WO2023153305A1 - 補機ベルト用オートテンショナ、および補機駆動ベルトシステム - Google Patents

Abstract

揺動アーム（８）と第１のテンションプーリ（１４）と第２のテンションプーリ（１６）とを有し、揺動アーム（８）が揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を揺動アーム（８）に付与する揺動反力付与機構（１０）が組み込まれた補機ベルト用オートテンショナにおいて、揺動反力付与機構（１０）は、内周突起（２４）と外周突起（２７）とＣ形ばね部材（３２）とで構成されている。

Description

補機ベルト用オートテンショナ、および補機駆動ベルトシステム

　この発明は、主として、自動車エンジンの補機を駆動するベルトの張力保持に用いられる補機ベルト用オートテンショナ、およびその補機ベルト用オートテンショナを用いた補機駆動ベルトシステムに関する。

　近年、自動車エンジンの補機として、電動モータ（スタータ）と発電機（ジェネレータ）の両方の機能を兼ね備えたスタータジェネレータを搭載し、そのスタータジェネレータを、アイドリングストップ後のエンジン再始動時のスタータとして用いたり、車両走行中のエンジンの動力をアシストするための補助動力源として用いたりするマイルドハイブリッド車が増えている。

　マイルドハイブリッド車では、スタータジェネレータの回転軸に取り付けられたスタータジェネレータプーリと、クランクシャフトに取り付けられたクランクプーリと、クランクプーリとスタータジェネレータプーリとの間に巻き掛けられた補機ベルトとを有する補機駆動ベルトシステムが使用される。

　このスタータジェネレータを使用した補機駆動ベルトシステムは、通常運転時とスタータジェネレータ駆動時とで、補機ベルトの張り側と弛み側が入れ替わるという特徴を有する。すなわち、スタータジェネレータが発電機として作動する通常運転時は、クランクシャフトが駆動軸として回転し、クランクプーリが補機ベルトを介してスタータジェネレータプーリを駆動するので、スタータジェネレータプーリからクランクプーリに向かって走行する補機ベルトの部分が張り側となり、クランクプーリからスタータジェネレータプーリに向かって走行する補機ベルトの部分が弛み側となる。一方、スタータジェネレータが電動モータとして作動するスタータジェネレータ駆動時は、スタータジェネレータの回転軸が駆動軸として回転し、スタータジェネレータプーリが補機ベルトを介してクランクプーリを駆動するので、クランクプーリからスタータジェネレータプーリに向かって走行する補機ベルトの部分が張り側となり、スタータジェネレータプーリからクランクプーリに向かって走行する補機ベルトの部分が弛み側となる。

　このように、スタータジェネレータを使用した補機駆動ベルトシステムにおいては、通常運転時とスタータジェネレータ駆動時とで、補機ベルトの張り側と弛み側が入れ替わるという特徴がある。

　このような補機駆動ベルトシステムの補機ベルトの張力を保持するオートテンショナとして、本願の発明者らは、既に、特許文献１のものを提案している。特許文献１のオートテンショナは、揺動支軸と、その揺動支軸を支点として揺動可能に支持された揺動アームとを有する。揺動アームは、揺動支軸に対して互いに反対側に位置する第１の揺動端部と第２の揺動端部とを有し、第１の揺動端部には、第１のテンションプーリが回転可能に支持され、第２の揺動端部には、第２のテンションプーリが回転可能に支持されている。第１のテンションプーリは、クランクプーリからスタータジェネレータプーリに向かって走行する補機ベルトの部分に接触し、第２のテンションプーリは、スタータジェネレータプーリからクランクプーリに向かって走行する補機ベルトの部分に接触している。

　この特許文献１の補機ベルト用オートテンショナは、補機ベルトの張り側と弛み側が入れ替わったときは、揺動アームが全体として揺動することで、補機ベルトの弛みを吸収する。すなわち、第１のテンションプーリが接触する補機ベルトの部分が張り側となり、第２のテンションプーリが接触する補機ベルトの部分が弛み側となっているときは、第１のテンションプーリが補機ベルトから押し返される力により、揺動アームが全体として揺動し、その揺動によって、第２のテンションプーリが、弛み側となった補機ベルトの部分に押し込まれ、補機ベルトの弛みを吸収する。

　その後、補機ベルトの張り側と弛み側が入れ替わることで、第２のテンションプーリが接触する補機ベルトの部分が張り側となり、第１のテンションプーリが接触する補機ベルトの部分が弛み側となったときは、第２のテンションプーリが補機ベルトから押し返される力により、揺動アームが全体として逆向きに揺動し、その揺動によって、第１のテンションプーリが、弛み側となった補機ベルトの部分に押し込まれ、補機ベルトの弛みを吸収する。

　また、特許文献１の補機ベルト用オートテンショナにおいて、揺動アームの揺動支軸は、揺動アームに形成された支軸挿入孔に挿入されている。そして、支軸挿入孔の内周と揺動支軸の外周との間には、揺動アームが揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を揺動アームに付与する揺動反力付与機構が組み込まれている。この揺動反力付与機構を設けることにより、揺動アームの過度な揺動が抑えられ、補機ベルトの振動を効果的に吸収することが可能となっている。

