JP4641026B2 - 自動調節式行程ストッパを備えたベルトテンショナ - Google Patents

自動調節式行程ストッパを備えたベルトテンショナ Download PDF

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Description

本発明は、全体としては、パワートランスミッションベルトの張力発生テンショナに関し、具体的には、取り付け時にテンショナスプリングによって自動的に位置決めされる行程ストッパ(travel stop)を備えたテンショナに関する。
自動車エンジンなどのエンジンの場合、ポリマー材からなるエンドレスベルトを使用して、エンジンクランクシャフトから一つか複数の付属装置にパワーを伝達することができる。これら付属装置としては、例えば、オルタネータ、オルタネータ/スタータ、コンプレッサ、パワーステアリング装置などがある。ベルトは、エンジンクランクシャフトに連結した駆動滑車輪によって駆動され、一つか複数の付属装置に連結された一つか複数の従動滑車輪を駆動するものである。エンジンクランクシャフトが急激な加速または減速を受けると、あるいは例えば機械的な故障の結果、付属装置のいずれかに荷重が加わったり、あるいは荷重がなくなったりすると、パワートランスミッションベルトに張力を維持し、ベルト/滑車輪間のスリップを防止することが難しくなる。非定常状態や遷移状態においても、パワートランスミッションベルトに必要な張力を維持するために、各種のベルトテンショナが提案されている。このようなテンショナの一つは、USP4,416,647に開示されている。この公報の内容はここに援用されている。
ほとんどの動作条件において、ベルト駆動される付属装置駆動装置の最善のテンショナ位置は、通常はこの駆動装置を駆動するクランクシャフト滑車輪と、第1の従動付属滑車輪との間にある“スラックスパン”位置であるが、ある種の動作条件下では、このテンショナ位置は、ベルトに張力を維持するための最適な位置ではなくなる。例えば、スロットルを大きく開いた状態で第1ギヤから第2ギヤにシフトした場合に生じるように、クランクシャフト駆動滑車輪が急激に減速すると、クランクシャフト滑車輪が従動滑車輪のように動作するとともに、回転モーメントの結果として、付属滑車輪が駆動滑車輪のように動作する。この状態になると、ベルトの“スラックスパン”における張力が急激に増加し、ベルトがテンショナのベルト係合滑車を持ち上げる。このようにテンショナ滑車が上昇する問題は共通の問題であり、システム内のいずれかでベルトが緩む結果になる。具体的に指摘すると、エンジン運転条件の結果として、“スラックスパン”での張力が急激に増加すると、ベルトがテンショナ滑車を持ち上げ、このため“スラックスパン”におけるベルトの長さが急に短くなる。この変化の結果、ここでは“遷移スラックスパン”と呼ぶ別なスパンにおけるベルトの長さが急に長くなり、張力が急に弱くなり、スリップが発生する恐れがある。
USP4,416,647
従って、エンジンの遷移運転条件時に、“スラックスパン”におけるテンショナ滑車の上昇を防止できる、あるいはこの上昇を補償できるテンショナが望まれている。
本発明の第1実施態様は、パワートランスミッションベルトに張力を発生するテンショナに関する。このテンショナは、エンジンに固定することができる基板と、この基板に回動自在に取り付けられるアームとで構成する。滑車がこのアームに回転自在に取り付けられベルトに係合する。アームおよび基板にばねを連結しアームを基板に対して第1方向に押圧回動する。この第1方向にアームが回動すると、滑車が、ベルトに張力を作用させる力でベルトに係合する。このテンショナは、さらに、その取り付け時にばねおよびアームによって基板上に自動的に位置決めされるようにアームにリンクしたストッパを有する。取り付け時には、このストッパを基板上に位置決めしアームの第2方向への回動を制限する。ストッパは着脱式リンクを使用してアームにリンクさせ、該アームに対して位置決めするようにしてもよい。
本発明の第2実施態様は、テンショナの取り付け方法に関する。テンショナは、パワートランスミッションベルトが第1滑車輪および第2滑車輪を通過するさいに、このベルトに張力を発生する。このテンショナ場合、基板、基板に回動自在に取り付けられたばねバイアス式アーム、アームに回転自在に取り付けられベルトに係合する滑車、およびストッパから構成する。本発明方法は、一体的に動作するようにストッパをばねバイアス式アームにリンクし、これによってアームに対して所定位置にストッパを配設する工程、第1滑車輪および第2滑車輪に対して基板を固定する工程、ストッパをアームにリンクした状態で、基板に対して滑車を移動しベルトに係合させる工程、滑車をベルトに係合後、基板にストッパを固定することによって、ベルトから離れる方向へのアームの回動を制限するようにストッパを位置決めする工程、および滑車を移動しベルトに係合させた後アームからストッパを解除することによって、ストッパに対してアームを回動させる工程からなる。
本発明の第3実施態様は、パワートランスミッションベルトに張力を発生する複式アームテンショナに関する。このテンショナは、エンジンに取り付けることができる基板、基板に回動自在に取り付けた第1アーム、および基板に回動自在に取り付けた第2アームで構成する。第1滑車を回転自在に第1アームに取り付けベルトの第1スパンに係合させる。第2滑車を回転自在に第2アームに取り付けベルトの第2スパンに係合させる。ばねを第1アームおよび第2アームに取り付け、第2方向に向かう第1方向に第1アームを押圧回動させる。同様に、ばねにより第2アームを押圧し第1アームに向かう第2方向に第2アームを回動する。第1アームを第1方向に回動すると、第1滑車が移動し、ベルトに張力を作用させる力で、ベルトの第1スパンに係合する。同様に、第2アームを第2方向に回動すると、第2滑車が、ベルトに張力を作用させる力で、移動しベルトの第2スパンに係合する。このテンショナの場合、さらに、テンショナの取り付け時に、ばねおよび第1アームによって基板上に自動的位置決めされるように第1ストッパを第1アームにリンクする。取り付け時、第1アームの第2方向への回動を制限する位置に第1ストッパを位置決めする。同様に、テンショナは、さらに、テンショナの取り付け時に、ばねおよび第2アームによって基板上に自動的位置決めされるように第2ストッパを第2アームにリンクする。取り付け時、第2アームの第1方向への回動を制限する位置に第2ストッパを位置決めする。着脱式リンクを使用して、それぞれ、第1ストッパおよび第2ストッパを第1アームおよび第2アームにリンクし、アームに対してこれらストッパを位置決めする。
本発明の第4実施態様は、複式アームテンショナの取り付け方法に関する。このテンショナは、パワートランスミッションベルトが第1滑車輪および第2滑車輪を走行通過するさいに、このベルトに張力を発生し、基板、基板に回動自在に取り付けた第1ばねバイアス式アーム、基板に回動自在に取り付けた第2ばねバイアス式アーム、第1アームに回転自在に取り付けられベルトの第1スパンに係合する第1滑車、第2アームに回転自在に取り付けられベルトの第2スパンに係合する第2滑車、第1ストッパおよび第2ストッパで構成する。この実施態様の方法は、一体的に動作するように第1ストッパを第1ばねバイアス式アームにリンクすることによって、第1アームに対して所定位置に第1ストッパを配設する工程、一体的に動作するように第2ストッパを第2ばねバイアス式アームをリンクすることによって、第2アームに対して所定位置に第2ばねバイアス式アームを配設する工程、第1滑車輪および第2滑車輪に対して基板を固定する工程、第1ストッパを第1アームにリンクした状態で、基板に対して第1滑車を移動しベルトの第1スパンに係合させる工程、第2ストッパを第2アームにリンクした状態で、基板に対して第2滑車を移動しベルトの第2スパンに係合させる工程、第1滑車をベルトに係合させた後に、第1ストッパを基板に固定することによって、第1アームの第2アームから離れる方向への回動を制限する位置に第1ストッパを位置決めする工程、第2滑車をベルトに係合させた後に、第2ストッパを基板に固定することによって、第2アームの第1アームから離れる方向への回動を制限する位置に第2ストッパを位置決めする工程、第1滑車をベルトの第1スパンに係合させた後、第1アームから第1ストッパを解除することによって、第1アームを第1ストッパに対して回動させる工程、および第2滑車をベルトの第2スパンに係合させた後、第2アームから第2ストッパを解除することによって、第2アームを第2ストッパに対して回動させる工程からなる。
図1は、自動車エンジンであればよいエンジン10の正面端面図である。このエンジンは、少なくとも一つの従動付属装置を駆動するエンドレス式パワートランスミッションベルト12と、ベルト12に張力を発生維持するテンショナ14とからなる。このエンジン10の場合、テンショナ14と連動するアイドラ滑車15を利用してもよい。テンショナ14は、ベルト12に張力を加えるだけでなく、ベルト12の振動を減衰することもできる。
パワートランスミッションベルト12は、主にポリマー材で構成することができ、V形ベルト、平坦ベルト、V形リブ式ベルト、あるいはパワーを伝達するために適当な他のベルトとして形成すればよい。通常の運転条件では、ベルト12は駆動滑車輪16によって駆動すればよく、この駆動滑車輪16は外面がベルト12に係合する。また、駆動滑車輪16は、エンジン10によって駆動することができるクランクシャフト(図示せず)に連動連結することができる。ベルト12によって、駆動滑車輪16は、一つか複数の付属装置に連動連結することができる一つか複数の従動滑車輪を駆動することによって、これらにパワーを供給することができる。例えば、図1の場合、ベルト12を使用して、第1従動滑車輪18および第2従動滑車輪20を駆動する。第1従動滑車輪18はオルタネータ/スタータ装置(図示省略)に連結することができ、また第2従動滑車輪20はパワーステアリング装置(図示省略)に連結することができる。従動付属装置は、これらの滑車輪を介して、ベルト12に加重を加えることができる。

