JP4420180B2 - オートテンショナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト駆動機構におけるベルトの張力を適度に維持するためのオートテンショナに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車のエアコンディショナ用コンプレッサやオルタネータ等の補機類に対してエンジンの動力を伝達するベルト伝達機構には、ベルトに作用する張力を適度に保つためにオートテンショナが用いられている。
【0003】
このオートテンショナには、一般に、エンジンの回転変動によって生じるベルトの張力変化に応じて、テンションプーリの動きを許容しつつ、このテンションプーリの揺動を減衰させるために、摩擦板等による揺動減衰機構(ダンパー機構)が設けられている(特許文献1等を参照)。
【0004】
また、オートテンショナの中には、プーリの揺動の減衰効果を更に高めるために、テンションプーリを一方の揺動端側に付勢するねじりコイルばねと、このテンションプーリを支持する揺動部材(回動部材)のボス部との間に、樹脂製のサポート部材(スプリングサポート)を配設したものもある(特許文献2〜特許文献4を参照)。
【0005】
図7から図10は、この種のオートテンショナに用いられている従来のサポート部材の外観を示す斜視図である。これらのサポート部材は、樹脂を用いて形成されており、揺動部材のボス部外周に嵌合する円筒部21と、この円筒部21の一方の端部から径方向に突出する円環状のフランジ部22とからなる。このような構造のサポート部材は、テンションプーリの揺動に起因してねじりコイルばねが縮径した場合、このばねの締め付けによって前記ボス部の外周面とこの円筒部21の内周面との間に発生する摺動抵抗により、テンションプーリの揺動を減衰させることができる(ダンパー効果)。
【0006】
なお、サポート部材が揺動部材のボス部と共に回動すると、前記の摺動抵抗が小さくなってしまうため、これらのサポート部材には、周方向に対する種々の回り止め構造(回動防止手段)が採用されている。例えば、図7におけるサポート部材は、ねじりコイルばねの軸方向の伸張復元力によって、そのフランジ部22の底面が固定部材の底部内面に押し付けられることにより、その回動が防止されている。
【0007】
また、サポート部材のフランジ部22と固定部材の両者に、相互に係合する形状(部位)を設けることによって、サポート部材の回動を防止する提案もなされている。これらの例としては、フランジ部22に形成した複数の係合穴22aに、固定部材の底部側に設けた突起(図示省略)をそれぞれ係合させる方法(図8)や、フランジ部22の底面側端面に形成した複数の凸部22bを、固定部材の底部内面に設けた凹部(図示省略)にそれぞれ嵌め入れる方法(図9)、あるいは、固定部材の外筒部に設けられているねじりコイルばねの係止スリット(図示省略)に、フランジ部22から更に径方向に突出して形成した突出部22cを、ねじりコイルばねの固定部材側端部と共に係止する方法(図10)等が挙げられる。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−320628号公報
【特許文献2】
特開平7−151198号公報
【特許文献3】
特開平7−113448号公報
【特許文献4】
特開平8−42648号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サポート部材のフランジ部を、ねじりコイルばねの伸張復元力によって固定部材の底部内面に押し付ける前述の方法では、このサポート部材の回動を完全に止めることは難しい。
【0010】
また、フランジ部と固定部材の両者に、相互に係合する形状(部位)を設ける従来の方法では、オートテンショナの組み立て時に正確な位置合わせが必要な上、揺動部材とサポート部材の間の摺動抵抗による応力が係合部位に集中するため、樹脂材料の強度不足によるフランジ部の破損や、それに伴うサポート部材の回動が発生する恐れもある。
【0011】