特開２０２１－１５２４０７号公報

　ところで、特許文献１の補機ベルト用オートテンショナにおいては、揺動アームが揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を揺動アームに付与する揺動反力付与機構として、支軸挿入孔の内周にシュー部材を設け、揺動支軸の外周にカム部材を設け、そのシュー部材とカム部材の間の摩擦力を揺動反力として揺動アームに付与するように構成したものを採用したり、支軸挿入孔の内周と揺動支軸の外周との間にねじりコイルばねを組み込み、そのねじりコイルばねの一端を揺動アームに回り止めし、他端を揺動支軸に回り止めし、そのねじりコイルばねの弾性復元力を揺動反力として揺動アームに付与するように構成したものを採用したりしている。

　しかしながら、本願の発明者らが、特許文献１の補機ベルト用オートテンショナの実使用での耐久性等を評価したところ、シュー部材とカム部材の間の摩擦力を揺動反力として揺動アームに付与するように構成した場合は、シュー部材とカム部材が摩擦を繰り返すうちに、シュー部材とカム部材の間にフレッティング摩耗が生じ、その結果、シュー部材とカム部材の間の摩擦力が低下して揺動アームの揺動が大きくなり、補機ベルトの過度の振動や張力不足などを生じるおそれがあり、また、支軸挿入孔の内周と揺動支軸の外周との間に組み込んだねじりコイルばねの弾性復元力を揺動反力として揺動アームに付与するように構成した場合は、ねじりコイルばねの収容スペースを確保するために、支軸挿入孔の内周と揺動支軸の外周との間に軸方向長さの長い環状空間を設ける必要があることから、揺動支軸まわりの剛性が不足しやすく、耐久性を確保することが難しいという問題があることが分かった。

　この発明が解決しようとする課題は、補機ベルトの張り側と弛み側が入れ替わったときに、弛み側となった側の補機ベルトの部分の弛みを吸収することが可能であり、かつ、長期にわたり安定した性能を発揮することが可能な補機ベルト用オートテンショナを提供することである。

　上記課題を解決するため、この発明では、以下の構成の補機ベルト用オートテンショナを提供する。
　揺動支軸を支点として揺動可能に支持され、前記揺動支軸に対して互いに反対側に位置する第１の揺動端部と第２の揺動端部とをもつ揺動アームと、
　前記第１の揺動端部に回転可能に支持された第１のテンションプーリと、
　前記第２の揺動端部に回転可能に支持された第２のテンションプーリと、を有し、
　前記揺動アームには、前記揺動支軸が挿入される支軸挿入孔が形成され、
　前記支軸挿入孔の内周と前記揺動支軸の外周との間に、前記揺動アームが揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を前記揺動アームに付与する揺動反力付与機構が組み込まれた補機ベルト用オートテンショナにおいて、
　前記揺動反力付与機構は、前記支軸挿入孔の内周に形成された内周突起と、前記揺動支軸の外周の前記内周突起と対応する位置に形成された外周突起と、前記支軸挿入孔の内周と前記揺動支軸の外周との間を周方向に延び、その周方向両端で前記内周突起および前記外周突起を同時に周方向両側から弾性的に挟み込むＣ形ばね部材とで構成されていることを特徴とする補機ベルト用オートテンショナ。

　このようにすると、補機ベルトの張り側と弛み側が入れ替わったときは、揺動アームが揺動支軸を支点として全体として揺動することで、補機ベルトの弛みを吸収する。すなわち、第１のテンションプーリが接触する補機ベルトの部分が張り側となり、第２のテンションプーリが接触する補機ベルトの部分が弛み側となっているときは、第１のテンションプーリが補機ベルトから押し返される力により、揺動アームが揺動支軸を支点として全体として揺動し、その揺動によって、第２のテンションプーリが、弛み側となった補機ベルトの部分に押し込まれ、補機ベルトの弛みを吸収する。その後、補機ベルトの張り側と弛み側が入れ替わることで、第２のテンションプーリが接触する補機ベルトの部分が張り側となり、第１のテンションプーリが接触する補機ベルトの部分が弛み側となったときは、第２のテンションプーリが補機ベルトから押し返される力により、揺動アームが揺動支軸を支点として全体として逆向きに揺動し、その揺動によって、第１のテンションプーリが、弛み側となった補機ベルトの部分に押し込まれ、補機ベルトの弛みを吸収する。

　また、揺動アームに形成された支軸挿入孔の内周と、その支軸挿入孔に挿入された揺動支軸の外周との間に、揺動アームが揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を揺動アームに付与する揺動反力付与機構が組み込まれているので、揺動アームの過度な揺動を抑えることが可能となっている。

