JP2668466B2 - エンドレス動力伝達部材用のテンショナおよび動力伝達システム - Google Patents
エンドレス動力伝達部材用のテンショナおよび動力伝達システムInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
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- F16H7/1209—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means
- F16H7/1218—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means of the dry friction type
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- F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
- F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
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- F16H2007/0806—Compression coil springs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンドレスベルトチェ
ーンなどのようなエンドレス動力伝達部材用のテンショ
ナ、およびテンショナや動力伝達部材を含む動力伝達シ
ステムに関する。特に、本発明は、回転可能なプーリー
が取り付けられた回動アームを付勢するばね型のテンシ
ョナに関する。本発明のテンショナは、エンドレス動力
伝達部材に引張力を付与する種々の適用例に利用できる
が、特に自動車に用いられる前面アクセサリ駆動(front
end accessory drive)と協働するようなＶベルトまた
はカムシャフト駆動システムに用いる同期ベルトの引張
力を制御するのに有用である。
ーンなどのようなエンドレス動力伝達部材用のテンショ
ナ、およびテンショナや動力伝達部材を含む動力伝達シ
ステムに関する。特に、本発明は、回転可能なプーリー
が取り付けられた回動アームを付勢するばね型のテンシ
ョナに関する。本発明のテンショナは、エンドレス動力
伝達部材に引張力を付与する種々の適用例に利用できる
が、特に自動車に用いられる前面アクセサリ駆動(front
end accessory drive)と協働するようなＶベルトまた
はカムシャフト駆動システムに用いる同期ベルトの引張
力を制御するのに有用である。
【０００２】
【従来の技術】回動アーム型のテンショナにおいては、
様々なタイプのばね付勢手段、例えばベルビル(belvill
e)ばね、竹の子ばね、圧縮ばね又はねじりコイルばねを
使用することができる。先行技術として、様々なタイプ
のばね手段が開示されているが、自動車への応用分野で
は現在ねじりコイルばねが一般に使われている。ねじり
ばねを用いるテンショナの例は米国特許４，４７３，３
６２号（３６２特許）および４，６９６，６６３号（６
６３特許）に開示されている。この種のテンショナは自
動車への応用分野においては動力伝達ベルトの引張力を
十分に制御するために広く使用されている。しかし、こ
の種のテンショナに用いられるねじりばねは、本質的に
各動力伝達システムにとって考慮すべき設計上のいくつ
かの問題をかかえている。例えば、ねじりばねは性質上
軸のまわりに設置され、その一端は回動アームに結合さ
れ、他端はある種の支持体に結合される。このような構
成は、性質上、軸のまわりに軸およびブシュにより伝達
される偶力を発生させる。ねじりコイルばねはその性質
上ばね率(spring rate)に応じて変化する力を回動アー
ム上に発生させ、したがって、回動アームのトルク出力
はばね率に応じて変化する。またこの種のテンショナに
おいては一般にばね力の一部が使われて回動アームを変
動的に制動する。３６２特許タイプのテンショナにおい
ては、軸のまわりにばねが卷かれて弾性ブシュを「挟ん
で」いるため、半径方向内向きの力が発生して、それが
回動アームに作用する制動トルクの主要な成分となって
いる。６６３特許のテンショナにおいては、カップに対
するシュー部材を押圧するのに用いられるばねの一端に
よって半径方向外向きの力が発生し、プーリーに作用す
る制動トルクになっている。両タイプのテンショナにお
いて、発生する制動トルクはばね率の関数として回動ア
ームの回動とともに変化する。
様々なタイプのばね付勢手段、例えばベルビル(belvill
e)ばね、竹の子ばね、圧縮ばね又はねじりコイルばねを
使用することができる。先行技術として、様々なタイプ
のばね手段が開示されているが、自動車への応用分野で
は現在ねじりコイルばねが一般に使われている。ねじり
ばねを用いるテンショナの例は米国特許４，４７３，３
６２号（３６２特許）および４，６９６，６６３号（６
６３特許）に開示されている。この種のテンショナは自
動車への応用分野においては動力伝達ベルトの引張力を
十分に制御するために広く使用されている。しかし、こ
の種のテンショナに用いられるねじりばねは、本質的に
各動力伝達システムにとって考慮すべき設計上のいくつ
かの問題をかかえている。例えば、ねじりばねは性質上
軸のまわりに設置され、その一端は回動アームに結合さ
れ、他端はある種の支持体に結合される。このような構
成は、性質上、軸のまわりに軸およびブシュにより伝達
される偶力を発生させる。ねじりコイルばねはその性質
