(57)【要約】本発明はトーションバネ（３０）によりベルトに向かって付勢されたピボットアーム（１０）を有するベルトテンショナ（１００）を備える。テンショナ（１００）はまた、摩擦クラッチ（４２）に連結されたワンウェイクラッチ（３６）を備える。テンショナ（１００）のピボットアーム（１０）はワンウェイクラッチ（３６）に連結される。ワンウェイクラッチ（３６）は、径方向に広がる面に摩擦係合することにより発生する所定の摩擦トルクを有する摩擦クラッチ（４２）に協働的に連結される。ピボットアームはワンウェイクラッチ（３６）の作用によりベルトに向かって相対的に自由に動いてもよい。アーム移動の限界点においてワンウェイクラッチ（３６）は作用し、ベルトから反対方向へ離れることを防止する。アーム（１０）は、ベルト張力トルクがバネ（３０）の力と摩擦クラッチ（４２）の摩擦トルクとの和を超えたとき、ベルトから離れるだけである。
2005507063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け部を有するベースと、
前記受け部に軸支されたピボットアームのポストと、
ベルト荷重に対してピボットアームを偏倚させる、前記ピボットアームと前記ベースに連結された第１の偏倚部材と、
前記ピボットアームに軸支されたプーリと、
前記ピボットアームに固定された第１の部分と第２の部分を備えるワンウェイクラッチと、
前記第１の部分と前記第２の部分の第１の回転方向への相対移動を防止するように、前記第１の部分と前記第２の部分の間に協働的に配置された部材と、
前記ベースに係合し、前記第２の部分に摩擦係合する第２のクラッチ部材とを備え、
前記ピボットアームが前記ワンウェイクラッチの作用により、前記第１の回転方向の反対側に可動であり、
前記ピボットアームが前記第２の部分と前記第２のクラッチ部材の摺動作用により前記第１の回転方向に可動である
テンショナ。
【請求項２】
前記第２のクラッチ部材が、
前記ベースに係合し、前記ピボットアームの回転軸に平行に移動する板部材をさらに備える
請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記板部材の前記第２の部分に対する圧縮係合をもたらす第２の偏倚部材をさらに備える
請求項２に記載のテンショナ。
【請求項４】
第１の方向におけるピボットアームの移動に抵抗する第１の減衰力と、
第２の方向におけるピボットアームの移動に抵抗する第２減衰力とを備え、
前記第１の減衰力が第２の減衰力よりも小さい
請求項１に記載のテンショナ。
【請求項５】
前記第１の部材および第２の部材が平面を備え、
前記第２の部材が前記第１の部材の反対側面に係合する２つの平面をさらに備える
請求項３に記載のテンショナ。
【請求項６】
前記第２の偏倚部材がバネを備え、
前記バネが前記ベースと前記第２の部材の平面との間に係合する
請求項５に記載のテンショナ。
【請求項７】
前記ベースと前記ピボットアームの間に配置された軸受をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項８】
ベースと、
前記ベースに軸支されたピボットアームのポストと、
ベルト荷重に対して前記ピボットアームを偏倚させる第１の偏倚部材と、
前記ピボットアームの端部に軸支されたプーリと、
前記ピボットアームに係合するワンウェイクラッチと、
前記ベースに係合し、前記ワンウェイクラッチに摩擦係合する径方向に広がる部材を備え、これによりピボットアームの移動が前記ワンウェイクラッチのロックされない作用によって第１の回転方向に許容される摩擦クラッチとを備え、
前記ワンウェイクラッチがピボットアームの前記第１の回転方向の反対側への移動をロックし、
ピボットアームの移動が前記径方向に広がる部材と前記ワンウェイクラッチの摺動作用によって第２の方向に許容される
テンショナ。
【請求項９】
前記第１のクラッチに取付けられた第１の平面部材を備え、
前記径方向に広がる部材が、前記第１の平面部材に摩擦係合する
請求項８に記載のテンショナ。
【請求項１０】
前記径方向に広がる部材が前記第１の部材の反対側面に係合した少なくとも２つの平行面を備え、
前記径方向に広がる面に前記第１の部材に圧縮係合させる第２の偏倚部材をさらに備える
請求項９に記載のテンショナ。
【請求項１１】
第１の移動方向における第１の減衰力と、
第２の移動方向における第２の減衰力とを備え、
前記第１の減衰力が前記第２の減衰力に等しくない
請求項８に記載のテンショナ。
【請求項１２】
ベースと、
前記ベースに軸支されたピボットアームと、
前記ピボットアームと前記ベースの間に連結されたバネと、
インナーレースと、アウターレースと、前記インナーレースおよび前記アウターレースの間に移動可能に設けられたロッドとを有し、前記インナーレースが前記ピボットアームに連結され、前記アウターレースがこれに連結されたインナープレートを有する、ワンウェイクラッチとを備え、
前記インナーレースが前記アウターレースに対して第１の回転方向に移動可能であり、
