JP2003027953A - ベルト伝動装置 - Google Patents

ベルト伝動装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの始動時と、始動後の補機駆動時に
おいて、それぞれ最適なベルト張力に設定することがで
きるベルト伝動装置を提供する。 【解決手段】 ベルト10を押圧して、ベルト張力を複
数段階に設定可能であり、回転電機でエンジン1を始動
するときのベルト10の張力が、エンジン始動後の補機
の駆動時よりも大きく設定できるベルト張力調整装置9
を備え、このベルト張力調整装置9は、ベルト10が巻
き掛けられるとともに、ベルト10の移動で回転するテ
ンションプーリユニット8と、このテンションプーリユ
ニット8を押圧するオートテンショナ機構とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの始動
時、及びエンジンによる補機駆動時の回転力をベルトを
用いて伝動するベルト伝動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開平8−14145号公報には、エン
ジンのクランク軸に取り付けられたクランクプーリと、
エンジンの周辺に配された各補機にそれぞれ取り付けら
れたプーリと、始動用電動機に取り付けられたプーリと
をベルトで連結して、始動用電動機によりベルトを介し
てエンジンを始動させるとともに、エンジン始動後はエ
ンジンのクランク軸に取り付けられたクランクプーリに
よって、ベルトを介して各補機を駆動するベルト伝動装
置が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のベルト伝動装置
は以上のように構成されているので、始動用電動機によ
りベルトを介してエンジンを始動するときには、大きな
伝達トルクを必要とする為、ベルトに高い張力を掛ける
必要があるが、エンジン始動後も必要以上に高い張力が
べルトに継続してかかることになるので、ベルトの寿命
が著しく低下するという問題点があった。また、そのベ
ルト張力が他の補機に取り付けられたプーリにもかかっ
てしまうため、補機の軸及び軸受、その支持構造の強度
を増加させることが必要になり、補機の大型化及び高コ
スト化を招くという問題点もあった。
【0004】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであって、オートテンショナの設
定張力を、エンジンの始動時と、始動後の補機駆動時に
おいて、それぞれ最適な張力に可変し得るべルト伝動装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るベルト伝動装置は、エンジンに始動用動力を伝達する
回転電機に取り付けられた回転電機用プーリと、始動用
動力をエンジンに伝達するとともに、エンジンの回転動
力を補機に伝達するエンジン用プーリと、このエンジン
用プーリからの動力で回転して補機を駆動する補機用プ
ーリと、回転電機用プーリ、エンジン用プーリ及び補機
用プーリに連続して巻き掛けられたベルトと、このベル
トを押圧してベルト張力を調整するベルト張力調整装置
を備えたものであって、ベルト張力調整装置は、ベルト
が掛けられるとともに回転自在に支持されたテンション
プーリと、このテンションプーリを押圧するバネ定数の
異なった複数のスプリングと、これら複数のスプリング
を同心円状に直列結合させる複数の円筒状の連結プレー
トと、テンションプーリを移動させる推力シャフトとか
ら構成されたものである。
【0006】この発明の請求項2に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置は、バネ定数の異なる複数
のスプリングを、バネ定数の大きさの順番に内側から外
側ヘ、あるいは外側から内側へ連結プレートを介して結
合したものである。
【0007】この発明の請求項3に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置は、複数のスプリングを軸
方向に順番にずらして配置したものである。
【0008】この発明の請求項4に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置は、アームプレートのスプ
リング当接面及びシリンダに設けられたフランジ部のス
プリング当接面に緩衝部材を設けたものである。
【0009】この発明の請求項5に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置は、電動機により回転させ
られる回転シャフトのネジ部と推力シャフトのネジ部を
ネジ結合することにより、回転シャフトの回転トルクを
推力シャフトの軸方向の力に変換するものである。