上ばね率(spring rate)に応じて変化する力を回動アー
ム上に発生させ、したがって、回動アームのトルク出力
はばね率に応じて変化する。またこの種のテンショナに
おいては一般にばね力の一部が使われて回動アームを変
動的に制動する。３６２特許タイプのテンショナにおい
ては、軸のまわりにばねが卷かれて弾性ブシュを「挟ん
で」いるため、半径方向内向きの力が発生して、それが
回動アームに作用する制動トルクの主要な成分となって
いる。６６３特許のテンショナにおいては、カップに対
するシュー部材を押圧するのに用いられるばねの一端に
よって半径方向外向きの力が発生し、プーリーに作用す
る制動トルクになっている。両タイプのテンショナにお
いて、発生する制動トルクはばね率の関数として回動ア
ームの回動とともに変化する。
【０００３】しかし、多くの引張力の応用分野における
目標は、エンドレスベルトなどの動力伝達部材に一定の
引張力がかかるようにプーリーに実質的に一定の力を加
えることである。このため、ねじりばねタイプのテンシ
ョナでは、回動アームをベルトに対して幾何学的にある
角度で傾けて回動アームを三角法的に(trigonometric)
短縮および伸長させることにより、ねじりコイルばねに
よりもたらされるトルクの変動を補正しなければならな
い。このようなテンショナでは、同じばねが付勢力およ
び制動力の両者を与えるために使用されるので、回動ア
ームがある特定の位置にあるとき必要な付勢力および必
要な制動力を発生するばねを見つけるプロセスがしばし
ば繰り返し行われる。
目標は、エンドレスベルトなどの動力伝達部材に一定の
引張力がかかるようにプーリーに実質的に一定の力を加
えることである。このため、ねじりばねタイプのテンシ
ョナでは、回動アームをベルトに対して幾何学的にある
角度で傾けて回動アームを三角法的に(trigonometric)
短縮および伸長させることにより、ねじりコイルばねに
よりもたらされるトルクの変動を補正しなければならな
い。このようなテンショナでは、同じばねが付勢力およ
び制動力の両者を与えるために使用されるので、回動ア
ームがある特定の位置にあるとき必要な付勢力および必
要な制動力を発生するばねを見つけるプロセスがしばし
ば繰り返し行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、回動アーム
を付勢する圧縮ばねおよび回動アームに制動を与える第
２のばね手段を用いることによって、ねじりコイルばね
が性質上もっている駆動構造上の問題を解決することを
目指すものである。米国特許４，２９９，５８４号（５
８４特許）では、圧縮ばねおよび制動用の別のばね手段
を用いるテンショナの一例が開示されている。この５８
４特許のテンショナにおいては、管状のばねハウジング
内にばねが保持され、このハウジングは、回動アームの
回動と共には動かない支持体に取り付けられている。ハ
ウジングは圧縮ばねを支持体に対して整列された位置に
保持し、そのため圧縮ばねは３６２特許や６６３特許の
ねじりコイルばねと同様に、回動アームのトルクがばね
率にともなって変化するような変動する力を回動アーム
上に発生させる。また、５８４特許のテンショナの幾何
学的な構成では回動アームのトルク出力の変動は補正さ
れず、結局、引張力の変動がベルトにもたらされ、好ま
しくない。さらに、回動アームの制動力は実質的に一定
であり、これはある種の駆動装置にとっては回動アーム
の変動するトルク出力との好ましくない組合せとなる。
を付勢する圧縮ばねおよび回動アームに制動を与える第
２のばね手段を用いることによって、ねじりコイルばね
が性質上もっている駆動構造上の問題を解決することを
目指すものである。米国特許４，２９９，５８４号（５
８４特許）では、圧縮ばねおよび制動用の別のばね手段
を用いるテンショナの一例が開示されている。この５８
４特許のテンショナにおいては、管状のばねハウジング
内にばねが保持され、このハウジングは、回動アームの
回動と共には動かない支持体に取り付けられている。ハ
ウジングは圧縮ばねを支持体に対して整列された位置に
保持し、そのため圧縮ばねは３６２特許や６６３特許の
ねじりコイルばねと同様に、回動アームのトルクがばね
率にともなって変化するような変動する力を回動アーム
上に発生させる。また、５８４特許のテンショナの幾何
学的な構成では回動アームのトルク出力の変動は補正さ
れず、結局、引張力の変動がベルトにもたらされ、好ま
しくない。さらに、回動アームの制動力は実質的に一定
であり、これはある種の駆動装置にとっては回動アーム
の変動するトルク出力との好ましくない組合せとなる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、駆動システム
のフレキシブル動力伝達部材と共に使用する有用なテン
ショナを提供する。本発明は特に自動車に用いられる同
期ベルト駆動システムや前面アクセサリＶベルト駆動シ
ステムに使用される動力伝達ベルトシステムにおいて有
用である。
のフレキシブル動力伝達部材と共に使用する有用なテン
ショナを提供する。本発明は特に自動車に用いられる同
期ベルト駆動システムや前面アクセサリＶベルト駆動シ
ステムに使用される動力伝達ベルトシステムにおいて有
用である。
【０００６】本発明のテンショナは、回動アームに回動
自在に取り付けられたアイドラ・プーリーと、回動アー
ムの回動を付勢する第１のばねと、回動アームの回動を
制止する第２のばね（または制動ばね）とを有するピボ
ットタイプのものである。本発明によれば、圧縮ばねが
使用され、この圧縮ばねは回動アームの全動作過程の有
