JPH0337460A - ベルトの張力付与装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明に係るベルトの張力付与装置は、オルタネータ
やコンプレッサ等のエンジン用補機を駆動する為のベル
ト、或は自動車用エンジンのタイくングベルトに適正な
張力を付与する為に利用する。

（従来の技術） オルタネータやコンプレッサ、或はパワーステアリング
用油ポンプ等の自動車用エンジンの補機を駆動する場合
、第６図に示す様なベルト駆動機構により行なっている
。

この第６図に於いて、１はエンジンのクランクシャフト
により回転駆動される駆動プーリ、２．２は各種補機の
入力軸の端部に固定された従動プーリ、３．３はベルト
４の一部を案内するガイドプーリ、５はベルト４に適正
な張力を付与する為のテンションプーリである。

このテンションプーリ５は、例えば枢軸６を中心として
揺動する揺動部材７の先端部に枢支されている。そして
この揺動部材７には、一端を固定の部分に結合した捩り
コイルばね８（後述する第７図参照）の他端を結合し、
この捩りコイルばね８の弾力に基づいて、テンションプ
ーリ５をベルト４に向けて弾性的に押圧する事により、
長期間の使用に伴なうベルト４の寸法変化（伸び）等に
拘らず、このベルト４の張力が常に一定に保たれるオニ
にしている。

ところで、この様なベルト４に常に適正な張力を付与す
る為のオートテンショナとして従来から、例えば米国特
許第４６９８０４９号明細書、同第４４７３３６２号明
細書等に記載されている様なオートテンショナが知られ
ている。

この従来からのオートテンショナの内、例えば上記米国
特許第４４７３３６２号明細書に記載されたものは、第
７図に示す様に構成されている。

この第７図に於いて９は、ボルト１０により基板１１に
固定された固定軸で、この固定軸９の外周面には、ゴム
製の緩衝筒１２が、圧入により固着されている。

一方、先端にテンションプーリ５を枢支した揺動部材７
の基端部に固定された、合成樹脂製の保持筒１３の内周
面には、金属製のスリーブ１４が固定されており、この
スリーブ１４は上記緩衝筒１２に、摺動自在に外嵌され
ている。

基板１１に固定のハウシング１５と揺動部材７との間に
は、捩り方向の弾力を有する捩りコイルは゛ね８か設け
られており、このＩ戻りコイルはね８によって、上記テ
ンションプーリ５に、ベルトを押圧する為の弾力を付与
している。

即ち、上記捩りコイルばね８の両端部は、適当な方向に
（第７図に示した例の場合、外方に）直角に折り曲げる
事で第一、第二の係止部１６．１７とし、この内の第一
〇係止部１６を揺動部材７に形成した係止段部１８に、
第二の係止部１７をハウジング１５に形成したすり割り
１９に、それぞれ係合させる事で、上記揺動部材７に、
前記固定軸９を中心として揺動する方向の弾力を付与し
ている。

この様に構成されるオートテンショナを基板１１に装着
する事で構成されたベルトの張力付与装置に於いては、
テンションプーリ５が弾接したヘルドが細かく振動した
場合には、ゴム製の緩衝筒１２がこの振動を吸収し、ベ
ルトが大きく変位した場合には、スリーブ１４の内周面
とＨ，？＃筒１２の外周面とが、捩りコイルばね８の弾
力に基づいて、互いに摺動する事で揺動部材７を揺動さ
せ、テンションプーリ５をベルトの動きに追従させる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の様に構成され作用する従来のベルトの
張力付与装置の場合、次に述べる様な不都合を生じる。

即ち、長期間に亙る使用や温度上昇に伴なってベルト４
が伸びた場合、捩りコイルばね８の弾力によって揺動部
材７が揺動し、この揺動部材７に枢支されたテンション
プーリ５を、ベルト４の動きに追従させるが、この際、
捩りコイルばね８が自由状態に向けて変位する事に伴な
い、この捩りコイルばね８により揺動部材７に付与され
る弾力が小さくなる事が避けられない。

