特許 6737907 テンショナ

(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】6737907

(24)【登録日】2020年7月20日

(45)【発行日】2020年8月12日

(54)【発明の名称】テンショナ

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/08 20060101AFI20200730BHJP

【ＦＩ】

   F16H7/08 Z

   F16H7/08 B

【請求項の数】17

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-563881(P2018-563881)

(86)(22)【出願日】2018年12月4日

(65)【公表番号】特表2019-537688(P2019-537688A)

(43)【公表日】2019年12月26日

(86)【国際出願番号】US2018063869

(87)【国際公開番号】WO2019084579

(87)【国際公開日】20190502

【審査請求日】2018年12月11日

(31)【優先権主張番号】16/207,385

(32)【優先日】2018年12月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504005091

【氏名又は名称】ゲイツ コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100090169

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】デック，アンドルゼイ

(72)【発明者】

【氏名】セシャチャラム，ヴェンカタクリシュナン

【審査官】 小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２００９０５７３３１（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２７３８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−１１０２４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２００９０１２７１３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 実開昭５４−１８２７８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１４−５１５４６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延びる円筒状部分を有するベースを備え、前記円筒状部分が径方向外面と前記径方向外面の径方向内側の受容部分とを有し、
前記径方向外面に回動自在に係合する偏心アームと、
前記径方向内側の受容部分内に配設された捻りスプリングとを備え、前記捻りスプリングが付勢力を前記偏心アームに付与し、
前記偏心アームに軸支されたプーリを備え、
前記偏心アームは第１スプリング受け部を有し、前記円筒状部分は開口と第２スプリング受け部とを有し、前記捻りスプリングの第１端部は前記開口を通過して前記第１スプリング受け部に係合し、前記捻りスプリングの第２端部は前記第２スプリング受け部に係合する
テンショナ。

【請求項2】

前記プーリがニードルベアリングに軸支される請求項１に記載のテンショナ。

【請求項3】

前記偏心アームと前記プーリと前記捻りスプリングとが同軸的に配置され、前記偏心アーム、プーリと捻りスプリングのいずれも、軸Ａ−Ａに沿って他の要素から軸方向にずれていない請求項１に記載のテンショナ。

【請求項4】

前記偏心アームがブッシュにおいて前記ベースに軸支される請求項１に記載のテンショナ。

【請求項5】

径方向外面と径方向内側の受容部分とを有するベースの円筒状部分と、
前記径方向外面に回動自在に係合する偏心アームと、
前記径方向内側の受容部分内に配置された捻りスプリングとを備え、前記捻りスプリングが付勢力を前記偏心アームに付与し、
前記偏心アームに係合し、前記偏心アームの回転に応動して回動するように配置された細長部材を備え、
前記偏心アームは第１スプリング受け部を有し、前記円筒状部分は開口と第２スプリング受け部とを有し、前記捻りスプリングの第１端部は前記開口を通過して前記第１スプリング受け部に係合し、前記捻りスプリングの第２端部は前記第２スプリング受け部に係合する
テンショナ。

【請求項6】

前記偏心アームと前記捻りスプリングが同軸的に配置され、前記偏心アームと前記捻りスプリングのいずれも、軸Ａ−Ａに沿って他の要素から軸方向にずれていない請求項５に記載のテンショナ。

【請求項7】

前記偏心アームがブッシュにおいて前記ベースに軸支される請求項５に記載のテンショナ。

【請求項8】

プーリがニードルベアリングにおいて前記偏心アームに軸支される請求項５に記載のテンショナ。

【請求項9】

軸方向に延びる円筒状部分を有するベースを備え、前記円筒状部分が径方向外面と径方向内側の受容部分とを有し、
前記径方向外面に回動自在に係合する偏心アームと、
前記偏心アームの外周面に嵌合されたベアリングと、
前記径方向内側の受容部分内に配置された捻りスプリングとを備え、前記捻りスプリングが付勢力を前記偏心アームに付与し、
前記偏心アームに軸支されたプーリを備え、
前記偏心アームは第１スプリング受け部を有し、前記円筒状部分は開口と第２スプリング受け部とを有し、前記捻りスプリングの第１端部は前記開口を通過して前記第１スプリング受け部に係合し、前記捻りスプリングの第２端部は前記第２スプリング受け部に係合し、
前記偏心アームと前記プーリと前記捻りスプリングとが同軸的に配置され、前記偏心アームとプーリと捻りスプリングのいずれかは、前記偏心アームとプーリと捻りスプリングのいずれかから、軸Ａ−Ａに沿って軸方向にずれていない
テンショナ。