【0010】この発明の請求項6に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置は、ベルトから反力を受け
たとき、テンションプーリが押し戻されるのをブロック
するための弾性部材を設けたものである。
【0011】この発明の請求項7に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置は、ベルトから反力を受け
たとき、テンションプーリが押し戻されるのをブロック
するための弾性流体を設けたものである。
【0012】この発明の請求項8に係るベルト伝動装置
は、エンジンの回転数、エンジン始動信号、車速、ベル
ト張力並びにテンションプーリの位置信号の情報を処理
するCPUからの指令により、ベルト張力を調整するも
のである。
【0013】この発明の請求項9に係るベルト伝動装置
は、始動時には回転電機のベルト張り側、始動後にはエ
ンジン用プーリのベルト緩み側になる位置にベルト張力
調整装置が設置されるものである。
【0014】この発明の請求項10に係るベルト伝動装
置は、エンジンとして車両用エンジンを用いたものであ
る。
【0015】この発明の請求項11に係るベルト伝動装
置は、回転電機として電動発電機を用いたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
一実施形態を図に基づいて説明する。図1はこの発明の
実施の形態1によるエンジンを中心としたベルト伝動装
置全体を示す平面図、図2はテンションプーリユニット
が最も突き出た状態のベルト張力調整装置を示す平面断
面図、図3は同じく側面断面図、図4は推力シャフトが
電動機側に移動して、第3のスプリングがアームプレー
トの端面から離れる直前の状態のベルト張力調整装置を
示す平面断面図、図5は同じく側面断面図、図6は推力
シャフトがさらに電動機側に移動して、第2のスプリン
グがアームプレートの端面から離れる直前の状態のベル
ト張力調整装置を示す平面断面図、図7は同じく側面断
面図、図8は推力シャフトが電動機側に最も移動した状
態のベルト張力調整装置を示す平面断面図、図9は同じ
く側面断面図、図10は第l、第2、第3スプリング単
品の撓み量とバネ荷重との関係、及びこれら3つのスプ
リングを下記のごとく構成した場合の撓み量とバネ荷重
との関係を示すグラフである。
【0017】図において、1はエンジン、2はエンジン
lのクランク軸に取り付けられたエンジン用プーリであ
るクランクプーリ、3,4は補機A、補機Bにそれぞれ
取り付けられた補機用プーリ、5,6は各プーリのベル
ト巻き角を調整してベルトスリップを抑制するための固
定テンショナプーリ、7は回転電機である始動電動発電
機に取り付けられた回転電機用プーリ、8はベルト張力
調整装置9に設けられ、ベルト10が巻かれるテンショ
ンプーリユニットであり、ベルト10はクランクプーリ
2から反時計回りに、固定テンショナプーリ5、補機用
プーリ3、補機用プーリ4、固定テンショナプーリ6、
回転電機用プーリ7、ベルト張力調整装置9に設けられ
たテンションプーリユニット8の順に巻き掛けられてお
り、このベルト張力調整装置9は、ベルト10の張力を
連続的に可変することができるように構成されている。
【0018】固定テンショナプーリ5,6は、クランク
プーリ2、補機用プーリ3,4、回転電機用プーリ7に
掛かるベルト10のベルト巻き角を大きくして、ベルト
スリップが発生しないように設定されている。また、ベ
ルト張力調整装置9も同様に、回転電機用プーリ7及び
クランクプーリ2のベルト巻き角を大きくして、ベルト
スリップが発生しないようにしているとともに、ベルト
10の張力を予め設定した一定張力に維持するように動
作している。
【0019】図2、図3において、テンションプーリユ
ニット8は、外周にベルト10が掛けられる円筒状のテ
ンションプーリ11と、この内周側に嵌合固定されたベ
アリング12と、このベアリング12の内径側に圧入嵌
合されたブッシユ13と、ブッシユ13に挿入されると
ともにベアリング12の内輪端面に当接するスペーサ1
4と、テンションプーリllに嵌合したベアリング12
をブッシユ13とスペーサ14を介して保持するととも
に、その両側をボルト15で挟持締結したコの字状のア
ームプレート16から構成されている。テンションプー
リ11は、ベアリング12によってブッシユ13あるい
はボルト15と同軸的に回転自在に構成されている。
【0020】17は上記アームプレート16と溶接、カ
シメなどの結合手段によって結合固定されたピストン、
18はその内径円筒部でピストン17と滑らかに摺動す
るシリンダ、19はピストン17に嵌合されるととも
に、ピンガイド18a内を移動することによりシリンダ
18との相対回転を規制するピン、18bはシリンダ1
