JP3956032B2 - オートテンショナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジンによりベルトを介して駆動される補機類のベルト張力を一定値に確保するオートテンショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のオートテンショナの構造を図３〜図６に示す。この種のオートテンショナは、例えば、自動車のエンジンによりベルトを介して駆動される補機類のベルト張力を一定値に確保するオートテンショナとして使用される。図３にオートテンショナ１０の取付状態を示す。
【０００３】
エンジン１の側面には駆動プーリであるクランクプーリ１ａが設けられ、このクランクプーリ１ａに巻きかけられた１本のベルト２が、エアコンプーリ３、パワステプーリ４、ファンプーリ５、オルタネータプーリ６等の各補機プーリおよびオートテンショナ１０のプーリ１１に巻きかけられている。プーリ１１は、ベルト張力の最も緩む部位に配置されている。ベルト進行方向は、図１中の矢印Ｐ方向である。
【０００４】
次に、オートテンショナ１０本体の構造を図４〜図６を参照して述べる。なお、以下に述べる構成要素のうち、材質について特に記載の無いものは鉄系またはアルミニウム系の金属製である。
固定ケースとしての固定ハウジング２０は、取付部２０ａの部分でエンジン１のシリンダブロック（図示せず）に取付固定（締結等）されており、円筒状の固定軸２１と固定軸２１を取り囲むように形成された円筒状の外筒部２１１とを有した構成となっている。
【０００５】
固定軸２１の外周には、耐磨耗性に優れた樹脂（例えばナイロン）や金属等からなる滑り軸受け２２が配設されており、滑り軸受け２２から突出成形されたキー２３と固定軸２１の外周に設けられたキー溝２４とが嵌合して、滑り軸受け２２は固定軸２１に固定されている。
揺動アーム１２は、段付き板状を成しており、その先端側にプーリ取付部である円柱状の支軸１３が突出して形成されており、この支軸１３には、上述のプーリ１１がベアリング１３１を介して回転自在に取り付けられている。そして、締結部材１１１により支軸１３から抜けないようになっている。
【０００６】
揺動アーム１２の基端側には、中空円筒状のハブ部１４およびハブ部１４を取り囲むように形成された円筒状の外筒部１４１が形成されている。ハブ部１４は、固定軸２１および滑り軸受け２２に回動自在に嵌合されている。また、外筒部１４１は、上記の固定ハウジング２０の外筒部２１１とともに、固定ハウジング２０内の空間としての略密閉された空間Ｍを区画形成している。
【０００７】
ここで、固定軸２１はハブ部１４を貫通しており、固定軸２１の先端には、樹脂製の中空円板状のスラストワッシャ３０、および中空円板状のスラストプレート３１が嵌合されている。そして、固定軸２１の先端をかしめることによって、ハブ部１４は、スラストワッシャ３０およびスラストプレート３１によって押さえつけられ固定軸２１から抜けないようになっている。
【０００８】
なお、スラストプレート３１には、スラストプレート３１本体から径方向に突起したストッパ片３１ａが形成されており、このストッパ片３１ａは揺動アーム１２に形成された切欠部１２ａに当接して、揺動アーム１２の回動角度を所定角度に規制している。
ハブ部１４の外周には、円筒形のばね保持部１５が固定ハウジング２０に固定されて配設されており、ハブ部１４とばね保持部１５とは摺動可能となっている。このばね保持部１５の外周には、コイルばね（ばね部材）１６が設けられており、コイルばね１６は、ばね保持部１５によってコイル形状を保持されている。
【０００９】
コイルばね１６は、図６に示すように、上記した空間Ｍにおいて、その一端を外筒部１４１に形成された切欠部１４２に、他端を固定ハウジング２０の外筒部２１１に形成された切欠部２１２に連結固定されており、コイル回りに働くばね力によって揺動アーム１２を所定方向へ回動付勢するようになっている。
上記のオートテンショナ１０における作動および力の作用を図６を参照して説明する。図６は、一部（図５のＢ−Ｂ断面に相当）を断面として表したものである。図６中、点線はコイルばね１６を示す。
【００１０】