【請求項10】

前記ベースがさらに流体導管を備え、流体が前記ベアリングに導かれる請求項９に記載のテンショナ。

【請求項11】

前記プーリがベアリングに軸支される請求項９に記載のテンショナ。

【請求項12】

前記ベアリングがニードルベアリングである請求項１１に記載のテンショナ。

【請求項13】

軸方向に延びる円筒状部分を有するベースを備え、前記円筒状部分が径方向外面と径方向内側の受容部分とを有し、リテーナが前記ベースに係合することにより前記ベースが前記リテーナにより回転可能であり、
前記ベースの受容部分に係合する偏心ピボットを備え、前記偏心ピボットが固定部の周りに回転自在であり、
前記径方向外面に回動自在に係合する偏心アームと、
前記径方向内側の受容部分内に配設された捻りスプリングとを備え、前記捻りスプリングが付勢力を前記偏心アームに付与し、
前記偏心アームに軸支されたベアリングとを備え、
前記偏心アームは第１スプリング受け部を有し、前記円筒状部分は開口と第２スプリング受け部とを有し、前記捻りスプリングの第１端部は前記開口を通過して前記第１スプリング受け部に係合し、前記捻りスプリングの第２端部は前記第２スプリング受け部に係合する
テンショナ。

【請求項14】

プーリがベアリングに軸支される請求項１３に記載のテンショナ。

【請求項15】

前記リテーナと偏心アームがそれぞれ、組立ての間、使用するための協働的整列マークを有する請求項１３に記載のテンショナ。

【請求項16】

前記偏心ピボットと前記ベースがそれぞれ、取付けの間、使用するための協働的整列マークを有する請求項１５に記載のテンショナ。

【請求項17】

前記偏心アームが第１の軸の周りに回動し、
前記偏心ピボットが第２の軸の周りに回動し、
前記第１の軸が前記第２の軸に対して同軸的ではなく、
前記第１の軸が前記第２の軸に平行である
請求項１３に記載のテンショナ。

【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、ベースの円筒状部分の径方向内側に配設された捻りスプリングを有するテンショナに関する。

【背景技術】

【0002】

カムシャフトとクランクシャフトのようなバランスシャフトのような回転部材を同期的に駆動する、２つの最も周知の方法は、タンミングチェーンとタイミングベルトである。タイミングチェーンは作動するためにエンジンオイルを必要とする。これに対して、ほとんどのタイミングベルトのアプリケーションは、オイルの存在がベルトを損傷し、意図された目的を禁じるので、ベルト駆動部にオイルが存在しないことを要求する。ベルトにおける最近の改良はもはや、ベルトがエンジンオイルの環境から遮断されることを要求しない。

【0003】

しかし、オイル内において作用するためのベルトの最近の改良は、解決すべき他の問題を生じている。ひとつの特定の問題はベルト駆動部に適切に張力を付与して、クランクシャフトとの同期を維持することである。カムシャフト、あるいは他の同期被駆動クランクシャフト要素がクランクシャフトとの同期を失うと、悲惨なエンジン損傷が起きる可能性がある。

【0004】

回転するクランクシャフトからベルトを介して動力を伝達することは、ベルトの一側部がクランクシャフトの周りに引っ張られ、これは当業者によりベルト引張り側と呼ばれる。逆に、他の側は、ベルトがクランクシャフトから離れる方向へ押されるので、ベルト緩み側と呼ばれる。重要なことは、ベルトの緩み側に張力を与えて、ベルトが極端に緩んで、クランクシャフトとクランクシャフトにより回転駆動される要素との間の同期を失うことを防止することである。この同期の損失は通常、当業者により、「歯飛び」あるいは「ラチェッティング」と呼ばれる。

【0005】

公知のテンショナは各要素の配置により、サイズが制限される。典型的には、捻りスプリングはプーリのベアリングに対して軸方向に積重ねられる。これは装置の最小高さを制限し、これは、延いてはエンジンおよびベルトシステムの設計に影響する。

