JPH0272252A

JPH0272252A - 揺動型チェックボール式オートテンショナ

Info

Publication number: JPH0272252A
Application number: JP22044088A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Okamoto; 岡本　伸夫; Hiroyuki Inoue; 博之井上
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1988-09-05
Filing date: 1988-09-05
Publication date: 1990-03-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ベルトの張力を一定に維持するためのテンシ
ョナに関するものである。より詳細には、自動車用ＯＨ
Ｃ或いはＤＯＨＣエンジンのカムシャフト駆動用タイミ
ングベルト及び補機駆動用ベルト等の張力を常に安定し
て維持するためのオートテンショナに関するものである
。

従来の技術とその課題従来、前述のベルトに張力を付与するためのテンショナ
には、固定式のテンショナ、シッックダンバ方式のオー
トテンショナ等がある。

固定式テンショナは、エンジンブロックに固定して取付
けられ、タイミングベルトに張力を付与する。この固定
式テンショナには次の問題がある。

（１）取付時のベルト張力の初期設定が必要である。

エンジン組立時において、クランクシャフトとカムシャ
フトとのタイミングをとりながらベルト張りを行うため
、その張力を調整しながらテンショナの取付位置を決め
なければならず面倒である。

（２）エンジン駆動時におけるベルト張力変動への対応
ができない。

エンジン回転は、滑らかに行われなければならない。こ
のようなテンショナでは、ベルトの張力の変動に伴い、
均一な張力を与えることができない、そのため、張力不
足による歯飛び、或いは過大張力によるベルトの摩耗、
騒音の原因ともなる。

（３）温度上昇による張力変化への対応ができない。

エンジンの温度上昇によるエンジンブロックの熱膨張が
タイミングベルトの伸びより大きいために、高温時には
ベルトの張力は始動時より大きくなり、張りすぎ傾向と
なってベルトの摩耗と騒音の原因になる。

最近では、固定式テンショナに代わって、ベルトの張力
変動に応答し、一方向に迅速、逆方向には緩徐に作動す
るテンショナが提案されている。

その例として、シゴソクダンバ方式のオートテンショナ
がある。このテンショナは、エンジンブロックに軸支さ
れたアームに付勢力を与えることによりタイミングベル
トに張力を付与する。そして、チエツクボール機構を有
する油圧シリンダを設け、前記作動を実現している。

しかし、次のような問題を残している。

（１）レイアウト上プーリ以外のスペースを要する。

各自動車メーカごとにエンジンまわりのレイアウトが異
なり、テンショナの配置位置が変わる。

したがって、油圧シリンダの取付方法も各社各様となり
、標準化が困難である。

（２）価格が高い。

プーリ及び油圧シリンダが、それぞれ独立しているので
、部品点数が多くなり、また上記のように標準化が困難
なことから多品種少量生産傾向となり、コスト高となる
。

本発明の目的は、所定の張力をベルトに付与しながら急
激な張力増大を吸収して安定した張力の維持ができ、か
つ、ベルトの急、激な緩みに対して即応する機能を有し
、さらに比較的小型で安価なオートテンショナを徒供す
ることにある。

課題を解決するための手段本発明は、固定軸と、前記固定軸に対し揺動可能な偏心
体と、該偏心体に旋回力を付与するばね手段と、前記固
定軸と前記偏心体との間に前記固定軸に同心に設けられ
流体が封入された環状室と、該室内に設けられた流量可
変手段とを有してなり、前記流量可変手段は、前記固定
軸及び前記偏心体のそれぞれに形成され前記室を分割す
る一対の分割部材と、該分割部材の一方に設けられたチ
エツクボール機構からなるオートテンショナにより前記
課題を解決した。

作　　　　　　　　　用ばね手段が偏心体に付与する旋回力によってベルトの張
力が調節される。ベルトに張力を付与する方向及びその
逆方向では、旋回動作速度が次のように異なる。

