JPH01295065A - ベルト用オートテンショナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はベルト駆動機構において、適正なベルト張力を
保持し、かつベルトの張力変動及び共振を防止減衰する
のに好適なベルト用オートテンショナーに関するもので
ある。

（従来技術） 従来より、駆動ブーりと従動ブーりの間に伝動ベルトが
巻掛けられるベルト伝動装置においては張力付与手段と
してオートテンショナーが用いられている。一般に使用
されているオートテンショナーとしては油圧、空気圧、
ゴムならびに鋼製ばね、樹脂ばね等を用い、圧縮、引張
り、曲げねじりなどの手段によってベルトに張力を付与
するものである。

その手段の具体的な一例を述べると、円筒状ケースにテ
ンショナー軸を挿入し、これに先端にアイドラ−ブーり
を有し、内面にボールベアリング又はブツシュを内挿す
ると共に、スプリングのストッパーを兼ねるテンショナ
ーアームを取付、円筒状ケースと上記テンションアーム
との間の前記テンショナー軸外周面にねじりスプリング
を挿入してスプリングのねじり力によってテンションア
ームが軸のまわりに回転し、ベルトテンションを付与す
る構成である。

ところで、一般にテショナーによりベルトに与えられる
べき張力は、ベルト張力が低下した場合にはベルトの滑
りを防止する目的からより迅速に付加されるべきである
。しかし、その一方ベルト張力が増加した場合には付加
張力の減少は比較的徐々に行われ、短時間の急減な張力
増加には対応しない方が好ましい。

即ち、ベルトテンショナーは張力付与時は迅速に反応し
、張力減少時にはゆっくり動作するという二律相反する
性能が要求される。

その他、ベルトテンショナーにはベルトの共振を防止す
る機能も重要な機能の一つである。

即ち、ベルトをエンジンを駆動源とする装置に利用する
時、特に多数の従動軸を一つのベルトで動力伝達しベル
ト周長が比較的長い場合、エンジンには上下死点が存在
し、一定周期の角速度変化があるため、一定回転数域に
おいてベルトは共振し激しく上下に振動する。そのため
、ベルトから異音が発生したり正規のトルクが伝達され
ないことがある。

また、ベルトの共振現象は、ベルトの振動によってテン
ショナー自体も激しく振動し、その結果、ベルト張力の
変動、付加変動を起生じ、ひいてはベルトの脱落、偏摩
耗などの好ましくない現象を発生させ、しかしそれにも
かかわらず、上記の如き従来のテンショナーにあっては
最適張力の付与及び共振防止機能に関してはほとんど配
慮されることがなく、事実上これら防止機能を備えたも
のは皆無に近い状態である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は如上の如き実状に対処し、その改善を図ること
を課題とし、特にテンショナー内部に圧縮スプリングを
含むカム機構を具備せしめることによりベルトの最適張
力の付与と相俟ってベルトの共振現象を防止し、ベルト
伝動における優れた張力調整を可能ならしめることを目
的とするものである。

（問題点を解決するための手段） しかして、上記目的を達成するための本発明の特徴は一
端にアイドルプーリが回転可能に固定されたテンション
アームが他部材へベルト用オートテンショナーを取り付
ける取付部材に設けられたテンショナー軸に回転可能に
固定され、斜め断面を介して相互に嵌合する一対のカム
の第１カム片がテンションアームの取付部材側に一体的
に固定され、第２のカム片はテンショナー軸に対して回
転方向には一体的に軸方向には摺動可能に設けられてお
り、一端が取付部材に固定されたコイルスブリンクの他
端が、第２カム片に軸方向に一体的に、またテンション
アームには回転方向に一体的かつ軸方向には摺動自在に
設けられているベルト用オートテンショナーにある。

（作用） 如上の如く本発明オートテンショナーは駆動プーリと従
動ブーり間に巻掛けられた伝動ベルトのベルト緩み側に
テンションアームの先端に取り付けられたアイドラーブ
ーりがベルト背面と接触して設置される。そして、アイ
ドラーブーりをねじりスプリングが巻き緩む方向に引っ
張り回転させた状態でベルトに接触させ駆動ブーりを駆
動方向に回転駆動させるとアイドラーブーりはねじりス
プリングが巻き締まる方向に働き、ベルトを押圧しなが
ら回転し、ベルトに所定のテンションを与える。

