JPH03181645A

JPH03181645A - オートテンショナ

Info

Publication number: JPH03181645A
Application number: JP32058489A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ouchi; 英男大内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-08-07

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】（ａ業上の利用分野）この発明に係るオートテンショナは、自動車用エンジン
のタイミングベルト、或はオルタネータやコンプレッサ
等の補機を駆動する為のベルトに、適正な張力を付与す
る為に利用する。

（従来の技術）ＯＨＣ型、或はＤＯＨＣ型エンジンのカムシャフトを、
クランクシャフトと同期して回転駆動する為、１４図に
示す様なタイミングベルト１による駆動機構が、例えば
特開昭６３−１８０７５９号公報に開示されている様に
、従来から広く知られている。

この第４図に於いて、２はエンジンのクランクシャフト
により回転駆動される駆動プーリ、３はカムシャフトの
端部に固定された従動プーリ、４はタイミングベルト１
に適正な張力を付与する為のテンションプーリである。

このテンションプーリ４は、第５図に詳示する様に、固
定軸５を中心として揺動する揺動部材６の周囲に枢支さ
れている。そして、この揺動部材６にその基端部を固定
した腕片７の先端部には引っ張りばね８の一端を結合し
、テンションプーリ４をタイミングベルト１（第４図）
に向けて弾性的に押圧する事で、温度変化等に伴なうタ
イミングベルト１等の寸法変化やエンジンの運転に伴な
う振動等に拘らず、このタイミングベルト１の張力が常
に一定に保たれる様にしている。

（発明が解決しようとする課題〉ところが、上述の様に構成され作用する、従来のオート
テンショナの場合、次に述べる様な、解決すべき問題点
があった。

即ち、従来のオートテンショナの場合、引っ張りばね８
、或は捩りコイルば・ねの弾力によりテンションプーリ
４を、タイミングベルト１等の張力を付与すべきベルト
に押し付けている為、ベルトの張力が急激に変動した場
合には、このベルトがばたつく事が避けられなかった。

ベルトに適正な張力を付与した状態で、テンションプー
リを枢支している軸を固定する、所謂固定テンショナの
場合は、ベルトの張力が急激に変動した場合にも、この
ベルトがばたつく事はないが、固定テンショナの場合は
、使用に伴なうベルトの伸び等によって、このベルトの
張力が低減した場合に、これを補償する事が出来ない。

オートテンショナの場合は、上述の様な張力の低減分を
成る程度補償出来るが、前述の様Ｃベルトのばたつきが
発生する他、ベルトが伸びるに従って、引っ張りばね８
、或は捩りコイルばねが、テンションプーリ４をベルト
に押し付ける弾力が減少する事が避けられず、ベルトが
伸びるに従って、このベルトに付与される張力が少しず
つ減少する事が避けられない。

本発明のオートテンショナは、上述の様な不都合を何れ
も解消するものである。

（課題を解決する為の手段）本発明のオートテンショナは、固定軸と、この固定軸の
周囲に回転自在に支持された揺動部材と、この揺動部材
の一部に、固定軸と平行に設けられた枢軸により支承さ
れたテンションプーリと、固定部分に支持された電動モ
ータと、この電動モータの出力軸の回転に基づいて上記
揺動部材を、上記固定軸を中心として揺動させる伝達手
段とから成り、上記電動モータへの通電に基づいて上記
テンションプーリを、このテンションプーリに掛け渡さ
れたベルトに向けて押圧する様に構成している。

（作　　用）上述の様に構成される本発明のオートテンショナにより
、エンジンのタイミングベルト等のベルトに、適正な張
力を付与する場合は、電動モータに通電する事により揺
動部材を、伝達手段を介して揺動させ、枢軸によってこ
の揺動部材に枢支されたテンションプーリを、ベルトに
向けて押圧する。

ベルトに向けてテンションプーリを押圧する力は、電動
モータの駆動トルクに比例する為、この電動モータへの
通電量を適当に調節する事により、上記ベルトに対して
、常に適正な張力を付与し続ける事が出来る。

