オートテンショナ装置
【課題】Ｖベルト７０の張力が増加した際にこれに減衰力を与える減衰機構を備えたオートテンショナ装置において、Ｖベルト７０に動き始めから減衰力を与えるもの、略一体形成されていてスペースをあまり取らないもの、及び摩耗が少なく異音が発生し難いものを得ることを目的とする。
【解決手段】先端部分がＶベルト７０に当接し基端部分がロータシャフト４０に支持されたアーム６０と、アーム６０をＶベルト方向Ｆに常時押圧しＶベルト７０に張力を与えるリターンスプリング５４とを備え、且つ該ロータシャフト４０の軸回りには、油圧による減衰力を発生させる油圧式減衰機構と、摩擦による減衰力を発生させる摩擦式減衰機構とを併せて備えたオートテンショナ装置を構築する。
【解決手段】先端部分がＶベルト７０に当接し基端部分がロータシャフト４０に支持されたアーム６０と、アーム６０をＶベルト方向Ｆに常時押圧しＶベルト７０に張力を与えるリターンスプリング５４とを備え、且つ該ロータシャフト４０の軸回りには、油圧による減衰力を発生させる油圧式減衰機構と、摩擦による減衰力を発生させる摩擦式減衰機構とを併せて備えたオートテンショナ装置を構築する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端環状の平ベルト、Ｖベルト、歯付ベルト、チェーン等の伝動部材に適切な張力（テンション）を自動的に与えるためのオートテンショナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のオートテンショナ装置としては、油圧により減衰力を発生させる従来例１（特許文献１）等の油圧式オートテンショナ装置や、摩擦により減衰力を発生させる従来例２（特許文献２）等の摩擦式オートテンショナ装置がある。
【０００３】
従来例１の図５に示す油圧式オートテンショナ装置は、伝動部材９９の張力が過大になると、伝動部材９９はリターンスプリング９５の押圧力を伝えているアーム９６を押し下げ反伝動部材方向Ｒｏに回動させる。この際に、油圧式減衰機９０の油圧油Ｐｏが充填された高圧油室９１を収縮させ、伝動部材９９を押し返す減衰力を発生させる。この減衰力は、高圧油室９１内の油圧油Ｐｏが透通溝９３を通って徐々に低圧油室９２にリークしていくに従い、徐々に減少し消滅する。
【０００４】
一方、伝動部材９９の張力が過小になると逆に、アーム９６が、伝動部材９９を押し下げ伝動部材方向Ｆｏに回動する。このとき、高圧油室９１は拡張するが、その際にはすぐに逆止弁９４が開き油圧油Ｐｏが低圧油室９２から高圧油室９１に流入するので、減衰力はほとんど発生しない。
【０００５】
油圧式オートテンショナ装置は、このように、当接する伝動部材の張力が過大になった際にのみ油圧による減衰力を大きく発生させ、該伝動部材の急激な変動を抑えるものである。
【０００６】
それに対して、従来例２等の摩擦式オートテンショナ装置は、当接する伝動部材の張力が変動した際に、摩擦部材によって摩擦による減衰力を発生させ、該伝動部材の急激な変動を抑えるものである。
【特許文献１】特開２０００−２７４５０２公報
【特許文献２】特開平１１−３２５２０５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の油圧式オートテンショナ装置は、（ａ）油圧により減衰力を発生させるため、高圧油室９１がある程度圧縮され油圧が生じるようになるまで押圧力は発生せず、動き始めに減衰力を発生させることができなかった。また、（ｂ）油圧式減衰機９０とアーム９６とは別体的に設けられているため、装置全体としてスペースを取るという問題点があった。それに加えて、（ｃ）油圧油Ｐｏを高圧油室９１から低圧油室９２に徐々にリークさせる必要があるため、寸法精度要求の高い微小寸法の透通溝９３を設ける必要があり、装置の加工が困難であった。
【０００８】
一方、従来の摩擦式オートテンショナ装置は、（ｄ）摩擦によってのみ減衰力を発生させるため、摩擦部材の摩耗が激しく異音が発生するという問題点があった。また、（ｅ）張力が過小であるときにも過大であるときと同様に摩擦がかかるため減衰力に方向性を持たせることができず、張力が過小になった際に、伝動部材に当接するアームをすばやく押し戻すことができないという問題点があった。その他にも、（ｆ）摩擦は乾燥状態で発生させることが一般的であるため、湿度等の周辺環境によって摩擦係数が変化し摩擦の発生が不安定になるといった問題点があった。
【０００９】
そのため、本発明のオートテンショナ装置においては、油圧式オートテンショナの問題点を克服し（i）動き始めから減衰力を発生させること、（ii）装置を略一体的に形成しスペースを取らない構造にすること、及び好ましくは（iii）寸法精度要求を小さくし加工を容易にすること、並びにそれと同時に摩擦式オートテンショナの問題点を克服し（iv）摩耗が少なく異音が発生し難いものにすること、好ましくは（v）発生させる減衰力に方向性を持たせ張力が過小になった際のアームの戻りを速くすること、及び同じく好ましくは（vi）摩擦部材の摩擦係数を安定させ摩擦の発生を安定させること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記（i）（ii）（iv）の目的を達成するため、本発明のオートテンショナ装置は、先端部分が伝動部材に当接し基端部分が回転軸に支持されたアームと、前記アームを伝動部材方向に常時押圧し前記伝動部材に張力を与えるスプリングと、前記伝動部材の張力が増加した際に前記アームを伝動部材方向に押圧し減衰力を与える減衰機構とを備えたオートテンショナ装置において、前記回転軸回りに、油圧による減衰力を発生させる油圧式減衰機構と、摩擦による減衰力を発生させる摩擦式減衰機構とを併せて備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記油圧式減衰機構及び前記摩擦式減衰機構を設ける位置は、特に限定されないが、前記アームと、該アームを回動可能に支持した前記回転軸との間でもよいし、前記アームを回動不能に支持した回転軸と、該回転軸を回動可能に支持した外部部材との間でもよい。
【００１２】
上記（iii）の目的を達成するため、前記油圧式減衰機構に、前記油圧を発生させるための油圧油として、動粘度が１００ｍｍ２/ｓ以上、１００００ｍｍ２/ｓ以下の高粘弾性剤が充填されていることが好ましい。前記油圧油の動粘度は、５００ｍｍ２/ｓ以上、２０００ｍｍ２/ｓ以下であることがより好ましく、５００ｍｍ２/ｓ以上、１０００ｍｍ２/ｓ以下であることが最も好ましい。
【００１３】
前記油圧式減衰機構の具体的な形態は、特に限定されないが、前記アームの回転軸回りにループ状に形成され前記高粘弾性剤が充填された油溝が、高圧油室と低圧油室とに分割され形成されたものを例示する。
【００１４】
上記（v）の目的を達成するため、前記摩擦式減衰機構は、被摩擦部と、前記伝動部材の張力が増加して前記アームが反伝動部材方向に回動した際には前記被摩擦部を相対的に強く押圧しながら摺動する一方、該張力が減少してアームが伝動部材方向に回動した際には前記被摩擦部を相対的に弱く押圧しながら摺動又は押圧せずに移動する摩擦部とからなることが好ましい。
【００１５】
また、上記（vi）の目的を達成するため、前記摩擦式減衰機構は、前記油圧を発生させるための油圧油に常時潤滑されていることが好ましい。
【００１６】
