JP6247406B2

JP6247406B2 - オービタル・テンショナ

Info

Publication number: JP6247406B2
Application number: JP2016564189A
Authority: JP
Inventors: ハーヴィー，ジョン; ステーゲルマン，オリヴァー; マーチネス，アルノー; ディルタイ，ヨッヘン; ハエンベウカース，キャスパー
Original assignee: ゲイツコーポレイション
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-10-02
Also published as: BR112016024927B1; EP3137791A1; CA2946320C; MY176636A; MX2016014161A; RU2648496C1; EP3137791B1; WO2015167602A1; CA2993696C; CN105308360B; AU2014392605B2; JP2017514080A; CN105308360A; BR112016024927A2; PH12016502123A1; AU2014392605A1; KR20160147896A; CA2993696A1; CA2946320A1; US20150308545A1

Description

本発明はテンショナに関し、より詳しくは、ベースに係合し、第１の軸の周りに回動可能なキャリアと、キャリアに取付けられたピボットアームとを有し、ピボットアームが第２の軸の周りに揺動自在であり、第２の軸が第１の軸の周りにおいて軌道に沿って移動可能であるオービタル・テンショナに関する。

ベルトテンショナはベルトに負荷を付与するために使用される。一般的にベルトは、エンジンに協働する種々のアクセサリを駆動するために、エンジンアプリケーションに使用される。例えば、空調機のコンプレッサとオルタネータはベルト駆動システムによって駆動されるアクセサリの２つである。ベルトテンショナはベースに対して揺動自在であるアームに軸支されたプーリを有する。スプリングはアームとベースの間に連結される。スプリングはまた、減衰機構に係合する。減衰機構は相互に接触する摩擦面を有する。減衰機構はベルト駆動の作用によって生じるアームの振動運動を減衰させる。これは延いては、可動要素における摩耗を最小限にすることによって、ベルト寿命の期待とテンショナ寿命の期待を高める。

デュアルテンショナは、ベルトの２つのスパンの一方または両方に張力を付与するために、スタータジェネレータ等の、反対方向に負荷がかかる単一のベルト駆動に適用されてきた。このようなテンショナは単一のベルトに協働するので、これらは一般的に単一のトーションスプリングを有する。市場の需要は、車両の重量を低下させ、かつエンジンルーム内の部品点数を減少させることによって、排気ガスを減少させ、燃費を向上させることを含む。これらの目標に向かって取られる方法は、スタータモータの機能とオルタネータの機能とを単一の装置、モータ・ジェネレータまたはジェン・スターの中に組み込むことを含む。燃費を向上させることの目標に向かうため、ジェン・スターはアイドルストップと呼ばれる特徴の使用を促す。この特徴は、通常アイドリングするときにエンジンが停止し、車両が動き始めようとするときに再スタートすることを許容する。この特徴は、アクセサリベルト駆動に配置される要求を実質的に増加させる。このタイプのアプリケーションにおいてスタータジェネレータは、アクセサリベルト駆動を介してクランクシャフトに協働する機構に配置される。

この技術の代表は欧州特許第２１２８４９Ｂ１公報である。これは、ドライブシャフトによって駆動軸の周りに駆動可能な駆動ベルトプーリと複数の他のベルトプーリとを有し、また駆動ベルトプーリと他のベルトプーリに掛け回される無端ベルトを有する、ベルト駆動用のベルト緊張装置を開示する。ベルト緊張装置は、２つのテンショニングアームが共通のピボット軸の周りに揺動自在であるように支持されるハウジングを備え、テンショニングアームには、駆動軸に平行に延びる回転軸を有するテンショニングローラが支持され、またテンショニングアームはスプリングによって相互に支持され、ハウジングは、駆動機構に取付けられた駆動ベルトプーリの存在下で取付けられ、ハウジングは、駆動ベルトプーリの駆動軸を囲む環状領域において駆動機構に接触せず、テンショニングアームの揺動軸は駆動ベルトプーリの直径内に配置されている。

必要なものは、ベースに係合し、第１の軸の周りに揺動自在であるキャリアと、キャリアに取付けられたピボットアームとを有し、ピボットアームが第２の軸の周りに揺動自在であり、第２の軸が第１の軸の周りにおいて軌道に沿って移動自在であるオービタル・テンショナである。本発明はこの必要性に合致する。

本発明の主な特徴は、ベースに係合し、第１の軸の周りに回転自在であるキャリアと、キャリアに取付けられたピボットアームとを有し、ピボットアームは第２の軸の周りに揺動自在であり、第２の軸は第１の軸の周りにおいて軌道に沿って移動自在であるオービタル・テンショナを提供することである。

