(57)【要約】【課題】  ベルトが摩耗や伸びのために弛みが出た場合に、張り方向には容易に動き、弛み方向に殆ど動かないオートテンショナを提供する。【解決手段】  ハウジング材３にアーム状の可動部材４を揺動自在に支持し、その先端部にはベルトを巻回可能なプーリを設けるとともに、前記可動部材４をハウジング材３に対し所定方向に付勢するコイルバネと、前記可動部材の揺動を減衰させる摩擦材と、を備える。更に、前記可動部材４にレバー材１６を固定するとともに、その先端に、ハウジング材３の内周面に圧接可能なパッド材１７を取り付ける。前記可動部材４に対する前記レバー材１６の取付位置Ｂは、前記可動部材の回動中心Ｃと、前記パッド材１７に対する前記レバー材１６の取付位置Ａとを結んだ中心線Ｐより外れてオフセットされている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング材と、このハウジング材に回動自在に支持されるアーム状の可動部材と、この可動部材のアーム部の先端に設けられるとともにベルトに接触可能なプーリと、前記可動部材をハウジング材に対し所定方向に付勢するコイルバネと、前記可動部材と前記ハウジング材との間に介装され、前記可動部材の揺動を減衰させる摩擦材と、を備えたオートテンショナにおいて、
前記ハウジング材の内周面に圧接可能なブレーキ材を少なくとも一つ備えるとともに、
前記可動部材が一側に回動するときには、前記ブレーキ材と前記ハウジング材の内周面との圧接力を増大させ、前記可動部材が他側に回動するときには、前記ブレーキ材と前記ハウジング材の内周面との圧接力を減少させることを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
請求項１に記載のオートテンショナであって、
前記ブレーキ材は、可動部材に固定されたレバー材と、その先端に取り付けられるパッド材とからなり、
前記可動部材に対する前記レバー材の取付位置は、前記可動部材の回動中心と、前記パッド材に対する前記レバー材の取付位置とを結んだ中心線より外れてオフセットされ、
前記可動部材の回転による前記レバー材の突張り力の変化によって、前記パッド材と前記ハウジング材の内周面との圧接力を変化させることを特徴とするオートテンショナ。
【請求項３】
請求項２に記載のオートテンショナであって、前記レバー材が板状の弾性体であることを特徴とするオートテンショナ。
【請求項４】
請求項２に記載のオートテンショナであって、前記レバー材が円弧状に形成されていることを特徴とするオートテンショナ。
【請求項５】
請求項３に記載のオートテンショナであって、前記レバー材としての板状の弾性体が、折り重なった形状に構成されていることを特徴とするオートテンショナ。
【請求項６】
請求項２から請求項５までの何れか一項に記載のオートテンショナであって、
前記パッド材に対する前記レバー材の取付位置が、当該パッド材の幅方向中央からオフセットされていることを特徴とするオートテンショナ。
【請求項７】
請求項１に記載のオートテンショナであって、
前記ブレーキ材は、可動部材の回転に従って回動するカム材と、このカム材に係合するパッド材とからなり、
前記可動部材の回転方向が異なると、前記パッド部材に対する前記カム材の第１接触位置、及び、前記可動部材に対する前記カム材の第２接触位置が、異なるように構成し、
更に、前記可動部材が一側に回転するときの前記第１接触位置と第２接触位置とを結んだ直線の傾きと、前記可動部材が他側に回転するときの前記第１接触位置と第２接触位置とを結んだ直線の傾きが、異なるように構成して、
前記可動部材の回転による前記カム材の回動によって、前記パッド材と前記ハウジング材の内周面との圧接力を変化させることを特徴とするオートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルトの張力を自動的に適度に保つオートテンショナの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のオートテンショナは、例えば特許文献１に開示されているものがある。この特許文献１の構成は、スプリングの端部をブレーキシューに当接させ、ブレーキシューをアームの内周壁に圧接させて、ブレーキシューとアームの内周壁面との間で発生する摩擦力によってアームの回動に減衰力を働かせるものである。
【０００３】
また、特許文献２や特許文献３に開示されているオートテンショナも、スプリングの端部をブレーキシューに当接させ、このブレーキシューをアームの内周面に圧接させて、摩擦力によってアームの回動を減衰するようになっている。なお、特許文献２や特許文献３に開示されているものは、スプリングの端部と当接するブレーキシューの当接面がブレーキシューに作用するスプリング力よりも大きい垂直力を発生させることにより、減衰効率を高めるようにしている。
