JP5058175B2 - ベルトテンショナおよび組み立て方法 - Google Patents

Description

本発明は全体としてはテンショナ装置に関するもので、具体的には、ベルトテンショナおよびベルトテンショナの組み立て方法に関する。

自動車工業では、ベルトが通常の磨耗により長さが変化するさい、あるいはスパン速度差によるスパン長さの変化により長さが変化するさい、ベルトに全体として一定の張力が作用するようにベルトテンショナを利用している。なお、ベルトは、エンジンの出力シャフトから一つの駆動プーリによって駆動し、かつそれぞれが自動車付属品を動かす駆動プーリを回転するものである。公知設計の場合、ベルトテンショナは、平巻きばねかヘリカルばねのいずれかと、ばねケースと、そしてアームとを有する。ばねの一端をばねケースに取り付け、そして他端をアームに取り付ける。ばねのトルク作用時に、アームがばねケースに対して回動する。このばねケースをエンジンに取り付け、そしてアイドラプーリをアームに取り付ける。ばねケースに対してアームを捻り、ばねに予め負荷をかける。次に、アーム上のアイドラプーリをベルトに係合する。ベルトスパンが長くなると、予め負荷をかけたばねからのトルクが作用し、アームのアイドラプーリが、ベルトに圧力をかけ、ベルトを張力状態に維持する。

ＵＳＰ５，７７２，５４９に開示されている一つの公知構成の場合、ヘリカルばねは、ばねテンショナのアームの第１ねじ形路に第１端部をねじ込み、そしてばねケースの第２ねじ形路に第２端部をねじ込む。ばねには張力が作用しているため、アームがばねケースに対して回転できる状態で、ばねが各部品を保持する。アームの一部とばねケースの一部との間でばねの内側に円錐形ブッシュを設けているため、ばねケースに対するアームの回転がスムーズになる。この構成は、汚染しやすい上に、ばねの構成がモーメント荷重を発生する。

一方、ベルトテンショナの一つの公知例の場合、１／２”や３／８”レバレッジやラチェットあるいは同種のレンチの場合にしばしば共通して見られるように、アイドラプーリの正方形孔に正方形のヘッドを係合して、アームをリフトしている（予め負荷をかけている）。また、別な公知例では、アイドラプーリをアームのポストに取り付けている。なお、この例では、ポストは、半径方向外側に、アイドラプーリのベアリングを超えて変形し、ラジアルリベット継ぎ手を形成してアームに対してアイドラプーリを保持する環状リムを有する。

また、一つの公知方法の場合、第１セクションおよび第２セクションをもつ鋳型を使用してアームを注型し、そして第１セグメントおよび第２セグメントをもつ鋳型を使用してばねケースを注型している。この方法では、アイドラプーリのベアリングのアームシートからばねケースのエンジン搭載面までのベルトテンショナ路が、第１セグメントおよび第２セグメントの分割線に対応するばねケース上の線と交差している。
ＵＳＰ５，７７２，５４９

このように、依然として、改良ベルトテンショナが求められている。

本発明の一態様の第１実施態様は、ベルトテンショナアーム、ベルトテンショナばねケース、ベルトテンショナコイルばねおよびアームプレートからなるベルトテンショナである。アームがアイドラプーリを支持するもので、フック部分を有する。このアーム内に設けたばねケースが、第１ばねシートを有する。このばねケースに設けたばねは、長手軸線と、長手方向に離間配置した第１端部および第２端部を有する。長手軸線の周りで回転できるアームプレートは、第２ばねシートを有する。アームプレートとばねケースとの間で、ばねを長手方向に圧縮する。ばねにはトーションが発生し、ばねケースの第１ばねシートに対して第１端部が回転着座し、アームプレートの第２ばねシートに対して第２端部が回転着座する。そして、アームのフック部分の下にアームプレートを回転配置するので、少なくとも長手方向圧縮ばね力によってベルトテンショナを固定できる。

本発明の方法は、前記ベルトテンショナの組み立て方法であり、以下のいくつかのステップからなる。第１ステップで、アームにばねケースを設ける。第２ステップで、ばねケース内にばねを設ける。第３ステップで、アームプレートを使用してばねを長手方向に圧縮し、そしてばねにトーションが発生するまで、アームプレートを回転させる。この場合、第１端部が第１ばねシートに係合し、第２端部が第２ばねシートに係合し、そしてアームプレートがフック部分の内向き方向に長手方向に挿通する。第４ステップで、アームプレートを回転して第２端部のばねのトーションの一部を解放し、アームプレートをフック部分の下に回転係合する。第５ステップで、アームプレートを使用して、アームプレートがフック部分の下に取り込まれるまで、ばねの長手方向圧縮力の一部を解放する。

ベルトテンショナの一態様の第２実施態様は、ベルトテンショナアーム、ベルトテンショナばねケース、ベルトテンショナコイルばね、アームプレートおよびピボットブッシュからなるベルトテンショナである。アームが、アイドラプーリを支持する。アーム内にばねケースを設ける。このばねケース内にばねを設ける。アームプレートとばねケースとの間でばねを長手方向に圧縮する。ばねの周りを取り囲むピボットブッシュは、実質的に外側または内側にフレア加工した円錐形部分および実質的に直径が一定の円筒形部分を有する。

本発明の態様および方法の実施態様の一つまたは二つ以上は、以下のようないくつかの作用効果をもつ。トーションが発生している長手方向圧縮ばね、アームのフック部分、ばねケースの第１ばねシート、およびアームプレートの第２ばねシートがあるため、組み立て工具を使用することなく、ベルトテンショナの組み立て、分解を実施できる。同じまたは異なる実施例では、ピボットブッシュに実質的に外側または内側にフレア加工した円錐形部分および実質的に直径が一定の円筒形部分を設けてあるため、当業者ならば理解できるように、（円錐形部分による）オフセット/減衰制御および（円筒形部分による）アラインメント案内を改善できる。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施態様の以下の説明を読めば、本発明の特徴および作用効果を理解できるはずである。

