JP2000097041A - 熱感応型ベルトテンショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成のもとにエンジン温度変化
に起因するベルト張力の変動を抑制することができ、し
かも合成樹脂等の低剛性材料を熱感応部材として用いて
も、テンションプーリが傾くことのない熱感応型ベルト
テンショナを提供する。 【解決手段】 テンションプーリ１の軸受２に、高剛性
材料からなるリンク５の両端を係合させ、そのリンク５
の一端には、一端がエンジンケーシングＥに固定された
初期張力調整機能付きの支持部材６の他端を、リンク５
の他端には、一端がベルトループ内側でエンジンケーシ
ングＥに固定された熱感応部材７の他端をそれぞれ回動
自在に接合することで、熱感応部材７の熱膨張／収縮に
よりリンク５を介してテンションプーリ１を変位させて
ベルト張力の変動を抑制するとともに、テンションプー
リ１に作用するベルト張力による負荷をリンク５および
支持部材６で支えることにより、テンションプーリ１が
傾くことを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランク軸やカム
軸等のエンジンの複数の回転軸間に掛け回されるベルト
の張力を調整するベルトテンショナに関し、更に詳しく
は、エンジンの温度変化に起因するベルト張力の変動を
抑制することのできる熱感応型ベルトテンショナに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車のエンジンのクランク軸や
カム軸等の複数の回転軸間に掛け回されて動力を伝達す
るベルトにおいては、一般に、張力調整装置によって適
正な張力が付与されるように調整される。このようなベ
ルト張力の調整装置として、従来、軸受により回動自在
に支承されたテンションプーリを、ベルトに対してその
ループの外側から押しつけるとともに、そのテンション
プーリの押圧により与えられるベルトの初期張力の調整
機能を備えたベルトテンショナが知られている（例えば
実開昭５２−１８３８４号）。この提案技術において
は、テンションプーリの軸受が固定される支持部材に初
期張力調整用の長孔を設け、その長孔を介して支持部材
をエンジンのケーシングに位置調整可能に固定し得るよ
ううに構成するとともに、この支持部材を、所定の弾性
力を有する引張コイルばね等の初期張力調整用の付勢手
段によって、テンションプーリがベルトに適正な初期張
力を与えるように付勢した状態で、つまり位置調整状態
で上記長孔を介してエンジンケーシングに固定するよう
にしている。

【０００３】ところで、エンジンはその駆動により温度
が上昇してケーシングが膨張するため、クランク軸やカ
ム軸等の回転軸相互の軸間距離が増大する。上記した従
来のベルトテンショナは、初期張力の調整後はテンショ
ンプーリは実質的にエンジンケーシングに対して固定さ
れているため、このようなエンジンの温度上昇時にはベ
ルト張力が初期設定値よりも増大してしまい、ベルトに
余分な負荷がかかって寿命が短くなるという問題があっ
た。

【０００４】このような問題を解決するために、従来、
テンションプーリの軸受を支持する支持部材のエンジン
ケーシングに対する固定側に摩擦摺動部材を設けて、そ
の摩擦摺動部材と支持部材とをばねの付勢力によって相
互に圧接させて、その摩擦抵抗によってベルトの張力変
動を吸収するオートテンショナと称される装置が提案さ
れている。しかしながら、このオートテンショナは、上
記した固定式のテンショナに比して構造が複雑で部品点
数が非常に多く、コストが高くなるという欠点がある。

【０００５】そこで、本発明者は、テンションプーリの
軸受の支持部材の材質を、エンジンケーシングよりも熱
膨張係数の大きな材質とするとともに、その支持部材の
一端側をベルトのループの内側においてエンジンケーシ
ングに固定する、という簡単な構成のもとに、エンジン
温度の上昇時に支持部材が膨張してテンションプーリを
ベルトから離隔する向きに自動的に変位させ、ベルト張
力の増大を抑制することのできるベルトテンショナを提
案している（特開平８−３３４０３１号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した本発明者によ
る提案技術によれば、安価な部品を使用した簡単な構成
のともに、エンジン温度上昇に伴うベルト張力の変動を
緩和できる反面、以下に示すような問題がある。

【０００７】すなわち、支持部材に用いる熱感応部材、
つまりエンジンケーシングより熱膨張係数の大きな材料
として、アルミニウム合金、亜鉛合金もしくは合成樹脂
等を好適に用いるのであるが、特に合成樹脂を用いる場
合、その剛性の低さに起因して、ベルト張力の負荷によ
り支持部材が撓み、テンションプーリがベルトに対して
傾くという問題がある。そして、このテンションプーリ
の傾きによりベルトがせりだし、ベルトが外れたり、ク
ランク軸をはじめとする回転軸用のプーリとして用いら
れる鍔つきプーリの鍔にベルトの側面がこすれてベルト
の損傷を引き起こすという問題が生じる。

