JP5542887B2 - ベルト張力調整装置及び調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエンジンのクランクプーリとコンプレッサ等の補機を回転させるプーリ間に調節されたベルトの張力の調整装置及び調整方法に関する。

自動車のエンジンの動力は駆動軸を介して車輪に伝達されるだけでなく、クランク軸の端部に取付けたクランクプーリを介してコンプレッサ等の各種補機に伝達される。クランクプーリと補機プーリとの間にはベルトが張設されているが、このベルトの張力が弱いと動力の伝達が不十分となり、強すぎるとベルトの寿命が短くなる。
そこで、従来からベルトの張力を適正な値にするための装置が種々提案されている。

特許文献１に開示される張力調整装置は、外周面にネジ部を刻設したシリンダ本体の該ネジ部に第１のアタッチメントを螺合し、前記シリンダ本体に対して摺動するピストンロッドの先端部に第２のアタッチメントを取付け、第１のアタッチメントをアジャストプーリに第２のアタッチメントをポンププーリに押し付け、シリンダ本体を回転させることでアジャストプーリとポンププーリとの距離を変更し、これによりプーリ間に張設されたベルトの張力を調整するもので、特に前記第１及び第２のアタッチメントのプーリとの当接面にローラを設け、アジャストプーリとポンププーリとの距離を大きくする際にアタッチメントのプーリとの間の摩擦力で、ベルトに対する引っ張り力が片寄ることを防止している。

特許文献２に開示される張力調整装置は、エンジンブロックに張力調整装置をマウントするためのブラケットを設け、このブラケットにスタッドボルトを取付けている。そして、張力調整を行う場合にはワイヤで吊り下げた張力調整装置を前記スタッドボルト及びブラケットに係合して位置決めを行い、その後、張力調整装置が備える円弧状当接部をプリ―ステーに位置調整可能に固定されているアジャストプーリに押し付け、シリンダを駆動して円弧状当接部をによってアジャストプーリをクランクプーリおよび補機プーリから離れる方向に引き上げてベルトの張力を調整している。

特許文献３に開示される張力調整装置は、伸縮動するシリンダユニットのケーシングにクランクプーリに係合する第１の係合部材を装着し、ピストンロッドの先端にポンププーリに係合する第２の係合部材を取付けている。そして、特に第２に係合部材の構成として、ポンププーリに形成した孔部に係合する係合片部材を設けた構成となっている。

特許文献４に開示される張力調整装置は、ベルト張り調整機の第１押圧部材と第２押圧部材を各プーリに係合させてシリンダユニットによって揺動させると、各押圧部材は各プーリを離間させる方向に付勢し、ベルトに張力を与えるようにしている。

実開昭６２−１４１９５２号公報 実開平０６−０１００２７号公報 特開平０７−３１７８６１号公報 実公平７−５２４４２号公報

特許文献１に開示される張力調整装置にあっては、第１のアタッチメントと第２のアタッチメントがそれぞれアジャストプーリとポンププーリに当接する時に、垂直方向に対して傾いて当接すると、所定の張力を補機ベルトに付加することができない。このため、ベルトの早期摩耗、ベルト鳴きの原因となる。また、特許文献１に開示される張力調整装置にあっては、アタッチメントとプーリとの当接面にローラを配設してプーリの回転をフリーとしフリクションを軽減しているが、プーリとベルトの間のフリクションがプーリの回転を阻害し、適正な張力に調整できない問題がある。

特許文献２に開示される張力調整装置にあっては、エンジンには複数の補機がエンジンに取り付けられるので、作業者の姿勢を考慮して床面から１．５ｍの高さとなるようにオーバヘッドコンベアに吊り下げられた状態で搬送されてくる。そしてエンジンブロックに設けたブラケット及びスタッドボルトの２箇所に吊り下げ状態にある調整装置を位置決め固定するのは、エンジンブロック及び調整装置の双方が揺動している場合もあり、位置決め作業が大変である。
またベルト調整装置の固定箇所が上部のみであるので、搬送によるエンジンの揺動によってアジャストプーリと円弧状当接部が適正な位置で当接しないこともあり、作業者が治具を常時保持する必要がある。

