特開 2024-100356 ２アーム式オートテンショナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100356

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】２アーム式オートテンショナ

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/12 20060101AFI20240719BHJP

   C08L 21/00 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

F16H7/12 A

C08L21/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004303

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】000005061

【氏名又は名称】バンドー化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北平 大河

【テーマコード（参考）】

3J049

4J002

【Ｆターム（参考）】

3J049AA01

3J049AB03

3J049BB05

3J049BB10

3J049BB13

3J049BC03

3J049BH02

3J049CA03

4J002AC071

4J002AC091

4J002AC111

4J002BB151

4J002CK021

4J002CL002

4J002CL062

4J002CP031

4J002FA042

4J002FD010

4J002FD012

4J002FD140

4J002FD150

4J002GM00

(57)【要約】

【課題】２つ以上のプーリを有するベルトレイアウトで、駆動源を２箇所有するベルトシステム用の２アーム式オートテンショナにおいて、運転モード切替時の衝突音を低減する。
【解決手段】テンショナ本体１５と、テンショナ本体１５に揺動可能に連結される一対のアーム１２，１４と、一対のアーム１２，１４及びテンショナ本体１５の一方のストッパ収容凹部２０に嵌め込まれ、一対のアーム１２，１４及びテンショナ本体１５の他方に衝突してアームの挙動を止めるストッパ３１，３２とを設ける。そして、ストッパ３１，３２を、衝突面３３，３４の材料がＪＩＳ－Ｃ硬さで７５以下である熱硬化性エラストマーよりなるものにする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つ以上のプーリを有するベルトレイアウトで、駆動源を２箇所有するベルトシステム用の２アーム式オートテンショナであって、
テンショナ本体と、
前記テンショナ本体に揺動可能に連結される一対のアームと、
前記一対のアーム及び前記テンショナ本体の少なくとも一方のストッパ収容凹部に嵌め込まれ、前記一対のアーム及び前記テンショナ本体の他方に衝突して前記アームの挙動を止めるストッパとを備え、
前記ストッパは、衝突面の材料がＪＩＳ－Ｃ硬さで７５以下である熱硬化性エラストマーよりなる
ことを特徴とする２アーム式オートテンショナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２アーム式オートテンショナに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、テンショナアームに取り付けられ、基部の膨出部と衝突することで、テンショナアームの挙動を抑えるようにした熱可塑性ポリエステルエラストマーのストッパを有する２アーム式オートテンショナは知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１７／２０５９６号

【特許文献2】特表２０１９－５２５０９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１及び２の２アーム式オートテンショナでは、衝突に対する耐久性を重視した熱可塑性ポリエステルエラストマーよりなるストッパであるため、硬すぎて運転モード切替時の衝突音が大きいという問題がある。

【0005】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、２アーム式オートテンショナにおける、運転モード切替時の衝突音を低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、この発明では、最適な硬さのストッパを用いるようにした。

【0007】

具体的には、第１の発明では、２つ以上のプーリを有するベルトレイアウトで、駆動源を２箇所有するベルトシステム用の２アーム式オートテンショナであって、
テンショナ本体と、
前記テンショナ本体に揺動可能に連結される一対のアームと、
前記一対のアーム及び前記テンショナ本体の少なくとも一方のストッパ収容凹部に嵌め込まれ、前記一対のアーム及び前記テンショナ本体の他方に衝突して前記アームの挙動を止めるストッパとを備え、
前記ストッパは、衝突面の材料がＪＩＳ－Ｃ硬さで７５以下である熱硬化性エラストマーよりなる構成とする。

【0008】

上記の構成によると、従来の耐久性を重視した硬度の高い熱可塑性ポリエステルエラストマーに比べ、適度な柔らかさを有する、熱硬化性エラストマー（ゴムを含む）でストッパを構成しているので、ストッパの衝突面がテンショナ本体又はアームに衝突する際の衝撃音が顕著に緩和される。

【0009】

なお、ＪＩＳ－Ｃは、ＪＩＳ旧規格Ｋ６３０１に記載のスプリング式硬さ試験（Ｃ形）において、押針がゴム面によって押し戻される距離を硬さとして目盛りに示すものである。

【発明の効果】

【0010】

以上説明したように、本発明によれば、２アーム式オートテンショナにおける、運転モード切替時の衝突音を効果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る２アーム式オートテンショナを含むベルトレイアウトを示す正面図である。

