JPS622182B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベルト駆動システム、特にベルト駆動
システムに用いるベルト張り装置の改良に関する
ものである。

〔従来の技術〕

自動車工業の分野においてはこれまでずつとエ
ンジンで駆動される様々な回転手段には多数の個
別Ｖベルト駆動装置を用いるのが通例であつた。
かかるシステムでは、エンジン出力軸上に２本、
３本、４本またはそれ以上の本数のＶベルトを個
別に受けるためのプーリが必要であつた。この場
合、各個のＶベルトは、調整自在の取付具によつ
て単一の回転手段（あるいは場合によつては２個
もしくはそれ以上）を駆動すべく取付けかつ調整
された。

近年になつて、従来の多数の個別ベルトを用い
たシステムの代りに蛇行配置した単一ベルトを備
え、この一本のベルトによつてそれまで個々のベ
ルトにて駆動していた多数の回転手段を全て駆動
するものが提案された。従来用いられて来た単一
蛇行ベルト・システムは別設のベルト緊張装置を
備えており、同装置はシステムを適正機能させる
のに必須であり、また各回転手段の取付けを簡略
化（すなわち、調整自在の取付具の必要を解消す
る）しまたベルトを回転手段と連動するように取
付けおよび緊張するのを簡略化する手段として役
立つものであつた。

ベルト張り装置は勿論、公知の装置であり、そ
して従来多くのベルト・システムに用いられて来
た。ところが自動車用の蛇行単一ベルト・システ
ムに用いられるベルト張り装置に課せられた要求
は特に過酷なものである。それが過酷というのは
比較的長いベルトを強く緊張して張らなければな
らないという要求があるからである。加えて、こ
の緊張状態は過度の振動負荷が加えられても長い
使用期間に亘つて効果的に維持されねばならな
い。

振動する機械上で共振を生じさせずに長期に亘
りベルト・システムを機能させ得るには制動が枢
要である。空気調和装置のコンプレツサがベル
ト・システムで回転される機械である場合、コン
プレツサのON・OFF的な動作によつて厄介な脈
動負荷がベルト・システムに加えられる。

ベルト張り装置の分野では一定のベルト緊張力
を加えることにより摩耗あるいはその他の要因に
よるベルト長の増大を補償するのが通例である。

普通の形式の従来のベルト張り装置は固定構造
体と、枢動部によりその固定構造体に枢着された
ベルト係合プーリを担持するアームの形をした枢
着構造体とを有している。上記枢動部にはこれを
囲むようにコイルばねが取付けられており、この
ばねの端は上記固定構造体と枢着構造体との間に
接続されていて枢着構造体を最大緊張位置へ付勢
させており、このためばねの付勢力は枢着構造体
が最小緊張位置から最大緊張位置へ移動すると減
じる。所定の運動範囲内でばね力がこうして変化
するにもかかわらず、ベルトの緊張は実質上一定
に維持される。ベルトが一定緊張されるというこ
とはアイドラが無摩擦であり、またこのアイドラ
の両側のベルト部分張力が等しいと仮定して実現
される。枢動部にかかる中心荷重は巻掛け角度の
二等分線上で作用する。ベルトの張力は巻掛け角
度と中心荷重との関数である。ベルト張力は、巻
掛け角度が小さくなるにつれて中心荷動に対しよ
り敏感となるので、最小巻掛け角度が少なくとも
40゜とするのが好ましく、最小巻掛け角度が60゜
であればなおさら好ましいと考えられる。

ベルト張り装置のモーメント・アームは巻掛け
角度の二等分線からアームの枢軸線までの垂直距
離である。ベルト取付けの際にアームはあるスト
ローク移動させるとばねのトルクまたはばね力は
増大し、それと同時にモーメント・アームの長さ
も増大する。取付け後にベルトが緊張されると、
その繰り出し量が増すに従つてばね力及びモーメ
ント・アームは一緒になつて、減少する。これら
２つの特性、即ちばね力とモーメント・アームは
相反する特性があり中心荷重を比較的一定にとど
まらせ得るものである。

アイドラ・アームの角度はアームの中心線（ま
たはアームの枢軸線とプーリの回転軸線とに共通
の線）と、巻掛け角度の二等分線との間に画定さ
れる角度である。この角度は増大巻取り位置で15
゜程度であるのが好ましく、また好ましくは最小
巻取り位置で45゜を越えないこと。勿論、ベルト
を取付けるには余分の移動も必要である。アーム
の全移動は75゜を越えてはならず、実際上は65゜
を越えないのが好ましい。

前述のように、自動車のベルト・システムの振
動環境は特に厳しく、ばねの調和振動を解消する
のに必要な制動量は空気調和装置用コンプレツサ
がある場合には、全要求量のほんの一部分であ
る。すでに、固形ゴム状体を用いることが提案さ
れているが（例えば、米国特許第3975965号、第
4144722号）これはそのようなばねに固有の、鋼
製ばねと比較すると大きい制動量を利用しようと
するものである。ゴム状材料から作られたばねを
含む張り装置は後述する過度の摩擦問題を解消す
るものではあるが、他にも問題や制約がある。そ
のうち１つの制約としては、得られる制動量はゴ
ム状ばね体の本来の性質によつて決まつてしまい
状況に適合するように変化させることができない
ことがあげられる。金属コイルばね等の剛性材料
からなるばねは広範囲の角運動にわたつて、比較
的均一なばね定数とすることが容易である。ゴム
状ばねのもう１つの制約としては、変位に関する
固有の特性のために、再現性が悪いことがある。
この制約は特に、全角ストロークに亘るかなり高
いばね速度での広範囲の角度方向くり出し運動を
必要とする、本発明の対象である厳しい自動車工
業等の用途において厄介である。ゴム状材料から
作つたばねの特徴は、ばね速度が均一でなく、ゴ
ム状材料の変形が角運動におけるその最大変位に
達すると極めて急速に増すことにある。更に、ば
ね速度は自動車のフードの下に生じ得る範囲内の
温度条件による悪影響をより受け易くなる。その
上、ゴム状で作つたばねは使用するにつれて硬化
する傾向があり、その硬化によりそれらの動作特
性が著しく変化する可能性がある。一般に、ゴム
状材料で作つたばねを使用する張り装置は初期お
よび定期的な較正および調整を必要とするもので
ある。このような理由で、ゴム状材料製ばねを用
いた張り装置は商業的にはほとんどではないにし
ろあまり採用されていなかつた。

