JP6510530B2 - ドライブベルトのためのベルトテンショナ - Google Patents

Description

本発明は、ドライブベルトのためのベルトテンショナに関するものであり、限定するものではないけれども、とりわけ、産業車両の補機駆動のためのベルトテンショナに関するものである。

公知なように、補機駆動のためのテンショナは、エンジンに対して固定され得るよう構成されている回転部分であるとともに回転軸体を規定する固定部分と；回転軸体上に回転可能に支持されているアームであるとともに、ドライブベルトに対して係合するのに適したプーリをその一端部に付帯したアームと；ドライブベルトに張力を印加し得るよう、アームに対して作用するスプリングと；を備えている。

上記のタイプの公知のテンショナは、テンショナの寿命およびドライブベルトの寿命を最適化することを目的としたある種の機能的要求を満たす必要がある。特に、アームが完全な位置合わせ状態に維持される必要がある。すなわち、アームは、回転軸線に対して直交する平面上を回転するものであり、そのような平面から逸れた振動を受けてはいけない。なぜなら、ノイズを発生したり、早すぎる摩耗を招いたり、場合によってはドライブベルトのスリップを招いたり、しかねないからである。

位置合わせ機能は、通常、プラスチック製のあるいは複合材料製の１つまたは複数のブッシングに依存している。ブッシングは、回転軸線上におけるアームの径方向の支持および軸線方向の支持に関してスライドベアリングという機能を有している。

本明細書には、先行技術文献は記載されていない。

そのようなブッシングは、摩耗を受ける。その結果、テンショナは、限られた寿命を有している。いずれにしても、車両の寿命と比較して、より短い寿命を有している。

この問題点を解決するために、油圧テンショナが開発された。その場合、アーム上に作用する力は、油圧ピストンによって生成される。油圧ピストンが配向可能なものであり、そのため、回転軸線上に作用する合計力を最小化し得ることのために、油圧テンショナは、通常、車両の寿命期間中には交換を受けない構成部材とされる。しかしながら、油圧テンショナは、従来的な機械式のテンショナと比較して、より複雑なものであり、より高価なものである。

本発明の目的は、従来技術における上記の様々な問題点を克服するような機械的テンショナを提供することである。

上記の目的は、請求項１に記載されたテンショナによって得られる。

本発明のより良好な理解のために、以下においては、添付図面を参照しつつ、非限定的な例示としての好ましい実施形態について、説明する。

本発明によるテンショナを示す分解斜視図である。 アームの中央平面に沿ってテンショナを示す断面図である。 図１，２のテンショナにおける固定部分を示す部分斜視図である。 図１におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 本発明によるテンショナの第２実施形態を示す分解斜視図である。 アームの中央平面に沿ってテンショナを示す断面図である。 図５のテンショナにおける減衰デバイスを、拡大したスケールでもって示す分解斜視図である。

添付図面においては、産業車両の補機デバイスのためのテンショナが、全体として参照符号１によって示されている。

テンショナは、基本的に、エンジンに対して固定されるのに適した固定部分２と；軸線Ａまわりにおいて固定部分２に対して回転可能とされたアーム３と；アーム３によって回転可能に付帯されたプーリ４であるとともに、ドライブベルト（図示せず）と係合するのに適したプーリ４と；固定部分２とアーム３とによって拘束されたスプリング５であるとともに、ドライブベルトに対して接触させるようにプーリ４を押圧し得るよう、アーム３上に弾性負荷を印加するスプリング５と；を具備している。

より詳細には、固定部分２は、エンジンの表面上に載置するのに適したベースプレート６と、軸線Ａに沿って位置合わせされた中空のかつ実質的に円筒形状の回転軸体７と、を備えている。回転軸体７は、ベースプレート６の中央穴８に嵌め込まれており、ベースプレート６から突出している。

固定部分２は、回転軸体７を挿通するねじ９によって、エンジンに対して固定することができる。

アーム３は、中空のかつ実質的に円筒形状の連結部材１０を備えている。この連結部材１０は、外壁１１と、内壁１２と、を有している。外壁１１と内壁１２との間には、ベースプレート６に向けて開口するキャビティ１３が形成されている。ベースプレート６は、外壁１１の前方エッジの内部に、少なくとも部分的に収容されている。

