JP2003240073A - オートテンショナの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジン１の補機駆動システムにおけるベルト
１３の張力を自動的に調整するオートテンショナにおい
て、そのアーム１８の振動を抑制して異音の発生やベル
ト１３の寿命低下を防止する。 【解決手段】オートテンショナ１６のダンパ２４は、磁
気粘性流体ＭＲＦの粘性抵抗によりアーム１８の振動を
制動させるものとし、このダンパ２４に励磁により磁気
粘性流体ＭＲＦに磁力を付与する電磁石３４を設け、エ
ンジン回転数及びエンジン負荷に基づき、エンジン１の
回転変動が所定以上に大きい運転領域として低回転低負
荷領域を検出し、この運転領域では電磁石３４の励磁に
より磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与し、磁気粘性流体
ＭＲＦの粘性抵抗を増大させてアーム１８やベルトスパ
ン１３ａの振動を制動し、ベルトのスリップや叩き音等
の異音の防止化、ベルトの高寿命化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン等におけ
るベルト伝動システムに用いられてベルト張力を自動的
に調整するためのオートテンショナの制御装置に関し、
特に、そのベルトの張力変化に伴う移動体の振動を磁気
粘性流体の粘性抵抗を利用して制動するようにしたもの
に関する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のオートテンショナと
して、その減衰装置（ダンパ）の種類に応じて油圧式、
摩擦式及びビスカス式のものが知られており、油圧式及
びビスカス式の減衰装置はオイルの粘性により、また摩
擦式の減衰装置は樹脂と金属との摩擦抵抗によりそれぞ
れ減衰を得るようにしたものである。

【０００３】例えば自動車用エンジンの補機を駆動する
補機駆動システムに用いられる従来の油圧式オートテン
ショナの構造について説明すると、この油圧式オートテ
ンショナはアームタイプやロッドタイプのものがあり、
アームタイプの油圧式オートテンショナは、エンジン等
の固定部に基端部にて回動可能に支持されたアームと、
このアームの先端部に回転自在に支持され、ベルトが巻
き掛けられるテンションプーリとに加え、アームと固定
部との間に連結されてアームの回動を減衰させる油圧式
ダンパを具備している。

【０００４】また、ロッドタイプの油圧式オートテンシ
ョナは、エンジン等の固定部に軸方向に摺動可能（スラ
イド可能）に支持されたロッド部と、このロッド部の先
端部に回転自在に支持されたテンションプーリと、ロッ
ド部に連結されてその摺動を減衰させる油圧式ダンパと
を備えたものが知られている。

【０００５】上記油圧式ダンパは、シリンダボディと、
このシリンダボディ内に往復動可能に嵌挿され、シリン
ダボディ内をオイルが充填された第１及び第２の２室に
区画するピストンと、このピストンに連結され、シリン
ダボディに対し伸縮するロッドとを備え、これらシリン
ダボディ又はロッドの一方が固定部に、また他方がアー
ム又はロッド部にそれぞれ連結されている。そして、シ
リンダボディ内の両室は、ピストンに形成したオイル通
路又はシリンダボディ及びピストンの間のクリアランス
を通って連通され、オイル通路には第２室のオイルが第
１室に流れるのを阻止する逆止弁が、また第２室には、
ロッドをテンションプーリがベルトを押圧するように伸
張方向に付勢するばね（付勢手段）がそれぞれ配設され
ており、ばねの付勢力によりロッドが伸張するときに
は、第１室のオイルが逆止弁の影響を受けずに第２室に
流れるため、ロッドがスムーズに速い速度で伸張移動
し、テンションプーリをベルト押圧方向にさせる一方、
ベルト張力が増大してテンションプーリと共にロッドが
収縮するときには、第２室のオイルがオイル通路を通っ
て第１室に流れるのは逆止弁により阻止され、そのオイ
ルはピストンとシリンダボディ内面との間の小さなクリ
アランスを通って流れるために、大きな粘性抵抗が働
き、減衰効果が得られる。

【０００６】すなわち、ベルトに発生する張力変化を吸
収するためには、張力が高くなるとき（ロッド収縮時）
には減衰を持たせ、張力が低くなるとき（ロッド伸張
時）には速く追従して張力を与える必要があり、上記油
圧式ダンパの構造はこれに叶ったものになっている。

【０００７】尚、上記ロッドタイプの油圧式オートテン
ショナにおいて、そのロッド部を油圧式ダンパのシリン
ダボディ又はロッドの一方で、また固定部をシリンダボ
ディ又はロッドの他方でそれぞれ構成（兼用）したもの
も知られている（例えば特開平９―６０６９７号公報等
参照）。

【０００８】また、従来、実開昭６３―８９４５７号公
報に示されるように、上記油圧式ダンパのシリンダボデ
ィ内部に充填されるオイルを磁気粘性流体としたものが
提案されている。この磁気粘性流体は、極めて微細な強
磁性体を液体中に分散させてなる流体であって、この磁
気粘性流体に外部から磁力を付与することで、その磁気
粘性流体の粘性抵抗や剪断抵抗が変化するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記エンジ
ンの補機駆動システムや動弁システムにおいて、エンジ
ンの回転変動が大きいとき（例えばアイドル域等の低回
転低負荷領域）にベルト張力の大きな変動が生じる。こ
れに対し、オートテンショナにおけるダンパのダンピン
グ抵抗は、上記増大したベルト張力の変動に対しテンシ
ョナの移動体が振動しないようにする程度の大きな抵抗
ではなく、このダンパによりテンショナの振動を抑える
ことは困難であり、テンショナの移動体が大きく飛び跳
ねるように振動して叩き音等の異音が発生したり、ベル
トの寿命が低下したりする等の問題が生じる。

