特許 6593079 張力調節装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6593079

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】張力調節装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/12 20060101AFI20191010BHJP

【ＦＩ】

   F16H7/12 A

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-196086(P2015-196086)

(22)【出願日】2015年10月1日

(65)【公開番号】特開2017-67239(P2017-67239A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年9月29日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２７年７月３１日−８月２日株式会社ワーカム北海道 試験場内において開催されたデモ走行で発表、平成２７年８月１８日に発行されたカタログ ＥＲＧＡ 大型 路線バス ＬＶ ノンステップにおいて発表、平成２７年８月１８日自社ウェブサイトにおいて発表

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(74)【代理人】

【識別番号】100163061

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】松島 英司

【審査官】 塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０９７８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０１７２５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−１１５１４７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を有して無端状物または索状物に接して回転するプーリーと、長穴に形成された軸穴を有したブラケットと、その軸穴の長手方向に移動可能で、位置決め穴を有したスライド部材とを備え、このスライド部材が、前記位置決め穴の開口部が前記軸穴の開口部の一部に重なるように前記ブラケットに積層固定されるとともに、前記回転軸が、前記軸穴および前記位置決め穴の両方に挿通した状態で前記ブラケットおよび前記スライド部材に固定されることにより、前記プーリーの前記回転軸の位置が前記軸穴の長手方向に調節可能に構成された張力調節装置において、
前記スライド部材が、前記ブラケットよりも硬い材料で構成され、
前記プーリーの前記回転軸からその径方向に突出した回り止め部が、少なくとも前記位置決め穴に挿通されており、
前記位置決め穴が、前記回転軸がその周方向に回転したときに前記回り止め部が嵌合して回り止めとなる形状に形成されたことを特徴とする張力調節装置。

【請求項2】

前記位置決め穴が、長穴で形成されており、その長穴の長手方向が前記軸穴の長手方向に向いた状態で、その長穴の長手寸法が前記軸穴の長手寸法よりも短く、かつその幅寸法が前記軸穴の幅寸法よりも短い請求項１に記載の張力調節装置。

【請求項3】

前記位置決め穴が、前記軸穴の長手方向に直交する方向に対向する内周平面を有してなり、
前記回り止め部が、前記回転軸がその周方向に回転したときに、前記内周平面のそれぞれに接触する複数の接触部を有してなる請求項１または２に記載の張力調節装置。

【請求項4】

前記ブラケットがエンジンまたはエンジンの周辺に固定され、前記プーリーが前記エンジンのクランク軸に連結された無端状のベルトまたはチェーンに接触してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の張力調節装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、張力調節装置に関し、より詳細には、回転軸の位置を調節可能なプーリーを片持ちで支持するブラケットを軽量化しても、そのブラケットの軸穴の破損を防止する張力調節装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンのクランク軸の回転動力は、無端状のベルトやチェーンを介して補機に伝達されている。この無端状物の張力を調節する装置として、無端状のベルトやチェーンに接して回転するプーリーと、その回転軸が挿入される軸穴を有したブラケットと、を備え、プーリーの回転軸の位置を調節可能な装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、この補機としては、エアポンプ、オルタネータ、および油圧ポンプなどを例示できる。

【0003】

この装置では、プーリーを片持ち状態で支持するブラケットを薄い板状に形成している。一方、この種の装置では、ブラケットを薄い板状よりも厚く形成することで、エンジンの外側などに取り付ける際の強度を補強しているものもある。このように、ブラケットを薄い板状よりも厚くすることで、一つのブラケットに複数のプーリーを取り付けることも可能になる。

【0004】

ところで、近年のエンジンは、軽量化を図ることにより燃費向上を図っている。この軽量化の対象には前述したプーリーを有した張力調節装置も含まれている。そこで、このプーリーを片持ち状態で支持するブラケットを比重の小さい金属で構成することが望まれている。この比重の小さい金属としては、アルミニウムやアルミニウム合金を例示できる。特に、薄い板状よりも厚く形成したブラケットを、比重の小さい金属で構成することで、軽量化に有利になる。

