テンショナ
【解決手段】テンショナは、トーションスプリングの収縮力によってベースに接続されるピボットアームを備える。スプリングはねじ込まれてピボットアームおよびベースの溝と係合し、それにより、部品を互いに結合する。テンショナは、ピボットアームとベースとの間の軸に設けられるテーパベアリングを備える自己整列機構を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はテンショナ、より適切にはピボットアームをベースに結合するためのテーパブッシングおよびトーションスプリングを有するテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトテンショナは、エンジンブロックのような設置面に設置されるベースを一般的に備える。ベースは、テンショナアームが揺動自在に接続される軸を備える。スプリングのような付勢部材は、スプリング力をテンショナアームに、そしてそれによりベルトに加えるために用いられ、それによりベルトシステムのベルト張力を維持する。
【０００３】
公知のスプリングはベースとテンショナアームの間で圧縮される。より適切には、ピボットアームがベースに接続されると、スプリングはテンショナアームとベースとの間で圧縮される。これは、テンショナアームおよびベースに予負荷をかけると同時にテンショナアームの動きを低減するために摩擦面へ一定量の予負荷を与え、それゆえに、設計時に予想されたように動作しない。ファスナは、設置面にテンショナを設置するに先立ち、テンショナアームおよびベースを結合するために必要とされる。
【０００４】
公知のテンショナもまたテーパベアリングを使用する。そのようなブッシングはベースとテンショナアームとの間の整列精度をさらに高める。
【０００５】
従来技術を代表するものは、デューティル（Ｄｕｔｉｌ）に付与された米国特許第６，５７５，８６０ Ｂ２号（２００３年）であり、ベースとテンショナアームとの間のブッシングと、テンショナアームを付勢するためにその間に設けられるトーションスプリングとを有するベルトテンショナを開示する。
【０００６】
従来技術を代表するものは、バイチェク（Ｂｙｔｚｅｋ）らに付与された、米国特許第４，６９８，０４９号（１９８７年）であり、円錐形スリーブを有した軸構造を有するベルトテンショナを開示する。
【０００７】
従来技術は、ピボットアームをベースに保持するためのトーションスプリングの収縮力と組み合わされるテーパブッシングを備える自己整列機構を有するテンショナを開示しない。
【０００８】
必要とされるものは、ピボットアームをベースに保持するためのトーションスプリングの収縮力と組み合わされるテーパブッシングを備える自己整列機構を有するテンショナである。本発明はこれらの要求に合致する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の第１の特徴は、ピボットアームをベースに保持するためのトーションスプリングの収縮力と組み合わされるテーパブッシングを備える自己整列機構を有するテンショナを提供することである。
【００１０】
本発明の他の特徴は、本発明に関する以下の記述および添付された図面により指摘され、あるいは明らかにされる。
【００１１】
本発明はテンショナを備える。テンショナは、トーションスプリングの収縮力によりベースに接続されるピボットアームを備える。スプリングはねじ込まれてピボットアームおよびベースの溝と係合し、それにより、部品を互いに結合する。テンショナは、ピボットアームとベースとの間の軸に設けられるテーパベアリングを備える自己整列機構を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１はプーリを有さないテンショナの立断面図である。テンショナ１００はベース２０に揺動自在に接続されるピボットアーム１０を備える。ベース２０はシャフト２１を備える。ピボットアーム１０はシャフト２１に設けられる。ブッシング４０はピボットアーム１０とシャフト２１との間に設けられる。
【００１３】
トーションスプリング３０は端部３１、３２を有する。図５参照。ピボットアーム１０は端部３１を受容するための溝１１を備える。ベース２０は端部３２を受容するための溝２２を備える。トーションスプリング３０はねじれバネ定数Ｋを有する。バネ定数Ｋはベルト駆動システム（図示しない）で求められるベルト負荷に応じて選択される。スプリングは、ベルト滑りおよびノイズの発生を防止するために、ピボットアームおよびプーリ（図２参照）を介してベルトに負荷をかける。ベース２０の穴２５は、設置面にテンショナを取り付けるためのファスナ（図示しない）を受容する。ファスナは、ねじボルト、リベット、または圧入により取り付けられるスタッドを含む、いかなる公知のものからなってもよい。
【００１４】
図２はテンショナ頂部の平面図である。プーリ５０はピボットアーム１０の端部に軸支される。ピボットアームにおける部材１２は、ピボットアーム１０の動作範囲を規制するためにストッパ２３、２４の間に設けられる。スプリング３０の端部３１は、溝１１に設けられるよう示される。溝１１は、スプリング３０の形状に適合するために、弓形を有する。溝１１は、スプリングがベース面１４を超えて突出しないことを保証するために十分な深さである。
