JPH07109232B2 - オートテンショナー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ベルト駆動機構においてベルトに適切な張力
を付与するオートテンショナーに関するものである。

（従来の技術） 駆動プーリと従動プーリの間に伝動ベルトが巻掛けられ
たベルト伝動装置においては張力付与手段としてオート
テンショナーが使用されることが多い。オートテンショ
ナーは初期にはアイドラープーリをねじりスプリングや
引張スプリングによって単にベルトに押し当てるだけの
構成であった。

しかし、近年、自動車の補機駆動伝動を中心に一本のベ
ルトによって多軸の従動軸を駆動する多軸伝動機構が開
発され、この多軸伝動機構においては旧来のベルト伝動
と異なり、使用するベルトが非常に長く、また負荷のか
かり方は変動が多い。

そのため多軸伝動はベルトに振動が発生しやすい欠点が
ある。従って、多軸伝動に使用されるオートテンショナ
ーは旧来のプーリに一定張力を与える機能に加えて振動
を減衰する機能を有することが要求される。

そこで、本出願人は先にベルトの振動を減衰する手段と
して円板状の摩擦部材と摺動部材を有し、これらをねじ
りスプリングとは別個のスプリングにより押圧し、一定
の摩擦力を発生させるダンピング機能を有するオートテ
ンショナーを提案した。（特願昭63−258870号） （発明が解決しようとする課題） 上記本出願人が提案したオートテンショナーは、アイド
ルプーリはねじりスプリングによってベルトに押圧され
ると共にダンピング手段によってテンションアームの回
転には一定のブレーキが加えられる。

そのため、ベルトは一定の張力が加えられると共に発生
する振動は減衰され多軸駆動用のオートテンショナーと
して誠に好ましい特性を有する。

しかし、その反面、上記オートテンショナーは円板状の
摩擦板を使用すること及びねじりスプリングとは別個に
圧縮スプリングを必要とするためどうしても外形が大型
にならざるを得ない欠点があった。

また、摩擦板等を軸方向へ摺動させる必要からテンショ
ナー軸にスプライン加工を施さねばならない欠点があっ
た。

そこで、本発明は更に上記事実に着目し、従来技術のテ
ンショナーの有する利点を保持しつつ上記欠点を補うオ
ートテンショナーを提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） しかして、上記した目的を達成するための本発明の特徴
は他部材へオートテンショナーを固定する固定部材に取
り付けられたテンショナー軸と、一端にアイドラープー
リが回転可能に固定されたテンションアームとばね部材
を持ち、テンションアームはころがり軸受を介してテン
ショナー軸に回転可能に取着されると共にばね部材によ
って一定の回転方向に付勢されているオートテンショナ
ーにおいて、テンションアームは筒状部を有し、該筒状
部はテンショナー軸に外挿されてテンショナー軸と筒状
部の間には摩擦部材が挿入され、かつ前記筒状部の前半
部と摩擦部材の前半部にはそれぞれ軸方向に延びる複数
のスリットが同心的に形成され、筒状部外周に装着され
た締付部材によって半径方向全周にわたり締付されてい
るオートテンショナーにある。

また、本発明は他の態様としてテンションアーム筒状部
と摩擦部材の長さを異ならしめ摩擦部材をスリットを有
する円筒体で形成してこれを筒状部先端より該スリット
部を含み一部露出せしめて、該露出部外周に締付部材を
装着して半径方向全周にわたり締め付けている構成を特
徴とする。

上記の構成においてテンションアームは、ころがり軸受
を介してテンショナーに取着固定されているため、所定
の揺動範囲に回転することができる。

ここで、テンションアームの取着をころがり軸受を介し
たものに限定し、滑り軸受によるものを除外したのは、
滑り軸受は本質的に軸と軸受との間に隙間が発生するこ
とが不可欠であるためである。

即ち、滑り軸受を用いてテンションアームを支承すると
き、上記隙間によってテンションアームがかたむきテン
ションアームの円滑な作動が得られなくなることがある
ためである。