このような状態下、次にベルトの張力が緩んでくると、
コイルスプリングのねじり張力と相俟ってコイルスプリ
ングの圧縮力がカム機構の傾斜面によってアームと一体
化している第１のカム片への回転トルクの分力に置換さ
れて第１カム片が第２カム片面を滑りがらアームと共に
回転移動し、前記コイルスプリングの回転トルクにカム
片による回転トルク分力が加わった合力となって迅速に
アイドラーブーりをベルト緊張方向へ押圧移動させ、ベ
ルト張力を保持しつつ駆動する。

次に、逆に雰囲気温度が上昇し、ベルトが緊張する場合
、アイドラーブーりがベルト張力による反力を受け、テ
ンショナー軸へ回転モーメントとして伝わるが、前記カ
ムの傾斜面の角度と圧縮スプリングの反力によりアイド
ラーブーりの押圧が弱まる方向に作用し、ねじりスプリ
ングによるスプリング力との合力がアイドラープーリー
からベルトに加わり、自動的にベルト張力を維持する。

更に、ベルトが共振し脈動を起こした時、カムが抵抗と
して作用し共振を減衰させる。本発明のテンショナーの
主たる特徴的作用は、上記のように適正なベルト張力の
保持と共振による脈動の減衰にあるが、これらの作用は
カムの摩擦係数および圧力角に大きな影響を受ける。

即ち、圧力角が５°以上の場合は張力付与時と減少時の
遅速が明確にあられれず、また減衰作用も小さい。摩擦
係数は一般に小さい方が張力付与遅速を発生させる上で
は好ましいが、減衰機能を持たせる観点からは０．１以
上が好ましい。

一方摩擦係数、圧力角の上限は円滑な動作が可能であり
、且つカムの損傷が発生しない限界としてそれぞれ０．
５以下２５″以下が推奨される。

なお、圧縮スプリングによるカムの回転トルクはアーム
の軸方向の変異による圧縮長を変えることにより、変量
可能であり、適当なバネ定数の圧縮スプリングを使用す
ることにより同一テンショナーで広範囲なベルト使用に
対応できる。

（実施例） 以下、更に添付図面に従って本発明の具体的な実施例を
説明する。

第１図は本発明に係るオートテンショナーの一例であり
、図において、（ａ）はオートテンショナー、（Ｓｌ）
は小径部とこれに連続する中間大径部を有するテンショ
ナー軸、（１）は他部材（２）に対し固定された取付部
材であり、フランジ部を有する円筒状ケース状であり、
フランジ部が他部材（２）にボルト（Ｖｌ）（Ｖ２）に
より締め付けられることによって固定されており、前記
テンショナー軸（Ｓｌ）の他端部にはボールベアリング
又はブツシュ（４）を内挿するテンションアーム（５）
が軸（Ｓｌ）の小径部に対し回転可能に取り付けられて
いると共に、該テンションアーム（５）の先端にはアイ
ドラープーリ（６）がボールベアリング（７）を介しテ
ンションアームの先端軸（Ｓ２）に挿入されてナツトに
より固定されている。

しかして、上記の如き構成において、本発明はその特徴
として前記円筒状ケースの取付部材（１）内部にカム機
構（１２）及びコイルスプリング（８）が設けられてい
る。

即ち、テンションアーム（５）と−休止されて第一のカ
ム片（Ｃ１）が前記テンショナー軸（Ｓｌ）と同心状に
設けられており、これに対抗して同じく軸（＄１）と同
心状に第２のカム片（Ｃ２）が軸（Ｓｌ）の大径部に設
けられたキー溝（１４）に滑りキー（１３）を介して前
記第１のカム片（Ｃ１）と噛合する如く設けられている
。そしてこの第２のカム片（Ｃ２）と前記円筒状の取り
付は部材（１）の底面の間にコイルスプリング（８）が
挿入され、そのスプリング（８）の一端はテンショ ンアーム（５）と一体に設けられたストッパー（９）の
溝部（１０）に嵌合係止され、一方、他端部は取付部材
（１）に設けられた係止孔（１１）に挿入係止されてス
プリング（８）のねじり力によってテンションアーム（
５）が周方向に回転し、ベルトにテンションを付与する
ようになっている。