前記ロッドが前記インナーレースと前記アウターレースの間に楔係合し、これにより前記ロッドがインナーレースの前記第１の回転方向の反対方向への移動を阻止し、
前記ベースに軸方向に移動可能に係合し、前記インナープレートに摩擦係合するプレートを備える摩擦クラッチとを備える
テンショナ。
【請求項１３】
前記摩擦クラッチが前記インナープレートに対して前記プレートを付勢するバネを備える請求項１２に記載のテンショナ。
【請求項１４】
前記プレートがキー溝によって前記ベースの移動可能に係合する請求項１２に記載のテンショナ。
【請求項１５】
前記ピボットアームの前記第１の回転方向の反対方向への回転が前記インナープレートに対する前記プレートの摩擦係合によって減衰せしめられる請求項１２に記載のテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はテンショナに関し、特に摩擦クラッチに連結されたワンウェイクラッチの使用により可能になった非対称減衰力を有するテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に用いられるほとんどのエンジンは、車両の適切な動作のために必要な多数のベルト駆動アクセサリシステムを有する。アクセサリシステムはオルタネータ、空調コンプレッサおよびパワーステアリングポンプを含む。
【０００３】
アクセサリシステムは一般に、エンジンの前面に取付けられる。各アクセサリはベルト駆動のさまざまな形態から動力を受けるためにシャフトに取付けられたプーリを有する。初期のシステムにおいて、各アクセサリはアクセサリとクランクシャフトの間を走行する別々のベルトにより駆動されていた。ベルト技術の改良に伴い、単一のサーペンタインベルトが現在、多くのアプリケーションに使用されている。アクセサリは、さまざまなアクセサリ要素に沿って経路が定められた単一のサーペンタインベルトにより駆動される。サーペンタインベルトはエンジンクランクシャフトにより駆動される。
【０００４】
サーペンタインベルトはすべてのアクセサリに対して沿って導かれなければならないので、以前のものよりも長くなってきた。適切に作用するために、ベルトは所定の張力で取付けられる。動作時に、ベルトはわずかに伸びる。この結果ベルトの張力が低下し、これによりベルトはスリップを引き起こすかもしれない。したがってベルトテンショナが用いられ、使用時にベルトが伸びるときに適切なベルト張力を維持する。
【０００５】
ベルトテンショナが動作するとき、走行するベルトはテンショナバネに振動を発生させることがある。これらの振動は、ベルトとテンショナの早期摩耗を引き起こすので好ましくない。したがって、減衰機構が振動を減衰させるために、テンショナに付加される。
【０００６】
種々の減衰機構が開発されてきている。減衰機構は、粘性流体を基礎とするダンパ、相互に摺接あるいは相互作用する摩擦面に基づいた機構、および相互作用するバネを有するダンパを含む。その技術は、ピボットアームが単一方向にのみ移動することを許容するロック中心装置（lock center device）も備える。
【０００７】
従来技術の代表はバンドー化学株式会社の特開平07-113446号公開公報であり、これは可動部の動きを規制する、固定部にワンウェイクラッチを有するテンショナを開示している。
【０００８】
従来技術の代表はバイトゼク（Bytzek）等に付与された米国特許第4,583,962号明細書（1986年）であり、これはワンウェイクラッチ機構による移動を減衰するために減衰システムを有する張力付与装置を開示している。
【０００９】
必要なものは摩擦クラッチに連結されたワンウェイクラッチを使用した非対称減衰を有するテンショナである。必要なものは径方向に広がる面を有した摩擦クラッチに連結されたワンウェイクラッチを有するテンショナである。本発明はこれらのニーズに合致する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主な特徴は、摩擦クラッチに連結されたワンウェイクラッチを用いた非対称減衰を有するテンショナを提供することである。
【００１１】
本発明の他の特徴は、径方向に広がる面を有する摩擦クラッチに連結されたワンウェイクラッチを有するテンショナを提供することである。
【００１２】
本発明の他の特徴は、本発明の後述の説明と添付図面により示され、明らかにされる。
【００１３】
本発明はトーションバネによってベルトに向かって付勢されたピボットアームを有するベルトテンショナを備える。テンショナはまた、摩擦クラッチに連結されたワンウェイクラッチを備える。テンショナのピボットアームはワンウェイクラッチに連結される。ワンウェイクラッチは、径方向に広がる面に摩擦係合することにより発生する所定の摩擦トルクを有する摩擦クラッチに協働的に連結される。ピボットアームはワンウェイクラッチの作用によりベルトに向かって相対的に自由に動いてもよい。アーム移動の限界点においてワンウェイクラッチは作用し、ベルトから反対方向へ離れることを防止する。アームは、ベルト張力トルクがバネ力と摩擦クラッチの摩擦トルクとの和を超えたとき、ベルトから離れるだけである。
【００１４】
