JP4964149B2

JP4964149B2 - ベルトテンショナ

Info

Publication number: JP4964149B2
Application number: JP2007552222A
Authority: JP
Inventors: クウィンタス，ジェームズ，ジー．; ラメル，エドワード，エイ．
Original assignee: デイコプロダクツ，エルエルシー
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-01-18
Also published as: CN101107461B; EP1846671A4; DE602006003190D1; CN101107461A; WO2006078681A3; CN102182803A; AU2006206578A1; CN102182803B; CA2595515C; CA2595515A1; AU2006206578B2; KR101212923B1; KR20070094841A; EP1846671A2; US7887445B2; WO2006078681A2; EP1846671B1; JP2008528887A; MX2007008807A; ES2316052T3

Description

本発明は全体としてはベルトテンショナに関し、より具体的にはラウンドワイヤスプリングをもつベルトテンショナに関する。

自動車エンジンの付属装置に動力を伝えるエンドレスベルトに張力を作用させるためにテンショナが使用されることが多い。例えば、テンショナは、フラットワイヤスプリングやラウンドワイヤスプリングなどのスプリングを用いて、ベルトに向けてピボットアームにバイアスを作用させている。ラウンドワイヤスプリングを利用したテンショナの場合、組み立て時にラウンドワイヤスプリングを軸方向に圧縮し、ピボットアームに軸方向力を作用させる。この軸方向スプリング力を利用して、使用時ピボットアームのアラインメントを維持している。
ＵＳＰ６，２０６，７９７

第１の態様によれば、本発明は、少なくとも一部に、スプリングキャビティおよび支持ハウジングにピボット回転自在に取り付けられたアームを形成した支持ハウジングをもつベルトに張力を作用させるテンショナを提供するものである。このスプリングキャビティに配設したスプリングをアームおよび支持ハウジングに連動接合してアームにバイアスを作用させ、支持ハウジングに対して回動させる。このスプリングとしては、無負荷軸方向高さを有し、スプリングキャビティの高さがスプリングの無負荷軸方向高さより高いラウンドワイヤコイルスプリングを使用する。

もう一つの態様によれば、本発明は、支持ハウジング、この支持ハウジングにピボット回転自在に取り付けられたアーム、およびアームおよび支持ハウジングに一体的に軸方向力でバイアスを作用させるように構成された圧縮部材を有する、ベルトに張力を作用させるテンショナを提供するものである。ラウンドワイヤスプリングをアームおよび支持ハウジングに連動接合してアームにバイアスを作用させ、支持ハウジングに対して回動させる。圧縮部材による軸方向力がラウンドワイヤスプリングに作用しないように、支持ハウジング内にラウンドワイヤスプリングを配設する。

さらにもう一つの態様によれば、本発明は、支持ハウジングおよびこの支持ハウジングにピボット回転自在に取り付けられたアームからなるベルトテンショナを組み立てる組み立て方法を提供するものである。この組み立て方法は、アームにバイアスを作用させて支持ハウジングに対して回動するように、ラウンドワイヤスプリングによって支持ハウジングおよびアームを一体的に連結し、圧縮部材を使用してアームおよび支持部材を一体的にバイアスし、そして支持部材内にラウンドワイヤスプリングを配設する。この態様によれば、ラウンドワイヤスプリングは、圧縮部材が作用させる圧縮力から遮断されることになる。

以下、本発明の実施態様について、添付図面にそって詳しく説明する。本発明の目的、特徴および作用効果については、以下の記載および特許請求の範囲の記載から明らかになるはずである。

図１に示すように、本発明のベルトテンショナ１０は、支持ハウジング１２と、この支持ハウジングに回動自在に取り付けられ、この間にスプリングキャビティ１６を形成するピボットアーム１４とを有する。このスプリングキャビティ１６内にラウンドワイヤヘリカルスプリング１８を配設するとともに、ピボットアーム１４および支持ハウジング１２の両者に連動接合する。使用時、このラウンドワイヤスプリング１８がピボットアーム１４に力を作用させ、無負荷位置に向けてピボットアームにバイアスを作用させる。このピボットアーム１４は、ピボットアームに対して回動できる前部または後部アイドラプーリなどのプーリ２０を備えている。このプーリ２０は、自動車の伝動ベルトなどのベルト１１６に係合するベルト係合面２２をもっている（図６）。以下より詳しく説明するように、スプリングキャビティ１６の高さＨは、ラウンドワイヤスプリング１８（図１Ａ）の無負荷高さｈより高く、ラウンドワイヤスプリングを加えられる軸方向圧縮力から遮断することができ、例えば、ピボットアームのアラインメントを維持できるとともに、摩擦を減衰することができる。

