JPH0721946Y2

JPH0721946Y2 - ベルト張力調整装置

Info

Publication number: JPH0721946Y2
Application number: JP11505190U
Authority: JP
Inventors: 山本　　憲
Original assignee: エヌティエヌ株式会社
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2005-05-17
Also published as: JPH0471845U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、自動車エンジンのタイミングベルトなどに
装着されて、ベルトの張力を一定に保持するためのベル
ト張力調整装置に関する。

〔従来の技術及びその課題〕

この種のベルト張力調整装置の従来例として、例えば、
実開平1-171952号公報や特開平2-168049号公報で提案さ
れたものがある。

しかし、これらの装置は、ベルトに張力を与えるプーリ
の揺動を、単に、高粘性油の粘性抵抗や、ねじりコイル
バネの弾性力により作動するようにしているため、ベル
トの張り側と緩み側に対してプーリの揺動の速度が一定
になる特性がある。このため、エンジン始動時などでベ
ルトの張力が急激に変化した場合、その変化にプーリの
動きを正確に追従させることができず、ベルトの張力を
一定に保持できない欠点がある。

このような欠点の解決を図ったものとして、本出願人
は、実願平2-70106号により、油圧ラッシュアジャスタ
機構を用いてプーリの動きに方向性を与えた張力調整装
置を提案している。

この装置は、プーリの支持体に内蔵した油圧ラッシュア
ジャスタに、固定部材に向かって進退動するピストンを
設け、その固定部材に、ピストンと当接して、それを支
持体の揺動と共に進退動させる傾斜カム面を設けた構造
で成っており、ラッシュアジャスタが発生する油圧と離
反バネの作用により、ベルトの緩み側でピストンを突張
っぱらせ、ベルトの張り側ではピストンを速やかに突出
させて、方向性のあるダンパ効果をもたせている。

しかしながら、上記のように油圧発生機構を備える装置
では、油圧室にプランジャやチェックバルブ等を設ける
必要があるため、部品点数が多くなり、また、ピストン
が摺動する油圧室に、精度の高い加工が必要になるため
に、組立性が悪いという問題がある。

また、作動油を用いるために、気温の変化によって作動
油の粘度が変化した場合、ピストンの動きも変動し、張
力調整の追従性が悪くなる不具合ももっている。

この考案は、上記の問題を解決し、作動油を用いない
で、機械的な簡単な構造により、ベルト張力の緩急の変
化に対して円滑な張力調整が行なえるベルト張力調整装
置を提供することを目的としている。

〔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、プーリを回転
可能に支持するプーリ支持体を、プーリ中心から偏心し
た位置に挿通した支点軸により固定部材上に揺動可能に
取付け、そのプーリ支持体に、支点軸と平行に固定部材
に向かって進退動するピストンを設け、このピストンと
プーリ支持体との間に、ピストンを固定部材に向かって
付勢する弾性部材と、半径方向の力によりピストンの周
面に圧着して摩擦力を発生させる摩擦部材を設け、上記
固定部材に、ピストンと当接して、プーリ支持体が揺動
した際にピストンを軸方向に進退動させる傾斜カム面を
形成し、プーリ支持体には、ピストンが傾斜カム面に向
かって引き出される方向に支持体を付勢する張力調整バ
ネを連結した構造としたものである。

〔作用〕

上記構造の装置をベルトに装着する場合、傾斜カム面
を、ベルトの張力を受けてプーリ支持体が揺動したとき
にピストンをプーリ支持体に向かって押し込む傾斜面で
形成し、プーリにベルトを掛ける。これにより、当接す
る傾斜カム面とピストンを介して、ベルトの張力と、ピ
ストンから傾斜カム面に作用する力および張力調整バネ
のバネ力とがつり合った状態で、プーリが停止する。

