JP4020657B2

JP4020657B2 - 船外機エンジンにおけるベルトの張力調整装置

Info

Publication number: JP4020657B2
Application number: JP2002044228A
Authority: JP
Inventors: 吾朗中尾
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP2003240075A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、船外機用エンジンのカム軸駆動用タイミングベルトの張力を一定に保持する張力調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベルトの張力を一定に保持する張力調整装置として、本件出願人は、気液二相タイプの油圧式オートテンショナを用いた張力調整装置を既に提案している（特開平８−３３４８８号公報）。
【０００３】
上記公報に記載された張力調整装置においては、エンジンブロックと揺動自在に支持されたテンションプーリとの間に気液二相タイプの油圧式オートテンショナを組込んでテンションプーリに案内されるベルトの張力を一定に保つようにしている。ここで、油圧式オートテンショナは、ダンパシリンダ内に形成された斜め方向に延びる油室内にプランジャを摺動自在に組込んで、プランジャの下方に圧力室を設け、かつ上方にリザーバ室を形成し、そのリザーバ室の一側上部に、リザーバ室に連通して副リザーバ室を設け、その副リザーバ室の作動油上にエア溜りを形成し、ベルトからテンションプーリを介して前記プランジャに付与される押圧力を圧力室内に封入された作動油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。
【０００４】
上記張力調整装置においては、油圧式オートテンショナが気液二相タイプであるため、プランジャの往復動によるリザーバ室および副リザーバ室の圧力変化を作動油上のエアによって吸収することができるため、作動油の外部漏洩を確実に防止することができる。また、使用時の温度上昇によって圧力室およびリザーバ室の圧力を大気圧以上に保持することができるため、正圧と負圧を繰り返す圧力室が負圧になった場合に負圧のレベルが小さく、キャビテーションの発生を抑制することができ、常に良好な油圧ダンパ効果を得ることができる。
【０００５】
さらに、副リザーバ室を設けたことによって、プランジャの上側に設けられたリザーバ室の軸方向長さを短くしたとしても圧力室内にエアが侵入することがなく、そのリザーバ室の縮小化によって油圧式オートテンショナの小型化を図ることができる。このため、テンションプーリの外周内に油圧式オートテンショナを配置することが可能となり、張力調整装置の小型化を図ることができるという特徴を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ベルト張力調整装置における気液二相タイプの油圧式オートテンショナにおいては、テンションプーリの軸心を中心とする円周上に副リザーバ室を設けた構成であるため、その使用は自動車エンジンにおけるタイミングベルトの張力調整用に限定され、クランク軸およびカム軸がほぼ垂直の配置とされた船外機用エンジンのタイミングベルトの張力調整用に用いることができない。
【０００７】
この発明の課題は、キャビテーションの発生が少なく、常に優れたダンパ効果を有する気液二相タイプの油圧式オートテンショナによって船外機用エンジンのタイミングベルトの張力を一定に保つことができるようにした小型コンパクトな張力調整装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、船外機エンジンにおけるエンジンブロックにより下端部が支持されてエンジンブロックの上面に起立する支点軸と、その支点軸によって外径面の軸心に対する偏心位置が支持された揺動可能な揺動軸と、その揺動軸に支持された回転可能なテンションプーリと、そのテンションプーリとエンジンブロック間に組込まれ、ベルトからテンションプーリを介して揺動軸に付与される押圧力を緩衝すると共に、前記揺動軸をベルト張り側に向けて押圧する油圧式オートテンショナとから成り、前記オートテンショナが、前記支点軸の周りに位置する配置とされてその支点軸に対して略垂直の方向に延びるシリンダ部を有し、そのシリンダ部の内部に前記揺動軸からの押圧力を受けると共に、シリンダ部の内部に圧力室とリザーバ室とを形成する摺動可能なプランジャと、そのプランジャを介して前記揺動軸をベルト張り側に向けて押圧するスプリングとを組込み、前記プランジャに圧力室とリザーバ室とを連通する通路を設け、その通路に圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設け、前記シリンダ部の外周の前記揺動軸の軸方向端面と対向する部分に、前記リザーバ室と連通するエア室を設け、そのエア室内における作動油上にエア溜りを形成して前記シリンダ部がテンションプーリの外周内に納まる大きさとされた気液二相タイプの油圧式オートテンショナを採用した構成としたのである。