図1および図4について説明すると、テンショナ14は基板22、基板22に回動式に取り付けたアーム24、回転式にアーム24に取り付けられ、ベルト12に係合する滑車26、アーム24および基板22に連動連結され、アーム24を押圧し、基板22に対して第1方向(図1では時計方向)にこれを回動させるばね28、およびテンショナ14の取り付け時に、ばね28およびアーム24によって基板22にストッパ30が自動的に位置決めされるようにアーム24に連結したストッパ30から構成する。取り付けるさいには、ストッパ30を基板22に位置決めし、アーム24の第2方向(図1では反時計方向)の回動を制限する。
基板22は鋳鉄、鋼やダイカストアルミニウムなどから構成することができ、ボルト32やその他の固定部材を用いて、駆動滑車輪16および従動滑車輪18に対して所望の位置においてエンジン10に固定することができる。具体的には、駆動滑車輪16と従動滑車輪18との間にあるスパン(ここでも“スラックスパン”78と呼ぶ)においてテンショナ14がベルト12に張力を加えることがきるような位置において基板22をエンジン10に固定することができる。
同じく鋳鉄や鋼で構成することができるアーム24は、ピボット回動できるように基板22に取り付けることができる。図1に示すように、アーム24の第1端部34において基板22にアーム24を取り付けることができ、硬質プラスチックやスパンスティールなどで構成することができる滑車26は、アーム24の第2端部36に回転自在に取り付けることができる。従って、アーム24をばね28によって基板22に枢着すると、ベルト12に張力を加える力をもって、滑車26をベルト12に係合させることができる。
(図示の)渦巻ばね、螺旋テンションばねやその他のばねなどで構成することができるばね28をアーム24および基板22に連結し、基板22に対してこのアームが第1方向に回動できるようにする。図1および図4に示すように、基板22からアーム24の開口部を通って延設したハブ44のスロット42にばね28の第1端部を嵌合するようにすればよい。ばね28の第2端部40については、アーム24に延設した突部46に係合することができる。この構成の場合、ばね28を巻き戻すと、アーム24を受け取っている基板22のハブ44を中心にして、第1方向にアーム24が回動する。図2および図3に示す別な実施態様では、テンショナ24と同様な構成要素をもつテンショナ14Aにおいて、ばね28としての渦巻ばね28Aを使用し、これの第1端部38Aをアーム24Aから延設した凸部44Aのスロット24Aに嵌合し、第2端部40Aを基板22Aに延設した突部46Aに係合させる。この構成の場合、ばね28Aによって、アーム24Aが受け取られている基板22Aでシャフト48Aを中心にしてアーム24Aが回動する。
鋳鉄や鋼などで構成することができるストッパ30には、少なくとも一つのスロット50を貫通延設し、少なくとも一つの保持ボルト52を受け取るようにする。図1および図4に示すように、ストッパ30には、それぞれ一つのスロット50に一つの保持ボルト52を嵌合するように2つのスロット50を設けることができる。取り付け時には、保持ボルト52を緩めて、基板22および保持ボルト52に対してストッパ30が滑動できるようにする。具体的には、保持ボルト52をスロット50に嵌合し、緩めて基板22の対応するねじ孔54にねじ込む。緩めた状態では、保持ボルト52はストッパ30を基板22に緩く保持するが、取り付け時には、所望の位置にストッパ30は滑動することができる。いったん、アーム24の回動によってストッパ30を適正な位置に位置決めした後は、保持ボルト52が締め付けられ、ストッパ30を基板に固定し、これによってストッパ30が基板22に対して移動することがなくなる。基板22のねじ孔54は、膨出部56に設けることができる。なお、この膨出部のサイズは、アーム24が基板22に対して回動するさいに、アーム24と相互作用するようにストッパ30を位置決めするサイズである。このストッパ30は、最大行程ストッパとして作用し、第2方向へのアーム24の回動(図1の時計方法)を制限することができる。具体的には、ストッパ30は、滑車26の静的平衡位置からごくわずかな所定量だけベルト12がテンショナ14の滑車26を持ち上げるように位置決めすることができる。
別な実施態様では、テンショナ14にロック作用部材58を設けることができる。図4に示すように、このロック作用部材58としては、ほぼ円筒形のピンを使用することができる。また、アーム24には、ロック作用部材58を受け取る開口60を形成することができる。同様に、基板22にもロック作用部材58を受け取る開口62を形成することができる。アーム24の開口60と基板22の開口62とを位置合わせし、ロック作用部材58を開口60、62内に挿入すると、アーム24をロックでき、アーム24が基板22に対して回動しなくなる。特に、開口60、62のうちの少なくとも一つに関しては、開口60、62を位置合わせし、アーム24を所望位置にロックして、テンショナ14を簡単に取り付けることができるように位置決めすることができる。通常はメーカーによる組立ての際に、アーム24がロックされるとき、ばね28は予め負荷が加えられた状態にしてもよい。テンショナ14の取り付け時には、ロック作用部材58は開口60、62から取り外すことができ、アーム24と基板22とのロックを解除すると、アーム24を基板22に対して回動させることができる。
さらに別な実施態様の場合、アーム24の第2方向への回動をなくすように、アーム24とストッパ30との間においてテンショナ14にブッシュ64を配設することができる。具体的には、図1に示すように、ブッシュ64を位置決めし、アーム24を第2方向に回動して、アーム24とストッパ30との間でブッシュ64を圧縮する。ブッシュ64を圧縮すると、アーム24が第2方向に回動することに対して抵抗する力が作用する。このブッシュ64としては、ほぼ90デルモメータ(dermometer)の硬質ゴム製のブッシュを使用することができ、特性として非線形ばね定数(non−linear spring rate)をもつ。
ブッシュ64を使用する別な実施態様の場合、テンショナ14は、アーム24の第2方向への回動に対して非線形的な、即ち二重の抵抗作用を示すことができる。ブッシュ64の非圧縮時に、アーム24の第1回動範囲にわたって発生する第1範囲の抵抗力については、ばね28だけで発生することができる。また、ブッシュ64の圧縮時に、アーム24の第2回動範囲にわたって発生する第2範囲の抵抗力については、ばね28とブッシュ64の両者が発生することができる。テンショナ14が二重抵抗または非線形抵抗をもつと、共振振動を抑制することができる作用効果がある。具体的には、アーム24の第1方向への回動を、第1ばね定数をもつばね28だけで支配的に行った状態で、アームの位置によるが、アーム24の第2方向への回動を、合成の第2ばね定数をもつばね28およびブッシュ64によって支配的に行う。ここで、共振には単一ではあるが、連続的なばね定数が必要であるため、この実施態様のテンショナ14の場合、第1ばね定数と第2ばね定数との間でアーム24が振動するさいに発生する共振振動を減衰することができる。
図1および図4に示すように、テンショナ14のアーム24には、ストッパ30と相互作用してアーム24の第2方向への回動を制限するように、反動パッド66を配設することができる。図1について説明すると、ピボット回動できるように基板22にアーム24を取り付けた場合には、ストッパ30と反動パッド66とをアーム24のピボット回動点からほぼ同じ距離または半径をおいて位置決めすると、ストッパ30がアーム24上で反動パッド66のピボット回動と相互作用することになる。このように、ストッパ30と反動パッド66とが相互作用すると、アーム24の第2方向への最大行程範囲を決めることができる。反動パッド66は鋳鉄又は鋼鉄から作製されてもよい。
さらに別な実施態様では、ブッシュ64を受け取り、ストッパ30と反動パッド66との間でブッシュ64を保持できるように反動パッド66を構成することができる。図1に示すように、ブッシュ64の一部を反動パッド66から突出させると、ブッシュ64が部分的に圧縮されるまで、ストッパ30と反動パッド66とが相互に接触することがなくなる。
さらに別な実施態様の場合、テンショナ14の取り付け時に使用することができる着脱式リンク68を配設することができる。図6について説明すると、着脱式リンク68は第1凸部70及び第2凸部72を有することができる。図4について説明すると、アーム24に第1凸部70を受け取る凹部74を設けることができる。同様に、ストッパ30にも第2凸部72を受け取る凹部76を設けることができる。また、アーム24の凹部74は、アーム24の反動パッド66を受け取ることができる。以下により詳しく説明するように、テンショナ14の取り付け時にばね28と一緒に着脱式リンク68を使用すると、基板22上のストッパ30の位置を自動的に調節することができる。特に、着脱式リンク68のサイズについては、アーム24の凹部74に第1凸部70を嵌合し、ストッパ30の凹部76に第2凸部72を嵌合したときに、アーム24から所定の望ましい距離をおいてストッパ30を位置決めすることができる。
