专利名称：皮带张力调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于安装在车辆等上的发动机的皮带张力调节装置，该装置包括借助于皮带连接到曲轴皮带轮上的辅助传动轮；用来调节皮带张力的张紧轮；和用来调节皮带张力的自动张紧装置(自动皮带张力调节器)；固定在发动机主体上的自动张紧装置的固定端，连接到连接臂的一端的自动张紧装置的致动器的移动端，被支撑的张紧轮用于在连接臂的另一端旋转，被支撑的连接臂用于由连接到发动机主体上的支轴在两端之间的中间位置处摇摆，由此，通过移动致动器的移动端来改变张紧轮的中心位置可以调节皮带的张力。
背景技术：
作为用于驱动发动机辅助装置的皮带传动，例如在JP2002-276748A、JP2002-323101A和JP2003-27953A中已公开了皮带张力调节装置。该装置具有用于调节皮带张力的张紧轮和自动张紧装置(自动皮带张力调节器)，该自动张紧装置的构成使得可以通过移动致动器的移动端来使张紧轮的旋转中心位置移动，该移动端借助于连接臂连接到张紧轮上。特别是，在日本专利特开2002-276748中，支撑张紧轮用于旋转的臂，由旋拧入发动机主体的单个且相对长的支轴(螺钉)支撑，轴的螺旋部分必须承受由施加到该臂上的力所产生的弯矩。
在图11～图15中示出了现有技术中车辆发动机的皮带张力调节装置的例子，其包括张紧轮和自动张紧装置，该自动张紧装置包括支撑张紧轮用于旋转的连接臂，并且其中该连接臂由旋拧入发动机主体的单个且相对长的支轴(螺钉)支撑。图11是沿曲轴中心线的侧视图，图12是在曲轴中心线方向上的正视图，图13是自动张紧装置的正视图，图14是当更换皮带时其被夹具夹住，用来在收缩状态下夹持致动器时的自动张紧装置的正视图，图15A是图12中箭头Y所示部分的放大图，图15B是图15A中箭头z方向的视图。
在各附图中，附图标记105为发动机，100为散热器，102为散热风扇，101为覆盖所述散热风扇102的护罩，103为交流发电机，104为空调的压缩机，106为发动机105的曲轴中心线。
附图标记1为固定在所述发动机105曲轴上的曲轴皮带轮，107为固定在所述空调压缩机104的旋转轴上的空调皮带轮，4为固定在所述交流发电机103的旋转轴上的交流发电机皮带轮，108为固定在水泵旋转轴(附图中未示出)上的水泵皮带轮。
附图标记5为张紧轮。标记2为绕在所述曲轴皮带轮1、水泵皮带轮108、空调皮带轮107、交流发电机皮带轮4和张紧轮5上的皮带。借助于所述皮带2将扭矩从所述曲轴皮带轮1传递到所述水泵皮带轮108、空调皮带轮107和交流发电机皮带轮4，以驱动各辅助装置，如所述水泵(附图中未示出)、空调的压缩机104、交流发电机103等。
附图标记3为一个用来调节所述皮带2的张力的自动张紧装置(自动皮带张力调节器)，标记15为用来支撑所述自动张紧装置的支轴，32为致动器，7为连接到所述致动器32的移动端上的自动张紧装置连接轴，8为连接臂，用于在致动器32移动端将自动张紧装置连接轴7连接到支撑所述张紧轮5以便旋转的张紧轮支轴13上。该连接臂8被固定在所述发动机105上的支轴6支撑以便摇摆。
所述皮带2的张力能通过移动所述自动张紧装置3的致动器32的移动端进行调节。当连接到自动张紧装置3的致动器32移动端上的自动张紧装置连接轴7通过操作致动器32而产生位移时，连接臂8绕着支轴6的中心转动，借此，张紧轮支轴13和由张紧轮支轴13支撑的张紧轮5的位置发生了改变，以允许调节皮带2的张力。
附图标记110为固定在连接臂8上的指示器，111为固定在发动机105上的刻度盘。因为指示器110和连接臂一起转动，刻度盘被固定在发动机上，所以，连接臂8相对于发动机转动了多少都能够借助于观察指示器110和刻度盘111而测出。这样就能够通过视觉观察出所述张紧轮5的行程，即显示皮带塑性延伸程度的标记。
发明内容