8の端部に構成されたフランジ部であり、このフランジ
部18bとアームプレート16の間に装着された第1の
スプリング20a、第2のスプリング20b及び第3の
スプリング20cと、これらを直列に連結する第1の連
結プレート21a及び第2の連結プレート21bとによ
って、オートテンショナ機能を有する多段階のスプリン
グ弾性力発生部を構成している。シリンダ18の底部を
構成する弾性部材22は、ピストン17の動きを規制す
ると同時に緩衝機能をも有するゴム系の材料などから構
成される。又、23はフランジ部18bのスプリング当
接面に設けられた緩衝部材、24はアームプレート16
のスプリング当接面に設けられた緩衝部材である。
【0021】上記シリンダ18及びフランジ部18bは
推力シャフト25の一部分を構成しており、この推力シ
ャフト25の円柱部25aは電動機26の回転シャフト
27の内周円筒部27aと滑らかに摺動可能であり、か
つ回転シャフト27のネジ部27bと推力シャフト25
のネジ部25bはネジ結合されており、回転シャフト2
7からの回転トルクを軸方向の力に変換して推力シャフ
ト25に伝達することにより、シリンダ18の左右方向
の移動を可能にしている。
【0022】次に、電動機26の構成について説明す
る。28は、永久磁石などにより構成され、磁束を作る
働きをする界磁磁極、29は磁路を構成するヨーク、3
0は磁路を構成するコア部、31は図示していない電機
子スロット部に巻回されている電機子コイル、32はこ
の電機子コイル31に通電する電流を切り換えるコンミ
テータであり、これらの部品と回転シャフト27とから
電機子33が構成されている。
【0023】さらに、34は回転シャフト27をスペー
サ35と止め輪36との共同で軸方向に固定するととも
に、挿嵌支持しているフロント側ベアリング、37はこ
のフロント側ベアリング34を嵌合支持しているフロン
ト側ブラケット、38は回転シャフト27のリヤ側を挿
嵌支持しているリヤ側ベアリング、39はこのリヤ側ベ
アリング38を嵌合支持しているリヤ側ブラケット、4
0はコンミテータ32と摺動して給電するブラシ、41
はブラシ40を保持するブラシホルダーである。
【0024】本実施形態においては、電動機26がフロ
ント側ブラケット37を介してボルト42によって図示
しないエンジンブラケットに締め付け固定されている。
又、ピン19とピンガイド18aは、ピストン17とシ
リンダ18が相対回転しないように設けられたものであ
り、ガイド棒43とフランジ部18bの一端に設けられ
たスリット18cは、ネジ部27bとネジ部25bとの
摩擦力によって、回転シャフト27と推力シャフト25
が共回りしないように設けられたものである。
【0025】44は、エンジン回転数センサによって取
得される外部信号であるエンジン回転数信号、エンジン
始動信号、車速センサによって計測される車速信号、電
動機回転数センサによって計測される電動機回転数信
号、補機負荷レベル信号、ブレーキペダル位置信号(図
示せず)、アクセルペダル位置信号(図示せず)、ベル
ト張力値信号(図示せず)あるいはテンションプーリ1
1の位置信号などが伝達されるCPU(中央演算処理装
置)であり、CPU44では、信号処理並びに演算処理
が行われ、処理された制御信号が電動機制御回路45に
伝えられる。46は電動機制御回路45から電動機制御
信号が伝えられる電動機駆動回路であり、その制御信号
に基づき、電動機駆動回路46により電動機26の通電
制御が行われる。
【0026】次に、上記構成のベルト伝動装置の動作に
ついて説明する。図1において、エンジン1が停止した
状態からエンジン1を始動させる時、車のキースイッチ
か、あるいは所定の始動条件下で図示していない始動電
動発電機によって回転電機用プーリ7が時計回りに回転
させられ、この回転駆動力がベルト10を介してクラン
クプーリ2に伝達され、クランクプーリ2が回転してエ
ンジン1が始動する。
【0027】この時、ベルト10を介して回転電機用プ
ーリ7からクランクプーリ2に大きな伝達トルクをベル
トスリップが生じない状態で伝達させる必要があるの
で、回転電機用プーリ7とクランクプーリ2との間のベ
ルト張り側領域に設置したベルト張力調整装置9によっ
て、エンジン始動前にベルト10の張力を予め高めの設
定張力に切り換えておく。そして、エンジン1の始動後
は、ベルト張力調整装置9によって、エンジン1が補機
を駆動する時の通常のベルト10の張力に設定張力が切
り換えられる。ここで、ベルト張力調整装置9は、始動
前は回転電機用プーリ7のベルト張り側にあり、始動後
はクランクプーリ2のベルト緩み側に位置することにな
る。
【0028】ベルト10の設定張力の切り換え制御は、
次のようにして実施される。まず、外部信号であるエン
ジン回転数信号、エンジン始動信号、車速信号、電動機
