JP2007270928A - エンジンのベルト張力自動調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく簡単な構造で、オートテンショナーの組立、調整が容易且つ組立、調整工数を低減し得るベルト張力自動調整装置を提供する。
【解決手段】エンジンのベルト張力自動調整装置において、オートテンショナーを、テンションプーリを回転自在に支持するテンションプーリ支持ハウジングとスプリングケースとの間に、テンションプーリ支持ハウジングとスプリングケースとの相対移動を案内する複数のガイドバーを介設したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、クランク軸に連動される複数のプーリとベルトを介して連動されるテンションプーリの位置をスプリングケース内に収納されたスプリングをそなえたオートテンショナーによって自動調整することによりベルトの張力を所要の張力に保持するエンジンのベルト張力自動調整装置に関する。

主として車両用エンジンに用いられるベルト張力自動調整装置は、クランク軸に連動される複数のプーリとベルトを介して連動されるテンションプーリの位置をスプリングケース内に収納されたスプリングをそなえたオートテンショナーによって自動調整することにより、前記テンションプーリと複数のプーリとの間に架設されたベルトの張力を所要の張力に保持するように構成されたものが多く用いられている。

図５はかかるオートテンショナー付きベルト張力自動調整装置をそなえた車両用エンジンの前端部における補機駆動プーリ及びベルト張力自動調整装置の配置を示すエンジン前方から視た概略正面図、図６は概略側面図（図５におけるＺ矢視図）であり、図５〜６において、１４はエンジン本体、１０はクランク軸（図示省略）の軸端に固定されたクランクプーリ（１０ｚはクランク軸心）、１１はウォータポンプ駆動用のウォータポンププーリ、１２はエアコンのコンプレッサー駆動用のエアコンプーリ、１３はオルタネータ駆動用のオルタネータプーリである。

１はテンションプーリで、該テンションプーリ１と前記クランクプーリ１０、ウォータポンププーリ１１、エアコンプーリ１２、及びオルタネータプーリ１３との間にはベルト２が架設されて、これらのプーリは前記クランクプーリ１０から入力されるエンジン回転力によりベルト２を介して連動されている。
２４は前記テンションプーリ１の位置を変化することにより前記ベルト２の張力を自動調整するオートテンショナー、２６は前記ベルト２の交換時にオートテンショナー２４のスプリング２５を縮小状態で固定するためのスプリング固定装置である。

かかるオートテンショナー２４については、特許文献１（特開平１０−２９９８４６号公報）、特許文献２（特開２０００−２１３６０７号公報）等の技術が提供されている。
特許文献１においては、エンジンブロック４に揺動自在に取付けられ、揺動側端部にテンションプーリ５を回転自在に取付けたアーム１を有し、該アーム１に油圧ダンパ機構１１を有するアクチュエータ６のロッド１０を接続し、そのロッド１０に外方向への突出性を付与する張力調整ばね１２の弾性力によりアーム１を一方向に押圧してテンションプーリ５をベルトに押し付けて、ベルトの張力を自動調整する油圧式オートテンショナーが開示されている。

また特許文献２においては、前記テンションプーリを回転自在に支持するテンションプーリ支持ハウジングの円筒部の内周にダンピング用のスプリングを同心に配置して該スプリングの一端側をテンションプーリ支持ハウジングで支持し、該スプリングの外周をエンジン本体に固定され前記テンションプーリ支持ハウジングの円筒部と同心のエンジン側ハウジング側の円筒部で覆うとともに該スプリングの他端側を該エンジン側ハウジング側で支持するように構成されたベルト張力自動調整装置が開示されている。

特開平１０−２９９８４６号公報 特開２０００−２１３６０７号公報

しかしながら、前記従来技術には次のような問題点を有している。
図５〜６に示される従来技術にあっては、オートテンショナー２４とテンションプーリ１の支持ハウジングとの間にレバー類やアームを介在しているため、オートテンショナー２４からテンションプーリ１までの連結リンクの設置スペースが大きくなり、多くの補機駆動プーリが配設されているエンジン前方部位に設置するのが困難となる。
また、かかる従来技術にあっては、ベルト２の交換時に該ベルト２の張力を弛めるため、オートテンショナー２４のスプリング２５を、図５に２点鎖線で示すように縮小状態で保持するためのスプリング固定装置２６を格別に設ける必要があるため、ベルト張力自動調整装置の構造が複雑で、部品点数も多くなる。

