JPH11159586A - オートテンショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オフセット構造のオートテンショナにおいて、
摩擦板の偏摩耗を防止して、摩擦板の長寿命化を図るこ
と。 【解決手段】固定の支軸１と、一端側が支軸１に回動可
能に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢される
アーム２と、アーム２の他端側に支軸１に対してオフセ
ット配置された状態で回動可能に支持されるテンション
プーリ３と、アーム２の一端側と支軸１との間に配設さ
れアーム２に回動抵抗を付与する摩擦板５とを備え、摩
擦板５において少なくともテンションプーリ３のオフセ
ット配置に起因する荷重が加担する領域に、転動体５２
がアーム２の回動方向に転動可能に設けられている。こ
れにより、摩擦板５の前記領域が充分な耐荷重性を持つ
ようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト駆動機構の
ベルトの張力を自動的に適度に保つためのオートテンシ
ョナに係り、特に、テンションプーリがオフセット配置
されているオートテンショナに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のオートテンショナの従来例とし
て、例えば特開平２−２５３０３５号公報などに示すよ
うなものがある。

【０００３】この公報例では、ベルトの張力変動に応じ
てテンションプーリの動きを許容しつつ、振動・衝撃を
減衰するようにテンションプーリの動きを規制する機能
を有しており、特に振動・衝撃の減衰を図る機能を実現
するために、テンションプーリ支持用のアームのボス部
の前端面と、アーム支持用の支軸の前端に一体的に取り
付けられるガイド板との間に、環状の摩擦板を挟み、ね
じりコイルバネの伸張復元力により摩擦板をボス部とガ
イド板とに圧接させるようにしている。

【０００４】なお、前述の摩擦板としては、通常、クラ
ッチフェーシング材、ブレーキライニング材あるいはブ
レーキパッド材などで形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来例のオートテンショナでは、テンションプーリをオフ
セット配置した構造であるために、下記するような不具
合が発生している。

【０００６】前述したような構造の場合、テンションプ
ーリに作用するベルト荷重がアームを傾かせるモーメン
トとして働くことになり、それにより、摩擦板の円周上
の所要角度領域に作用する荷重が必要以上に増大し、そ
の領域の摩耗が他の領域に比べて極端に早くなりやす
い。つまり、従来では、摩擦板が早期に偏摩耗するな
ど、寿命が短くなっていた。

【０００７】これに対して、仮に、摩擦板を硬質な低摩
擦係数の材料で形成すれば、耐荷重性を向上できるの
で、前述した偏荷重を受けても摩耗進行を抑制できるよ
うになると考えられるけれども、所要の摩耗抵抗を得る
ためには、ねじりコイルバネの伸張復元力を強くする必
要が生じ、それに応じて各部の強度を高く設定する必要
があるなど、部品コストが高くつくことが懸念される。

【０００８】したがって、本発明は、オフセット構造の
オートテンショナにおいて、摩擦板の偏摩耗を防止し
て、摩擦板の長寿命化を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のオー
トテンショナは、固定の支軸と、一端側が支軸に回動可
能に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢される
アームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配
置された状態で回動可能に支持されるテンションプーリ
と、アームの一端側と支軸との間に配設されアームに回
動抵抗を付与する摩擦板とを備え、前記摩擦板において
少なくともテンションプーリのオフセット配置に起因す
る荷重が加担する領域に、転動体がアームの回動方向に
転動可能に設けられている。

【００１０】本発明の請求項２のオートテンショナは、
固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能に支持された状
態で他端側が一回転方向に付勢されるアームと、アーム
の他端側に支軸に対してオフセット配置された状態で回
動可能に支持されるテンションプーリと、アームの一端
側と支軸との間に配設されアームに回動抵抗を付与する
摩擦板と、アームの一端側と支軸との間に配設されアー
ムに対して回転付勢力を与えるとともに摩擦板とアーム
の一端側および支軸との接触圧を強めるねじりコイルバ
ネとを備え、前記摩擦板において少なくともテンション
プーリのオフセット配置に起因する荷重が加担する領域
に、転動体がアームの回動方向に転動可能に設けられて
いる。