既に説明したように、スロットルを大きく開いた状態で第1ギヤから第2ギヤにシフトした場合に生じるように、クランクシャフトが急激に減速すると、ベルト12の“スラックスパン”78における張力が急激に増加し、ベルト12がベルト12から離れる第2の方向に滑車26およびアーム24を持ち上げることになる。この結果、 “スラックスパン”78におけるベルトの長さが急に短くなり、これに応じて別なスパンにおいてベルト12の長さが増加する。エンジンの遷移条件下で共通にみられるこのような問題が発生すると、滑車輪に対してベルト12がスリップするか、あるいは極端な場合には、滑車輪の一つからベルト12が完全に外れることになる。従って、ベルト12に向かう第1方向に移動しやすく、ベルト12の“スラックスパン”78における緩みを吸収できるが、ベルトから離れる第2方向の移動範囲が小さく、ベルト12の静的な平衡位置に対してベルト12の“スラックスパン”78が実質的に短くなることを防止できるテンショナが求められている。本発明のテンショナ14の一つの実施態様の場合、基板22にストッパ30を配設し、アーム24の第2方向における回動を制限することができる。具体的には、アーム24の第2方向への最大行程位置がアーム24の静的平衡位置にできるだけ接近するようにストッパ30を配設することできる。このようにすると、テンショナ14は、アーム24の第2方向への上昇を制限できるとともに、“スラックスパン”78におけるベルト12の短縮を制限することができる。対照的に、アーム24の第1方向への回動については、ばね28の動作範囲によってのみ制限できる。
本発明の別な実施態様は、テンショナの取り付け方法である。この方法を使用すると、パワートランスミッションベルトが第1滑車輪および第2滑車輪を通過するさいに、このベルトに張力を発生するテンショナを取り付けることができる。このテンショナの場合、基板、基板に回動自在に取り付けられたばねバイアス式アーム、アームに回転自在に取り付けられベルトに係合する滑車、およびストッパで構成する。本発明の方法を使用すると、図1〜図5に示すように、テンショナ14を取り付けることができる。以下、このテンショナ14について、本発明の組み立て・取り付け方法を説明することにする。なお、図1〜図5に示す具体的な構成成分は、本発明方法の範囲を制限するものではない。
取り付け時にストッパ30の位置を基板22に対して自動的に位置決めし、アーム24の所望行程範囲をベルトから離れる方向に設定できるようにしたことが、本発明方法の一つの作用効果である。本発明の取り付け方法では、以下の工程を使用してストッパ位置を自動的に調節する。
取り付け状態にあるテンショナ14を図示する図5について説明すると、ベルト12に張力を作用させる前に、一体的に動作できるようにストッパ30をアーム24にリンクする。具体的には、着脱式リンク68を使用して、ストッパ30をアーム24にリンクし、これによってアーム24に対して所定位置にストッパ30を固定することができる。本発明では、着脱式リンク68に、アーム24の凹部74に受け取られる第1凸部70およびストッパ30の凹部76に受け取られる第2凸部72を設けることができる。さらに、着脱式リンク68のサイズについては、アーム24の凹部74に第1凸部70を嵌合し、かつストッパ30の凹部76に第2凸部72を嵌合したさいに、アーム24から所定の望ましい距離をおいてストッパ30を位置決めできるサイズにする。ストッパ30をアーム24にリンクする場合、これは、テンショナ14をユーザーに渡す前に取り付け時にメーカーが行ってもよい。
次の工程で、駆動滑車輪16を使用することができる第1滑車輪および第1従動滑車輪18を使用することができる第2滑車輪に対して基板22を固定することができる。特に、第1滑車輪16と第2滑車輪18との間にあるスパンにおいてテンショナ14がベルト12に張力を作用できるように、所定位置においてボルト32を使用して基板22をエンジン10に固定すればよい。
ストッパ30をアーム24にリンクした状態では、基板22に対して滑車26を移動させベルト12に係合させることができる。この工程では、取り付ける作業員がベルトと滑車26とを位置合わせする必要がある。ばねのバイアス作用の結果、滑車26が取り付けられているアーム24が、この滑車26を介してベルト12に力を作用させ、ベルト12に静的な張力を発生する。滑車26とアーム24とがベルト12に静的な張力を発生している間、アーム24は、ばね28によって設定することができる静的平衡位置に位置する。ストッパ30は、直前の工程でアーム24にリンクされているため、滑車26が基板22に対して移動しベルト12に係合するさいに、アームの静的平衡位置に対して所定の位置に自動的に位置決めされる。従って、取り付け時に、ばね28によって基板22上のストッパ30の位置は、望む位置に自動的に調節される。
滑車26が移動しベルト12に係合した後、基板22にストッパ30を固定することができる。図1に戻って説明すると、基板22にストッパ30を固定する場合には、一つか複数の保持ボルト52を使用すればよい。既に説明したように、第1方向にアームにバイアスを作用させるばね28は、滑車26がベルト12に係合したさいに、アームの静的平衡位置を自動的に設定することができる。加えて、アーム24にストッパ30をリンクしているため、ばね28は、滑車26がベルト12に係合したさい同時にストッパ30の位置を自動的に調節することができる。従って、滑車26がベルト12に係合すると、ストッパ30が自動的に望む位置に位置決めされ、基板22に固定され、アーム24のベルト12から離れる方向への回動を制限することができる。
滑車26が移動しベルト12に係合した後、次の工程で、リンク68を外すことによってストッパ30をアーム24から解除し、これによってストッパ30に対してアーム24を回動することができる。ストッパ30のアーム24からの解除は、ストッパ30を基板22に固定する前後のいずれかで行えばよい。なお、ばね28によって位置を自動的に設定した後は、ストッパ30は移動することはない。着脱式リンク68を外すと、ストッパ30は解除することができる。
本発明の別な実施態様では、さらに次の工程を実施することができる。図5について説明すると、第1滑車輪16および第2滑車輪18に対して基板22を固定する前に、アーム24をロックすると、基板22に対するアーム24の回動を阻止することができる。この工程は、テンショナ14をユーザーに渡す前にメーカーによって行ってもよい。アーム24をロックするさいには、ロック作用部材58をアーム24の開口60に挿入し、基板22の整合する開口62に嵌合すればよい。アーム24の開口60と基板22の開口62の少なくとも一つを位置合わせし、ロック作用部材58を開口60、62に嵌合した場合に、取り付けが容易な所定位置にアーム24がロックされるように、アーム24の開口60を位置決めすればよい。具体的には、基板22をエンジン10に固定した場合に、ベルトの移動およびベルトの第1滑車輪16、第2滑車輪18および滑車26に対する位置合わせ・係合が容易になるように、所定位置にアーム24をロックすることができる。滑車26を基板22に対して移動しベルト12に張力を作用させる前に、少なくとも開口60、62の1つからロック作用部材58を外すと、アーム24のロックを解除することができる。
次に図7について説明する。本発明のさらに別な実施態様では、ベルト112がエンジン110の少なくとも第1滑車輪および第2滑車輪を走行通過するさいに、パワートランスミッションベルト112に張力を発生・維持するテンショナ114を設ける。ベルト112は、エンジン110のクランクシャフト(図示省略)に連結することができる駆動滑車輪116によって駆動することができる。このベルト112の使用を通して、駆動滑車輪116は、一つか複数の付属装置に連結することができる一つか複数の従動滑車輪を駆動することによって、一つか複数の従動滑車輪に動力を供給することができる。例えば、図7に示すように、ベルト112を使用して、第1従動滑車輪118および第2滑車輪120を駆動することができる。この第1従動滑車輪118はオルタネータ/スタータ装置(図示省略)に接続することができ、また第2従動車輪120はパワーステアリング装置(図示省略)に接続することができる。従動付属装置の場合、これらの滑車輪を介して、負荷をベルト112に加えることができる。
次に、図7および図8について説明する。テンショナ114の場合、基板122、基板122に可動自在に取り付けられた第1アーム124、基板122に回動自在に取り付けられた第2アーム125、第1アーム124に回転自在に取り付けられベルト112の第1スパン196に係合する第1滑車126、第2アーム125に回転自在に取り付けられベルト112の第2スパン198に係合する第2滑車127、第1アーム124および第2アーム125に連結され第1アーム124に向かう第1方向(図7では時計方向)に基板122に対して第1アーム124を押圧回動させるとともに、第1アーム124に向かう第2方向(図7では反と計方向)に基板122に対して第2アーム125を押圧回動させるばね128、基板122上に位置決めされ第1アーム124の、第2アーム125から離れる第2方向への回動を制限する第1ストッパ130、および基板122上に位置決めされ第2アーム125の、第1アーム124から離れる第1方向への回動を制限する第2ストッパ131で構成することができる。第1ストッパ130については、テンショナ114の取り付け時にばね128および第1アーム124によって第1ストッパ130が基板122上に自動的に位置決めされるように、第1アーム124にリンクすることができる。同様に、第1ストッパについても、テンショナ114の取り付け時にばね128および第2アーム125によって第2ストッパ131が自動的に位置決めされるように、第2アームにリンクすることができる。
