に付与するだけでなく、回動部材50の傾きを防止するラジアル軸受としての役割を果たす。
【0028】
次に、図3および図4を参照してリング状バネ92の構成およびダンピング部材90への取付けについて説明する。図4は図2のIV−IV線断面図であり、ダンピング部材90の他、さらにリング状バネ92及びねじりコイルバネ80を取付けた状態を示す図である。
【0029】
リング状バネ92は径方向の厚みが開放端から徐々に増加するC型バネであり、軸方向に2つ重ねられてダンピング部材90の筒状部内周面94bの軸方向の略中央に取付けられる。リング状バネ92は径方向に収縮するように撓められた状態で取付けられており、これによりダンピング部材90は円周方向に略均一の力で径方向外側、即ち開口側内周面52bに向かって押圧付勢され、一定の摩擦抵抗が回動部材50に付与される。なお、リング状バネ92の材質、ばね力および数は必要とする摩擦抵抗に応じて適宜変更される。
【0030】
ダンピング部材90の筒状部内周面94bには、リング状バネ92を軸方向に位置決めするための複数の突起が形成される。具体的には、筒状部94の2つの開放端には台形状の台座110がベース30側端面から円弧状取付部98と同じ軸長さ分だけ設けられ、各台座110のプーリ60側端面にはリング状バネ92をベース30側から支持する矩形突起112が一つずつ設けられる。なお、円弧状取付部98のプーリ60側端面にも矩形突起112と同一高さの円形突起114が2つずつ設けられる。各台座110の開放端縁にはリング状バネ92の開放端を係止する回り止め突起116が形成される。円弧状取付部98と台座110との間には、リング状バネ92をプーリ60側から支持する帯状突起118が設けられる。これらの構成により、リング状バネ92はダンピング部材90に対して径方向および軸方向に位置決めされる。
【0031】
図2および図4に示すように、ねじりコイルバネ80のベース30側はピッグテールエンド状に形成され、ダンピング部材90およびリング状バネ92との干渉を避けるために、最後の一巻きの径は徐々に小さくなっている。ねじりコイルバネ80の他端部84は径方向内側へ折曲され、折曲した部位から端まで直線状に延びている。ベース30の円筒状固定部32の外周面には他端部84を側方から支持する第1係止突起33が一体的に形成され、その近傍には係止突起33との間で他端部84を挟持する第2係止突起35が設けられる。このように、ねじりコイルバネ80の一端をピッグテールエンド状に形成し、ダンピング部材90およびリング状バネ92の内側の空間を有効に利用しているので、カップ部52を小型化できる。
【0032】
ねじりコイルバネ80は他端部84から半時計回り方向に延び、最初の一巻きは2つの円弧状取付部98の上方を通過する。ねじりコイルバネ80は、円弧状取付部98の近傍に設けられた2つの支持突起37、39(図4)によりベース30側から支持される。ねじりコイルバネ80と円弧状取付部98との接触を避けるために、2つの円弧状取付部98に挟まれた支持突起39は円弧状取付部98より高く設けられ、図中右側の円弧状取付部98の手前に設けられた支持突起37は円弧状取付部98と略同じまたは僅かに低い高さに設定される。
【0033】
ダンピング部材およびリング状バネをプーリ側に配した従来のオートテンショナを用いたベルトシステムにおいては、回動部材50の傾き角度の許容値0.5度に至るまでの耐久時間は約250時間であったが、本実施形態のオートテンショナ10のようにダンピング部材90およびリング状バネ92をベース30側に配した場合、耐久時間は約500時間にまで延び、従来より耐久性が2倍に向上した。
【0034】
以上のように、本実施形態のオートテンショナ10においては、ダンピング部材90が回動部材50を制動するだけでなく回動部材50をラジアル方向に支持する軸受としての機能を有しており、回動部材50の傾きが防止される。さらに、ダンピング部材90がベース30の円形溝31、36に2/3ほど埋め込まれているので、強固に支持される。
【0035】
【発明の効果】
本発明によると、回動部材の傾きを低減した小型のオートテンショナを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるオートテンショナの実施形態を示す図であり、ベルトと共に示す平面図である。
【図2】図1に示すオートテンショナの断面図である。
【図3】ベースにダンピング部材を取付けた状態を示す平面図である。
【図4】図2に示すオートテンショナのIV−IV線における断面図である。
【符号の説明】
30 ベース
40 揺動軸
50 回動部材
52 カップ部
54 軸受部
56 アーム部
60 プーリ
80 ねじりコイルバネ
90 ダンピング部材
92 リング状バネ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an auto tensioner that applies appropriate tension to a belt and attenuates vibration generated in the belt.
[0002]
[Prior art]
The auto tensioner has a configuration in which a pulley is attached to the tip of a rotating member that is rotatably supported by a swing shaft, and abuts against the pulley by changing the relative position of the pulley as the rotating member rotates. Appropriate tension is applied to the belt. The rotation axis of the pulley is parallel to the swing axis and separated by a predetermined distance. Although the distance between the two axes is reduced with the demand for miniaturization of the auto tensioner, in order for the pulley or belt to rotate without interfering with the rotating member, it is provided at a position different from the rotating member in the axial direction. There must be.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the pulley is pressed in one direction when the belt is tensioned, a moment load that tilts about the swing shaft acts on the rotating member. This moment load increases as the position in the axial direction increases with respect to the rotating member, so that the rotating member tends to tilt.