前記摩擦式減衰機構の具体的な形態は、特に限定されないが、前記摩擦部が前記回転軸に取り付けられ、前記被摩擦部が前記回転軸回りに円弧状に設けられたものを例示する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のオートテンショナ装置は、（ア）摩擦式減衰機構を備えているので、動きはじめから減衰力を摩擦によって伝動部材に与えることができる。また、（イ）それに加えて油圧式減衰機構を備えているため、動き出した後においては、摩擦と油圧との双方の作用によって減衰力を発生させる。そのため、摩擦の持分による減衰力が減るので、摩擦部材の摩耗、及び異音の発生を少なくすることができる。加えて、（ウ）油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構の双方は、アームの回転軸回りに形成されるので、装置を略一体的に形成し省スペース化を計ることができる。
【００１８】
また、本発明の油圧式減衰機構の好ましい形態によれば、（エ）粘度の高い高粘弾性剤を油圧油として使用するため、該高粘弾性剤が透通溝を通過する際に生じる粘性抵抗は大きく、リークする速度が遅い。そのため、リークの速度を抑えるために透通溝を極度に狭く設計する必要はなく、寸法精度要求を低く抑えることができる。
【００１９】
また、本発明の摩擦式減衰機構の好ましい形態によれば、（オ）該摩擦式減衰機構の摩擦部材は、張力が増加した際にのみ被摩擦部材を比較的強く押圧するように構成されているため、張力が増加した際には減衰力を与える一方、張力が減少した際には減衰力をほとんど与えない。そのため、減衰力に方向性を持たせることができ、張力が減少した際のアームの戻りを速くすることができる。また、アームが戻る際に無用な摩擦が発生することがないので、同時に、この作用によっても摩擦部材の摩耗、及び異音の発生を少なくすることができる。
【００２０】
また、（カ）摩擦部と被摩擦部とが油圧油に常時潤滑されているので、周辺環境に左右されずに摩擦力を安定して発生させることができる。そして、このように、油圧式減衰機構において油圧を発生させるための油圧油を、摩擦式減衰機構の摩擦を安定させるための潤滑油としても利用すれば、潤滑油を別途用意する必要性を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のオートテンショナ装置は、先端部分がＶベルト７０に当接し基端部分がロータシャフト４０に支持されたアーム６０と、アーム６０を常時押圧しＶベルト７０に張力を与えるリターンスプリング５４と、Ｖベルト７０の張力が変動した際にアーム６０を押圧し減衰力を与える減衰機構とを備えていて、該減衰機構は、油圧による減衰力を発生させる油圧式減衰機構と、摩擦による減衰力を発生させる摩擦式減衰機構との双方から構成されている。この油圧式減衰機構は、ロータシャフト４０の軸回りにループ状に形成され高粘弾性剤Ｐが充填された油溝２７が、高圧油室２８と低圧油室２９とに分割され形成されている。一方、摩擦式減衰機構は、被摩擦部３１と、Ｖベルト７０の張力が増加した際には被摩擦部３１を強く押圧しながら摺動する一方、該張力が減少した際には被摩擦部３１をほとんど押圧せずに移動する摩擦部５２とから構成されている。
【実施例１】
【００２２】
本発明の図１及び図２に示すオートテンショナ装置は、伝動部材としてのＶベルト７０に当接するアーム６０と、アーム６０の回転軸となるロータシャフト４０と、該ロータシャフト４０を回転可能に支持するケーシング１０とからなる。そして、該ロータシャフト４０と該ケーシング１０との間には、アーム６０を常時押圧しＶベルト７０に張力を与えるリターンスプリング５４が取り付けられている他、Ｖベルト７０の張力が変動した際にアーム６０を押圧し減衰力を与える油圧式減衰機構と摩擦式減衰機構とがロータシャフト４０とケーシング１０との双方に跨る形で形成されている。
【００２３】
ケーシング１０は、ロータシャフト４０の基端部分を囲み込みハウジングした状態で該ロータシャフト４０を回動可能に支持するためのものであり、中空２５を備えた円柱形の形状をしていて、筒部２１と蓋部１１とに分かれている。
【００２４】
蓋部１１は、円形板状の形状をしていてその中心には、ロータシャフト４０の先端を支持するための支持凹部１２が凹設されている。蓋部１１には、筒部２１をネジ３３で螺着するためのネジ通孔１５が４箇所に設けられている他、所定の支持個所に該蓋部１１を固定するためのネジ通孔１３が４箇所に設けられていて、該ネジ通孔１３にネジ１４が挿通され螺着されている。
【００２５】
筒部２１は、片側の円形の底面が大きく開口し中空２５に開通した円柱状（筒状）の形状をしていて、その反対側の円形の底面の中心部分にはロータシャフト４０を挿通させる軸孔２２が貫設されている。また、その他、筒部２１を蓋部１１に連結するためのネジ孔３２が、該大きく開口した側の底面の外周縁付近の４箇所に設けられている。そして、ネジ３３を蓋部１１のネジ通孔１５に挿通させてから該ネジ孔３２に螺着することにより、蓋部１１で筒部２１の該開口を閉じる形で、両者は連結されている。
【００２６】
ケーシング１０に形成された中空２５は、ロータシャフト４０の拡径部４４を収納する収納部２６と、油圧を与える油圧油を充填する油溝２７とからなる。収納部２６は拡径部４４の形状と合致した円柱状の空間であり、油溝２７はその円柱状の収納部２６を曲面側から包み込むループ状の形状をした空間となっている。そして、拡径部４４が収納された中空２５の油溝２７には、油圧油として動粘度が１０００ｍｍ２/ｓ程の高粘弾性剤Ｐが充填されている。
【００２７】
この油溝２７は、ケーシング１０の内壁に形成された仕切突起２３と、ロータシャフト４０の拡径部４４に設けられた仕切壁部４５との２箇所で仕切られることにより、高圧油室２８と低圧油室２９とに分けられている。仕切突起２３には、両油室２８、２９間に油圧差が生じた際に高粘弾性剤Ｐを徐々にリークさせるための第一透通溝２４が設けられている。その他、油溝２７をハウジングしているケーシング１０には、油溝２７内で高粘弾性剤Ｐが膨張した際にその逃げ道となる膨張吸収ポケット３０が設けられている。また、ケーシング１０の内壁において、後述する摩擦部５２が当接する部分には、該摩擦部５２と協働して摩擦を発生させる被摩擦部３１が該内壁に沿って円弧状に形成されている。
【００２８】
ロータシャフト４０は細長い円柱形の形状をしていて、アーム６０を取り付けるための取付部４１を先端部分に備えている他、ケーシング１０に支持される被支持部４３と拡径部４４とを基端部分に備えている。被支持部４３は、ケーシング１０の支持凹部１２に挿入され支持されるためのものであり、基端から基端付近にかけて形成されている。拡径部４４は、収納部２６に収められることによりケーシング１０と協働して油溝２７を形成するもので、被支持部４３より先端よりの部分が一回り拡径され形成された円盤状の形状をしていて、その外周縁には前述した仕切壁部４５が設けられている。
【００２９】
該仕切壁部４５は、高粘弾性剤Ｐが低圧油室２９から高圧油室２８への一方向にのみ通過することを許容する弁機構を備えた仕切であり、油溝２７を仕切るための仕切ピース５０、同じくそれと協働して油溝２７を仕切ると伴に仕切ピース５０を係止するピース係止突起４６、仕切ピース５０をピース係止突起４６に付勢する仕切バネ４９、及び仕切バネ４９の一端を拡径部４４に係止するバネ係止突起４８からなる。
