(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支軸部を有する固定ケースと、基端のボス部が固定ケースの支軸部に外嵌されて揺動自在に支持された揺動アームと、揺動アームの先端部に回転自在に装着されたテンションプーリと、固定ケースの支持部先端に固定された押え板と揺動アームのボス部との間に介装されて揺動アームの揺動を減衰させる摩擦板と、揺動アームを一揺動方向に付勢すると共にボス部を摩擦板に押付ける圧縮捩りコイルバネとを備えたオートテンショナにおいて、
軸線方向のスリットを有する円筒体の１／８周〜１／３周にわたって圧縮捩りコイルバネに内側から接触する厚肉部を形成した防振材を、圧縮捩りコイルバネと揺動アームのボス部との間に介装し、固定ケースの支軸部の後端部および揺動アームのボス部の付根部分にそれぞれ形成されたバネ倒れ防止用の凸部が支持する圧縮捩りコイルバネの円周上の位置で、防振材の厚肉部を圧縮捩りコイルバネに内側から接触させたことを特徴とするオートテンショナ。
【請求項２】
防振材が、圧縮捩りコイルバネの中央の２巻もしくは３巻に対して内側から接触していることを特徴とする請求項１に記載のオートテンショナ。
【請求項３】
防振材の圧肉部の外面に、圧縮捩りコイルバネの内径側が嵌まり込む凹溝を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のオートテンショナ。
【請求項４】
防振材が合成樹脂製又は合成ゴム製の緩衝材である請求項１ないし請求項３のいずれかに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、ベルト駆動機構におけるベルトの張力を自動的にほぼ一定に維持するオートテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、自動車のオルタネータ、ウォータポンプ、エアコンディショナ用コンプレッサ等にエンジンの動力を伝達して駆動するベルト駆動機構等においては、自動的にベルトの張力をほぼ一定に維持するオートテンショナが組み込まれている。
【０００３】
図７はそのようなオートテンショナの従来例を示す断面図であって、図示のように、支軸部１ａを有する固定ケース１と、基端のボス部２ａが固定ケース１の支軸部１ａに外嵌されて揺動自在に支持された揺動アーム２と、揺動アーム２の先端部２ｄに玉軸受４を介して回転自在に装着されたテンションプーリ３と、固定ケース１の支軸部１ａの先端に固定された押え板６と揺動アーム２のボス部２ａとの間に介装されて揺動アーム２の揺動を減衰させる摩擦板７と、揺動アーム２を一揺動方向に付勢すると共にボス部２ａを摩擦板７に押付ける圧縮捩りコイルバネ５などの主要部品によって構成されている。
【０００４】
かかるオートテンショナでは、圧縮捩りコイルバネ５の捩り復元力によって揺動アーム２が一揺動方向に付勢されているため、揺動アーム２先端のテンションプーリに巻き掛けられたベルト８の張力変動に追随して揺動アーム２が揺動し、ベルト８の張力がほぼ一定に維持される。そして、圧縮捩りコイルバネ５の伸張復元力よって揺動アーム２のボス部２ａが摩擦板７に押付けられ、互いに圧接するボス部２ａと摩擦板７と押え板６との摺動摩擦によって揺動アーム２の揺動が減衰されるため、ベルト８の振動等が防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のオートテンショナは、圧縮捩りコイルバネ５の固有振動数に等しい振動数で加振された場合、圧縮捩りコイルバネ５が軸線方向に共振し、その巻線が相互に干渉して異音を発生するという問題があった。
【０００６】
