(57)【要約】【課題】摩擦部材の摩耗を抑制し、ミスアライメントや異音の発生を抑制したオートテンショナを提供する。【解決手段】ハウジング１と、レバーアーム２と、レバーアーム２の先端部に設けられてベルトを巻回可能にするプーリ７と、レバーアーム２をハウジング１に対して所定方向に付勢するコイルバネ４と、レバーアーム２の揺動を減衰させる摩擦部材３と、を備える。前記摩擦部材３は、前記コイルバネ４の螺旋部に一体形成された樹脂とされている。レバーアーム２をコイルバネ４の巻戻し方向に回転させることによって、摩擦部材３をレバーアーム２の円筒壁２ｃの内周面に接触させるようにした。【選択図】図１
2007120624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、可動部材と、前記可動部材の先端部に設けられてベルトを巻回可能にするプーリと、前記可動部材を前記固定部材に対して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部材と、を備えるオートテンショナにおいて、
前記摩擦部材が、前記コイルバネの螺旋部に一体形成された樹脂を備えており、前記可動部材を前記コイルバネの巻戻し方向あるいは巻込み方向に回転させることによって、前記摩擦部材が前記固定部材又は前記可動部材のいずれか一方の制動面に接触させるようにしたことを特徴とする、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、前記摩擦部材は、前記コイルバネの螺旋部にバネ線方向に隙間を形成しつつ複数形成されてい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、ベルトの張力を一定に保つためのオートテンショナ構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車用エンジンの補機駆動用ベルトの張力を一定にする装置として、オートテンショナが使用されている。オートテンショナは一般に、油圧ダンパ方式と摩擦ダンパ方式とに大別される。このうち後者の摩擦ダンパ方式の一般的な構成は、プーリが取り付けられる可動部材と車体に固定される固定部材とからなり、両者は捩りコイルバネによってベルトの張力を可及的に一定に維持すべく軸部を介して相対運動する。
【０００３】
この種のオートテンショナとしては、例えば特許文献１に開示されるものがある。この特許文献１のオートテンショナは、可動部材としての揺動部材と、固定部材としての支持部材とを備え、揺動部材と支持部材との間の軸部には、所定の摩擦係数を有する合成樹脂製の摩擦部材が配置される（特許文献１の図４のブッシュ１０５を参照）。
【０００４】
特許文献１において、摩擦部材は揺動部材と支持部材の何れか一方に固定され、支持部材又は揺動部材と摩擦部材とを摺動させることによって、両者間に摩擦エネルギーを発生させ、揺動部材の揺動を短時間に減衰させる。揺動部材及び支持部材の素材は特許文献１には開示されていないが、例えばアルミニウム合金鋳物とすることが考えられる。
【特許文献１】特開２００３−２７８８６３号公報（段落番号０００２〜０００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１の構成において、揺動部材又は支持部材と摩擦部材との間に大きな摩擦力を発生させるためには、一般に、（１）摺動面の摩擦係数を大きくすることと、（２）摺動面に作用する荷重を大きくすることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、何れの場合も、支持部材又は揺動部材よりも柔らかい合成樹脂製の摩擦部材の摩耗速度が大きくなり、オートテンショナの寿命が短くなってしまう。また、摩擦部材が摩耗するに従って、プーリの幅方向の中心とベルトの中心がズレたり、又はプーリが傾いたりすることによってミスアライメントが発生し、これによって、プーリとベルトの間でスリップに起因する異音が発生する問題もある。
【０００７】
一方、摺動面の面積を大きくすることで面圧を抑制することは可能であるが、特許文献１のオートテンショナでは、摩擦部材であるブッシュが支持部材の軸部の周囲に隣接して設けられているため、十分な半径寸法の摺動面が確保されず、摺動面積が限定的になってしまう。また、ブッシュの摩耗が揺動部材の傾きに直結するという問題がある。
【０００８】
本願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、摩擦部材の摩耗を抑制し、ミスアライメントや異音の発生を抑制した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】
【０００９】
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。
【００１０】