【００３０】
ピース係止突起４６及びバネ係止突起４８は、拡径部の外周縁から外方向に向かって突出形成されていて、ピース係止突起４６は仕切ピース５０より低圧油室２９側に、バネ係止突起４８は仕切ピース５０より高圧油室２８側に位置している。仕切バネ４９の一端はバネ係止突起４８に係止されていて、他端は仕切ピース５０に連結されている。この仕切ピース５０は平常時においては仕切バネ４９に付勢されることにより、ピース係止突起４６に当接している。仕切ピース５０は、高粘弾性剤Ｐをリークさせるための第二透通孔５３を備えている他、弁機構が開いた際に高粘弾性剤Ｐを通過させる弁溝５１を備えている。
【００３１】
該仕切壁部４５は、両油室２８、２９を仕切る仕切や弁機構としての構造以外にも、摩擦を発生させるための構造を兼ね備えていて、被摩擦部３１の上を摺動し摩擦を発生させる摩擦部５２と、Ｖベルトの張力が増加した際に摩擦部５２を被摩擦部３１に強く押し当てる傾斜部４７とを備えている。
【００３２】
摩擦部５２は、油溝２７内の仕切ピース５０における被摩擦部３１に当接する個所に位置している。このように、摩擦部５２及び被摩擦部３１は油溝２７内に設けられることによって、常時高粘弾性剤Ｐに潤滑されるようになっている。摩擦部５２は、シャフトが回転することにより自己摩擦力で更に被摩擦部３１に食い込み大きな摩擦力を発生させるように、その断面がクサビ状の形状をしている。なお、このときの抵抗係数μは、摩擦部５２及び被摩擦部３１が高粘弾性剤Ｐで潤滑されているので、０．２以下となる。そして、該クサビの先端角を、１１．２度より大きく設定すれば、抵抗係数μを最大の０．２とした場合にも、摩擦が滑り摩擦となり、摩擦部５２がセルフロックすることはない。
【００３３】
傾斜部４７は、ピース係止突起４６における仕切ピース５０と当接する個所に位置していて、その面の法線方向が、高圧油室２８側方向に回動する際の進行方向よりもケーシング１０の内壁側よりに傾くように形成されている。また、傾斜部４７は、張力が増加した際に摩擦部５２を被摩擦部３１に強く押し当てる以外にも、仕切バネ４９によって押圧された仕切ピース５０を該傾斜部４７を乗り上げる方向に案内し、平常時等においても、仕切ピース５０がケーシング１０の内壁に押圧されるようにしている。
【００３４】
本実施例の油圧式減衰機構は、このように、高圧油室２８と低圧油室２９とに分割され高粘弾性剤Ｐが充填された油溝２７、及びその内側において回動可能に支持され仕切壁部４５を備えたロータシャフト４０から構成されている。また、本実施例の摩擦式減衰機構は、摩擦部５２を備えた同じくロータシャフト４０、及び摩擦部５２が当接する被摩擦部３１から構成されている。
【００３５】
ロータシャフト４０とケーシング１０との間に取り付けられたリターンスプリング５４は、コイル状のバネであり、その一端がケーシング１０の軸孔２２付近に設けられた第一係止部３４に係止されていて、他端がロータシャフト４０に設けられた第二係止部５５に係止されている。なお、図２に示すように、ケーシング１０における蓋部１１と筒部２１との間、及び筒部２１の軸孔２２の内壁とロータシャフト４０との間には、シール用のＯリング３５、１６がそれぞれ装着されている。
【００３６】
アーム６０は、一枚の細長い板状の形状をしていて、基端部分にはロータシャフト４０に取り付けられるための取付孔６４が貫接されている。そして、該取付孔６４にロータシャフト４０の取付部４１が挿通されその上に取付キャップ４２が嵌め込まれることにより、アーム６０はロータシャフト４０に対して回動不能に固着されている。一方、先端部分にはＶベルト７０に当接するプーリ６１が、ネジ６３に回動可能に支持されたベアリング６２を介して取り付けられている。
【００３７】
以上に述べたオートテンショナ装置における油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構の作用を、Ｖベルト７０の張力が過大になった過大張力時と、該張力が過小になった過小張力時とに分けて以下に説明する。なお、該作用を説明するに当たっては、次の図４ｂに示すイメージ図を参照する。この図４ｂは、アーム６０を図４ａに示す周波数の異なった、それぞれ高速、中速、低速、及び超低速の正弦波で加振した際に発生する減衰力の様子を示したものである。正弦波を示す図４ａは、横軸に経過時間を示し、縦軸にアーム６０の先端部の変位を示している。但し、反Ｖベルト方向Ｒへの変位を正とし、Ｖベルト方向Ｆへの変位を負としている。一方、発生する減衰力を示す図４ｂは、横軸に該変位を示し、縦軸に発生する減衰力を示している。但し、Ｖベルト方向Ｆへの力を正とし、反Ｖベルト方向Ｒへの力を負としている。
【００３８】
（過大張力時）
Ｖベルト７０の張力（テンション）が過負荷等により過大になった際には、Ｖベルト７０がアーム６０を押し下げ、図３ａに示すようにロータシャフト４０反Ｖベルト方向Ｒに回動させる。このとき、仕切ピース５０は、ピース係止突起４６に押圧されることにより、ロータシャフト４０に遅れることなく移動するため、これと一体的に回動し高圧油室２８側に移動する。この際には、図４ｂのＤ点→Ａ点→Ｂ点に示すように、Ｖベルト７０を押し返す減衰力が発生する。その様子を以下に説明する。
【００３９】
摩擦式減衰機構はにおいては、このとき、次のような作用が生じる。ピース係止突起４６の傾斜部４７は、その面の法線方向が進行方向よりもケーシング１０の内壁側よりに傾くように形成されているため、該移動の際には、仕切ピース５０をケーシング１０の内壁に押圧することにより、摩擦部５２を被摩擦部３１に押し付けながら摺動させ、摩擦による減衰力を発生させる。また、摩擦部５２は、もともと上述のように、仕切バネ４９の押圧力によっても被摩擦部３１に押圧されているため、この分の摩擦もこのとき同時に発生する。
【００４０】
油圧式減衰機構においては、この回動により、高圧油室２８が収縮され低圧油室２９が拡張される。この際には、一時的に高圧油室２８の油圧が上昇し低圧油室２９の油圧が低下するが、徐々に高粘弾性剤Ｐが、両透通孔２４、５３を通って高圧油室２８から低圧油室２９にリークするので、両油室２８、２９の油圧はやがて等しい状態に戻される。そのため、非常にゆっくりとロータシャフト４０が回動したときには、両油室２８、２９間に油圧差はほとんど発生せず、図４ｂの超低速の場合に示すように、油圧によってはＶベルト７０の変動を抑える減衰力がほとんど発生しない。この際には、傾斜部４７も仕切ピース５０をほとんど押圧しないので、仕切バネ４９の押圧分による摩擦のみが発生する。
【００４１】
一方、ある程度速い速度でロータシャフト４０が回動したときには、高圧油室２８から低圧油室２９に高粘弾性剤Ｐがリークする速度が、両油室２８、２９間の油圧差の発生を抑えこむのに必要な速度に追いつかず、高圧油室２８の油圧が低圧油室２９の油圧よりも大きくなる。そのため、Ｖベルト７０をＶベルト方向Ｆに押し返す減衰力が、図４ｂの高速、中速、及び低速の場合に示すように、該油圧差によって発生する。この減衰力は、高粘弾性剤Ｐが徐々に両透通孔２４、５３を通って高圧油室２８から低圧油室２９にリークし両油室２８、２９間の油圧差が減少し消滅するのに伴い、同じく減少し消滅する。
【００４２】
このように、ゆっくりと反Ｖベルト方向Ｒに回動した際には、摩擦式減衰機構によってのみ減衰力が発生する一方、ある程度速く同方向に回動した際には摩擦式減衰機構と油圧式減衰機構との双方によって減衰力が発生する。
