(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部分に固定される軸と、軸の外周に偏心状態にかつ相対回転可能に設けられる偏心スリーブと、この偏心スリーブの外周に回転自在に設けられるテンションプーリと、軸と偏心スリーブとの間に設けられかつ周辺温度の高低変化に応じて偏心スリーブを所要角度回転させてベルト張力を一定に管理する張力管理手段を備え、
前記張力管理手段は、前記軸の外周に固定的に設けられるくさび状凸部と、前記偏心スリーブの内周に設けられかつ前記くさび状凸部に対して周方向で相対変位可能に係合される凹状カム面と、凹状カム面とくさび状凸部との係合を深める側に偏心スリーブを回転させるよう弾発付勢する弾発付勢部材とを備え、かつ、凹状カム面が存在する部分は、くさび状凸部よりも線膨張係数の大きな材料で形成されていて、周辺温度の変化に応じて偏心スリーブの内孔を縮径または拡径させて偏心スリーブを所要角度回転させることによりくさび状凸部に対する凹状カム面の係合位置を変化させるものである、ことを特徴とするベルトテンショナ。
【請求項２】
固定部分に固定される軸と、軸の外周に偏心状態にかつ相対回転可能に設けられる偏心スリーブと、この偏心スリーブの外周に回転自在に設けられるテンションプーリと、軸と偏心スリーブとの間に設けられかつ周辺温度の高低変化に応じて偏心スリーブを所要角度回転させてベルト張力を一定に管理する第１張力管理手段と、ベルトの伸びに応じて偏心スリーブを所要角度回転させてベルト張力を一定に管理する第２張力管理手段とを備え、
前記第１張力管理手段は、前記軸の外周に固定的に設けられるくさび状凸部と、前記偏心スリーブの内周に設けられかつ前記くさび状凸部に対して周方向で相対変位可能に係合される凹状カム面と、凹状カム面とくさび状凸部との係合を深める側に偏心スリーブを回転させるよう弾発付勢する弾発付勢部材とを備え、かつ、凹状カム面が存在する部分は、くさび状凸部よりも線膨張係数の大きな材料で形成されていて、周辺温度の変化に応じて偏心スリーブの内孔を縮径または拡径させて偏心スリーブを所要角度回転させることによりくさび状凸部に対する凹状カム面の係合位置を変化させるものである、ことを特徴とするベルトテンショナ。
【請求項３】
請求項２に記載のベルトテンショナにおいて、
前記第２張力管理手段は、両端が固定部分と偏心スリーブとに引っ掛けられて偏心スリーブをベルトの張力大側へ回転させるよう弾発付勢するねじりばねで構成される、ことを特徴とするベルトテンショナ。
【請求項４】
請求項２に記載のベルトテンショナにおいて、
前記第２張力管理手段は、両端が固定部分と偏心スリーブとに引っ掛けられて偏心スリーブをベルトの張力大側へ回転させるよう弾発付勢するねじりばねと、くさび状凸部を軸に対してベルト張力大側へのみ相対回転可能とする一方向クラッチとで構成される、ことを特徴とするベルトテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転するベルトに所要の張力を与えるベルトテンショナに関する。対象となるベルトとしては、例えば自動車エンジンのタイミングベルトなどが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ベルトテンショナとしては、例えば、▲１▼ベルトの経時的な伸びを考慮して作業者が位置補正してベルト張力を調節できるようにした固定式のものや、▲２▼ベルトの経時的な伸びに応じて自動的にベルト張力を一定に管理する自動式のもの（実開昭５２−１８３８４号公報）や、▲３▼周辺温度の高低変化に応じて自動的にベルト張力を一定に管理するもの（実開昭５５−３６７５８号公報）などが提案されている。
【０００３】
ここでは、特に、上記▲３▼タイプのベルトテンショナが対象となる。この種のベルトテンショナ、特に実開昭５５−３６７５８号公報に示されるベルトテンショナは、テンションプーリを固定ブラケットのアーム先端に支持した構成で、固定ブラケットのアームを線膨張係数の異なる二種の材料で形成し、周辺温度の高低変化に応じてアームの長さを変化させてテンションプーリの位置を変位させるようになっている。
【０００４】
【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、アーム付きの固定ブラケットを用いているため、横幅など全体の外形寸法が大型化することが指摘される。
【０００５】
