(57)【要約】【課題】ベルト張力調整装置が従来の想定限界を超えてヒートショックを繰り返し受けても所要の機能に低下がなく、特に合成樹脂製の滑り軸受がクリープ変形を起こさずに支点軸を安定して回転自在に支持でき、これによりベルトの張力を安定して調整でき使用耐久性に優れたものとすることである。【解決手段】ボルト１で自動車用内燃機関のエンジンブロックに固定されるカラー２付きの支点軸３に、合成樹脂製の筒状成形体からなる滑り軸受４を介して回動自在にプーリアームを取り付けたベルト張力調整装置において、支点軸３の軸穴内面に蟻臍１０に整合する不連続な蟻溝１１を形成し、これにカラー２と同径の金型を差し込んでキャビティー内に合成樹脂を射出成形することにより、外周壁の軸方向に不連続な２本の蟻臍１０を有する筒状の滑り軸受１２を支点軸３の軸穴内面に一体に設ける。このようにして蟻溝１１と蟻臍１０とを整合させた状態に滑り軸受１２と支点軸３とを一体化させた軸受付き支点軸を設ける。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定の支点軸に合成樹脂製の筒状成形体からなる滑り軸受を介して回動自在にプーリアームを取り付け、このプーリアームにベルト係合用のテンションプーリを取り付けると共に、このプーリアームにはダンパのピストンロッドを当接させ、このピストンロッドの弾性的押圧力によって前記プーリアームを支点軸回りに回動させてテンションプーリをベルトに圧接させるベルト張力調整装置において、
前記滑り軸受の外周壁に軸方向に不連続な臍を設けると共に、前記支点軸の軸穴内面に前記臍に整合する不連続な溝を形成し、これら溝と臍を整合させた状態に滑り軸受と前記支点軸とを一体化させた軸受付き支点軸を設けたことを特徴とするベルト張力調整装置。
【請求項２】
前記臍が蟻臍であり、かつ前記溝が蟻溝である請求項１に記載のベルト張力調整装置。
【請求項３】
筒状成形体が、熱可塑性ポリイミド樹脂に固体潤滑剤を配合した樹脂組成物からなる筒状成形体である請求項１または２に記載のベルト張力調整装置。
【請求項４】
ベルト張力調整装置が、自動車用内燃機関に隣接して配置される伝動機構用ベルト張力調整装置である請求項１〜３のいずれかに記載のベルト張力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用内燃機関のタイミングベルトや補機駆動用ベルトなどのように広温度範囲で使用される伝動機構におけるベルトの張力を調整するベルト張力調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のカム駆動用タイミングベルトや補機駆動用ベルトその他伝動機構のベルトの張力を一定に保つため、またはベルト走行時の騒音を低減するために、図１、２（外形状の参照）、および図１０〜１２（滑り軸受の説明）に示すベルト張力調整装置が用いられている。
【０００３】
例えば、自動車のカム駆動用タイミングベルト用のベルト張力調整装置は、エンジンブロックなどにボルト１で固定されるカラー２付きの支点軸３に、図１０に示されるような円筒状の滑り軸受２０を介してプーリアーム４を回動（または揺動）自在に取り付け、プーリアーム４の一端の回転軸５には、ベルト６に係合させるためのテンションプーリ７を取り付け、プーリアーム４の他端にはシリンダ内に周知のダンパ機構を備えたダンパ８のピストンロッド９を当接させたものであり、ピストンロッド９の弾性的な押圧力によってプーリアーム４を支持し、さらにはテンションプーリ７をベルト６に圧接させてベルト６の弛みを取ると共に、適当な張力で緊張させるものである。
【０００４】
ところで、ベルト張力調整装置の支点軸３に摺接している滑り軸受２０には、摺動面にかかる面圧が大きいことや、ベルト６からプーリアーム４に作用する微振幅の揺動があることに伴って荷重が変動し、またベルト６の張力変化によってプーリアーム４に作用するモーメント荷重が滑り軸受２０（図１０〜１２参照）と支点軸３の接触部に負荷され、これらの荷重が接触部の全体に渡って均一ではなく偏荷重として作用することや、エンジンの熱が伝導して摺動面が高温状態（例えば１５０℃）になり、また低温の外気（例えば−４０℃）に曝されるなどの種々の過酷な条件が複合的に作用する。
【０００５】