（実施例）次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳しく
説明する。

第１〜３図は本発明の実施例を示しており、第１図は断
面図、第２図は第１図の左方から見た図、第３図は同じ
く右方から見た図である。

９は円筒状に形成された固定軸で、オートテンショナの
使用時にはボルト１０により、エンジンのシリンダブロ
ック１１の前面（タイミングベルト用オートテンショナ
の場合）等に固定される。

この固定軸９の外周面には、滑り軸受１２．１２を介し
て、揺動部材１３の一端部（第１〜３図の下端部）が枢
支されている。

即ち、揺動部材１３の一端部に形成した円筒部１４を、
上記滑り軸受１２．１２を介して固定軸９に外嵌する事
により、上記揺動部材１３を上記固定軸９に対し枢支し
ている。

この様にして、固定軸９に枢支された揺動部材１３の中
間部前面（第１図の右面）には、上記固定軸９と平行な
枢軸１５を突設し、この枢軸１５の周囲に転がり軸受１
６を介して、テンションプーリ１７を支承している。ス
テンレス鋼板、アルミニウム板等の金属板をプレス成形
する事により、互いに同心な内円筒部１７ａと外円筒部
１７ｂとを設けたテンションプーリ１７は、上記内円筒
部１７ａを上記転がり軸受１６の外輪１８に外嵌固定す
る事により、上記枢軸１５に対して枢支し、上記外円筒
部１７ｂの外周面に、張力を付与すべきベルトを掛け渡
す様にしている。

図示の実施例に於いては、上記外円筒部１７ｂを十分に
大径に形成する事により、前記固定軸９が、外円筒部１
７ｂの内周面と内円筒部１７ａの外周面との間の空間１
９内に位置し、ベルトによってテンションプーリ１７に
加えられる応力により、固定軸９に、滑り軸受１２．１
２の偏摩耗につながる捩り応力が加わらない様にしてい
る。

又、揺動部材１３の先端部（第１〜３図の上端部）には
、円弧状の従動ギヤｉｏを、螺子２１により固定してい
る。この従動ギヤ２０の外周縁は、前記固定軸９を中心
とする円弧縁とし、この円弧縁に歯を形成している。

一方、前記固定軸９の基端部（第１図の左端部）外周縁
から、上記揺動部材１３とほぼ同じ方向に延びた支持腕
２２の先端部には、電動モータ２３を構成するモータハ
ウジング２４を一体Ｃ形成し、このモータハウジング２
４の内側に出力軸２５を、１対の転がり軸受２６．２６
によって、回転自在に支承している。上記出力軸２５の
中間部外周面にはロータ２７を、上記モータハウジング
２４の内周面で、このロータ２７と対向する部分にはス
テータ２８を、それぞれ固定して、上記出力軸２５を特
定方向に回転自在としている。

上述の様な電動モータ２３を構成する出力軸２５の先端
部（第１図の右端部）で、上記モータハウジング２４か
ら突出した部分の外周面には駆動ギヤ２９を形成し、こ
の駆動ギヤ２９を、前記従動ギヤ２０と噛合させている
。

この結果、前記電動モータ２３への通電に伴なって揺動
部材１３が、固定軸９を中心として揺動し、揺動部材１
３の枢軸１５が変位するが、この変位に伴なって、枢軸
１５に枢支されたテンションプーリ１７がベルトに押し
付けられる様に、上記電動モータ２３の回転方向を定め
ている。

更に、上記出力軸２５の基端部（第１図の左端部）には
、ラチェツト歯３０を形成すると共に、前記モータハウ
ジング２４の内周面に、このラチェツト歯３０と係合す
るラチェツト爪３１を設けている。このラチェットｉ３
０とラチェツト爪３１とから成るラチェット機構３２の
働きにより、上記出力軸２５は、前記電動モータ２３に
通電された場合に、テンションプーリ１７をベルトに押
し付ける方向にのみ回転自在となる。即ち、電動モータ
２３への通電が行なわれず、ベルトからの張力に基づい
てテンションプーリ１７を支承した揺動部材１３が、こ
のテンションプーリ１７をベルトから遠ざける方向に揺
動しようとした場合にも、上記ラチェット機構３２の作
用により、出力軸２５は回転しない様にしている。