揺動アーム１２は、以下のＦ１、Ｆ２、Ｆ４の力を受けている。Ｆ１はベルト２からプーリ１１を介して受ける力、Ｆ２はコイルばね１６からハブ部１４を介して受ける力である。ハブ部１４は、これらの合力Ｆ３（＝Ｆ１＋Ｆ２）と同じ大きさで向きが反対の力Ｆ４を滑り軸受け２２から受ける。これらＦ３、Ｆ４の力が作用する部分（図６中の縦線ハッチングＨ部分）において、ハブ部１４の内周面と滑り軸受け２２の外周面とが当接する。
【００１１】
エンジン１の回転変動によりベルト２の張力変動が生じ、オートテンショナ１０の揺動アーム１２が揺動運動する。ここで、力Ｆ１と力Ｆ２とが釣り合うことで、揺動アーム１２によってベルト２張力が一定に確保される。また、この時、ハブ部１４内周面が滑り軸受け２２上を摺動し、滑り軸受け２２外周面とハブ部１４内周面間で発生する力Ｆ３と力Ｆ４の作用により、両周面間で摩擦減衰力を確保している。そして、この摩擦減衰力により、ベルト２のばたつきやベルト２の鳴き等が防止される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のオートテンショナ１０においては、オートテンショナ１０から異音が発生するという問題が生じている。本発明者等は、実験検討の結果、この異音の発生源が滑り軸受け２２とハブ部１４間にあることを特定した。
ここで、単純には、滑り軸受け２２とハブ部１４間に多量の潤滑油を供給してやれば良いと考えられるが、上述のように、滑り軸受け２２とハブ部１４間では、摩擦減衰力を確保する必要があるため、多量の潤滑油を常時供給することができない。もし、多量の油を供給すると摩擦減衰力が無くなり、ベルト２のばたつきやベルト２の鳴きが発生する。そのため、製品の組付け時において、摩擦減衰力を確保しつつ磨耗を防止する程度に、ごくわずかの油分を塗布することとなる。
【００１３】
しかし、時間の経過とともに、この油分が無くなってくると、滑り軸受け２２とハブ部１４間で異常磨耗が発生し、異音が発生する。
本発明は上記点に鑑みて、オートテンショナにおいて、摩擦減衰力の確保と異音発生の防止とを両立させることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明は、固定軸（２１）を有する固定ケース（２０）と、固定軸（２１）に設けられた円筒状の滑り軸受け（２２）と、ベルト（２）が巻きかけられるプーリ（１１）と、一端側にプーリ（１１）が取り付けられるプーリ取付部（１３）を有し、他端側に滑り軸受け（２２）に回動自在に嵌合される円筒状のハブ部（１４）を有する揺動アーム（１２）と、固定ケース（２０）内に設けられ揺動アーム（１２）を所定方向へ回動付勢するばね部材（１６）とを備え、前記ハブ部（１４）の外周には、前記ばね部材（１６）を保持する円筒状のばね保持部（１５）が設けられており、前記ハブ部（１４）と前記ばね保持部（１５）との間に、潤滑油を蓄える潤滑油蓄積部（１７）が形成されるとともに、前記ハブ部（１４）の円筒壁面に、前記潤滑油を前記滑り軸受け（２２）と前記ハブ部（１４）との嵌合隙間に流入させる細孔（１４ａ）が形成されて、前記ハブ部（１４）の内周面が前記滑り軸受け（２２）の外周面上を摺動する時、前記潤滑油蓄積部（１７）に蓄積された潤滑油が前記摺動によって前記細孔（１４ａ）に押し込まれ、前記細孔（１４ａ）を通して前記嵌合隙間に前記潤滑油が供給されるようになっていることを特徴とする。
【００１５】
それによって、滑り軸受け（２２）とハブ部（１４）との嵌合隙間に、必要な摩擦減衰力を確保しつつ、異常磨耗を回避できるだけの油を絶えず少量づつ補給することができる。よって、ベルト（２）のばたつきやベルト（２）の鳴き等を防止しつつ、異音を防止できるオートテンショナを提供することができる。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明によれば、潤滑油を供給するために別体の動力源や複雑な装置構成とすることなく、滑り軸受けとハブ部との嵌合隙間に潤滑油を補給することができる。ここで、本発明者らの検討によれば、上記の細孔（１４ａ）の径は、請求項２に記載のように、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１および図２を参照して説明する。本実施形態は、従来技術の項にて述べた従来のオートテンショナ１０（図３〜図６参照）において、ハブ部１４の円筒壁面に細孔１４ａを形成し、少量の潤滑油をハブ部１４と滑り軸受け２２との嵌合隙間に流入させる潤滑油供給手段を設けたことを特徴とする。本実施形態では、主としてこの潤滑油供給手段について述べ、従来のオートテンショナ１０と同じ構成部分は、図中同符号を付して説明を省略する。