本发明的目的是增大皮带张力调节装置的可靠性，这是通过降低施加到用于连接致动器的移动端和张紧轮的连接臂的支轴上的弯矩、并且增大支撑构件的耐久性而实现的。
为了实现上述目标，本发明提供了一种用于发动机的皮带张力调节装置，该装置包括曲轴皮带轮；辅助皮带轮或多个皮带轮；绕在所述皮带轮上以把所述曲轴皮带轮的扭矩传递到所述辅助皮带轮或多个皮带轮以驱动辅助装置或多个辅助装置的皮带；推动皮带以向其提供张力的张紧轮；用来自动调节皮带张力的自动张紧装置(自动皮带张力调节器)，自动张紧装置包括致动器和连接臂，所述致动器的固定端由连接到发动机主体上的支轴支撑，所述致动器的移动端连接到所述连接臂的一端部，张紧轮被支撑着以在连接臂的另一端部处旋转，连接臂被支撑用于由支轴摇摆，支轴在连接臂的两个端部之间的中间位置处连接到发动机的主体上，这样就可以通过移动致动器的移动端来移动所述张紧轮的旋转中心，从而调整皮带的张力；以及将致动器的固定端和发动机的主体之一连接到连接臂的中间位置的加强件。
根据本发明，因为所提供的加强件跨接致动器的固定端和连接臂的支撑部分，所以通过将支撑连接臂的支轴连接到固定致动器的固定端的支轴上的加强件，来降低施加到连接臂支轴上的弯矩，该弯矩是由从致动器的移动端施加到连接臂的力Fs、和从张紧轮施加到连接臂的力Ft产生的，这是因为弯矩由所述两个轴承受。因此就可以避免支撑连接臂的轴承发生卡死、和由于所述连接臂支轴弯曲而导致的连接臂支轴的断裂。所以就可以避免由失效的皮带传动产生的所述失效而导致的发动机的失效。
在本发明中，优选的是，加强件的一端由连接臂支轴支撑在其顶端附近，并且加强件的另一端固定到发动机主体上。
优选的是，所述加强件的一端与连接臂一起由连接臂支轴支撑，并且其另一端与致动器的固定端一起固定到发动机的主体上。
采用这种结构，通过将连接臂支轴支撑在因弯矩而使加强件产生最大偏移的位置处，就可以有效地支撑连接臂支轴以减少支轴的弯曲。
更优选的是，所形成的所述加强件具有平板部分，该平板部分具有相对平板部分呈直角弯曲的两个端面从而组成加强部分。
通过形成这样的加强件，可以增强抵抗弯曲的刚度，并且可以使用薄板材料获得抵抗弯曲所需的刚度，从而降低了重量。
同样优选的是，所形成的所述加强件具有字母“L”的总体形状，并且如此放置以至于较长侧面沿着致动器的轴线延伸，且与连接臂一起被支撑的较长侧面的端部之间具有某一间隙，并且其较短侧的端部与致动器的固定端一起固定到发动机的主体上。
通过这样的结构，夹持工具就可以从发动机的上侧或前侧插入，从而通过将自动张紧装置的弹簧压缩到收缩状态来将致动器锁定在压缩状态中，而不会妨碍致动器，原因是将加强件的放置使得在致动器的外表面和加强件之间存在一个间隙，以及提高了更换皮带的可操作性。
更为优选的是，在本发明中，指示构件被连接到所述致动器的移动端，而刻度元件被连接到连接臂上临近其支撑部分处，这样刻度构件就可以检测出指示构件的位置。
利用这种结构，因为可以通过观察固定到致动器的移动端的指示器、相对于在支轴附近连接到连接臂上的刻度构件的位置，来确定致动器的移动端的移动量，该移动量相对较大，所以可以很容易地探测到移动量，对应于致动器移动端的移动量的皮带的塑性延伸，也能够通过视觉观察而容易地确定。
更为优选的是，在本发明中，指示构件连接在所述致动器的移动端，并且在面向所述指示构件的部分处，给所述加强件提供了具有在其上标记有皮带使用寿命极限范围的用于指示皮带操作寿命极限的探测部分，这样当指示构件超出探测部分的寿命极限范围时，就可以判断出应该更换皮带的时间。
具有这样的结构，仅仅通过检查由指示构件在探测部分上所指出的位置，就可以很容易地判断应该更换皮带的时间。
图1是本发明的车辆发动机皮带张力调节装置的第一实施方式的正视图；图2是沿图1中箭头A-A方向的视图；图3是该装置第一实施方式的部分正视图，示出了张紧轮和自动张紧装置；图4是该装置第二实施方式的部分正视图，示出了张紧轮和自动张紧装置；图5是示出第二实施方式的沿图4中箭头z方向的视图；