図１、２および３に、本発明の一態様を示す。図１〜３に示した態様の第１実施態様は、ベルトテンショナヘリカルばね１２、ベルトテンショナアーム１４、およびベルトテンショナばねケース１６で構成されるベルトテンショナ１０の実施態様である。このベルトテンショナヘリカルばね１２は、内側に突出する第１端部および第２端部を有する。ヘリカルばね１２の第１端部１８のみを図示してある。即ち、一つの実施例では、第２端部は第１端部１８と実質的に同じである。ベルトテンショナアーム１４は、アイドラプーリ２０を支持するもので、第１フック部分２２を有する。アーム１４の第１フック部分２２によってヘリカルばね１２の第１端部１８を保持する。ベルトテンショナばねケース１６は第２フック部分を有する。アーム１４の第１フック部分２２のみを図示してある。即ち、一つの実施例では、ばねケース１６の第２フック部分は、アーム１４の第１フック部分２２と機能が実質的に同じである。ばねケース１６の第２フック部分によってヘリカルばね１２の第２端部を保持するため、少なくとも長手方向の圧縮ばね力によってベルトテンショナ１０を固定できる（ある実施例の場合には、これだけで固定できる）。なお、当業者ならば理解できるように、ばね中子（即ち、端部（ｔａｎｇ））は向きが内向きであるため、自動的にモーメントがゼロのばね力が発生する。

図１〜３に示した態様の第１実施態様の構成では、ヘリカルばね１２の第１端部１８および第２端部がそれぞれ実質的に半径方向内側に入り込んでいる。別な構成例では、ばねの内径を規定する長手軸線２３の周りにヘリカルばね１２を巻きつけ、ヘリカルばね１２の第１端部１８の先端をヘリカルばね１２の内径よりも長手軸線２３により近く設定する。

図１〜３に示した態様の一つの実施例では、ヘリカルばね１２が張力状態にある。なお、ヘリカルばね１２の制御された軸方向ストレッチが、一実施例では、（後述する）アライメント制御ピボットブッシュに力を持続して作用させ、ばね張力が持続してピボットブッシュに力を加えるため、ピボットブッシュが使用時に磨り減り薄くなっても、減衰制御およびアライメント制御を持続して実施できる。図１〜３に示した態様の第１実施態様では、ヘリカルばね１２は巻き上げると、回転して引っ張られる。このため、ヘリカルばね１２は巻上げ時に短くなり、接触圧力が小さくなり、一つの実施例では、ピボットブッシュに接触する。一つの変形実施例では、これを最適化して、製品機能を改善する。図１〜３に示した態様の第１実施態様の別な応用例（鏡的コイル／フック構成）では、ヘリカルばね１２は巻上げ時に回転して押出される。このため、軸方向力が強くなり、この強い力が、一つの実施例では、ピボットブッシュに作用し、当業者ならば理解できるように、所定レベルの位置非対称の減衰を可能にする。いずれの実施例でも、ヘリカルばね１２は、ラウンドワイヤばねである。

図１〜３に示した態様の第１実施態様の場合、ベルトテンショナ１０は、ピボットブッシュ２４をアーム１４とばねケース１６との間に設けるとともに、これらに接触させ、かつヘリカルばね１２の周囲を囲むように構成する。一つの別な変形例では、ヘリカルばね１２が張力状態にあり、ばねケース１６がブロック面を持つ突起５８を備え、アーム１４がブロック面６４をもつロック部分６０を備えている。そして、これらロック部分６０および突起５８の少なくとも一つが、リード傾斜面（またはランプ面）６２を備えている。従って、突起５８のブロック面がロック部分６０のブロック面６４に係合するため、ヘリカルばね１２それ自体の巻き戻し、あるいはベルトテンショナ１０の分解が起きることはない。当業者ならば理解できるように、この実施例の場合、ベルトテンショナ１０の組み立てを一回の動作で自己ロック方法によって実施できる。一つの実施例では、自己ロック方法で実質的に一貫してばねを位置決めできるため、ばねの遊びがなくなり、この遊びによってトルクがバラツクことはない。

一つの別な実施例では、ピボットブッシュ２４は、実質的に外側に、あるいは内側にフレア加工した円錐形部分２６および実質的に直径が一定な円筒形部分２８を有する。一つの構成例では、円筒形部分２８よりもヘリカルばね１２の第１端部１８に近づけて円錐形部分２６を設ける。また、別な構成例では、図示しないが、円筒形部分よりもばねの第２端部に近づけて円錐形部分を設ける。一つの応用例では、アーム１４とばねケース１６との半径方向の間に円錐形部分２６および円筒形部分２８を設けるとともに、これらに接触させる。この構成では、磨耗と荷重との関係を改善できる。円錐形部分２６の水平部分が、面積が大きくなるとともに生じるオフセット変化を最小限に抑え、そして円錐形部分２６の垂直部分が、当業者ならば理解できるように、円筒形部分２８と連動してアライメントガイドの役目を果たす。

一つの例では、ベルトテンショナ１０は、さらに、アイドラプーリ２０をアーム１４によって支持する。この場合、ピボットブッシュ２４は、（図３にドット３０で示す）重心を有し、そしてアイドラプーリ２０は、（点線３２で示す）ベルト荷重面を有する。また、上記重心３０はベルト荷重面３２に近接配置する。一つの構成例では、重心３０は、実質的にベルト荷重面３２内に存在する。ブッシュが実質的にベルト荷重面内に重心をもつと、モーメント荷重が最小になる。

一つの構成例では、ばねケース１６がケースリム３４を有し、そしてピボットブッシュ２４の円錐形部分２６をケースリム３４に近接配置する。ピボットブッシュ２４を半径方向の最も外側の位置に設けると、利用できる環状磨耗面を十分に利用できる。