初期の商業用に使用された張り装置は1979年６
月11日乃至15日付けのCassidy他によるSEA論文
（題名“Serpentine―Extended Life Accessory
Drive”）に開示されている。この張り装置は１
対のコイルを用いた鋼製ねじりばね形張り装置で
ある。個別の一定制動は枢動部内にゴム状スリー
ブを設置することにより得ている。これに使用し
ている枢動部は固定または据付形構造体の一部を
なす内側軸と、枢着構造体の一部をなすスリーブ
とを備えている。軸の外径はスリーブの内径より
かなり小さくなつているので、これら２つの要素
を同心の軸方向に組付ければそれらの間に輪状空
間が画成される。この輪状空間の向き合つた端部
には１対の軸方向に保隔されたナイロン・スリー
ブ軸受が設けられている。ゴム状制動スリーブは
ナイロン・スリーブ軸受同志の間の輪状空間の中
心部を満たすように位置づけられている。この機
構で得られる制動は、アームの枢動および／また
はそのアームにねじりコイルばねにより加えられ
るばね力の大きさとは無関係に軸とアームとを同
一の間隔で保持する軸受が設けられているために
一定である。この機構はゴム状ばねを用いた張り
装置には好適であつたが、そのゴム状制動スリー
ブがその高い摩擦特性およびアーム・スリーブと
その摺動接触により動作中に受ける摩耗のために
その制動特性が急速に劣化した。すなわち、制動
スリーブが内部に取付けられている輪状空間が両
側のスリーブ軸受により実質上一定に保たれかつ
制動特性が制動スリーブの外形寸法により定めら
れるので制動スリーブに対する動作摩耗によりそ
の外形寸法および、従つてその制動効果が低減し
た。

従つて本発明の目的は上記問題を解消しかつ上
記の自動車の分野における厳しい条件下で実質的
な使用期間に亘つて効果的に機能するベルト張り
装置を提供することにある。本発明の原理によれ
ば上記目的は、一定ではなくばね力と同様に固定
構造体に対する枢着構造体の位置に比例して変化
する制動特性を有する別の制動体により装置の制
動の少なくとも大部分を得ることによつて達成さ
れる。上記の本発明の原理に従つて得られる可変
比例制動特性により、広範囲の緊張運動が必要な
場合に長期にわたつた動作を確保できる。これと
は対照的に、かかる可変比例制動が得られない場
合、一定制動量の大きさに応じて２つの極端な状
況のうちいずれか一方が生じることがある。第一
に一定制動量が十分でない場合は共振が生ずるこ
とがある。第二に、一定制動量を増大して共振を
防ぐ場合、ある動作期間後にプーリの外れが生ず
ることがある。

更に、上記の極端な状況が本発明で回避される
だけでなく、制動部材を形成するのに単に異種材
料を効果的に用いることにより、様々な動作減衰
要求をもつ多種多様なシステムにおいて有効な長
期動作を得ることも可能である。例えば、システ
ムの正常な動作特性が比較的大きな制動量が必要
でかつ直面する振動振幅が比較的小さいようなも
のである場合、例えば、ゴム状ウレタンより成る
ゴム状材料で制動体を形成するのが望ましい。か
かる材料は表面摩擦量が比較的大きく、特性とし
て普通は、表面摺動負荷の下で摩耗速度が比較的
高い。他方、あるゴム状材料は内部変形度が相応
に高くこれに付随して固体制動度が高い。これら
の特性が組合わさつて、高周波―低振幅振動特性
をもつたシステムでは望ましい順次制動作用をも
たらす。すなわち、振幅の振幅が小さい限り、制
動体に対して生じる唯一運動は、面・面摺動運動
よりむしろ材料内部変形である。しかし、いかな
る振幅の運動も、内部変形で解決できる運動およ
び、ゴム状材料の大きな表面摩擦を克服するのに
必要な閾値をそれら運動が上まわるので制動体の
摺動摩擦により減衰させられる。従つて、システ
ムが低振幅の振幅の大きな制動量を必要とする場
合、内部移動により制動が行なわれている時に摩
耗が生じないのでゴム状材料によつて得られる順
次制動作用が好ましい。しかし、摺動摩擦制動が
作用する閾値が摺動摩擦による制動の場合と同じ
く比例変化する。

システムが大きな制動量は必要としないが大き
な振幅を減衰させる必要性のある場合、制動要求
の実質上全てが摺動摩擦（固体制動はあつても比
較的無意味である）で満たし得るので、Zytel
（登録商標）等の比較的耐摩擦性が高くかつ低摩
擦性の材料を用いるのが好ましい。システムの振
動数および振幅の条件が両方共高い場合、前記の
状況と同じ程度に有効な長期動作を維持できる見
込みがない。従つて、順次的に発生する摺動摩擦
制動（ゴム状ポリウレタンの場合の如く）を行わ
せるとするとより急速な摩耗が起こり、その摩耗
が過熱状態で更に増大されるので、主として摺動
摩擦による制動作用（Zytelの場合の如く）が好
ましい。