　ここで、揺動アームに揺動反力を付与する揺動反力付与機構は、支軸挿入孔の内周に形成された内周突起と、揺動支軸の外周の内周突起と対応する位置に形成された外周突起と、内周突起および外周突起を同時に周方向両側から弾性的に挟み込むＣ形ばね部材とで構成されている。この揺動反力付与機構は、揺動アームが揺動したときに、支軸挿入孔の内周の内周突起が、揺動支軸の外周の外周突起に対して周方向に移動し、その内周突起と外周突起とがＣ形ばね部材の周方向両端を周方向に押圧することで、Ｃ形ばね部材を拡径するように弾性変形させ、そのＣ形ばね部材の弾性復元力によって、揺動アームに逆向きの揺動反力を付与する。ここで、揺動アームに付与する揺動反力として、摩擦を用いた摩擦力ではなく、Ｃ形ばね部材の弾性復元力を利用しているので、摩擦によるフレッティング摩耗を防止することができる。また、揺動反力付与機構を構成するＣ形ばね部材と内周突起と外周突起とが軸方向に同じ位置に配置されているので、揺動反力付与機構の収容スペースを軸方向に短く抑えることができ、揺動支軸まわりの剛性を高めやすい。そのため、長期にわたり安定した性能を発揮することが可能である。

　前記Ｃ形ばね部材としては、前記支軸挿入孔の内周と前記揺動支軸の外周との間で径方向を板厚方向として周方向に延びるＣ形板ばね部と、前記Ｃ形板ばね部の周方向両端から径方向に曲げて形成された一対の径方向折曲片とからなるものを採用することができる。

　このようにすると、低コストでＣ形ばね部材を製造することが可能である。

　前記Ｃ形ばね部材としては、軸方向を板厚方向として周方向に延びるＣ形の金属板を軸方向に複数枚重ね合わせたものを採用することもできる。

　このようにすると、Ｃ形ばね部材の大きさをコンパクトに抑えながら、大きい揺動反力を発生することが可能となる。

　前記Ｃ形の金属板は、前記揺動支軸の外周のうち半周以上の部分に沿って周方向に延びる本体部と、前記本体部の周方向両端に一体に形成され、前記本体部よりも径方向幅が大きい拡大幅部とを有するものを採用することができる。

　このようにすると、本体部の径方向幅を抑えることで、Ｃ形ばね部材の弾性変形を円滑化するとともに、内周突起および外周突起を周方向両側から挟み込む部分（拡大幅部）の径方向幅を確保して、内周突起および外周突起に対するＣ形ばね部材の接触状態を安定させることが可能となる。

　前記揺動アームを、前記第１の揺動端部と前記支軸挿入孔とを有するメインアームと、前記第２の揺動端部を有するサブアームとで構成し、
　前記メインアームは、前記支軸挿入孔から見て前記第１の揺動端部の側とは反対側の端部にアーム関節軸を有し、
　前記サブアームは、前記アーム関節軸を支点として前記メインアームに揺動可能に連結され、
　前記第２のテンションプーリを前記第１のテンションプーリに近づける方向に前記サブアームを付勢するテンションスプリングを更に有する構成を採用することができる。

　このようにすると、テンションスプリングによって、第２のテンションプーリが第１のテンションプーリに近づく方向に付勢されているので、そのテンションスプリングの付勢力によって、第２のテンションプーリを補機ベルトに押し付けるとともに、その反力によって第１のテンションプーリも補機ベルトに押し付けることができ、これにより、摩擦伝動に必要な張力を補機ベルトに付与することが可能となる。

　また、この発明では、上記の補機ベルト用オートテンショナを用いた補機駆動ベルトシステムとして、以下の構成のものを提供する。
　スタータジェネレータの回転軸に取り付けられたスタータジェネレータプーリと、
　クランクシャフトに取り付けられたクランクプーリと、
　前記スタータジェネレータプーリと前記クランクプーリの間に巻き掛けられた補機ベルトと、
　前記補機ベルトに張力を付与する上記の補機ベルト用オートテンショナとを有し、
　前記補機ベルト用オートテンショナは、前記スタータジェネレータプーリの外周よりも径方向外側に前記揺動支軸の中心が位置するように配置され、
　前記第１のテンションプーリが、前記クランクプーリから前記スタータジェネレータプーリに向かって走行する前記補機ベルトの部分に接触して設けられ、
　前記第２のテンションプーリが、前記スタータジェネレータプーリから前記クランクプーリに向かって走行する前記補機ベルトの部分に接触して設けられている補機駆動ベルトシステム。

　この発明の補機ベルト用オートテンショナは、補機ベルトの張り側と弛み側が入れ替わったときは、揺動アームが揺動支軸を支点として全体として揺動することで、補機ベルトの弛みを吸収することができる。

　また、この発明の補機ベルト用オートテンショナは、揺動アームに付与する揺動反力として、摩擦を用いた摩擦力ではなく、Ｃ形ばね部材の弾性復元力を利用しているので、摩擦によるフレッティング摩耗を防止することができる。また、揺動反力付与機構を構成するＣ形ばね部材と内周突起と外周突起とが軸方向に同じ位置に配置されているので、揺動反力付与機構の収容スペースを軸方向に短く抑えることができ、揺動支軸まわりの剛性を高めやすい。そのため、長期にわたり安定した性能を発揮することが可能である。