例えばベルトが緩み、ばね手段によって偏心体がベルト
の張力を回復させる方向に移動する場合、チエツクボー
ル機構が開いて分割された室の間で流体の移動を許す。

その結果、テンショナはベルトの張力を迅速に回復する
。

また、ベルト張力が象、激に増大して偏心体を後退させ
ようとする場合、チエツクボール機構が閉じ、偏心体の
後退移動を阻止する。しかし、摺動部分におけるわずか
な間隙が流体の移動をゆるやかに許すので、その結果、
偏心体は継続する力に対しては緩徐に応答し、ベルトは
適性な張力に復帰する。

このように、本発明のテンショナは、一方には迅速に作
動し、他方へは緩徐に作動して、ベルトの張力を一定に
維持する。

実　　　　施　　　　例オートテンショナｌＯは、第１図、第２図に示されるよ
うに、固定軸２０とこの固定軸２０に対し揺動可能に取
付けられた偏心体２２を有してなる。

固定軸２０は、フランジ付きボルト１５、スプリングワ
ッシャ１６及び平ワツシヤ１７によってエンジンブロッ
ク■４に押付けられ確実に固定されている、偏心体２２
は、下部ハウジング２４と上部ハウジング２６を有して
なり、固定軸２０との間で環状室２８が形成される。

固定軸２０は、エンジンブロック１４側に第１の円筒表
面２０ａを、フランジ付きボルト１５のヘッド側に第２
の円筒表面２０ｂを、これら円筒表面２０ａ、２０ｂの
間において両端で軸に対して直角の面を形成して拡径し
た段部２０ｃを有している。

下部ハウジング２４は、段部２０ｃとエンジンブロック
１４の間において第１の円筒表面２Ｏａ上に位置し、エ
ンジンブロック１４との間に介装されるブシュ３０ａの
間で、固定軸２０に対して旋回自由である。２４ａは固
定軸２０と同心の凹所、２４ｂ、２４ｃは固定軸２０と
同心の外周面である。

一方、上部ハウジング２６は、段部２０ｃとフランジ付
きボルト１５のヘッドの間において、第２の円筒表面２
０ｂ上に位置し、ボルト１５のヘッドとの間に介装され
るブシュ３０ｂにより、固定１ｄ１２０に対して旋回自
由である。２６ａは固定軸２０と同心の凹所、２６ｂ、
２６ｃは、固定軸２０と寸法ｅだけ偏心した外周面であ
る。

偏心体２２は、固定軸２０の段部２０ｃの両側において
上部ハウジング２６の凹所２６ａに下部ハウジング２４
の外周面２４ｃを圧入することにより組立てられる。前
述のように固定軸２０、下部ハウジング２４及び上部ハ
ウジング２６とで、固定軸２０と同心の円筒環状の室が
形成される。

３２ａ、３２ｂ、３２ｃは０リングであり、室に封入さ
れる流体の漏れを防止する。

上部ハウジング２６の偏心する外周面２６ｂには、ボー
ルヘアリング（転がり軸受）３４を介して回転自由なプ
ーリ３６が取付けられている。タイミングベルト１３は
、その背面部をプーリ３６に当接し、偏心体２２が固定
軸２０に対して揺動することにより張力を調整される。

偏心体２２の揺動時の軸方向移動はブシュ３０ａ、３０
ｂにより規制され、その摩耗が防止される。

タイミングベルト１３に張力を付与する手段はコイルば
ね３８である。上部ハウジング２６に設けられた案内ビ
ン４０とエンジンブロック１４に設けられたピン４２に
係止され、下部ハウジング２４の外周面２４ｂ上に巻装
されるコイルばね３８は、タイミングヘルド１３の張力
を付与する方向に偏心体２２を付勢する。

このように、本発明のオートテンショナＩＯは、プーリ
３６の内側に全ての部材が収納され、コンパクトである
。

本発明のオートテンショナはさらに、第３ｂ。

４ｂ、５ｂ図に示されるように、偏心体２２を一方向へ
迅速に、逆方向へ緩徐に１動させるための流量可変手段
が設けられている。この流量可変手段は、環状室２８内
に設けられた２つの分割部材４４．４６と、一方の分割
部材に設けられたチエツクボール機構４８からなる。