効なモーメント（又はてこの）の腕を変化させるように
連接動作(articulate)できるように、支持体と回動アー
ムとの間に配置される。圧縮ばねを取り付けることによ
り、トルクがばね率の関数として変化することなく、む
しろある種の適用例においては実質的に一定であるよう
に設計できるテンショナを構成することができる。この
ようなテンショナをフレキシブル動力伝達部材を有する
動力伝達システムに使用すると、テンショナを特別に幾
何学的に配置することなく、実質的に一定の引張力を得
ることができる。選択的に、幾何学的な配置とばねのモ
ーメントの腕を変化させることとを組み合わせて、特別
な駆動伝達システムに使用するためのテンショナを設計
することもできる。
自在に取り付けられたアイドラ・プーリーと、回動アー
ムの回動を付勢する第１のばねと、回動アームの回動を
制止する第２のばね（または制動ばね）とを有するピボ
ットタイプのものである。本発明によれば、圧縮ばねが
使用され、この圧縮ばねは回動アームの全動作過程の有
効なモーメント（又はてこの）の腕を変化させるように
連接動作(articulate)できるように、支持体と回動アー
ムとの間に配置される。圧縮ばねを取り付けることによ
り、トルクがばね率の関数として変化することなく、む
しろある種の適用例においては実質的に一定であるよう
に設計できるテンショナを構成することができる。この
ようなテンショナをフレキシブル動力伝達部材を有する
動力伝達システムに使用すると、テンショナを特別に幾
何学的に配置することなく、実質的に一定の引張力を得
ることができる。選択的に、幾何学的な配置とばねのモ
ーメントの腕を変化させることとを組み合わせて、特別
な駆動伝達システムに使用するためのテンショナを設計
することもできる。
【０００７】本発明の利点は、回動アームのトルク出力
の変動を補正するためにテンショナの向きを幾何学的に
制約する必要がなくなることにより、従来のテンショナ
ではできなかった狭いスペース内への収納ができるとい
う点にある。
の変動を補正するためにテンショナの向きを幾何学的に
制約する必要がなくなることにより、従来のテンショナ
ではできなかった狭いスペース内への収納ができるとい
う点にある。
【０００８】本発明の一つの目的は、回動アームのトル
ク出力が一定であるテンショナを得ることにある。この
ような目的の利点は一定制動が使用できるということ、
およびテンショナを特別の駆動伝達システムに適用する
とき付勢ばねおよび制動ばねを別々に簡単に変えること
ができる点にある。
ク出力が一定であるテンショナを得ることにある。この
ような目的の利点は一定制動が使用できるということ、
およびテンショナを特別の駆動伝達システムに適用する
とき付勢ばねおよび制動ばねを別々に簡単に変えること
ができる点にある。
【０００９】本発明の利点は、回動アームを付勢するば
ね率が変化しても制動力は変化せず、逆に制動ばね率の
変化も回動アームのばね力は変化しない点にある。
ね率が変化しても制動力は変化せず、逆に制動ばね率の
変化も回動アームのばね力は変化しない点にある。
【００１０】本発明のもう一つの目的は、軸にかかる負
荷を減らすことにより軸上の力を最小にできるように圧
縮ばねを使用することであり、これにより従来より高価
でより強いボルトやピンの代わりに、軸を一体に成形す
ることができる。
荷を減らすことにより軸上の力を最小にできるように圧
縮ばねを使用することであり、これにより従来より高価
でより強いボルトやピンの代わりに、軸を一体に成形す
ることができる。
【００１１】以上の目的および他の目的または利点は、
図面および以下の説明から明らかになろう。
図面および以下の説明から明らかになろう。
【００１２】
【実施例】本テンショナの特徴は、フレキシブル動力伝
達部材を用いた幾つかの動力伝達システムにおいて利用
できるが、この特徴は、自動車のベルト駆動との関連に
おいて最も良く説明することができる。図１にはベルト
駆動システム１０が示されており、ベルト１２はプーリ
ー１４，１６の周りに架設されている。本発明のテンシ
ョナ１８はベルトスパン２０，２２間に配置され、その
間でベルトがプーリー２４に架けられている。
達部材を用いた幾つかの動力伝達システムにおいて利用
できるが、この特徴は、自動車のベルト駆動との関連に
おいて最も良く説明することができる。図１にはベルト
駆動システム１０が示されており、ベルト１２はプーリ
ー１４，１６の周りに架設されている。本発明のテンシ
ョナ１８はベルトスパン２０，２２間に配置され、その
間でベルトがプーリー２４に架けられている。
【００１３】図２ないし図５において、ベルトテンショ
ナ１８はばね付勢型のものであり、支持体２６と、回動
アーム２８と、上記支持体および回動アーム間で付勢さ
れたばね３０とを有している。回動アーム２８は支持体
２６に軸３２および選択的にスラスト・フランジ３６を
有する自己潤滑性高分子スリーブ型ベアリングすなわち
ブシュ３４によって回動自在に取り付けられている。
ナ１８はばね付勢型のものであり、支持体２６と、回動
アーム２８と、上記支持体および回動アーム間で付勢さ
れたばね３０とを有している。回動アーム２８は支持体
２６に軸３２および選択的にスラスト・フランジ３６を
有する自己潤滑性高分子スリーブ型ベアリングすなわち
ブシュ３４によって回動自在に取り付けられている。
【００１４】プーリー２４はローラベアリング３８など
により回動アーム２８に取り付けられ、ベルトを押圧す
るように回動アーム２８と共に移動する。このときプー
リー２４は軸３２からのモーメント（又はてこ）の腕Ｌ
Ｐで動作する。
により回動アーム２８に取り付けられ、ベルトを押圧す