【００１５】
図３はテンショナの側面図である。ピン２６はベース面から突出して示される。ピン２６は設置面（Ｍ）の穴（Ｈ）と係合する。穴２５と係合するファスナと設置面穴と係合するピン２６との組み合わせは、動作中にテンショナが回転することを防止する。ストッパ２４はベース２０の側面から突出する。部材１２はピボットアーム１０の側面から突出する。
【００１６】
図４はテンショナ底面図である。プーリ５０はベアリング５１と共にピボットアーム１０の端部に軸支される。スプリング３０の端部３２は溝２２に係合する。溝２２はスプリングの形状に適合するために弓形である。溝２２は、スプリングがベース面２７を超えて突出しないことを保証するために十分な深さであり、それゆえ、平坦かつ安定した設置面を保証する。
【００１７】
図５はテンショナの分解図である。ブッシング４０はピボットアーム１０とベース２０との間に設けられる。ブッシング４０は、ＰＴＦＥ，ウレタン、ポリエチレン、ナイロン６．６、およびナイロン４．６を含むが限定されない、そのような用途に適した公知のいかなる材料を備える。
【００１８】
より適切には、ブッシング４０は、環１５およびシャフト２１との間に設けられる。内面１６は表面４１と摩擦係合する。シャフト２１の他の表面２７は表面４２と摩擦係合する。カラー４３はブッシング４０から放射状に突出する。
【００１９】
表面４１は表面４２に関して角度θで設けられて、それゆえテーパ形状を示す。テーパ形状は、シャフトにピボットアームをベースに関して軸を合わせて配置する、自己整列機構をなす。これは、運転中に均等に力を分布させることにより、テンショナの寿命を改善する。角度θは０°よりも大きく約２０°までの範囲である。テーパ面のより高価となる適合を要求する従来技術と異なり、表面４２は表面２７と平行であり、両者は穴２５の中心線と平行である。表面４１および表面１６のみが穴２５の中心線ＣＬに対して角度θで設けられる。
【００２０】
スプリング３０はベルトに対抗してピボットアームを付勢するだけでなく、ベース２０にピボットアーム１０を結合する。組立てる間、スプリング３０は溝１１および２２に端部それぞれを係合するために、自由長から伸ばされる。スプリング３０を伸ばすとピボットアームおよびベースに収縮力が働いて互いに引き合うように付勢し、これによりこれら２つの部材を保持する。これにより、環１５がブッシング４０と、またそれによってシャフト２１と係合する。環１５の表面１７は加圧によりカラー４３と摩擦係合して保持される。
【００２１】
ブッシング表面４１、４２はそれぞれ摩擦係数を有するため、摩擦力を生じることになり、生じた摩擦力は動作中にピボットアーム１０の動きに対抗し、それゆえに動きを減衰する。環１５およびシャフト２１とブッシングとの間の摩擦係合は、ピボットアーム１０の振動を減衰する。
【００２２】
図６はプーリを有するテンショナの立断面図である。プーリ５０はベアリング５１によりピボットアーム１０に軸支される。
【００２３】
テンショナを組み立てるために、スプリング３０の端部は溝１１または２２へ初めにねじ込まれる。スプリングはその後、他の溝と他の端部とを係合可能にするために必要である程度の長さを同軸上に伸ばされる。ピボットアームおよびベースはその後、他の端部と他の溝とを完全に係合するために互いに関して回転される。この操作の間、ピボットアームおよびベースはわずかに離れて保持されることが必要である。さもなければ、部材１２とストッパ２３、２４との間の係合のため、回されることが不可能となるからである。スプリングが溝１１および２２と完全に係合すると、その後、ピボットアームおよびベースは（スプリングの収縮力のため）、図２に示される方向で、部材１２とストッパ２３、２４と共に結合する。部材１２の相対的な高さは、ベースにピボットアームを組付けるに必要な間隔を最小とするために調節されてもよい。
【００２４】
本発明によるテンショナの設計は、ベルト力ＢＦがブッシング４０と実質的に整列することを可能にし、このため、ブッシングにほとんどあるいは全くモーメントが働かずに、安定したブッシング磨耗状況を作り出す。ベルト力は通常の負荷状況においてブッシングを均一にわたって分布するため、ベアリング４０は均一に磨耗する。
【００２５】
ブッシングのテーパ形状は、ピボットアームおよびベースが伸縮バネ力で互いに保持されるだけで、ピボットアームとベースとの適切な配列を保証する、自己整列機構を提供する。
【００２６】
上記の記載は、説明の目的のためにのみなされ、従属請求項によって決定されるであろう発明の範囲を限定することを意図するものではない。さらに、ここに発明のひとつの実施形態が説明されたが、記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく、変形が各部の構造と関係に施されることは、当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】プーリを有さないテンショナの立断面図である。
【図２】テンショナ頂部の平面図である。
【図３】テンショナの側面図である。
【図４】テンショナ底面図である。
【図５】テンショナの分解図である。