この発明の第１実施形態の補機ベルト用オートテンショナを用いた補機駆動ベルトシステムの一例を示す正面図 図１のII－II線に沿った断面図 図１のIII－III線に沿った断面図 図３のIV－IV線に沿った断面図 図４に示す揺動アームが揺動角度αだけ揺動し、その揺動に応じてＣ形ばね部材が弾性変形した状態を示す図 エンジンが停止しているときの補機駆動ベルトシステムを模式的に示す図 通常運転時の補機駆動ベルトシステムを模式的に示す図 スタータジェネレータ駆動時の補機駆動ベルトシステムを模式的に示す図 この発明の第２実施形態を図３に対応して示す図 図７のVIII－VIII線に沿った断面図 図８に示す揺動アームが揺動角度αだけ揺動し、その揺動に応じてＣ形ばね部材が弾性変形した状態を示す図

　図１に、この発明の第１実施形態の補機ベルト用オートテンショナ１（以下、単に「オートテンショナ１」という）を用いた補機駆動ベルトシステムの例を示す。この補機駆動ベルトシステムは、スタータジェネレータの回転軸２に取り付けられたスタータジェネレータプーリ３と、クランクシャフト４に取り付けられたクランクプーリ５と、スタータジェネレータプーリ３とクランクプーリ５の間に巻き掛けられた環状の補機ベルト６（以下、単に「ベルト６」という）と、ベルト６に張力を付与するオートテンショナ１とを有する。エンジン作動中、スタータジェネレータの回転軸２とクランクシャフト４は、所定の方向（図では右回転方向）に回転する。

　オートテンショナ１は、揺動支軸７（図３参照）と、揺動支軸７を支点として揺動可能に支持された揺動アーム８とを有する。揺動支軸７は、スタータジェネレータプーリ３の外周よりも径方向外側に揺動支軸７の中心が位置するようにスタータジェネレータの回転軸２と平行に配置されている。また、揺動支軸７の中心は、ベルト６で囲まれる領域の外側に配置されている。揺動アーム８には、揺動支軸７が挿入される支軸挿入孔９（図３参照）が形成されている。支軸挿入孔９の内周と揺動支軸７の外周との間には、揺動アーム８が揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を揺動アーム８に付与する揺動反力付与機構１０（後述）が組み込まれている。揺動アーム８は、スタータジェネレータプーリ３の外周のうち半周を超える部分を取り囲むＣ形に形成され、揺動支軸７に対して互いに反対側に位置する第１の揺動端部１１と第２の揺動端部１２とを有する。

　第１の揺動端部１１には、揺動支軸７と平行な第１のプーリ軸１３を中心に第１のテンションプーリ１４が回転可能に支持され、第２の揺動端部１２には、揺動支軸７と平行な第２のプーリ軸１５を中心に第２のテンションプーリ１６が回転可能に支持されている。第１のテンションプーリ１４は、クランクプーリ５からスタータジェネレータプーリ３に向かって走行するベルト６の部分の外周面に接触し、第２のテンションプーリ１６は、スタータジェネレータプーリ３からクランクプーリ５に向かって走行するベルト６の部分の外周面に接触している。

　揺動アーム８は、メインアーム８Ａとサブアーム８Ｂとで構成されている。メインアーム８Ａは、第１のテンションプーリ１４を支持する第１の揺動端部１１と、揺動支軸７を収容する支軸挿入孔９とを有する。また、メインアーム８Ａは、支軸挿入孔９から見て第１の揺動端部１１の側とは反対側の端部にアーム関節軸１７を有し、そのアーム関節軸１７を支点としてサブアーム８Ｂが揺動可能に連結されている。アーム関節軸１７は、揺動支軸７と平行に設けられている。サブアーム８Ｂは、第２のテンションプーリ１６を支持する第２の揺動端部１２を有する。

　メインアーム８Ａは、スタータジェネレータプーリ３の外周のうち半周以上の部分と径方向に対向する形状を有する。メインアーム８Ａには、スタータジェネレータの回転軸２まわりの周方向の一端に第１のプーリ軸１３が配置され、スタータジェネレータの回転軸２まわりの周方向の他端にアーム関節軸１７が配置され、スタータジェネレータの回転軸２まわりの周方向に沿って第１のプーリ軸１３とアーム関節軸１７の間に支軸挿入孔９が配置されている。

　図１、図２に示すように、メインアーム８Ａには、サブアーム８Ｂを付勢するテンションスプリング１８が組み込まれている。テンションスプリング１８は、メインアーム８Ａに形成されたスプリング収容穴１９に収容されている。スプリング収容穴１９は、一端がサブアーム８Ｂに設けたスプリング受け部２０に向けて開口し、他端が閉じた円筒状の有底穴である。図１に示すように、サブアーム８Ｂのスプリング受け部２０は、スタータジェネレータの回転軸２から見て、アーム関節軸１７よりも遠い位置に設けられている。スプリング受け部２０は、アーム関節軸１７と平行にサブアーム８Ｂに固定したピンを使用することができる。

