JP2011106483A

JP2011106483A - テンショナユニット

Info

Publication number: JP2011106483A
Application number: JP2009259055A
Authority: JP
Inventors: Tadahisa Tanaka; 唯久田中
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2029-11-12
Also published as: JP5344306B2

Abstract

【課題】高さ寸法の低い強度的に優れた軽量なテンショナユニットを提供することである。
【解決手段】テンションプーリ１８および油圧式オートテンショナ３０を保持し、エンジンブロック１にねじ込まれる支点軸２によって揺動自在に支持されるプーリアーム１０を対向一対の２枚の側板１１で形成し、その対向一対の側板１１に対向内面に向く円筒部１３を同軸上に設け、その円筒部１３でテンションプーリ１８を回転自在に支持するプーリ支持体１５の両端部を保持し、かつ、対向一対の側板１１で油圧式オートテンショナ３０のシリンダ３１を両側から保持して、強度の高い耐久性に優れた高さの低いテンショナユニットが得られるようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンのタイミングベルト等のベルトの張力を一定に保持するテンショナユニットに関する。

エンジンブロックに揺動可能に取付けてタイミングベルト（以下、単にベルトという）の張力を一定に保持するテンショナユニットとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。

上記テンショナユニットにおいては、エンジンブロックにねじ込まれる支点ボルトを中心にして揺動自在に支持されるプーリアームの揺動側端部にテンションプーリを回転自在に設け、そのテンションプーリの一側方に直動型油圧式オートテンショナを設けた構成とされている。

ここで、油圧式オートテンショナは、シリンダの上部開口をオイルシールの取付けにより密閉してシリンダの内部に入れられた作動油の外部への漏洩を防止し、そのオイルシールをスライド自在に貫通するプッシュロッドとシリンダとを、シリンダ内部に組込まれたリターンスプリングによって伸長する方向に付勢し、上記シリンダとプッシュロッドを収縮する方向の押込み力が負荷された際に、その押込み力をシリンダ内部に封入された作動油の油圧ダンパ作用により緩衝するようにしている。

上記のテンショナユニットおいては、支点ボルトを中心にしてプーリアームを揺動自在に取付けて、テンションプーリをベルトに接触し、油圧式オートテンショナのプッシュロッドをエンジンブロックに設けられたストッパに当接して、リターンスプリングの押圧によりテンションプーリがベルトを押圧する方向にプーリアームを付勢し、ベルトからテンションプーリを介してプーリアームに負荷される押込み力を油圧式オートテンショナの油圧ダンパ作用により緩衝してベルトの張力を一定に保つようにしている。

特許第３３４７１９４号公報

ところで、上記従来のテンショナユニットにおいては、テンションプーリの軸方向長さ内に油圧式オートテンショナが配置されているため、エンジンブロックとベルト間に油圧式オートテンショナを配置するテンショナユニットに比較して、テンショナユニットの高さ寸法を小さくすることができるという特徴を有する。

しかし、テンションプーリおよび油圧式オートテンショナをプーリアームによって片持ち支持しているため、強度的に強い耐久性に優れた軽量なテンショナユニットを得ようとすれば、プーリアームをアルミにより形成して厚肉とする必要が生じる。

このため、テンショナユニットの高さ寸法が比較的大きく、狭小ベルトを使用するエンジンに対して組込みができない場合が生じ、高さ寸法を小さくする上において改善すべき点が残されていた。

この発明の課題は、高さ寸法の低い強度的に優れた軽量なテンショナユニットを提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、軸挿入孔を有し、その軸挿入孔に挿入されてテンショナ取付け対象にねじ込まれる支点軸を中心にして揺動自在に支持されるプーリアームによってベルト張力調整用の回転可能なテンションプーリと、作動油が封入された円筒状のシリンダを有し、そのシリンダの中心軸が前記テンションプーリの回転中心と直交して、そのテンションプーリの軸方向幅の略２等分位置を通る仮想平面上に配置される直動型の油圧式オートテンショナとを支持し、その油圧式オートテンショナによってテンションプーリがベルトを押圧する方向に前記プーリアームを付勢し、ベルトからテンションプーリを介してプーリアームに負荷される押圧力を油圧式オートテンショナのシリンダ内に封入された作動油の油圧ダンパ作用により緩衝するようにしたテンショナユニットにおいて、前記プーリアームが、対向一対の側板からなり、その対向一対の側板によって前記テンションプーリを回転自在に支持するプーリ支持体および前記油圧式オートテンショナにおけるシリンダのそれぞれを両側から保持した構成を採用したのである。

