JP2005530972A - ロックドセンターアイドラの張力機構 - Google Patents

Abstract

本発明は、軸受（１６）により支持されるプーリ（１８）を有するタイプの、改良されたロックドセンターアイドラ（１０）である。軸受は張力調節部材（１２）に取付けられる。これは複機能固定具（２４）と協働する張力調節部材により改良される。

Description

本発明は、ベルト駆動システムの動力伝達ベルトに張力を付与するための自動ロックドセンターアイドラに関する。特に、本発明はベルト駆動システムに初期張力のセッティングをする自動ロックドセンターアイドラに関する。特に、本発明は内燃機関用のアクセサリーを駆動する動力伝達ベルト駆動システムのための自動ロックドセンターアイドラに関する。

ベルトから緩みを除去するために初期張力を付与する、アクセサリーベルト駆動システムに協働するロックドセンターアイドラを、内燃機関のために使用することが知られている。ロックドセンターアイドラの１つのバージョンにおいて、取付けまず、アイドラを所定の個所に緩く固定する。取付け作業者は、プーリを支持する張力付与部材とプーリを含むアイドラを、動力伝達ベルトに対して押圧させ、ベルトに実質的な張力を発生させる。アイドラをこの状態に保持しつつ、取付け作業者は、その位置にアイドラを固定するためにアイドラの固定具を締付けなければならない。この取付け作業は、特に場所を変えて繰り返して作業するとき、かなり骨が折れる。さらにこの作業は誤りを起こしやすい。アイドラはベルトに対して、不十分な張力あるいは張力のない状態で容易に締め付けられる。

ロックドセンターアイドラの他のバージョンは予負荷を付与されたバネを含む。このバージョンの取付けは、アイドラを所定の個所に堅く固定する。そして、予負荷を付与されたバネを作用させることにより、プーリをベルトに対して張力付与位置を移動させる。この取付け作業は、それほど困難ではなく、誤りを生じにくい。アイドラが不十分なベルト張力を発生することは少ない。しかし、この方法によれば、予負荷を付与されたバネの作用を忘れた場合における取付けが可能になる。このように、ベルトには初期張力は与えられない。さらに、ロックドセンターアイドラのこのバージョンは、設計と構造が複雑で、製造コストが付随的に増加する。

従来技術のロックドセンターアイドラは、取付けが困難で誤りやすい、あるいは設計が複雑で取付けにおいてなお比較的誤りを生じやすいことに限定されていた。したがって、取付けることが困難でなく、不正確に取付けられにくく、しかし設計と構造が単純であるという、ロックドセンターアイドラに対する必要性が引き続き存在する。

自動ロックドセンターアイドラがここに開示される。本発明は、軸受により支持されるプーリを有するタイプの、改良されたロックドセンターアイドラである。軸受は張力調節部材に取付けられる。それは複機能固定具と協働する張力調節部材により改良される。

対応する符号が対応する部分を示す明細書に組み込まれて明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、記述とともに、本発明の原理を説明するために役立つ。

図１および図２は自動ロックドセンターアイドラ１０の好ましい実施形態を示す。それは軸受１６を支持する主円筒受部１４を有する張力調節部材１２を含む。図示された軸受１６は、アプリケーションのための非常に一般的に用いられるタイプで、玉軸受である。しかし、他の軸受タイプでもよい。プーリ１８は通常の態様で軸受１６に取付けられる。張力調節部材１２はさらに第２円筒受部２０を含み、第２円筒受部２０は貫通して軸方向に延び、かつ主円筒受部１４を貫通する偏心ボア２２を有する。主円筒受部より上において半径方向に広がるものは、反作用摩擦面２５を有するレッジ２３である。第２円筒受部２０の下部は抵抗摩擦面２７である。