るように回動アーム２８と共に移動する。このときプー
リー２４は軸３２からのモーメント（又はてこ）の腕Ｌ
Ｐで動作する。
【００１５】ばね３０は圧縮ばねであり、支持体２６の
ポスト３８との間に配置され、以下に詳述する可変モー
メント（又てこ）の腕ＬＡ，ＬＢで動作する。ばね３０
は回動アーム２８の移動と連接(articulate)するように
支持体２６および回動アーム２８に取り付けられ、ばね
３０の移動と共に長さが変化するモーメントの腕ＬＡ，
ＬＢに作用する。モーメントの腕は、回動アーム２８が
回動するにつれて圧縮ばねの長さが短くなると短くな
り、圧縮ばねが長くなると長くなる。図７はこれを概略
的に示したもので、この図において、実線はある位置に
おけるばね３０およびそのモーメントの腕を示し、破線
は回動したときを示している。満足する組合せは、ばね
３０の圧縮された長さに対するモーメントの腕の長さが
各々８０ないし１００パーセントのとき得られる。
ポスト３８との間に配置され、以下に詳述する可変モー
メント（又てこ）の腕ＬＡ，ＬＢで動作する。ばね３０
は回動アーム２８の移動と連接(articulate)するように
支持体２６および回動アーム２８に取り付けられ、ばね
３０の移動と共に長さが変化するモーメントの腕ＬＡ，
ＬＢに作用する。モーメントの腕は、回動アーム２８が
回動するにつれて圧縮ばねの長さが短くなると短くな
り、圧縮ばねが長くなると長くなる。図７はこれを概略
的に示したもので、この図において、実線はある位置に
おけるばね３０およびそのモーメントの腕を示し、破線
は回動したときを示している。満足する組合せは、ばね
３０の圧縮された長さに対するモーメントの腕の長さが
各々８０ないし１００パーセントのとき得られる。
【００１６】ばね３０を支持体２６および回動アーム２
８に連接的に取り付けるために種々の手段を用いること
ができる。一つの好適な手段を図２および図３に示し
た。支持体２６のポスト３８は、スロット４０を持つ突
出部を有し、このスロット４０は軸３２と実質的に平行
になっている。同様に、回動アーム２８上の突出部も軸
３２と実質的に平行なスロット４２を有する。図３に示
すように、ばね３０の各端は延長部４４，４６を有し、
それらは上記スロットの一つに嵌合する。両スロット
は、軸３２と実質的に平行であるので、ばね３０が図２
および図７の破線で示すような新たな位置にきたとき、
ばね３０の延長部の各端が各スロット内でわずかに回動
する。
８に連接的に取り付けるために種々の手段を用いること
ができる。一つの好適な手段を図２および図３に示し
た。支持体２６のポスト３８は、スロット４０を持つ突
出部を有し、このスロット４０は軸３２と実質的に平行
になっている。同様に、回動アーム２８上の突出部も軸
３２と実質的に平行なスロット４２を有する。図３に示
すように、ばね３０の各端は延長部４４，４６を有し、
それらは上記スロットの一つに嵌合する。両スロット
は、軸３２と実質的に平行であるので、ばね３０が図２
および図７の破線で示すような新たな位置にきたとき、
ばね３０の延長部の各端が各スロット内でわずかに回動
する。
【００１７】図６には、ばね３０を連接的に取り付ける
ための他の例が示されている。一つの手段は、ばね３０
の直径より大きい内径を有するカップ４８であり、ばね
３０の端部をそのカップに挿入して保持できる。ばね３
０を連接的に取り付けるためのもう一つの手段は、ばね
３０の内径より小さい外径を有するボス５０であり、こ
のボス５０をばね３０の端部に挿入できる。このような
連接的な取付において、回動アーム２８が動作位置間を
往復動するにつれて、ばね３０は破線５２で示すように
少し傾斜する。
ための他の例が示されている。一つの手段は、ばね３０
の直径より大きい内径を有するカップ４８であり、ばね
３０の端部をそのカップに挿入して保持できる。ばね３
０を連接的に取り付けるためのもう一つの手段は、ばね
３０の内径より小さい外径を有するボス５０であり、こ
のボス５０をばね３０の端部に挿入できる。このような
連接的な取付において、回動アーム２８が動作位置間を
往復動するにつれて、ばね３０は破線５２で示すように
少し傾斜する。
【００１８】テンショナ使用中の回動アーム２８の回動
すなわちベルトに対するプーリー２４の移動を禁止する
ため、制動手段５４が設けられている。制動手段５４は
回動アーム２８の延長部である脚（またはレバー）５６
と、ネジ６０により支持体２６に固定された制動ばね５
８と、支持体２６の面６２と、摩擦材から成るパッド６
４とを有している。回動アーム２８の延長である脚５６
は、図２に示す２つの位置の間の弓形の制動ゾーン内で
回動アーム２８と共に回動し、破線６６まで上昇する。
制動ばね５８としては圧縮ばねを使用することもできる
が、制動ゾーン内に配置された脚部６８を有するＵ字型
の板ばねが好ましい。
すなわちベルトに対するプーリー２４の移動を禁止する
ため、制動手段５４が設けられている。制動手段５４は
回動アーム２８の延長部である脚（またはレバー）５６
と、ネジ６０により支持体２６に固定された制動ばね５
８と、支持体２６の面６２と、摩擦材から成るパッド６
４とを有している。回動アーム２８の延長である脚５６
は、図２に示す２つの位置の間の弓形の制動ゾーン内で
回動アーム２８と共に回動し、破線６６まで上昇する。
制動ばね５８としては圧縮ばねを使用することもできる
が、制動ゾーン内に配置された脚部６８を有するＵ字型
の板ばねが好ましい。
【００１９】摩擦材から成るパッド６４は支持体２６の
面６２またはばね５８の脚６８に付けることもできる
が、脚５６に設ける方がよい。好ましくは図４に示すよ
うに、脚５６に開口を設けてパッド６４を通し、パッド