　テンションスプリング１８は、一端がスプリング収容穴１９内に挿入され、他端がスプリング収容穴１９から突出した状態にスプリング収容穴１９に収容されている。スプリング収容穴１９には、スプリング収容穴１９への挿入端が開口し、スプリング収容穴１９からの突出端が閉じた有底筒状のスプリングキャップ２１がスプリング収容穴１９にスライド可能に挿入されている。図１に示すように、テンションスプリング１８は、スプリングキャップ２１とスプリング収容穴１９とで囲まれる空間に圧縮した状態で組み込まれ、その弾性復元力によって、スプリングキャップ２１を介してサブアーム８Ｂのスプリング受け部２０を押圧し、第２のテンションプーリ１６を第１のテンションプーリ１４に近づける方向にサブアーム８Ｂを付勢している。

　図３に示すように、支軸挿入孔９は、メインアーム８Ａを軸方向に貫通して形成されている。支軸挿入孔９は、軸受支持孔部２２と、軸受支持孔部２２に軸方向に並んで設けられた突起付き孔部２３とを有する。軸受支持孔部２２の内周は、突起のない円筒面である。突起付き孔部２３の軸方向長さは、軸受支持孔部２２の軸方向長さよりも短い。図４に示すように、突起付き孔部２３の内周には、全周のうち一箇所に内周突起２４が形成されている。内周突起２４の周方向の両側の側面は、径方向に延びる平坦面となっている。突起付き孔部２３の内周の内周突起２４を除く部分は、軸受支持孔部２２の内周よりも大径の円筒面である。

　図３に示すように、揺動支軸７は、軸受支持軸部２５と、軸受支持軸部２５に軸方向に並んで設けられた突起付き軸部２６とを有する。軸受支持軸部２５の外周は、突起のない円筒面である。突起付き軸部２６の軸方向長さは、軸受支持軸部２５の軸方向長さよりも短い。図４に示すように、突起付き軸部２６の外周には、全周のうち一箇所に外周突起２７が形成されている。外周突起２７の周方向の両側の側面は、径方向に延びる平坦面となっている。外周突起２７の周方向幅は、内周突起２４の周方向幅と同一である。外周突起２７は、内周突起２４と対応する位置（外周突起２７と内周突起２４とが互いに径方向に突き合わさる関係となる位置）に形成されている。

　図３に示すように、軸受支持軸部２５および突起付き軸部２６は、頭部付きボルト２８を挿入するボルト挿通孔２９を中心にもつ両端開口の筒状に形成され、頭部付きボルト２８の締め込みにより固定部材３０に固定されている。固定部材３０は、例えば、スタータジェネレータのハウジング、スタータジェネレータが取り付けられるエンジンブロック等である。軸受支持軸部２５と突起付き軸部２６は、図に示すように別体に形成すると、突起付き軸部２６の外周の加工が容易であるが、両者を継ぎ目の無い一体の部材として形成することも可能である。軸受支持軸部２５の外周と支軸挿入孔９の内周の間には、ラジアル軸受３１が装着されている。ラジアル軸受３１として、図では滑り軸受を採用した例を示したが、滑り軸受にかえて転がり軸受（例えば針状ころ軸受）を採用してもよい。

　図４に示すように、支軸挿入孔９の内周と揺動支軸７の外周との間には、Ｃ形ばね部材３２が組み込まれている。Ｃ形ばね部材３２は、支軸挿入孔９の突起付き孔部２３の内周と揺動支軸７の突起付き軸部２６の外周との間を周方向に延び、その周方向両端で内周突起２４および外周突起２７を同時に周方向両側から弾性的に挟み込んでいる。Ｃ形ばね部材３２は、支軸挿入孔９の突起付き孔部２３の内周と揺動支軸７の突起付き軸部２６の外周との間で径方向を板厚方向として周方向に延びるＣ形板ばね部３３と、Ｃ形板ばね部３３の周方向両端から径方向内側に曲げて形成された一対の径方向折曲片３４とからなる。

　Ｃ形ばね部材３２の一対の径方向折曲片３４のうち一方の径方向折曲片３４は、内周突起２４の両側の周方向側面のうちの一方の周方向側面と、外周突起２７の両側の周方向側面のうちの一方の周方向側面とに同時に周方向に対向し、一対の径方向折曲片３４のうち他方の径方向折曲片３４は、内周突起２４の両側の周方向側面のうちの他方の周方向側面と、外周突起２７の両側の周方向側面のうちの他方の周方向側面とに同時に周方向に対向している。Ｃ形ばね部材３２と内周突起２４と外周突起２７は、揺動アーム８（図１参照）が揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を揺動アーム８に付与する揺動反力付与機構１０を構成している。

　すなわち、図１に示す揺動アーム８が揺動したときに、図５に示すように、支軸挿入孔９の内周の内周突起２４が、揺動支軸７の外周の外周突起２７に対して周方向に移動し、その内周突起２４と外周突起２７とがＣ形ばね部材３２の周方向両端を周方向に押圧することで、Ｃ形ばね部材３２を拡径するように弾性変形させ、そのＣ形ばね部材３２の弾性復元力によって、図１に示す揺動アーム８に逆向きの揺動反力を付与する。揺動アーム８に付与される揺動反力は、揺動アーム８の揺動角度αが大きくなると、その揺動角度αに応じて増加する。

