テンショナ
テンショナは、トーションバネと、トーションバネの端部に直接軸支されたプーリと、少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材とを備え、エラストマのダンピング部材はトーションバネのコイルにダンピング接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はテンショナに関し、特に、少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材を有するテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトテンショナの主な目的はエンジンあるいはアクセサリドライブベルトの寿命を延ばすことである。このような自動ベルトテンショナに対する最も典型的な使用は、自動車エンジンのフロントエンドアクセサリドライブである。このドライブは、ベルトが空調機、ウォータポンプ、ファンそしてオルタネータに動力を供給するために必要とされる、各アクセサリのためにプーリ滑車を有する。それぞれのアクセサリは動作中、頻繁に動力の大きさを変化させることを要求する。これらの動力の変化はベルトの各スパンの弛緩と緊張を発生させる。ベルトテンショナはこれらの動力の変化を吸収するのに利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この技術の代表は田中に付与された米国特許第６，２２４，０２８号明細書であり、これは、静止支持部材の壁面に一端を強固に固定させたスチールパイプと、合成樹脂から成形され、スチールパイプに取外し可能に取付けられたボディ部とスチールパイプの外側に配置された端部とを有するコアシャフトとを有する、片持ちシャフトアセンブリを開示する。端部は片持ちシャフトアセンブリの自由端を形成し、被駆動スプロケットのような回転部材を回転自在に支持する。コアシャフトとスチールパイプは、ピンあるいはキーのようなロック装置によりロックされ、共に保持される。片持ちシャフトアセンブリは軽量であり、合成樹脂のコアシャフトの端部が損傷あるいは磨耗したとき、低コストで容易に修理できる。
【０００４】
必要なものは少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材を有するテンショナである。本発明はこの必要性に合致する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の主な特徴は、少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材を有するテンショナを提供することである。
【０００６】
本発明のその他の特徴は、本発明の以下の説明と添付図面により指摘され、明らかになる。
【０００７】
本発明は、トーションバネと、トーションバネの端部に直接軸支されたプーリと、少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材とを備え、エラストマのダンピング部材がトーションバネのコイルにダンピング接触するテンショナを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
この明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。
【図１】本発明テンショナの上方から見た斜視図である。
【図２】テンショナの下方から見た斜視図である。
【図３】テンショナの他の実施形態の分解図である。
【図４】テンショナの他の実施形態の分解図である。
【図５】図４の実施形態の底面図である。
【図６】テンショナの他の実施形態の分解図である。
【図７】図６の実施形態の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１はテンショナの上方から見た斜視図である。テンショナ１０００はトーションバネ１０を備える。トーションバネ１０は巻かれている。コイルの数はベルトに作用するバネ力の関数である。トーションバネ１０は板バネとして示されるが、横断面は丸みを帯びたものでもよく、矩形であってもよい。本発明のテンショナは、トーションバネの比較的小さな巻取りあるいは解放が、トーションバネのアーム端において大きな振幅変化をもたらすトーションバネを用いる。
【００１０】
アーム１１はトーションバネの延長した端部である。アーム１１はトーションバネの最後のコイルから延びる。従来技術とは異なり、本発明のテンショナは、テンショナのハウジングとテンショナアームを単一のトーションバネに結合し、これは装置を単純化しコストを減らす。しかし性能の低下はなく、大きなテンショナ振幅が小さなバネの捻りの巻取りと解放により得られる。テンショナは、バネが動作中に巻取りあるいは解放するようにアプリケーションにセットされる。
【００１１】
プーリ３０はベアリング３１を介してアーム１１に軸支される。締め具３２はベアリング３１をダンピング部材１２に取付ける。ダンピング部材１２はテンショナアセンブリに含まれてもよく、省略されてもよい。
【００１２】
