(57)【要約】【課題】ベルトを簡単に張力調整することができるようにした固定式ベルトテンショナを提供することである。【解決手段】プーリ支持軸１のテンションプーリ３を回転自在に支持する円筒状外径面の中心に対する偏心位置にボルト挿入孔４を形成し、そのボルト挿入孔４に挿入された締付けボルト５をエンジンブロック６のねじ孔７にねじ係合する。プーリ支持軸１と締付けボルト５の相互間にトルクリミッタ機構１０を設け、締付けボルトの締め付け方向の回転トルクをそのトルクリミッタ機構１０を介してプーリ支持軸１に伝達して締付けボルト５を中心にプーリ支持軸１を揺動させ、その揺動によってベルトＢを緊張させる。ベルトＢの張力が増大し、そのベルトＢからプーリ支持軸１に付加される揺動抵抗が所定の大きさに達した際にプーリ支持軸１へのトルク伝達を遮断して、ベルトＢを所定の張力状態に保持する。【選択図】図２
2014119054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状外径面の中心に対する偏心位置にボルト挿入孔が形成されたプーリ支持軸と、そのプーリ支持軸の外径面上において回転自在に支持されたテンションプーリと、前記ボルト挿入孔に挿入され、プーリ取付け対象へのねじ込みによってそのプーリ取付け対象にプーリ支持軸を固定する締付けボルトとからなり、前記プーリ支持軸と前記締付けボルトの相互間に、締付けボルトの締め付け方向の回転トルクをプーリ支持軸に伝達して締付けボルトを中心にプーリ支持軸を揺動させ、その揺動抵抗が所定の大きさに達した際にプーリ支持軸へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構を設けた固定式ベルトテンショナ。
【請求項２】
前記トルクリミッタ機構が、前記プーリ支持軸の軸端面にボルト挿入孔の軸心と同軸上に軸心をもつ円筒部を設け、その円筒部の外周に多数の歯を等間隔に設け、前記締付けボルトには前記円筒部を覆う筒部を設け、その筒部の内周に前記歯に係合可能な係合爪を設け、その係合爪と前記歯の少なくとも一方を弾性材料により形成した構成からなる請求項１に記載の固定式ベルトテンショナ。
【請求項３】
前記トルクリミッタ機構が、前記ボルト挿入孔の内周に多数の歯を等間隔に設け、前記締付けボルトの外周に前記歯に係合可能な係合爪を設け、その係合爪と前記歯の少なくとも一方を弾性材料により形成した構成からなる請求項１に記載の固定式ベルトテンショナ。
【請求項４】
前記弾性材料が、エラストマからなる請求項２又は３に記載の固定式ベルトテンショナ。
【請求項５】
前記ボルト挿入孔の内径面と前記締付けボルトの外径面における接触部の一方に樹脂のコート層を設けた請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固定式ベルトテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オルタネータ等の補機を駆動する補機駆動用ベルト伝動装置やカム軸を駆動するカム軸駆動用ベルト伝動装置のベルトの張力調整に用いられる固定式ベルトテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
補機駆動用ベルト伝動装置やカム軸駆動用ベルト伝動装置においては、トルク伝達の効率を高め、ベルトのバタツキによる振動、騒音の発生を抑制する目的等から、固定式ベルトテンショナを用いてベルト張力を適正張力に保持することが行われている。
【０００３】
ベルトの張力調整に用いられる固定式ベルトテンショナとして、例えば、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この固定式ベルトテンショナにおいては、テンションプーリを回転自在に支持するブラケットにねじ孔を設け、そのねじ孔にねじ係合された調整ボルトをエンジンブロックに取付けられるエンジン側ブラケットにより回転自在に支持し、その調整ボルトの回転によりブラケットを調整ボルトの軸方向に移動させてテンションプーリによりベルトを緊張させ、ベルトの張力が所定の張力に達すると、ボルト−ナットの締め付けによりブラケットを調整位置で固定するようにしている。
【０００４】
また、固定式ベルトテンショナとして、テンションプーリを回転自在に支持するプーリアームをエンジンブロックにより揺動自在に支持し、そのプーリアームをテンションプーリがベルトを緊張させる方向に揺動させてベルトを緊張させ、ベルト張力を所定の張力とする張力調整状態において、プーリアームの揺動中心に中心をもつ円弧状の長孔にボルトを挿入し、そのボルトをエンジンブロックにねじ込んでプーリアームを調整位置で固定するようにしたものも従来から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６１８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記いずれの固定式ベルトテンショナにおいても、ベルトの張力調整に際し、ベルトを緊張させる張力付与工程と、ボルトの締め付けによって固定するボルト締付工程の２つの工程を必要とし、しかも、ベルトを緊張させた状態に保持する状態でボルトを締め付ける必要があるため、ベルトの張力調整に非常に手間がかかるという不都合があった。
