(57)【要約】【課題】張力の増加および軽量化に好適なテンショナを提供する。【解決手段】テンショナ１のピボットシャフト５を、テンションカップ７から分離させて、テンションカップ７に対して嵌合可能であり且つ相対移動阻止手段（５Ａ、７Ｃ）を介して互いに一体化可能であり、しかもテンションカップ７に比較して強度の高い金属材料により構成し、固定ボルト６のピボットシャフト５への締付け力を前記相対移動阻止手段を介してテンションカップ７に伝達してテンションカップ７の底部を固定対象部材Ｅに押付けるよう構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト若しくはチェーンが掛け回されるテンションプーリを回転自在に支持するアームと、このアームのボス部と嵌合して該アームを揺動自在に支承するピボットシャフトを備えたテンショナカップと、前記アームのボス部と前記ピテンショナカップとの間に配置されて前記アームを一方の揺動方向に付勢するねじりコイルばねと、を備え、前記テンショナカップのピボットシャフトを貫通して固定対象部材に締付ける固定ボルトにより、ピボットシャフトを固定対象部材側に押圧してテンショナカップの底部を固定対象部材に所定の面圧により接触させて固定されるテンショナにおいて、
前記ピボットシャフトを、テンショナカップから分離させて、テンショナカップに対して嵌合可能であり且つ相対移動阻止手段を介して互いに一体化可能であり、しかもテンショナカップに比較して強度の高い金属材料により構成し、固定ボルトのピボットシャフトへの締付け力を前記相対移動阻止手段を介してテンショナカップに伝達してテンショナカップの底部を固定対象部材に押付けるよう構成したことを特徴とするテンショナ。
【請求項２】
前記相対移動阻止手段は、ピボットシャフトの外周部に設けたフランジとフランジの側面に接するテンショナカップのボス部先端面とで構成したことを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記ピボットシャフトの先端は、テンショナカップのボス部に嵌合するも、その先端はテンショナカップの底部の固定対象部材への接触面から後退した位置に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のテンショナ。
【請求項４】
前記テンショナカップは軽金属により形成され、前記ピボットシャフトは鉄系金属により形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つ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、ベルト駆動装置やチェーン駆動装置のベルトやチェーンの張力を適切に保持するテンショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から先端にテンションプーリを有するアームのボス部をピボットシャフトにより揺動自在に枢支し、前記ピボットシャフトと一体に形成したテンショナカップと前記アーム部との間にアームを回転方向に付勢するねじりコイルスプリングを配置することにより、テンションプーリをベルト等に圧接させて所定の張力を与えるテンショナは一般に知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このテンショナにおいては、前記アームのボス部を揺動自在に支持し且つねじりコイルスプリングの一端を係止するテンショナカップの底部を固定部材に当接させ、ピボットシャフトを固定ボルトにより締付けることで、固定するよう構成している。
【特許文献１】特開２００６−９９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のテンショナにおいては、テンションプーリによりベルトに与える張力に対する反力を、テンショナカップの底部と固定部材との摩擦力により受止める構造としている。このため、前記張力を増加させる場合には、前記摩擦力も増加させる必要があり、テンショナカップを固定部材に押付ける固定ボルトの締付け力が増加される。
【０００５】