本発明の他の目的は、構造が単純、動作が効果
的かつ製造費の低い、上記種類のベルト張り装置
を提供することにある。

本発明の此彼の目的は以下の詳細説明および前
掲特許請求の範囲から更に明確になるであろう。

次に添付図面に従い、本発明を更に詳しく説明
する。

第１図において、自動車の蛇行ベルト・システ
ム１０は比較的大きなエンドレス・ポリビニル製
ベルト１２と、自動車のエンジンの出力軸１６に
連結された駆動プーリ１４と、４個の従動プーリ
１８，２０，２２，２４と、本発明の原理を実施
したベルト張り装置２６とを備えている。図示の
上記システム１０は前記のASE論文に述べられ
ている種類のシステムの典型例であり、この開示
は本明細書に技術背景としてとり入れられるもの
とする。図示の構成においては従動プーリ１８は
冷却フアン用の軸２８に動作連結することがで
き、従動プーリ２０は同期発電機等の一部をなす
軸３２に取付けることができ、また従動プーリ２
４は空気調和コンプレツサの一部をなす軸３４に
取付けることができる。当業者には理解されよう
が、ベルト１２は図面に従つて各種プーリにかけ
られ、ベルト張り装置２６のベルトに対する位置
関係は、各プーリにベルトを装着するのを可能に
する位置に動くことができると共に、その後釈放
されると、ベルトに所望の緊張を与えることがで
きる正常作動位置へ移動できるようになつてい
る。ベルト張り装置２６は、更に、長期使用によ
つてベルトが伸長傾向となつてきてもベルト１２
に実質上一定の緊張を与えるものである。例え
ば、図中のベルト張り装置の実線位置はベルトの
初期位置を示しており、ベルト張り装置２６はベ
ルト最小繰出位置にあるが、破線位置は長期使用
およびベルト伸長後に起り得るベルト最大繰出位
置を示す。

ここで第２図乃至第６図を参照して説明を更に
続ける。本発明のベルト張り装置２６は、エンジ
ン・ブロツクに対して静止位置でブラケツト板３
８等に固締されるようになつている固体構造体３
６を備えている。ベルト張り装置は更に枢着構造
体４０を含んでおり、この枢着構造体は第１およ
び第２の制限位置の間の固定軸線を中心として枢
動自在に固定構造体３６に対して取付けられてい
る。上記枢着構造体４０は第１軸線と平行な第２
軸線を中心に回転自在にベルト係合プーリ４２を
担持している。上記固定構造体３６と枢着構造体
４０との間には、コイルばね４４が取付けられて
おり、これが、枢着構造体が第１位置から第２位
置に向つて移動させられるにつれて小さくなるば
ね力で枢着構造体４０を弾性付勢してその第１制
限位置から離れて第２制限位置に向う方向へその
枢着構造体を移動させる。ベルト張り装置２６の
第２位置は第１図の破線で示す位置にほぼ一致し
ている。

本発明の原理によれば、ベルト張り装置２６は
更に制動機構４６を備えており、この機構は作動
時に上記枢着構造体４０がその第１位置から離れ
てその第２位置に向う方向へ移動させられるにつ
れて小さくなる制動力による制動を発揮するもの
である。

上記固定構造体３６は多種多様の形態をとらせ
ることができる。しかし、図示の例では、この構
造体は剛性コア部材４８と１対のハウジング外被
部分５０，５２とから構成されている。コア部材
４８はほぼ円筒状の形状を有し、かつ長手方向に
貫通するよう延びていて、固定構造体３６をブラ
ケツト３８に着脱自在に固締するボルト部５６を
受ける中心開口５４を備えている。第６図からよ
く解るように、コア部材４８の各端は平行な平坦
周面を形成した寸法低減部分５８を有している。
上記ハウジング外被部分５０は円形端壁６０を備
え、この端壁はコア部材４８の関連端部５８を受
容すべく形づけられた中心開口６２を有してい
る。上記端壁６０にタブ６４が植設されており、
このタブ６４はブラケツト３８内に形成された開
口６８に係合して、固定構造体３６がボルト部５
６およびコア部材４８の軸線を中心にブラケツト
に対して移動するのを防ぐように外向きに折曲さ
れている。

上記外被部分５０は更に、コア部材４８の軸方
向長さに比べ著しく小さい程度に端壁６０の周囲
から軸方向に延びた円筒状周壁６８を備えてい
る。他方のハウジング外被部分５２は、開口６２
と同様に、他方のコア部材端部５８と係合するよ
う形成された中心開口７２を有するほぼ円形の端
壁７０を備えている。ハウジング外被部分５２は
セグメント状の周壁７４を有し、この周壁は端壁
７０の周囲から延びてハウジング外被部分５０の
周壁６８のセグメント状部分と端部で接触してい
る。上記ハウジング外被部分５０，５２はこうし
て、枢着構造体４０のアーム部７８が延びる開口
部７６を除き周囲を閉じられた一つのハウジング
を形成している。