次に、図１〜３の態様の第１実施態様のベルトテンショナ１０を組み立てる方法について説明する。この方法では、ヘリカルばね１２を巻上げ時に回転して引っ張り、そしてばねケース１６の第２フック部分を傾斜面にする。即ち、本発明の組み立て方法は、ステップａ）、ｂ）およびｃ）からなる。ステップａ）で、ヘリカルばね１２の第１端部１８をアーム１４に接触配置する。ステップｂ）で、ヘリカルばね１２の第２端部をばねケース１６に接触配置する。ステップｃ）で、アーム１４およびばねケース１６を相対的に捻り、第１端部１８をアーム１４の第１フック部分２２の下に、そして第２端部をばねケース１６の第２フック部分の下に取り込み、そしてヘリカルばね１２に張力をかける。一つの変形例では、ばねケース１６に突起５８を形成し、そしてアーム１４にロック部分６０を形成することによって逆回転を防止する。このロック部分６０はリーディング傾斜面６２およびブロック面６４を有する。ステップｃ）時に、突起５８が傾斜面６２を乗り越え、ロック部分６０のブロック面６４にそって下がる。この場合も、突起５８がロック部分６０のブロック面６４に係合するため逆回転を起こらない。また、ばねケース１６およびアーム１４を所定距離引き離し、突起５８がロック部分６０のブロック６４から離れると、逆方向に回転できるため、分解することができる。この変形例では、アーム１４とばねケース１６とが自動的にロックする。アームおよびばねケース上に自動ロック式中子があるため、素早く、強固な組み立てを担保できる。（アームに突起を設け、および／または突起に傾斜を付けるなどの自動ロック）を与える他の構成については、当業者ならば理解できるはずである。異なる変形例では、ファスナーを使用して、第１端部１８および第２端部を長手方向に取り込んだ後、アーム１４およびばねケース１６を固定すると、逆回転および分解を防止できる。

図１、２および３に示す態様の第２実施態様は、ベルトテンショナばね（例えば、ヘリカルばね１２）、ベルトテンショナアーム１４、ベルトテンショナばねケース１６およびピボットブッシュ２４からなるベルトテンショナ１０である。このベルトテンショナばね（例えば、ヘリカルばね１２）は第１端部１８および第２端部を有する。ベルトテンショナアーム１４は、ばね（例えば、ヘリカルばね１２）の第１端部１８に接触し、アイドラプーリ２０を支持するものである。ベルトテンショナばねケース１６は、ばね（例えば、ヘリカルばね１２）の第２端部に接触する。ピボットブッシュ２４がばね（例えば、ヘリカルばね１２）の周囲を囲み、外側にフレア加工した円錐形部分２６および実質的に直径が一定円筒形部分２８を有する。

図１〜３に示した態様の第２実施態様の一つの実施例では、円筒形部分２８よりもばね（例えば、ヘリカルばね１２）の第１端部１８に近づけて円錐形部分２６を配置する。図しない別な例では、円筒形部分よりもばねの第２端部１８に近づけて円錐形部分を配置する。一つの構成例では、ばねとしてヘリカルばね１２を使用する。図示しない別な構成例の場合、ばねとして、平巻きばねを使用する。図１〜３に示した態様の第２実施態様の一つの構成例では、円錐形部分２６は、外側にフレア加工する。図示しない別な構成例では、円錐形部分は内側にフレア加工する。

図１〜３に示した態様の第２実施態様を実施するさいには、アーム１４とばねケース１６との間に半径方向に円錐形部分２６および円筒形部分２８を設けるとともに、これらに接触させる。一つの変形例では、ベルトテンショナ１０は、さらに、アイドラプーリ２０をアーム１４によって支持する。この場合、ピボットブッシュ２４は、重心３０を有し、アイドラプーリ２０がベルト荷重面３２を有し、この重心３０をベルト荷重面３２に近接配置する。一つの変形例では、重心３０をベルト荷重面３２内に実質的に設定し、モーメント荷重を減少させる。

図１〜３に示した態様の第２実施態様の構成例では、ばねケース１６がケースリム３４を有し、円錐形部分２６をケースリム３４に近接配置する。図１〜３に示し実施態様の第２実施態様の別な構成例では、ベルトテンショナ１０において、ばねケース１６とピボットブッシュ２４との間およびアーム１４とピボットブッシュ２４との間にギャップを実質的に設けない。このようにピボットブッシュ２４を配置すると、当業者ならば理解できるように、ピボットブッシュ２４が、ベルトテンショナ１０に汚染物が侵入することを防止するシール装置として機能できる。

図１〜３に示した態様の第１実施態様の実例、方法などは、図１〜３に示した態様の第２実施態様にも同じように応用することができる。

図１〜３に示した態様の第３実施態様は、アイドラプーリ２０およびベルトテンショナアーム１４からなるベルトテンショナ１０である。アイドラプーリ２０のベアリング３６は、長手方向軸線４０をもつ取り付け孔３８を有する。ベルトテンショナアーム１４は、ポスト４２を有する。このポスト４２の場合、アイドラプーリ２０のベアリング３６の取り付け孔３８内に装入し、ベアリング３６を超えて長手方向に延長する。ポスト４２の環状リム４４は半径方向外側に、アイドラプーリ２０のベアリング３６上で変形し、半径方向リベット継ぎ手を形成する。環状リム４４の下長手方向に設けたポスト４２の非円形孔部分４６が、ベルトテンショナのアームリフト工具（図示省略）に係合する。一つの構成例では、非円形孔部分４６は、星形オリフィス（例えば、六角形の内部駆動系を対象とするＩＳＯスタンダード１０６６４に規定されているオリフィス）であり、そして非円形ヘッドは、星形ヘッド（例えば、ＴＯＲＸ（登録商標）ヘッド）である。図示しない別な構成例の場合、非円形孔部分の形状は、多角形、六角形、スロット形である。この第３実施態様を実施するさい、ベルトテンショナのアームリフト工具としては、レンチ、例えばラチェットや同種のレンチを使用することができる。ポスト４２に環状リム４４があるため、半径方向リベット継ぎ手によって、（アイドラプーリ２０のベアリング３６の上で環状リム４４を変形するだけで）アイドラプーリ２０をポストに組み付けることができ、ボルトを使用する必要がない。また、環状リム４４の下にポスト４２の非円形孔部分４６（例えば、星形オリフィス）があるため、例えば、ＴＯＲＸ（登録商標）ヘッドまたは六角形ヘッドを備えたラチェットまたは同種のレンチを使用して、（例えば、ばねケース１６を自動車エンジンに取り付けるさいに）既に組み立てられた状態にあるベルトテンショナ１０のアーム１４をリフト（回転）させることができる。このように、ポスト４２を使用すると、アーム１４をリフトするリフトラグ（ｌｉｆｔ−ｌｕｇ）形状およびアイドラプーリ２０のベアリング３６を固定する半径方向リベット継ぎ手の両者を設けるスペースを節約できる。

