JPH02120545A - タイミングベルトの張力調整方法およびその装置 - 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りと従動側タイミング
プーリりとに掛け渡されて、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および
その装置に関する。 （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ｆ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、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、−ヒ記反力が所定の適ｉＦ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。また、この方
法を実施するための装置として、テンショナの変位量を
調整するテンシヨナ押圧手段と、タイミングベルトから
テンシ三Ｊすへの反力を検出する反力検出手段とを備え
たものが知られている。 （発明が解決しようとする問題点） しかし、なから、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１２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）−５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［ｌ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■と二回目■とでは、その値が太き（
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ブーりとの
歯と南の噛み合いが１−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たためと考察される。 したがって、従来の方法では、１−記−回［１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ｌ１的はタイミングベルトの張力をよ
り適ｌＥ化するようにした夕〜ｒミングベルトの張力調
整方法およびその装置を提供することにある。 （問題点を解決するための１段、作用）本発明は、夕・
イミングベルトの張力調整に先Ｎ″Ｉ−って、タイミン
グへルトを馴み回転させるようにしたことを第１の特徴
とする。第２の特徴としては意識的に天動状態を形成し
たＬで静的状態でタイミングベルトの張力調整を竹なう
点にある９゜これにより実際の稼動状態に近い状態でそ
の張力調整が可能となる。 具体的には、前記タイミングベルトを馴み回転させた後
、 前記従動側タイミングプーリりを固定する一方、１１；
１記駆動側タイミングプーリりに所定の回転トルクを付
ｌｊシつつ、［ｉ？ｉ１配テンショナを変位させて、１
１’ｌ　記タイミングベルトからの反力が適

【Ｆ値とな
った位置で前記テンショナを固定する、ようにしである
。 これにより、張力調整の際、駆動側タイミングプーリり
にトルクを付与することで、タイミングベルトの張り側
に一定の張力が付与されることとなる。そして、この状
態でタイミングベルトの緩み側の張力をテンショナによ
って調整することで、駆動側タイミングプーリりを実際
に駆動回転させていないにも拘らず、天動状態に近似し
た状態でのタイミングベルトの張力調整がなし得ること
となる。 また、本実施例を実施するには、 ０１１記従動側タイミングプーリりを固定する回転ロッ
ク手段と、 前記駆動側タイミングプーリりに所定の回転トルクを付
与するトルク付与手段と、 １ｉｉｆ　３Ｅテンシヨナの変位量を調整するテンシヨ
ナ押圧手段と、 １１１１記タイミングベルトからの前記テンショナへの
反力を検出する反力検出手段と、を備えた構成とすれば
よい、。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する１゜ 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、ｌ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（まつオータボンブ用のポン
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
ドラブー９７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ｌ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、該テンショナ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ｌＯ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ｌＯを通して取付ボルト１２
が緩く締付けられ、この状態において、上記ビン（小孔
９ａ）を中心として締結ボルト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、上記取付ボルト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、１−記鍔部材９には、テンションスプリングＴ　
Ｓの一端が係合されるスプリング係を部９ｂが設けられ
（第８図参照）、上記タイミングベルト６の張力調整及
び取付ボルト１２の締付は後に、テンションスプリング
ＴＳは上Ｊ己スプリング係ｌト部９ｂとエンジンＥ（シ
リンダブロック１１）に植設されたビン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′ＦＳ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。 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、に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の抑圧調整お
よび取付け（取付ボルト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ｆ
ｆ１Ａ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、このテンショナ調整締
付装置Ａの設置位置く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載置するパレット）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おいてリフトアップされ、