【0005】

しかしながら、このブラケットの軸穴はプーリーの回転軸の固定時における回り止めの役割も担っている。そして、比重の小さい金属は柔らかい（硬度が低い）。そのため、このブラケットをアルミニウムやアルミニウム合金などで構成すると、回り止めの際に、回転軸からブラケットへの荷重によりブラケットの軸穴が損傷するおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平５−８７２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、回転軸の位置を調節可能なプーリーを片持ちで支持するブラケットを軽量化しても、そのブラケットの軸穴の破損を防止することができる張力調節装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成する本発明の張力調節装置は、回転軸を有して無端状物または索状物に接して回転するプーリーと、長穴に形成された軸穴を有したブラケットと、その軸穴の長手方向に移動可能で、位置決め穴を有したスライド部材とを備え、このスライド部材が、前記位置決め穴の開口部が前記軸穴の開口部の一部に重なるように前記ブラケットに積層固定されるとともに、前記回転軸が、前記軸穴および前記位置決め穴の両方に挿通した状態で前記ブラケットおよび前記スライド部材に固定されることにより、前記プーリーの前記回転軸の位置が前記軸穴の長手方向に調節可能に構成された張力調節装置において、前記スライド部材が、前記ブラケットよりも硬い材料で構成され、前記プーリーの前記回転軸からその径方向に突出した回り止め部が、少なくとも前記位置決め穴に挿通されており、前記位置決め穴が、前記回転軸がその周方向に回転したときに前記回り止め部が嵌合して回り止めとなる形状に形成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

この張力調節装置によれば、ブラケットよりも硬い材料で構成されたスライド部材に形成された位置決め穴が、プーリーの回転軸がその周方向に回転したときに回り止め部が嵌合して回り止めとなる形状に形成されたことで、ブラケットの軸穴と回転軸の回り止め部との干渉を回避することができる。これにより、ブラケットを比重の小さい金属で構成して装置を軽量化しても、プーリーの回転軸に対する回り止めの役割をブラケットの軸穴からスライド部材の位置決め穴に移したので、ブラケットの軸穴が損傷することを防止することができるので、軽量化に伴う耐久性の低下を抑制することができる。

【0010】

特に、この張力調節装置は、エンジンに備えられることが望ましい。この張力調節装置は、スライド部材をスライドさせて、プーリーの回転軸の位置を調節するようにしたことで、エンジンのクランク軸に連結された無端状のベルトまたはチェーンの張力を高精度に調節できる。また、プーリーの回転軸に対する回り止めの役割をブラケットの軸穴の役割から外したので、ブラケットを比重の小さい金属で構成して、エンジンを軽量化できるので、燃費向上に有利になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態の張力調節装置を備えたエンジンを例示する構成図である。

【図2】図１の張力調節装置を例示する平面図である。

【図3】図２の矢印方向ＩＩＩで示す断面図である。

【図4】図３の状態からスライド部材の位置を移動させた状態を例示する断面図である。

【図5】図２の状態から回転軸が回転しようとする状態を例示する平面図である。

【図6】図２の固定ナットとスライド部材とを省いた平面図である。

【図7】図２の固定ナットを省いた平面図である。

【図8】図５の回り止め部と位置決め穴とを拡大した拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなる張力調節装置１６を備えたエンジン１０を例示する。

【0013】

エンジン１０においては、エンジン本体１１の内部での燃料の燃焼により生じた動力がクランク軸１２で回転動力に変換される。そして、この回転動力が、クランク軸１２に固定されたクランクプーリー１３から無端状のベルト１４を介して各補機１５に伝達されて、各補機１５を駆動する。このときに、ベルト１４の張力は、張力調節装置１６により調節される。補機１５としては、エアポンプ、オルタネータ、および油圧ポンプなどを例示できる。

【0014】

なお、実施形態の張力調節装置１６は、エンジン１０のベルト１４の張力を調節する装置を例に説明するが、無端状物としてはベルト１４の代わりにチェーンを用いてもよい。また、張力調節装置１６としては、この他に、ドラムに巻き取られる索状物の張力を調節する装置を例示できる。

【0015】

図２は、張力調節装置１６の平面を例示する。図３は、図２の矢印方向ＩＩＩで示す断
面を例示する。張力調節装置１６は、プーリー２０とブラケット３０とスライド部材４０とを備えて構成される。

【0016】

なお、以下で長穴とは長方形の穴やその長方形の角に丸みを付けた角丸長方形の穴を例示できる。この実施形態では、長穴として、その角丸長方形のなかでも二つの等しい長さの平行線と二つの半円形からなり、かつ長手方向に二つの半円形が対向する形状の穴を例に説明する。