【０００７】
この発明の課題は、ベルトを簡単に張力調整することができるようにした固定式ベルトテンショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明においては、円筒状外径面の中心に対する偏心位置にボルト挿入孔が形成されたプーリ支持軸と、そのプーリ支持軸の外径面上において回転自在に支持されたテンションプーリと、前記ボルト挿入孔に挿入され、プーリ取付け対象へのねじ込みによってそのプーリ取付け対象にプーリ支持軸を固定する締付けボルトとからなり、前記プーリ支持軸と前記締付けボルトの相互間に、締付けボルトの締め付け方向の回転トルクをプーリ支持軸に伝達して締付けボルトを中心にプーリ支持軸を揺動させ、その揺動抵抗が所定の大きさに達した際にプーリ支持軸へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構を設けた構成を採用したのである。
【０００９】
上記の構成からなる固定式ベルトテンショナにおいて、プーリ取付け対象に締付けボルトをねじ係合し、その締付けボルトを中心にしてプーリ支持軸が回転可能とされ、テンションプーリの外周にベルトが掛かる状態で上記締付けボルトを締め付けると、その回転はトルクリミッタ機構を介してプーリ支持軸に伝達され、締付けボルトを中心にプーリ支持軸が揺動する。この時、プーリ支持軸の外径面上にテンションプーリが回転自在に支持されているため、プーリ支持軸と共にテンションプーリも揺動し、その揺動によってベルトに張力が付与される。
【００１０】
ベルトの張力はテンションプーリの揺動角が大きくなるにつれて次第に大きくなり、その張力の増大と共にテンションプーリの揺動抵抗も増大する。その揺動抵抗が所定の大きさに達すると、トルクリミッタ機構が作動し、締付けボルトからプーリ支持軸への回転伝達が遮断され、締付けボルトは空転すると共にエンジンブロックにねじ込まれる。そのねじ込みにより、プーリ取付け対象にプーリ支持軸が固定されると共に、テンションプーリはベルトを緊張させた位置に定置され、ベルトは緊張状態に保持される。
【００１１】
このように、締付けボルトを締付方向に回転させる操作のみでベルトを緊張させることができると共に緊張状態に保持することができ、ベルトを簡単に緊張させることができる。
【００１２】
ここで、トルクリミッタ機構として、プーリ支持軸の軸端面にボルト挿入孔の軸心と同軸上に軸心をもつ円筒部を設け、その円筒部の外周に多数の歯を等間隔に設け、締付けボルトには上記円筒部を覆う筒部を形成し、その筒部の内周に上記歯に係合可能な係合爪を設け、その係合爪と歯の少なくとも一方をエラストマ等の弾性材料により形成して弾性変形可能とし、上記係合爪と歯の係合により締付けボルトの回転トルクをプーリ支持軸に伝達し、プーリ支持軸の揺動抵抗が所定の大きさに達した際に、弾性材料からなる係合爪または歯を弾性変形させて回転トルクの伝達を遮断するようにした構成からなるものを採用することができる。
【００１３】
また、トルクリミッタ機構として、ボルト挿入孔の内周に多数の歯を等間隔に設け、締付けボルトの外周には上記歯に係合可能な係合爪を設け、その係合爪と歯の少なくとも一方をエラストマ等の弾性材料により形成して弾性変形可能とし、上記係合爪と歯の係合により締付けボルトの回転トルクをプーリ支持軸に伝達し、プーリ支持軸の揺動抵抗が所定の大きさに達した際に、弾性材料からなる係合爪または歯を弾性変形させて回転トルクの伝達を遮断するようにした構成からなるものを採用することができる。
【００１４】
ここで、ボルト挿入孔の内径面と締付けボルトの外径面における接触部の一方に樹脂のコート層を設けておくと、接触部での摩擦抵抗を低減することができるため、締付けボルトからプーリ支持軸への回転トルクの伝達は係合爪と歯の係合部からのみとなって、トルクリミッタ機構を設定されたトルクリミッタ値でもって確実に機能させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明においては、上記のように、締付けボルトを締付方向に回転させる操作のみでベルトに張力を付与することができると共に、張力調整状態に保持することができるため、ベルトを極めて簡単に張力調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係る固定式ベルトテンショナの実施の形態を示す正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】（ａ）は、図２のトルクリミッタ機構部を拡大して示す断面図、（ｂ）は、（ａ）のIII−III線に沿った断面図
