JP3934492B2 - プーリ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からプーリ装置として、例えば自動車エンジンにおいて、クランクシャフトに装着されるギヤとカムシャフトに装着されるギヤとに巻きかけられるタイミングベルトのテンションを調整するテンションプーリや、前記タイミングベルトの各ギヤに対する巻きかけ径、つまりベルト巻き角を調整するアイドラプーリがある。この他、エンジンに付設される補機(オルターネータ、クーラーコンプレッサーなど)を駆動するためのベルトに対するテンション調整用のプーリなど、いろいろある。
【0003】
これらの各種のプーリ装置のうち、例えば、上記テンションプーリは、例えば自動車エンジンのシリンダブロックに対して位置変更可能に取り付けられるブラケットと、このブラケットに非回転状態で取り付けられる支軸と、この支軸に転がり軸受を介して回転自在に外装されかつ外周面がベルトに押し付けられるプーリとを含む構成になっている。
【0004】
なお、上記支軸とプーリは、転がり軸受の内・外輪と別体物とされる場合や、一体物とされる場合がある。また、ブラケットは、全体の形状が偏平な金属板からなる。
【0005】
このテンションプーリは、プーリの中心をベルトに対して遠近変位させるようにブラケットを例えば揺動させることで、ベルトのテンションを調整するようになっている。なお、一度、ベルトに対するプーリの中心の位置を決定すると、ブラケットを固定することにより、プーリを不動とする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記テンションプーリでは、転がり軸受の転動体の通過振動や、プーリに押し付けられるベルトのテンション変動に伴う振動などが発生するが、これらの振動によりブラケットが振動させられる。この振動の周波数がブラケット固有の共振点に近づいたとき、全体の形状が扁平な板状であるブラケットが共振し、大きな騒音が発生するようになる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のプーリ装置は、設置対象面に直に接触するよう非回転状態で取り付けられる支軸と、この支軸に回転自在に外装されかつ外周面がベルトに押し付けられる軸受付きプーリと、前記支軸に直に取り付けられるブラケットと、前記ブラケットと前記設置対象面との間に挟まれるとともに前記支軸の外周に外嵌されるリング状の振動減衰部材とを含み、前記ブラケットは、前記支軸が軸方向一方側に突出するよう貫通する状態で圧入嵌合される貫通孔と、前記貫通孔から離れた位置に設けられて前記設置対象面に対して突片用ボルトにより止着される突片とを有する板からなり、前記支軸は、前記設置対象面に対して圧接される状態で、かつ前記ブラケットが前記設置対象面に対して所定の対向隙間を介して浮く状態にされるものであり、前記突片は、その軸方向他方側の面に前記突片用ボルトの頭部の座面が接触する状態で、軸方向一方側の面が前記設置対象面に間隔を有して対向している。
【0008】
ここで、設置対象面とは、自動車エンジンのシリンダブロックが挙げられる他、それのみに限定されるものではなく、プーリ装置を固定する対象物であればそのすべてが適用される。また、前記ブラケットの移動には、ブラケットの揺動があるが、この移動は、揺動に限定されるものではなく、ベルトにテンションを付与するように移動する態様のすべてが含まれる。
【0009】
また、軸受付きプーリの軸受は、転がり軸受とすることができる。その際、転がり軸受の内輪を支軸と一体にすることができ、また、外輪をプーリと一体にすることができる。
【0010】
この構成では、いろいろな要因によるブラケットの共振を振動減衰部材が吸収、減衰することになり、プーリ装置からの騒音発生を防止または抑制できるようになる。
【0012】
また、前記支軸は、その中心に挿通される支軸用ボルトで前記設置対象面に対して取り付けられるものとすることができる。
【0013】
また、前記振動減衰部材が、弾性材とされ、この振動減衰部材としての弾性材が、前記ブラケットと前記設置対象面との間に圧縮された状態で介装されるようにできる。
【0014】
この場合、弾性材からなる振動減衰部材を設置対象面とブラケットとの間で圧縮させて弾性変形させている。これにより、振動減衰部材は、その弾性復元力で設置対象面とブラケットとを互いに突っ張ることとなり、ブラケットと支軸との嵌合部分における支持剛性が向上する。その結果、ブラケットの共振が抑えられ、騒音の発生が防止または抑制される。したがって、プーリ装置の静音化が達成される。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1から図3に、本発明の一実施形態を示している。ここでは、本発明のプーリ装置をテンションプーリとした場合を例に挙げている。
【0016】
テンションプーリ14は、自動車のエンジンバルブなどを駆動するタイミングベルト12のテンションを調整するために、シリンダブロック34に取り付けられている。
