JP4139128B2

JP4139128B2 - オートテンショナ及びそれを備えたエンジン

Info

Publication number: JP4139128B2
Application number: JP2002127044A
Authority: JP
Inventors: 哲史大石
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP2003322228A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト駆動機構の伝動ベルトの張力を自動的に適度に保つためのオートテンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のオートテンショナでは、例えば特開平１０−２１３１９７号公報に開示されているように、ベースおよび揺動アーム間に捩じりコイルバネを予め縮径および圧縮させながら介装する。そして、捩じりコイルバネの軸方向の付勢力（伸張方向復元力）により揺動アームのボス部と摩擦板とを圧接させると共に、捩じりコイルバネの周方向の付勢力（捩じり復元力）により揺動アームおよびプーリをその揺動方向の一方側に向けて付勢し、揺動アームに回転自在に設けられたプーリに張力を付与するように構成されている。
【０００３】
このような構成により、オートテンショナは、ボス部および摩擦板間に生じた摩擦力と捩じり復元力とで減衰力を発生させ、この減衰力により伝動ベルトの張力の緊張・弛緩の変動に応じたプーリの動きを許容しつつ、伝動ベルトからの激しい振動や衝撃を減衰することが可能になっている。
【０００４】
しかし、上記従来の構成では、揺動アームのボス部と摩擦板とを伸張方向復元力で圧接させることにより摩擦力を得るようになっているため、常に一定の摩擦力しか発生させることができない。
【０００５】
例えば、伝動ベルトの張力が大幅に増加することによって、揺動アームが進み揺動方向に大きく揺動する場合には、大きな摩擦力と戻り揺動方向の捩じり復元力とを合計した大きな減衰力で減衰できることが望ましい。ところが、この場合には、伝動ベルトの張力が減少して揺動アームが戻り揺動方向に揺動するときに、揺動アームを戻り揺動方向に揺動させる捩じり復元力の作用が摩擦力により大幅に減少されるため、揺動アームの揺動を伝動ベルトの張力変動に対して十分に追従させることができないという問題が生じることになる。一方、小さな摩擦力に設定した場合には、揺動アームの追従性を高くすることができるが、伝動ベルトの張力が大幅に増加する事態に対応することができない。
【０００６】
また、特開平５−３３２４０９号公報には、プーリ支持体を張力調整バネでベルト張り側に揺動させ、さらに、プーリ支持体に設けた円筒部とこの内部でカム面を形成した固定軸との間に楔形空間を形成し、この楔形空間内に摩擦部材とバネ部材とを組み込んで、方向性のある摩擦抵抗を付与するものが記載されている。しかし、このオートテンショナは、摩擦部材とカム面との接触部における摩擦係数、摩擦部材と円筒部との接触部における摩擦係数等を調整することが難しく、大きな減衰力を得ることとベルト張力変動に対する高い追従性とを両立することが困難であった。そのため、摩擦部材の材質改善等を図ることで改良を図っているのが実情である（特開平６−２１３２９６号公報、特開平７−２８６６４６号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、張力変動幅の大きな伝動ベルトにも十分に適用可能な大きな減衰力を発生させることができると共に、張力変動速度の大きな伝動ベルトにも高い追従性を発揮して適応することができるオートテンショナおよびそれを備えたエンジンを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載のオートテンショナは、伝動ベルトの張力変動を減衰するオートテンショナにおいて、基部と該基部から垂直方向へ延在する芯部とを有するベースと、前記芯部に回転自在に外挿されるとともに前記ベースの基部に向かって延在するボス部を有した揺動アームと、前記揺動アームにおける前記ボス部とは反対側の端部に回転自在に設けられ、前記芯部を揺動中心として揺動するように、前記伝動ベルトが掛けられるプーリと、前記ボス部の周囲に設けられ、前記伝動ベルトが張力を減少させたときの前記揺動アームの戻り揺動方向に捩じり復元力を付与する捩じりコイルバネと、前記ベースの基部上の支点を中心にして揺動可能に支持されるとともに前記揺動アームに内接するように設けられる摩擦材と、前記芯部と前記摩擦材との間