JP3658371B2 - テンショナ用ダンピング機構 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の背景）
本発明は、ダンピング機構を備えたテンショナ及びそのようなテンショナを有するベルト伝動システムに関する。特に、本発明は、ベルトに係合するプーリが回転自在に取り付けられたピボットアームの位置を偏倚させるスプリングを備えるテンショナに関する。ダンピング機構を備えた本発明のテンショナは、特に自動車のエンジン周りに用いられるフロントエンドアクセサリドライブのマイクロＶベルトの張力を制御するのに有効である。
【０００２】
機械的なテンショナは、自動車のエンジン周りに用いられるフロントエンドアクセサリドライブのマイクロＶベルトの張力を自動制御するために用いられる。通常、このようなテンショナはピボットアームを有する。ピボットアームはベースに固定されたピボットの回りに回転し、回転するピボットアームの軸受面としてピボットにスリーブ型ブッシングを用いる。多くのこのような軸受はプラスチックから作られており、テンショナの余命をもたせるために用いられる。捩りスプリングは多くの場合、一方の端がベースに連結され、他方の端がピボットアームに連結された状態で使用され、ピボットアームの位置を偏倚させ、取り付けられたプーリをベルトに当接して配置する。スプリングは、ダンピング手段に働く弾性力を発生させるためにも用いられ、ダンピング手段は、ピボットアームの遥動を抑制あるいは減衰させるために、摩擦摺動面に対する垂直力成分を発生させる。
【０００３】
容積や価格、ダンピングの問題を解決する一般的なテンショナのデザインがアメリカ合衆国特許第４，４７３，３６２号に開示されている。‘３６２のテンショナはピボットアームを支持するオフセット円筒部材に取り付けられたピボットアームを備え、ベースに固定されたピボットの回りに回動する。たった１つの捩りスプリングが、一方の端がピボットアームに連結され、他方の端がベースに連結された状態で用いられる。ピボットに設けられた単一のスリーブ型のブッシングは、円筒部材を支える軸受面を有する。プーリベアリングのラジアル面はスリーブ型のブッシングに対して片寄っており、ブッシングにより担われるべき荷重としてモーメントすなわち偶力をもたらす。このようなテンショナは、プーリのその支持部材に対する片寄りから、「Ｚ」型テンショナと呼ばれる。
【０００４】
このようなＺ型テンショナを適用した伝動システムのベルトは、プーリと係合してベルト力をプーリにおいて発生し、このベルト力は円筒部材に伝達される。‘３６２号の特許で説明されているように、ブッシングに対する不均一な荷重は、ベルト力と略同じ方向にかかる垂直力成分を発生するダンピング手段により低減される。ある場合には、ダンピング手段の垂直力成分は、片寄っているベルト力によって生じるモーメントに対してバランスをとるのに十分ではなく、単一のブッシングそれ自体では不均一にかつ早期に摩滅しやすい。
【０００５】
このような「Ｚ」型テンショナにおいて典型的に用いられるダンピング手段は、アメリカ合衆国特許第５，６３２，６９７号に開示されている。‘６９７号のダンピング機構は、ダンピング手段により発生する垂直力がダンピング機構を作動させるバネ力成分よりも大きいダンピング手段を有する。ダンピング手段は外側弧状摩擦面を有するブレーキシューを備え、外側弧状摩擦面は第２円筒部材の内側と係合し、それと摺接する摩擦面を提供する。ブレーキシューは２つの反対側を向く内側傾斜面を有し、一方の傾斜面はベースの相補的な傾斜面に摺接し、他方の傾斜面はブレーキシューにバネ力を加えるスプリング端部の延長部に摺接する。バネ力は、ベースに形成された突起の周りに屈曲されるスプリングの端部によって生成される。捩られたスプリングはバネ力を内側傾斜面に対して略垂直に加え、シューの傾斜面をベースの相補的な傾斜面に押圧するとともに、ライニングを第２円筒部材の相補的な内側面に押圧し、それによってシューに加えられるべき反作用力をもたらす。
【０００６】
‘６９７号のダンピング機構では、多数の傾斜面と、ブレーキシューと、ベースの突起を用いなければならないことから、より大きなダンピングを得るための能力は制限される。くわえて、多数の部品を使用することは、テンショナ全体のデザインにおける価格、重量、大きさを増大させる。
【０００７】
（発明の概要）