アーム３は、好ましくはボールベアリングといったような一対をなす回転ベアリング１４，１５によって、固定部分２上に支持されている。回転ベアリング１４，１５は、径方向において、アーム３の連結部材１０の内壁１２と、回転軸体７と、の間に介装されている。回転ベアリング１４，１５の各々は、従来的に、回転軸体７上に嵌め込まれた内側レース１６と、内壁１２上に嵌め込まれた外側レース１７と、を有している。

回転ベアリング１４，１５は、軸線方向において互いに当接している。回転ベアリング１５の外側レース１７は、軸線方向において、内壁１２の内側ショルダ１８に対して当接している。回転ベアリング１４の内側レース１６は、軸線方向において、ベースプレート６のうちの、回転軸体７を囲んでいる環状ショルダ１９に対して当接している。

回転ベアリング１４，１５は、プーリ４とドライブベルトとの間の係合に起因してアーム３に対して作用する傾斜トルクをバランスさせる。これにより、テンショナ１の寿命の全体にわたって、アームの完全な位置合わせを確保することができる。

有利には、ダスト保護リング２０が、回転ベアリング１５の内側レース１６と、回転軸体７の端部ショルダ２４と、の間に配置される。端部ショルダ２４上には、ねじ９のヘッド２５が作用する。リング２０は、有利には、外側リム２６を有している。外側リム２６は、軸線方向において、回転ベアリング１５から離間する向きに、折り曲げられている。外側リム２６は、内壁１２と内壁１２の内向き突起２８との間に形成された環状キャビティ２７に対して、遊びを有して係合する。これにより、ラビリンスシールを形成することができる。

スプリング５は、キャビティ１３の内部に収容されている。スプリング５の第１コイル端２９は、後述するように、固定部分２によって拘束されている。スプリング５の第２コイル端３０は、従来通り、アーム３によって拘束されている。

テンショナ１は、さらに、減衰デバイス３４を備えている。減衰デバイス３４は、アーム３と固定部分２との間の相対振動を減衰させるのに適したものである。減衰デバイス３４は、回転ベアリング１４，１５に対して径方向においてオーバーラップするようにして、配置されている。特に、減衰デバイス３４は、開口したＣ字形状の円筒形ブッシング３５を有している。ブッシング３５は、プラスチック材料から形成されている。ブッシング３５は、外壁１１に対して接触しつつ、キャビティ１３内に収容されている。減衰デバイス３４は、さらに、ブッシング３５と同様の形状のブレードスプリング３６を有している。ブレードスプリング３６は、嵌め込まれた態様で、ブッシング３５の内部に配置されている。これにより、ブレードスプリング３６は、ブッシング３５に対して弾性負荷を印加することができ、これにより、ブッシング３５を、外壁１１に対して押圧させた態様に維持することができる。

ブッシング３５およびブレードスプリング３６は、それぞれ対応するノッチ３７，３８を有している。これらノッチ３７，３８は、ベースプレート６から延出された突起３９に対して係合する。したがって、回転に関してロックされる。突起３９は、また、スプリング５のための係止部材としても機能する。

一端部においては、ブレードスプリング３６は、径方向内向きに折り曲げられた部分４０を有している。この部分４０は、ベースプレート６のさらなる突起４１に対して当接し、スプリング５の第１コイル端２９のための係止部材として機能する。

プーリ４は、アーム３のうちの、連結部材１０とは反対側の端部４２上において、図示していない従来的な態様でもって、回転可能に取り付けられている。

テンショナ１の動作について、以下、説明する。

アーム３は、回転ベアリング１４，１５によって、回転軸体７上に支持されている。すなわち、回転ベアリング１４，１５は、アーム３の回転が、軸線Ａに対して垂直な平面に沿って平行に行われることを、確保する。回転ベアリングが使用されていることにより、回転ベアリングの摩耗は、無視できる程度のものであり、したがって、アームの位置合わせは、車両の寿命全体にわたって、確保される。減衰機能は、減衰デバイス３４によって得られる。減衰デバイス３４は、非対称的に振る舞う。アーム３が、ドライブベルトへと向かう第１の向きに移動した際には、外壁１１とブッシング３５との間の摩擦係合は、ブレードスプリング３６を径方向に収縮させる傾向がある。これにより、接触圧力が低減され、その結果、減衰が得られる。これとは逆に、アーム３が、逆向きに移動した際には、ブレードスプリング３６が、膨脹する傾向がある。これにより、外壁１１とブッシング３５との間の接触圧力が増大する。