ロックドセンターアイドラ１０はまた複機能固定具２４を有する。複機能固定具２４はシャフト２６を有し、シャフト２６上にはネジ２８が形成されている。複機能固定具はまた、六角形の形をしたヘッド３０を有する。しかし、さまざまな適切なヘッドの形状が考えられる。シャフト２８から半径方向に広がり、ヘッド３０に近接しているのはフランジ３２である。フランジ３２はさらに、反作用相手面３４および環状凹部３６を有する。反作用摩擦面２５上における反作用相手面３４の接触部分の平均半径は反作用半径Ｒ１として定義される。取付部３８上における抵抗摩擦面２７の接触部の平均半径はＲ２として定義される。

実際上、自動ロックドセンターアイドラ１０は図１および２において示されるように組み立てられる。自動ロックドセンターアイドラ１０は取付部３８に配置される。取付部３８は、内燃機関のシリンダブロック、あるいはシリンダブロックに対して静止した別の構造物でもよい。動力伝達ベルト４０がプーリ１８の周りに架け回される。複機能固定具２４が取付部３８のネジ（図示せず）に螺合される。複機能固定具２４が締め付けられる。複機能固定具２４が締め付けられると、１）張力調節部材１２が取付部３８と反作用相手面３４の間に固定され、２）フランジ３２と反作用相手面３４が回転する。

反作用摩擦面２５と反作用相手面３４の間の反作用摩擦により発生するトルク、すなわち反作用トルクは、抵抗摩擦面２７と相手面４２の間の反作用摩擦により発生するトルク、すなわち抵抗トルクよりも大きいことは基本である。

これらの関連トルクはさまざまな方法により達成される。方法の一つは、反作用摩擦と抵抗摩擦の相対摩擦係数を制御することである。例として、これは異なった材料の選択により成される。例えば、複機能固定具２４と張力調整部材１２が一般的な鋼で、取付部３８がアルミニウムであるとき、反作用摩擦を引き起こす静摩擦係数は比較的大きく、約.７であり、抵抗摩擦を引き起こす静摩擦係数は比較的小さく、約.４５である。しかし、動摩擦係数は相互に近い。さらに、このアプリケーションに使用される材料を制限するかもしれない、多くの支配的な要因がある。したがって、材料の選択は効果的なアプローチとして常に利用できるとは限らない。相対摩擦係数を制御する他の例は抵抗摩擦を減少させるために潤滑油を注入することである。さらに、相対摩擦係数を修正するために面２５,２７,３４あるいは４２に種々のコーティングを施してもよい。さらに、面２５，２７，３４あるいは４２は相対摩擦係数を修正するために、ざらざらにしてもよい。

相対トルクを制御する他の方法は、反作用摩擦および抵抗摩擦により作用するレバーアームを制御することである。明白であるように、全ての面２５，２７，３４および４２に伝わる軸力は同じである。さらに、トルクはレバーアームを介して作用する力の結果である。もし反作用摩擦係数が抵抗摩擦係数に等しく、かつ半径Ｒ１が半径Ｒ２に等しいと、反作用トルクは抵抗トルクに等しい。トルクはレバーアームの長さに対して一次関数であるので、２つの半径Ｒ１とＲ２の比は、面２５,２７,３４，あるいは４２の滑りに優先して、トルクの相対的な大きさを決定する。したがって、前述したように、半径Ｒ１を半径Ｒ２よりも大きくすることにより、反作用トルクが抵抗トルクより大きくなる。このように、抵抗摩擦面２７が取付面４２に対して最初にスライドし、関連した摩擦係数が静的から動的になって急激に低下するので、抵抗トルクが急激に落ちると予想される。