図２について説明すると、支持ハウジング１２はベース部２６、外壁部２８、およびベース部から上方に延長するとともに、外壁部とベース部とによって形成される凹部４２内の中心に配設されるアラインメント部材３０を有する。アラインメント部材３０は拡大近接部３２と、比較的狭い末端部３４と、これらの中間にあって、ピボットブシング４０（成型プラスチックなどからなる）のベース部３８を受け取る形状の着座面３６になる中間部とを有する（図１）。

ピボットアーム１４は、ピボットブシング４０とアラインメント部材３０の両者を受け取る大きさのスリーブ４４と、スリーブから外側に延長する上壁部４６と、アラインメント部材３０の端部７６を受け取る大きさの開口部７４と、開口部７４から外れた位置において上壁部に接合するプーリ支持体５２とを有する。ピボットアーム１４および支持ハウジング１２のそれぞれは、金属やポリマーなどの任意の好適な材料から形成でき、その形成方法も、鋳造、機械加工および／または成型などの任意の好適な方法であればよい。

ピボットアーム１４と支持ハウジング１２との間に（例えば成型プラスチックなどからなる）スプリングブシング５４を配設する。スプリングブシング５４は、ピボットアーム１４の下縁部５８と連続的に（即ち、断絶することなく）環状接触した状態で配設できる上面５６と、支持ハウジング１２の上縁部６２と連続的に環状接触した状態で配設できる下面６０とを有する。この連続的な環状接触状態によって、スプリングブシング-ピボットアーム-支持ハウジング構成体間の接触面積を最大にでき、これによりピボットアーム使用時、増大した摩擦を軽減することができる。あるいは、別な実施態様では、上面５６と下縁部５８との間の接触および／または下面６０と上縁部６２との間の接触を非連続接触にしてもよい。

スプリングブシング５４の周囲にフランジ６４を延設する。フランジ６４の内面６６、６８については、それぞれ支持ハウジング１２の外面７０とピボットアーム１４の外面７２上に延設するように構成し、例えば、ピボットアームと支持ハウジングとの間にラビリンス形シールを形成する。このシールを形成しているため、テンショナの動作に影響を与える恐れのある埃、オイルなどの異物が、スプリングキャビティに侵入することはない。また、別な実施態様では、フランジをスプリングブシングから取り外してもよく、あるいはフランジを外面７０または７２の一方のみに延設してもよい。

上述したように、ラウンドワイヤスプリング１８が、使用時、無負荷位置に向けてピボットアーム１４をバイアスする。図３および図４について説明すると、ラウンドワイヤスプリング１８を支持ハウジング１２およびピボットアーム１４のそれぞれに連動接合するために、スロット７５、７７を形成する。図示のように、スロット７５、７７はＬ字構成であるが、適当なスロットを使用することもできる。図１Ａおよび３について説明すると、ピボットアーム１４は、ラウンドワイヤスプリング１８の内向き端部７８を受け取る大きさのスロット７７を有する。図示の実施態様の場合、スロット７７は、スリーブ４４の一部のみを通り、隣接する開口部７４（図２）の位置において上壁部４６を通る。図１Ａおよび図４について説明すると、支持ハウジング１２は、ラウンドワイヤスプリング１８の外向きの端部８０を受け取る大きさの外壁部２８を貫通するスロット７５を有する。支持ハウジング１２の上縁部６２から離れた位置においてベース部２６付近にスロット７５を配設する。場合にもよるが、スロット７５は、外壁部２８の一部のみに延設形成することも可能である。