基板122については、ボルト132などの固定手段を使用して、駆動滑車輪116および従動滑車輪118に対して所望位置においてエンジン110に固定することができる。具体的には、駆動滑車輪116と第1従動滑車輪118との間の第1スパン196および従動滑車輪118と第2従動滑車輪120との間にある第2スパン198においてテンショナ114がベルト112に張力を作用させるように、所定位置において基板122をエンジン110に固定することができる。複数の従動付属装置をもたないエンジンの場合、ベルト112の第2スパン198は、第1従動滑車輪118と駆動滑車輪116との間にある。
第1アーム124および第2アーム125については、ピボット回動できるように基板122に取り付けることができる。図7に示すように、第1アーム124は、第1アーム124の第1端部134において基板122に取り付けることができ、また第1滑車126は第1アーム124の第2端部136に回動自在に取り付けることができる。同様に、第2アーム125は、第2アーム125の第1端部135において基板122に取り付けることができ、また第2滑車127は第2アーム125の第2端部137に回動自在に取り付けることができる。従って、第1アーム124と第2アーム125とがばね128によって基板122上でピボット回動すると、第1滑車126と第2滑車127とがベルト112のそれぞれ第1スパン196と第2スパン198とに係合し、ベルト112に張力を加える力を発生する。
渦巻ばね(図示省略)、螺旋テンションばね、螺旋圧縮ばねなどを使用することができるばね128については、第1アーム124および第2アーム125に連結し、これらアーム124、125を相互に押圧・回動させるように構成する。図7および図8に示すように、第1アーム124の開口を介して第2アーム125から延設したハブ144のスロット142にばね128の第1端部138を嵌合することができる。ばね128の第2端部140については、第1アーム124から延設した凸部146に係合することができる。この構成の場合、ばね128によって、第1アーム124が、第1アーム124が受け取られている第2アームのハブ144を中心にして第1方向にピボット回動することができる。同様に、ばね128によって、第2アーム125が、第2アーム125が受け取られている基板122上のシャフト148を中心にして第2方向にピボット回動することができる。図9および図10に示す別な実施態様の場合、テンショナ114と同様な構成要素をもつテンショナ114Aにおいて、ばね128Aとして渦巻ばねを使用することができ、その第1端部138Aを、第1アーム124Aから延設した凸部144Aのスロット142Aに嵌合し、第2端部140Aを、第2アーム125Aから延設した凸部146Aに係合することができる。この構成の場合、ばね128Aによって、第1アーム124Aが、第1アーム124Aが受け取られている基板122A上のシャフト148Aを中心にしてピボット回動することができる。同様に、ばね128Aによって、第2アーム125Aが、第2アームが受けとられているシャフト148Aを中心にしてピボット回動できるように構成してある。
第1ストッパ130、第2ストッパ131には少なくとも一つの貫通スロット150を形成し、少なくとも一つの保持ボルト152を受け取ることができるようにする。図7および図8に示すように、第1ストッパ130、第2ストッパ131は、それぞれ一つのスロット150に一つの保持ボルト152を嵌合するように2つのスロット150を設けることができる。取り付け時には、保持ボルト152を緩めて、基板122および保持ボルト152に対して第1ストッパ130、第2ストッパ131が滑動できるようにする。具体的には、保持ボルト152をスロット150に嵌合し、緩めて基板122の対応するねじ孔154にねじ込む。緩めた状態では、保持ボルト152は第1ストッパ130、第2ストッパ131を基板122に緩く保持するが、取り付け時には、所望の位置に第1ストッパ130、第2ストッパ131は滑動することができる。いったん、アーム124の回動によって第1ストッパ130、第2ストッパ131を適正な位置に位置決めした後は、保持ボルト152が締め付けられ、第1ストッパ130、第2ストッパ131を基板122に固定し、これによってストッパ130、131が基板122に対して移動することがなくなる。基板122のねじ孔154は、一つか複数の膨出部156に設けることができる。なお、この膨出部のサイズは、アーム124、125が基板122に対して回動するさいに、第1アーム124、第2アーム125と相互作用するようにストッパ130、131を位置決めするサイズである。この第1ストッパ130は、最大行程ストッパとして作用し、第2方向への第1アーム124の回動(図7の反時計方法)を制限することができる。具体的には、第1ストッパ130は、第1滑車126の静的平衡位置からごくわずかな所定量だけベルト112がテンショナ114の第1滑車126を上昇させるように位置決めすることができる。同様に、第2ストッパ131も最大行程ストッパとして作用し、第2アーム125の第1方向(図7では時計方向)への回動を制限することができる。
別な実施態様では、テンショナ114にロック作用部材158を設けることができる。図8に示すように、このロック作用部材158としては、ほぼ円筒形のピンを使用することができる。また、第1アーム124には、ロック作用部材158を受け取る開口160を形成することができ、また第2アーム125にもロック作用部材158を受け取る開口161を形成することができる。同様に、基板122にもロック作用部材158を受け取る開口161を形成することができる。第1アーム124の開口160と、第2アーム125の開口161と基板122の開口162とを位置合わせし、ロック作用部材158を開口160、161、162内に挿入すると、アーム124をロックでき、第2アーム125が基板122に対してアーム124、125の回動を防ぐ。特に、開口160、162のうちの少なくとも一つに関しては、開口160、161、162を位置合わせし、第1アーム124および第2アーム125を所望位置にロックして、基板122に対してアーム124、125が回動しないようにする。別な実施態様では、ロック作用部材158を第1アーム124の開口160および第2アーム125の開口161にのみ挿入し、第2アーム125に対して第1アーム124が回動しないように構成するが、基板122に対してはアーム124、125を回動できるようにし、ベルト112に接触させる。
特に、開口160、161を位置合わせした場合に、アーム124、125を所望の位置にロックしテンショナ114を容易に取り付けることができるように、これら開口160、161を位置決めすることができる。特に、アーム124、125を“開放”位置にロックすると、ベルトの第1スパン196と第2スパン198とを第1滑車126と第2滑車127との間に通すことができる。テンショナ114の取り付け時、ロック作用部材158を開口160、161から抜き出すと、アーム124、125のロックを解除でき、またアーム124、125を相互にかつ基板122に対して回動させることができる。
さらに別な実施態様の場合、第1アーム124の第2方向への回動をなくすように、第1アーム124と第1ストッパ130との間においてテンショナ114に第1ブッシュ164を配設することができ、また第2アーム125の第1方向への回動をなくすように、第2アーム125と第2ストッパ131との間においてテンショナ114に第2ブッシュ165を配せつすることができる。第1アーム124が第2方向に回動すると、第1ブッシュ164が第1アーム124と第1ストッパ130との間で圧縮されるように、第1ブッシュ164を位置決めすることができる(図7)。同様に、第2アーム125が第1方向に回動すると、第2ブッシュ165が第2アーム125と第2ストッパ131との間で圧縮されるように、第2ブッシュ165を位置決めすることができる。第1ブッシュ164は、第1アーム124の回動の第2方向において対立する抵抗力を働かせるように配設される。同様に、第2ブッシュ165を圧縮すると、第2アーム125の第1方向への回動に対抗する対抗力を発生することができる。
第1ブッシュ164および第2ブッシュ165を使用する別な実施態様の場合、テンショナ114は、第1アーム124の第2方向への回動および第2アーム125の第1方向への回動に対して非線形的な、即ち二重の抵抗作用を示すことができる。第1アーム124について説明すると、第1ブッシュ164の非圧縮時に、第1アーム124の第1回動範囲にわたって発生する第1範囲の抵抗力については、ばね128だけで発生することができる。また、第1ブッシュ164の圧縮時に、第2アーム124の第2回動範囲にわたって発生する第2範囲の抵抗力については、ばね128と第1ブッシュ164の両者が発生することができる。第2アーム125について説明すると、第2ブッシュ165の非圧縮時に、第2アーム125の第1回動範囲にわたって発生する第1範囲の抵抗力については、ばね128だけで発生することができる。また、第2ブッシュ164の圧縮時に、第2アーム125の第2回動範囲にわたって発生する第2範囲の抵抗力については、ばね128と第2ブッシュ165の両者が発生することができる。