【特許文献１】米国特許第４６９６６６３号公報
【特許文献２】特開平９−１８９３４７号公報
【特許文献３】特開平９−１８９３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１〜特許文献３の構成は、自転車に使用されているブレーキ材のようなブレーキシューを使用し、スプリング端部からの力をブレーキシューに伝達してブレーキを掛けるものであった。更には、ブレーキシューを局部的にアームの内周壁面へ当接させていたため、スプリングの端部からブレーキシューへ垂直力を常時与えることが困難で、その方向が逸れてくるとブレーキ力が弱くなってしまい、減衰効率の低下を招いていた。また、ブレーキシューが偏摩耗し易く、減衰効率が短期間の使用で低下してしまうという点で、改善の余地が残されていた。
【０００５】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、効率良くブレーキをかけることができ、また、制動のための部材の偏摩耗を抑制して、長期間にわたって高い減衰効率を維持できるオートテンショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００７】
◆本発明の観点によれば、以下のように構成する、オートテンショナが提供される。ハウジング材と、このハウジング材に回動自在に支持されるアーム状の可動部材と、この可動部材のアーム部の先端に設けられるとともにベルトに接触可能なプーリと、前記可動部材をハウジング材に対し所定方向に付勢するコイルバネと、前記可動部材と前記ハウジング材との間に介装され、前記可動部材の揺動を減衰させる摩擦材と、を備える。前記ハウジング材の内周面に圧接可能なブレーキ材を少なくとも一つ備える。前記可動部材が一側に回動するときには、前記ブレーキ材と前記ハウジング材の内周面との圧接力を増大させ、前記可動部材が他側に回動するときには、前記ブレーキ材と前記ハウジング材の内周面との圧接力を減少させる。
【０００８】
これにより、可動部材が、ベルトが摩耗や伸びのために弛みが出た場合にベルトを張る方向には容易に動くが、ベルトを弛ませる方向には動きにくいオートテンショナを提供できる。なお、以下において、ベルトを張るように可動部材が動く方向を「張り方向」、ベルトを弛ませる方向を「弛み方向」と、それぞれ称することがある。
【０００９】
◆前記のオートテンショナにおいては、以下のように構成することが好ましい。前記ブレーキ材は、可動部材に固定されたレバー材と、その先端に取り付けられるパッド材とからなる。前記可動部材に対する前記レバー材の取付位置は、前記可動部材の回動中心と、前記パッド材に対する前記レバー材の取付位置とを結んだ中心線より外れてオフセットされる。前記可動部材の回転による前記レバー材の突張り力の変化によって、前記パッド材と前記ハウジング材の内周面との圧接力を変化させる。
【００１０】
これにより、可動部材の回転方向に応じてレバー材の突張り力の強弱を変化させることにより、可動部材がベルトの張り方向に容易に動き、弛み方向に動きにくいオートテンショナを簡素な構成で提供できる。
【００１１】
◆前記のオートテンショナにおいては、前記レバー材が板状の弾性体であることが好ましい。
【００１２】
これにより、構成を一層簡素とできるとともに、弾性体の弾発力によってパッド材をハウジング材の内周面に確実に押し当てて圧接させることができ、可動部材が弛み方向に動こうとする際に、パッド材とハウジング材の内周面との間で制動力を確実に発生させることができる。
【００１３】
◆前記のオートテンショナにおいては、前記レバー材が円弧状に形成されていることが好ましい。なお、「円弧状」とは、単純な円弧状のみならず、円弧を組み合わせたような例えばＳ字状や、楕円弧状を含む。
【００１４】
これにより、レバー材を弾発力の観点で有利な形状とでき、可動部材が弛み方向に動こうとする際に、パッド材とハウジング材の内周面との間で強く且つ確実な制動力を発生させることができる。
【００１５】
◆前記のオートテンショナにおいては、前記レバー材としての板状の弾性体が、折り重なった形状に構成されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、レバー材を応力の観点で有利な形状とできる。
【００１７】
◆前記のオートテンショナにおいては、前記パッド材に対する前記レバー材の取付位置が、当該パッド材の幅方向中央からオフセットされていることが好ましい。
