JPH02120543A - タイミングベルトの張力調整方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は駆動側タイミングプーリと従動側タイミングプ
ーリとに掛け渡されて、これらブーりを同期回転させる
、いわゆるタイミングベルトの張力調整方法に関する。

（従来技術） 例えば、往復動型エンジンにあっては、エンジン出力軸
（クランクプーリ）とカムシャフト（カムプーリ）との
間にタイミングベルトが掛け渡されて、エンジンの回転
に同期して所定のタイミングで吸気弁、排気弁が開閉さ
れるようになっている。

ところで、タイミングベルトには、その緩み側にテンシ
ョナが設けられて、タイミングベルトに張力を付与する
構成とされ、エンジン組立完了時には、テンショナの初
期設定、つまりタイミングベルトに所定の張力が働くよ
うにテンショナを位置固定するタイミングベルトの調整
がなされる。

このタイミングベルトの張力調整法の一例として、特開
昭６３−８８３５号公報に見られるように１タイミング
ベルトからの反力を検出しつつ、前記テンショナを変位
させて、上記反力が所定の適正値となった位置でテンシ
ョナを固定する方法が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のものでは、タイミングベルトを装
着した後、直ちにその張力を調整することとされていた
ため、以下の問題を有していた。

第１１図はテンショナを徐々に変位させつつ、タイミン
グベルトからの反力測定を２回反復したものである。同
図において、■はタイミングベルトの張力が増大する方
向（以下、押し方向という）にテンショナを変位させな
がら測定した一回１」の測定値であり、■は二回目のも
のである。この■、■から明らかなように、テンショナ
を同一の位置としたときに、タイミングベルトからの反
力は、測定−回目０）と二回目■とでは、その値が大き
く異なり、測定二回目■の方が小さな値となっている。

これは−回目の測定で、タイミングベルトとプーリとの
歯と歯の噛み合いが十分に行なわれ、いわゆるタイミン
グベルトとブーりとがなじんだためと考察される。

したがって、従来の方法では、Ｌ記−回目の測定、つま
りタイミングベルトがなじむ前に、その反力を測定しつ
つタイミングベルトの張力を調整していたこととなり、
張力の最適調整とは言い得ないものであった。

そこで、本発明の目的はタイミングベルトの張力をより
適正化するようにしたタイミングベルトの張力調整方法
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、タイ
ミングベルトの張力調整に先立って、タイミングベルト
に大きな張力を付与しつつ回転させて、タイミングベル
トとブーりとの間のなじみを十分に行なわせるようにし
たことを第１の特徴とする。第２の特徴としては、タイ
ミングベルトの張力が小さくなる方向にテンショナを変
位させながらタイミングベルトの張力調整を行なうこと
にある。この点について前記第１１図を参照しつつ訂し
く説明する。タイミングベルトの一玉力調整の際のテン
ショナの変位を、タイミングベルトの張力が小さくなる
方向（以下、戻し方向という）と、タイミングベルトの
張力が大きくなる方向（押し方向）と、を混在させて行
なうときには、第１１図に示すように、ヒステリシスの
ために２つの判断基準値が必要となる。尚、同図中符号
（ｊ）はテンショナの戻しで反力を測定した一回目のも
のであり、＠は二回目のものである。これに対して、本
発明では、テンショナの戻しだけで調整するようにしで
あるため、一つの基準値を用意するだけで済むという利
点がある。また、前述したようにタイミングベルトのな
らしのために一度押し方向にテンショナを変位させであ
るため、これをそのまま戻すという一連の動きのなかで
タイミングベルトの張力調整ができ、テンショナの動き
に無駄がないという利点がある。加えて、第１１図から
明らかなように、押し方向（■、■）と戻し方向（■、
■）とでは、戻しの方が反力変化の勾配が大きいため、
テンショナの同じ変位量でタイミングベルトの張力が大
きく変化することとなる。したがってテンショナの少な
い変位量でタイミングベルトの張力調整が可能となると
いう利点がある。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第７図はエンジンＥにおけるタイミングベルトの配設状
態を示し、１はエンジンの出力軸たるクランクシャフト
２に装着されたクランクプーリ、３はカムシャフト４に
装着されたカムプーリ、５はウォータポンプ用のポンプ
ブーりであって、これらのプーリ１．３．５にはタイミ
ングベルト６が巻き掛けられている。該タイミングベル
ト６は、カムプーリ３とポンププーリ５との間でアイド
ラプーリ７によって内方に寄せられているとともに、ク
ランクプーリ１とカムプーリ３との間の緩み側にテンシ
ョナ８が設けられて、該テンショす８によってタイミン
グベルト６の張力が調整されるようになっている。