明細書に組み込まれて明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、記述とともに、本発明の原理を説明するために役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明のテンショナの断面正面図である。テンショナは自動車エンジンのフロントエンドアクセサリベルトドライブに使用されてもよい。テンショナはピボットアームを介してベルトにバネ力を付与することによりベルト張力を維持する。テンショナはまた、摩擦クラッチに連結されたワンウェイクラッチの作用によってピボットアームの動きを減衰させる。
【００１６】
テンショナ１００はピボットアーム１０、ベース１４およびプーリ１２（図示せず、図２参照）を備える。ベース１４はピボットアームのポスト７１の部分を受けるためのピボットアーム受け部７０を備える。第1偏倚部材すなわちトーションバネ３０は、ピボットアーム１０に係合する端部３１と、ベース１４に係合する他端部３３を有する。バネ３０はピボットアーム１０を、ベース１４に対して回転方向に付勢する。アーム１０は減摩スリーブ軸受３２を使用して、受け部７０においてベース１４に軸支される。受け部７０はベース１４において円形の穴を有する。軸受３２は潤滑材料、プラスチック、フェノール樹脂、PTFEなどを含む、公知の摩擦低減材料を備えてもよい。
【００１７】
本発明のテンショナはワンウェイクラッチ３６を備える。ワンウェイクラッチ３６は、第１の部分すなわちインナーレース３４と第２の部分すなわちアウターレース４４を備える。ワンウェイクラッチ３６のインナーレース３４は締め具すなわちボルト４０によりアームポストに取付けられる。ボルト４０はインナーレース３４をポスト７１に固定するワッシャ９０を押圧する。
【００１８】
インナーレース３４は、インナーレース３４とアウターレース４４の内面８２の間に係合されるロッド８０を有するクラッチ機構の作用によって、アウターレース４４に対して所定の方向へは動けない。ロッド８０はバネ８１に対してロッドを押圧することにより第１の回転方向への移動を許容し、これによりロッド８０は、アウターレース４４の中におけるインナーレース３４の回転を許容するように十分に動くことができる。図４参照。インナーレース３４がアーム１０の反対方向の動きによって反対方向に動くとき、ロッド８０はインナーレース３４とアウターレース４４の間に楔係合して押し込められ、アウターレース４４に対してインナーレース３４をロックし、これにより、この明細書に記載されているように、摩擦クラッチ４２の移動がないときには、このワンウェイクラッチの回転移動を防止する。このように、この機構はアウターレースに対してインナーレースが単一の方向に移動し、あるいは回転することを許容するだけである。ワンウェイクラッチ３６がまた、図４に関して記載された方法で作用する、複数のロッド８０とバネ８１を備えてもよいことが理解される。
【００１９】
摩擦クラッチ４２はワンウェイクラッチ３６のアウターレース４４に連結され、またベース１４に連結される。摩擦クラッチ４２はワンウェイクラッチ３６のアウターレース４４に取付けられるインナープレート４６を備える。アウタープレート４８、４９はキー溝５２を介してベース１４に係合される。プレート４８、４９はベース１４に対して回転できず、そしてキー溝の作用によって軸方向の摺動に制限される。したがって、プレート４８、４９はピボットアームの回転軸に平行な方向に動き、それによりプレート４８、４９の間にプレート４６を係合させる。プレート４８、４９は固定リング５４によって、ベース１４において位置決めされる。プレート４６、４８および４９は一般に平面を備えるが、所望の摩擦トルクを発生する形状を有してもよい。
【００２０】
摩擦トルクは、プレート４６の反対側面にそれぞれ摩擦係合する、径方向に広がるプレート４８、４９により発生する。摩擦係合面はそれぞれ摩擦係数を有する。プレート４６はプレート４８、４９の間に収容される。固定リング５４と協働するバネ５６は、プレート４８、４９を共にプレート４６に対して押圧する。摩擦トルクは、プレート４６に対するプレート４８、４９の係合面積と、バネ５６のバネ定数との関数である。摩擦トルクがプレート４８、４９、４６のプレート係合面積を変化させることに基づいて、あるいはバネ５６のバネ定数を変化させることによって、あるいはプレートの摩擦係数を変化させることによって、あるいはプレートの数を変化させることによって、あるいは上記事項の組み合わせによって調整できることが理解される。
【００２１】
図２は本発明のテンショナの作用を模式的に示す平面図である。ベルト１８はプーリ１２に係合する。ベルト荷重をかけると、ピボットアーム１４は方向２８に移動し、この間、ワンウェイクラッチの動きが解除される。ピボットアーム１０の方向２８への移動はベルト張力の減少の結果であり、これはバネ３０がピボットアーム１０を回転させる。ピボットアーム１０の方向２８への移動は、主にトーションバネ３０のバネ力によって抵抗される。方向２８への第１の減衰力は主にバネ３０により引き起こされる。かなり小さい量の減衰力がワンウェイクラッチの作用によって発生する。方向２８への移動の限界に達したとき、ワンウェイクラッチのインナーレースはアウターレースにロックし、ピボットアームの反対方向への移動を防ぐ。