このような原因によってサポート部材の回動が発生した場合は、サポート部材による揺動減衰効果が低下するために、同様の機能を有する摩擦板の摩耗が早期に進行して、オートテンショナの寿命が短くなってしまう事態が懸念される。
【0012】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、テンションプーリの揺動の減衰効果を長期に渡り維持することができる長寿命なオートテンショナを提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明は、テンションプーリ(9)を回転自在に支持する揺動アーム部(2a)と、この揺動アーム部の揺動を支承するボス部(2b)とを有する揺動部材(2)と、
前記ボス部(2b)の内周に嵌合する支軸部(1a)と、この支軸部の周囲に形成された外筒部(1b)と、これら外筒部と支軸部に一体に形成された底部(1c)とを有する固定部材(1)と、
前記揺動部材(2)のボス部(2b)と前記固定部材(1)の外筒部(1b)との間に配置され、前記揺動アーム部(2a)の揺動動作に伴って縮径するねじりコイルばね(3)と、
前記ボス部との間に配置された略円筒状のサポート部材(5)と、を備えたオートテンショナにおいて、
前記固定部材底部(1c)の内面には、軸方向に突出する凸部(1d)が形成されているとともに、前記サポート部材円筒部の一方の端部から径方向に突出して形成されたフランジ部(5c)が、前記固定部材(1)の底部(1c)と前記凸部(1d)と前記ねじりコイルばねの固定部材側リード部(3c)とによって形成されたくさび状空間内で且つ前記凸部(1d)と周方向に重なる位置に配置されていることを特徴としたものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明は、テンションプーリ(9)を回転自在に支持する揺動アーム部(2a)と、この揺動アーム部の揺動を支承するボス部(2b)とを有する揺動部材(2)と、
前記ボス部(2b)の内周に嵌合する支軸部(1a)と、この支軸部の周囲に形成された外筒部(1b)と、これら外筒部と支軸部に一体に形成された底部(1c)とを有する固定部材(1)と、
前記揺動部材(2)のボス部(2b)と前記固定部材(1)の外筒部(1b)との間に配置され、前記揺動アーム部(2a)の揺動動作に伴って縮径するねじりコイルばね(3)と、
前記ボス部との間に配置された略円筒状のサポート部材(5)と、を備えたオートテンショナにおいて、
前記固定部材底部(1c)の内面には、軸方向に突出する凸部(1d)が形成されているとともに、前記サポート部材円筒部の一方の端部から径方向に突出して形成されたフランジ部(5c)が、前記固定部材(1)の底部(1c)と前記凸部(1d)と前記ねじりコイルばねの固定部材側リード部(3c)とによって形成されたくさび状空間内に配置されており、前記ねじりコイルばね(3)の縮径時に前記フランジ部(5c)の一端が前記凸部(1d)に係止して前記サポート部材(5)の一方向の回動を阻止すべく、前記フランジ部(5c)と前記凸部(1d)は軸方向同一平面上に位置し且つ周方向に互いに対向していることを特徴とする。
【0015】
すなわち、このオートテンショナは、ねじりコイルばねのリード角によって形成されたくさび状の空間(すき間)に、サポート部材のフランジ部を挟み込むことによって、このサポート部材の回動を効果的に防止することができる。
【0016】
しかも、この構成は、フランジ部に加わる応力を、特定の部位における係止で受け止めるのではなく、この応力をフランジ部全体として受け止めるため、フランジ部や係止部の破損等の不具合の発生が少なく、フランジ部と固定部材の両者に相互に係合する形状(部位)を設けた従来のオートテンショナに比べ、サポート部材によるテンションプーリの揺動の減衰効果を長期に渡り維持することができる。
【0017】
また、サポート部材の揺動減衰効果が維持されることで、同様の機能を有する摩擦板の摩耗が著しく進行してしまうことが防止される。従って、本発明のオートテンショナは、その寿命を向上させることが可能になる。