このような過酷で特殊な条件で使用される滑り軸受２０に要求される特性は、エンジンの熱が伝導して摺動面が高温状態になっても焼付きや摩耗を起こさず、プーリアーム４の支点軸３に軸受材料が付着せず、しかも高温状態でも機械的強度を維持できる耐熱性などであり、そのために滑り軸受の成形材料として、耐熱性および自己潤滑性を有する樹脂であるポリイミド樹脂などが用いられている。
【０００６】
従来の滑り軸受２０の形態は、図１０に示されるような円筒形に成形加工されたものであり、これは図１１、図１２に示されるように支点軸３の軸穴に圧入して嵌め合わされていた。このような滑り軸受は、常温で軸穴に嵌め合わせる場合に、使用時の予想低温状態で軸受が収縮した場合でも軸穴から抜け落ちない程度に大径にした締め代（しめしろ）を設けて圧入されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２９１７５２号公報（段落０００４、０００５、０００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記したような従来の円筒形の合成樹脂製滑り軸受では、内燃機関の熱が伝導して摺動面が高温状態（例えば１５０℃）に加熱されると、樹脂が膨張して軸受外径が大きくなり、その際に樹脂の線膨張係数がハウジング（プーリアーム）の材質である金属の線膨張係数よりも大きいので、軸受外径の増加分がハウジングの軸穴径の増加分より大きくなる。
【０００９】
そのため、円筒形の合成樹脂製の滑り軸受が金属製の軸穴から大きな力で締めつけられると、滑り軸受の外形にクリープ変形が生じる。そして、ベルト張力調整装置の使用状態で低温から高温までのヒートショックが、従来の想定限界を超えてより過酷な条件で繰り返し起こると、滑り軸受の外径寸法が徐々に縮小し、低温状態で使用されたときに軸穴と滑り軸受の外径の間に隙間が生じ、滑り軸受が回転軸と共回りするなどの現象が起きてベルト張力調整装置の機能が低下する可能性がある。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して−４０℃程度の低温から１５０℃程度の高温まで広温度範囲という過酷な条件で、ベルト張力調整装置が従来の想定限界を超えてヒートショックを繰り返し受けても所要の機能に低下がなく、特に合成樹脂製の滑り軸受がクリープ変形を起こさずに支点軸を安定して回転自在に支持でき、これによりベルトの張力を安定して調整でき使用耐久性に優れたベルト張力調整装置とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明においては、固定の支点軸に合成樹脂製の筒状成形体からなる滑り軸受を介して回動自在にプーリアームを取り付け、このプーリアームにベルト係合用のテンションプーリを取り付けると共に、このプーリアームにはダンパのピストンロッドを当接させ、このピストンロッドの弾性的押圧力によって前記プーリアームを支点軸回りに回動させてテンションプーリをベルトに圧接させるベルト張力調整装置において、前記滑り軸受の外周壁に軸方向に不連続な臍（ほぞ）を設けると共に、前記支点軸の軸穴内面に前記臍に整合する不連続な溝を形成し、これら溝と臍を整合させた状態に滑り軸受と前記支点軸とを一体化させた軸受付き支点軸を設けたことを特徴とするベルト張力調整装置としたのである。
【００１２】
上記したように構成されるこの発明のベルト張力調整装置は、合成樹脂製の筒状成形体からなる滑り軸受が外周壁に形成された不連続な臍を支点軸の軸穴内面に形成された不連続な溝に整合させて取り付けられているため、滑り軸受と支点軸とは一体となっており、滑り軸受が摺接する回転軸と共回りすることがない。
【００１３】
滑り軸受は、その外周が支点軸の軸穴内面と密接しているため、加熱された際の熱膨張が軸穴内面に規制され、外径のクリープ変形が起こり難い。
【００１４】
また、滑り軸受が冷却された際には、外周が収縮し支点軸の軸穴内面から僅かに離れた状態となっても軸方向に不連続な溝と臍が係合して、両部品の軸方向または軸回りの遊動が抑制される。
【００１５】
このようにベルト張力調整装置は、使用温度の高低に拘わらず滑り軸受と前記支点軸とを一体化した軸受付き支点軸を有し、このものに例えば−４０℃程度の低温から１５０℃程度の高温までの広温度範囲で使用した場合のように急激な温度変化（ヒートショック）が繰り返し起こっても、滑り軸受が摺接する回転軸と共回りすることがない。
