JPS62274143A - ベルトテンシヨナ - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、無端状に掛は渡されたベルトに所定の張力を
付与するためのベルトテンショナに関するもので、特に
、偏心支持されるテンショナプーリを用い、ベルトの伸
びに追随して自動的にベルトの張力が調整されるように
したベルトテンショナに関するものである。

（従来の技術） 例えば自動市川エンジンにおいては、カムシャフトをク
ランクシャフトに連動して回転させる必要があるので、
カムシャフト及びクランクシャフトにそれぞれカムプー
リ及びクランクブーりを取り付け、それらのブーりにタ
イミングベルトを無端状に掛は渡して、クランクシャフ
トからカムシャフトへの回転伝達を行わせるようにする
ことが多い、その場合、オーバヘッドカム式エンジンで
はタイミングベルトの長さがかなり長いものとなるので
、温度変化や経時変化等によってそのベルトに伸びが生
じることがある。そのようにタイミングベルトが伸びる
と、タイミング位相がずれたり異音が発生したりしてし
まう、そこで、通常、このようなベルト伝動機構には、
ベルトに−・定の張力を付榮し得るベルトテンショナが
設けられている。

そのようなベルトテンショナには種々のものがあるが、
エンジン用に適したコンパクトなものとして、偏心ブー
りを用いたものが考えられている。その偏心ブーりは、
ベルトに圧接される外筒と、その外筒を回転自在に支持
する内筒とを備えている。そして、その内筒が、外筒の
回転中心から偏心した偏心軸によって、エンジン本体等
の固定壁面に支持されている。したかって、その偏心軸
を中心としてプーリを揺動させることによって、ベルト
の張力が調整される。

更に、このように偏心支持されるテンショナプーリを用
いたベルトテンショナには、特公昭５Ｂ−７８５６号公
報、特開昭５７−１９８３０６号公報等に示されている
ように手動によってプーリを揺動調整するようにしたも
ののほか、実開昭５６−１４４８５３号公報や実開昭５
８−１５１７３８号公報等に示されているように常にベ
ルトを緊張させる方向にプーリを揺動付勢するようにし
たものも考えられている。このようにテンショナプーリ
を付勢することによって、ベルトの伸びに追随して自動
的にベルトの張力が調整されるようになる。

このようにテンショナプーリを揺動付勢する場合、従来
は、その手段として、一般には上記公報に示されている
ようにスプリングが用いられていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、そのようにスプリングによってテンショ
ナプーリを揺動させるようにしたものでは、スプリング
の強さが限られているので、プーリが強固に保持される
ようにすることはできない、しかも、偏心軸がブーり内
に設けられており、その偏心軸とスプリングがプーリに
係止される点との間の距離が限られているので、プーリ
に大きな揺動モーメントを付与することもできない、そ
のために、そのようなベルトテンショナでは、ベルトか
ら大きな荷重が加えられたとき、逆方向に揺動されてし
まうという問題がある。

ところで、実開昭５７−１５５３５０号公報に示されて
いるように、油圧アジャスタによってシューをベルトに
圧接させ、それによってベルトを緊張させるようにした
ベルトテンショナが知られている。このような油圧アジ
ャスタを用いると、一定の油圧でテンショナのストロー
クが自動的に調整されるようになり、しかも、ベルトか
ら加えられる大荷重にも酎え得るものとなる。

そこで、上述のように偏心支持されるテンショナプーリ
に、このような油圧アジャスタによって揺動力を加える
ようにすることが考えられる。しかしながら、油圧アジ
ャスタには、多少の応答遅れがある。また、作動油の温
度が上昇すると粘性が低下するので、リーク量が増大し
、圧力が低下するという欠点もある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、コンパクトで、しかも大荷重に耐え得
るとともに、応答性がよく、温度変化に対しても影響を
受けることの少ない自動張力調整式ベルトテンショナを
得ることである。