【図2】第２テンショナアームをテンショナ本体に取り付けた状態を示す背面図である。

【図3A】テンショナ本体を示す正面図である。

【図3B】テンショナ本体を示す背面図である。

【図4A】第２テンショナアームを示す正面図である。

【図4B】第２テンショナアームを示す背面図である。

【図5】ストッパを示し、（ａ）が斜視図で、（ｂ）が正面図で、（ｃ）が平面図である。

【図6】実施例及び比較例に係る騒音試験の結果を示すグラフである。

【図7】実施例及び比較例に係る材料配分示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0013】

図１は、例えば、２つ以上のプーリを有するベルトレイアウトで、車両のエンジンＥの補機を駆動するベルトシステム２を示す。エンジンＥのクランク軸４ａには、クランクシャフトプーリ４が回転一体に設けられており、ベルト３を介して２つ以上の補機（詳細図示せず）を駆動するようになっている。補機は、電動機／発電機ユニット（ＭＧＵ）、空調圧縮機、ウォーターポンプ、パワーステアリングポンプ等を含むことができる。本実施形態では、ベルトシステム２は、駆動源を２箇所有し、エンジンＥが第１駆動源で、ＭＧＵが第２駆動源となる。これら第１及び第２駆動源の駆動状況によって第１運転モードと第２運転モードとで切り替えられる。

【0014】

詳しくは図示しないが、本実施形態では、エンジンＥはＭＧＵである第１補機及び空調圧縮機である第２補機の２つの補機を有するが、補機は、３つ以上あってもよい。例えば、図１に示すように、ベルト３は、クランクシャフトプーリ４、第１補機プーリ５及第２補機プーリ６に係合する。補機が増えると、対応するプーリにベルト３が係合することになる。

【0015】

通常の作動状態では、ベルトシステム２は、ベルトシステム２をエンジンＥによって駆動する第１運転モードで作動可能であり、ベルト３により第１補機プーリ５を駆動する。この第１運転モードにおいて、第１ベルトスパン３ａにおける張力は、第２ベルトスパン３ｂにおける張力よりも小さい。第１補機は、エンジンＥに駆動されることから、例えば、車両のバッテリを充電するために、第１運転モードでオルタネータとして作動可能である。

【0016】

一方、第１補機が電動モータとして第２運転モードで作動する場合、第１補機プーリ５を駆動し、その結果、ベルト３を駆動する。この場合、逆に第２ベルトスパン３ｂの張力は、第１ベルトスパン３ａの張力よりも小さくなる。

【0017】

図１に示すように、ベルトシステム２には、オートテンショナ１０が設けられている。オートテンショナ１０は、例えば、図２、図３Ａ及び図３Ｂに示すような、平面視略Ｃ字状のテンショナ本体１５を備え、このテンショナ本体１５が、第１補機又は何らかの被固定部材に対して締結等により取り付けられる。テンショナ本体１５の材質は特に限定されないが、本実施形態ではアルミニウム合金などの金属製である。

【0018】

テンショナ本体１５には、図１及び図２に示すように、長手方向中間部分に第１揺動軸挿通孔１２ａを有する第１テンショナアーム１２と、長手方向中間部分に第２揺動軸挿通孔１４ａを有する第２テンショナアーム１４とが、それぞれアーム揺動軸１７をテンショナ本体１５の揺動軸挿通孔１５ａにそれぞれ挿通させた状態で揺動可能に連結されている。

【0019】

そして、第１テンショナプーリ１１が、第１テンショナアーム１２の先端の第１プーリ軸１１ａを中心に回転自在に取り付けられている。また、第２テンショナプーリ１３が、第２テンショナアーム１４の先端の第２プーリ軸１３ａを中心に回転自在に取り付けられている。

【0020】

第１及び第２テンショナアーム１２，１４は、それぞれ、基端側に付勢部材固定端部１２ｂ，１４ｂがそれぞれ突出形成され、両者に圧縮コイルバネに代表されるテンショナ付勢部材１６が圧縮された状態で取り付けられている。これにより、第１及び第２テンショナプーリ１１，１３は、図１に示すように、第１及び第２付勢方向Ｘ１，Ｘ２にそれぞれ付勢される。より具体的には、テンショナ付勢部材１６は、テンショナ付勢力Ｆを第１及び第２テンショナアーム１２，１４に、それぞれの第１付勢方向Ｘ１及び第２付勢方向Ｘ２で付与することができるようになっている。

【0021】

テンショナ付勢部材１６は、図１に示した線形圧縮コイルバネだけではなく、捩りコイルバネ等で構成してもよい。

【0022】

図１に示す実施形態において、第１テンショナプーリ１１及び第２テンショナプーリ１３は、テンショナ付勢部材１６によって第１及び第２付勢方向Ｘ１，Ｘ２にベルト３を押し付けると共に、ベルト３から反力を受けることで、ベルト３が緩まないように張力を保つ役割を果たしている。

