JPH0540643U - ベルト張力調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボルトとナットのねじ山の係合によりベルト
の張力変化を受ける構造において、潤滑油によるねじ山
の潤滑を不要にする。 【構成】 プーリ支持軸１に、ボルト１６とナット１７
及びそれらを抜け出し方向に付勢するバネ１８を組込
み、ナット１７の先端を、固定のカム板９に形成した傾
斜カム面１０に当接させる。ナット１７を合成樹脂で形
成し、樹脂のもつ潤滑性によりねじ山の摩擦抵抗を減少
させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、エンジンのタイミングベルトや補機駆動用ベルト等の張力を一定 に保持するベルト張力調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

経年変化によるベルトの弛みを吸収し、ベルト張力を適当な大きさに設定する 調整装置として、本出願人が実願平３−３７７号により提案したものがある。

【０００３】 この装置は、図６に示すように、張力バネ３３によりトルクが付与されたプー リ支持軸３１の内部に、プーリ３２の中心軸と平行な調整用孔３４を設け、その 調整用孔３４内に、ボルト３５及びナット３６と、その両者を抜け出す方向に付 勢する圧縮バネ３７を組込み、調整用孔３４から突出したナット３６の先端を、 固定のプーリ台座３８に設けた傾斜カム面３９に当接させている。

【０００４】 上記の調整装置では、ベルトに弛みが生じると、プーリ３２がベルトに追従し て揺動すると共に、圧縮バネ３７の付勢によりナット３６が前進し、傾斜カム面 ３９との間のすき間を埋める。逆に、ベルトの張力が増大すると、ナット３６が ボルト３５とのねじ面に生じる摩擦抵抗により動きが止められ、プーリの揺動を 緩やかにする。

【０００５】 上記のようにボルト３５とナット３６のねじ山の係合によってベルトの張力を 受ける構造では、ボルト３５とナット３６を耐摩耗性の高い金属等で形成する必 要があり、そのねじ山の潤滑を行なうため、調整用孔３４の内部に潤滑油を充填 し、その調整用孔３４とナット３６の外周面との間にシール部材４０、４１を介 在させる構造をとっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 ところが、上記のようにねじ山の係合を利用する構造では、ボルトとナットの ねじ面に安定した摩擦力が必要になるが、金属面同士が圧着状態で接触するねじ 面は、潤滑油が劣化すると摩耗が進行したり、摩擦力が変化して安定したナット の動きを維持できない場合がある。

【０００７】 また、潤滑油を用いる構造では、調整用孔３４に設けるシール溝加工や、その シール溝に専用治具を用いてシール部材４０等を取付ける作業、潤滑油を充填す る作業等が必要になるため、加工工程や、部品点数、組立工数が多くなり、製造 コストが増大する問題も有している。

【０００８】 そこで、この考案は、潤滑油によるねじ山の潤滑を無くすことにより、信頼性 の向上と低コスト化を図ったベルト張力調整装置を提供することを目的としてい る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、この考案は、プーリ支持軸をプーリの中心から偏 心した位置で回転自在に支持し、そのプーリ支持軸に、プーリをベルトの緊張方 向に付勢する張力バネを連結し、プーリ支持軸の内部に、互いに螺合してプーリ の中心軸方向に相対移動するボルト及びナットと、そのボルトとナットを抜け出 し方向に付勢する弾性材とを組込み、プーリ支持軸から突出させたボルト又はナ ットの先端を、固定部材に設けた傾斜カム面に当接せしめ、そのボルト又はナッ トの一方を合成樹脂で形成した構造としたのである。

【００１０】 また、この考案の他の手段は、上記の構造において、プーリをプーリ支持軸に 突設したアームを介して回転自在に支持したのである。

【００１１】

【作用】

上記の構造においては、ねじ山が金属面同士の接触で無くなり、また合成樹脂 自体に接触面のすべりを良くする自己潤滑性があるため、ねじ山の耐摩耗性の向 上やねじ面の摩擦抵抗を安定させることができ、潤滑油による潤滑を不要にする ことができる。

【００１２】 なお、上記の合成樹脂には、高強度で耐熱性があり、かつ射出成形性に優れた ものの使用が望ましい。その例としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ Ｋ）や、熱可塑性ポリイミド、熱硬化性ポリイミド等のポリイミド系樹脂等が挙 げられる。

【００１３】

【実施例】

図１乃至図３は、この考案の第１の実施例を示している。 図１及び図２に示すように、プーリ支持軸１の外周に、軸受３を介してプーリ ２が回転自在に取付けられ、そのプーリ支持軸１のプーリ２中心から偏心した位 置に、ボルト挿通孔４が形成されている。

【００１４】 このボルト挿通孔４には、すべり軸受５とスリーブ６を介して固定ボルト７が 挿通され、その固定ボルト７の下端部が、エンジンブロック等のプーリ固定部材 ８にねじ込まれている。これにより、プーリ支持軸１は、すべり軸受５の座面上 ですべりつつ固定ボルト７の回りを偏心回転する。

