JPS5865357A - ベルト緊張装置 - 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】 この発明は動力伝達無端状物用緊張装置に関する。

無端式の可撓チェノおよびベルト用緊張装置が必要なこ
とは長い間認められてきた。一定張力を維持することの
必要性は、ゆるみ状態が発生すると駆動装置および従動
滑車に対するベルトの滑シを起し、かつベルトを加熱さ
せて破損させるから、可撓ベルトにおいて特に−大きい
。

自動車を小型化する最近において、車輌ニンジンを横向
きに配置する傾向が発生してきた。

このようなエンジンの向きは、エンジンの補助機械類お
よびこれらの駆動装置と同様に、エンジンの端部におけ
る利用し得る空所の大きさを減少する。この結果補助機
械駆動システムにおいて、駆動滑車、およびすべての従
動滑車は１つの共通な横方向平面に取付けられ、かつ動
力は単一の無端式動力伝達ベル）Ｋよって従動滑車のそ
れぞれに伝達される。このことＫついては、米！ｉ特許
＃Ｉ３，９５１，００６号を参照されたい。

このようなシステムおよびそれに用いられるベルトは、
一般にベルトの走行経路の形状から云って蛇行ベルトと
称される。この発明に係るベルト緊張装置は、多くの型
式のチェノ、およびベルト駆動システムとともに使用で
きるが、蛇行ベルト駆動システムときもに使用されＬ場
合に特に有効であり、本書ではこの例について述べる。

・改良屋緊張装蓋の需要は、動力が車輛エンジンから３
つ又は４つというような数のエンジン補助機械に伝達さ
れる蛇行駆動システムの場合において％に強調され、各
補助機械はエンジンによって発生された衝撃および振動
に重なった衝撃およびある特定のノ臂ターンの振動をベ
ルトに誘導する。

一般にベルト緊張装置は車輪エンジンに固定された第１
部材、および第１部材に対して回転可能な第２部材を含
むものである。第２部材はベルトと係合し、かつ緊張力
をベルトに与える緊張滑車、又は他の部材を含む。理想
的Ｋｔｉ、ベル・ト緊張装置は、緊張滑車が常にベルト
張力を維持するために、正しい偏倚力、例えば６８．１
に４（１５０ｔｂ）で係合するように作動しなければな
らない、このことは、上述の種々の衝撃や振動が変動し
かつ予測できない振動数において、および変動振幅にお
いてベルトに伸縮を与え、る蛇行システムの場合におい
て特に困難である。

従来型のベルト緊張装置の最本簡嗅な形式の本のは、ベ
ルトに対する緊張滑車の偏倚力を一定に維持することを
意図して、第１ｆＢ材に対して第２部材を回転可能に偏
倚するために単にコイルばねのような部材を含むに過ぎ
ない、この例としては米国特許第３，３７４，６８６号
をあげることができる。しかし、ベルトに伝達されたな
んらかの衝撃、又は振動の振動数が、このばねの共振振
動数の１つと合致すると、このばねはベルトの外向き運
動に応答してベルトから緊張滑車を離反させ、ベルトに
甚しいゆるみ状態を生せしめる。

従って、この発明の目的の１つは、ベルトによって緊張
装置に伝達される衝撃、および振動に抵抗し、かつこれ
を減衰する部材を含む緊張装置を提供“するにある。

従来装置の主要な他の形式のものは、纂１、第２部材間
に配置されたエラストマ物質を含むベルト緊張装置であ
る。この例については、米国特許第３．９　ｉ　ｓ、ｅ
　ａ　ｓ号を参照されたい、このような緊張装ｆにおい
て、エラストマ物質の一部募は第１部材に取付けられ、
他の部分は第２部材に取付けられる。緊張装置を装着し
たとき、第１１第２部材は互いに相対的に変位さ机、こ
れＫよってエラストマ物質に予備負荷を与えるから、こ
のエラストマ物質はベルトに初期偏倚作用を加え、同時
にベルトによって伝達される衝撃および振動に抵抗する
。理論的には、このような緊張装置は＃１ぼ満足できる
ものである。

しかし、熱および経年効果によってもし、エラストマ物
質が弛緩又は劣化すれば、その衝撃抵抗能力が悪化する
ばかりでなく、ベルトに対して加えられた初期偏倚力、
従ってベルト張力は実質的に変動する。

従ってこの発明の目的は、初期ベルト張力を発生すると
ともに、予測される衝撃および振動に対する抵抗を長期
間にわたって維持することができるベルト緊張装置を提
供するＫある。

