(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが巻き掛けられるプーリを回転自在に先端部に支持した揺動アームと、
前記揺動アームを揺動自在に支持する支持部材と、
前記支持部材に対して前記揺動アームを所定の揺動方向に付勢するばねと、
前記揺動アームの揺動部と前記支持部材側の不動部との間に介在し、前記揺動アームの揺動に対して揺動抵抗を付与する厚さｔの摩擦部材とを備えたオートテンショナであって、
前記摩擦部材の摺動面となる表面及びその裏面にはそれぞれ複数の有底溝が表裏互いにずれた位置に形成され、各溝の少なくとも一方の溝端部は当該摩擦部材を突き抜けており、表面側の溝の深さｄ１（＜ｔ）と裏面側の溝の深さｄ２（＜ｔ）とは少なくとも表裏一対の溝同士でｄ１＋ｄ２≧ｔの関係を有することを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
前記摩擦部材はリング状の摩擦板であり、表裏ともに各溝は径方向に通り抜けて周方向に同数等配されている請求項１記載のオートテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリに巻き掛けられたベルトに、所定の張力を付与するオートテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車に搭載されたエアコンディショナ用コンプレッサ等の補機に、エンジンからの動力を伝達するためには、一般にベルトが用いられている。このベルトの張力は、オートテンショナによって一定に維持される。オートテンショナは、固定部を中心に揺動可能な揺動アームの先端に、上記ベルトが巻き掛けられたプーリを有しており、捻りコイルばねの力でベルトに張力を付与している。揺動アームには、その揺動基部近傍に設けられた摩擦板により、揺動抵抗が付与される。
このようなオートテンショナにより、補機の取付誤差、温度変化による寸法変化、又は、ベルトの長さのばらつき等を吸収することができる。また、エンジン回転変動等によるベルトの張力変動を吸収して、ベルトの振動や異音の発生を防止し、ベルト本来の寿命を確保することができる。
【０００３】
図５は、上記摩擦板の斜視図である。図において摩擦板１０１は、リング状のクラッチフェーシング材からなり、その厚さは３ｍｍ程度である。摩擦板１０１の径方向には、４本の溝１０１ｂが設けられており、摩耗により摺動面１０１ａから発生する摩耗粉が、揺動アームの揺動に伴ってこれらの溝１０１ｂにかき集められ、溝端部から自然に排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のオートテンショナにおいては、摺動面１０１ａが摩耗すると溝１０１ｂが次第に浅くなり、最終的には溝１０１ｂが消失する。溝１０１ｂが消失すると、摩耗粉が排出されにくくなって摺動面１０１ａを覆うため、摩擦力が低下する。従って、その時点で交換が必要となる。しかしながら、本来、摩擦板１０１は完全に摩滅するまで使用することができるものであり、最後まで使用できないのは不経済であるとともに、交換時期が早くなって不便である。溝１０１ｂを板厚と同じ深さにすれば最後まで溝１０１ｂが存在するが、この場合には、溝１０１ｂが径方向に通り抜けていることから摩擦板１０１が分断されて４枚になる。こうなると、４枚の摩擦板を別々に製造することになるので、相互に正確に厚さを一致させることが製造上困難になる。厚さが一致しなければ、所望の摩擦面積が得られない。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、製造上は一個体であって、摩滅するまで溝が存在する摩擦部材を備えたオートテンショナを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベルトが巻き掛けられるプーリを回転自在に先端部に支持した揺動アームと、前記揺動アームを揺動自在に支持する支持部材と、前記支持部材に対して前記揺動アームを所定の揺動方向に付勢するばねと、前記揺動アームの揺動部と前記支持部材側の不動部との間に介在し、前記揺動アームの揺動に対して揺動抵抗を付与する厚さｔの摩擦部材とを備えたオートテンショナであって、