かつそのリフトアップ位置に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、」−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をエンジン已に取付け
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、上記ボルト締め部材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
１での位置が調整されて、エンジン［：。 の種類に拘らず常にエンジン１？、のテンショナ用取付
ボルト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。ｌ−記取付プレー
ト３３８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つのガイトローラ４０．４０
・・・とにより案内されて、鉛直面をＩＩ　＋？［！ナ
ツトランナ２３のボルト締め部材３６の軸心な中心点と
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、取付部＋４３３に取付けられた油圧シリンダ
４１によってなされる。。 十記取ト１プレート３８七の押圧手段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シ
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−・対のローラ４２．４２を有する抑
圧ハント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
転力により一１記押Ｊ−Ｅ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、わじ送り機構）４
５とを備え、上記スデップモータ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夕・イミングベルト６を押Ｆ
Ｆするように構成されている。尚、第５図に示ず符吋４
４　ａはエンコーダで、このエンコーダ４４ａによりス
テップ干−夕４４の回転量が検出される。ト、記押圧手
段２１の押圧ハンド４３によりエンジンＥのテシシ三１
す８を押圧するときには、取付ブ［／−ト３３８の揺動
（つまり押１１日手段２１の揺動）により抑圧ハンド４
３がエンリフト：の種類の拘らずテンショナ８の長孔１
０の接線方向、つまりデンショ１す８の移動方向に向く
ようになっている。 また、１−記押圧ハント４３の軸部材４３　ａの基端と
接触してロードセル２２が配設され、該ロトセル２２は
、押圧ハンド４３によりエンジンｌＦ。 のテンショナ８を押圧してタイミングベルト６のへ力を
調整する際、デンショ１す８から押圧ハント４３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。したかって、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。この日−トセル２２からはコントローラ２５に対
し検出信号が出力される。 方、：】ンベアの他の仙１方にはスライドブレト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　、ｔを油圧シリンダ（図小せず）により進退移
動可能に４−よけられ、該スライドプレート５０Ｆ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子−夕５３と、Ｌ記連結盤５２と電
動子−夕５３との間に介設された変速機５４、ブレーキ
５：３ａとを備え、この変速機５４は無段変速機とされ
て、ｌ−記連結盤５２の回転速度及び付′−ｊトルクを
自在に調整し得るようになっている５、１−記連結盤５
２は、図示していないが、−１−記フライホイール１３
から突出するボルトに嵌合＋１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がリフドア・ツブ
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！−記嵌合孔とポル！・どの嵌合により
フライホイールｌ　３ひいてはクランクシャフト２と−
・体間中ノー１能に連結されるようになっている。 Ｉ−記駆動手段２４の−に方にはエンジンＥの種類を検
出するエンジン種類検出手段とし７てのへコード読み取
り器５５とカムプーリ；３を固定する固定手段６０（第
１０図参照、第２図ではその（ｒ−在を省略しである）
とが設Ｇ−ｊられ、１．記バー＝］ド読み取り器５５は
油圧シリンダ５６によりエンジンＥに対して離接移動ｉ
ｉ■能とされている４゜他方、上記固定手段６０は、カ
ムプーリ３に設けられている穴３ａに嵌入する一対の挿
入ロット６１を有し、この挿入ロッド６１はシリンダ６
２によって進退動可能とされている。 前記バーコード読み取り器５５の検出信号は、−１−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、
上記抑圧手段２１．ナツトランナ２：３および駆動手段
２４″Ｓの作動を制御するものである。 ｌ゛、記タイミングベルト６の張力調整に至るまでの制
御は以ドのとおりである。 すなわち、先ず、コンベアＣによりエンジンＥをψ、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Ｈの
種類を検知して、エンジンｒ＝の種類に応じて、ナラト
ラシナ２３等の姿勢制御がなされた後に、このナツトラ
ンナ２３によりデンショＪす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＋２）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７の張
力調整について、その−例を示すフローチャートに基づ
いて説明する。 先ずステップＳ１において、上記取付ボルト１２（テン
ショナボルト）が緩められた後、Ｓ２で後述する学習値
の有無が判別され、Ｙ　ｌ’：　Ｓのときには、Ｓ３に
おいて、この学習値（パルス数）が設置され、Ｎ　Ｏの
ときにはＳ４において、所定の初期押しパルス数が設定
されて、これらのいずれか一方のパルス数に基づいてス
テップ千−夕４４が駆動され、テンショナ８が押し方向
に変位される（Ｓ５）。尚、上記初期押しパルス数は、
経験的にタイミングベルト６の張力が適［Ｅ値となる値
とされ、この初期押しパルス数はエンジンＨの機種毎に
