| 【発明の名称】 |
ベルトテンショナ |
| 【発明者】 |
【氏名】田仲 康人
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| 【要約】 |
【課題】ベルトテンショナにおいて、全体の外径寸法のコンパクト化を図る構造を、極力少ない部品でもって実現できるようにすること。
【解決手段】回転自在なテンションプーリ１をその回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能とする構成のベルトテンショナＡであって、ベルト８０の張力を一定に保つようにテンションプーリ１を揺動動作させる張力調整手段３と、ベルト８０から伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段４とが、テンションプーリ１の側方にその揺動軸線方向に沿って並ぶ状態で設けられている。これにより、テンションプーリ１の外径寸法を小さくできるようになるとともに、張力調整手段３の張力付勢用可動部材３２およびダンパ手段４の荷重伝達用可動部材４８を、テンションプーリ１に設ける単一の凸部１８に対してそれぞれ当接させることが可能になる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転自在なテンションプーリをその回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能とする構成のベルトテンショナであって、ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺動動作させる張力調整手段と、ベルトから伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段とを備え、これら張力調整手段とダンパ手段とが、前記テンションプーリの側方にその揺動軸線方向に沿って並ぶ状態で設けられている、ことを特徴とするベルトテンショナ。
【請求項２】 ベルトに張力を付与する回転自在なテンションプーリと、テンションプーリの回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能に支持する固定の揺動支点軸と、テンションプーリにおいてその回転中心から偏心した位置に前記揺動支点軸と平行に一体的に設けられる単一の凸部と、ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺動動作させる張力調整手段と、ベルトからテンションプーリに伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段とを備え、かつ、前記張力調整手段とダンパ手段とが、前記テンションプーリの側方にその揺動軸線方向に沿って並ぶ状態で設けられているとともに、当該張力調整手段の張力付勢用可動部材およびダンパ手段の荷重伝達用可動部材が、前記単一の凸部に対してそれぞれ当接されている、ことを特徴とするベルトテンショナ。
【請求項３】 ベルトに張力を付与する回転自在なテンションプーリと、テンションプーリの回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能に支持する固定の揺動支点軸と、テンションプーリにおいてその回転中心から偏心した位置に前記揺動支点軸と平行に一体的に設けられる単一の凸部と、ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺動動作させる張力調整手段と、ベルトからテンションプーリに伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段とを備え、かつ、前記張力調整手段とダンパ手段とが、揺動支点軸に対して固定される単一のケース内に、テンションプーリの揺動軸線方向に並ぶ状態で独立して収納されているとともに、当該張力調整手段の張力付勢用可動部材およびダンパ手段の荷重伝達用可動部材が、前記単一の凸部に対してそれぞれ当接されている、ことを特徴とするベルトテンショナ。
