JP4088118B2 - オートテンショナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達用の無端ベルトにテンションプーリを弾発的に当接させて所定の張力を与えるための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、オートテンショナとしては、たとえば特開平6−280950号公報に開示されるような自動車のエンジンからの動力を冷却ファン等の補機に伝達する無端ベルトに所定の張力を機械的に与えるものがある。具体的に、このオートテンショナは、エンジン等に固定されるスピンドルと、このスピンドルの略中央に形成された内軸に外軸が枢支されることで揺動可能となるアーム状構造体とで主に構成されている。そして、このアーム状構造体は、スピンドルとの間に配設されたスプリングにより常時無端ベルトを緊張させる方向に付勢されるとともに、前記内軸や外軸と摺動するように配設された2つの制動部材により無端ベルトから伝達される振動を抑制するように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のようなオートテンショナでは、制動力を上げるために内軸、外軸および制動部材の間のクリアランスを小さくすると、長期間の使用により制動部材の摺動面の磨耗が大きくなり、寿命が低下するおそれがあった。また、逆に寿命を延ばすためにクリアランスを大きくすると、大きな制動力を得られないおそれがあった。
【0004】
そこで、本発明の課題は、制動部材の制動力を大きくするとともに、その寿命を延ばすことができるオートテンショナを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項1に係る発明は、エンジン本体に固定されるベース部材と、このベース部材に枢支手段を介して揺動自在に枢支されたアーム部材と、前記枢支手段の外周に配置されて両端部が前記ベース部材および前記アーム部材にそれぞれ係止されたスプリングと、前記アーム部材に軸支されて前記スプリングの弾発力で無端ベルトに圧接されるテンションプーリとを備えてなり、前記ベース部材に設けた円筒状の固定側周壁の開口部と、その固定側周壁と略同一の直径を有して同軸に配置されるように前記アーム部材に設けた円筒状の可動側周壁の開口部とが互いに対向するとともに、前記両周壁が協働して前記スプリングの外周を囲繞するオートテンショナにおいて、前記可動側周壁の開口部の周縁には、直径が拡大されるとともに前記エンジン本体側に向かって突出した***部を形成し、この***部によって前記固定側周壁の開口部の半径方向外側を覆い、前記固定側周壁の外周面と前記***部の内周面の間には、制動部材が設けられ、前記***部には、半径方向外側に突出する突出部が形成され、一方、前記固定側周壁には、半径方向外側に突出する突出部が形成され、前記***部の突出部と前記固定側周壁の突出部とをそれぞれ固定するとともに、取り外し可能な固定手段が設けられ、前記***部の突出部と前記固定側周壁の突出部とが上面視して重なった位置で前記固定手段によって固定することにより、前記スプリングが所定量捩じられた状態で前記アーム部材が前記固定側周壁に対して回動不能に係止され、一方、前記固定手段を取り外すことにより、前記スプリングの弾発力によって前記アーム部材が揺動し前記テンションプーリが前記無端ベルトに圧接されることを特徴とする。
また、請求項2に係る発明は、前記制動部材に、前記固定側周壁の突出部と係合する溝が形成されることを特徴とする。
さらに、請求項3に係る発明は、前記枢支手段が、ベース部材に設けられた内軸と、前記アーム部材に設けられた外筒と、前記ベース部材の内軸と前記アーム部材の外筒との間に配設された略円筒状の第1制動部材と、前記アーム部材の外筒の外周面に嵌合され前記スプリングの下端に当接するフランジを有する略円筒状の第2制動部材とからなり、前記固定側周壁の外周面と前記***部の内周面の間には、前記第3制動部材が設けられ、さらに、前記スプリングの上端と前記アーム部材との間には、第4制動部材が設けられ、前記第4制動部材が圧縮された状態の前記スプリングによって押圧されることにより、前記ベース部材に対する前記アーム部材の回転が規制されることを特徴とする。
【0006】
請求項1に記載の発明によれば、たとえば枢支手段である2つの制動部材(第1制動部材、第2制動部材)の他に、固定側周壁の外周面とこれを覆うように形成した***部の内周面との間に制動部材(第3制動部材)を設けることにより、アーム部材と制動部材が摺動する摺動面積が大きくなる。そのため、これらの制動部材(第1〜第3制動部材)によって制動力(ダンピング率)を大きくすることができるとともに、各制動部材にそれぞれ加わる加圧力が下がるので各制動部材の長寿命化を達成することができる。また、請求項1記載の発明によれば、無端ベルトの取付作業において、アーム部材をスプリングの付勢力に抗して所定位置まで移動させる作業を省くことができるので、その分作業者に対する肉体的負担を軽減することができ、無端ベルトの取付作業を容易にすることができる。