上述の様に構成される本発明のオートテンショナは、次
に述べる通り作用する。

エンジンのタイミングベルト等のベルトに、適正な張力
を付与する場合は、電動モータ２３＆：適当な電圧で通
電し、この電動モータ２３の出力軸２５を、上記電圧に
見合ったトルクで回転させる。

出力軸２５の回転に伴なって揺動部材１３の先端部に固
定された従動ギヤ２０が、駆動ギヤ２９を介して変位さ
せられ、上記揺動部材１３が、固定軸９を中心として揺
動する結果、この揺動部材１３の中間部前面の枢軸１５
に枢支されたテンションプーリ１７がベルトに向けて押
圧され、このベルトに張力が付与される。

ベルトに向けてテンションプーリ１７を押圧する力は、
電動モータ２３に印加する電圧によって定まる、出力軸
２５の回転トルクに比例する為、この電動モータ２３に
印加する電圧を適当に調節する事により、上記ベルトに
対して、適正な張力を付与する事が出来る。

電動モータ２３への通電に伴ない、ベルトに適正な張力
が付与されたならば、この電動モータ２３への通電を停
止しても、ラチェット機構３２の働きにより、テンショ
ンプーリ１７がそのままの位置に保持され、上記ベルト
には適正な張力が付与されたままとなる。

即ち、上記ラチェット機構３２は、前記電動モータ２３
への通電に基づく出力軸２５の回転のみを許容する為、
電動モータ２３への通電が行なわれず、ベルトからの張
力に基づいてテンションプーリ１７を支承した揺動部材
１３が、このテンションプーリ１７をベルトから遠ざけ
る方向に揺動しようとした場合にも、出力軸２５は回転
せず、この出力軸２５先端部の駆動ギヤ２９と噛合した
従動ギヤ２０を固定した揺動部材１３も、ベルトからテ
ンションプーリ１７に加えられる応力に拘らず、変位す
る事はなくなる。

この為、−度ベルトに適正な張力を付与したならば、電
動モータ２３への通電を継続しなくても、ベルトの張力
を適正範囲に保持出来る様になる。

又、この状態でベルトの張力が急激に変動した場合でも
、テンションプーリ１７がベルトの走行位置から遠ざか
る方向に変位する事はない為、前述の固定テンショナの
場合と同様に、ベルトのばたつきを確実に抑える事が出
来る。

長期間に亙る使用に伴なうベルトの伸び等により、ベル
トの張力が低下したならば、再び電動モータ２３に所定
時間（数秒間）の通電を行なう事により、テンションプ
ーリ１７をベルトに向けて押し付け、このベルトに適正
な張力を付与する。張力付与後は、ラチェット機構３２
の働きにより、適正な張力が付与されたままとなる事は
、前述の通りである。

尚、電動モータ２３への通電時期を求める方法としては
、次の様な方法が考えられる。

先ず第一の方法としては、経過時間又は車両の走行距離
を検出する検出手段（時計、或は走行距離計）を設け、
別途設けた制御手段が、この検出手段からの信号に基づ
いて電動モータ２３への通電を制御する事が考えられる
。

この場合、上記制御手段は、一定時間経過した際、又は
車両が一定距離走行した際、電動モータ２３に、所定の
大きさの電流を所定時間だけ流し、テンションプーリ１
７を所定の強さでベルトに押し付けて、ベルトが弛んで
いた場合には、この弛みを補償する。

次に、第二の方法としては、車両のエンジンの温度を検
出する温度検出手段（水温計等）を設け、別途設けた制
御手段が、この温度検出手段からの信号に基づいて電動
モータ２３への通電を制御する事が考えられる。

この場合、上記制御手段は、上記エンジンの温度が一定
値以上に上昇した際、電動モータ２３に、所定の大きさ
の電流を所定時間だけ流し、テンションプーリ１７を所
定の強さでベルトに押し付けて、ベルトが弛んでいた場
合Ｃは、この弛みを補償する。

