JP4732448B2 - 改良された制動装置を備える車両ベルト駆動トーションバーテンショナ - Google Patents

Description

本発明は、改良された制動装置を備える車両ベルト駆動トーションバーテンショナに関する。

車両内燃機関ベルト駆動装置は、通常、駆動ベルトの正しい張力を保障するためのテンショナを特徴とする。複雑な駆動の場合、並びに、空間が限定的であるときには、細長いトーションバーテンショナが、横方向によりコンパクトであり、従って、内燃機関又は内燃機関アクセサリに沿って収容可能であることによって、従来的な種類よりも好まれる。

ドイツ国特許公報第Ａ３９１２９４４号は、細長い保護管と、保護管の長手軸について回転し且つ端部にアイドルプーリを支持するアームと、駆動ベルトの正しい張力を保障するためにアームに弾性スラストを付与する３つの弾性ビーム素子の群によって定められるトーションバーと、アームの角振動を制動するための制動装置とを含むトーションバーテンショナを記載している。

より具体的には、弾性素子は、六角形断面を有し、弾性素子を収容する保護管は、第一端部でアームに剛的に接続され、第一端部と反対の第二端部で制動装置と協働する。

制動装置は、内燃機関の固定壁と一体な切頭円錐形状筐体と、保護管に柱状に接続され且つ切頭円錐形状筐体の内部作動面と摩擦的に協働する摩擦部材と、摩擦部材を作動面に対して押し付けるためのベルビルワッシャとを含む。

実際の使用中、保護管は支持ブッシュ内部に回転自在に収容され、アームはプーリを用いてベルトを締め付け、保護管に伝達されるアームの振動は、制動装置によって制動される。

上記の制動装置は、内燃機関の壁に接続されるという欠点、並びに、多数の構成部分から構成され、よって、組立てを複雑化し且つ装置の長さを増大するという欠点を有する。

その上、ベルビルワッシャは、固定壁とアームと一体な摩擦部材との間に介装されることで、摩耗に晒され、従って、摩擦部材が装着されたときでさえ、適切な軸方向負荷を保障する大きさとされなければならない。

前述の欠点を解消するよう設計されたベルト駆動トーションバーテンショナを提供することが本発明の目的である。

本発明によれば、請求項１に請求されるようなベルト駆動トーションバーテンショナが提供される。

本発明の３つの好適な非限定的な実施態様が、添付の図面を参照して例証として記載される。

図１中の番号１は、内燃機関ベルト駆動のベルトに張力を付与するためのトーションバーテンショナを全体的に示している。

テンショナ１は、軸Ａの長手貫通キャビティ３を有する細長い筐体２と、筐体２に回転的に接続され且つベルトと協働するアイドル端部プーリ５を支持するアーム４と、アームを弾性的に負荷するためのトーションバー６とを含む。

より具体的には、筐体２は、一端に一体的に、軸Ａと同軸の円筒形ハブ９を含み、アーム４は、一体的に、プーリ５と反対方向に配置された円筒形キャップを含み、次いで、耐摩耗性材料から成るブッシュ１２が介装された状態で、ハブ９に回転的に取り付けられる横壁１１と、工具によって係合可能な成形ヘッド１３とを含む。

キャビティ３の内部に収容されるトーションバー６は、一体的に、キャップ１０に剛的に接続された第一端部１５と、筐体２と一体な円筒形ブッシュ１７と剛的に接続された第二端部１６とを含む。

より具体的には、トーションバー６は、ビーム素子１９の束を含み、ビーム素子は、断面が六角形であり、最大にコンパクトな構造に配置され、その両端は、ブッシュ１７内の成形された貫通キャビティ２０とキャップ１０のヘッド１３とそれぞれ係合している。

図３は、ブッシュ１７と、相対的に成形されたキャビティ２０とを示しており、キャビティ２０は、軸Ａに対して対称であり、且つ、六角形状にモジュラーな、即ち、多数の単一部或いは正六角形の形態のモジュールを組み合わせることによって定められる断面部２０ａを有する。成形キャビティ２０は、軸Ａを通じる放射状線に対して対称的であり且つ断面２０ａの内側に突出する連続的な放射部２０ｂを有する表面によって横方向に境界付けられている。