しかしながら、上記従来例も含めて従来のテンショナにおいては、ピボットシャフトを含むテンショナカップがアルミニウム合金をダイカスト成形した鋳造部品で構成されており、前記増加する締付け力に耐える構造とするためには、特にピボットシャフト部分の肉厚を増加させる必要があり、大型で重量の大きいものが要求されることとなる。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、張力の増加および軽量化に好適なテンショナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ベルト若しくはチェーンが掛け回されるテンションプーリを回転自在に支持するアームと、このアームのボス部と嵌合して該アームを揺動自在に支承するピボットシャフトを備えたテンショナカップと、前記アームのボス部と前記ピテンショナカップとの間に配置されて前記アームを一方の揺動方向に付勢するねじりコイルばねと、を備え、前記テンショナカップのピボットシャフトを貫通して固定対象部材に締付ける固定ボルトにより、ピボットシャフトを固定対象部材側に押圧してテンショナカップの底部を固定対象部材に所定の面圧により接触させて固定されるテンショナにおいて、前記ピボットシャフトを、テンショナカップから分離させて、テンショナカップに対して嵌合可能であり且つ相対移動阻止手段を介して互いに一体化可能であり、しかもテンショナカップに比較して強度の高い金属材料により構成し、固定ボルトのピボットシャフトへの締付け力を前記相対移動阻止手段を介してテンショナカップに伝達してテンショナカップの底部を固定対象部材に押付けるよう構成した。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本発明では、テンショナのピボットシャフトをテンショナカップから分離させて、テンショナカップに対して嵌合可能であり且つ相対移動阻止手段を介して互いに一体化可能であり、しかもテンショナカップに比較して強度の高い金属材料により構成し、固定ボルトのピボットシャフトへの締付け力を前記相対移動阻止手段を介してテンショナカップに伝達してテンショナカップの底部を固定対象部材に押付けるよう構成したため、ベルト張力の増加のために固定ボルトの軸力を増加させても、ピボットシャフトに加わる締付け力を相対移動阻止手段により確実にテンショナカップのボス部および底部に伝達して固定対象部材との接触面圧が増加され、両者間の座面摩擦力が高められ、座面滑りが防止されて、確実にテンショナを取付けることができる。しかも、テンショナカップ全体を強度の高い金属材料で構成することなく、ピボットシャフトのみを強度の高い金属材料で構成するのみであるため、テンショナの軽量化・低コスト化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のテンショナの一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明を適用したテンショナの第１実施形態を示す断面図、図２はピボットシャフトの拡大断面図、図３は本実施形態におけるテンショナカップ底部の面圧分布を示す説明図、図４は比較例のテンショナカップ底部の面圧分布を示す説明図である。
【００１０】
図１において、テンショナ１は、ベルトＢ若しくはチェーンが掛け回されるテンションプーリ２と、テンションプーリ２を回転可能に支持するアーム３と、アーム３のボス部４をそのピボットシャフト５に揺動可能に支持し且つ固定ボルト６によりエンジンブロック等の固定部材Ｅに締付け固定されるテンショナカップ７と、テンションカップ７とアーム３との間に介在されてアーム３を回転方向に付勢するねじりコイルばね８と、を備える。
【００１１】
前記テンションプーリ２は、アーム３の先端に配置した軸３Ａに、転がり軸受３Ｂを介して回転可能に取付けられている。前記転がり軸受３Ｂは軸３Ａにねじ結合したボルト３Ｃの頭部に係合する抜け止めプレート３Ｄによりその内輪が抜け止め固定され、軸受３Ｂ側面がカバーされている。
【００１２】
前記テンションカップ７は、中央部に配置されたピボットシャフト５と、ピボットシャフト５を支持し固定部材Ｅに接触する底部７Ａと、底部７Ａの外周からピボットシャフト５の周りに筒状に立上って形成された外筒部７Ｂとを備える。前記ピボットシャフト５と係合する中央のボス部７Ｃと前記底部７Ａおよび外筒部７Ｂは、アルミニウム合金をダイカスト成形した鋳造部品により一体に形成されている。
【００１３】
前記ピボットシャフト５は、前記底部７Ａと一体に形成されたボス部７Ｃの穴に先端部が圧入された筒状の鉄系材料より形成されている。前記ピボットシャフト５は、先端部がボス部７Ｃの穴に圧入され、中途部に設けたフランジ５Ａの側面が前記ボス部７Ｃの先端面に係合され、前記フランジ５Ａから起立した軸部分には、Ｌ型ブッシュ１０を介してアーム３のボス部４を回動可能に支持するよう構成している。前記ピボットシャフト５の先端は前記底部７Ａの固定部材Ｅへ接触する底面より若干後退した位置に設定されている。
【００１４】
前記ピボットシャフト５の軸部分の端面には、前記アーム３のボス部４に対して前記Ｌ型ブッシュ１０を介して当接する金属製の押さえ板１１が配置されている。前記押さえ板１１とピボットシャフト５とは、押さえ板１１に設けた穴とピボットシャフト５に設けた貫通穴５Ｂとを貫通させて固定ボルト６の軸部が挿入され、固定ボルト６の先端ねじ部を固定部材Ｅへねじ締結して、固定ボルト６の頭部と固定部材Ｅとの間で締付けることで、前記底部７Ａの底面を固定部材Ｅへ高い面圧を持って摩擦接触させて、テンションカップ７が固定される。前記アーム３のボス部４と押さえ板１１の外周との間には、ラビリンスシールが構成されている。
