JPH02125143A - 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ープーリ
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、スプリングのストツバーを兼ねるテンション
アームを取り付け、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、一般にテン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、しかもそれにも
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） 本発明は叙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皿バネを含むカム
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） 即ち、上記目的を達成するための本発明の特徴とすると
ころは、ブラケットに固定した円筒状ケースに、テンシ
ョナー軸一端を挿入し、該テンショナー軸他端部に、ア
イドラープーリを先端に有するテンションアームの基端
部を前記テンショナー軸に回転可能に取り付け、且つ該
テンションアームと前記円筒状ケースとの間にねじりス
プリングを挿入し、その両端を前記テンションアーム及
び円筒状ケースに夫々係止してなるベルトテンショナー
において、前記ねじりスプリング内周側でテンショナー
軸上に、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に一体的に固定され、第
２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、前記第２カム
片と円筒状ケースの間に、皿バネを第２カム片に面接触
状態に介装せしめたベルト用オートテンショナーである
。

（作用） 叙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プ
ーリがベルト背面と接触して設置される。そして、アイ
ドラープーリ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プーリはねじりス
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、
ねじりスプリングのねじり張力と相俟って皿ばねの圧縮
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
、前記ねじり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
プーリ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
、アイドラープーリ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皿ばねの反力によりアイドラープー
リ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。

（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）はブラケット（２）に対し固定された円
筒状ケースであり、フランジ部がブラケット（２）にボ
ルト（Ｖｌ）（Ｆ２）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（Ｓ、）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おり、更に円筒
状ケース（１）のブラケット（２）当接面とテンション
アーム（５）との間には、テンショナー軸（Ｓｌ）を囲
繞してねじりスプリング（８）が設けられ、そのスプリ
ング（８）の一端はテンションアーム（５）と一体的に
設けられたストッパー（９）の係止孔（１０）に嵌合係
止され、一方他端部は円筒状ケース（１）に設けられた
係止孔（１１）に挿入係止されてねじりスプリング（８
）のねじり力によってテンションアーム（５）が軸方向
に回転し、ベルトにテンションを付与するように構成さ
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内部にカム機構（１２）及び更
バネ（１５）が設けられている。

即ち、前記ねじりスプリング（８）の内周側においてテ
ンションアーム（５）と−休止されて第１のカム片（Ｃ
１）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（Ｓ＋）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）と前記円筒状ケース
（１）のブラケット当接面との間に皿バネ（１５）が挿
入され、第２のカム片（Ｃ２）を軸方向のみ移動するよ
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）の組合せが最も一般的であるが、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。

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
（Ｃ工）において、（Ｆｌ）（Ｆｌｏ）はフラット面、
（）ｌ）（Ｈ“）は傾斜面、（ｆ）（ｆ’）は前記（Ｆ
ｌ）（Ｆ１’）のフラット面よりも薄いフラット面、一
方第３図に示す第２のカム片（Ｃ２）において（Ｐ）（
Ｐ’）は傾斜突起部、（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
）（Ｆｌ’）と第２のカム片（Ｃ２）の突起（Ｐ）（Ｐ
“）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（Ｐ゛）が第１のカム片（Ｃ１）のフラッ
ト面（ｆ）ならびに傾斜面（ｌ（）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中心に穴のある円板を円錐試に成
形した皿ばね（１５）は、テンションアーム（５）の軸
方向の変位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皿ば
ね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からなる任意の
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、駆動プーリ（Ｄｒ）を矢印方向に回転駆動
させると、アイドラープーリ（６）はねじりスプリング
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いる。

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けた皿ばねの圧縮
力がカム片の傾斜面によりアーム（５）と−休止してい
る第１のカム片への回転トルクの分力に置換され、第１
のカム片が第２のカム片面を滑りながらアーム（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、アイドラブー１バ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皿ばね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、ブラケット固定した円筒４゜ 状ケースにテンショナー軸を挿入し、該軸に先端にアイ
ドラープーリを有するテンションアームを取り付け、前
記円筒状ケースとテンションアーム間にねじりスプリン
グを夫々の先端を係止して挿入すると共にその内周面に
カム機構を設け、該カム機構と円筒状ケース間に更に皿
ばねを内装せしめた構成であるから、ねじりカプリング
による回転トルクへの変換によりベルトの振動が緩和さ
れベルト駆動時、問題となっているベルトの共振現象を
防止し常に適正なベルト張力を保持しつつ、ベルト駆動
を行なうことができる効果があり、更に機構が簡単で皿
ばねのバネ定数の適当な選定により、広範囲なベルト仕
様に対応でき、しかも小さなたわみで大きなばね圧縮力
が得られるのでコンパクト化が可能となり、合わせて高
温、粉塵、水等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用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）（０）（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
）（ロ）（ハ）はテンションアームと一体の第１のカム
片に係り、（イ）はその１部断面側面図、（ロ）は正面
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１部断
面側面図、（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 （Ｓ２）・・・先端軸 （１）・・・円筒状ケース （２）・・・ブラケット （５）・・・テンションアーム （６）・・・アイドラープーリ （８）・・・ねじりスプリング （９）・・・ストッパー （１０）（１１）・・・係止孔 （１２）・・・カム機構 （Ｃ１）・・・第１のカム片 （Ｃ２）・・・第２のカム片 （Ｈ）（Ｈ’）・・・カム片の傾斜面 （Ｐ）（Ｐ’戸・・カム片の突起

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ブラケットに固定した円筒状ケースに、テンショナ
   ー軸一端を挿入し、該テンショナー軸他端部に、アイド
   ラープーリを先端に有するテンションアームの基端部を
   前記テンショナー軸に回転可能に取り付け、且つ該テン
   ションアームと前記円筒状ケースとの間にねじりスプリ
   ングを挿入し、その両端を前記テンションアーム及び円
   筒状ケースに夫々係止してなるベルトテンショナーにお
   いて、前記ねじりスプリング内周側でテンショナー軸上
   に、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に一体的に固定され、第２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、前記第２カム片と
   円筒状ケースの間に、皿バネを第２カム片に面接触状態
   に介装せしめたことを特徴とするベルト用オートテンシ
   ョナー。