JP3975719B2 - 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、ベルト駆動機構のベルト張力を自動的に適度に保つためのオートテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のオートテンショナでは、環境の温度変化や経時的な伸縮変化等によって発生するベルトの張力変動に応じてテンションプーリーの動きを許容しつつ、ベルトからの振動や衝撃を減衰するようにテンションプーリーの動きを規制する機能を有する構造となっている。
【０００３】
この種のオートテンショナとして、本願出願人は、特開平１１−１３３９５５号に開示されているものを提示している。これは、テンションプーリー支持用のアームのボス部の前側端面と、アーム支持用の支軸の前端に一体的に取り付けられるガイド板との間に、環状の摩擦板を挟み、ねじりコイルばねの伸張復元力により摩擦板をボス部とガイド板とに圧接させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記タイプのオートテンショナでは、前記ねじりコイルばねの伸張復元力の荷重の掛かり方やテンションプーリーの動作、振動の状況によっては、摩擦板とボス部、ガイド板の各摺動部においてスティックスリップが発生することがある。このスティックスリップにより鋼板製のガイド板が振動し、オートテンショナの異音、騒音の原因となっていた。
【０００５】
このような問題点を解消するには、鋼板製のガイド板の厚みを厚くすることが考えられるが、鋼板等の高剛性素材は、振動の減衰性が悪く、またこの振動により固有共振を起こして二次的騒音を発生するなどの欠点がある。従って、むやみにガイド板の厚みを厚くしても、スティックスリップによるガイド板の振動は抑えきれず、オートテンショナの異音、騒音の低減効果は少ない。また、オートテンショナの重量増大の原因ともなり、好ましくない。
【０００６】
このような事情に鑑み、本発明では、オートテンショナにおいて、テンションプーリー支持用のアームの摺動部におけるスティックスリップを受けてガイド板が振動することによる異音、騒音を低減することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のオートテンショナは、請求項１に示すように、ベルト駆動機構のベルトの張力を自動的に適度に保つためのオートテンショナであって、固定の支軸部材と、この支軸部材に対しボス部が回動可能に嵌合支持されたアームと、アームの先端部に回転可能に枢支されるテンションプーリーと、前記ボス部の軸心方向端面に形成した凹部に配置されてアームに対して回動抵抗を与えるための摩擦板と、前記支軸部材の軸心方向先端部に固定されて前記摩擦板をボス部の軸心方向端面とで狭むガイド板と、前記アームを支軸部材回りに一定方向に回動付勢するとともに前記ボス部をガイド板側へ押圧するためのばねとを備え、前記ガイド板の前記摩擦板とは反対の面に振動減衰部材として弾性体を介して鋼板が、前記弾性体以外の部材には動きが拘束されない状態で付設されている。
【０００９】
要するに、本発明では、ガイド板に振動減衰部材を付設することにより、前記のようなスティックスリップによりガイド板が振動したときに、この振動減衰部材が振動を吸収緩和するようになる。
【００１０】
特に、振動減衰部材として、ガイド板の摩擦板とは反対の面に弾性体を介して鋼板を、前記弾性体以外の部材には動きが拘束されない状態で付設しているから、ガイド板の振動に伴い弾性体のいわゆるずり変形が発生するが、このずり変形によって前記振動が吸収緩和されることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１ないし図９に本発明の一実施形態を示している。図１は、本発明の実施形態１に係るオートテンショナの正面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、本発明の実施形態１に係るガイド板の正面図、図４は、図３の（４）−（４）線断面の矢視図、図５は、図４の要部の説明図、図６は、図４の要部にずり変形αが生じた状態の説明図、図７は、図４の要部にずり変形βが生じた状態の説明図、図８は、図４の要部にずり変形γが生じた状態の説明図、図９は、図４の要部にずり変形δが生じた状態の説明図である。