このような圧縮捩りコイルバネの軸線方向の共振を防止する技術として、軸線方向のスリットを形成した円筒を圧縮捩りコイルバネの内側に全長にわたって挿入し、該コイルバネの内周全体に円筒を接触させて共振を防止する技術が知られている（特表平１０−５０２９９７号）。けれども、上記の技術では、オートテンショナの揺動アーム２の揺動角が大きい場合、圧縮捩りコイルバネ５の捩り角が大きくなり、該コイルバネ５の捩りに伴う内径の寸法変化が大きくなるため、該コイルバネ５の内周と円筒との接触による制動力に大きいバラツキが生じ、一定した防振作用を発揮できないという不都合が予測される。
【０００７】
本発明は上記事情に対処すべくなされたもので、その目的とするところは、揺動アームの揺動角が大きい場合でも、ほぼ一定した防振作用を発揮して圧縮捩りコイルバネの軸線方向の共振を防止し、異音の発生をなくすことができるオートテンショナを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、支軸部を有する固定ケースと、基端のボス部が固定ケースの支軸部に外嵌されて揺動自在に支持された揺動アームと、揺動アームの先端部に回転自在に装着されたテンションプーリと、固定ケースの支持部先端に固定された押え板と揺動アームのボス部との間に介装されて揺動アームの揺動を減衰させる摩擦板と、揺動アームを一揺動方向に付勢すると共にボス部を摩擦板に押付ける圧縮捩りコイルバネとを備えたオートテンショナにおいて、
軸線方向のスリットを有する円筒体の１／８周〜１／３周にわたって圧縮捩りコイルバネに内側から接触する厚肉部を形成した防振材を、圧縮捩りコイルバネと揺動アームのボス部との間に介装し、固定ケースの支軸部の後端部および揺動アームのボス部の付根部分にそれぞれ形成されたバネ倒れ防止用の凸部が支持する圧縮捩りコイルバネの円周上の位置で、防振材の厚肉部を圧縮捩りコイルバネに内側から接触させたことを特徴とするものである。
【０００９】
このようなオートテンショナでは、防振材の厚肉部が圧縮捩りコイルバネの１／８周〜１／３周にわたって内側から接触し、その接触による制動力で圧縮捩りコイルバネの軸線方向の共振が防止されるため、異音の発生をなくすことができる。しかも、防振材が圧縮捩りコイルバネの全周にわたって内側から接触するものではなく、上記のように圧縮捩りコイルバネの１／８周〜１／３周にわたって内側から接触する厚肉部を形成したものであるため、揺動アームの揺動角が大きく該コイルバネの内径の寸法変化が大きい場合であっても、該コイルバネの内周と防振材との接触による制動力に大きいバラツキを生じることがなく、ほぼ一定した防振作用を発揮して異音を確実になくすことができる。加えて、固定ケースの支軸部の後端部および揺動アームのボス部の付根部分にそれぞれ形成されたバネ倒れ防止用の凸部が支持する圧縮捩りコイルバネの円周上の位置で、防振材の厚肉部を圧縮捩りコイルバネに内側から接触させたので、後述するように、圧縮捩りコイルバネの内径の変化による影響を受けにくく、防振材の厚肉部の接触による防振作用を最も安定させることができる。また、防振材を揺動アームのボス部に外嵌することにより簡単に組み込むこともできる。
【００１２】
次に、請求項２に係る発明は、上記請求項１のオートテンショナにおいて、その防振材が、圧縮捩りコイルバネの中央の２巻もしくは３巻に対して内側から接触していることを特徴とするものである。
【００１３】
このオートテンショナは、圧縮捩りコイルバネに対して防振材の接触する巻数は少ないけれども、接触する部分が該コイルバネの防振に最も有効な中央の２巻もしくは３巻であるため、確実にコイルバネの共振を防止することができる。しかも、該コイルバネの中央の２巻もしくは３巻に接触する防振材は、その軸線方向の長さ寸法が短いので、防振材を小型化することができる。
【００１４】
次に、請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２のオートテンショナにおいて、防振材の圧肉部の外面に、圧縮捩りコイルバネの内径側が嵌まり込む凹溝を形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