【図４】トルクリミッタ機構の作動状態を示す断面図
【図５】図１のプーリ支持軸と締付けボルトを示す分解斜視図
【図６】（ｃ）は、トルクリミッタ機構の他の例を示す断面図、（ｄ）は、（ｃ）のVI−VI線に沿った断面図
【図７】（ｅ）は、トルクリミッタ機構のさらに他の例を示す断面図、（ｆ）は、（ｅ）のVII−VII線に沿った断面図
【図８】トルクリミッタ機構のさらに他の例を示す断面図
【図９】この発明に係る固定式ベルトテンショナの他の実施の形態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、この発明に係る固定式ベルトテンショナは、プーリ支持軸１を有している。プーリ支持軸１は、円形の端板１ａの外周に円筒部１ｂを設けた構成とされ、上記円筒部１ｂの外径面に転がり軸受２が嵌合され、その転がり軸受２によってベルトＢの移動を案内するテンションプーリ３が回転自在に支持されている。
【００１８】
プーリ支持軸１の端板１ａには、円筒部１ｂの軸心に対する偏心位置にボルト挿入孔４が形成され、そのボルト挿入孔４に締付けボルト５を挿入されている。
【００１９】
締付けボルト５は、プーリ取付け対象としてのエンジンブロック６に形成されたねじ孔７にねじ込まれ、その締付けボルト５の締め付けによってプーリ支持軸１が固定される。
【００２０】
ここで、エンジンブロック６は、膨出部６ａを有し、その膨出部６ａにねじ孔７が形成されており、上記締付けボルト５の締め付けによりプーリ支持軸１は膨出部６ａの表面に押し付けられて固定される。
【００２１】
プーリ支持軸１と締付けボルト５の相互間には、締付けボルト５の締め付け方向の回転トルクをプーリ支持軸１に伝達して締付けボルト５を中心にプーリ支持軸１を揺動させ、その揺動抵抗が所定の大きさに達した際にプーリ支持軸１へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構１０が設けられている。
【００２２】
図３乃至図５に示すように、トルクリミッタ機構１０は、プーリ支持軸１における端板１ａの表面に、ボルト挿入孔４の軸心と同軸上に軸心をもつ円筒部１１を設け、その円筒部１１の外周に断面三角形の多数の歯１２を等間隔に設け、一方、締付けボルト５にはボルト頭部５ａに設けられた座５ｂの外周に上記円筒部１１を覆う筒部１４を形成し、その筒部１４の内周に複数の係合爪１５を設け、その係合爪１５のそれぞれを上記歯１２に係合させるようにしている。
【００２３】
ここで、係合爪１５は、エラストマより形成されて弾性を有し、歯１２に対する係合力が増大すると径方向外方に向けて弾性変形するようになっている。なお、エラストマに代えてゴムを採用してもよい。
【００２４】
上記トルクリミッタ機構１０においては、締付けボルト５の締め付け方向（図３（ｂ）に示す矢印の方向）の回転トルクを係合爪１５と歯１２の係合部からプーリ支持軸１に伝達してプーリ支持軸１を揺動させ、その揺動抵抗が所定の大きさに達した際に、係合爪１５を径方向外方に弾性変形させ、歯１２に対する係合爪１５の係合解除により締付けボルト５からプーリ支持軸１への回転伝達を遮断させるようにしている。
【００２５】
図１および図２に示すように、プーリ支持軸１における端板１ａには、締付けボルト５を中心とする弧状の長孔８が形成され、その長孔８に挿通されたロックボルト９はエンジンブロック６の膨出部６ａにねじ込まれている。
【００２６】
実施の形態で示す固定式ベルトテンショナは上記の構造からなり、ベルトＢの張力調整に際しては、締付けボルト５を中心にしてプーリ支持軸１が回転可能とされ、テンションプーリ３の外周にベルトＢが掛かる状態において締付けボルト５を締付け方向に回転させる。
【００２７】
図３は、プーリ支持軸１が回転可能とされ、テンションプーリ３の外周にベルトＢが掛かる状態を示し、その状態において、締付けボルト５を図３（ｂ）の矢印で示す締め付け方向に回転させると、その回転は係合爪１５と歯１２の係合部からプーリ支持軸１に伝達され、プーリ支持軸１が締付けボルトを中心に揺動する。
【００２８】
この時、プーリ支持軸１には転がり軸受２を介してテンションプーリ３が回転自在に支持されているため、プーリ支持軸１と共にテンションプーリ３が揺動し、その揺動によってベルトＢに張力が付与される。
【００２９】