また、特許文献１に示される油圧式オートテンショナーにおいては、アクチュエータ６及び張力調整ばね１２の弾性力をテンションプーリ５に伝達するためのアーム１を有しているため、この場合も、装置の設置スペースが大きくなり、多くの補機駆動プーリが配設されているエンジン前方部位に設置するのが困難となる。

また、油圧ダンパ機構１１を収容するシリンダ８の外周と,ロッド１０と協動しシリンダ８の周囲に設けられた外筒とが間隔を存して設けられているため、ベルトの振れ等により発生するテンションプーリ５の横振動で、シリンダ８の外周面と外筒の内周面とが衝突して、外周面に摩耗が発生する可能性がある。

また特許文献２に示されるベルト張力自動調整装置においては、テンションプーリ支持ハウジングの円筒部の内周にダンピング用のスプリングを同心に配置し、該スプリングの外周をエンジン本体に固定されたエンジン側ハウジング側の円筒部で覆うように構成されているので、ベルト張力自動調整装置が小型コンパクトで設置スペースが比較的小さくなり、オートテンショナーの支持剛性も高く保持できるが、嵌合寸法の長いエンジン側ハウジング側の円筒部とテンションプーリ支持ハウジングの円筒部とを、スプリング反力に抗しながら同心に組み付ける必要があるため、オートテンショナーの組立、調整が煩雑で、多くの組立工数を要するとともに、部品数も多くなる。

従って、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、部品点数が少なく簡単な構造で、オートテンショナーの組立、調整が容易且つ組立、調整工数を低減し得るベルト張力自動調整装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、オートテンショナーのテンションプーリの位置をスプリングケース内に収納されたスプリングにより自動調整してベルトの張力を所要の張力に保持するエンジンのベルト張力自動調整装置において、前記オートテンショナーは、前記スプリングの一端に連結されると共に前記テンションプーリを回転自在に支持するテンションプーリ支持ハウジングと前記スプリングの他端に連結される前記スプリングケースとの間に、該スプリングの軸線と平行に配置されて前記テンションプーリ支持ハウジングとスプリングケースとの相対移動を案内する複数のガイドバーを備えたことを特徴とする（請求項１）。

かかる発明において、好ましくは次のように構成する。
（１）前記ガイドバーは、一端側を前記スプリングケース側に形成された嵌合穴に摺動可能に嵌合されるとともに他端側を前記テンションプーリ支持ハウジングの嵌合穴に圧入されて、前記スプリングの軸線廻りの円周方向に２本設けられる（請求項２）。
（２）前記ガイドバーの少なくともいずれか１本にベルト交換時における前記スプリング圧縮用のネジ穴を形成するとともに、前記スプリングケースに前記ガイドバーのネジ穴と同心に設けられた挿通穴に挿通し前記ガイドバーのネジ穴に螺合する調整用ボルトを設けて、該調整用ボルトを前記ガイドバーのネジ穴にねじ込むことにより、前記スプリングを圧縮して、前記テンションプーリ位置を移動可能に構成する（請求項３）。

また、本発明は、前記スプリングケースの外側及びテンションプーリ支持ハウジングの全部または一部をカバーで覆うとともに前記テンションプーリ支持ハウジングにピンを突設し、前記カバーに前記スプリングの軸線方向に沿うように長穴を形成した長穴部を設け、該長穴部に前記ピンの自由端側を相対移動可能に嵌合し、前記長穴部に標識を設け、該標識と前記ピンの位置との関係から前記ベルトの伸び量を検知可能に構成したことを特徴とする（請求項４）。

本発明によれば、テンションプーリを回転自在に支持するテンションプーリ支持ハウジングとスプリングが収納されるスプリングケースとの間に、スプリングの軸線と平行に配置された２本のガイドバーを介設し、ベルト張力の変化に従い該ガイドバーに沿ってテンションプーリ支持ハウジングとスプリングケースとが相対移動するように構成したので、複数のガイドバー好ましくは２本のガイドバー（請求項２）の両端部をテンションプーリ支持ハウジング及びスプリングケースに、該テンションプーリ支持ハウジング及びスプリングケースが相対移動可能に嵌合するのみで、スプリングの中心とテンションプーリの作動中心とを一致させてベルトの張力を所要の張力に保持することができる。