図7および図8に示すように、テンショナ114の第1アーム124には、第1ストッパ130と相互作用して第1アーム124の第2方向への回動を制限するように、第1反動パッド166を配設することができる。同様に、第2アーム125には、第2ストッパ131と相互作用して第2アーム125の第1方向への回動を制限するように、第2反動パッド167を配設することができる。図7について説明すると、ピボット回動できるように基板122にアーム124、125を取り付けた場合には、ストッパ130、131と反動パッド166、167とをアーム124、125のピボット回動点からほぼ同じ距離または半径をおいて位置決めすると、ストッパ130、131が反動パッド166、167のピボット回動と相互作用することになる。このように、第1ストッパ130と第1反動パッド166とが相互作用すると、第1アーム124の第2方向への最大行程範囲を決めることができる。同様に、第2ストッパ131と第2反動パッド167とが相互作用すると、第2アーム125の第1方向への最大行程範囲を決めることができる。
さらに別な実施態様では、第1ブッシュ164および第2ブッシュ165それぞれを受け取り、第1ストッパ130と第1反動パッド166との間で第1ブッシュ164を保持するとともに、第2ストッパ131と第2反動パッド167との間で第2ブッシュ165を保持できるように第1反動パッド166および第2反動パッド167を成形することができる。図7に示すように、ブッシュ164、165の一部を反動パッド166、167から突出させると、これらブッシュ164、165が部分的に圧縮されるまで、ストッパ130、131と反動パッド166、167とが相互に接触することがなくなる。
さらに別な実施態様の場合、テンショナ114の取り付け時に使用することができる着脱式リンク68を配設することができる。図6について説明すると、着脱式リンク68には第1凸部70および第2凸部72を設けることができる。図7について説明すると、アーム124、125に第1凸部70を受け取る凹部174を設けることができる。同様に、ストッパ130、131にも第2凸部72を受け取る凹部176を設けることができる。また、アーム124、125の凹部174は、アーム124、125の反動パッド166、167を受け取ることができる。テンショナ114の取り付け時にばね128と一緒に着脱式リンク68を使用すると、基板122上のストッパ130、131の位置を自動的に調節することができる。特に、着脱式リンク68のサイズについては、アーム124、125の凹部174に第1凸部170を嵌合し、ストッパ130、131の凹部176に第2凸部72を嵌合したときに、アーム124、125から所定の望ましい距離をおいてストッパ130、131を位置決めすることができる。
本発明の別な実施態様は、複式アームテンショナ114の取り付け方法である。取り付け時に、基板122に対するストッパ130、131の位置を自動的に調節しアーム124、125の所望の行程範囲を設定することができるようにしたことがこの方法の作用効果の一つである。ストッパ位置の自動調節は、以下の工程で行う。
取り付け状態にあるテンショナ114を図示する図11について説明すると、ベルト112に張力を作用させる前に、一体的に動作できるように第1ストッパ130を第1アーム124にリンクする。具体的には、着脱式リンク68を使用して、第1ストッパ130を第1アーム124にリンクし、これによって第1アーム124に対して所定位置に第1ストッパ130を固定することができる。本発明では、着脱式リンク68に、第1アーム124の凹部174に受け取られる第1凸部70および第1ストッパ130の凹部176に受け取られる第2凸部72を設けることができる。さらに、着脱式リンク68のサイズについては、第1アーム124の凹部174に第1凸部70を嵌合し、かつス第1トッパ130の凹部176に第2凸部72を嵌合したさいに、第1アーム124から所定の望ましい距離をおいて第1ストッパ130を位置決めできるサイズにする。同様に、別な着脱式リンク68によって、一体的に動作できるように第2ストッパ131を第2アーム125にリンクすることができる。第1ストッパ130および第2ストッパ131をそれぞれ第1アーム124および第2アーム125にリンクする場合、これは、テンショナ114をユーザーに渡す前に取り付け時にメーカーが行ってもよい。
次の工程で、駆動滑車輪を使用することができる第1滑車輪116および(ベルト112が通過する)従動滑車輪を使用することができる第2滑車輪118に対して基板122を固定することができる。特に、第1スパン196と第2スパン198においてテンショナ114がベルト112に張力を作用できるように、所定位置においてボルト132を使用して基板122をエンジン110に固定すればよい。この第1スパン196は駆動滑車輪116と第1従動滑車輪118との間に設定することができ、また第2スパン198は第1従動滑車輪118と第2従動滑車輪120との間に設定することができる。エンジン110に第2従動滑車輪120がない場合には、第2スパンは、第1従動滑車輪118と駆動滑車輪116との間に設定すればよい。
第1ストッパ130を第1アーム124にリンクした状態では、基板122に対して第1滑車126を移動させベルト112に係合させることができる。この工程では、取り付ける作業員が、張力がかかっていないベルトと第1滑車126とを位置合わせする必要がある。ばねのバイアス作用の結果、第1滑車126が取り付けられている第1アーム124が、この滑車126を介してベルト112に力を作用させ、ベルト112に静的な張力を発生する。第1滑車126と第1アーム124とがベルト112に静的な張力を発生している間、第1アーム124は、ばね128によって設定することができる静的平衡位置に位置する。第1ストッパ130は、直前の工程で第1アーム124にリンクされているため、第1滑車126が基板122に対して移動しベルト112に係合するさいに、アームの静的平衡位置に対して所定の位置に自動的に位置決めされる。従って、取り付け時に、基板122上の第1ストッパ130の位置は、ばね128によって望む位置に自動的に調節される。
同様に、第2ストッパ131を第2アーム125にリンクした状態では、基板122に対して第2滑車127を移動させベルト112に係合させることができる。ばねのバイアス作用の結果、第2滑車127が取り付けられている第2アーム125が、この滑車127を介してベルト112に力を作用させ、ベルト112に静的な張力を発生する。第2滑車127と第1アーム125とがベルト112に静的な張力を発生している間、第2アーム125は、ばね128によって設定することができる静的平衡位置に位置する。第2ストッパ131は、直前の工程で第2アーム125にリンクされているため、第2滑車125が基板122に対して移動しベルト112に係合するさいに、アームの静的平衡位置に対して所定の位置に自動的に位置決めされる。従って、取り付け時に、基板122上の第2ストッパ131の位置は、ばね128によって望む位置に自動的に調節される。
第1滑車126が移動しベルト112に係合した後、基板122に第1ストッパ130を固定することができる。図7に戻って説明すると、基板122に第1ストッパ130を固定する場合には、一つか複数の保持ボルト152を使用すればよい。既に説明したように、第1方向にアームにバイアスを作用させるばね128は、第1滑車126がベルト112に係合したさいに、アームの静的平衡位置を自動的に設定することができる。加えて、第1アーム124に第1ストッパ130を連結しているため、ばね128は、第1滑車126がベルト112に係合したさい同時に第1ストッパ130の位置を自動的に調節することができる。従って、第1滑車126がベルト112に係合すると、第1ストッパ130が自動的に望む位置に位置決めされ、基板122に固定され、第1アーム124の第2アーム125から離れる方向への回動を制限することができる。
第2滑車127が移動しベルト112に係合した後、基板122に第2ストッパ131を固定することができる。図7に戻って説明すると、基板122に第2ストッパ131を固定する場合には、一つか複数の保持ボルト152を使用すればよい。第1アーム124に関して説明したように、第2滑車127がベルト112に係合したさいに、第2ストッパ131が自動的に望む位置に位置決めされ、基板122に固定され、第2アーム125の第1アーム124から離れる方向への回動を制限することができる。
第1滑車126が移動しベルト112に係合した後、次の工程で、着脱式リンク68を外すことによって第1ストッパ130を第1アーム124から解除し、これによって第1ストッパ130に対して第1アーム124を回動することができる。第1ストッパ130の第1アーム124からの解除は、第1ストッパ130を基板122に固定する前後のいずれかで行えばよい。なお、ばね128によって位置を自動的に設定した後は、第1ストッパ130は移動することはない。着脱式リンク68を外すと、第1ストッパ130は解除することができる。
同様に、第2滑車127が移動しベルト112に係合した後、次の工程で、着脱式リンク68を外すことによって第2ストッパ131を第2アーム125から解除し、これによって第2ストッパ131に対して第2アーム125を回動することができる。第2ストッパ131の第2アーム125からの解除は、第2ストッパ131を基板122に固定する前後のいずれかで行えばよい。
本発明の別な実施態様では、さらに次の工程を実施することができる。図11について説明すると、第1滑車輪116および第2滑車輪118に対して基板122を固定する前に、アーム124、125をロックすると、基板122に対するアーム124、125の回動を阻止することができる。この工程は、テンショナ114をユーザーに渡す前にメーカーによって行ってもよい。第1アーム124および第2アーム125をロックするさいには、ロック作用部材158を第1アーム124の開口160に挿入し、第2アーム125の整合する開口161に挿入し、基板122の整合する開口162に嵌合すればよい。開口160、161、162を位置合わせし、ロック作用部材158を開口160、161、162に嵌合した場合に、取り付けが容易な所定位置にアーム124、125がロックされるように、第1アーム124の開口160および第2アーム125の開口161を位置決めすればよい。具体的には、基板122をエンジン110に固定した場合に、ベルトの移動およびベルトの滑車輪116、第1従動滑車輪118、第2従動滑車輪120、第1滑車126および第2滑車127に対する位置合わせ・係合が容易になるように、所定位置にアーム124、125をロックすることができる。第1滑車126および第2滑車127を基板122に対して移動しベルト112に張力を作用させる前に、開口160、161、162からロック作用部材158を外すと、アーム124、125のロックを解除することができる。