上記テンショナ８は、第８図および第９図に詳示するよ
うに、内輪８ａの外周に、タイミングベルト６と接触す
る外輪８ｂがベアリング８Ｃを介して回転自在に設けら
れてなる。このテンショナ８の内輪８ａには、小孔９ａ
を有する鍔部材９が嵌着されているとともに、該鍔部材
９の小孔９ａを中心とする円弧状の長孔１０が設けられ
ている。しかして、テンショナ８は、先ずエンジンＥ（
シリンダブロック１１）に対して、小孔９ａを通してビ
ン止めされるとともに長孔１０を通して取付ポル）１２
が緩く締付けられ、この状態において、−に記ピン（小
孔９ａ）を中心として締結ポルト１２が長孔ｌＯと干渉
しない範囲内でタイミングベルト６に対して押圧して揺
動させられることにより、タイミングベルト６の張力調
整が行なわれる。しかる後、上記取付ポルト１２を強く
締付けして、テンショナ８がエンジンＥに固定状態に取
付けられるようになっている。

また、上記鍔部材９には、テンションスプリングＴＳの
一端が係合されるスプリング係止部９ｂが設けられ（第
８図参照）、」−記タイミングベルト６の張力調整及び
取付ポルト１２の締付は後に、テンションスプリングＴ
Ｓは上記スプリング係１Ｆ部９ｂとエンジンＥ（シリン
ダブロック１１）に植設されたピンＰとの間に掛け渡さ
れて、定期点検の際には、このテンションスプリングＴ
Ｓの付勢力によってタイミングベルト６の張力調整が行
なわれるようになっている。上記テンションスプリング
ＴＳの張設作業については後述する。

そして、本発明の一実施例に係わるテンショナ調整締付
装置は、］−記の如くテンショナ８によりタイミングベ
ルト６の張力を調整する際該テンショナ８の押圧調整お
よび取付け（取付ポルト１２の締付け）を自動的に行な
うものであり、その具体的構成は第２図ないし第６図に
示す。

第２図および第３図において、テンショナ調整締付装置
Ａは、エンジンＥを搬送するコンベア（図示せず）を挟
んだ状態で設置されており、このテンショナ調幣締付装
装置Ａの設置位置（つまりエンジン搬送ライン上のテン
ショナ調整ステーション）に搬送されてきたエンジンＥ
（詳しくはエンジンをｌｔ鷹するパレット）は、図示し
ていないが、該ステーションにおいてストッパ機構によ
り位置決めされるとともに、リフトアップ装置によりコ
ンベアトから所定距離上方にリフトアップされ、かつそ
のリフトアップ位置において上方からクランプ装置２０
により挟持固定されるようになっている。

上記テンショナ調整締付装置Ａは、上記エンジンＥのタ
イミングベルト６に対してテンショナ８を押圧する押圧
手段２１と、該押圧手段２１に作用するタイミングベル
ト６からの反力を検出する反力検出手段としてのロード
セル２２と、上記テンショナ８をエンジンＥに取付ける
ボルト締め部材３６を回転させる電動モータ３７とを備
えており、玉記ポルト締め部材３６は、テンショナ調整
ステーションでエンジンＥがリフトアップされたとき、
そのリフトアップ量および取付部材３３のレール３４上
での位置が調整されて、エンジンＥの種類に拘らず常に
エンジンＥのテンショナ用取付ポルト１２に対向するよ
うになっている。

また、上記取付部材３３には取付プレート３８を介して
抑圧手段２１が取付けられている。上記取付プレート３
８は、第４図に詳示するように、取付部材３３に取付け
られた円弧状のガイドレール３９と、取付プレート３８
に各々回転自在に支持され、かつ上記ガイドレール３９
に沿って転動する４つのガイドローラ４０．４ｏ・φ・
とにより案内されて、鉛直面を上記ナツトランナ２３の
ボルト締め部材３６の軸心を中心点として揺動可能に設
けられており、この取付プレート３８の揺動は、泡封部
材３３に取付けられた油圧シリンダ４１によってなされ
る。