【0023】

図２に示す実施形態において、オートテンショナ１０は、第１付勢方向Ｘ１の反対方向（第１負荷停止方向）の第１テンショナアーム１２の移動を制限するように配置されている第１ストッパ３１を含む。同様に、オートテンショナ１０は、第２付勢方向Ｘ２の反対方向（第２負荷停止方向）の第２テンショナアーム１４の移動を制限するように配置されている第２ストッパ３２を含む。

【0024】

テンショナ本体１５は、第１ストッパ３１の第１衝突面３３及び第２ストッパ３２の第２衝突面３４に対向する位置に膨出した膨出部２１をそれぞれ有する。これら一対の膨出部２１が、運転モード切替時などに、それぞれ、第１テンショナアーム１２に取り付けられた第１ストッパ３１の第１衝突面３３及び第２テンショナアーム１４に取り付けられた第２ストッパ３２の第２衝突面３４と当接可能となっている。

【0025】

なお、オートテンショナ１０に作用する力は、特許文献２等に詳しく記載されているが、ここでは省略する。

【0026】

ベルトシステム２は、第１運転モードでは、クランクシャフトプーリ４は、ベルト３を駆動し、（ＭＧＵなどの）第２駆動装置は、ベルト３を駆動せず、ベルト３の第１ベルトスパン３ａの張力は、ベルト３の第２ベルトスパン３ｂの張力よりも小さい。また、ベルトシステム２は、第２駆動装置がベルト３を駆動する第２運転モードで作動することができる。一部の実例において、第２運転モード中（例えば、ＢＡＳ事象中）、クランクシャフトプーリ４は、ベルト３を駆動しない。第２運転モード（例えば、ブースト事象中）の一部の実例において、クランクシャフトプーリ４は、第２駆動装置と連動してベルト３を駆動する。

【0027】

第１及び第２衝突面３３，３４は、ベルトシステム２が第１運転モードで作動する時間の少なくとも一部において、第２衝突面３４が膨出部２１に衝突し、第１衝突面３３が膨出部２１から離間する。一方、ベルトシステム２が第２運転モードで作動する時間の少なくとも一部において、第２衝突面３４が膨出部２１から離間し、第１衝突面３３が膨出部２１に衝突するように位置決めされている。また、一部の実施形態において、第１及び第２衝突面３３，３４は、ベルトシステム２が第１運転モードで作動する実質的に全ての時間において、第２衝突面３４が膨出部２１と当接し、第１衝突面３３が膨出部２１から離間するように位置決めされている。さらに、一部の実施形態において、第１及び第２衝突面３３，３４は、ベルトシステム２が第２運転モードで作動する時間の一部において、第２衝突面３４が膨出部２１と接触し、第２衝突面３４が膨出部２１から離間するように位置決めされている。

【0028】

－ストッパの構成－
図５（ａ）～図５（ｃ）に第２ストッパ３２の形状を示す。本実施形態では、第１ストッパ３１は、第２ストッパ３２と同じ形状をしているので、その説明は省略するが、両者は、異なる大きさや形状を有していてもよい。

【0029】

第２ストッパ３２は、図５（ｂ）における水平面で切断した形状が矩形型で、基端部３２ａから衝突面３４に向かって徐々に幅が増加しており、衝突面３４は、正面視で円弧状の曲面を有する。図４Ｂに示すように、テンショナ本体のストッパ収容凹部２０に嵌め込んだとき、基端部３２ａ側がきっちりとストッパ収容凹部２０に嵌まり込み、衝突面３４側はストッパ収容凹部２０内面との間に若干の隙間が保たれている。これは、衝突時の第２ストッパ３２の潰れ代を保つ役割も果たす。

【0030】

ストッパ収容凹部２０に嵌め込んだときにストッパ収容凹部２０の周縁側となる側面は、面取り３２ｂが施されている。これは、側面の角部が第２テンショナアーム１４等のストッパ収容凹部に干渉なく挿入できるようにするためである。これは、側面の角部が第２テンショナアーム１４等の可動部品の動きを阻害しないようにするためである。