（問題点を解決するための手段） この［１的を達成するために、本発明では、偏心軸を中
心として揺動自在に支持されたテンショナプーリに、油
圧アジャスタとスプリングアジャスタとの両方によって
、ベルトを緊張させる方向の揺動力を加えるようにして
いる。その油圧アジャスタ及びスプリングアジャスタは
、偏心軸の両側においてそれぞれテンショナプーリと係
合するようにされている。

（作用） このように構成することにより、ベルトから加えられる
荷重は、油圧アジャスタ及びスプリングアジャスタによ
って支持されるようになる。そして、油圧アジャスタは
大きな力を発揮し得るので、その油圧アジャスタがテン
ショナプーリに係合する位置と揺動中心である偏心軸と
の間の距離が小さくても、ベルトは緊張状態で確実に保
持される。したがって、そのベルトテンショナを、コン
パクトでありながら大荷重に＋６ｔえ得るものとするこ
とができる。

また、テンショナプーリがスプリングアジャスタによっ
て揺動付勢されるので、ベルトに伸びが生じたときには
直ちにテンショナプーリが追随する。したがって、油圧
アジャスタとスプリングアジャスタとの両方の長所を兼
ね備えたベルトテンショナとなる。

そして、油圧アジャスタとスプリングアジャスタとが偏
心軸の両側に配設されることにより、ベルトテンショナ
全体をコンパクトに構成することができるようになる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図は、本発明によるベルトテンショナをエンジンのカム
シャフト駆動装芒に適用した一実施例を示すもので、第
１図はそのカムシャフト駆動装この正面図であり、第２
図はその要部の拡大図である。また、第３図及び第４図
はそのベルトテンシ目すの断面図及び下面図であり、第
５図は油圧アジャスタの縦断面図である。

第１図から明らかなように、このエンジンｌはダブルオ
ーバヘッドカム式エンジンであ’Ｊ、エンジン本体２の
一端面には、一対のカムシャフト３．３をクランクシャ
フト４によって駆動するカムシャフト駆動装は５が設け
られている。このカムシャフト駆動装置５は、クランク
シャフト４に堆り付けられたクランクプーリ６とカムシ
ャフト３，３に取り付けられたカムプーリ７．７との間
にタイミングベルト８を無端状に掛は渡したもので、ク
ランクシャフト４の回転によってタイミングベルト８が
図で左回りに回転駆動されるようになっている。タイミ
ングベルト８の張り側、すなわち図で左側のカムプーリ
７とクランクプーリ６との間の部分の背面には、他の被
動ブー９９が圧接されており、この被動プーリ９によっ
てウォータポンプ等の補機が駆動されるようになってい
る。この被動プーリ９は、エンジン本体２のシリンダブ
ロック２ａによって支持されている。

タイミングベルト８のゆるみ側、すなわち図で右側のカ
ムプーリ７とクランクプーリ６との間には、ベルトテン
ショナ１０が設けられている。このベルトテンショナ１
０は、テンショナプーリ１１．油圧アジャスタ１２、及
びスプリングアジャスタ１３を有するもので、これらは
エンジン本体２のシリンダヘッド２ｂによって支持され
ている。

第１〜３図から明らかなように、テンショナプーリ１１
は、タイミングベルト８の背面に圧接される円環状の外
筒１４と、この外筒１４をベアリング１５を介して回転
自在に支持する内筒１６とによって構成されている。内
筒１６は、外筒１４の回転中心から偏心した位置にベア
リング１７を介して挿通され、固定壁面であるシリンダ
ヘッド２ｂの端面にねじ１８ａによって固着される偏心
軸１８により、回転自在に支持されている。こうして、
テンショナプーリ１１は、偏心軸１８を中心として、第
１図で左右方向に揺動させ得るようにされている。

テンショナプーリ１１とシリンダヘッド２ｂとの間には
、中央部を偏心軸１８が回転自在に貫通する長円形状の
駆動板１９が取り付けられている。この駆動板１９には
、テンショナプーリ１１の内筒１６側に向けて突出する
複数個のボス２０．２０が一体に設けられており、この
ボス２０．２０に円筒１６側からポルト２１゜２１が締
め付けられ、それによって内筒１６と駆動板１９とが一
体的に結合されている。