【０００９】
上記のように、油圧式オートテンショナにおけるシリンダ部の揺動軸の軸方向端面と対向する部分にリザーバ室に連通するエア室を形成することによって、気液二相タイプの油圧式オートテンショナにより船外機エンジンのベルトの張力を一定に保持することができる。
【００１０】
また、シリンダ部の揺動軸の軸方向端面と対向する部分にエア室を形成したことによって、シリンダ部内に形成されたリザーバ室の軸方向長さを短くした場合でも圧力室内にエアが侵入するという不都合の発生はなく、そのリザーバ室の軸方向長さのコンパクト化によりシリンダ部をテンションプーリの外周内に納まる大きさとすることができ、小型コンパクトな軽量の張力調整装置を得ることができる。
【００１１】
ここで、前記エア室をシリンダ部の外周の前記揺動軸の軸方向端面と対向する面に形成された突軸部の内部に設け、前記揺動軸の下面には前記突軸部が挿入される凹所を形成し、その凹所を揺動軸の揺動時に突軸部が干渉することのない大きさとした構成を採用すると、ベルト張力調整装置の高さを低くすることができ、カム軸駆動用タイミングベルトをエンジンブロックに近接する位置に配置することができる。
【００１２】
また、オートテンショナの上面に前記凹所内に挿入されるばね受けを設け、そのばね受けによって一端部が支持された張力調整ばねによって揺動軸をベルト張り側に向けて押圧するようにすると、シリンダ部内に組込まれたプランジャ押圧用のスプリングは、プランジャを押圧移動させることができる程度の軸方向長さの短い弾性力の弱いスプリングを採用することができ、シリンダ部の軸方向の長さの小型化と軽量化とを図ることができる。
【００１３】
この発明に係る張力調整装置において、揺動軸をアルミニウム製とし、その揺動軸に化成皮膜処理を施すことによって、腐食を防止し、耐久性の向上と軽量化とを図ることができる。
【００１４】
また、テンションプーリを軸受によって回転自在に支持し、その軸受およびテンションプーリに無電解ニッケル燐めっき等の防錆用の表面処理を施すことによって耐久性の向上を図ることができる。
【００１５】
さらに、シリンダ部に電気亜鉛めっきを施してクロメート等の不導体被膜を形成することにより、エンジンブロックのシリンダ部取付け面との間での電食を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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に示すように、船外機エンジンにおけるエンジンブロック１の上面にはねじ孔２が形成され、そのねじ孔２に支点軸３の下端に設けられた小径のねじ軸部３ａがねじ込まれている。
【００１７】
図１および図２に示すように、支点軸３には滑り軸受４を介して揺動軸５が支持されている。この揺動軸５は外径面の軸心に対する偏心位置が支点軸３によって支持され、その支点軸３を中心として揺動可能とされている。
【００１８】
揺動軸５には転がり軸受６を介してテンションプーリ７が回転自在に支持され、そのテンションプーリ７の外周によって船外機エンジンのカム軸を駆動するタイミングベルト８が案内されている。
【００１９】
ここで、揺動軸５はアルミニウムから成り、化成皮膜処理によって防錆効果が付与されている。一方、転がり軸受６の軌道輪６ａ及びテンションプーリ７はＳＵＪ２等の軸受鋼を素材とし、無電解ニッケル燐めっき、あるいは電気亜鉛めっき等の表面処理が施されて防錆効果が付与されている。
【００２０】
テンションプーリ７とエンジンブロック１との間には油圧式オートテンショナ１０が組込まれている。油圧式オートテンショナ１０はエンジンブロック１の上面に取付けられるボディ１１にシリンダ部１２を設け、そのシリンダ部１２内にプランジャ１３を摺動自在に組込んで、シリンダ部１２の内部に圧力室１４とリザーバ室１５とを形成し、上記圧力室１４内にプランジャ１３を押圧するスプリング１６を組込んでいる。
【００２１】
プランジャ１３にはリザーバ室１５と対向する端面にロッド挿入孔１７が形成され、そのロッド挿入孔１７内に後端部が挿入されたロッド１８はシリンダ部１２の開口部に取付けられたオイルシール等のシール部材１９をスライド自在に貫通して先端部が外部に臨んでいる。