請求項2に記載の発明によれば、固定側周壁の突出部に制動部材の溝が係合することで前記制動部材が前記固定側周壁に対し回転不能に係止されるので、可動側周壁とともに制動部材が回転することなく、その制動力を大きくすることができる。
請求項3に記載の発明によれば、第1〜第3制動部材の他に、さらに、スプリングの上端とアーム部材との間に第4制動部材を設けることで、摺動面積がより大きくなるため、各第1〜第4制動部材による制動力をより大きくでき、さらに各第1〜第4制動部材にそれぞれ加わる加圧力をより下げることができて長寿命化を達成することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
〔参考例〕
以下、図面を参照して、本発明の参考例に係るオートテンショナの詳細について説明する。参照する図面において、図1は参考例に係るオートテンショナを示す分解斜視図、図2は参考例に係るオートテンショナの組み付け後の状態を示す断面図である。
【0008】
図1に示すように、オートテンショナTは、スピンドル(ベース部材)1と、このスピンドル1に揺動自在に枢支されたアーム状構造体(アーム部材)2を主に備えている。また、このオートテンショナTには、スピンドル1とアーム状構造体2の間に制動部材3,4,5やスプリング6が設けられるとともに、アーム状構造体2の先端部21にテンションプーリ7が設けられている。
【0009】
図2に示すように、スピンドル1は、エンジン本体Eの取付座に当接する取付部11と、この取付部11から立ち上がる有底円筒状の固定側周壁12と、この固定側周壁12と同軸に取付部11から立ち上がる内軸13とを備えている。取付部11には、その適所にボルトBを螺合させるためのボルト孔11aが形成されている。また、固定側周壁12の内面の下部(底部)には、コイル状のスプリング6の下端を半径方向外側に折り曲げてなる折曲部(図示せず)を係止するための凹状の係止部(図示せず)が形成されている。
【0010】
アーム状構造体2は、その基端部にスピンドル1の内軸13に対して回転自在に取り付けられる外筒22と、この外筒22の外周を同軸に囲繞する有底円筒状の可動側周壁23とを備えている。また、このアーム状構造体2は、可動側周壁23から一方向に延びるアーム本体24と、このアーム本体24の先端部21から突設されたプーリ軸25と、このプーリ軸25の外周を同軸に囲繞する周壁26とを備えている。
【0011】
可動側周壁23は、固定側周壁12と略同一の直径を有して同軸に配置されるとともに、その開口部23aと固定側周壁12の開口部12aとが互いに対向するように配置されることにより、固定側周壁12と協働してスプリング6の外周を囲繞している。そして、可動側周壁23の内面の上部(底部)には、スプリング6の上端を半径方向外側に折り曲げてなる折曲部(図示せず)を係止するための溝状の係止部(図示せず)が形成されている。
【0012】
可動側周壁23の開口部23aの周縁には直径が拡大した***部23bが形成され、この***部23bが固定側周壁12の開口部12aの半径方向外側を覆っている。これにより、図2に示す側面視において可動側周壁23の下端と固定側周壁12の上端とがオーバーラップすることとなっている。そして、***部23bの内周面と固定側周壁12の外周面との間には、略円筒状に形成された合成樹脂製の制動部材(第3制動部材)5が双方に摺動可能な状態で設けられている。この制動部材5には、その上端に半径方向内側に向かって延びるフランジ5aが形成されている。本実施形態では、このフランジ5aは、制動部材5を固定側周壁12にセットするときに引っ掛かる程度の長さで、かつ固定側周壁12の内周面から突出しない程度の長さで形成されている。
【0013】
スピンドル1の内軸13とアーム状構造体2の外筒22との間には、略円筒状に形成された合成樹脂製の制動部材(第1制動部材)3が配設されるとともに、外筒22の外周面には、略円筒状に形成された合成樹脂製の制動部材(第2制動部材)4が嵌合されている。この制動部材4の下端には、半径方向外側に延びるフランジ4aが形成されている。ここで、これらの内軸13、外筒22および制動部材3,4は、特許請求の範囲に記載した「枢支手段」を構成するものである。
【0014】
なお、制動部材3,4,5は、どのような樹脂のタイプであってもよく任意に設定可能である。たとえば、樹脂のタイプとして、PES(ポリエーテルサルフェイト)、PPS、PEEK、PA46+アラミド繊維+PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)またはPA66+アラミド繊維+PTFEなどを採用してもよい。