別な実施態様では、アーム124、125をロックし、取り付け時、第1アーム124が第2アーム124に対して回動しないようにすることができる。この工程は、テンショナ114をユーザーに渡す前に、メーカーが組み立て時に行ってもよい。第1アーム124および第2アーム125をロックする場合には、第1アーム124の開口160およびこれと整合する第2アーム125の開口にロック作用部材158を挿入すればよい。特に、第1アーム124および第2アーム125の開口160、161については、開口160、161を位置合わせし、ロック作用部材158を開口160、161に嵌合した場合に、アーム124、125が相互に所定位置にロックされ、取り付けが容易になるように位置決めすればよい。具体的には、基板122をエンジン110に固定した場合に、張力のかかっていないベルトの移動およびこのベルトの駆動滑車輪116、第1従動滑車輪118、第2従動滑車輪120、第1滑車126および第2滑車127に対する整合・係合が容易になるように、ばね128に予め負荷が加えられる“開放”位置にロックすることができる。第1滑車126および第2滑車127を移動しベルト112に係合してベルト112に張力を作用させる前に、開口160、161のうち少なくも一つからロック作用部材158を外すことによってアーム124、125のロックを解除することができる。
説明の便宜上、ここで、いくつかの遷移状態における、本発明の一つの実施態様による複式アームテンショナ114の動作について説明する。図7に戻って説明する。エンジン110の始動時であって、クランクシャフトが作動する前に、オルタネータ/スタータ(図示省略)などの自動車の付属装置に連結することができる第1従動滑車輪118を時計方向に、ベルトではなく、この付属装置によって駆動すると、ベルト112の第1スパン196における張力が急激に大きくなり、ベルト112によって、第2アーム125から離れる第2方向に第1滑車126が上昇する。第1滑車126および第1アーム124の回動がばね128および第1ブッシュ164の抵抗を受け、そして第1反動パッド166が第1ストッパ130に接触すると、その回動が停止する。ベルト112の第1スパン196における張力が大きくなると、これに対応して、ベルト112の第2スパン198における張力が小さくなる。この結果、第2アーム125および第2滑車127がベルト112に向かう第2方向に回動し、上記の遷移状態が終了するまで、ベルト112の第2スパン198に張力が作用することになる。
別な遷移状態としては、駐車操車時にタイヤが縁石に当たる場合や、運転者がハンドルを最大まで操作する場合があり、後者の場合には、第2従動滑車輪120に連結することができるパワーステアリング装置にきわめて大きな負荷がかかることになる。このような場合には、駆動滑車輪116と第2従動滑車輪120との間にあるベルトのスパンにおける張力が急激に大きくなり、ベルト112の第1スパン196および第2スパン198が緩むことになる。このような状態が発生したときには、第1アーム124が第1方向に回動しベルト112の第1スパン196に張力を加え、そして第2アーム125が第2方向に回動しベルト112の第2スパン198に張力を加える。この遷移状態が終了すると、第1アーム124および第2アーム125が定常状態位置に戻ることになる。
さらに別な遷移状態としては、ギヤシステムが第1ギヤから第2ギヤにシフトする場合がある。このような場合には、エンジン110がほぼ6,000rpmからほぼ3,000rpmに減速すると、駆動滑車輪116に連結することができるクランクシャフトに大きな逆トルクが作用することになるが、第1従動滑車輪118については、その回転モーメントの結果、駆動滑車輪116ほど速くは減速せず、ベルト112の第1スパン196における張力が急激に大きくなる。第1スパン196における張力が大きくなると、ベルト112により第1アーム124が第2方向に上昇する。また、第1ブッシュ164が第1アーム124と第1ストッパ130との間で圧縮されると、第1アーム124が第2方向に回動しようとしても、ばね128および第1ブッシュ164の抵抗を受ける。第1反動パッド166が第1ストッパ130に接触すると、第1アーム124の第2方向への回動が停止する。第1スパン196の張力が大きくなり、第1アーム24が上昇すると、ベルト112の第2スパン198が緩む。この結果、ばね128によって押圧され、ベルト112の第2スパン198に張力が作用するため、第2アーム125がベルト112に向かう第2方向に回動することになる。この遷移状態が終わるまで、ベルト112に係合する第2アーム125および第2滑車127により、第2スパン198に張力が作用し続ける。
図8について説明する。別な実施態様では、テンショナ114が、さらに、取り付けボルト180を有し、これによって基板122にばね128、第1アーム124および第2アーム125を可動的に取り付けることができる。この取り付けボルト180の場合、カバープレート182の開口、第1ワッシャ184の開口、ばね128の開口、第2ワッシャ186の開口、第1アーム124の開口、第3ワッシャ188の開口、第2アーム125のハブ144に延設した開口、第4ワッシャ192の開口に貫通し、最後に基板122から延設したシャフト148の開口に貫通することができる。シャフト148の開口は、内面にねじを形成し、ここに取り付けボルト180のねじを刻んだ外面を受け取り、これを固定する。組み立て時、これら開口はすべて直線194にそって整列する。第1ワッシャ184は、カバープレート182とばね128との間に配設することができ、ばね128の食い込みを抑えるものである。第2ワッシャ186は、ばね128と第1アーム124の間に、ばね128の食い込みを抑えるために配設することができる。また、第3ワッシャ188は、第1アーム124と第2アーム125との間に配設することができ、摩擦を抑え、第2アーム125に対して第1アーム124を回動させるものである。また、第4ワッシャ192は、第2アーム125と基板122との間に配設することができ、摩擦を抑え、基板122に対して第2アーム125を回動させるものである。ばね128は、食い込みを抑えるために、TEFLON(登録商標)テープで裏張りすることができる。ワッシャ184、186、188、192としてはプラスチック製のものを使用することができる。
パワートランスミッションベルトに張力を発生するために使用することができる、本発明第1実施態様によるテンショナを搭載したエンジン断面の正面図である。 パワートランスミッションベルトに張力を発生するために使用することができる、本発明第2実施態様によるテンショナを搭載したエンジン断面の正面図である。 図2のテンショナの展開図である。 図1のテンショナの展開図である。 ベルトに張力がかかっていない装着前の状態にある図1のテンショナを搭載したエンジン断面の正面図である。 一実施態様における着脱式リンクの斜視図である。 パワートランスミッションベルトに張力を発生するために使用することができる、本発明第3実施態様によるテンショナを搭載した自動車エンジン断面の正面図である。 第4実施態様によるテンショナを展開図である。 パワートランスミッションベルトに張力を発生するために使用することができる、本発明第5実施態様によるテンショナを搭載した自動車エンジン断面の正面図である。 図9に示したテンショナを展開図である。 ベルトに張力がかかっていない装着前の状態にある図7のテンショナを搭載したエンジン断面の正面図である。
符号の説明
10、10A:エンジン、
12、12A、122、12A:パワートランスミッションベルト、
14、14A、114、114A:テンショナ、
22、22A、122、122A:基板、
24、24A、124、124A、125、125A:アーム、
26、26A、126、126A、127、127A:滑車、
28、28A、128、128A:ばね、
30、30A、130、130A、131、131A:ストッパ、
60、62、60A、62A:開口、
64、64A:ブッシュ、
68:着脱式リンク、
70、72:凸部、
74、74A:凹部。

Claims (10)

  1. パワートランスミッションベルト(12、12A)に張力を発生するテンショナ(14、14A)において、
    基板(22、22A)
    この基板(22、22A)に回動自在に取り付けられたアーム(24、24A)
    このアーム(24、24A)に回転自在に取り付けられ、ベルト(12、12A)に係合する滑車(26、26A)
    前記アーム(24、24A)および基板(22、22A)に連結され、前記アーム(24、24A)を第1方向に記基板(22、22A)に対して押圧・回動させることによって、前記ベルト(12、12A)に張力を作用させる力で、前記滑車(26、26A)を前記ベルト(12、12A)に係合させるばね(28、28A)と、
    前記アーム(24、24A)と前記基板(22、22A)とに係合するストッパ(30、30A)と、
    を備え、