【0018】
次に、請求項2に記載の発明は、揺動アーム部の揺動軸に対する傾斜の防止を目的としたものであって、前記テンションプーリがベルト荷重を受ける側と同じ位相の領域のサポート部材円筒部の径方向厚みを、円筒部の他の領域の径方向厚みより厚く形成することにより、モーメント荷重が作用する肉厚領域にのみ安定してばねが当接する結果、モーメント荷重を効果的に受け止め、揺動アーム部の揺動軸に対する傾斜を防止することができる。
【0019】
従って、本発明のオートテンショナは、揺動アーム部の揺動によりねじりコイルばねが縮径した場合でも、揺動アーム部の揺動軸に対する傾斜を効果的に抑制することができるとともに、テンションプーリに掛け回されるベルトのプーリからのせり出し等の不具合を防止する効果を奏する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態について説明する。
図1は、本実施の形態のオートテンショナにおけるテンションプーリの揺動状態を説明する軸方向正面図であり、図2は図1のX−X線矢視断面図、図3は図2のY−Y線矢視断面図、図4はこのオートテンショナに用いられているサポート部材の構造を示す外観斜視図である。また、図5は、そのサポート部材とねじりコイルばねの嵌め合いの状態を示す説明図(図3におけるZ方向から見た一部断面図)であり、図6はテンションプーリの揺動によるねじりコイルばねの縮径の様子を示す説明図である。
【0021】
このオートテンショナは、ベルト20が掛け回されるテンションプーリ9と、揺動アーム部2aとボス部2bおよびこれらを繋ぐ鍔部2cとからなる揺動部材2と、支軸部1aと外筒部1bおよびこれらを繋ぐ底部1cとからなる固定部材1と、これら揺動部材2のボス部2bと固定部材1の外筒部1bとの間に介装されたねじりコイルばね3等を主体として構成されている。
【0022】
テンションプーリ9は、例えば圧延鋼板等をプレス加工することにより製作されたもので、このプーリ9は固定部材1よりも前方側にオフセット配置されており、揺動アーム部2aの先端部位に転がり軸受10を介して回転自在に取付けられている。そして、転がり軸受10を固定しつつ異物の侵入を防止するカバー板12が、揺動アーム部2aの先端部位にボルト11a等で固定されている。
【0023】
揺動アーム部2aを有する揺動部材2は、例えばアルミニウム合金等をダイカスト成形したものである。この揺動アーム部2aの基端には、円筒状のボス部2bおよび鍔部2cが一体に形成されているとともに、このボス部2bは、固定部材1に設けられた支軸部1aに対して、ブッシュ4を介して回動可能に嵌合されている。
【0024】
固定部材1も、例えばアルミニウム合金等をダイカスト成形したものであって、前記のボス部2bを支承する支軸部1aと、その外側の外筒部1bと底部1c、および外筒部1bから径方向外側に突出する取付片1e,1eとが一体に形成されている。そして、底部1cの内面には、後述するサポート部材5のフランジ部(5c)を係止するための段部(凸部1d)が、この底部1cから軸方向に突出するように形成されている。なお、この固定部材1は、左右の取付片1e,1eの孔にボルト等(図示省略)を挿通させることによって、エンジンブロック等の取付対象物に固定される。
【0025】
固定部材1の支軸部1aの先端には、円環状の押え板7が、その内周側をかしめて固定されており、この押え板7と揺動部材2の鍔部2cとの間には、摩擦板6が介在配置されている。また、ばね座となる固定部材1の底部1cと揺動部材2の鍔部2cとの間には、ねじりコイルばね3が、支軸部1aとボス部2bとを取り囲むように配置され、固定部材1の外筒部1bの内側に収容されている。
【0026】
このねじりコイルばね3は、ねじりながら軸線方向に圧縮して装着されており、ばね両端部3aおよび3bが、固定部材1に設けられた係止スリット1kおよび揺動部材2に設けられた係止スリット2kに嵌め入れられて、固定されている。従って、このねじりコイルばね3のねじり復元力により、揺動アーム部2aは一方の揺動端側に常時付勢されるため、揺動アーム部2a先端のテンションプーリ9に掛け回されたベルト20には、適度な張力が自動的に付与される。そして、ねじりコイルばね3の伸張復元力によって、揺動部材鍔部2cと押え板7との間に配置された摩擦板6が、この押え板7に押し付けられ、揺動アーム部2aの揺動がこれらの摺動摩擦抵抗によって減衰される。