【００１０】そこで、ダンパのダンピング抵抗を初期か
ら高く設定しておけば、上記エンジンの回転変動増大時
のベルト張力の大きな変動に伴うテンショナの振動を抑
制することはできる。しかし、その反面、このダンピン
グ抵抗の増大設定に伴ってオートテンショナが固定テン
ショナに近いものとなり、通常の状態では適正なベルト
張力が付与できず、ベルト張力の不足によりベルトのス
リップ等が発生する虞れがある。

【００１１】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記の磁気粘性流体をオートテンショ
ナに用いた構造とし、その磁気粘性流体による抵抗を所
定の条件下で可変とすることで、テンショナの移動体の
振動を抑制して異音の発生やベルトの寿命低下を防止す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、オイルの粘性により移動体の振動
（移動）の制動を得るオートテンショナに対し、そのオ
イルを磁気粘性流体に置き換えた上で、ベルト伝動シス
テムの回転変動が大きくてベルト張力の大きな変動が生
じる運転状態を検出し、この検出時にはその磁気粘性流
体に対し磁力を付与して抵抗を高くし、移動体の振動を
制動するようにした。

【００１３】具体的には、請求項１の発明では、固定部
に移動可能に支持された移動体と、この移動体に回転自
在に支持され、ベルトが巻き掛けられるテンションプー
リと、上記移動体をテンションプーリがベルトを押圧す
るように移動付勢する付勢手段とを備え、ベルト伝動シ
ステムのベルト張力を自動的に調整するようにしたオー
トテンショナの制御装置が対象である。

【００１４】そして、磁気粘性流体の粘性抵抗により上
記移動体の振動を制動する制振手段と、この制振手段の
磁気粘性流体に磁力を付与する磁気付与手段と、ベルト
伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を
検出する回転変動検出手段と、この回転変動検出手段に
よりベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい
運転領域が検出されたときに、上記制振手段の磁気粘性
流体に磁力が付与されて上記移動体の振動が制動される
ように上記磁気付与手段を制御する磁力制御手段とを備
えていることを特徴とする。

【００１５】上記の構成によると、テンションプーリに
巻き掛けられるベルトの張力が低下すると、付勢手段の
付勢力により、テンションプーリがベルトを押圧するよ
うに移動体が移動する一方、ベルトの張力が増大する
と、テンションプーリがベルトにより押されて移動体が
付勢手段の付勢力に抗して移動する。このことで、適正
なベルト張力が得られ、ベルトのスリップが発生するこ
とはない。

【００１６】そして、制振手段は、磁気粘性流体の粘性
抵抗により移動体の振動を制動するものであり、ベルト
伝動システムの運転中、回転変動検出手段により、ベル
ト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域
が検出されたときに、磁力制御手段により磁気付与手段
が制御されて、この磁気付与手段により上記制振手段の
磁気粘性流体に磁力が付与され、この磁力により磁気粘
性流体の粘性抵抗又は剪断抵抗が増大し、このことで上
記移動体（及びベルトスパン）の振動が制動される。よ
って、ベルト張力変動によるベルトや移動体の振動を抑
えて、ベルトのスリップや叩き音等の異音を防止し、ベ
ルトの寿命を延ばすことができる。

【００１７】請求項２の発明では、上記回転変動検出手
段は、ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大き
い運転領域を回転数及び負荷に基づいて検出するように
構成されているものとする。こうしてベルト伝動システ
ムの回転数及び負荷を基にすることで、ベルト伝動シス
テムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を容易に検
出することができる。

【００１８】請求項３の発明では、上記ベルト伝動シス
テムの回転変動が所定以上に大きい運転領域は低回転低
負荷領域とする。このことで、回転変動が特に大きいベ
ルト伝動システムの低回転低負荷領域でのベルト張力変
動によるベルトや移動体の振動を抑えて、ベルトのスリ
ップや叩き音等の異音を防止し、ベルトの寿命を延ばす
ことができる。

【００１９】請求項４の発明では、上記磁力制御手段
は、移動体の振動がロック停止されるように磁気付与手
段を制御するものとする。こうすると、移動体やベルト
スパンの振動が確実に停止してベルトや移動体の振動を
有効に防止することができる。

【００２０】請求項５の発明では、ベルト伝動システム
は、エンジンによりベルトを介して補機を駆動する補機
駆動システムとする。また、請求項６の発明では、ベル
ト伝動システムは、エンジンの吸排気弁の少なくとも一
方をベルトを介して開閉駆動する動弁システムとする。

【００２１】これらの発明によれば、本発明の効果が有
効に発揮される最適なベルト伝動システムが得られる。

【００２２】請求項７の発明では、制振手段は、シリン
ダボディと、このシリンダボディ内に往復動可能に嵌挿
され、シリンダボディ内を磁気粘性流体が充填された２
室に区画するピストンと、上記シリンダボディ内の両室
を連通する連通路と、上記ピストンに連結され、シリン
ダボディに対し伸縮するロッドとを備え、上記シリンダ
ボディ又はロッドの一方が固定部を、また他方が移動体
をそれぞれ構成しており、磁気付与手段は、上記連通路
の磁気粘性流体に磁力を付与するように構成されている
ものとする。