従来型装置の最後の形式のものはマグナインダストリズ
社（Ｍａｇｎａ　Ｉｎｄｕａｔｒｉｅｓ、　Ｉｎｃ、　
Ｉ　Ｋより重版され九装置によって代表され、この装置
は第１、第２部材はそれぞれウレタン可塑材のよう表材
料で造られた比較的薄い摩擦板と摩擦係合する。このよ
うな緊張装置の主な不利点は、静的摩擦（第２部材の回
転に対する初期抵抗）が動的摩擦（第２部材がひとたび
移動し始めたとき、この部材の回転に対する抵抗）より
も比較的高いことである。そのうえ、隣接する部材のい
ずれかと摩擦板との摩擦係合に変動が生ずると、緊張装
置の衝撃および振動減衰能力を実質的に変化させる。

従って、この発明の目的社、静的状ｌＩにおいて比較的
運動抵抗が低く、かつ動的状＠ＩＩｃおいて比較的運動
抵抗が高い、換言すれは連動抵抗が一般に振動数又は速
度に比例する性質を有するベルト緊張装置を提供するｋ
ある。

この発明の上記および他の目的は、ニンジンに固定され
、かつ第１回転軸線をもつ第１部材と、第１回転軸線の
まわりで第１部材に対し、て回転可能に取付けられた第
２部材とを含む改良型ベルト緊張装置を提供することに
よって達成される。第２部材は第２回転軸線をもつ半径
方向に延びるアーム部分を含む、緊張滑車は第２回転軸
線のまわりで回転するようにアーム部分に回転可能に取
付けられ、この滑車はベルトと係合する。偏倚部材は第
１部材に着座した第１部分と、第２部材に着座した第２
部分とを含み、アーム部分を第１部材に対して一回転方
向に偏倚し、これによって緊張滑車をベルトに対して偏
倚してベルト張力を生じさせる。＃！１％＄２部材は第
１、第２環状表面をもち、これらの間に剪断空所を形成
する。この剪断空所は、その中に存在する粘性流体に応
答して、纂１部材に対する第２部材の回転に抵抗する粘
性剪断抵抗を発生する。この粘性剪断抵抗は、第１部材
に対する第２部材の回転速度の関数として発生される。

第１図はこの発明が適用される典型的な車輪エンジンを
示す、クランク軸滑車１３から櫂数のエンジン補助機械
に蛇行ベルト１１を用いて動力を伝達するＶ−６型自動
車用エンジンを示す、巣なる例止して示すが、これらの
補助機械は動力かじ取１／ンゾ滑車１５、交流発電機滑
車１１、空調用圧縮機滑車１９、および水Ｉンゾ滑車２
１である。各滑車１３．１５．１７．１９゜３１はエン
ジンに対して適正に支持され、この実施例では、１つの
垂直平面内でベルト１１が作動するように、各構成機械
に結合される。

ベルト緊張装置２３は滑車１５と滑車１７との間に配電
され、ベルト１１と係合して滑車１５゜１７に対する適
切な巻付きを提供する。

第２．　［３−図において、緊張装置２３は４つの主Ｊ
！！部分、即ち固定第１部材２５、回１県２部材２７、
偏倚ばね２９、および緊張滑車（アイドラ）３１を含む
ことが判る。

次に主として菖４図において、１ｇ１部材２ｓは環状り
ム３４、中央開口３５および第１回転軸線３７を含む。

軸部材３９が開口３５内に収容され、一体形成の肩部分
４１を含む、軸部材３９はスタッド部分４３において開
口３５に隣接した終端をもち、スタッド部分４３Ｆｉエ
ンジンに取付けられたゾラケッ）（ｗＬＪ図において破
線で示す）に形成された開口を貫通する１組立段階にお
いて、緊張装置２３の方向づけはゾラケットに形成され
た別の開口内に受入れられた位置決め一ス４４によって
達成される。

第２部材２７は軸部材３９のまわシに配置されたほぼ円
筒形のハウジング４５を含む、第２部材２７はまたハウ
ジング４５と一体形成を好適とする半径方向に延びるア
ーム部分４７を含む、仁のアーム部分４７は第２回転軸
線５１をもつ前方（１１４ｍの下方向）Ｋ延びる円筒形
−ス部分４９を含む、アーム部分４７はさらに後方に延
びる停止部分５３を含み、こ０機能については以下に述
べる。

次に、第４．第５図において、偏倚ばね２９はリム３４
に形成された切欠きシＬ内に受入れられた末端１１１部
分５５を含む、偏倚ばね２９は別の末端第２部分５９を
含み、これは停止部分５３と当接するから、ばね２１１
はアーム部分４７を第１．籐２図において下向きに偏倚
する。