本発明の他の特徴は、本発明の説明と添付された図面により明確になる。

本発明は、ベースと、ベースに係合し、軸Ａ−Ａの周りに回転自在であるキャリアと、キャリアに軸支された第１のプーリと、キャリアに取付けられたピボットアームとを備え、ピボットアームは軸Ｂ−Ｂの周りに揺動自在であり、ピボットアームに軸支された第２のプーリとを備え、軸Ｂ−Ｂは軸Ａ−Ａの周りにおいて軌道に沿って移動自在であり、キャリアとピボットアームの間に係合するスプリングと、キャリアとベースの間に摩擦係合してキャリアの運動を減衰させる減衰機構とを備えるオービタル・テンショナである。

ここに組み込まれ、明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、その記述とともに、本発明の原理を説明するために役立つ。
第１実施形態の正面斜視図である。第２実施形態の正面斜視図である。第２実施形態の背面斜視図である。第１実施形態の背面斜視図である。第１実施形態の背面図である。第２実施形態の背面図である。第１実施形態の平面図である。第２実施形態の平面図である。第１実施形態の正面図である。第２実施形態の正面図である。図９の１１−１１断面である。図１０の１２−１２断面である。図１４の１３−１３断面である。第１実施形態の側面図である。図９の１５−１５断面である。図１０の１６−１６断面である。第２実施形態の側面図である。第１実施形態の正面分解斜視図である。第２実施形態の正面分解斜視図である。第２実施形態の背面分解斜視図である。第１実施形態の背面分解斜視図である。代替的な実施形態の平面図である。図２２の断面図である。図２２の代替的な実施形態の分解図である。図２２の実施形態の上面斜視図である。エンジンにおける本装置の正面図である。代替的な実施形態の分解図である。代替的な実施形態の分解図である。

図１は第１実施形態の正面斜視図である。テンショナ１００はベース１０１を備える。ベース１０１は複数の取付け部材１０２を有し、これらはそれぞれ固定具（図示せず）を受容する。ベースは、オルタネータまたはスタータジェネレータ等のような、車両エンジン上の被駆動アクセサリに取付けられる。

キャリア１０３はベース１０１に係合して、軸Ａ−Ａの周りに回転運動する。プーリ１０４は軸受１１８においてキャリア１０３に軸支される。プーリ１０４はアイドラプーリと称される。プーリ１０４は部材１０３において、軸Ａ−Ａの周りにおいて軌道に沿って移動する。軸Ａ−Ａは、テンショナの物理的な部分には係合せず、あるいは交差しない。ベース１０１とキャリア１０３の各々は、軸Ａ−Ａを囲むが交差しない。特に、キャリア１０３は、真横から見たときに、１３−１３断面と同一平面にある平面に配置される穴１２４を有し、軸Ａ−Ａは直角に交差する。ベース１０１は、真横から見たときに、１３−１３断面と同一平面にある平面に配置される穴１２５を有し、軸Ａ−Ａは直角に交差する。キャリア１０３とベース１０１の各々は、軸Ａ−Ａを囲むが交差しない。穴１２４と孔１２５は同軸的かつ平行である。

ピボットアーム１０５は軸Ｂ−Ｂの周りにおいて、キャリア１０３に回動自在に接続される。プーリ１０６は軸受１１９においてピボットアーム１０５に軸支される。軸Ａ−Ａと軸Ｂ−Ｂは平行であるが同軸的ではない。ピボットアーム１０５と軸Ｂ−Ｂは、軸Ａ−Ａの周りの円弧の軌道に沿って移動する。軸Ｂ−Ｂは軸Ａ−Ａから離れて配置され、また軸Ａ−Ａの周りにおいて一定の半径（Ｒ３）の軌道に沿って移動する。軸Ａ−Ａの周りの軸Ｂ−Ｂの軌道運動の範囲αは約９０度までであるが、典型的には約５０度より小さい。プーリ１０６の軸Ａ−Ａに対する回転軸の半径（Ｒ１）は、軸Ｂ−Ｂ周りのピボットアーム１０５の揺動運動に従って可変である。プーリ１０４の軸Ａ−Ａに対する回転軸の半径（Ｒ２）は一定である。プーリ１０４の回転軸とプーリ１０６の回転軸は両方ともベースの外径（Ｄ）内に配置され、これによりテンショナは非常にコンパクトになる。