エラストマのダンピング部材２０はトーションバネの内側のコイル内に収容される。トーションバネ１０は、少なくとも１つの３６０°のコイルを備え、またユーザの設計パラメターに応じて２つ以上のコイルを備えてもよい。図２における実施形態は、最内端部から、接線上に延びるアーム１１まで測ると２つのコイルを備える。部材２０は好ましくは少なくとも２７０°の接触円弧αを介してトーションバネのコイルに接触する。しかし本発明のテンショナは、小さいダンピング効果が望ましいときは２７０°よりも小さい接触円弧αを採用する。部材２０はトーションバネのコイルと直接ダンピング接触する。部材２０はさらに、使用中にトーションバネ１０が部材２０の周りに巻付くのを防止する平面２１を備える。
【００１３】
プーリ３０のダンピング動作は、バネコイル内にエラストマのダンピング部材２０を鋳込み、接着し、あるいは単に挿入によることによって達成される。エラストマのダンピング部材２０は、EPDM、VAMAC、NBRあるいはこれらの２つ以上の組合せのような、天然あるいは合成ゴムであってもよい。付加的なダンピングがプーリ３０とトーションバネ２０の間にダンピング部材１２の形態で付加されてもよい。ダンピング部材１２は部材２０と同一材料を備える。
【００１４】
図２はテンショナの下方から見た斜視図である。取付けベース１３はテンショナを取付け面に取付けるために用いられる。エラストマ部材２０はベース１３のシャフト１４に圧入される。締め具はボア１５に係合する。ベース１３におけるピン１３１は動作中、テンショナの回転を防止する。
【００１５】
組立てのため、トーションバネ１０はエラストマ部材２０に圧入あるいは固定され、すなわち内部のコイルが開放されて部材２０に係合し、そして静止位置に戻され、これによりバネを部材２０の周りに固定する。ユーザが望むのであれば、従来公知の接着剤がトーションバネを部材２０にさらに固定するために用いられてもよい。
【００１６】
図３はテンショナの他の実施形態の分解図である。部材４０はアーム１１の端部にダンピング部材１２０を介して固定される。ダンピング部材１２０はプーリ３０から部材４０を通る振動を減衰する。ダンピング部材１２０はダンピング部材１２と同じ材料を備える。
【００１７】
プーリ３０はシャフト３３によりヨーク部材４０に軸支される。ダストカバー３５、３６は異物がベアリング３１に侵入することを防ぐ。ハブ部材７１、７２はシャフト３３においてベアリング３１を位置決めする。ナット３３０はシャフト３３に係合する。
【００１８】
図４はテンショナの他の実施形態の分解図である。テンショナはトーションバネ１００を備える。エラストマのダンピング部材２００は、隣接するコイル１０５、１０６の間において、少なくとも２７０°から３６０°までの円弧αを介して、トーションバネ１００に係合する。エラストマ部材２００はEPDM、VAMAC、NBR、あるいはこれらの２つ以上の組合せのような、天然あるいは合成ゴムを備えてもよい。
【００１９】
プーリ３００はベアリング３１０を介してトーションバネ１００に軸支される。締め具３２０は受部１０１に係合する。ブッシュ３２１は受部１０１においてベアリング３２０を正確に位置決めする。ダストカバー３５０は異物がベアリングに侵入するのを防止する。プーリ３００は直径（Ｄ）を有する。
【００２０】
締め具はテンショナを取付け面に固定するために穴１０３に係合する。ピン１０４は動作中にテンショナが回転することを防止する。
【００２１】
この他の実施形態において、バネ１００はプーリ３００の直径（Ｄ）内に配置され、２つの方法でベアリング３１０に取付けられる。ひとつめは、前述のようにプーリが受部１０１にボルトで留められる方法である。ふたつめは、バネの端部が丸いループに成形され、ベアリング３１０のアウタレース３１２がループに圧入される方法である。プーリはベアリングのインナレース３１１に取付けられる。従来公知のように、ベアリングのインナレースの回転はベアリングの少ない疲労のため、好都合である。プーリは、ベアリングのＩＤボアに圧入されるハブを有するか、あるいはベアリングのインナレースの上面にボルトで留められることができる。後者の場合、長さ約2mmの非常に小さい位置決めハブが、ボルトによって固定するのに先立ち、ベアリングを所定位置に定めることを補助する。
【００２２】
図５は図４の実施形態の底面図である。取付け面１０２は説明の簡単のため、プーリの直径（Ｄ）の外側に配置される。
【００２３】
図６はテンショナの他の実施形態の分解図である。この他の実施形態の要素は、取付け板１０２０が直径（Ｄ）内に配置されるのを除いて、図４および５に示されたものと同一である。この実施形態において、テンショナはプーリがない状態で取付け面に組み付けられなければならず、その後プーリがテンショナへ組み付けられる。プーリにあるアクセス穴を対向させて、完全に組み立てられたテンショナを取付け面に取付けるようにすることも可能である。これはテンショナを閉じた空間内に取付けることを可能にする。
【００２４】
図７は図６の実施形態の底面図である。ピン１０４０は動作中においてテンショナの回転を防止する。ピン１０４０は取付け面(図示せず)において受容穴に係合する。
【００２５】
本発明の１つの形態が説明されたが、当業者がここに記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく、構成と部分の関係と方法において変形を施すことは自明である。
【技術分野】
【０００１】