特許文献３に開示される張力調整装置にあっては、ポンププーリに形成された孔部の位相がエンジン毎に異なるため、この位相に前記第２の係合部材の係合片部材を合わせる工数が別途必要になり、孔部が形成されていないポンププーリには適用できないという問題があり、更にベルトと各プーリの当接面のフリクションが大きく正確な張力に設定できない不具合がある。

特許文献４に開示される張力調整装置にあっては、装置が大型化し、コスト高になり、またライン内に装置を敷設する必要があるため、工程編成等の自由度が阻害される不具合がある。

上記課題を解決するため本発明に係るベルト張力調整装置は、基準となるプーリを備えた部材に対する位置決め部材と、調整対象となるプーリを基準となるプーリから離間する方向に押圧する押圧部材と、この押圧部材を駆動する駆動源と、この駆動源の押圧力を複数段に切り替える切替手段と、この切替手段を前記駆動源の押圧力が前記ベルトの張力が設定張力以上から設定張力となるように制御する制御手段とを備える。

このように、押圧部材を駆動する駆動源を複数段、例えば高圧駆動と低圧駆動に切り替えることで、高圧駆動の場合には押圧部材の押圧力が大きくなって設定値以上にベルトの張力が大きくなる。そしてこの後、低圧駆動に切り替えることで押圧力が小さくなり、調整対象となるプーリは基準となるプーリ方向に戻されベルトの張力が設定値となる。このときに調整対象となるプーリの位置が固定される。

また、過剰張力から設定張力に戻る際に、プーリとベルトとの間のフリクションに起因する張力のアンバランスはキャンセルされ、プーリの左右で均一な張力でベルトが張設される。

また本発明に係るベルト張力調整装置としては、吊り下げ状態で移動させるための把持部を左右に有し、一方の把持部の近傍には共用スイッチが設けられ、他方の把持部の近傍にはスタートスイッチと完了スイッチが設けられ、前記共用スイッチとスタートスイッチを同時に押すことで押圧部材が基準となるプーリから離間する方向に移動し、前記共用スイッチと完了トスイッチを同時に押すことで押圧部材が戻り方向に移動する構成とすることができる。このような構成とすることで操作性が大幅に向上する。

また、前記基準となるプーリは例えばエンジンのクランク軸端に取り付けられたクランクプーリ或いはアジャストプーリであり、前記調整対象となるプーリは例えばコンプレッサなどの補機の軸端に取り付けられた補機プーリであり、前記位置決め部材としては、例えばエンジンに結合されたスライドステーに当接する第１係合部と、前記スライドステーに前記第１係合部とは直交する方向から係合する第２係合部と、前記基準となるプーリの軸に係合する筒部と、前記エンジンの表面に当接するロッドからなる。

また、前記ベルトの張力調整作業の完了を知らせる表示ランプを設け、前記位置決め部材にはその先端部が基準となるプーリを備えた部材に当接したことを検出する接触スイッチを設けることで、調整作業が効率化する。

また、本発明に係るベルト張力調整方法は以下の工程からなる。
ベルト張力調整装置を前記基準となるプーリ及び基準となるプーリを備えた部材に対し位置決めする工程。
ベルト張力調整装置が備える押圧部材を前記調整対象となるプーリに当接し、駆動源を高圧で駆動して前記調整対象となるプーリを基準となるプーリから離間させ設定値以上の張力をベルトに作用させる工程。
切替手段を作動させて前記駆動源の駆動を高圧から低圧に切り替え、ベルトの張力が設定値となるまで前記調整対象となるプーリを基準となるプーリ方向に戻し、その位置で調整対象となるプーリを固定する工程。

本発明によれば、従来解消することができなかったベルトとプーリとの間に生じるフリクションの影響をベルトの張力調整から除くことができ、正確な張力調整を行うことが可能となる。