６４の両端を脚５６の両側面から突出させるのが好まし
い。このように構成すれば、パッド６４の両端は支持体
２６の面６２およびばね５８の脚６８と摩擦面が摺動し
ながら接触することになる。脚５６の開口内に摩擦材を
配設することの利点は、脚５６の円弧運動と支持体２６
との間の隙間をゼロにすることができるということにあ
る。
面６２またはばね５８の脚６８に付けることもできる
が、脚５６に設ける方がよい。好ましくは図４に示すよ
うに、脚５６に開口を設けてパッド６４を通し、パッド
６４の両端を脚５６の両側面から突出させるのが好まし
い。このように構成すれば、パッド６４の両端は支持体
２６の面６２およびばね５８の脚６８と摩擦面が摺動し
ながら接触することになる。脚５６の開口内に摩擦材を
配設することの利点は、脚５６の円弧運動と支持体２６
との間の隙間をゼロにすることができるということにあ
る。
【００２０】摩擦材のパッド６４はどんなタイプのもの
でも選ぶことができるが、任意の高分子材料、例えば
「Delrin」の商標で販売されている始動（静止）摩擦が
摺動（動）摩擦より小さいものを使用できる。
でも選ぶことができるが、任意の高分子材料、例えば
「Delrin」の商標で販売されている始動（静止）摩擦が
摺動（動）摩擦より小さいものを使用できる。
【００２１】高分子パッドおよびその面と接触する板ば
ね５８は軸３２に対するモーメント（又はてこ）の腕Ｌ
Ｄに実質的に一定の制動力を与える。制動手段５４のモ
ーメント（又はてこ）の腕ＬＤは、テンショナの制動ト
ルクを同時にかつ正確に制御しながら制動力を最小にす
るため、圧縮ばね３０のばね力のモーメントＬＡ，ＬＢ
より大きくするのが好ましい。
ね５８は軸３２に対するモーメント（又はてこ）の腕Ｌ
Ｄに実質的に一定の制動力を与える。制動手段５４のモ
ーメント（又はてこ）の腕ＬＤは、テンショナの制動ト
ルクを同時にかつ正確に制御しながら制動力を最小にす
るため、圧縮ばね３０のばね力のモーメントＬＡ，ＬＢ
より大きくするのが好ましい。
【００２２】図３，４，５の支持構造の垂直的な配列に
よって示されているように、ばね３０、脚５６を有する
制動手段５４、パッド６４およびばね５８は実質的に同
一平面に整列されて、それらが整列されていないときに
生じるオフセット・モーメント(offset moment)を最小
にするか取り除くようにしている。このような構成はベ
アリング寸法、軸の大きさ、ばねの大きさなどを最小に
するという利点を持つ。
よって示されているように、ばね３０、脚５６を有する
制動手段５４、パッド６４およびばね５８は実質的に同
一平面に整列されて、それらが整列されていないときに
生じるオフセット・モーメント(offset moment)を最小
にするか取り除くようにしている。このような構成はベ
アリング寸法、軸の大きさ、ばねの大きさなどを最小に
するという利点を持つ。
【００２３】本発明のテンショナ１８を使用するとき
は、プーリー２４がベルトを押圧してスパン２０，２２
を形成するように配置する。スパン２０、２２の角度は
角Ａであり、角Ａは線７０によって２分される。テンシ
ョナ１８はボルト７２，７４などの取付具によってその
作動位置に保持される。ベルト１２は、角Ａを２分する
線７０に実質的に沿う力Ｆを与える。好ましくは、しか
し任意だが、回動アーム２８はプーリー２４にかかる力
Ｆに対して約８０度ないし約１００度の角Ｂで配置され
ている。
は、プーリー２４がベルトを押圧してスパン２０，２２
を形成するように配置する。スパン２０、２２の角度は
角Ａであり、角Ａは線７０によって２分される。テンシ
ョナ１８はボルト７２，７４などの取付具によってその
作動位置に保持される。ベルト１２は、角Ａを２分する
線７０に実質的に沿う力Ｆを与える。好ましくは、しか
し任意だが、回動アーム２８はプーリー２４にかかる力
Ｆに対して約８０度ないし約１００度の角Ｂで配置され
ている。
【００２４】図７の示力図および図２の破線で示された
動きによって最も良く示されているように、ばね３０が
回動アーム２８にモーメント（又はてこ）の腕ＬＡで力
ＦＡが作用する。回動アーム２８が第２の位置へ移動す
るにつれて、ばね３０は図２の破線で示すように収縮
し、より短いモーメント（又てこ）の腕ＬＢで力ＦＢが
作用する。モーメントの腕の長さはばね３０の連接的な
動きにつれて変化し、ばね３０の長さが短くなれば短く
なり、回動アーム３０が回動するにつれてばね３０が長
くなれば長くなる。ばね３０は圧縮ばねであるため、ば
ね３０が回動アーム２８に与える力ＦＡ，ＦＢはばね３
０の圧縮された長さに実質的に比例して変化する。回動
アーム２８の回動を通じてばね３０の力とモーメントの
腕との積の平均値は実質的に一定であるのが好ましい。
ばね３０の力とモーメントの腕との積の平均値を実質的
に一定にすることにより、回動アーム２８は実質的に一
定のトルクを受け、このトルクが逆向きの等しい一定の
ベルト引張力として作用する。パッド６４に作用する板
ばね５８はプーリー２４に同様に一定の制動力を与え
る。
動きによって最も良く示されているように、ばね３０が
回動アーム２８にモーメント（又はてこ）の腕ＬＡで力
ＦＡが作用する。回動アーム２８が第２の位置へ移動す
るにつれて、ばね３０は図２の破線で示すように収縮
し、より短いモーメント（又てこ）の腕ＬＢで力ＦＢが
作用する。モーメントの腕の長さはばね３０の連接的な
動きにつれて変化し、ばね３０の長さが短くなれば短く
なり、回動アーム３０が回動するにつれてばね３０が長
くなれば長くなる。ばね３０は圧縮ばねであるため、ば
ね３０が回動アーム２８に与える力ＦＡ，ＦＢはばね３
０の圧縮された長さに実質的に比例して変化する。回動