ブッシュ１７は、成形キャビティ２０について均等に離間し且つトルクレンチによる係合のための３つのデッド軸孔２０ｃも含む。

トーションバー６の断面形状を付与するために、成形キャビティ２０を用いて、形状及び干渉の双方によって、キャップ１０及びブッシュ１７は、ビーム素子１９の両端に剛的に接続されている。

より具体的には、ブッシュ１７は、ハブ９と反対側で且つキャビティ３と同軸に、筐体２内のシート１８の内部で駆動され、キャップ１０は、アーム４上に形成されたシート２１の内部で駆動され、各カバーディスク２７は、端部１５，１６を外部剤から保護するために、成形キャビティ２０の外側に取り付けられている。

アーム２０は、閉塞された矩形のボックス部を形成するために、軸Ａに対して横方向に対称の平面Ｓ（図２）に沿って２つの同一のプレス板金シェル２２を含む。

シェル２２は、プーリ５を部分的に収容し且つ支持し、この目的のために、一体的に、軸Ａと平行な打抜き円筒形突起２３と、プーリ５の軸受２６を支持するピン２５を形成するために、平面Ｓで接合された端壁２４をそれぞれ有する。

テンショナ１は、制動装置３０も含み、次いで、ハブ９の下方で筐体２から突出する固定された環状の適合壁３１と、アーム４と角度的に一体化され且つ適合壁３１に対して軸方向に把持される摩擦部材３２と、摩擦部材３２上に軸方向負荷を加え且つ摩擦によって引き起こされる如何なる緩みをも除くために、アーム４と摩擦部材３２との間に介装された環状波形ばね３３とを含む。

より具体的には、適合壁３１は、キャップ１０に面し且つ摩擦部材３２と適合する円錐面３４を有し、摩擦部材も環状であり、キャップ１０に取り付けられている。

摩擦部材３２は、一体的に、摩擦部材３２を角度的に一体的にアーム４と接続するために、アーム４上のスロット３６（図１）と係合する軸方向突起３５と、ブッシュ１７に面し且つ円錐面３４付近で適合壁３１を横方向に取り囲む周辺リップ３７とを含む。

テンショナ１は、駆動装置へのベルトの組立を容易化するよう運転角度位置にアーム４を係止するための係止装置４０も含み、それは通常トーションバー６の最大ねじれに対応する。

係止装置４０は、筐体２から放射状に突出し且つ軸Ａと平行な軸Ｂを有する滑りシートを定める２つのブラケット４１ａ，４１ｂと、滑りシート内部で、アーム４上のスロット３６と係合する係止位置と解放位置との間を移動可能なピン４３と、安定的な解放位置を維持するためにピン４３に取り付けられる螺旋状ねじ４４とを含む。

より具体的には、ピン４３は、アーム４に対してブラケット４１ａ，４１ｂの反対側に配置された停止ヘッド４５と、ピン４３上の環状溝内に収容され、且つ、使用中、２つのブラケット４１ａ，４１ｂの間に配置される保持リング４６とを含む。

軸Ｂは、プーリ５に対して軸Ａと反対側に、ピン４３の十分なレバーアームを許容するような軸Ａからのラジアル距離で、放射方向に摩擦部材３２を収容するよう配置されている。

同一又は均等な構成部分のために同一の参照番号を使用して、本発明の代替的な実施態様を今や記載する。

図４は、アーム４２アームテンショナ５０を示しており、アーム４は第二アーム５１に弾性的に接続され、ブッシュ１７に剛的に接続された端部５４を含むねじり剛的なスリーブ５３（図５）を用いて、アイドルプーリ５２を支持している。

より具体的には、第二アーム５１は、同一の対称の平面（Ｓ）に位置し、アーム４を定める２つのシェル２２の間で、キャップ１０（図６及び７）内の円周開口５８の内部に放射状に挿入されている。筐体２のキャビティ３内に回転のために収容されたスリーブ５３が、端部５４と反対側にハブ９を一体的に定めている。

制動装置３０は、アーム４に関してテンショナ１内と同一であるのに対し、２つのアーム間の相対的な振動は、キャップ１０とスリーブ５３との間に介装された２つの摩擦ブッシュ５９によって制動される。係止装置４０は、アーム４に作用するピン４３と、螺旋状ばね４４と同様に動作するばね５７の制御の下で、スリーブを角度的に固定させ或いは回転的にするために、スリーブ５３と選択的に係合するよう筐体２上の放射状シート５６内部で摺動する第二ピン５５とを含む。