【００１１】本発明の請求項３のオートテンショナは、
上記請求項１または２において、前記転動体が玉からな
り、摩擦板の前記領域に当該摩擦板の両摺動面間にまた
がって設けられる貫通孔に対して収納されるものであ
る。

【００１２】本発明の請求項４のオートテンショナは、
上記請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記転動体
が、摩擦板およびアームにおける摩擦板との摺動面より
も硬質とされるものである。

【００１３】以上、本発明では、要するに、テンション
プーリのオフセット配置が原因で摩擦板に偏荷重が作用
する構造であることを見込んで、摩擦板において少なく
ともオフセット配置に起因する荷重が加担する領域に転
動体を配設することにより、オフセット配置に起因する
荷重を転動体に負担させて、オフセット配置に起因する
荷重を摩擦板に対して加担させにくくしている。また、
アームの揺動動作時には、転動体が転動して荷重を受け
るので、アームの支持剛性が向上する。このように摩擦
板の前記領域での耐荷重性を高めることにより、そこの
早期摩耗が抑制されるようになる。

【００１４】特に、請求項４では、摩擦板の摩耗が進行
すると、転動体がアームまたは支軸を塑性変形させて食
い込む形態となり、摩擦板がアームおよび支軸に対して
ほぼ均等に接触した状態を保ちやすくなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図１ないし図５に
示す実施形態に基づいて説明する。

【００１６】図１ないし図４は本発明の一実施形態に係
り、図１はオートテンショナの正面図、図２は図１の
（２）−（２）線断面の矢視図、図３は摩擦板の分解斜
視図、図４は摩擦板の摩耗進行に従う状態変化の過程を
示す要部断面図である。

【００１７】図中、Ａはオートテンショナの全体を示し
ており、１は支軸、２はアーム、３はテンションプー
リ、４はねじりコイルバネ、５は摩擦板である。また、
Ｂはテンションプーリ３の外周に巻き掛けられるベルト
である。

【００１８】図例のオートテンショナＡは、アーム２の
支軸１に対する回転支持部の軸方向中心Ｏ₁ に対して、
テンションプーリ３のアーム２に対する回転支持部の軸
方向中心Ｏ₂ がオフセット配置されて、テンションプー
リ３が支軸１の先端よりも前方に突出した構造になって
いる。

【００１９】支軸１は、図示しないベルト駆動機構が設
けられる取付対象に固定されるもので、アーム支持部１
１と、カバー部１２と、ボルト取付片１３とを備えてい
る。アーム支持部１１は、先端側半分の外周面が截頭円
錐形で、基端側半分の外周面が円筒形に形成されてい
る。カバー部１２は、アーム支持部１１の基端側から径
方向外向きに延びてアーム支持部１１の外周を囲むよう
に形成されている。ボルト取付片１３は、カバー部１２
の外周に径方向外向きに張り出し形成されている。この
支軸１は、アルミニウム合金などを用いたダイカスト成
形により製作される鋳造品からなり、前述のアーム支持
部１１の外周面の形状は、成形金型の抜き勾配に対応し
ている。

【００２０】アーム２は、支軸１のアーム支持部１１に
回動可能に取り付けられるもので、一端にボス部２１
が、他端にプーリ支持部２２が形成されている。ボス部
２１は、支軸１のアーム支持部１１の外周にすべり軸受
７を介して回動可能に外嵌される。プーリ支持部２２
は、ボス部２１の突出方向と逆向きに突設されている。
このアーム２も、上記支軸１と同様、アルミニウム合金
などを用いたダイカスト成形により製作される鋳造品か
らなる。なお、前述のすべり軸受７は、截頭円筒状に形
成されているとともに、肉厚が大径部から小径部に向け
て漸次厚く設定されたブッシュからなり、例えば商品名
ポリアミド４６などの合成樹脂により形成されている。

【００２１】テンションプーリ３は、アーム２のプーリ
支持部２２に転がり軸受９を介して回転自在に軸支され
るもので、プレス材から製作されている。このテンショ
ンプーリ３は、アーム２のプーリ支持部２２に螺着され
たボルト８ａにより抜け止め状態に取り付けられてい
る。なお、前述の転がり軸受９は、テンションプーリ３
の内周面とアーム２のプーリ支持部２２の外周面との間
に圧入の状態で嵌合されており、この転がり軸受９に対
して水分や異物がかからないようにするために、プーリ
支持部２２の先端に軸受保護カバー１０が取り付けられ
ている。