【００２２】
また、プランジャ１３には圧力室１４とリザーバ室１５を連通する通路２０が形成され、その通路２０にチェックバルブ２１が設けられている。チェックバルブ２１は、圧力室１４内に封入された作動油の圧力がリザーバ室１５内に封入された作動油の圧力より高くなると通路２０を閉じるようになっている。
【００２３】
シリンダ部１２の外周上部には突軸部２２が設けられ、その突軸部２２の内部にエア室２３が形成されている。エア室２３はその底壁に形成された孔２４を介してリザーバ室１５に連通し、そのエア室２３内の作動油上にエア層が設けられている。
【００２４】
図１および図４に示すように、ボディ１１にはピン孔２５と、支点軸３のねじ軸部３ａが挿入される挿入孔２６とが形成され、一方、エンジンブロック１には上記ピン孔２５に挿入される位置決めピン２７が設けられている。
【００２５】
ボディ１１はピン孔２５に対する位置決めピン２７の挿入により位置決めされ、支点軸３の締付けによりエンジンブロック１に固定される。このとき、支点軸３はねじ軸部３ａが設けられた図示省略の端面でボディ１１の上面を押えるようになっている。
【００２６】
ここで、油圧式オートテンショナ１０は、シリンダ部１２の外周上部に設けられた突軸部２２が揺動軸５の下面に形成された凹所２８内に挿入され、かつロッド１８の先端が揺動軸５の下面に設けられたピン２９の外周を押圧する取付けとされる。
【００２７】
上記凹所２８は図２および図３に示すように、揺動軸５の揺動時に突軸部２２が干渉することのない大きさとされている。一方、ピン２９は、揺動軸５の揺動中心（支点軸３）に対する偏心位置に設けられ、そのピン２９に対するロッド１８の押圧によって揺動軸５はベルト張り側に向けての揺動力が付与されている。
【００２８】
図２に示すように、揺動軸５に設けられた凹所２８内には油圧式オートテンショナ１０のボディ１１に設けられたピンから成るばね受け３０が挿入され、そのばね受け３０と凹所２８の端面間にばねケース３１と張力調整ばね３２とが組込まれている。張力調整ばね３２は揺動軸５をベルト張り側に向けて押圧している。
【００２９】
ここで、油圧式オートテンショナ１０のボディ１１はＳ４５Ｃ等の炭素鋼を素材とし、その表面は電気亜鉛めっき等の表面処理が施されて不導体被膜が形成されている。
【００３０】
実施の形態で示す張力調整装置は、上記の構造から成り、タイミングベルト８の張力が増大すると、テンションプーリ７を介して揺動軸５がベルト弛み側に向けて押圧され、その押圧力は、ピン２９および油圧式オートテンショナ１０のロッド１８を介してプランジャ１３に付与される。
【００３１】
このとき、圧力室１４内の作動油の圧力はリザーバ室１５内の作動油の圧力より高くなるため、チェックバルブ２１は通路２０を閉じ、圧力室１４内の作動油によって揺動軸５に付与される押圧力が緩衝される。
【００３２】
上記押圧力がスプリング１６および張力調整ばね３２の弾力の総和より強い場合、圧力室１４内の作動油はプランジャ１３とシリンダ部１２の摺動面間に形成された微小なすきまからリザーバ室１５内に流れ、プランジャ１３は圧力室１４の容積が小さくなる方向にゆっくりと後退すると共に、その揺動軸５もベルト弛み側に向けて揺動し、上記押圧力とスプリング１６および張力調整ばね３２の弾力の総和と等しくなると、プランジャ１３および揺動軸５が停止する。その結果、タイミングベルト８の張力は一定とされる。
【００３３】
一方、タイミングベルト８に弛みが生じると、張力調整ばね３２の弾力により揺動軸５がベルト張り側に向けて揺動して、タイミングベルト８の弛みを吸収する。
【００３４】
このとき、揺動軸５に設けられたピン２９はロッド１８の先端から離れる方向に移動し、同時に、ロッド１８およびプランジャ１３がスプリング１６の弾力により外方向に向けて移動し、ロッド１８の先端がピン２９の外周に当接する。
【００３５】
プランジャ１３が外方向に向けて移動するとき、圧力室１４内の作動油の圧力はリザーバ室１５内の作動油の圧力より低くなるため、チェックバルブ２１は通路２０を開放し、リザーバ室１５内の作動油は通路２０から圧力室１４内に流入する。
【００３６】
このため、プランジャ１３は外方向に向けて急速に移動し、ロッド１８はピン２９との間に形成された隙間を直ちに詰めることになる。
【００３７】
