JP4772865B2 - オイル内で作動するベルトドライブ用のテンショナ - Google Patents

Description

本発明は、オイル内で作動するベルトドライブ用のテンショナに関する。

内燃機関のカムシャフト駆動用のベルトドライブなどの、ベルトの正しい張力を維持するのに用いられる既知のベルトドライブは、通常、ドライ状態で用いられる。

既知のカム用乾式テンショナは、支持ピンを備えた固定部材と、バネ式カムアームと、カムアームに固定され、タイミングベルトと協働するアイドルプーリと、半径方向において固定ピンとカムアームの間に挟み込まれ、ベルトの振動を減衰させる摩擦材料製のブシュと、を有する。

オイル内で用いられる場合、通常はチェーンが用いられる。チェーンは、シュー（ｓｈｏｅ）と協働して、正しい張力を維持する。

今日開発されているベルトは、オイル内では正しい張力を維持できないことが知られている。

本発明の目的は、上記の欠点が排除されるように設計された、オイル内で作動するベルトドライブ用のテンショナを提供することである。

本発明によれば、請求項１記載のテンショナが提供される。

添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。この実施例は、一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、オイル内で作動するベルトドライブ用のテンショナ１を示している。テンショナ１は、固定ピン２と、固定ピン２に回転可能に取り付けられ、張力バネ４と接続された金属製のカムアーム３と、カムアーム３の周囲を囲み、歯付きベルトと接触・協働する中空プーリ５と、を有する。

より具体的には、固定ピン２は、軸Ａを持つ円筒形取付面６と、軸Ａから偏心された軸Ｂを持つ貫通穴７と、端部肩部８と、円筒形面６の端部肩部８とは反対側の端部に形成された非円形ヘッド９と、を有する。貫通穴７は、非円形ヘッド９を貫き、軸Ａ及びＢを通る面について左右対称である。

カムアーム３は、環状のハウジング１１と、軸Ａ及びＢから偏心された軸Ｃを持つ円筒形外表面１２とを有し、例えばテフロン（登録商標）などの減摩材から成るブシュ１０を用いて、取付面６のまわりに固定される。より具体的には、円筒形外表面１２は、軸受１３を用いて、中空プーリ５を支持する。ハウジング１１は、端部肩部８に向けて開放しており、張力バネ４の全体を収容する。ハウジング１１は、張力バネ４の端部１４へ接続されるためのスロットを有する。

カムアーム３は、環状の基板１５と、摩擦リング１６とによって、軸方向に支持される。基板１５は、固定ピン２に垂直に接続される。摩擦リング１６は、カムアーム３と基板１５の間に挟み込まれる。摩擦リング１６は、例えば「Ｆｅｄｅｒａｌ−Ｍｏｇｕｌ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社」製の「ＢＥＲＡＬ １１２２」などの、オイルの中であっても摩擦を維持できる材料から成る。

より具体的には、上記摩擦材料は、天然ゴムと、オイルの中でも摩擦を得られる複数の添加物の混合物と、を含んだ耐油性結合剤を有する。これら複数の添加物には、岩綿、酸化マグネシウム、黒鉛、及び、粘土が含まれる。この摩擦材料の特性は、２０℃で測定した単位体積重量が２．０４×１０^３ｋｇ／ｃｍ^３、熱伝導率が１．００Ｗ／ｍ・℃、乾き摩擦係数が約０．４７、オイル内での摩擦係数が約０．１０、である。

より具体的には、カムアーム３は、外周縁に一体化されたつば１７を有する。つば１７は、基板１５の方を向いており、摩擦リング１６を半径方向においてカムアーム３と一体化させる座を形成する。

基板１５は、軸方向において端部肩部８の上に載った内部エッジ１８と、カムアーム３に向けて延びる突起１９と、を有する。突起１９は、アーム３と協働して２つの限界位置を規定するとともに、張力バネ４の端部１４とは反対側の端部（図示せず）とも協働する。

基板１５とは反対側において、カムアーム３及び固定ピン２の非円形ヘッド９は、環状座２１を形成する。環状座２１は、軸Ａと同軸であり、プラスチック製の支持カップと、ベルビル（Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ）ワッシャ２４と、円形のカバープレート２５とを収容する。

より具体的には、カップ２３は、軸Ａに垂直な平坦部分２６と、軸Ａに平行な周辺端部２７とを含む。周辺端部２７は、ベルビルワッシャ２４の周囲を囲み、カバープレート２５とともに環状ギャップ２８を形成する。この環状ギャップ２８により、ベルビルワッシャ２４及び取付面６がオイルにより潤滑される。ベルビルワッシャ２４は、カバープレート２５によって、平坦部分２６に対して、軸方向に押圧される。より具体的には、カバープレート２５は、非円形ヘッド９に形状がぴったりとはまって、回転しないように接続されるとともに、コーキングによって軸方向に固定される。