再び第４図において、緊張滑車３１が軸線５１の壕わ）
Ｋ回転するように一ス部分４９に配電される。　ＷＬ、
嘩滑車３１は４ルト１１の背側部ちＶ字形切込みの反対
側で係合するが、滑車１３゜１１Ｓ、１７．１９はＶ字
形切込みを含む側で係合する。

さらに第４図において、１対のナイロンスリーｆｌｌｏ
、６１が軸部材３９の外周と、ハウジング４ｓの内周と
の間に配置される。ゴム製０リンダ６３がスリーｆｓｓ
、ａｘ関に配置され、これは軸部材５ｓｏｔわりに形成
された溝内に着座する＊　０９７　／　１！　１の機能
は以下の説明から明らかに１にるであろう１円板状部材
６ｓが軸部材Ｓ―の線端に受入れられ、かつ軸３９０転
圧部分６１１にどによって固定されている。

ハウジング４ｓは円板状部材６！ｓと同心の環状室６９
を有する。室６９は力Ａ一部材７１および０リングシー
ル７３によって密封され、ハウジング４５はカッ々一部
材７１をハウジング４５に対して保持するために転圧部
分７５をもっている０円板状部材６５と環状室６９との
間の空所は、極めて粘度の高い液体シリコンのようなΦ 粘性流体で充たされる剪断空所を形成している。

第２部材２７が第１部材２５に対して回転し始めると、
剪断空所内に存在する粘性流体は、粘性剪断抵抗を生じ
て第２部材２７０回転に抵抗する。さらに詳しくは、剪
断、空所は円板状部材６５の１方表面と、カッ−７１の
隣接表面との間の空所、部材６５の後方表面とハウジン
グ４５の隣接する表面との間の空所、および部材６Ｂの
外周表面とハウジング４８のこれと隣接する円線形表面
との間の空所を含む。

一次に第６図において、この発明の若干の有用な性質に
ついて振動数的抵抗トルクグラフに関連して述べる。緊
張滑車３１の運動の振幅は一般に一定と考えられるから
、＃Ｉ６図に示す振動数は、円板状部材６ｓとノ・ウジ
ング４Ｓとの間の相対回転速度を、および剪断速度を示
すことが判る。

第６図のグラフは第２図乃至第５図に示す緊張装置にお
ける振動数の関数として抵抗トルク・をあられしたもの
であり、液体シリコンの既知の剪断特性を基礎として、
粘性剪断抵抗からのみ生ずる抵抗トルクを示すために数
学的に求めたものである。第６図に示す抵抗トルクは、
ノーウジング４５とＯリングシール６３とが係合するこ
とによって起るような機械的摩擦から生ずる抵抗トルク
は考慮に入れていない。粘性剪断技術分野における尚業
者にはよく知られているように、第６図のグラフは、粘
性剪断抵抗および発生する抵抗トルクが一般に相対剪断
表面の運動の振動数（速度）Ｋ比例することを示す。

第６図に示すこの特定の振動数対トルクグラフは、１０
０，０００ｃｓｔの粘度を４つ流体に対するものである
。

よって第６図のグラフから、緊張滑車３１の運動の振動
数が増大すると、滑車３１をベルト１１から離反させよ
うとする傾向を増大し、抵抗トルクは比例的に増大【２
てこのような離反を起す機会を減少する。粘性剪断技術
分野における当業者には既知のように１抵抗トルクは流
体粘度および剪断面積と同様に振動数（剪断速度）Ｋ比
例する。ゆえに％当業者の知識の範囲内では、任意所望
の使用目的に対して所望の抵抗トルクを達成するために
は、上記の因子の１つ以上を変化しなければなら々いと
信じられている。

次に第７．第８図に示すこの発明に係る別種実施例にお
いて、剪断面積は実質的に増大され、これによって流体
粘度を実質的に減少することを可能にさせ、同時に最初
の実施例におけるものと同じ抵抗トルクを達成するよう
に構成されている。′″第７．第８図の実施例において
、同様な要素には同一数字を付し、新規又は相違する要
素には８０以上の数字を付す。

この奥、細別において、軸部材３９はその前方端を長方
形突起５１１１として形成する。複数の環状板８３が突
起部８１のまわりに配置され、各環状板８３は長方形開
口８５を有し、この開口８Ｂを突起部８１が通過する。