【0006】

この技術の代表は米国特許第９，６１８，０９８号明細書であり、この明細書は、ベースと、ベースに連結されたシャフトと、シャフトに同軸的に係合する偏心アジャスタと、シャフトに回動自在に係合するアームと、アームに軸支されるプーリと、アームおよびベースの間に係合する捻りスプリングとを備え、アームが第１受容部分と第１受容部分の軸方向の反対側に配置された第２受容部分とを有し、アームとベースの間に配設された第１減衰部材を備え、第１減衰部材がベースに摩擦係合するとともに第１受容部分に係合し、アームと第２受容部分に係合する部材を有する偏心アジャスタとの間に配設された第２減衰部材と、第１減衰部材と第２減衰部材に垂直力を付与するために、第１減衰部材とアームの間に配設された付勢部材とを備える。

【0007】

必要なものは、ベースの円筒状部分の受容部分の径方向の内側に配設された捻りスプリング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。

【発明の概要】

【0008】

本発明の主な特徴は、ベースの円筒状部分の受容部分の径方向の内側に配設された捻りスプリングを有するテンショナを提供することである。

【0009】

本発明の他の特徴は、本発明の次の記載と添付した図面により示され、明らかになる。

【0010】

本発明は、軸方向に延びる円筒状部分を有するベースを備え、円筒状部分が径方向外面と径方向外面の径方向内側にある受容部分とを有し、径方向外面に回動自在に係合する偏心アームと、径方向内側の受容部分内に配設された捻りスプリングとを備え、捻りスプリングが付勢力を偏心アームに付与し、偏心アームに軸支されたプーリとを備えるテンショナである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

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】テンショナの分解図である。

【図2】上方から見た分解図である。

【図3】ベースの斜視図である。

【図4】偏心アームの斜視図である。

【図5】捻りスプリングの斜視図である。

【図6】テンショナの断面図である。

【図7】他の実施形態の分解図である。

【図8】他の実施形態の平面図である。

【図9】他の実施形態の断面図である。

【図10】他の実施形態の側面図である。

【図11】図１０における他の実施形態の斜視図である。

【図12】他の実施形態の分解図である。

【図13】他の実施形態の平面図である。

【図14】他の実施形態の断面図である。

【図15】他の実施形態の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１はテンショナの分解図である。テンショナ１００はベース１０を備える。ベース０は、外面１４を有し、軸方向に延びる円筒状部分１２を備える。円筒状部分１２はさらに、開口１１と受容部分１８を備える。

【0013】

偏心アーム２０は円筒状部分１２の周りに回動する。ブッシュ６０は内面２２と外面１４の間に配設される。ブッシュ６０は、円筒状部分１２の開口１１に実質的に整列したスロット６１を備える。プーリ４０は、ニードルベアリング５０において面２１に軸支される。ニードルベアリングはオイルバス環境で使用される。公知の他のベアリングも同様に適している。

【0014】

捻りスプリング３０は、ベルト負荷を与えるため、偏心アーム２０に係合してベルト（図示せず）に向かって付勢する。端部３１はスロット６１と開口１１を通過して突出し、偏心アーム２０の受容部分２４に係合する。端部３２はベース１０において受容部分１５に係合する。捻りスプリング３０は全体的に、受容部分１８内に配設される。受容部分１８は円筒状部分１２の中央空洞部分である。捻りスプリング３０はベアリング５０、プーリ４０、および偏心アーム２０と同一平面にある。捻りスプリング３０はプーリ４０、ベアリング５０、ブッシュ６０、および円筒状部分１２の径方向内側に配設される。すなわち、捻りスプリング３０、ベアリング５０、プーリ４０、および偏心アーム２０は全て同軸的に配置され、これらの要素のいずれも、軸Ａ−Ａに沿って、他の要素から軸方向にずれていない。

【0015】

保持リング６はベース１０の周方向スロット１６に係合する。保持リング５は偏心アーム２０の周方向スロット２３に係合する。保持リング５は偏心アーム２０においてベアリング５０を保持する。保持リング６はベース１０において偏心アーム２０を保持する。オイルが存在するとき、保持リング５、６はそれぞれ軸方向力を伝達するスラストワッシャとして作用することが可能である。