【００４３】
（過小張力時）
次に、Ｖベルト７０の張力が過小になった際の作用を説明する。このときには、リターンスプリング５４がアーム６０を押し戻し、図３ｂに示すように、ロータシャフト４０を上記とは逆方向のＶベルト方向Ｆに回動させる。このとき、仕切ピース５０には、それ自体の慣性力、及び両油室２８、２９間の油圧差等によってその場に留まろうとする力が働くため、仕切ピース５０は、仕切バネ４９をたわませピース係止突起４６から離脱する。離脱した仕切ピース５０は、その後、仕切バネ４９の押圧力によって、ピース係止突起４６と当接する元のロータシャフト４０との相対位置にまで戻される。このように、仕切ピース５０は、ロータシャフト４０に対してわずかに遅れて移動する。この際には上記の際とは相違し、わずかな減衰力が、図４ｂのＢ点→Ｃ点→Ｄ点に示すように、発生するのみである。その様子を以下に説明する。
【００４４】
摩擦式減衰機構においては、このとき、仕切ピース５０は、ピース係止突起４６の傾斜部４７から解離するので、該傾斜部４７や仕切バネ４９によってケーシング１０の内壁に強く押圧されることがない。よって、摩擦部５２が被摩擦部３１に強く押圧されることがなく、摩擦による減衰力はほとんど発生しない。
【００４５】
油圧式減衰機構においては、この回動により、高圧油室２８が拡張され低圧油室２９が収縮される。このため、一時的に高圧油室２８の油圧が低下し低圧油室２９の油圧が上昇する。しかし、この際には、高粘弾性剤Ｐが両透通孔２４、５３を通って、上記の場合とは反対に低圧油室２９から高圧油室２８にリークする以外にも、それと同時に次の動作が行われるため、両油室２８、２９の油圧はすぐに略等しい状態へと戻される。
【００４６】
すなわち、ピース係止突起４６とケーシング１０との間を通り抜けた低圧油室２９内の高粘弾性剤Ｐが、仕切ピース４６の離脱によりできた隙間を通って弁溝５１に流れ込み更にここを通過し高圧油室２８に流れ込むことにより、両油室２８、２９の油圧を均衡させる。たとえ、ロータシャフト４０が速く回動しても、ピース係止突起４６とケーシング１０との間隔、及び弁溝５１は充分大きく、且つ、速くなるのに伴い仕切ピース５０が仕切バネ４９をたわませて形成する該仕切ピース５０とピース係止突起４６との隙間が大きくなり弁溝５１に高粘弾性剤Ｐが更に流れ込み易くなるので、油圧差は、発生してもすぐに押さえ込まれる。そのため、油圧による減衰力はほとんど発生しない。
【００４７】
このように、張力が過小になりアーム６０がＶベルト方向Ｆに回動した際には、摩擦及び油圧差の双方がほとんど発生しないので、減衰力はほとんど発生しない。
【００４８】
本実施例のオートテンショナ装置は、摩擦式減衰機構を備えているので、減衰力を、動きはじめから摩擦によってＶベルト７０に与えることができる。また、それに加えて、油圧式減衰機構を備えているため、動き出した後においては、摩擦と油圧との双方の作用によって減衰力を発生させる。そのため、摩擦の持分により発生させる減衰力が減り摩擦の発生を抑えられるので、摩擦部材の摩耗、及び異音の発生を少なくすることができる。
【００４９】
摩擦式減衰機構及び油圧式減衰機構の双方による減衰力は、張力が増加した際には大きく発生する一方、張力が減少した際にはほとんど発生しない。そのため、該減衰力は方向性を備えていて、張力が減少した際には、アーム６０がリターンスプリング５４の押圧力によってすばやく押し戻される。そして、この際には、無用な摩擦が発生することもないので、ここでも、摩擦部５２及び被摩擦部３１の摩耗、及び異音の発生が少なく抑えられている。なお、これら油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構の双方は、ロータシャフト４０の軸回りに略一体的に形成されているため、省スペース化にも貢献している。
【００５０】
また、摩擦式減衰機構においては、摩擦部５２と被摩擦部３１とが、高粘弾性剤Ｐに常時潤滑されているので、摩擦力がその周辺環境に左右させずに安定して発生する。そして、このように、油圧式減衰機構において油圧を発生させるための油圧油が、摩擦式減衰機構において摩擦の発生を安定させるための潤滑油としても兼用されることにより、潤滑油を別途用意する必要性が省かれている。
【００５１】
また、油圧式減衰機構においては、粘度の高い高粘弾性剤Ｐを油圧油として使用しているため、該高粘弾性剤Ｐが両透通溝２４、５３を通過する際に発生する粘性抵抗は大きくリークする速度が遅い。そのため、リークの速度を抑えるために両透通溝２４、５３を極度に狭く設計する必要はなく、寸法精度要求が低く抑えられている。
【００５２】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。例えば、油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構を、実施例１のように、アーム６０が取り付けられたロータシャフト４０と、それらにとって外部部材であるケーシング１０との間に設けるのではなくアームの内部に油溝を設け、同様の油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構を、該アームと、該アームを回動可能に支持した回転軸との間に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１のオートテンショナ装置を示す全体斜視図である。
【図２】同実施例のオートテンショナ装置を示す断面図である。
【図３】同実施例において、オートテンショナ装置が回動したときの様子を示す断面図である。
【図４】同実施例において、ａはアームを加振する正弦波、ｂはそれにより発生する減衰力を示すイメージ図である。
【図５】従来例１のオートテンショナ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
３１ 被摩擦部
４０ 回転軸としてのロータシャフト
５２ 摩擦部
５４ （リターン）スプリング
６０ アーム
７０ 伝動部材としてのＶベルト
Ｐ 高粘弾性剤
Ｆ 伝動部材方向（Ｖベルト方向）
Ｒ 反伝動部材方向（反Ｖベルト方向）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端環状の平ベルト、Ｖベルト、歯付ベルト、チェーン等の伝動部材に適切な張力（テンション）を自動的に与えるためのオートテンショナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のオートテンショナ装置としては、油圧により減衰力を発生させる従来例１（特許文献１）等の油圧式オートテンショナ装置や、摩擦により減衰力を発生させる従来例２（特許文献２）等の摩擦式オートテンショナ装置がある。
【０００３】
従来例１の図５に示す油圧式オートテンショナ装置は、伝動部材９９の張力が過大になると、伝動部材９９はリターンスプリング９５の押圧力を伝えているアーム９６を押し下げ反伝動部材方向Ｒｏに回動させる。この際に、油圧式減衰機９０の油圧油Ｐｏが充填された高圧油室９１を収縮させ、伝動部材９９を押し返す減衰力を発生させる。この減衰力は、高圧油室９１内の油圧油Ｐｏが透通溝９３を通って徐々に低圧油室９２にリークしていくに従い、徐々に減少し消滅する。