ここで、タイミングベルト８から揺動軸５に付与される押圧力を緩衝し、かつ揺動軸５をベルト張り側に向けて押圧する油圧式オートテンショナ１０は、リザーバ室１５上にエア室２３を設けた気液二相タイプであるため、プランジャ１３の往復動によるリザーバ室１５の圧力変化をエア室２３内のエアによって吸収することができる。このため、作動油の外部への漏洩を防止し、タイミングベルト８が漏洩する作動油によって汚れるのを防止することができる。
【００３８】
また、圧力室１４およびリザーバ室１５の作動油の圧力は、使用時の温度上昇によって大気圧以上に保持されるため、カム軸の回転による負荷トルクの変動に伴うタイミングベルト８の振動によって正圧と負圧を繰り返す圧力室１４が負圧になった場合の負圧のレベルを小さい値に抑えることができる。このため、圧力室１４においてキャビテーションが発生するのを抑制することができ、常に良好な油圧ダンパ効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、シリンダ部内に設けられたリザーバ室の上部に、そのリザーバ室に連通するエア室を設けたことによって、キャビテーションの発生が少なく、常に良好な油圧ダンパ効果を発揮する気液二相タイプの油圧式オートテンショナにより船外機エンジンのベルトの張力を一定に保持することができる。
【００４０】
また、リザーバ室上に、そのリザーバ室に連通するエア室を形成したことによって、リザーバ室の軸方向長さを短くすることができ、そのリザーバ室の軸方向長さのコンパクト化によりシリンダ部をテンションプーリの外周内に納まる大きさとすることができるため、小型コンパクトな軽量の張力調整装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るベルト張力調整装置の実施形態を示す一部切欠正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図
【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図
【符号の説明】
１エンジンブロック
３支点軸
５揺動軸
１０油圧式オートテンショナ
１２シリンダ部
１３プランジャ
１４圧力室
１５リザーバ室
１６スプリング
２０通路
２１チェックバルブ
２２突軸部
２３エア室
２８凹所
３０ばね受け
３２張力調整ばね

Claims

船外機エンジンにおけるエンジンブロックにより下端部が支持されてエンジンブロックの上面に起立する支点軸と、その支点軸によって外径面の軸心に対する偏心位置が支持された揺動可能な揺動軸と、その揺動軸に支持された回転可能なテンションプーリと、そのテンションプーリとエンジンブロック間に組込まれ、ベルトからテンションプーリを介して揺動軸に付与される押圧力を緩衝すると共に、前記揺動軸をベルト張り側に向けて押圧する油圧式オートテンショナとから成り、前記オートテンショナが、前記支点軸の周りに位置する配置とされてその支点軸に対して略垂直の方向に延びるシリンダ部を有し、そのシリンダ部の内部に前記揺動軸からの押圧力を受けると共に、シリンダ部の内部に圧力室とリザーバ室とを形成する摺動可能なプランジャと、そのプランジャを介して前記揺動軸をベルト張り側に向けて押圧するスプリングとを組込み、前記プランジャに圧力室とリザーバ室とを連通する通路を設け、その通路に圧力室内の圧力がリザーバ室内の圧力より高くなると通路を閉じるチェックバルブを設け、前記シリンダ部の外周の前記揺動軸の軸方向端面と対向する部分に、前記リザーバ室に連通するエア室を設け、そのエア室内における作動油上にエア溜りを形成して前記シリンダ部がテンションプーリの外周内に納まる大きさとされた気液二相タイプの油圧式オートテンショナである船外機エンジンにおけるベルトの張力調整装置。
前記エア室をシリンダ部の外周の前記揺動軸の軸方向端面と対向する面に形成された突軸部の内部に設け、前記揺動軸の前記軸方向端面に前記突軸部が挿入される凹所を形成し、その凹所を揺動軸の揺動時に突軸部が干渉することのない大きさとした請求項１に記載の船外機エンジンにおけるベルトの張力調整装置。
前記オートテンショナに前記凹所内に挿入されるばね受けを設け、そのばね受けによって一端部が支持された張力調整ばねによって揺動軸をベルト張り側に向けて押圧した請求項２に記載の船外機エンジンにおけるベルトの張力調整装置。
前記揺動軸がアルミニウムから成り、その揺動軸に化成皮膜処理を施した請求項１乃至３のいずれかに記載のベルトの張力調整装置。
前記テンションプーリを軸受によって回転自在に支持し、その軸受に防錆用の表面処理を施した請求項１乃至４のいずれかに記載の船外機エンジンにおけるベルトの張力調整装置。
前記オートテンショナのシリンダ表面に不導体被膜を形成した請求項１乃至５のいずれかに記載の船外機エンジンにおけるベルトの張力調整装置。