分割部材４４は、固定軸２０と一体的に形成（別体に設
けて固定してもよい、）されており、室を分割するよう
になっている。しかし、分割部材４４と偏心体２２の内
周面の間には、わずかな隙間が存在しており、分割部材
４４はこの内周面に対して摺動可能である。

他方の分割部材４６は、偏心体２２の内周面に一体的に
設けられており（同じく、別体に設けて固定してもよい
。）、同じく室を分割するようになっている。また、固
定軸２０との間にはわずかな隙間が存在して摺動可能と
なっている。

これらの分割部材４４．４６で環状室２８を２分割する
。固定軸２０に対する偏心体２２の揺動が両室２８ａ、
２８ｂの容積を増減させる。第５ｂ図のようにタイミン
グベルト１３が偏心体２２を後退方向に旋回させようと
する時に容積が小さくなる方が高圧側密閉室２８ａ、大
きくなる方が低圧側密閉室２８ｂである。

固定軸２０と一体の分割部材４４は、さらに、チエツク
ボール機構４８を具え、このチエツクボール機構４８は
、第３ｂ、４ｂ、５ｂ図かられかるように、弁座４８ａ
、チエツクボール４８ｂ。

スプリング４８ｃ及びリテーナ４８ｄからなり、ベルト
１３の張力を回復する方向への流体の移動のみを許すよ
うになっている。なお、逆に、他方の分割部材４６にチ
エツクボール機構が設けられる場合もある。

室２８ａ、２８ｂに封入される流体は、粘性流体である
シリコンオイルが好ましい。粘度は１００からＩＱＯＯ
Ｃ３Ｔの範囲のものが！沢でき、その粘度の設定により
高圧側密閉室２８ａと低圧側密閉室２８ｂ間の流動速度
、すなわち偏心体２２の揺動する速度を自由に設定でき
る。また、シリコンオイルは温度に対する粘度変化が小
さく、耐熱性にも優れているという特徴を有し、テンシ
ョナのような高温のエンジン近辺で使用される場合にも
、その特性の低下をきたさない。しかし、流体は通常の
オイルであってもよい。

流動速度は、以上のように流体の種類の選択によって設
定してもよいし、それぞれの分割部材４４．４６と固定
軸２０及び偏心体２２の隙間の大きさによっても設定し
てもよい。また、固定軸２０に偏心体２２より熱膨張係
数の大きい材質のものを使用すると、温度上昇に伴い隙
間が減少するので、粘性低下による速い流動が規制され
、テンショナとしての略々一定の機能を維持−すること
ができる。

符号４９は、流体封入口であり、低圧側密閉室側に設け
られ、気密性の高いテーパリング４９ａ等のプラグで封
止される。室内に混入した空気が高圧側密閉室８ａへ侵
入することを防止するため、低圧側密閉室２８ｂが上側
、高圧側密閉室２８ａが下側となるようにテンショナを
取付けるとよい。

以上の構成のオートテンショナ１０を取りつけるには、
第１図、第３ａ図、第３ｂ図に示されるように、フラン
ジ付きボルト１５を締付けてエンジンブロンク１４に取
付けられ、偏心体２２とエンジンブロンク１４の間にコ
イルばね３８を装着するだけでよい、コイルばね３８は
、固定軸２０を中心として偏心体２２に付勢力を与える
。すると、プーリ３６がタイミングベルト１３の背面を
押圧をする。偏心体２２はばね張力とベルト張力が釣り
合った位１で停止し、タイミングベルト１３の緩みを解
消する。

２＆ｌ可変手段は次のように機能する。タイミングベル
）１３の張力が変化すると、コイルばね３８は、ベルト
Ｉ３の張力を適性に維持しようとして偏心体２２を揺動
させる。これに伴い分割部材４６が移動して、室２８ａ
、２８ｂの容積を互いに変化させて画室に圧力差を発生
させる。