【０００４】
一方、伝動部材９９の張力が過小になると逆に、アーム９６が、伝動部材９９を押し下げ伝動部材方向Ｆｏに回動する。このとき、高圧油室９１は拡張するが、その際にはすぐに逆止弁９４が開き油圧油Ｐｏが低圧油室９２から高圧油室９１に流入するので、減衰力はほとんど発生しない。
【０００５】
油圧式オートテンショナ装置は、このように、当接する伝動部材の張力が過大になった際にのみ油圧による減衰力を大きく発生させ、該伝動部材の急激な変動を抑えるものである。
【０００６】
それに対して、従来例２等の摩擦式オートテンショナ装置は、当接する伝動部材の張力が変動した際に、摩擦部材によって摩擦による減衰力を発生させ、該伝動部材の急激な変動を抑えるものである。
【特許文献１】特開２０００−２７４５０２公報
【特許文献２】特開平１１−３２５２０５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の油圧式オートテンショナ装置は、（ａ）油圧により減衰力を発生させるため、高圧油室９１がある程度圧縮され油圧が生じるようになるまで押圧力は発生せず、動き始めに減衰力を発生させることができなかった。また、（ｂ）油圧式減衰機９０とアーム９６とは別体的に設けられているため、装置全体としてスペースを取るという問題点があった。それに加えて、（ｃ）油圧油Ｐｏを高圧油室９１から低圧油室９２に徐々にリークさせる必要があるため、寸法精度要求の高い微小寸法の透通溝９３を設ける必要があり、装置の加工が困難であった。
【０００８】
一方、従来の摩擦式オートテンショナ装置は、（ｄ）摩擦によってのみ減衰力を発生させるため、摩擦部材の摩耗が激しく異音が発生するという問題点があった。また、（ｅ）張力が過小であるときにも過大であるときと同様に摩擦がかかるため減衰力に方向性を持たせることができず、張力が過小になった際に、伝動部材に当接するアームをすばやく押し戻すことができないという問題点があった。その他にも、（ｆ）摩擦は乾燥状態で発生させることが一般的であるため、湿度等の周辺環境によって摩擦係数が変化し摩擦の発生が不安定になるといった問題点があった。
【０００９】
そのため、本発明のオートテンショナ装置においては、油圧式オートテンショナの問題点を克服し（i）動き始めから減衰力を発生させること、（ii）装置を略一体的に形成しスペースを取らない構造にすること、及び好ましくは（iii）寸法精度要求を小さくし加工を容易にすること、並びにそれと同時に摩擦式オートテンショナの問題点を克服し（iv）摩耗が少なく異音が発生し難いものにすること、好ましくは（v）発生させる減衰力に方向性を持たせ張力が過小になった際のアームの戻りを速くすること、及び同じく好ましくは（vi）摩擦部材の摩擦係数を安定させ摩擦の発生を安定させること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記（i）（ii）（iv）の目的を達成するため、本発明のオートテンショナ装置は、先端部分が伝動部材に当接し基端部分が回転軸に支持されたアームと、前記アームを伝動部材方向に常時押圧し前記伝動部材に張力を与えるスプリングと、前記伝動部材の張力が増加した際に前記アームを伝動部材方向に押圧し減衰力を与える減衰機構とを備えたオートテンショナ装置において、前記回転軸回りに、油圧による減衰力を発生させる油圧式減衰機構と、摩擦による減衰力を発生させる摩擦式減衰機構とを併せて備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記油圧式減衰機構及び前記摩擦式減衰機構を設ける位置は、特に限定されないが、前記アームと、該アームを回動可能に支持した前記回転軸との間でもよいし、前記アームを回動不能に支持した回転軸と、該回転軸を回動可能に支持した外部部材との間でもよい。
【００１２】
上記（iii）の目的を達成するため、前記油圧式減衰機構に、前記油圧を発生させるための油圧油として、動粘度が１００ｍｍ２/ｓ以上、１００００ｍｍ２/ｓ以下の高粘弾性剤が充填されていることが好ましい。前記油圧油の動粘度は、５００ｍｍ２/ｓ以上、２０００ｍｍ２/ｓ以下であることがより好ましく、５００ｍｍ２/ｓ以上、１０００ｍｍ２/ｓ以下であることが最も好ましい。
【００１３】
前記油圧式減衰機構の具体的な形態は、特に限定されないが、前記アームの回転軸回りにループ状に形成され前記高粘弾性剤が充填された油溝が、高圧油室と低圧油室とに分割され形成されたものを例示する。
【００１４】
上記（v）の目的を達成するため、前記摩擦式減衰機構は、被摩擦部と、前記伝動部材の張力が増加して前記アームが反伝動部材方向に回動した際には前記被摩擦部を相対的に強く押圧しながら摺動する一方、該張力が減少してアームが伝動部材方向に回動した際には前記被摩擦部を相対的に弱く押圧しながら摺動又は押圧せずに移動する摩擦部とからなることが好ましい。
【００１５】
また、上記（vi）の目的を達成するため、前記摩擦式減衰機構は、前記油圧を発生させるための油圧油に常時潤滑されていることが好ましい。
【００１６】
前記摩擦式減衰機構の具体的な形態は、特に限定されないが、前記摩擦部が前記回転軸に取り付けられ、前記被摩擦部が前記回転軸回りに円弧状に設けられたものを例示する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のオートテンショナ装置は、（ア）摩擦式減衰機構を備えているので、動きはじめから減衰力を摩擦によって伝動部材に与えることができる。また、（イ）それに加えて油圧式減衰機構を備えているため、動き出した後においては、摩擦と油圧との双方の作用によって減衰力を発生させる。そのため、摩擦の持分による減衰力が減るので、摩擦部材の摩耗、及び異音の発生を少なくすることができる。加えて、（ウ）油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構の双方は、アームの回転軸回りに形成されるので、装置を略一体的に形成し省スペース化を計ることができる。
【００１８】
また、本発明の油圧式減衰機構の好ましい形態によれば、（エ）粘度の高い高粘弾性剤を油圧油として使用するため、該高粘弾性剤が透通溝を通過する際に生じる粘性抵抗は大きく、リークする速度が遅い。そのため、リークの速度を抑えるために透通溝を極度に狭く設計する必要はなく、寸法精度要求を低く抑えることができる。
【００１９】
また、本発明の摩擦式減衰機構の好ましい形態によれば、（オ）該摩擦式減衰機構の摩擦部材は、張力が増加した際にのみ被摩擦部材を比較的強く押圧するように構成されているため、張力が増加した際には減衰力を与える一方、張力が減少した際には減衰力をほとんど与えない。そのため、減衰力に方向性を持たせることができ、張力が減少した際のアームの戻りを速くすることができる。また、アームが戻る際に無用な摩擦が発生することがないので、同時に、この作用によっても摩擦部材の摩耗、及び異音の発生を少なくすることができる。
【００２０】