に設けられ、前記摩擦材を前記揺動アームに当接させる方向に付勢する弾性体と、を備え、前記摩擦材が前記ベースの基部とベース側に向かって延在する前記揺動アームの側壁部の内周面とに沿う略Ｌ字型断面となり、前記ベースの基部に沿う部分が前記捩じりコイルバネの座を兼ね、そして前記揺動アームの前記側壁部の内周面とともにベースの基部に当接し、更に外周側に形成された突出部を前記側壁部の垂下された端部に当接しており、前記伝動ベルトが張力を増加させたときの進み揺動方向に前記揺動アームが揺動すると、前記揺動アームと前記摩擦材との間に作用する摩擦力が増す方向に前記摩擦材を前記支点を中心にして揺動させる力が作用し、戻り揺動方向に前記揺動アームが揺動すると、前記揺動アームと前記摩擦材との間に作用する摩擦力が減少する方向に前記摩擦材を前記支点を中心にして揺動させる力が作用することを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、伝動ベルトの張力が増加することによって、揺動アームが進み揺動方向に揺動すると、捻りコイルバネにより戻り揺動方向への捻り復元力が揺動アームに付与される。また、揺動アームの進み揺動方向揺動時は、基部上の支点を中心にして揺動可能に支持されて揺動アームと当接する摩擦材に、摩擦力が増す方向に揺動する力が作用する。このため、揺動アームの進み揺動方向揺動時は、揺動角度の増加に伴って大きな摩擦力が発生し、この大きな摩擦力と捩じりコイルバネの捩じり復元力とが、揺動アームの揺動を阻止するように作用する。したがって、伝動ベルトの張力が急激に大幅に増加する事態になっても、この張力の増加を十分に減衰させることができる。
【００１０】
また、伝動ベルトの張力が減少することによって、揺動アームが戻り揺動方向に揺動すると、摩擦材には、摩擦力が減少する方向に揺動する力が作用する。このため、揺動アームは、摩擦材との間で作用する摩擦力が抑制されて捩じりコイルバネの捩じり復元力を強く受ける結果、伝動ベルトの張力が急激に減少する事態になっても、この張力の減少に対して揺動アームの戻り揺動方向への揺動を十分に追従させることができる。
したがって、本発明によると、張力変動幅の大きな伝動ベルトにも十分に適用可能な大きな減衰力を発生させることができると共に、張力変動速度の大きな伝動ベルトにも高い追従性を発揮して適応することができる。
さらに、弾性体で摩擦材を付勢することで、摩擦材と揺動アームとの当接関係を常時保つことができる。このため、進み揺動方向では大きな摩擦力を発生させてロックし、戻り揺動方向では摩擦力を減少させてロックを解除する機能を適切に発揮させることができる。
この構成によると、容易に、揺動アームの揺動時に摩擦力が作用する摩擦材を揺動アームと当接するように設けることができる。
この構成によると、ベースの基部上に摩擦材を配置しても捩じりコイルバネを安定保持できる。
【００１１】
請求項２に記載のオートテンショナは、請求項１において、前記摩擦材の上記支点が、前記摩擦材が内接する前記揺動アームの内周面よりも、前記ベースの芯部に近い位置にあることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載のオートテンショナは、請求項１又は２において、前記支点が、前記側壁部の内周面と前記ベースの芯部との間に位置しており、前記揺動アームが進み揺動方向に揺動すると、前記内周面から前記摩擦材に作用する摩擦力によって前記摩擦材を前記支点を中心にして揺動させる力が生じることで、前記摩擦材が前記内周面に押し付けられ、前記摩擦力が増すことを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、進み揺動方向揺動時の摩擦力によって摩擦材が支点を中心にして揺動して揺動アームの内周面に押し付けられていくものであるため、進み揺動方向揺動時に摩擦力が増す構造を容易に実現できる。
【００１４】
請求項４に記載のオートテンショナは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記支点が、前記摩擦材が前記内周面と当接している円弧部分の一端と前記芯部の中心とを結ぶ線の近傍に、または前記円弧部分と前記芯部の中心とで囲まれる扇形部分の外側に位置していることを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、摩擦力が発生する円弧部分の大半が、摩擦材の揺動中心となる支点と芯部の中心とを結ぶ線で区分けされる一方側に位置することになる。このため、進み揺動方向では、揺動アームから摩擦材に作用する摩擦力の大半が摩擦材側の円弧部分を揺動アームの内周面に押し付ける方向に作用し、戻り揺動方向では、摩擦力の大半が摩擦材の円弧部分を揺動アームの内周面から引き離す方向に作用する。すなわち、進み揺動方向では大きな摩擦力を発生させてロックし、戻り揺動方向では摩擦力を減少させてロックを解除する構造を容易に実現できる。