ハウジング４ｓは複数の軸方向内孔８７を含み、各内孔
８７内に一ン８９が配設される。複数の環状板９１が板
８３と互いに入組み関係で配置され、各板９１は半円形
切込み９３を有し、この中に一ン８９を受入れる。゛ゆ
えに、板８３は軸３９に対して回転方向に固定されＪ板
９１はノ１ウジング４５に対して回転方向に固定される
ことが明らかである。第７．第８図の実施例における総
剪断面積は、最前方板８３とカッ々−７１の隣接表面と
の間の重なシ面積と同時に、各対の隣接板８３゜９１間
の重なり面積を含むから、第４図の実施例のものよりも
実質的に大きいことが明らかであゐ。

轟業者の知識内で、この明細書を読みかつ理解すること
によって、この発明の種々の他の変形構造を提供でき為
ことか考えられ、かつこのような変形構造は−すべてこ
の発明の特許請求の範囲内にある限り、この発明の部分
として含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るベルト緊張装置の１実施例を取
り付けた蛇行、ベルト駆動システムを用いる車輛エンジ
ンの正面図、第２図はこの発明に係る緊張装置を示す第
１図の一部拡大正面図、第３図は第２図の左方から見た
側面図、第４図は第２図の線４−４に沿ってとられた拡
大断面図、第５図ｉｉ第４図の線５−５に沿ってとられ
た断面図、第６図は既知の振幅にわたる運動の振動数（
Ｈり対抵抗トルクＮｎ、／１ｂｓ）のグラフ、１ＩＥ７
図はこの発明の他の実施例の第４図と類似の一部拡大断
面図、第８図は第７図の線８−８に沿った断面図である
。 １１゛・・・蛇行ベルト１３・・・クランク軸滑車１５
・・・動力かじ取シポンゾ滑車　　　　　　　　′１７
・・・交流発電機滑車　　１９・・・空調圧縮機滑車２
１・・・水Ｉンプ滑車　　　２３・・・ベルト緊張装置
２５・・・固定＃１１部材　　　　２７・・・回転第２
部材２９・・・偏倚ばね　　　　３１・・・緊張滑車３
３・・・環状板部材　　　３５・・・中央開口３７・・
・第１回転軸＠　　　ＳＯ・・・軸部材４Ｂ・・・ハウ
ジング　　　４７・・・アーム部分４９・・・ゼス部分
　　　　５１・・・第２回転軸線５５・・・第１部分　
　　　５９・・・第２部分６５・・・円板状部材　　　
６９・・・環状室ボＩ」臥（Ｈ２，） ＦＩＧ、８ 手続補正書（方側 昭和ｓ７年１１月１５日 特許庁長官若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年　特　許　願第１３５１１１５号２、発明の
名称 ベルト緊張装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、４４１１４　　オハイオ。 クリーブランド、イアリビエー　プ→ザ　１０６番地名
　称　イートン　コーーレーシ田ン 代表者　レスリー　エッチ、ブレイア−４４代　理　人 図　　　　面 図　　　　　面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】、　駆動滑車および複数の従動滑車と、前記滑車と組
   合わされ九無端式動力伝達ベルトとを含む（ルト緊張装
   置において、エンジンに固定され、かつＩｔ！１回転軸
   線をもつ第１部材と、第１回転軸線のまわシで菖１部材
   に対して回転可能に取付けられ、かつ第２回転軸線をも
   つ半径方向に延びるブーム部分を含む第２部材と、無２
   回転軸線のまわりに回転するため、前記ブーム部分に回
   転可能に取付けられ、かつ動力伝達ベルドとに係合する
   緊張滑車と、［１部材に着座し九Ｍ１部分および第２部
   材に着座した第２部分を含み、第２部材のブーム部分を
   一回転方向に偏倚し、これによって緊張滑車を動力伝達
   ベルトに対して偏倚して鋏ベルトに張力を生じさせる偏
   倚部材とを具え、第１．第２部材が蕗Ｊ１第２環状表面
   をもち、この第１、＠２珊状表面関に剪断空所を形成し
   、この剪断空所が該空所内に存在する粘性流体に応答し
   て、第１部材に対する第２部材の回転に抵抗する粘性剪
   断抵抗を発生するように作用し、この粘性剪断抵抗がｌ
   Ｉ４１部材に対する第２部材の回転速度の関数として発
   生されることを特徴とするベルト緊張装置。 ２、　第１部材が第１墳状表面をもつ円板状部材を含む