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。固定部材と、可動部材と、前記可動部材の先端部に設けられてベルトを巻回可能にするプーリと、前記可動部材を前記固定部材に対して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部材と、を備える。前記摩擦部材が、前記コイルバネの螺旋部に一体形成された樹脂を備えており、前記可動部材を前記コイルバネの巻戻し方向あるいは巻込み方向に回転させることによって、前記摩擦部材が前記固定部材又は前記可動部材のいずれか一方の制動面に接触させるようにした。
【００１１】
この構成により、制動面に対する接触面積を摩擦部材の外周面又は内周面側に大きく確保でき、大きなダンピングトルクを得ることができる。また、大きな接触面積により面圧を小さくできるので、摩擦部材の摩耗速度を抑制できる。更には、可動部材の軸支部分に摩擦部材を設ける構成と比較して、摩擦部材が（偏）摩耗したとしても可動部材がほとんど傾斜せず、ミスアライメントや異音の発生を防止することができる。
【００１２】
前記のオートテンショナにおいては、前記摩擦部材は、前記コイルバネの螺旋部にバネ線方向に隙間を形成しつつ複数形成されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、コイルバネの変形によって発生する摩擦部材の応力が緩和されるので、摩擦部材の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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断面図、図２はコイルバネに一体成形される摩擦部材の様子を示す要部断面図である。図３及び図４はそれぞれオートテンショナの変形例を示す断面図、図５はコイルバネに摩擦部材を一体成形する他の例を示す要部断面図である。
【００１５】
図１に示すオートテンショナ２０は、図示しないエンジンに固定されるハウジング（固定部材）１と、このハウジング１に揺動自在に支持されるレバーアーム（可動部材）２と、このレバーアーム２の先端部に設けられたプーリ７と、を備えている。
【００１６】
レバーアーム２の先端には軸部２ｂが突設され、前記プーリ７はこの軸部２ｂに軸受としてのボールベアリング８を介して回転自在に支持される。また、プーリ７が軸部２ｂから抜けないようにするために、前記軸部２ｂにはボルト９が螺設されている。プーリ７の外周には、エンジンの動力を補機に伝動するための図示しないベルトが巻回されている。
【００１７】
前記ハウジング１のボス部１ａからは軸受としてのメタルベアリング５がボルト６を用いて突設され、このメタルベアリング５に、前記レバーアーム２のボス部２ａが回転摺動自在に外嵌されている。また、レバーアーム２のボス部２ａの外周側を囲むように、円筒壁２ｃが形成されている。この円筒壁２ｃは、レバーアーム２からハウジング１に向かう方向に突設されている。
【００１８】
この構成により、前記円筒壁２ｃの内部には円筒状空間が形成され、この円筒状空間にコイルバネ４が配置される。このコイルバネ４の一端はハウジング１に設けられた図略の係止穴に係止され、他端はレバーアーム２に設けられた図略の係止穴に係止される。これにより、レバーアーム２をハウジング１に対して一定の方向に付勢できるようになっている。
【００１９】
円筒壁２ｃの内部の円筒状空間に配置される前記コイルバネ４の螺旋部には、螺旋状のバネ線に沿って、細長い摩擦部材３が設けられている。図１や図２に示すように、この摩擦部材３は、コイルバネ４に対し合成樹脂を射出成形によって一体成形することで設けられている。図１における摩擦部材３の外周面は、前記円筒壁２ｃの内周面（制動面）と摺動することとなるため、当該内周面に適合するような曲率を有する面を備えるように成形される。
【００２０】
この摩擦部材３を構成する材料としては、ポリアリレート、ポリアセタール、ナイロン６６、ナイロン４６、或いはこれらを主成分として四フッ化エチレン、高酸化ポリエチレンワックス、高分子量ポリエチレン等を配合した複合材料を採用することが好ましい。
【００２１】
この構成において、コイルバネ４が弾性変形なしの状態では、摩擦部材３は円筒壁２ｃの内周面に当接していない。この状態から、コイルバネ４をその巻戻し方向に捩るようにレバーアーム２を回転させることで、コイルバネ４が拡径し、摩擦部材３の外周面と前記円筒壁２ｃの内周面が接触し、相互に圧接される。この状態で、プーリ７に図示しないベルトを掛けた様子が図１に示されている。この図１の状態でベルトに張力変動が発生すると、摩擦部材３と円筒壁２ｃの内周面との間に摩擦力が発生して、レバーアーム２の揺動に抗する。この結果、ベルトの張力を一定にすることができる。上記摩擦力は、両者が押し付けられる程度（圧接力）に依存し、具体的には、コイルバネ４を捩る前のコイルバネ４の螺旋部の平均径や、摩擦部材３の径方向の大きさ、摩擦部材３と円筒壁２ｃの内周面とのクリアランス、コイルバネ４の捩り角度等により調整することができる。
【００２２】