駆動板１９の長手方向両端部には、シリンダベンド２ｂ
側の面に、それぞれベアリング２２゜２３がポル）２４
，２４によって取り付けられている。下方のベアリング
２２は、偏心軸１８に対してテンショナプーリ１１の外
筒１４の回転中心とは反対側に位置するようにされてい
る。また、上方のベアリング２３は、偏心軸１８に対し
て外筒１４の回転中心側に位置するようにされている。

そして、上方のベアリング２３と偏心軸１８との間の距
離は、下方のベアリング２２と偏心軸１８との間の距離
より大きくされている。

第２図から明らか外ように、下方のベアリング２２の外
周面には、油圧アジャスタ１２の先端が当接するように
なっている。また、上方のベアリング２３の外周には、
スプリングアジャスタ１３の先端部が係止されるように
なっている。すなわち、油圧アジャスタ１２は、偏心軸
１８に対してテンショナプーリ１１の外筒１４の回転中
心とは反対側でテンショナプーリ１１と係合し、スプリ
ングアジャスタ１３は、偏心軸１８に対して外筒１４の
回転中心側でテンショナプーリ１１と係合するようにさ
れている。そして、これら油圧アジャスタ１２及びスプ
リングアジャスタ１３は、第３，４図に示されているよ
うに、テンショナプーリ１１を含むｆ面、すなわちタイ
ミングベルト８が掛は渡されるモ面と、シリンダヘッド
２ｂの端面との間において、タイミングベルト８によっ
て囲まれる内側に向かってほぼ平行に延びるように配設
されている。

油圧アジャスタ１２は、ボルト２５によってシリンダヘ
ッド２ｂのポス２６に固着される先端が開放された中空
円筒状のハウジング２７を有している。第５図に示され
ているように、このハウジング２７内には、先端が開放
された中空円筒状のシリンダボディ２８が嵌合されてい
る。このシリンダボディ２８は、ハウジング２７の基端
面に螺合され、ロックナツト２９によりロックされる調
整ポルト３０によって、そのハウジング２７からの突出
量が調整されるようになっている。

シリンダボディ２８内には、先端部が小径とされたプラ
ンジャ３１が摺動自在に嵌合され、そのプランジャ３１
によって圧力室３２が区画形成されている。この圧力室
３２内には、プランジャ３１を突出させる方向に付勢す
るスプリング３３が圧縮状態で収容されている。プラン
ジャ３１内には、軸方向に貫通する油路３４が設けられ
ている。その油路３４の先端側は、プランジャ３１の先
端に固着されるプランジャキャップ３１ａによって油密
に密封されている。また、油路３４の基端開口３４ａは
、プランジャ３１の基端面に取り付けられた逆止弁３５
によって開閉されるようになっている。この逆止弁３５
は、油路３４内の油圧より圧力室３２内の油圧の方が高
いときには、その基端開口３４ａを閉じるものとされて
いる。

シリンダボディ２８の先端部とプランジャ３１の先端部
との間は、ゴム等の柔軟な材料からなるダイヤフラム３
６によって、油密に密封されている。こうして、プラン
ジャ３１の先端側の小径部の外周にリザーバ室３７が形
成されている。このリザーバ室３７は、給油孔３８を介
してプランジャ３１内の油路３４に連通ずるようにされ
ている。また、プランジャ３１内には、その大径部の外
周面、すなわちシリンダボディ２８との摺合面に開口し
、油路３４に連通ずる排油孔３９が設けられている。