また、コイルスプリング（８）の頂面は第２カム片（Ｃ
２）の背面に当接し、第２のカム片（Ｃ２）を軸方向に
のみ移動するように押圧している。

尚、上記第１のカム片（Ｃ１）及び第２のカム片（Ｃ２
）は前述の如く相互に滑り易く耐久性のある材質で作ら
れ、合成樹脂例えばナイロン製のカム片（Ｃ１）と鋼製
のカム片（Ｃ２）の組合せが摩擦係数（０，３）の点か
ら推奨されるが、合成樹脂製カム片同志あるいは鋼製カ
ム片同志でも勿論差し支えない。カムの圧力角は前記し
た通り１５６以上４５°以下が好ましい。

第２図、第３図は上記第１のカム片（Ｃ１）と第２のカ
ム片（Ｃ２）の詳細を示し、第２図に示す第１のカム片
（Ｃ１）において、（Ｆｌ）（Ｆｌｏ）はフラット面、
（Ｈ）（Ｈ’）は傾斜面、（ｆ）（ｆ’）は前記（Ｆ＋
）（Ｆｌｏ）のフラット面よりも薄いフラット面、−力
筒３図に示す第２のカム片（Ｃ２）において（Ｐ）（Ｐ
’）は突起部、（Ｆ２）（Ｆ２°）はフラット部を夫々
示しており、これら第１、第２の両カム片（Ｃ１）　（
Ｃ２）は第１のカム片（Ｃ１）のフラット面（Ｆｌ）（
Ｆｌｏ）と第２のカム片（Ｃ２）の突起（Ｐ）（Ｐｏ）
と噛み合っており、ベルト張力が変動した時には第１の
カム片（Ｃ１）のフラット面（Ｆｌ）が第２のカム片（
Ｃ２）のフラット面（Ｆ２）を、又第２のカム片（Ｃ２
）の突起（Ｐｏ）が第１のカム片（Ｃ１）のフラット面
（ｆ）ならびに傾斜面（Ｉ（）を滑りながら移動するよ
うになっている。

又、前記第２のカム片（Ｃ２）と円筒状ケース（１）と
の間に挿入介設された圧縮スプリング（１５）はテンシ
ョンアーム（５）の軸方向の変異による圧縮長を変える
ことによりカムの回転トルクを変量できるのでこれに適
したバネ定数の圧縮スプリングを用いることが効果的で
ある。

本発明は以上のような構成を有してなり、次に上記オー
トテンショナーを用いた使用態様を第４図に従って説明
する。

同図において、（Ｄｒ）は駆動プーリ、（Ｄｎ）は従動
ブーりを示し、それら両ブーり間に■ベルト、平ベルト
、リブド■ベルト、タイミングベルト等力）らなる任意
のベルト（２０）が巻掛けられており、そのベルト緩み
側にテンションアーム（５）の先端に取り付けられたア
イドラープーリ（６）がベルト（２０）の背面と接触す
る如く設置されている。

そこで、このアイドラプーリ（６）を前記ねじりスプリ
ングが巻緩む方向に引っ張り回転させてベルト（２０）
に接触させ、駆動ブーＩＪ　（Ｄｒ）　ｔ！：矢印方向
に回転駆動させると、アイドラーブー１八６）４よねじ
リスブリングが巻締まる方向に働き、ベルト（２０）を
押圧しながら矢印方向に回転してし）る。

そして、次にベルト（２０）の張力が緩んでくるとねじ
りスプリングの弾力と相俟って別途設Ｇすた圧縮スプリ
ングの圧縮力がカム片の傾斜面によりアーム（５）と一
体止している第１のカム片への回転トルクの分力に置換
され、第１のカム片カイ第２のカム片面を滑ながらアー
ム（５）と共に回転移動し、前記ねじりスプリングの回
転トルクにカム片による回転分力が加味され、合力とな
ってアイドラープーリ（６）がベルト緊張方向へ押圧移
動し、ベルト共振の防止と共に適正なベルト張力を保持
しつつ駆動する。