アーム２８の回動を通じてばね３０の力とモーメントの
腕との積の平均値は実質的に一定であるのが好ましい。
ばね３０の力とモーメントの腕との積の平均値を実質的
に一定にすることにより、回動アーム２８は実質的に一
定のトルクを受け、このトルクが逆向きの等しい一定の
ベルト引張力として作用する。パッド６４に作用する板
ばね５８はプーリー２４に同様に一定の制動力を与え
る。
【００２５】図２に示すように、ばね３０は回動アーム
２８にプーリー２４の全方向の力を加える。ばね３０は
軸３２またはブシュ３４と結合することはなく、したが
って軸３２は大きな強度や硬度を必要としない。図４に
示すように、軸３２は支持体２６と一体に成形されてお
り、アルミニウムやその合金などのような鋼より小さい
強度の材料で作ることができる。
２８にプーリー２４の全方向の力を加える。ばね３０は
軸３２またはブシュ３４と結合することはなく、したが
って軸３２は大きな強度や硬度を必要としない。図４に
示すように、軸３２は支持体２６と一体に成形されてお
り、アルミニウムやその合金などのような鋼より小さい
強度の材料で作ることができる。
【００２６】上記使用例は、一つの幾何学的な配列を示
しており、ここでは回動アームの非線形的なトルク出力
を補正するために回動アームを三角角法的に短くするよ
うに回動アームを角度をつけて配置する必要はない。し
かし、本発明の原理は、本発明の連接ばねばかりでなく
回動アームの配列も相互に関連させてテンショナを適用
する際の問題の別の解決を図るように利用されることあ
ろう。
しており、ここでは回動アームの非線形的なトルク出力
を補正するために回動アームを三角角法的に短くするよ
うに回動アームを角度をつけて配置する必要はない。し
かし、本発明の原理は、本発明の連接ばねばかりでなく
回動アームの配列も相互に関連させてテンショナを適用
する際の問題の別の解決を図るように利用されることあ
ろう。
【００２７】以上述べたことは本発明を説明するための
ものであり、特許請求の範囲を制限するものではない。
ものであり、特許請求の範囲を制限するものではない。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
動アームを付勢する圧縮ばねが、支持体と回動アームと
の間で連接動作することにより回動アームの回動に伴い
モーメントの腕の長さが変化するので、回動アームのト
ルクの変動を小さくすることができる。
動アームを付勢する圧縮ばねが、支持体と回動アームと
の間で連接動作することにより回動アームの回動に伴い
モーメントの腕の長さが変化するので、回動アームのト
ルクの変動を小さくすることができる。
【図１】ベルトなどの駆動伝達部材および本発明のテン
ショナを含む駆動システムの部分的な正面概略図であ
る。
ショナを含む駆動システムの部分的な正面概略図であ
る。
【図２】図１のテンショナの一部を拡大して示す図であ
る。
る。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図３の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図２の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図２の３−３線の近傍でばねを取り付ける他の
手段を示し、一部を取り出して示す図である。
手段を示し、一部を取り出して示す図である。
【図７】図２のテンショナの圧縮ばねの誇張した示力図
を示す概略図である。
を示す概略図である。
１２ ベルト １８ テンショナ ２４ プーリー ２６ 支持体 ２８ 回動アーム ３０ 圧縮ばね ３２ 軸 ３８ ポスト ４０、４２ スロット ５４ 制動手段
Claims (13)
- 【請求項１】 フレキシブル動力伝達部材に引張力を与
えるテンショナであって、支持体と、上記支持体に設け
た軸に回動自在に取り付けられた回動アームと、上記回
動アームに回転自在に取り付けられた上記動力伝達部材
と係合するプーリー手段と、上記支持体と上記回動アー
ムとの間に設けられ上記回動アームと付勢するばね手段
と、上記回動アームの移動を抑える制動手段とを有する
テンショナにおいて、上記ばね手段は、両端と、上記回
動アームの回動につれて変化する圧縮長さとを有する圧
縮ばねであり、上記圧縮ばねを上記支持体および上記回
動アームに対して関節的な動作をさせる関節的連接手段
を、モーメントの腕の長さが上記圧縮ばねの連接動作と
ともに変化するように設け、上記モーメントの腕は、上
記回動アームの回動につれて上記圧縮ばねの長さが短く
なると短くなり、上記圧縮ばねの長さが長くなると長く
なる、ことを特徴とするテンショナ。 - 【請求項２】 上記関節的連接手段が、上記支持体上に
設けられ、上記軸に対して実質的に平行なスロットを形
成した突出部と、上記回動アーム上に設けられ、上記軸
に対して実質的に平行なスロットを形成した突出部と、
上記両スロットの一方に嵌合する延長部を有する上記圧
縮ばねの各端と、から成る請求項１のテンショナ。 - 【請求項３】 上記モーメントの腕の長さが上記圧縮ば
ねの圧縮された長さに対して約８０パーセントから約１
２０パーセントである請求項１のテンショナ。 - 【請求項４】 上記圧縮ばねは、上記圧縮ばねの圧縮さ
れた長さに実質的に比例して変化する力を上記回動アー
ムに付与し、上記回動アームの回動動作に伴う上記圧縮
ばねのばね力とモーメントの腕の積の平均値の変化が、
実質的に１０パーセント以内である請求項１のテンショ
ナ。 - 【請求項５】 上記圧縮ばねは上記プーリー手段に対し