【００１８】
図１に、本実施形態のオートテンショナ１０の正面図、図２に、オートテンショナ１０の揺動アーム１２の一部切欠断面図を示す。滑り軸受け２２に回動自在に嵌合されたハブ部１４の円筒壁面のほぼ全体には、このハブ部１４の外周面と内周面とを連通する複数の細孔１４ａが形成されている。この細孔１４ａの径は０．２ｍｍ〜０．３ｍｍである。
【００１９】
また、ハブ部１４とこのハブ部１４の外周に設けられたばね保持部１５との間は、潤滑油蓄積部１７として構成されており、シリコングリース等の潤滑油（約１ｇ）が蓄えられるようになっている。さらに、ハブ部１４と滑り軸受け２２との間には、摩擦減衰力を確保しつつ磨耗を防止する程度に、ごくわずかの油分（シリコングリース等）が塗布されている。
【００２０】
以上のように、細孔１４ａおよび潤滑油蓄積部１７により、本実施形態の要部である潤滑油供給手段が構成されている。そして、本実施形態のオートテンショナ１０も、従来と同じく、図３に示すように、自動車のエンジン１によりベルト２を介して駆動される補機類のベルト張力を一定値に確保するオートテンショナとして取り付けられ使用される。
【００２１】
次に、本実施形態のオートテンショナ１０の作動について述べるが、主として潤滑油供給手段の作動について述べることとし、その他の作動は、上述した従来のオートテンショナ５０の作動と同様であるため説明を省略する。
本実施形態のオートテンショナ１０においても、従来と同様、図６に示すように揺動アーム１２はＦ１、Ｆ２、Ｆ４の力を受けている。揺動アーム１２は、エンジン１のトルク変動に起因したベルト２張力の変動により、揺動している。滑り軸受け２２は固定ハウジング２０の固定軸２１に固定されているため、ハブ部１４の内周面は滑り軸受け２２外周面上を摺動（図６の矢印Ｆ１、Ｆ２方向）する。
【００２２】
この時、潤滑油蓄積部１７に蓄積された潤滑油が上記の摺動によって細孔１４ａに押し込まれ、細孔１４ａを通して滑り軸受け２２とハブ部１４との嵌合隙間に徐々に流出する。そのため、オートテンショナ１０の作動中においては、嵌合隙間には、予め塗布されたごくわずかの潤滑油が無くならないように、常に潤滑油が補給される。
【００２３】
ここで、上記した油補給用の孔である細孔１４ａの径は、本発明者らの実験検討により最適化設計されているので、必要な摩擦減衰力を確保しつつ、異常磨耗を回避できるだけの油を絶えず少量づつ補給することができる。よって、ベルト２のばたつきやベルト２の鳴き等を防止しつつ、異音を防止できるオートテンショナ１０を提供することができる。
【００２４】
本発明の異音防止効果を検証するために、本発明者等は、本実施形態のオートテンショナ１０（本発明品）と従来のオートテンショナ１０（従来品）について、エンジン耐久加速試験を４００時間（走行距離５〜６万ｋｍに相当）実施した後、異音評価装置により評価した。その結果を図７に示す。
横軸は異音評価装置による試験時間（単位ｈ）であり、縦軸はオートテンショナの揺動アームの振動（異音の指標、単位Ｇ）である。本発明品では異音は発生せず、従来品では３０分で異音が発生している。このように、本実施形態によれば、従来よりも長時間に渡って異音防止が可能となる。
【００２５】
また、本実施形態では、従来からあるハブ部１４とばね保持部１５との間の摺動部分を潤滑油蓄積部１７とし、ハブ部１４に細孔１４ａを形成するだけの簡単な構成としているため、潤滑油を供給するために別体の動力源や複雑な装置構成とすることなく、上記の異音防止効果を達成できる。
（第２実施形態）
上記実施形態においては、ハブ部１４の円筒壁面のほぼ全体に渡って細孔１４ａを形成したが、本第２実施形態では、図８に示すように、ハブ部１４の円筒壁面のうち特定の領域にのみ細孔１４ａを形成したものである。この特定の領域は、本発明者等が従来のオートテンショナ１０を分解し、観察等の検討を行った結果、特に磨耗の激しかった領域である。
【００２６】
この領域において、特に磨耗が激しいのは、次のような理由による。図９は、上記の図６に示した揺動アーム１２にかかる力の作用を、揺動アーム１２の側面から表したものである。力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４は、図６と同じものである。図９中、力Ｆ１とＦ２は丸の中に×を記した記号で表し、力の向きは紙面に垂直で下に向いている。力Ｆ４は丸の中に点を記した記号で表し、力の向きは紙面に垂直で上に向いている。
