JP5016534B2 - オートテンショナ - Google Patents

Description

本発明は、捩りコイルばねの捩りトルクにより自動車用エンジンの補機駆動ベルトなどの伝動ベルトを押圧する一方、捩りトルクの反力を利用してベルト押圧作動に対するダンピング力を発生させるようにしたオートテンショナに関し、特に、小径化対策に関する。

従来のオートテンショナとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。

このものでは、図３に示すように、固定体１００に軸受部４００を介して軸心Ｐ回りに回動可能に支持された回動体２００を、捩りコイルばね５００の捩りトルクでもってベルト押圧方向に回動付勢し、このことで、ベルト押圧部２９０で伝動ベルトＢを押圧して該伝動ベルトＢに張力を付与するようになっている。また、同時に、上記捩りトルクの反力Ｆｓでもってダンピング部材６００が回動体２００に押し付けられており、このことで、回動体２００の回動に対するダンピング力を発生させるようになっている。

具体的には、捩りコイルばね５００のコイル部５１０と、このコイル部５１０の半径方向内方に位置する回動体２００の部位との間にダンピング部材６００が配置されていて、捩りコイルばね５００のコイル部５１０における周方向の一部が捩りトルクの反力Ｆｓでもってダンピング部材６００を回動体２００の上記部位に押し付けており、回動体２００の回動に伴ってダンピング部材６００および回動体２００間に発生する摺動摩擦を該回動体２００の回動に対するダンピング力として利用するようになされている。

また、軸心Ｐに交差する方向において回動体２００に作用する主な力としては、上記捩りトルクの反力Ｆｓの他、ベルト押圧部２９０を介して作用するベルト反力Ｆｂがあり、これら２つの力Ｆｓ，Ｆｂのバランスがよくないと、回動体２００が軸心Ｐに対して傾くことになる。そこで、上記特許文献１のものでは、回動体２００に対するベルト反力Ｆｂの作用点Ａｂの軸方向位置が軸受部４００内に位置するようになされており、このことで、捩りトルクの反力Ｆｓの作用点Ａｓの軸方向位置が軸受部４００内に位置することと相俟って、捩りトルクの反力Ｆｓとベルト反力Ｆｂとが軸受部４００内で釣り合うようになされている。
特開平３−２０１４６号公報（第４〜第５頁，第１〜第２図）

しかしながら、上記従来のオートテンショナでは、捩りコイルばね５００のコイル部５１０内に軸受部４００が存在するために、その軸受部４００が邪魔になって小径化が困難であるという欠点がある。

これに対しては、軸受部４００を捩りコイルばね５００から軸方向にずらすことが考えられるが、その場合には、捩りトルクの反力Ｆｓの作用点Ａｓが軸受部４００から軸方向にずれることになり、このために、軸受部４００内における捩りトルクの反力Ｆｓとベルト反力Ｆｂとの釣合いが損なわれる虞がある。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、固定体に軸受部を介して軸心回りに回動可能に支持された回動体を捩りコイルばねの捩りトルクでもってベルト押圧方向に回動付勢することによりベルト押圧部で伝動ベルトを押圧して該伝動ベルトに張力を付与しつつ、上記捩りトルクの反力でもってダンピング部材を回動体に押し付けて該回動体の回動に対するダンピング力を発生させるようにしたオートテンショナにおいて、回動体にそれぞれ作用する捩りコイルばねの捩りトルクの反力とベルト反力との軸受部内における釣合いを損なうことなく、軸受部を捩りコイルばねに対し軸方向にずらして配置できるようにし、もって、回動体の傾きに起因する不具合の発生を抑えつつ、捩りコイルばねを小径化してオートテンショナの小形化に寄与できるようにすることにある。

上記の目的を達成すべく、本発明では、捩りコイルばねを軸受部に対し軸方向にずらして配置するのみならず、ベルト押圧部についてもずらすこととし、このベルト押圧部を軸受部に対し軸方向における捩りコイルばねとは反対の側に配置するようにした。

具体的には、本発明では、固定側に固定される固定体と、ベルト押圧部を有していて、軸受部を介して上記ベルト押圧部がベルトを押圧するベルト押圧方向において軸心回りに回動可能に上記固定体に支持された回動体と、これら固定体および回動体間に介装されていて、該固定体に対し回動体を捩りトルクでもってベルト押圧方向に付勢する捩りコイルばねと、この捩りコイルばねのコイル部と上記回動体との間に上記固定体に回動不能に固定された状態で配置されていて、捩りコイルばねの捩りトルクの反力でもって回動体に摺動可能に押し付けられたダンピング部材とを備えたオートテンショナを前提としている。