上記のように、プーリアームを対向一対の側板により形成し、その対向一対の側板でテンションプーリを回転自在に支持するプーリ支持体と油圧式オートテンショナにおけるシリンダのそれぞれを両側から保持する両持ちの支持とすることによって、強度の高い耐久性に優れたテンショナユニットを得ることができる。このため、側板として薄肉厚のものを採用することが可能となり、テンショナユニットの高さを従来のテンショナユニットより低くすることができる。ここで、高さとは、一対の側板の外表面間の距離をいう。

一対の側板は、所定の強度を得るため、金属板で形成するのがよい。その一対の側板のそれぞれを鋼板製とすると、プーリアームの強度が増し、テンショナユニットの強度をさらに高めることができ、耐久性に優れたテンショナユニットを得ることができる。また、鋼板として３７０ＭＰａ以上の高張力材を採用することにより、テンショナユニットの軽量化を図り、強度をより高めることができる。

この発明に係るテンショナユニットにおいて、一対の側板をＬ形とし、その側板の一側部に、対向内面側に向く対向一対の円筒部の２組を上下に間隔をおいて設け、上側の一対の円筒部によって中心孔が前記軸挿入孔とされる軸受筒の両端部を保持し、下側の一対の円筒部によってプーリ支持体の両端部を保持し、前記一対の側板の他側部に油圧式オートテンショナのシリンダの外周に沿う半円筒状のホルダ部を設け、そのホルダ部でシリンダを保持する構成とすることにより、軸受筒内に挿入されてプーリアームを揺動自在に支持する支点軸とテンションプーリの中心軸間に大きな距離を確保することができる。このため、油圧式オートテンショナの伸縮量が小さな場合でも、テンションプーリを大きく揺動させることができ、張力調整幅の大きなテンショナユニットを得ることができる。

また、一対の側板を円板部の外周一側部に側方に張り出す延出板部を連設した形状とし、その円板部のそれぞれに、対向内面側に向く円筒部を同軸上に設け、その円筒部によって前記プーリ支持体の外径面の両端部を保持し、そのプーリ支持体の外径面の中心に対する偏心位置に前記軸挿入孔を形成し、前記一対の側板の延出板部に前記油圧式オートテンショナのシリンダの外周に沿う半円筒状のホルダ部を設け、そのホルダ部でシリンダを保持する構成とすることにより、小型のテンショナユニットを得ることができる。

上記のように、この発明においては、プーリアームを対向一対の側板とし、その一対の側板によりテンションプーリを回転自在に支持するプーリ支持体および油圧式オートテンショナのそれぞれを両側から保持する両持ちの支持としたことにより、強度および耐久性に優れたテンショナユニットを得ることができるため、側板として薄肉厚の板体を用いることが可能となり、テンショナユニットの高さを前述従来のテンショナユニットより低くすることができる。

この発明に係るテンショナユニットの第１の実施の形態を示す斜視図図１に示すテンショナユニットを採用したベルト張力調整装置の一部切欠正面図図２のIII−III線に沿った断面図図２のIV−IV線に沿った断面図この発明に係るテンショナユニットの第２の実施の形態を示す斜視図図５に示すテンショナユニットの縦断側面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るテンショナユニットの第１の実施の形態を示す。このテンショナユニットＵは、図２および図３に示すように、テンショナ取付け対象としてのエンジンブロック１にねじ込まれる支点軸２を中心にして揺動自在の支持とされる。

ここで、支点軸２は、先端に小径のねじ軸部２ａを有し、そのねじ軸部２ａがエンジンブロック１に形成されたねじ孔３にねじ係合される。

図１乃至図３に示すように、テンショナユニットＵは、プーリアーム１０を有し、そのプーリアーム１０は、対向一対の側板１１からなっている。側板１１として、ここで、防錆処理を施した鋼板を採用しているが、材質は任意であり、テンショナユニットＵの軽量化と強度を高める上においては、３７０ＭＰａ以上の高張力材を用いるのが好ましい。

側板１１は、プーリ支持板部１１ａの一側部にテンショナ支持板部１１ｂを連設したＬ形をなし、上記プーリ支持板部１１ａの上下部に、他方の側板１１に向く対向一対の２組の円筒部１２、１３が上下に間隔をおいて形成され、その上側の対向一対の円筒部１２によって軸受筒１４の両端部が保持され、一方、下側の対向一対の円筒部１３によって筒状のプーリ支持体１５の両端部が保持されている。