これに対して、ベルト４が伸長する事に伴ない、このベ
ルト４の弛みが大きくなった場合、このベルト４の張力
を一定に保つ（ベルト４の弛みが小さい場合と同じ張力
を保持する）為には、テンションプーリ５をベルト４に
押圧する力を大きくしなければならない。

例えば、第８図に実線で示した状態にあったべルト４が
伸長する事により、同図に鎖線で示す状態になった場合
を考えてみる。ベルト４を側方に押圧する事で、このベ
ルト４に張力を付与する場合、ベルト４の状態が直線に
近い程、小さな押圧力で大きな張力を得られる事は、広
く知られており、幾何学的にも明らかである。従って、
第８図の実線状態にあるベルト４と鎖線状態にあるベル
ト４とに同じ張力を付与する為には、実線状態にあるベ
ルト４を押圧する力を比較的小さく、鎖線状態にあるベ
ルト４を押圧する力を比較的大きくしなければならない
。

ところが、オートテンショナに組み込まれた捩りコイル
ばね８の弾力は、前述の様に、ベルト４の弛みが増大す
るのに伴なって小さくなってしまう。

この為、従来のヘルドの張力付与装置に於いては、ヘル
ド４の弛み量が増大するのに伴なって、ヘルド４に付与
される張力が小さくなる事が避けられなかった。

本発明のベルトの張力付与装置は、上述の様な不都合を
解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明のベルトの張力付与装置は、前述した従来の張力
付与装置と同様に、固定部材の固定軸と、中央部に形成
した揺動筒をこの固定軸に外嵌する事により、上記固定
軸を中心として揺動する揺動部材と、この揺動部材の一
部に設けられた、上記固定軸と平行な枢軸に枢支された
テンションブーりと、一端に設けた第一の係止部を上記
揺動部材に、他端に設けに第二の係止部を上記固定部材
に、それぞれ係止した捩りコイルばねとから成るオート
テンショナの固定部材を基板に固定し、上記テンション
プーリをベルトに押圧する事で構成されている。

但し、本発明のベルトの張力付与装置に於いては、上記
オートテンショナを構成する捩りコイルばねな上記固定
軸に対して偏心させると共に、上記ベルトが伸長する事
による揺動部材の揺動に伴ない、固定軸の中心と上記第
一の係止部との距離が犬きくなる方向に、上記固定部材
を上記基板に対して固定した事を特徴としている。

（作　　　用） 上述の様に構成される本発明のベルトの張力付与装置に
より、ベルトに張力を付与する際の作用自体は、前述し
た従来の張力付与装置の場合と同様である。

但し、本発明のベルトの張力付与装置の場合、オートテ
ンショナを構成する捩りコイルばねな上記固定軸に対し
て偏心させると共に、上記ベルトが伸長する事による揺
動部材の揺動に伴ない、固定軸の中心と上記第一の係止
部との距離が大きくなる方向に、上記固定部材を上記基
板に対して固定している為、ヘルドの弛み増大に伴なっ
てテンションプーリが変位した場合に於いても、このテ
ンションプーリがベルトを押圧する力が低下する事がな
く、上記ベルトの張力変動を最小限に抑える事が出来る
。

即ち、捩りコイルはねの弾力に基づいて、テンションブ
ーりをベルトに押圧する力は、上記第一の係止部と固定
軸との距離が大きくなる程大きくなるが、本発明による
ベルトの張力付与装置の場合、ヘルドが伸長する事によ
る揺動部材の揺動に伴ない、固定軸の中心と上記第一〇
係止部との距離が大きくなる為、捩りコイルばねの変位
による弾力減少と、上記第一の係止部と固定軸との距離
が大きくなる事による押圧力増大とがほぼ相殺され、ベ
ルトの張力変動を最小限に抑えられる。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳しく
説明する。

第１〜３図は本発明の第一実施例を示しており、第１図
は全体構成を示す断面図、第２図は第１図のＡ矢視図、
第３図は本発明のベルトの張力付与装置の機能を説明す
る為の略図である。

