JP6944321B2

JP6944321B2 - Tensioner arm

Info

Publication number: JP6944321B2
Application number: JP2017179689A
Authority: JP
Inventors: 義司武田
Original assignee: Gates Unitta Asia Co
Current assignee: Gates Unitta Asia Co
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2037-09-20
Also published as: JP2019056383A

Description

本発明は、例えば自動車用補機駆動システムにおいて、無端状ベルトの張力を調整するテンショナの部品であるテンショナアームに関する。 The present invention relates to a tensioner arm, which is a part of a tensioner that adjusts the tension of an endless belt, for example, in an automobile auxiliary drive system.

従来、自動車用補機駆動システムにおいて、エンジンと補機の間において駆動力を伝達する無端状ベルトの張力を適切な大きさに維持するために、例えば特許文献１に開示されているようなテンショナが設けられる。テンショナは、テンショナアームに設けられたプーリがベルトの背面に係合し、テンショナカップに設けられた捻りコイルバネによってベルトを押圧するように構成される。 Conventionally, in an automobile auxiliary drive system, a tensioner as disclosed in Patent Document 1, for example, in order to maintain an appropriate tension of an endless belt for transmitting a driving force between an engine and an auxiliary machine. Is provided. The tensioner is configured such that a pulley provided on the tensioner arm engages the back surface of the belt and the belt is pressed by a torsion coil spring provided on the tensioner cup.

特開２０１５−２２４６１３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-224613

テンショナアームはベルトの張力変動に伴って揺動するので、テンショナは、プーリがテンショナの周囲に設けられた機器に干渉しないように設けることが必要である。特に、自動車用エンジンがスタータ・ジェネレータを備える場合、エンジンの始動時と定常運転時においてテンショナアームの揺動方向が逆になり、その揺動角度は通常のテンショナよりも大きいので、プーリが周囲の機器に干渉する可能性が高くなるという問題がある。 Since the tensioner arm swings as the belt tension fluctuates, the tensioner needs to be provided so that the pulley does not interfere with the equipment provided around the tensioner. In particular, when an automobile engine is equipped with a starter generator, the swing direction of the tensioner arm is opposite when the engine is started and during steady operation, and the swing angle is larger than that of a normal tensioner. There is a problem that the possibility of interfering with the device increases.

本発明は、テンショナアームの揺動振幅を抑えて、プーリが周囲の機器に干渉しないようにすることを目的としている。 An object of the present invention is to suppress the swing amplitude of the tensioner arm so that the pulley does not interfere with surrounding equipment.

本発明に係るテンショナアームは、捻りコイルバネと同軸的に設けられ、捻りコイルバネによって、捻りコイルバネの軸心周りである揺動方向に付勢される円筒状部材と、円筒状部材から径方向外方に膨出する肉厚部と、肉厚部と一体的に形成されて径方向外方に延び、揺動端にプーリが枢着されるアーム部とを備え、肉厚部が、円筒状部材の軸心とプーリの軸心とを結ぶ直線に対して交差する方向に膨出することを特徴としている。 The tensioner arm according to the present invention is provided coaxially with the torsion coil spring, and is urged by the torsion coil spring in the swing direction around the axial center of the torsion coil spring, and a cylindrical member radially outward from the cylindrical member. A thick part that bulges out and an arm part that is integrally formed with the thick part and extends outward in the radial direction, and a pulley is pivotally attached to the swing end, and the thick part is a cylindrical member. It is characterized by bulging in the direction intersecting the straight line connecting the axis of the pulley and the axis of the pulley.

肉厚部の軸方向長さが円筒状部材の軸方向長さよりも長く、肉厚部の外周面において、円筒状部材から軸方向に突出した端部にアーム部が設けられてもよい。好ましくは、肉厚部がプーリに対向する第１の外面と円筒状部材の外周面と同軸的な円筒状曲面である第２の外面とを有し、アーム部は第１および第２の外面に対して垂直方向に延びる。また肉厚部の周方向長さは、円筒状部材の直径に略等しく、かつ直径よりも短く成形されてもよい。 The axial length of the thick portion may be longer than the axial length of the cylindrical member, and an arm portion may be provided at an end portion of the outer peripheral surface of the thick portion that protrudes in the axial direction from the cylindrical member. Preferably, the thick portion has a first outer surface facing the pulley and a second outer surface that is a cylindrical curved surface coaxial with the outer peripheral surface of the cylindrical member, and the arm portion has the first and second outer surfaces. Extends perpendicular to. Further, the circumferential length of the thick portion may be formed to be substantially equal to the diameter of the cylindrical member and shorter than the diameter.