軸受筒１４およびプーリ支持体１５のそれぞれは、円筒部１２、１３の内径面に対する圧入によって取付け状態とされているが、上記円筒部１２、１３に溶接してもよい。

図３に示すように、軸受筒１４の中心孔は軸挿入孔１６とされ、その軸挿入孔１６内に支点軸２が挿入され、その支点軸２の外径面と軸挿入孔１６の内径面間に筒状のライナー１７が組込まれている。

図３および図４に示すように、プーリ支持体１５の外側にはテンションプーリ１８が設けられ、そのテンションプーリ１８の内径面に形成された軌道溝１９とプーリ支持体１５の外径面に形成された軌道溝２０間に複数のボール２１が組込まれ、そのボール２１によってテンションプーリ１８はプーリ支持体１５に対して回転自在とされている。

テンションプーリ１８の内径面の両端部には一対のシール２２が取り付けられ、そのシール２２によってテンションプーリ１８とプーリ支持体１５間に形成された軸受空間が密閉されている。

図１および図３に示すように、テンショナ支持板部１１ｂの側部には円筒状のホルダ部２３が形成され、一方の側板１１のホルダ部２３と他方の側板１１のホルダ部２３によって油圧式オートテンショナ３０の円筒状のシリンダ３１が両側から保持されている。

また、ホルダ部２３の両端部には内向きの抜止め片２４が設けられ、その抜止め片２４はシリンダ３１の両端と軸方向で対向して油圧式オートテンショナ３０を抜止めしている。

図２に示すように、油圧式オートテンショナ３０は、シリンダ３１の上部開口をオイルシール３２の取付けにより密閉して、シリンダ３１の内部に入れられた作動油の外部への漏洩を防止し、そのオイルシール３２をスライド自在に貫通するプッシュロッド３３の下部に上記シリンダ３１の内部に嵌合された底付きスリーブ３４の内径面と微少な間隙をもってスライド可能なプランジャ３５を接続して、スリーブ３４の内部を圧力室３６とリザーバ室３７とに区画し、上記圧力室３６内に組込まれたリターンスプリング３８によってシリンダ３１とプッシュロッド３３とを伸長する方向に付勢し、上記シリンダ３１とプッシュロッド３３に収縮する方向の押込み力が負荷された際に、圧力室３６内に封入された作動油の油圧ダンパ作用によってその押込み力を緩衝するようにしている。

また、プランジャ３５に圧力室３６とリザーバ室３７を連通する通路３９を形成し、その通路３９の圧力室３６側の端部開口に、圧力室３６内の圧力がリザーバ室３７内の圧力より高圧になると通路３９を閉じるチェックバルブ４０を設け、上記リザーバ室３７内の圧力が圧力室３６内の圧力より高くなった際にチェックバルブ４０を開放させてリザーバ室３７内の作動油を通路３９から圧力室３６内に流入させて、シリンダ３１とプッシュロッド３３を伸長する方向に素早く移動させるようにしている。

上記の構成からなるテンショナユニットＵを用いるベルトの張力調整に際しては、図２および図３に示すように、軸挿入孔１６に支点軸２を挿入し、その支点軸２をエンジンブロック１にねじ込む取付けによりプーリアーム１０を揺動自在に支持し、油圧式オートテンショナ３０のプッシュロッド３３の先端をエンジンブロック１に固定されたピンからなるストッパ４に当接して、リターンスプリング３８の押圧により、テンションプーリ１８がベルト５を押圧する方向にプーリアーム１０を付勢する。

上記のようなベルト５の張力調整状態において、クランクシャフトの回転速度の変動や角速度の変動によりベルト５が振動し、そのベルト５の張力が強くなると、ベルト５からテンションプーリ１８に負荷される押圧力により、プーリアーム１０が支点軸２を中心にして図２の時計方向に揺動する。

このとき、油圧式オートテンショナ３０のシリンダ３１とプッシュロッド３３は収縮する方向の押圧力が負荷され、その負荷により圧力室３６の圧力がリザーバ室３７の圧力より高くなるため、チェックバルブ４０が通路３９を閉じ、圧力室３６内に封入された作動油の油圧ダンパ作用によって上記押圧力が緩衝される。