回転数信号、補機負荷レベル信号、ブレーキペダル位置
信号(図示せず)、アクセルペダル位置信号(図示せ
ず)、ベルト張力値信号(図示せず)あるいはテンショ
ンプーリ11の位置信号などがCPU44に伝えられ
る。CPU44では信号処理、演算処理され、処理され
た制御信号が電動機制御回路45に伝えられる。次に、
電動機制御回路45から電動機制御信号が電動機駆動回
路46に伝えられ、その制御信号に基づき電動機駆動回
路46により電動機26の通電制御が行われる。
【0029】次に、ベルト張力調整装置9の動作につい
て説明する。まず、図lにおいて、ベルト張力調整装置
9のテンションプーリユニット8がベルト10を右斜め
上方向に押圧することにより、ベルト10の張力は調整
されている。図2、図3は始動電動発電機によってエン
ジンを始動させる場合のベルト張力調整装置9の状態を
示しており、ベルト張力調整装置9のテンションプーリ
ユニット8が最も押し出された時のベルト張力調整装置
9の内部状態を示している。
【0030】エンジン始動時に必要な大きなベルト張力
に調整するために、テンションプーリユニット8を押し
出す方向に電動機26を回転させるように、電動機駆動
回路46からブラシ40、コンミテータ32を介して電
機子コイル31に通電される。電機子33に回転力が発
生すると、回転シャフト27のネジ部27bと推力シャ
フト25のネジ部25bのネジ締結部で、電機子33の
回転力が推力シャフト25を押し出す力に変換されて、
推力シャフト25はフロント側に押し出される。
【0031】推力シャフト25が押し出されると、フラ
ンジ部18b、第3のスプリング20c、第2の連結プ
レート21b、第2のスプリング20b、第lの連結プ
レート21a及び第lのスプリング20aを介して、テ
ンションプーリユニット8が第1、第2及び第3のスプ
リング20a,20b,20cのバネ特性で設定される
弾性力でベルト10を押圧する。この場合、推力シャフ
ト25が押し出され、第l、第2及び第3のスプリング
20a,20b,20cは大きく圧縮されるので、バネ
弾性力も大きく、テンションプーリユニット8がベルト
10を押圧する力も大きくなり、ベルト10の張力も増
加し、始動に必要な張力に調整される。この時、ピスト
ン17の先端はシリンダ18の底に装着されている弾性
部材22にわずかな距離まで近づく位置に調整される。
【0032】次に、始動電動発電機が始動されると、ベ
ルト張力調整装置9側のベルト10は、ベルト張り側と
なる為さらに張力が増加し、テンションプーリ11がベ
ルト10からの反力で押し戻されようとするが、前記ピ
ストン17の先端と弾性部材22が当接して、テンショ
ンプーリユニット8が押し戻されるのをブロックするの
で、通常のオートテンショナの如くテンションプーリ1
1が押し戻されて、張力が低下してしまい、負荷に駆動
力を伝達できないというような不具合は発生しない。
尚、図3のピン19とピンガイド18aは、ピストン1
7とシリンダ18が相対回転しないように設けられたも
のであり、ガイド棒43とフランジ18bのスリット1
8cは、ネジ部27bとネジ部25bの摩擦力によっ
て、回転シャフト27と推力シャフト25が共回りしな
いように設けられたものである。
【0033】図4,図5は、エンジン始動後、ベルト張
力調整装置9のテンションプーリユニット8が戻され、
第3のスプリング20cが伸びて、ちょうどアームプレ
ート16の端面から第3のスプリング20cが離れる直
前の状態を示している。図6,図7は、さらにベルト張
力調整装置9のテンションプーリユニット8が戻され、
第2のスプリング20bも伸びて、ちょうどアームプレ
ート16の端面から第2のスプリング20bが離れる直
前の状態を示している。図8,図9は、エンジン始動
後、ベルト張力調整装置9のテンションプーリユニット
8が最大まで戻されて、通常の補機駆動時の位置に達し
たときの状態を示している。
【0034】図4〜図9に示されるように、エンジン始
動後は、図2、図3の時とは逆回転の方向に電機子33
が回転するような制御信号がCPU44で生成され、こ
の制御信号がCPU44から電動機制御回路45、電動
機駆動回路46を経て通電制御される。そして、この信
号に基づき推力シャフト25が戻されるとともに、テン
ションプーリユニット8もベルト反力により押し戻さ
れ、直列に接続した第1、第2、第3のスプリング20
a,20b,20cのバネ弾性力とベルト10からの反
力が釣り合う位置にベルト張力が調整される。
【0035】図10は、第1、第2、第3のスプリング
20a,20b,20cそれぞれのたわみ量とバネ荷重
との関係、及び本発明に示すように、第1、第2、第3
のスプリング20a,20b,20cを同心円状に直列
結合した場合のバネのたわみ量とバネ荷重との関係を同
ーグラフ上に示したものである。図10において、本発