以上のように本実施形態のオートテンショナ２０では、ハウジング１と、レバーアーム２と、レバーアーム２の先端部に設けられてベルトを巻回可能にするプーリ７と、レバーアーム２をハウジング１に対して所定方向に付勢するコイルバネ４と、レバーアーム２の揺動を減衰させる摩擦部材３と、を備える。そして、前記摩擦部材３は、前記コイルバネ４の螺旋部に一体形成された樹脂とされており、レバーアーム２をコイルバネ４の巻戻し方向に回転させることによって、摩擦部材３をレバーアーム２の円筒壁２ｃの内周面（制動面）に接触させるようになっている。
【００２３】
従って、摩擦部材３の外周面側に、制動面に対する接触面積を大きく確保でき、大きなダンピングトルクを得ることができる。また、大きな接触面積により面圧を小さくできるので、摩擦部材３の摩耗速度を抑制できる。更には、ボス部２ａとメタルベアリング５との間に摩擦部材を設ける構成と比較して、摩擦部材が（偏）摩耗したとしてもレバーアーム２がほとんど傾斜せず、ミスアライメントや異音の発生を防止することができる。
【００２４】
なお、図３に示すように、ハウジング１側から円筒壁１ｃをレバーアーム２側に向けて軸線方向に突出し、この円筒壁１ｃの内周面を、前記摩擦部材３が圧接される制動面として構成しても良い。この場合、制動面に接触する前記摩擦部材３の外周面は、円筒壁１ｃの内周面に適合する曲率を有するように成形されることになる。
【００２５】
また、コイルバネ４の巻戻し方向にレバーアーム２を回転させることで摩擦部材３を制動面に圧接させる図１及び図３の構成のほか、巻込み方向（コイルバネ４を縮径させる方向）に回転させることで摩擦部材３が制動面に圧接するように構成することもできる。この一例が図４に示され、この構成では、前記レバーアーム２のボス部２ａの外周面を、前記摩擦部材３が圧接される制動面として構成している。この場合、制動面に接触する摩擦部材３の内周面は、レバーアーム２のボス部２ａの外周面に適合する曲率を有するように成形される。なお、この図４の変形例では、メタルベアリング５が中空筒状に成形されて、ハウジング１のボス部１ａに圧入によって（ボルトなしで）固定されている。
【００２６】
また、摩擦部材３は、図２に示すようにコイルバネ４の螺旋部の全体を連続的に覆うように設けられることに限らず、図５に示すように、摩擦部材３・３・・・を、バネ線方向に隙間１０を形成しつつ複数設けるように構成しても良い。このように間欠的に摩擦部材３を設けると、コイルバネ４の変形によって発生する摩擦部材３の応力が緩和されるので、摩擦部材３の耐久性を向上させることができ、好ましい。
【００２７】
なお、以上の効果は、本願発明者が行った以下の実験結果によっても裏付けられている。この実験について説明すると、摩擦部材としてナイロン６６を使用し、スプリングトルク（即ち、ベルトへの付与張力）を２５Ｎｍとした図１の構成のオートテンショナに対し、下記の条件でプーリを繰返し揺動させるオートテンショナ単体の試験を実施し、ダンピングトルクとレバーアームの傾きの経時変化を測定した。揺動条件としては、雰囲気温度：１００±３℃、プーリ中心の振幅：６ｍｍ（peak-to-peak）、プーリの揺動周波数：３０Ｈｚ、試験時間：３００時間として行った。
【００２８】
この実験結果として図６の２つのグラフが得られ、このうち上側のグラフによると、本実施形態のオートテンショナは、比較例（特許文献１の構成に類似のオートテンショナ）に対し、大きなダンピングトルクが安定して得られることが判る。また、図６の下側のグラフによると、本実施形態のオートテンショナは、長期間使用した場合でも、レバーアームの軸線の傾きを比較例よりも小さく抑制できていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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断面図。
【図２】コイルバネに一体成形される摩擦部材の様子を示す要部断面図。
【図３】オートテンショナの変形例を示す断面図。
【図４】オートテンショナの変形例を示す断面図。
【図５】コイルバネに摩擦部材を一体成形する他の例を示す要部断面図。
【図６】本実施形態のオートテンショナの効果確認実験を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００３０】
１  ハウジング（固定部材）
１ａ  ボス部
１ｃ  円筒壁
２  レバーアーム（可動部材）
２ａ  ボス部
２ｂ  軸部
２ｃ  円筒壁
３  摩擦部材
４  コイルバネ
５  メタルベアリング
６  ボルト
７  プーリ
８  ボールベアリング
９  ボルト
１０  隙間
２０  オートテンショナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007120624.tif 000006
【図５】
2007120624.tif 000007
【図６】
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