Ｌ記取付プレート３８上の押圧手段２１は、第５図およ
び第６図に詳示するように、テンショナ調整ステー・ジ
ョンでリフトアップされたエンジンＥのテンショナ８に
対して当接可能な一対のローラ４２．４２を有する押圧
ハンド４３と（第７図参照）、所定の回転角毎に回転す
るステップモータ４４と、該ステップモータ４４の回転
力により上記押圧ハンド４３をその軸方向に進退移動さ
せる動力変換機構（例えば、ねじ送り機構）４５とを備
え、上記ステップモータ４４の所定回転角毎の回転作動
により抑圧ハンド４３にてテンショナ８を所定ストロー
ク毎に移動させてタイミングベルト６を押圧するように
構成されている。尚、第５図に示す符号４４ａはエンコ
ーダで、このエンコーダ４４ａによりステップモータ４
４の回転量が検出される。上記押圧手段２１の押圧ハン
ド４３によりエンジンＥのテンショナ８を押圧するとき
には、取付プレート３８の揺動（つまり押圧手段２１の
揺動）により抑圧ハンド４３がエンジンＥの種類の拘ら
ずテンショナ８の長孔１０の接線方向、つまりテンショ
ナ８の移動方向に向くようになっている。

また、上記抑圧ハンド４３の軸部材４３ａの基端と接触
してロードセル２２が配設され、該ロードセル２２は、
押圧ハンド４３によりエンジンＥのテンショナ８を押圧
してタイミングベルト６の張力を調整する際、テンショ
ナ８から押圧／＼ランド３に作用する反力を検出するも
ので、この反力はタイミングベルト６の張力とほぼ比例
関係にある。したがって、反力を知ることでタイミング
ベルト６の張力を知り得ることとなる。このロードセル
２２からはコントローラ２５に対し検出信号が出力され
る。

一方、コンベアの他の側方にはスライドプレー）５０が
コンベアの搬送方向と直交する方向に延びるレール５１
．５１上を油圧シリンダ（図示せず）により進退移動可
能に設けられ、該スライドプレート５０−ヒに駆動手段
２４が設けられている。該駆動手段２４は、エンジンＥ
のクランクシャフト２に連結されたフライホイール１３
に対向して位置する連結盤５２と、該連結盤５２を回転
駆動する電動モータ５３と、上記連結盤５２と電動モー
タ５３との間に介設された変速機５４とを備えている。

上記連結盤５２は、図示していないが、上記フライホイ
ール１３から突出するボルトに嵌合可能な嵌合孔を有し
、テンショナ調整ステーションでエンジンＥがリフトア
ップされた後、スライドプレート５０が該エンジンＥ寄
りに移動したときに上記嵌合孔とボルトとの嵌合により
フライホイール１３ひいてはクランクシャフト２と一体
回転可能に連結されるようになっている。

−［−記駆動手段２４のＬ方にはエンジンＥの種類を検
出するエンジン種類検出手段としてのバーコード５５が
油圧シリンダ５６によりエンジンＥに対して離接移動可
能に設けられている。該バーコード５５の検出信号は、
上記ロードセル２２の検出信号の場合と同様にコントロ
ーラ２５に対して出力されている。該コントローラ２５
は、上記抑圧ｆ、段２１、ナツトランナ２３および駆動
手段２４等の作動を制御するものである。

に記タイミングベルト６の張力調整に至るまでの制御は
以下のとおりである。

すなわち、先ず、コンベアＣによりエンジンＥを早送り
でテンショナ調整ステーションに搬入した後、上記エン
ジンＥを位置決めし、かつ所定の位置にまでリフトアッ
プする。次いで、バーコード５５によりエンジンＥの種
類を検知して、エンジンＥの種類に応じて、ナツトラン
ナ２３′＄の姿勢制御がなされた後に、このナツトラン
ナ２３によりテンショナ８（詳しくはテンショナ８をエ
ンジンＥに取付ける取付ボルト１２）の緩め作業がなさ
れる。