【００１５】 上記固定ボルト１の上端には、そのボルトの頭部とすべり軸受５との間に挾む かたちでカム板９が固定されている。このカム板９は、プーリ支持軸１と対向す る面の一部に傾斜カム面１０が形成され、他の部分には固定ボルトの挿通孔１１ が形成されている。上記傾斜カム面１０は、プーリ２がベルトＡを緊張させる揺 動方向に対して、プーリ支持軸１の端面から次第に離れる方向の傾斜面（螺旋面 も含む）で形成される。

【００１６】 また、上記カム板９には、張力バネ１２の一端が係止され、その張力バネ１２ の他端が、プーリ支持軸１に取付けたバネ掛け用リング１３に係止されており、 この張力バネのバネ力により、プーリ支持軸１にプーリ２をベルトの緊張させる 方向の捩り力が付与されている。

【００１７】 一方、プーリ支持軸１には、プーリ中心に対してボルト挿通孔４から反対側へ 偏心した位置に、プーリ２の中心軸と平行な調整用孔１４が形成されている。こ の調整用孔１４は、図３に示すように、カム板９に向かって開口し、その開口と 反対側の端部に、セット用の小孔１５が形成されている。

【００１８】 また、上記調整用孔１４の内部には、互いに係合するボルト１６及びナット１ ７と、圧縮コイルバネ１８とが組込まれている。上記ナット１７は、ボルト１６ が螺合する円筒部１９と、その円筒部１９に圧入固定される先端部２０とに２分 割されており、円筒部１９の内径面に、ボルト１と螺合するねじ山２１が形成さ れている。また、ナット１７の先端部２０は、調整用孔１４から突出し、その先 端は、前述した傾斜カム面１０に面接触する傾斜面になっている。

【００１９】 ここで、上記ナット１７の円筒部１９と先端部２０は、前述したポリエーテル エーテルケトンやポリイミド系樹脂等の耐熱性合成樹脂で成形されている。なお 、必要に応じて、上記樹脂に、カーボンファイバーやガラスファイバー等の繊維 強化材を含有して、射出成形により一体に成形すると、更に強度を向上させるこ とができる。

【００２０】 一方、ボルト１６は、鋼製又はナット１７と同種の合成樹脂製とされ、その外 周面にナット１のねじ山２１と螺合するねじ山２２が形成され、先端面から後端 面にかけての内側に、バネ収容孔２３が形成されている。また、ボルト１６の後 端部は、プーリ支持軸１に組込んだ状態で調整用孔１４の後端面に当接し、その 調整用孔１４のセット用小孔１５に臨むスリット２４が、ボルトの後端面に形成 されている。

【００２１】 また、上記圧縮コイルバネ１８は、ボルト１６のバネ収容孔２３とナット１７ の先端部２０との間に組込まれており、そのバネ力により、ボルト１６とナット １７に両者を軸方向に引き離す方向の付勢力を与えている。

【００２２】 上記のボルト１６とナット１７のねじ山２１、２２は、フランク角がボルト１ ６の先端方向が大きく、その反対方向が小さくなった鋸歯状の形状で形成されて いる。このような形状のねじでは、ナット１７が抜け出す際はフランク角の小さ い面で接触し、接触荷重が小さくなる。このため、ナット１７が抜け出す際の摩 擦抵抗が小さくなる。逆に、ナット１７を押し込む方向の力を受けると、ねじ山 のフランク角の大きい面で接触するため、摩擦抵抗が大きくなり、ナット１７の 動きが止められる。

【００２３】 この実施例は上記のような構造であり、エンジン等へ取付けるには、ナット１ ７を引き込んだ状態で行なう。この取付けは、調整用孔１４の後端に設けたセッ ト用小孔１５から、直接ドライバー等を、ボルト１６の後端のスリット２４に差 し込み、ボルト１６を回転させることで、ナット１７を引き込む。次に、引き込 んだナット１７の先端に傾斜カム面１０を当接させた状態で、所定の位置にセッ トピン２９を差し込み、セットしたのち、プーリ支持軸１をプーリ固定部材８に 取付け、ベルトに初期張力を与える。

【００２４】 上記のようにセットし、セットピンを抜いた後、ベルトＡの張力がプーリ２に 作用すると、その張力が張力バネ１２のトルクに抗してプーリ支持軸１を回転さ せ、ナット１７を傾斜カム面１０に押圧する。この場合、ベルトＡと張力バネ１ ２、及びナット１７と傾斜カム面１０の当接部からプーリ２に加わるトルクが釣 り合った点でプーリ２が停止し、ベルトの張力を所定張力に維持する。

【００２５】 この状態からベルトＡに弛みが生じると、プーリ２が固定ボルト７の回りを偏 心回転し、ナット１７が圧縮コイルバネ１８のバネ力により押し出される。この 方向は、ナット１７とボルト１６のねじ山がフランク角の小さい面で接触する方 向のため、ねじ面の摩擦抵抗が小さくなり、このため、ナット１７がスムーズに 突出し、傾斜カム面１０とのすき間を瞬時に埋める。