【００１６】
なお、滑り軸受と、収縮した滑り軸受との間に隙間が生じた場合には、臍と溝によって軸方向と軸回り方向への抜け止めされる。特に臍が蟻臍であり、かつ前記溝が蟻溝である場合には、それらの係合状態はよりいっそう確実であり、特に滑り軸受の収縮による径の縮小が抑制されて、滑り軸受と支点軸との密接一体化が確実に維持される。
【００１７】
また、滑り軸受と支点軸とを一体化させて軸受付き支点軸を設けることにより、従来品のように支点軸に対して別途形成された滑り軸受を圧入する組み立て工程が不要になり、製造工程数がそれだけ少なくなり、低価格の要求に応えられるベルト張力調整装置になる。
【００１８】
また、この発明では、合成樹脂製の筒状成形体からなる滑り軸受に−４０℃から１５０℃程度の広い温度範囲で所要の機械的強度をそれ自体で発揮できるようにし、可及的に広温度範囲で耐熱性に優れ、低熱膨張性、低クリープ変形性を持たせるために、筒状成形体が、熱可塑性ポリイミド樹脂に固体潤滑剤を配合した樹脂組成物からなる筒状成形体である構成を採用することが好ましい。
【００１９】
このように構成されたベルト張力調整装置は、特に自動車用内燃機関に隣接して配置される伝動機構用のベルト張力調整装置に適用できるものになる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明は、以上説明したように、溝と臍を整合させた状態で滑り軸受と支点軸とを一体化させた軸受付き支点軸を設けたベルト張力調整装置としたので、−４０℃程度の低温から１５０℃程度の高温までの広温度範囲で使用した場合でもヒートショックの繰り返しにより、回転軸に対する滑り軸受の自由回転によるベルト張力調整機能の低下がなく、特に合成樹脂製の滑り軸受がクリープ変形を起こさず、支点軸を安定して回転自在に支持できるので、ベルトの張力を安定して調整できるものであり、使用耐久性能の高いベルト張力調整装置となる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明に用いる滑り軸受は、合成樹脂の筒状成形体からなり、例えば−４０℃から１５０℃程度という広い温度範囲で所要の機械的強度をそれ自体で発揮可能であるか、または補強材との併用で発揮可能な耐熱性に優れた合成樹脂を使用することが好ましい。
【００２２】
そのような合成樹脂としては、熱可塑性ポリイミド樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、四フッ化エチレン樹脂、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＥＰＥなどのフッ素系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、コプナ樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、その他のエンジニアリングプラスチックと呼ばれるような耐熱性樹脂、または耐熱性樹脂と他の成形性の良い熱可塑性樹脂との混合物または共重合体からなる樹脂などが挙げられる。
【００２３】
このうち、熱可塑性ポリイミド樹脂は、エーテルジアミンと一種以上のテトラカルボン酸二無水物とを有機溶媒中で反応させて得られるポリアミド酸を脱水閉環して得られるものであり、特に典型的なものは三井化学社から「オーラム」の商標で市販されており、その製造方法は、特開昭６１−１４３４７８号公報、特開昭６２−６８８１７号公報、特開昭６２−８６０２１号公報などにより周知なものである。
【００２４】
四フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと略記する。）は、成形用の粉末であってもよく、また固体潤滑剤用の微粉末であってもよく、これらを併用すればより好ましい結果が得られる。
【００２５】
ＰＴＦＥの市販品としては、喜多村社製：ＫＴＬ６１０、三井・デユポンフロロケミカル社製：テフロン７Ｊ、ＴＬＰ−１０、旭硝子社製：フルオンＧ１６３、ダイキン工業社製：ポリフロンＭ１５、ルブロンＬ５、ヘキスト社製：ホスタフロンＴＦ９２０５などを例示できる。また、アルキルビニルエーテルで変性されたＰＴＦＥであっても良い。