次に、コントローラ２５によるタイミングベルト６の張
力調整の１！要を説明する。

本実施例では、先ずテンショナ８を所定位置（ここでは
タイミングベルト６の張力が適正値の約１．５倍となる
押付位置）まで変位（以下、テンショナ初期位置という
）させて、その後テンショナ８を戻しながら（タイミン
グベルト６の張力が小さくなる方向に変位）、タイミン
グベルト６かもの反力を見て、この反力が規格範囲内と
なった位置でテンショナ８の固定を行なうようにしであ
る。ここで規格範囲とは、タイミングベルトロの張力に
対応するもので、該張力の適正値を挟んでプラス、マイ
ナスαが規格範囲とされている。尚１本実施例では複数
機種のエンジンＥに対して適用し得るように、上記規格
範囲は各機種エンジンＥ毎に設定されている。

また、本実施例では、テンショナ８を戻しすぎたとき、
つまりタイミングベルト６からの反力が規格範囲を越え
て小さくなりすぎたときには、再度テンショナ８を上記
初期位置まで押圧変位させて、やはりこの初期位置から
戻しつつ、タイミングベルト６の反力を見てタイミング
ベルト６の調整を行なうようになっている。このように
、再調整工程においてもテンショナ８の戻し過程で調整
することにより、タイミングベルト６のヒステリシスを
考慮しなくても済むという利点がある。換言すれば、テ
ンショナ８を前記初期位置まで押圧変位させることなく
、テンショナ８を押し込みながら（タイミングベルト６
の張力が増大する方向に変位）、タイミングベルト６の
再調整を行なうとすれば、第１１図（二回目の測定結果
■）に基づく規定範囲を別途用意しなければならず、前
記タイミングベルト６の初めの調整（テンショナ８の戻
し過程での調整）に用いた規定範囲のデータを利用でき
ないという欠点がある。

以りのことを前提として、第１０図に示すフローチャー
トに基づいて、本実施例に係るタイミングベルトの張力
調整を詳しく説明する。

先ず、ステップＳｌにおいて、上記取付ポルト１２（テ
ンショナポルト）が緩められた後、Ｓ２でステップモー
タ４４に対する初期押しパルス数の設定がなされる。こ
の初期押しパルス数は、エンジンＥの各機種毎に用意さ
れ、タイミングベルトの張力が適正値のほぼ１．５倍と
なる値とされている。そして、次の５３においてステッ
プモータ４４は上記初期押しパルス数に基づいて駆動さ
れて、テンショナ８が押し方向に変位される。これによ
りタイミングベルト６には適正値のほぼ１．５倍の張力
が付与されることとなる。次の８４において、クランク
シャフト２が２回転される。すなわち、前記連結盤５２
がフライホイール１３に連結され、モータ５３の駆動力
によりクランクシャフト２が２回転されて、１番気筒が
上死点となった位置で停止される。これによりタイミン
グベルト６は馴らし回転されて、タイミングベルト６と
プーリ１．３，５とのなじみが完了することとなる。次
にＳ５において、後述する学習値の有無が判別され、学
習値がないときには、Ｓ６で初期戻しパルス数の設定が
なされ、学習値が有るときには、Ｓ７においてこの学習
値（パルス数）が設定されて、これらいずれか一方のパ
ルス数に基づいて、テンショナ８が戻し方向に変位され
る。尚、上記初期戻しパルス数は、ここでは、経験的に
タイミングベルト６の張力がほぼ適正値となる値とされ
、この初期パルス数もエンジンＥの機種毎に用意されて
いる。Ｊ：、記テンショナ８の戻しが完了した後１秒間
静止させてタイミングベルト６を安定化させた後、５１
０においてタイミングベルト６からの反力が検出される
（ロードセル２２による測定）、そして、この反力が規
格範囲であるならば、３１１から３１２へ進んで前記学
習値の更新がなされる。ここに学習値は１反力が規格範
囲内となるまでに要した戻しパルス数の過去５回の平均
値である。このＳ１２で学習値を更新した後、３１３に
おいてステップモータ４４が固定され、その後Ｓ１４に
おいてテンショナポルト１２の締付がなされ、タイミン
グベルト６の張力調整が完了する。