このように構成された油圧アジャスタ１２の圧力室３２
、リザーバ室３７、油路３４、給油孔３８及び排油孔３
９内には、プランジャキャップ３１ａを外して油路３４
から作動油を充填することにより、作動油が充満するよ
うにされている。そして、そのプランジャ３１のキャッ
プ３１ａが、駆動板１９に取り付けられたベアリング２
２の外周面に接触した状態で保持されるようになってい
る。プランジャ３１の最大突出量は、シリンダボディ２
８の先端部内局面に取り付けられたストー／パリング４
０によって制限されるようになっている。

一方、スプリングアジャスタ１３は、第２図に示されて
いるように、アイボルト４１とコイルスプリング４２と
によって構成されている。

アイポル）４１は、その先端部が、駆動板１９に取り付
けられたベアリング２３の外周に嵌合されている。そし
て、そのアイポルト４１は、シリンダボディ２ｂに設け
られたブラケット４３に十分な遊びをもって挿通されて
いる。アイポルト４１のノ、（端側にはスプリングリテ
ーナ４４が取り付けられており、そのリテーナ４４とブ
ラケット４３との間に、コイルスプリング４２が圧縮状
態で装着されている。リテーナ４４の位置は、調整ナツ
ト４５によって調整されるようになっている。

こうして、スプリングアジャスタ１３によって、テンシ
ョナプーリ１１が第１図で左方向、すなわちタイミング
ベルト８を緊張させる方向に揺動するように付勢されて
いる。

次に、このように構成されたベルトテンショナ１０の作
用について説明する。

エンジンｌの作動時には、クランクシャフト４の回転に
よってクランクプーリ６が回転し、その回転がタイミン
グベルト８を介してカムプーリ７．７に伝えられるので
、カムシャフト３．３が回転駆動される。その間におい
て、タイミングベルト８には、その背面側から被動プー
リ９及びテンショナプーリ１１が圧接されているので、
そのタイミングベルト８は緊張状態に保持される。タイ
ミングベルト８の初期張力は、ベルトテンショナ１０の
油圧アジャスタ１２の調整ボルト３０及びスプリングア
ジャスタ１３の調整ナツト４５を調整することにより、
最適に設定される。

タイミングベルト８に伸びが生ずると、スプリングアジ
ャスタ１３によって引張力が加えられているテンショナ
プーリ１１が、偏心軸１８を中心として第１図で左方向
に揺動する。それによって、タイミングベルト８がより
大きく湾曲するようになり、その伸びが補償され、緊張
状態に保持される。

そして、テンショナプーリ１１の揺動によって、油圧ア
ジャスタ１２のプランジャ３１に加えられていた押圧力
が除かれると、そのプランジャ３１は圧力室３２内のス
プリング３３によって押し出され、シリンダボディ２８
から更に突出する。したがって、そのプランジャ３１の
先端のキャップ３１ａは、テンショナプーリ１１の駆動
板１９に取り付けられたベアリング２２に接触した状態
で保持される。この間において、シリンダボディ２８内
の圧力室３２が膨張するので、その圧力室３２内の油圧
が低下する。その結果、逆止弁３５が開き、リザーバ室
３７内の作動油が給油孔３８及び油路３４を通して圧力
室３２に供給される。したがって、圧力室３２内は、常
に作動油が充満した状ｙ島に保たれる。

このようにして、タイミングベルト８にゆるみが生じた
ときには、スプリングアジャスタ１３によって直ちにテ
ンショナプーリ１１が揺動し、そのゆるみが除去される
。したがって。

応答性に優れたものとなる。

タイミングベルト８の作動中、カムシャフト３あるいは
クランクシャフト４等に作用するトルクの変動によって
、タイミングベルト８のゆるみ側に大きな引張力が加わ
ると、テンショナプーリ１１には第１図で右方向に揺動
させようとする力が作用゛することになる。その力は、
スプリングアジャスタ１３のコイルスプリング４２によ
っても対抗されるが、その力が大きいときにはコイルス
プリング４２は圧縮変形してしまう。そのようなときに
は、テンショナプーリ１１から駆動板１９のベアリング
２２を介して、油圧アジャスタ１２のプランジャ３１に
押圧力が加えられる。その結果、圧力室３２内の油圧が
上昇して、逆止弁３５が閉じられる。したがって、圧力
室３２内に作動油が閉じ込められることになり、その油
圧によってテンショナプーリ１１の右方向への揺動が阻
止される。