このようなオートテンショナは、圧縮捩りコイルバネの内径側が防振材の厚肉部の凹溝に嵌まり込むため、該コイルバネと防振材の厚肉部が接触する場合よりも防振作用が顕著になり、該コイルバネの共振を一層確実に防止することができる。
【００１６】
尚、防振材の材質としては、請求項４のオートテンショナにおける防振材のように合成樹脂や合成ゴムが好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態に係るオートテンショナの正面図、図２は図１のＡ−Ｏ−Ｂ線断面図、図３は図１のＣ−Ｃ線断面図、図４は同オートテンショナにおける圧縮捩りコイルバネと防振材との接触状態を示す正面図、図５（ａ）は防振材の正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００１９】
このオートテンショナは、固定ケース１、揺動アーム２、テンションプーリ３、玉軸受４、圧縮捩りコイルバネ５、押え板６、摩擦板７、防振材９、すべり軸受１０などの主要部品で構成されている。
【００２０】
固定ケース１はアルミニウム合金等をダイカスト成形したもので、前方へ突き出す支軸部１ａと、ケース後端のバネ受部１ｂと、支軸部１ａの後半部を取り囲む外筒部１ｃと、ケース後端から側方へ延びる取付片１ｄとが一体形成されている。そして、支軸部１ａの中心線上と取付片１ｄの先端部には、それぞれボルト挿通孔１ｅ，１ｆが穿孔され、これらのボルト挿通孔１ｅ，１ｆから挿入されるボルト（不図示）によって、固定ケース１がエンジンブロック等の対象物に取付固定されるようになっている。
【００２１】
揺動アーム２もアルミニウム合金等をダイカスト成形したもので、この揺動アーム２の基端にはボス部２ａとバネ受部２ｂと外筒部２ｃが形成され、このボス部２ａを固定ケース１の支軸部１ａに外嵌することによって揺動アーム２が揺動自在に支持されている。そして、この揺動アーム２が滑らかに揺動できるように、固定ケース１の支軸部１ａと揺動アーム２のボス部２ａとの間に合成樹脂製のすべり軸受１０が介装されている。
【００２２】
また、揺動アーム２の先端のプーリ支持部２ｄには、テンションプーリ３が玉軸受４を介して回転自在に装着され、ボルト１１ａとナット１１ｂで脱落しないように取付けられている。このテンションプーリ３は圧延鋼板等の金属板をプレス加工して製作されたものである。尚、２ｅは、テンションプーリ３にベルト８を巻き掛けるときに、揺動アーム２を強制的に回動させる治具を差し込む差込口である。
【００２３】
上記固定ケース１の支軸部１ａの先端には押え板６が固定され、この押え板６と揺動アーム２のボス部２ａとの間にはドーナツ板状の摩擦板７が介装されている。押え板６は、圧延鋼板等の金属板をプレス加工して製作された略ドーナツ板状の押え板であり、その内周円に回り止め用の凹凸を形成することによって、支軸部１ａの先端に回転不能に取付けられている。そして、この押え板６には、摩擦板７の摩耗粉を集めて除去する複数の凹部６ｂが周方向に間隔をあけて形成されている。また、摩擦板７は、クラッチフェーシング材やブレーキライニング材等で製作されたものである。
【００２４】
上記固定ケース１のバネ受部１ｂと揺動アーム２のバネ受部２ｂとの間には、圧縮捩りコイルバネ５が装着されており、この圧縮捩りコイルバネ５の捩り復元力によって揺動アーム２が一揺動方向（図１では時計回り方向）に付勢されると共に、この圧縮捩りコイルバネ５の伸張復元力によって揺動アーム２のボス部２ａが摩擦板７に押付けられている。
【００２５】
この圧縮捩りコイルバネ５は、固定ケース１の外筒部１ｃおよび揺動アーム２の外筒部２ｃにそれぞれ形成された係合凹部（不図示）に、バネ両端のフック部５ａ，５ｂを、係止させることによって装着されており、バネ倒れを防止するために、図３に示すように固定ケース１の支軸部１ａの後端部および揺動アーム２のボス部２ａの付根部分にそれぞれ形成された凸部１ｇ，凸部２ｆによって内側から支えられている。これらの凸部１ｇ，２ｆは、図４に示すように、圧縮捩りコイルバネ５の両端のフック部５ａ，５ｂから周方向に略９０°離れた位置に形成されている。