【００１６】
請求項５に記載のオートテンショナは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記芯部を中心とした円周方向に、略等角度間隔で複数個設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、揺動アームの内周面に対して、摩擦材を多面的に且つ略均等に当接させることができ、安定して大きな減衰力を発生させることができる。
【００１８】
請求項６に記載のエンジンは、請求項１〜５の何れかに記載のオートテンショナを備えることを特徴とする。
【００１９】
この構成によると、出力変動が大きいため、張力変動幅が大きい伝動ベルトを有するエンジンの場合であっても、このエンジンの伝動ベルトの弛みが十分に防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図４に基づいて以下に説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るオートテンショナ１は、例えばエンジン周りの隔壁や架台等の支持部材に固設されるベース２を備えている。ベース２は、平板状に形成された基部２ａと、基部２ａの中心部から垂直方向に延在する芯部２ｂとを有している。芯部２ｂには、基部２ａ側から内部を延在方向に貫通するベース挿通孔２ｃが形成されており、このベース挿通孔２ｃには、基部２ａ側とは反対側から図示しない締結ボルトが挿入されて図示しない支持部材と螺合され、ベース２が固設される。
【００２１】
上記の芯部２ｂには、後述する揺動アーム４のボス部４ａが、図示しない軸受等を介して回転自在に外挿されている。これにより、揺動アーム４は、芯部２ｂを中心として揺動するようにベース２に対して回転自在に支持されている。尚、本実施形態においては、オートテンショナ１がベース２の基部２ａ側を下側として上下方向に配置された場合について説明するが、配置される方向はこれに限定されるものではなく、例えば左右方向や斜め方向に配置されていても良い。
【００２２】
上記のボス部４ａは、揺動アーム４の一部を構成している。揺動アーム４は、平板状の上面部４ｂと、上面部４ｂからベース２の基部２ａに向かって円筒状に延在し、芯部２ｂに回転自在に外挿される前述のボス部４ａと、ボス部４ａの外周側に設けられるとともに、ボス部４ａと同様にベース２側に向かって延在する側壁部４ｃと、側壁部４ｃの側方に突出するよう形成されたプーリ支持部４ｄとを有している。
【００２３】
上記の上面部４ｂには、スラストベアリング１０と固定プレート１１とがこの順に載置されている。固定プレート１１は、上述のベース挿通孔２ｃに螺合された図示しない締結ボルトにより固定されている。すなわち、揺動アーム４は、ベース２に対して、固定プレート１１によりスラストベアリング１０を介して上下方向に支持されているとともに、回転自在に支持されている。また、プーリ支持部４ｄにはプーリ６が取り付けられ、プーリ６は、揺動アーム４におけるボス部４ａとは反対側の端部に回転自在に支持された状態になっている。そして、プーリ６には、伝動ベルト７が巻き掛けられるようになっており、揺動アーム４は、伝動ベルト７の張力の増減に応じた角度で芯部２ｂを中心として揺動するようになっている。
【００２４】
揺動アーム４の側壁部４ｃの内部には、バネ収納空間５が形成されている。バネ収納空間５には、ボス部４ａの周囲に巻き回された捩じりコイルバネ９が設けられている。捩じりコイルバネ９は、一端部が揺動アーム４の上面部４ｂの内面側（バネ収納空間５側）に連結され、他端部が後述する摩擦材１２を介してベース２の基部２ａ側に押し付けられている。これにより、捩じりコイルバネ９は、伝動ベルト７が張力を減少させたときの揺動アーム４の戻り揺動方向に捩じり復元力を付与するようになっている。
【００２５】