本発明はテンショナに関し、特に、少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材を有するテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトテンショナの主な目的はエンジンあるいはアクセサリドライブベルトの寿命を延ばすことである。このような自動ベルトテンショナに対する最も典型的な使用は、自動車エンジンのフロントエンドアクセサリドライブである。このドライブは、ベルトが空調機、ウォータポンプ、ファンそしてオルタネータに動力を供給するために必要とされる、各アクセサリのためにプーリ滑車を有する。それぞれのアクセサリは動作中、頻繁に動力の大きさを変化させることを要求する。これらの動力の変化はベルトの各スパンの弛緩と緊張を発生させる。ベルトテンショナはこれらの動力の変化を吸収するのに利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この技術の代表は田中に付与された米国特許第６，２２４，０２８号明細書であり、これは、静止支持部材の壁面に一端を強固に固定させたスチールパイプと、合成樹脂から成形され、スチールパイプに取外し可能に取付けられたボディ部とスチールパイプの外側に配置された端部とを有するコアシャフトとを有する、片持ちシャフトアセンブリを開示する。端部は片持ちシャフトアセンブリの自由端を形成し、被駆動スプロケットのような回転部材を回転自在に支持する。コアシャフトとスチールパイプは、ピンあるいはキーのようなロック装置によりロックされ、共に保持される。片持ちシャフトアセンブリは軽量であり、合成樹脂のコアシャフトの端部が損傷あるいは磨耗したとき、低コストで容易に修理できる。
【０００４】
必要なものは少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材を有するテンショナである。本発明はこの必要性に合致する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の主な特徴は、少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材を有するテンショナを提供することである。
【０００６】
本発明のその他の特徴は、本発明の以下の説明と添付図面により指摘され、明らかになる。
【０００７】
本発明は、トーションバネと、トーションバネの端部に直接軸支されたプーリと、少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材とを備え、エラストマのダンピング部材がトーションバネのコイルにダンピング接触するテンショナを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
この明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。
【図１】本発明テンショナの上方から見た斜視図である。
【図２】テンショナの下方から見た斜視図である。
【図３】テンショナの他の実施形態の分解図である。
【図４】テンショナの他の実施形態の分解図である。
【図５】図４の実施形態の底面図である。
【図６】テンショナの他の実施形態の分解図である。
【図７】図６の実施形態の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１はテンショナの上方から見た斜視図である。テンショナ１０００はトーションバネ１０を備える。トーションバネ１０は巻かれている。コイルの数はベルトに作用するバネ力の関数である。トーションバネ１０は板バネとして示されるが、横断面は丸みを帯びたものでもよく、矩形であってもよい。本発明のテンショナは、トーションバネの比較的小さな巻取りあるいは解放が、トーションバネのアーム端において大きな振幅変化をもたらすトーションバネを用いる。
【００１０】
アーム１１はトーションバネの延長した端部である。アーム１１はトーションバネの最後のコイルから延びる。従来技術とは異なり、本発明のテンショナは、テンショナのハウジングとテンショナアームを単一のトーションバネに結合し、これは装置を単純化しコストを減らす。しかし性能の低下はなく、大きなテンショナ振幅が小さなバネの捻りの巻取りと解放により得られる。テンショナは、バネが動作中に巻取りあるいは解放するようにアプリケーションにセットされる。
【００１１】
プーリ３０はベアリング３１を介してアーム１１に軸支される。締め具３２はベアリング３１をダンピング部材１２に取付ける。ダンピング部材１２はテンショナアセンブリに含まれてもよく、省略されてもよい。
【００１２】
エラストマのダンピング部材２０はトーションバネの内側のコイル内に収容される。トーションバネ１０は、少なくとも１つの３６０°のコイルを備え、またユーザの設計パラメターに応じて２つ以上のコイルを備えてもよい。図２における実施形態は、最内端部から、接線上に延びるアーム１１まで測ると２つのコイルを備える。部材２０は好ましくは少なくとも２７０°の接触円弧αを介してトーションバネのコイルに接触する。しかし本発明のテンショナは、小さいダンピング効果が望ましいときは２７０°よりも小さい接触円弧αを採用する。部材２０はトーションバネのコイルと直接ダンピング接触する。部材２０はさらに、使用中にトーションバネ１０が部材２０の周りに巻付くのを防止する平面２１を備える。