また、上記傾きによてアイドラープーリがベルトと傾い
た状態で当接することもあり、不都合が生じる。

テンションアームは、ばね部材によって一定の回転方向
に付勢されているため、ベルトの所定の張力を与えるこ
とができる。

更に、本発明のオートテンショナーはテンションアーム
が筒状部を有し、該筒状部はテンショナー軸に挿入され
ており、両者の間に環状の空間が形成されている。

そして、該空間内には筒状部と同心的に複数のスリット
が形成された摩擦部材あるいは筒状部には関係なくスリ
ットを設けた摩擦部材が挿入されているため、テンショ
ンアームが回転する時テンションアームの筒状部の内面
と摩擦部材の間、あるいはテンショナー軸と摩擦部材の
間がこすれあい、所定の摩擦が発生する。ここで摩擦部
材とはベルトの振動を減衰させるに足る摩擦力を発生す
ることができればよく、必らずしも高い摩擦力が発生し
得る素材である必要はない。

例えば摩擦部材としては、ゴム，アスベスト等の高い摩
擦係数を有するもの、銅合金、含油焼結物、アルミニウ
ム等の中低度の摩擦係数を有するもの、テフロン、ナイ
ロン等の低度の摩擦係数を有するものがベルトの振動の
状況に応じて選択使用される。

上記した摩擦を生じるための摩擦部材がテンショナー軸
を押し付ける力は摩擦部材の厚さを適度に定めて両者の
隙間をなくするか、やや圧縮状態に設定することにより
発生させることができる。

また、オートテンショナーをベルト駆動機構に使用した
時、ベルトから受ける反力によって軸受が変形したり、
軸受の微小なクリアランスが圧縮されてテンションアー
ムがテンショナー軸からわずかに偏心することによって
も、摩擦部材がテンショナー軸を押し付ける力は発生す
る。この場合、両者はベルトの反力を受ける側の反面に
おいて摩擦力を発生する。

更に、ころがり軸受とアイドラプーリが同一平面上にな
い場合、ころがり軸受を中心としてテンションアームに
曲げモーメントが発生し、このモーメントの作用によっ
ても押圧力が生じる。この場合は前記したテンショナー
軸の偏心による場合は逆にベルトの反力を受ける反面と
は反対の反面によって摩擦力を発生する。実際には、上
記した３種類の押圧力が複雑に作用し、相当の押圧力が
生じ、摩擦力を発生させる。

また、上記テンショナー軸を押し付ける力は摩擦部材の
みに頼ることなくテンションアーム筒状部と摩擦部材を
半径方向に吸収する締付部材を用いて全周にわたり均一
に締め付けることによってより増大する。殊に摩擦部材
あるいは更にテンションアーム筒状部にスリットを形成
することによってより効果的となる。

かかる締付部材は半径方向に収縮するものであればよ
く、例えば環状のコイルスプリング，環状のゴム，環状
の金属リングなどが挙げられる。

（作用） 本発明オートテンショナーは先ず、オートテンショナー
を固定ボルトによってエンジン等の他の部材に固定し、
テンションアームを手動で動かしてテンションアームの
動作しろを設けた状態でアイドラープーリをベルトに押
し当てて使用する。

このときテンションアームはねじりコイルばねによって
一定の張力が付勢されているのでベルトには一定の張力
が与えられる。

そして、負荷等の変動によってベルトが振動するとき、
テンションアームはベルトと連動して振動するが、テン
ションアームにはテンショナー軸との間にスリットを有
する摩擦部材が介挿されているため、テンショナー軸と
摩擦部材の間、又は摩擦部材とテンションアームの筒状
部の間で摩擦抵抗を生じ、ベルトの振動を減衰，収斂さ
せるとともに、更にスリットを有して可撓性をもつ筒状
部を介し、あるいは筒状部を介することなく、スリット
をもつ摩擦部材に直接、締付部材が環状で全周にわたり
均一に締め付けられるため、その収縮力が加わって筒状
部と摩擦部材をテンショナー軸に押し付け、極めて容易
に、より増大した摩擦力を発生させる。