图6是对应于图3的第三实施方式的视图；图7A是对应于图5的第四实施方式的视图，图7B是图7A中沿箭头C-C方向的横截面图；图8是对应于图3的第五实施方式的视图；图9是对应于图3的第五实施方式的视图，示出了夹具固定于其上时的情况；图10是对应于图3的第六实施方式的视图；图11是现有技术中皮带张力调节装置实例的侧视图；图12是图11中所示装置的正视图；图13是图11中所示装置的张紧轮和自动张紧装置的正视图；图14是现有技术的自动张紧装置的正视图，表示当更换皮带时，其被夹具夹住，使致动器保持在收缩状态下的情况；图15A是图12中箭头Y所示部分的放大图，图15B是沿图15A中箭头z方向的视图。
具体实施例方式
参见图1～图10，图中示出了第一至第六种实施方式。其构成和布置包括发动机105、散热器100、散热器风扇102、用于覆盖散热器的护罩101、交流发电机103、用于空调的压缩机104、固定在所述发动机105的曲轴上的曲轴皮带轮1、固定在用于空调的所述压缩机104旋转轴上的空调皮带轮107、固定在所述交流发电机103的旋转轴上的交流发电机皮带轮4、固定在水泵旋转轴(附图中未示出)上的水泵皮带轮108、张紧轮5等，以及绕在所述曲轴皮带轮1、水泵皮带轮108、空调皮带轮107、交流发电机皮带轮4和张紧轮5上的皮带2的结构和布置都类似于图11和12中所示的现有技术。
在示出第一实施方式的图1和图2中，标记1为曲轴皮带轮，4为交流发电机皮带轮，2为绕在所述曲轴皮带轮1、水泵皮带轮108(参见附图12)、空调皮带轮107(参见附图12)、交流发电机皮带轮4和张紧轮5上的皮带。借助于所述皮带2将扭矩从所述曲轴皮带轮1传递到所述水泵皮带轮108、空调皮带轮107和交流发电机皮带轮4，以驱动各辅助装置例如所述水泵(附图中未示出)、空调的压缩机104(参见图11)、交流发电机103(参见图11)等。标记106为发动机105的曲轴中心线。
附图标记3为一个用来调节皮带2的张力的自动张紧装置(自动皮带张力调节器)。标记32为该自动张紧装置3的致动器。标记15为自动张紧装置支轴，用于支撑致动器32的固定端，所述自动张紧装置3通过该支轴15被固定在所述发动机105(参见图11)的主体部分11上。标记7为一个连接到所述致动器32的移动端的自动张紧装置连接轴。标记13为支撑所述张紧轮5以便旋转的张紧轮支轴。
附图标记8为连接臂，其中心部分由连接在发动机主体部分11上的支轴6支撑而能够产生摇摆运动，该连接臂在其一端支撑所述自动张紧装置连接轴7，并在其另一端支撑所述张紧轮支轴13，使得所述致动器32的移动端的运动得以传递，以改变所述张紧轮5的中心位置。
当皮带2塑性拉长时，这导致皮带张力减小，致动器32的移动端和相应的自动张紧装置连接轴7受该自动张紧装置3中弹簧(附图中未示出)的弹力作用而移动对应于皮带张力减小的长度。所述连接臂8因该自动张紧装置连接轴7的位移而围绕支轴6的中心转动，并移动所述张紧轮支轴13和相应由该张紧轮支轴13支撑的张紧轮5，以调节皮带2的张力。这样，皮带2的张力得到了自动校正。
附图标记10为板状加强件。该加强件10的一端由连接在发动机主体部分11上的支轴6和连接臂8支撑，另一端借助于自动张紧装置支轴15固定在发动机主体部分11和致动器32的固定端32c上。如图1所示，该加强件10从连接臂8的支轴沿着致动器32的轴线32a延伸，并在自动张紧装置支轴15附近弯曲，以形成大致为倒置的字母“L”的形状，并和致动器32的固定端32c一起被固定在发动机主体上。
如上所述，因为加强件10的一端与连接臂8一起由发动机主体借助于连接臂支轴6在连接臂8的中间位置被支撑，并且加强件10的另一端与致动器32的固定端32c一起借助于自动张紧装置支轴15被固定到发动机主体上，所以就不必提供固定件来将该加强件10固定到发动机主体上，这样可以节约制造成本，并减少提供给加强件10的空间。