[0004]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to obtain a small auto tensioner in which the inclination of the rotating member is reduced.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An auto tensioner according to the present invention includes a base having a fixed portion for fixing a swing shaft, a cup portion that opens toward the base, and whose opening end extends to the height of the fixed portion in the swing shaft center direction, and a cup A bearing part that extends from the bottom surface of the part toward the base and is rotatably supported by a swing shaft, and an arm part that extends from the outer peripheral surface of the cup part and that has a pulley attached to the tip thereof, is attached to be rotatable. And a rotating member fixed to the base and frictionally slid along the inner peripheral surface near the opening end of the cup portion, and spirally wound around the swinging shaft and the damping member that supports the opening end. A torsion coil spring having both ends rotated to the bottom of the cup portion and the base, and the diameter of the swing shaft fitted into the bearing portion is the diameter of the swing shaft fixed to the base portion. Relatively larger than Ri end to be locked to the base side of the coil spring is characterized in that it is formed in the pigtail end shape to avoid interference with the damping member. Thereby, with a small and simple configuration, it is possible to reduce the load burden on the bearing portion and prevent the tilting of the rotating member, and obtain a uniform and stable damping force.
[0006]
Specifically, the damping member may be a cylindrical member having an oscillation axis as an axis, and a cup-shaped spring provided on the inner side of the damping member with a substantially uniform force in the circumferential direction. It may be urged toward the inner peripheral surface.
[0007]
The torsion coil spring formed in the pigtail end shape avoids interference with not only the damping member but also the ring-shaped spring, and makes space utilization in the cup portion more efficient.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an auto tensioner according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0009]
In FIG. 1, the
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
[0013]
A cylindrical sliding bearing 70 formed of a synthetic resin material having excellent wear resistance and a relatively small friction coefficient is press-fitted into the
[0014]
The rotating
[0015]
Inside the
[0016]
The
[0017]
The damping
[0018]
The damping
[0019]
The outer diameter of the
[0020]
The
[0021]
Two arcuate mounting
[0022]
The damping
[0023]
The damping
[0024]
Further, since the damping
[0025]
Further, the damping
[0026]
In a conventional auto tensioner, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-119492, a base is formed in a cup shape and a rotating member is formed in a flat plate shape, and a damping member is fixed to a rotating member on the pulley side to fix the base. Friction sliding with the cup opening. In this case, since the damping member is located on the outer side in the radial direction of the bearing portion, it is necessary to set the cup diameter large in order to avoid interference with the torsion coil spring or to design the bearing portion to be relatively small, thereby reducing the size. The request could not be met. However, in the
[0027]
As described above, the damping
[0028]
Next, the structure of the ring-shaped
[0029]
The ring-shaped
[0030]
A plurality of protrusions for positioning the ring-shaped
[0031]
As shown in FIGS. 2 and 4, the base 30 side of the
[0032]
The
[0033]
In a belt system using a conventional auto tensioner in which a damping member and a ring-shaped spring are arranged on the pulley side, the endurance time until the tilt angle of the rotating
[0034]
As described above, in the
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a small auto tensioner in which the inclination of the rotating member is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an auto tensioner according to the present invention, and is a plan view shown with a belt.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the auto tensioner shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a state in which a damping member is attached to a base.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the auto tensioner shown in FIG.
[Explanation of symbols]
30
Claims (2)
前記ベースに固定されて前記カップ部の開口端近傍の内周面に押圧され、前記内周面に沿って摩擦摺動するとともに、前記開口端を支持するダンピング部材と、
前記揺動軸の周囲に螺旋状に巻回され、両端部が前記カップ部の底面と前記ベースとにそれぞれ係止されたねじりコイルバネとを備え、前記軸受部に嵌挿される前記揺動軸の径が、前記ベース部に固定される前記揺動軸の径よりも相対的に大きく、前記ねじりコイルバネのベース側に係止される端部が前記ダンピング部材との干渉を避けるためにピッグテールエンド状に形成されることを特徴とするオートテンショナ。A base having a fixing portion for fixing the swing shaft; a cup portion that opens toward the base and whose opening end extends to the height of the fixing portion in the swing shaft center direction; and a bottom surface of the cup portion. A bearing portion that extends toward the base and is rotatably supported by the swing shaft, and an arm portion that extends from the outer peripheral surface of the cup portion and has a pulley attached to the tip thereof, and is rotatable with respect to the base. A rotating member attached to the
A damping member that is fixed to the base and pressed against the inner peripheral surface in the vicinity of the opening end of the cup portion, frictionally slides along the inner peripheral surface, and supports the opening end;
The torsional coil is wound around the rocking shaft in a spiral shape, and both end portions thereof are provided with torsion coil springs respectively engaged with the bottom surface of the cup portion and the base, and the rocking shaft is inserted into the bearing portion. The diameter is relatively larger than the diameter of the oscillating shaft fixed to the base portion, and the end portion of the torsion coil spring that is locked to the base side has a pigtail end shape to avoid interference with the damping member. An auto tensioner characterized by being formed into.
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JP2003167736A JP3916074B2 (en) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | Auto tensioner |
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