前記摩擦部材の摺動面となる表面及びその裏面にはそれぞれ複数の有底溝が表裏互いにずれた位置に形成され、各溝の少なくとも一方の溝端部は当該摩擦部材を突き抜けていることを特徴とするものである（請求項１）。
上記のように構成されたオートテンショナの摩擦部材は、溝の位置が表裏でずれていることにより、表裏の溝同士はつながらない。従って、摩擦部材は、製造上は一個体であり、溝によって分断されたものではない。また、摩滅するまで溝が存在し、摩耗粉は溝にかき集められる。かき集められた摩耗粉は、摩擦部材を突き抜けている溝端部から外部へ排出される。
【０００７】
また、本発明は、上記オートテンショナにおいて、表面側の溝の深さｄ１（＜ｔ）と裏面側の溝の深さｄ２（＜ｔ）とは少なくとも表裏一対の溝同士でｄ１＋ｄ２≧ｔの関係を有するものである（請求項１）。
この場合、溝の深さがｄ１＋ｄ２≧ｔの関係を有することにより、摩擦部材が摩滅するまで常に溝が存在する。
【０００８】
また、上記オートテンショナにおいて、摩擦部材はリング状の摩擦板であり、表裏ともに各溝は径方向に通り抜けて周方向に同数等配されているものであってもよい（請求項２）。
この場合、溝端部が多数存在し、かつ、摩擦板の内外が溝によって連通している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２はそれぞれ、本発明の一実施形態によるオートテンショナの断面図及び側面図である。図１において、ベルト１が巻き掛けられるプーリ２は、その中心部に玉軸受３が装着されている。この玉軸受３の内輪は、揺動アーム４の先端部４ａに外嵌され、ボルト５及びナット６によって先端部４ａに固定されている。このようにして、プーリ２は、揺動アーム４の先端部４ａにより回転自在に支持されている。揺動アーム４の下方には、先端部４ａと一体に、鍔部４ｂ及び筒状部４ｃが形成されている。
【００１０】
一方、揺動アーム４を支持する支持部材７は、内部が空洞になっている支持基部７ａと、この支持基部７ａの周りに形成されたばね受け部７ｂと、取付部７ｃとを有する成形部材である。取付部７ｃで車体のシャシやエンジン等の固定部に固定することにより、支持部材７は固定される。なお、支持基部７ａの外周面は鋳型の抜き勾配のため、図１の右方へ若干先細りのテーパ形状となっている。この支持基部７ａの外周面には、略筒状のブッシュ８が装着されている。ブッシュ８は、硬さがＨＲＲ９０〜９５の樹脂（ナイロン等）である。
【００１１】
揺動アーム４は、その筒状部４ｃがブッシュ８に外挿されることにより、支持部材７に対して揺動自在である。また、支持部材７のばね受け部７ｂと揺動アーム４の筒状部４ｃとの間に捻りコイルばね９が装着されている。捻りコイルばね９の一方の端部９ａは支持部材７に係止され、他方の端部９ｂは揺動アーム４に係止されている。
上記の構成により、揺動アーム４は支持部材７に対して、ブッシュ８を介して所定範囲で揺動（回動）可能となる。このとき、揺動基部は筒状部４ｃであり、揺動中心軸Ｘは支持基部７ａの中心軸と一致する。捻りコイルばね９は、ベルト１が巻き掛けられた状態で揺動アーム４を図２の時計回り方向に付勢し、ベルト１に一定の張力を与える。
【００１２】
一方、環状の摩擦板１０は、揺動中心軸Ｘに対して直交し、揺動アーム４の鍔部４ｂと環状の押さえ板１１との間に介在している。摩擦板１０は、例えば、厚さ３ｍｍ程度のクラッチフェーシング材からなる。また、押さえ板１１の内周形状及び、支持部材７の右端側（図１）の外周形状は、互いに嵌合する菊型の回り止め構造を成している（図２参照）。そして、押さえ板１１は、支持部材７に嵌合された状態で、支持部材７のねじ孔７ｄに取り付けられる抜け止め手段（図示せず。）により固定される。
【００１３】