図２は第２実施形態の正面斜視図である。第２実施形態２００はスプリング２０１をさらに備える。スプリング２０１は１つの完全なコイルよりも小さく、典型的には、端部２０２と端部２０３の間において１８０度から２７０度の間に制限される。スプリング２０１はキャリア１０３とピボットアーム１０５の間に係合する。端部２０２は部材１０７に係合する。端部２０３は部材１０８に係合する。スプリング２０１はプーリ１０４をプーリ１０６に向かって付勢する。

図３は第２実施形態の背面斜視図である。スプリング２０１は、キャリア１０３上の部材１０７に係合し、またピボットアーム１０５上の部材１０８に係合する。カバー１０９は破片の侵入を防止するためにテンショナの内部を閉鎖する。

図４は第１実施形態の背面斜視図である。プーリ１０４とプーリ１０６は、例えば車両エンジンのアクセサリドライブにある、例えばベルト（図示せず）に係合する。ベルトはクランクシャフトから、オルタネータ等の被駆動アクセサリまで延びる。ピボットアーム１０５は取付け部１２０においてキャリア１０３に取付けられる。

図５は第１実施形態の背面図である。軸Ａ−Ａは軸Ｂ−Ｂに平行であるが、同軸的ではない。スプリング２０１のクランプ力は、部材１０７と部材１０８への取付けを保持するために十分である。

図６は第２実施形態の背面図である。３つの取付け部材１０２により、例えば異なるタイプのオルタネータへ本装置を取付けるための適応性が生じる。ボルト（図示せず）等の固定具が使用可能である。

図７は第１実施形態の平面図である。

図８は第２実施形態の平面図である。

図９は第１実施形態の正面図である。

図１０は第２実施形態の正面図である。

図１１は図９の１１−１１断面である。トーションスプリング１１０はピボットアーム１０５とプーリ１０６をプーリ１０４へ向かって付勢する。ピボットアーム１０５、プーリ１０６およびスプリング１１０の組合せはテンショナとも称される。

減衰機構１１１はベース１０１とカバー１０９の間に囲まれる。減衰機構１１１はキャリア１０３とベース１０１の間に配置される。減衰機構１１１は、減衰機構１１１とベース１０１の間の摩擦係合によって、キャリア１０３の振動運動を減衰させる。減衰機構１１１は部材１１２において、キャリア１０３に固定的に取付けられる。

図１２は図１０の１２−１２断面である。減衰機構１１１は部材１１２に連結される。部材１１２は、キャリア１０３に対する固定位置において減衰機構１１１を保持する。

図１３は図１４の１３−１３断面である。減衰機構１１１は取付け部材１１２においてキャリア１０３に連結される。減衰機構１１１は環状空間１２１内に収容される。

図１４は第１実施形態の側面図である。

図１５は図９の１５−１５断面である。

図１６は図１０の１６−１６断面である。

図１７は第２実施形態の側面図である。

図１８は第１実施形態の正面分解斜視図である。取付け部１２０はキャリア１０３から径方向に延びる。ピボットアーム１０５のピボット軸は軸Ｂ−Ｂである。キャリア１０３の回転軸は軸Ａ−Ａである。軸受１１８は部材１２６に取付けられる。部材１２６はキャリア１０３から突出する。

図１９は第２実施形態の正面分解斜視図である。減衰機構１１１は、円弧状のスプリング力部材１１５に取付けられた摩擦材料１１４を有する。スプリング力部材１１５は摩擦材料１１４を径方向外方に押圧して面１１２に係合させる。

キャリア１０３はブッシュ１１６に係合する。ブッシュ１１６はキャリア１０３とベース１０１の間に配置される。ブッシュ１１７はカバー１０９とキャリア１０３の間に配置される。

図２０は第２実施形態の背面分解斜視図である。軸受１１９は部材１２７においてピボットアーム１０５に固定される。

図２１は第１実施形態の背面分解斜視図である。摩擦材料１１４はベース１０１の表面１２２に対して摩擦的に係合して、部材１０３の運動を減衰させる。減衰機構１１１とキャリア１０３はそれぞれ、ベース１０１において環状空間１２３内に配置される。

図２２は代替的な実施形態の平面図である。この実施形態では、片持ち梁ピボットアーム１０５０が使用される。スプリング２０１０は端部２０１１によって、キャリア１０３の取付け部１０３０に取付けられる。スプリング２０１０の他端部２０１２はピボットアーム１０５０の片持ち梁端部１０５１に係合する。スプリング２０１９は端部１０５１を軸Ａ−Ａから径方向外方に付勢し、これは延いてはプーリ１０６をプーリ１０４へ向かって付勢することになり、これによりベルト（図示せず）に負荷をかける。ピボットアーム１０５０はボルト１０５２の周りに揺動する。保持部材１０１４はキャリア１０３を保持してベース１０１に係合させる。