本発明のテンショナアームによれば、揺動振幅が抑えられ、プーリが周囲の機器に干渉することが防止される。 According to the tensioner arm of the present invention, the swing amplitude is suppressed and the pulley is prevented from interfering with surrounding equipment.

本発明の一実施形態であるテンショナアームを備えたインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ（ＩＳＧ）用のテンショナを示す正面図である。It is a front view which shows the tensioner for the integrated starter generator (ISG) provided with the tensioner arm which is one Embodiment of this invention. テンショナアームにプーリと捻りコイルバネが取付けられた組立体を示す正面図である。It is a front view which shows the assembly which attached the pulley and the torsion coil spring to the tensioner arm. 図２に示す組立体の側面図である。It is a side view of the assembly shown in FIG. 図２に示す組立体の背面図である。It is a rear view of the assembly shown in FIG. テンショナアームの斜視図である。It is a perspective view of a tensioner arm.

以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
図１は本発明の一実施形態であるテンショナアーム１０を備えたテンショナ１１を示している。このテンショナ１１は、インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ（ＩＳＧ）のプーリに掛け回される無端状ベルト１２の張力を調整するために設けられる。テンショナ１１はベース１３によってエンジン本体に固定され、ベース１３には板状の揺動部材１４が取付けられる。揺動部材１４はベース１３に対して、ＩＳＧの駆動軸（図示せず）の軸心Ｃの周りに揺動自在である。また揺動部材１４は第１および第２のセンターアーム１５、１６を有し、第１のセンターアーム１５には第１のプーリ１７が回転自在に設けられ、第２のセンターアーム１６にはサイドアーム（テンショナアーム）１０が揺動自在に取付けられる。テンショナアーム１０の揺動端（先端）には第２のプーリ１８が回転自在に設けられる。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.
FIG. 1 shows a tensioner 11 provided with a tensioner arm 10 according to an embodiment of the present invention. The tensioner 11 is provided to adjust the tension of the endless belt 12 that is hung on the pulley of the integrated starter generator (ISG). The tensioner 11 is fixed to the engine body by the base 13, and a plate-shaped rocking member 14 is attached to the base 13. The swing member 14 is swingable with respect to the base 13 around the axis C of the drive shaft (not shown) of the ISG. Further, the swing member 14 has first and second center arms 15 and 16, a first pulley 17 is rotatably provided on the first center arm 15, and a side is provided on the second center arm 16. The arm (tensioner arm) 10 is swingably attached. A second pulley 18 is rotatably provided at the swinging end (tip) of the tensioner arm 10.

ＩＳＧの駆動軸は図１において時計方向に回転し、ベルト１２は矢印Ａ方向に回動する。揺動部材１４は捻りバネ（図示せず）によって、図１において時計方向に付勢される。テンショナアーム１０は、第２のセンターアーム１６のピボット軸２０に設けられた捻りコイルバネ２１（図２、３参照）によって、図１において反時計方向に付勢される。エンジンの始動時、ＩＳＧはスタータすなわち駆動源として作用するので、ベルト１２は、テンショナ１１よりも上流側（図１において左側）が張り側になり、テンショナ１１よりも下流側（図１において右側）が緩み側になる。これに対してエンジンの定常運転時、ＩＳＧはジェネレータすなわち被駆動部として作用するので、ベルト１２は、テンショナ１１よりも上流側が緩み側になり、テンショナ１１よりも下流側が張り側になる。 The drive shaft of the ISG rotates clockwise in FIG. 1, and the belt 12 rotates in the direction of arrow A. The rocking member 14 is urged clockwise in FIG. 1 by a torsion spring (not shown). The tensioner arm 10 is urged counterclockwise in FIG. 1 by a torsion coil spring 21 (see FIGS. 2 and 3) provided on the pivot shaft 20 of the second center arm 16. When the engine is started, the ISG acts as a starter, that is, a drive source. Therefore, the belt 12 has the tension side on the upstream side (left side in FIG. 1) and the downstream side (right side in FIG. 1) of the tensioner 11. Is on the loose side. On the other hand, during steady operation of the engine, the ISG acts as a generator, that is, a driven portion, so that the belt 12 has a loosening side on the upstream side of the tensioner 11 and a tension side on the downstream side of the tensioner 11.