この状態で、ベルトの張力が増大すると、ベルトからプ
ーリに作用する力は、ピストンを介し傾斜カム面で受け
られるが、傾斜カム面の傾斜により、ピストンには接触
点から軸方向の力と半径方向の力が加わる。その半径方
向の力は、ピストンの周面と摩擦部材との間に摩擦力を
発生させるため、その摩擦力によってピストンが徐々に
押し込まれ、プーリはゆっくりと揺動する。

逆に、ベルトの張力が小さくなると、張力調整バネのバ
ネ力によりピストンと傾斜カム面が離れるように動い
て、その間にすき間が生じるようになる。この場合、ピ
ストンには接触点から荷重が加わらず、その周面に摩擦
力が作用しないため、弾性部材の作用により、ピストン
が速やかに突出して傾斜カム面に当接し、すき間をゼロ
にする。このため、プーリが急速に揺動し、ベルトの張
力を一定に保持する。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は、この考案の第１実施例を示してい
る。

第１図及び第２図に示すように、プーリ１は、転がり軸
受３を介して円板状のプーリ支持体２に回転可能に支持
されており、その支持体２におけるプーリ１中心に対し
て偏心した位置に、挿通孔４が形成されている。

この挿通孔４には、すべり軸受５とカラー６を介して支
点軸７が挿通され、その支点軸７をエンジン側壁などの
プーリ取付基台８にねじ込むことにより、プーリ１を所
要のテンション位置に取付けている。

上記支持体２と取付基台８の間には、プーリ台座９が設
けられ、このプーリ台座９は、その台座に設けた挿通孔
10に上記カラー６の端部を圧入することでカラー６と固
定される。また、支持体２の幅長さよりカラー６の軸方
向長さを大きくしてあり、カラー６のフランジ部とプー
リ台座９との間で、支持体２とプーリ１がプーリ台座９
の面上をすべりながら支点軸７を中心に偏心回転するよ
うになっている。

上記プーリ支持体２には、プーリ１の中心に対して偏心
した位置に、プーリ台座９に向かって開口する支点軸７
に平行な有底孔12が形成されている。

この有底孔12の内部には、パイプ状のすべり軸受からな
る摩擦部材13が圧入固定されており、その摩擦部材13の
内周面に、摺動可能なすき間をもってピストン14が嵌め
込まれている。この摩擦部材13は、ピストン14に半径方
向の力が加わると、その周面に圧着して、摩擦力を発生
させる。

また、上記のピストン14に設けた円筒孔15と、有底孔12
の孔底との間には、ピストン14を有底孔12の開口から突
出する方向に付勢する弾性部材16が組み込まれている。

一方、プーリ台座９の有底孔12と向き合う面には、ピス
トン14の先端の球面14aと当接する傾斜カム面17が形成
されている。

この傾斜カム面17は、プーリ１がベルトＡを緊張させる
ように支持体２が揺動した際に、その揺動方向に向かっ
て支持体２から次第に離反する傾斜面で形成されてい
る。

また、支持体２の後端面には、プレート19が固定され、
そのプレートに、張力調整バネ20の一端が連結してい
る。

さらに、支持体２には、第１図に示すように、回転止め
ピン18を挿通する孔11が設けられており、その孔11に通
したピン18を傾斜カム面17の段部に当てることにより、
張力離反バネ20によって支持体２が揺動しようとする動
きを防止し、ベルトに張力を与えない状態でベルト張力
調整装置をセットできるようになっている。

上記の構成で成る実施例の張力調整装置は、回転止めピ
ン18を孔11にセットした状態で、支点軸７により基台８
に取付ける。次に、プーリ１の外周面にベルトＡを掛
け、プレート19に張力調整バネ20を取付けた後、ピン18
を引き抜く。これにより、張力調整バネ20のバネ力F₂に
よってプーリ１が左回りに回転し、プーリ１がベルトＡ
側に突出してベルトＡに張力を与える。

上記のセット状態では、ベルトＡの張力の反力F₁がプー
リに右回りの回転力を与え、また、ピストン14が傾斜カ
ム面17を押圧する力の半径方向の分力F₃と、張力調整バ
ネ力F₂が、プーリ１に左回りの回転力を与えて釣合って
いる。