（実施例） 以下、更に本発明の具体的実施例について説明する。

第１図は、本発明の第１実施例に係るオートテンショナ
ーの断面図であり、図において（１）はオートテンショ
ナーを示す。オートテンショナー（１）はエンジン等の
他部材（２）に固定するための取付座となる固定部材
（３）、テンショナー軸（４）、テンションアーム
（５）、アイドラープーリ（６）、ねじりコイルばね
（７）、ころがり軸受（玉軸受）（８）、摩擦部材（10
3）等によって構成される。

順次説明すると、固定部材（３）は外形が碗状であり、
円板状の取付座部（10）の周辺に辺部（18）が壁状に設
けられている。テンショナー軸（４）は本実施例におい
ては、固定部材（３）の中央に一体的に設けられてお
り、固定部材（３）の取付座部（10）より離れるに従っ
て三段に先細になっている。

即ち、テンショナー軸（４）は取付座部（10）より近い
方から根部（11）、根部（11）より細い摩擦部材当接部
（12）、摩擦部材当接部（12）より更に細いころがり軸
受当接部（13）を有する。そして、テンショナー軸には
ころがり軸受当接部（13）側より固定部材（３）側へ貫
通する取付ボルト孔（14）が設けられている。テンショ
ンアーム（５）は、外形形状が碗状の取付部（15）とア
ーム部（16）が一体に結合されたものである。ここで取
付部（15）は更に外壁部（26）と芯部（17）よりなる。
外壁部（26）は外形が先述の固定部材（３）の辺部（1
8）よりもやや大きく、内径は概ね同一であり、最も外
端部は固定部材（３）の辺部（18）の最外端が挿入され
るように内径が大きく作られている。芯部（17）は、中
心に内径が二段階にわけられた孔（20）が設けられた軸
状である。そして、当該奥側の段部分によって筒状部
（100）が形成される。外側の段（21）部分には玉軸受
（８）が挿入されるため、テンショナー軸（４）のころ
がり軸受当接部（13）よりも相当に内径が大きく、奥側
の筒状部（100）は摩擦部材当接部よりわずかに大きく
形成されている。

一方、テンションアーム（５）のアーム部（16）は板状
であり、取付部（15）の一端より延設された先端にアイ
ドラープーリ（６）が回転可能に取着されている。

本実施例においてはアイドラープーリ（６）はテンショ
ンアーム（５）の取付部（15）より前方へせり出した位
置に取り付けられアイドラープーリ（６）の中心線は、
取付部（15）の玉軸受（８）の中心線と一致しない。

そのため、テンションアーム（５）の取付部（16）の芯
部（17）には玉軸受（８）を中心としたモーメント力が
発生する。ここで、アイドラープーリ（６）及びその固
定手段は公知のものと何ら異なるものではないので詳細
な説明は省略する。

なお、ねじりコイルばね（７）は両端が固定部材（３）
及びテンションアーム（５）に係合可能に折り返されて
いる（図示せず）。

本実施例ではねじりコイルばね（７）の素線の断面形状
は長方形であり、よりコンパクト化が図られているが、
勿論、断面円形のものでもよい。

摩擦部材（103）は筒状に形成されたキャストナイロン
である。本実施例のオートテンショナー（１）は固定部
材（３）の凹面とテンションアーム（５）の凹面が向き
合った状態でテンショナー軸（４）にテンションアーム
（５）の取付部（15）の孔が挿入され、両者の外側の段
（21）ところがり軸受取付部（13）の間に２つの玉軸受
（８）が装着され、同じく奥側の段、即ち筒状部（10
0）と摩擦部材取付部（12）の間には摩擦部材（103）が
装着され、更に固定部材（３）とテンションアーム
（５）の間にねじりコイルばね（７）が、その両端がそ
れぞれ固定部材（３）、テンションアーム（５）に係止
され数キログラムの力で巻き締めされた状態で装着され
て成るものである。

