(57)【要約】【構成】少なくとも部分的にスプリングキャビティ（１６）を構成する支持ハウジング（１２）および支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられるアーム（１４）を有するベルトに張力を作用させるテンショナである。スプリングキャビティ（１６）に配設したスプリング（１８）をアーム（１４）および支持ハウジング（１２）に連動接合し、アームにバイアスを作用させて支持ハウジングに対して回動させる。このスプリング（１８）として、無負荷軸方向高さ（ｈ）を有するラウンドワイヤスプリングを使用する。スプリングキャビティ（１６）の高さ（Ｈ）をスプリング（１８）の無負荷軸方向高さ（ｈ）よりも大きく設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトに張力を作用させるテンショナにおいて、
少なくとも部分的に、スプリングキャビティ（１６）を構成する支持ハウジング（１２）、
支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられたアーム（１４）、および
スプリングキャビティ（１６）内に配設され、アーム（１４）および支持ハウジング（１２）に連動接合されて、アームにバイアスを作用させて支持ハウジングに対して回動させるスプリング（１８）を有し、スプリング（１８）が無負荷軸方向高さ（ｈ）を有するラウンドワイヤスプリングで、スプリングキャビティ（１６）の高さ（Ｈ）がスプリング（１８）の無負荷軸方向高さ（ｈ）より高いことを特徴とするテンショナ。
【請求項２】
ベルトに張力を作用させるテンショナにおいて、
支持ハウジング（１２）、
支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられたアーム（１４）、
軸方向力でアーム（１４）および支持ハウジング（１２）に一体的にバイアスを作用させるように構成された圧縮部材、および
アーム（１４）および支持ハウジング（１２）に連動接合されて、アームにバイアスを作用させて支持ハウジングに対して回動させるラウンドワイヤスプリング（１８）を有し、上記圧縮部材が発生する軸方向力がスプリング（１８）に作用しないように支持ハウジング（１２）内にラウンドワイヤスプリング（１８）を配設したことを特徴とするテンショナ。
【請求項３】
上記圧縮部材が偏向アームプレート（８２）、Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅワッシャまたはウェーブワッシャからなり、ラウンドワイヤスプリング（１８）をアーム（１４）と支持ハウジング（１２）との間に配設できるように構成するか、支持ハウジング（１２）によって形成されたスプリングキャビティ（１６）にラウンドワイヤスプリング（１８）を配設できるように構成した請求項１または２記載のテンショナ。
【請求項４】
支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられたときに、アーム（１４）が、少なくとも部分的に、スプリングキャビティ（１６）を形成する請求項１〜３のいずれか１項記載のテンショナ。
【請求項５】
スプリングブシング（５４）を支持ハウジング（１２）とアーム（１４）との間に配設し、スプリングブシング（５４）がアーム（１４）および支持ハウジング（１２）の少なくとも一方の外表面（７２、７０）の上に延設するフランジ付き外側リム（６４）を有することができるように構成し、スプリングブシング（５４）のフランジ付き外側リム（６４）がアーム（１４）と支持ハウジング（１２）の両方の外表面（７２、７０）の上に延設し、スプリングブシング（５４）がアーム（１４）と支持ハウジング（１２）との間にシールを形成できるように構成し、そしてスプリングブシング（５４）が支持ハウジング（１２）の上端部表面（６２）と接触する下面（６０）を有するとともに、この接触がスプリングブシング（５４）の下面（６０）にそって連続的である請求項１〜４のいずれか１項記載のテンショナ。
【請求項６】
スプリング（１８）が、スプリングキャビティ（１６）に配設されたときに、軸方向に圧縮されないように構成し、および／またはスプリング（１８）が、このスプリングがスプリングキャビティ（１６）に配設され、そしてアーム（１４）が支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられたときに、アーム（１４）に軸方向力を加えないように構成し、および／またはスプリング（１８）を軸方向に圧縮せずに、アーム（１４）が支持ハウジング（１２）にピボット回動自在に取り付けられるように構成した請求項１〜５のいずれか１項記載のテンショナ。
【請求項７】
支持ハウジング（１２）およびこの支持ハウジングにピボット回動自在に取り付けられたアーム（１４）からなるベルトテンショナ（１０）を組み立てる方法において、
ラウンドワイヤスプリング（１８）を介して支持ハウジング（１２）とアーム（１４）とを一体連結し、支持ハウジングに対してアームが回動するようにバイアスを作用させる工程、
