JP2007239902A - ベルト張力調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一のエンジンブロックに相異なるシリンダヘッドを載せて複数種類のエンジンを構成する場合に、エンジンブロックの同一の位置に同一のオートテンショナを取り付けてベルトの張力調整が可能なベルト張力調整装置を提供する。
【解決手段】エンジンブロック２に固定した支点軸７を中心に揺動可能なプーリアーム８と、そのプーリアーム８に回転可能に取り付けたテンションプーリ９と、一端が開放したシリンダ１１をエンジンブロック２に取り付け、そのシリンダ１１の開放端から突出させて設けたロッド１２をシリンダ１１内に組み込んだリターンスプリング１３でシリンダ１１外方に付勢するオートテンショナ１０とを有し、そのオートテンショナ１０のロッド１２でプーリアーム８を付勢してテンションプーリ９をベルト５に押さえ付けるベルト張力調整装置において、プーリアーム８の揺動範囲を規制するストッパ２３をシリンダ１１の開放端に取り付ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、エンジンのクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するベルトの張力調整を行なうベルト張力調整装置に関する。

エンジンは、一般に、エンジンブロックに組み込まれたクランクシャフトの回転をタイミングベルトでカムシャフトに伝達し、そのカムシャフトの回転により燃焼室のバルブの開閉を行なう。カムシャフトは、エンジンブロックに載せて固定されたシリンダヘッドに組み込まれ、カムシャフトとクランクシャフトを連結するタイミングベルトの張力調整は、エンジンブロックに設けたベルト張力調整装置によって行なわれる。

このベルトの張力調整を行なうベルト張力調整装置として、エンジンブロックに固定した支点軸を中心に揺動可能なプーリアームと、そのプーリアームに回転可能に取り付けたテンションプーリと、エンジンブロックに取り付けたシリンダから突出したロッドをリターンスプリングでシリンダ外方に付勢するオートテンショナとを有し、そのオートテンショナのロッドでプーリアームを付勢してテンションプーリをベルトに押さえ付けるようにしたものが知られている（特許文献１）。

このベルト張力調整装置は、ベルトの張力が変動すると、ベルトの張力とリターンスプリングの付勢力がつりあう位置までロッドが移動して、ベルトの張力変動を吸収する。

ここで、カムシャフトの配置が異なるシリンダヘッドを同一のエンジンブロックに載せて複数種類のエンジンを構成する場合、クランクシャフトとカムシャフトを連結するベルトの位置が変わるので、エンジンブロックの同一の位置に同一のベルト張力調整装置を取り付けると、ベルトの張力を適正範囲に保つロッドの基準位置が変わる。このようにロッドの基準位置が変わると、ロッドが押し込み方向の限界位置に達するまでプーリアームが揺動したときのベルトの歯飛びを防止するため、ロッドの押し込み方向の限界位置をロッドの基準位置に応じて変える必要がある。

たとえば、図６に示すように、クランクシャフト５１が組み込まれたエンジンブロック５２に、１本のカムシャフト５３が組み込まれたシリンダヘッド５４を載せてＳＯＨＣエンジン５５を構成し、一方、図７に示すように、ＳＯＨＣエンジン５５と同じエンジンブロック５２に、２本のカムシャフト５６，５６が組み込まれたシリンダヘッド５７を載せてＤＯＨＣエンジン５８を構成する場合、図６に示すクランクシャフト５１とカムシャフト５３を連結するベルト５９は、図７に示すクランクシャフト５１とカムシャフト５６，５６を連結するベルト６０と異なる位置を通る。

この場合、エンジンブロック５２の同一の位置に同一のベルト張力調整装置６１を取り付けると、ベルト５９，６０の張力を適正範囲に保つロッド６２の基準位置は、ＤＯＨＣエンジン５８とＳＯＨＣエンジン５５とで異なる。たとえば、ＳＯＨＣエンジン５５の方がＤＯＨＣエンジン５８よりも突出方向にずれた場合、図８、図９に示すようにロッド６２が押し込み方向の限界位置に達するまでプーリアーム６３が揺動したときに、図８に示すベルト５９の方が図９に示すベルト６０よりも弛んだ状態となる。そのため、ＳＯＨＣエンジン５５の方がＤＯＨＣエンジン５８よりもベルトの歯飛びを生じやすくなり、この歯飛びを防止するためには、ＳＯＨＣエンジン５５のベルト張力調整装置６１に組み込むオートテンショナとして、ＤＯＨＣエンジン５８のベルト張力調整装置６１に組み込むオートテンショナよりもロッド６２の押し込み方向の限界位置を突出方向にずらしたオートテンショナを用いる必要がある。