また、バネ収納空間５におけるベース２の基部２ａ側には、摩擦材１２が設けられている。図２は、図１におけるＤ線矢視断面（プーリ７は省略）を示したものである（なお、図１に示すベース２等は、図２のＥ−Ｅ線矢視断面図に相当している）。図１及び図２に示すように、摩擦材１２は、ベース２の芯部２ｂを中心とした円周方向に、略等角度間隔で複数個設けられている（図２では、３個の場合を図示）。そして、各摩擦材１２は、基部２ａ上に設けられる軸１３にて回転自在に支持されている。即ち、この軸１３が支点となり（以下、軸１３を「支点１３」ともいう）、摩擦材１２は、支点１３を中心にして揺動自在に支持された状態になっている。この摩擦材１２は、ベース２の基部２ａと揺動アーム４の側壁部４ｃの内周面４ｅとに沿う略Ｌ字型断面を有し、基部２ａに沿う部分１２ａが捩じりコイルバネ９の座を兼ねるようになっている。このため、基部２ａ上に摩擦材１２を配置しても捩じりコイルバネ９を安定保持できる。そして、捩じりコイルバネ９の付勢力により、摩擦材１２を基部２ａに当接させ、後述する摩擦力を更に高めている。一方、摩擦材１２における内周面４ｅに沿う部分１２ｂは、揺動アーム４に内接（即ち、揺動アーム４の内周面４ｅに当接）するように設けられている。
【００２６】
このように摩擦材１２を設けることで、揺動アーム４の揺動に伴い摩擦力を発生させて伝動ベルトの張力変動を減衰させる機構を簡単な構造で実現できる。また、複数個が均等配置されることで、内周面４ｅに対して、摩擦材１２を多面的に且つ略均等に当接させることができ、安定して大きな減衰力を得ることができる。
【００２７】
なお、図２に示すように、ベース２の芯部２ｂと摩擦材１２との間には、摩擦材１２を揺動アーム４に当接させる方向に付勢するスプリング１４（弾性体）が設けられている。これにより、摩擦材１２と揺動アーム４との当接関係を常時保つことができる。また、図１に示すように、各摩擦材１２の外周側（内周面４ｅと当接する側）には、突出部１２ｃが形成されており、この突出部１２ｃが、側壁部４ｃの垂下された端部と当接するようになっている。これにより、摩擦材１２と揺動アーム４との間で発生させることができる摩擦力を高めている。
【００２８】
つぎに、摩擦材１２と揺動アーム４との間で発生する摩擦力と、揺動アーム４の揺動方向との関係について説明する。揺動アーム４の揺動方向には、伝動ベルト７が張力を増加させたときに揺動アーム４が揺動する揺動方向である進み揺動方向と、伝動ベルト７が張力を減少させたときに揺動アーム４が揺動する方向である戻り揺動方向とがある。図２において、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動すると、側壁部４ｃは、矢印（ａ）方向（反時計回り方向）に揺動する。一方、揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動すると、側壁部４ｃは、矢印（ｂ）方向（時計廻り方向）に揺動する。
【００２９】
また、摩擦材１２における内周面４ｅに沿う部分１２ｂ及び凸部１２ｃの外周面（以下、これらを合わせて「外周面１５」という）は、内周面４ｅと当接して摩擦力を発生する摩擦面１５ａと、内周面４ｅと隙間を介して対向する逃げ面１５ｂとで構成されている。なお、部分１２ｂの外周面１５と凸部１２ｃの外周面１５とは同様に構成されている。そして、支点１３が、内周面４ｅとベース２の芯部２ｂとの間に位置しており、さらに、この支点１３は、摩擦材１２が内周面４ｅと当接している円弧部分である摩擦面１５ａの一端（図２における点Ｘ）と芯部２ｂの中心（図２における点Ｚ）とを結ぶ線（図２における点線Ｐ）の近傍に位置するように設けられている。
【００３０】
この構成において、まず、オートテンショナ１が組み付けられるエンジンの出力変動等の仕様に応じた減衰特性を得ることができるように、揺動アーム４の揺動開始前の初期巻付力、摩擦材１２の大きさ、摩擦面１５ａの面積、支点１３の位置等が予め調整されている。そして、この揺動開始前にある状態から揺動アーム４が進み揺動方向に揺動すると、側壁部４ｃが矢印（ａ）方向に回動し、摩擦部材１２の摩擦面１５ａと側壁部４ｃの内周面４ｅとの間には摩擦力が発生する。この内周面４ｅから摩擦材１２に作用する摩擦力は、摩擦面１５ａの接線方向であり且つ矢印（ａ）方向に発生する。このため、この摩擦力によって、摩擦材１２を支点１３を中心として図２における反時計方向に揺動させる力が生じる。この力により、摩擦材１２は、内周面４ｅに押し付けられることになる（即ち、図中の白抜き矢印の方向に押し付けられる）。そして、揺動アーム４が揺動するとともに（側壁部４ｃが回動するとともに）、摩擦材１２の摩擦面１５ａが、強く内周面４ｅへと押し付けられ、摩擦面１５ａと内周面４ｅとの間で作用する摩擦力は増すことになる。即ち、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動すると、揺動アーム４と摩擦材１２との間に作用する摩擦力が増す方向に摩擦材１２を支点１３を中心にして揺動させる力が働くことになる。このように、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動すると、揺動アーム４と摩擦材１２との間で大きな摩擦力が発生し、ロック機構が実現される。