図５〜７は、テンショナ５０を示している。このテンショナ５０は、上記のテンショナ１と比較して、主に、減衰デバイス５１の実施態様において相違している。

減衰デバイス５１は、同様に、プラスチック製のブッシング３５と、ブレードスプリング３６と、を有している。ブレードスプリング３６は、形状端部５２を有している。形状端部５２は、軸線方向に傾斜した部分５３と、端部５４と、を有している。端部５４は、ベースプレート６に形成されたスロット５５に対して嵌合的に係合する。部分５３は、ベースプレート６に向けて傾斜しており、その端部には、ベースプレート６の高さ位置とされた連結端部５４が設けられている。ブレードスプリング３６の大部分の環状部分は、スプリング５の周縁まわりに配置されている。これにより、スプリングの第１コイルに対しての干渉が回避される。この例においては、スプリング５の第１コイルは、ベースプレート６の突起５６に対して直接的に当接している。

ブッシング３５は、ブレードスプリング３６の外側を囲んでおり、軸線方向の両端部を有している。ブッシング３５は、好ましくは、ブレードスプリング３６上にオーバープレスされている。

減衰デバイス５１は、アーム３の連結部材１０の外壁１１の内面に対して径方向に干渉した状態で、取り付けられている。

本発明によるテンショナ１の特徴点の検証により、得られる利点は、明らかである。

アーム３の支持および位置合わせのために回転ベアリング１４，１５を使用していることにより、実質的に摩耗のない製品を得ることができる。したがって、車両の寿命の全体にわたって交換する必要がない。さらに、公知技術における油圧テンショナと比較して、遥かに低いコストとすることができる。

回転ベアリング１４，１５は、プーリ４とドライブベルトとの間の係合に起因してアーム３に対して作用する傾斜トルクをバランスさせる。これにより、テンショナ１の寿命の全体にわたって、アームの完全な位置合わせを確保することができ、そのような傾斜トルクが減衰デバイスと相互作用することを防止し得るとともに、減衰力が経時的に変化することがない。

テンショナの様々な機能（スプリング５を利用したドライブベルトへの張力印加、回転ベアリング１４，１５を使用したアームの支持、および、減衰デバイス３４を使用した減衰）は、機能的に互いに干渉しない専用の構成部材または専用デバイスによって、互いに独立的に得られる。図示の例においては、減衰デバイス３４は、外壁１１に対して接触して配置される。この構成は、熱消費という観点からは有利なものではあるけれども、減衰デバイス３４は、内壁１２に対して接触させつつスプリング５内に配置することもできる。明らかなように、この場合、ブレードスプリング３６は、ブッシング３５を外側から包囲すべきである。

さらに、上述した非対称的な減衰デバイス３４に加えてあるいはそれに代えて、径方向に作用するあるいは軸線方向に作用する対称的な減衰デバイスを使用することができる。

１ テンショナ
２ 固定部分
３ アーム
４ プーリ
５ メインスプリング
６ ベースプレート
７ 回転軸体
１０ 連結部材
１１ 外壁、円筒形状表面
１２ 内壁
１３ 環状キャビティ
１４ 支持部材、回転ベアリング、ボールベアリング
１５ 支持部材、回転ベアリング、ボールベアリング
２０ ダスト保護リング
２４ ショルダ
２７ キャビティ
３４ 減衰デバイス
３５ ブッシング
３６ ブレードスプリング
３９ 第１突起
４０ 第２突起
４２ 反対側の部分
５４ 端部
５５ スロット
５６ 突起
Ａ 回転軸線

Claims (11)

