JP4191974B2 - 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、複数のプーリ間に巻き掛けられたベルトに自動的に張力を付与するオートテンショナに関する技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種のオートテンショナとして、基部及びこの基部の表面に突設されたスピンドル部を有する固定部材と、この固定部材のスピンドル部に回動可能に外嵌合されるボス部及びこのボス部から半径方向に延びるアーム部を有する揺動部材と、アーム部の先端部に回転自在に支持され、ベルトが巻き掛けられるテンションプーリと、揺動部材をテンションプーリがベルトを押圧するように回動付勢する付勢手段としての捩りコイルスプリングと、スプリングとボス部との間に設けられ、揺動部材の揺動を減衰させる減衰手段としてのスプリングサポートとを備え、ベルトの張力を自動的に調整するようにしたものは知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−151198号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献1のようなオートテンショナにおいては、そのスピンドル部に、ベルト張力の調整中にスピンドル部を基端部で曲げようとする曲げ応力が作用する。そして、この曲げ応力は、固定部材の基部と、その表面のスピンドル部との境目であるスピンドル部の基端部に集中し、特に高いベルト張力が必要とされるベルト伝動装置に用いられるオートテンショナでは、顕著となる。
【0005】
従って、スピンドル部の基端部の強度を保つためには、スピンドル部の外径を大きくする必要があるが、このようにスピンドル部の外径を大きくすると、このスピンドル部に外嵌合される揺動部材等のサイズも大きくなり、これに伴ってオートテンショナのパッケージング全体が大きくなってしまう。このため、オートテンショナを設置するために広いスペースが必要となるという問題がある。
【0006】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固定部材の構造を工夫することにより、オートテンショナ全体のパッケージングを小さくしながら、その固定部材におけるスピンドル部の基端部の強度を確保しようとすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第1の発明では、基部の表面にスピンドル部が突設された固定部材と、該固定部材のスピンドル部に揺動可能に外嵌合される内筒部、該内筒部の外側に同心に配置された外筒部、及び内外筒部同士を上記固定部材先端側で接続する円板部を有するボス部並びに該ボス部の外筒部に半径方向に延設したアーム部を有する揺動部材と、該揺動部材に回転自在に支持され、ベルトが巻き掛けられるテンションプーリと、揺動部材をテンションプーリがベルトを押圧するように回動付勢する付勢手段と、揺動部材の揺動を減衰させる減衰手段とを備え、ベルトの張力を自動的に調整するようにしたオートテンショナを前提とする。
【0008】
そして、上記付勢手段は、上記揺動部材の内外筒部間に配置された捩りコイルスプリングであり、上記スプリングと内筒部との間に減衰手段としてのスプリングサポートが設けられ、上記スプリングサポートは、上記アーム部の一方向への揺動に伴う上記スプリングの径の収縮により上記内筒部外周面に押し付けられる円筒部と、この円筒部の端部に連設され、上記スプリングの基端側固定端により裏面が上記固定部材の基部表面に押し付けられる外向きのフランジ部とを有し、上記固定部材には、ベルト張力の調整中に上記スピンドル部を基端部で曲げようとする最大曲げ応力が作用する方向とスピンドル部中心軸に対し反対側の上記スプリングが圧接しない位置に、上記固定部材の基部表面を他の部分よりも膨出させてなる厚肉部が設けられ、上記固定部材のスピンドル部に作用する曲げ応力は、ベルト張力により上記テンションプーリを介して受けるベルト張力荷重と、上記スプリングからスプリングサポートが受ける締付力によるスプリング押付力との合力によるものである。