【００１８】
これにより、可動部材が回動した際にパッド材とレバー材との間でモーメントが発生しても、それを相殺することができ、パッド材の偏摩耗を防止することができる。
【００１９】
◆前記のオートテンショナにおいては、以下のように構成することが好ましい。前記ブレーキ材は、可動部材の回転に従って回動するカム材と、このカム材に係合するパッド材とからなる。前記可動部材の回転方向が異なると、前記パッド部材に対する前記カム材の第１接触位置、及び、前記可動部材に対する前記カム材の第２接触位置が、異なるように構成する。更に、前記可動部材が一側に回転するときの前記第１接触位置と第２接触位置とを結んだ直線の傾きと、前記可動部材が他側に回転するときの前記第１接触位置と第２接触位置とを結んだ直線の傾きが、異なるように構成する。前記可動部材の回転による前記カム材の回動によって、前記パッド材と前記ハウジング材の内周面との圧接力を変化させる。
【００２０】
これにより、可動部材の回転方向に応じてカム材の突張力の向きを変え、その径方向成分の強弱を変化させることにより、可動部材がベルトの張り方向に容易に動き、弛み方向に動きにくいオートテンショナを簡素な構成で提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るオートテンショナの全体的な構成を示した軸断面図、図２は図１の２−２線断面矢視図である。
【００２２】
図１に示すオートテンショナ１は、鎖線で略示するエンジンブロック２に図略のボルト等によって固着される筒状のハウジング材３と、このハウジング材３に対し揺動自在に支持されるアーム状の可動部材４と、を備えている。可動部材４のアーム部の先端には、鎖線で略示するように、プーリ５が回転自在に支持される。このプーリ５の外周面は、エンジンのクランクシャフトの回転をオルタネータに伝達するための図略のベルトに当接している。そして、上記可動部材４は後述のスプリング（コイルバネ）１４によって一側に回動付勢されており、これにより前記プーリ５は、前記ベルトに適宜の張力を付与するように構成されている。
【００２３】
ハウジング材３は外筒６と内筒７とを備える二重筒構造とされており、この内筒７に、前記可動部材４の基軸８が挿入されている。この結果、可動部材４は、回動中心Ｃまわりに回動自在（揺動自在）とされている。前記基軸８の外周面と内筒７の内周面との間には摩擦材９が設置され、可動部材４の回動に対して適宜の摩擦力を発生させるようになっている。外筒６の端部には蓋体１０が設置される。
【００２４】
外筒６と蓋体１０とにより覆われた内部空間において、前記可動部材４の基軸８にはフランジ部１１が形成される。ハウジング材３の内底面及び前記フランジ部１１には、互いに対向する環状のバネ収容溝１２，１３が形成される。
【００２５】
フランジ部１１とハウジング材３の内底面との間には、付勢部材ないし弾性体としてのコイルバネ１４が設置される。コイルバネ１４のバネ線の一端はハウジング材３のバネ収容溝１２に、他端は可動部材４（前記フランジ部１１）のバネ収容溝１３に、それぞれ固定される。このコイルバネ１４は、可動部材４をハウジング材３に対して一側の方向（前述のベルトを張る方向）に回動付勢する付勢力を作用させるように構成されている。
【００２６】
ハウジング材３の外筒６内部の空間であって、前記フランジ部１１と蓋体１０の間の位置には、３つのブレーキ材１５が周方向に等間隔で設置されている（２−２断面矢視図としての図２を併せて参照）。これらブレーキ材１５は、それぞれ、前記可動部材４の基軸８に固定された直線状のレバー材１６と、このレバー材１６の先端に取り付けられるパッド材１７とからなる。レバー材１６は、板バネなどの適宜の弾性体により構成されている。パッド材１７は、前記外筒６の内周面に接触して圧接可能に構成されている。
【００２７】
そして図２に示すように、前記可動部材４の回動中心Ｃと、前記パッド材１７に対する前記レバー材１６の取付位置Ａとを結んだ仮想的な中心線Ｐを考えたときに、前記可動部材４に対する前記レバー材１６の取付位置Ｂは、上記中心線Ｐより外れてオフセットした位置とされている。
【００２８】
以上の構成の動作を説明する。図３（ａ）に示すように可動部材４が前記コイルバネ１４の付勢力に抗して前記ベルトを弛ませる方向に回動しようとすると、レバー材１６は基軸８の回転に従って外筒６に向けて押動されるので、レバー材１６が突っ張る形となって、パッド材１７が外筒６の内周面に強く圧接される結果、強い制動力Ｆを発生させる。一方、図３（ｂ）に示すように可動部材４が前記ベルトを張る方向に回動しようとすると、レバー材１６は基軸８の回転に従って外筒６から離れる方向に引っ張られて突張り力を弱めるので、パッド材１７が外筒６の内周面に圧接される力は弱くなり、制動力Ｆも弱くなる。