このように、同一のエンジンブロックに相異なるシリンダヘッドを載せて複数種類のエンジンを構成する場合、押し込み方向のロッドの限界位置を変えた複数種類のオートテンショナを用いる必要があった。しかし、エンジンの種類に応じて複数種類のオートテンショナを用いるのは、コスト高である。
特開平９−４２３９３号公報

この発明が解決しようとする課題は、同一のエンジンブロックに相異なるシリンダヘッドを載せて複数種類のエンジンを構成する場合に、エンジンブロックの同一の位置に同一のオートテンショナを取り付けてベルトの張力調整が可能なベルト張力調整装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、エンジンブロックに固定した支点軸を中心に揺動可能なプーリアームと、そのプーリアームに回転可能に取り付けたテンションプーリと、一端が開放したシリンダを前記エンジンブロックに取り付け、そのシリンダの開放端から突出させて設けたロッドをシリンダ内に組み込んだリターンスプリングでシリンダ外方に付勢するオートテンショナとを有し、前記ロッドで前記プーリアームを付勢して前記テンションプーリをベルトに押さえ付けるベルト張力調整装置において、前記プーリアームの揺動範囲を規制するストッパを前記シリンダの前記開放端に取り付けた。

このベルト張力調整装置は、次の構成を加えるとより好ましいものとなる。
１）前記ストッパが、前記シリンダに圧入される小径円筒部と、その小径円筒部に連なる大径円筒部とからなり、その大径円筒部を前記シリンダの前記開放端に当接させる。
２）前記ストッパが樹脂からなる。

この発明のベルト張力調整装置は、シリンダの開放端に取り付けたストッパでプーリアームの揺動範囲を規制するので、同一のオートテンショナに相異なるストッパを取り付けることにより、ロッドをシリンダに押し込む方向のプーリアームの揺動限界位置を変えることができる。そのため、同一のエンジンブロックに相異なるシリンダヘッドを載せて複数種類のエンジンを構成する場合に、エンジンブロックの同一の位置に同一のオートテンショナを取り付けてベルトの張力調整を行なうことができる。

また、前記ストッパが、前記シリンダに圧入される小径円筒部と、その小径円筒部に連なる大径円筒部とからなるものは、大径円筒部がシリンダの開放端に当接する位置まで小径円筒部を圧入したときに、その小径円筒部によりストッパが径方向に位置決めされ、大径円筒部によりストッパが軸方向に位置決めされる。そのため、ストッパの位置決めが簡単である。

また、前記ストッパが樹脂からなるものは、プーリアームとストッパの接触によるノイズが生じにくい。

図１に、この発明の実施形態のベルト張力調整装置を採用するエンジンを示す。このエンジンは、クランクシャフト１が組み込まれたエンジンブロック２と、２本のカムシャフト３，３が組み込まれたシリンダヘッド４を有し、シリンダヘッド４はエンジンブロック２に載せて固定されている。クランクシャフト１とカムシャフト３，３はタイミングベルト５を介して連結され、そのタイミングベルト５がクランクシャフト１の回転をカムシャフト３，３に伝達し、そのカムシャフト３，３の回転により燃焼室のバルブ（図示せず）の開閉を行なう。

エンジンブロック２には、ベルト５の張力を調整するベルト張力調整装置６が設けられている。ベルト張力調整装置６は、エンジンブロック２に固定した支点軸７を中心に揺動可能なプーリアーム８と、プーリアーム８に回転可能に取り付けたテンションプーリ９と、テンションプーリ９をベルト５に押さえ付ける方向にプーリアーム８を付勢するオートテンショナ１０とを有する。