【００２２】ねじりコイルバネ４は、支軸１のアーム支
持部１１の外周面およびアーム２のボス部２１の外周面
と支軸１のカバー部１２の内周面との間の環状空間にそ
れぞれの面に対して非接触でねじり圧縮された状態で配
設されている。このねじりコイルバネ４は、そのねじり
復元力によりアーム２を一回転方向（図１では反時計方
向）に向けて付勢し、また、その軸方向の伸張復元力に
よりアーム２のボス部２１を摩擦板５に押し付けてボス
部２１に対して摩擦抵抗を付与する。このねじりコイル
バネ４の両端側には径方向外向きに屈曲された屈曲部４
１，４２が一体的に設けられており、これらの屈曲部４
１，４２が支軸１の底部に設けられたスリット状の切欠
き１４とアーム２のボス部２１に設けられたスリット状
の切欠き２３とにそれぞれ係止されている。

【００２３】摩擦板５は、アーム２のボス部２１の前端
面と、支軸１のアーム支持部１１の先端側にボルト８ｂ
により固定される摩擦板押さえ板６との間に挟まれた状
態で設けられており、ねじりコイルバネ４の伸張復元力
によりボス部２１と摩擦板押さえ板６とに対して所要圧
力で押し付けられることによりアーム２のボス部２１に
対して回動抵抗を与えるものである。なお、前述の摩擦
板押さえ板６は、例えば構造用圧延鋼板をプレス成形し
て製作されるものからなり、支軸１のアーム支持部１１
に対して回り止め状態に固定されることによりアーム支
持部１１と一体になっている。この実施形態では、摩擦
板押さえ板６の円周数カ所に摩擦板５からの摩耗粉を溜
めて外部へ排出する凹部６１が設けられている。

【００２４】以上説明したオートテンショナＡでは、ベ
ルトＢの張力の緊張・弛緩の変動に応じたテンションプ
ーリ３の動きを許容しつつ、ベルトＢからの振動や衝撃
を減衰するようにテンションプーリ３の動きを規制する
機能を有する。

【００２５】つまり、ベルトＢの張力が比較的緩やかに
変化した場合の動作を説明する。ベルトＢの張力が緩や
かに減少したときには、ねじりコイルバネ４のねじり復
元力（周方向の付勢力）によりアーム２およびテンショ
ンプーリ３が図１の左側に傾動して、ベルトＢの張力が
一定に保たれる。一方、ベルトＢの張力が緩やかに増加
したときには、ねじりコイルバネ４のねじり復元力に抗
してアーム２およびテンションプーリ３が図１の右側に
傾動して、ベルトＢの張力が一定に保たれる。なお、ベ
ルトＢの張力変化は、環境の温度変化や経時的な伸縮変
化等によって発生する。

【００２６】そして、オートテンショナＡに対してベル
トＢから激しい振動や衝撃が加わった場合、テンション
プーリ３を支持しているアーム２のボス部２１にその振
動や衝撃が伝わるが、ねじりコイルバネ４の伸張復元力
（軸方向の付勢力）によりアーム２のボス部２１を摩擦
板５に押し付けて摩擦抵抗を発生させているので、振動
や衝撃が吸収、減衰されることになって、アーム２の不
要な揺動を抑制する。これにより、テンションプーリ３
の位置が実質的に変化しなくなり、ベルトＢに対するテ
ンションが一定に保たれる。

【００２７】ここで、本発明の特徴を説明する。つま
り、上述したようなオートテンショナＡでは、テンショ
ンプーリ３をオフセット配置している構造の関係より、
テンションプーリ３に作用するベルトＢの荷重がアーム
２を傾かせるモーメントとして働き、これによって摩擦
板５の円周上の所要角度領域に荷重が集中して作用する
ようになる。前述の領域は、図１においてドット模様を
付して示すように、おおむね、９０〜１８０度の角度範
囲になることが判っている。