ピボットアーム１４および支持ハウジング１２にスプリングを連動接合した状態では、ピボットアームおよび支持ハウジングの一方を他方に対して回動するだけで、ピボットアームにバイアス力を負荷できる。図５Ａ−図５Ｃについて説明すると、支持ハウジング１２およびピボットアーム１４はそれぞれ係合ストッパ９６および９８を有する。ストッパ９６は、支持マウント部１０２の上面１００から上方に延長し、比較的平坦な表面領域１０４、比較的角度のついた表面領域１０６およびストッパ９８のストッパ表面１１０に係合できるストッパ表面１０８を有する。ストッパ９８も比較的平坦な表面領域１１２および比較的角度のついた表面領域１１４を有する。ここで特に図５Ａおよび図５Ｂについて説明すると、ストッパ９６と９８の角度のついた表面領域１０６、１１４により、ストッパ９８が回動時にストッパ９６の平坦な表面領域１０４にそってすべる。また特に図５Ｃについて説明すると、ストッパ９８のストッパ表面１１０がストッパ９６のストッパ表面１０８をいったんすべり過ぎると、ストッパ表面同士が係合し、バイアス力による逆回動を防止し、従ってピボットアーム１４を無負荷位置におく。

ここで再び図１および図２に戻って説明すると、アームプレート８２（例えばスプリング鋼からなる）およびプレートブシング８４（例えばプラスチックからなる）を使用して、軸方向圧縮力によって全体を締め付ける。即ち、圧縮する。プレートブシング８４は、ピボットアーム１４の着座部８６に嵌合する大きさである。凸リム８８を着座部８６の周りに設け、いったん着座部内に着座したプレートブシングをアラインメントする。図示から理解できるように、プレートブシング８４の内表面８９がアラインメント部材３０の外表面９０から離れているため、間にギャップ９２が形成する。特に図１について説明すると、アームプレート８２をアラインメント部材３０に半径方向にリベットで固定すると、アームプレートの内縁部９４が弾性的に歪み、内表面８９と外表面９０との間に形成されたギャップ９２内に嵌合する。この弾性歪みのため、全体にバイアスが作用し、テンショナ１０の回動部分と静止部分との間に滑り摩擦が発生するとともに、使用時にピボットアーム１４をアラインメントする作用が得られる。アームプレートおよびプレートブシングを利用して軸方向に締め付け力を発生することについては、全体をここに援用するＵＳＰ６，２０６，７９７により詳しく説明されている。

再び図１および図１Ａについて説明すると、スプリングキャビティ１６の高さＨ（少なくとも４１ｍｍ、一例を挙げると４２．２ｍｍ）は、ラウンドワイヤスプリング１８の無負荷高さｈ（約４２．２ｍｍ未満、一例を挙げると約４１ｍｍ）より大きい。この結果、アームプレート８２が軸方向圧縮力を作用させるため、ラウンドワイヤスプリング１８に軸方向力が伝達されることはない。また、全体にバイアスを作用させるために加えられる軸方向スプリング力を軸方向圧縮力によって打ち消す必要もなくなる。従って、ラウンドワイヤスプリング１８を、アームプレート８２が加える軸方向圧縮力から有効に遮断することができる。また、別な実施態様では、スプリングキャビティ１６の高さＨをラウンドワイヤスプリング１８の高さｈより大きく設定する。この場合、ピボットアームが支持ハウジング１２との係合を絶つ軸方向スプリング力がピボットアームに作用しない場合には、軸方向圧縮力を作用させて、ピボットアームのスプリングバイアス無負荷位置を維持する必要はない。さらに、ラウンドワイヤスプリング１８を使用すると、場合にもよるが、フラットワイヤスプリングを組み込むことが難しい場合などに、組み込みが容易になる。

以上、本発明の実施態様を説明してきたが、各種の変更が可能であることはいうまでもない。例えば、アームプレート−プレートブシング締め付け構成を説明してきたが、Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅスプリングやウェーブスプリングなどの他の好適な圧縮装置も使用可能であり、いずれの実施態様も本願特許請求の範囲に含まれるものである。