図２３は図２２の断面図である。ベース１０１とキャリア１０３の間には、スプリング部材１０１０、スラスト部材１０１１、減衰部材１０１２、ブッシュ１０１３、および保持部材１０１４が配置される。スプリング部材１０１０はスプリングワッシャすなわち皿ばねである。スラスト部材１０１１はベース１０１に係合し、これにより、ベース１０１に対して回転しない。タブ１０１５はスロット１０１７に係合する。減衰部材１０１２はベース１０１に係合し、これにより、ベース１０１に対して回転しない。タブ１０１５はスロット１０１６に係合する。

減衰部材１０１２は、キャリア１０３の運動を減衰させるためにキャリア１０３に摩擦係合する。スプリング部材１０１０は垂直力を発揮して、減衰部材１０１２をキャリア１０３に対して押圧する。

図２４は図２２における代替的な実施形態の分解図である。ボルト１０５３は軸受１１９とプーリ１０６をピボットアーム１０５０に固定する。ボルト１０４０は軸受１１８とプーリ１０４をキャリア１０３に固定する。ダストシールド１０５４は軸受１１９を保護する。ダストシールド１０４１は軸受１１８を保護する。ダストシールド１０５５は軸受１１８を保護する。ピボットアーム１０５０はスリーブ１０３１とブッシュ１０３２の周りに揺動し、これらは全てボルト１０５２によって部材１０３に固定される。軸Ｂ−Ｂはボルト１０５２を通る。ブッシュ１０１３は保持部材１０１４とキャリア１０３の間に配置される。

図２５は図２２の実施形態の上面斜視図である。図２５の表示は、多様なオルタネータの設計やエンジン配置に適合することができるという、本装置の適応性を示すために、図２２とは逆から見た状態である。ピボットアーム１０５０は、この図において本装置の右側に示され、ピボットアーム１０５０は図２２において本装置の左側に示される。全ての要素の説明と機能は、違うように示されるものを除き、全ての実施形態および構成において同じである。

図２６は、エンジンに設けられた本装置の正面図である。テンショナ１００は、スタータジェネレータＡ／ＳＧの前面に取付けられる。ベルトＢはスタータジェネレータ・プーリＰの周りを通る。ベルトＢはまた、プーリ１０４とプーリ１０６の間に係合する。プーリ１０６はプーリ１０４に向かって押圧し、これはベルトＢに負荷をかける。プーリＰの回転軸は軸Ａ−Ａに整列する。ベルトＢにより駆動される他のアクセサリは、空調機のコンプレッサＡＣを含むエンジンに存在する。プーリＰ２はまた、エンジンのウォーターポンプに接続される。ベルトＢはエンジンのクランクシャフト（図示せず）によって駆動される。スタータジェネレータＡ／ＳＧはまた、ノンストップ／スタート・アプリケーション用のオルタネータを備えてもよい。

図２７は代替的な実施形態の分解図である。この実施形態の要素は、特記されなければ図２４に記載されたものに対応する。第２のピボットアーム２０５０はボルト２０５２によってキャリア１０３に揺動自在に取付けられる。ピボットアーム２０５０はブッシュ２０３１、２０３２において軸Ｃ−Ｃ周りに揺動する。軸Ｃ−Ｃは軸Ａ−Ａから径方向に配置される。プーリ１０４は軸受１１８によってピボットアーム２０５０に軸支される。スプリング３０１０はピボットアーム１０５０とピボットアーム２０５０の間に係合する。スプリング３０１０はピボットアーム１０５０とピボットアーム２０５０に作用し、これによってプーリ１０６をプーリ１０４に向かって付勢し、これは延いてはベルトに負荷を与える。図２６参照。

図２８は代替的な実施形態の分解図である。この実施形態の要素は、特記されなければ図２７に記載されたものに対応する。スプリング４０１はピボットアーム１０５０とピボットアーム２０５０の間に係合する。スプリング４０１の両端部はスロット１０７０とスロット２０７０に係合する。スプリング４０１はピボットアーム１０５０とピボットアーム２０５０に作用し、これによりプーリ１０６をプーリ１０４に向かって付勢し、延いてはベルトに負荷を与える。図２６参照。スプリング４０１は圧縮ばねである。

本発明の一形態を説明したが、ここに記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく、構成と関連した部分を変形することは当業者にとって自明である。