２０は固定部材２１の固定軸で、全体をアルミニウム合
金により円管状に形成すると共に、一端（第１図の上端
）を、上記固定部材２１の一部を成し、オートテンショ
ナを取り付けるべき面に当接する、有底短円筒状のハウ
ジング片２２の基板部２２ａに連続させている。

方、上述の様な固定部材２１の中央部に形成された固定
軸２０には、アルよニウム合金により造られた揺動部材
２３の基端部に形成した揺動筒２４を、滑り軸受２５を
介して外嵌している。

揺動板部２６の内周縁に上記揺動筒２４を形成した、揺
動部材２３の外周縁部で、上記揺動筒２４を囲む位置に
は、有底短円筒状の周壁２７を、揺動筒２４と連続する
状態で形成する事により、ハウジング片２８を構成して
いる。

上記周壁２７を含むハウジング片２８と前記ハウジング
片２２とは、揺動部材２３の揺動筒２４を固定部材２１
の固定軸２０に外嵌した状態に組み合わされ、次述する
捩りコイルばね２９やゴム筒３０を覆うハウシング３１
として機能する。

この様なハウジング３１を構成する１対のハウシング片
２２．２８の内、揺動部材２３側のハウジング片２８の
外周面には揺動腕３２を設け、この揺動腕３２の先端部
に設けられた、固定軸２０と平行な枢軸３３の周囲に、
転がり軸受３４を介して、テンションプーリ５を枢支し
ている。

上記捩りコイルばね２９の両端部には、それぞれ捩りコ
イルばね２９の端部を軸方向に向けて直角に折り曲げる
事により、第一、第二の係止部３５．３６を形成してお
り、この内の第一の係止部３５を、揺動部材２３側ハウ
ジング片２８の側面に、その直径方向（第１〜２図の左
右方向）に亙って形成した長孔３７に遊合させると共に
、第二の係止部３６を固定部材２１側ハウジング片２２
の基板部２２ａに形成した通孔３８に係合させている。

この結果揺動部材２３には、上記捩りコイルはね２９の
弾力に基づき、固定軸２０を中心として揺動しようとす
る弾力が付与されるが、本発明の張力付与装置の場合、
上記捩りコイルはね２９を上記固定軸２０に対して偏心
させている。

即ち、固定部材２１側ハウジング片２２の一部で、上記
固定軸２０の周囲部分には、その外周面３９ａがこの固
定ｌ１ｈ２０に対して偏心した、支持壁３９が設けられ
ており、」二記Ｉ戻りコイルばね２９は、この支持壁３
９の周囲に支持される事て、上記固定軸２０に対して偏
心したままの状態に保持される様にしている。

但し、上記支持壁３９は、その厚さ寸法を円周方向に亙
って変化させる事で、その内周面３９ｂは、上記固定軸
２０と同心にしている。

上述の様に、捩りコイルばね２９を固定軸２０に対して
偏心させた状態で組み立てて成るオートテン′ショナは
、前記テンションプーリ５が押圧されたベルト４（第３
．６図参照）が伸長する事に伴ない、前記揺動部材２３
が前記固定軸２０を中心として揺動した場合に、この固
定軸２０の中心イと、捩りコイルばね２９の端部に設け
た第一の係止部３５との距離立が大きくなる方向に、上
記固定軸２０を有する固定部材２１を、エンジンの側面
等の基板に対して固定する。

即ち、ベルト４が第３図に実線で示す状態から同図に鎖
線で示す状態に迄弛んだ場合、このベルト４に追従する
テンションプーリ５の動きに伴なって上記第一の係止部
３５が、同図のａ点からｂ点に迄移動し、固定軸２０の
中心イと第一の係止部３５との距１１ｉ１１　ｆｔがｆ
ｌａからＪ２　Ｉｌ（ｆｌ　ａ　＜　４２１＋　）に変
化する様にしている。

更に、図示の実施例の場合、前記支持壁３９の内側にゴ
ム筒３０を設け、このゴム筒３０の一端面（第１図の上
端面）を固定部材２１側のハウジング片２２に、他端面
な揺動部材２３例のハウジング片２８に、それぞれ結合
して、このゴム筒３０により、ベルト４からテンション
プーリ５を介して、揺動部材２３に加わった振動を減衰
させる様に構成している。