また張力調整装置自体もコンパクトで扱いやすいため、作業性が大幅に向上する。

本発明に係るベルト張力調整装置をエンジンの搬送ラインに適用した状態を示す図 本発明に係るベルト張力調整装置の正面図 本発明に係るベルト張力調整装置の平面図 本発明に係るベルト張力調整装置の底面図 本発明に係るベルト張力調整装置の右側面図 本発明に係るベルト張力調整装置の左側面図 本発明に係るベルト張力調整装置の背面図 図３のＨ−Ｈ断面図 図２のＫ−Ｋ断面図 図２のＬ−Ｌ断面図 本発明に係るベルト張力調整装置の斜視図 本発明に係るベルト張力調整装置を適用したエンジンブロックの斜視図 エア圧切替のサイクル図 別実施例の要部拡大図 別実施例の要部拡大図

以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明に係るベルト張力調整装置１はエンジン組み立てラインに沿って搬送されるエンジンブロック２に適用される。エンジンブロック２はオーバヘッドコンベア３のハンガー４にチェーン５によって吊り下げられている。

一方、ベルト張力調整装置１はオーバヘッドコンベア３と平行に設けられたレール６に沿って走行するローラ７にチェーン８を介して吊り下げられている。

先ず、本発明に係るベルト張力調整装置が適用されるエンジンブロック２は、クランクシャフトの軸端にクランクボルト２１によって固着されるクランクプーリ２２、ウォータポンプの軸２３に固着されるウォータポンププーリ２４、コンプレッサの軸２５に固着されるコンプレッサプーリ２６を備え、これらクランクプーリ２２、ウォータポンププーリ２４及びコンプレッサプーリ２６間にベルト２７が張設されている。

前記コンプレッサプーリ２６はボルト２８を介して一端がエンジンブロック２に締結され、他端がボルト２９を介してエンジンブロック２に取付けたスライドステー３０の長孔３１に締結されている。ボルト２８、２９を緩めた状態でコンプレッサプーリ２６はボルト２８を中心として長孔３１に沿って揺動可能とされている。

また、エンジンブロック２には図示しないチェーンケースを取り付けるためのボルト３２が設けられ、後述するように、このボルト３２を本発明では位置決め用の部材として利用している。

次に、ベルト張力調整装置１の構造を図２〜図１２に基づいて説明する。
ベルト張力調整装置１を構成する主要な部材は、前記チェーン８に吊り下げるためのアーム４０、吊り下げられたベルト張力調整装置１を移動させる際に把持する左右の把持部４１、４２、前記コンプレッサプーリ２６に当接する押圧部材４３、この押圧部材４３を移動させてコンプレッサプーリ２６を前記クランクプーリ２２から離間させる駆動源としてのシリンダユニット４４、このシリンダユニット４４を駆動するためのエアを送り込む高圧作動部４５と低圧作動部４６、前記クランクボルト２１に係合する筒状係合部４７、前記ボルト３１に当接する位置決めロッド４８及び前記スライドステー２９に係合する係合ロッド４９であり、これら部材が後述するように結合してベルト張力調整装置１を構成している。

上記各部材の結合をベルト張力調整装置１の略中心に位置する基板５０を基準にして以下に説明する。
基板５０の下面には前記シリンダユニット４４が固着されている。このシリンダユニット４４のピストンロッド５１は基板５０を貫通して上方に伸び、このピストンロッド５１の先端にはＬ字状アーム５２が取り付けられ、Ｌ字状アーム５２の端部に前記押圧部材４３が取付けられている。この押圧部材４３のコンプレッサプーリ２６との当接面はコンプレッサプーリ２６に倣った円弧状になっている。

基板５０の後端には後部支持プレート５３が固設され、この後部支持プレート５３に上下方向のガイドレール５４が設けられ、一方前記Ｌ字状アーム５２にはこのガイドレール５４に係合する凹型のガイド部材５５が設けられ、シリンダユニット４４の伸縮に伴って前記Ｌ字状アーム５２とこれに取り付けられた押圧部材４３が上下動する。