【図６】プーリを有するテンショナの立断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明はテンショナ、より適切にはピボットアームをベースに結合するためのテーパブッシングおよびトーションスプリングを有するテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトテンショナは、エンジンブロックのような設置面に設置されるベースを一般的に備える。ベースは、テンショナアームが揺動自在に接続される軸を備える。スプリングのような付勢部材は、スプリング力をテンショナアームに、そしてそれによりベルトに加えるために用いられ、それによりベルトシステムのベルト張力を維持する。
【０００３】
公知のスプリングはベースとテンショナアームの間で圧縮される。より適切には、ピボットアームがベースに接続されると、スプリングはテンショナアームとベースとの間で圧縮される。これは、テンショナアームおよびベースに予負荷をかけると同時にテンショナアームの動きを低減するために摩擦面へ一定量の予負荷を与え、それゆえに、設計時に予想されたように動作しない。ファスナは、設置面にテンショナを設置するに先立ち、テンショナアームおよびベースを結合するために必要とされる。
【０００４】
公知のテンショナもまたテーパベアリングを使用する。そのようなブッシングはベースとテンショナアームとの間の整列精度をさらに高める。
【０００５】
従来技術を代表するものは、デューティル（Ｄｕｔｉｌ）に付与された米国特許第６，５７５，８６０ Ｂ２号（２００３年）であり、ベースとテンショナアームとの間のブッシングと、テンショナアームを付勢するためにその間に設けられるトーションスプリングとを有するベルトテンショナを開示する。
【０００６】
従来技術を代表するものは、バイチェク（Ｂｙｔｚｅｋ）らに付与された、米国特許第４，６９８，０４９号（１９８７年）であり、円錐形スリーブを有した軸構造を有するベルトテンショナを開示する。
【０００７】
従来技術は、ピボットアームをベースに保持するためのトーションスプリングの収縮力と組み合わされるテーパブッシングを備える自己整列機構を有するテンショナを開示しない。
【０００８】
必要とされるものは、ピボットアームをベースに保持するためのトーションスプリングの収縮力と組み合わされるテーパブッシングを備える自己整列機構を有するテンショナである。本発明はこれらの要求に合致する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の第１の特徴は、ピボットアームをベースに保持するためのトーションスプリングの収縮力と組み合わされるテーパブッシングを備える自己整列機構を有するテンショナを提供することである。
【００１０】
本発明の他の特徴は、本発明に関する以下の記述および添付された図面により指摘され、あるいは明らかにされる。
【００１１】
本発明はテンショナを備える。テンショナは、トーションスプリングの収縮力によりベースに接続されるピボットアームを備える。スプリングはねじ込まれてピボットアームおよびベースの溝と係合し、それにより、部品を互いに結合する。テンショナは、ピボットアームとベースとの間の軸に設けられるテーパベアリングを備える自己整列機構を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１はプーリを有さないテンショナの立断面図である。テンショナ１００はベース２０に揺動自在に接続されるピボットアーム１０を備える。ベース２０はシャフト２１を備える。ピボットアーム１０はシャフト２１に設けられる。ブッシング４０はピボットアーム１０とシャフト２１との間に設けられる。
【００１３】
トーションスプリング３０は端部３１、３２を有する。図５参照。ピボットアーム１０は端部３１を受容するための溝１１を備える。ベース２０は端部３２を受容するための溝２２を備える。トーションスプリング３０はねじれバネ定数Ｋを有する。バネ定数Ｋはベルト駆動システム（図示しない）で求められるベルト負荷に応じて選択される。スプリングは、ベルト滑りおよびノイズの発生を防止するために、ピボットアームおよびプーリ（図２参照）を介してベルトに負荷をかける。ベース２０の穴２５は、設置面にテンショナを取り付けるためのファスナ（図示しない）を受容する。ファスナは、ねじボルト、リベット、または圧入により取り付けられるスタッドを含む、いかなる公知のものからなってもよい。
【００１４】
図２はテンショナ頂部の平面図である。プーリ５０はピボットアーム１０の端部に軸支される。ピボットアームにおける部材１２は、ピボットアーム１０の動作範囲を規制するためにストッパ２３、２４の間に設けられる。スプリング３０の端部３１は、溝１１に設けられるよう示される。溝１１は、スプリング３０の形状に適合するために、弓形を有する。溝１１は、スプリングがベース面１４を超えて突出しないことを保証するために十分な深さである。
【００１５】
図３はテンショナの側面図である。ピン２６はベース面から突出して示される。ピン２６は設置面（Ｍ）の穴（Ｈ）と係合する。穴２５と係合するファスナと設置面穴と係合するピン２６との組み合わせは、動作中にテンショナが回転することを防止する。ストッパ２４はベース２０の側面から突出する。部材１２はピボットアーム１０の側面から突出する。