【００３１】
一方、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動した後、この状態から逆に、戻り揺動方向に揺動すると、側壁部４ｃが矢印（ｂ）方向に回動する。これにより、摩擦面１５ａと内周面４ｅとの間に作用している摩擦力が減少する方向（摩擦面１５ａの接線方向であり且つ矢印（ｂ）方向）に摩擦材１２を支点１３を中心にして揺動させる力が作用する。即ち、揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動するとともに、摩擦材１２の内周面４ｅへの押し付け力が弱まり、摩擦面１５ａと内周面４ｅとの間の摩擦力は減少していく。そして、この摩擦力がほぼ無くなる状態まで揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動し、揺動開始前の状態に戻る。このように、揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動すると、揺動アーム４と摩擦材１２との間で働く摩擦力が減少し、ロックが解除されることになる。
【００３２】
また、揺動アーム４が、揺動開始前の状態から更に戻り揺動方向に揺動すると、側壁部４ｃが矢印（ｂ）方向に回動し、摩擦部材１２の摩擦面１５ａと側壁部４ｃの内周面４ｅとの間には、摩擦面１５ａの接線方向であり且つ矢印（ｂ）方向に作用する摩擦力が発生する。このため、この摩擦力によって、摩擦材１２を支点１３を中心として図２における時計方向に揺動させる力が生じる。そして、逃げ面１５ｂが設けられているため、摩擦材１２を内周面４ｅに押し付ける方向には力が作用しない。したがって、摩擦材１２を支点１３を中心として図２における時計方向に揺動させる力とスプリング１４による付勢力とがほぼ釣り合うようにして、摩擦面１５ａと内周面４ｅとが摺接しながら、側壁部４ｃが矢印（ｂ）方向に回動することになる。
【００３３】
ここで、摩擦面１５ａと内周面４ｅとの間で作用する摩擦力と、摩擦材１２を揺動可能に支持する支点１３の位置との関係について、図３を参照しながら説明する。図３には、基部２ａに沿う部分１２ａの形状が、本実施形態とは異なる形状を有する場合の図２に対応する図を示している。白抜きで示した摩擦材１２について、点Ａ、Ｂ、Ｃの３箇所に支点１３をそれぞれ設けた場合で比較して説明する。まず、点Ｃの位置に、即ち、摩擦面１５ａを成す円弧部分の両端（点Ｘ及び点Ｙ）の中間位置（点Ｍ）と芯部２ｂの中心（点Ｚ）とを結ぶ線上に、支点１３を設けたとする。この場合、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動すると（側壁部４ｃが矢印（ａ）方向に回動すると）、摩擦面１５ａには摩擦力が作用する。しかし、摩擦面１５ａに作用する摩擦力によって、摩擦材１２は支点１３（点Ｃ）を中心として図３における反時計方向に揺動されるが、内周面４ｅに押し付けられるのは、摩擦面１５ａのうち円弧ＭＹ間にある部分のみである。また、揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動すると（側壁部４ｃ矢印（ｂ）方向に回動すると）、逆に、摩擦面１５ａに作用する摩擦力によって、摩擦材１２は支点１３（点Ｃ）を中心として図３における時計方向に揺動され、摩擦面１５ａのうち円弧ＭＸ間にある部分が、内周面４ｅに押し付けられることになる。したがって、進み揺動方向では摩擦力を増し、戻り揺動方向では摩擦力を減少させることはできない。
【００３４】
次に、点Ａ又は点Ｂの位置に支点１３を設けたとする。この場合、点Ａ又は点Ｂは、点Ｘと点Ｚとを結ぶ線Ｐの近傍にあり、且つ円弧部分（ＸＹ）と点Ｚとで囲まれる扇形部分（ＺＸＹ）の僅かに外側に位置している。このため、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動しているときにのみ摩擦面１５ａが内周面４ｅに押し付けられ（図中、白抜き矢印の方向に押し付けられ）、揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動しているときには摩擦面１５ａが内周面４ｅに押し付けられることがない。したがって、進み揺動方向では摩擦力を増し、戻り揺動方向では摩擦力を減少させる構造を容易に実現できる。