て全方向の力を与える請求項４のテンショナ。 - 【請求項６】 上記制動手段は、上記回動アームからの
第２のモーメントの腕でもって上記回動アームに取り付
けられた摩擦材から成るパッドと、上記パッドを押圧し
て上記支持体と当接させて制動力を生じさせる押圧手段
と、から成る請求項１のテンショナ。 - 【請求項７】 上記第２のモーメントの腕は上記圧縮ば
ねのモーメントの腕より長い請求項６のテンショナ。 - 【請求項８】 上記プーリ手段の取付位置、上記圧縮ば
ねのモーメントの腕および上記制動手段は、実質的に一
定の平面内にある請求項１のテンショナ。 - 【請求項９】 プーリーに架けられたフレキシブル動力
伝達手段を有する駆動システムであって、上記フレキシ
ブル動力伝達手段が２つのスパンの間で、支持体と、上
記支持体に設けた軸に回動自在に取り付けられた回動ア
ームと、上記回動アームに回転自在に取り付けられ上記
動力伝達部材と係合するプーリー手段と、上記支持体と
上記回動アームとの間に設けられ上記回動アームを付勢
するばね手段と、上記回動アームの移動を抑える制動手
段とを有するテンショナによって引っ張られている駆動
システムにおいて、上記ばね手段は圧縮ばねから成り、
上記圧縮ばねは相対する両端を有し、その圧縮される長
さは回動アームの回動につれて変化し、上記圧縮ばねを
上記支持体および上記回動アームに対して関節的な動作
をさせる関節的連接手段を、モーメントの腕の長さが上
記圧縮ばねの連接動作とともに変化するように設け、上
記モーメントの腕は、上記回動アームの回動につれて上
記圧縮ばねの長さが短くなると短くなり、上記圧縮ばね
の長さが長くなると長くなる、ことを特徴とする駆動シ
ステム。 - 【請求項１０】 上記２つのスパンが上記プーリーに上
記２つのスパンのなす角を２分する線に実質的に沿う力
を付与し、上記回動アームは上記プーリーにかかる力に
対して約８０度から約１００度で配置されている請求項
９の駆動システム。 - 【請求項１１】 上記テンショナは上記プーリーで作用
する実質的に一定の制動トルクをベルトに付与し、上記
プーリーにおける制動トルクは実質的に一定である請求
項９の駆動システム。 - 【請求項１２】 上記関節的連接手段が、上記支持体に
設けられた上記圧縮ばねの内径より小さい外径を持つボ
スを有する突出部と、上記回動アームに設けられ上記圧
縮ばねの内径より小さい外径を持つボスを有する突出部
と、上記両ボスの各々の上に位置する部分を有する上記
圧縮ばねの各端と、から成る請求項１のテンショナ。 - 【請求項１３】 上記関節的連接手段が、上記支持体上
に、上記圧縮ばねの外径より大きい内径をもつカップの
形で設けられた突出部と、上記回動アーム上に、上記圧
縮ばねの外径より大きい内径をもつカップの形で設けら
れた突出部と、上記両カップの一つに嵌合する部分を有
する上記圧縮ばねの各端と、から成る請求項１のテンシ
ョナ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/588,245 | 1990-09-26 | ||
| US7/588,245 | 1990-09-26 | ||
| US07/588,245 US5045031A (en) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Tensioner for an endless power transmission member and system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04244645A JPH04244645A (ja) | 1992-09-01 |
| JP2668466B2 true JP2668466B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=24353066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211349A Expired - Fee Related JP2668466B2 (ja) | 1990-09-26 | 1991-07-30 | エンドレス動力伝達部材用のテンショナおよび動力伝達システム |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5045031A (ja) |
| EP (1) | EP0478266B1 (ja) |
| JP (1) | JP2668466B2 (ja) |
| KR (1) | KR950007259B1 (ja) |
| AT (1) | ATE132946T1 (ja) |
| CA (1) | CA2048166C (ja) |
| DE (1) | DE69116284T2 (ja) |
| ES (1) | ES2082150T3 (ja) |
| MX (1) | MX173591B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5073148A (en) * | 1990-12-20 | 1991-12-17 | Gates Power Drive Products, Inc. | Tensioner with damping system |
| US5591094A (en) * | 1995-11-01 | 1997-01-07 | The Gates Corporation | Tensioner with adjustable stop for power transmission belt |