【００１６】
図４はテンショナ底面図である。プーリ５０はベアリング５１と共にピボットアーム１０の端部に軸支される。スプリング３０の端部３２は溝２２に係合する。溝２２はスプリングの形状に適合するために弓形である。溝２２は、スプリングがベース面２７を超えて突出しないことを保証するために十分な深さであり、それゆえ、平坦かつ安定した設置面を保証する。
【００１７】
図５はテンショナの分解図である。ブッシング４０はピボットアーム１０とベース２０との間に設けられる。ブッシング４０は、ＰＴＦＥ，ウレタン、ポリエチレン、ナイロン６．６、およびナイロン４．６を含むが限定されない、そのような用途に適した公知のいかなる材料を備える。
【００１８】
より適切には、ブッシング４０は、環１５およびシャフト２１との間に設けられる。内面１６は表面４１と摩擦係合する。シャフト２１の他の表面２７は表面４２と摩擦係合する。カラー４３はブッシング４０から放射状に突出する。
【００１９】
表面４１は表面４２に関して角度θで設けられて、それゆえテーパ形状を示す。テーパ形状は、シャフトにピボットアームをベースに関して軸を合わせて配置する、自己整列機構をなす。これは、運転中に均等に力を分布させることにより、テンショナの寿命を改善する。角度θは０°よりも大きく約２０°までの範囲である。テーパ面のより高価となる適合を要求する従来技術と異なり、表面４２は表面２７と平行であり、両者は穴２５の中心線と平行である。表面４１および表面１６のみが穴２５の中心線ＣＬに対して角度θで設けられる。
【００２０】
スプリング３０はベルトに対抗してピボットアームを付勢するだけでなく、ベース２０にピボットアーム１０を結合する。組立てる間、スプリング３０は溝１１および２２に端部それぞれを係合するために、自由長から伸ばされる。スプリング３０を伸ばすとピボットアームおよびベースに収縮力が働いて互いに引き合うように付勢し、これによりこれら２つの部材を保持する。これにより、環１５がブッシング４０と、またそれによってシャフト２１と係合する。環１５の表面１７は加圧によりカラー４３と摩擦係合して保持される。
【００２１】
ブッシング表面４１、４２はそれぞれ摩擦係数を有するため、摩擦力を生じることになり、生じた摩擦力は動作中にピボットアーム１０の動きに対抗し、それゆえに動きを減衰する。環１５およびシャフト２１とブッシングとの間の摩擦係合は、ピボットアーム１０の振動を減衰する。
【００２２】
図６はプーリを有するテンショナの立断面図である。プーリ５０はベアリング５１によりピボットアーム１０に軸支される。
【００２３】
テンショナを組み立てるために、スプリング３０の端部は溝１１または２２へ初めにねじ込まれる。スプリングはその後、他の溝と他の端部とを係合可能にするために必要である程度の長さを同軸上に伸ばされる。ピボットアームおよびベースはその後、他の端部と他の溝とを完全に係合するために互いに関して回転される。この操作の間、ピボットアームおよびベースはわずかに離れて保持されることが必要である。さもなければ、部材１２とストッパ２３、２４との間の係合のため、回されることが不可能となるからである。スプリングが溝１１および２２と完全に係合すると、その後、ピボットアームおよびベースは（スプリングの収縮力のため）、図２に示される方向で、部材１２とストッパ２３、２４と共に結合する。部材１２の相対的な高さは、ベースにピボットアームを組付けるに必要な間隔を最小とするために調節されてもよい。
【００２４】
本発明によるテンショナの設計は、ベルト力ＢＦがブッシング４０と実質的に整列することを可能にし、このため、ブッシングにほとんどあるいは全くモーメントが働かずに、安定したブッシング磨耗状況を作り出す。ベルト力は通常の負荷状況においてブッシングを均一にわたって分布するため、ベアリング４０は均一に磨耗する。
【００２５】
ブッシングのテーパ形状は、ピボットアームおよびベースが伸縮バネ力で互いに保持されるだけで、ピボットアームとベースとの適切な配列を保証する、自己整列機構を提供する。
【００２６】
上記の記載は、説明の目的のためにのみなされ、従属請求項によって決定されるであろう発明の範囲を限定することを意図するものではない。さらに、ここに発明のひとつの実施形態が説明されたが、記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく、変形が各部の構造と関係に施されることは、当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】プーリを有さないテンショナの立断面図である。
【図２】テンショナ頂部の平面図である。
【図３】テンショナの側面図である。
【図４】テンショナ底面図である。
【図５】テンショナの分解図である。
【図６】プーリを有するテンショナの立断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
ピボットベアリングを介して前記ベースに設けられ、前記ピボットベアリングがピボット軸に関してテーパ形状を有するピボットアームと、