根据该实施方式，加强件10用来跨接致动器32固定端32c的顶端部分和连接臂支轴6的顶端部分，如图2所示。
附图标记15a为一个衬垫，标记22为连接臂8的支撑台。施加到支轴6上的力Fo是致动器32的移动端施加到自动张紧装置连接轴7上的力Fs和由于皮带2的张力而施加到张紧轮支轴13上的力Ft的总和，即Fo＝Fs+Ft。力Fo的一部分通过加强件10传递到自动张紧装置支轴15上，使得施加到支轴6上的弯矩减小。
因此，避免了支撑连接臂8的轴承的卡死和由于支轴6弯曲导致的支轴6的断裂的产生。相应地，避免了因皮带传动产生的所述失效而导致发动机失效。
参看图1～3，标记20为作为固定在致动器32的移动端32d上的指示部分的指示器。该加强件10的支轴侧端从连接臂8的支点向指示器20延伸，面向指示器20的探测部分20a的宽度对应于表面涂覆有涂层的皮带的使用寿命的极限范围。该探测部分20a是图1和图3中的阴影部分。
采用这个结构，用来更换的皮带时间能够通过探测指示器20超出探测部分20a的皮带寿命极限范围进行判断。因为涂层被涂覆到该探测部分20a上，所以很容易探测到。
因此，要更换皮带2的时间能够仅仅通过探测连接到致动器32移动端32d上的指示器20相对于设置在加强件10的一端部上的探测部分20a的位置而容易地判断出来，因为探测部分20a被涂覆有涂层，所以提高了可见度，使探测很容易。
图4～10中示出的第二至第六种实施方式是加强件及其连接位置进行改进的例子，除了所述改进外，其它结构类似于第一实施方式的装置。
在示出了第二实施方式的图4和5中，连接加强件10使得其一端借助于螺钉20固定在固定台21顶面上，以形成从发动机主体11上的突起，其另一端由支撑台22顶面附近的连接臂支轴6支撑，即在支轴6顶端的附近。
根据第二实施方式，由于加强件10在其顶端附近支撑连接臂支轴6，使得施加到支轴6上的弯矩减小了。在这种情况下，支轴6的两端都由发动机主体的支撑，由施加到支轴6上的力Fo导致的支轴6的偏移大大减少，装置的耐久性和可靠性进一步提高。
参看图6中所示第三实施方式，加强件10制成平板状，其一端由在其中间位置处支撑连接臂8的支轴6和发动机主体11支撑，其另一端借助于自动张紧装置支轴15固定在发动机主体和致动器32的固定端32c上。采用这些结构，不需要提供另外的固定件来将加强件固定到发动机主体11上，而且因为加强件10制成平板状，所以该加强件10能以低成本获得，同时该加强件10只占用很小的空间。
参看图7A和图7B中所示的第四实施方式，加强件10具有一平板部分，该平板部分的两端面相对该平板部分弯曲成直角，以构成如图7B所示的加强件部件。加强件10的这种形状，增强了弯曲的刚度，使用薄板就能保证所需的弯曲刚度，使得重量很轻。
参看图8所示的第五实施方式，加强件的总体形状为倒置的字母“L”，并被放置在致动器32的外部，因此其较长一侧以相距致动器32外表面一确定间隙平行于致动器32的中心轴线32a延伸，较长侧的一端借助于连接臂支轴6固定在发动机主体11和连接臂8上，较短侧的一端在致动器32固定端附近朝致动器32弯曲，该致动器32固定端借助于自动张紧装置支轴15被固定在发动机主体和致动器32固定端32c上。
根据第五实施方式，夹具51能从发动机的上部或前部插入，以在收缩状态锁闭致动器32，在这种状态下，自动张紧装置3的弹簧(附图中未示出)被压缩到收缩状态，因为致动器外表面和如图9所示的加强件10之间的间隙，而不会与致动器32干涉，因此，改善了更换皮带的可操作性。
参看图10所示第六实施方式，作为指示部分的指示器42连接在致动器32的移动端32d上，刻度部件41连接到支撑加强件10和连接臂8的支轴6附近的连接臂8上，因此能探测指示器的位置。