分割部材４６が第４ａ図、第４ｂ図のようにタイミング
ベルト１３に張力を付与する方向に移動する場合、低圧
側密閉室２８ｂの流体は圧力を受ける。したがって、チ
エツクボール機構４８は開くから、流体は移動を許され
、偏心体２２は容易に旋回でき、タイミングベル）１３
の張力を迅速に回復する。

分割部材４６が第５ａ図、第５ｂ図のようにタイミング
ベルト１３から張力を受ける方向に移動する場合、高圧
側密閉室２８ａの流体は圧力を受ける。したがって、チ
エツクボール機構４８は閉じるから、流体は移動を阻止
され、偏心体２２は後退方向へ移動できない、しかし、
実際には、分割部材４４．４６の摺動部分にはわずかな
隙間が存在する。これは完全な密閉（シール）は事実上
不可能であることによる。流体はこのわずかの隙間を通
じて、低圧側密閉室２８ｂ側に時間をかけて移動するか
ら、継続する力に対しては緩徐に偏心体２２の後退方向
への旋回を許す。

このようにして、一方の室から他方の室への流体の流れ
る速度と、他方の室から一方の室の流体の流れる速度を
異ならせ、ベルトの張力の調節が行われる。

このオートテンショナｌＯの基本的な作動は前述のとお
りである。以下、実際の自動車用エンジンに装着した場
合において、その作動を説明する。

例えば、エンジン低温時、両タイミングプーリ１１．１
２の距離が、タイミングベルト１３の収縮より小さくな
ってベルトが緩む場合には、第４ａ図、第４ｂ図のよう
に、偏心体２２は円筒コイルばね３８からタイミングベ
ルト１３の張力を回復させる方向に付勢力を受ける０分
割部材４６は低圧側密閉室２Ｂｂ側に移動するから、チ
エツクボール機構４８が開いて流体は迅速に移動し、偏
６体２２の旋回を許す。したがって、ダンパ効果（移動
を吸収する効果）は働かずテンショナｌＯはヘルドの張
力を回復する方向へ速やかに応答することになる。

逆に、エンジン高温時は、第５ａ図、第５ｂ図に示すよ
うに、タイミングプーリ１１．１２間の伸びがタイミン
グベルト１３の伸びを上回ると、過大張力が発生し、タ
イミングベルト１３は偏心体２２を押圧する。このとき
、高圧側密閉室２８ａは圧力を受けてチェックボール機
構４８が閉し、流体の移動は阻止される。しかし、流体
はわずかの隙間を通じて両室間での移動を許されるから
、偏心体２２は緩徐に旋回し徐々に過大張力を解消する
。

また、低温高温に拘わらず、エンジン始動直後等、タイ
ミングベルト１３が激しく振動する場合には、上記の作
動が顕著に行われ、タイミングヘルド１３に生じる衝撃
力に対してダンパ効果を発揮することができる。

このように、テンショナ１０は、タイミングベル１−１
３が緩むとき、張力を付与する方向へ迅速に旋回し、急
激に張力が増大するとき、衝撃力を緩和する方向へ緩徐
に旋回することになる。

また、従来のショックダンパ方式のオートテンショナと
比べ、アームの長さに相当する偏心ＦＪｅが小さいので
、タイミングベルト１３からの衝撃トルクも緩和できる
傾向になる。

なお、本発明のオートテンショナは第８図、第９図に示
されるようにＤＯＨＣエンジンにも通用される。この場
合、クランクシャフト用プーリ１１と２つのカムシャフ
ト用プーリ１２ａ、１２ｂ或いは１２ｃ、１２ｄに巻き
掛けられたタイミン。

グベルト１３ａ、１３ｃの背面を押圧するように、固定
アイドラ１８ａＦＪｊ、いはＬ８ｃ、１８ｄとオートテ
ンショナ１０ａ、ｌｏｃが装着される。

以上のオートテンショナは、上記作用のほか、流量可変
手段をブーり内部に設けられるから、軸方向寸法を短縮
するのに有効である。次に説明する実施例は、テンショ
ナの軸方向寸法の短縮及びコンパクト化に寄与するとと
もに、さらに半径方向寸法も小さくできる構造となって
いる。