本発明によれば、特に自動車の応用分野でテンショナを用いるマイクロＶベルトフロントエンドアクセサリドライブシステムにおいて好適なテンショナ機構が提供される。この分野では、テンショナの寿命を通してプーリアライメントが重要であり、テンショナ全体の価格、重量、大きさが重要である。本発明のダンピング機構は、第１及び第２の端部を有するスプリングと、摩擦面とテンショナの円筒部材に設けられた突起に係合する少なくとも１つの係合面を有するダンピングプレートとを備え、ダンピングプレートは、スプリングの第１の端部に接触する第１及び第２のスプリング接点を備える。そして、ダンピングレートに作用するスプリングのバネ力は、上記突起から係合面への反作用力と合成されて、摩擦面に作用する垂直力を生じる。本発明の一実施形態では、スプリングの第２の端部はテンショナベースに連結されている。本発明の別の実施形態では、スプリングの第２の端部はテンショナピボットアームに連結されている。
【０００８】
本発明の有利な点は、摩擦接触面積が広い小型化されたダンピング機構が提供されることである。本発明の別の有利な点は、ベースやピボットアームの各々において、割高な機械成形による突起と傾斜面の必要性を減ずることにより与えられる。
【０００９】
本発明のこれらの利点や他の利点に関しては図面とそれについての説明を一読した後に明らかとなる。
【００１０】
（発明の好ましい実施形態の説明）
図１及び図２を参照すると、プーリ１２を備えるテンショナ１０が、ベルト１６と幾つかのプーリを備えるベルト伝動システムの構成要素として描かれている。例えば、ベルト１６はクランクプーリ１８、ファン／ウオータポンププーリ２０、パワーステアリングプーリ２２、オルタネータプーリ２４、アイドラプーリ２６、テンショナプーリ１２の回りに掛け回されている。テンショナプーリ１２はベルト１６に係合し、ベルト張力を調節するためにプーリがどのように運動するかを模式的に表わすために幾つかの位置に示されている。テンショナプーリ１２はベルト１６に係合し、隣接するベルトスパン２８、３０のベルト張力Ｔ１、Ｔ２という形でベルト荷重を受ける。ベルト張力Ｔ１、Ｔ２（すなわち荷重）は合成され、二等分線、すなわちベルトスパン２８、３０の間に形成される角度に沿ってベルト力成分ＢＦを生じる。ベルト力成分は、テンショナのピボット３２から軸方向に片寄っており、力とモーメントを含む複雑なハブ荷重を発生し、これは矢印ＨＬで象徴的（すなわち、非具体的）に表されている。本発明のダンピング機構はテンショナ１０の中の３４に示されている。
【００１１】
図３を参照すると、テンショナ１０は機械式であり、本発明のダンピング機構３４を備え、ベース４２、捩りスプリング４４と、シャフト６４に設けられたボールベアリング６２等によりピボットアーム５２に回転自在に取り付けられたプーリ１２を備えている。ボールベアリング６２は、シャフト６４にフランジ付ファスナ６６により保持されている。ピボットアーム５２は円筒部材５３に取り付けられており、円筒部材はピボットアーム５２を支持するとともにピボットシャフト５５とともに回動する。ピボットブッシング５６は好ましくはポリメリックタイプ(polymeric type)からなり、ピボットシャフト５５に対して回転するようにピボットに配置され、それによりピボットアーム５２を支持する。１つのピボットブッシング５６が示されているが、１つ以上のピボットブッシングを有することも可能である。ファスナ６０を備えるピボットシャフト５５は、円筒部材５３のフランジ付穿孔５７とピボットブッシング５６を通って延在し、それによりピボットアーム５２はベース４２に取り付けられる。
【００１２】
図２〜４を参照すると、ダンピング機構３４は、第１及び第２の端部７２、７４を有する捩りスプリング７０を備える。本実施形態ではダンピング機構３４は更に、テンショナ１０のベース４２との係合のための外側摩擦面７８を有するダンピングプレート７６を備える。係合面７７はピボットアーム５２の突起７９と対となって係合するために設けられる。ダンピングプレート７６は、スプリング７０をダンピングプレート７６に協働的に連結するための第１及び第２のスプリング接点８０、８２を有する。図４に示された実施形態では、ダンピングプレート７６はＡ−Ａ軸に対称であり、それにより異なる巻き線方向を有するスプリング７０の取り付けを可能とする。
【００１３】
ダンピングプレートは、スプリング７０を受けるための溝８６を備え、溝８６はプレートベース８８と、内壁９０と、外壁９２とを有する。プレートベースは、テンショナ円筒部材５３との摺接するために周期的な間隔で底面（不図示）に配置された摩擦パッド９３を備える。
【００１４】
ダンピングプレート７６は、摩擦面７８を規定する付属のライニング８４を備え、ライニング８４をダンピングプレート７６に確実に取り付けるために機械的なタブ８５を用いて取り付けられている。
【００１５】