【００２６】 上記とは逆に、ベルトＡの張力が増大すると、傾斜カム面１０からナット１７ に対して押し込む方向の力が作用する。この場合、ナット１７とボルト１６のね じ山は、フランク角の大きい面で接触するため、ねじ面の摩擦抵抗が大きくなり 、ナット１７の押し込み方向の動きが止められる。

【００２７】 しかし、上記の状態で、プーリ固定部材８から振動荷重が加わると、ねじ面の 接触荷重、すなわち摩擦抵抗が変化してナット１７は徐々に押込まれることにな る。このため、ナット１７の傾斜カム面１０に対す接触位置が徐々に傾斜の高い 位置へ移動し、ベルトＡの張力を一定に維持する。

【００２８】 図４は、第２の実施例を示し、この例では、ナット１７の先端部２０’と傾斜 カム面１０との間に、キャップ２５を介在させている。また、ナット１７の先端 部２０’は半球形に形成され、その先端部２０’を受入れる球面状の凹所２６が キャップ２５に形成されており、先端部２０’とキャップ２５が球面運動するこ とにより、ナット１７と傾斜カム面１０の間に生じるこじりを防止している。

【００２９】 上記キャップ２５は、耐摩耗性の高い材料で形成し、例えば、ナット１７と同 様に耐熱性合成樹脂で形成することができる。なお、他の構成や作用は、前述し た第１実施例と同じであり、説明を省略する。

【００３０】 図５は、第３の実施例を示している。この例では、プーリ支持軸１’の中心に 固定ボルト７を挿通し、プーリ支持軸１’と固定ボルト７との間に、傾斜カム面 １０を備えるカム板９’を固定している。

【００３１】 また、張力バネには、プーリ支持軸１’のまわりに装着される捩りコイルバネ ２７が用いられ、そのコイルバネ２７の一端をプーリ支持軸１’に、他端をカム 板９’に係止している。

【００３２】 さらに、プーリ支持軸１’に、半径方向に突出するアーム２８を形成し、その アーム２８の先端に、プーリ２’を回転自在に取付けている。

【００３３】 上記の構造では、アーム２８の突出量だけプーリ２’の移動量が大きくなるた め、主としてエンジンに附属するオルタネータ等の補機駆動用ベルトの張力調整 用として適している。他の構造や作用については、前述した実施例と同じであり 、同一部品には同一符号を付して、説明を省略する。

【００３４】 なお、上述した各実施例では、ナット１７の方を合成樹脂製としたが、ボルト １６を合成樹脂で形成し、ナット１７を鋼などの非樹脂材で形成してもよく、ま た、両者とも合成樹脂で形成してもよい。

【００３５】 また、調整用孔内に潤滑油を充填する必要がないため、ナット１７をプーリ支 持軸内に組込み、ボルト１６を外側に突出させて傾斜カム面に当接させるように してもよい。

【００３６】 さらに、ナット１７をプーリ支持軸と一体に形成し、他方を相対移動可能に螺 合させる構造をとることもできる。

【００３７】 また、ナット１７は２分割構造としたが、これは一体に形成することもできる 。

【００３８】 その他、張力バネとして、プーリ支持軸（バネ掛けリング）とエンジンブロッ ックの間に引張コイルばねを付勢することもできる。

【００３９】

【効果】

以上のように、この考案は、ボルト又はナットの一方を合成樹脂とし、樹脂の もつ自己潤滑性によりねじ山を潤滑するようにしたので、潤滑油の劣化に起因す るねじ面のフレッティングや焼付きに対して安定した特性を得ることができ、耐 久性や信頼性の向上を図ることができる。

【００４０】 また、ねじ山における金属同士の接触が無く、潤滑油が不要になるため、加工 工程や部品点数、組立工数を減少でき、低コスト化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す平面図

【図２】同上の一部縦断正面図

【図３】図２の要部を拡大して示す断面図

【図４】第２実施例の縦断正面図

【図５】第３実施例の縦断正面図

【図６】従来例の一部縦断正面図

【符号の説明】

１、１’ プーリ支持軸 ２、２’ プーリ ７ 固定ボルト ９、９’ カム板 １０ 傾斜カム面 １２ 張力バネ １４ 調整用孔 １６ ボルト １７ ナット １８ 圧縮コイルバネ ２１、２２ ねじ山 ２５ キャップ ２８ アーム

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プーリ支持軸をプーリの中心から偏心し
   た位置で回転自在に支持し、そのプーリ支持軸に、プー
   リをベルトの緊張方向に付勢する張力バネを連結し、プ
   ーリ支持軸の内部に、互いに螺合してプーリの中心軸方
   向に相対移動するボルトとナット、及びそのボルトとナ
   ットを抜け出し方向に付勢する弾性材とを組込み、プー
   リ支持軸から突出させたボルト又はナットの先端を、固
   定部材に設けた傾斜カム面に当接せしめ、そのボルト又
   はナットの一方を合成樹脂で形成して成るベルト張力調
   整装置。
2. 【請求項２】 上記プーリをプーリ支持軸に突設したア
   ームを介して回転自在に支持した請求項１に記載のベル
   ト張力調整装置。