従って本発明によれば、前記特許文献２のような嵌合寸法の長いスプリング側の円筒部とテンションプーリ側の円筒部とを、スプリング反力に抗しながら同心に組み付けるものに比べて組立、調整が簡単であり、オートテンショナーの組立工数を低減できるとともに、複数のガイドバーの両端部をテンションプーリ支持ハウジング及びスプリングケースに嵌合する構造であるため、前記特許文献２の技術に比べて部品点数も低減できる。
さらには、前記特許文献１等のような、スプリング側とテンションプーリ側とを連結するリンク類を必要とせず、かかる従来技術に比べてベルト張力自動調整装置の設置スペースを縮小でき、多くの補機駆動プーリが設置されて狭隘になっているエンジン前方部位であっても、ベルト張力自動調整装置を容易に設置できる。

また、ガイドバーの少なくともいずれか１本にベルト交換時におけるスプリング圧縮用のネジ穴を形成するとともに、スプリングケースにガイドバーのネジ穴と同心に設けられた挿通穴に挿通しガイドバーのネジ穴に螺合する調整用ボルトを設けていることにより（請求項３）、ベルトの交換時には、該調整用ボルトをガイドバーのネジ穴にねじ込むことにより、スプリングを圧縮して、前記テンションプーリ位置をベルトの弛み方向に移動して、該ベルトの張力を弛めることが可能となり、ガイドバーのネジ穴をスプリングを圧縮用として利用でき、格別なスプリング収縮手段を設けることなくベルトの交換が可能となる。

また、本発明によれば、テンションプーリ支持ハウジングにピンを突設し、スプリングケースの外側及びテンションプーリ支持ハウジングの全部または一部を覆うカバーにスプリングの軸線方向に沿うように長穴を形成した長穴部を設け、該長穴部に前記ピンの自由端側を相対移動可能に嵌合し、長穴部に標識を設け、該標識とピンの位置との関係からベルトの伸び量を検知可能に構成したので（請求項４）、カバーに設けた標識をベルトの交換時期に設定すれば、この標識とピンの位置とが合致したことを目視するのみで、ベルトの交換時期を簡単に検知できる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図５は本発明に係るオートテンショナー付きベルト張力自動調整装置をそなえた車両用エンジンの前端部における補機駆動プーリ及びベルト張力自動調整装置の配置を示すエンジン前方から視た概略正面図である。
図５において、１０はクランク軸（図示省略）の軸端に固定されたクランクプーリ、１１はウォータポンプ駆動用のウォータポンププーリ、１２はエアコンのコンプレッサー駆動用のエアコンプーリ、１３はオルタネータ駆動用のオルタネータプーリである。
１はテンションプーリで、該テンションプーリ１と前記クランクプーリ１０、ウォータポンププーリ１１、エアコンプーリ１２、及びオルタネータプーリ１３との間にはベルト２が架設されて、これらのプーリは前記クランクプーリ１０から入力されるエンジン回転力によりベルト２を介して連動されている。
１００は前記テンションプーリ１の位置を変化することにより前記ベルト２の張力を自動調整するオートテンショナーである。

図１は本発明の実施例に係る車両用エンジンのベルト張力自動調整装置におけるオートテンショナーのスプリング中心線に沿う断面図、図２は図１におけるダンパ機構の詳細を示すＺ部拡大断面図、図３は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図４は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
図１〜４において、３はテンションプーリ支持ハウジングで、前記テンションプーリ１は、該テンションプーリ支持ハウジング３に２個の軸受１ａ，１ｂを介して回転自在に支持されている。
１４はスプリングケース、５は該スプリングケース１４内に収納されたスプリングで、該スプリング５は、上端部（他端）を（前記スプリングケース１４と一体的に形成される）エンジン側ハウジング４に取付ボルト７を介して固定されたバネ受２１に支持され、下端部（一端）を前記テンションプーリ支持ハウジング３の上面に支持されている。

５０は前記スプリング５の内側に配設された油圧ダンパー機構で、次のように構成されている。
図２において、４ａは前記テンションプーリ支持ハウジング３上に立設された円筒状のダンパーケースで、該ダンパーケース４ａの上部外周は、前記バネ受２１の下部に延設された円筒部の内周に相対摺動可能に嵌合されている。
７は前記ダンパーケース４ａ内に相対摺動可能に嵌合されたダンパーピストンで、該ダンパーケース４ａ内は該ダンパーピストン７によって２つの油室９ａ，９ｂに区画されている。該２つの油室９ａ，９ｂは前記ダンパーピストン７に穿孔された小径の油通路８によって連通されている。