【００２６】
この発明において、四フッ化エチレン樹脂の配合量は、３〜３５容量％であることが好ましい。その理由は、３容量％未満では樹脂組成物の潤滑特性が悪くなり、３５容量％を越えると樹脂組成物の成形性及び機械的特性が悪化するからであり、このような傾向からみて、より好ましい配合割合は５〜３０容量％である。
【００２７】
合成樹脂には、上記した以外の固体潤滑剤を別途配合してもよく、グラファイトなどである。
ここで、滑り軸受の製造方法は、主成分の合成樹脂に対し、各種の添加物を個別にまたは一括してヘンシェルミキサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機を用いて混合し、さらに溶融混合性のよい射出成形機もしくは溶融押出成形機（例えば２軸押出し機）に供給するか、または予め熱ローラ、ニ一ダ、バンバリーミキサー、溶融押出機などを利用して溶融混合し、成形する。
【００２８】
溝と臍を整合させた状態に滑り軸受と前記支点軸とを一体化させた軸受付き支点軸を設けるには、予め支点軸を形成し、インサート成形などの複合成形によって、樹脂組成物を滑り軸受に一体的に成形する。その他の成形方法としては、押出し成形、射出成形、圧縮成形のいずれの方法であってもよい。しかし、大量生産性および低価格化の要求に応ずるためには射出成形することが好ましい。
【００２９】
この発明の実施形態を、以下に添付図面に基づいて説明する。
図１〜６に示す第１実施形態は、ボルト１で自動車用内燃機関のエンジンブロックに固定されるカラー２付きの支点軸３に、合成樹脂製の筒状成形体からなる滑り軸受４を介して回動自在にプーリアームを取り付けたベルト張力調整装置である。
【００３０】
支点軸３は、アルミニウム合金などの金属製または非金属製であってもよく、これにプーリアーム４が回動（または揺動）自在に取り付けられている。プーリアーム４の一端の回転軸５には、ベルト６に係合させるためのテンションプーリ７を取り付け、プーリアーム４の他端にはシリンダ内に周知のダンパ機構を備えたダンパ８のピストンロッド９を当接させ、ピストンロッド９の弾性的な押圧力によってプーリアーム４を支持し、さらにはテンションプーリ７をベルト６に圧接させてベルト６の弛みを取ると共に、適当な張力で緊張させている。
【００３１】
図３〜６に示されるように、第１実施形態は、支点軸３の軸穴内面に蟻臍１０に整合する不連続な蟻溝１１を形成し、これにカラー２と同径の金型を差し込んでキャビティー内に合成樹脂を射出成形することにより、図５、６に示されるように、外周壁の軸方向に不連続な２本の蟻臍１０を有する筒状の滑り軸受１２を支点軸３の軸穴内面に一体に設けている。このようにして蟻溝１１と蟻臍１０とを整合させた状態に滑り軸受１２と支点軸３とを一体化させた軸受付き支点軸を設けることができる。
【００３２】
図示した蟻溝１１は、軸の両端からそれぞれ軸方向へ軸の１／３程度の長さだけ形成し、軸の中ほどに蟻溝１１の無い小径部１３を残しているが、図３、４に示したものより溝幅の広い蟻溝としてもよく、または溝幅の細い蟻溝を２本以上、好ましくは溝幅方向または長手方向に間隔を開けて複数本を配置して設けてもよい。
【００３３】
なお、蟻溝１１以外の溝形状として、正多角形溝その他の多角形溝、円溝またはこれらを連結した形状その他周知の溝形状であってもよい。これらの溝は、支点軸３を軸方向に貫通させずに１以上の不連続部分を設けたものとし、また支点軸３の軸穴内面に対称に配置することにより、成型された滑り軸受に寸法誤差を少なくすることが好ましい。
【００３４】
図７〜９に示すように、この発明の第２実施形態は、支点軸１４の形態が円柱状に形成されたものであり、その他の構成は、第１実施形態と同様に形成されたものである。図中には、第１実施形態の部品と同一の部品については同一の符号を付している。
【実施例】
【００３５】
〔実施例１〕