【００２３】このことで、ベルトの張力変化によりテン
ションプーリが移動体と共に移動すると、この移動体の
移動によりピストンがシリンダボディ内で往復動し、シ
リンダボディ内の２室間で磁気粘性流体が連通路を介し
て往来して、この連通路を通る磁気粘性流体の流路抵抗
（粘性抵抗）により移動体の振動が制動される。この連
通路の磁気粘性流体に対し磁気付与手段により磁力が付
与され、この磁力の変化により磁気粘性流体の流路抵抗
が変更されて制動力が変えられる。従って、磁気粘性流
体を用いた望ましい制振手段が得られる。

【００２４】請求項８の発明では、上記制振手段は、固
定部と移動体との間に移動体の回動軸心と同心状に配置
されかつ磁気粘性流体が充填された流体室を備え、この
流体室には、固定部に回転一体に設けられた少なくとも
１枚の固定部側プレートと、移動体に回転一体に設けら
れた少なくとも１枚の移動体側プレートとが移動体の回
動軸心方向に交互に並べられて配置されており、磁気付
与手段は、上記流体室の磁気粘性流体に磁力を付与する
ように構成されているものとする。

【００２５】この構成によると、ベルトの張力変化によ
りテンションプーリが移動体と共に回動すると、この移
動体の回動により、固定部と移動体との間の流体室にお
いて移動体側プレートが固定部側プレートと相対的に回
動し、この両プレートの相対回動に伴い流体室内の磁気
粘性流体が剪断抵抗（粘性抵抗）を受け、この磁気粘性
流体の剪断抵抗により移動体の回動が制動される。この
流体室の磁気粘性流体に対し磁気付与手段により磁力が
付与され、この磁力の変化により磁気粘性流体の粘性が
変更されて制動力が可変とされる。この場合も、磁気粘
性流体を用いた望ましい制振手段が得られる。

【００２６】請求項９の発明では、上記制振手段は、移
動体の振動を減衰させる減衰手段を構成しているものと
する。このことで、制振手段を減衰手段と兼用すること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図２は本発明の実
施形態１に係る、ベルト伝動システムとしてのエンジン
の補機駆動システムＡ１を示し、１は自動車に搭載され
たＶ型多気筒エンジン、３はエンジン１のクランク軸２
に回転一体に取付固定されたクランクプーリ、５は補機
としての空調機用コンプレッサ（図示せず）の回転軸４
に回転一体に取付固定されたコンプレッサプーリ、７は
補機としてのパワーステアリング用ポンプ（図示せず）
の回転軸６に回転一体に取付固定されたＰＳポンププー
リ、１０は補機としてのオルタネータ８の回転軸９に回
転一体に取付固定されたオルタネータプーリ、１１は冷
却ファン１１ａと一体に形成されてそれを回転駆動する
ためのファンプーリ、１２はアイドラプーリで、上記ク
ランクプーリ３、コンプレッサプーリ５、ＰＳポンププ
ーリ７、オルタネータプーリ１０及びアイドラプーリ１
２はいずれもＶリブドプーリからなる一方、ファンプー
リ１１は平プーリからなる。これらのプーリ３，５，
７，１０〜１２間にはＶリブドベルトからなる伝動ベル
ト１３が巻き掛けられ、このベルト１３は、上記Ｖリブ
ドプーリからなる各プーリ３，５，７，１０，１２にあ
ってはベルト１３内面（下面）をプーリ３，５，７，１
０，１２に接触させた正曲げ状態で、また平プーリから
なるファンーリ１１にあってはベルト１３外面（背面）
をプーリ１１に接触させた逆曲げ状態でそれぞれ巻き付
けられて、いわゆるサーペンタインレイアウトで巻き掛
けられており、エンジン１の運転に伴うクランク軸２
（クランクプーリ３）の回転によりベルト１３をクラン
クプーリ３→ファンプーリ１１→コンプレッサプーリ５
→アイドラプーリ１２→ＰＳポンププーリ７→オルタネ
ータプーリ１０→クランクプーリ３の順に図２で時計回
り方向に走行させて、各補機を駆動するようにしてい
る。

【００２８】そして、上記ベルト１３においてクランク
プーリ３から出る側の緩み側スパン１３ａのうち、該ク
ランクプーリ３とオルタネータプーリ１０との間のスパ
ン１３ａには、そのスパン１３ａをベルト１３外面側か
ら押圧してベルト１３の張力を自動的に調整するための
アームタイプの油圧式オートテンショナ１６が配置され
ている。

【００２９】すなわち、図５は上記オートテンショナ１
６の構造を拡大して示しており、１７は上記エンジン１
の側壁部に取付固定されるマウントで、この実施形態で
は上記マウント１７とエンジン１とで本発明でいう固定
部を構成している。上記マウント１７には移動体として
のアーム１８が基端部にて支持軸１９により揺動可能
（回動可能）に支持されている。このアーム１８の先端
部には上記支持軸１９と平行のプーリ軸２０が突設さ
れ、このプーリ軸２０には平プーリからなるテンション
プーリ２１がベアリング（図示せず）を介して回転自在
に支持され、このテンションプーリ２１に伝動ベルト１
３が外面（背面）から巻き掛けられて押圧される。

【００３０】上記アーム１８の基端部には上記支持軸１
９とオフセットした位置に、制振手段を構成する油圧式
ダンパ２４の一端部が連結ピン２３を介して揺動可能に
連結され、このダンパ２４の他端部はエンジン１の側壁
部（固定部の一部）に揺動可能に連結されており、ダン
パ２４によりアーム１８の振動（揺動）を制動させるよ
うにしている。