また、基板５０の一側にはプレート５６が取り付けられ、このプレート５６の上下に把持プレート５７,５８が設けられ、これら把持プレート５７,５８間に前記右側の把持部４２が支持されている。上方の把持プレート５７にはスイッチステー５９が設けられ、このスイッチステー５９にはスタートスイッチ６０と完了スイッチ６１が設けられている。

基板５０の後部支持プレート５３と対向する前端には前記前部支持プレート６２が立設されている。この前部支持プレート６２の一側にはスペーサ部材６３を介して前記吊り下げアーム４０の基端部が取付けられている。

前部支持プレート６２の他側には位置決めアーム６４が取付けられている。この位置決めアーム６４の後側面には把持プレート６５,６６が設けられ、これら把持プレート６５,６６間に前記左側の把持部４１が支持されている。

また、上方の把持プレート６５にはスイッチステー６７が設けられ、このスイッチステー６７には共用スイッチ６８と表示ランプ６９が設けられている。

前記位置決めアーム６４の前側面には前記クランクシャフトの軸端に設けたクランクボルト２１に嵌合する位置決め用の筒状係合部４７が固着されている。
また、位置決めアーム６４の前側面には当接プレート７１が螺着され、この当接プレート７１の先端には前記エンジンブロック２側のボルト３２の頭部に当接して位置決めを行う位置決めロッド４８が取付けられている。

前記位置決めロッド４８よりも基端側のアーム６４の前側面にはＬ字状の支持ロッド７３が螺着され、この支持ロッド７３には別の係合ロッド４９が支持され、この係合ロッド４９の先端には前記スライドステー３０の下側の凹状外形に倣った形状の係合部７５と、前記スライドステー３０に下側から係合する係合凹部７６ａを有する係合部７６が形成されている。

また、基板５０の上方及びその周囲はカバー部材７７で囲まれている。カバー部材７７のうち、両側部のカバー７７ａ、７７ｂには、前部支持プレート６２、支持ロッド７３、Ｌ字状アーム５２、吊り下げアーム４０及びスペーサ部材６３を避けるための切欠が形成され、上方のカバー７７ｃは前記両側部のカバー７７ａ、７７ｂの切欠部を除いた部分に取り付けられ、また前側部のカバー７７ｄは前部支持プレート６２に対応した部分に形成されている。

また、前記後部支持プレート５３には前記高圧作動部４５が支持されている。前記低圧作動部４６は前記シリンダユニット４４の下面に取り付けられた保持プレート７８と制御部カバー７９との間に支持されている。

制御部カバー７９は前記カバー部材７７のうちのアーム側カバー７７ｂに支持され、この制御部カバー７９内には制御部８０が配設されている。この制御部には表示用タイマ８１と圧切替タイマ８２が配設され、また前記高圧作動部４５には圧力計８３と圧力調整ダイヤル８４が設けられ、低圧作動部４６には圧力計８５と圧力調整ダイヤル８６が設けられている。

前記制御部８０には、前記シリンダユニット４４、高圧作動部４５の圧力計８３と圧力調整ダイヤル８４、低圧作動部４６の圧力計８５と圧力調整ダイヤル８６、スタートスイッチ６０、完了スイッチ６１、共用スイッチ６８及び表示ランプ６９が電気的に接続されている。

上記の構成からなるベルト張力調整装置１を用いた補機ベルトの張力調整方法を図１３のタイムチャートを参照しつつ以下に説明する。
先ず、オーバヘッドコンベア３と平行に設けられたレール６に沿って走行するローラ７から垂下するチェーン８にアーム４０の上端を係止し、作業者が把持部４１、４２を握ってベルト張力調整装置１をエンジンブロック２の近傍まで移動する。