【００２８】このようなことを考慮し、摩擦板５を下記
するような構造にしている。この実施形態での摩擦板５
は、図３および図４に示すように、その円周等配の数カ
所に厚み方向（軸方向）に貫通する貫通孔５１が設けら
れており、この貫通孔５１それぞれに、摩擦板５の厚み
とほぼ同一の直径を有する転動体としての玉５２が１つ
ずつ収納された構造になっている。この摩擦板５は、従
来技術で説明したものと同様、クラッチフェーシング
材、ブレーキライニング材あるいはブレーキパッド材な
どで形成される。また、前述の玉５２は、摩擦板５、ア
ーム２のボス部２１ならびに摩擦板押さえ板６よりも硬
質に設定されている。ちなみに、摩擦板５は、ロックウ
ェル硬さ〔ＨＲＲ〕で１０〜８０好ましくは５０に、ア
ームのボス部２１は、ビッカース硬さ〔Ｈｖ〕で７９〜
１１０好ましくは８５に、摩擦板押さえ板６は、ビッカ
ース硬さ〔Ｈｖ〕で１５０〜３５０好ましくは２００に
設定される。これに対して、前述の玉５２は、例えば炭
素鋼または軸受鋼の表面を硬化したものあるいはセラミ
ックス材などで形成し、ビッカース硬さ〔Ｈｖ〕で例え
ば５００〜９００好ましくは７００に設定される。この
玉５２は、例えば転がり軸受に用いられる転動体をその
まま流用することができる。

【００２９】このように摩擦板５を構成し、上述したオ
フセット配置に起因する荷重を玉５２で負担させること
により、耐荷重性を高めるようにしているので、摩擦板
５の前記領域にオフセット配置に起因する荷重を作用さ
せにくくすることができる。これにより、摩擦板５にお
いて荷重集中する領域が必要以上に摩耗することを抑制
できるようになるとともに、アーム２に対して適正な摩
擦抵抗を付与できるようになって振動、衝撃を減衰する
機能を安定に発揮させることができるようになる。

【００３０】しかも、玉５２、摩擦板５、アーム２のボ
ス部２１ならびに摩擦板押さえ板６の硬度を上述したよ
うに管理していることによって、図４（ａ）の状態から
図４（ｂ）の状態にと、摩擦板５の摩耗が進行したとき
に、玉５２がアーム２のボス部２１または摩擦板押さえ
板６を塑性変形させて食い込みやすくなる。それによっ
て、摩擦板５の摩耗が進行したときに、摩擦板５が浮い
て非接触となる領域ができるのを回避できるようになっ
て、摩擦板５とアーム２のボス部２１および摩擦板押さ
え板６との接触状態をほぼ均等にさせることができるな
ど、アーム２に対して付与する摩擦抵抗を安定に保つこ
とができるようになる。

【００３１】なお、本発明は上述した実施形態のみに限
定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられ
る。

【００３２】（１） 上記実施形態では、玉５２の直径
寸法を摩擦板５の肉厚寸法とほぼ同一に設定している
が、若干小さく設定してもよい。

【００３３】（２） 上記実施形態では、摩擦板５の全
周の複数カ所に玉５２を収納配設するようにした例を挙
げているが、少なくとも荷重集中しやすい所要角度領域
のみに、玉５２を配設するようにしたものも本発明に含
まれる。また、玉５２の配置についても任意である。こ
の場合でも、摩擦板５の偏摩耗防止に十分な効果を発揮
する。しかし、上記実施形態のように全周に設けた構成
の場合、摩擦板５の組み付け時に方向性が限定されずに
済むなど、組み付けが容易となる。

【００３４】（３） 上記実施形態では、摩擦板５の貫
通孔５１に玉５２を収納しているが、この玉５２の代わ
りに、例えば図５に示すような円柱形のころ５３を収納
するようにしてもよい。この場合、ころ５３の形状に合
わせて、貫通孔５１の形状を平面視ほぼ長方形にしてい
る。この場合も、上記実施形態と同様に、ころ５３が荷
重を負担して摩擦板５にかかる荷重を軽減させることが
できる。また、摩擦板５の摩耗に伴いころ５３がアーム
２のボス部２１を塑性変形させる点も同じである。