明が示す第l、第2、第3のスプリング20a,20
b,20cを同心円状に直列結合した場合のたわみ量と
バネ荷重の関係を示す曲線のA点は、図2及び図3に示
す状態に対応しており、始動直前あるいは始動開始時の
スプリングのたわみ量とバネ荷重の関係状態を示してい
る。同じく、B点は図4及び図5が示す状態に対応し、
C点は図6及び図7が示す状態に対応し、更にD点は図
8及び図9が示す状態に対応している。
【0036】尚、第l、第2、第3のスプリング20
a,20b,20cのバネ定数をそれぞれk1,k2,
k3とした場合、A点とB点の間のバネ定数X3は、 X3=k3 であり、B点とC点の間のバネ定数X2は、 X2=k2・k3/(k2+k3) であり、C点とD点の間のバネ定数X1は、 X1=k1・k2・k3/(k1+k2+k3) となり、3段階に変化する。従って、本発明は、バネの
たわみ量によって、バネ荷重及びバネ定数を連続的に複
数段階に変化させることが可能であることがわかる。
【0037】上記構成のベルト伝動装置では、エンジン
始動時の高トルク伝達が必要なときのみ、ベルト10の
張力を大きくし、始動後は補機駆動に必要な通常の適正
な一定張力に調整できるので、ベルト10の寿命を低下
させること無く、補機に与える悪影響も最小限に抑える
ことができる。尚、図2から図9までに示したもので
は、スプリングが3個直列に結合した場合を示している
が、エンジン始動時、及び始動後の補機駆動時だけの切
り換えならば、第1及び第3のスプリングの2個だけで
構成しても良い。そして、スプリングを3個直列に結合
した場合には、例えば、補機駆動動力の大小によって、
張力を木目細かく変化させることができ、又、ベルト1
0の共振を回避するために、バネ定数を変化させたりす
ることができる。
【0038】以上のように、複数の円筒状連結プレート
21a,21bによりバネ定数の異なる複数のスプリン
グ20a,20b,20cを同心円状に直列結合するこ
とができるので、複数のスプリング20a,20b,2
0cを直線状に結合した場合と同等となり、軸方向に長
くなることなく、軸方向にコンパクトな構成が得られ
る。
【0039】又、上記構成では、バネ定数の異なる複数
のスプリング20a,20b,20cを、バネ定数の大
きさの順番に同心円状配置の内側から外側に配置した例
を示したが、逆に外側から内側へ順番に結合してもよ
い。このように構成することにより、スプリングが撓ん
だり、あるいは伸びるに従って、バネ定数が連続的に変
化し、スプリングの撓みの大きさによってバネ定数を選
択設定できるため、バネ定数及びバネの強さを適宜適切
に調整でき、たとえば、システムとしての共振点を回避
するようにバネ定数を調整して、共振に起因する不具合
発生を防止することができる。
【0040】更に、複数のスプリング20a,20b,
20cを軸方向に順番にずらして配置することにより、
スプリングが撓んだり、あるいは伸びるに従って、バネ
定数が連続的に変化し、スプリングの撓みの大きさによ
ってバネ定数を選択設定できるため、バネ定数及びバネ
の強さを適宜適切に調整でき、たとえば、システムとし
ての共振点を回避するようにバネ定数を調整して、共振
に起因する不具合発生を防止することができる。
【0041】又、アームプレート16または推力シャフ
ト25のフランジ部18bのスプリング当接面に緩衝部
材23,24を設けており、このように構成することに
より、スプリングの撓みに従って、複数のスプリングが
順番にアームプレート16の端面に当接していくが、ス
プリングの撓みの振幅が大きい場合には、スプリングが
アームプレート16の端面に連続的に接離を繰返し、衝
突騒音を発生する場合があり、スプリング当接面に緩衝
部材23,24を設けることにより、騒音発生の不具合
を防止できる効果がある。
【0042】更に、始動時には回転電機のベルト張り
側、始動後にはクランクプーリ2のベルト緩み側になる
位置にベルト張力調整装置9を設置しており、エンジン
始動後は、クランクプーリ2のベルト緩み側に位置する
ので、ベルトスリップ防止に最も効果があり、ベルト寿
命の向上を図ることができる。そして、ベルト張力調整
装置9は、エンジン用プーリであるクランクプーリ2に
よって、補機を駆動するときにベルト10に生じる緩み
が最大となるベルト最緩み領域に配置されるようにした
ので、エンジン始動後、ベルト10の最緩み領域で所定
のベルト張力が一定に維持され、エンジンからの駆動動
力が、ベルト10を介して確実に補機に伝達され、また
ベルトスリップも防止できる。
【0043】更に、ベルト張力調整装置9は、ベルト1
0から大きな反力を受けたときには、弾性部材22によ
りテンションプーリユニット8が押し戻されるのをブロ
ックするように構成されており、エンジン始動時は、ベ