半径Ｒ１が半径Ｒ２より大きい図１および２に示された実施形態において、複機能固定具２４が固定されると、張力調節部材１２が回転する。偏心ボア２２の配置により、張力調節部材１２とプーリ１８はベルト４０に向かって動く。これにより、ベルト４０の経路を長くし、ベルト４０に張力を与える。ベルト４０がある程度の張力に達すると、反作用トルクから抵抗トルクを引いたものが調節部材を回転させ続けるのに十分ではなくなり、反作用摩擦面２５と反作用相手面３４の間に滑りが生じる。この点の後のある時点で、複機能固定具はそれ以上締め付けられない。ベルト４０は望ましい状態で締められる。また、自動ロックドセンターアイドラは取付部３８に固定される。半径Ｒ１と半径Ｒ２の比は，ベルト緩みを取り除くのに十分なだけベルト４０に張力を発生させ、あるいは他の作動力を発生させるために選択される。

付随的な環状凹部３６がこの実施形態に示されている。環状凹部３６により、張力調節部材１２がベルト張力に反応してそれ以上回転しない点を越えた大きい制御が可能になる。それは、複機能固定具２４の締め付け中に反作用摩擦面２５と反作用相手面３４の対応する面積をより一致させ、また自動ロックドセンターアイドラが取付部３８に十分に固定される点が重大ではなくなるようにフランジ３２に弾力性を与える。

図３および４の実施形態は、反作用トルクの抵抗トルクとの差異により回転する張力調節部材１２と同じ原理を用いている。しかし、張力調節部材１２は図３および４におけるプレートの形状に変形される。張力調節部材１２はまた、軸受１６とプーリ１８を支持するために必要な全ての残りの構造を含む。先の実施形態のように、反作用トルクは、複機能固定具２４が複機能固定具受容ボア５２に配置されて締め付けられるにおける、半径Ｒ１が乗じられた、反作用摩擦面２４と反作用相手面３４の間の反作用摩擦により発生するトルクの結果である。同様に抵抗摩擦は、半径Ｒ２が乗じられた、抵抗摩擦面２７と取付部３８の取付面４２の間の抵抗摩擦により発生するトルクの結果である。

この構成では、先の実施形態で期待されるのと同じくらいの張力がベルト４０に生じることは期待できない。アイドラ１０がベルト４０に付与する押圧力の大きさは、張力調節部材１２におけるトルクを、複機能固定具の中心からプーリ１８の中心までの距離により定義されるレバーアームの長さによって割り算したものである。理解されるように、先の実施形態のレバーアームは本実施形態のレバーアームよりもかなり短い。しかし、この実施形態の構造は、張力調節部材１２が平たい構成であり、ある種のエンジンと動力伝達駆動装置に適用可能であるという利点を有する。

高い張力で動作するベルト駆動動力伝達システムのために、固定スロット４６内で動作する固定ボルト４４が自動ロックドセンターアイドラ１０によって得られる張力を安定化させるために必要であるかもしれないと考えられる。

図５および６の実施形態は図１および２の実施形態と同様に動作し、反作用トルクの抵抗トルクとの差異により回転する張力調節部材１２と同じ原理を用いている。実質的な相違は、張力調節部材１２の回動中心位置である。第１実施形態において、張力調節部材１２は複機能固定具２４の周りに回動する。本実施形態では、張力調節部材１２は抵抗摩擦面１４から軸方向に延びるピボット４８の周りに回動する。異なったピボットポイントを収容するために、偏心ボア２２がテンションスロット５０によって置き換えられる。

先の実施形態と同様に、反作用トルクは反作用摩擦面２５と反作用相手面３４の間の反作用摩擦により発生するトルクの結果である。同様に、抵抗トルクは反作用摩擦面２７と取付部３８の取付面４２の間の抵抗摩擦により発生するトルクの結果である。

要するに、明細書および図に示された好ましい実施形態によれば、甚だしく苦労したり、あるいは間違いやすいということなく取付けられる、単純な設計と構成の自動ロックドセンターアイドラが得られる。

本発明の上述の記載と例示的な実施形態は、種々の変形と代替的な実施形態において、図面に示され、詳細に示された。しかし、本発明の上述の記載は一例に過ぎず、本発明の範囲は従来技術を考慮して請求項にのみに限定される。さらに、ここに例示的に開示された本発明は、ここに明確に開示されない要素なしに実施されてもよい。