したがって、本発明は、周辺温度の高低変化に応じてベルト張力を一定に管理する機能を有するベルトテンショナにおいて、コンパクト化を図ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のベルトテンショナは、固定部分に固定される軸と、軸の外周に偏心状態にかつ相対回転可能に設けられる偏心スリーブと、この偏心スリーブの外周に回転自在に設けられるテンションプーリと、軸と偏心スリーブとの間に設けられかつ周辺温度の高低変化に応じて偏心スリーブを所要角度回転させてベルト張力を一定に管理する張力管理手段を備え、前記張力管理手段は、前記軸の外周に固定的に設けられるくさび状凸部と、前記偏心スリーブの内周に設けられかつ前記くさび状凸部に対して周方向で相対変位可能に係合される凹状カム面と、凹状カム面とくさび状凸部との係合を深める側に偏心スリーブを回転させるよう弾発付勢する弾発付勢部材とを備え、かつ、凹状カム面が存在する部分は、くさび状凸部よりも線膨張係数の大きな材料で形成されていて、周辺温度の変化に応じて偏心スリーブの内孔を縮径または拡径させて偏心スリーブを所要角度回転させることによりくさび状凸部に対する凹状カム面の係合位置を変化させるものである。
【０００７】
本発明の第２のベルトテンショナは、固定部分に固定される軸と、軸の外周に偏心状態にかつ相対回転可能に設けられる偏心スリーブと、この偏心スリーブの外周に回転自在に設けられるテンションプーリと、軸と偏心スリーブとの間に設けられかつ周辺温度の高低変化に応じて偏心スリーブを所要角度回転させてベルト張力を一定に管理する第１張力管理手段と、ベルトの伸びに応じて偏心スリーブを所要角度回転させてベルト張力を一定に管理する第２張力管理手段とを備え、前記第１張力管理手段は、前記軸の外周に固定的に設けられるくさび状凸部と、前記偏心スリーブの内周に設けられかつ前記くさび状凸部に対して周方向で相対変位可能に係合される凹状カム面と、凹状カム面とくさび状凸部との係合を深める側に偏心スリーブを回転させるよう弾発付勢する弾発付勢部材とを備え、かつ、凹状カム面が存在する部分は、くさび状凸部よりも線膨張係数の大きな材料で形成されていて、周辺温度の変化に応じて偏心スリーブの内孔を縮径または拡径させて偏心スリーブを所要角度回転させることによりくさび状凸部に対する凹状カム面の係合位置を変化させるものである。
【０００９】
また、前述の第２張力管理手段は、両端が固定部分と偏心スリーブとに引っ掛けられて偏心スリーブをベルトの張力大側へ回転させるよう弾発付勢するねじりばねで構成される。
【００１０】
さらに、前述の第２張力管理手段は、両端が固定部分と偏心スリーブとに引っ掛けられて偏心スリーブをベルトの張力大側へ回転させるよう弾発付勢するねじりばねと、くさび状凸部を軸に対してベルト張力大側へのみ相対回転可能とする一方向クラッチとで構成される。
【００１１】
上記本発明では、周辺温度の高低変化に応じてベルト張力を一定に管理する張力管理手段を、テンションプーリの内周で径方向内外に配置される軸と偏心スリーブとの間に配置するように工夫しているから、横幅など外形を小型化できるようになる。
【００１２】
そして、張力管理手段としては、周辺温度の高低変化によって偏心スリーブが回転してベルト張力を一定に保つように動作するのである。すなわち、偏心スリーブの凹状カム面が周辺温度の高低変化に応じて径方向に拡張または収縮すると、偏心スリーブがベルト張力を大側または小側に変化させるよう回転させられて、凹状カム面とくさび状凸部との係合の度合いが深くなったり浅くなったりする。この状態では、くさび状凸部と凹状カム面との係合がベルトの張力や圧縮ばねによって深める側に弾発付勢されるから、偏心スリーブの後退が阻止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図１ないし図５に示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１ないし図３は本発明の実施例１にかかり、図１は、ベルトテンショナの正面図、図２は、図１（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図２（３）−（３）線断面の矢視図である。
【００１５】
図例のベルトテンショナＡは、ベルトＢに対して所要の張力を与えるためにエンジンブロックなどの固定部分ＣにボルトＤを介して不動状に取り付けた状態で使用されるもので、この実施例では、周辺温度の変化に応じて自動的にベルトＢの張力を一定に管理する機能を有する構成になっている。
【００１６】
このベルトテンショナＡは、主として、軸１と、偏心スリーブ２と、プーリ一体型玉軸受３と、ねじりばね４とから構成されている。
【００１７】