圧縮部材を使用して、アーム（１４）および支持ハウジング（１２）に一体的にバイアスを作用させる工程、および
支持ハウジング（１２）内にラウンドワイヤスプリング（１８）を配設し、ラウンドワイヤスプリングを、上記圧縮部材が発生する圧縮力から遮断する工程からなることを特徴とするテンショナの組み立て方法。
【請求項８】
ラウンドワイヤスプリング（１８）の第１端部（７８）をアーム（１４）に接合し、かつラウンドワイヤスプリング（１８）の第２端部（８０）を支持ハウジング（１２）に接合し、支持ハウジング（１２）に対して負荷方向にアーム（１４）を回動することによってラウンドワイヤスプリング（１８）に負荷をかけることができるように構成するとともに、アームを無負荷位置においた状態で、アーム（１４）の回動を支持ハウジング（１２）に対して停止できるように構成した請求項７記載の方法。
【請求項９】
アーム（１４）と支持ハウジング（１２）との間にスプリングブシング（５４）を配設し、スプリングブシング（５４）と支持ハウジング（１２）の接触表面（６０、６２）間を連続的に接触できるように構成した請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
上記のバイアスをかける工程が、アームプレート（８２）をアーム（１４）の上面に向けて弾性偏向することを有し、および／またはラウンドワイヤスプリング（１８）がアーム（１４）と支持ハウジング（１２）との間に形成されたスプリングキャビティ（１６）に配設され、このスプリングキャビティー（１６）の高さ（Ｈ）をラウンドワイヤスプリング（１８）の無負荷高さ（ｈ）より高くし、および／または支持ハウジング（１２）を自動車に取り付けることができるように構成した請求項７〜９のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体としてはベルトテンショナに関し、より具体的にはラウンドワイヤスプリングをもつベルトテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンの付属装置に動力を伝えるエンドレスベルトに張力を作用させるためにテンショナが使用されることが多い。例えば、テンショナは、フラットワイヤスプリングやラウンドワイヤスプリングなどのスプリングを用いて、ベルトに向けてピボットアームにバイアスを作用させている。ラウンドワイヤスプリングを利用したテンショナの場合、組み立て時にラウンドワイヤスプリングを軸方向に圧縮し、ピボットアームに軸方向力を作用させる。この軸方向スプリング力を利用して、使用時ピボットアームのアラインメントを維持している。
【特許文献１】ＵＳＰ６，２０６，７９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
第１の態様によれば、本発明は、少なくとも一部に、スプリングキャビティおよび支持ハウジングにピボット回転自在に取り付けられたアームを形成した支持ハウジングをもつベルトに張力を作用させるテンショナを提供するものである。このスプリングキャビティに配設したスプリングをアームおよび支持ハウジングに連動接合してアームにバイアスを作用させ、支持ハウジングに対して回動させる。このスプリングとしては、無負荷軸方向高さを有し、スプリングキャビティの高さがスプリングの無負荷軸方向高さより高いラウンドワイヤコイルスプリングを使用する。
【０００４】
もう一つの態様によれば、本発明は、支持ハウジング、この支持ハウジングにピボット回転自在に取り付けられたアーム、およびアームおよび支持ハウジングに一体的に軸方向力でバイアスを作用させるように構成された圧縮部材を有する、ベルトに張力を作用させるテンショナを提供するものである。ラウンドワイヤスプリングをアームおよび支持ハウジングに連動接合してアームにバイアスを作用させ、支持ハウジングに対して回動させる。圧縮部材による軸方向力がラウンドワイヤスプリングに作用しないように、支持ハウジング内にラウンドワイヤスプリングを配設する。
【０００５】
さらにもう一つの態様によれば、本発明は、支持ハウジングおよびこの支持ハウジングにピボット回転自在に取り付けられたアームからなるベルトテンショナを組み立てる組み立て方法を提供するものである。この組み立て方法は、アームにバイアスを作用させて支持ハウジングに対して回動するように、ラウンドワイヤスプリングによって支持ハウジングおよびアームを一体的に連結し、圧縮部材を使用してアームおよび支持部材を一体的にバイアスし、そして支持部材内にラウンドワイヤスプリングを配設する。この態様によれば、ラウンドワイヤスプリングは、圧縮部材が作用させる圧縮力から遮断されることになる。
【０００６】