自動ロックドセンターアイドラの好ましい実施形態の平面図である。 ２−２線に沿う図１に示される自動ロックドセンターアイドラの好ましい実施形態の断面図である。 自動ロックドセンターアイドラの好ましい実施形態の平面図である。 ４−４線に沿う図３に示される自動ロックドセンターアイドラの好ましい実施形態の断面図である。 自動ロックドセンターアイドラの好ましい実施形態の平面図である。 ６−６線に沿う図５に示される自動ロックドセンターアイドラの好ましい実施形態の断面図である。

Claims (13)

1. 軸受により支持されるプーリを有するタイプの改良されたロックドセンターアイドラであって、前記軸受が張力調節部材に取付けられ、前記改良が、
   前記張力調節部材が複機能固定具に協働する
   ロックドセンターアイドラ。
2. 前記張力調節部材が軸受のインナーポーションに協働するように構成された円筒部と、これを軸方向に貫通する偏心ボアとを備える請求項１に記載の改良。
3. 前記張力調節部材が反作用摩擦面と抵抗摩擦面を備える請求項１に記載の改良。
4. 前記反作用摩擦面が、前記複機能固定具の反作用相手面と協働して、前記抵抗摩擦面の相手面との協働により発生する抵抗トルクよりも大きな反作用トルクを前記張力調節部材に発生させる請求項３に記載の改良。
5. 前記張力調節部材がプーリ取付部を有するアームと複機能固定具受容ボアとを備える請求項１に記載の改良。
6. 前記張力調節部材が軸受のインナーポーションに協働するように構成された円筒部と、軸方向に延び、前記円筒部の中心からずれたピボットと、前記円筒部の長さ方向に開口し、かつ前記ピボットの周りに半径を定義する円弧を有する平均曲率を有する湾曲したスロットとを備える請求項１に記載の改良。
7. 軸受により支持されたプーリを備え、
   前記軸受が張力調節部材に取付けられ、
   前記前記張力調節部材が複機能固定具と協働する
   ロックドセンターアイドラ。
8. 前記張力調節部材が軸受のインナーポーションと協働するように構成された円筒部と、軸方向に貫通する偏心ボアとを備える請求項７に記載のロックドセンターアイドラ。
9. 前記張力調節部材が反作用摩擦面と抵抗摩擦面を備える請求項７に記載のロックドセンターアイドラ。
10. 前記反作用摩擦面が、前記複機能固定具の反作用相手面と協働して、前記前記抵抗面の相手面との協働により発生する抵抗トルクよりも大きな反作用トルクを前記張力調節部材に発生させる請求項９に記載のロックドセンターアイドラ。
11. 前記張力調節部材がプーリ取付部を有するアームと複機能固定具受容ボアとを備える請求項７に記載のロックドセンターアイドラ。
12. 前記張力調節部材が軸受のインナーポーションと協働するように構成された円筒部と、軸方向に延び、前記円筒部の中心からずれたピボットと、前記円筒部の長さ方向に開口し、かつ前記ピボットの周りに半径を定義する円弧を有する平均曲率を有する湾曲したスロットとを備える請求項７のロックドセンターアイドラ。
13. ベルト駆動動力伝達システムに張力を付与する方法であって、
    プーリアゼンブリを供給し、
    張力調節部材に前記プーリアゼンブリを取付け、
    エンジンシリンダブロックに対して実質的に静止した取付部に、複機能固定具と共に前記張力調節部材を取付け、
    前記プーリアゼンブリの周りに動力伝達ベルトを架け回し、
    前記複機能固定具に締付けトルクを付与することによって前記動力伝達ベルトに張力を付与し、
    前記複機能固定具に前記締付けトルクを付与することによって前記張力調節部材の位置を固定するステップを備える
    張力の付与方法。
    
    

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