　図３に示すように、揺動支軸７の固定部材３０の側の端部外周には、周方向位置決め部３５が形成されている。周方向位置決め部３５は、例えばＤカット部である。周方向位置決め部３５は、固定部材３０に形成された周方向位置決め穴に嵌合することで、固定部材３０に対する揺動支軸７の取付角度を所定の角度に位置決めしている。

　上記のオートテンショナ１の使用例を説明する。

　図６Ａは、エンジンが停止しているときの補機駆動ベルトシステムを示す。スタータジェネレータプーリ３とクランクプーリ５は、いずれも停止している。第１のテンションプーリ１４と第２のテンションプーリ１６は、テンションスプリング１８によって互いに近づく方向に付勢され、これにより、第１のテンションプーリ１４がベルト６の外周面に押し付けられるとともに第２のテンションプーリ１６もベルト６の外周面に押し付けられ、ベルト６に張力が付与されている。このとき、第１のテンションプーリ１４が接触するベルト６の部分の張力と、第２のテンションプーリ１６が接触するベルト６の部分の張力は釣り合った状態である。このとき、メインアーム８Ａは中立位置にある。

　図６Ｂは、通常運転時（すなわち、クランクプーリ５が駆動プーリとして作動し、スタータジェネレータプーリ３が従動プーリとして作動するとき）の補機駆動ベルトシステムを示す。クランクプーリ５は、ベルト６を介してスタータジェネレータプーリ３を駆動している。スタータジェネレータプーリ３からクランクプーリ５に向かって走行するベルト６の部分が張り側となり、クランクプーリ５からスタータジェネレータプーリ３に向かって走行するベルト６の部分が弛み側となる。このとき、オートテンショナ１は、第２のテンションプーリ１６がベルト６から押し返される力により、メインアーム８Ａとサブアーム８Ｂが揺動支軸７を支点として全体として揺動し、第１のテンションプーリ１４がベルト６に押し付けられてその弛みを吸収する。具体的には、第２のテンションプーリ１６が、張り側となったベルト６の部分から押し返され、このとき第２のテンションプーリ１６の受ける力が、図１に示すテンションスプリング１８およびアーム関節軸１７を介してサブアーム８Ｂからメインアーム８Ａに伝わることで、メインアーム８Ａとサブアーム８Ｂが全体として揺動し、その結果、第１のテンションプーリ１４が、弛み側となったベルト６の部分に押し込まれ、クランクプーリ５からスタータジェネレータプーリ３に向かって走行するベルト６の部分の弛みを吸収する。

　図６Ｃは、スタータジェネレータ駆動時（すなわち、スタータジェネレータプーリ３が駆動プーリとして作動し、クランクプーリ５が従動プーリとして作動するとき）の補機駆動ベルトシステムを示す。例えば、アイドリングストップ後のエンジン始動時や、スタータジェネレータによるエンジン動力のアシスト時である。スタータジェネレータプーリ３は、ベルト６を介してクランクプーリ５を駆動している。クランクプーリ５からスタータジェネレータプーリ３に向かって走行するベルト６の部分が張り側となり、スタータジェネレータプーリ３からクランクプーリ５に向かって走行するベルト６の部分が弛み側となる。このとき、オートテンショナ１は、第１のテンションプーリ１４がベルト６から押し返される力により、メインアーム８Ａとサブアーム８Ｂが揺動支軸７を支点として全体として揺動し、第２のテンションプーリ１６がベルト６に押し付けられてその弛みを吸収する。具体的には、第１のテンションプーリ１４が、張り側となったベルト６の部分から押し返され、このとき第１のテンションプーリ１４の受ける力が、図１に示すテンションスプリング１８およびアーム関節軸１７を介してメインアーム８Ａからサブアーム８Ｂに伝わることで、メインアーム８Ａとサブアーム８Ｂが全体として揺動し、その結果、第２のテンションプーリ１６が、弛み側となったベルト６の部分に押し込まれ、スタータジェネレータプーリ３からクランクプーリ５に向かって走行するベルト６の部分の弛みを吸収する。

　このオートテンショナ１は、図１に示すように、第２のテンションプーリ１６が、テンションスプリング１８によって第１のテンションプーリ１４に近づく方向に付勢されているので、テンションスプリング１８の付勢力によって、第２のテンションプーリ１６をベルト６に押し付けるとともに、その反力によって第１のテンションプーリ１４もベルト６に押し付けることができ、これにより、摩擦伝動に必要な張力をベルト６に付与することが可能となっている。

　また、このオートテンショナ１は、図１に示すように、揺動アーム８に形成された支軸挿入孔９の内周と、その支軸挿入孔９に挿入された揺動支軸７の外周との間に、揺動アーム８が揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を揺動アーム８に付与する揺動反力付与機構１０が組み込まれているので、揺動アーム８の過度な揺動を抑えることが可能となっている。

　また、このオートテンショナ１は、図１に示す揺動アーム８に付与する揺動反力として、摩擦を用いた摩擦力ではなく、図４、図５に示すように、Ｃ形ばね部材３２の弾性復元力を利用しているので、摩擦によるフレッティング摩耗を防止することができる。