なお、図示しないが固定部材（３）とテンションアーム
（５）は相互に回転角度を一定量に制限する係合爪を有
し、一定回転角を越える自由回転は許さない。従って、
テンションアーム（５）はねじりコイルばね（７）が巻
き緩む方向に常時付勢されている。

本実施例のオートテンショナーは固定ホルト（30）によ
ってエンジン等の他の部材（２）に固定され、テンショ
ンアーム（５）を動作しろを設けた状態でアイドラープ
ーリ（６）をベルトに押し当てて使用する。

このとき、テンションアーム（５）はねじりコイルばね
（７）によって一定の張力が与えられる。

また、負荷の変動やエンジンの回転数の変動によってベ
ルトが振動する時、テンションアーム（５）もベルトと
連動して振動するが、本実施例においてはテンションア
ーム（５）は摩擦部材（103）を介してテンションナー
軸（４）と接触し、テンショナー軸（４）と摩擦部材
（103）の間又は摩擦部材（103）とテンションアーム
（５）の筒状部（100）の間で摩擦抵抗を生じ、ベルト
の振動を減衰、収斂させる。

本発明のオートテンショナーにおいては、摩擦部材の材
質及びその嵌合の強弱によって摩擦力の大小が左右され
る。摩擦部材の材質については前述したようにあらゆる
素材のものが使用できる。

また、前述の他、本発明の特殊の変形例としてテンショ
ンアーム（５）の筒状部（100）を直接テンショナー軸
（４）に当接し、テンションアーム（５）の一部をもっ
て摩擦部材の働きをさせる構成も可能である。摩擦部材
内外面と、テンションアーム及びテンショナー軸との嵌
合は理論的にはしまりばめに設定するべきであるが、現
実にはオートテンショナー作動中はベルトより受ける曲
げモーメントによりテンションアームがわずかながら傾
くため中間ばめ、あるいは隙間ばめ程度に設定すること
が好ましい。

勿論、摩擦部材はテンションアームあるいはテンショナ
ー軸のいずれに固定してもかまわない。

また、摩擦部材は円筒状ではなく、反割や多数に分割し
たもの、あるいはその一部であってもよい。

更に、本実施例においては玉軸受（８）を１個使用して
テンションアーム（５）をテンショナー軸に支承する構
成を開示した。この玉軸受の個数はオートテンショナー
が負荷すべき荷重によって任意に設定すべきであり、２
個の玉軸受を使用することも勿論可能である。

上記実施例は特に比較的大きな摩擦力が要求される場合
に有利なオートテンショナーであり、ディーゼルエンジ
ン等の振動の大きな原動機を使用するベル駆動機構に好
適である。

しかして上記構成のオートテンショナーにおいて、テン
ションアーム（５）の筒状部（100）にはその前半部に
第２図に示す如く６本の軸方向に延びるスリット（10
1）が設けられ、同じく摩擦部材（103）は第３図に示す
ように長手方向の半分の部分に同様にスリット（104）
が設けられている。これらは前記筒状部（100）の外側
から環状のコイルばね（105）でこれらを一体に締め付
けて強い摩擦力を発生させるものである。

これを更に順次詳述すると、筒状部（100）は前記テン
ションアーム（５）と一体的にアルミニウム等を素材と
して形成されており、その前半分に複数の、図では６本
のスリット（101）が形成されている。

一方、摩擦部材（103）はナイロン等の筒状体よりな
り、その前半分には前記筒状部（100）のスリット（10
1）と同心状のスリット（104）が設けられている。

そのため、摩擦部材（103）の前半分の部分もまた半径
方向に可撓性を有する。そして、上記摩擦部材（103）
は筒状部（100）のスリット（101）と摩擦部材（103）
のスリット（104）を一致させ、かつ摩擦部材（103）の
後方部分（107）が筒状部（100）の玉軸受（８）に近い
部分に一体的に固定されており、両者は相互に周方向に
は回転しない。