【００２６】
この圧縮捩りコイルバネ５と揺動アーム２のボス部２ａとの間には、該コイルバネ５の共振を防止する防振材９が介装されている。この防振材９は、図５に示すように、軸線方向のスリット９ｃを有する円筒体９ａの１／８周〜１／３周（図５の防振材では１／６周）にわたって、圧縮捩りコイルバネに内側から接触する厚肉部９ｂを形成したものであり、円筒体９ａの内面には、ボス部２ａの外周面のテーパに対応するテーパが設けられている。そして、この防振材９の軸線方向の長さ寸法Ｌは、圧縮捩りコイルバネ５の中央の２巻に内側から接触できる寸法とされている。防振材９の材質は特に限定されないが、例えば、ガラス繊維強化６ナイロン、６６ナイロン等の合成樹脂や、ＮＢＲ等の合成ゴムで作製することが好ましい。
【００２７】
この防振材９は、揺動アーム２のボス部２ａに外嵌されて圧縮捩りコイルバネ５との間に介装され、図３、図４に示すように、防振材９の厚肉部９ｂが該コイルバネの中央の２巻に対して内側から１／８周〜１／３周にわたって接触している。そして、この防振材９は、前述したすべり軸受１０のフランジ部１０ａに係止され、後方へ移動しないように位置決めされている。
【００２８】
図４に示すように、防振材９の厚肉部９ｂが内側から接触する圧縮捩りコイルバネ５の円周上の位置は、前述のバネ倒れ防止用の凸部１ｇ（２ｆ）が支持する円周上の位置の付近とすることが好ましい。バネ倒れ防止用の凸部１ｇ（２ｆ）が支持する位置は、圧縮捩りコイルバネ５の内径の変化による影響を受けにくい箇所であるため、防振材９の厚肉部９ｂの接触による防振作用が最も安定するからである。
【００２９】
以上のような構成のオートテンショナは、圧縮捩りコイルバネ５の捩り復元力によって揺動アーム２が一揺動方向（図１では時計回り方向）に付勢されているため、揺動アーム先端のテンションプーリ３に巻き掛けられたベルト８の張力変動に追随して揺動アーム２が揺動し、ベルト８の張力を略一定に維持することができる。そして、圧縮捩りコイルバネ５の伸張復元力で圧接された摩擦板７と押え板６との摺動摩擦によって揺動アーム２の揺動が減衰されるため、ベルト８の振動等が防止される。
【００３０】
その場合、オートテンショナを取付固定しているエンジンブロック等の振動により、オートテンショナが圧縮捩りコイルバネ５の固有振動数に等しい振動数で加振されると、該コイルバネ５が軸線方向に共振しようとするが、このオートテンショナでは、防振材９の厚肉部９ｂが該コイルバネ５の中央の２巻に対し内側から１／８周〜１／３周にわたって接触しているため、その接触による制動力で該コイルバネ５の軸線方向の共振が防止される。従って、共振による該コイルバネ５の巻線相互の干渉に起因した異音の発生をなくすことができる。
【００３１】
しかも、このオートテンショナに組み込まれている防振材９は、圧縮捩りコイルバネ５の全周にわたって内側から接触するものではなく、圧縮捩りコイルバネ５の１／８周〜１／３周にわたって内側から防振材の厚肉部９ｂが接触するものであるから、揺動アーム２の揺動角が大きくて該コイルバネ５の内径の寸法変化が大きい場合であっても、接触による制動力に大きなバラツキを生じることがなく、ほぼ一定した防振作用を発揮して異音を確実になくすことができる。特に、防振材９の厚肉部９ｂが接触する圧縮捩りコイルバネ５の円周上の位置が、バネ倒れ防止用の凸部１ｇ（２ｆ）が支持する円周上の位置の付近である場合は、既述したように圧縮捩りコイルバネ５の内径の変化による影響を受けにくいため、接触による制動力の変化が殆どなく、防振作用が最も安定する。
【００３２】
防振材９の厚肉部９ｂが接触する圧縮捩りコイルバネ５の周方向の範囲が１／８周より少ない場合は、接触による制動力が不足するため、十分な防振作用を発揮することが難しくなり、一方、１／３周よりも多い場合は、該コイルばね５の内径変化による制動力のバラツキが増大して略一定した防振作用を発揮することが難しくなるので、いずれの場合も好ましくない。防振材９の厚肉部９ｂが接触するコイルバネ５の周方向のより望ましい範囲は、１／６周〜１／４周である。