【0017】

プーリー２０は、シーブ２１、軸受２２、および回転軸２３を有する。シーブ２１は、円筒状または円板状に形成され、軸受２２を介して回転軸２３に回転可能に支持される。このシーブ２１の径方向の面には無端状物や索状物がその面で滑ったり、回転軸２３の軸方向にずれたりしないように溝や突起などを設けるとよい。

【0018】

回転軸２３は、一端の雄ねじが形成された固定部２４と、他端を径方向に突出させた抜け止め部２５と、軸部２６とを有する。固定部２４の軸径は、軸部２６の軸径よりも小さく、抜け止め部２５の軸径は、軸部２６の軸径よりも大きくするとよい。

【0019】

ブラケット３０は、比重が３．０以下の金属で構成され、ウェブ３１、フランジ３２、スチフナ３３、および取り付け穴３４、３５を有する。この比重が３．０以下の金属としては、アルミニウムやアルミニウム合金を例示できる。

【0020】

このように、ブラケット３０が比重の小さい金属で形成されることで、ブラケット３０の軽量化を図ることができる。また、ブラケット３０が薄い板状のウェブ３１のみではなく、そのウェブ３１から垂直方向に延在するフランジ３２やスチフナ３３を有することで、剛性が高まり、耐久性を向上できる。この剛性の向上により、取り付け穴３５に回転軸を螺合すると、別のプーリーを取り付けることも可能になる。さらに、フランジ３２やスチフナ３３により全体の厚みが増すことにより取り付け穴３４の厚みも増す。これにより、取り付けボルトの締結力を大きくできるので、このブラケット３０をエンジン１０に取り付ける際の強度を補強できる。

【0021】

ウェブ３１は、プーリー２０の反対側の面にスライド部材４０がスライドするスライド溝３６と、プーリー２０の回転軸２３が挿通される軸穴３７とが形成される。軸穴３７は長穴の貫通孔である。

【0022】

スライド部材４０は、軸穴３７の長手方向に移動可能な本体４１とその本体４１を固定するボルト４２とを有する。本体４１は、スライド溝３６に嵌る板状に形成される。また、この本体４１の長手方向の一端部にその長手方向に延設された雌ねじが形成された移動用穴４３と、他端部にプーリー２０の回転軸２３が挿入される位置決め穴４４とが形成される。

【0023】

また、張力調節装置１６は、回転軸２３を固定するものとして、固定ナット５０、カラー５１、および座金５２を備える。固定ナット５０は、回転軸２３の固定部２４に螺合される。この固定ナット５０としては、スライド部材４０の位置決め穴４４の内周よりも大きいフランジが付いたフランジナットを例示できる。固定部材としては、カラー５１および座金５２のどちらか一方でもよい。カラー５１は、抜け止め部２５と回り止め部２７との間の軸部２６のブラケット３０側に配置される。このカラー５１の径、あるいは座金５２の径は、少なくともブラケット３０の軸穴３７の幅方向の長さよりも大きくするとよい。

【0024】

この張力調節装置１６においては、ボルト４２が、ブラケット３０のフランジ３２に形
成されたボルト穴３８に外側から挿通した状態で、本体４１の移動用穴４３に螺合される。このボルト４２と移動用穴４３との螺合により、スライド部材４０が、位置決め穴４４の開口部が軸穴３７の開口部の一部に重なるようにブラケット３０に積層固定される。

【0025】

プーリー２０の回転軸２３は、固定部２４を先頭にして、ブラケット３０の軸穴３７とスライド部材４０の位置決め穴４４との両方に挿通される。そして、その固定部２４に固定ナット５０が螺合される。これにより、この固定ナット５０とカラー５１および座金５２からなる固定部材との間にブラケット３０およびスライド部材４０が挟持された状態で、回転軸２３がブラケット３０およびスライド部材４０に固定される。

【0026】

そして、ブラケット３０がエンジン１０またはエンジン１０の周辺に固定され、エンジン１０のクランク軸１２に連結された無端状のベルト１４にプーリー２０が接触する。

【0027】

なお、プーリー２０のシーブ２１、スライド部材４０、およびブラケット３０の順に並ぶように、ブラケット３０およびスライド部材４０が積層固定されてもよい。また、カラー５１および座金５２については必ず設ける必要がなく、設けなくても回転軸２３がブラケット３０およびスライド部材４０に固定されるようであれば、省いてもよい。