また、筒状部（100）外周から締め付ける部材の環状の
コイルばね（105）は第４図に示すように小径のコイル
スプリングの両端を環状に連結したものであり、半径方
向に収縮力を発生する。

この環状のコイルばね（105）は前述の如く筒状部（10
0）の溝部（106）内にずれないように装着されることに
よりその収縮力によってテンションアーム芯部の筒状部
（100）と、摩擦部材（103）をテンショナー軸（４）に
押し付け、全周にわたって均一に摩擦力を発生させる。

しかし、環状コイルばね（105）は同様に半径方向に収
縮する部材によって置き換えが可能であり、例えば環状
のゴムあるいは後述の金属製リング様のもの、又は弾性
材を環状に巻装したものを採用することができる。

第５図〜第８図に示す本発明の第２の実施例は締付部材
に上記金属製リングを用いたものである。

この実施例に係るオートテンショナーはテンションアー
ム芯部の筒状部（200）を比較的短く設定し、摩擦部材
（201）を筒状部（200）より長くして筒状部（200）よ
り摩擦部材（201）を露出せさせて該露出部に金属製の
リング（202）を取り付け、摩擦部材（201）を筒状部
（200）を介さずに直接、金属製リング（202）により締
め付けて押圧し、摩擦部材（201）とテンショナー軸
（４）との間に摩擦力を発生させている。

本実施例において、筒状部（200）は前述した各実施例
の筒状部に比較し、短く、テンショナー軸（４）に取り
付けたとき、筒状部（200）の後端（205）と固定部材
（３）内面（206）との間に概ね筒状部（200）の全長に
略等しい長さを残す。

なお、摩擦部材（201）は前記同様、ナイロンを素材と
し、長手方向の全長にわたって第６図あるいは第８図に
示すように１本のスリット（209）が設けられた円筒体
である。この摩擦部材（201）は第７図に見られる如く
その一端（Ｃ）に近い側の外周面において、内面は中程
より他端（Ｄ）側の面がテーパ加工されていて、一端
（Ｃ）側より他端（Ｄ）側の方の内径が小さくなってい
る。

そのため、これに対応しテンショナー軸（４）において
も摩擦部材（201）のテーパ面が当接する部分には同様
なテーパ加工がなされている。

このテーパ加工は主として組付けを容易にする手段とし
て効果がある。

かくして、摩擦部材（201）は筒状部（200）と一体とな
った状態でテンショナー軸に装着されている。

次に前記金属製リング（202）は鋼線をコイル状に１回
巻き上げ、両端（203）（204）を第６図に示す如く折り
返したものであり、両端（203）（204）を矢示Ｅ方向に
移動させると、内径が増加し、離すと内径が元に戻ろう
として減少する。

かくて、金属製リング（202）は摩擦部材（201）の凹溝
（207）に装着され、常時、摩擦部材（201）を締め付
け、摩擦部材（201）とテンショナー軸（４）との間で
摩擦力を発生させる。

なお、第５図に示すオートテンショナーはさきの実施例
に対し取付ボルトの頭部（30A）がテンションアーム
（５）の内部に嵌め込まれており、外側へは露出しな
い。

この構成はベルト駆動機構のレイアウトによってベルト
が取付ボルトの上側を通過せざるを得ない場合、ベルト
がボルト頭部にあたって傷付くことが防止され、好適で
ある。

以上、本発明オートテンショナーの各実施例について説
明して来たが、本発明はこれら実施例に限られるもので
はなく、その趣旨を逸脱しない範囲において設計的改変
が可能であることは勿論である。