一方、エンジン回転時には、プーリ１は、変動するベル
ト張力の反力F₁による回転力の最小値が、上記バネ力F₂
と分力F₃とを合せた回転力につり合った位置で停止し、
ベルトＡの張力を一定に保持する。

この状態で、プーリ１にバネ力F₂と分力F₃の回転力より
大きなベルト張力F₁の回転力が作用すると、プーリ１は
右回りに回転しようとするが、プーリ台座９と支持体２
の間に介在するピストン14により、プーリ台座９の傾斜
カム面17からピストン14に向かう荷重が作用する。

この荷重は、半径方向荷重と軸方向荷重とに分かれ、軸
方向荷重は、ピストン14を有底孔12に押し戻すように作
用する。

一方、半径方向荷重は、ピストン14の周面を摩擦部材13
の内周面に圧着するように作用し、その両者の間に摩擦
力を発生させる。この摩擦力によりピストン14の軸方向
の動きが押し留められるために、ピストン14は徐々に押
し込まれることになり、プーリ１はゆっくりと右回りに
揺動して、ベルト張力の急激な変化を防止する。

上記とは反対に、ベルトの張力F₁による回転力が張力調
整バネ20のバネ力F₂と分力F₃の回転力より小さくなる
と、そのバネ力F₂と分力F₃によってプーリ１は左回りに
回転する。このとき、プーリ台座９の傾斜カム面17がピ
ストン14から離れるように移動するため、両者間にすき
間ができるようになる。

この場合、ピストン14の先端に傾斜カム面17から荷重が
作用しないため、ピストン14と摩擦部材13との間には摩
擦力が発生せず、ピストン14は、弾性部材16の弾性力に
より押し出されて傾斜カム面17に当接する。このため、
プーリ１は急速に左回りに揺動し、ベルトの張力を一定
に保持する。

上記のような摩擦力を利用したダンパ特性の方向性を、
ピストンに作用する力のつり合いにより考えると、次の
ようになる。

先ず、ベルト張力が増大する場合、すなわち、ピストン
が有底孔に押し込まれる状態においては、第４図に示す
ようにな力の作用状態になる。

いま、傾斜カム面17の傾斜角度をθ_１、ピストンの端部
からベルトＡの張力F₁が作用する位置までの距離をl₁、
ピストンの端部から傾斜カム面17に当接する位置までの
距離をl₂とすると、上記の作用状態では、力のつり合い
から F₂＋F₃＝F₁ …… モーメントのつり合いから F₁×l₁≒F₃×l₂ …… の関係が得られる。

また、弾性部材16の弾性力をＰ、ピストン14の表面の摩
擦係数をμとし、傾斜カム面17からピストン14に向かう
荷重をF₄、その荷重の傾斜カム面に沿った荷重成分をF₅
とすると、 F₄sinθ＋F₅cosθ＝F₃ …… F₄cosθ−F₅sinθ ＝（F₁＋F₂） …… の式が得られる。

上記の式と式から、が得られ、また、摩擦の関係式よりであるので、これを式に代入すると、となる。

そして、上記の及び式と、前述の式とから、の関係式が得られる。

一方、ベルト張力が緩む場合、すなわち、ピストンが突
出する状態では、第５図に示すような力の作用状態にな
る。この作用状態に基づいて、上述と同様の計算を行な
うと、の関係式が得られる。

いま、式と式の各係数に具体的な数（θ＝15°、μ
＝0.1、l₁＝40、l₂＝45）を与えて計算すると、の値が得られる。

この結果から、ピストンが押し込まれる方向（第４図の
状態）では、傾斜カム面17からピストン14に弾性部材13
を縮める方向の荷重が加わるが、これに対して、ピスト
ンが突出する方向（第５図の状態）では、ピストン14に
荷重が加わらず、プーリ１の揺動に対して抵抗が生じな
いことが示される。したがって、ベルトの緩み側と張り
側の両方向において、ピストン14のダンパ特性に差が生
じ、プーリ１の揺動の動きに違いができることが解る。