このようにして、タイミングベルト８から大きな荷重が
加えられたときにも、テンショナプーリ１１が逆方向に
揺動することは、油圧アジャスタ１２によって確実に防
止されるようになる。すなわち、大荷重にも耐え得るも
のとなる。

なお、タイミングベルト８から加えられる荷重によって
プランジャ３１が押圧されるとき、実際には、圧力室３
２内の作動油は、シリンダボディ２８とプランジャ３１
との摺合部を通して多少リークする。それによってプラ
ンジャ３１が徐々に後退し、タイミングベルト８の張力
が過大となるのを防止する。そして、そのリークした作
動油は０、排油孔３９を通してリザーバ室３７に戻され
る。

タイミングベルト８のゆるみ側に加えられていた引張力
が除去されると、テンショナプーリ１１にはスプリング
アジャスタ１３によって第１図で左方向に揺動する力が
すＩえられ、タイミングベルト８には所定の張力が付与
される。そして、油圧アジャスタ１２のプランジャ３１
は＋ｌＦび押し出され、駆動板１９のベアリング２２と
接触した状ｙ島に保たれる。

このように、）山王アジャスタ１２とスプリング７ジヤ
スタ１３との両方を用いることにより、そのベルトテン
ショナ１０は両者の長所を兼ね備えたものとなる。そし
て、油圧アジャスタ１２と係合するベアリング２２及び
スプリングアジャスタ１３と係合するベアリング２３を
偏心軸１８の両側に配置することにより、油圧アジャス
タ１２及びスプリングアジャスタ１３の１．１→方を用
いた場合にも、それらのテンショナプーリ１１との係合
部をともにテンショナプーリ１１の面積内に収めること
ができる。したがって、ベルトテンショナ１０をコンパ
クトなものとすることができる。しかも、大荷重に耐え
得る油圧アジャスタ１２を偏心軸１８に近い（Ｉｌｌ　
ノベアリング２２に係合させるようにすることにより、
スプリングアジャスタ１３が係合するベアリング２３は
、テンショナプーリ１１の面積内で偏心軸１８から最も
遠い位置に配設することができるようになり、スプリン
グアジャスタ１３によるテンショナプーリ１１の揺動モ
ーメントを十分に大きくすることが可能となる。

また、油圧アジャスタ１２及びスプリングアジャスタ１
３を、テンショナプーリ１１を含むモ面とシリンダヘッ
ド２ｂの端面との間に配設することにより、タイミング
ベルト８の幅方向の振動等を許容するために設けられる
タイミングヘルド８とエンジン本体２との間の空間が有
効に利用されるようになる。それによって、エンジン１
の全長の増大を防止することができる。更に、それら油
圧アジャスタ１２及びスプリングアジャスタ１３を、タ
イミングベルト８とシリンダヘッド２ｂとの間を通して
、無端状のタイミングベルト８によって取り囲まれる面
積内に配設することができるようになるので、それらが
側方に突出することも防ＩＦされるようになる。したが
って、エンジン１全体をコンパクトにまとめることが可
能となる。

そして、油圧アジャスタ１２を第５図に示されているよ
うな′に封式のものとすることにより、その油圧アジャ
スタ１２をタイミングベルト８の内側に設けた場合にも
、作動油がタイミングベルト８に降りかけられる恐れは
なくなる。したがって、タイミングベルト８とプーリ６
．７笠との摩擦力が確保され、回転伝達も確実に行われ
る。