【0016】

プーリ４０はベアリング５０に圧入される。固定具４はベース１０において、捻りスプリング３０および穴１７を通って突出し、テンショナ１００をエンジン（図示せず）等の取付け面に固定する。

【0017】

ブッシュ６０は約０．０５から約０．２０の範囲の動摩擦係数（ＣＯＦ）を有する。静摩擦係数は、好ましくは動摩擦係数ＣＯＦよりも小さい。

【0018】

図２は上方から見た分解図である。偏心アーム２０は軸Ａ−Ａの周りに回動し、この軸は円筒状部分１２と同軸的であり、固定具４を貫通して延びる。偏心アーム２０は軸Ａ−Ａの周りに回動する。プーリ４０は偏心アーム２０の幾何学中心であるＢの周りに回転する。Ｂは軸Ａ−Ａから偏心し、偏心アーム２０の偏心的揺動運動を許容し、これにより、テンショナ１００がベルト（図示せず）に可変負荷を付与することを許容する。

【0019】

図３はベースの斜視図である。端部の受容部分１５はベース１０の受容部分１８一端に配設される。端部３２は受容部分１５に係合し、これにより端部３２を固定し、捻りスプリングの反作用点として作用する。

【0020】

図４は偏心アームの斜視図である。Ｂはプーリ２０の幾何学的中心であり、プーリ４０がその周りに回転する点である。偏心アーム２０は軸Ａ−ＡにおいてＡの周りに回動する。受容部分２４はスプリング３０の端部３１に係合する。

【0021】

図５は捻りスプリングの斜視図である。端部３１は偏心アーム２０の受容部分２４内に突出する。端部３２は受容部分１５に係合する。

【0022】

図６はテンショナの断面図である。捻りスプリング３０、ブッシュ６０、円筒状部分１２、偏心アーム２０、ベアリング５０、およびプーリ４０は全て同心的に配置され、これらの要素のいずれも、軸Ａ−Ａに沿って、他の要素から軸方向にずれていない。この完全な同軸的かつ入れ子状の配置はテンショナの高さを最小化し、非常に狭い空間においてテンショナが使用されることを可能にする。

【0023】

図７は他の実施形態の分解図である。各要素は、ベアリング５１がすべり軸受けであり、ブッシュ６０が省略されていることを除いて、ここに説明されたものと同じである。この他の実施形態は、オイルの中で動作するように構成され、および／またはオイルがはねかかる潤滑において使用される。偏心アーム２０は軸Ａ−Ａの周りに回動する。プーリ４０は軸Ｂ−Ｂの周りに回転する。図４参照。軸Ａ−Ａは軸Ｂ−Ｂから離れて配置され、したがって軸Ａ−Ａに対して同軸的ではなく、これにより偏心アーム２０の偏心した揺動運動が可能になる。

【0024】

図８は他の実施形態の平面図である。

【0025】

図９は他の実施形態の断面図である。捻りスプリング３０、偏心アーム２０、およびベアリング５１は同軸的に配置され、これらの要素のいずれも、軸Ａ−Ａに沿って、他の要素から軸方向にずれていない。ベース１０内の流体導管７１は、オイル等の流体がエンジンオイルシステム（図示せず）からベアリング５１へ流体導管７３を介して流れる経路であり、これによりベアリングを潤滑する。Ｏリング７２はエンジンオイルシステムへの接続部をシールする手段である。

【0026】

図１０は他の実施形態の側面図である。偏心アーム２０とプーリ４０に代えて、この実施形態はカム４５を備える。カム４５は偏心アーム２０と同じ原理で作用し、本装置において同じ位置を占める。プーリ４０はない。カム４５は細長部材８０に係合する。細長部材８０は従来公知の適当な低摩擦材料であってもよい。細長部材８０はまた、スライドガイドと呼ばれてもよい。チェーンＣはスライドガイド８０の表面に摺動自在に係合する。ピボット８１はスライドガイドの一端に配設される。スライドガイド８０はカム４５の回転に応動してピボット８１の周りに回動する。表面４６の偏心形状により、カム４５の回転はスライドガイド８０をピボット８１の周りに回動させ、これによりチェーンＣにおける負荷を維持する。この実施形態は、一例として、内燃機関のタイミングシステムにおいて有用である。