   特許請求の範囲ｔ４１項記載のベルト緊張装置。 ３、　前記纂２部材が円板状部材と同心に配置された環
   状基を含み、この環状基が篤２ｆＩｉ状表面をもってい
   る特許請求の範囲第２項記載のベルト緊張装置。 ４、　偏倚部材がばね部材からな９、ベルト張力がこの
   ばね部材によってのみ生じさせられる特許請求の範囲第
   １項−記載のベルト緊張装置。 ５、　１つの共通平面内に配置された駆動滑車および複
   数の従動滑車と、曲記滑車と組合わされた動力伝達ベル
   トとを含むベルト緊張装置において、エンジーンに固定
   されて第１回転軸線をもち、かつ第１剪断表面を屯つ少
   くと−１つの円板状部材を含む第１部材と、１ｆＥ１回
   転軸線のまわりで第１部材に対して回転可能に取付けら
   れ、かつ円板状部材と同心的に配替された環状室を含み
   、この環状室がＩＲ１剪断表面に対して近接した第２剪
   断表面をもち、これら両表面間に剪断空所を形成するは
   げ円筒形部分を含み、さらにベルト係合部分を含む半径
   方向に延びるアーム部分を含む第２部材と、・第１部材
   に着座した萬１部分および纂２部材に着座した第２部分
   を含み、第２部材のアーム部分を８１部材に対して一回
   転方向に偏倚し、これｋよってベルト係合部分を動力伝
   達ベルトに対して偏倚してベルト張力を生じさせる偏倚
   部材とを具え、前記剪断空所が該空所内に存在する粘性
   流体に応答して、ｗ４１部材に対する謔２部材の速かな
   回転運動に抵抗すゐ粘性剪断抵抗を発生し、これＫよっ
   て第２部材の回転に抵抗する力が一般に第１１第２部材
   の相対回転位置と無関係となっていることを特徴とする
   ベルト緊張装置。 ６　第１剪断表面が、第１回転軸線に対【７て横方向に
   延びる円板状部材の前後表面と、外周表面とからなる特
   許請求の範囲第５項記載のベルト緊張装置。 ７゜　第２部材が本体部分およびカッ々一部分を含み、
   本体部分が円板状部材の後方表面と隣接ン して配置された横方向表面、および円板状部材の外周表
   面に隣接した円筒形表面をもっている特許請求の範囲＃
   ！６項記載のベルト緊張装置。 ８、　力／セ一部分が円板状部材の前方表面に隣接して
   配置された横方向表面をもち、第２剪断表面が本体部分
   および力／饗一部分の横方向表面および本体部分の円筒
   形表面を含む特許請求の範囲第７項記載のベルト緊張装
   置。 ９、　無端式動力伝達部材の緊張装置において、エンジ
   ンに固定され、かつ第１運動軸線をもつ第１部材と、第
   １運動軸線のまわ抄で第１部材に対して運動するよう忙
   取付けられ、かつ第２運動軸線をもつ部分および前記動
   力伝達部材と係合し、かつ第２運動軸線に対して可動な
   係合部分を含む第２部材と、第１部材に着座し九第１部
   分および第２部材に着座した第２部分を含ケ、保合部分
   を動力伝達部材に対して偏倚して動力伝達部材に張力を
   発生する偏倚部材とを具え、第１、第２部材が第１％＃
   Ｉ２剪断表面をもち、第１、第２剪断表面間に剪断空所
   を形成し、この剪断空所が皺空所内忙存在する粘性流体
   に応答して、謳１部材に対する第２部材の運動に抵抗す
   る粘性剪断抵抗を発生し、この粘性剪断抵抗がほぼ第１
   部材に対する第２部材の運動速度に比例するようになっ
   ていることを特徴とする緊張装置。 １０、　　菖１運動軸線が回転軸線であシ、１Ｉ４２部
   材の運動が第１部材に対する回転運動である特許請求の
   範囲第９項記載“の緊張装ｆｊｊｔ６１１　　第２運動
   軸線をもつ部分が半径方向に延びるアーム部分であり、
   第２運動軸線が回転軸線であり、保合部分が第２運動軸
   線のまゎりに回転するように了−ム部分に取付けられた
   緊張滑車である特許請求の範囲第１０項記載の緊張装置
   。 １２、　　第１部材が第１剪断表面をもつ円板状部材を
   含み、薦２部材が第２剪断表面をもつ環状室を含む特許
   請求の範囲第１０項記載の緊張装置。 １３、　　第１部材が第１剪断表面をもつ第１の複数の
   円板状部材を含み、ＩＥ２部材が第２剪断表面をもつ第
   ２の複数の円板状部材を含み、第１、第２の複数の円板
   状部材が互いに差込み関係にある特許請求の範囲第１０
   項記載の緊張装置。