【0031】

ストッパ３１，３２の形状自体は、本実施形態のものに限定されず、ストッパ収容凹部２０の形状や大きさに合わせた形状を有していてもよい。

【0032】

そして、本実施形態の特徴として、ストッパ３１，３２は、衝突面３３，３４の材料がＪＩＳ－Ｃ硬さで７５以下である熱硬化性エラストマーよりなる。ＪＩＳ－Ｃ硬さは、ＪＩＳ Ｋ７３１２-１９９６の附属書２ スプリング硬さ試験タイプＣ試験方法による。

【0033】

ここで、熱硬化性エラストマーには、ゴム材が含まれ、ＪＩＳ－Ｃ硬さで７５以下であれば、ＮＲ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、ｈ-ＮＢＲ、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等と呼ばれる材料であればよい。

【0034】

なお、ＪＩＳ－Ｃは、ＪＩＳ旧規格Ｋ６３０１に記載のスプリング式硬さ試験（Ｃ形）において、押針がゴム面によって押し戻される距離を硬さとして目盛りに示すものである。

【0035】

ここで、図６に硬さ－音圧データを示す。図７に示すように、ストッパ３１，３２の材料の配分を実施例１～８並びに比較例２及び３について具体的に示す。これらの実施例１～８並びに比較例２及び３についてゴム物性を変量し騒音試験を行った結果をそれぞれ図６に点で示している。なお、比較例１の材料としてＤＳＭ社のArnitel（登録商標）ＰＭ５８１(ＪＩＳ－Ｃ硬さ:９１)を用いた。この材料の平均音圧（７５．８ｄＢ）を基準にし、比較例１に対してどの程度平均音圧が低減されたかを確認した。

【0036】

聴覚で明確に差異が感じられる、－５ｄＢを目安とした場合、実施例１～８の材料を選択して衝突面のＪＩＳ－Ｃ硬さを７５以下とすると、狙いの音圧特性を実現できることが分かった。一方、比較例２及び３については、－５ｄＢよりも大きくなり、狙いの音圧特性を実現できなかった。図６においては、実施例１～８の近似直線と比較例２及び３の近似直線とを表しており、音圧が－５ｄＢのときは、比較例の近似直線のＪＩＳ－Ｃ硬さが７５となっていることが分かる。

【0037】

そして、本実施形態では、上述した第１運転モードと第２運転モードとの間の切替に第１テンショナアーム１２の第１衝突面３３が、テンショナ本体１５の膨出部２１に衝突し、又は、第２テンショナアーム１４の第２衝突面３４が、テンショナ本体１５の膨出部２１に衝突する。

【0038】

本実施形態では、従来の耐久性を重視した硬度の高い熱可塑性ポリエステルエラストマーに比べ、適度な柔らかさを有する、熱硬化性エラストマー（ゴムを含む）でストッパ３１，３２を構成しているので、ストッパ３１，３２の衝突面３３，３４が衝突する際の衝撃音が顕著に緩和される。

【0039】

したがって、本実施形態に係る２アーム式オートテンショナによると、運転モード切替時の衝突音を効果的に低減することができる。

【0040】

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

【0041】

すなわち、上記実施形態では、ストッパ３１，３２を一対のアーム１２，１４にそれぞれ嵌め込み、テンショナ本体１５の膨出部２１にそれぞれ衝突させてアーム１２，１４の挙動を止めるようにしているが、逆にストッパをテンショナ本体に嵌め込み、これらのストッパを一対のアームにそれぞれ衝突させてアームの挙動を止めるようにしてもよい。しかし、テンショナ本体の設置スペースが限られる場合が多いことから、ストッパを一対のアームに嵌め込む方が設置スペースの面では有利である。

【0042】

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

【符号の説明】

【0043】

２ ベルトシステム
３ ベルト
３ａ 第１ベルトスパン
３ｂ 第２ベルトスパン
４ クランクシャフトプーリ
４ａ クランク軸
５ 第１補機プーリ
６ 第２補機プーリ
１０ オートテンショナ
１１ 第１テンショナプーリ
１１ａ 第１プーリ軸
１２ 第１テンショナアーム
１２ａ 第１揺動軸挿通孔
１２ｂ，１４ｂ 付勢部材固定端部
１３ 第２テンショナプーリ
１３ａ 第２プーリ軸
１４ 第２テンショナアーム
１４ａ 第２揺動軸挿通孔
１５ テンショナ本体
１５ａ 揺動軸挿通孔
１６ テンショナ付勢部材
１７ アーム揺動軸
２０ ストッパ収容凹部
２１ 膨出部
３１ 第１ストッパ
３２ 第２ストッパ
３２ａ 基端部
３３ 第１衝突面
３４ 第２衝突面
Ｘ１，Ｘ２ 第２付勢方向

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】