ルト張力調整装置9が配置されているベルト領域は、ベ
ルト張り側になるため、テンションプーリユニット8は
ベルト10から大きな反力を受けるが、弾性部材22に
よってテンションプーリユニット8が押し戻されるのを
ブロックするので、テンションプーリユニット8が押し
戻され、ベルト張り側の張力が低下して、ベルト10が
動力を伝達できないというような不具合を防止できる。
【0044】又、ベルト張力調整装置9は、電動機26
の回転力をテンションプーリユニット8の直進方向に移
動させる推力に変換するためのネジ式推力機構を備えて
いるので、簡単な構造で、かつ小さな回転トルクで、比
較的大きなベルト10の張力設定が可能である。
【0045】更に、少なくともエンジンの回転数、エン
ジン始動信号、車速、ベルト張力あるいはテンションプ
ーリユニット位置の情報を処理するCPU44の信号に
より、弾性変形手段に連結された電動機26の回転を制
御するようにしたので、CPU44が、ベルト張力の切
り換えとタイミングを効率よく的確に判断して制御で
き、ベルトスリップ防止とベルト寿命向上を図ることが
できる。
【0046】実施の形態2.上記実施の形態1において
は、シリンダ18の底部に弾性部材22を装着して、テ
ンションプーリユニット8がベルト10から大きな反力
を受けた場合のストッパーとした場合を示したが、例え
ば、油圧ダンパー構造のような弾性流体を用いても良
い。即ちベルト張力調整装置9は、ベルト10から大き
な反力を受けたときには、弾性流体の弾性反力により、
テンションプーリユニット8が押し戻されるのをブロッ
クすることができる。
【0047】エンジン始動時は、ベルト張力調整装置9
が配置されているベルト領域は、ベルト張り側になるた
め、テンションプーリユニット8はベルト10から大き
な反力を受けるが、弾性流体の弾性反力によって、テン
ションプーリユニット8が押し戻されるのをブロックす
るので、テンションプーリユニット8が押し戻されて、
ベルト張り側の張力が低下して、ベルト10が動力を伝
達できないというような不具合を防止できる。
【0048】又、上記エンジン1として車両用エンジン
を用いることができる。即ち、エンジン1は車両用エン
ジンであるので、車両用ベルトの寿命向上が図られると
ともに、車両用補機の軸、軸受並びにその支持構造の小
型化及び低コスト化を図ることができる。
【0049】更に、回転電機として電動発電機を使用し
たので、エンジン1に始動用動力を安定、確実に供給す
ることができるとともに、エンジン始動後には発電機機
能により補機あるいはバッテリに電力を供給することが
できる。
【0050】
【発明の効果】この発明の請求項1に係るベルト伝動装
置によれば、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機
に取り付けられた回転電機用プーリと、始動用動力をエ
ンジンに伝達するとともに、エンジンの回転動力を補機
に伝達するエンジン用プーリと、このエンジン用プーリ
からの動力で回転して補機を駆動する補機用プーリと、
回転電機用プーリ、エンジン用プーリ及び補機用プーリ
に連続して巻き掛けられたベルトと、このベルトを押圧
してベルト張力を調整するベルト張力調整装置を備えた
ものであって、ベルト張力調整装置は、ベルトが掛けら
れるとともに回転自在に支持されたテンションプーリ
と、このテンションプーリを押圧するバネ定数の異なっ
た複数のスプリングと、これら複数のスプリングを同心
円状に直列結合させる複数の円筒状の連結プレートと、
テンションプーリを移動させる推力シャフトとから構成
されているので、複数の円筒状連結プレートにより、バ
ネ定数の異なる複数のスプリングを同心円状に直列結合
することができ、複数のスプリングを直線状に結合する
ことによって軸方向に長くなることなく、軸方向にコン
パクトな構成が得られる。
【0051】この発明の請求項2に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置によれば、バネ定数の異な
る複数のスプリングを、バネ定数の大きさの順番に内側
から外側ヘ、あるいは外側から内側へ連結プレートを介
して結合したので、スプリングが撓んだり、あるいは伸
びるに従ってバネ定数が連続的に変化し、スプリングの
撓みの大きさによってバネ定数を選択設定できるため、
バネ定数及びバネの強さを適宜適切に調整でき、たとえ
ば、システムとしての共振点を回避するようにバネ定数
を調整して、共振に起因する不具合発生を防止すること
ができる。
【0052】この発明の請求項3に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置によれば、複数のスプリン
グを軸方向に順番にずらして配置したので、スプリング
が撓んだり、あるいは伸びるに従ってバネ定数が連続的