一方、雰囲気温度が上昇し逆にベルトが緊張する場合に
は、アイドラプーリ（６）がベルト張力により反力を受
け、テンショナー軸へ回転モーメントとして伝わるが、
前記カム片の傾斜面と圧縮スプリングの反力によりアイ
ドラープーリ（６）の押圧が強められ、ねじりスプリン
グによるスプリングとの合力がアイドラープーリ（６）
からベルト（２０）に加わり、自動的にベルト張力を維
持することとなる。

かくしてベルト伝動においてオートテンショナーとして
優れた張力調整と共に、共振防止に寄与する。

（効果） 本発明は以上の如く、他部材に取り付けられる取り付は
部材にテンショナー軸を挿入し、設けられたテンショナ
ー軸に先端にアイドラーブーりを有するテンションアー
ムを取り付け、前記取付部材とテンショアーム間にコイ
ルスプリングを夫々の先端を係止して挿入すると共に前
記したコイルスプリングの頂面を当接して押圧せしめた
構成であるから、コイルスプリングによる回転トルクへ
の変換によりベルトの震動が緩和、緩衝され、ベルト駆
動時、問題となっているベルトの脈動共振現象を防止し
、常に適正なベルト張力を保持しつつベルト駆動を行う
ことができる効果がある。

更に構成が簡単で圧縮スプリングのバネ定数の適当な選
定により広範囲なベルト使用に対応でき、高温、粉塵、
水などの悪条件の環境下でも使用可能で、ベルト伝動に
おけるオートテンショナーとして極めて実用性に富み優
れた張力調整機能及び共振防止機能を発揮することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るベルト要オートテンショナーの一
例を示す要部側断面図、第２図（イ）（ロ）（ハ）およ
び第３図（イ）（ロ）（ハ）は上記オートテンショナー
のカム機構を構成するカム片の各詳細図で、第２図（イ
）（［］）（ハ）はテンションアームと一体の第１のカ
ム片に係り、（イ）その側面図、（［１）正面図、（ハ
）は（ロ）Ａ−Ａの断面展開図、第３図（イ）（ロ）（
ハ）は第２のカム片に係り、（りはその側面図、（ロ）
は正面図、（ハ）は（ロ）のＢ−Ｂ断面展開図、第４図
は本発明オートテンショナーの使用例を示す側面概要図
である。 （ａ）・・・オートテンショナー （Ｓｌ）・・・テンショナー軸 （１）・・・取付部材 （２）・・・他部材 （５）・・・テンションアーム （６）・・・アイドラープーリ （８）・・・コイルスプリング （９）・・・ストッパー （１１）・・・係止孔 （１２）・・・カム機構 （Ｃ１）・・・第１のカム片 （Ｃ２）・・・第２のカム片 （ｌ（）（Ｈ）・・・カム片り傾斜面 （Ｐ）（Ｐ）・・・カム片の突起 特許出願人　　三ツ星ベルト株式会社 第２起

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．一端にアイドラープーリが回転可能に固定されたテ
   ンシヨンアームが、他部材へベルト用オートテンシヨナ
   ーを取り付ける取付部材に設けられたテンショナー軸に
   回転可能に固定され、斜め断面を介して相互に嵌合する
   一対のカムの第一カム片がテンシヨンアームの取付部材
   側に一体的に固定され、第２カム片はテンシヨナー軸に
   対して回転方向には一体的に軸方向には摺動可能に設け
   られており、一端が取付部材に固定されたコイルスプリ
   ングの他端が第２カム片に軸方向に一体的にまたテンシ
   ヨンアームには回転方向に一体的且つ軸方向には摺動自
   在に設けられていることを特徴とするベルト用オートテ
   ンシヨナー。
2. ２．カムの圧力角が５゜以上４５゜以下であることを特
   徴とする請求項１記載のベルト用オートテンシヨナー。
3. ３．カムの摩擦係数が０．１以上０．５以下であること
   を特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載のベルト
   用オートテンシヨナー。