【００１３】
図中、Ａはオートテンショナの全体を示しており、１は支軸部材、２はテンションアーム、３はテンションプーリー、４はねじりコイルばね、５は摩擦板、６はガイド板、７はすべり軸受としてのブッシュである。また、Ｂはテンションプーリー３の外周に巻き掛けられるベルトである。
【００１４】
オートテンショナＡは、ベルトＢの張力変動に応じたテンションプーリー３の動きを許容しつつ、ベルトＢからの振動や衝撃を減衰するようにテンションプーリー３の動きを規制する機能を有する構造になっている。
【００１５】
つまり、ベルトＢの張力が緩やかに減少した場合、ねじりコイルばね４のねじり復元力（周方向の付勢力）によりアーム２およびテンションプーリー３が図１の左側に傾動して、ベルトＢの張力を一定に保つ。一方、ベルトＢの張力が緩やかに増加した場合、ねじりコイルばね４のねじり復元力に抗してアーム２およびテンションプーリー３が図１の右側に傾動してベルトＢの張力を一定に保つ。
【００１６】
また、オートテンショナＡに対してベルトＢから激しい振動や衝撃が加わった場合、テンションプーリー３を支持しているアーム２のボス部２１にその振動や衝撃が伝わるが、ねじりコイルばね４の伸張復元力（軸方向の付勢力）によりアーム２のボス部２１を摩擦板５に押しつけて摩擦抵抗を発生させているので、振動や衝撃が吸収、減衰されることになって、アーム２の不要な揺動を抑制する。これにより、テンションプーリー３の位置が実質的に変化しなくなり、ベルトＢに対するテンションが一定に保たれる。
【００１７】
以下、上記オートテンショナＡの各構成要素について、具体的に説明する。
【００１８】
支持部材１は、図示しないベルト駆動機構が設けられる取付対象にボルト締め固定されるもので、アーム支持部１１と、外筒部１２と、ボルト取付片１３とを備えている。アーム支持部１１は、先端側半分の支軸部１１ａの外周面が載頭円錐形で、基端側半分の外周面が円筒形に形成されている。さらにこの支軸部１１ａの先端部分は後述のガイド板６を嵌挿する受け部が形成されており、断面ほぼ星形に形成されている。外筒部１２は、アーム支持部１１の基端側から径方向外向きに延びるとともに自由端側に延びてアーム支持部１１の外周を囲むように形成されている。ボルト取付片１３は、外筒部１２の外周に径方向外向きに張り出し形成されている。この軸支部材１は、アルミニウム合金などを用いたダイカスト成型により製作されるものであり、前述のアーム支持部１１の外周面の形状は、成型金型の抜き勾配に対応している。
【００１９】
アーム２は、支軸部材１の支軸部１１ａに回動可能に外嵌支持されるもので、基端部にボス部２１が、遊端部にプーリ支持部２２が形成されている。ボス部２１は、前記支軸部１１ａの外周にブッシュ７を介して回動可能に外嵌される。プーリ支持部２２は、ボス部２１の突出方向と同方向に突設されている。このアーム２も、上記支軸部材１と同様、アルミニウム合金などを用いたダイカスト成型により製作される。
【００２０】
テンションプーリー３は、アーム２のプーリ支持部２２に転がり軸受９を介して回転自在に軸支されるもので、板金プレス加工により製作されている。このテンションプーリー３は、アーム２のプーリ支持部２２に螺着されたボルト８により取り付けられている。
【００２１】
ねじりコイルばね４は、支軸部材１におけるアーム支持部１１の外周面およびアーム２のボス部２１の外周面と支軸部材１の外筒部１２の内周面との間の環状空間にそれぞれの面に対して非接触でねじり圧縮された状態で配設されている。このねじりコイルばね４は、そのねじり復元力によりアーム２を一定方向（図１では反時計方向）に向けて回転付勢し、また、その軸方向の伸張復元力によりアーム２のボス部２１を摩擦板５に押しつけてボス部２１に対して摩擦抵抗を付与する。このねじりコイルばね４の両端側には径方向外向きに屈曲された屈曲部４ａ、４ｂが一体的に設けられており、これらの屈曲部４ａ、４ｂが支軸部材１の底部に設けられたスリット状の切り欠き１４とアーム２のボス部２１に設けられたスリット状の切り欠き２３とにそれぞれ係止されている。