【００１３】
プーリ３０のダンピング動作は、バネコイル内にエラストマのダンピング部材２０を鋳込み、接着し、あるいは単に挿入によることによって達成される。エラストマのダンピング部材２０は、EPDM、VAMAC、NBRあるいはこれらの２つ以上の組合せのような、天然あるいは合成ゴムであってもよい。付加的なダンピングがプーリ３０とトーションバネ２０の間にダンピング部材１２の形態で付加されてもよい。ダンピング部材１２は部材２０と同一材料を備える。
【００１４】
図２はテンショナの下方から見た斜視図である。取付けベース１３はテンショナを取付け面に取付けるために用いられる。エラストマ部材２０はベース１３のシャフト１４に圧入される。締め具はボア１５に係合する。ベース１３におけるピン１３１は動作中、テンショナの回転を防止する。
【００１５】
組立てのため、トーションバネ１０はエラストマ部材２０に圧入あるいは固定され、すなわち内部のコイルが開放されて部材２０に係合し、そして静止位置に戻され、これによりバネを部材２０の周りに固定する。ユーザが望むのであれば、従来公知の接着剤がトーションバネを部材２０にさらに固定するために用いられてもよい。
【００１６】
図３はテンショナの他の実施形態の分解図である。部材４０はアーム１１の端部にダンピング部材１２０を介して固定される。ダンピング部材１２０はプーリ３０から部材４０を通る振動を減衰する。ダンピング部材１２０はダンピング部材１２と同じ材料を備える。
【００１７】
プーリ３０はシャフト３３によりヨーク部材４０に軸支される。ダストカバー３５、３６は異物がベアリング３１に侵入することを防ぐ。ハブ部材７１、７２はシャフト３３においてベアリング３１を位置決めする。ナット３３０はシャフト３３に係合する。
【００１８】
図４はテンショナの他の実施形態の分解図である。テンショナはトーションバネ１００を備える。エラストマのダンピング部材２００は、隣接するコイル１０５、１０６の間において、少なくとも２７０°から３６０°までの円弧αを介して、トーションバネ１００に係合する。エラストマ部材２００はEPDM、VAMAC、NBR、あるいはこれらの２つ以上の組合せのような、天然あるいは合成ゴムを備えてもよい。
【００１９】
プーリ３００はベアリング３１０を介してトーションバネ１００に軸支される。締め具３２０は受部１０１に係合する。ブッシュ３２１は受部１０１においてベアリング３２０を正確に位置決めする。ダストカバー３５０は異物がベアリングに侵入するのを防止する。プーリ３００は直径（Ｄ）を有する。
【００２０】
締め具はテンショナを取付け面に固定するために穴１０３に係合する。ピン１０４は動作中にテンショナが回転することを防止する。
【００２１】
この他の実施形態において、バネ１００はプーリ３００の直径（Ｄ）内に配置され、２つの方法でベアリング３１０に取付けられる。ひとつめは、前述のようにプーリが受部１０１にボルトで留められる方法である。ふたつめは、バネの端部が丸いループに成形され、ベアリング３１０のアウタレース３１２がループに圧入される方法である。プーリはベアリングのインナレース３１１に取付けられる。従来公知のように、ベアリングのインナレースの回転はベアリングの少ない疲労のため、好都合である。プーリは、ベアリングのＩＤボアに圧入されるハブを有するか、あるいはベアリングのインナレースの上面にボルトで留められることができる。後者の場合、長さ約2mmの非常に小さい位置決めハブが、ボルトによって固定するのに先立ち、ベアリングを所定位置に定めることを補助する。
【００２２】
図５は図４の実施形態の底面図である。取付け面１０２は説明の簡単のため、プーリの直径（Ｄ）の外側に配置される。
【００２３】
図６はテンショナの他の実施形態の分解図である。この他の実施形態の要素は、取付け板１０２０が直径（Ｄ）内に配置されるのを除いて、図４および５に示されたものと同一である。この実施形態において、テンショナはプーリがない状態で取付け面に組み付けられなければならず、その後プーリがテンショナへ組み付けられる。プーリにあるアクセス穴を対向させて、完全に組み立てられたテンショナを取付け面に取付けるようにすることも可能である。これはテンショナを閉じた空間内に取付けることを可能にする。
【００２４】
図７は図６の実施形態の底面図である。ピン１０４０は動作中においてテンショナの回転を防止する。ピン１０４０は取付け面(図示せず)において受容穴に係合する。
【００２５】
本発明の１つの形態が説明されたが、当業者がここに記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく、構成と部分の関係と方法において変形を施すことは自明である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーションバネと、
前記トーションバネの端部に軸支されるプーリと、
少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められるエラストマのダンピング部材とを備え、
前記エラストマのダンピング部材が前記トーションバネのコイルにダンピング接触する
テンショナ。
【請求項２】