そして、上記捩りコイルばねおよび上記ベルト押圧部は、それぞれ上記軸受部の軸方向両側に配置されているものとする。

尚、上記の構成において、固定体が軸孔を有するとともに、回動体が、上記固定体の軸孔を貫通する軸部を有する場合には、軸受部を、上記固定体の軸孔と上記回動体の軸部との間に設定することができる。

さらに、捩りコイルばねのコイル部が、上記回動体の軸部上に遊嵌される場合には、ダンピング部材を、上記捩りコイルばねのコイル部と上記回動体の軸部との間に配置することができる。この場合には、捩りコイルばねは、コイル部が拡径する方向の捩りトルクでもって回動体をベルト押圧方向に回動付勢する一方、コイル部が縮径する方向の反力でもってダンピング部材を上記回動体の軸部に押し付けるように設けられていることになる。

また、捩りコイルばねの固定側タング（固定体に係止されるタング）を、軸方向において回動側タング（回動体に係止されるタング）よりも軸受部側に配置するようにしたり、捩りコイルばねの固定側タングからコイル部の巻き方向に略９０°のコイル部端部の部位を、捩りトルクの反力でもってダンピング部材を回動体の軸部に押し付けるようにすることもできる。

さらに、回動体に作用する捩りコイルばねの捩りトルクの反力と、ベルト押圧部を介して回動体に作用するベルト反力との合力の作用する軸方向位置を、軸受部内とすることができる。

また、軸方向に見たときの捩りトルクの反力が回動体に作用する方向と、ベルト反力が回動体に作用する方向との間の角度αは、３０°以内（α≦３０°）であることが好ましい。

さらに、固定体が、該固定体を固定側に固定するための取付部を有する場合には、その取付部を、軸受部と同じ軸方向位置に配置することができる。

本発明によれば、固定体に軸受部を介して回動可能に支持された回動体を捩りコイルばねの捩りトルクによりベルト押圧方向に回動付勢する一方、上記捩りトルクの反力によりダンピング部材を回動体に押し付けて該回動体の回動に対するダンピング力を発生するオートテンショナにおいて、回動体にそれぞれ作用する捩りコイルばねの捩りトルクの反力とベルト反力との軸受部内における釣合いを損なうことなく、軸受部を捩りコイルばねに対し軸方向にずらすことができ、よって、回動体の傾きに起因する不具合の発生を抑えつつ、捩りコイルばねを小径化してオートテンショナの小形化に寄与することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るオートテンショナの全体構成を示しており、このオートテンショナは、自動車用エンジンの出力トルクの一部を１本の伝動ベルトＢを介して複数の補機に伝達するようにしたサーペンタインレイアウトのベルト式補機駆動装置において伝動ベルトＢに所定の張力を付与するために使用される。

このオートテンショナは、固定側としてのエンジンに固定される固定体１０と、この固定体１０に回動軸心Ｐ回りに回動可能に支持された回動体２０とを備えている。

上記の固定体１０は、有底筒状のハウジング部１１と、このハウジング部１１における底壁の外周に半径方向外方に向かって突出するように設けられた取付片１２とを有する。取付片１２には、該取付片１２を貫通する取付孔１３が設けられており、この取付孔１３に挿通させたボルトをエンジンに螺着することで固定体を固定させるようになっている。有底筒状部の底壁中央には、該底壁を貫通する軸孔１４が設けられている。また、ハウジング部１１の周壁における周方向の一部には、該周壁を半径方向に貫通しかつ底壁に接する位置から開口近傍位置に達するスリット状の係止孔１５が形成されている。

一方、上記の回動体２０は、有底筒状のハウジング部２１と、このハウジング部２１の底壁中央に立設された軸部２２と、この軸部２２の先端に設けられた外向きフランジ状の鍔部２３と、この鍔部２３の外周に半径方向外方に向かって突出するように設けられたアーム部２４と、このアーム部２４の先端に設けられたプーリ保持部２５とを有する。ハウジング部２１は、固定体１０のハウジング部１１と開口同士が対向するように配置されている。軸部２２は、固定体１０の軸孔１４を貫通している。鍔部２３は、固定体１０のハウジング部１１における底壁の外面を略覆っている。プーリ保持部２５には、軸部２２に平行な方向に延びるボルト孔２６が形成されている。プーリ保持部２５の先端側外周は小径になっており、この小径部上には、ベアリング２７が内輪において外嵌合されている。この内輪は、ボルト孔２６に螺着された鍔付ボルト２８の鍔部によりプーリ保持部２５に取り付けられている。ベアリング２７の外輪上には、ベルト押圧部としてのプーリ２９が回転一体に外嵌合されており、このプーリ２９が伝動ベルトＢに接触してプーリ軸心Ｑ回りに回転しつつ該伝動ベルトＢを押圧するようになっている。また、ハウジング部２１の周壁における周方向の一部でありかつ底壁近傍の部位には、該周壁を半径方向に貫通する係止孔３０が形成されている。