【００２２】
摩擦板５は、アーム２のボス部２１の前側端面Ｓ１と、支軸部材１における支軸部１１ａの先端部分に嵌挿されてかしめつけられるガイド板６との間に挟まれた状態で設けられており、ねじりコイルばね４の伸張復元力によりボス部２１とガイド板６とに対して所要圧力で押し付けられることによりアーム２のボス部２１に対して回動抵抗を与えるものである。この摩擦板５は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリアミド樹脂材、クラッチフェーシング材、ブレーキライニング材あるいはブレーキパッド材などで形成される。
【００２３】
ガイド板６は、前記支軸部１１ａの先端部分の断面形状に合致する正面視ほぼ星形の貫通孔を有しており、前記支軸部材１の支軸部１１ａの先端部分に嵌挿され、内周部分がかしめつけられることにより支軸部材１と一体となり固定される。
【００２４】
ブッシュ７は、支軸部材１におけるアーム支持部１１の支軸部１１ａの外周面とアーム２のボス部２１の内周面との嵌合部位に介装されるもので、載頭円筒状に形成されている。このブッシュ７の素材としては、例えば焼結金属材、あるいはポリアミド４６（商品面４６ナイロン）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）などのエンジニアリングプラスチックが利用される。
【００２５】
次に、本発明の特徴について説明する。
【００２６】
上述したようなオートテンショナＡにおいては、使用環境によっては摩擦板５とボス部２１、ガイド板６の各摺動部においてスティックスリップが発生して、振動、騒音が起こることを考慮し、本発明では、このようなガイド板６の振動を抑制し、オートテンショナＡの静寂性を確保するよう工夫を施した。
【００２７】
要するに、ガイド板６の外面に対して、環状の振動減衰部材６４を付設するようにしている。この振動減衰部材６４は、樹脂などからなる環状弾性体６２と、鋼製の環状板６３とにより構成し、ガイド板６の外面に対して環状弾性体６２を介して環状板６３を付設するようにしている。
【００２８】
なお、ガイド板６は支軸部材１の支軸部１１ａの先端部分において内周部分がかしめつけられるようになっていることを考慮し、振動減衰部材６４の内径をかしめ部の外径部よりも大きく設定し、その形状は正面視円形としている。
【００２９】
ここで、この振動減衰部材６４によるガイド板６の遮音、制振効果について説明する。
【００３０】
図５〜図７において、上述したようなスティックスリップが発生すると、ガイド板６がＸ方向両方に振動する。この振動が微小なものであれば、環状弾性体６２の弾性特性のみにより減衰する。ガイド板６の振動が大きい場合は、図６および図７に示すように、ガイド板６が前記振動によりＸ方向両方に反る状態でたわむことになる。このような反りが起こると、ガイド板６と環状板６３との外周側および内周側でずり変形α、βが発生して、環状弾性体６２が引っ張られた状態となる。このようなずり変形が起こると、環状弾性体６２の弾性復元力により、反りを戻すよう作用することになり、ガイド板６の振動の振幅が抑制される結果となる。このような現象により、オートテンショナＡの振動や騒音が抑えられる。
【００３１】
ところで、ガイド板６および環状板６３の好適な材料としては、例えばＪＩＳ規格ＳＥＣＣ、ＳＰＣＣ、Ｓ５５Ｃ等の鋼材が挙げられる。これら、ガイド板６および環状板６３について、互いの厚さを変えるか材料を変えるか等によって互いに異なる硬度に設定した場合は、より大きな制振効果を得ることができる。具体的に、例えば環状板６３の硬度をガイド板６よりも高く設定した場合、図８および図９に示すように、環状板６３が変形しにくくなる分、上述したような環状弾性体６２のずり変形γ、δが大きくなるため、環状弾性体６２の変形抵抗をより効果的に利用することが可能となり、制振性の向上に貢献できる。
【００３２】
環状弾性体６２の好適な材料としては、例えばエポキシもしくはアクリル系の樹脂等が挙げられる。さらに、環状弾性体６２は、軸方向寸法縮小化のためにフィルム状に薄くしても十分な制振効果が得られる。但し、環状弾性体６２を厚くすれば、制振効果を高めることが可能であり、鋼製のガイド板６や環状板６３を厚くするよりも軽量化を図れるという観点から好ましい。