次いで、筒状係合部４７をクランクシャフトの軸端に設けたクランクボルト２１に嵌合し、クランクボルト２１を中心としてベルト張力調整装置１を回動させながらコンプレッサプーリ２６とスライドステー３０との間に支持ロッド７３を挿入し、支持ロッド７３に設けた係合部７５、７６をスライドステー３０に係合させ、更に前記当接プレート７１の先端に設けた位置決めロッド４８をエンジンブロック２のボルト３２の頭部に当接させる。これによって、ベルト張力調整装置１のエンジンブロック２に対する位置決めが完了する。

次いで、作業者が把持部４１の上部近傍に配設されている共用スイッチ６８と把持部４２の上部近傍に配設されているスタートスイッチ６０を押すことにより制御部８０がこれを感知し、高圧作動部４５のエア回路を作動させて設定された圧力でシリンダユニット４４にエアを送り込む。

高圧のエアが送り込まれたシリンダユニット４４は伸長端から圧縮を開始し、この動作に連動してロッド５１、Ｌ字状アーム５２及び押圧部材４３が下降し、コンプレッサプーリ２６を下方、即ちクランクプーリ２２から離間する方向に押圧する。すると、コンプレッサプーリ２６はボルト２８,２９で仮止めされている状態なので、ボルト２８を中心としてボルト２９がスライドステー３０の長孔３１に沿って回動する。

上記のスライドステー３０の回動によってクランクプーリ２２、ウォータポンププーリ２４及びコンプレッサプーリ２６間に張設されているベルト２７に設定値以上の張力が作用する。

次いで、所定時間経過後、制御部８０からの指令により高圧作動部４５のエア回路から低圧作動部４６のエア回路に切り替わる。すると、クランクプーリ２２を押圧している力が弱くなり、ベルト２７は自らの弾発力で収縮し、またクランクプーリ２２は前記とは反対方向に若干戻り、ベルト２７に正規の張力が付加された位置においてクランクプーリ２２の回動は停止する。

この時点で表示ランプ６９が点灯するので、作業者はボルト２８,２９を締め付けることでクランクプーリ２２を正規の位置に固定する。

この後、作業者は共用スイッチ６８と完了スイッチ６１を押すと、制御部８０がこれを感知し、シリンダユニット４４の反対側の室にエアを送り込み、シリンダユニット４４に伸長動をなさしめる。すると、ロッド５１、Ｌ字状アーム５２及び押圧部材４３が上方に向かって移動しクランクプーリ２２から離れる。

この後、支持ロッド７３に設けた係合部７５、７６をスライドステー３０から離し、クランクボルト２１から筒状係合部４７を抜き、ベルト張力調整装置１全体をエンジンブロック２から離すことで張力調整作業が終了する。

図１４、図１５は別実施例を示し、図１４に示す実施例にあっては筒状係合部４７の内部にクランクボルト２１に接触したことを感知するスイッチ８７を設け、図１５に示す実施例にあってはエンジンブロック２のボルト３２の頭部に当接して位置決めを行う位置決めロッド４８の先端にスイッチ８８を設けている。
尚、スライドステー３０と係合する支持ロッド７３の係合部７５、７６に検知スイッチを設けてもよい。

上記スイッチ８７,８８を設けた場合、これらスイッチ８７,８８がクランクボルト２１またはボルト３２を検知していない状態では、仮に共用スイッチ６８及びスタートスイッチ６０を押しても、ベルト張力調整装置１は作動しないように設定している。