【００３１】図３に示すように、上記ダンパ２４は、極
めて微細な強磁性体を液体中に分散させてなる磁気粘性
流体ＭＲＦの粘性抵抗によりアーム１８（移動体）の振
動を制動させるものとされている。すなわち、ダンパ２
４は、エンジン１に揺動可能に連結するための連結部２
５ａを有するシリンダボディ２５を備え、このシリンダ
ボディ２５内にはその内部空間を第１室２６及び第２室
２７に区画するピストン２８が往復動可能に嵌挿され、
このシリンダボディ２５内の２室２６，２７に磁気粘性
流体ＭＲＦが充填されている。上記ピストン２８にはロ
ッド２９の基端部が一体的に連結固定され、このロッド
２９はシリンダボディ２５外に第１室２６側の端部を液
密状に貫通して突出しており、ピストン２８の移動によ
りロッド２９がシリンダボディ２５に対し伸縮する。ロ
ッド２９の先端部には、アーム１８の基端部に上記連結
ピン２３により連結するための連結部２９ａが形成され
ている。

【００３２】また、上記シリンダボディ２５内の第２室
２７にはピストン２８を第１室２６側に向かう方向、つ
まりロッド２９が伸張する方向に押す付勢手段としての
圧縮ばね３１が縮装されている。つまりダンパ２４にば
ね３１（付勢手段）が内蔵されており、この圧縮ばね３
１により、アーム１８をテンションプーリ２１がベルト
１３を押圧するように回動付勢している。

【００３３】そして、上記シリンダボディ２５内周面と
ピストン２８外周面との間は所定の間隔があけられてい
て、この間隔により第１及び第２の両室２６，２７を互
いに連通する連通路３３が形成されており、ベルト１３
の張力が変化してテンションプーリ２１及びそれを支持
しているアーム１８が揺動したとき、このアーム１８の
揺動によりピストン２８をシリンダボディ２５内で往復
動させ、シリンダボディ２５内の２室２６，２７間で磁
気粘性流体ＭＲＦを連通路３３を介して往来させて、こ
の連通路３３を通る磁気粘性流体ＭＲＦの流路抵抗（粘
性抵抗）によりアーム１８の振動（揺動）を制動するよ
うにしている。

【００３４】さらに、上記シリンダボディ２５の周りに
は磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与する磁気付与手段と
しての電磁石３４が設けられており、この電磁石３４に
対する電流の供給による励磁状態により、シリンダボデ
ィ２５とピストン２８との間の連通路３３の磁気粘性流
体ＭＲＦに磁力を付与し、電磁石３４への出力制御によ
り磁気粘性流体ＭＲＦに付与する磁力を変化させてアー
ム１８に対する減衰定数を可変とするようにしている。

【００３５】図２及び図５に示すように、上記電磁石３
４は、コントローラ３７からの制御信号を受けて励磁状
態もしくは消磁状態に切り換えられ、又は励磁状態での
磁力を変化させるようになっている。上記コントローラ
３７には、エンジン回転数を検出する回転センサ３８の
出力信号と、エンジン１の負荷として自動車のアクセル
ペダル（図示せず）の開度を検出するアクセル開度セン
サ３９（ガソリンエンジンでは、そのスロットル開度を
検出するスロットル開度センサでもよい）の出力信号と
が入力されている。

【００３６】ここで、上記コントローラ３７において、
オートテンショナ１６の制御のために行われる信号処理
動作を図１により説明する。まず、最初のステップＳ１
で上記各センサ３８，３９の検出値を入力し、ステップ
Ｓ２では、上記回転センサ３８により検出されたエンジ
ン回転数と、アクセル開度センサ３９により検出された
エンジン１の負荷としてのアクセル開度とに基づきエン
ジン１の運転領域を判定し、その運転領域がエンジン１
の回転変動の所定以上に大きい低回転低負荷領域（例え
ば図６（ａ），（ｂ）に示すようにエンジン回転数が１
５００ｒｐｍ以下の回転域）にあるかどうかを判定す
る。この判定が「非低回転低負荷領域」のＮＯのときに
は、ステップＳ１に戻る。

【００３７】これに対し、上記ステップＳ２の判定が
「低回転低負荷領域」のＹＥＳのときには、ステップＳ
３に進み、上記電磁石３４に制御信号を出力してそれを
励磁状態にし、シリンダボディ２５とピストン２８との
間の連通路３３の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与して
アーム１８に対する減衰定数を可変とする。

【００３８】この実施形態では、上記ステップＳ２によ
り、エンジン１の回転変動が所定以上に大きい運転領域
（低回転低負荷領域）を検出する回転変動検出手段４１
が、またステップＳ３により、この回転変動検出手段４
１によりエンジン１の回転変動が所定以上に大きい運転
領域が検出されたときに、上記ダンパ２４の磁気粘性流
体ＭＲＦに磁力が付与されてオートテンショナ１６のア
ーム１８の振動が制動されるように上記電磁石３４を制
御する磁力制御手段４２がそれぞれ構成されている。