【0027】
本実施の形態におけるオートテンショナは、図2および図3に示すように、揺動部材2のボス部2bの外周面2xと、ねじりコイルばね3の内径側との間に樹脂製のサポート部材5が配置されている。
【0028】
このサポート部材5の特徴は、図4の斜視図に示すように、円筒部(5aおよび5b)の一端から径方向に突出するように、フランジ部5c,5dが一体に形成されているとともに、一方のフランジ部5cが、固定部材1の底部1c内面とこの底部1cに設けられた凸部1dとねじりコイルばね3の一端3bのリード部3c(リード角α)とによって形成されたくさび状空間P内に配置されている(図5を参照)点である。
【0029】
また、このサポート部材5は、その径方向厚みを周方向に変化させることによって、厚肉部5aと薄肉部5bを有する略円筒形状に形成されている。この厚肉部5aはテンションプーリ9がベルト荷重を受ける側と同じ位相の領域に配置されており、周方向のその他の領域(薄肉部5b)より厚く形成されている。
【0030】
以上の構成のオートテンショナにおいては、揺動アーム部2aの揺動によりねじりコイルばね3が縮径した場合、前記厚肉部5aが薄肉部5bより先にねじりコイルばね3の内径に当接することとなる。従って、このオートテンショナは、縮径後のねじりコイルばね3の内周とサポート部材5の外周との当接領域が所要の位置に固定され、揺動アーム部2aの揺動軸に対する傾斜を効果的に防止することができる。
【0031】
また、この時、サポート部材5には、ねじりコイルばね3の縮径によって、サポート部材5をボス部2b周りに回転させようとする接線方向の力が加わることとなる。しかしながら、本実施の形態におけるサポート部材5は、フランジ部5cが前記のくさび状空間P内に配置されていることにより、このボス部2b周りの回動が防止される。すなわち、一方の回動方向に対しては、このフランジ部5cの一端が、固定部材底部1cに設けられた凸部1dに係止され、回動が阻止される。また、他方の回動方向に対しては、フランジ部5cの他端が、固定部材1の底部1cとねじりコイルばね3の端部3bとによって形成されたすき間に挟み込まれて、同様に回動が阻止される。従って、本実施の形態におけるサポート部材5は、揺動アーム部2aの揺動を減衰させるのに足る十分な摺動抵抗を発生することができる。
【0032】
また、この構成は、フランジ部1cに加わる力を特定の部位における係止のみで受け止めるのではなく、この応力をフランジ部1c全体として受け止めることができるため、このフランジ部1cが破損してしまう等の不具合の発生がなく、テンションプーリ9の揺動の減衰効果を長期に渡り維持することができる。
【0033】
なお、このサポート部材5は、オートテンショナを組み立てる際に、固定部材1の底部1c内面に形成されている凸部1dに合わせて、大まかな位置決め(位相合わせ)だけで組み付けることが可能で、サポート部材5の正確な位置決めが必要であった従来のオートテンショナに比べ、容易に組み立てることができるというメリットもある。
【0034】
また、以上の実施の形態において使用されたサポート部材5を構成する樹脂材料は、特に限定されるものではないが、ポリアミド樹脂あるいは繊維強化ポリアミド樹脂等が好適に採用される。
【0035】
また、前記のくさび状空間Pに配置されるフランジ部5cの形状も、特に限定されるものではない。ねじりコイルばね3との嵌め合いを考慮した場合、周方向にテーパー形状としても良い。
【0036】
また更に、サポート部材5の軸方向形状も、この例に限定されるものではないが、前記厚肉部5aおよび薄肉部5bからなる円筒部は、ねじりコイルばね3の固定側端部3bの近傍(すなわち支軸部1aの基端部近傍)に設けることが好ましい。