第２実施例のオートテンショナ１０″は、第６図に示す
構造であり、第１実施例と実質的な構成は同じである。

相違点はプーリ３６′と環状室、従って流量可変手段４
４’、４６’、４８’が軸方向にずらせて設けられてい
る点である。この構造により、プーリ３６′の外径と環
状室は互いの寸法に関係なく各々独自に寸法を設定する
ことができる。そして、ブーり外径の縮小により、偏心
体２２′の慣性モーメントは減少し、ベルトの微小な張
力変動に対する追従性が高まって、振動を吸収するのに
を効である。また、ボールベアリング３４′を第６図に
示すように複列にでき、プーリ３６′の安定性を増すこ
とも可能となる。符号４７ａ、４７ｂは、低圧側密閉室
２８ｂに連通ずるオイルリザーバーとこのオイルリザー
バーを覆うダイヤフラムであり、温度変化による流体の
体積の膨張・収納を補償するとともに、混入空気の受は
入れ部として機能する。符号４／ｃは空気の出入り孔で
ある。

また、ばね手段は第７図のような、引張ばね３８′によ
る構造のもののほか、３８′のような圧縮ばねにより偏
心体２２′に旋回力を付与するものもある。

発明の効果本発明によるオートテンショナは、従来技術の項で述べ
たチエンクボール式のように、一方向には迅速に、逆方
向には緩徐に作動する機能を具えているほか、プーリの
内側に全ての部品が収納され、コンパクトな構成となる
。このことにより部品点数が削減され、コストダウンも
可能となる。

なお、請求項（３）の構成では、プーリ外径を小さく、
環状室を大きくすることができる。

そして、請求項（４）の構成では、流体の膨張・収納に
よる容積変化を補償することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のオートテンショナの実施例であり、第１
図は第１実施例のオートテンショナのエンジンブロック
への取付時の断面図、第２図は第１図の分解斜視図、第
３ａ図は取付直後のテンショナとタイミングヘルドの関
係を示す正面図、第３ｂ図は第３ａ図に対応する断面図
、第４ａ図はタイミングベルトに張力を付与する方向に
テンショナが作動したときのテンショナとタイミングベ
ルトの関係を示す正面図、第４ｂ図は第４ａ図に対応す
る断面図、第５ａ図はタイミングヘルドの過大張力を吸
収する方向にテンショナが作動したときのテンショナと
タイミングヘルドの関係を示す正面図、第５ｂ図は第５
ａ図に対応する断面図、第６図は第２実施例のオートテ
ンショナのエンジンブロンクへの取付時の断面図、第７
図は第６図の正面図、第８図と第９図は他の使用例を示
す模式図である。１０．１０’・・・オートテンショナ２０・・・固定軸２２．２２’・・・偏心体２４・・・下部ハウジング（偏心体）２６・・・上部ハウジング（偏心体）２８・・・環状室雷２８ａ・・・弯圧側密閉室８ｂ・・・　低圧側密閉室８．３８’、３８“・・・ばね手段４・・・分割部材（流量可変手段）６・・・分割部材（流量可変手段）８・・・チエツクボール機構（流量可変手段）第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定軸と、前記固定軸に対し揺動可能な偏心体と
、該偏心体に旋回力を付与するばね手段と、前記固定軸
と前記偏心体との間に前記固定軸に同心に設けられ流体
が封入された環状室と、該室内に設けられた流量可変手
段とを有してなり、前記流量可変手段は、前記固定軸及
び前記偏心体のそれぞれに形成され前記室を分割する一
対の分割部材と、該分割部材の一方に設けられたチェッ
クボール機構からなることを特徴とする、オートテンシ
ョナ。
（２）前記偏心体の外側に転がり軸受を介してベルト背
面に圧接して回転するプーリを有する請求項１のオート
テンショナ。
（３）前記室が前記プーリに対して軸方向にずらせた位
置に設けられている、請求項２のオートテンショナ。
（４）前記室に連通するオイルリザーバーと該リザーバ
ーを覆うダイアフラムを有する、請求項１乃至３のオー
トテンショナ。