熱可塑性ポリイミド樹脂（三井化学社製：ＡＵＲＵＭ＃４５０）８６容量部、四フッ化エチレン樹脂（喜多村社製：ＫＴＬ６１０）１１容量部、グラファイト（ＬＯＮＺＡ社製：グラファイトパウダー  ＫＳ６）３容量部をヘンシェルミキサーを用いて充分混合した後、二軸押出し機に供給し、シリンダ温度４１０℃、スクリュー回転数は１００ｒｐｍで混合し、ペレットを製造した。得られたペレットは、図３、４に示した筒型の支点軸３を成形用の金型を用い、軸穴内の中心に位置決めしたピンを挿入し、アルミニウム（ＡＤＣ１２）製支点軸と同時に成型し、図５、６に示す軸受付き支点軸を製造した。
【００３６】
得られた軸受付き支点軸に対して、以下のヒートショックサイクルによる耐久性試験を行なった。
【００３７】
＜耐久性試験＞
軸受付き支点軸の３個を１５０℃雰囲気のオーブン内に１時間入れた後、急激に−４０℃の冷凍雰囲気に１時間曝した後に室温に戻すという過酷なヒートショックサイクルを１単位として、１０単位連続して行ない、試験直後の滑り軸受試験片のハウジング内の状態を観察し、(a)滑り軸受試験片に緩みがなく異常がない、(b)緩みがある、(c)ハウジングから抜け落ちるまで緩んでおりクリープ変形が進行しているという、３段階の項目に該当するかどうかを評価した。
この結果、３個の滑り軸受試験片の何れにも緩みがなく異常がなかった。
【００３８】
〔比較例〕
実施例１と同じ材質のペレットを、射出成形して図１０の円筒形状で外径１６．１ｍｍ、内径１４．０ｍｍ、長さ２９．０ｍｍの円筒状の成形体（滑り軸受の試験片）を得た。
【００３９】
得られた滑り軸受の試験片を圧入する軸穴を想定した円筒形ハウジングとして、アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）で形成された外径１６．０ｍｍ、長さ３０．０ｍｍの円筒を形成し、この円筒形ハウジング内に軸径を縮めた軸受試験片を室温（２３℃）で圧入し、その後は、前記した耐久性試験を同じ条件で行ない、同様な項目を評価した。
この結果、３個の滑り軸受試験片のうち、１つは緩みがあり、残りの２つにはハウジングから抜け落ちるまで緩んでおりクリープ変形が進行していた。
【００４０】
これらの比較例と実施例の試験結果から、耐熱性に優れたポリイミド樹脂で成形した滑り軸受を使用した比較例であっても滑り軸受試験片は、ヒートショックによってクリープ変形が起こり、ハウジングに対する緩みが生じ、ハウジングから抜け落ちるまで緩んだ場合もあることがわかる。
【００４１】
これに対して、実施例の軸受付き支点軸は、ヒートショックによって滑り軸受にクリープ変形がなく、ハウジングに対する緩みは生じないため、支点軸は安定して回転自在に支持され、これによりベルトの張力が安定して調整できる使用耐久性に優れたベルト張力調整装置が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の外形状を示す正面図
【図２】第１実施形態の支点軸の一部切り欠き側断面図
【図３】第１実施形態の支点軸の軸穴部分（蟻溝）を示す正面図
【図４】第１実施形態の支点軸の軸穴部分（蟻溝）を示す図３のIV-IV線断面図
【図５】第１実施形態の軸受付き支点軸を示す正面図
【図６】第１実施形態の軸受付き支点軸を示す図５のVI-VI線断面図
【図７】第２実施形態の外形状を示す正面図
【図８】第２実施形態の支点軸の一部切り欠き側断面図
【図９】第２実施形態の支点軸の軸穴部分（蟻溝）を示す正面図
【図１０】従来例の滑り軸受を示す斜視図
【図１１】従来例の支点軸を示す正面図
【図１２】従来例の支点軸を示す断面図
【符号の説明】
【００４３】
１  ボルト
２  カラー
３、１４  支点軸
４  プーリアーム
５  回転軸
６  ベルト
７  テンションプーリ
８  ダンパ
９  ピストンロッド
１０  蟻臍
１１  蟻溝
１２、２０  滑り軸受
１３  小径部
【図１】
2005331074.tif 000002
【図２】
2005331074.tif 000003
【図３】
2005331074.tif 000004
【図４】
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【図５】
2005331074.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005331074.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
2005331074.tif 000013