【0015】
スプリング6は、枢支手段である制動部材4の外周側に延びるフランジ4a上に配置されて、その両端部が固定側周壁12と可動側周壁23の前記各係止部にそれぞれ係止されている。そして、スピンドル1の内軸13に重ね合わされた金属ワッシャW1および樹脂ワッシャW2をカシメ13aにより固定することにより、スプリング6が圧縮された(捩じられた)状態でアーム状構造体2が内軸13に回転自在に取り付けられる。このように、スプリング6が圧縮された状態で取り付けられることにより、その下端で制動部材4のフランジ4aが押圧されてスピンドル1に対する制動部材4の回転が規制されるとともに、スプリング6に所定の捩じり荷重が与えられる。
【0016】
アーム本体24の先端部21に形成されるプーリ軸25には、ボールベアリング8を介してテンションプーリ7が回転自在に軸支されている。また、ボールベアリング8には、塵の付着を防止する防塵ワッシャW3がボルトBで固定されている。周壁26は、ボールベアリング8への塵の付着を防止すべくテンションプーリ7の半径方向中間の凹部に遊嵌している。そして、このようにアーム本体24の先端部21に軸支されるテンションプーリ7は、スピンドル1がエンジン本体Eの所定位置に取り付けられると、スプリング6の弾発力で無端ベルト(図示せず)に圧接されることとなる。
【0017】
次に、このオートテンショナTの作用について図2を参照して説明する。
無端ベルトにテンションプーリ7が圧接された状態で設置されるオートテンショナTでは、エンジンの運転中に無端ベルトの張力が変動すると、それに追随してアーム状構造体2が揺動する。その際、このアーム状構造体2は、その外筒22とこの外筒22を挟むように配設された2つの制動部材3,4との間に作用する摩擦力や、その***部23bと制動部材5との間に作用する摩擦力によりその踊りが抑制される。
【0018】
また、車両の走行に伴ってオートテンショナTに水や泥などが掛かったとしても、***部23bや制動部材5により水や泥などが遮られる。そのため、固定側周壁12と可動側周壁23とで形成された空間内への水や泥などの浸入が防止される。
【0019】
以上によれば、参考例において次のような効果を得ることができる。
(1)2つの制動部材3,4の他に、固定側周壁12の外周面とこれを覆うように形成した***部23bの内周面との間に制動部材5を設けることにより、アーム状構造体2の動きを渋くするための各制動部材3,4,5との摺動面積が大きくなる。そのため、これらの制動部材3,4,5によって制動力(ダンピング率)を大きくすることができるとともに、各制動部材3,4,5それぞれに加わる加圧力が下がるので各制動部材3,4,5の長寿命化を達成することができる。
【0020】
(2)固定側周壁12と***部23bとの間に制動部材5を設けることで、固定側周壁12と可動側周壁23とで形成された空間内への水などの浸入が防止されるので、スプリング6や内軸13や外筒22等の枢支手段の作動不良を防止することができる。
(3)制動部材5に形成されたフランジ5aによって、オートテンショナTの組立時にフランジ5aを固定側周壁12に引っ掛けることができるので、その組立作業を容易なものとすることができる。また、このフランジ5aが固定側周壁12の内周面から突出しない程度の長さで形成されることで、固定側周壁12と可動側周壁23とで形成する空間を従来と同じ大きさにできるので、オートテンショナT自体をさほど大型化することなくコンパクトに維持することができる。
【0021】
〔第1の実施形態〕
以下に、本発明の第1の実施形態に係るオートテンショナについて説明する。この実施形態は参考例におけるオートテンショナTの一部を変更したものなので、参考例と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図3は第1の実施形態に係るオートテンショナを示す側面図(a)と、側面図(a)の矢印A−A線に沿った断面図(b)である。
【0022】
図3(a)および(b)に示すように、オートテンショナT’は、その可動側周壁23に参考例の***部23bよりも中心軸方向における長さが短い***部23cが形成されている。この***部23cの適所には半径方向外側に突出する突出部23dが形成され、固定側周壁12の適所には半径方向外側に突出する突出部12bが形成されている。具体的に、これらの突出部23d,12bは、内部のスプリング6(図2参照)が所定量捩じられた状態のときに周方向において一致するような位置(上面視において重なる位置)にそれぞれ形成されている。そして、このように上面視において重なっている突出部23d,12bを取り外し可能な固定手段であるクリップCで挟んで固定することにより、内部のスプリング6が所定量捩じられた状態でアーム状構造体2が固定側周壁12に回転不能に係止されることとなる。なお、このクリップCは、スプリング6による付勢力を受け止めるべく、剛性の高い材料で形成されている。