３５は該ダンパーピストン７の上部側に連結されたピストンロッドで、該ピストンロッド３５の上端部は前記バネ受２１あるいはエンジン側ハウジング４に固定されている。４１は前記ダンパーケース４ａの内周の前記ダンパーピストン７の下方部位に固定されて前記ダンパーピストン７の下方への移動を規制するスリーブである。
３０は前記ピストンロッド３５の外周を流体密に支持するオイルシール、３１は前記ダンパーピストン７の下部に固定された逆止弁付きのリテーナ、３２は前記リテーナ３１とスリーブ４１の底部との間に架設された戻しばねである。

前記のように構成されたベルト張力自動調整装置において、ベルト２の張力は、前記スプリング５のばね力と油圧ダンパー機構５０のダンパーピストン７の変位との共働によって自動調整する。
テンションプーリ１の振動発生時には、前記油圧ダンパー機構５０のダンパーピストン７とダンパーケース４ａとの相対移動によって前記２つの油室９ａ，９ｂ内の油がダンパーピストン７に穿孔された小径の油通路８を通って出入りすることによる、いわゆるダッシュポット作用によって、振動を減衰せしめるとともに、前記スプリング５の弾性によって振動を減衰せしめる。

図１，３，４，に戻って、１０ａ，１０ｂは前記テンションプーリ支持ハウジング３とスプリングケース１４との相対移動を案内するガイドバーで、図３のように、前記スプリング５の軸線５ｚ廻りの円周方向に中心角α（この実施例では１２０°）で以って２本設けられている（３本以上でもよい）。
図１のように、前記ガイドバー１０ａ，１０ｂは、下端側を前記テンションプーリ支持ハウジング３に穿孔された嵌合穴１０ｇ，１０ｆ、に圧入されている。また前記ガイドバー１０ａ，１０ｂの上端側は、前記スプリングケースに穿孔された穴１０ｈ及び１０ｅにそれぞれ圧入されたブッシュ１０ｋ及び１０ｍの内周面を構成する嵌合穴１０ｄ及び１０ｅ内に往復摺動可能に嵌合されている。

前記ガイドバーの少なくともいずれか１本（この例ではガイドバー１０ｂ）には、ベルト２の交換時における前記スプリング５圧縮用のネジ穴１０ｃを形成するとともに、前記スプリングケース１４に前記ガイドバー１０ｂのネジ穴１０と同心に設けられた挿通穴１４ｓ、及び前記ガイドバー１０のネジ穴１０ｃに螺合する調整用ボルト６を設けている。
ベルト２の交換時には、該調整用ボルト６をガイドバー１０ｂのネジ穴１０ｃにねじ込むことにより、スプリング５を圧縮して、前記テンションプーリ１の位置をベルト２の弛み方向に移動して、該ベルト２の張力を弛めることが可能となり、ガイドバー１０ｂのネジ穴１０ｃをスプリング５の圧縮用として利用でき、格別なスプリング収縮手段を設けることなくベルト２の交換が可能となる。

１１は板材からなるカバーで、前記スプリングケース１４の外側のほぼ全部及び前記テンションプーリ支持ハウジング３の上部を覆っている。
１２は前記テンションプーリ支持ハウジング３の上部にスプリング５の軸線５ｚに直角方向に突設されたピンで、図１のように、前記カバー１１に前記スプリング５の軸線方向に沿うように設けた長溝１１ａ（長穴部）に前記ピン１２の自由端側を相対移動可能に嵌合し、前記長溝１１ａに設けた標識１１ｂと前記ピン１２の位置との関係から前記ベルト２の伸び量を検知可能に構成している。
このように構成すれば、カバー１１に設けた標識１１ｂをベルト２の交換時期に設定しておけば、この標識１１ｂとピン１２の位置とが合致したことを目視するのみで、ベルト２の交換時期を簡単に検知できる。

かかる実施例によれば、テンションプーリ１を回転自在に支持するテンションプーリ支持ハウジング３とスプリング５が収納されるスプリングケース１４との間に、スプリング５の軸線５ｚと平行に配置された複数本（この例では２本）のガイドバー１０ａ，１０ｂを介設し、ベルト張力の変化に従い該ガイドバー１０ａ，１０ｂに沿ってテンションプーリ支持ハウジング３とスプリングケース１４とが相対移動するように構成したので、複数のガイドバー１０ａ，１０ｂの両端部をテンションプーリ支持ハウジング３及びスプリングケース１４に、該テンションプーリ支持ハウジング３及びスプリングケース１４が相対移動可能に嵌合するのみで、スプリング５の軸心５ｚとテンションプーリ１の作動中心とを一致させてベルト２の張力を所要の張力に保持することができる。