捻りコイルばね９は、揺動中心軸Ｘ方向への弾発力により支持部材７に対して揺動アーム４を付勢し、これにより、鍔部４ｂと押さえ板１１とは、摩擦板１０を挟んで、揺動中心軸Ｘに平行な方向に互いに押し合うように付勢される。鍔部４ｂの、摩擦板１０と接触する部分の表面には、先鋭な小突起（図示せず。）が少なくとも周方向に４等配で設けられており、これが摩擦板１０に食い込んで鍔部４ｂに摩擦板１０を固定する。鍔部４ｂに固定される側の摩擦板１０の表面をＡ面、その裏面をＢ面とすると、揺動アーム４の揺動によって、摩擦板１０のＢ面は、押さえ板１１に対して摺動する。
【００１４】
図３の（ａ）は、上記摩擦板１０の正面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ-Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ-Ｃ線断面図である。摩擦板１０のＡ面（（ａ）の手前側とする。）には、径方向に通り抜けるＶ字状の溝１０ｃが周方向に４等配で形成され、それ以外の表面が鍔部４ｂとの固定面１０ａとなっている。また、Ｂ面には、Ａ面の溝１０ｃとは４５度周方向にずらして同様の溝１０ｃが４等配で形成され、それ以外の面が摺動面１０ｂとなっている。Ａ面の各溝１０ｃの深さｄ１は板厚ｔに対してｄ１＝ｔ／２である。同様に、Ｂ面の各溝１０ｃの深さｄ２も板厚ｔに対してｄ２＝ｔ／２である。溝１０ｃの位置が、Ａ面とＢ面とでずれていることにより、両面の溝１０ｃが相互につながって摩擦板１０が分断されることはなく、摩擦板１０は製造上一個体を成している。
【００１５】
次に、上記のように構成されたオートテンショナの動作について図１及び図２を参照して説明する。
ベルト１の張力変動が生じて、揺動アーム４が図２の反時計回り方向又は時計回り方向に揺動すると、「揺動部」としての図１の鍔部４ｂが揺動中心軸Ｘ周りに回動する。一方、「揺動部」に対する「不動部」としての押さえ板１１は、固定されている。従って、押さえ板１１と鍔部４ｂとの間の相対的な回動により、鍔部４ｂに固定された摩擦板１０と押さえ板１１との間に摩擦が生じる。これによって、揺動アーム４には揺動抵抗（摩擦抵抗）が付与される。
【００１６】
図４は、摩擦板１０の摩耗の過程を示す斜視図であり、Ｂ面を上にして示している。初期の摩擦板１０は、（ａ）に示す状態であり、Ｂ面の溝１０ｃの深さは前述のｄ２であるが、継続して使用することにより次第に摺動面１０ｂが摩耗し、（ｂ）の状態となる。すなわち、Ｂ面の溝１０ｃの深さが浅くなる。さらに摩耗が進むと、（ｃ）に示すように、Ｂ面の溝１０ｃは消失し、代わってＡ面の溝１０ｃの底が現れる。ここで、Ａ面の溝１０ｃの底は線状であるように図示しているが、実際にはＶ溝の底にもある程度の幅があるので、これは、隙間を形成する「溝」である。
【００１７】
（ｃ）の時点で摩擦板１０は４つに分断されるが、前述のように、摩擦板１０に対して鍔部４ｂの小突起が食い込んでいるため、分断されても摩擦板１０は動かない。さらに摩耗が進むと、（ｄ）に示すように、溝１０ｃの隙間が広がっていく。そして、最終的には摩擦板１０が摩滅する。こうして、摩滅するまで常に摩擦板１０には溝１０ｃが存在し、摩耗粉は溝１０ｃにかき集められて、摩擦板１０を通り抜けている溝端部から排出される。従って、摩擦力が低下することなく、摩擦板１０が摩滅するまで安定した摩擦力で使用することができる。なお、径方向に通り抜けた溝１０ｃが周方向に等配されていることにより、溝端部が多数存在し、かつ、摩擦板１０の内外が溝１０ｃによって連通しているので、摩擦板１０の取付姿勢に関わらず、各溝１０ｃから外部へ摩耗粉を円滑に排出させることができる。
【００１８】
なお、上記実施形態における溝１０ｃはＶ溝であるが、Ｕ字状や矩形状等、種々の形状が採用できる。但し、Ｖ溝のように、深くなるほど溝幅が狭くなる方が、成型時に型から抜きやすい点においては好適である。
また、上記実施形態では、溝１０ｃの数は表裏とも４つであるが、必要に応じて増減することができる。
【００１９】