【０００８】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、比較的簡単な構成のもとにエンジン温度上昇に
起因するベルト張力の変動を緩和することができ、しか
も、合成樹脂等の低剛性材料を熱感応部材として用いて
も、テンションプーリが傾くことのない熱感応型ベルト
テンショナの提供を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の熱感応型ベルトテンショナは、軸受により
回動自在に支承され、エンジンの複数の回転軸間に掛け
回されたベルトに対して当該ベルトループの一方の側か
ら当接して張力を与えるテンションプーリを備えたベル
トテンショナにおいて、上記軸受に対して両端が係合さ
れた剛体からなるリンクと、初期張力調整用長孔および
初期張力調整用付勢手段を備えるとともに、一端が上記
長孔を介してエンジンのケーシングに位置調整状態で固
定され、他端が上記リンクの一端に回動自在に接合され
る支持部材と、エンジンのケーシングより熱膨張係数が
大きい材質からなり、一端が上記ベルトループの反プー
リ側においてエンジンのケーシングに固定され、他端が
上記リンクの他端に回動自在に接合される熱感応部材と
を備えていることによって特徴づけられる（請求項
１）。

【００１０】ここで、本発明においては、熱感応部材
を、ベルトからプーリ部に加わる合力と同一方向に位置
させることが好ましい（請求項２）。

【００１１】本発明は、エンジンケーシングよりも熱膨
張係数の大きな材料の熱膨張／収縮を利用してテンショ
ンプーリをベルトに対して離隔／接近させることによ
り、エンジン温度上昇に起因するベルト張力の変動を抑
制する前記した特開平８−３３４０３１号の提案を改良
し、熱膨張係数の大きな材料として合成樹脂等の低剛性
材料を用いても、その低剛性材料が直接的にテンション
プーリを支持しない構造を採用することで、所期の目的
を達成しようとするものである。

【００１２】すなわち、テンションプーリの軸受に剛体
からなるリンクの両端を係合させ、そのリンクの一端側
に、初期張力調整機能を備えて一端がエンジンケーシン
グに固定された支持部材の他端を回動自在に接合する一
方、リンクの他端には、一端がベルトループの反プーリ
側でエンジンケーシングに固定された熱感応部材の他端
を回動自在に接合する。従って、テンションプーリを支
承する軸受は、剛体からなるリンクを介して支持部材お
よび熱感応部材の双方に支持された状態となり、熱感応
部材として低剛性材料を用いても、テンションプーリに
作用する負荷は実質的に支持部材によって支えられるた
め、テンションプーリが傾くことがない。

【００１３】また、熱感応部材はエンジンケーシングに
対してベルトループの内側において固定されているた
め、この熱感応部材のエンジン温度上昇に伴う膨張によ
り、テンションプーリはリンクおよび軸受を介してベル
トから離隔する向きに移動し、先の提案と同様にエンジ
ン温度変化に起因するベルトの張力変動を抑制すること
ができる。

【００１４】そして、熱感応部材をプーリ部に加わる合
力と同一方向に位置させる請求項２の構成を採用する
と、エンジンの温度変化に対する熱感応部材の膨張／収
縮が、ベルト張力の変化の吸収に対して最も敏感に寄与
することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について述べる。図１は本発明の実施
の形態の正面図であり、図２はそのＡ−Ａ断面拡大図で
ある。また、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。なお、
図２の断面位置は図３においてもＡ−Ａで示している。

【００１６】この実施の形態は、エンジンのクランク軸
Ｓ１と２本のカム軸Ｓ２，Ｓ３にタイミングベルトＢを
掛け回し、クランク軸Ｓ１の回転をカム軸Ｓ２，Ｓ３に
伝達する例を示し、ベルトテンショナＴはそのタイミン
グベルトＢに対してベルトループの外側からテンション
プーリ１を押しつけることによって、ベルト張力を調整
するように構成されている。

【００１７】図２に示すように、テンションプーリ１は
軸受２によって回動自在に支承されており、その軸受２
には、軸受中心Ｏを挟んでその両側位置にそれぞれブッ
シュ３１，４１を介して回動自在に第１および第２のピ
ン３および４が挿入支持されている。これらの第１およ
び第２のピン３および４には、鋼等の高剛性材料からな
るリンク５の両端が挿入されている。また、支持部材６
は、一端がボルト６１によりエンジンケーシングＥに固
定され、他端が第１のピン３の先端に圧入されている。
そして、第２のピン４の先端部には、一端がボルト７１
によりエンジンケーシングＥに固定された合成樹脂から
なる熱感応部材７の他端がブッシュ５１を介して取り付
けられている。（なお、ピン４の先端は金属リング７２
により圧入止めされており、熱感応部材７が抜けないよ
うになっている。）従って、リンク５には、その一端側
に支持部材６の他端が、また、他端側には熱感応部材７
の他端が、れぞれピン３，４を介して回動自在に接合さ
れた状態となっている。また、リンク５がスムーズに動
くように支持部材６とリンク５との間にブッシュ８１が
装着されている。