また、（カ）摩擦部と被摩擦部とが油圧油に常時潤滑されているので、周辺環境に左右されずに摩擦力を安定して発生させることができる。そして、このように、油圧式減衰機構において油圧を発生させるための油圧油を、摩擦式減衰機構の摩擦を安定させるための潤滑油としても利用すれば、潤滑油を別途用意する必要性を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のオートテンショナ装置は、先端部分がＶベルト７０に当接し基端部分がロータシャフト４０に支持されたアーム６０と、アーム６０を常時押圧しＶベルト７０に張力を与えるリターンスプリング５４と、Ｖベルト７０の張力が変動した際にアーム６０を押圧し減衰力を与える減衰機構とを備えていて、該減衰機構は、油圧による減衰力を発生させる油圧式減衰機構と、摩擦による減衰力を発生させる摩擦式減衰機構との双方から構成されている。この油圧式減衰機構は、ロータシャフト４０の軸回りにループ状に形成され高粘弾性剤Ｐが充填された油溝２７が、高圧油室２８と低圧油室２９とに分割され形成されている。一方、摩擦式減衰機構は、被摩擦部３１と、Ｖベルト７０の張力が増加した際には被摩擦部３１を強く押圧しながら摺動する一方、該張力が減少した際には被摩擦部３１をほとんど押圧せずに移動する摩擦部５２とから構成されている。
【実施例１】
【００２２】
本発明の図１及び図２に示すオートテンショナ装置は、伝動部材としてのＶベルト７０に当接するアーム６０と、アーム６０の回転軸となるロータシャフト４０と、該ロータシャフト４０を回転可能に支持するケーシング１０とからなる。そして、該ロータシャフト４０と該ケーシング１０との間には、アーム６０を常時押圧しＶベルト７０に張力を与えるリターンスプリング５４が取り付けられている他、Ｖベルト７０の張力が変動した際にアーム６０を押圧し減衰力を与える油圧式減衰機構と摩擦式減衰機構とがロータシャフト４０とケーシング１０との双方に跨る形で形成されている。
【００２３】
ケーシング１０は、ロータシャフト４０の基端部分を囲み込みハウジングした状態で該ロータシャフト４０を回動可能に支持するためのものであり、中空２５を備えた円柱形の形状をしていて、筒部２１と蓋部１１とに分かれている。
【００２４】
蓋部１１は、円形板状の形状をしていてその中心には、ロータシャフト４０の先端を支持するための支持凹部１２が凹設されている。蓋部１１には、筒部２１をネジ３３で螺着するためのネジ通孔１５が４箇所に設けられている他、所定の支持個所に該蓋部１１を固定するためのネジ通孔１３が４箇所に設けられていて、該ネジ通孔１３にネジ１４が挿通され螺着されている。
【００２５】
筒部２１は、片側の円形の底面が大きく開口し中空２５に開通した円柱状（筒状）の形状をしていて、その反対側の円形の底面の中心部分にはロータシャフト４０を挿通させる軸孔２２が貫設されている。また、その他、筒部２１を蓋部１１に連結するためのネジ孔３２が、該大きく開口した側の底面の外周縁付近の４箇所に設けられている。そして、ネジ３３を蓋部１１のネジ通孔１５に挿通させてから該ネジ孔３２に螺着することにより、蓋部１１で筒部２１の該開口を閉じる形で、両者は連結されている。
【００２６】
ケーシング１０に形成された中空２５は、ロータシャフト４０の拡径部４４を収納する収納部２６と、油圧を与える油圧油を充填する油溝２７とからなる。収納部２６は拡径部４４の形状と合致した円柱状の空間であり、油溝２７はその円柱状の収納部２６を曲面側から包み込むループ状の形状をした空間となっている。そして、拡径部４４が収納された中空２５の油溝２７には、油圧油として動粘度が１０００ｍｍ２/ｓ程の高粘弾性剤Ｐが充填されている。
【００２７】
この油溝２７は、ケーシング１０の内壁に形成された仕切突起２３と、ロータシャフト４０の拡径部４４に設けられた仕切壁部４５との２箇所で仕切られることにより、高圧油室２８と低圧油室２９とに分けられている。仕切突起２３には、両油室２８、２９間に油圧差が生じた際に高粘弾性剤Ｐを徐々にリークさせるための第一透通溝２４が設けられている。その他、油溝２７をハウジングしているケーシング１０には、油溝２７内で高粘弾性剤Ｐが膨張した際にその逃げ道となる膨張吸収ポケット３０が設けられている。また、ケーシング１０の内壁において、後述する摩擦部５２が当接する部分には、該摩擦部５２と協働して摩擦を発生させる被摩擦部３１が該内壁に沿って円弧状に形成されている。
【００２８】
ロータシャフト４０は細長い円柱形の形状をしていて、アーム６０を取り付けるための取付部４１を先端部分に備えている他、ケーシング１０に支持される被支持部４３と拡径部４４とを基端部分に備えている。被支持部４３は、ケーシング１０の支持凹部１２に挿入され支持されるためのものであり、基端から基端付近にかけて形成されている。拡径部４４は、収納部２６に収められることによりケーシング１０と協働して油溝２７を形成するもので、被支持部４３より先端よりの部分が一回り拡径され形成された円盤状の形状をしていて、その外周縁には前述した仕切壁部４５が設けられている。
【００２９】
該仕切壁部４５は、高粘弾性剤Ｐが低圧油室２９から高圧油室２８への一方向にのみ通過することを許容する弁機構を備えた仕切であり、油溝２７を仕切るための仕切ピース５０、同じくそれと協働して油溝２７を仕切ると伴に仕切ピース５０を係止するピース係止突起４６、仕切ピース５０をピース係止突起４６に付勢する仕切バネ４９、及び仕切バネ４９の一端を拡径部４４に係止するバネ係止突起４８からなる。
【００３０】
ピース係止突起４６及びバネ係止突起４８は、拡径部の外周縁から外方向に向かって突出形成されていて、ピース係止突起４６は仕切ピース５０より低圧油室２９側に、バネ係止突起４８は仕切ピース５０より高圧油室２８側に位置している。仕切バネ４９の一端はバネ係止突起４８に係止されていて、他端は仕切ピース５０に連結されている。この仕切ピース５０は平常時においては仕切バネ４９に付勢されることにより、ピース係止突起４６に当接している。仕切ピース５０は、高粘弾性剤Ｐをリークさせるための第二透通孔５３を備えている他、弁機構が開いた際に高粘弾性剤Ｐを通過させる弁溝５１を備えている。
【００３１】
該仕切壁部４５は、両油室２８、２９を仕切る仕切や弁機構としての構造以外にも、摩擦を発生させるための構造を兼ね備えていて、被摩擦部３１の上を摺動し摩擦を発生させる摩擦部５２と、Ｖベルトの張力が増加した際に摩擦部５２を被摩擦部３１に強く押し当てる傾斜部４７とを備えている。
【００３２】
摩擦部５２は、油溝２７内の仕切ピース５０における被摩擦部３１に当接する個所に位置している。このように、摩擦部５２及び被摩擦部３１は油溝２７内に設けられることによって、常時高粘弾性剤Ｐに潤滑されるようになっている。摩擦部５２は、シャフトが回転することにより自己摩擦力で更に被摩擦部３１に食い込み大きな摩擦力を発生させるように、その断面がクサビ状の形状をしている。なお、このときの抵抗係数μは、摩擦部５２及び被摩擦部３１が高粘弾性剤Ｐで潤滑されているので、０．２以下となる。そして、該クサビの先端角を、１１．２度より大きく設定すれば、抵抗係数μを最大の０．２とした場合にも、摩擦が滑り摩擦となり、摩擦部５２がセルフロックすることはない。
【００３３】
傾斜部４７は、ピース係止突起４６における仕切ピース５０と当接する個所に位置していて、その面の法線方向が、高圧油室２８側方向に回動する際の進行方向よりもケーシング１０の内壁側よりに傾くように形成されている。また、傾斜部４７は、張力が増加した際に摩擦部５２を被摩擦部３１に強く押し当てる以外にも、仕切バネ４９によって押圧された仕切ピース５０を該傾斜部４７を乗り上げる方向に案内し、平常時等においても、仕切ピース５０がケーシング１０の内壁に押圧されるようにしている。