【００３９】したがって、この実施形態においては、オ
ートテンショナ１６のアーム１８にダンパ２４のピスト
ン２８がロッド２９を介して連結され、このピストン２
８がシリンダボディ２５内における第２室２７の圧縮ば
ね３１の付勢力によりロッド２９をシリンダボディ２５
から伸張させる方向に付勢されているので、エンジン１
の運転中、補機駆動システムＡ１により各補機（空調機
用コンプレッサ、パワーステアリング用ポンプ、オルタ
ネータ８、ファン１１ａ）が駆動されているとき、ダン
パ２４内の圧縮ばね３１によりアーム１８が回動付勢さ
れて、この付勢力によりアーム１８先端のテンションプ
ーリ２１がベルト１３のスパン１３ａを押圧し、このこ
とでベルト１３の張力が付与される。

【００４０】そして、ベルト１３の張力の変化によりア
ーム１８がテンションプーリ２１と共に支持軸１９回り
に揺動すると、このアーム１８に連結されているピスト
ン２８がシリンダボディ２５内で往復動する。このピス
トン２８の往復動に伴い、シリンダボディ２５内の２室
２６，２７間で磁気粘性流体ＭＲＦが連通路３３を介し
て往来し、この連通路３３を通る磁気粘性流体ＭＲＦの
流路抵抗（粘性抵抗）によりアーム１８の振動が制動さ
れる。

【００４１】そのとき、回転センサ３８によりエンジン
回転数が、またアクセル開度センサ３９によりエンジン
１の負荷としてのアクセル開度がそれぞれ検出され、こ
れらエンジン回転数及びアクセル開度に基づきエンジン
１の運転領域が判定され、その運転領域が例えば図６
（ａ）に示すように１５００ｒｐｍ以下であってエンジ
ン１の回転変動の所定以上に大きい低回転低負荷領域に
あるときには、電磁石３４にコントローラ３７から電流
が流れてそれが励磁され、この電磁石３４の励磁状態に
よりシリンダボディ２５とピストン２８との間の連通路
３３の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力が付与される。また、
この磁力の変化により磁気粘性流体ＭＲＦの流路抵抗が
変更されて制動力が変えられ、このような磁気粘性流体
ＭＲＦへの磁力を変更制御することにより、アーム１８
に対する減衰定数を可変とすることができる。

【００４２】すなわち、この電磁石３４の励磁によりダ
ンパ２４の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力が付与され、この
磁力により磁気粘性流体ＭＲＦの粘性抵抗が増大し、こ
の抵抗により、図６（ｂ）に示す如く、オートテンショ
ナ１６におけるアーム１８の振動が抑制される。このこ
とによって、エンジン１の回転変動の所定以上に大きい
低回転低負荷領域でのベルト１３やオートテンショナ１
６のアーム１８の振動を抑えて、ベルト１３のスリップ
や叩き音等の異音を防止でき、ベルト１３の寿命を延ば
すことができる。

【００４３】尚、上記実施形態のダンパ２４は図４に示
す振動モデルと見倣すことができ、その振動モデルは以
下の式で表される。

【００４４】ｍ（ｄｘ／ｄｔ）²＋ｃ（ｄｘ／ｄｔ）＋
ｋｘ＝Ｆ（ｔ） 但し、ｍは可動部分の質量、ｋはばね定数、ｃは粘性減
衰定数、Ｆ（ｔ）はベルト１３の張力である。

【００４５】この場合、磁気粘性流体ＭＲＦを使用し
て、その粘性減衰定数ｃを任意に変化させることができ
るので、入力となるベルト張力Ｆ（ｔ）に対し最適な減
衰力を時系列で調整することができる。速度依存性に対
しては、速度が速い場合は粘性を低く、遅い場合は粘度
を高くすることによって一定の減衰力を得ることがで
き、速度依存性を考慮する必要がなくなる。換言すれ
ば、任意の速度依存性を持った減衰力を得ることができ
ることとなる。

【００４６】尚、上記実施形態では、シリンダボディ２
５内の両室２６，２７を連通する連通路３３をシリンダ
ボディ２５内周面とピストン２８外周面との間に形成し
ているが、この他、例えばピストン２８自体やシリンダ
ボディ２５の壁部等に連通路を形成することもできる。

【００４７】また、上記実施形態では、電磁石３４をシ
リンダボディ２５の外側に配置しているが、必ずしも外
側にある必要はなく、例えばピストン２８内部等にあっ
てもよい。

【００４８】さらに、上記実施形態はアームタイプの油
圧式オートテンショナ１６に適用した例であるが、本発
明はロッドタイプの油圧式オートテンショナにも適用す
ることができる。このロッドタイプの油圧式オートテン
ショナは、図示しないが、エンジン１（固定部）に軸方
向に摺動可能つまりスライド可能に支持されたロッド部
と、このロッド部の先端部に回転自在に支持されたテン
ションプーリと、ロッド部に連結されてその摺動を減衰
させる油圧式ダンパとを備えたもので、この油圧式ダン
パは上記実施形態１と同様のものが用いられる。また、
このロッドタイプの油圧式オートテンショナにおいて、
そのロッド部を油圧式ダンパのシリンダボディ又はロッ
ドの一方で、また固定部をシリンダボディ又はロッドの
他方でそれぞれ構成して兼用してもよく、オートテンシ
ョナがコンパクトな構造となる。

【００４９】また、上記実施形態において、コントロー
ラ３７により、アーム１８の振動がロック停止されるよ
うに電磁石３４の磁力を制御してもよく、アーム１８や
ベルトスパン１３ａの振動が確実に停止してベルト１３
やアーム１８の振動を有効に防止することができる。