前記Ｓｌｌにおいて、ＮＯのときには５１５へ移行し、
反力が規格範囲よりも大きいときには（テンショナ８の
戻しが不足）、ｓｉｓにおいて戻しパルス数の算出がな
された後、前記Ｓ８へ移行して、テンショナ８の戻し変
位がなされる。上記戻しパルス数の算出は以下の式によ
る。

戻しパルス数＝１規格範囲の中央値−反力１×αここに
α：換算定数である。

逆にＥ記Ｓ１５において反力が規格範囲よりも小さいと
きには（テンシ言す８の戻しが過大）、Ｓ１７で進んで
、テンショナ８を前記初期位置まで押圧変位させるべく
、前記初期押しパルス数の設定、３１８でテンショナ８
の変位がなされる。

そして、その後タイミングベルト６が安定化するまで１
秒間（３１９）待った後に、Ｓ２０においてタイミング
ベルト６からの反力が検出されて、前記Ｓ１６へ進む。

以北の一連の過程を概念的に示せば第１図に示すとおり
である。

以上のタイミングベルト６の張力調整が完了した後、前
記テンショナスプリングＴＳが装着される。このテンシ
ョナスプリングＴＳの装着は第１２図乃至第１５図に示
す工Ｘ６０を用いて行なわれる。工具６０は、第１２図
に示すように、把持部６１とロッド６２とからなり、ロ
ッド６２はその先端部が湾曲されて、案内部６２ａが形
成され、またその先端は前記ビンＰの頭部を受は入れる
溝６２ｂが形成されている（第１３図参照）。

以上の構成からなる工具６０は、一端がテンショナ８（
スプリング係止部９ｂ）に係止されたスプリングＴＳの
他端を工具６０のロッド６２にひっかけて、その後上記
溝６２ｂをビンＰに当てがいつつ、工具６０を傾倒させ
ることにより（第１４図参照）、スプリングＴＳの他端
は案内部６２ａにガイドされつつ下降し、最終的にはビ
ンＰと係合することとなる（第１５図参照）。これによ
り、従来ペンチ等を用いて作業していたものに比べ安全
かつ確実にスプリングＴＳをセットすることが可能とな
る。

（発明の効果） 本発明によれば、タイミングベルトの張力調整が適正に
行なえるばかりでなく、テンショナの一連の動きのなか
でタイミングベルトの張力調整を開始することができ、
またテンショナの小さなストロークでタイミングベルト
の張力調整が完了するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例の作用説明図、第２図はテ
ンショナ調整締結装置の全体ＩＥ面図、 第３図は第２図のｍ−ｍ線に沿って見た側面図、 第４図は第３図における押圧手段の取付付近の構造を該
抑圧手段を取り外した状態で示す拡大図、 第５図は押圧手段の拡大図、 第６図は第５図のＶＴ−ＶＴ線における断面図、第７図
はエンジンにおけるタイミングベルトの配設状態を示す
側面図、 第８図はテンショナの平面図、 第９図は第８図のＩＸ−ＩＸ線における断面図、第１０
図はタイミングベルトの張力調整に関する制御の一例を
示すフローチャート。 第１１図は従来の問題点を表す実験結果を示すグラフ、 第１２図はテンショナスプリング装着用工具の側面図、 第１３図はテンショナスプリング装着用工具の先端を示
す正面図、 第１４図、第１５図はテンショナスプリング装着工具の
作用説明図。 ：クランクプーリ ：カムプーリ ：タイミングベルト ：テンショナ ：：押圧手段 ：ロードセル（張力検出手段） ：ナットランナ（取付手段） ：コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　駆動側タイミングプーリと従動側タイミングプ
   ーリとに掛け渡されたタイミングベルトの緩み側にテン
   ショナが設けられて、該テンショナの固定位置を調整す
   ることにより前記タイミングベルトの張力を調整するタ
   イミングベルトの張力調整方法において、 前記タイミングベルトの張力が過大になる位置まで前記
   テンショナを変位させ、その後前記タイミングベルトを
   所定回数だけ回転させた後に、前記タイミングベルトか
   らの反力を検出しつつ、前記タイミングベルトの張力が
   小さくなる方向に前記テンショナを変位させて、 前記タイミングベルトの反力が所定の適正値となった位
   置で前記テンショナを固定する、 ことを特徴とするタイミングベルトの張力調整方法。