上記固定体１０の軸孔１４と、上記回動体２０の軸部２２との間には、軸受ブッシュ４０が介装されており、回動体２０は、この軸受ブッシュ４０を介して固定体１０に回動軸心Ｐ回りに回動可能に支持されている。つまり、本実施形態では、この軸受ブッシュ４０により、本発明における軸受部が構成されており、上記のプーリ２９は、この軸受ブッシュ４０の軸方向一側（図１の右側）に配置されている。また、固定体１０のハウジング部１１と回動体２０の鍔部２３との間には、摺動材からなるスラストワッシャ４１が介装されている。

そして、本実施形態では、固定体１０に対し、回動体２０をプーリ２９が伝動ベルトＢを押圧する方向（図１における同図右側から見て反時計方向）に向かって回動軸心Ｐ回りに回動するように常時付勢する捩りコイルばね５０が、軸受ブッシュ４０に対し軸方向における上記プーリ２９とは反対の側（同図の左側）に配置されている。

具体的には、この捩りコイルばね５０は、固定体１０のハウジング部１１と回動体２０のハウジング部２１との間に収容されており、右巻きのコイル部５１と、このコイル部５１の一端から半径方向外方に向かって突出する固定側タング５２と、コイル部５１の他端から半径方向外方に向かって突出する回動側タング５３とを有する。コイル部５１は、回動体２０の軸部２２に遊挿されていて、固定側タング５２は固定体１０の係止孔１５に周方向の移動を規制された状態に係止されており、一方、回動側タング５３は回動体２０の係止孔３０に同じく周方向の移動を規制された状態に係止されている。

また、捩りコイルばね５０は、コイル部５１が縮径する方向に捩られた状態で固定体１０および回動体２０間に介装されており、このことで、コイル部５１が拡径する方向の捩りトルクでもって回動体２０を回動付勢するようになっている。さらに、この捩りコイルばね５０は、コイル部５１が軸方向に圧縮された状態で介装されており、このことで、上記のスラストワッシャ４１が固定体１０のハウジング部１１と回動体２０の鍔部２３との間に挟圧された状態となっている。

上記捩りコイルばね５０のコイル部５１と上記回動体２０の軸部２２との間には、ダンピング部材６０が介装されている。このダンピング部材６０は、回動体２０の軸部２２上に外嵌合されていて該軸部２２に対し摺接可能な円筒状のダンピング部６１と、このダンピング部６１の一方の開口縁に設けられた外向きフランジ状の鍔部６２とからなっている。ダンピング部６１の軸方向寸法は、捩りコイルばね５０のコイル部５１の１巻き分の軸方向寸法と略同じである。鍔部６２は、コイル部５１の固定側タング５２の側の端部と固定体１０のハウジング部１１の底壁との間に配置されていて、コイル部５１の圧縮力により両者間に挟圧保持されており、このことで、ダンピング部材６０は、固定体１０側に回動不能に固定されるようになっている。

さらに、図２に示すように、捩りコイルばね５０は、プーリ２９が伝動ベルトＢに接触して該伝動ベルトＢに所定の張力を付与している状態にあるときに、該プーリ２９に作用するベルト反力Ｆｂの方向と、固定側タング５２からコイル部５１の巻き方向に略９０°だけ離れたコイル部５１端部の部位が捩りトルクの反力Ｆｓでもってダンピング部材６０のダンピング部６１を回動体２０の軸部２２に押し付ける方向とが、軸方向に見て略同じ（軸方向における両方向間の角度αは、α≦３０°）になるように設けられている。

ここで、上記のように構成されたオートテンショナの作動について説明する。尚、本オートテンショナを自動車用エンジンに取り付ける際の取付角度（回動軸心Ｐを中心とする回転位置角度）は、プーリ２９が伝動ベルトＢを押圧して該伝動ベルトＢに所定の張力を付与している状態のときに、該プーリ２９に加わるベルト反力Ｆｂの方向と、アーム部２４の突出方向とが、軸方向に見て略直交するように定める。