【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のベルトテンショナにおいて、前記張力調整手段がダンパ手段よりもテンションプーリ側に配設されているとともに、当該張力調整手段が、テンションプーリの内周側に入り込む形態とされている、ことを特徴とするベルトテンショナ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車エンジンに備えるタイミングベルトや補機駆動用ベルトなどのベルトの張力を調整するベルトテンショナに関する。詳しくは、回転自在なテンションプーリをその回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能とする構成で、ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺動動作させる機能と、ベルトから伝わる振動や衝撃を減衰する機能とを有するベルトテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、自動車エンジンの熱膨張に伴うプーリ間の芯間距離の変化や、トルク変動が原因となってベルトの張力が変化することがある。このようなベルトの張力変化を防止して一定に保つようにしたベルトテンショナが考えられている。この従来のベルトテンショナの一例として、特公平５−２８５２号公報に示すようなものがある。
【０００３】このベルトテンショナは、図６に示すように、回転自在なテンションプーリ９０をその回転中心から偏心した位置９１を支点として揺動可能としてなる構成であり、ベルト９２の張力を一定に保つようにテンションプーリ９０を揺動動作させる機能だけでなく、ベルト９２から伝わる振動や衝撃を減衰する機能をも有する直動型アクチュエータ９３を備えている。
【０００４】この直動型アクチュエータ９３は、図７に示すように、シリンダとなるケース９４と、ケース９４の内部にスライド可能に収納されて二つの液室９５，９６を形成するピストン９７と、ピストン９７に設けられて液室９５，９６の間の作動油の移動を制御するチェックバルブ９８と、ピストン９７に取り付けられるプッシュロッド９９と、ケース９４からの作動油の漏洩を防止するダイアフラムシール１００とからなる一般的なオイルダンパ機構に対して、張力調整用の円筒形のコイルスプリング１０１を付加した構成になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来のベルトテンショナでは、ベルト９２の張力を一定に保つようにテンションプーリ９０を揺動動作させる手段と、ベルト９２から伝わる振動や衝撃を減衰する手段とを一体にしてなる直動型アクチュエータ９３を用いているが、この直動型アクチュエータ９３が図７に示すような構成で比較的長尺になっているので、テンションプーリ９０の外径寸法内に収まらずにはみ出した状態となるなど、ベルトテンショナの大型化を余儀なくされている。そのため、ベルトテンショナの設置対象において他の部材との配置レイアウトの関係より設置スペースが制約される場合などには、設置対象に備える他の部材に干渉して設置不可能となったり、あるいは他の部材との間隔が狭くなり過ぎてメインテナンスが行いにくくなったりすることが指摘される。
【０００６】なお、上記直動型アクチュエータ９３の長さ寸法を短縮するには、例えばコイルスプリング１０１を短くしたり、液室９５，９６を短くしたりすればよいが、それでは要求される性能を満足できなくなることがあり、このような設計変更は不可能である。
【０００７】このような不具合を解消するために、本願出願人は、特願平８−２９００４１号に示すようなものを提案している。
【０００８】この発明では、上記従来例の直動型アクチュエータについて、ベルトの張力を一定に保つ張力調整手段とベルトから伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段とを分離し、それらをテンションプーリの側方の同一平面上に並列配設している。しかしながら、この場合、張力調整手段の張力付勢用可動部材およびダンパ手段の荷重伝達用可動部材を、テンションプーリに揺動支点軸と平行に設ける２つの凸部に対して個別に当接させる必要があり、部品点数が多くなることが指摘される。
【０００９】したがって、本発明は、ベルトテンショナにおいて、全体の外径寸法のコンパクト化を図る構造を、極力少ない部品でもって実現できるようにすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のベルトテンショナは、回転自在なテンションプーリをその回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能とする構成であって、ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺動動作させる張力調整手段と、ベルトから伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段とを備え、これら張力調整手段とダンパ手段とが、前記テンションプーリの側方にその揺動軸線方向に沿って並ぶ状態で設けられている。