【００３３】
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。
【００３４】
（１）上記実施形態では、ガイド板６は支軸部材１の支軸部１１ａの先端部分にかしめつける構造としたが、これに代えて、その他あらゆる狭持固定手段を用いることができる。例えば、図７に示すように、ガイド板６を支軸部材１の支軸部１１ａの端面に対してボルト１０により狭持固定するようにしてもよい。
【００３５】
（２）上記実施形態では、振動減衰部材６４の内径部分をガイド板６の内径部分の最大外径部分より大きくとることでかしめ治具の当接しろを設け、ガイド板６のみをかしめつけるようにしたが、これに代えて、図１１〜１３に示すように、振動減衰部材６４の内径部分の形状をガイド板６の内径部分の形状と同一形状とし、これらガイド板６、振動減衰部材６４をまとめて支軸部材１の支軸部１１ａの先端部分に狭持固定するようにしてもよい。さらには、ガイド板６そのものについて、樹脂板を２枚の鋼板で挟み込んだ構造を採用する単一の板材から製作し、これをそのまま支軸部１１ａの先端部分に狭持固定するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のオートテンショナでは、ガイド板に振動減衰部材を付設することにより、テンションプーリー支持用のアームの摺動部におけるスティックスリップによりガイド板が振動したときに、この振動減衰部材が前記振動を吸収緩和するようになり、オートテンショナ全体の振動や騒音を抑制できるようになる。
【００３８】
特に、振動減衰部材として、ガイド板の摩擦板とは反対の面に弾性体を介して鋼板を、前記弾性体以外の部材には動きが拘束されない状態で付設した構成によれば、ガイド板の振動に伴い弾性体にいわゆるずり変形が発生し、このずり現象によってガイド板の振動が吸収緩和されることになる。このため、簡単な構造にして前記振動減衰部材の制振効果を上げることができて好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１に係るオートテンショナの正面図
【図２】 図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】 本発明の実施形態１に係るガイド板の正面図
【図４】 図３の（４）−（４）線断面の矢視図
【図５】 図４の要部の説明図
【図６】 図４の要部にずり変形αが生じた状態の説明図
【図７】 図４の要部にずり変形βが生じた状態の説明図
【図８】 図４の要部にずり変形γが生じた状態の説明図
【図９】 図４の要部にずり変形δが生じた状態の説明図
【図１０】 本発明の実施形態２に係るオートテンショナの断面図
【図１１】 本発明の実施形態３に係るオートテンショナの断面図
【図１２】 本発明の実施形態３に係るガイド板の正面図
【図１３】 図１２の（１３）−（１３）線断面の矢視図
【符号の説明】
Ａ オートテンショナ
２ テンションアーム
６ ガイド板
６２ 環状弾性体
６３ 環状板
６４ 振動減衰部材

Claims (1)

1. ベルト駆動機構のベルトの張力を自動的に適度に保つためのオートテンショナであって、
   固定の支軸部材と、この支軸部材に対しボス部が回動可能に嵌合支持されたアームと、アームの先端部に回転可能に枢支されるテンションプーリーと、前記ボス部の軸心方向端面に形成した凹部に配置されてアームに対して回動抵抗を与えるための摩擦板と、前記支軸部材の軸心方向先端部に固定されて前記摩擦板をボス部の軸心方向端面とで狭むガイド板と、前記アームを支軸部材回りに一定方向に回動付勢するとともに前記ボス部をガイド板側へ押圧するためのばねとを備え、
   前記ガイド板の前記摩擦板とは反対の面に振動減衰部材として弾性体を介して鋼板が、前記弾性体以外の部材には動きが拘束されない状態で付設されていることを特徴とするオートテンショナ。

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