第３図に示すように、上記枢着構造体４０のア
ーム部７８の遊端には短軸８０が一体形成されて
おり、この軸には玉軸受８２等によりプーリ４２
がジヤーナル取付けされている。開口７６を介し
てハウジング中へ延びているアームの反対側端は
寸法が拡大した円形の形をしており、かつ輪状ボ
ス８４を有しており、このボス８４はその端から
軸方向に延び、この外径はコイルばね４４の内部
に配置可能な寸法に設定される。第２図乃至第５
図に示すように、コイルばね４４の片端の渦巻部
分は輪状ボス８４の囲りに延びており、かつその
端８６はほぼ径方向に外向きに折曲されて、アー
ム部７８の隣接周辺と一体形成されたオーバハン
グ停止部８８と係合する。

枢着構造体４０は更に円筒状取付用スリーブ部
９０を有しており、このスリーブ部は輪状ボス部
８４と一体化されておりかつ同ボス部から軸方向
外向きに延びている。円筒状取付用スリーブ部９
０の外径寸法は輪状ボス部８４の外径寸法および
円筒状コア部材４８の内径寸法より小さい。図示
の例では、円筒状取付用スリーブ部９０の軸方向
寸法はハウジング外被部分５０の円状端壁６０の
近くまで延びる程度になつている。

円筒状取付用スリーブ９０の外周部と摺動関係
でばね軸受部材９２が取付けられている。好まし
くは、上記軸受部材はプラスチツク（可塑性）材
料で作られることであり、その好ましいプラスチ
ツクはZytelである。軸受部材９２は円筒状取付
用スリーブ部９０の外周面に係合する寸法の円筒
状内周面９４を形成している。軸受部材９２の内
端部はばね４４の内部より実質的に小さい寸法の
外周面９６を形成されている。反対側の外端部は
若干大きい寸法の外周面９８を形成されている。
上記軸受部材９２の外端から径方向外向きに輪状
フランジ１００が延びており、このフランジはハ
ウジング外被部分５０の円形端壁６０の内面と係
合するように配設されている。上記フランジ１０
０はその外周部に、軸方向内向きに延びるリブ１
０２が形成されている。

ばね４４はその反対側端１０４が半径方向外向
きに折曲されている。これは端部８６が半径方向
外向きに曲接されているのと似ている。このばね
の外向き折曲端１０４はハウジング外被部分５０
の周壁６８に形成されたスロツト１０６に係合さ
れる。第３図に示すように、上記スロツト１０６
は径方向平面に対し約45゜の角度をなして延びる
のが好ましい。ばねの端部１０４は当初同スロツ
トの中にその軸方向内端において取付られ、組付
中にばね４４が第４図の右方に押されると、その
端部が軸方向外向きに移動されてリブ１０２と係
合するに至る。ばね端部１０４がリブと係合する
ことにより、リブは加圧または変形され、軸受部
材９２が固定構造体に対して回転しないように確
実にロツクされる。しかし、図示の構成は軸受部
材９２の、回転軸線を横断する方向への摺動運動
を強制的に防止するものでない。

前記制動機構４６は本発明の原理に従つて選ば
れ、ベルト張り装置２６を採用するシステムの振
動特性に適した材料で作られたスリーブ部材１０
８の形をしている。システムの振動特性が高振
動、低振幅であれば、例えばタイプのブラツ
ク・ウレタン等のゴム状ウレタンをゴム状材料と
して用いるのが好ましい。ウレタンの硬度は様々
なものでよいが、本例での硬度は90である。ゴム
状材料を用いる場合、制動スリーブ体１０８の動
作は２つの別々な順次制動作用をもたらすもので
ある。その１つは固体制動作用すなわち内部変形
による減衰作用であり、その２つ目は摺動摩擦制
動作用である。上記２種類の制動作用は順次発生
し、振動の振幅が閾値振幅以下であれば固体制動
だけが起り、摺動摩擦制動は閾値振幅に達した後
だけ発生する。重要なのは、上記摺動摩擦制動作
用が前記のように比例変化し、また閾値も同様に
比例変化する、ことである。

システムの振動特性が比較的低い振動数、しか
し高振幅であれば、制動スリーブ体１０８として
好ましい材料はZytel103HSLである。Zytelを制
動スリーブ体１０８の材料として用いる場合、得
られる制動作用は実質的には全て摺動摩擦制動で
あり、内部変形による固体制動の量は比較的大き
くない。あるいは、何らかの順次固体制動作用が
得られるが、閾値振幅がゼロに極めて近くなると
考えてもよい。ゴム状ウレタン材での動作は
Zytel材料と同じ種類の動作および従来のその他
の種類の順次動作の両方を含んでいるので、ウレ
タンでの動作について説明すれば両方の動作につ
いての理解が得られる筈である。

システムの振動特性の振動数および振幅が双方
共高い場合、ゴム状ウレタン材よりもZytel材の
ほうが好ましいが、振動数もしくは振幅のいずれ
かを小さくするのに十分なその他の制動手段をシ
ステム内に設けてもよい。例えば、エンジンの主
駆動軸またはコンプレツサの軸のいずれかあるい
はその双方にゴム状ハブを有するプーリを用いる
のが望ましい場合もある。

第４図に示すように、枢着構造体４０は円筒状
の内周面１１０を備えており、この内周面はその
枢着構造体を貫いて軸方径に延びて円筒状取付用
スリーブ部９０の内部を画成している。上記制動
スリーブ体１０８は上記枢着構造体内周面１１０
内への、スリーブ体のゆるみ嵌めを可能にする寸
法の外周面１１２を有する。制動スリーブ体はコ
ア部材４８の外周面に密接係合する内周面１１４
を備えている。この制動スリーブ体１０８の片方
の端はハウジング外被部分５０の端壁６０の内面
に係合し、また同スリーブ体の他端は座金１１６
に係合しており、この座金も枢着構造体４０の隣
接面およびハウジング外被部分５２の端壁７０の
内面に座している。好ましくは、座金は軸受部材
９２と同じ材料、例えばZytel101で作られている
ことである。