軸１は、中空状に形成されており、この中空部分に固定ボルトＤが挿通されて固定部分Ｃに非回転状態に固定される。この軸１の軸方向中央において１８０度対向する二カ所には、径方向外向きのくさび状凸部１１，１１が一体に設けられている。このくさび状凸部１１，１１は、周方向の一端側から他端側へ向けて漸次径方向外向きに突出するもので、外面が部分円弧状に形成されている。
【００１８】
偏心スリーブ２は、軸１の外周に深溝型玉軸受などの転がり軸受５を介して所要角度だけ相対回転可能となるように取り付けられている。この偏心スリーブ２は、円筒形に形成されていて、その内孔２１は中心からずれた位置に偏心して形成されている。この偏心スリーブ２の内孔２１において１８０度対向する二カ所には、前述のくさび状凸部１１，１１に係合する凹状カム面２２，２２が設けられている。この凹状カム面２２，２２は、くさび状凸部１１，１１と合致するような形状に形成されており、くさび状凸部１１，１１との係合位置が周方向に所要量ずれるようくさび状凸部１１，１１よりも周方向に長く形成されている。この凹状カム面２２，２２とくさび状凸部１１，１１との遊び隙間には、くさび状凸部１１，１１を凹状カム面２２，２２の食い込む側へ弾発付勢する圧縮ばね６，６が挿入されている。つまり、この偏心プーリ２は、転がり軸受５によって軸１に対して３６０度相対回転可能になっているが、くさび状凸部１１，１１と凹状カム面２２，２２との存在によって所要角度のみ相対回転可能になっているのである。
【００１９】
プーリ一体型玉軸受３は、偏心スリーブ２の外周のほぼ半分の領域に片寄った状態に固定状態に取り付けられており、偏心スリーブ２に圧入外嵌される内輪３１と、ベルトＢが巻き掛けられるプーリを兼ねる外輪３２と、内・外輪３１，３２間に介装される複数の玉３３と、玉３３を保持する冠形保持器３４と、内・外輪３１，３２間の軸方向両側に設けられるオイルシール３５，３５とを備えている。外輪３２は、内輪３１よりも軸方向両側に張り出す張出部分を有する幅広形のものが用いられている。
【００２０】
ねじりばね４は、固定部分Ｃとプーリ一体型玉軸受３との間の空隙に配置されており、一端が固定部分Ｃに他端が偏心スリーブ２に植設されたピン７にそれぞれ引っ掛けられていて、偏心スリーブ２を図１および図３の矢印Ｘ方向に弾発付勢するようになっている。
【００２１】
ところで、上述したくさび状凸部１１，１１を有する軸１と、凹状カム面２２，２２を有する偏心スリーブ２と、圧縮ばね６，６とが、請求項に記載の張力管理手段および第１張力管理手段に相当する。この軸１と偏心プーリ２は、互いに異なる線膨張係数の材料で形成されている。例えば、偏心プーリ２の線膨張係数を軸１の線膨張係数よりも大きく設定している。詳しくは、軸１は金属材（鋳鉄、炭素鋼、アルミニウムなど）で、また、偏心プーリ２は、合成樹脂（ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ナイロン樹脂など）でそれぞれ形成される。このため、温度上昇時には、偏心プーリ２の内孔２１の広がりが軸１の外径の広がりよりも大きくなり、両者の嵌め合い面に隙間ができる関係となる。また、ねじりばね４が請求項に記載の第２張力管理手段に相当する。
【００２２】
次に、動作を説明する。まず、使用にあたって、周辺温度が低温（所要温度範囲）のとき、ベルトＢに適正な張力を与えるように、ベルトテンショナＡの初期位置を設定する。つまり、ボルトＤを仮止めした状態にしておいて、偏心プーリ２に設けられる六角穴２３に図１に仮想線で示すようなＬ字形の六角レンチを装着し、この六角レンチによってベルトテンショナＡをベルトＢに対して押し付け、適度な位置でボルトＤを締め付けて、ベルトテンショナＡを不動状とする。この位置は、ベルトＢに与える張力に応じて任意に設定される。
【００２３】
このように設置した状態において、ベルトテンショナＡの周辺温度が昇温すると固定部分Ｃの膨張が原因でベルトＢの張力が大きくなるが、下記のような動作によってベルトＢの張力が一定に管理される。つまり、昇温に伴いベルトテンショナＡの偏心プーリ２の内孔２１が広がるとともに、くさび状凸部１１，１１が膨張するが、偏心プーリ２の線膨張係数をくさび状凸部１１，１１の線膨張係数よりも大きく設定しているから、偏心プーリ２の内孔２１の広がりのほうが軸１の広がりよりも大きくなる。つまり、凹状カム面２２，２２とくさび状凸部１１，１１との間に所要の隙間が存在することになるので、ベルトＢからの力および圧縮ばね６，６の伸張力により凹状カム面２２，２２を有する偏心プーリ２が図１および図３の矢印Ｙ方向つまりベルトＢの張力を弱める側に所要角度回転させられることになり、ベルトＢの張力が温度変化に関係なく一定に保たれるようになる。
【００２４】