第６図乃至第８図は、第２の実施例を示している。

この例では、プーリ支持体30を、支点軸７が挿通する回
動支点部31と、プーリ１を回転可能に支持するプーリ軸
部32とに分け、その両者をアーム33で一体に連結してい
る。

また、張力調整バネ34を、プーリ支持体30の回動支点部
31の外周に巻き回されるらせん状バネとし、その調整バ
ネ34の一端34aを台座35に連結し、他端34bをプーリ支持
体30に係止して、プーリ１に左回りの回転力を与えてい
る。

さらに、プーリ支持体30に、支点軸７に対して対称位置
に、２個の有底孔36、36とピストン37、37を設け、プー
リ台座35には、そのピストン37、37に対応して２ケ所の
傾斜カム面38、38を形成している。

上記のようにプーリ１とその揺動中心とを距離をおいて
分離すると、プーリ１の揺動ストロークが大きくなり、
大きな張力調整量を必要とするオルタネータ等のベルト
駆動装置に適用することができる。

一方、第９図乃至第11図に示す第３実施例は、第２実施
例の構造に対して、傾斜カム面40、40を凹状の曲面形状
とし、ピストン41の先端部を平坦な面に形成して、ピス
トン41と傾斜カム面40の接触面積を減少させた例であ
る。

このように接触面積を減らして接触部の面圧を下げるこ
とにより、ピストンやカム面の耐久性の向上が図れる利
点がある。

なお、上記の第２及び第３実施例において、第１実施例
と同一部分については同じ符号を付してその説明を省略
した。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、プーリの揺動の動き
を、傾斜カム面によりピストンに対する半径方向と軸方
向の力に変換し、ピストンと摩擦部材との間で摩擦力を
発生させて、プーリの揺動の動きに方向性を与えたの
で、ベルト張力の緩やかな又は急激な変化に対して、適
確にプーリの動きを追従させることができ、ベルト張力
を安定して一定に保持することができる。

また、作動油を用いずに、摩擦部材と弾性部材により機
械的にピストンにダンパ特性をもたせたので、部品点数
の減少や高精度な加工を省くことができ、良好な組立て
性を得ることができると共に、作動油の粘度変化による
ダンパ特性の変動がなくなるために、常に安定した作動
を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の正面図、第２図は第１図のII-II
線の断面図、第３図は第１図のIII-III線の断面図、第
４図及び第５図はそれぞれピストンに対する力の作用状
態を示す図、第６図は第２実施例の正面図、第７図は第
６図のVII-VII線の断面図、第８図は第７図のVIII-VIII
線の断面図、第９図は第３実施例の正面図、第10図は第
９図のＸ−Ｘ線の断面図、第11図は第９図のXI-XI線の
断面図である。１……プーリ、２、30……プーリ支持体、７……支持
軸、12、36……有底孔、13……摩擦部材、14、37、41…
…ピストン、16……弾性部材、17、38、40……傾斜カム
面、20、34……張力調整バネ、Ａ……ベルト。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】プーリを回転可能に支持するプーリ支持体
を、プーリ中心から偏心した位置に挿通した支点軸によ
り固定部材上に揺動可能に取付け、そのプーリ支持体
に、支点軸と平行に固定部材に向かって進退動するピス
トンを設け、このピストンとプーリ支持体との間に、ピ
ストンを固定部材に向かって付勢する弾性部材と、半径
方向の力によりピストンの周面に圧着して摩擦力を発生
させる摩擦部材を設け、上記固定部材に、上記ピストン
と当接して、プーリ支持体が揺動した際にピストンを軸
方向に進退動させる傾斜カム面を形成し、上記プーリ支
持体には、ピストンが傾斜カム面に向かって引き出され
る方向に支持体を付勢する張力調整バネを連結したベル
ト張力調整装置。