図８は第二の１アームテンショナ６０を示しており、平坦な細長いプレート６２を含み、且つ、突出するプーリ５を支持する、軸Ａと平行な軸Ｃのピン６３と、ピン６３と軸方向に反対側に延び、且つ、ブッシュ１７と反対側で筐体２の円錐キャビティ６５内部に収容されるハブ６４とを有する。

制動装置３０は、一体的に、円錐キャビティ６５の横面と摩擦的に協働し、且つ、筐体２の軸Ａに対して垂直な、プレート６２と正面フランジ６８との間に介装された環状端部フランジ６７を有する、ハブ６４上に駆動される円錐摩擦ブッシュ６６を含む。

テンショナ６０は、同一のラジアル距離に配置され且つ平坦プレート６２と正面フランジ６８にそれぞれ形成された２つの孔と、運転角度位置において双方の孔と係合する取外し可能なピン７０とを含む既知の係止装置を含む。

テンショナ１、５０、及び、６０は、以下のように動作する。

実際の使用中、プーリ５は、ベルトの横方向振動をアーム４の角度的振動に変換し、よって、トーションバー６のねじれ角度を変える。

既知の弾性法則によれば、ねじれ角度の変化は、角度振動の量に依存したトーションバー６の弾性ねじれ反作用、及び、トーションバー６の長さの減少の両方を生み出し、その効果は、回転の軸Ａからのビーム素子１９のラジアル距離と比例する。

長さの変化は、摩擦部材３２に作用する軸方向負荷に影響を及ぼす。より具体的には、摩擦部材３２を圧縮する軸方向成分は、トーションバー６のねじれ角度における増大に沿って増大する。

上述の効果を達成するために、テンショナは、先ず、２つのシェル２２の間にプーリ５を組み立て、アーム４を形成するよう、シート２１内にキャップ１０を組み立てることによって組み立てられる。次に、アーム４は、ヘッド１３が下向きに面し且つシート内部に角度的に固定された状態で、固定された組立体取付具上に配置されるので、波形ばね３３及び摩擦部材３２がアーム４と適合壁３１との間に介装された状態で、ビーム素子１９はキャップ１０内部に挿入され、筐体２はビーム素子１９上に取り付けられる。

この時点で、筐体２は、剛的な較正位置において、組立体取付具に固定され、剛的な較正位置は、波形ばね３３の正しい軸方向予負荷及びトーションバー６の正しいねじれ予負荷を達成するために、キャップ１０に対する軸方向及び角度的な基準として働く。

トーションバー６の端部１６に取り付けられたブッシュ１７は、デッド孔２０ｃ内部に挿入されるトルクレンチによって同軸シート１８内部で回転され、トーションバー６がねじれ予負荷及び初期的な軸方向予負荷の双方に適した較正なじれ値に達するときに、押し込まれる。

最終的に、アーム４は、較正角度位置よりも大きなトーションバー６のねじれに対応する運転角度位置に設定され、よって、トーションバー６のねじれによって生成されるさらなる軸方向負荷を加える。

運転角度位置において、可動ピン４３，５５は、スロット３６の内面及び放射状シート５６を用いて、トーションバー６によって生成される摩擦によって、係合位置係止アーム４内に保持される。

テンショナを解放するために、キャップ１０のヘッド１３は、単に工具で把持され、ピン４３に対する摩擦力を減少するよう回転されるので、螺旋状ばね４４は摩擦力に打ち勝ち、ピン４３を自動的に解放してアーム４の動作を許容する。

２アームテンショナ５０は、筐体２と対照的に、アーム５１に対するアーム４の基準角度位置において、並びに、トーションバー６の所定ねじれ値で、ブッシュ１７がスリーブ上に押し込まれることを除き、同様の方法で組み立てられる。トーションバー６の軸方向予負荷は、適合壁３１に対する、並びに、それぞれ、適合壁３１と反対の筐体２の平坦な端面に対する、キャップ１０及びブッシュ１７の結合作用によって達成される。その上、ピン４３の解放は、自動的に第二ピン５５も解放し、よって、スリーブ５３に対する如何なる接線力をも解消する。

本発明に従ったテンショナな利点は、上記の記載から明らかであろう。

ねじれ角度における変化に沿ってトーションバー６の長さの変化を活かすことによって、波形ねじ３３のサイズを減少し得るので、単一モジュールを形成するために、制動装置をテンショナ自体に取り付け可能であり、より迅速且つより容易に組み立て得る。