【0009】
すなわち、ベルト張力荷重とスプリング押付力との合力によってスピンドル部の基端部に曲げ応力が作用するが、最大の曲げ応力が作用する方向とスピンドル部中心軸に対し反対側のスプリングが圧接しない位置の固定部材の基部表面に厚肉部を設けたので、スピンドル部基端部の断面係数が大きくなって曲げ応力の最大値が低減される。この厚肉部は、補強が必要な固定部材の基部表面のみを他の部分よりも膨出させて構成したので、スピンドル部の外径自体を大きくすることなく、スピンドル部基端部の強度を上げることができる。よって、オートテンショナ全体のパッケージングを小さくしながらスピンドル部の強度を確保することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図4は、本発明の実施形態に係るベルト伝動装置1を示し、このベルト伝動装置1は、例えば自動車に搭載されるエンジンによりその補機を駆動するもので、図外のエンジンのクランク軸に取り付けられた駆動プーリ2とオートテンショナ9に設けられるテンションプーリ31と、図示しない補機の回転軸に取り付けられた第1及び第2補機プーリ4,5とを有する。そして、上記駆動プーリ2と第1及び第2補機プーリ4,5とはいずれもVリブドプーリからなる一方、テンションプーリ31は平プーリからなり、これらのプーリ2,4,5,31間にVリブドベルトBが巻き掛けられており、エンジンの運転に伴う駆動プーリ2の回転によりVリブドベルトBを駆動プーリ2→テンションプーリ31→第1補機プーリ4→第2補機プーリ5→駆動プーリ2の順に図4で時計回り方向に走行させて、各補機を駆動するようにしている。そして、オートテンショナ9は上記VリブドベルトBの緩み側スパンB1を押圧してベルト張力を付与するようになっている。
【0011】
上記オートテンショナ9は、図1〜図3に示すように、外周部に外壁12aを有する基部としてのカップ状取付部12と、この取付部12の表面(取付部12内の底面)に基端にて突設された先細りテーパ円筒状のスピンドル部13とが一体成形された固定部材14を備えている。この固定部材14は例えばアルミニウムの鋳造品からなるもので、その取付部12には、外壁12aから半径方向外側に向かって突出しかつボルト層通孔12cを有する3つの取付片12b,12b,…が設けられており、取付部12の裏面を図外のエンジン本体の取付面に接触させた状態で、各取付片12bのボルト挿通孔12cにボルト(図示せず)を通してエンジン本体に締結することにより、固定部材14がエンジン本体に回転不能に取付固定されている。
【0012】
図3に示すように、上記固定部材14には、所定の摩擦係数を持つ樹脂等からなる減衰手段としてのインサートベアリング16を介し、2重円筒状の揺動部材20がスピンドル部13の先端側から揺動可能に外嵌合されている。この揺動部材20は、固定部材14に外嵌合された円筒状の内筒部21と、この内筒部21の外側に同心に配置された円筒状の外筒部22と、内外筒部21,22同士を基端側(固定部材14先端側)で接続する円板部23とを一体形成したボス部24を有している。
【0013】
上記ボス部24は、固定部材14のスピンドル部13先端部にかしめ結合した円板状のフロントプレート26により上記円板部23にて抜け止めされて結合され、この円板部23とフロントプレート26との間には所定の摩擦係数を有する樹脂等からなる他の減衰手段としての円板状スラストワッシャ27が介在されている。
【0014】
そして、上記ボス部24の外筒部22には、その外周から半径方向に延びるアーム部30が一体に形成され、このアーム部30の先端部に上記テンションプーリ31がベアリング32を介して回転自在に支持されている。このテンションプーリ31は、固定部材14のスピンドル部13の中心軸13aと平行な回転軸心を持ち、その外周面にVリブドベルトB(図4に示す)の背面が巻き掛けられるようになっている。
【0015】
