(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝動ベルトに張力を与えるためのテンショナであって、
ベースと；
円筒部材に取り付けられたピボットアームとを具備し、前記円筒部材が前記ピボットアームを支持するとともに前記ベースに固定されたピボットの回りに回転し；
更に、前記円筒部材を支持する軸受面を有し、前記ピボットに設けられた少なくとも１つのスリーブ型ブッシングと；
前記ベルトに係合するために前記ピボットアームに取り付けられ、ベルト荷重を受けるプーリと；
前記ピボットアームにより前記円筒部材に伝達されるベルト力成分とは逆向きに作用するダンピング力成分を生成するダンピング手段に一方の端が連結された捩りスプリングとを備え、
前記ダンピング力成分と前記ベルト力成分が、実質的に前記軸受面に作用する反作用力を生じることを特徴とするテンショナ。
【請求項２】
前記ダンピング手段が実質的に前記ピボットアームと前記ブッシングの間に、前記ピボットに平行な面に沿って搭載されていることを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記捩りスプリングの一方の端が前記ピボットアームに連結されていることを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項４】
前記捩りスプリングの一方の端が前記ベースに連結されていることを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項５】
前記捩りスプリングの一方の端が前記ダンピング手段に連結され、前記捩りスプリングと前記ピボットアームとが前記ダンピング手段を介して相互に連結されることを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項６】
前記ダンピング力成分が前記ベルト力成分と前記反作用力との間に位置することを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項７】
前記ベルト力成分が掛かる位置が力点に、前記ダンピング力成分が掛かる位置が支点に、前記反作用力が掛かる位置が作用点に各々対応することを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、ダンピング機構を備えたテンショナを有するベルト伝動システムに関する。特に、本発明は、ベルトに係合するプーリが回転自在に取り付けられたピボットアームの位置を偏倚させる捩りスプリングを備えるテンショナに関する。ダンピング機構を備えた本発明のテンショナは、特に自動車のエンジン周りに用いられるフロントエンドアクセサリドライブのマイクロＶベルトの張力を制御するのに有効である。
【０００２】
機械的なテンショナは、自動車のエンジン周りに用いられるフロントエンドアクセサリドライブのベルトの張力を自動制御するために用いられる。このようなテンショナはピボットアームを有する。ピボットアームはベースに固定されたピボットの回りに回転し、回転するピボットアームの軸受面としてピボットにスリーブブッシングを用いる。多くのこのようなブッシングはプラスチックから作られており、テンショナの余命をもたせるために用いられる。捩りスプリングは多くの場合、ピボットアームの位置を偏倚させ、取り付けられたプーリがベルトに当接して配置されるように、一方の端がピボットアームに連結されており、他方の端がベースに連結されている。スプリングは、ダンピング手段に働く弾性力を発生させるためにも用いられ、ダンピング手段は、ピボットアームの遥動を抑制あるいは減衰させるために、摩擦摺動面に対する垂直力成分を発生させる。
【０００３】
このようなテンショナの１つがアメリカ合衆国特許第４，４７３，３６２号に開示されている。‘３６２のテンショナはオフセット円筒部材に取り付けられたピボットアームを備え、このオフセット円筒部材はピボットアームを支持するとともにベースに固定されたピボットの回りに回動する。たった１つの捩りスプリングが、一方の端がピボットアームに連結され、他方の端がベースに連結された状態で用いられる。ピボットに設けられた単一のスリーブ型のブッシングは、円筒部材を支える軸受面を備える。プーリベアリングのラジアル面はスリーブ型のブッシングに対して片寄っており、ブッシングにより担われるべき荷重としてモーメントすなわち偶力をもたらす。このようなテンショナは、プーリのその支持部材あるいはベースに対する片寄った構造から、しばしば「Ｚ」型テンショナと呼ばれる。ブッシングの軸受面にもたらされた不均一な圧力荷重は、過度のブッシングの摩滅と、これに付随するプーリのミスアライメントをもたらす可能性がある。