【００３４】
本実施例の油圧式減衰機構は、このように、高圧油室２８と低圧油室２９とに分割され高粘弾性剤Ｐが充填された油溝２７、及びその内側において回動可能に支持され仕切壁部４５を備えたロータシャフト４０から構成されている。また、本実施例の摩擦式減衰機構は、摩擦部５２を備えた同じくロータシャフト４０、及び摩擦部５２が当接する被摩擦部３１から構成されている。
【００３５】
ロータシャフト４０とケーシング１０との間に取り付けられたリターンスプリング５４は、コイル状のバネであり、その一端がケーシング１０の軸孔２２付近に設けられた第一係止部３４に係止されていて、他端がロータシャフト４０に設けられた第二係止部５５に係止されている。なお、図２に示すように、ケーシング１０における蓋部１１と筒部２１との間、及び筒部２１の軸孔２２の内壁とロータシャフト４０との間には、シール用のＯリング３５、１６がそれぞれ装着されている。
【００３６】
アーム６０は、一枚の細長い板状の形状をしていて、基端部分にはロータシャフト４０に取り付けられるための取付孔６４が貫接されている。そして、該取付孔６４にロータシャフト４０の取付部４１が挿通されその上に取付キャップ４２が嵌め込まれることにより、アーム６０はロータシャフト４０に対して回動不能に固着されている。一方、先端部分にはＶベルト７０に当接するプーリ６１が、ネジ６３に回動可能に支持されたベアリング６２を介して取り付けられている。
【００３７】
以上に述べたオートテンショナ装置における油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構の作用を、Ｖベルト７０の張力が過大になった過大張力時と、該張力が過小になった過小張力時とに分けて以下に説明する。なお、該作用を説明するに当たっては、次の図４ｂに示すイメージ図を参照する。この図４ｂは、アーム６０を図４ａに示す周波数の異なった、それぞれ高速、中速、低速、及び超低速の正弦波で加振した際に発生する減衰力の様子を示したものである。正弦波を示す図４ａは、横軸に経過時間を示し、縦軸にアーム６０の先端部の変位を示している。但し、反Ｖベルト方向Ｒへの変位を正とし、Ｖベルト方向Ｆへの変位を負としている。一方、発生する減衰力を示す図４ｂは、横軸に該変位を示し、縦軸に発生する減衰力を示している。但し、Ｖベルト方向Ｆへの力を正とし、反Ｖベルト方向Ｒへの力を負としている。
【００３８】
（過大張力時）
Ｖベルト７０の張力（テンション）が過負荷等により過大になった際には、Ｖベルト７０がアーム６０を押し下げ、図３ａに示すようにロータシャフト４０反Ｖベルト方向Ｒに回動させる。このとき、仕切ピース５０は、ピース係止突起４６に押圧されることにより、ロータシャフト４０に遅れることなく移動するため、これと一体的に回動し高圧油室２８側に移動する。この際には、図４ｂのＤ点→Ａ点→Ｂ点に示すように、Ｖベルト７０を押し返す減衰力が発生する。その様子を以下に説明する。
【００３９】
摩擦式減衰機構はにおいては、このとき、次のような作用が生じる。ピース係止突起４６の傾斜部４７は、その面の法線方向が進行方向よりもケーシング１０の内壁側よりに傾くように形成されているため、該移動の際には、仕切ピース５０をケーシング１０の内壁に押圧することにより、摩擦部５２を被摩擦部３１に押し付けながら摺動させ、摩擦による減衰力を発生させる。また、摩擦部５２は、もともと上述のように、仕切バネ４９の押圧力によっても被摩擦部３１に押圧されているため、この分の摩擦もこのとき同時に発生する。
【００４０】
油圧式減衰機構においては、この回動により、高圧油室２８が収縮され低圧油室２９が拡張される。この際には、一時的に高圧油室２８の油圧が上昇し低圧油室２９の油圧が低下するが、徐々に高粘弾性剤Ｐが、両透通孔２４、５３を通って高圧油室２８から低圧油室２９にリークするので、両油室２８、２９の油圧はやがて等しい状態に戻される。そのため、非常にゆっくりとロータシャフト４０が回動したときには、両油室２８、２９間に油圧差はほとんど発生せず、図４ｂの超低速の場合に示すように、油圧によってはＶベルト７０の変動を抑える減衰力がほとんど発生しない。この際には、傾斜部４７も仕切ピース５０をほとんど押圧しないので、仕切バネ４９の押圧分による摩擦のみが発生する。
【００４１】
一方、ある程度速い速度でロータシャフト４０が回動したときには、高圧油室２８から低圧油室２９に高粘弾性剤Ｐがリークする速度が、両油室２８、２９間の油圧差の発生を抑えこむのに必要な速度に追いつかず、高圧油室２８の油圧が低圧油室２９の油圧よりも大きくなる。そのため、Ｖベルト７０をＶベルト方向Ｆに押し返す減衰力が、図４ｂの高速、中速、及び低速の場合に示すように、該油圧差によって発生する。この減衰力は、高粘弾性剤Ｐが徐々に両透通孔２４、５３を通って高圧油室２８から低圧油室２９にリークし両油室２８、２９間の油圧差が減少し消滅するのに伴い、同じく減少し消滅する。
【００４２】
このように、ゆっくりと反Ｖベルト方向Ｒに回動した際には、摩擦式減衰機構によってのみ減衰力が発生する一方、ある程度速く同方向に回動した際には摩擦式減衰機構と油圧式減衰機構との双方によって減衰力が発生する。
【００４３】
（過小張力時）
次に、Ｖベルト７０の張力が過小になった際の作用を説明する。このときには、リターンスプリング５４がアーム６０を押し戻し、図３ｂに示すように、ロータシャフト４０を上記とは逆方向のＶベルト方向Ｆに回動させる。このとき、仕切ピース５０には、それ自体の慣性力、及び両油室２８、２９間の油圧差等によってその場に留まろうとする力が働くため、仕切ピース５０は、仕切バネ４９をたわませピース係止突起４６から離脱する。離脱した仕切ピース５０は、その後、仕切バネ４９の押圧力によって、ピース係止突起４６と当接する元のロータシャフト４０との相対位置にまで戻される。このように、仕切ピース５０は、ロータシャフト４０に対してわずかに遅れて移動する。この際には上記の際とは相違し、わずかな減衰力が、図４ｂのＢ点→Ｃ点→Ｄ点に示すように、発生するのみである。その様子を以下に説明する。
【００４４】
摩擦式減衰機構においては、このとき、仕切ピース５０は、ピース係止突起４６の傾斜部４７から解離するので、該傾斜部４７や仕切バネ４９によってケーシング１０の内壁に強く押圧されることがない。よって、摩擦部５２が被摩擦部３１に強く押圧されることがなく、摩擦による減衰力はほとんど発生しない。
【００４５】
油圧式減衰機構においては、この回動により、高圧油室２８が拡張され低圧油室２９が収縮される。このため、一時的に高圧油室２８の油圧が低下し低圧油室２９の油圧が上昇する。しかし、この際には、高粘弾性剤Ｐが両透通孔２４、５３を通って、上記の場合とは反対に低圧油室２９から高圧油室２８にリークする以外にも、それと同時に次の動作が行われるため、両油室２８、２９の油圧はすぐに略等しい状態へと戻される。
【００４６】
すなわち、ピース係止突起４６とケーシング１０との間を通り抜けた低圧油室２９内の高粘弾性剤Ｐが、仕切ピース４６の離脱によりできた隙間を通って弁溝５１に流れ込み更にここを通過し高圧油室２８に流れ込むことにより、両油室２８、２９の油圧を均衡させる。たとえ、ロータシャフト４０が速く回動しても、ピース係止突起４６とケーシング１０との間隔、及び弁溝５１は充分大きく、且つ、速くなるのに伴い仕切ピース５０が仕切バネ４９をたわませて形成する該仕切ピース５０とピース係止突起４６との隙間が大きくなり弁溝５１に高粘弾性剤Ｐが更に流れ込み易くなるので、油圧差は、発生してもすぐに押さえ込まれる。そのため、油圧による減衰力はほとんど発生しない。