上記固定部材14と揺動部材20との間には上記アーム部30を回動付勢する付勢手段としての捩りコイルスプリング35が設けられており、このスプリング35によりアーム部30先端のテンションプーリ31がVリブドベルトBを押圧するようになっている。具体的には、スプリング35は上記ボス部24の内外筒部21,22内に位置した状態で介在され、図示しないが、その一端は上記固定部材14の取付部12に切欠き形成した基部側係止部に、また他端は上記揺動部材20のボス部24の外筒部22基端側に切欠き形成したボス部側係止部にそれぞれ係止されている。
【0016】
さらに、上記揺動部材20の内筒部21外面及び上記スプリング35間には、揺動部材20の揺動を減衰させるさらなる減衰手段としての略円筒状スプリングサポート40が配設されている。このスプリングサポート40は、アーム部30の一方向への揺動に伴うスプリング35の径の収縮により内筒部21外周面に押し付けられる円筒部41と、この円筒部41の端部に連設され、スプリング35の基端側固定端により裏面が上記固定部材14の取付部12表面に押し付けられる外向きのフランジ部42とを有する。尚、本実施形態においては、コスト低減の点からスプリングサポート40のフランジ部42とインサートベアリング16の基端側とが一体に連結され、つまり両者は一体成形されている。
【0017】
このようなオートテンショナ9がベルト伝動装置1に装着されて、ベルト駆動装置1が作動状態になった場合に、上記スピンドル部13には、ベルト張力の調整中にテンションプーリ31を介して受けるベルト張力による作用力Fb(図4に示す)のうち、スピンドル部13を基端部で曲げようとする成分であるベルト荷重Fhと、上記スプリング35からスプリングサポート40の円筒部41が受ける締付力によるスプリング押付力Fsとの合力Fr(Fr=Fh+Fs)が作用する。
【0018】
そして、本発明の特徴として、図1及び図2に示すように、上記合力Frによりスピンドル部13を基端部で曲げようとする最大曲げ応力が作用する方向とスピンドル部中心軸13aに対し、反対側の固定部材14に補強部が設けられている。
【0019】
具体的には、スピンドル部13基端部において上記最大曲げ応力が作用する応力最大位置50は、アーム部30が受ける上記ベルト張力による作用力Fbの作用方向等から特定される。そして、この最大応力位置50のスピンドル部中心軸13aに対し反対側の取付部12の表面を半径方向に沿って所定の幅wに亘り他の部分よりも一定高さhだけ膨出させることで、厚肉部51が形成され、この厚肉部51で補強部が構成されている。
【0020】
次に、本発明の実施形態に係るオートテンショナ9の作動について説明する。スプリング35の捻りばね力により揺動部材20(アーム部30)が固定部材14のスピンドル部13回りに一方向(図4で反時計回り方向)に回動付勢され、そのアーム部30先端のテンションプーリ31によりVリブドベルトBの緩み側スパンB1が常時押圧され、このことでVリブドベルトBに張力が付与される。一方、このVリブドベルトBの緩み側スパンB1の張力が増大して、揺動部材20のアーム部30がテンションプーリ31と共にスプリング35のばね力に抗して固定部材14回りに揺動したときに、その揺動をインサートベアリング16、スラストワッシャ27及びスプリングサポート40により減衰制動させる。これらにより、VリブドベルトBの張力が自動調整される。
【0021】
このとき、上記スピンドル部13には、テンションプーリ31を介して受けるベルト張力による作用力Fbのうち、スピンドル部13を基端部で曲げようとする成分であるベルト荷重Fhと、上記スプリング35からスプリングサポート40の円筒部41が受ける締付力によるスプリング押付力Fsとの合力Fr(Fr=Fh+Fs)が作用するが、この合力Frによる曲げ応力が最大となるスピンドル部13基端部における最大応力位置50とスピンドル部中心軸13aに対し反対側の取付部12の表面のみを他の部分よりも膨出させて、その部分を厚肉部51とし、この厚肉部51により補強部を構成しているため、最大曲げ応力が作用するスピンドル部13の外径自体を大きくしなくても、スピンドル部13基端部の断面係数が大きくなって曲げ応力の最大値が低減される。
【0022】
よって、オートテンショナ9全体のパッケージングを小さくしながらスピンドル部13の強度を確保することができる。
【0023】