ベルト張り装置２６の構成部分の組付けは下記
のように行なわれる。すなわち、制動スリーブ体
１０８を取付けられているコア部材４８を、同コ
ア部材４８の端部５８をハウジング外被部品５０
の端壁６０に設けられた対応形状の開口６２に押
込むことによりハウジング外被部分５０に対して
固定する。コイルばね４４に対する軸受を形成す
る輪状部材６２を端壁６０の内面と係合した状態
に置く。次にばね４４を、その端１０４がスロツ
ト１０６の軸方向内端部の中に係合され得るよう
にハウジング外被部分の端壁５０の中へ偏心関係
で送込む。更に、枢着構造体４０の円筒状取付用
スリーブ部９０を、制動体９２の外周と輪状部材
９２の内周との間の位置へ、ばねの端８２がオー
バハング停止部８０と係合されるまで軸方向に移
動させる。枢着構造体４０を第１図で見て反時計
方向に枢動させる。これによりばね４４がその端
１０４と８６との間でねじり押圧される。これに
よりねじ端１０４は第１図で見て反時計方向に移
動させられ、スロツト１０６の45゜の角度に亘る
この移動でばね端１０４はリブ１０２に向つて軸
方向に移動させられる。輪状部材９２のナイロン
材料は、第３図に示すように、それと係合してい
るばね端１０４の軸方向移動に応じて変形するに
十分なほど柔軟である。リブ１０２のこの変形で
輪状部材９２が、コア部材４８の軸線を中心とす
る回転運動のないようにばね端に固締される。し
かし、この構成で輪状部材９２の、コア部材の軸
線に対して横断する方向への移動が可能にされ
る。

なお、枢着構造体をその第１および第２位置の
間の位置へ移動させた後、ハウジング外被部分７
０を締まり嵌め等によりコア部材４８の反対端５
８に係合させることができる。一旦この相互結合
が行われた後（スラスト座金１１６を所定位置に
適当に取付けた後）、枢着構造体４０を放すと、
同構造体はその第２制限位置へばねの付勢力で移
動させられ、その位置でアーム部７８がハウジン
グ外被部分７０の周壁７４の一端に係合する。な
お、開口またはスロツト１０４の位置を変えて、
ばね４４によつて与えられるばね圧を変えること
ができる。構成部分の組立ては、ばね４４が枢着
構造体４０およびスラスト座金１１６に軸方向圧
力を殆んど加えない、あるいは加えるにしても極
く小さく、また所望であれば軸方向圧力量を増す
こともできるように行なわれる。

ベルト張り装置２６の取付けは、タブ６４を取
付ブラケツト３８の間口６６に、ボルト部５６を
コア部材の中心開口５４および取付ブラケツト３
８の関連開口に挿入、挿通して行なう。上記のよ
うにしてベルト張り装置をブラケツト３８に取付
けると、ベルト張り装置２６の固定構造体３６が
車両のエンジンに対して固定される。次には、枢
着構造体４０の端に枢着されたプーリ４２を、ベ
ルト張り装置２６の枢着構造体４０を同装置の固
定構造体３６に対して第１図で見て反時計方向に
手で移動させることにより、ベルト１２に動作係
合させる。上記移動を補助するために、アーム部
７８の中央に方向開口１１８が形成されており、
この開口が、ユーザに回転運動を生じさせるため
のより大きなてこ比を与えるのに用いられる適当
なてこ形工具を受容するものである。こうして、
枢着構造体を手で、第１図に破線で示すその第２
最小押圧制限位置からその第１の最大押圧制限位
置へ移動させ、そしてベルトをプーリ４２に係合
させた後、枢着構造体を釈放しばね４４のバイア
スによつてもとの位置に向つて移動させ、ベルト
と緊張係合させる。

なお、本構成では、ベルト負荷はプーリの周囲
に対するベルトの巻掛け角度の二等分線にほぼ対
応したプーリの軸線に対する方向にプーリへ伝達
させる。ベルト負荷は枢着構造体４０の端部８０
へ伝えられ、更にコア部材の軸線に対してほぼ平
行な方向にアーム部７８により固定構造体のコア
部材４８へ伝達される。また、コイルばね４４の
端１０４および８６のねじり応力でそのばねのう
ず巻部内に径方向ばね力成力を生じさせ、このば
ね力成分が上記２つのばね端の間に形成される角
度をほぼ二等分する径方向に作用する。この半径
方向ばね力成分は、好ましくは、ベルト負荷がコ
ア部材へ伝達される方向とほぼ同じ方向に作用す
る。更に、ベルト負荷力はアーム部７８の位置に
原因してコア部材の径方向外端に隣接する位置で
伝達される。上記径方向ばね力成分はばね軸受部
材９２の比較的短い軸方向周面９８を介してばね
によつて伝達される。そして、軸受部材９２は半
径方向ばね力成分を枢着構造体４０の取付部９０
および制動体１０８を介してコア部材へ伝達する
唯一手段として機能するものである。ばね力の径
方向成分を与える方向は枢着構造体の位置が変え
られると変化するが、その径方向成分はベルト負
荷とほぼ同じ方向へ作用する。本明細書に述べる
好適実施例においては、ばね力の方向は、枢着構
造体がその第１位置から第２位置への距離の約1/
３だけ移動するとちようどベルト負荷方向に一致
される。