　また、このオートテンショナ１は、図３に示すように、揺動反力付与機構１０を構成するＣ形ばね部材３２と内周突起２４と外周突起２７とが軸方向に同じ位置に配置されているので、揺動反力付与機構１０の収容スペースを軸方向に短く抑えることができ、揺動支軸７まわりの剛性を高めやすい。そのため、長期にわたり安定した性能を発揮することが可能である。また、ラジアル軸受３１の軸方向長さを確保しやすいので、耐久性を確保しやすい。

　また、このオートテンショナ１は、図４、図５に示すように、Ｃ形ばね部材３２として、径方向を板厚方向として周方向に延びるＣ形板ばね部３３と、Ｃ形板ばね部３３の周方向両端から径方向に曲げて形成された一対の径方向折曲片３４とからなるものを採用しているので、低コストでＣ形ばね部材３２を製造することが可能である。

　また、このオートテンショナ１は、図６Ｂと図６Ｃに示すように、ベルト６の張り側と弛み側が入れ替わったときに、図１に示すメインアーム８Ａとサブアーム８Ｂの間での力の伝達が、テンションスプリング１８によってだけでなく、アーム関節軸１７（図１参照）によっても行われるため、メインアーム８Ａとサブアーム８Ｂの間に動作の遅れが生じにくい。そのため、ベルト６の張り側と弛み側が入れ替わったときに、弛み側となった側のベルト６の部分の弛みを迅速に吸収することが可能である。

　図７～図９に、この発明の第２実施形態を示す。第２実施形態は、第１実施形態と比べて、Ｃ形ばね部材３２の構成のみが異なり、それ以外の構成は同一である。そのため、そのため、第１実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

　図７、図８に示すように、Ｃ形ばね部材３２は、軸方向を板厚方向として周方向に延びるＣ形の金属板３６を軸方向に複数枚重ね合わせたものである。複数枚のＣ形の金属板３６は、金属板をプレス成形で打ち抜いて形成した金属製の平坦な薄板であり、すべて同一形状である。図８に示すように、Ｃ形の金属板３６は、揺動支軸７の突起付き軸部２６の外周のうち半周以上の部分に沿って周方向に延びる本体部３７と、本体部３７の周方向両端に一体に形成され、本体部３７よりも径方向幅が大きい拡大幅部３８とを有する。

　図８に示すＣ形ばね部材３２と内周突起２４と外周突起２７も、第１実施形態と同様、揺動アーム８（図１参照）が揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を揺動アーム８に付与する揺動反力付与機構１０を構成している。すなわち、図１に示す揺動アーム８が揺動したときに、図９に示すように、支軸挿入孔９の内周の内周突起２４が、揺動支軸７の外周の外周突起２７に対して周方向に移動し、その内周突起２４と外周突起２７とがＣ形ばね部材３２の周方向両端を周方向に押圧することで、Ｃ形ばね部材３２を拡径するように弾性変形させ、そのＣ形ばね部材３２の弾性復元力によって、図１に示す揺動アーム８に逆向きの揺動反力を付与する。

　この実施形態のオートテンショナ１は、軸方向を板厚方向として周方向に延びるＣ形の金属板３６を軸方向に複数枚重ね合わせたＣ形ばね部材３２を採用しているので、Ｃ形ばね部材３２の大きさをコンパクトに抑えながら、大きい揺動反力を発生することが可能である。

　また、この実施形態のオートテンショナ１は、図８に示すように、揺動支軸７の外周のうち半周以上の部分に沿って周方向に延びる本体部３７と、本体部３７の周方向両端に一体に形成され、本体部３７よりも径方向幅が大きい拡大幅部３８とを有するＣ形の金属板３６を採用しているので、本体部３７の径方向幅を抑えることで、Ｃ形ばね部材３２の弾性変形を円滑化するとともに、内周突起２４および外周突起２７を周方向両側から挟み込む部分（拡大幅部３８）の径方向幅を確保して、内周突起２４および外周突起２７に対するＣ形ばね部材３２の接触状態を安定させることが可能となっている。

　上記実施形態では、図１に示すように、ベルト６が巻き掛けられる補機プーリを、スタータジェネレータの回転軸２に取り付けられたスタータジェネレータプーリ３と、クランクシャフト４に取り付けられたクランクプーリ５との２つのプーリで構成した補機駆動ベルトシステムを例に挙げて説明したが、この発明は、ベルト６が巻き掛けられる補機プーリが、３つ以上のプーリ（スタータジェネレータプーリ３と、クランクプーリ５と、例えば、カーエアコンやウォータポンプ等の回転軸に取り付けられた他の補機プーリ）で構成される補機駆動ベルトシステムにも適用することができる。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１　　　　補機ベルト用オートテンショナ
２　　　　スタータジェネレータの回転軸
３　　　　スタータジェネレータプーリ
４　　　　クランクシャフト
５　　　　クランクプーリ
６　　　　補機ベルト
７　　　　揺動支軸
８　　　　揺動アーム
８Ａ　　　メインアーム
８Ｂ　　　サブアーム
９　　　　支軸挿入孔
１０　　　揺動反力付与機構
１１　　　第１の揺動端部
１２　　　第２の揺動端部
１４　　　第１のテンションプーリ
１６　　　第２のテンションプーリ
１７　　　アーム関節軸
１８　　　テンションスプリング
２４　　　内周突起
２７　　　外周突起
３２　　　Ｃ形ばね部材
３３　　　Ｃ形板ばね部
３４　　　径方向折曲片
３６　　　Ｃ形の金属板
３７　　　本体部
３８　　　拡大幅部