図２〜４に示されるように、ダンピング機構３４は円形に成形されている。ダンピング機構３４の別の実施形態は図５に示され、そこではダンピングプレートは半円形である。ダンピングプレート７６は、ピボットジョイント１００を備え、スプリング７０からのトルクがかかっているダンピングプレート７６がＢで示される相対運動を行なうことを許容する。ダンピングプレート７６の付加的な運動は、ダンピングのためのより大きな摩擦力を与える。
【００１６】
図６に示された別の実施形態では、外壁９２に反返りバンド(deflecting band)１０２を備える半円形ダンピングプレート７６が提供される。この実施形態では、スプリング端部７２によって与えられる力は、Ｃで示されるように反返りバンド１０２に作用し、ピボットアーム５２に荷重がかかるのを補助するためにテンショナとの径方向の係合を可能とする。この実施形態では、反返りバンド１０２は、テンショナアーム５２に取り付けられた付加的な支持部材１０４と接触する。
【００１７】
図７は、ダンピング機構の別の実施形態であり、内側摩擦面１１２を有するライニング１１０を備える内壁９０を備える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のダンピング機構を備えるベルトテンショナを含むフロントエンドアクセサリ駆動システムの模式的な正面図である。
【図２】 テンショナと協働する様々な成分の力が描かれた図１の略線２における模式的な拡大部分図である。
【図３】 図２の線３−３に沿った横断面図である。
【図４】 本発明のダンピング機構を示す拡大図である。
【図５】 ダンピング機構の代替的な実施形態であり、ダンピング機構は半円形状である。
【図６】 ダンピング機構の代替的な実施形態であり、ダンピング機構は半円形状であるとともに、外壁は反返りバンドを有する。
【図７】 ダンピング機構の代替的な実施形態であり、ダンピング機構は内側摩擦面を備える。

Claims (16)

1. 伝動ベルトに張力を与えるテンショナに用いられるダンピング機構であって、
   第１及び第２の端部を有するスプリングと、
   摩擦面と前記テンショナの円筒部材に設けられた突起に係合する少なくとも１つの係合面を有するダンピングプレートとを備え、
   前記ダンピングプレートが、前記スプリングの前記第１の端部に接触する第１及び第２のスプリング接点を備え、前記ダンピングレートに作用する前記スプリングのバネ力が、前記突起から前記係合面への反作用力と合成されて、前記摩擦面に作用する垂直力を生じる
   ことを特徴とするダンピング機構。
2. 前記ダンピングプレートが、少なくとも１つの軸に対して対称であることを特徴とする請求項１に記載のダンピング機構。
3. 前記ダンピングプレートが外側摩擦面を有することを特徴とする請求項１に記載のダンピング機構。
4. 前記ダンピングプレートが外側摩擦面を規定する付属ライニングを備えることを特徴とする請求項１に記載のダンピング機構。
5. 前記スプリングが捩りスプリングであることを特徴とする請求項１に記載のダンピング機構。
6. 前記ダンピングプレートが円形であることを特徴とする請求項１に記載のダンピング機構。
7. 前記ダンピングプレートが半円形であることを特徴とする請求項１に記載のダンピング機構。
8. 前記ダンピングプレートが内側摩擦面を有することを特徴とする請求項１に記載のダンピング機構。
9. 前記ダンピング機構が内側摩擦面を規定する付属ライニングを有することを特徴とする請求項８に記載のダンピング機構。
10. 前記ダンピングプレートが、プレートベースと、内壁と、外壁と備える溝を有することを特徴とする請求項１に記載のダンピング機構。
11. 前記プレートベースが前記円筒部材と摺接する底面を備えることを特徴とする請求項１０に記載のダンピング機構。
12. 前記底面が摩擦パッドを備えることを特徴とする請求項１１に記載のダンピング機構。
13. 前記プレートベースが前記スプリングと係合する上面を有することを特徴とする請求項１０に記載のダンピング機構。
14. 前記ダンピングプレートがダンピングプレートの相対的な運動を可能にするピボットジョイントを備えることを特徴とする請求項７に記載のダンピング機構。
15. 前記ダンピングプレートがプレートベースと、内壁と、外壁とを備える溝を有することを特徴とする請求項１４に記載のダンピング機構。
16. 前記外壁がテンショナとの径方向の係合を可能とする反返りバンドを備えることを特徴とする請求項１５に記載のダンピング機構。

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