【００３５】（４） 上記実施形態では、すべり軸受７
の肉厚を軸方向で可変した構成を例に挙げているが、肉
厚を均一にしたものとすることができる。また、このす
べり軸受７の素材についても、所要のすべり性と耐荷重
性と耐摩耗性を有するものであればよく、種々な合成樹
脂材や金属材とすることができる。特に、金属材とする
場合は、焼結金属に潤滑油を含浸させたものとしてもよ
い。

【００３６】（５） 上記実施形態では、摩擦板押さえ
板６に摩耗粉を溜めて排出するための凹部６１を設けた
構成を例に挙げているが、この凹部６１を設けていない
ものも本発明に含まれる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の請求項１ないし４のオートテン
ショナでは、摩擦板において少なくともテンションプー
リのオフセット配置に起因する荷重が加担される領域
に、充分な耐荷重性を持たせるようにして、オフセット
配置に起因する荷重を摩擦板に対して加担させにくくし
ている。また、アームの揺動動作時においては転動体が
転動して荷重を受けるので、アームの支持剛性が向上
し、結果的に摩擦板の耐摩耗性が向上することになる。
これにより、摩擦板において過大な荷重が作用する領域
が必要以上に摩耗することを抑制できるようになるとと
もに、アームに対して適正な摩擦抵抗を付与できるよう
になって振動、衝撃を減衰する機能を安定に発揮させる
ことができるようになる。したがって、摩擦板の機能を
損なうことなく、摩擦板の耐久性すなわち寿命を向上で
きるなど、ランニングコストの低減に貢献できる結果と
なる。しかも、従来のように摩擦板の摩擦係数を低くす
る対策のように各部を補強する必要がないので、材料コ
ストが増大するといった不具合も生じない。

【００３８】特に、請求項４では、摩擦板の摩耗が進行
すると、転動体がアームまたは支軸を塑性変形させて食
い込む形態になりやすくなって、摩擦板の全面がアーム
および支軸に対してほぼ均等に接触した状態を保つこと
になるので、アームに対して付与する摩擦抵抗を安定に
保つことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のオートテンショナの正面
図

【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図

【図３】同実施形態の摩擦板の分解斜視図

【図４】同実施形態の摩擦板の摩耗進行に従う状態変化
の過程を示す要部断面図

【図５】摩擦板の他の実施形態を示す斜視図

【符号の説明】

Ａ オートテンショナ Ｂ ベルト １ 支軸 １１ アーム支持部 １２ カバー部 ２ アーム ２１ アームのボス部 ２２ プーリ支持部 ３ テンションプーリ ４ ねじりコイルバネ ５ 摩擦板 ５１ 摩擦板の貫通孔 ５２ 貫通孔に収納される玉 ６ 摩擦板押さえ板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能
   に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢されるア
   ームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配置
   された状態で回動可能に支持されるテンションプーリ
   と、アームの一端側と支軸との間に配設されアームに回
   動抵抗を付与する摩擦板とを備え、 前記摩擦板において少なくともテンションプーリのオフ
   セット配置に起因する荷重が加担する領域に、転動体が
   アームの回動方向に転動可能に設けられている、ことを
   特徴とするオートテンショナ。
2. 【請求項２】 固定の支軸と、一端側が支軸に回動可能
   に支持された状態で他端側が一回転方向に付勢されるア
   ームと、アームの他端側に支軸に対してオフセット配置
   された状態で回動可能に支持されるテンションプーリ
   と、アームの一端側と支軸との間に配設されアームに回
   動抵抗を付与する摩擦板と、アームの一端側と支軸との
   間に配設されアームに対して回転付勢力を与えるととも
   に摩擦板とアームの一端側および支軸との接触圧を強め
   るねじりコイルバネとを備え、 前記摩擦板において少なくともテンションプーリのオフ
   セット配置に起因する荷重が加担する領域に、転動体が
   アームの回動方向に転動可能に設けられている、ことを
   特徴とするオートテンショナ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のオートテンシ
   ョナにおいて、前記転動体が玉からなり、摩擦板の前記
   領域に当該摩擦板の両摺動面間にまたがって設けられる
   貫通孔に対して収納されるものである、ことを特徴とす
   るオートテンショナ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のオ
   ートテンショナにおいて、前記転動体が、摩擦板および
   アームにおける摩擦板との摺動面よりも硬質とされるも
   のである、ことを特徴とするオートテンショナ。