（発明の効果） 本発明のオートテンショナーはテンションアームが筒状
部を有し、この筒状部がテンショナー軸に挿入され、摩
擦部材を介してテンションアームがテンションナー軸に
接触することにより、摩擦力を発生させ、ベルトの振動
を減衰，収斂する。摩擦部材，筒状部は何れも薄いもの
であるから摩擦力発生機構は小型化することが可能であ
り、全体形状が小型のオートテンショナーを実現するこ
とができる。

特に、本発明のオートテンショナーは請求項１及び２に
係る発明ともに構造が単純であってスプライン加工等が
不要であり、より容易に製作することができる効果があ
ると共に、両発明は筒状部を介して、摩擦部材を締め付
けるか、直接に締め付けるかの相違はあるが、いずれも
締付部材によりスリットを有する部分を半径方向全周に
わたり均一に締め付けるものであるから、摩擦部材材質
の弾性を説明する、或いは圧縮力の方向を設計すると言
った複雑な手間は不要となり、締付け収縮力による摩擦
抵抗力を容易にしかも確実に増大させることができ、デ
ィーゼルエンジン等の振動の大きな原動機を使用するベ
ルト伝動装置の振動防止には特に顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な第１実施例におけるオートテ
ンショナーの断面図、第２図は上記第１図Ａ−Ａ断面
図、第３図は、第１図のオートテンショナーにおいて採
用される摩擦部材の斜視図、第４図は第１図のオートテ
ンショナーにおいて採用される押圧締付部材の部分拡大
部図である。 また、第５図は本発明の第２実施例におけるオートテン
ショナーの断面図、第６図は上記第５図のＢ−Ｂ断面
図、第７図は、第５図のオートテンショナーにおいて採
用される摩擦部材の一部断面正面図、第８図は第７図の
摩擦部材の側面図である。 （１）……オートテンショナー， （３）……固定部材， （４）……テンショナー軸， （５）……テンションアーム， （６）……アイドラープーリ， （７）……ねじりコイルばね， （８）……ころがり軸受（玉軸受）， （103）……摩擦部材， （100）（200）……筒状部， （101）（104）（209）……スリット （105）（202）……締結部材，

フロントページの続き (72)発明者 田中 謙和 大阪府大阪市西淀川区佃１丁目19―４ (56)参考文献 特開 昭58−72757（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−32919（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】他部材へオートテンショナーを固定する固
   定部材に固定されたテンショナー軸と、一端にアイドラ
   ープーリが回転可能に取り付けられたテンションアーム
   とばね部材をもち、テンションアームは転がり軸受を介
   して、テンショナー軸に回転可能に取着されると共にば
   ね部材によって一定の回転方向に付勢されているオート
   テンショナーにおいて、テンションアームは筒状部を有
   し、該筒状部はテンショナー軸に外挿され、テンショナ
   ー軸と筒状部の間には摩擦部材が挿入され、かつ前記筒
   状部の前半部と摩擦部材の前半部にはそれぞれ軸方向に
   延びる複数のスリットが同心的に形成され、筒状部外周
   に装着された締付部材によって該スリット部が半径方向
   に全周にわたり締付されていることを特徴とするオート
   テンショナー。
2. 【請求項２】他部材へオートテンショナーを固定する固
   定部材に固定されたテンショナー軸と、一端にアイドラ
   ープーリが回転可能に取り付けされたテンションアーム
   とばね部材をもち、テンションアームは転がり軸受を介
   して、テンショナー軸に回転可能に取着されると共にば
   ね部材によって一定の回転方向に付勢されているオート
   テンショナーにおいて、テンションアームは筒状部を有
   し、該筒状部はテンショナー軸に外挿され、テンショナ
   ー軸と筒状部の間には摩擦部材が挿入され、かつ前記摩
   擦部材はスリットを有する円筒体で、前記テンションア
   ーム筒状部先端より、該スリット部を含み一部露出して
   おり、該露出部外周に締付部材が装着され、半径方向全
   周にわたり締め付けられていることを特徴とするオート
   テンショナー。