オートテンショナ１０は、図２に示すように、一端を開放したシリンダ１１がエンジンブロック２に固定され、そのシリンダ１１の開放端から突出するロッド１２を有する。ロッド１２は、大径軸部１２Ａと、大径軸部１２Ａの下端に連なる小径軸部１２Ｂとからなり、シリンダ１１内に組み込まれたリターンスプリング１３が、小径軸部１２Ｂに嵌め込まれたウエアリング１４を介してロッド１２をシリンダ１１の外方に付勢している。また、シリンダ１１内には、ベルト５の張力が大きくなったときにロッド１２に付与される押し込み力を緩衝する油圧ダンパ機構１５が組み込まれている。

油圧ダンパ機構１５は、ロッド１２の下端に接続されたプランジャ１６と、シリンダ１１内に挿入して固定されたスリーブ１７を有する。プランジャ１６は、作動油が充填されたスリーブ１７内に摺動可能に挿入され、シリンダ１１の内部をリザーバ室１８と圧力室１９に区画している。

リザーバ室１８と圧力室１９は、プランジャ１６に形成された通路２０を介して連通しており、その通路２０の圧力室１９側の開口には、リザーバ室１８側から圧力室１９側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ２１が設けられている。

また、シリンダ１１には、ロッド１２をスライド自在に貫通させるとともにシリンダ１１内に作動油を密封するオイルシール２２が取り付けられ、シリンダ１１の開放端には、プーリアーム８に当接してその揺動範囲を規制するストッパ２３が取り付けられている。ストッパ２３は、大径円筒部２３Ａと、大径円筒部２３Ａの下端に連なる小径円筒部２３Ｂとからなり、小径円筒部２３Ｂがシリンダ１１に圧入されるとともに、大径円筒部２３Ａの下端がシリンダ１１の開放端に当接している。

つぎに、このベルト張力調整装置６の動作を説明する。

ベルト５の張力が小さくなると、ベルト５の張力とリターンスプリング１３の付勢力がつり合う位置までロッド１２がシリンダ１１の外方に移動し、その移動によりプーリアーム８が揺動してベルト５の弛みを吸収する。このとき、圧力室１９の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも低くなるのでチェックバルブ２１が開き、リザーバ室１８の作動油が通路２０を通って圧力室１９に流れる。そのため、テンションプーリ９の移動が速やかであり、ベルト５の弛みは迅速に吸収される。

一方、ベルト５の張力が大きくなると、ベルト５の張力とリターンスプリング１３の付勢力がつり合う位置までロッド１２がシリンダ１１に押し込まれ、その押し込みによりプーリアーム８が揺動してベルト５の緊張を吸収する。このとき、圧力室１９の圧力がリザーバ室１８の圧力よりも高くなるのでチェックバルブ２１が閉じ、圧力室１９の作動油が、プランジャ１６とスリーブ１７の摺動面間に形成されるリーク隙間を通ってリザーバ室１８に流れる。そのため、ロッド１２に付与された押し込み力が緩衝されてテンションプーリ９はゆっくりと移動し、ベルト５を安定した状態に保ちながらその緊張を吸収する。

また、ベルト５の張力変動により、ロッド１２をシリンダ１１に押し込む方向にプーリアーム８が大きく揺動したときは、図３に示すように、プーリアーム８がストッパ２３の大径円筒部２３Ａに当接してプーリアームの揺動範囲が規制され、ベルト５の歯飛びが防止される。

このベルト張力調整装置６は、シリンダ１１の開放端に取り付けたストッパ２３でプーリアーム８の揺動範囲を規制する。そのため、同一のオートテンショナ１０に大径円筒部の軸方向長さが異なるストッパを取り付けることにより、ロッド１２をシリンダ１１に押し込む方向のプーリアーム８の揺動限界位置を変えることができ、シリンダヘッド４とは異なるシリンダヘッドをエンジンブロック２に載せて他の種類のエンジンを構成する場合にも、エンジンブロック２の同一の位置に同一のオートテンショナ１０を取り付けてベルトの張力調整を行なうことができる。