従ってかかる実施例によれば、従来技術のような嵌合寸法の長いスプリング側の円筒部とテンションプーリ側の円筒部とを、スプリング反力に抗しながら同心に組み付けるものに比べて組立、調整が簡単であり、オートテンショナー１００の組立工数を低減できるとともに、複数のガイドバー１０ａ，１０ｂの両端部をテンションプーリ支持ハウジング３及びスプリングケース１４に嵌合する構造であるため、前記従来技術に比べて部品点数も低減できる。
さらには、従来技術のような、スプリング５側とテンションプーリ１側とを連結するリンク類を必要とせず、かかる従来技術に比べてベルト張力自動調整装置の設置スペースを縮小でき、多くの補機駆動プーリが設置されて狭隘になっているエンジン前方部位であっても、ベルト張力自動調整装置を容易に設置できる。

本発明によれば、部品点数が少なく簡単な構造で、オートテンショナーの組立、調整が容易且つ組立、調整工数を低減し得るベルト張力自動調整装置を提供できる。

本発明の実施例に係る車両用エンジンのベルト張力自動調整装置におけるオートテンショナーのスプリング中心線に沿う断面図である。 図１におけるダンパ機構の詳細を示すＷ部拡大断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。 本発明に係るオートテンショナー付きベルト張力自動調整装置をそなえた車両用エンジンの前端部における補機駆動プーリ及びベルト張力自動調整装置の配置を示すエンジン前方から視た概略正面図である。 従来のオートテンショナー付きベルト張力自動調整装置をそなえた車両用エンジンの前端部における補機駆動プーリ及びベルト張力自動調整装置の配置を示すエンジン前方から視た概略正面図である。 図６におけるＺ矢視図である。

符号の説明

１ テンションプーリ
２ ベルト
３ テンションプーリ支持ハウジング
４ エンジン側ハウジング
５ スプリング
６ 調整用ボルト
１０ａ，１０ｂ ガイドバー
１０ｋ，１０ｍ ブッシュ
１１ カバー
１１ａ 標識
１２ ピン
１４ スプリングケース
５０ 油圧ダンパー機構
１００ オートテンショナー

Claims (4)

1. オートテンショナーのテンションプーリの位置をスプリングケース内に収納されたスプリングにより自動調整してベルトの張力を所要の張力に保持するエンジンのベルト張力自動調整装置において、前記オートテンショナーは、前記スプリングの一端に連結されると共に前記テンションプーリを回転自在に支持するテンションプーリ支持ハウジングと前記スプリングの他端に連結される前記スプリングケースとの間に、該スプリングの軸線と平行に配置されて前記テンションプーリ支持ハウジングとスプリングケースとの相対移動を案内する複数のガイドバーを備えたことを特徴とするエンジンのベルト張力自動調整装置。
2. 前記ガイドバーは、一端側を前記スプリングケース側に形成された嵌合穴に摺動可能に嵌合されるとともに他端側を前記テンションプーリ支持ハウジングの嵌合穴に圧入されて、前記スプリングの軸線廻りの円周方向に２本設けられたことを特徴とする請求項１記載のエンジンのベルト張力自動調整装置。
3. 前記ガイドバーの少なくともいずれか１本にベルト交換時における前記スプリング圧縮用のネジ穴を形成するとともに、前記スプリングケースに前記ガイドバーのネジ穴と同心に設けられた挿通穴に挿通し前記ガイドバーのネジ穴に螺合する調整用ボルトを設けて、該調整用ボルトを前記ガイドバーのネジ穴にねじ込むことにより、前記スプリングを圧縮して、前記テンションプーリ位置を移動可能に構成したことを特徴とする請求項１または２のいずれかの項に記載のエンジンのベルト張力自動調整装置。
4. 前記スプリングケースの外側及びテンションプーリ支持ハウジングの全部または一部をカバーで覆うとともに、前記テンションプーリ支持ハウジングにピンを突設し、前記カバーに前記スプリングの軸線方向に沿うように長穴を形成した長穴部を設け、該長穴部に前記ピンの自由端側を相対移動可能に嵌合し、前記長穴部に標識を設け、該標識と前記ピンの位置との関係から前記ベルトの伸び量を検知可能に構成したことを特徴とする請求項１記載のエンジンのベルト張力自動調整装置。

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