【0023】
***部23cと固定側周壁12との間に配設される制動部材5には、その適所に中心軸方向に沿う溝5bがフランジ5aとは逆側に開口するように形成されている。そして、この溝5bが突出部12bと係合することにより、制動部材5が固定側周壁12に回転不能に係止されることとなる。
【0024】
次に、このオートテンショナT’を無端ベルト(図示せず)にセットする方法について説明する。
まず、各突出部23d,12bがクリップCで固定されたオートテンショナT’をエンジン(図示せず)に取り付ける。そして、エンジンの出力軸に設けられる駆動プーリや冷却ファン等の各補機の回転軸に設けられる従動プーリに跨るように無端ベルトを取り付ける。このとき、オートテンショナT’は、内部のスプリング6が所定量捩じられているので、そのアーム状構造体2の先端にあるテンションプーリ7が無端ベルトと圧接する圧接位置よりも所定量離れた位置に位置することとなる。そのため、無端ベルトの取付作業の際に、作業者がアーム状構造体2をレンチなどによりスプリング6の付勢力に抗して所定位置まで移動させる必要がなくなる。そして、その後は各突出部23d,12bからクリップCを取り外すことにより、アーム状構造体2が揺動してテンションプーリ7が無端ベルトに圧接され、オートテンショナT’が簡単に無端ベルトにセットされることとなる。
【0025】
以上によれば、第1の実施形態において次のような効果を得ることができる。
(4)無端ベルトの取付作業において、アーム状構造体2をスプリング6の付勢力に抗して所定位置まで移動させる作業を省くことができるので、その分作業者に対する肉体的負担を軽減することができ、無端ベルトの取付作業を容易にすることができる。
(5)突出部12bに溝5bが係合することで制動部材5が固定側周壁12に回転不能に係止されるので、可動側周壁23とともに制動部材5が回転することなく、その制動力を大きくすることができる。
【0026】
〔第2の実施形態〕
以下に、本発明の第2の実施形態に係るオートテンショナについて説明する。この実施形態は参考例におけるオートテンショナTの一部を変更したものなので、参考例と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図4は第2の実施形態に係るオートテンショナを示す断面図である。
【0027】
図4に示すように、オートテンショナT”は、その可動側周壁23’の直径が参考例における可動側周壁23の直径よりも多少大きく形成されているが、固定側周壁12の直径とは略同一となっている。ここで、「略同一」とは、寸法が厳密に同一である必要はなく、多少の誤差をも含む意味である。また、スプリング6の上端とアーム状構造体2との間には、制動部材(第4制動部材)9が設けられている。そして、この制動部材9が圧縮された状態のスプリング6により押圧されることで、スピンドル1に対するアーム状構造体2の回転が規制される。
【0028】
以上によれば、第2の実施形態において次のような効果を得ることができる。
(6)可動側周壁23’の直径を参考例における可動側周壁23の直径、すなわち固定側周壁12の直径よりも多少大きく形成することで、アーム状構造体2側から水が掛かったときにこの水を遮るための面積が大きくなるので、オートテンショナT”の内部への水の浸入が防止される。
(7)スプリング6とアーム状構造体2との間に制動部材9を設けることで、摺動面積がより大きくなるため、各制動部材3〜5,9による制動力をより大きくでき、さらに各制動部材3〜5,9にそれぞれ加わる加圧力をより下げることができて長寿命化を達成することができる。
【0029】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
(i)本実施形態では、制動部材としてフランジ5aを有する制動部材5を採用したが、本発明はこれに限定されず、その形状等は適宜に変更可能である。たとえば、本実施形態における制動部材5のフランジ5aを長めに形成し、その内端を下方に折り曲げるように形成させてもよい。この場合、制動部材5が固定側周壁12の上端に嵌合して強固に固定されることになるが、下方に折り曲げられた部分とスプリング6が干渉しないように内部の空間を広げなければならないため、オートテンショナをコンパクトにするためには本実施形態のような構造にすることが望ましい。
【0030】
(ii)本実施形態では、可動側周壁23の開口部23aの周縁に***部23bまたは***部23cを設ける構造としたが、本発明はこれに限定されず、本実施形態とは逆に固定側周壁12の開口部12aの周縁に***部を設けてもよい。このような構造であっても、本実施形態と同様な効果を奏することができる。