径方向ばね力成分が制動部材を介してコア部材
へほぼ均衡して印加されることは枢着構造体４０
をコア部材４８の固定軸線に対して軸方向軸ずれ
及び角度方向芯ずれしないように保つ上で重要で
ある。更には、制動体１０８を通じて径方向に固
定コア部材４８に作用する径方向ばね力の大きさ
は枢着構造体がその第１の最大押圧位置にある時
は最大であり、そして枢着構造体が第１位置から
離れてその第２のベルト巻取制限位置へ移動させ
られるにつれて漸減する。枢着構造体に作用する
ねじりばね圧力を上記のように減少させて一定ベ
ルト緊張力を得る方法は公知である。要するに、
ばね圧力が減少しても始めに述べたようにベルト
張り装置のモーメント・アームが変化することに
より補正される。ばねの径方向力成分がそのばね
のねじり力に比例して変化し、その結果径方向力
が作用する枢着構造体４０の取付部９０と固定構
造体３６のコア部材４８との間の部分は、枢着構
造体４０がその第１位置にある時に最大量圧縮さ
れ、この圧縮量は枢着構造体４０がその第１位置
から離れてその第２位置に向つて移動するにつれ
て漸減する。

好適な形での制動体１０８はその内周がコア部
材４８の外周に比較的きつく嵌合されており（こ
のすり合せは制動体１０８がZytelで作られてい
る場合はゆるくてよい）、またその外周と枢着構
造体の取付部９０の内周との間は比較的ゆるく嵌
合されている（0.001〜0.005インチのクリアラン
ス）。従つて、制限位置どうしの間における固定
構造体３６に対する枢着構造体４０の枢動は制動
体の外周と取付部９０の内周との間の摺動運動に
よつて基本的に吸収される。更に、これらの２つ
の接触面間の径方向圧力が、枢着構造体４０の、
固定構造体３６に対する位置に応じて変るので、
それら２つの接触面どうしの摩擦量も変化し、従
つて、摩擦力を克服するのに必要なねじり力も変
化する。更には、制動体１０８のゴム状材料の硬
度は下記の程度である。すなわち、枢着構造体４
０と固定構造体３６との間の相対的回転運動が、
取付部９０と制動体の押圧接触面どうしの間に伝
達されるねじり力が上記のように摩擦力を克服す
るに十分な大きさに達するまでゴム状材料の内部
変形またはせん断により吸収される程度の硬度で
ある。

このようにして、比較的低い正常振幅のプーリ
にベルトにより与えられる、正常動作時の、シス
テムにおける不均衡な力は、取付部９０およびゴ
ム状制動体１０８の押圧接触面同志の相対的摺動
運動なしに制動体１０８のゴム状材の材料変形に
より吸収される。かかる正常な低振幅運動は必然
的に持続時間が短く、従つて、ベルト張り装置２
６の正常動作時には、面対面摺動運動の必要なし
に、制動が行われる。ゴム状材料の変形により吸
収される運動を越えた異常な高振幅運動に直面す
ると、取付部９０および制動体１０８の押圧接触
面どうしの間の相対的摺動運動が起り、従つてか
かる異常な高振動振幅での共振を防ぐに適した順
次制動力が得られる。この高い摩擦面対面摺動運
動は、ベルト張り装置２６をベルトに対し最初に
取付ける際における枢動構造体４０のその第２制
限位置からの手動による移動を吸収するためにも
同様に起る。更には、エンジンの振動環境により
制動体１０８がコア部材４８と枢着構造体４０の
取付部９０との間のねじり応力を受けない状態と
なるように配置される。このようにして、枢着構
造体４０がベルトの摩耗や伸長により延長使用期
間に亘りとる様々な動作位置に容易に対処でき
る。更に、枢着構造体４０の正常動作位置が第２
の最大繰出制限位置に向つて移動してねじりばね
効果が減小すると、それに応じて、取付部９０お
よび制動体１０８の押圧接触面どうしの摩擦を克
服するのに必要な力が減少する。これにより、得
られる減衰量を必要な量に比例させることがで
き、かつシステムの寿命を通じてベルト張り装置
の全運動範囲に亘つて制動動作が効果的に得られ
る。要求される静動力を適合することによつて、
共振を発生させるような大きなばね応力位置での
制動不足やプーリが停止する程度までの、低ばね
応力位置における制動過大といつた極端な事象が
動作範囲を通じて発生することはない。

以上に本発明を上記好適実施例に関連して述べ
て来たが、当該技術関係者には下記が理解されよ
う。すなわち、各種変更を本発明の精神と範囲か
ら逸脱せずに行なえる。先ず、すでに述べた通
り、制動体は、ゴム状材料で得られる順次制動作
用ではなく、実質上、摺動摩擦形の制動作用だけ
を有するその他の材料から作ることができる。更
に、ばね４４がスラスト座金１１６にある程度の
軸方向ばね圧力を与えるので、枢動構造体４０お
よびスラスト座金１１６の押圧接触面どうしの間
に生じる相対的摺動運動で限られた制動量が得ら
れる。所望であれば、スラスト座金の材料を、摩
擦係数がもつと大きい材料に変えることによりス
ラスト座金によつてもつと大きい制動量が得られ
る。例えば、スラスト座金はゴム状材料で作るこ
ともできる。しかし、一般的に言つて、制動体を
通じて、径方向力よりは軸方向力を伝達すること
により制動を得るのは望ましくない。軸方向力の
伝達はプーリとベルトとの軸方向誤整合の原因と
なり、かつ、通常生じる楔作用によつて制御性が
要くなる。このため、上記のように径方向に押圧
される制動体によつて制動を得るのが好ましい
が、軸方向押圧または径方向押圧と軸方向押圧と
の組合せを用いてもよい。