【００２２】
ベルト張力が増加するにしたがって、ピボットアーム１４は方向２６に動くように付勢される。この明細書に記載されているように、方向２６への移動は、ベルト荷重によって発生するアームトルクがバネ３０のバネ力と摩擦クラッチ４２の摩擦トルクとの和を超えるとき可能になる。方向２６への移動が、摩擦クラッチ４２の作用によって発生する、十分に増加した減衰力を引き起こすことが理解される。上述の第２の減衰力は、摩擦クラッチの作用により、方向２８よりも方向２６のほうが大きい。この結果、本発明のテンショナの非対称減衰性能が、方向２８への移動により発生する第１の減衰力と比較して、より大きな方向２６に発生する第２の減衰力により実現される。ピボットアーム１４の移動はピボットアーム１４が負荷位置２４に到達するまで続き、これはバネ力が実質的にベルト荷重と等しくなる位置である。
【００２３】
図３は本発明のテンショナの側面図である。プーリ１２はピボットアーム１４に軸支される。プーリ１２のベルト受け面は、歯付きベルト、平ベルトおよびマルチリブドベルトを含み公知のさまざまなベルトに係合する断面形状を備えてもよい。
【００２４】
図４は本発明のテンショナの図１の４−４における平面図である。プレート４８（図示せず）、４９はキー溝５２を介してベース１４に係合し、それによりプレート４８、４９をベース１４に関して摺動軸運動に拘束する。ワンウェイクラッチ３６のインナーレース３４はボルト４０によりアーム１０（図示せず）に係合する。インナープレート４６はワンウェイクラッチ３６のアウターレース４４に連結される。インナープレート４６はプレート４８、４９の間で摩擦係合する。
【００２５】
図５はアーム移動に対するベルト張力を表すグラフである。本発明のテンショナの利点は動作中にベルト張力が制御されることである。ピボットアームが位置１にあり、またベルト張力が最小ベルト張力２よりも小さくなったとき、ピボットアームは円弧δに沿って新しい位置４まで移動し、これはベルトの方向である。ベルトは位置２において最小ベルト張力まで張られる。ベルト張力が増加するにしたがって、ピボットアームは反対方向に移動し、その点においてワンウェイクラッチ３６はロックし、ピボットアームが位置１に戻ることを防止する。
【００２６】
図５において上限および下限ベルト張力範囲６の間に示される所望の制御最大ベルト張力５にベルト張力が達したならば、ベルト張力１０は位置１に戻るかもしれない。位置５から位置１への移動は、ベルト張力あるいはハブ荷重によって生じるトルクがバネ力と摩擦クラッチ４２の摩擦トルクとの和に到達あるいはそれを超えたときに生じる。ベルト張力とアームトルクが十分に増加してバネ力と摩擦クラッチにおける摩擦力との和に打ち勝ったとき、ピボットアーム１０は円弧δに沿って位置５から位置７へ移動し、元のピボットアーム位置１へ動く。
【００２７】
本発明のひとつの形態が説明されたが、ここに記載された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、構成と関連した部分に種々の変形が施されることは当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のテンショナの断面正面図である。
【図２】本発明のテンショナの作用を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明のテンショナの側面図である。
【図４】本発明のテンショナの図１の４−４における平面図である。
【図５】アーム移動に対するベルト張力を示すグラフである。
【図１】
2005507063.tif 000003
【図２】
2005507063.tif 000004
【図３】
2005507063.tif 000005
【図４】
2005507063.tif 000006
【図５】
2005507063.tif 000007
【国際公開パンフレット】
2005507063.tif 000008
2005507063.tif 000009
2005507063.tif 000010
2005507063.tif 000011
2005507063.tif 000012
2005507063.tif 000013
2005507063.tif 000014
2005507063.tif 000015
2005507063.tif 000016
2005507063.tif 000017
2005507063.tif 000018
2005507063.tif 000019
2005507063.tif 000020
2005507063.tif 000021
2005507063.tif 000022
2005507063.tif 000023
【国際調査報告】
2005507063.tif 000024
2005507063.tif 000025
2005507063.tif 000026