尚、上記実施形態では、厚肉部51の高さh及び幅wを適切に設定することによりスピンドル部13の基端部にかかる曲げ応力の最大値を抑制することができる。
【0024】
また、上記実施形態では、固定部材14の取付部12における厚肉部51は、図1に示すように、他の取付部12表面よりも一定高さhだけ膨出され、上面が水平なものとされているが、図5に示すように、厚肉部51を取付部12の外壁12a内面からスピンドル部13の中心軸13aに向かって、他の取付部12表面からの高さがh1からh2に徐々に大きくなるものにしてもよい。このことで、補強部のないスピンドル部13の断面で急に断面係数が減少して応力が集中するのを防ぐことができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のオートテンショナでは、ベルト張力の調整中に、ベルト張力によりテンションプーリを介して受けるベルト張力荷重と、揺動部材のボス部回りに配置された捩りコイルスプリングからスプリングサポートが受ける締付力によるスプリング押付力との合力よりなるスピンドル部に作用する曲げ応力が、最も大きく作用する方向とスピンドル部中心軸に対し反対側の、スプリングが圧接しない位置に固定部材の基部表面を他の部分よりも膨出させてなる厚肉部を設けた。このため、スピンドル部基端部の断面係数が大きくなって曲げ応力の最大値が低減されるので、オートテンショナ全体のパッケージングを小さくしながらスピンドル部の強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図2のI−I線断面図である。
【図2】 固定部材を示す平面図である。
【図3】 本発明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4】 ベルト伝動装置を示す正面図である。
【図5】 その他の実施形態を示す図1相当図である。
【符号の説明】
1 ベルト伝動装置
9 オートテンショナ
12 取付部(基部)
13 スピンドル部
13a 中心軸
14 固定部材
20 揺動部材
24 ボス部
31 テンションプーリ
35 スプリング(付勢手段)
40 スプリングサポート(減衰手段)
51 厚肉部(補強部)
Fh ベルト張力荷重
Fs スプリング押付力
Fr 合力
B Vリブドベルト
Claims (1)
- 基部の表面にスピンドル部が突設された固定部材と、
該固定部材のスピンドル部に揺動可能に外嵌合される内筒部、該内筒部の外側に同心に配置された外筒部、及び内外筒部同士を上記固定部材先端側で接続する円板部を有するボス部並びに該ボス部の外筒部に半径方向に延設したアーム部を有する揺動部材と、
該揺動部材に回転自在に支持され、ベルトが巻き掛けられるテンションプーリと、
揺動部材をテンションプーリがベルトを押圧するように回動付勢する付勢手段と、
揺動部材の揺動を減衰させる減衰手段とを備え、
ベルトの張力を自動的に調整するようにしたオートテンショナにおいて、
上記付勢手段は、上記揺動部材の内外筒部間に配置された捩りコイルスプリングであり、
上記スプリングと内筒部との間に上記減衰手段としてのスプリングサポートが設けられ、
上記スプリングサポートは、
上記アーム部の一方向への揺動に伴う上記スプリングの径の収縮により上記内筒部外周面に押し付けられる円筒部と、
上記円筒部の端部に連設され、上記スプリングの基端側固定端により裏面が上記固定部材の基部表面に押し付けられる外向きのフランジ部とを有し、
上記固定部材には、ベルト張力の調整中に上記スピンドル部を基端部で曲げようとする最大曲げ応力が作用する方向とスピンドル部中心軸に対し反対側の上記スプリングが圧接しない位置に、上記固定部材の基部表面を他の部分よりも膨出させてなる厚肉部が設けられ、
上記固定部材のスピンドル部に作用する曲げ応力は、
ベルト張力により上記テンションプーリを介して受けるベルト張力荷重と、
上記スプリングからスプリングサポートが受ける締付力によるスプリング押付力との合力によるものである
ことを特徴とするオートテンショナ。
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