自動車用エンジンの作動に伴い、伝動ベルトＢの張力が低下したときには、オートテンショナでは、捩りコイルばね５０の捩りトルクでもって回動体２０がベルト押圧方向に回動するので、伝動ベルトＢに対するプーリ２９の押圧量が増加し、一方、伝動ベルトＢの張力が上昇したときには、そのベルト反力Ｆｂによりプーリ２９を介して回動体２０がベルト押圧方向とは反対の方向に回動することでベルト張力の増加分が吸収されるので、伝動ベルトＢの張力は略一定に保たれることとなる。

このようにして、回動体２０が伝動ベルトＢの張力変動に応じて回動する際に、回動体２０の軸部２２には、捩りコイルばね５０の捩りトルクの反力Ｆｓでもってダンピング部材６０が押し付けられているので、回動体２０の回動に伴い、ダンピング部材６０と軸部２２との間に摺動摩擦が生じ、それにより回動体２０の回動がダンピングされる。

その際に、回動体２０がベルト押圧方向に回動するとき、つまり、ベルト張力が低下したときには、捩りコイルばね５０の捩りトルクが減少する方向に変化するので、その反力Ｆｓも減少し、よって、回動体２０の回動に対するダンピング力は低下する。一方、回動体２０がベルト押圧方向とは反対の方向に回動するとき、つまり、ベルト張力が増大したときには、捩りコイルばね５０の捩りトルクが増加する方向に変化するので、その反力Ｆｓも増加し、よって、回動体２０の回動に対するダンピング力は増加する。

これらの結果、オートテンショナは、ベルト張力が低下したときには速やかに伝動ベルトＢを押圧してベルト張力の低下を抑え、一方、ベルト張力が増大したときには緩やかにベルト反力Ｆｂの増加分を吸収してベルト張力の増大を抑える。このようにすることで、張力変動に起因する伝動ベルトＢのばたつきが回避され、これにより、補機プーリに対する伝動ベルトＢの滑りが抑えられてトルク伝達が確実化するとともに、伝動ベルトＢの寿命の短命化が防止されることとなる。

ところで、上記の作動が行われている間に回動体２０に作用する主要な力は、プーリ２９を介して伝わるベルト反力Ｆｂと、ダンピング部材６０を介して伝わる捩りトルクの反力Ｆｓとであり、軸受ブッシュ４０では、それら２つの力Ｆｂ，Ｆｓの合力Ｆ（＝Ｆｂ＋Ｆｓ）を支承することになる。したがって、この合力Ｆの作用する軸方向位置Ａが、軸受ブッシュ４０からずれていると、回動体２０が回動軸心Ｐに対して傾くことになる。

これに対し、本実施形態では、軸受ブッシュ４０の軸方向両側に、それぞれプーリ２９および捩りコイルばね５０が配置されており、ベルト反力Ｆｂの作用する軸方向位置Ａｂと、捩りトルクの反力Ｆｓの作用する軸方向位置Ａｓとの間に軸受ブッシュ４０があるので、軸受ブッシュ４０における軸方向両側のうち、何れか一方の側に２つの軸方向位置Ａｂ，Ａｓがある場合に比べて、合力Ｆの作用する軸方向位置Ａが軸受ブッシュ４０内に収まりやすい。ここで、２つの軸方向位置Ａｂ，Ａｓと軸方向位置Ａとの間の各軸方向寸法を、それぞれＬｂ，Ｌｓとすると、それらの寸法Ｌｂ，Ｌｓと２つの反力Ｆｂ，Ｆｓとの間には、Ｌｂ×Ｆｂ＝Ｌｓ×Ｆｓという関係がある。

また、本実施形態では、固定側タング５２が、回動側タング５３よりも軸受ブッシュ４０に近い側（図１および図２の各右側）に位置しているので、回動側タング５３が固定側タング５２よりも軸受ブッシュ４０に近い側に位置している場合に比べると、軸受ブッシュ４０から捩りトルクの反力Ｆｓの作用する軸方向位置Ａｓまでの軸方向寸法を短くすることができ。これにより、合力Ｆの作用する軸方向位置Ａが軸受ブッシュ４０内に無理なく収まるようになっている。