組立て方法は、波形ばね３３のみならず、トルクレンチのトルク設定の増大又は減少にそれぞれ沿って増大又は減少する、トーションバー６によってもたらされる予負荷をも較正する。

その上、ねじれ角度と共に軸方向成分が増大するという事実は、より高い振幅の振動の制動の改良をもたらし、よって、より大きな制動を必要とする動作条件において制動装置３０の有効性を増大し、且つ、装置のサイズの著しい減少を可能にする。

ベルトテンショナの軸Ａに対して横方向のサイズを減少するために、具体的には、円錐面を備える摩擦部材３２が使用される。

取り外し不能な係止ピン４３を含む角度係止装置４０を利用することによって、仕事のための正しいピンが常に直ぐに入手可能である。

ロックピン４３の自動ばね動作は、係止装置４０へのアクセスの必要なしに、容易にアクセス可能なキャップ１０のヘッド１３に単に取り組むことにより、ベルトの組み立て及びアームの動作を可能にすることによって、保守も単純化する。

プレス板金シェルを使用することは、製造コストを削減し、アーム４の強力で軽量な閉塞ボックス部を容易に得るようにし、平面に対して対称的な構造Ｓは、如何なる回転モーメントをも排除し、アーム４のより容易な案内をもたらす。

明らかに、添付の請求項に定められるような本発明の範囲から逸脱することなしに、記載され且つここに例証されるようなテンショナに対して変更を行い得る。

便利に、トーションバー６は、ねじれ負荷の下でのビーム素子１９の相対的な分離を回避するために、トーションバー６の中央部を取り囲み且つ円周方向に締め付ける金属環７５を備える。

本発明に従ったテンショナを示す正面図である。 図１中の線Ｉ−Ｉに沿うテンショナを示す断面図である。 図１のテンショナの詳細を示す拡大図である。 本発明のさらなる実施態様を示す正面図である。 図４中の線Ｖ−Ｖに沿う部分断面図である。 図４のテンショナを示す側面図である。 図６中の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う図４のテンショナの断面図である。 本発明のさらなる実施態様を示す正面図である。 図８中の線ＩＸ−ＩＸに沿うテンショナを示す断面図である。

Claims (20)