【００２７】
このように、揺動アーム１２は、図９中に示すｘ軸方向だけでなく、ｙ軸方向のモーメントを受けている。滑り軸受け２２およびハブ部１４は円筒状であり、力Ｆ４を面状で受けている。よって、力Ｆ４は図９中に示す矢印Ｒの方向で力を受けることになる。
図８に示す細孔１４ａの位置は、上記の矢印Ｒに沿ったハブ部１４の円筒壁面すなわち滑り軸受け２２とハブ部１４とが摺動しやすい部分に限定したものである。
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態の構成に加えて、図１０に示すように、ハブ部１４の内周面に円形の溝１４ｂを設けてもよい。細孔１４ａからハブ部１４の内周面に流入した潤滑油は、この溝１４ｂに一時蓄えられ、且つハブ部１４の内周面全体に行き渡る。よって、潤滑油の減り度合を遅く、滑り軸受け２２とハブ部１４との嵌合隙間全体に潤滑油を行き渡らせることができる。
【００２８】
なお、上記各実施形態においては、固定軸２１および滑り軸受け２２が、ハブ部１４の内周に挿入された形としているが、逆に、固定軸の内周にハブ部が挿入される形であってもよい。この場合、滑り軸受けは固定軸の内周面とハブ部の外周面の間に介在し、ばね保持部は固定軸の外周に設けられた構成となる。そして、潤滑油蓄積部は、固定軸とばね保持部の間に潤滑油を蓄積するものとし、細孔は、固定軸の壁面に設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るオートテンショナの構成を示す断面図である。
【図２】上記第１実施形態における揺動アームの構成を示す一部切欠断面図である。
【図３】本発明の各実施形態および従来のオートテンショナ取付状態を示す構成図である。
【図４】従来のオートテンショナの構成を示す正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の各実施形態および従来のオートテンショナの作動説明図である。
【図７】本発明の異音防止効果を示す線図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示す構成図である。
【図９】上記第２実施形態における力の作用を示す説明図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
２…ベルト、１１…プーリ、１２…揺動アーム、１３…支軸、１４…ハブ部、１４ａ…細孔、１５…ばね保持部、１６…コイルばね、１７…潤滑油蓄積部、２０…固定ハウジング、２１…固定軸、２２…滑り軸受け。

Claims (2)

1. 固定軸（２１）を有する固定ケース（２０）と、
   前記固定軸（２１）に設けられた円筒状の滑り軸受け（２２）と、
   ベルト（２）が巻きかけられるプーリ（１１）と、
   一端側に前記プーリ（１１）が取り付けられるプーリ取付部（１３）を有し、他端側に前記滑り軸受け（２２）に回動自在に嵌合される円筒状のハブ部（１４）を有する揺動アーム（１２）と、
   前記固定ケース（２０）内に設けられ前記揺動アーム（１２）を所定方向へ回動付勢するばね部材（１６）とを備え、
   前記ハブ部（１４）の外周には、前記ばね部材（１６）を保持する円筒状のばね保持部（１５）が設けられており、
   前記ハブ部（１４）と前記ばね保持部（１５）との間に、潤滑油を蓄える潤滑油蓄積部（１７）が形成されるとともに、前記ハブ部（１４）の円筒壁面に、前記潤滑油を前記滑り軸受け（２２）と前記ハブ部（１４）との嵌合隙間に流入させる細孔（１４ａ）が形成されて、前記ハブ部（１４）の内周面が前記滑り軸受け（２２）の外周面上を摺動する時、前記潤滑油蓄積部（１７）に蓄積された潤滑油が前記摺動によって前記細孔（１４ａ）に押し込まれ、前記細孔（１４ａ）を通して前記嵌合隙間に前記潤滑油が供給されるようになっていることを特徴とするオートテンショナ。
2. 前記細孔（１４ａ）の径は、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。

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