【００１１】本発明の請求項２のベルトテンショナは、ベルトに張力を付与する回転自在なテンションプーリと、テンションプーリの回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能に支持する固定の揺動支点軸と、テンションプーリにおいてその回転中心から偏心した位置に前記揺動支点軸と平行に一体的に設けられる単一の凸部と、ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺動動作させる張力調整手段と、ベルトからテンションプーリに伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段とを備え、かつ、前記張力調整手段とダンパ手段とが、前記テンションプーリの側方にその揺動軸線方向に沿って並ぶ状態で設けられているとともに、当該張力調整手段の張力付勢用可動部材およびダンパ手段の荷重伝達用可動部材が、前記単一の凸部に対してそれぞれ当接されている。
【００１２】本発明の請求項３のベルトテンショナは、ベルトに張力を付与する回転自在なテンションプーリと、テンションプーリの回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能に支持する固定の揺動支点軸と、テンションプーリにおいてその回転中心から偏心した位置に前記揺動支点軸と平行に一体的に設けられる単一の凸部と、ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺動動作させる張力調整手段と、ベルトからテンションプーリに伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段とを備え、かつ、前記張力調整手段とダンパ手段とが、揺動支点軸に対して固定される単一のケース内に、テンションプーリの揺動軸線方向に並ぶ状態で独立して収納されているとともに、当該張力調整手段の張力付勢用可動部材およびダンパ手段の荷重伝達用可動部材が、前記単一の凸部に対してそれぞれ当接されている。
【００１３】本発明の請求項４のベルトテンショナは、上記請求項１ないし３のいずれかににおける張力調整手段をダンパ手段よりもテンションプーリ側に配設するとともに、当該張力調整手段をテンションプーリの内周側に入り込む形態としている。
【００１４】要するに、上述した請求項１ないし３の発明では、別々の張力調整手段およびダンパ手段をテンションプーリの側方にその揺動軸線方向に沿って並ぶ状態で設けることにより、ベルトテンショナ全体の外径寸法を小さくできるようにしている。しかも、このような配置とすることにより、張力調整手段の張力付勢用可動部材およびダンパ手段の荷重伝達用可動部材を、テンションプーリに設ける単一の凸部に対してそれぞれ当接させることが可能になり、該凸部を従来例のように複数設けなくて済むようになる。
【００１５】特に、請求項３の発明では、張力調整手段とダンパ手段とを単一のケースに独立して収納することにより、別々のケースに収納する場合よりも組立作業を簡単に行えるようにしている。
【００１６】また、請求項４の発明では、テンションプーリの側方にダンパ手段だけが突出する形態となるから、ベルトテンショナ全体の軸方向幅寸法をも従来と同様に小さくできるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図１ないし図５に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１８】図１ないし図５は本発明の一実施形態にかかり、図１は、ベルトテンショナの使用状態を模式的に示す図、図２は、同ベルトテンショナを上面から見た状態の平面図、図３は、同ベルトテンショナを背面から見た状態の分解斜視図、図４は、図２の（４）−（４）線断面の矢視図、図５は、図４の（５）−（５）線断面の矢視図である。
【００１９】図１において、８０はベルト、８１はクランク軸のプーリ、８２はアイドラプーリ、８３は補機プーリ、Ａはベルトテンショナである。
【００２０】ベルトテンショナＡは、ベルト８０に対して所要の張力を与えるために自動車エンジンのブロックなどの取付対象８５に取り付けられるが、環境温度変化やトルク変動に伴うベルト８０の張力変動を防止して一定に保つ機能や、ベルト８０から伝わる振動や衝撃を減衰する機能を有している。
【００２１】このベルトテンショナＡは、図２ないし図５に示すように、主として、ベルト８０に張力を付与する回転自在のテンションプーリ１と、取付対象８５に対してテンションプーリ１をその回転中心から偏心した位置を支点として揺動可能に支持する揺動支点軸２と、ベルト８０の張力を一定に保つようにテンションプーリ１を揺動動作させる張力調整手段３と、ベルト８０から伝わる振動や衝撃を減衰するダンパ手段４と、揺動支点軸２の側方に固定されかつ張力調整手段３とダンパ手段４とが揺動支点軸２に沿って並ぶ状態に振り分けて収納配設される単一のケース５とから構成されている。