【0037】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のオートテンショナによれば、サポート部材によるテンションプーリの揺動の減衰効果が長期に渡り維持されるとともに、同様の機能を有する摩擦板の寿命も向上する。従って、本発明のオートテンショナは、長期に渡って使用することが可能になる。
【0038】
また、揺動アーム部の揺動によりねじりコイルばねが縮径した場合でも、揺動アーム部の揺動軸に対する傾斜を効果的に防止することができる。従って、ねじりコイルばねの縮径に起因するベルトのプーリからのせり出し等の不具合が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】オートテンショナにおけるテンションプーリ9の揺動示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態におけるオートテンショナの構造を示す図1のX−X線矢視断面図である。
【図3】図2のY−Y線矢視断面図である。
【図4】本発明の実施の形態におけるオートテンショナに用いられているサポート部材5の構造を示す外観斜視図である。
【図5】本発明におけるサポート部材5とねじりコイルばね3の嵌め合いの状態を示す図3のZ矢視一部断面図である。
【図6】テンションプーリ9の揺動によるねじりコイルばね3の縮径の様子を示す説明図である。
【図7】従来のオートテンショナに用いられているサポート部材の構造例を示す外観斜視図である。
【図8】従来のオートテンショナに用いられているサポート部材の別の構造例を示す外観斜視図である。
【図9】従来のオートテンショナに用いられているサポート部材の更に別の構造例を示す外観斜視図である。
【図10】従来のオートテンショナに用いられているサポート部材の更に別の構造例を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
1 固定部材
1a 支軸部
1b 外筒部
1c 後端部
1d 凸部(段部)
1e 取付片
1k 係止スリット
2 揺動部材
2a 揺動アーム部
2b ボス部
2c 鍔部
2k 係止スリット
2x ボス部外周面
3 ねじりコイルばね
3a,3b 端部
3c リード部
4 ブッシュ
5 サポート部材
5a 厚肉部
5b 薄肉部
5c,5d フランジ部
6 摩擦板
7 押え板
8 ボルト
9 テンションプーリ
10 転がり軸受
11a ボルト
11b ナット
12 カバー板
20 ベルト
21 円筒部
22 フランジ部
22a 係合穴
22b 凸部
22c 突出部
Claims (2)
- テンションプーリを回転自在に支持する揺動アーム部と、この揺動アーム部の揺動を支承するボス部とを有する揺動部材と、
前記ボス部の内周に嵌合する支軸部と、この支軸部の周囲に形成された外筒部と、これら外筒部と支軸部に一体に形成された底部とを有する固定部材と、
前記揺動部材のボス部と前記固定部材の外筒部との間に配置され、前記揺動アーム部の揺動動作に伴って縮径するねじりコイルばねと、
このねじりコイルばねと前記ボス部との間に配置された略円筒状のサポート部材と、を備えたオートテンショナにおいて、
前記固定部材底部の内面には、軸方向に突出する凸部が形成されているとともに、前記サポート部材円筒部の一方の端部から径方向に突出して形成されたフランジ部が、前記固定部材の底部と前記凸部と前記ねじりコイルばねの固定部材側リード部とによって形成されたくさび状空間内に配置されており、前記ねじりコイルばねの縮径時に前記フランジ部の一端が前記凸部に係止して前記サポート部材の一方向の回動を阻止すべく、前記フランジ部と前記凸部は軸方向同一平面上に位置し且つ周方向に互いに対向していることを特徴とするオートテンショナ。 - 前記サポート部材の円筒部は、前記テンションプーリがベルト荷重を受ける側と同じ位相の領域の径方向厚みが、他の領域の径方向厚みより厚く形成されていることを特徴とする請求項1に記載のオートテンショナ。
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