用意されている、このＳ５のステップを経ることにより
タイミングベルト６には張力が付すされることとなる。 次の８６では、前記連結盤５２がフライホイル１３に連
結されて、モータ５３の駆動力によりクランクシャフト
２が回転され、このクランクシャフト２の回転が開始か
ら２秒間継続される。 ここに、連結盤５２の回転速度は６０回／分となるよう
に前記変速機５４で調整されており、したがって２秒間
回転させることでクランクシャフト２は２回転すること
となる。 次の８７では、カムプーリ３が１番気筒のピストンが１
−死点となる位置で１１ｉ１記固定手段６０によって固
定され、その後Ｓ８においてクランクプーリ１に所定の
回転トルクが付与される。このクランクプーリｌへの付
与トルクは、上記無段変速機５４によって調整され、こ
こではクランクプーリ１への付与トルクがエンジンＥの
常用発生トルクとなるように調整されている。これによ
りタイミングヘルド６の張り側にはエンジンＥの天動時
に作用する張力ＴＩが付与されることとなる。そして、
このクランクプーリｌは、次の８９において、ブレーキ
５３ａによって固定され、その後ＳＩＯ以後のステップ
を経て、タイミングベルト６の張力が調整される。 すなわち、タイミングベルト６を安定化させた後（ＳＩ
Ｏ）、ＳＩＩ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にょる測定）。そして、こ
の反力が規格範囲内であるならば（Ｓ１２）、Ｓ１２か
らＳ１３へ進んで、ステップモータ４４の固定、Ｓ１４
でテンショナボルト１２の締付けがなされた後、学習値
の更新（Ｓ１５）がなされ、これにより、タイミングベ
ルト６の張力調整が完了する。ここに、前記学習値は、
タイミングベルト６からの反力が前記規格範囲内となっ
たパルス数であり、ここでは過去５回の平均値が前記Ｓ
３において設定されるようになっている。 また５Ｆ−記規格範囲とは、その中央値がタイミングベ
ルト６の張り側に作用している張力′［”１と同一・の
張力Ｔ　２がタイミングベルト６の緩み側に作用すると
きの反力とされ、規格範囲はこの中央値を挟んでプラス
・マイナスαとして設定されている。 前記ＳＩ２において、ＮｏのときにはＳＩ６へ移行し、
前記反力が規格範囲よりも大きいときには、Ｓ１７にお
いてテンシ５１す８を戻し方向に調整する戻しパルス数
の算出及び設定がなされ、逆に規格範囲よりも小さいと
きには、Ｓ１８においてテンショナを押し方向に調整す
る押しパルス数の算出及びその設定がなされる。 ここに、前記戻しパルス数及び押しパルス数の算出は以
下の式による。。 戻しパルス数＝ 規格範囲の中央値−反力１Ｘａ ａ＝戻し換莫定数 押しパルス数＝ １規格範囲の中央値−反力１×β β−押し換算定数 ト、を己、ａ、β（まタイミングベルト６のヒステリシ
スを考慮した値とされている。第１２図はヒスプリシス
を示す図であり、図中■、■は押し方向にテンショナ８
を変位させたときに得られた反力であり、■、■は戻し
方向にテンシ”Ｊす８を変位させたときの反力を表すも
のであり、上記■、■は二回目の測定値、■、■は二回
目の測定値である。尚、押し方向に変位させたときの反
力は、回目（■）と二回目（■）とでは異なっているが
、これは−・回目（■）のときには、タイミングベルト
の馴しが不足していることに起因するものであり、［・
記定数βの値としては二回目（■）の測定結果に基づい
て設定されている。尚、上記パルス数の算出において、
少数以下の（ｉへは切りすてとされ、また整数が零で少
数点以下の値のみのときには、強制的に２パルスを設定
するようにされている。 このように、押し方向での調整と戻し方向での調整にお
いて、その定数ａ、βがヒスプリシスを考慮して個々に
設定されているため、タイミングベルトの張力調整の際
、ヒステリシスの影響による調整不良を防止できること
となる。 次の５１９（Ｓ２０）では、を記の設定されたパルス数
に基づいてステップモータ４４が駆動されて、テンショ
ナ８の調整がなされ、その後タイミングベルト６の安定
化のために１秒間待った後（Ｓ２＋）、再び反力を検出
して（Ｓ２２）、この検出値と規格範囲との比較に基づ
いて（Ｓ２３．５２４）、市１　＋ｉ己ＳＩ３あるし＼
はＳｉ７、Ｓｉ２へと進む。 （発明の効果） 本発明に係る方法及びその装置によれば、実際の稼動に
近似した状態でタイミングベルトの張力を調整するため
、はぼ理想的なタイミングベルトの張力調整かり能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を概念的に表わす構成図、第２図はテン
ショナ調整締結装置の全体正面図、 第３図は第２図の［１１−Ｉｌｌ線に沿って見た側面図
、 第４図は第：３図における抑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図は抑圧手段の拡大図、 第６図は第５図のｌ／Ｉ−Ｖｌ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１すの平面図、 第９図は第８図のＩＸ　−ＩＸ線における断面図、第１
Ｏ図はカムブーりを固定する固定手段な示１図、 第１１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１２図は従来の問題点を表す実験結果を示すグラフで
ある。。 ｌ：クランクプーリ ：３：カムブーリ ６：タイミングベルト ８：テンショナ ２１：：押圧手段 ２２：ロートセル（張力検出手段） ２３：ナツトランナ（取付手段） ２５：コントローラ ５３：電動モータ ５４：無段変速機 ６０　： カムブーり固定手段

Claims (2)

【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を馴み回転させた後、前記従動側
   タイミングプーリを固定する一方、前記駆動側タイミン
   グプーリに所定の回転トルクを付与しつつ、前記テンシ
   ョナを変位させて、前記タイミングベルトからの反力が
   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。
2. （２）　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装置であって、 前記従動側タイミングプーリを固定する回転ロック手段
   と、 前記駆動側タイミングプーリに所定の回転トルクを付与
   するトルク付与手段と、 前記テンショナの変位量を調整するテンシヨナ押圧手段
   と、 前記タイミングベルトからの前記テンショナへの反力を
   検出する反力検出手段と、 を備えていることを特徴とするタイミングベルトの張力
   調整装置。