【００２２】テンションプーリ１は、玉軸受と一体に構成されたもので、内輪１１と、ベルト８０が巻き掛けられるプーリ兼用の幅広の外輪１２と、内・外輪１１，１２間に介装される複数の玉１３と、玉１３を保持する冠形保持器１４と、内・外輪１１，１２間の軸方向両側に設けられるシール１５，１５と、内輪１１の内周に圧入嵌合されるボス１６とを備えている。ボス１６には、その中心から偏心した位置に貫通孔１７が設けられているとともに、この貫通孔１７から所要間隔離れた位置にピン１８が植設されている。
【００２３】揺動支点軸２は、ボルトなどからなり、テンションプーリ１のボス１６およびケース５を介して取付対象８５に対して植設される。
【００２４】張力調整手段３は、テンションプーリ１を揺動支点軸２回りに一回転方向側へ弾発付勢するもので、円筒形のコイルスプリング３１およびばね座３２から構成されている。コイルスプリング３１のばね力は、図１の（ａ）や（ｂ）に示すように、ベルト８０のレイアウトなどによって、適宜に設定される。
【００２５】ダンパ手段４は、ベルト８０からテンションプーリ１に伝わる振動や衝撃を減衰するもので、下記するケース５の片方の長穴５２に収納されて二つの液室４６，４７を形成するプッシュロッド付きのピストン４１と、ピストン４１に配設されて液室４６，４７間の作動油の移動を制御するチェックバルブ４２と、ピストン４１を上方側へ弾発付勢する円筒形のコイルスプリング４３と、液室４６，４７内の作動油の漏洩を防止するシールリング４４と、下記するケース５の片方の長穴５２の開口を閉塞する閉蓋リング４５とから構成されている。
【００２６】ケース５には、隣り合う平行な２つの長穴５１，５２と、揺動支点軸２が回動可能にカラー６を介して挿通される軸挿通孔５３と、取付対象８５に対してボルトなどにより固定される取付片５４とが設けられている。このケース５には、ダンパ手段４の上側の液室４６に連通連結する大容量の作動油貯溜室５５が設けられている。このような大容量の作動油貯溜室５５を設けていれば、振動や衝撃の減衰動作時におけるキャビテーションの発生を防止でき、前記減衰動作の長期安定化を達成できるようになる。
【００２７】このケース５の長穴５１，５２には、上述した張力調整手段３およびダンパ手段４が個別に収納される。このうち、張力調整手段３は、ケース５の片方の長穴５１内に圧縮状態で収納されるコイルスプリング３１の弾性復元力によりばね座３２を、長穴５１の開口側に位置するピン１８に対して圧接させるようになっている。また、ダンパ手段４は、ケース５の残り片方の長穴５２内に収納されるコイルスプリング４３の伸張復元力によりピストン４１のプッシュロッド４８を、ケース５の残り片方の長穴５２の開口側に位置するピン１８に対して圧接させるようになっている。なお、張力調整手段３が収納される片方の長穴５１は、角筒形に形成されていて、その一側壁が除去されて開放されており、ケース５において２つの長穴５１，５２の配列方向の寸法を少しでも短くするように設定されている。この片方の長穴５１が形成される部分は、ボス１６に設けた凹部１９に非接触にはめ込まれており、当該片方の長穴５１の開放部分がボス１６の凹部１９の内面により閉塞されるようになる。
【００２８】ところで、上記実施形態のベルトテンショナＡでは、その設置対象８５への取り付けを容易とするために、設置対象８５への取り付け前においてテンションプーリ１とケース５との相対回転を阻止する回り止め用ピン２０が、テンションプーリ１とケース５との双方に設けられてある孔（符号省略）それぞれに取り外し可能に差し込まれている。この回り止め用ピン２０は、ベルトテンショナＡを設置対象に取り付けた後で取り外される。
【００２９】次に、ベルトテンショナＡの動作を説明する。まず、環境温度が上昇することにより取付対象８５が膨張すると、ベルト８０の張力が増大する傾向となるが、それにより、張力調整手段３のコイルスプリング３１が収縮しつつ、かつダンパ手段４のチェックバルブ４２が閉じて、徐々にオイルが液室４７から液室４６にピストン４１とケース５との間のわずかな隙間を通じて移動しつつ、テンションプーリ１が図３の矢印Ｙ方向に後退するように回転し、ベルト８０の過大張力を低減してベルト８０の張力とコイルスプリング３１のばね力とが釣り合う位置でテンションプーリ１が停止する。このようにしてベルト８０の張力が一定に保たれる。
【００３０】一方、環境温度が低下することにより取付対象８５が収縮すると、ベルト８０の張力が減少する傾向となるが、それにより、張力調整手段３のコイルスプリング３１が伸張しつつ、かつダンパ手段４のチェックバルブ４２の開放によりオイルが液室４６から液室４７に移動して、テンションプーリ１が図３の矢印Ｘ方向に前進するように回転し、ベルト８０の過小張力を適正張力に保つようベルト８０の張力とコイルスプリング３１のばね力とが釣り合う位置でテンションプーリ１が停止する。このようにしてベルト８０の張力が一定に保たれる。