【００２９】
このような構成とすることにより、ベルトが摩耗や伸びのために弛みが出た場合に、張り方向には容易に動き、弛み方向に殆ど動かない理想的なオートテンショナを提供できる。
【００３０】
ここで前記パッド材１７の材質は、ブレーキなどで用いる乾式の摩擦材で耐摩耗性の良いものであることが好ましい。ただし、ハウジング材の内周面との圧接力が低くて良い場合は、ナイロン等の樹脂でも差し支えない。
【００３１】
また、前記レバー材１６の材質は様々なものを採用できるが、本実施形態のように弾性体とすることが好ましい。本実施形態のように板バネ等の弾性体をレバー材１６として採用すれば、その弾発力によってパッド材１７を外筒６の内周面に確実に押し当てて圧接させ、可動部材４の弛み方向への回動に抵抗する制動力を確実に発生させることができる。
【００３２】
また、レバー材１６とパッド材１７との取付方法としては、例えばピン結合など、パッド材１７に大きなモーメントが発生しにくいように取り付けることが好ましい。なお、パッド材１７に円弧状やＶ字状の溝を形成し、その溝の内面にレバー材１６の先端を接当させ、先端部と溝面とが滑ることでパッド材１７がレバー材１６に対して回動可能となるように構成しても良い。
【００３３】
前記レバー材１６の形状としては、図２のような直線状に限られず、図４の第１変形例のように単純な円弧状とすることもできるし、図５の第２変形例のように円弧と円弧を組み合わせた略Ｓ字状の曲線状とすることもできる。この場合、バネ力を効率よく発生させて、外筒６の内周面とパッド材１７との間の制動力を良好に発生させることができる。
【００３４】
更には、図６の第３変形例、図７の第４変形例のように、レバー材１６の断面を長手方向で変化させることで応力的に有利な形状としても良い。
【００３５】
基軸８（可動部材４）にレバー材１６を回転不能に固定する取付方法としては、前記の図４や図５に示すように、基軸８の外周面に溝を形成してレバー材１６の端部を差し込んで固定する方法が考えられる。また図８の第５変形例のように、基軸８の外周面を凹凸ある形状に構成して、その凹凸状の外周面に沿うようにレバー材１６を基軸８に巻き付け、そのレバー材１６の一端を外筒６側に引き出し、この先端にパッド材１７を取り付ける構成としても良い。
【００３６】
また、レバー材１６のパッド材１７への取付位置Ａは、図２の例では、パッド材１７の幅方向中央（円周方向中央）としている。即ち、パッド材１７の一端の前記取付位置Ａからの幅をＬ１、他端の前記取付位置Ａからの幅をＬ２としたときに、Ｌ１＝Ｌ２となっている。図４〜図８の例においても同様である。
【００３７】
一方、図９の第６変形例に示すように、レバー材１６のパッド材１７への取付位置Ａが、パッド材１７の幅方向中央（円周方向中央）から、若干オフセットさせても良い。取付位置Ａの幅方向中央からオフセットさせる方向は、レバー材１６の基軸８に対する取付位置Ｂが前述の中心線Ｐからオフセットさせる方向と、反対であることが好ましい（Ｌ１＜Ｌ２）。この場合、パッド材１７のうち、Ｌ１側が外筒６の内周面より受ける反力が弱くなり、Ｌ２側の反力が強くなる。この反力の不均衡によって、レバー材１６が図９の矢印方向に変形したときに取付位置Ａの部分で発生するモーメントＭを相殺することができ、パッド材１７の偏摩耗を防止できる。
【００３８】
図１０の第７変形例においても、レバー材１６のパッド材１７への取付位置Ａが、パッド材１７の幅方向中央からオフセットされた構成となっている（Ｌ１＜Ｌ２）。なお、図１０の例では、レバー材１６を２つに折り畳んで重ねた形状とし、応力的に有利な形状とするとともに、１８０°折り返すように曲げた折曲部分が小半円をなすようにして、その折曲部分をパッド材１７の円弧面状の丸溝に差し込んでいる。従って、折曲部分に対しパッド材１７の丸溝が滑ることで、パッド材１７がレバー材１６に対し回動できるようになっている。
【００３９】
図１１の第８変形例では、ブレーキ材１５が、可動部材４に対し回動自在に設けられたカム材１８と、これに係合するパッド材１７とからなっている。このカム材１８は、３つの頂部が何れも丸みを帯びた略三角形状をなしており、３つの頂部のうちの１つが前記基軸８の丸溝に挿入され、残りの２つの頂部がパッド材１７に設けた溝に挿入されている。
【００４０】