なお、上記実施例においては、油圧アジャスタ１２及び
スプリングアジャスタ１３が、駆動板１９を介してテン
ショナプーリ１１の内筒１６に係合するものとしている
が、それらが直接内筒１６に係合するようにすることも
できる。また、油圧アジャスタ１２のプランジャ３１が
ベアリング２２の外周面に接触するものとしているが、
油圧アジャスタ１２をシリンダへｙト２ｂに揺動ｉｌｌ
能に取り付けるようにすることによって、そのプランジ
ャ３１とベアリング２２とを固着させるようにすること
もできる。

更に、上記実施例においては、スプリングアジャスタ１
３が、圧縮状態で装着されるコイルスプリング４２によ
って構成されるものとしているが、これを引張スプリン
グによって構成するようにすることもできる。

以上、エンジンｌのカムシャフト駆動装″ｆ１５に適用
したベルトテンショナｌＯの実施例について説明したが
、本発明はこれに限られるものではなく、補機のベルト
駆動装首等、他のベルｉ・伝動機構にも適用することが
できるものであることは明らかであろう。

（発明の効果） 以上の説明から１町らかなように、末完り１によれば、
偏心支持されるテンショナプーリを、油圧アジャスタ及
びスプリングアジャスタによって、ベルトが緊張される
方向に揺動させるようにしているので、油圧アジャスタ
及びスプリングアジャスタの両方の長所が発揮され、大
荷重にも削えることができ、しかも応答性がよく、温度
変化の影響を受けることの少ないベルトテンショナとす
ることができる。また、その油圧アジャスタ及びスプリ
ングアジャスタがテンショナプーリの偏心軸の両側にお
いてそれぞれテンショナプーリと係合するようにしてい
るので、そのベルトテンショナをコンパクトなものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるベルトテンショナをエンジンの
カムシャフト駆動装置に適用した一実施例を示す＋Ｅ面
図、 第２図は、そのベルトテンショナを、テンショナプーリ
を取り除いた状態で示す拡大 図。 第３図は、そのベルトテンショナを、第１図の■−■線
によって切断した断面図。 第４図は、そのベルトテンショナを、第１図のＩＶ−Ｉ
Ｖ線側から見た下面図、 第５図は、そのベルトテンショナに用いられている油圧
アジャスタの縦断面図である。 ｌ・・・エンジン　　　　　２・・・エンジン本体２ａ
・・・シリンダブロック ２ｂ・・・シリンダヘッド（固定壁面）８・・・タイミ
ングベルト（ベルト） １０・・・ベルトテンショナ １１・・・テンショナプーリ １２・・・油圧アジャスタ １３・・・スプリングアジャスタ １４・・・外筒　　　　　　　　１６・・・内筒１８・
・・偏心軸 ２２・・・ベアリング （油圧アジャスタとの係合部） ２３・・・ベアリング （スプリングアジャスタとの係合部） ２８・・・シリンダボディ　　　３１・・・プランジャ
３２・・・圧力室　　　　　　　３５・・・逆！Ｌ弁４
２・・・コイルスプリング 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベルトに圧接される外筒と、その外筒を回転自在
   に支持する内筒とを有し、その内筒の、前記外筒の回転
   中心から偏心した位置に設けられた偏心軸を中心として
   、固定壁面に揺動自在に支持されたテンショナプーリと
   、 そのテンショナプーリに前記偏心軸の両側においてそれ
   ぞれ係合し、前記ベルトを緊張させる方向にそのテンシ
   ョナプーリを揺動させる油圧アジャスタ及びスプリング
   アジャスタと、を備えてなる、ベルトテンショナ。
2. （２）前記油圧アジャスタが、前記偏心軸に対して前記
   外筒の回転中心とは反対側においてテンショナプーリと
   係合し、 前記スプリングアジャスタが、前記偏心軸に対して前記
   外筒の回転中心側においてテンショナプーリと係合する
   ようにされている、 特許請求の範囲第１項記載のベルトテンショナ。
3. （３）前記油圧アジャスタ及びスプリングアジャスタが
   、前記テンショナプーリを含む平面と前記固定壁面との
   間に配設されている、 特許請求の範囲第１項記載のベルトテンショナ。