【００３３】
また、このオートテンショナは、圧縮捩りコイルバネ５に対して防振材９の厚肉部９ｂが接触する巻数は２巻と少ないけれども、接触する部分が該コイルバネ５の防振に最も有効な中央の２巻であるため、コイルバネ５の共振を十分防止することができる。
【００３４】
上記実施形態のオートテンショナでは、防振材９の厚肉部９ｂを圧縮捩りコイルバネ５の中央の２巻に内側から接触させているが、該コイルバネ５の中央の３巻に内側から接触させるように構成してもよい。その場合は、接触による制動力が増すため、防振作用が更に向上する利点がある。
【００３５】
図６は本発明の他の実施形態に係るオートテンショナの部分断面図である。
【００３６】
このオートテンショナは、防振材９の厚肉部９ｂの外面に、圧縮捩りコイルバネ５の中央の２巻の内径側がそれぞれ嵌まり込む凹溝９ｄを形成し、この凹溝９ｄに該コイルバネ５の中央の２巻の内径側を嵌め込んでいる。その他の構成は前述したオートテンショナと同様であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
このオートテンショナのように、圧縮捩りコイルバネ５の中央の２巻の内径側を防振材９の厚肉部９ｂの凹溝９ｄに嵌め込むと、防振材９の厚肉部９ｂが該コイルバネ５の内側から接触する場合に比べて防振作用が顕著になり、該コイルバネ５の共振を一層確実に防止できるようになる。
【００３８】
なお、この実施形態のオートテンショナでは、圧縮捩りコイルバネ５の中央の２巻を防振材９の凹溝９ｄにそれぞれ嵌め込んでいるが、場合によっては、防振材９の凹溝９ｄをもう一つ増やして、該コイルバネ５の中央の３巻をそれぞれ凹溝９ｄに嵌め込むように構成してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のオートテンショナは、揺動アームの揺動角が大きい場合でも、ほぼ一定した防振作用を発揮して圧縮捩りコイルバネの軸線方向の共振を防止し、異音の発生をなくすことができるといった顕著な効果を奏し、また、防振材が小型で組込み作業も容易である等の効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るオートテンショナの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ｏ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】同オートテンショナにおける圧縮捩りコイルバネと防振材との接触状態を示す正面図である。
【図５】防振材を一例を示すもので、（ａ）は防振材の正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るオートテンショナの部分断面図である。
【図７】従来のオートテンショナの断面図である。
【符号の説明】
１  固定ケース
１ａ  支軸部
１ｇ  バネ倒れ防止用の凸部
２  揺動アーム
２ａ  ボス部
２ｄ  先端部（プーリ支持部）
２ｆ  バネ倒れ防止用の凸部
３  テンションプーリ
４  玉軸受
５  圧縮捩りコイルバネ
５ａ，５ｂ  フック部
６  押え板
７  摩擦板
８  ベルト
９  防振材
９ａ  防振材の円筒体
９ｂ  防振材の厚肉部
９ｃ  防振材のスリット
１０  すべり軸受
１０ａ  すべり軸受のフランジ部
【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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【図６】
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【図７】
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