【0017】
テンションプーリ14は、ブラケット22と、転がり軸受20と、プーリ21とを備える。
【0018】
ブラケット22は、偏平な金属板からなり、タイミングベルト12に与えるテンションを調整できるようテンションプーリ14を動作させるものである。ブラケット22は、円盤状の胴体22aと、この胴体22aから径方向外側に延びる突片としての揺動支点部22bと、この揺動支点部22bに対してほぼ90度離れて胴体22aから径方向外側に延びる揺動部22cとから構成されている。胴体22aは、中心に嵌合穴22dが形成されており、この嵌合穴22dの周縁から軸方向一端側に延びる円筒部22gが形成されている。なお、揺動支点部22bは、先端部にボルト挿通穴22eを有しており、揺動部22cは、先端部にバネ係止穴22fを有している。
【0019】
転がり軸受20は、内輪24と、この内輪24に対して径方向外側に配置される外輪26と、前記内・外輪24,26間に介装される複数の玉28と、各玉を保持する冠型保持器30と、内・外輪24,26間の軸方向両側に設けられるシール32とを含む。
【0020】
内輪24は、プーリ21の回転を支持するための支軸としての役割を兼ねており、軸方向一端側24aが有底とされる一方、軸方向他端側24bが開口された円筒体に構成されている。内輪24は、その底部にテンションプーリ14の揺動方向(図中矢印方向)に沿う部分円弧状のボルト挿通穴24cが設けられている。内輪24の底部寄りの外周面には周方向の軌道溝24eが形成されている。
【0021】
外輪26は、内輪24の径方向外側に同心に設けられており、かつ、内輪24の外周面に形成された前記軌道溝24eと径方向で対向する内周面には周方向の軌道溝26aが形成されている。
【0022】
複数の玉28は、転動体として、それぞれ、内・外輪24,26それぞれの軌道溝24e,26a間に周方向に介装され、内・外輪24,26間に介装された保持器30により保持されている。
【0023】
シール32は、外輪26に取り付けられており、かつ、詳細に図示していないが、内輪24に対して接触または非接触とされて、転がり軸受20内への異物侵入を防止している。
【0024】
プーリ21は、外輪26の外周面に外嵌固定されるもので、転がり軸受のプーリ21の外周面がタイミングベルト12に押し付けられる。このプーリ21は、外周面の円周数ヶ所にリブ21aが設けられており、このリブ21aがタイミングベルト12に噛み合わされている。
【0025】
そして、ブラケット22の胴体22aの嵌合穴22dに、転がり軸受20の内輪24を圧入して内輪24をブラケット22に対して貫通させた状態で取り付ける。この状態で、ブラケット22の揺動支点部22bをボルト19を介してシリンダブロック34に取り付け、また、転がり軸受20の内輪24をそのボルト挿通穴24cを通すボルト18によりシリンダブロック34に取り付ける。このとき、内輪24の軸方向他端側24bがシリンダブロック34に当接され、ブラケット22がシリンダブロック34から所要隙間bを隔てて浮いた状態とされる。
【0026】
このような状態では、ボルト18を緩めると、ブラケット22が引張ばね16により付勢されて、プーリ21がタイミングベルト12にテンションを付与する方向(図中矢印方向)に移動するようになる。そして、適度なテンションを付与する位置でボルト18を締め付けることにより、プーリ21の中心の位置を決定して、ブラケット22およびプーリ21をシリンダブロック34に対して不動に固定する。
【0027】
なお、この実施形態で例示するテンションプーリ14は、上述したように、ブラケット22をシリンダブロック34から所要隙間bだけ浮かせた状態としているが、これは、以下の理由による。
【0028】
すなわち、仮に、ブラケット22をシリンダブロック34から浮かせない構成とすると、転がり軸受20の内輪24のブラケット22に対する圧入が万一、浅くなったとき、この内輪24の固定側端面24dがシリンダブロック34の表面から離れた状態になってしまうことが懸念される。この状態のまま転がり軸受20の内輪24をシリンダブロック34にボルト18で固定していると、内輪24がブラケット22の嵌合穴22dに深く入り込むおそれがあるので、ボルト18の軸力が抜けることになりかねないのである。
【0029】
本実施形態は、ブラケット22と、シリンダブロック34との所要隙間bに振動減衰部材としてのスペーサリング40を介装させている。
【0030】
具体的に、ブラケット22から突出させた内輪24の軸方向他端側24bに対してスペーサリング40を外嵌装着させた状態で、このスペーサリング40をブラケット22とシリンダブロック34との間に挟むようにしている。なお、スペーサリング40は、内輪24の固定側端面24dより所要長さaだけ突出する状態になっている。
【0031】
そのため、テンションプーリ14をボルト18によりシリンダブロック34に固定すると、スペーサリング40は前記突出分aだけ弾性的に圧縮されることになる。これにより、スペーサリング40の弾性復元力でシリンダブロック34とブラケット22とを互いに突っ張ることとなり、ブラケット22と内輪24との支持部分における支持剛性が向上する。