また、上記実施形態では、表裏各溝についてｄ１＝ｄ２＝ｔ／２としたが、表裏の一方の溝の深さがｔ／２を超え、他方がｔ／２に満たない深さとしてもよいし、表裏共にｔ／２を超える深さとしてもよい。すなわち、ｄ１＋ｄ２≧ｔであることが好ましい。但し、溝が深くなると離型しにくいので、この点を考慮すればｄ１＝ｄ２＝ｔ／２の関係が好適である。
また、上記実施形態では、溝１０ｃの深さは各面において一定であるが、これは必ずしも一定でなくてもよい。例えば、表裏とも深さが２種類となるようにしてもよい。但し、この場合でも、摩耗の程度に関わらず常に溝が存在するようにするためには、少なくとも表裏一対の溝同士でｄ１＋ｄ２≧ｔの関係を満たすことが必要である。
【００２０】
もっとも、摩耗の程度によって溝が存在しなくてもよい場合には、ｄ１＋ｄ２≧ｔの関係は必ずしも不可欠な条件ではない。例えば、ｄ１＋ｄ２＜ｔの場合でも、ｔ−（ｄ１＋ｄ２）の値が十分に小さければ、摩耗の途中で溝が無くなる時期があってもそれは短期間であり、そのときの摩耗粉による影響が大きくなる前に裏面側の溝が現れることになるので、実用上はほとんど問題がなく、摩擦板１０が摩滅するまで実質的に安定した摩擦力で使用することができる。
また、上記実施形態では、溝１０ｃは、径方向に通り抜けているものとしたが、これは必ずしも通り抜けていなくてもよいし、溝の方向も径方向に限定されない。要するに、少なくとも一方の溝端部が摩擦板１０を突き抜けていれば摩耗粉の排出は可能である。
【００２１】
なお、上記のように表裏に溝１０ｃを設けた摩擦板１０の構成は、上記実施形態の場所に設けられるものや、リング状のものに限らず、揺動アーム４と支持部材７との間に設けられる種々の形態の摩擦部材に適用可能である。例えば、ブッシュ８に摩擦機能を持たせる構成のオートテンショナの場合には、ブッシュの外面及び内面に、揺動中心軸Ｘの方向に沿って同様な溝を設けることにより、同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１のオートテンショナによれば、摩擦部材は製造上一個体でありながら、摩滅するまで溝が存在するので、摩耗粉は溝にかき集められ、溝端部から外部へ排出される。従って、当該オートテンショナにおいては、摩擦力が低下することなく、摩擦部材が摩滅するまで安定した摩擦力で使用することができる。
【００２３】
また、請求項１のオートテンショナによれば、摩擦部材が摩滅するまで常に溝が存在し、常に安定した摩擦力で使用することができる。
【００２４】
請求項２のオートテンショナによれば、溝端部が多数存在し、かつ、摩擦板の内外が溝によって連通しているので、摩擦板の取付姿勢に関わらず、各溝から外部へ摩耗粉を円滑に排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるオートテンショナの主要部を示す部分断面図である。
【図２】上記オートテンショナの側面図である。
【図３】（ａ）は、上記オートテンショナにおける摩擦板の正面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ-Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ-Ｃ線断面図である。
【図４】上記摩擦板の摩耗の過程を示す斜視図である。
【図５】従来のオートテンショナにおける摩擦板を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    ベルト
２    プーリ
４    揺動アーム
４ｂ  鍔部（揺動部）
４ｃ  筒状部
７    支持部材
９    捻りコイルばね
１０    摩擦板（摩擦部材）
１０ｃ  溝
１１    押さえ板（不動部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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