【0028】

図４は、図３のスライド部材４０の位置を変えた状態を例示する。このように、この張力調節装置１６においては、移動用穴４３におけるボルト４２の先端の位置を変えることで、スライド部材４０の位置が変り、プーリー２０の回転軸２３の位置をブラケット３０の軸穴３７の長手方向に調節可能にすることができる。これにより、プーリー２０の接する無端状のベルト１４の張力を高精度に調節できる。

【0029】

このような張力調節装置１６において、スライド部材４０が、ブラケット３０よりも硬い材料で構成される。このブラケット３０よりも硬い材料は、ビッカース硬さで２００ＨＶ以上が好ましい。そこで、このスライド部材４０を構成する材料としては、炭素鋼を例示できる。

【0030】

また、プーリー２０の回転軸２３に、この回転軸２３からその径方向に突出した回り止め部２７が形成され、この回り止め部２７が少なくとも位置決め穴４４に挿通されて構成される。

【0031】

この回り止め部２７の回転軸２３の軸方向に垂直な断面形状は、その外周の少なくとも一部が回転軸２３の固定部２４の外周よりも外側に配置される形状で、かつ回転軸２３を中心とする円、あるいはその円に収まる形状以外の形状に形成されることが好ましい。加えて、この回り止め部２７の断面形状は、縦幅および横幅の一方が他方よりも長い形状が好ましい。このような断面形状としては、長方形や角丸長方形などを例示できる。

【0032】

また、この回り止め部２７は、少なくとも位置決め穴４４の内部に位置する部分に形成されていればよく、ブラケット３０の軸穴３７の内部に位置する部分には形成されなくともよい。

【0033】

そして、スライド部材４０の位置決め穴４４が、プーリー２０の回転軸２３がその周方向に回転したときに、回り止め部２７が嵌合して回り止めとなる形状に形成される。

【0034】

この位置決め穴４４の形状は、回り止め部２７がブラケット３０の軸穴３７の内部に位置する部分にも形成されている場合に、回転軸２３が回転したときに、回り止め部２７が軸穴３７と嵌合するよりも先に嵌合する形状が好ましい。つまり、位置決め穴４４の少なくとも一部が軸穴３７の内周よりも内側に位置して、その部分に回り止め部２７が嵌合す
る形状である。この位置決め穴４４の形状としては、回り止め部２７の軸方向に垂直な断面形状よりも一回り以上大きい形状や、位置決め穴４４の内周の少なくとも一部が回り止め部２７に向って突出する形状を例示できる。

【0035】

図５は、プーリー２０の回転軸２３がその周方向に回転する様子を例示する。以下、この図５に基づいて、上記の張力調節装置１６の回転軸２３の回り止めの動作について説明する。

【0036】

プーリー２０の回転軸２３は、プーリー２０が回転する際に、その周方向に回転しようとし、同時に、回転軸２３に形成された回り止め部２７も周方向に回転しようとする。特に、この回転軸２３の回転は、固定ナット５０を締付けるときに顕著になる。

【0037】

このときに、回り止め部２７の外周面と、スライド部材４０の位置決め穴４４の内周面とが接触して嵌合する。この回り止め部２７と位置決め穴４４との嵌合により、回転軸２３の回転が止まる。

【0038】

以上のように、ブラケット３０よりも硬い材料で構成されたスライド部材４０に形成した位置決め穴４４が、プーリー２０の回転軸２３がその周方向に回転したときに回り止め部２７が嵌合して回り止めとなる形状に形成されたことで、ブラケット３０の軸穴３７と回り止め部２７との干渉を回避することができる。

【0039】

これにより、ブラケット３０を比重の小さい金属で構成して装置を軽量化しても、プーリー２０の回転軸２３に対する回り止めの役割をブラケット３０の軸穴３７からスライド部材４０の位置決め穴４４に移したので、プーリー２０の回転軸２３の回り止めによるブラケット３０の軸穴３７の損傷を防止することができるので、軽量化に伴う耐久性の低下を抑制することができる。

【0040】

また、ブラケット３０を比重の小さい金属で構成して、エンジン１０を軽量化できるので、燃費向上に有利になる。

【0041】

図６は、固定ナット５０とスライド部材４０とを省いた状態を例示し、図７は、固定ナット５０のみを省いた状態を例示する。以下、図６および図７を参照しながら張力調節装置１６について、より詳細に説明する。

