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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- JP2668466B2 JP2668466B2 JP3211349A JP21134991A JP2668466B2 JP 2668466 B2 JP2668466 B2 JP 2668466B2 JP 3211349 A JP3211349 A JP 3211349A JP 21134991 A JP21134991 A JP 21134991A JP 2668466 B2 JP2668466 B2 JP 2668466B2
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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
- F16H—GEARING
- F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
- F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
- F16H7/10—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley
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- F16H7/12—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
- 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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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
- F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
- F16H2007/0802—Actuators for final output members
- 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 |
---|---|
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EP (1) | EP0478266B1 (ja) |
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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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---|---|---|---|---|
US5045029A (en) * | 1990-12-20 | 1991-09-03 | Gates Power Drive Products, Inc. | Pulley encased tensioner with damping |
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 |
US3413866A (en) * | 1966-10-14 | 1968-12-03 | Byron C. Ford | Belt tensioning device |
US4509296A (en) * | 1982-03-22 | 1985-04-09 | Rasmussen Aaron P | Radial belt grinder |
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 DE DE69116284T patent/DE69116284T2/de not_active Expired - Fee Related
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