【００３５】
なお、支点１３が点Ａの位置に設けられた場合、摩擦面１５ａと支点１３（点Ａ）との距離が近く、支点１３を中心として働くこの摩擦力のモーメントアームが小さくなるため、摩擦材１２を内周面４ｅに押し付ける力が小さくなる。一方、支点１３が点Ｂの位置に設けられた場合、摩擦面１５ａと支点１３（点Ｂ）との距離が十分にあり、支点１３を中心として働くこの摩擦力のモーメントアームが大きくなるため、摩擦材１２を内周面４ｅに十分な力で押し付けることができる。よって、点Ａよりも点Ｂの位置に支点１３を設ける方が望ましい（即ち、支点１３は、摩擦面１５ａから十分な距離が保たれる位置に設けることが望ましい）。
【００３６】
本実施形態に係るオートテンショナ１では、図３を用いて説明した点Ｂに相当する位置に支点１３が設けられている（図２参照）。したがって、進み揺動方向では摩擦力を増し、戻り揺動方向では摩擦力を減少させることが効率よく実現されている。すなわち、このオートテンショナ１では、摩擦力が発生する円弧部分（摩擦面１５ａ）の大半が、支点１３と芯部２ｂの中心Ｚとを結ぶ線Ｐで区分けされる一方側に位置しているため、進み揺動方向では、揺動アーム４から摩擦材１２に作用する摩擦力の大半が摩擦面１５ａを内周面４ｅに押し付ける方向に作用し、戻り揺動方向では、摩擦力の大半が摩擦面１５ａを内周面４ｅから引き離す方向に作用する。これにより、進み揺動方向では大きな摩擦力を発生させてロックし、戻り揺動方向では摩擦力を減少させてロックを解除する構造を容易に実現できる。
【００３７】
つぎに、オートテンショナ１の作動について説明する。まず、オートテンショナ１のベース２が図示しない支持部材の嵌合穴に嵌合されて固定される。この後、プーリ６に図示しないエンジン等の駆動機構の駆動軸に張設された伝動ベルト７が巻き掛けられる。そして、プーリ６が設けられた揺動アーム４は、捩じりコイルバネ９の捩じり復元力で伝動ベルト７の張力とに応じた所定の角度で揺動状態を維持する。
【００３８】
駆動機構が駆動を開始した後、例えば、伝動ベルト７の張力が増加した場合には、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動する。この結果、捩じりコイルバネ９により戻り揺動方向への捩じり復元力が揺動アーム４に付与される。また、揺動アーム４の進み揺動方向揺動時は、基部２ａ上の支点１３を中心にして揺動可能に支持されて揺動アーム４と当接する摩擦材１２に、摩擦力を増す方向に揺動する力が作用する。このため、揺動アーム４の進み揺動方向揺動時は、揺動角度の増加に伴って大きな摩擦力が発生し、この大きな摩擦力と捩じりコイルバネ９の捩じり復元力とが、揺動アーム４の揺動を阻止するように作用する。したがって、伝動ベルト７の張力が急激に大幅に増加する事態になっても、この張力の増加を十分に減衰させることができる。
【００３９】
また、伝動ベルト７の張力が減少することによって、揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動すると、摩擦材１２には、摩擦力が減少する方向に揺動する力が作用する。このため、揺動アーム４は、摩擦材１２との間で作用する摩擦力が抑制されて捩じりコイルバネ９の捩じり復元力を強く受ける結果、伝動ベルト７の張力が急激に減少する事態になっても、この張力の減少に対して揺動アーム４の戻り揺動方向への揺動を十分に追従させることができる。
【００４０】
なお、図４に、本実施形態に係るオートテンショナ１における捩じり角度（揺動角度）と減衰トルクとの関係を示す。本図に示すように、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動して摩擦材１２との間で摩擦力が発生した場合には、進み揺動方向への揺動とともにこの摩擦力が大きくなり、捩じりコイルバネ９と共に発生するオートテンショナ１の減衰トルク（減衰力）は、図４における軌跡ＪをＱ１からＱ２に向けて上昇する。一方、揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動して摩擦材１２との間で働く摩擦力が減少した場合には、オートテンショナ１の減衰トルク（減衰力）は、図４における軌跡ＫをＱ３からＱ４に向けて下降する。これにより、揺動アーム４が進み揺動方向と戻り揺動方向とに交互に揺動すると、オートテンショナ１の減衰トルク（減衰力）は、Ｑ１→Ｑ２→Ｑ３→Ｑ４のループ状態で増減を繰り返すことになる。
【００４１】