したがって、本実施形態によれば、固定体１０に軸受ブッシュ４０を介して回動軸心Ｐ回りに回動可能に支持された回動体２０を捩りコイルばね５０の捩りトルクによりベルト押圧方向に回動付勢する一方、上記捩りトルクの反力Ｆｓによりダンピング部材６０を回動体２０の軸部２２に押し付けて該回動体２０の回動に対するダンピング力を発生させるようにしたオートテンショナにおいて、回動体２０にそれぞれ作用する捩りコイルばね５０の捩りトルクの反力Ｆｓとベルト反力Ｆｂとの軸受ブッシュ４０内における釣合いを損なうことなく、軸受ブッシュ４０を捩りコイルばね５０のコイル部５１に対して軸方向にずらすことができ、よって、回動体２０の傾きに起因する不具合の発生を抑えつつ、捩りコイルばね５０を小径化してオートテンショナの小形化に寄与することができる。

本発明の実施形態に係るオートテンショナの全体構成を示す縦断面図である。 図１のII−II線断面図である。 従来のオートテンショナの全体構成を一部を切り欠いて示す側面図である。

符号の説明

１０ 固定体
１２ 取付片（取付部）
１４ 軸孔
２０ 回動体
２２ 軸部
２９ プーリ（ベルト押圧部）
４０ 軸受ブッシュ（軸受部）
５０ 捩りコイルばね
５１ コイル部
５２ 固定側タング
５３ 回動側タング
６０ ダンピング部材
Ｐ 回動軸心（軸心）
Ｂ 伝動ベルト
Ｆｓ （捩りトルクの）反力
Ｆｂ ベルト反力
Ｆ （捩りトルクの反力とベルト反力との）合力

Claims (8)

1. 固定側に固定される固定体と、
   ベルト押圧部を有し、軸受部を介して上記ベルト押圧部がベルトを押圧するベルト押圧方向において軸心回りに回動可能に上記固定体に支持された回動体と、
   上記固定体と回動体との間に介装され、該固定体に対し回動体を捩りトルクでもってベルト押圧方向に付勢する捩りコイルばねと、
   上記捩りコイルばねのコイル部と上記回動体との間に上記固定体に回動不能に固定された状態で配置され、捩りコイルばねの捩りトルクの反力でもって回動体に摺動可能に押し付けられたダンピング部材とを備えたオートテンショナであって、
   上記捩りコイルばねおよび上記ベルト押圧部は、それぞれ上記軸受部の軸方向両側に配置されているいることを特徴とするオートテンショナ。
2. 請求項１に記載のオートテンショナにおいて、
   固定体は、軸孔を有し、
   回動体は、上記固定体の軸孔を貫通する軸部を有し、
   軸受部は、上記固定体の軸孔と上記回動体の軸部との間に設定されていることを特徴とするオートテンショナ。
3. 請求項２に記載のオートテンショナにおいて、
   捩りコイルばねのコイル部は、回動体の軸部上に遊嵌され、
   ダンピング部材は、上記捩りコイルばねのコイル部と上記回動体の軸部との間に介装され、
   上記捩りコイルばねは、コイル部が拡径する方向の捩りトルクでもって回動体をベルト押圧方向に回動付勢する一方、コイル部が縮径する方向の反力でもってダンピング部材を上記回動体の軸部に押し付けるように設けられていることを特徴とするオートテンショナ。
4. 請求項３に記載のオートテンショナにおいて、
   捩りコイルばねは、固定体に係止される固定側タングと、回動体に係止される回動側タングとを有し、
   上記固定側タングは、軸方向において上記回動側タングよりも軸受部側に配置されていることを特徴とするオートテンショナ。
5. 請求項３に記載のオートテンショナにおいて、
   捩りコイルばねの固定側タングからコイル部の巻き方向に略９０°のコイル部端部の部位が、捩りトルクの反力でもってダンピング部材を回動体の軸部に押し付けるように構成されていることを特徴とするオートテンショナ。
6. 請求項１に記載のオートテンショナにおいて、
   ダンピング部材を介して回動体に作用する捩りコイルばねの捩りトルクの反力と、ベルト押圧部を介して回動体に作用するベルト反力との合力の作用する軸方向位置が、軸受部内であることを特徴とするオートテンショナ。
7. 請求項６に記載のオートテンショナにおいて、
   軸方向に見て、捩りトルクの反力が回動体に作用する方向と、ベルト反力が回動体に作用する方向との間の角度が、３０°以内であることを特徴とするオートテンショナ。
8. 請求項６に記載のオートテンショナにおいて、
   固定体は、該固定体を固定側に固定するための取付部を有し、
   上記取付部は、軸受部と同じ軸方向位置に配置されていることを特徴とするオートテンショナ。

Images