一つの実施態様によるベルトテンショナの断面図である。図１に示したベルトテンショナの無負荷ラウンドワイヤスプリングを示す側面図である。図１に示したベルトテンショナの展開図である。図１に示したベルトテンショナのピボットアームを示す斜視図である。図１に示したベルトテンショナの支持ハウジングを示す斜視図である。プーリを取り外した状態の、図１のベルトテンショナを示す斜視図である。プーリを取り外した状態の、図１のベルトテンショナを示す斜視図である。プーリを取り外した状態の、図１のベルトテンショナを示す斜視図である。自動車の伝動ベルトに係合した、図１のベルトテンショナを示す概略図である。

符号の説明

１２：支持ハウジング、
１４：ピボットアーム、
１６：スプリングキャビティ、
１８：ラウンドワイヤスプリング、
５４：スプリングブシング、
６４：フランジ付き外側リム、
６０：下面、
６２：上端部表面、
７２、７０：外表面。

Claims

ベルトに張力を作用させるテンショナにおいて、
少なくとも部分的にスプリングキャビティ（１６）を構成する支持ハウジング（１２）であり、前記スプリングキャビティ（１６）の中央部を突き抜けて配置するアラインメント部材（３０）及び外壁部（２８）を有した前記支持ハウジング（１２）と、
前記支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられ、且つ外面（７２）を有したアーム（１４）と、
前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）との間に設けた前記スプリングキャビティ（１６）と、
前記スプリングキャビティ（１６）内に配設されたスプリング（１８）と、
前記アーム（１４）が回動する軸の軸方向の上部に配置したアームプレート（８２）とプレートブシング（８４）と、
前記支持ハウジング（１２）の前記外壁部（２８）の上縁部（６２）及び前記アーム（１４）の前記外面（７２）の下縁部（５８）の間にスプリングブシング（５４）とを備え、
前記スプリング（１８）が前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）とに動作可能に接続され、且つ前記スプリング（１８）が前記支持ハウジング（１２）に対して回動自在の前記アーム（１４）を付勢し、
前記アームプレート（８２）を前記支持ハウジング（１２）に係合させて締付けることで、前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）を共に圧縮し前記軸方向の力を与え、
前記スプリング（１８）が前記軸方向の無負荷時高さ（ｈ）を有するラウンドワイヤスプリングであり、
前記スプリングキャビティ（１６）の高さ（Ｈ）が前記ラウンドワイヤスプリングの前記無負荷時高さ（ｈ）より高く、
さらに、
前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）を共に圧縮するための前記アームプレート（８２）で適用される前記軸方向の力が前記ラウンドワイヤスプリングに伝えないこと、及び、
前記Ｈと前記ｈとの寸法差で発生する前記軸方向の力によって、前記上縁部（６２）と前記下縁部（５８）との間に有る前記スプリングブシング（５４）を押圧することを特徴とするテンショナ。
前記アームプレート（８２）が発生する前記軸方向の力を前記ラウンドワイヤスプリング（１８）に作用しないように前記支持ハウジング（１２）内に配設する前記ラウンドワイヤスプリング（１８）である請求項１記載のテンショナ。
前記支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられたときに、前記アーム（１４）が、少なくとも部分的に、前記スプリングキャビティ（１６）を形成する請求項１〜２のいずれか１項記載のテンショナ。
前記スプリングブシング（５４）を前記支持ハウジング（１２）と前記アーム（１４）との間に配設し、前記スプリングブシング（５４）が前記アーム（１４）および前記支持ハウジング（１２）の少なくとも一方の外表面（７２、７０）の上に延設するフランジ付き外側リム（６４）を有することができるように構成し、前記スプリングブシング（５４）の前記フランジ付き外側リム（６４）が前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）の両方の前記外表面（７２、７０）の上に延設し、前記スプリングブシング（５４）が前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）との間にシールを形成できるように構成し、そして前記スプリングブシング（５４）が前記支持ハウジング（１２）の前記上縁部（６２）と接触する下面（６０）を有するとともに、この接触が前記スプリングブシング（５４）の前記下面（６０）にそって連続的である請求項１〜３のいずれか１項記載のテンショナ。