に変化し、スプリングの撓みの大きさによってバネ定数
を選択設定できるため、バネ定数及びバネの強さを適宜
適切に調整でき、たとえば、システムとしての共振点を
回避するようにバネ定数を調整して、共振に起因する不
具合発生を防止することができる。
【0053】この発明の請求項4に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置によれば、アームプレート
のスプリング当接面及びシリンダに設けられたフランジ
部のスプリング当接面に緩衝部材を設けたので、騒音発
生を防止できる効果がある。
【0054】この発明の請求項5に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置によれば、電動機により回
転させられる回転シャフトのネジ部と推力シャフトのネ
ジ部をネジ結合することにより、回転シャフトの回転ト
ルクを推力シャフトの軸方向の力に変換するようにした
ので、簡単な構造で、かつ小さな回転トルクで比較的大
きなベルトの張力設定が可能となる。
【0055】この発明の請求項6に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置によれば、ベルトから反力
を受けたとき、テンションプーリが押し戻されるのをブ
ロックするための弾性部材を設けたので、テンションプ
ーリが押し戻されてベルト張り側の張力が低下して、ベ
ルトが動力を伝達できないというような不具合を防止で
きる。
【0056】この発明の請求項7に係るベルト伝動装置
におけるベルト張力調整装置によれば、ベルトから反力
を受けたとき、テンションプーリが押し戻されるのをブ
ロックするための弾性流体を設けたので、テンションプ
ーリが押し戻されてベルト張り側の張力が低下して、ベ
ルトが動力を伝達できないというような不具合を防止で
きる。
【0057】この発明の請求項8に係るベルト伝動装置
によれば、エンジンの回転数、エンジン始動信号、車
速、ベルト張力並びにテンションプーリの位置信号の情
報を処理するCPUからの指令により、ベルト張力を調
整するので、中央処理装置(CPU)がベルト張力の切
り換えとタイミングを効率良く的確に判断して制御で
き、ベルトスリップ防止とベルト寿命向上を図ることが
できる。
【0058】この発明の請求項9に係るベルト伝動装置
によれば、始動時には回転電機のベルト張り側、始動後
にはエンジン用プーリのベルト緩み側になる位置にベル
ト張力調整装置が設置されるので、ベルトスリップ防止
に最も効果があり、ベルト寿命の向上を図ることができ
る。
【0059】この発明の請求項10に係るベルト伝動装
置によれば、エンジンとして車両用エンジンを用いたの
で、車両用ベルトの寿命向上が図られるとともに、車両
用補機の軸、軸受並びにその支持構造の小型化及び低コ
スト化を図ることができる。
【0060】この発明の請求項11に係るベルト伝動装
置によれば、回転電機として電動発電機を用いたので、
エンジンに始動用動力を安定、確実に供給することがで
きるとともに、エンジン始動後には発電機機能により、
補機あるいはバッテリに電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるエンジンを中
心としたベルト伝動装置全体を示す平面図である。
【図2】 テンションプーリユニットが最も突き出た状
態のベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図3】 テンションプーリユニットが最も突き出た状
態のベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図4】 推力シャフトが電動機側に移動して、第3の
スプリングがアームプレートの端面から離れる直前の状
態のベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図5】 推力シャフトが電動機側に移動して、第3の
スプリングがアームプレートの端面から離れる直前の状
態のベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図6】 推力シャフトがさらに電動機側に移動して、
第2のスプリングがアームプレートの端面から離れる直
前の状態のベルト張力調整装置を示す平面断面図であ
る。
【図7】 推力シャフトがさらに電動機側に移動して、
第2のスプリングがアームプレートの端面から離れる直
前の状態のベルト張力調整装置を示す側面断面図であ
る。
【図8】 推力シャフトが電動機側に最も移動した状態
のベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図9】 推力シャフトが電動機側に最も移動した状態
のベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図10】 第1、第2、第3のスプリングを同心円状
に直列結合した場合のたわみ量とバネ荷重の関係を示す
グラフである。
【符号の説明】
1 エンジン、2 エンジン用プーリ、3,4 補機用
プーリ、7 回転電機用プーリ、9 ベルト張力調整装
置、10 ベルト、11 テンションプーリ、16 ア
ームプレート、18 シリンダ、18b フランジ部、
20a,20b,20c スプリング、21a,21b
連結プレート、22 弾性部材、23,24 緩衝部
材、25 推力シャフト、25b,27b ネジ部、2
7 回転シャフト、44 CPU。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンに始動用動力を伝達する回転電
    機に取り付けられた回転電機用プーリと、始動用動力を
    上記エンジンに伝達するとともに、エンジンの回転動力
    を補機に伝達するエンジン用プーリと、このエンジン用
    プーリからの動力で回転して上記補機を駆動する補機用
    プーリと、上記回転電機用プーリ、エンジン用プーリ及
    び補機用プーリに連続して巻き掛けられたベルトと、こ
    のベルトを押圧してベルト張力を調整するベルト張力調
    整装置を備えたベルト伝動装置において、上記ベルト張
    力調整装置は、上記ベルトが掛けられるとともに回転自
    在に支持されたテンションプーリと、このテンションプ
    ーリを押圧するバネ定数の異なった複数のスプリング
    と、これら複数のスプリングを同心円状に直列結合させ
    る複数の円筒状の連結プレートと、上記テンションプー
    リを移動させる推力シャフトとから構成されたことを特
    徴とするベルト伝動装置。
  2. 【請求項2】 ベルト張力調整装置は、バネ定数の異な
    る複数のスプリングを、バネ定数の大きさの順番に内側
    から外側ヘ、あるいは外側から内側へ連結プレートを介
    して結合したことを特徴とする請求項l記載のベルト伝
    動装置。
  3. 【請求項3】 ベルト張力調整装置は、複数のスプリン
    グを軸方向に順番にずらして配置したことを特徴とする
    請求項1又は請求項2記載のベルト伝動装置。
  4. 【請求項4】 ベルト張力調整装置は、アームプレート
    のスプリング当接面及びシリンダに設けられたフランジ
    部のスプリング当接面に緩衝部材を設けたことを特徴と
    する請求項lから請求項3のいずれか1項に記載のベル
    ト伝動装置。
  5. 【請求項5】 ベルト張力調整装置は、電動機により回
    転させられる回転シャフトのネジ部と推力シャフトのネ
    ジ部をネジ結合することにより、回転シャフトの回転ト
    ルクを推力シャフトの軸方向の力に変換することを特徴
    とする請求項lから請求項4のいずれか1項に記載のベ
    ルト伝動装置。
  6. 【請求項6】 ベルト張力調整装置は、ベルトから反力
    を受けたとき、テンションプーリが押し戻されるのをブ
    ロックするための弾性部材を設けたことを特徴とする請
    求項1から請求項5のいずれか1項に記載のベルト伝動
    装置。
  7. 【請求項7】 ベルト張力調整装置は、ベルトから反力
    を受けたとき、テンションプーリが押し戻されるのをブ
    ロックするための弾性流体を設けたことを特徴とする請
    求項lから請求項5のいずれか1項に記載のベルト伝動
    装置。
  8. 【請求項8】 エンジンの回転数、エンジン始動信号、
    車速、ベルト張力並びにテンションプーリの位置信号の
    情報を処理するCPUからの指令により、ベルト張力を
    調整することを特徴とする詰求項1から請求項7のいず
    れか1項に記載のベルト伝動装置。
  9. 【請求項9】 始動時には回転電機のベルト張り側、始
    動後にはエンジン用プーリのベルト緩み側になる位置に
    ベルト張力調整装置が設置されることを特徴とする請求
    項1から請求項8のいずれか1項に記載のベルト伝動装
    置。
  10. 【請求項10】 エンジンとして車両用エンジンを用い
    たことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1
    項に記載のベルト伝動装置。
  11. 【請求項11】 回転電機として電動発電機を用いたこ
    とを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項
    に記載のベルト伝動装置。
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