上記押込み力がリターンスプリング３８の弾性力より強い場合、圧力室３６内の作動油はプランジャ３５とスリーブ３４の摺動面間に形成された微少な間隙からリザーバ室３７内に流れ、リターンスプリング３８の弾性力と押圧力とが釣り合う位置までプーリアーム１０が揺動し、ベルト５の張力が一定に保持される。

逆に、ベルト５の張力が弱くなると、リターンスプリング３８の押圧により、シリンダ３１とプッシュロッド３３が伸長する方向に相対移動し、プーリアーム１０が支点軸２を中心にして、図２の反時計方向に揺動する。

このとき、リザーバ室３７内の圧力は圧力室３６内の圧力より高くなるため、チェックバルブ４０は通路３９を開放し、リザーバ室３７内の作動油は通路３９から圧力室３６にスムーズに流れ、プーリアーム１０は反時計方向に素早く揺動して、ベルト５の弛みを直ちに吸収する。

ベルト５の張力を一定に保持する上記のテンショナユニットＵにおいては、プーリアーム１０を対向一対の側板１１により形成し、その対向一対の側板１１でテンションプーリ１８を回転自在に支持するプーリ支持体１５と油圧式オートテンショナ３０におけるシリンダ３１のそれぞれを両側から保持する両持ちの支持としているため、強度の高い耐久性に優れたテンショナユニットＵを得ることができる。このため、側板１１として薄肉の鋼板を採用することが可能となり、対向一対の側板１１の外表面間の距離、すなわち、高さの低いテンショナユニットＵを得ることができる。

このため、エンジンへの組込みに対して大きな組込みスペースを確保する必要がなくなり、エンジンの左右方向長さのコンパクト化を図ることができる。

図５および図６は、この発明に係るテンショナユニットの第２の実施の形態を示す。この実施の形態においては、プーリアーム１０を形成する一対の薄鋼板からなる側板１１を円板部１１ｃの外周一側部に側方に張り出す延出板部１１ｄを連設した形状とし、その円板部１１ｃのそれぞれに、対向内面側に向く円筒部２５を同軸上に設け、その円筒部２５の内径面に円柱状のプーリ支持体２６の両端部を圧入してプーリ支持体２６を保持し、そのプーリ支持体２６の外径面に形成された軌道溝２７に沿って転動可能な複数のボール２１を介してテンションプーリ１８を回転自在に支持している。

また、プーリ支持体２６の外径面の中心に対する偏心位置に支点軸２が挿入される軸挿入孔２８を形成し、一対の側板１１の延出板部１１ｄの側端部に油圧式オートテンショナ３０のシリンダ３１の外周に沿う半円筒状のホルダ部２３を設け、そのホルダ部２３でシリンダ３１を保持し、かつ、ホルダ部２３の両端部に設けられた抜止め片２４によりシリンダ３１を抜止めしている。

上記の構成からなるテンショナユニットＵにおいては、プーリ支持体２６に形成された軸挿入孔２８内に支点軸２を挿入し、その支点軸２のねじ軸部２ａをエンジンブロック１のねじ孔３にねじ込み、その支点軸２の締め付けによりプーリ支持体２６を揺動自在に支持し、油圧式オートテンショナ３０のプッシュロッド３３の先端をエンジンブロック１に設けられたストッパ４に当接して、テンションプーリ１８が図２に示すベル５を押圧する方向にプーリアーム１０を付勢し、上記支点軸２を中心とするプーリ支持体２６の揺動によってベルト５の張力変化を吸収する。

第２の実施の形態で示すテンショナユニットＵにおいては、プーリアーム１０を形成する一対の側板１１が円板部１１ｃの外周一側部に側方に張り出す延出板部１１ｄを連設した形状とされ、その円板部１１ｃのそれぞれに形成された円筒部２５によってテンションプーリ１８を支持するプーリ支持体２６の外径面の両端部を保持し、そのプーリ支持体２６の外径面の中心に対する偏心位置に軸挿入孔２８を形成し、前記一対の側板１１の延出板部１１ｄに形成されたホルダ部２３で油圧式オートテンショナ３０のシリンダ３１を保持する構成であるため、図１に示すテンショナユニットＵに比較して小型のテンショナユニットを得ることができる。

第２の実施の形態においては、プーリ支持体２６を円筒部２５に圧入したが、円筒部２５にプーリ支持体２６を溶接してもよい。

図２および図５に示すテンショナユニットＵにおいては、プーリアーム１０が２枚の側板１１からなるものを示したが、対向一対の側板１１が、円筒状ホルダ部２３の側端縁が連なる１枚の鋼板の折曲げにより形成されたものであってもよい。