【００１５】
前記テンションカップ７の外筒部７Ｂは、その先端縁とアーム３のボスとの間でラビリンスシールを構成している。前記テンションカップ７の底部７Ａ、ボス部７Ｃ、外筒部７Ｂ、および、アーム３のボス部４とで形成される環状の空間には、一端が底部７Ａ若しくは底部７Ａ近傍の外筒部７Ｂに係止され、他端がアーム３のボス部４に係止されたアーム３を回転付勢させるねじりコイルばね８が収容されている。ねじりコイルばね８のアーム３のボス部４との間には、ねじりコイルばね８の端部に係合し且つアーム３と一体回転するばね座１２が配置されている。前記ばね座１２の外周とテンションカップ７の外筒部７Ｂとの間には、筒状の摩擦リング１３が配置され、アーム３の回動運動に対するダンパを構成している。
【００１６】
前記ねじりコイルばね８は、ねじりながら軸線方向に圧縮して装着されており、ばね８の両端部が、テンションカップ７とばね座１２に固定されている。従って、このねじりコイルばね８のねじり復元力により、アーム３は一方の揺動端側に常時付勢されるため、アーム３先端のテンションプーリ２に掛け回されたベルトＢには、適度な張力が自動的に付与されることとなる。
【００１７】
前記テンショナ１においては、テンションプーリ２によりベルトＢに与える張力に対する反力は、テンションカップ７の底部７Ａと固定部材Ｅとの摩擦力により受止める構造となっている。前記ベルトＢに与える張力を増加させる場合には、テンションカップ７を固定部材Ｅに押付ける固定ボルト６の締付け力を増加することにより、前記摩擦力が増加される。
【００１８】
前記固定ボルト６の締付け力は、鉄系材料で構成したピボットシャフト５に入力され、ピボットシャフト５に設けたフランジ５Ａを介してテンションカップ７のボス部７Ｃに入力され、ボス部７Ｃを経由して底部７Ａに伝達され、底部７Ａの底面と固定部材Ｅとの面圧を上昇させ、両者間の摩擦力が増加される。
【００１９】
図３および図４は、本実施形態のテンショナ１と比較例のテンショナにおける前記底部７Ａの底面と固定部材Ｅとの面圧分布を示したものである。比較例としては、強度の高い鉄系材量のカラーＣをピボットシャフトとしてテンショナカップ７のセンターホールに圧入することにより、固定ボルトによる締付け力に耐えるテンショナとした。
【００２０】
図４に示す比較例においては、固定ボルトによる軸力を前記圧入部分で受ける構成になっているため、高軸力を固定ボルトに与えると、カラーＣが接している半径方向中心部に近い側でテンションカップ７の底部７Ａの面圧が高いピークをもち、外周側に移るに連れて面圧が急激に低下される分布状態となる。これは、ボルトの軸力により、前記圧入部でカラーＣとテンショナカップ７との間に滑りが生じ、テンションカップ７のボス側における軸力負担が充分に発揮されないことから生ずる。このことは、面圧分布の中心が内周側に集中され、得られる摩擦力（摩擦トルク）を大きくできないことを意味する。このため、底面での座面滑りの防止機能が充分に発揮されず、確実にテンショナを取付けることができないことを意味する。
【００２１】
一方、本実施形態のテンショナ１においては、図３に示すように、底面の内周側での面圧が高くなっているが、底面の外周側においてもある程度の面圧が確保されている。即ち、底面の内周側から外周側に向かってなだらかに面圧が低下され、面圧分布の中心が外周側に移動され、得られる摩擦力（摩擦トルク）を大きくすることができる。これは、ピボットシャフト５の先端と固定部材Ｅとは所定の隙間が設定されて直接接触しないようにすること、および、ピボットシャフト５のフランジ５Ａからテンションカップ７のボス部７Ｃに直接ボルト６の軸力を伝達していることに起因して、固定ボルト６の軸力は、その全量がテンションカップ７のボス部７Ｃに入力され、ボス部７Ｃと一体成形されている底部７Ａに伝達される。このため、底面での座面滑りを防止して、確実にテンショナ１を取付けることができる。
【００２２】
また、上記構成のテンショナ１においては、比較例のように、テンションカップ７に圧入のみにより鉄系材料のカラーＣを取付けるものと相違して、ピボットシャフト５のフランジ５Ａからテンションカップ７のボス部７Ｃに直接ボルト６の軸力を伝達しているため、支持するアーム３およびテンションプーリ２の高さ位置寸法が加えるボルト６の軸力によっても変化することが無く、高軸力の入力時にもベルトセンタ位置を確保することができ、ベルトアライメントずれの防止が可能である。
【００２３】