ベルトＢの張力はテンションプーリ３の揺動角が大きくなるにつれて次第に大きくなり、その張力の増大と共にテンションプーリ３の揺動抵抗も増大する。その揺動抵抗が所定の大きさに達すると、図４に示すように、係合爪１５が径方向外方に向けて弾性変形して歯１２に対する係合が解除する。その係合解除により、締付けボルト５からプーリ支持軸１への回転伝達が遮断され、締付けボルト５は空転すると共にねじ孔７にねじ込まれ、そのねじ込みによってプーリ支持軸１が膨出部６ａに押し付けられて固定される。また、プーリ支持軸１の固定により、テンションプーリ３はベルトＢを緊張させた位置に定置され、ベルトＢは緊張状態に保持される。
【００３０】
このように、締付けボルト５を締付方向に回転させる操作のみでベルトＢを緊張させることができると共に緊張状態に保持することができるので、ベルトＢを簡単に緊張させることができる。
【００３１】
ここで、締付けボルト５の締め付けによるプーリ支持軸１の固定状態において、ロックボルト９を締付けることにより、プーリ支持軸１は締付けボルト５とロックボルト９の双方により固定されることになり、プーリ支持軸１をより確実に固定することができ、プーリ支持軸１がベルトＢを緩める方向に揺動するのを確実に防止することができる。
【００３２】
図３では、係合爪１５を弾性材料で形成して弾性変形可能としたが、歯１２を外周に有する円筒部１１をエラストマ等の弾性材料で形成して、歯１２を弾性変形可能としてもよく、歯１２および係合爪１５の双方を弾性材料で形成して、双方共弾性変形可能としてもよい。
【００３３】
図６および図７は、トルクリミッタ機構１０の他の例を示す。図６（ｃ）、（ｄ）においては、プーリ支持軸１の端板１ａに形成されたボルト挿入孔４の内周に断面三角形の歯１６を周方向に等間隔に設け、一方、締付けボルト５の外周に弾性変形可能な複数の係合爪１７を設け、上記歯１６に対する係合爪１７の係合により締付けボルト５の回転トルクをプーリ支持軸１に伝達して揺動させ、プーリ支持軸１の揺動抵抗が所定の大きさに達した際に、係合爪１７を弾性変形させて回転トルクの伝達を遮断するようにしている。
【００３４】
なお、係合爪１７に剛性をもたせ、歯１６を弾性変形可能としてもよく、あるいは、歯１６と係合爪１７の双方を弾性材料で形成して弾性変形可能としてもよい。
【００３５】
図７（ｅ）、（ｆ）においては、締付けボルト５の外周に断面三角形の歯１８を等間隔に設け、プーリ支持軸１の端板１ａに形成されたボルト挿入孔４の内周に弾性変形可能な複数の係合爪１９を設け、上記歯１８に対する係合爪１９の係合により締付けボルト５の回転トルクをプーリ支持軸１に伝達して揺動させ、プーリ支持軸１の揺動抵抗が所定の大きさに達した際に、係合爪１９を弾性変形させて回転トルクの伝達を遮断するようにしている。
【００３６】
この場合も、図６に示すトルクリミッタ機構１０と同様に、係合爪１９に剛性をもたせ、歯１８を弾性変形可能としてもよく、あるいは、歯１８と係合爪１９の双方を弾性材料で形成して弾性変形可能としてもよい。
【００３７】
図３では、円筒部１１の外周に形成した歯１２の断面形状を三角形としたが、図８に示すように、歯１２を鋸歯状としてもよい。この場合、外周に歯１２を有する円筒部１１と筒部１４の内周に設けられた係合爪１５がラチェットホイールとラチェットからなるラチェット機構を形成するため、締付けボルト５を弛み止めすることができる。
【００３８】
図９に示す例においては、締付けボルト５の、ボルト挿入孔４と対向する部分の外周に樹脂からなるコート層２０を設けている。上記のようにコート層２０を設けると、ボルト挿入孔４との接触部での摩擦抵抗を低減することができるため、締付けボルト５からプーリ支持軸１への回転トルクの伝達は係合爪１５と歯１２の係合部からのみとなって、トルクリミッタ機構１０を設定されたトルクリミッタ値でもって確実に機能させることができる。
【００３９】
なお、ボルト挿入孔４の内周にコート層２０を設けるようにしてもよく、ボルト挿入孔４の内周と締付けボルト５の外周の双方にコート層２０を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１    プーリ支持軸
３    テンションプーリ
４    ボルト挿入孔
５    締付けボルト
６    エンジンブロック（プーリ取付け対象）
１０  トルクリミッタ機構
１１  円筒部
１２  歯
１４  筒部
１５  係合爪
１６  歯
１７  係合爪
１８  歯
１９  係合爪
２０  コート層
【図１】
2014119054.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014119054.tif 000009
【図８】
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【図９】
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