【００４７】
このように、張力が過小になりアーム６０がＶベルト方向Ｆに回動した際には、摩擦及び油圧差の双方がほとんど発生しないので、減衰力はほとんど発生しない。
【００４８】
本実施例のオートテンショナ装置は、摩擦式減衰機構を備えているので、減衰力を、動きはじめから摩擦によってＶベルト７０に与えることができる。また、それに加えて、油圧式減衰機構を備えているため、動き出した後においては、摩擦と油圧との双方の作用によって減衰力を発生させる。そのため、摩擦の持分により発生させる減衰力が減り摩擦の発生を抑えられるので、摩擦部材の摩耗、及び異音の発生を少なくすることができる。
【００４９】
摩擦式減衰機構及び油圧式減衰機構の双方による減衰力は、張力が増加した際には大きく発生する一方、張力が減少した際にはほとんど発生しない。そのため、該減衰力は方向性を備えていて、張力が減少した際には、アーム６０がリターンスプリング５４の押圧力によってすばやく押し戻される。そして、この際には、無用な摩擦が発生することもないので、ここでも、摩擦部５２及び被摩擦部３１の摩耗、及び異音の発生が少なく抑えられている。なお、これら油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構の双方は、ロータシャフト４０の軸回りに略一体的に形成されているため、省スペース化にも貢献している。
【００５０】
また、摩擦式減衰機構においては、摩擦部５２と被摩擦部３１とが、高粘弾性剤Ｐに常時潤滑されているので、摩擦力がその周辺環境に左右させずに安定して発生する。そして、このように、油圧式減衰機構において油圧を発生させるための油圧油が、摩擦式減衰機構において摩擦の発生を安定させるための潤滑油としても兼用されることにより、潤滑油を別途用意する必要性が省かれている。
【００５１】
また、油圧式減衰機構においては、粘度の高い高粘弾性剤Ｐを油圧油として使用しているため、該高粘弾性剤Ｐが両透通溝２４、５３を通過する際に発生する粘性抵抗は大きくリークする速度が遅い。そのため、リークの速度を抑えるために両透通溝２４、５３を極度に狭く設計する必要はなく、寸法精度要求が低く抑えられている。
【００５２】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。例えば、油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構を、実施例１のように、アーム６０が取り付けられたロータシャフト４０と、それらにとって外部部材であるケーシング１０との間に設けるのではなくアームの内部に油溝を設け、同様の油圧式減衰機構及び摩擦式減衰機構を、該アームと、該アームを回動可能に支持した回転軸との間に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１のオートテンショナ装置を示す全体斜視図である。
【図２】同実施例のオートテンショナ装置を示す断面図である。
【図３】同実施例において、オートテンショナ装置が回動したときの様子を示す断面図である。
【図４】同実施例において、ａはアームを加振する正弦波、ｂはそれにより発生する減衰力を示すイメージ図である。
【図５】従来例１のオートテンショナ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
３１ 被摩擦部
４０ 回転軸としてのロータシャフト
５２ 摩擦部
５４ （リターン）スプリング
６０ アーム
７０ 伝動部材としてのＶベルト
Ｐ 高粘弾性剤
Ｆ 伝動部材方向（Ｖベルト方向）
Ｒ 反伝動部材方向（反Ｖベルト方向）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部分が伝動部材に当接し基端部分が回転軸に支持されたアームと、前記アームを伝動部材方向に常時押圧し前記伝動部材に張力を与えるスプリングと、前記伝動部材の張力が増加した際に前記アームを伝動部材方向に押圧し減衰力を与える減衰機構とを備えたオートテンショナ装置において、前記回転軸回りに、油圧による減衰力を発生させる油圧式減衰機構と、摩擦による減衰力を発生させる摩擦式減衰機構とを併せて備えたことを特徴とするオートテンショナ装置。
【請求項２】
前記油圧式減衰機構に、前記油圧を発生させるための油圧油として、動粘度が１００ｍｍ２/ｓ以上、１００００ｍｍ２/ｓ以下の高粘弾性剤が充填された請求項１記載のオートテンショナ装置。
【請求項３】
前記摩擦式減衰機構は、被摩擦部と、前記伝動部材の張力が増加して前記アームが反伝動部材方向に回動した際には前記被摩擦部を相対的に強く押圧しながら摺動する一方、該張力が減少してアームが伝動部材方向に回動した際には前記被摩擦部を相対的に弱く押圧しながら摺動又は押圧せずに移動する摩擦部とからなる請求項１又は２記載のオートテンショナ装置。
【請求項４】
前記摩擦式減衰機構は、前記油圧を発生させるための油圧油に常時潤滑された請求項１、２又は３記載のオートテンショナ装置。
【請求項１】
先端部分が伝動部材に当接し基端部分が回転軸に支持されたアームと、前記アームを伝動部材方向に常時押圧し前記伝動部材に張力を与えるスプリングと、前記伝動部材の張力が増加した際に前記アームを伝動部材方向に押圧し減衰力を与える減衰機構とを備えたオートテンショナ装置において、前記回転軸回りに、油圧による減衰力を発生させる油圧式減衰機構と、摩擦による減衰力を発生させる摩擦式減衰機構とを併せて備えたことを特徴とするオートテンショナ装置。
【請求項２】
前記油圧式減衰機構に、前記油圧を発生させるための油圧油として、動粘度が１００ｍｍ２/ｓ以上、１００００ｍｍ２/ｓ以下の高粘弾性剤が充填された請求項１記載のオートテンショナ装置。
【請求項３】
前記摩擦式減衰機構は、被摩擦部と、前記伝動部材の張力が増加して前記アームが反伝動部材方向に回動した際には前記被摩擦部を相対的に強く押圧しながら摺動する一方、該張力が減少してアームが伝動部材方向に回動した際には前記被摩擦部を相対的に弱く押圧しながら摺動又は押圧せずに移動する摩擦部とからなる請求項１又は２記載のオートテンショナ装置。
【請求項４】
前記摩擦式減衰機構は、前記油圧を発生させるための油圧油に常時潤滑された請求項１、２又は３記載のオートテンショナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１６１８４５（Ｐ２００６−１６１８４５Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４９８０５（Ｐ２００４−３４９８０５）
【出願日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【出願人】（０００１８５４８８）株式会社オティックス (305)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【出願人】（０００１８５４８８）株式会社オティックス (305)
【Ｆターム（参考）】
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