図１〜３に示した態様のうち第１および／または第２実施態様の実例、方法などは、図１〜３に示した態様の第３実施態様にも同じように応用することができる。

本発明の方法は、ベルトテンショナ１０のアーム１４およびばねケース１６を製造する方法である。アーム１４は、アイドラプーリ２０のベアリング３６を支持するベアリングシート４８を有し、そしてピボットブッシュ２４を支持するアーム対ブッシュ取り付け面５０を有する。ばねケース１６は、ベルトテンショナ取り付け面をもつ耳部（取り付け孔５６を有するばねケースの突起部分）を有する（図１に、耳部の長手方向に向いた面を示してある）。本発明方法は、以下のステップからなる。第１ステップで、第１セクションおよび第２セクションを有するベルトテンショナアーム注型鋳型（図示省略）を準備する。なお、第１セクションは、ベアリングシート４８を注型する第１表面部分およびアーム対ブッシュ取り付け面５０を注型する第２表面部分を有する。第２ステップで、分割線にそって第１セクションおよび第２セクションを共に配置する。第３ステップで、既に配置した第１セクションおよび第２セクションを使用して、アーム１４を注型する。第４ステップで、第１セグメントおよび第２セグメントを有するベルトテンショナのばねケース注型鋳型（図示省略）を準備する。なお、第１セグメントは、耳部のベルトテンショナ取り付け面を注型する表面部分を有する。第５ステップで、分割線にそって第１セクションおよび第２セクションを共に配置する。第６ステップで、既に配置した第１セグメントおよび第２セグメントを使用してばねケース１６を注型する。なお、ベアリングシート４８からベルトテンショナ取り付け面に至るベルトテンショナ１０のベルトテンショナ路は、第１セクションおよび第２セクションの分割線に対応するアーム１４上の線とは交差せず、また第１セグメントおよび第２セグメントの分割線に対応するばねケース１６上の線とは交差しない。

本発明方法を実施するさい、アーム注型ステップでは、既に配置されている第１セクションおよび第２セクションのみを使用する（即ち、他の鋳型セクションは使用しない）。また、同じ、あるいは異なる実施の態様では、ばねケース注型ステップで、既に配置されている第１セグメントおよび第２セグメントのみを使用する（即ち、他の鋳型セグメントは使用しない）。また、同じ、あるいは異なる実施の態様では、ベルトテンショナ取り付け面は、エンジンに接触した状態で取り付けることが可能である。

なお、ベアリングシート４８からベルトテンショナ取り付け面に至るベルトテンショナのベルトテンショナ路は、第１セクションおよび第２セクションの分割線に対応するアーム１４上の線とは交差せず、また第１セグメントおよび第２セグメントの分割線に対応するばねケース１６上の線とは交差しないように構成してあるため、オフセットおよびアラインメントへの注型作用を最小限に抑えることができる。

一つの変形構成例では、分割線に交差するかどうかに応じて、ばねケース１６の耳部のベルトテンショナ取り付け面を、ピボットブッシュ２４に接触するばねケース１６の表面と同じベルトテンショナばねケースの注型鋳型のセグメントに設定すると、ピボットブッシュ２４に作用する曲げモーメントを小さくでき、従ってピンチに関係する磨耗を緩和できる上に、ハブ荷重を直線化できるため、アーム／プラー組み立てオフセットの蓄積を最小限に抑えることができる。

図１〜３に示した態様のうち第１、第２および第３実施態様のうちいずれか一つ、あるいは二つ、あるいは全ての一つの設計例では、アーム１０が第１端部キャップ５２を有し、そしてばねケース１６が第２端部キャップ５４を有するとともに、例えば自動車またはヘビーデューティ燃焼エンジンに取り付けるための取り付け孔５６を有する。ベルトテンショナ１０の自動車以外への応用は、当業者次第である。

図１〜３に示した態様および方法の実施態様のうち一つまたはそれ以上は、いくつかの作用効果を示す。ベルトテンショナのヘリカルばねの第１端部および第２端部を内側に突出させているため、面外荷重、または組み立て力からの結合がなくなる。また、実質的に外側または内側にフレア加工した円錐形部分および実質的に直径が一定の円筒形部分を有するピボットブッシュを使用しているため、（円錐形部分による）オフセット制御を改善でき、また（円筒形部分による）アライメント案内を改善できる。ベルトテンショナが、環状リムを有し、また環状リムの下に非円形孔部分を有するポストを有しているため、半径方向リベット継ぎ手によりアイドラプーリをポストに固定でき、またベルトテンショナアームのリフト工具によってポストの非円形孔部分へのアクセスが可能になり、アームをリフトでき、従ってアームをベルトに押し付けることができ、ベルトに張力を発生することになる。一つの実施例では、ピボットブッシュの重心を本質的にベルト加重面内に設定しているため、ブッシュ自体へのモーメント荷重が最小になる。同じまたは異なる実施例では、アームおよびばねケースにロックフックを設けるため、組み立てを迅速かつ耐久性よく実現でき、また係合が強固なため、タング移動からの残留トルククリープが最小になる。また、当業者ならば理解できるように、ベアリングシートからベルトテンショナ取り付け面に至るベルトテンショナのベルトテンショナ路は、第１セクションおよび第２セクションの分割線に対応するアーム上の線とは交差せず、また第１セグメントおよび第２セグメントの分割線に対応するばねケース上の線とは交差しないように構成してあるため、オフセットおよびアラインメントへの注型作用を最小限に抑えることができる。