上記のように、対向一対の側板１１を１枚の金属板の折曲げにより形成することにより、強度の極めて高いプーリアーム１０を得ることができる。

１エンジンブロック（テンショナ取付け対象）
２支点軸
５ベルト
１０プーリアーム
１１側板
１１ｃ円板部
１１ｄ延出板部
１２円筒部
１３円筒部
１４軸受筒
１５プーリ支持体
１６軸挿入孔
１８テンションプーリ
２３ホルダ部
２４抜止め片
２６プーリ支持体
２８軸挿入孔
３０油圧式オートテンショナ
３１シリンダ

Claims

軸挿入孔を有し、その軸挿入孔に挿入されてテンショナ取付け対象にねじ込まれる支点軸を中心にして揺動自在に支持されるプーリアームによりベルト張力調整用の回転可能なテンションプーリと、作動油が封入された円筒状のシリンダを有し、そのシリンダの中心軸が前記テンションプーリの回転中心と直交して、そのテンションプーリの軸方向幅の略２等分位置を通る仮想平面上に配置される直動型の油圧式オートテンショナとを支持し、その油圧式オートテンショナによってテンションプーリがベルトを押圧する方向に前記プーリアームを付勢し、ベルトからテンションプーリを介してプーリアームに負荷される押圧力を油圧式オートテンショナのシリンダ内に封入された作動油の油圧ダンパ作用により緩衝するようにしたテンショナユニットにおいて、
前記プーリアームが、対向一対の側板からなり、その対向一対の側板によって前記テンションプーリを回転自在に支持するプーリ支持体および前記油圧式オートテンショナにおけるシリンダのそれぞれを両側から保持したことを特徴とするテンショナユニット。
前記一対の側板のそれぞれが鋼板からなる請求項１に記載のテンショナユニット。
前記鋼板に防錆処理を施した請求項２に記載のテンショナユニット。
前記鋼板が３７０ＭＰａ以上の高張力材からなる請求項２又は３に記載のテンショナユニット。
一対の側板をＬ形とし、その側板の一側部に、対向内面側に向く対向一対の円筒部の２組を上下に間隔をおいて設け、上側の一対の円筒部によって中心孔が前記軸挿入孔とされる軸受筒の両端部を保持し、下側の一対の円筒部によってプーリ支持体の両端部を保持し、前記一対の側板の他側部に油圧式オートテンショナのシリンダの外周に沿う半円筒状のホルダ部を設け、そのホルダ部でシリンダを保持した請求項１乃至４のいずれかの項に記載のテンショナユニット。
前記軸受筒およびプーリ支持体の保持が、前記円筒部の内径面に対する圧入である請求項５に記載のテンショナユニット。
前記軸受筒およびプーリ支持体の保持が、前記円筒部に対しての溶接である請求項５に記載のテンショナユニット。
前記ホルダ部の軸方向の両端部に前記油圧式オートテンショナの軸方向両端面に係合する抜止め片を折曲げにより形成した請求項５乃至７のいずれかの項に記載のテンショナユニット。
一対の側板を円板部の外周一側部に側方に張り出す延出板部を連設した形状とし、その円板部のそれぞれに、対向内面側に向く円筒部を同軸上に設け、その円筒部によって前記プーリ支持体の外径面の両端部を保持し、そのプーリ支持体の外径面の中心に対する偏心位置に前記軸挿入孔を形成し、前記一対の側板の延出板部に前記油圧式オートテンショナのシリンダの外周に沿う半円筒状のホルダ部を設け、そのホルダ部で油圧式オートテンショナのシリンダを保持した請求項１乃至４のいずれかの項に記載のテンショナユニット。
前記プーリ支持体の保持が、前記円筒部の内径面に対する圧入である請求項９に記載のテンショナユニット。
前記プーリ支持体の保持が、前記円筒部に対しての溶接である請求項９に記載のテンショナユニット。
前記ホルダ部の軸方向の両端部に前記油圧式オートテンショナの軸方向両端面に係合する抜止め片を折曲げにより形成した請求項９乃至１１のいずれかの項に記載のテンショナユニット。
対向一対の側板が、１枚の金属板の折曲げにより形成された請求項１乃至１２のいずれかの項に記載のテンショナユニット。