上述した状態において、周辺温度が低下すると固定部分Ｃの収縮が原因でベルトＢの張力が小さくなるが、下記のような動作によってベルトＢの張力が一定に管理される。つまり、温度低下に伴い偏心プーリ２およびくさび状凸部１１，１１の両方が収縮するが、偏心プーリ２の方がくさび状凸部１１，１１よりも大きく収縮するので、偏心プーリ２の凹状カム面２２，２２が収縮するに伴い圧縮ばね６，６を圧縮しながら図１および図３の矢印Ｘ方向つまりベルトＢの張力を強める側に所要角度回転させられることになり、張力が温度変化に関係なく一定に保たれるようになる。
【００２５】
そして、上記のすべての状態において、ベルトＢから瞬間的な振動や衝撃を受けたとき、凹状カム面２２，２２とくさび状凸部１１，１１との一方向への食い込み作用により、偏心プーリ２およびプーリ一体型玉軸受３がベルトＢの張力小側（図１および図３の矢印Ｙ方向）へ回転できなくなるから、ベルトＢの緩みやばたつき現象の発生を回避できるようになる。
【００２６】
図４および図５は、本発明の実施例２にかかり、図４は、図２に対応する図、図５は、図３に対応する図である。
【００２７】
この実施例２では、上記実施例１の構成に一方向クラッチ８を付加して、ベルトＢの経時的な伸びに応じて自動的にベルトＢの張力を一定に管理する機能を持たせている。
【００２８】
具体的に、上記実施例１での軸１からくさび状凸部１１，１１を分離し、この軸１と偏心スリーブ２との間に一方向クラッチ８を介装している。
【００２９】
この一方向クラッチ８は、外輪８１と、複数のころ８２と、保持器８３とを備えた構成であり、特に前述のくさび状凸部１１，１１が外輪８１の外周において１８０度対向する二カ所に一体に設けられている。
【００３０】
そして、一方向クラッチ８は、図５の矢印Ｙ方向にロック状態となり、矢印Ｘ方向にフリー状態となるように組み付けられている。つまり、動作としては、ベルトＢが経時的に伸びると、ねじりばね４が偏心スリーブ２を矢印Ｘ方向に回転させるように弾発付勢しているとともに、この弾発付勢方向で一方向クラッチ８がフリー状態となるので、ねじりばね４の弾発付勢力によって偏心スリーブ２が矢印Ｘ方向にベルトＢの伸びに応じた角度について偏心回転することになり、これによってプーリ一体型玉軸受３がベルトＢに押し付けられることになる。ベルトＢの張力とねじりばね４の弾発付勢力とが釣り合ったところで、偏心プーリ２の回転が停止する。このとき、ベルトＢからの反力が一方向クラッチ８に作用するので、この一方向クラッチ８がロック状態となり、しかも、凹状カム面２２，２２とくさび状凸部１１，１１との一方向への食い込み作用によって、偏心スリーブ２の後退を阻止する。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施例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。例えば、上記実施例のようにプーリ一体型玉軸受３を用いずに、転がり軸受とプーリとを別々に備える構成とすることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、ベルトの張力管理手段をテンションプーリの内周で径方向内外に配置される軸と偏心スリーブとの間に設けるように工夫しているから、従来のアーム付きの固定ブラケットを用いるものに比べて、横幅など外形寸法を大幅に小さくできるなど、コンパクトなものにできる。したがって、設置場所での占有スペースの縮小化に貢献できるので、配置など設計自由度が増すなど、使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のベルトテンショナの正面図
【図２】図１（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】図２（３）−（３）線断面の矢視図
【図４】本発明の実施例２で、図２に対応する図
【図５】実施例２で、図３に対応する図
【符号の説明】
Ａ    ベルトテンショナ
Ｂ    ベルト
Ｃ    固定部分
Ｄ    ボルト
１    軸
１１    軸のくさび状凸部
２    偏心スリーブ
２１    偏心スリーブの内孔
２２    偏心スリーブの凹状カム面
３    プーリ一体型玉軸受
４    ねじりばね
６    圧縮ばね
【図１】
0003578239.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003578239.tif 000005
【図５】
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