図４〜９は、本発明の第２態様を示す図である。図４〜９に示した態様の第１実施態様は、ベルトテンショナアーム１１２、ベルトテンショナばねケース１１４、ベルトテンショナコイルばね１１６およびアームプレート１１８を有するベルトテンショナ１１０の実施態様である。アーム１１２は、アイドラプーリ１２０を支持するもので、フック部分１２２を有する。アーム１１２に設けたばねケース１１４は、第１ばねシート１２４を有する。ばねケース１１４に設けたばね１１６は、長手軸線１２６を有するとともに、長手方向に離間した第１端部１２８および第２端部１３０を有する。長手方向軸線１２６を中心として回転できるアームプレート１１８は、第２ばねシート１３２を有する。ばね１１６は、アームプレート１１８とばねケース１１４との間で長手方向に圧縮できる。ばね１１６は、トーションを受け、第１端部１２８が回転してばねケース１１４の第１ばねシートに着座し、第２端部１３０が回転してアームプレート１１８の第２ばねシート１３２に着座し、（アームプレート１１８の第２ばねシート１３２などのアームプレート１１８の少なくとも一部を意味する）アームプレート１１８が回転してアーム１１２のフック部分１２２の下に位置する。

図４〜９の態様の第１実施態様の構成例では、第２端部１３０は、実質的に半径方向外側に延長する第２端部である。一つの変形例では、ばねケース１１４は、第１ばねシート１２４を構成する半径方向内側に突出する突起１３８を有する壁部分１３６を備えた半径方向外側環状壁１３４を有する。一つの変形例では、アームプレート１１８は、半径方向外側に延長し、次に円周方向または接線方向に延長し、次に長手方向に延長するアームプレート部分１４０を有し、このアームプレート部分１４０が第２ばねシート１３２を構成する。一つの実施例では、壁部分１３６は、円周方向に離間した凹部端部１４４を有する半径方向内向きの対向凹部１４２を有し、そしてばねケース１１４は、長手方向軸線１２６を中心とするばねの回転を制限する半径方向内向きの凹部１４２内に設けたタブ１４６を有する。なお、この実施例の場合、テンショナをより強いＦＥＡＤ（フロントエンドアクセサリードライブ）の形で装着できるテンショナの本体から突出する突起部を用いて、ばねの回転を制限する。

図４〜９の態様の第１実施態様の一つの構成例では、図７に示したテーパ加工アーム１１２とばねケース１１４とのジョイント構成により、長手方向に圧縮したばね１１６がベルトテンショナ１１０を長手方向下向きに分解することはなく、またアームプレート１１８の第２ばねシート１３２をアーム１１２のフック部分１２２の下に設けているため、長手方向に圧縮したばね１１６がベルトテンショナ１１０を長手方向上向きに分解することはない。

図４〜９の態様の第１実施態様の一つの構成例によるベルトテンショナ１１０の場合、アーム１１２とばねケース１１４との間で、これらに接触させてピボットブッシュ１４８を設けるとともに、このピボットブッシュ１４８によってばね１１６の周りを取り囲む。一つの変形例では、ピボットブッシュ１４８は、外向きまたは内向きにフレア加工した円錐形部分１５０および実質的に直径が一定の円筒形部分１５２を有する。一つの変形例では、ばね１１２とばねケース１１４との間においてこれらに接触させた状態で、円錐形部分１５０および円筒形部分１５２を半径方向に設ける。一つの実施例では、ベルトテンショナ１１０は、アイドラプーリ１２０をアーム１１２によって支持する。この場合、ピボットブッシュ１４８は重心１５４を有し、そしてアイドラプーリ１２０がベルト荷重面１５６を有し、このベルト荷重面１５６に重心１５４を近接配置する。一つの設計例では、重心１５４は、ベルト荷重面１５６内に実質的に位置する。一つの構成例では、ばねケース１１４がケースリム１５８を有し、そして円錐形部分１５０をこのケースリム１５８に近接配置する。一つの使用例では、ピボットブッシュ１４８を、かなりの軸方向長さをもつ半径方向の最も外側に配置する。この場合、ばねケース１１４の半径方向外壁１３４がピボット-ブッシュ界面として作用する。こうすると、アラインメント/オフセット/減衰制御ピボットブッシュ１４８の表面積および磨耗面積が最大限になる。また、ピボットブッシュ１４８の閉じ込め率、シール率が大きく改善することになる。ピボットブッシュ１４８が磨耗すると、ばね力が荷重をほぼ一定に持続維持するため、当業者ならば理解できるように、オフセット/平行制御および持続的な減衰を長期間維持できる。

図４〜９の態様の第１実施態様の一つの展開例では、ばね１１６は円錐形コイルばね（特殊なパッケージサイズで必要なトルクを担保する）を有し、そして長手軸線１２６から第２端部１３０近傍のばね１１６までの第１距離を、長手軸線１２６から第１端部１２８近傍のばね１１６までの第２距離よりも長く設定する。同じあるいは異なる実施例では、ベルトテンショナ１１０は、さらに、ベルトテンショナ１１０を取り付ける取り付けボルト１６０を有する。この場合、アームプレート１１８およびばねケース１１４それぞれは、中心孔１６２を有し、ベルトテンショナ１１０の装着時に、取り付けボルト１６０が、各中心孔１６２を挿通して、ばねケース１１４のみに接触する。一つの変形例では、ばねケース１１４はアーム１１２を超えて長手方向に延長し、そしてばねケース１１４は、ばねケース１１４の中心孔１６２から半径方向に離間した長手方向に突出するアラインメント取り付けピン１６４を有する。一つの構成例では、ばね１１６としてラウンドワイヤばねを使用する。異なる構成例では、図示しないが、ばねとしてヘリカルばねを使用し、長手軸線からばねまでの距離をばねの長手方向長さにそって実質的に一定にする。図４および図７に場合によって使用するＯ-リングシール１６６を示す。一つの構成例では、コニカルばねおよびテーパ加工テンショナ本体が、汚染物を自然に吐き出す作用をもつ。

第５パラグラフで説明したベルトテンショナ１１０の組み立て方法は、ステップａ）〜ｅ）からなる。ステップａ）で、アーム１１２内にばねケース１１４を設ける。ステップｂ）で、ばねケース１１４内にばね１１６を設ける。ステップｃ）で、アームプレート１１８を使用して、ばね１１６を長手方向に圧縮し、ばね１１６にトーションが作用するまで、アームプレート１１８を回転する。この場合、第１端部１２８が第１ばねシート１２４に係合し、第２端部１３０が第２ばねシート１３２に係合し、そして（アームプレート１１８の第２ばねシート１３２などの少なくともアームプレート１１８の一部を意味する）アームプレート１１８がフック部分１２２の内側長手方向に通過する。ステップｄ）で、アームプレート１１８を回転し、第２端部１３０のばね１１６内のトーションの一部を解放して、フック部分１２２の下で（アームプレート１１８の少なくとも一部を意味する）アームプレート１１８を回転係合させる。ステップｅ）で、アームプレート１１８を使用して、（アームプレート１１８の少なくとも一部を意味する）アームプレート１１８がフック部分１２２の下に取り込まれるまで、ばね１１６の長手方向圧縮力の一部を解放する。