上述の２通りの方法は、ベルトが弛んでいてもいなくて
も、電動モータ２３に通電する事によりテンションプー
リ１７をベルトに押し付け、ベルトが弛んでいた場合に
はこの弛みを補償するものであるが、次に、ベルトの弛
みの有無を検出し、弛んでいた場合にのみ、上記電動モ
ータ２３に通電する場合に就いて説明する。

先ず、この場合に於ける第一の方法としては、ベルトを
掛け渡した何れかのプーリ（ガイドプーリが適当である
。）の枢軸に加わる応力を検出する為のロードセルを設
ける等により、上記ベルトに付与された張力の低下を検
出する張力検出手段を設け、別途設けた制御手段が、こ
の張力検出手段からの信号に基づいて電動モータへの通
電を制御する事が考えられる。

この場合、上記制御手段は、ベルトの張力が一定値以下
に低下した際、電動モータ２３に、所定の大きさの電流
を所定時間だけ流し、テンションプーリ１７を所定の強
さでベルトに押し付けて、ベルトの弛みを補償する。

又、ベルトの弛みを検出して電動モータ２３への通電を
制御する場合の第二の方法としては、ベルトを駆動する
エンジンの回転数と、ベルトにより駆動される、ジェネ
レータ等の補機の回転数とのずれにより、上記ベルトが
弛んでいる事を検出する事が考えられる。

即ち、エンジンの回転数と補機の回転数とは、ベルトの
張力が適正である場合には、互いに比例関係にあるが、
ベルトが弛む事で、エンジンの回転が十分に補機に伝わ
らなくなった場合には、比例しなくなる。

そこで、この方法の場合、エンジンの回転数と補機の回
転数とを観察して互いに比較し、エンジンの回転数に比
べて補機の回転数が低くなった場合には、ベルトが弛ん
でいるとして、別途設けた制御手段が電動モータ２３に
、所定の大きさの電流を所定時間だけ流し、テンション
プーリ１７を所定の強さでベルトに押し付けて、ベルト
の弛みを補償する。

尚、電動モータ２３の出力軸２５により直接従動ギヤ２
０を駆動するのでは、電動モータ２３の出力が不足し、
十分な張力を得られない場合には、電動モータ２３と駆
動ギヤ２９との間に減速機を設ける事も出来る。

又、出力軸２５を第１図の表裏方向（第２〜３図の左右
方向）に配設すると共に、この出力軸２５に固定したウ
オームと、従動ギヤ２０の外周縁に形成したウオーム歯
とを噛合させたり、或は、揺動部材１３の一部にナツト
部材を支承すると共に、電動モータ２３により捩り回転
される螺子杆を、上記ナツト部材に螺合させる事で伝達
手段を構成すれば、別途減速機を設けなくても、十分（
大きな力で揺動部材１３を変位させる事が出来る。但し
、この場合には、ナツト部材を揺動部材１３に対して、
螺子杆を固定の部分に対して、それぞれ若干の揺動自在
に支承し、揺動部材１３の変位に拘らず、ナツト部材と
螺子杆との螺合状態が確保される様にする。

更に、電動モータ２３への非通電時に、テンションプー
リ１７がベルトの走行位置から退避しない様にする為の
ラチェット機構３２を、第１図に鎖線で示す様に、揺動
部材１３と支持腕２２との間に設ける事も出来る。

尚、第１図に於いて３３は、従動ギヤ２０と駆動ギヤ２
９との噛合部に、塵芥等が進入するのを防止する為、揺
動部材１３の先端部と支持腕２２の先端部とに互って設
けたブーツである。