たとえば、図４に示すように、１本のカムシャフト２４を組み込んだシリンダヘッド２５をエンジンブロック２に載せて固定し、図１のＤＯＨＣエンジンとは異なるＳＯＨＣエンジンを構成する場合、ストッパ２３よりも大径円筒部の軸方向長さが長いストッパ２６をシリンダ１１の開放端に取り付け、ロッド１２をシリンダ１１に押し込む方向のプーリアーム８の揺動限界位置を、ロッド１２をシリンダ１１から突出させる方向にずらすことができる。そのため、図５に示すようにプーリアーム８が揺動限界位置まで揺動したときに、カムシャフト２４とクランクシャフト１を連結するベルト２７の歯飛びを防止し、エンジンブロック２の同一の位置に同一のオートテンショナ１０を取り付けてベルト２７の張力調整を行なうことができる。

また、このベルト張力調整装置６は、大径円筒部２３Ａの下端がシリンダ１１の開放端に当接する位置までストッパ２３の小径円筒部２３Ｂをシリンダ１１に圧入したときに、小径円筒部２３Ｂによりストッパ２３が径方向に位置決めされ、大径円筒部２３Ａによりストッパ２３が軸方向に位置決めされる。そのため、ストッパ２３の位置決めが簡単である。

ストッパ２３は、アルミ合金などの金属で形成してもよいが樹脂で形成すると好ましい。このようにすると、プーリアーム８がストッパ２３に当接したときにノイズが生じにくく、静粛性に優れる。

図では、シリンダ１１をエンジンブロック２に固定して取り付けているが、シリンダ１１は他の形式でエンジンブロック２に取り付けてもよい。たとえば、ロッド１２の先端をプーリアーム８に回転可能に接続するとともに、シリンダ１１をエンジンブロック２に揺動可能に取り付けてもよい。

この発明の実施形態のベルト張力調整装置を組み込んだエンジンを示す正面図 図１に示すベルト張力調整装置の拡大図 図１に示すベルト張力調整装置のプーリアームが揺動限界位置にある状態を示す図 図１に示すオートテンショナと同一のオートテンショナを用いたベルト張力調整装置を、図１に示すエンジンとは異なるエンジンに組み込んだ状態を示す正面図 図４に示すベルト張力調整装置のプーリアームが揺動限界位置にある状態を示す図 従来のベルト張力調整装置を組み込んだＳＯＨＣエンジンを示す正面図 図６に示すベルト張力調整装置と同一のベルト張力調整装置をＤＯＨＣエンジンに組み込んだ状態を示す図 図６に示すベルト張力調整装置のプーリアームが揺動してロッドが押し込み方向の限界位置に達した状態を示す図 図７に示すベルト張力調整装置のプーリアームが揺動してロッドが押し込み方向の限界位置に達した状態を示す図

符号の説明

２ エンジンブロック
５ ベルト
７ 支点軸
８ プーリアーム
９ テンションプーリ
１０ オートテンショナ
１１ シリンダ
１２ ロッド
１３ リターンスプリング
２３ ストッパ
２３Ａ 大径円筒部
２３Ｂ 小径円筒部
２６ ストッパ
２７ ベルト

Claims (3)

1. エンジンブロック２に固定した支点軸７を中心に揺動可能なプーリアーム８と、そのプーリアーム８に回転可能に取り付けたテンションプーリ９と、一端が開放したシリンダ１１を前記エンジンブロック２に取り付け、そのシリンダ１１の開放端から突出させて設けたロッド１２をシリンダ１１内に組み込んだリターンスプリング１３でシリンダ１１外方に付勢するオートテンショナ１０とを有し、前記ロッド１２で前記プーリアーム８を付勢して前記テンションプーリ９をベルト５に押さえ付けるベルト張力調整装置において、前記プーリアーム８の揺動範囲を規制するストッパ２３を前記シリンダ１１の前記開放端に取り付けたことを特徴とするベルト張力調整装置。
2. 前記ストッパ２３が、前記シリンダ１１に圧入される小径円筒部２３Ｂと、その小径円筒部２３Ｂに連なる大径円筒部２３Ａとからなり、その大径円筒部２３Ａを前記シリンダ１１の前記開放端に当接させた請求項１に記載のベルト張力調整装置。
3. 前記ストッパ２３が樹脂からなる請求項１または２に記載のベルト張力調整装置。

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