    テンショナ(14、14A)の取り付け時に、前記基板(22、22A)面上で相対的に移動可能である前記ストッパ(30、30A)を、前記ばね(28、28A)および前記アーム(24、24A)によっ自動的に位置決めをして第1位置として定め、
    前記第1位置が、前記ストッパ(30、30A)と前記アーム(24、24A)との間に間隙を有した状態で可動可能に係合し、且つ前記第1位置で前記ストッパ(30、30A)が前記アーム(24、24A)の第2方向への回動を制限するものであり、
    そして、前記第1位置で前記ストッパ(30、30A)を前記基板(22、22A)に固定することを特徴とするテンショナ(14、14A)。
  2. 着脱式リンク(68)を使用して、アーム(24、24A)にストッパ(30、30A)をリンクし上記アームに対して上記ストッパを位置決めし、
    (甲)アーム(24、24A)に第1端部(34、34A)および第2端部(36、36A)を形成し、この第1端部において基板(22、22A)にピボット回動自在に上記アームを取り付け、アーム(24、24A)の第2端部(36、36A)に滑車(26、26A)を回転自在に取り付け構成と、
    (乙)ばね(28、28A)として、渦巻ばね及び螺旋線形テンションばね並びに螺旋線形圧縮ばねのいずれかを使用し、このばね(28、28A)の第1端部(40、38A)をアーム(24、24A)に連結するとともに、このばねの第2端部(38、40A)を基板(22、22A)に連結し上記アームを上記第1方向に上記基板に対して押圧・ピボット回動させ構成と、
    のうち、少なくとも上記(甲)あるいは(乙)の構成を選択し、
    基板(22、22A)を対応するエンジン(10、10A)に取り付け請求項1記載のテンショナ。
  3. ロック作用部材(58、58A)を有し、
    (丙)このロック作用部材(58、58A)を受け取る開口(60、62、60A、62A)をそれぞれアーム(24、24A)および基板(22、22A)に形成し、テンショナ(14、14A)の組み立て時に、このロック作用部材をアーム(24、24A)の開口(60、60A)および基板(22、22A)の開口(62、62A)に嵌合できるようにするとともに、上記テンショナの取り付け時にこれら開口から抜き出す構成と
    (丁)アーム(24、24A)とストッパ(30、30A)との間に設けられこのアームの上記第2方向への回動に抵抗を与えるブッシュ(64、64A)を有し、アーム(24、24A)とストッパ(30、30A)との間で圧縮された場合にこのブッシュ(24、4A)が抵抗力を作用させるように構成し、ストッパ(30、30A)と相互作用する反動パッド(66、66A)を上記アームに設けアーム(24、24A)の上記第2方向への回動を制限するように構成するとともに、反動パッド(66、66A)をブッシュ(64、64A)を受け取ることができるように形成し、かつ上記ブッシュについては、反動パッド(66、66A)とストッパ(30、30A)との間の位置において上記反動パッドにこれを嵌合できるように構成し、ブッシュ(64、64A)として非線形ばね定数をもつブッシュを使用することができるようにし、またテンショナ(14、14A)がアーム(24、24A)の上記第2方向への回動に非線形の抵抗を与えることができるようにし、上記非線形の抵抗が第1抵抗範囲および第2抵抗範囲をもち、この第1抵抗範囲についてはばね(28、28A)発生し、そして第2抵抗範囲については、上記ブッシュが反動パッド(66、66A)とストッパ(30、30A)と間で圧縮されたときにばね(28、28A)およびブッシュ(64、64A)発生す構成と、
    の構成のうち、少なくとも上記(丙)を有し、且つ上記(丁)が選択可能である請求1または2記載のテンショナ。
  4. 着脱式リンク(68)に第1凸部(70)および第2凸部(72)を形成し、アーム(24、24A)の凹部(74、74A)が第1凸部(70)を受け取り、かつストッパ(30、30A)の凹部(76、76A)が第2凸部(72)を受け取り、そしてアーム(24、24A)の凹部(74、74A)を反動パッド(66、66A)に嵌合できるようにするとともに、第1凸部(70)をアーム(24、24A)の凹部(74、74A)に嵌合し、かつ第2凸部(72)をストッパ(30、30A)の凹部(76、76A)に嵌合したときに、ストッパ(30、30A)から所定の距離にアーム(24、24A)を位置決めできるようなサイズで着脱式リンク(68)を形成し、テンショナ(14、14A)の取り付け時に着脱式リンク(68)を取り外すことができるように構成した請求項2または3記載のテンショナ。
  5. 基板(22、22A)、この基板に回動自在に取り付けられたばねバイアス式アーム(24、24A)、このアームに回転自在に取り付けられベルト(12、12A)に係合する滑車(26、26A)、及びストッパ(30、30A)を有し、ベルトが第1滑車輪および第2滑車輪を走行通過するさいに、パワートランスミッションベルト(12、12A)に張力を発生するテンショナを取り付ける方法において、
    前記アーム(24、24A)との間に間隙を有した前記ストッパ(30、30A)であって、前記ストッパ(30、30A)を前記基板(22、22A)に対し移動可能に係合する工程、
    )一体的に動作するようにストッパ(30、30A)アーム(24、24A)にリンクすることによって上記アームに対して所定の位置に上記ストッパを配設する工程、
    )第1滑車輪および第2滑車輪に対して基板(22、22A)を固定する工程、
    )ストッパ(30、30A)をアーム(24、24A)にリンクした状態で、基板(22、22A)に対して滑車(26、26A)を移動しベルト(12、12A)に係合する工程、
    )滑車(26、26A)を移動しベルト(12、12A)に係合した後、ストッパ(30、0A)を基板(22、22A)に固定することによって、アーム(24、24A)のベルトから離れる方向への回動を制限するように位置決めする工程、および
    )滑車(26、26A)を移動しベルト(12、12A)に係合した後、ストッパ(30、30A)をアーム(24、24A)から解除することによって、ストッパ(30、30A)に対してアーム(24、24A)を回動する工程からなり、工程()において着脱式リンク(68)を使用してストッパ(30、30A)をアーム(24、24A)にリンクすることができることを特徴とし、さらに
    )第1滑車輪および第2滑車輪に対して基板(22、22A)を固定する前に、基板アーム(24、24A)をロックする工程、および
    )基板(22、22A)に対して滑車(26、26A)を移動する前に、アーム(24、24A)のロックを解除する工程を有し、工程()において、基板(22、22A)を第1滑車輪および第2滑車輪に対して固定したときに、上記アームを所定位置にロックし、ベルト(12、12A)の位置決めおよびこのベルトの第1滑車輪、第2滑車輪および滑車(26、26A)への係合を容易にしたことを特徴とするテンショナの取り付け方法。
  6. パワートランスミッションベルト(112、112A)に張力を発生するテンショナ(114、114A)において、
    基板(122、122A)、
    この基板(122、122A)に回動自在に取り付けられた第1アーム(124、124A)、
    基板(122、122A)に回動自在に取り付けられた第2アーム(125、125A)、
    第1アーム(124、124A)に回転自在に取り付けられベルト(112、112A)の第1スパン(198、198A)に係合する第1滑車(126、126A)、
    第2アーム(125、125A)に回転自在に取り付けられベルト(112、112A)の第2スパン(198、198A)に係合する第2滑車(127、127A)、
    第1アーム(124、124A)および第2アーム(125、125A)に連結され、前記第1アームを前記第2アームに向かう第1方向に押圧・回動させ、かつ前記第2アームを前記第1アームに向かう第2方向に押圧・回動させることによって、ベルトに張力を作用させる力で、第1滑車(126、126A)および第2滑車(127、127A)をベルト(112、112A)の第1スパン(196、196A)および第2スパン(198、198A)に係合させるばね(128、128A)、
    テンショナ(114、114A)の取り付け時に、ばね(128、128A)および第1アーム(124、124A)によって基板(122、122A)上に自動的に位置決めされるように第1アーム(124、124A)にリンクされる第1ストッパ(130、130A)であって、基板(122、122A)に位置決めされ第1アーム(124、124A)の第2アーム(125、125A)から離れる第2方向への回動を制限する第1ストッパ(130、130A)、および
    テンショナ(114、114A)の取り付け時に、ばね(128、128A)および第2アーム(125、125A)によって基板(122、122A)上に自動的に位置決めされるように第2アーム(125、125A)にリンクされる第2ストッパ(131、131A)であって、基板(122、122A)に位置決めされ第2アーム(125、125A)の第1アーム(124、124A)から離れる第1方向への回動を制限する第2ストッパ(131、131A)からなることを特徴とするテンショナ(114、114A)。
  7. 第1着脱式リンク(68)を使用して、第1アーム(124、124A)に第1ストッパ(130、130A)をリンクし第1アーム(124、124A)に対して第1ストッパ(130、130A)を位置決めし、かつ第2着脱式リンク(68)を使用して、第2アーム(125、125A)に第2ストッパ(131、131A)をリンクし第2アーム(125、125A)に対して第2ストッパ(131、131A)を位置決めし、