なお、摩擦面摺動作用による制動は取付部９０
と制動体１０８との間にのみ生じると述べたが、
かかる作用は制動体とコア部材との間にも得られ
る。実際、所望であれば、これらの表面を摺動さ
せることにより全体的な制動効果を得ることがで
きるが、好ましいトルク・アームのために、径方
向には最も外側の、制動体表面を用いるのが好ま
しい。上記のゴム状実施例においては、上記結果
は制動体とコア部材との嵌合を緊迫させ、取付部
との嵌合をゆるくすることに得られる。当業者に
は理解される通り、しまり嵌め部は膠着その他の
方法で不動にすることができる。

以上から理解されるように、本発明の目的は完
全かつ効果的に遂行することができる。しかし、
以上に述べた特定の好適実施例は本発明の機能的
かつ構造的原理を説明するために図示、説明した
のであつて、かかる原理から逸脱することなく変
更できる。従つて、本発明は前掲特許請求の範囲
の精神と範囲を逸脱せざる全ての変更を含むもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に従つて構成されたベル
ト張り装置を使用した自動車用蛇行ベルト・シス
テムの正面図、第２図は本発明のベルト張り装置
の拡大正面図、第３図は本発明のベルト張り装置
をより明確に示すためいくつかの部品を破断した
拡大断面図、第４図は第３図の線４−４による破
断断面図、第５図は第４図の線５−５による拡大
横断面図、そして第６図は第３図の線６−６によ
る破断断面図、である。 １０……自動車の蛇行ベルト・システム、１２
……ポリビニル製ベルト、１４……駆動プーリ、
１８，２０，２２，２４……従動プーリ、２６…
…ベルト張り装置、３６……固定構造体、４０…
…枢着構造体、４４……コイルばね、１０８……
制動体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定構造体と、 上記固定構造体に対して、第１および第２の制
   限位置の間の第１軸線を中心として枢動するよう
   に取付けられた枢着構造体と、 上記第１軸線と平行な第２軸線を中心として回
   転運動し得るように上記枢着構造体により回転自
   在に担持されたベルト係合プーリと、 剛性材料で作られており、上記固定および枢着
   構造体の間で働き、上記枢着構造体が上記第１制
   限位置から離れて上記第２制限位置へ向う方向に
   移動するにつれて低減するばね力により上記枢着
   構造体を弾性付勢して上記第１制限位置から離れ
   て上記第２制限位置に向う方向に移動させるばね
   手段と、 (a) ゴム状材料の変形により上記枢着構造体の正
   常な低振幅動作運動を減衰させ、かつ (b) 高摩擦面摺動により、上記枢着構造体の、こ
   の枢着構造体が上記第１位置から離れて上記第
   ２位置へ向う方向に移動させられるにつれて低
   減する制動力でゴム状材料の変形により減衰さ
   れる運動を上まわる異常な高振幅運動を減衰さ
   せる制動手段と、 からなるベルト張り装置。 ２ 前記固定構造体が前記第１軸線に沿つて軸方
   向に延びるコア部材を含んでおり、前記枢着構造
   体が、上記コア部材を取巻くようにして配置され
   てそのコア部材と共に輪状空間を画成している管
   部を有しており、前記制動手段が上記輪状空間内
   に本体を有している、前記特許請求の範囲第１項
   に記載のベルト張り装置。 ３ 前記制動手段本体がゴム状ポリウレタンで形
   成されている、前記特許請求の範囲第２項に記載
   のベルト張り装置。 ４ 前記ゴム状ポリウレタンの硬度が約90であ
   る、前記特許請求の範囲第３項に記載のベルト張
   り装置。 ５ 固定構造体と、 第１および第２制限位置の間の第１軸線を中心
   として枢動し得るように上記固定構造体に対して
   取付けられる枢着構造体と、 上記第１軸線と平行な第２軸線を中心として回
   転運動できるように上記枢着構造体により回転自
   在に担持されているベルト係合プーリと、 剛性材料で作られており、上記固定および枢着
   構造体の間で働き、上記枢着構造体が上記第１制
   限位置から離れて第２制限位置へ向う方向に移動
   させられるにつれて低減するばね力で上記枢着構
   造体を弾性付勢して上記第１制限位置から離れて
   第２制限位置へ向う方向に移動させるばね手段
   と、 摩擦面摺動によつて、上記枢着構造体が上記第
   １位置から離れて上記第２位置へ向う方向に移動
   させられるにつれて低減する制動力で上記枢着構
   造体の実質上全ての運動を減衰させる制動手段
   と、からなるベルト張り装置。 ６ 前記固定構造体が前記第１軸線に沿つて軸方
   向に延びたコア部材を含んでおり、前記枢着構造
   体は上記コア部材を取巻くように配設されてその
   コア部材と共に輪状空間を画成する管部を含んで
   おり、前記制動手段が上記輪状空間内に本体を有
   している、前記特許請求の範囲第５項に記載のベ
   ルト張り装置。 ７ 前記制動手段本体がZytelによつて形成され
   ている、前記第６項に記載のベルト張り装置。 ８ 前記ばね手段が前記枢着構造体の管部に対し
   これを取巻くようにして配設されたねじりコイル
   ばねからなり、前記枢着構造体は上記コイルばね
   の隣接端が動作連結された前記管部の片端から外
   向きに延びたアーム部を有し、上記コイルばねの
   反対側端を前記剛性構造体に作動連結する手段を
   備えていて、上記コイルばねがその端どうしの間