前記トーションバネが平板バネである請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記エラストマのダンピング部材がＥＰＤＭ、ＶＡＭＡＣ、ＮＢＲ、あるいはこれらの２つ以上の組合せのような、天然あるいは合成ゴムを備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項４】
前記トーションバネがプーリの直径内に配置された取付け面をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項５】
前記プーリが前記トーションバネに結合されたヨーク部材に連結される請求項１に記載のテンショナ。
【請求項６】
前記テンショナを取付け面に取付けるためのエラストマのダンピング部材に係合された取付け部材をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項７】
前記プーリが、前記トーションバネと前記プーリの間に作用的に配置されたダンピング部材を介して軸支される請求項１に記載のテンショナ。
【請求項８】
トーションバネと、
前記トーションバネの端部に軸支されるプーリと、
約２７０°よりも小さい接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材とを備え、
前記エラストマのダンピング部材が前記トーションバネのコイルにダンピング接触する
テンショナ。
【請求項９】
トーションバネと、
前記トーションバネの端部に軸支されるプーリと、
接触円弧αを介してトーションバネのコイル内に閉じ込められるエラストマのダンピング部材とを備え、
前記エラストマのダンピング部材が前記トーションバネのコイルにダンピング接触する
テンショナ。
【請求項１】
トーションバネと、
前記トーションバネの端部に軸支されるプーリと、
少なくとも２７０°の接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められるエラストマのダンピング部材とを備え、
前記エラストマのダンピング部材が前記トーションバネのコイルにダンピング接触する
テンショナ。
【請求項２】
前記トーションバネが平板バネである請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記エラストマのダンピング部材がＥＰＤＭ、ＶＡＭＡＣ、ＮＢＲ、あるいはこれらの２つ以上の組合せのような、天然あるいは合成ゴムを備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項４】
前記トーションバネがプーリの直径内に配置された取付け面をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項５】
前記プーリが前記トーションバネに結合されたヨーク部材に連結される請求項１に記載のテンショナ。
【請求項６】
前記テンショナを取付け面に取付けるためのエラストマのダンピング部材に係合された取付け部材をさらに備える請求項１に記載のテンショナ。
【請求項７】
前記プーリが、前記トーションバネと前記プーリの間に作用的に配置されたダンピング部材を介して軸支される請求項１に記載のテンショナ。
【請求項８】
トーションバネと、
前記トーションバネの端部に軸支されるプーリと、
約２７０°よりも小さい接触円弧を介してトーションバネのコイル内に閉じ込められたエラストマのダンピング部材とを備え、
前記エラストマのダンピング部材が前記トーションバネのコイルにダンピング接触する
テンショナ。
【請求項９】
トーションバネと、
前記トーションバネの端部に軸支されるプーリと、
接触円弧αを介してトーションバネのコイル内に閉じ込められるエラストマのダンピング部材とを備え、
前記エラストマのダンピング部材が前記トーションバネのコイルにダンピング接触する
テンショナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１３−５０８６５０（Ｐ２０１３−５０８６５０Ａ）
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３５４６１（Ｐ２０１２−５３５４６１）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５４３７５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５３６６４
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【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２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５４３７５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５３６６４
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【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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