第２のプーリ１８が係合するベルト１２の部分の張力変動の抑制動作を説明する。エンジンの始動時、ベルト１２の張力が相対的に大きくなるので、揺動部材１４すなわち第２のセンターアーム１６が時計回りに回動してピボット軸２０が図１の上方に変位し、この状態で第２のプーリ１８がベルト１２を押圧する。つまり第２のプーリ１８は図１において、相対的に上方に位置した状態でベルト１２に係合する。一方エンジンの定常運転時、ベルト１２の張力が相対的に小さくなるので、揺動部材１４すなわち第２のセンターアーム１６が反時計回りに回動してピボット軸２０が図１の下方に変位し、この状態で第２のプーリ１８がベルト１２を押圧する。つまり第２のプーリ１８は図１において、相対的に下方に位置した状態でベルト１２に係合する。 The operation of suppressing the tension fluctuation of the portion of the belt 12 with which the second pulley 18 is engaged will be described. When the engine is started, the tension of the belt 12 becomes relatively large, so that the swing member 14, that is, the second center arm 16 rotates clockwise, and the pivot shaft 20 is displaced upward in FIG. The second pulley 18 presses the belt 12. That is, the second pulley 18 engages with the belt 12 in a state of being relatively upward in FIG. On the other hand, during steady operation of the engine, the tension of the belt 12 becomes relatively small, so that the swing member 14, that is, the second center arm 16 rotates counterclockwise, and the pivot shaft 20 is displaced downward in FIG. In this state, the second pulley 18 presses the belt 12. That is, the second pulley 18 engages with the belt 12 in a state where it is located relatively downward in FIG.

第２のプーリ１８はベルト１２の張力の変動に応じて揺動するが、エンジンの始動時と定常運転時において、揺動する範囲は異なる。すなわち第２のプーリ１８の可動範囲はＩＳＧを備えないエンジンと比べて広く、周囲に設けられた各種機器と干渉しやすい。本実施形態では、次に述べるように、ピボット軸２０と第２のプーリ１８の軸間距離を小さくして、第２のプーリ１８の可動範囲が極力狭くなるよう、テンショナアーム１０が構成されている。 The second pulley 18 swings according to the fluctuation of the tension of the belt 12, but the swing range is different between when the engine is started and when the engine is in steady operation. That is, the movable range of the second pulley 18 is wider than that of an engine not provided with an ISG, and it easily interferes with various devices provided around it. In the present embodiment, as described below, the tensioner arm 10 is configured so that the distance between the pivot shaft 20 and the second pulley 18 is reduced so that the movable range of the second pulley 18 is as narrow as possible. There is.

図２〜５を参照してテンショナアーム１０の構成を説明する。図２〜４は、テンショナアーム１０をテンショナ１１から取外した状態を示している。図２はテンショナアーム１０と第２のプーリ１８と捻りコイルバネ２１の組立体を図１と同じ方向から見た図、図３はその組立体を側方から見た図、図４はその組立体を図１とは反対方向から見た図である。図５はテンショナアーム１０だけを示す斜視図である。 The configuration of the tensioner arm 10 will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIGS. 2 to 4 show a state in which the tensioner arm 10 is removed from the tensioner 11. FIG. 2 is a view of the assembly of the tensioner arm 10, the second pulley 18, and the torsion coil spring 21 from the same direction as in FIG. 1, FIG. 3 is a view of the assembly from the side, and FIG. 4 is the assembly. Is a view seen from the opposite direction to FIG. FIG. 5 is a perspective view showing only the tensioner arm 10.