【００５０】（実施形態２）図７及び図８は本発明の実
施形態２を示し（尚、図１〜図６と同じ部分については
同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、上記実
施形態１では、ベルト伝動システムを補機駆動システム
Ａ１とし、かつ油圧式ダンパ２４を備えたオートテンシ
ョナ１６に適用しているのに対し、ベルト伝動システム
をエンジン１の動弁システムとし、かつピスカス式ダン
パ（多板式粘性ダンパ）を備えたオートテンショナ１６
に適用したものである。

【００５１】すなわち、この実施形態では、図示しない
が、例えばエンジン１のクランク軸２により吸排気弁駆
動用のカム軸を歯付ベルトからなるタイミングベルト４
５（図８参照）によりクランク軸２の回転と同期して駆
動するための動弁システムＡ２を対象としており、ビス
カス式オートテンショナ１６は、そのタイミングベルト
４５の張力を自動的に調整するために用いられている。

【００５２】図７及び図８において、４６は基端部（図
７で右端部）に位置する大径部４６ａと先端側（図７で
左側）に位置する小径部４６ｂとからなる円筒状の固定
軸で、その内部に先端側から取付ボルト（図示せず）を
挿通してそれをエンジン１に螺合することで、固定軸４
６がエンジン１に回動不能に取付固定される。この実施
形態では固定軸４６とエンジン１とで固定部を構成して
いる。

【００５３】上記固定軸４６には移動体としての段付き
円筒状のスリーブ４７が揺動可能（回動可能）に支持さ
れている。このスリーブ４７は、固定軸４６の大径部４
６ａが嵌合される大径孔部４８ａと、小径部４６ｂが嵌
合される小径孔部４８ｂとからなる中心孔４８を有し、
この中心孔４８に固定軸４６を先端側から滑り軸受４
９，４９を介在して嵌合することで、スリーブ４７が固
定軸４６にその軸心Ｏ１回りに揺動するように支持され
ている。

【００５４】上記スリーブ４７の先端側には、中心孔４
８（固定軸４６の軸心Ｏ１）からオフセットした中心Ｏ
２を有するプーリ軸２０が一体に形成され、このプーリ
軸２０にテンションプーリ２１がベアリング５１（その
アウタレースをテンションプーリ２１で兼用している）
を介して回転自在に支持されている。

【００５５】一方、スリーブ４７の基端部の外周にはば
ね止め部材５２が外嵌合されて回転一体に固定され、図
８に示す如く、このばね止め部材５２には付勢手段とし
ての引張ばね５３の一端部が係合され、この引張ばね５
３の他端部はエンジン１に係止されており、この引張ば
ね５３によりスリーブ４７を図８で時計回り方向に回動
付勢してプーリ軸２０上のテンションプーリ２１がタイ
ミングベルト４５のスパンを背面から押圧するようにし
ている。

【００５６】図７に示すように、上記固定軸４６とスリ
ーブ４７との間にピスカス式ダンパ５５が設けられてい
る。このダンパ５５は、固定軸４６の大径部４６ａ前面
及び該大径部４６ａ側の小径部４６ｂ外周面と、スリー
ブ４７の中心孔４８における大径孔部４８ａの小径孔部
４８ｂ側の内周面並びに大径孔部４８ａ及び小径孔部４
８ｂ間の段差面とで囲まれてスリーブ４７の回動軸心
（固定軸４６の軸心Ｏ１）と同心状に配置された円環状
の流体室５６を備え、この流体室５６に磁気粘性流体Ｍ
ＲＦが充填されている。

【００５７】さらに、上記流体室５６には、固定軸４６
の小径部４６ｂ外周面に回転一体に係合された複数枚の
インナプレート５７，５７，…（固定部側プレート）
と、スリーブ４７の大径孔部４８ａ内周面に回転一体に
係合された複数枚のアウタプレート５８，５８，…（移
動体側プレート）とが各プレート５７，５８間にそれぞ
れスペーサ（図示せず）を介して間隔をあけるようにス
リーブ４７の回動軸心方向に交互に並べられて配置され
ており（尚、両プレート５７，５８は少なくとも１枚ず
つであればよい）、ベルト４５の張力の変化によりテン
ションプーリ２１と共にスリーブ４７が固定軸４６に対
し回動したときに、固定軸４６とスリーブ４７との間の
流体室５６において各アウタプレート５８を各インナプ
レート５７と相対的に回動させ、この両プレート５７，
５８の相対回動に伴う流体室５６内の磁気粘性流体ＭＲ
Ｆの剪断抵抗（粘性抵抗）によりスリーブ４７の回動を
減衰するようにしている。尚、図７中、５９は流体室５
６の先端側部に配置された固定プレート、６０は流体室
５６を密閉状にシールするシール部材である。

【００５８】そして、上記スリーブ４７の基端部の周り
には電磁石３４が配置され、この電磁石３４の励磁によ
り流体室５６の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与するよ
うにしている。尚、この電磁石３４は固定軸４６やスリ
ーブ４７の内部に埋込み状態で設けてもよく、流体室５
６の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与するように配置す
ればよい。その他の構成は上記実施形態１と同じであ
る。

【００５９】したがって、この実施形態においては、オ
ートテンショナ１６のスリーブ４７に引張ばね５３が連
結され、この引張ばね５３の付勢力によりスリーブ４７
が回動付勢されているので、エンジン１の運転状態で動
弁システムＡ２によりカム軸がクランク軸２と同期して
駆動されているとき、スリーブ４７上のテンションプー
リ２１がタイミングベルト４５を押圧する。