さらに、また、本実施形態のテンショナ１においては、フランジ５Ａを備えたピボットシャフト５のみを鉄系材料にすることで高軸力に対応することができるため、テンションカップ７全体を鉄系材料で形成するものと比較して、低コスト化、軽量化が可能であると共に、一本の固定ボルト６により固定することができるため、組付作業性を向上させることができる。
【００２４】
なお、上記実施形態において、ピボットシャフト５とテンションカップ７とがテンションカップ７のボス部７Ｃ先端とピボットシャフト５のフランジ５Ａとを軸方向面により当接させるものについて説明したが、図示はしないが、テンショナカップのボス部側に座面から離れるに連れて径が大きくなるテーパ穴を設ける一方、ピボットシャフトに前記テーパ穴に合致するテーパを設けるものであってもよく、またテンショナカップに設けるボス部が廃止されて底部と外筒部のみで形成される一方、ピボットシャフトをテンショナカップの外筒部内周および底部上面に係合するフランジを設けるものであってもよい。
【００２５】
また、上記実施形態において、ピボットシャフト５の構成材料として、鉄系材料を使用するものについて説明したが、図示はしないが、テンショナカップ７の構成材料より機械的強度が高い材料、例えば、金属材料であってもよく、また、テンショナカップ７の構成材料として、アルミニウム合金のダイカスト成形による鋳造部品を使用するものについて説明したが、図示はしないが、その他の金属材料、例えば、軽金属材料であってもよく、その他の樹脂材料であってもよい。
【００２６】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２７】
（ア）テンショナ１のピボットシャフト５を、テンションカップ７から分離させて、テンションカップ７に対して嵌合可能であり且つ相対移動阻止手段（５Ａ、７Ｃ）を介して互いに一体化可能であり、しかもテンションカップ７に比較して強度の高い金属材料により構成し、固定ボルト６のピボットシャフト５への締付け力を前記相対移動阻止手段を介してテンションカップ７に伝達してテンションカップ７の底部７Ａを固定対象部材Ｅに押付けるよう構成したため、ベルト張力の増加のために固定ボルト６の軸力を増加させても、ピボットシャフト５に加わる締付け力を相対移動阻止手段により確実にテンションカップ７のボス部７Ｃおよび底部７Ａに伝達して固定対象部材Ｅとの接触面圧が増加され、両者間の座面摩擦力が高められ、座面滑りが防止されて、確実にテンショナ１を取付けることができる。しかも、テンションカップ７全体を強度の高い金属材料で構成することなく、ピボットシャフト５のみを強度の高い金属材料で構成するのみであるため、テンショナ１の軽量化・低コスト化が可能である。
【００２８】
（イ）相対移動阻止手段として、ピボットシャフト５の外周部に設けたフランジ５Ａとフランジ５Ａの側面に接するテンションカップ７のボス部７Ｃ先端面とで構成することにより、高いベルト張力を付与するために固定ボルト６の軸力を増加させても、ピボットシャフト５はそのフランジ５Ａがボス部７Ｃに軸方向面で受止められるため、ピボットシャフト５のずれによるベルトアライメントの変化やテンションカップ７底部７Ａと固定対象部材Ｅとの接触面圧分布の変化を抑制することができる。
【００２９】
（ウ）ピボットシャフト５の先端を、テンションカップ７のボス部７Ｃに嵌合するも、その先端はテンションカップ７の底部７Ａの固定対象部材Ｅへの接触面から後退した位置に配置することにより、テンションカップ７底部７Ａと固定対象部材Ｅとの接触面圧分布を半径方向外周側に移動させ、両者間の摩擦力（摩擦トルク）を増加させることができる。
【００３０】
（エ）テンションカップ７を軽金属により形成し、ピボットシャフト５は鉄系金属により形成することにより、テンションカップ７全体を鉄系金属で形成することなく、締付け強度の向上が可能となり、軽量化および低コスト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用したテンショナの第１実施形態を示す断面図。
【図２】同じくピボットシャフトの拡大断面図。
【図３】本実施形態におけるテンショナカップ底部の面圧分布を示す説明図。
【図４】比較例のテンショナカップ底部の面圧分布を示す説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１  テンショナ
２  テンションプーリ
３  アーム
４、７Ｃ  ボス部
５  ピボットシャフト
６  固定ボルト
７  テンショナカップ
７Ａ  底部
８  ねじりコイルスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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