1. 自動車ベルト駆動装置のためのテンショナであって、
   軸を有する長手のキャビティを定める細長い筐体と、前記軸について回転するよう前記筐体に取り付けられる少なくとも１つのアームと、該少なくとも１つのアームに取り付けられ、且つ、ベルト駆動装置のベルトと協働するアイドルプーリと、少なくとも部分的に前記キャビティ内に収容され、且つ、前記少なくとも１つのアームと一体的な第一端部を有するトーションバー弾性部材と、前記第一端部と反対側にあり、且つ、前記弾性部材の張力付けを許容するよう保持部に剛的に接続される第二端部と、前記少なくとも１つのアームの振動を制動するための制動装置とを含み、
   前記少なくとも１つのアームと角度的に一体化される円錐形の摩擦部材を含み、該摩擦部材は、前記少なくとも１つのアームの回転によって適合面と軸方向に摩擦的に協働し、且つ、軸方向の弾性手段によって負荷され、
   前記摩擦部材は、前記少なくとも１つのアームと前記筐体との間に介装されること、前記弾性部材は、前記弾性部材のねじれに依存して、前記摩擦部材及び前記適合面を押圧するために、軸方向スラスト成分を生成すること、並びに、前記少なくとも１つのアームは、前記軸に対して回転するよう支持部材に取り付けられ且つ前記第一端部に剛的に接続されるキャップを含み、前記弾性部材の前記第一端部及び前記第二端部は、前記キャップと前記保持部との剛的な接続を定めるよう、前記キャップ及び前記保持部に形成される成形キャビティと係合することを特徴とする、
   テンショナ。
2. 前記制動装置は、前記筐体と一体的であり且つ前記摩擦部材と協働する適合面を定める適合壁を含むこと、並びに、前記摩擦部材は、前記少なくとも１つのアームによって支持されることを特徴とする、請求項１に記載のテンショナ。
3. 前記弾性部材は、多角形の断面を有し、且つ、前記キャップ及び前記保持部にそれぞれ形成される前記成形キャビティに剛的に接続され且つ前記成形キャビティ内に軸方向に収容される前記第一端部及び前記第二端部を有する、多数のビーム素子を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のテンショナ。
4. 前記ビーム素子の前記断面は六角形であることを特徴とする、請求項３に記載のテンショナ。
5. 前記保持部は、前記成形キャビティの内部に突出し、且つ、前記軸に対して対称的に配置される、放射状部の規則的な連続を含むことを特徴とする、請求項３又は４に記載のテンショナ。
6. 前記少なくとも１つのアームを前記筐体に対して角度的に係止するための係止装置を含み、次いで、ピンが前記少なくとも１つのアーム上のスロットと係合する第一位置と、前記ピンが前記前記スロットから解放される第二位置との間で摺動可能な、少なくとも１つの可動部材を含み、前記係止装置は、前記可動部材を前記第二位置に保持するための弾性手段を含むことを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のテンショナ。
7. 前記可動部材は、前記弾性部材により前記可動部材上に生成される摩擦によって前記第一位置に保持されることを特徴とする、請求項６に記載のテンショナ。
8. 前記少なくとも１つのアームは、閉塞ボックス部を有することを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載のテンショナ。
9. 前記少なくとも１つのアームは、プレス板金から成り、且つ、接合平面に沿って剛的に接続される第一シェル及び第二シェルを含むことを特徴とする、請求項８に記載のテンショナ。
10. 前記シェルは、前記プーリを支持するためのピンを定める円筒形の端部突起を一体的に含むことを特徴とする、請求項９に記載のテンショナ。
11. 前記平面は、対称の平面であることを特徴とする、請求項８乃至１０のうちのいずれか１項に記載のテンショナ。
12. 前記キャップは、工具で把持されるよう構成されるヘッドを含むことを特徴とする、請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載のテンショナ。
13. 前記保持部及び前記支持部材は、前記筐体の両端部に剛的に接続されることを特徴とする、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載のテンショナ。
14. 前記保持部は、前記筐体内部に押し込まれることを特徴とする、請求項１３に記載のテンショナ。
15. 前記プーリと同一平面にある第二アイドルプーリを支持する第二アームを含み、且つ、前記キャビティ内部で前記筐体に対して回転するよう取り付けられるねじれに対して剛的なスリーブによって前記保持部に剛的に接続されることを特徴とする、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載のテンショナ。
16. 前記係止装置は、前記筐体に摺動的に取り付けられる第二可動部材を含み、該第二可動部材は、前記スリーブを角度的に係止するよう前記スリーブと係合する係合位置と、前記スリーブの回転を許容するよう前記スリーブを解放する解放位置とに選択的に設定され得ることを特徴とする、請求項１５に記載のテンショナ。
17. 前記弾性部材の中央部を取り囲み、且つ、前記ビーム素子を互いの間で円周的に締め付ける環を含むことを特徴とする、請求項３に記載のテンショナ。
18. 前記第一端部を前記少なくとも１つのアームの前記キャップに取り付けるステップと、
    前記筐体を前記弾性部材の上に組み立てるステップと、
    前記少なくとも１つのアーム及び前記筐体を相対的な較正位置に係止するステップと、
    前記保持部を前記弾性部材の前記第二端部に取り付けるステップと、
    前記保持部を用いて、前記弾性部材を較正値にねじるステップと、
    前記保持部を前記筐体上に押し込むステップとを含むことを特徴とする、
    請求項１４に記載されるテンショナを組み立てる方法。
19. 前記少なくとも１つのアーム及び前記筐体を、前記相対的な較正位置におけるよりも大きな前記弾性部材のねじれに対応する運転角度位置に設定し、前記係止装置を作動するステップも含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第一端部を前記少なくとも１つのアームの前記キャップに取り付けるステップと、
    前記スリーブを前記キャップ内部に挿入し、前記第二アームを前記スリーブに剛的に接続するステップと、
    前記スリーブを前記キャビティ内部に取付け、前記弾性部材を前記スリーブ内部に挿入するステップと、
    前記少なくとも１つのアーム及び前記第二アームを相対的な較正位置に係止するステップと、
    前記保持部を前記弾性部材の前記第二端部に取り付けるステップと、
    前記保持部を使用して、前記弾性部材を較正値にねじるステップと、
    前記保持部を前記スリーブ上に押し込むステップとを含むことを特徴とする、
    請求項１５に記載のテンショナを組み立てる方法。

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