【0027】

図１１は図１０における他の実施形態の斜視図である。カム４５の表面４６はスライドガイド８０に係合する。

【0028】

図１２は他の実施形態の分解図である。この実施形態におけるテンショナ１０００は、捻りスプリング１０３０、リテーナ１２００、偏心アーム１０２０、ベアリング１０５１、プーリ１０４０、ブッシュ１２１０、ベース１０１０、および偏心ピボット１２２０を備える。プーリ１０４０は、ベルト受け面（ベルトは不図示）と称されてもよいベアリング１０５１のアウタレースを備える。

【0029】

プーリ１０４０は、ベアリング１０５１において偏心アーム１０２０の周りに回転する。ベアリング１０５１はシールされており、乾いた環境におけるテンショナの作用を許容する。ベアリング１０５１はまた、使用目的に応じて、シールされなくてもよい。偏心アーム１０２０はブッシュ１２１０に対して回動する。ベース１０１０の円筒状部分１０１５は軸方向に延びる。捻りスプリング１０３０はベース１０１０の受容部分１０１２内に収容される。

【0030】

リテーナ１２００はベース１０１０の端部に係合し、固定される。平坦部１２０１はノッチ１０１１に係合し、これらを回転方向にロックする。スプリング１０３０の端部１０３１は偏心アーム１０２０のノッチ１０２１に係合する。

【0031】

偏心ピボット１２２０はベース１０１０の受容部分１０１２に係合するシャフト１２２２を有し、これによりピボット１２２０は、組立て作業においてベース１０１０内に回転自在に配置され得る。いったん配置されると、ピボット１２２０はベース１０１０内に圧入される。ピボット１２２０の整列マーク１２２３は、ピボット１２２０とベース１０１０の組立て作業の間、ベース１０１０の整列マーク１０１３に対して位置合わせされる。この部分組立品は、異なる力を要求する異なるアプリケーションに、同じテンショナ要素が使用されることを可能にする。

【0032】

図１３は他の実施形態の平面図である。リテーナ１２００の穴１２０２は工具（図示せず）、例えばＴｏｒｘ（登録商標）のビットを受容する。工具はリテーナ１２００を回し、これにより、ノッチ１０１１が係合しているベース１０１０を回転させるために使用される。テンショナのシステムへの取付けの間、ベース１０１０の回転は偏心アーム１０２０をベルト（図示せず）へ押圧させ、ベルト負荷を付与する。ベルト負荷は、端部１０３１においてベース１０１０に係合するスプリング１０３０によって発生する。テンショナの取付けの間も、ピボット１２２０は固定具１２７０の周りに回転し、ベース１０１０を、取付け面（図示せず）上の所定位置に定める。一例として、取付け面はエンジンブロックでもよい。

【0033】

リテーナ１２００の回転による取付けの間、指示マーク１２０３は偏心アーム１０２０のマーク１０２２に整列される。スプリング１０３０の端部１０３２はピボット１２２０の受容部分１２２４に係合する。ピボット１２２０の回転はスプリング１０３０に負荷を与える効果を有し、また適当なハブ負荷角αを確立する。

【0034】

図１４は他の実施形態の断面図である。偏心ピボット１２２０とベース１０１０を有する部分組立品は、穴１２２１に整列した軸Ｃ−Ｃの周りに回動する。偏心アーム１０２０は軸Ｄ−Ｄの周りに回動する。軸Ａ−Ａと軸Ｄ−Ｄは同一線上にはないが、平行である。穴１２２１は固定具１２７０を受容する。図１５参照。偏心アーム１０２０はベース１０１０の肩部１０１４とリテーナ１２００の間に保持される。

【0035】

図１５は他の実施形態の斜視図である。ピボット１２２０とリテーナ１２００の回転は、テンショナの取付けの間、付加的な適応性を与える。これは、与えられたベルトシステム用の偏心アームの適切な位置と適切な予負荷をセットするための調節機能を含む。

【0036】

本発明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。特段の断りがない限り、図面に示された要素は大きさを示さない。さらに、「〜のための手段」または「〜のためのステップ」という語句が特定の請求項において明確に使用されない限り、添付された請求項または請求項の要素のいずれも米国特許法１１２条（ｆ）を発動させることを意図しない。本件の開示は、図面に示され、またここに記載された、例示の実施形態または数値の大きさに、全く限定されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】