【0042】

回り止め部２７の回転軸２３の軸方向に垂直な断面形状は、二つの等しい長さの平行線と二つの半円形からなり、かつ長手方向に二つの半円形が対向する角丸長方形で、その長手方向がブラケット３０の軸穴３７の長手方向に向けて形成される。従って、この回り止め部２７は、長手方向に直交する方向に対向する互いに平行な外周平面を有する。この回り止め部２７の長手寸法をＬ２、幅寸法をＢ２とする。軸穴３７の形状は、長穴で、その長手寸法をＬ３、幅寸法をＢ３とする。位置決め穴４４の形状は、長穴で、長手方向に直交する方向に対向する互いに平行な内周面を有する。この位置決め穴４４の長手寸法をＬ４、幅寸法をＬ４とする。

【0043】

上記の張力調節装置１６において、位置決め穴４４が、長穴で形成され、その長穴の長手方向が軸穴３７の長手方向に向いた状態で、その長穴の長手寸法Ｌ４が軸穴３７の長手寸法Ｌ３よりも短く、かつその幅寸法Ｂ４が軸穴３７の幅寸法Ｂ３よりも短くなるように形成される。また、位置決め穴４４の長手寸法Ｌ４が回り止め部２７の長手寸法Ｌ２よりも長く、かつその幅寸法Ｂ４が回り止め部２７の幅寸法Ｂ２よりも長くなるように形成される。

【0044】

このように位置決め穴４４が形成されると、図６に示す回り止め部２７と軸穴３７との間の長さよりも、図７に示す回り止め部２７と位置決め穴４４との間の長さが短くなる。これにより、回転軸２３がその周方向に回転しようとしたときに、回り止め部２７が軸穴３７よりも先に位置決め穴４４と嵌合して回り止めとなるので、回転軸２３の回り止めによる軸穴３７の破損を回避でき、耐久性の向上に有利になる。

【0045】

図８は、図５の回り止め部２７と位置決め穴４４との拡大図である。このように、上記の張力調節装置１６において、位置決め穴４４に、軸穴３７の長手方向に直交する方向に対向する内周平面４４ａが形成され、回り止め部２７に、回転軸２３がその周方向に回転したときに、内周平面４４ａのそれぞれに接触する複数の接触部２８が形成されることが望ましい。

【0046】

位置決め穴４４は、長穴であって、軸穴３７の長手方向に直交する方向に対向する内周平面４４ａと、その長手方向に対向する内周筒面４４ｂとが形成される。この内周平面４４ａは互いに平行な平面である。

【0047】

回り止め部２７は、前述したように、角丸長方形であって、軸穴３７の長手方向に直交する方向に対向する外周平面２７ａと、その長手方向に対向する外周筒面２７ｂとが形成される。この外周平面２７ａは互いに平行な平面である。そして、この外周平面２７ａと外周筒面２７ｂとの境に四つの接触部２８が形成される。この接触部２８は、外周平面２７ａと外周筒面２７ｂとの角に限定されず、例えば、外周平面２７ａの一部を内周平面４４ａに向って突出させてもよい。

【0048】

このように構成すると、回転軸２３が回転しようとしたときに、位置決め穴４４の対向する内周平面４４ａのそれぞれに、回り止め部２７に形成された接触部２８が接触して、回り止め部２７と位置決め穴４４とが嵌合する。また、回転軸２３が反対方向に回転しようとしたときには、別の接触部２８が内周平面４４ａのそれぞれに接触する。

【0049】

このように、回転軸２３が回転しようとしたときに、回り止め部２７と位置決め穴４４とが複数の箇所で接触して嵌合することで、確実に回転軸２３の回転を防止できる。また、回り止め部２７および位置決め穴４４を複雑な形状にする必要がないために、製造工程の簡略化に有利になる。

【0050】

なお、上記の張力調節装置１６において、カラー５１を設ける場合には、カラー５１が、ブラケット３０の側に位置する角部５３に丸みを付けられて構成されることが望ましい。このように、カラー５１の角部５３に丸みを付けると、カラー５１無端状のベルト１４の張力の変動により、回転軸２３を傾ける力が加えられたときに、カラー５１からブラケット３０へ伝達される力を一点に集中することを回避できる。これにより、ブラケット３０の耐久性を向上できる。また、座金５２をカラー５１とブラケット３０との間に挟持しても同様の効果がある。

【符号の説明】

【0051】

１４ ベルト
１６ 張力調節装置
２０ プーリー
２３ 回転軸
２７ 回り止め部
３０ ブラケット
３７ 軸穴
４０ スライド部材
４４ 位置決め穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】