上述の様に構成される本発明のベルトの張力付与装置に
より、ベルト４が振動するのを防止したり、或はベルト
４に張力を付与する際の作用は、次の通りである。

即ち、テンションプーリ５が弾接したベルト４が細かく
振動した場合には、ゴム筒３０がこの振動を吸収し、振
動が成長するのを防止する。又、長期間に亙る使用に伴
なう伸び等により、ベルト４が大きく変位した場合には
、捩りコイルばね２９の弾力に基づき、固定軸２０を中
心として揺動部材２３を揺動させ、第一の係止部３５を
長孔３７の内側で変位させつつ、テンションプーリ５を
ヘルド４の動きに追従させる。

この様にテンションプーリ５をベルト４の動きに追従さ
せる際、本発明のベルトの張力付与装置の場合は、捩り
コイルばね２９の弾力低下に拘らず、テンションプーリ
５かベルト４を押圧する力か低下する事がなく、上記ベ
ルト４の張力変動を最小限に抑える事が出来る。

即ち、捩りコイルばね２９の弾力に基づいてテンション
プーリ５をベルト４に押圧する力Ｆは、その時点に於け
る捩りコイルばね２９の弾力ｆと、固定軸２０の中心イ
とテンションプーリ５を支承した枢軸３３の中心との距
１ＩＩＬと、固定軸２０の中心イと第一〇係止部３５と
の距１ｌｌｌＪｌとの関数として、次の通り表わされる
。

Ｆ＝ｆ−ＪＺ／Ｌ 従って、第３図に実線で示す様に、ベルト４が未だ伸び
ていない場合に於いてテンションプーリ５をベルト４に
押圧する力Ｆａは、 Ｆ、＝ｆｌｌ　−ＪＺ、／Ｌ で表わされ、同図に鎖線で示す様に、ベルト４が伸びた
場合に於いてテンションプーリ５をベルト４に押圧する
力Ｆｂは、 Ｆ　ｂ　＝　ｆ　ｂ　　−１１ｂ　／　Ｌで表わされる
。

この場合に於いて、ｆａ＞ｆｂ　、ＪＺ、＜立、である
から、捩りコイルばね２９に付与する予圧（捩りコイル
ばね２９の弾力ｆの大きさとその変化割合とに関係する
。）、オートテンショナを基板に装着する際に於ける固
定軸２０と枢軸３３とベルト４との位置関係（固定軸２
０の中心イと第の係止部３５との距離℃の変化の仕方に
関係する。）を適当に定めれば、Ｆ　Ｂ　４　Ｆ　ｂ乃
至はＦａ≦Ｆ、とする事が可能となる。

張力付与装置によりヘルド４に付与される張力は、捩り
コイルばね２９の弾力に基づいてテンションプーリ５を
ベルト４に押圧する力Ｆだけてなく、テンションプーリ
５がベルト４を押圧する方向にも関係するが、Ｆｌｌ与
Ｆｂ乃至はＦａ≦Ｆｂとする事により、ベルト４の伸び
に伴なう張力の変化を、従来の張力付与装置の場合に比
べて、格段に少なくする事が出来る。

次に、第４〜５図は本発明の第二実施例を示している。

前述の第一実施例が、固定軸２０の中心イを捩りコイル
ばね２９の中心口よりも、テンションプーリ５を支承し
た枢軸３３寄り（第１図の右寄り）に存在させる事で、
オートテンショナを構成する捩りコイルばね２９を上記
固定軸２０に対して偏心させていたのに対し、本実施例
の場合、固定軸２０の中心ハを捩りコイルばね２９の中
心二に対して、上記枢軸３３と反対側（第４図で左側〉
に存在させている。

本実施例の場合、この様に構成する事により、固定軸２
０の中心ハとテンションプーリ５を支承した枢軸３３の
中心との距１１ｔＬに対する、固定軸２０の中心ハと第
一の係止部３５との距＠Ｉｔの割合（□／Ｌ）を大きく
して、比較的弾力の小さな小型の（或は小径の線材によ
り造られた）捩りコイルばね２９を使用しても、ベルト
４に十分に大きな張力を付与する事が出来る様になる。