本発明に係るベルト張力調整装置は例えば搬送中のエンジンブロックの補機プーリに掛け渡されたベルトを搬送中に調整することに利用することができる。

１…ベルト張力調整装置、２…エンジンブロック、３…オーバヘッドコンベア、４…ハンガー、５…チェーン、６…レール、７…ローラ、８…チェーン、２１…クランクボルト、２２…クランクプーリ、２３…ウォータポンプの軸、２４…ウォータポンププーリ、２５…コンプレッサの軸、２６…コンプレッサプーリ、２７…ベルト、２８、２９、３２…ボルト、３０…スライドステー、３１…長孔、４０…吊り下げアーム、４１、４２…把持部、４３…押圧部材、４４…シリンダユニット、４５…高圧作動部、４６…低圧作動部、４７…筒状係合部、４８…位置決めロッド、４９…係合ロッド、５０…基板、５１…ピストンロッド、５２…Ｌ字状アーム、５３…後部支持プレート、５４…ガイドレール、５５…ガイド部材、５６…プレート、５７,５８…把持プレート、５９…スイッチステー、６０…スタートスイッチ、６１…完了スイッチ、６２…
支持プレート、６３…スペーサ部材、６４…位置決めアーム、６５,６６…把持プレート、６７…スイッチステー、６８…共用スイッチ、６９…表示ランプ、７１…当接プレート、７３…支持ロッド、７５、７６…係合部、７６ａ…係合凹部、７７…カバー部材、７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄ…カバー、７８…保持プレート、７９…制御部カバー、８０…制御部、８１…表示用タイマ、８２…圧切替タイマ、８３、８５…圧力計、８４、８６…圧力調整ダイヤル、８７、８８…検知スイッチ。

Claims (6)

1. 基準となるプーリと調整対象となるプーリ間に張設されたベルトの張力を調整する装置であって、この装置は前記基準となるプーリを備えた部材に対する位置決め部材と、前記調整対象となるプーリを基準となるプーリから離間する方向に押圧する押圧部材と、この押圧部材を駆動する駆動源と、この駆動源の押圧力を複数段に切り替える切替手段と、この切替手段を前記駆動源の押圧力が前記ベルトの張力が設定張力以上から設定張力となるように制御する制御手段とを備えることを特徴とするベルト張力調整装置。
2. 請求項１に記載のベルト張力調整装置において、このベルト張力調整装置は吊り下げ状態で移動させるための把持部を左右に有し、一方の把持部の近傍には共用スイッチが設けられ、他方の把持部の近傍にはスタートスイッチと完了スイッチが設けられ、前記共用スイッチとスタートスイッチを同時に押すことで押圧部材が基準となるプーリから離間する方向に移動し、前記共用スイッチと完了スイッチを同時に押すことで押圧部材が戻り方向に移動することを特徴とするベルト張力調整装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のベルト張力調整装置において、前記基準となるプーリはエンジンのクランク軸端に取り付けられたクランクプーリ或いはアジャストプーリであり、前記調整対象となるプーリはコンプレッサなどの補機の軸端に取り付けられた補機プーリであり、前記位置決め部材はエンジンに結合されたスライドステーに当接する第１係合部と、前記スライドステーに前記第１係合部とは直交する方向から係合する第２係合部と、前記基準となるプーリの軸に係合する筒部と、前記エンジンの表面に当接するロッドからなることを特徴とするベルト張力調整装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載のベルト張力調整装置において、前記ベルトの張力調整作業の完了を知らせる表示ランプが設けられていることを特徴とするベルト張力調整装置。
5. 請求項１乃至３の何れかに記載のベルト張力調整装置において、前記位置決め部材にはその先端部が基準となるプーリを備えた部材に当接したことを検出する接触スイッチが設けられていることを特徴とするベルト張力調整装置。
6. 基準となるプーリと調整対象となるプーリ間に張設されたベルトの張力を調整すべく以下の工程からなることを特徴とするベルト張力調整方法。
   ベルト張力調整装置を前記基準となるプーリ及び基準となるプーリを備えた部材に対し位置決めする工程。
   ベルト張力調整装置が備える押圧部材を前記調整対象となるプーリに当接し、駆動源を高圧で駆動して前記調整対象となるプーリを基準となるプーリから離間させ設定値以上の張力をベルトに作用させる工程。
   切替手段を作動させて前記駆動源の駆動を高圧から低圧に切り替え、ベルトの張力が設定値となるまで前記調整対象となるプーリを基準となるプーリ方向に戻し、その位置で調整対象となるプーリを固定する工程。

Images