この構成において、可動部材４（基軸８）が一側に回転するときと他側に回転するときとで、カム材１８が、基軸８の丸溝に挿入された頂部を略中心として相対回動して向きを若干変えるために、パッド材１７に対するカム材１８の接触位置（第１接触位置）、及び、基軸８に対するカム材１８の接触位置（第２接触位置）が異なるようになっている。具体的には、可動部材４が図１１の時計方向に回転するときは、カム材１８のパッド材１７に対する接触位置（第１接触位置）はＡ１となり、カム材１８の基軸８に対する接触位置（第２接触位置）はＢ１となる。一方、可動部材４が図１１の反時計方向に回転するときは、カム材１８のパッド材１７に対する接触位置（第１接触位置）はＡ２となり、カム材１８の基軸８に対する接触位置（第２接触位置）はＢ２となる。
【００４１】
そして、可動部材４が図１１の時計方向に回転するときの第１接触位置Ａ１と第２接触位置Ｂ１とを結んだ仮想線Ｐ１、及び、反時計方向に回転するときの第１接触位置Ａ２と第２接触位置Ｂ２とを結んだ仮想線Ｐ２を考えた場合に、２つの仮想線Ｐ１，Ｐ２の傾き度合いは互いに異なり、不均等になっている。即ち、仮想線Ｐ１の方が仮想線Ｐ２よりも、基軸８や外筒６の径方向に近い向きとなっている。この構成は、前記カム材１８の形状を、二つの第２接触位置Ｂ１，Ｂ２の二等分点Ｂを中心に対称な形状ではなく、非対称な略三角形状とすること、及び、前記二等分点Ｂとカム材１８の輪郭である略三角形の重心位置Ｇとを結んだ線が基軸８（外筒６）の径方向に対し傾くようにカム材１８の向きを設定することにより実現されている。
【００４２】
この構成において、図１２（ａ）に示すように可動部材４がベルトの弛み方向（時計方向）に回転するときは、カム材１８は仮想線Ｐ１方向に突っ張り、その突張力の径方向成分がパッド材１７を外筒６側へ強く押し付けるので、パッド材１７と外筒６の内周面とで大きな圧接力を生じ、制動力Ｆは強くなる。一方、図１２（ｂ）に示すように可動部材４がベルトの張り方向（反時計方向）に回転するときは、カム材１８は仮想線Ｐ２方向に突っ張り、その突張力の径方向成分は前記図１２（ａ）の場合よりも小さくなるので、パッド材１７と外筒６の内周面との圧接は弱められて、制動力Ｆは小さい。従って、可動部材４が弛み方向に殆ど動かない一方、ベルトが摩耗や伸びのために弛みが出た場合には、その弛みを取る方向（張り方向）に可動部材４が容易に動くオートテンショナを提供できる。
【００４３】
以上に本発明の好適な実施形態とその変形例を説明したが、上記の実施形態及び変形例は更に以下のように変更して実施することができる。
【００４４】
（１）ブレーキ材１５の取付個数は、上記の実施形態のように３つに限定されず、例えば１つや２つであってもよいし、４つ以上であっても良い。ただし、安定したブレーキ力を発生させる観点から言えば、ブレーキ材１５は複数設けることが好ましく、３つ以上設けると更に好ましい。
【００４５】
（２）また、ブレーキ材１５の配設位置についても、図１に示す位置、即ちフランジ部１１と蓋体１０との間の位置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るオートテンショナの全体的な構成を示した軸断面図。
【図２】図１の２−２線断面矢視図。
【図３】（ａ）は可動部材がベルト弛み方向に回動する場合の動作を、（ｂ）はベルト張り方向に回動する場合の動作を、それぞれ説明する図。
【図４】ブレーキ材の第１変形例を示す図。
【図５】第２変形例を示す図。
【図６】第３変形例を示す図。
【図７】第４変形例を示す図。
【図８】第５変形例を示す図。
【図９】第６変形例を示す図。
【図１０】第７変形例を示す図。
【図１１】第８変形例を示す図。
【図１２】（ａ）は第８変形例において可動部材がベルト弛み方向に回動する場合の動作を、（ｂ）はベルト張り方向に回動する場合の動作を、それぞれ説明する図。
【符号の説明】
【００４７】
１  オートテンショナ
３  ハウジング材
４  可動部材
５  プーリ
９  摩擦材
１４  コイルバネ
１５  ブレーキ材
１６  レバー材
１７  パッド材
１８  カム材
【図１】
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【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】
2006125439.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006125439.tif 000011
【図１０】
2006125439.tif 000012
【図１１】
2006125439.tif 000013
【図１２】
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