ここで、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４で囲まれる面積は、損失エネルギーを示す。また、図中の軌跡Ｌは、捩じりコイルバネ９のスプリングトルクを示したものである。図中のＦの領域は、揺動アーム４を進み揺動方向に揺動させたときの初期に生じる減衰トルクの摩擦トルク分の大きさを、図中Ｇの領域は、所定の角度揺動することで増加した後の摩擦トルク分の大きさを表している（即ち、Ｆ＞Ｇの関係が成立している）。図中のＨの領域は、揺動アーム４が進み揺動方向に揺動している途中の状態で生じている減衰トルクの摩擦トルク分の大きさを、図中のＩの領域は、揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動している途中の状態で生じている減衰トルクの摩擦トルク分の大きさを表している。このように、本実施形態に係るオートテンショナ１では、『進み揺動方向での減衰トルク（減衰力）』＞『戻り揺動方向での減衰トルク（減衰力）』（即ち、Ｈ＞Ｉの関係が成立している）とすることができる。
【００４２】
この結果、伝動ベルト７の張力が増加して揺動アーム４が進み揺動方向に揺動するときには、捩じりコイルバネ９の捩じり復元力と、摩擦材１２との間で発生し進み揺動角度に応じて増していく大きな摩擦力とが揺動アーム４の揺動を阻止するように作用し、伝動ベルト７の張力が急激に大幅に増加する事態になっても、この張力の増加を十分に減衰させることができる。
【００４３】
一方、伝動ベルト７の張力が減少して揺動アーム４が戻り揺動方向に揺動するときには、摩擦材１２との間で発生している摩擦力が戻り揺動角度に応じて減少し、捩じりコイルバネ９の復元力が強く働く結果、張力の減少に対して揺動アーム４の戻り揺動方向への揺動を十分に追従させることができる。これにより、本実施形態のオートテンショナ１によれば、張力変動幅の大きな伝動ベルトにも十分に適用可能な大きな減衰力を発生させることができる共に、張力変動速度の大きな伝動ベルトにも高い追従性を発揮して適用することができる。したがって、出力変動が大きいため、張力変動幅が大きい伝動ベルト７を有するエンジンの場合であっても、本実施形態のオートテンショナ１を搭載することによって、このエンジンの伝動ベルトの弛みを十分に防止することができる。
【００４４】
以上が、本実施形態の説明である。なお、実施の形態は、上述した例に限定されるものではなく、例えば、次のように変更して実施してもよい。
（１：参考変形例）本実施形態においては、ベース２の芯部２ｂと摩擦材１２との間には、弾性体１４が設けられているが（図２参照）、この弾性体１４は、必ずしも設けられてなくてもよい。即ち、図５に示すように、弾性体１４が設けられてないものであっても本発明の効果を奏し得る。
【００４５】
（２：参考変形例）弾性体１４は、本実施形態のように、ベース２の芯部２ｂと摩擦材１２との間に設けられるものでなくてもよい。例えば、揺動アーム４のボス部４ａがベース２の基部２ａ近傍まで延材しており、このボス部４ａと摩擦材１２との間に弾性体１４が設けられるものであってもよい。
【００４６】
（３）支点１３は、摩擦材１２が内周面４ｅと当接している円弧部分１５ａとベース２の芯部２ｂの中心とで囲まれる扇形部分の外側に位置しているものであってもよい。また、摩擦材１２の形状については、本実施形態以外の種々の形状を選択しても、本発明と同様の効果を奏し得る。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、張力変動幅の大きな伝動ベルトにも十分に適用可能な大きな減衰力を発生させることができると共に、張力変動速度の大きな伝動ベルトにも高い追従性を発揮して適応することができる。
また、弾性体で摩擦材を付勢することで、摩擦材と揺動アームとの当接関係を常時保つことができる。このため、進み揺動方向では大きな摩擦力を発生させてロックし、戻り揺動方向では摩擦力を減少させてロックを解除する機能を適切に発揮させることができる。
この構成によると、容易に、揺動アームの揺動時に摩擦力が作用する摩擦材を揺動アームと当接するように設けることができる。
この構成によると、ベースの基部上に摩擦材を配置しても捩じりコイルバネを安定保持できる。
請求項２によれば、摩擦材の支点が、摩擦材が内接する揺動アームの内周面よりも、ベースの芯部に近い位置にある。
【００４８】
請求項３の発明によれば、進み揺動方向揺動時の摩擦力によって摩擦材が支点を中心にして揺動して揺動アームの内周面に押し付けられていくものであるため、進み揺動方向揺動時に摩擦力が増す構造を容易に実現できる。
【００４９】