図４〜９の態様の第１実施態様の一つの応用例では、ベルトテンショナ１１０を組み立てる場合、ばね１１６は、トーション圧縮状態（巻き上げ）にあり、かつ長手方向に圧縮状態にある。（図４に示したのとは逆方向にばね１１６を巻いた）図４〜９の態様の第１実施態様の別な応用例では、ベルトテンショナ１１０を組み立てた場合、ばねは、トーション膨張（巻き戻し）状態にあり、かつ長手方向に圧縮状態にある。

一つの展開例では、第２パラグラフの方法は、組み立て状態にあるベルトテンショナ１１０を分解する方法であり、さらにステップｆ）〜ｊ）からなる。ステップｆ）では、アームプレート１１８を使用して、ばね１１６の長手方向圧縮力を強くする。ステップｇ）では、アームプレート１１８を回転させ、アームプレート１１８が回転してフック部分１２２から外れるまで、ばね１１６のトーションを強くする。ステップｈ）では、アームプレート１１８を使用して、ばね１１６の長手方向圧縮力およびトーションのすべてを解放する。ステップｉ）では、ばねケース１１４からばね１１６を取り外す。ステップｊ）で、アーム１１２からばねケース１１４を取り外す。

別な展開例では、第３パラグラフの方法は、組み立て状態にあるベルトテンショナ１１０を取り付ける方法で、アームプレート１１８およびばねケース１１４それぞれに中心孔１６２を設け、さらにステップｆ）〜ｊ）からなる方法である。ステップｆ）では、ねじを形成した取り付けボルト１６０を準備する。ステップｇ）で、ねじを形成した孔（図示省略）を備え、ばねケース１１４の中心孔１６２をエンジンの取り付け孔に実質的に同軸関係でアライメントしたエンジン（図示省略）に対して、組み立て状態にあるベルトテンショナのばねケース１１４を設ける。ステップｈ）で、アームプレート１１８およびばねケース１１４の中心孔１６２に取り付けボルト１６０を挿通する。ステップｉ）で、取り付けボルト１６０と取り付け孔のねじを係合する。

図４〜９の態様の第２実施態様は、ベルトテンショナアーム１１２、ベルトテンショナばねケース１１４、ベルトテンショナコイルばね１１６、アームプレート１１８およびピボットブッシュ１４８で構成したベルトテンショナ１１０である。アーム１１２は、アイドラプーリ１２０を支持するものである。このアーム１１２内に、ばねケース１１４を設ける。ばねケース１１４内にばね１１６を装着する。このばね１１６は、アームプレート１１８とばねケース１１４との間で長手方向に圧縮される。ばね１１６の周りを取り囲むピボットブッシュ１４８は、実質的に外側または内側にフレア加工した円錐形部分１５０および実質的に直径が一定の円筒形部分１５２を有する。

図４〜９の態様の第１実施態様の実施、構成などは、図４〜９の態様の第２実施態様にも適用することができる。

次に図１０について説明すると、この図は、本発明の第２態様の変形例を示す図である。図１０に示した態様の第１実施態様は、図４〜９に示し、かつ以上説明してきた態様の第１実施態様と同じであり、また図１０に示したベルトテンショナ２１０を組み立てる方法も、図４〜９に示し、かつ以上説明してきたベルトテンショナ１１０の組み立て方法と同じである。図１０に示した態様の第１実施態様では、（アームプレート２１８の外周２６８の一部などのアームプレート２１８の少なくとも一部を意味する）アームプレート２１８を、アーム２１２のフック部分２２２の下に回転配置する。

図１０の態様の一つの実施態様の場合、アームプレート２１８は、周りに切欠き２７０（図１０に３つの切欠きを示してある）を形成した外周部２６８を有する。同じまたは異なる実施例では、フック部分２２２（一つの切欠き２７０に対して一つのフック部分２２２）は、第１の外周範囲をもち、そして外周切欠き２７０が第２の外周範囲をもち、そして第２の外周範囲を第１の外周範囲よりも大きく設定する。同じまたは異なる実施例では、アームプレート２１８の外周２６８の半径方向内側にアームプレート２１８の第２ばねシート２３２を設ける。

図４〜９の態様の第１実施態様の実施、構成などは、図１０の態様の第１実施態様に同様に適用できる。なお、アームプレート２１８および１１８、ばね２１６および１１６の第２端部２３０および１３０、およびアーム２１２および１１２のフック部分２２２および１２２の違いを考慮する必要がある。図１０の態様においては、ばねケース２１４、ピボットブッシュ２４８およびアイドラプーリ２２０も図示されている。

図４〜９の態様および方法の実施態様の一つまたはそれ以上は、以下の作用効果をもつ。一つの実施例では、長手方向にトーション圧縮したばね、アームのフック部分、ばねケースの第１ばねシート、およびアームプレートの第２ばねシートがあるため、組み立てファスナを使用することなく、ベルトテンショナの組み立ておよび分解を実現できる。同じまたは異なる実施例では、実質的に外側または内側にフレア加工した円錐形部分および実質的に直径が一定の円筒形部分をもつピボットブッシュがあるため、当業者ならば理解できるように、（円錐形部分による）オフセット/減衰制御および（円筒形部分による）アラインメント案内を改善できる。

以上の本発明の態様および方法のいくつかの実施態様の説明は、例示を目的するものである。従って、本発明を厳密な意味で開示してきた正確な形態およびステップに限定するものではなく、以上の開示から多くの変更などが可能である。即ち、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって定義されるものである。