Claims

ベース（１０１）と、
前記ベースに係合し、軸Ａ−Ａの周りに揺動自在であるキャリア（１０３）とを備え、
前記キャリアと前記ベースはそれぞれ、軸Ａ−Ａに同軸的な回転軸を有する被駆動プーリ（Ｐ）を受容するための環状穴を有し、
前記キャリアに軸支された第１のプーリ（１０４）と、
前記キャリアに取付けられたピボットアーム（１０５）とを備え、前記ピボットアームは軸Ｂ−Ｂの周りに揺動自在であり、
前記ピボットアームに軸支された第２のプーリ（１０６）とを備え、
前記軸Ｂ−Ｂは軸Ａ−Ａの周りにおいて軌道に沿って移動自在であり、
前記キャリアと前記ピボットアームの間に係合するスプリング（１１０）と、
径方向外方に押圧され、前記キャリアに摩擦係合してキャリアの運動を減衰させる、摩擦材料を有する円弧状スプリング力部材を備える減衰機構（１１１）とを備える
テンショナ。
前記減衰機構が前記キャリアに固定的に取付けられる請求項１に記載のテンショナ。
前記スプリングがトーションスプリングである請求項１に記載のテンショナ。
前記キャリアと前記ピボットアームの間に係合する第２のスプリングをさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
前記スプリングが、コイルの両端の間において１８０度から２７０度の範囲にある、部分的な単一コイルを備える請求項１に記載のテンショナ。
ベースと、
前記ベースに係合するキャリアとを備え、前記キャリアは軸Ａ−Ａの周りに揺動自在であり、前記キャリアに軸支された第１のプーリとを備え、
前記キャリアと前記ベースはそれぞれ、軸Ａ−Ａに同軸的な回転軸を有する被駆動プーリ（Ｐ）を受容するための環状穴を有し、
前記キャリアに取付けられたピボットアームを備え、前記ピボットアームは軸Ｂ−Ｂの周りに揺動自在であり、前記ピボットアームに軸支された第２のプーリを備え、
前記軸Ｂ−Ｂは前記軸Ａ−Ａの周りにおいて軌道に沿って移動自在であり、
前記キャリアと前記ベースの間に摩擦係合して部材の振動運動を減衰させる減衰機構と、
前記キャリアと前記ピボットアームの間に係合して前記第１のプーリを前記第２のプーリに向かって付勢するスプリングとを備える
テンショナ。
軸Ａ−Ａが軸Ｂ−Ｂに平行である請求項６に記載のテンショナ。
前記第２のプーリの回転軸が軸Ａ−Ａに関して可変である請求項６に記載のテンショナ。
前記第１のプーリの回転軸が軸Ａ−Ａから一定の半径に配置される請求項８に記載のテンショナ。
前記第１のプーリが軸Ａ−Ａの周りにおいて軌道に沿って移動する請求項６に記載のテンショナ。
前記キャリアと前記ピボットアームの間に係合する第２のスプリングをさらに備える請求項６に記載のテンショナ。
前記第２のスプリングがトーションスプリングである請求項１１に記載のテンショナ。
前記減衰機構が円弧状スプリング力部材に固定された摩擦材料を備える請求項６に記載のテンショナ。
前記第１のプーリの回転軸と前記第２のプーリの回転軸が共に、前記ベースの外径内に配置される請求項６に記載のテンショナ。
前記スプリングが、コイルの両端の間において１８０度から２７０度の範囲にある、部分的な単一コイルを備える請求項６に記載のテンショナ。
ベースと、
前記ベースに係合するキャリアとを備え、前記キャリアは軸Ａ−Ａの周りに揺動自在であり、
前記キャリアと前記ベースはそれぞれ、軸Ａ−Ａに同軸的な回転軸を有する被駆動プーリ（Ｐ）を受容するための環状穴を有し、
前記キャリアと前記ベースの間に摩擦係合する減衰機構と、
前記キャリアに対して、軸Ｂ−Ｂの周りに揺動自在に取付けられた第１のテンショナと、
前記キャリアに対して、軸Ｃ−Ｃの周りに揺動自在に取付けられた第２のテンショナとを備え、
軸Ｂ−Ｂは軸Ａ−Ａから径方向に離れて配置され、
軸Ｃ−Ｃは軸Ａ−Ａから径方向に離れて配置され、
前記第１のテンショナと前記第２のテンショナの間に係合するスプリングとを備える
テンショナ。
前記スプリングが圧縮ばねである請求項１６に記載のテンショナ。