【0032】
このように、弾力を有するスペーサリング40でブラケット22の支持剛性を向上させているから、ブラケット22自身が共振を起こしにくくなるうえ、転がり軸受装置20による通過振動がブラケット22に伝達しても、この振動をスペーサリング40で減衰することができる。したがって、ブラケット22の共振によるテンションプーリ14の騒音の発生を防止または抑制できるので、自動車のエンジンの静音化を達成できるようになる。
【0033】
特に、上記実施形態のように、シリンダブロック34からブラケット22を所要隙間bだけ浮かせた構造を前提とする場合には、転がり軸受20の内輪24を固定するボルト18の軸力が抜ける心配もなく、それでいてブラケット22の共振を抑えることができるため、非常に有利であり、好ましい。
【0034】
なお、スペーサリング40の材料および軸方向の圧縮寸法aは、このスペーサリング40の弾性復元力により転がり軸受20の内輪24上でブラケット22が軸方向にずれ動かないように適宜設定するのが好ましい。
【0035】
スペーサリング40の好適な材料としては、振動吸収性に優れ、しかも転がり軸受20の内輪24とブラケット22との嵌合部分の摩擦力よりも十分小さい荷重で容易に弾性変形する材料、例えば、ニトリルゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、エラストマー、合成ゴムなどが挙げられる。
【0036】
例えば、スペーサリング40の材料をニトリルゴム(NBR)とし、これにわずかな締め代を与えて試験を行った結果、スペーサリング40を介在させない場合に比べて約20dBの騒音低減が認められ、また、ブラケット22が転がり軸受20の内輪24との嵌合部分で軸方向に移動する現象も見られないことが判明している。
【0037】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる種々な実施形態にも適用可能である。
【0038】
(1)スペーサリング40の内径は、転がり軸受20の内輪24の外径と同じでなくてもよい。
【0039】
(2)スペーサリング40は、胴体22aのシリンダブロック34側の全体を一様に覆うようにしてもよい。こうした場合、制振効果がより向上して好ましい。他にもスペーサリング40の形状はいろいろ考えられる。
【0040】
(3)上記プーリ装置は、例えば自動車エンジンに備えるクランクシャフトプーリとカムシャフトプーリとに巻きかけられるタイミングベルトのテンションを調整するテンションプーリの他に、前記タイミングベルトの各ギヤに対する巻きかけ径、ベルト巻き角を調整するアイドラプーリとしても適用できる。
【0041】
【発明の効果】
本発明のプーリ装置では、転がり軸受の転動体の通過振動などによるブラケットの共振を振動減衰部材により減衰または抑制することができるから、騒音の発生を防止または抑制できて、静粛性の向上に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るプーリ装置を示す平面図
【図2】図1に示されるプーリ装置をシリンダブロックに固定する前の該プーリ装置を示す側面断面図
【図3】図2に示されるプーリ装置をシリンダブロックに固定した状態の該プーリ装置を示す側面断面図
【符号の説明】
14 テンションプーリ
20 転がり軸受
21 プーリ
22 ブラケット
24 内輪
26 外輪
34 シリンダブロック
40 スペーサリング
Claims (3)
- 設置対象面に直に接触するよう非回転状態で取り付けられる支軸と、この支軸に回転自在に外装されかつ外周面がベルトに押し付けられる軸受付きプーリと、前記支軸に直に取り付けられるブラケットと、前記ブラケットと前記設置対象面との間に挟まれるとともに前記支軸の外周に外嵌されるリング状の振動減衰部材とを含み、
前記ブラケットは、前記支軸が軸方向一方側に突出するよう貫通する状態で圧入嵌合される貫通孔と、前記貫通孔から離れた位置に設けられて前記設置対象面に対して突片用ボルトにより止着される突片とを有する板からなり、
前記支軸は、前記設置対象面に対して圧接される状態で、かつ前記ブラケットが前記設置対象面に対して所定の対向隙間を介して浮く状態にされるものであり、
前記突片は、その軸方向他方側の面に前記突片用ボルトの頭部の座面が接触する状態で、軸方向一方側の面が前記設置対象面に間隔を有して対向している
ことを特徴とするプーリ装置。 - 前記支軸は、その中心に挿通される支軸用ボルトで前記設置対象面に対して取り付けられるものであることを特徴とする請求項1に記載のプーリ装置。
- 前記振動減衰部材が、弾性材からなり、この振動減衰部材としての弾性材が、前記ブラケットと前記設置対象面との間に圧縮された状態で介装されていることを特徴とする請求項1または2に記載のプーリ装置。
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