前記ピボットアームに軸支されるプーリと、
前記プーリを付勢してベルトと接触させるために、前記ベースと前記ピボットアームとの間に連結されるスプリングとを備え、
前記スプリングは、軸方向収縮力を及ぼし、それにより前記ベースは前記ピボットアームと係合して保持されるテンショナ。
【請求項２】
前記スプリングの端部を受容するための前記ピボットアームに溝をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記スプリングの端部を受容するための前記ベースに溝をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項４】
前記ピボットアームと前記ベースとの間に設けられるブッシングをさらに備え、
前記ブッシングはテーパ形状を有する請求項１に記載のテンショナ。
【請求項５】
前記スプリングはトーションスプリングである請求項１に記載のテンショナ。
【請求項６】
前記ベースは、ファスナを受容するための穴と、前記ベースと設置面とを係合するためのベース面から突出する部材とを備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項７】
前記ピボットアームはさらに部材を備え、
前記ベースはピボットアームの回転を制限する前記部材と連携する少なくとも１つのストッパをさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項８】
前記ブッシングは、ＰＴＦＥ，ウレタン、ポリエチレン、ナイロン４．６またはナイロン６．６のうち１つを備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項１】
ベースと、
ピボットベアリングを介して前記ベースに設けられ、前記ピボットベアリングがピボット軸に関してテーパ形状を有するピボットアームと、
前記ピボットアームに軸支されるプーリと、
前記プーリを付勢してベルトと接触させるために、前記ベースと前記ピボットアームとの間に連結されるスプリングとを備え、
前記スプリングは、軸方向収縮力を及ぼし、それにより前記ベースは前記ピボットアームと係合して保持されるテンショナ。
【請求項２】
前記スプリングの端部を受容するための前記ピボットアームに溝をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記スプリングの端部を受容するための前記ベースに溝をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項４】
前記ピボットアームと前記ベースとの間に設けられるブッシングをさらに備え、
前記ブッシングはテーパ形状を有する請求項１に記載のテンショナ。
【請求項５】
前記スプリングはトーションスプリングである請求項１に記載のテンショナ。
【請求項６】
前記ベースは、ファスナを受容するための穴と、前記ベースと設置面とを係合するためのベース面から突出する部材とを備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項７】
前記ピボットアームはさらに部材を備え、
前記ベースはピボットアームの回転を制限する前記部材と連携する少なくとも１つのストッパをさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項８】
前記ブッシングは、ＰＴＦＥ，ウレタン、ポリエチレン、ナイロン４．６またはナイロン６．６のうち１つを備える請求項１に記載のテンショナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００７−５０２３９２（Ｐ２００７−５０２３９２Ａ）
【公表日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２３４３９（Ｐ２００６−５２３４３９）
【出願日】平成１６年８月１６日（２００４．８．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２６５４１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２２００１
【国際公開日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（５０４００５０９１）ザ ゲイツ コーポレイション (103)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１６日（２００４．８．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２６５４１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２２００１
【国際公開日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（５０４００５０９１）ザ ゲイツ コーポレイション (103)
【Ｆターム（参考）】
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