Claims (6)

1. 　揺動支軸（７）を支点として揺動可能に支持され、前記揺動支軸（７）に対して互いに反対側に位置する第１の揺動端部（１１）と第２の揺動端部（１２）とをもつ揺動アーム（８）と、
   　前記第１の揺動端部（１１）に回転可能に支持された第１のテンションプーリ（１４）と、
   　前記第２の揺動端部（１２）に回転可能に支持された第２のテンションプーリ（１６）と、を有し、
   　前記揺動アーム（８）には、前記揺動支軸（７）が挿入される支軸挿入孔（９）が形成され、
   　前記支軸挿入孔（９）の内周と前記揺動支軸（７）の外周との間に、前記揺動アーム（８）が揺動するときにその揺動方向とは逆向きの揺動反力を前記揺動アーム（８）に付与する揺動反力付与機構（１０）が組み込まれた補機ベルト用オートテンショナにおいて、
   　前記揺動反力付与機構（１０）は、前記支軸挿入孔（９）の内周に形成された内周突起（２４）と、前記揺動支軸（７）の外周の前記内周突起（２４）と対応する位置に形成された外周突起（２７）と、前記支軸挿入孔（９）の内周と前記揺動支軸（７）の外周との間を周方向に延び、その周方向両端で前記内周突起（２４）および前記外周突起（２７）を同時に周方向両側から弾性的に挟み込むＣ形ばね部材（３２）とで構成されていることを特徴とする補機ベルト用オートテンショナ。
2. 　前記Ｃ形ばね部材（３２）は、前記支軸挿入孔（９）の内周と前記揺動支軸（７）の外周との間で径方向を板厚方向として周方向に延びるＣ形板ばね部（３３）と、前記Ｃ形板ばね部（３３）の周方向両端から径方向に曲げて形成された一対の径方向折曲片（３４）とからなる請求項１に記載の補機ベルト用オートテンショナ。
3. 　前記Ｃ形ばね部材（３２）は、軸方向を板厚方向として周方向に延びるＣ形の金属板（３６）を軸方向に複数枚重ね合わせたものである請求項１に記載の補機ベルト用オートテンショナ。
4. 　前記Ｃ形の金属板（３６）は、前記揺動支軸（７）の外周のうち半周以上の部分に沿って周方向に延びる本体部（３７）と、前記本体部（３７）の周方向両端に一体に形成され、前記本体部（３７）よりも径方向幅が大きい拡大幅部（３８）とを有する請求項３に記載の補機ベルト用オートテンショナ。
5. 　前記揺動アーム（８）を、前記第１の揺動端部（１１）と前記支軸挿入孔（９）とを有するメインアーム（８Ａ）と、前記第２の揺動端部（１２）を有するサブアーム（８Ｂ）とで構成し、
   　前記メインアーム（８Ａ）は、前記支軸挿入孔（９）から見て前記第１の揺動端部（１１）の側とは反対側の端部にアーム関節軸（１７）を有し、
   　前記サブアーム（８Ｂ）は、前記アーム関節軸（１７）を支点として前記メインアーム（８Ａ）に揺動可能に連結され、
   　前記第２のテンションプーリ（１６）を前記第１のテンションプーリ（１４）に近づける方向に前記サブアーム（８Ｂ）を付勢するテンションスプリング（１８）を更に有する請求項１から４のいずれかに記載の補機ベルト用オートテンショナ。
6. 　スタータジェネレータの回転軸（２）に取り付けられたスタータジェネレータプーリ（３）と、
   　クランクシャフト（４）に取り付けられたクランクプーリ（５）と、
   　前記スタータジェネレータプーリ（３）と前記クランクプーリ（５）の間に巻き掛けられた補機ベルト（６）と、
   　前記補機ベルト（６）に張力を付与する請求項１から５のいずれかに記載の補機ベルト用オートテンショナ（１）とを有し、
   　前記補機ベルト用オートテンショナ（１）は、前記スタータジェネレータプーリ（３）の外周よりも径方向外側に前記揺動支軸（７）の中心が位置するように配置され、
   　前記第１のテンションプーリ（１４）が、前記クランクプーリ（５）から前記スタータジェネレータプーリ（３）に向かって走行する前記補機ベルト（６）の部分に接触して設けられ、
   　前記第２のテンションプーリ（１６）が、前記スタータジェネレータプーリ（３）から前記クランクプーリ（５）に向かって走行する前記補機ベルト（６）の部分に接触して設けられている補機駆動ベルトシステム。

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