アイドラプーリを有する本発明のベルトテンショナの第１態様を示す展開図である。 アイドラプーリを見下ろす方向から見た、図１の組み立て状態にあるベルトテンショナの平面図である。 図２の３−３線に沿って見た、図２の組み立て状態にあるベルトテンショナの横断面図である。 アイドラプーリを有する本発明のベルトテンショナの第２態様を示す展開図である。 図４のベルトテンショナのばねケース示す上面図である。 図４の組み立て状態にあるベルトテンショナを示す上面図である。 図６の７−７線に沿って見た、図６の組み立て状態にあるベルトテンショナの横断面図である。 図４の組み立て状態にあるベルトテンショナを示す底面図である。 図４の組み立て状態にあるベルトテンショナを示す斜視図である。 アイドラプーリを有する本発明のベルトテンショナの第２態様の変形例を示す展開図である。

符号の説明

１４、１１２、２１２：ベルトテンショナアーム、
２０、１２０、２２０：アイドラプーリ、
２２、１２２、２２２：フック部分、
１６、１１６、２１４：ベルトテンショナばねケース、
１２、１１６、２１４：ベルトテンショナコイルばね、
１１８、２１８：アームプレート、
１３２、２３２：第２ばねシート、
１３０、２３０：第２端部、
１３６：壁部分、
１２４：第１ばねシート、
１３８：突起、
１２６：長手軸線、
２４、１４８、２４８：ピボットブッシュ、
３０、１５４：重心、
３４、１５８：ケースリム、
２６、１５０：円錐形部分。

Claims (10)