本実施例の場合も、第５図に示す様に、ベルト４が伸長
する事による揺動部材２３の揺動に伴ない、固定軸２０
の中心へと第一の係止部３５との距離角が大きくなる様
に、固定部材２１をエンジンの側面等の基板に対し固定
する。

（発明の効果） 本発明のベルトの張力付与装置は、以上に述べた通り構
成され作用する為、ベルトの伸びに伴なう捩りコイルば
ねの弾力減少に拘らず、ベルトに付与する張力が変化す
る程度を少なく抑える事が可能となり、エンジン等、ベ
ルトを組み込んだ機械装置の性能の安定化を図る事が出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の第一実施例を示しており、第１図
は全体構成を示す断面図、第２図は第１図のＡ矢視図、
第３図は本発明のベルトの張力付与装置の機能を説明す
る為の略図、第４〜５図は本発明の第二実施例を示して
おり、第４図は第１図と同様の断面図、第５図は第３図
と同様の略図、第６図はベルトの張力付与装置の便用状
態の１例を示す略正面図、第７図は従来のベルトの張力
付与装置の１例を示す、第１図同様の図、第８図は従来
のベルトの張力付与装置の機能を説明する為の略図であ
る。 １：駆動プーリ、２：従動プーリ、３ニガイドプーリ、
４：ベルト、５：テンションプーリ、６枢軸、７：揺動
部材、８：捩りコイルばね、９固定軸、１０：ボルト、
１１：基板、１２：Ｍ衝筒、１３：保持筒、１４ニスリ
ーブ、１５：ハウジング、１６：第一の係止部、１７：
第二の係止部、１８：係止段部、１９：すり割り、２０
：固定軸、２１：固定部材、２２：ハウジング片、２２
ａ：基板部、２３：揺動部材、２４：揺動筒、２５：滑
り軸受、２６：揺動板部、２７二周壁、２８：ハウジン
グ片、２９：夛戻すコイルばね、３０：ゴム筒、３１：
ハウジング、３２：揺動腕、３３：枢軸、３４：転がり
軸受、３５・第の係止部、３６：第二の係止部、３７：
長孔、　８ ：通孔、 ：支持壁、 ：外周面、 　ｂ ：内周面。 特 許 出 願 人 日 木 精 工 株 式 造（ばか１名）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定部材の固定軸と、中央部に形成した揺動筒を
   この固定軸に外嵌する事により、上記固定軸を中心とし
   て揺動する揺動部材と、この揺動部材の一部に設けられ
   た、上記固定軸と平行な枢軸に枢支されたテンションプ
   ーリと、一端に設けた第一の係止部を上記揺動部材に、
   他端に設けた第二の係止部を上記固定部材に、それぞれ
   係止した捩りコイルばねとから成るオートテンショナの
   固定部材を基板に固定し、上記テンションプーリをベル
   トに押圧して成るベルトの張力付与装置に於いて、上記
   オートテンショナを構成する捩りコイルばねを上記固定
   軸に対して偏心させると共に、上記ベルトが伸長する事
   による揺動部材の揺動に伴ない、固定軸の中心と上記第
   一の係止部との距離が大きくなる方向に、上記固定部材
   を上記基板に対して固定した事を特徴とするベルトの張
   力付与装置。
2. （２）固定軸の中心が捩りコイルばねの中心よりも、枢
   軸寄りに存在する、請求項１に記載のベルトの張力付与
   装置。
3. （３）固定軸の中心が捩りコイルばねの中心に対して、
   枢軸と反対側に存在する、請求項１に記載のベルトの張
   力付与装置。
4. （４）固定部材と揺動部材との間に、固体減衰装置であ
   る円筒状のゴム筒が設けられており、小径の固定軸と、
   中径のゴム筒とが、互いに同心に配置されている、請求
   項１〜３の何れかに記載のベルトの張力付与装置。