(iii)第1の実施形態では、固定手段としてクリップCを採用したが、本発明はこれに限定されず、剛性の高い材料からなり、かつアーム状構造体を係止するものであればどのようなものでもよい。たとえば、図5に示すように、固定手段として剛性の高い材料からなるピンPを採用してもよい。この場合では、第1の実施形態のような突出部23d,12bにそれぞれ貫通孔23e,12cを形成し、この貫通孔23e,12cにピンPを挿通させることで、アーム状構造体2が固定側周壁12に係止されることとなる。また、たとえば固定側周壁と可動側周壁にそれぞれ凹部を形成し、これらの凹部に跨るように嵌合するものなどを固定手段として採用してもよい。
【0031】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、たとえば枢支手段に含まれる2つの制動部材の他に新たな制動部材を設けることにより摺動面積が大きくなるので、高ダンピング率化と長寿命化を共に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例に係るオートテンショナを示す分解斜視図である。
【図2】 参考例に係るオートテンショナの組み付け後の状態を示す断面図である。
【図3】 第1の実施形態に係るオートテンショナを示す側面図(a)と、側面図(a)の矢印A−A線に沿った断面図(b)である。
【図4】 第2の実施形態に係るオートテンショナを示す断面図である。
【図5】 図3の突出部や固定手段の他の実施形態を示す要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
T,T’,T” オートテンショナ
1 スピンドル(ベース部材)
12 固定側周壁
12a 開口部
13 内軸
2 アーム状構造体(アーム部材)
22 外筒
23 可動側周壁
23a 開口部
23b,23c ***部
3 制動部材(第1制動部材)
4 制動部材(第2制動部材)
5 制動部材(第3制動部材)
9 制動部材(第4制動部材)
6 スプリング
7 テンションプーリ
Claims (3)
- エンジン本体に固定されるベース部材と、
このベース部材に枢支手段を介して揺動自在に枢支されたアーム部材と、
前記枢支手段の外周に配置されて両端部が前記ベース部材および前記アーム部材にそれぞれ係止されたスプリングと、
前記アーム部材に軸支されて前記スプリングの弾発力で無端ベルトに圧接されるテンションプーリとを備えてなり、
前記ベース部材に設けた円筒状の固定側周壁の開口部と、その固定側周壁と略同一の直径を有して同軸に配置されるように前記アーム部材に設けた円筒状の可動側周壁の開口部とが互いに対向するとともに、前記両周壁が協働して前記スプリングの外周を囲繞するオートテンショナにおいて、
前記可動側周壁の開口部の周縁には、直径が拡大されるとともに前記エンジン本体側に向かって突出した***部を形成し、この***部によって前記固定側周壁の開口部の半径方向外側を覆い、
前記固定側周壁の外周面と前記***部の内周面の間には、制動部材が設けられ、
前記***部には、半径方向外側に突出する突出部が形成され、一方、前記固定側周壁には、半径方向外側に突出する突出部が形成され、前記***部の突出部と前記固定側周壁の突出部とをそれぞれ固定するとともに、取り外し可能な固定手段が設けられ、
前記***部の突出部と前記固定側周壁の突出部とが上面視して重なった位置で前記固定手段によって固定することにより、前記スプリングが所定量捩じられた状態で前記アーム部材が前記固定側周壁に対して回動不能に係止され、一方、前記固定手段を取り外すことにより、前記スプリングの弾発力によって前記アーム部材が揺動し前記テンションプーリが前記無端ベルトに圧接されることを特徴とするオートテンショナ。 - 請求項1記載のオートテンショナにおいて、
前記制動部材には、前記固定側周壁の突出部と係合する溝が形成されることを特徴とするオートテンショナ。 - 請求項1又は2記載のオートテンショナにおいて、
前記枢支手段は、ベース部材に設けられた内軸と、前記アーム部材に設けられた外筒と、前記ベース部材の内軸と前記アーム部材の外筒との間に配設された略円筒状の第1制動部材と、前記アーム部材の外筒の外周面に嵌合され前記スプリングの下端に当接するフランジを有する略円筒状の第2制動部材とからなり、
前記固定側周壁の外周面と前記***部の内周面の間には、前記第3制動部材が設けられ、さらに、前記スプリングの上端と前記アーム部材との間には、第4制動部材が設けられ、前記第4制動部材が圧縮された状態の前記スプリングによって押圧されることにより、前記ベース部材に対する前記アーム部材の回転が規制されることを特徴とするオートテンショナ。
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