前記スプリング（１８）が、前記スプリングキャビティ（１６）に配設されたときに、軸方向に圧縮されないように構成し、および／または前記スプリング（１８）が、このスプリングが前記スプリングキャビティ（１６）に配設され、そして前記アーム（１４）が前記支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられたときに、前記アーム（１４）に軸方向力を加えないように構成し、および／または前記スプリング（１８）を軸方向に圧縮せずに、前記アーム（１４）が前記支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられるように構成した請求項１〜４のいずれか１項記載のテンショナ。
外壁部（２８）を有する支持ハウジング（１２）と外面（７２）を有したアーム（１４）とを備えたベルトテンショナ（１０）であり、支持ハウジング（１２）およびこの支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付ける前記アーム（１４）からなる前記ベルトテンショナの組立方法において、
ラウンドワイヤスプリング（１８）を介して前記支持ハウジング（１２）と前記アーム（１４）とを一体連結し、前記ラウンドワイヤスプリング（１８）が前記支持ハウジング（１２）に対して前記アーム（１４）を回転させるように回動方向の付勢を与える工程を有し、さらに、
前記アーム（１４）が回動する軸の軸方向の上部に配置したアームプレート（８２）とプレートブシング（８４）とを共に用いて、前記支持ハウジング（１２）に係合させて押し当てた前記アームプレート（８２）が前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）とに力を与えるものであり、前記アームプレート（８２）と前記支持ハウジング（１２）との前記係合によって前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）とを共に締付けて前記軸方向の圧縮力を与える工程と、
前記アームプレート（８２）により作用される前記軸方向の前記圧縮力を前記ラウンドワイヤスプリング（１８）に伝わらないように、スプリングキャビティ（１６）の高さ（Ｈ）を前記ラウンドワイヤスプリング（１８）の無負荷時の前記軸方向の高さ（ｈ）より高くして、前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）との間に設けた前記スプリングキャビティ（１６）内に前記ラウンドワイヤスプリング（１８）を配設する工程と、
前記支持ハウジング（１２）の前記外壁部（２８）の上縁部（６２）と、前記アーム（１４）の前記外面（７２）の下縁部（５８）との間にスプリングブシング（５４）を配置する工程と
を有し、
前記Ｈと前記ｈとの寸法差で発生する前記軸方向の力によって、前記上縁部（６２）と前記下縁部（５８）との間に有る前記スプリングブシング（５４）を押圧することを特徴とする組立方法。
前記ラウンドワイヤスプリング（１８）の第１端部（７８）を前記アーム（１４）に接合し、かつ前記ラウンドワイヤスプリング（１８）の第２端部（８０）を前記支持ハウジング（１２）に接合し、前記支持ハウジング（１２）に対して負荷方向に前記アーム（１４）を回動することによって前記ラウンドワイヤスプリング（１８）に負荷をかけることができるように構成するとともに、前記アーム（１４）を無負荷位置においた状態で、前記アーム（１４）の回動を前記支持ハウジング（１２）に対して停止できるように構成した請求項６記載の組立方法。
前記アーム（１４）と前記支持ハウジング（１２）との間に前記スプリングブシング（５４）を配設し、前記スプリングブシング（５４）と前記支持ハウジング（１２）の接触表面（６０、６２）間を連続的に接触できるように構成した請求項６または７記載の組立方法。
前記圧縮力を与える工程が、前記アームプレート（８２）を前記アーム（１４）の上面に向けて弾性的に押圧し、および／または前記支持ハウジング（１２）を自動車に取り付けることができるように構成する請求項６〜８のいずれか１項記載の組立方法。
前記スプリングキャビティ（１６）から伸延し前記アーム（１４）を貫通するアラインメント部材（３０）を設けた前記支持ハウジング（１２）及び前記アームプレート（８２）並びに前記アーム（１４）との間にプレートブシング（８４）を配置し、
前記プレートブシング（８４）がその内表面（８９）と前記アラインメント部材（３０）との間にギャップを画定する形状であり、
前記アラインメント部材を前記アームプレート（８２）に接続するために、前記アームプレート（８２）を前記ギャップ内で弾性的に歪ませて、それによって前記支持ハウジング（１２）に前記アーム（１４）を固着する請求項１記載のテンショナ。
前記アームプレート（８２）が前記ギャップ内でその半径方向にリベットで固定する請求項１０記載のテンショナ。