1. ａ）アイドラプーリ（２０、１２０、２２０）を支持するもので、フック部分（２２、１２２、２２２）を有するベルトテンショナアーム（１４、１１２、２１２）、
   ｂ）アーム（１４、１１２，２１２）内に設けられ、第１ばねシート（１２４）を有するベルトテンショナばねケース（１６、１１４、２１４）、
   ｃ）ばねケース（１６、１１４、２１４）内に設けられ、長手軸線（２３、１２６）および長手方向に離間配置した第１端部および第２端部（１８；１２８、１３０；２３０）を有するベルトテンショナコイルばね（１２、１１６、２１４）、および
   ｄ）長手軸線（１２６）の周りで回転でき、第２ばねシート（１３２、２３２）を有するアームプレート（１１８、２１８）を有し、ばね（１２、１１６、２１６）が、アームプレート（１１８、２１８）とばねケース（１６、１１４、２１４）との間で長手方向に圧縮され、ばね（１２、１１６、２１６）にトーションが作用し、ばねケース（１１４、２１４）の第１ばねシート（１２４）に対して第１端部（１２８）が回転着座し、アームプレート（１１８、２１８）の第２ばねシート（１３２、２３２）に対して第２端部（１３０、２３０）が回転着座し、そしてアーム（１１２、２１２）のフック部分（１２２、２２２）の下にアームプレート（１１８、２１８）が回転配置され、少なくとも長手方向の圧縮ばね力によってベルトテンショナを固定したことを特徴とするベルトテンショナ。
2. アーム（１１２、２１２）のフック部分（１２２、２２２）の下にアームプレート（１１８、２１８）の第２ばねシート（１３２、２３２）を回転配置し、そして第２端部（１３０）が実質的に半径方向外側に延長する第２端部であり、好ましくは、アームプレート（１１８）が、まず半径方向外側に延長し、円周または接線方向に延長してから、長手方向に延長し、アームプレート（１４０）が第２ばねシート（１３２）を形成する請求項１記載のベルトテンショナ。
3. ばねケース（１１４、２１４）が、第１ばねシート（１２４）を形成する半径方向内向きの突起（１３８）を有する壁部分（１３６）を有する半径方向外側の環状壁（１３４）を有し、壁部分（１３６）が、好ましくは、円周方向に離間配置した凹部端部（１４４）を有する半径方向内向き対向凹部（１４２）を有し、そしてばねケース（１１４、２１４）が、好ましくは、半径方向内向き凹部（１４２）内に設けられて長手軸線（１２６）を中心とするばねの回転を制限するタブ（１４６）を有する請求項１または２記載のベルトテンショナ。
4. アーム（１４、１１２、２１２）とばねケース（１６、１１４、２１４）との間に、これらと接触させた状態で設けられ、ばね（１２、１１６、２１６）の周囲を取り囲むピボットブッシュ（２４、１４８、２４８）をもち、ピボットブッシュ（２４、１４８、２４８）が、好ましくは、実質的に外側または内側にフレア加工した円錐形部分（２６、１５０）および実質的に直径が一定の円筒形部分（２８、１５２）を有し、これら円錐形部分および円筒形部分を、アーム（１４、１１２、２１２）とばねケース（１６、１１４、２１４）との間にこれらに接触させて設けたことを特徴とするとともに、好ましくはアイドラプーリ（２０、１２０、２２）をアーム（１４、１１２、２１２）によって支持し、ピボットブッシュ（２４、１４８、２４８）が重心（３０、１５４）を有し、アイドラプーリ（２０、１２０、２２０）がベルト荷重面（３２、１５６）を有し、重心（３０、１５４）をベルト荷重面に近接配置するとともに、ベルト荷重面（３２、１５６）内に実質的に位置させ、ばねケース（１６、１１４、２１４）が、好ましくは、ケースリム（３４、１５８）を有し、円錐形部分（２６、１５０）をケースリム（３４、１５８）に近接配置した請求項１〜３のいずれかに記載のベルトテンショナ。
5. ばね（１２、１１６、２１６）がコニカルコイルバネを有し、長手軸線（２３、１２６）から第２端部（１３０、２３０）近傍のばね（１２、１１６、２１６）までの第１距離を、長手軸線（２３、１２６）から第１端部（１８、１２８）近傍のばね（１２、１１６、２１６）までの第２距離よりも大きく設定し、および／またはベルトテンショナ（１１０、２１０）を取り付ける取り付けボルト（１６０）の分だけ設定し、アームプレート（１１８、２１８）およびばねケース（１１４、２１４）がそれぞれ中心孔（１６２）を有し、そしてベルトテンショナ（１１０、２１０）を取り付けた場合、取り付けボルト（１６０）がそれぞれの中心孔（１６２）を挿通し、ばねケース（１１４、２１４）のみに接触する請求項１〜４のいずれかに記載のベルトテンショナ。
6. アームプレート（２１８）が、外周切欠き（２７０）を形成した外周（２６８）を有することを特徴とするとともに、アームプレート（２１８）の外周（２６８）の少なくとも一部をアーム（２１２）のフック部分（２２２）の下に回転配置し、フック部分（２２２）が好ましくは第１外周範囲を有し、外周切欠き（２７０）が好ましくは第２外周範囲を有し、この第２外周範囲を第１外周範囲よりも広く設定し、および／またはアームプレート（２１８）の第２ばねシート（２３２）をアームプレート（２１８）の外周（２６８）の半径方向内向きに配置した請求項１〜５のいずれかに記載のベルトテンショナ。
7. ベルトテンショナが、アイドラプーリ（２０、１２０、２２０）を支持し、かつフック部分（２２、１２２、２２２）を有するベルトテンショナアーム（１４、１１２、２１２）；第１ばねシート（１２４）を有するベルトテンショナばねケース（１６、１１４、２１４）；長手軸線（２３、１２６）を有するとともに、長手方向に離間配置した第１端部および第２端部（１８；１２８、１３０；２３０）を有するベルトテンショナコイルばね（１２、１１６、２１６）；および長手軸線（１２６）を中心にして回転でき、かつ第２ばねシート（１３２、２３２）を有するアームプレート（１１８、２１８）からなり、組み立てたときに、ばねケース（１６、１１４、２１４）がアーム（１４、１１２、２１２）内に配置され、ばね（１２、１１６、２１６）がばねケース（１６、１１４、２１４）内に配置され、アームプレート（１１８、２１８）とばねケース（１６、１１４、２１４）との間においてばねが長手方向に圧縮され、ばね（１２、１１６、２１６）にトーションが発生し、第１端部（１２８）がばねケース（１１４、２１４）の第１ばねシート（１２４）に対して回転着座し、第２端部（１３０、２３０）がアームプレート（１１８、２１８）の第２ばねシート（１３２、２３２）に対して回転着座し、そしてアームプレートがアーム（１１２、２１２）のフック部分（１２２、２２２）の下に回転配置されるベルトテンショナの組み立て方法において、以下のステップからなることを特徴とするベルトテンショナの組み立て方法：
   ａ）アーム（１４、１１２、２１２）内にばねケース（１６、１１４、２１４）を設けるステップ、
   ｂ）ばねケース（１６、１１４、２１４）内にばね（１２、１１６、２１６）を設けるステップ、
   ｃ）アームプレート（１１８、２１８）を使用してばね（１２、１１６、２１６）を長手方向に圧縮し、そしてばねにトーションが発生するまで、アームプレート（１１８、２１８）を回転させるステップで、第１端部（１２８）が第１ばねシート（１２４）に係合し、第２端部（１３０、２３０）が第２ばねシート（１３２、２３２）に係合し、そしてアームプレート（１１８、２１８）がフック部分（１２２、２２）の内向き方向に長手方向に挿通するステップ、
   ｄ）アームプレート（１１８、２１８）を回転して第２端部（１３０、２３０）のばね（１２、１１６，２１６）のトーションの一部を解放し、アームプレート（１１８、２１８）をフック部分（１２２、２２２）の下に回転係合するステップ、および
   ｅ）アームプレート（１１８、２１８）を使用して、アームプレート（１１８、２１８）がフック部分（１２２、２２２）の下に取り込まれるまで、ばね（１２、１１６、２１６）の長手方向圧縮力の一部を解放するステップ。
8. 請求項７記載の方法であって、組み立てられたベルトテンショナを分解する方法において、以下のステップからなることを特徴とする分解方法：
   ｆ）アームプレート（１１８、２１８）を使用してばね（１２、１１６、２１６）の長手方向圧縮力を強くするステップ、
   ｇ）アームプレート（１１８、２１８）を回転して、アームプレート（１１８、２１８）が回転してフック部分（１２２、２２２）から外れるまで、ばね（１２、１１６，２１６）のトーションを強くするステップ、
   ｈ）アームプレート（１１８、２１８）を使用してばね（１２、１１６、２１６）の長手方向圧縮力およびトーションのすべてを解放するステップ、
   ｉ）ばねケース（１６、１１４、２１４）からばね（１２、１１６、２１６）を取り外すステップ、および
   ｊ）アーム（１４、１１２、２１２）からばねケース（１６、１１４、２１４）を取り外すステップ。
9. ａ）アイドラプーリ（２０、１２０、２２０）を支持するベルトテンショナアーム（１４、１１２、２１２）；
   ｂ）アーム（１４、１１２、２１２）内に設けたベルトテンショナばねケース（１６、１１４、２１４）；
   ｃ）ばねケース（１６、１１４、２１４）内に設けたベルトテンショナコイルばね（１２、１１６、２１６）；
   ｄ）アームプレート（１１８、２１８）およびばねケース（１６、１１４、２１４）の間でばね（１２、１１６、２１６）が長手方向に圧縮されるアームプレート（１１８、２１８）；および
   ｅ）ばね（１２、１１６、２１６）の周りを取り囲み且つ前記ベルトテンショナばねケース（１６、１１４、２１４）の外壁よりも径方向で最も外側になる位置に配置されたピボットブッシュ（２４、１４８、２４８）であり、更に且つ実質的に外側または内側にフレア加工した円錐形部分（２６、１５０）および実質的に直径が一定の円筒形部分（２８、１５２）を有する前記ピボットブッシュ（２４、１４８、２４８）を有することを特徴とするベルトテンショナ。
10. アーム（１４、１１２、２１２）とばねケース（１６、１１４，２１４）との間において、これらに接触させた状態で、円錐形部分（２６、１５０）および円筒形部分（２８、１５２）を半径方向に設けたことを特徴とするとともに、好ましくは、アーム（１４、１１２、２１２）によってアイドラプーリ（２０、１２０、２２０）支持し、ピボットブッシュ（２４、１４８、２４８）が重心（３０、１５４）を有し、アイドラプーリ（２０、１２０、２２０）がベルト荷重面（３２、１５６）を有し、そして重心（１３０、１５４）をベルト荷重面に近接配置するとともに、好ましくは、ベルト荷重面（３２、１５６）内に実質的に位置させた請求項９記載のベルトテンショナ。

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