テンショナ１は、貫通穴７の内部に収容されたネジ２９によって、内燃機関の壁に固定される。より具体的には、非円形ヘッド９は、軸方向に延びる支持面３０によって、カバープレート２５に対して拘束される。端部肩部８は、軸方向に延びる支持面３１によって、基板１５に対して拘束される。これにより、テンショナ１がエンジンに固定されたときに、ネジ２９のヘッド３２は支持面３０と協働し、支持面３１は、基板１５を分離したまま、エンジンの壁と直接接触する。したがって、ネジにより生じた引っ張りは、固定ピン２へ伝達され、摩擦リング１６の軸方向負荷（ネジにより生じた引っ張りよりも大幅に小さい）が、ベルビルワッシャ２４のサイズを調整することによって、正確に制御される。事実、ベルビルワッシャ２４は、最大圧力状態で用いられ、例えば摩擦リング１６の使用中の摩耗によって生じたカムアーム３の軸方向寸法における微小な振動と平行な略一定の力を生じさせる。

本発明に係るテンショナの利点は以下の通りである。

軸方向に荷重が掛かった耐油性の摩擦リング１６を用いることにより、オイルの中でも満足できる減衰が実現される。さらに、テンショナ１は、乾式テンショナと数多くの構成部品が共通するため、大量生産によるコスト低減も可能である。より具体的には、摩擦リング１６をＰＴＦＥリングと置き換えることによって、テンショナ１はドライでも用いることができる。

さらに、耐油性の摩擦材を用いることによって、金属製の部品（すなわち、固定ピン２及びカムアーム３）の製造過程におけるクリーニングが不要となるため、より一層、コストが低減される。

張力バネ４の全体が軸方向においてカムアーム３のハウジング１１内に収容されることにより、長さをオイル内で作動するベルトを特徴とする用途に適した長さへ短縮することができ、特に短い長さを可能にするチェーンと置き換えやすくなる。

特許請求の範囲により定義された本発明の範囲から逸脱することなく、ここに記載及び図示したテンショナに変更を加えることができることは明らかである。

例えば、摩擦リング１６は、カムアーム３によって形成された溝の内部に収容されてもよく、或いは、接着されてもよい。

中空プーリ５及び軸受１３は、円筒形外表面１２及びに固定され、カムアーム３と一体化されたリング部材を備えたシューによって置き換えることが可能である。

テンショナ１の構成部品の数を低減するために、支持カップ２３を省き、ベルビルワッシャ２４をカムアーム３に直接接触させてもよい。但し、この場合、ギャップ２８のサイズが、相対運動している面を潤滑するのに十分なオイルが通過するように設計される必要がある。

ここで用いられる摩擦材は、可撓性を有する摩擦リング１６が必要とされる場合、天然ゴムベースの結合剤を含む。剛体の摩擦リングが必要とされる場合、天然ゴムは用いられない。

本発明に係るテンショナの分解斜視図である。 図１の前面図である。 図２のラインIII−IIIで切った断面図である。

Claims (10)

1. 第一の軸を持つピンと、
   前記ピンに略垂直に一体化された基板と、
   前記ピンに回転可能に接続され、前記基板に対して相対的に動くことが可能なカムアームと、
   前記カムアームに搭載された接触部材と、
   前記カムアームに接続され、前記接触部材をベルトに対して駆動させる弾性部材と、を有する、オイル内で作動するベルトドライブ用のテンショナであって、
   前記カムアームを前記基板上で軸方向に支持する、耐油性のポリマー材から成る摩擦部材であり、軸方向で前記カムアームと前記基板との間に置かれる摩擦部材と、
   前記カムアームを介して前記摩擦部材を前記基板に対して押し付ける軸方向弾性手段と、
   を有することを特徴とするテンショナ。
2. 請求項１記載のテンショナであって、
   前記カムアームは、前記第一の軸と同軸の座を形成し、
   前記軸方向弾性手段は、前記座の内部に収容される、
   ことを特徴とするテンショナ。
3. 請求項２記載のテンショナであって、
   前記ピンに固定され、前記軸方向弾性手段を圧縮する押圧板を更に有する、
   ことを特徴とするテンショナ。
4. 請求項３記載のテンショナであって、
   前記押圧板は、前記軸方向弾性手段の潤滑を可能にするギャップを形成する、
   ことを特徴とするテンショナ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項記載のテンショナであって、
   前記軸方向弾性手段は、前記カムアームに直接接触する、
   ことを特徴とするテンショナ。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項記載のテンショナであって、
   前記接触部材は中空プーリを含む、
   ことを特徴とするテンショナ。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項記載のテンショナであって、
   前記接触部材は、前記カムアームに接続されたシューを含む、
   ことを特徴とするテンショナ。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項記載のテンショナであって、
   前記摩擦部材は、岩綿、酸化マグネシウム、黒鉛、及び、粘土を含む、
   ことを特徴とするテンショナ。
9. 請求項８記載のテンショナであって、
   前記摩擦部材は、天然ゴムベースの結合剤を含む、
   ことを特徴とするテンショナ。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項記載のテンショナであって、
    前記カムアームは、前記弾性部材を完全に収容するハウジングを形成する、
    ことを特徴とするテンショナ。

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