以下、本発明の実施態様について、添付図面にそって詳しく説明する。本発明の目的、特徴および作用効果については、以下の記載および特許請求の範囲の記載から明らかになるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１に示すように、本発明のベルトテンショナ１０は、支持ハウジング１２と、この支持ハウジングに回動自在に取り付けられ、この間にスプリングキャビティ１６を形成するピボットアーム１４とを有する。このスプリングキャビティ１６内にラウンドワイヤヘリカルスプリング１８を配設するとともに、ピボットアーム１４および支持ハウジング１２の両者に連動接合する。使用時、このラウンドワイヤスプリング１８がピボットアーム１４に力を作用させ、無負荷位置に向けてピボットアームにバイアスを作用させる。このピボットアーム１４は、ピボットアームに対して回動できる前部または後部アイドラプーリなどのプーリ２０を備えている。このプーリ２０は、自動車の伝動ベルトなどのベルト１１６に係合するベルト係合面２２をもっている（図６）。以下より詳しく説明するように、スプリングキャビティ１６の高さＨは、ラウンドワイヤスプリング１８（図１Ａ）の無負荷高さｈより高く、ラウンドワイヤスプリングを加えられる軸方向圧縮力から遮断することができ、例えば、ピボットアームのアラインメントを維持できるとともに、摩擦を減衰することができる。
【０００８】
図２について説明すると、支持ハウジング１２はベース部２６、外壁部２８、およびベース部から上方に延長するとともに、外壁部とベース部とによって形成される凹部４２内の中心に配設されるアラインメント部材３０を有する。アラインメント部材３０は拡大近接部３２と、比較的狭い末端部３４と、これらの中間にあって、ピボットブシング４０（成型プラスチックなどからなる）のベース部３８を受け取る形状の着座面３６になる中間部とを有する（図１）。
【０００９】
ピボットアーム１４は、ピボットブシング４０とアラインメント部材３０の両者を受け取る大きさのスリーブ４４と、スリーブから外側に延長する上壁部４６と、アラインメント部材３０の端部７６を受け取る大きさの開口部７４と、開口部７４から外れた位置において上壁部に接合するプーリ支持体５２とを有する。ピボットアーム１４および支持ハウジング１２のそれぞれは、金属やポリマーなどの任意の好適な材料から形成でき、その形成方法も、鋳造、機械加工および／または成型などの任意の好適な方法であればよい。
【００１０】
ピボットアーム１４と支持ハウジング１２との間に（例えば成型プラスチックなどからなる）スプリングブシング５４を配設する。スプリングブシング５４は、ピボットアーム１４の下縁部５８と連続的に（即ち、断絶することなく）環状接触した状態で配設できる上面５６と、支持ハウジング１２の上縁部６２と連続的に環状接触した状態で配設できる下面６０とを有する。この連続的な環状接触状態によって、スプリングブシング-ピボットアーム-支持ハウジング構成体間の接触面積を最大にでき、これによりピボットアーム使用時、増大した摩擦を軽減することができる。あるいは、別な実施態様では、上面５６と下縁部５８との間の接触および／または下面６０と上縁部６２との間の接触を非連続接触にしてもよい。
【００１１】
スプリングブシング５４の周囲にフランジ６４を延設する。フランジ６４の内面６６、６８については、それぞれ支持ハウジング１２の外面７０とピボットアーム１４の外面７２上に延設するように構成し、例えば、ピボットアームと支持ハウジングとの間にラビリンス形シールを形成する。このシールを形成しているため、テンショナの動作に影響を与える恐れのある埃、オイルなどの異物が、スプリングキャビティに侵入することはない。また、別な実施態様では、フランジをスプリングブシングから取り外してもよく、あるいはフランジを外面７０または７２の一方のみに延設してもよい。
【００１２】
上述したように、ラウンドワイヤスプリング１８が、使用時、無負荷位置に向けてピボットアーム１４をバイアスする。図３および図４について説明すると、ラウンドワイヤスプリング１８を支持ハウジング１２およびピボットアーム１４のそれぞれに連動接合するために、スロット７５、７７を形成する。図示のように、スロット７５、７７はＬ字構成であるが、適当なスロットを使用することもできる。図１Ａおよび３について説明すると、ピボットアーム１４は、ラウンドワイヤスプリング１８の内向き端部７８を受け取る大きさのスロット７７を有する。図示の実施態様の場合、スロット７７は、スリーブ４４の一部のみを通り、隣接する開口部７４（図２）の位置において上壁部４６を通る。図１Ａおよび図４について説明すると、支持ハウジング１２は、ラウンドワイヤスプリング１８の外向きの端部８０を受け取る大きさの外壁部２８を貫通するスロット７５を有する。支持ハウジング１２の上縁部６２から離れた位置においてベース部２６付近にスロット７５を配設する。場合にもよるが、スロット７５は、外壁部２８の一部のみに延設形成することも可能である。
【００１３】