（発明の効果）本発明のオートテンショナは、以上に述べた通り構成さ
れ作用する為、ベルトの張力が急激に変動した場合にも
、このベルトがばたつく事を確実に防止する事が出来、
しかも、使用に伴なうベルトの伸び等によって、このベ
ルトの張力が低減した場合にも、これを確実に補償する
事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例を示しており、第１図は断
面図、第２図は第１図の左方から見た図、第３図は同じ
く右方から見た図、第４図はオートテンショナを設けた
ベルト駆動機構の正面図、第５図はオートテンショナの
みを拡大して示す正面図である。１：タイミングベルト、２：駆動プーリ、３：従動プー
リ、４：テンションプーリ、５：固定軸、６：揺動部材
、７：腕片、８：引っ張りばね、９：固定軸、１０：ボ
ルト、１１ニジリンダブロツク、１２：滑り軸受、１３
：揺動部材、１４：円筒部、１５：枢軸、１６：転がり
軸受、１７：テンションプーリ、１７ａ：内円筒部、１
７ｂ：外円筒部、１８：外輪、１９：空間、２０：従動
ギヤ、２１：螺子、２２：支持腕、２３：電動モータ、
２４：モータハウジング、２５：出力軸、２６：転がり
軸受、２７：ロータ、２８：ステータ、２９：駆動ギヤ
、３０：ラチェツト歯、３１：ラチェツト爪、３２：ラ
チェット機構、３３：ブーツ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定軸と、この固定軸の周囲に回転自在に支持さ
れた揺動部材と、この揺動部材の一部に、固定軸と平行
に設けられた枢軸により支承されたテンションプーリと
、固定部分に支持された電動モータと、この電動モータ
の出力軸の回転に基づいて上記揺動部材を、上記固定軸
を中心として揺動させる伝達手段とから成り、上記電動
モータへの通電に基づいて上記テンションプーリを、こ
のテンションプーリに掛け渡されたベルトに向けて押圧
するオートテンショナ。
（２）揺動部材の一部に、固定軸を中心とする円弧状の
従動ギヤを固設すると共に、電動モータの出力軸に固設
した駆動ギヤを、上記従動ギヤに噛合させる事で伝達手
段とした、請求項１に記載のオートテンショナ。
（３）固定軸に対して固定の支持腕の先端部に電動モー
タを支持した、請求項２に記載のオートテンショナ。
（４）電動モータを構成するモータハウジングと出力軸
との間、又は支持腕と揺動部材との間に、テンションプ
ーリがベルトに向かう方向にのみ、出力軸の回転、又は
揺動部材の変位を許容するラチェット機構を設けた、請
求項３に記載のオートテンショナ。
（５）揺動部材の一部にナット部材を支承すると共に、
電動モータにより捩り回転される螺子杆を、上記ナット
部材に螺合させる事で伝達手段とした、請求項１に記載
のオートテンショナ。
（６）伝達手段の周囲を、可撓性を有する材料で造られ
たブーツにより覆った、請求項１〜５の何れかに記載の
オートテンショナ。
（７）伝達手段が、テンションプーリの外周面よりも内
側に設けられている、請求項１〜６の何れかに記載のオ
ートテンショナ。
（８）固定軸が、テンションプーリの外周面よりも内側
に設けられている、請求項１〜７の何れかに記載のオー
トテンショナ。
（９）経過時間又は車両の走行距離を検出する検出手段
と、この検出手段からの信号に基づいて電動モータへの
通電を制御する制御手段とを有し、この制御手段は、一
定時間経過した際、又は車両が一定距離走行した際、上
記電動モータに、所定の大きさの電流を所定時間だけ流
す、請求項４〜５の何れかに記載のオートテンショナ。
（１０）車両のエンジンの温度を検出する温度検出手段
と、この温度検出手段からの信号に基づいて電動モータ
への通電を制御する制御手段とを有し、この制御手段は
、上記エンジンの温度が一定値以上に上昇した際、上記
電動モータに、所定の大きさの電流を所定時間だけ流す
、請求項４〜５の何れかに記載のオートテンショナ。
（１１）ベルトに付与された張力の低下を検出する張力
検出手段と、この張力検出手段からの信号に基づいて電
動モータへの通電を制御する制御手段とを有し、この制
御手段は、ベルトの張力が一定値以下に低下した際、上
記電動モータに、所定の大きさの電流を所定時間だけ流
す、請求項４〜５の何れかに記載のオートテンショナ。
（１２）張力検出手段が、ベルトに当接した何れかのプ
ーリに加わる荷重により、上記ベルトの張力を検出する
、請求項１１に記載のオートテンショナ。
（１３）張力検出手段が、エンジンの回転数とベルトに
より駆動される補機の回転数とのずれにより、上記ベル
トの張力を検出する、請求項１１に記載のオートテンシ
ョナ。