根据第六实施方式，因为致动器32移动端32d的移动量、即，相对较大的移动量能够通过观察固定到致动器32移动端32d上的指示器42相对于连接到支轴6附近的连接臂8上的刻度部件41的位置而确定，所以能很容易地探测到移动量，并且对应于致动器移动端的移动量的皮带的塑性伸长，能够通过视觉观察而很容易地确定。
权利要求
1.一种用于发动机的皮带张力调节装置，包括一曲轴皮带轮(1)，一辅助皮带轮(4)或多个皮带轮，一绕在所述皮带轮上将所述曲轴皮带轮(1)的扭矩传递给所述辅助皮带轮或多个皮带轮以驱动辅助装置或多个辅助装置的皮带(2)，一推动该皮带(2)以向其提供张力的张紧轮(5)，一用于自动调节皮带张力的自动张紧装置(3)(自动皮带张力调节器)，该自动张紧装置(3)包括致动器(32)和连接臂(8)，所述致动器(32)的固定端(32c)由连接到发动机主体(11)上的支轴(15)支撑，所述致动器(32)的移动端(32d)连接到所述连接臂(8)的端部上，张紧轮(5)被支撑以在连接臂(8)的另一端部旋转，连接臂(8)被支撑以由支轴(6)摇摆，该支轴(6)在连接臂(8)的两个端部之间的中间位置处连接到发动机的主体(11)上，从而可以通过移动致动器(32)的移动端(32d)来移动所述张紧轮(5)的旋转中心，以调节皮带(2)的张力；以及一将致动器(32)的固定端(32c)和发动机的主体(11)之一连接到连接臂(8)的中间位置的加强件(10)。
2.如权利要求1所述的皮带张力调节装置，其中所述加强件(10)的一端由连接壁支轴(6)支撑在其顶端附近。
3.如权利要求1所述的皮带张力调节装置，其中所述加强件(10)的一端与连接臂(8)一起由连接臂支轴(6)支撑，并且其另一端与致动器(32)的固定端(32c)一起固定。
4.如权利要求1所述的皮带张力调节装置，其中所述加强件(10)具有一平板部分(10a)，该平板部分(10a)具有相对该平板部分(10a)呈直角弯曲的两端侧(10b)，从而组成加强部分。
5.如权利要求1所述的皮带张力调节装置，其中所述加强件(10)具有为字母“L”的总体形状，并且放置得使其较长侧以一定间隙沿着致动器(32)的轴线延伸，该间隙形成于致动器(32)的外表面和与连接臂(8)一起被支撑的较长侧的端部之间，并且其较短侧的端部与致动器(32)的固定端(32c)一起固定到发动机的主体(11)上。
6.如权利要求1所述的皮带张力调节装置，其中所述指示构件(42)连接到所述致动器(32)的移动端(32d)，并且一刻度构件(41)连接到连接臂(8)上其支撑部分附近，因此指示构件(42)的位置就可以由该刻度构件(41)检测出来。
7.如权利要求1所述的皮带张力调节装置，其中所述指示构件(20)连接到所述致动器(32)的移动端(32d)上，并且在面向所述指示构件(20)的部分处，给所述加强件(10)提供了具有在其上标记有皮带使用寿命极限范围的用于指示皮带操作寿命极限的探测部分(20a)，因此当指示构件(20)超出探测部分(20a)的寿命极限范围时，就能够判断出应该更换皮带的时间。
全文摘要
一种皮带张力调节装置，其构成使得产生施加到连接发动机主体的连接臂支轴上并且支撑连接臂以进行摇摆的弯矩的力，传递到连接发动机主体上并且固定致动器的固定端的自动张紧装置支轴上，从而减少了施加到连接臂支轴上的弯矩。该装置包括曲轴皮带轮、辅助传动轮、张紧轮、将曲轴皮带轮的扭矩传递给辅助皮带轮的皮带、通过移动致动器移动张紧轮的中心位置来调节皮带张力的自动张紧装置(自动皮带张力调节器)、用于连接致动器的移动端和张紧轮的连接臂、以及跨接致动器的固定端和连接臂支轴的加强件。
文档编号F16H7/08GK1654850SQ20051006403
公开日2005年8月17日 申请日期2005年2月6日 优先权日2004年2月6日
发明者横山泰弘 申请人:三菱扶桑卡客车株式会社, 扶桑工程公司