   で漸減的にねじり撓められて上記端どうしの間の
   うず巻き部を、前記枢着構造体がその第１位置か
   ら第２位置へ向つて移動させられるにつれて比例
   的に低減する径方向力成分で径方向にバイアスし
   ており上記コイルばねの端どうしの間で働いて上
   記径方向力成分を前記管部および制動手段本体を
   通じて前記コア部材へ伝達する手段を有して、上
   記ばねのねじり撓力に、また従つて前記固定構造
   体に対する前記枢着構造体の枢動の相対位置に比
   例する径方向成分ばね力で前記制動手段本体の、
   前記管部の接触面と前記コア部材との間の部分を
   圧縮して、上記制動手段本体の部分と接触面との
   間の摺動運動を生じさせるのに必要なねじり力
   を、前記枢着構造体が前記第１位置から離れて前
   記第２位置に向う方向に移動させられるにつれて
   低減させる、前記特許請求の範囲第２項、第３
   項、第４項、第６項または第７項のいずれかに記
   載のベルト張り装置。 ９ 前記の径方向成分力伝達手段が、前記コイル
   ばねのうず巻き部内の、そのばねの前記反対側端
   に隣接して配設された比較的短い軸方向部分を有
   する、前記枢着構造体の管部に回転自在に取付け
   られた輪状部材を備えており、径方向成分が前記
   ばねから上記比較的短い部分に伝達される、前記
   特許請求の範囲第８項に記載のベルト張り装置。 １０ 前記ばねの径方向成分力が前記第１軸線と
   相対的に前記コア部材に伝達される方向が、枢着
   構造体のベルト負荷力が前記第１軸線と相対的に
   前記コア部材へ伝達される方向とほぼ同一であ
   る、前記第９項に記載のベルト張り装置。 １１ 前記輪状部材が前記の比較的短い軸方向部
   分に隣接して径方向に外向きに延びたフランジを
   含んでおり、上記フランジは前記比較的短い軸方
   向部分に向つて軸方向に輪状リブが突設されてお
   り、前記固定構造体が、前記コア部材の隣接端に
   固定されかつ、前記輪状部材の比較的短い軸方向
   部分およびフランジを取囲んでいる周壁を含んで
   いるハウジング外被部分を含んでおり、前記のコ
   イルばねの反対側端に対する連結手段が、コイル
   の径方向外向きに突出した反対側端部を受容する
   開口を上記周壁の中に有しており、上記開口は、
   上記外向きに突出したばね端部を上記リブから軸
   方向内向きに最初から受容するに十分なだけ軸方
   向に延びかつ径方向には、上記突出ばね端部をそ
   の動作上のねじり撓みに応答して上記の元々受容
   されている位置から移動させて上記リブと変形係
   合させる程度に延びている、前記特許請求の範囲
   第１０項に記載のベルト張り装置。 １２ 前記固定構造体が第２のハウジング外被部
   分を備え、これが前記コア部分の前記片端に固定
   された端壁と、外被部分の周囲から軸方向に延び
   て前記第１ハウジング外被部分の周壁と係合して
   いるセグメント状周壁とを有する、前記特許請求
   の範囲第１１項に記載のベルト張り装置。 １３ 前記第２ハウジング外被部分の端壁の内面
   にスラスト座金の片面が係合しており、そのスラ
   スト座金の他面が前記枢着構造体の平行輪状面に
   係合している、前記特許請求の範囲第１２項に記
   載のベルト張り装置。 １４ 前記スラスト座金が合成樹脂で形成されて
   いる、前記特許請求の範囲第１３項に記載のベル
   ト張り装置。 １５ 前記樹脂がナイロンである、前記特許請求
   の範囲第１４項に記載のベルト張り装置。 １６ 前記輪状部材が前記の比較的短い軸方向部
   分に隣接して径方向に外向きに延びたフランジを
   含んでおり、上記フランジは前記比較的短い軸方
   向部分に向つて軸方向に輪状リブが突設されてお
   り、前記固定構造体が、前記コア部材の隣接端に
   固定されかつ、前記輪状部材の比較的短い軸方向
   部分およびフランジを取囲んでいる周壁を含んで
   いるハウジング外被部分を含んでおり、前記の、
   コイルばねの反対側端に対する連結手段が、コイ
   ルの径方向外向きに突出した反対側端部を受容す
   る開口を上記周壁の中に有しており、上記開口
   は、上記外向きに突出したばね端部を上記リブか
   ら軸方向内向きに最初から受容するに十分なだけ
   軸方向に延びかつ径方向には、上記突出ばね端部
   をその動作上のねじり撓みに応答して上記の元々
   受容されている位置から移動させて上記リブと変
   形係合させる程度に延びている、前記特許請求の
   範囲第９項に記載のベルト張り装置。 １７ 前記固定構造体が第２のハウジング外被部
   分を備え、これが前記コア部材の前記片端に固定
   された端壁と、外被部分の周囲から軸方向に延び
   て前記第１ハウジング外被部分の周壁と係合して
   いるセグメント状周壁とを有する、前記特許請求
   の範囲第１６項に記載のベルト張り装置。 １８ 前記第２ハウジング外被部分の端壁の内面
   にスラスト座金の片面が係合しており、そのスラ
   スト座金の他面が前記枢着構造体の平行輪状面に
   係合している、前記特許請求の範囲第１７項に記
   載のベルト張り装置。 １９ 前記スラスト座金が合成樹脂で形成されて
   いる、前記特許請求の範囲第１８項に記載のベル
   ト張り装置。 ２０ 前記樹脂がナイロンである、前記特許請求
   の範囲第１９項に記載のベルト張り装置。