【００３１】ここで、上記いずれの状態においても、ケース５は不動となりテンションプーリ１のみが揺動する。そして、ベルト８０からテンションプーリ１に対して振動・衝撃がかかると、ダンパ手段４のチェックバルブ４２により液室４６，４７での作動油の移動を阻止するので、作動油でもって振動・衝撃を減衰して、ベルト８０の瞬間的な張力変動を抑制し、ベルト８０の滑りを防止する。
【００３２】以上のように、別々の張力調整手段３およびダンパ手段４をテンションプーリ１の側方に揺動支点軸２に沿って並べた状態で単一のケース５に収納することにより、テンションプーリ１の外径寸法内にほぼ収まるように配設している。このため、従来例に比べて特に径方向寸法を小さくできるようになる。特に、この実施形態では、張力調整手段３をテンションプーリ１の内周に収めるように配設して、ダンパ手段４のみをテンションプーリ１の軸方向一側に突出させた構造にしているから、オートテンショナＡ全体の軸方向幅寸法を従来例と同等に小さくすることができる。
【００３３】また、張力調整手段３の張力付勢用可動部材としてのばね座３２およびダンパ手段４の荷重伝達用可動部材としてのプッシュロッド４８を、テンションプーリ１に設ける単一の凸部としてのピン１８に対してそれぞれ当接させてようにしているから、前述のピン１８を従来のように複数設けなくて済むなど、部品点数および組立工数を削減できて、低コスト化に貢献できる。
【００３４】この他、張力調整手段３とダンパ手段４とを別体としたことにより、例えば張力調整手段３を構成するコイルスプリング３１について、長さ寸法や径寸法の調整範囲を従来例に比べて拡大できるようになるから、ベルト８０のレイアウトなどに基づく要求に応じて幅広い張力設定を可能にできるようになる。
【００３５】さらに、ダンパ手段４をテンションプーリ１の揺動支点軸２に近い位置に配設しているから、ピストン４１の作動ストロークを短くできるようになり、寸法短縮に貢献できるようになる。しかも、テンションプーリ１の揺動量に対してピストン４１とピン１８との当接位置のずれ量を小さくできるようになり、テンションプーリ１からの振動・衝撃荷重を効果的に減衰できるようになる。
【００３６】なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３７】（１） 上記実施形態では、テンションプーリ１を玉軸受と一体にした例を挙げているが、この玉軸受を別体にしたものも本発明に含まれる。
【００３８】（２） 上記実施形態では、張力調整手段３とダンパ手段４とを単一のケース５に収納した例を挙げているが、それらを別々としたものも本発明に含まれる。
【００３９】（３） 上記実施形態では、張力調整手段３に円筒形のコイルバネを用いているが、これは皿バネなどの弾発付勢部材で代用することができる。
【００４０】
【発明の効果】請求項１ないし４の発明では、別々の張力調整手段およびダンパ手段をテンションプーリの側方に揺動軸線方向に沿って並べて配設するようにしているから、テンションプーリの径方向でのコンパクト化を実現できるようになるとともに、など、コスト低減に貢献できるようになる。
【００４１】したがって、本発明のベルトテンショナでは、設置対象において他の部材との配置レイアウトの関係より径方向での設置スペースが制約される場合でも比較的問題なく設置できるようになるとともに、他の部材との間隔を比較的大きく確保できるようになるなど、設置上での自由度が増すことになる。しかも、張力調整手段やダンパ手段を分離しているから、それらの寸法変更の許容範囲を拡大できて、張力や減衰力など要求される性能に対する設計の自由度を増大できるようになる。
【００４２】特に、請求項３の発明では、別々の張力調整手段およびダンパ手段を単一のケースに隣り合わせに収納することにより、分離した別体物とする場合よりも組立作業を簡単に行えるようになり、その組立コストを低減できるようになる。
【００４３】また、請求項４の発明では、テンションプーリの側方にダンパ手段だけが突出する形態となるから、ベルトテンショナ全体の軸方向幅寸法をも従来と同様に小さくできるようになり、結局、ベルトテンショナ全体のコンパクト化が達成できるようになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２４７
【氏名又は名称】光洋精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 和秀
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１８００７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２７８５１１ |
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