ピボットアーム１４および支持ハウジング１２にスプリングを連動接合した状態では、ピボットアームおよび支持ハウジングの一方を他方に対して回動するだけで、ピボットアームにバイアス力を負荷できる。図５Ａ−図５Ｃについて説明すると、支持ハウジング１２およびピボットアーム１４はそれぞれ係合ストッパ９６および９８を有する。ストッパ９６は、支持マウント部１０２の上面１００から上方に延長し、比較的平坦な表面領域１０４、比較的角度のついた表面領域１０６およびストッパ９８のストッパ表面１１０に係合できるストッパ表面１０８を有する。ストッパ９８も比較的平坦な表面領域１１２および比較的角度のついた表面領域１１４を有する。ここで特に図５Ａおよび図５Ｂについて説明すると、ストッパ９６と９８の角度のついた表面領域１０６、１１４により、ストッパ９８が回動時にストッパ９６の平坦な表面領域１０４にそってすべる。また特に図５Ｃについて説明すると、ストッパ９８のストッパ表面１１０がストッパ９６のストッパ表面１０８をいったんすべり過ぎると、ストッパ表面同士が係合し、バイアス力による逆回動を防止し、従ってピボットアーム１４を無負荷位置におく。
【００１４】
ここで再び図１および図２に戻って説明すると、アームプレート８２（例えばスプリング鋼からなる）およびプレートブシング８４（例えばプラスチックからなる）を使用して、軸方向圧縮力によって全体を締め付ける。即ち、圧縮する。プレートブシング８４は、ピボットアーム１４の着座部８６に嵌合する大きさである。凸リム８８を着座部８６の周りに設け、いったん着座部内に着座したプレートブシングをアラインメントする。図示から理解できるように、プレートブシング８４の内表面８９がアラインメント部材３０の外表面９０から離れているため、間にギャップ９２が形成する。特に図１について説明すると、アームプレート８２をアラインメント部材３０に半径方向にリベットで固定すると、アームプレートの内縁部９４が弾性的に歪み、内表面８９と外表面９０との間に形成されたギャップ９２内に嵌合する。この弾性歪みのため、全体にバイアスが作用し、テンショナ１０の回動部分と静止部分との間に滑り摩擦が発生するとともに、使用時にピボットアーム１４をアラインメントする作用が得られる。アームプレートおよびプレートブシングを利用して軸方向に締め付け力を発生することについては、全体をここに援用するＵＳＰ６，２０６，７９７により詳しく説明されている。
【００１５】
再び図１および図１Ａについて説明すると、スプリングキャビティ１６の高さＨ（少なくとも４１ｍｍ、一例を挙げると４２．２ｍｍ）は、ラウンドワイヤスプリング１８の無負荷高さｈ（約４２．２ｍｍ未満、一例を挙げると約４１ｍｍ）より大きい。この結果、アームプレート８２が軸方向圧縮力を作用させるため、ラウンドワイヤスプリング１８に軸方向力が伝達されることはない。また、全体にバイアスを作用させるために加えられる軸方向スプリング力を軸方向圧縮力によって打ち消す必要もなくなる。従って、ラウンドワイヤスプリング１８を、アームプレート８２が加える軸方向圧縮力から有効に遮断することができる。また、別な実施態様では、スプリングキャビティ１６の高さＨをラウンドワイヤスプリング１８の高さｈより大きく設定する。この場合、ピボットアームが支持ハウジング１２との係合を絶つ軸方向スプリング力がピボットアームに作用しない場合には、軸方向圧縮力を作用させて、ピボットアームのスプリングバイアス無負荷位置を維持する必要はない。さらに、ラウンドワイヤスプリング１８を使用すると、場合にもよるが、フラットワイヤスプリングを組み込むことが難しい場合などに、組み込みが容易になる。
【００１６】
以上、本発明の実施態様を説明してきたが、各種の変更が可能であることはいうまでもない。例えば、アームプレート−プレートブシング締め付け構成を説明してきたが、Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅスプリングやウェーブスプリングなどの他の好適な圧縮装置も使用可能であり、いずれの実施態様も本願特許請求の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一つの実施態様によるベルトテンショナの断面図である。
【図１Ａ】図１に示したベルトテンショナの無負荷ラウンドワイヤスプリングを示す側面図である。
【図２】図１に示したベルトテンショナの展開図である。
【図３】図１に示したベルトテンショナのピボットアームを示す斜視図である。
【図４】図１に示したベルトテンショナの支持ハウジングを示す斜視図である。
【図５Ａ】プーリを取り外した状態の、図１のベルトテンショナを示す斜視図である。
【図５Ｂ】プーリを取り外した状態の、図１のベルトテンショナを示す斜視図である。
【図５Ｃ】プーリを取り外した状態の、図１のベルトテンショナを示す斜視図である。
【図６】自動車の伝動ベルトに係合した、図１のベルトテンショナを示す概略図である。
【符号の説明】
【００１８】
１２：支持ハウジング、
１４：ピボットアーム、
１６：スプリングキャビティ、
１８：ラウンドワイヤスプリング、
５４：スプリングブシング、
６４：フランジ付き外側リム、
６０：下面、
６２：上端部表面、
７２、７０：外表面。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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