【００６０】そして、ベルト４５の張力変化によりスリ
ーブ４７がテンションプーリ２１と共に固定軸４６回り
に回動すると、このスリーブ４７の回動により、固定軸
４６外周面とスリーブ４７の中心孔４８内周面との間の
流体室５６において、スリーブ４７に回転一体に係合さ
れている各アウタプレート５８が、固定軸４６に回転一
体に係合されている各インナプレート５７と相対的に回
動し、この両プレート５７，５８の相対回動に伴って流
体室５６内の磁気粘性流体ＭＲＦが剪断抵抗（粘性抵
抗）を受け、この磁気粘性流体ＭＲＦの剪断抵抗により
スリーブ４７の回動が減衰される。

【００６１】また、実施形態１のように、エンジン１の
運転領域が例えば１５００ｒｐｍ以下であってエンジン
１の回転変動の所定以上に大きい低回転低負荷領域にあ
るときには、スリーブ４７外の電磁石３４にコントロー
ラ３７から励磁信号が出力されて、この電磁石３４によ
り流体室５６の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力が付与され、
この磁力の変化により磁気粘性流体ＭＲＦの粘性が変更
されて制動力が可変とされる。

【００６２】よって、この実施形態においても実施形態
１と同様の作用効果が得られる。また、このようにビス
カス式オートテンショナ１６のダンパ５５に磁気粘性流
体ＭＲＦを用いることにより、減衰特性を保ったまま
で、タイミングベルト４５の張力変化が速い状態におい
ても追従できない領域をなくすことができる。

【００６３】尚、上記実施形態１では、オートテンショ
ナ１６のダンパとして油圧式ダンパ２４を、また実施形
態２ではピスカス式ダンパ５５（多板式粘性ダンパ）を
それぞれ用いているが、これら以外の他の構造のダンパ
を用いて、その内部に磁気粘性流体ＭＲＦを充填しても
よい。その各種の例については本出願人が先に提案して
いる構造（特願２００１―２８３１４１号明細書及び図
面参照）を採用することができる。

【００６４】また、上記実施形態では、制振手段をダン
パ２４，５５で兼用しているが、ダンパとは別個に設け
てもよいのは勿論のことである。

【００６５】さらに、上記実施形態は、エンジン１の補
機駆動システムＡ１や動弁システムＡ２に適用した例で
あるが、本発明はその他のエンジン用ベルト伝動システ
ムに用いられるオートテンショナに対しても適用できる
のはいうまでもない。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した如く、請求項１の発明によ
ると、ベルト伝動システムにおけるベルトの張力を自動
的に調整するオートテンショナに対し、磁気粘性流体の
粘性抵抗により移動体の振動を制動させる制振手段と、
この制振手段の磁気粘性流体に磁力を付与する磁気付与
手段とを設け、ベルト伝動システムの回転変動が所定以
上に大きい運転領域を検出して、この運転領域の検出時
に磁気付与手段を制御し、制振手段の磁気粘性流体に磁
力を付与して移動体の振動を制動するようにしたことに
より、制振手段の磁気粘性流体に付与された磁力により
磁気粘性流体の粘性抵抗又は剪断抵抗を増大させて移動
体又はベルトスパンの振動を制動でき、ベルト張力変動
によるベルトや移動体の振動を抑えて、ベルトのスリッ
プや叩き音等の異音の防止化、ベルトの高寿命化を図る
ことができる。

【００６７】請求項２の発明によると、ベルト伝動シス
テムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を回転数及
び負荷に基づいて検出するようにしたことにより、その
ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転
領域の検出の容易化を図ることができる。

【００６８】請求項３の発明によると、上記ベルト伝動
システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を低回
転低負荷領域としたことにより、回転変動が特に大きい
低回転低負荷領域でのベルト張力変動によるベルトや移
動体の振動を抑えて、ベルトのスリップや叩き音等の異
音を防止し、ベルトの寿命を延ばすことができる。

【００６９】請求項４の発明によると、制振手段の磁気
粘性流体に磁力を付与して移動体の振動をロック停止さ
せるようにしたことにより、移動体やベルトスパンの振
動を確実に停止させて、ベルトや移動体の振動を有効に
防止することができる。

【００７０】請求項５の発明では、ベルト伝動システム
は、エンジンによりベルトを介して補機を駆動する補機
駆動システムとした。また、請求項６の発明では、ベル
ト伝動システムは、エンジンの吸排気弁の少なくとも一
方をベルトを介して開閉駆動する動弁システムとした。
従って、これら発明によれば、本発明の効果が有効に発
揮される最適なベルト伝動システムが得られる。

【００７１】請求項７の発明では、制振手段は、シリン
ダボディと、このシリンダボディ内に往復動可能に嵌挿
され、シリンダボディ内を磁気粘性流体が充填された２
室に区画するピストンと、上記シリンダボディ内の両室
を連通する連通路と、上記ピストンに連結され、シリン
ダボディに対し伸縮するロッドとを備え、上記シリンダ
ボディ又はロッドの一方が固定部を、また他方が移動体
をそれぞれ構成しており、磁気与手段で上記連通路の磁
気粘性流体に磁力を付与するようにした。また、請求項
８の発明では、制振手段は、固定部と移動体との間に移
動体の回動軸心と同心状に配置されかつ磁気粘性流体が
充填された流体室を備え、この流体室には、固定部に回
転一体に設けられた少なくとも１枚の固定部側プレート
と、移動体に回転一体に設けられた少なくとも１枚の移
動体側プレートとが移動体の回動軸心方向に交互に並べ
られて配置されており、磁気付与手段により上記流体室
の磁気粘性流体に磁力を付与するようにした。従って、
これらの発明によれば、磁気粘性流体を用いた望ましい
制振手段が得られる。