【０００４】
このようなＺ型テンショナを適用した伝動システムのベルトは、プーリと係合してプーリでベルト力を発生し、このベルト力は円筒部材に伝達される（以下ハブ荷重）。‘３６２号の特許で説明されているように、ブッシングに対する不均一な荷重は、ハブ荷重と略同じ方向にかかる垂直力成分を発生するダンピング手段により低減される。このような力の成分をもつベルト力の指向性は、ブッシング荷重と付随する摩滅の問題の幾つかを確かに軽減する。しかし、これはあるベルト駆動状態では十分ではない。何故ならば、ダンピング手段の垂直力成分は、ある場合には、ハブ荷重を担う円筒部材に対して片寄っているベルト力により生じるモーメントとバランスをとるには十分でないからである。そして単一のブッシングは、ピボットアームが時計回り、反時計回りに搖動して軸受圧力荷重が変化することにより「べベル(bevel)」あるいは「クラウン(crown)」となる傾向がある。
【０００５】
単一のブッシングにおける「べベル」あるいは「クラウン」を解決するベルトテンショナのデザインは、アメリカ合衆国特許第５，６４７，８１３号に開示されている。‘８１３号の特許に説明されているように、ハブ荷重とダンピング機構により発生される垂直力成分は、軸方向に離間した２つの軸受面を有する少なくとも１つあるいは２つのブッシングにより担われる。しかしながら、‘８１３号のテンショナはブッシングの摩滅を解消するのには好適なデザインであるものの、少なくとも２つの軸方向に離間した軸受面を用いることは、テンショナ全体の大きさや、重量、価格を増大する。更に、ハブ荷重とダンピング機構により発生される垂直力成分は、ブッシングに対して合成荷重を生じ、この合成荷重は大きすぎる可能性があり、過度のピボットブッシングの摩滅を起こす可能性がある。
【０００６】
（発明の要約）
本発明によれば、特に自動車の応用分野で用いられるマイクロＶフロントエンドアクセサリベルト伝動システムにおいて好適なテンショナが提供される。この分野では、テンショナの寿命を通して最高のプーリアライメントを実現するために、最高のバランシングと最小のピボットブッシングの摩滅と組み合わされた最小のテンショナ容積が重要である。本発明のベルトテンショナはベースを有する形式のものである。ピボットアームは、円筒部材に取り付けられており、円筒部材はピボットアームを支持するとともに、ベースに固定されたピボットの回りに回転する。少なくとも１つのスリーブ型ブッシングがピボットに設けられ、円筒部材を支持する軸受面を有する。プーリは、ピボットアームにベルトと係合するために取り付けられており、ベルト荷重を受ける。ベルト荷重は円筒部材に伝達されるベルト力成分を発生する（ハブ荷重）。一方の端がベースに連結され、他方の端がダンピング手段に連結された捩りスプリングは、ベルト力成分と反対方向にかかるダンピング力成分を発生する。ダンピング手段は、実質的にピボットアームとブッシングの間にピボットと平行な面に沿って取り付けられる。
【０００７】
本発明の有利な点は、ハブ荷重がより効果的に実質的にピボットブッシングのより小さい荷重とバランスを取ることができ、それにより耐久性が向上されることにある。本発明の別の有利な点は、ブッシングに担われる圧力を増大させないブッシングの小型化であり、それによりテンショナ全体の容積と価格を低減することである。
【０００８】
本発明のこれらの目的や他の目的、あるいは利点に関しては図面とそれについての説明を一読した後に明らかとなる。
【０００９】
（発明の好ましい実施形態の説明）
図１及び図２を参照すると、プーリ１２を有するテンショナ１０がベルト１６と幾つかのプーリを備えるベルト伝動システムの構成要素として描かれている。例えば、ベルト１６はクランクプーリ１８、ファン／ウオータポンププーリ２０、パワーステアリングプーリ２２、オルタネータプーリ２４、アイドラプーリ２６、テンショナプーリ１２の回りに掛け回されている。テンショナプーリ１２はベルト１６に係合し、ベルト張力を調節するためにプーリがどのように運動するかを模式的に表わすために幾つかの位置に示されている。テンショナプーリ１２はベルト１６に係合し、隣接するベルトスパン２８、３０のベルト張力Ｔ１、Ｔ２という形でベルト荷重を受ける。ベルト張力Ｔ１、Ｔ２（すなわち荷重）は合成され、ベルトスパン２８、３０の間に形成される角度、あるいは二等分線に沿ってベルト力成分ＢＦを生成する。ベルト力成分は、テンショナのピボット３２対して軸方向に片寄っており、力とモーメントを含む複雑なハブ荷重を発生し、これは矢印ＨＬで象徴的（すなわち、非具体的）に表わされている。
【００１０】