請求項４の発明によれば、摩擦力が発生する円弧部分の大半が、摩擦材の揺動中心となる支点と芯部の中心とを結ぶ線で区分けされる一方側に位置することになる。このため、進み揺動方向では、揺動アームから摩擦材に作用する摩擦力の大半が摩擦材側の円弧部分を揺動アームの内周面に押し付ける方向に作用し、戻り揺動方向では、摩擦力の大半が摩擦材の円弧部分を揺動アームの内周面から引き離す方向に作用する。すなわち、進み揺動方向では大きな摩擦力を発生させてロックし、戻り揺動方向では摩擦力を減少させてロックを解除する構造を容易に実現できる。
【００５０】
請求項５の発明によれば、揺動アームの内周面に対して、摩擦材を多面的に且つ略均等に当接させることができ、安定して大きな減衰力を発生させることができる。
【００５１】
請求項６の発明によれば、出力変動が大きいため、張力変動幅が大きい伝動ベルトを有するエンジンの場合であっても、このエンジンの伝動ベルトの弛みが十分に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るオートテンショナの概略を示す断面図である。
【図２】図１におけるＤ線矢視断面図である。
【図３】摩擦材の摩擦面と揺動アームの内周面との間で作用する摩擦力と、摩擦材を揺動可能に支持する支点の位置との関係について説明する図である。
【図４】減衰トルク（減衰力）と揺動アームの揺動角度と（捩じりコイルバネの捩じり角度）との関係について説明する図である。
【図５】本実施形態の参考変形例を説明する図である。
【符号の説明】
１オートテンショナ
２ベース
２ａ底面部
２ｂ芯部
４揺動アーム
４ａボス部
６プーリ
７伝動ベルト
９捩じりコイルバネ
１２摩擦材
１３支点

Claims

伝動ベルトの張力変動を減衰するオートテンショナにおいて、
基部と該基部から垂直方向へ延在する芯部とを有するベースと、
前記芯部に回転自在に外挿されるとともに前記ベースの基部に向かって延在するボス部を有した揺動アームと、
前記揺動アームにおける前記ボス部とは反対側の端部に回転自在に設けられ、前記芯部を揺動中心として揺動するように、前記伝動ベルトが掛けられるプーリと、
前記ボス部の周囲に設けられ、前記伝動ベルトが張力を減少させたときの前記揺動アームの戻り揺動方向に捩じり復元力を付与する捩じりコイルバネと、
前記ベースの基部上の支点を中心にして揺動可能に支持されるとともに前記揺動アームに内接するように設けられる摩擦材と、
前記芯部と前記摩擦材との間に設けられ、前記摩擦材を前記揺動アームに当接させる方向に付勢する弾性体と、を備え、
前記摩擦材が前記ベースの基部とベース側に向かって延在する前記揺動アームの側壁部の内周面とに沿う略Ｌ字型断面となり、前記ベースの基部に沿う部分が前記捩じりコイルバネの座を兼ね、そして前記揺動アームの前記側壁部の内周面とともにベースの基部に当接し、更に外周側に形成された突出部を前記側壁部の垂下された端部に当接しており、
前記伝動ベルトが張力を増加させたときの進み揺動方向に前記揺動アームが揺動すると、前記揺動アームと前記摩擦材との間に作用する摩擦力が増す方向に前記摩擦材を前記支点を中心にして揺動させる力が作用し、戻り揺動方向に前記揺動アームが揺動すると、前記揺動アームと前記摩擦材との間に作用する摩擦力が減少する方向に前記摩擦材を前記支点を中心にして揺動させる力が作用することを特徴とするオートテンショナ。
前記摩擦材の上記支点が、前記摩擦材が内接する前記揺動アームの内周面よりも、前記ベースの芯部に近い位置にあ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。
前記支点は、前記側壁部の内周面と前記ベースの芯部との間に位置しており、
前記揺動アームが進み揺動方向に揺動すると、前記内周面から前記摩擦材に作用する摩擦力によって前記摩擦材を前記支点を中心にして揺動させる力が生じることで、前記摩擦材が前記内周面に押し付けられ、前記摩擦力が増すことを特徴とする請求項１又は２に記載のオートテンショナ。
前記支点は、前記摩擦材が前記内周面と当接している円弧部分の一端と前記芯部の中心とを結ぶ線の近傍に、または前記円弧部分と前記芯部の中心とで囲まれる扇形部分の外側に位置していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のオートテンショナ。
前記摩擦材は、前記芯部を中心とした円周方向に、略等角度間隔で複数個設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のオートテンショナ。
請求項１〜５の何れかに記載のオートテンショナを備えることを特徴とするエンジン。