【００１８】支持部材６はリンク５と同様に鋼等の高剛
性材料によって形成されているとともに、長孔６２とフ
ック６３が設けられている。支持部材６のエンジンケー
シングＥへの取付けは長孔６２を介して行われるととも
に、フック６３にはエンジンケーシングＥとの間に引張
コイルばね６４が張設され、これらによって初期張力調
整機能を担っている。すなわち、支持部材６のエンジン
ケーシングＥへの固定は、ボルト６１を締結しない揺動
許容状態において引張コイルばね６４の付勢力とタイミ
ングベルトＢの張力とを釣り合わせた後、ボルト６１を
締めつけることによって行われ、これにより、タイミン
グベルトＢに対して適切な初期張力が付与されるように
なっている。

【００１９】合成樹脂からなる熱感応部材７は、その熱
膨張係数がエンジンケーシングに比して十倍程度に大き
く、また、その一端のエンジンケーシングＥに対する固
定位置は、図１に示すように、タイミングベルトＢのベ
ルトループの内側である。

【００２０】以上の構成において、エンジン温度が上昇
すると、エンジンケーシングＥが熱膨張して軸Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３間の距離が増大するが、熱感応部材７はその十
倍程度の率で膨張する。この熱感応部材７の膨張によっ
て、第２のピン４は図３において矢印αで示す向きに変
位する。一方、リンク５および支持部材６は鋼等によっ
て形成されているが故に熱感応部材７に比して膨張量が
少なく、従って第１のピン３の位置は殆ど変化しない。
よってリンク５は図３において矢印βで示す向きに揺動
変位し、これにより軸受中心Ｏは、従ってテンションプ
ーリ１は、タイミングベルトＢから離隔する向きに変位
し、エンジン温度の下降時にはその逆の向きに変位する
ことになり、エンジン温度の変化に起因するベルト張力
の変化が緩和される。

【００２１】ここで、テンションプーリ１並びにその軸
受２は、第１および第２のピン３および４を介して高剛
性材料からなるリンク５の両端に係合しており、そのリ
ンク５は一端が同じく高剛性材料からなる支持部材６に
係合しているため、タイミングベルトＢの張力によるテ
ンションプーリ１への負荷はこれらリンク５および支持
部材６が支え、熱感応部材７の剛性が低くてもテンショ
ンプーリ１が傾くことがない。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、テンシ
ョンプーリを回動自在に支承する軸受に高剛性材料から
なるリンクの両端を係合させ、そのリンクの一端には、
エンジンケーシングに一端が固定された初期張力調整機
能を有する支持部材を回動自在に接合する一方、リンク
の他端には、ベルトループの内側においてエンジンケー
シングに一端が固定された熱感応部材の他端を回動自在
に接合しているため、エンジン温度の変化に追随して熱
感応部材が膨張／収縮し、リンク並びに軸受を介してテ
ンションプーリを自動的に変位させてベルト張力の変動
を緩和することができ、しかも、ベルト張力によるテン
ションプーリへの負荷はリンク並びに支持部材が支える
ために、熱感応部材として合成樹脂等の低剛性材料を用
いても、テンションプーリが傾くことがなく、安価で信
頼性の高いベルトテンショナが得られる。また、熱感応
部材がベルトからプーリ部に加わる合力と同一方向にあ
ると、エンジン温度変化に対する熱感応部材の膨張／収
縮が最も敏感になり、ベルト張力の変化を最もよく吸収
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面拡大図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ テンションプーリ ２ 軸受 ３ 第１のピン ４ 第２のピン ５ リンク ６ 支持部材 ６２ 長孔 ６４ 引張コイルばね ７ 熱感応部材 Ｂ タイミングベルト Ｅ エンジンケーシング Ｓ１ クランク軸 Ｓ２，Ｓ３ カム軸 Ｔ ベルトテンショナ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受により回動自在に支承され、エンジ
   ンの複数の回転軸間に掛け回されたベルトに対して当該
   ベルトループの一方の側から当接して張力を与えるテン
   ションプーリを備えたベルトテンショナにおいて、 上記軸受に両端が係合された剛体からなるリンクと、 初期張力調整用長孔および初期張力調整用付勢手段を備
   えるとともに、一端が上記長孔を介してエンジンのケー
   シングに位置調整状態で固定され、他端が上記リンクの
   一端に回動自在に接合される支持部材と、 エンジンのケーシングより熱膨張係数が大きい材質から
   なり、一端が上記ベルトループの反プーリ側においてエ
   ンジンのケーシングに固定され、他端が上記リンクの他
   端に回動自在に接合される熱感応部材と、 を備えていることを特徴とする熱感応型ベルトテンショ
   ナ。
2. 【請求項２】 上記熱感応部材が、ベルトからプーリ部
   に加わる合力と同一方向にあることを特徴とする請求項
   １に記載の熱感応型ベルトテンショナ。