| US5632697A (en) | 1995-12-18 | 1997-05-27 | The Gates Corporation | Damping mechanism for a tensioner |
| US5647813A (en) | 1995-12-18 | 1997-07-15 | The Gates Corporation | Tensioner with damping mechanism and belt drive system |
| US5938552A (en) * | 1998-06-02 | 1999-08-17 | The Gates Corporation | Tensioner with damping shoe activated by compression spring |
| US5935032A (en) * | 1998-06-02 | 1999-08-10 | The Gates Corporation | Tensioner with second pivot-arm for damping mechanism |
| JP2001355688A (ja) * | 2000-06-13 | 2001-12-26 | Borg Warner Automotive Kk | ブレードテンショナ |
| WO2003087626A1 (en) | 2002-04-12 | 2003-10-23 | Appleton Control Systems, Inc. | Belt tensioning assembly |
| DE10232328A1 (de) * | 2002-07-17 | 2004-04-01 | Daimlerchrysler Ag | Bedarfsgerechte Zugmittelspannung bei RSG-Fahrzeugen |
| US7090606B2 (en) * | 2003-07-03 | 2006-08-15 | The Gates Corporation | Adjustable tensioner |
| WO2007025374A2 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-08 | Litens Automotive Partnership | Low profile tensioner with arcuate spring |
| US7362066B2 (en) * | 2006-05-19 | 2008-04-22 | Jervis B. Webb Company | Overload protection system |
| BRPI0810603B1 (pt) * | 2007-05-01 | 2019-02-12 | Litens Automotive Partnership | Tensor para tracionar um acionamento flexível |
| DE102008015737A1 (de) | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Schaeffler Kg | Automatische Zugmittelspannvorrichtung zum Spannen eines Riemens eines Verbrennungsmotors mit einer Gleitlagerbuchse, die eine konisch ausgeformte Außenseite aufweist |
| DE102011082764A1 (de) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb eines Verbrennungsmotors |
| DE102013002993A1 (de) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Startergenerator - Riemenspanner |
| DE102013203957B3 (de) * | 2013-03-08 | 2014-02-13 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Riemenspanner |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CH404305A (de) * | 1962-08-25 | 1965-12-15 | Skf Kugellagerfabriken Gmbh | Spannrollenanordnung für Band- oder Riementriebe |
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| GB8711522D0 (en) * | 1987-05-15 | 1987-06-17 | Rolls Royce Motor Cars | Belt tensioning arrangement |
-
1990
- 1990-09-26 US US07/588,245 patent/US5045031A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
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- 1991-09-24 AT AT91308656T patent/ATE132946T1/de not_active IP Right Cessation
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