1. モータ車両エンジンのドライブベルトのためのテンショナであって、
   −前記モータ車両エンジンに対して固定し得るよう構成された固定部分（２）であるとともに、回転軸線（Ａ）を規定する回転軸体（７）を有した固定部分（２）と；
   −前記回転軸体（７）に対してヒンジ結合されかつ前記回転軸線（Ａ）まわりに回転可能とされた連結部材（１０）を有したアーム（３）であるとともに、前記連結部材（１０）とは反対側の部分（４２）を有したアーム（３）であり、前記部分（４２）が、前記ドライブベルトに対して係合し得るプーリ（４）を回転可能に支持している、アーム（３）と；
   −前記固定部分（２）と前記アーム（３）との間に介装されたメインスプリング（５）であるとともに、前記アーム（３）に対して反力を印加することにより、前記ドライブベルトに向けて前記アームを回転させる、メインスプリング（５）と；
   −前記アーム（３）と前記回転軸体（７）との間に介装された少なくとも１つの支持部材（１４，１５）と；
   を具備してなり、
   前記支持部材（１４，１５）が、少なくとも１つの回転ベアリングを有しており、
   前記固定部分（２）に対しての前記アーム（３）の振動を減衰させるための減衰デバイス（３４）を具備し、
   この減衰デバイス（３４）が、径方向において前記少なくとも１つの支持部材（１４，１５）に対して少なくとも部分的にオーバーラップして配置されており、
   前記少なくとも１つの回転ベアリング（１４，１５）が、前記アーム（３）に対して作用する傾斜負荷を支持し、これにより、前記傾斜負荷が前記減衰デバイス（３４）に対して干渉することを防止する、
   ことを特徴とするテンショナ。
2. 請求項１記載のテンショナにおいて、
   前記連結部材（１０）と前記回転軸体（７）との間に介装されたボールベアリングとされた２つの支持部材（１４，１５）を具備している、
   ことを特徴とするテンショナ。
3. 請求項２記載のテンショナにおいて、
   前記連結部材（１０）が、円筒形状の外壁（１１）と、円筒形状の内壁（１２）と、これら外壁（１１）と内壁（１２）との間に規定された環状キャビティ（１３）と、を備え、
   前記環状キャビティ（１３）が、前記メインスプリング（５）を収容しており、
   前記ボールベアリング（１４，１５）が、前記回転軸体（７）と前記内壁（１２）との間において径方向に配置されている、
   ことを特徴とするテンショナ。
4. 請求項１記載のテンショナにおいて、
   前記減衰デバイス（３４）が、径方向に作用する、
   ことを特徴とするテンショナ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のテンショナにおいて、
   前記減衰デバイス（３４）が、前記アーム（３）の回転方向に依存した減衰強度を有している、
   ことを特徴とするテンショナ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のテンショナにおいて、
   前記減衰デバイス（３４）が、ブッシング（３５）を有し、
   このブッシング（３５）が、前記固定部分（２）および前記連結部材（１０）に対して回転不可能に取り付けられ、あるいは、円筒形状表面（１１）および前記連結部材（１０）に対して回転不可能に取り付けられ、
   前記ブッシング（３５）が、前記円筒形状表面（１１）に対して嵌合されている、
   ことを特徴とするテンショナ。
7. 請求項６記載のテンショナにおいて、
   前記ブッシング（３５）が、開口したＣ字形状とされ、
   前記減衰デバイス（３４）が、Ｃ字形状のブレードスプリング（３６）を有し、
   このブレードスプリング（３６）が、前記ブッシング（３５）に対して径方向負荷を印加するものとされ、これにより、前記ブッシング（３５）を前記円筒形状表面（１１）に対して押圧する、
   ことを特徴とするテンショナ。
8. 請求項７記載のテンショナにおいて、
   前記固定部分（２）が、ベースプレート（６）を有し、
   このベースプレート（６）に対して、前記回転軸体（７）が固定され、
   前記ブッシング（３５）と前記ブレードスプリング（３６）とが、前記ベースプレート（６）に対してアンカー止めされている、
   ことを特徴とするテンショナ。
9. 請求項８記載のテンショナにおいて、
   前記ベースプレート（６）が、前記ブッシング（３５）および前記ブレードスプリング（３６）を前記固定部分（２）に対してアンカー止めするための第１突起（３９）と、前記メインスプリング（５）の一端部を前記固定部分（２）に対して拘束するための第２突起（４０）と、を有している、
   ことを特徴とするテンショナ。
10. 請求項８記載のテンショナにおいて、
    前記ベースプレート（６）が、前記メインスプリング（５）の一端部を前記固定部分（２）に対して拘束するための突起（５６）と、前記ブレードスプリング（３６）の端部（５４）に対して嵌合的に係合されるスロット（５５）と、を有している、
    ことを特徴とするテンショナ。
11. 請求項９または１０記載のテンショナにおいて、
    一方の回転ベアリング（１５）と前記回転軸体（７）のショルダ（２４）との間に介装されたダスト保護リング（２０）を有し、
    このダスト保護リング（２０）が、前記連結部材（１０）のキャビティ（２７）と一緒に、ラビリンスシールを形成する、
    ことを特徴とするテンショナ。

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