図２〜図４を参照すると、テンショナ１０は機械式であり、ベース４２、捩りスプリング４４と、シャフト６４に設けられたボールベアリング６２によりピボットアーム５２に回転自在に取り付けられたプーリ１２を備えている。ボールベアリング６２は、シャフト６４にフランジ付ファスナ６６により保持されている。ピボットアーム５２は円筒部材５３に取り付けられており、円筒部材はピボットアーム５２を支持するとともにピボットシャフト５５の回りに回動する。少なくとも１つのスリーブ型ブッシング５６がピボット３２に配置されている。ピボットブッシング５６は好ましくはポリメリックタイプ(polymeric type)からなり、ピボットシャフト５５に対して回転するようにピボットに配置され、それによりピボットアーム５２を支持する。１つのピボットブッシング５６が示されているが、１つ以上のピボットブッシングを有することも可能である。ファスナ６０を備えるピボットシャフト５５は、円筒部材５３のフランジ付穿孔５７とピボットブッシング５６を通って延在し、それによりピボットアーム５２はベース４２に取り付けられる。
【００１１】
例示されたダンピング手段５１は、アメリカ合衆国特許第５，６４７，８１３号に開示された形式の典型例であり、この開示内容は参照として本明細書に組み込まれる。ダンピング手段５１の機構は、スプリング端部４８の延長部７８、ブレーキシュー７０を具備し、ブレーキシュー７０は、ベース４２の相補的な内側弧状面７４に係合する外側弧状摩擦面７２を有する。ブレーキシュー７０は、頂角Ａで挟まれる空間を隔てて反対側を向いている内側ランプ面８６、８８を有する。
【００１２】
ダンピング手段５１に連結するスプリングの端部４８は、ピボットアーム５２に形成、あるいはピボットアーム５２に取り付けられた突出部９６の回りに曲げられている。スプリング端部の延長部７８は、ブレーキシュー７０から形成された内側ランプ面８６と摺動自在に係合する面９８を備える。ピボットアーム５２は、ピボットアーム５２に形成された、あるいはピボットアーム５２に取り付けられた突起部１００を有し、突起部１００は、ブレーキシュー７０から形成されたランプ面８８に摺動自在に係合する相補的なランプ面１０２を有する。
【００１３】
ダンピング手段５１は、実質的にプーリ１２とピボットブッシング５６の間にピボット３２と平行な面に沿って取り付けられる。
【００１４】
ピボットアーム５２の円筒部材５３は、ベース４２と同軸であり、ベース４２と共に捩りスプリング４４とダンピング手段５１のためのハウジングを提供する。ピボットアーム５２はベース４２の第１の端部４３を超えて延びている。ある応用においては、ダストシール（不図示）がスプリング４４とダンピング手段５１のためのクリーンな環境を維持するために用いられるかもしれない。
【００１５】
図５を参照して、作動時、ベルト１６と係合するためにピボットアーム５２に取り付けられたプーリ１２は、円筒部材に伝達されるベルト力成分を生じるベルト荷重を受ける（ハブ荷重ＨＬ）。ベース４２に連結された一方の端４６とダンピング手段５１に連結された他方の端４８とを有する捩りスプリング４４は、ベルト力成分とは反対方向に作用するダンピング力ＤＦ成分を生む。図示はされていないが、一方の端４６が、代わりにアーム５２に連結され、他方の端４８がダンピング手段５１に連結されてもよいことは無論である。ハブ荷重ＨＬとダンピング力ＤＦは、ベース４２に対し反作用力を生じ、軸受面を有するブッシング５６によって担われ、例えばＲＦによって表される。ダンピング手段５１が実質的にプーリ１２とブッシング５６との間にピボット３２と平行な面に沿って取り付けられていることから、反作用力は実質的にブッシング５６の軸受面において作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のベルトテンショナを有するフロントエンドアクセサリ駆動システムの模式的な正面図である。
【図２】  テンショナと協働する様々な成分の力が描かれた図１の主に線２における模式的な拡大部分図である。
【図３】  ４分の１の断面で示されたプーリを除いた図２の線３−３に沿った横断面図である。
【図４】  主に図３の線４−４に沿った拡大露出図であり、本発明のダンピング機構を示している。
【図５】  図２の線３−３に沿った概略図であり、本発明に係る力の要素を表わすためにプーリが取り外されている。
【図１】
0003683531.tif 000002
【図２】
0003683531.tif 000003
【図３】
0003683531.tif 000004
【図４】
0003683531.tif 000005
【図５】
0003683531.tif 000006