    (甲)第1アーム(124、124A)に第1端部(134、134A)および第2端部(136、136A)を形成し、この第1端部において基板(122、122A)にピボット回動自在に上記第1アームを取り付け、第2アーム(125、125A)に第1端部(135、135A)および第2端部(137、137A)を形成し、前記第1端部において基板(122、122A)にピボット回動自在に前記第2アームを取り付け、第1アーム(124、124A)の第2端部(136、136A)に第1滑車(126、126A)を回転自在に取り付け、かつ第2アーム(125、125A)の第2端部(137、137A)に第2滑車(127、127A)を回転自在に取り付け構成と、
    (乙)ばね(128、128A)として、渦巻ばね及び螺旋線形テンションばね並びに螺旋線形圧縮ばねのいずれかを使用し、このばね(128、128A)の第1端部(140、138A)を第1アーム(124、124A)に連結するとともに、このばねの第2端部(138、140A)を第2アーム(125、125A)に連結し第1アーム(124、124A)を第2アーム(125、125A)に向かう上記第1方向に押圧・ピボット回動させ構成と、
    のうち、少なくとも上記(甲)あるいは(乙)の構成を選択し、
    基板(122、122A)を対応するエンジン(110、110A)に取り付け請求項6記載のテンショナ。
  8. ロック作用部材(158、158A)を有し、
    (丙)このロック作用部材(158、158A)を受け取る開口(160160A、161、161A)をそれぞれ第1アーム(124、124A)および第2アーム(125、125A)に形成し、テンショナ(114、114A)の組み立て時に、このロック作用部材をこれらアームの開口に嵌合できるようにするとともに、上記テンショナの取り付け時にこれら開口から抜き出すことができるように構成し、かつロック作用部材(158、158A)を受け取る開口(162、162A)を基板(122、122A)を形成し、テンショナ(114、114A)の組み立て時にこれらアーム(124、124A、125、125A)の開口(160、160A、161、161A)および基板(122、122A)の開口(162、162A)に嵌合できるようにするとともに、テンショナの取り付け時に、ロック作用部材(158、158A)をこれら開口から抜き出す構成と
    (丁)第1アーム(124、124A)と第1ストッパ(130、130A)との間に設けられ前記第1アームの上記第2方向への回動に抵抗を与えるブッシュ(164、164A)を有し、第1アーム(124、124A)と第1ストッパ(130、130A)との間で圧縮された場合にこのブッシュ(164、164A)が抵抗力を作用させるように構成し、第1ストッパ(130、130A)と相互作用する反動パッド(166、166A)を第1アーム(124、124A)に設け第1アーム(124、124A)の上記第2方向への回動を制限するように構成するとともに、反動パッド(166、166A)をブッシュ(164、164A)を受け取ることができるように形成し、かつ上記ブッシュについては、反動パッド(166、166A)と第1ストッパ(130、130A)との間の位置において上記反動パッドにこれを嵌合できるように構成し、テンショナ(114、114A)が第1アーム(124、124A)の上記第2方向への回動に非線形の抵抗を与えることができるようにし、上記非線形の抵抗が第1抵抗範囲および第2抵抗範囲をもち、この第1抵抗範囲についてはばね(128、128A)発生し、そして第2抵抗範囲については、上記ブッシュが反動パッド(166、166A)と第1ストッパ(130、130A)と間で圧縮されたときにばね(128、128A)およびブッシュ(164、164A)発生す構成と、
    の構成のうち、少なくとも上記(丙)を有し、且つ上記(丁)が選択可能である請求6または7記載のテンショナ。
  9. 第1着脱式リンク(68)に第1凸部(70)および第2凸部(72)を形成し、第1アーム(124、124A)の凹部(174A)が第1凸部(70)を受け取り、かつ第1ストッパ(130、130A)の凹部(176A)が第2凸部(72)を受け取り、そして第1アーム(124、124A)の凹部(174A)を反動パッド(166、166A)に嵌合できるようにするとともに、第1凸部(70)を第1アーム(124、124A)の凹部(174A)に嵌合し、かつ第2凸部(72)を第1ストッパ(130、130A)の凹部(174A)に嵌合したときに、第1ストッパ(130、130A)から所定の距離に第1アーム(124、124A)を位置決めできるようなサイズで第1着脱式リンク(68)を形成し、テンショナ(114、114A)の取り付け時に第1着脱式リンク(68)を取り外すことができるように構成した請求項7または8記載のテンショナ。
  10. 基板(122、122A)、この基板に回動自在に取り付けられたばねバイアス式の第1アーム(124、124A)、上記基板に回動自在に取り付けられたばねバイアス式の第2アーム(125、125A)、第1アーム(124、124A)に回転自在に取り付けられベルト(112、112A)の第1スパン(196、196A)に係合する第1滑車(126、126A)、第2アーム(125、125A)に回転自在に取り付けられベルト(112、112A)の第2スパン(198198A)に係合する第2滑車(127、127A)、第1ストッパ(130、130A)および第2ストッパ(131、131A)を有し、ベルトが第1滑車輪および第2滑車輪を走行通過するさいに、パワートランスミッションベルト(112、112A)に張力を発生するテンショナを取り付ける方法において、
    (a)一体的に動作するように第1ストッパ(130、130A)を第1アーム(124、124A)にリンクすることによって前記第1アームに対して所定の位置に前記第1ストッパを配設する工程、
    (b)一体的に動作するように第2ストッパ(131、131A)を第2アーム(125、125A)にリンクすることによって前記第2アームに対して所定の位置に前記第2ストッパを配設する工程、
    (c)第1滑車輪および第2滑車輪に対して基板(122、122A)を固定する工程、
    (d)第1ストッパ(130、130A)を第1アーム(124、124A)にリンクした状態で、基板(122、122A)に対して第1滑車(126、126A)を移動しベルト(112、112A)の第1スパン(196、196A)に係合する工程、
    (e)第2ストッパ(13、13A)を第2アーム(125、125A)にリンクした状態で、基板(122、122A)に対して第2滑車(127、127A)を移動しベルト(112、112A)の第2スパン(198、198A)に係合する工程、
    (f)第1滑車(126、126A)を移動しベルト(112、112A)の第1スパン(196、196A)に係合した後、第1ストッパ(130、130A)を基板(122、122A)に固定することによって、第1アーム(124、124A)の第2アーム(125、125A)から離れる方向への回動を制限するように位置決めする工程、
    (g)第2滑車(127、127A)を移動しベルト(112、112A)の第2スパン(198、198A)に係合した後、第2ストッパ(131、131A)を基板(122、122A)に固定することによって、第2アーム(125、125A)の第1アーム(124、124A)から離れる方向への回動を制限するように位置決めする工程、
    (h)第1滑車(126、126A)を移動しベルト(112、112A)の第1スパン(196、196A)に係合した後、第1ストッパ(130、130A)を第1アーム(124、124A)から解除することによって、第1ストッパ(130、130A)に対して第1アーム(124、124A)を回動する工程、および
    (i)第2滑車(127、127A)を移動しベルト(112、112A)の第2スパン(198、198A)に係合した後、第2ストッパ(131、131A)を第2アーム(125、125A)から解除することによって、第2ストッパ(131、131A)に対して第2アーム(125、125A)を回動する工程からなり、工程(a)において第1着脱式リンク(68)を使用して第1ストッパ(130、130A)を第1アーム(124、124A)にリンクし、そして工程(b)において第2着脱式リンク(68)を使用して第2ストッパ(131、131A)を第2アーム(125、125A)にリンクすることができることを特徴とし、さらに
    (j)第1滑車輪および第2滑車輪に対して基板(12、12A)を固定する前に、第1アーム(124、124A)を第2アーム(125、125A)にロックする工程、および
    (k)第1滑車および第2滑車(126、126A、127、127A)を移動しベルト(112、112A)に係合する前に、第2アーム(125、125A)から第1アーム(124、124A)のロックを解除する工程を有し、工程(j)において、基板(122、122A)を第1滑車輪および第2滑車輪に対して固定したときに、所定位置にある第2アーム(125、125A)に第1アーム(124、124A)をロックしベルト(112、112A)の位置決めを容易にするとともに、このベルトの第1滑車輪、第2滑車輪、第1滑車(126、126A)および第2滑車(127、127A)への係合を容易にしたことを特徴とするテンショナの取り付け方法。
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