テンショナアーム１０は、第２のセンターアーム１６（図１）にピボット軸２０を介して接続される円筒状部材２２を有する。円筒状部材２２の中心部にはピボット軸２０が挿通される支持穴４０が形成される。ピボット軸２０の端部は支持穴４０から突出し、ピボット軸２０の端部に形成されたフランジ部（図示せず）と支持穴４０を囲繞する環状面４１との間には、環状のブッシング（図示せず）が設けられる。円筒状部材２２において、環状面４１の裏側（図５において下側）には、捻りコイルバネ２１がピボット軸２０を中心として配置される。すなわち円筒状部材２２はピボット軸２０と捻りコイルバネ２１に対して同軸的である。捻りコイルバネ２１の一端が第２のセンターアーム１６に係止する一方、他端が円筒状部材２２に係止し、したがってテンショナアーム１０が第２のセンターアーム１６に取付けられた状態において、円筒状部材２２は捻りコイルバネ２１によって、捻りコイルバネ２１の軸心周りである揺動方向に付勢される。 The tensioner arm 10 has a cylindrical member 22 connected to a second center arm 16 (FIG. 1) via a pivot shaft 20. A support hole 40 through which the pivot shaft 20 is inserted is formed in the central portion of the cylindrical member 22. The end of the pivot shaft 20 protrudes from the support hole 40, and an annular bushing (not shown) between the flange portion (not shown) formed at the end of the pivot shaft 20 and the annular surface 41 surrounding the support hole 40 ( (Not shown) is provided. In the cylindrical member 22, a torsion coil spring 21 is arranged around the pivot shaft 20 on the back side (lower side in FIG. 5) of the annular surface 41. That is, the cylindrical member 22 is coaxial with the pivot shaft 20 and the torsion coil spring 21. One end of the torsion coil spring 21 is locked to the second center arm 16, while the other end is locked to the cylindrical member 22, so that the tensioner arm 10 is attached to the second center arm 16 in a cylindrical shape. The member 22 is urged by the torsion coil spring 21 in the swing direction around the axis of the torsion coil spring 21.

円筒状部材２２には、径方向外方に膨出する肉厚部３０が形成される。肉厚部３０が膨出する方向は、円筒状部材２２の軸心と第２のプーリ１８の軸心とを結ぶ直線に対して交差する方向である。肉厚部３０の軸方向長さは円筒状部材２２の軸方向長さよりも長く、円筒状部材２２から軸方向に突出した肉厚部３０の端部には、板状のアーム部２３が設けられる。アーム部２３は円筒状部材２２の径方向外方に延び、円筒状部材２２とは反対側である揺動端には、円板状のプーリ支持部２４が設けられる。プーリ支持部２４の中心部にはピン２５を介して第２のプーリ１８が回転自在に取付けられる。なお第２のプーリ１８はプーリ支持部２４よりも若干大径であり、第２のプーリ１８の外周面はプーリ支持部２４の外周縁から外方にはみ出ている。 The cylindrical member 22 is formed with a thick portion 30 that bulges outward in the radial direction. The direction in which the thick portion 30 bulges is a direction that intersects the straight line connecting the axial center of the cylindrical member 22 and the axial center of the second pulley 18. The axial length of the thick portion 30 is longer than the axial length of the cylindrical member 22, and a plate-shaped arm portion 23 is provided at the end of the thick portion 30 protruding axially from the cylindrical member 22. Be done. The arm portion 23 extends outward in the radial direction of the cylindrical member 22, and a disk-shaped pulley support portion 24 is provided at a swinging end opposite to the cylindrical member 22. A second pulley 18 is rotatably attached to the central portion of the pulley support portion 24 via a pin 25. The diameter of the second pulley 18 is slightly larger than that of the pulley support portion 24, and the outer peripheral surface of the second pulley 18 protrudes outward from the outer peripheral edge of the pulley support portion 24.

肉厚部３０の周方向長さは円筒状部材２２の直径に略等しいが若干短く、肉厚部３０の一側面である第１の外面３１は、第２のプーリ１８に近接し、対向している。第１の外面３１は、プーリ１８の外周面に沿う円筒状の凹状曲面である。また肉厚部３０は、円筒状部材２２の円筒状外周面２６と同軸的な円筒状曲面である第２の外面３２を有する。第１の外面３１と第２の外面３２は、図４に示されるように略直交する。 The circumferential length of the wall thickness portion 30 is substantially equal to the diameter of the cylindrical member 22, but slightly shorter, and the first outer surface 31 which is one side surface of the wall thickness portion 30 is close to and faces the second pulley 18. ing. The first outer surface 31 is a cylindrical concave curved surface along the outer peripheral surface of the pulley 18. Further, the thick portion 30 has a second outer surface 32 which is a cylindrical curved surface coaxial with the cylindrical outer peripheral surface 26 of the cylindrical member 22. The first outer surface 31 and the second outer surface 32 are substantially orthogonal to each other as shown in FIG.

アーム部２３は第１の外面３１と第２の外面３２に対して垂直方向に延び、肉厚部３０の外周面に一体的に形成される。肉厚部３０の軸方向長さは、図３に示されるように、アーム部２３の厚さと第２のプーリ１８の軸方向長さとの和よりも若干大きく、第２のプーリ１８は、円筒状部材２２の捻りコイルバネ２１とは反対側の端面２７よりも、僅かに凹陥している。 The arm portion 23 extends in a direction perpendicular to the first outer surface 31 and the second outer surface 32, and is integrally formed on the outer peripheral surface of the thick portion 30. As shown in FIG. 3, the axial length of the wall thickness portion 30 is slightly larger than the sum of the thickness of the arm portion 23 and the axial length of the second pulley 18, and the second pulley 18 is a cylinder. The shape member 22 is slightly recessed from the end surface 27 on the opposite side of the torsion coil spring 21.

円筒状部材２２と肉厚部３０とアーム部２３とプーリ支持部２４から構成されるテンショナアーム１０は例えばアルミ合金を切削加工することによって一体的に成形される。アーム部２３は、一端が円筒状部材２２に連結され、他端に第２のプーリ１８が設けられる板状の片持ち梁であるが、アーム部２３と円筒状部材２２の間に形成される肉厚部３０は、アーム部２３に作用する力に対して十分な強度を備えるように成形されている。すなわち肉厚部３０の厚さ（円筒状部材２２の径方向の寸法）は、その周辺に設けられる機器に干渉しない程度に大きく定められ、第１の外面３１はプーリ１８に干渉しないように円筒状凹面に成形されている。 The tensioner arm 10, which is composed of a cylindrical member 22, a thick portion 30, an arm portion 23, and a pulley support portion 24, is integrally formed by, for example, cutting an aluminum alloy. The arm portion 23 is a plate-shaped cantilever beam having one end connected to the cylindrical member 22 and a second pulley 18 provided at the other end, and is formed between the arm portion 23 and the cylindrical member 22. The thick portion 30 is formed so as to have sufficient strength against the force acting on the arm portion 23. That is, the thickness of the thick portion 30 (the radial dimension of the cylindrical member 22) is set large enough not to interfere with the equipment provided around it, and the first outer surface 31 is cylindrical so as not to interfere with the pulley 18. It is molded into a concave surface.

このようにピボット軸２０と第２のプーリ１８の軸間距離が従来装置よりも縮小され、第２のプーリ１８の揺動振幅が小さくなるので、第２のプーリ１８が周辺に設けられる機器に干渉することがない。したがって、本実施形態を適用したテンショナが設けられる自動車用エンジンを小型化することができる。 In this way, the distance between the pivot shaft 20 and the second pulley 18 is reduced as compared with the conventional device, and the swing amplitude of the second pulley 18 is reduced. Does not interfere. Therefore, it is possible to reduce the size of the automobile engine provided with the tensioner to which the present embodiment is applied.

１８プーリ
２１捻りコイルバネ
２２円筒状部材
２３アーム部
３０肉厚部
３１第１の外面 18 Pulley 21 Helical coil spring 22 Cylindrical member 23 Arm part 30 Thick part 31 First outer surface

Claims

A cylindrical member coaxially provided with the torsion coil spring and urged by the torsion coil spring in the swing direction around the axis of the torsion coil spring.
A thick portion that bulges outward in the radial direction from the cylindrical member,
It is provided with an arm portion that is integrally formed with the thick portion, extends outward in the radial direction, and a pulley is pivotally attached to the swing end.
The thick portion bulges in a direction intersecting a straight line connecting the axial center of the cylindrical member and the axial center of the pulley.
The thick portion has a first outer surface facing the pulley and a second outer surface which is a cylindrical curved surface coaxial with the outer peripheral surface of the cylindrical member.
The first outer surface and the second outer surface are substantially orthogonal to each other.
A tensioner arm characterized in that the arm portion extends in a direction perpendicular to the first and second outer surfaces.

The axial length of the thick portion is longer than the axial length of the cylindrical member, and the arm portion is provided on the outer peripheral surface of the thick portion at an end portion that protrudes in the axial direction from the cylindrical member. The tensioner arm according to claim 1, wherein the tensioner arm.

The tensioner arm according to claim 1, wherein the circumferential length of the thick portion is substantially equal to the diameter of the cylindrical member and shorter than the diameter.