【００７２】請求項９の発明によると、制振手段は、移
動体の振動を減衰させる減衰手段を構成しているものと
したことにより、制振手段を減衰手段と兼用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態においてオートテンショナの
制御のためにコントローラで行われる信号処理動作を示
すフローチャート図である。

【図２】本発明の実施形態に係るエンジンの補機駆動シ
ステムの全体構成を示す正面図である。

【図３】オートテンショナにおけるダンパを模式的に示
す断面図である。

【図４】ダンパの振動モデルを示す図である。

【図５】オートテンショナの全体斜視図である。

【図６】エンジン回転数の低回転域でダンパによりアー
ムの振動を制動する特性を示す特性図である。

【図７】実施形態２に係るオートテンショナの断面図で
ある。

【図８】実施形態２に係るオートテンショナの正面図で
ある。

【符号の説明】 Ａ１ 補機駆動システム（ベルト伝動システム） Ａ２ 動弁システム（ベルト伝動システム） １ エンジン ３ クランクプーリ ５ コンプレッサプーリ ７ ＰＳポンププーリ ８ オルタネータ １０ オルタネータプーリ １３ 伝動ベルト １３ａ スパン １６ オートテンショナ １７ マウント １８ アーム（移動体） ２１ テンションプーリ ２４ 油圧式ダンパ（制振手段） ２６ 第１室 ２７ 第２室 ２８ ピストン ２９ ロッド ３１ ばね（付勢手段） ３３ 連通路 ３４ 電磁石（磁気付与手段） ３７ コントローラ ３８ 回転センサ ３９ アクセル開度センサ ４１ 回転変動検出手段 ４２ 磁力制御手段 ４５ タイミングベルト ４６ 固定軸 ４７ スリーブ ５３ 引張ばね（付勢手段） ５５ ピスカス式ダンパ（制振手段） ５６ 流体室 ５７ インナプレート（固定部側プレート） ５８ アウタプレート（移動体側プレート） ＭＲＦ 磁気粘性流体

フロントページの続き (72)発明者 宮田 博文 兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15号 バンドー化学株式会社内 (72)発明者 村尾 雅之 兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15号 バンドー化学株式会社内 (72)発明者 松岡 宏 兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15号 バンドー化学株式会社内 (72)発明者 荒木 伸介 兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15号 バンドー化学株式会社内 Ｆターム(参考） 3J049 AA01 BB05 BB13 BB14 BB26 BF09 CA02 CA03 3J069 AA50 BB10 DD25 EE68

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部に移動可能に支持された移動体
   と、該移動体に回転自在に支持され、ベルトが巻き掛け
   られるテンションプーリと、上記移動体をテンションプ
   ーリがベルトを押圧するように移動付勢する付勢手段と
   を備え、ベルト伝動システムのベルト張力を自動的に調
   整するようにしたオートテンショナの制御装置であっ
   て、 磁気粘性流体の粘性抵抗により上記移動体の振動を制動
   する制振手段と、 上記制振手段の磁気粘性流体に磁力を付与する磁気付与
   手段と、 ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転
   領域を検出する回転変動検出手段と、 上記回転変動検出手段によりベルト伝動システムの回転
   変動が所定以上に大きい運転領域が検出されたときに、
   上記制振手段の磁気粘性流体に磁力が付与されて上記移
   動体の振動が制動されるように上記磁気付与手段を制御
   する磁力制御手段とを備えていることを特徴とするオー
   トテンショナの制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１のオートテンショナの制御装置
   において、 回転変動検出手段は、ベルト伝動システムの回転変動が
   所定以上に大きい運転領域を回転数及び負荷に基づいて
   検出するように構成されていることを特徴とするオート
   テンショナの制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のオートテンショナの制
   御装置において、 ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転
   領域は低回転低負荷領域であることを特徴とするオート
   テンショナの制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つのオートテ
   ンショナの制御装置において、 磁力制御手段は、移動体の振動がロック停止されるよう
   に磁気付与手段を制御するものとされていることを特徴
   とするオートテンショナの制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１つのオートテ
   ンショナの制御装置において、 ベルト伝動システムは、エンジンによりベルトを介して
   補機を駆動する補機駆動システムであることを特徴とす
   るオートテンショナの制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１つのオートテ
   ンショナの制御装置において、 ベルト伝動システムは、エンジンの吸排気弁の少なくと
   も一方をベルトを介して開閉駆動する動弁システムであ
   ることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜３のいずれか１つのオートテ
   ンショナの制御装置において、 制振手段は、シリンダボディと、 上記シリンダボディ内に往復動可能に嵌挿され、シリン
   ダボディ内を磁気粘性流体が充填された２室に区画する
   ピストンと、 上記シリンダボディ内の両室を連通する連通路と、 上記ピストンに連結され、シリンダボディに対し伸縮す
   るロッドとを備え、 上記シリンダボディ又はロッドの一方が固定部を、また
   他方が移動体をそれぞれ構成しており、 磁気付与手段は、上記連通路の磁気粘性流体に磁力を付
   与するように構成されていることを特徴とするオートテ
   ンショナの制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜３のいずれか１つのオートテ
   ンショナの制御装置において、 制振手段は、固定部と移動体との間に移動体の回動軸心
   と同心状に配置されかつ磁気粘性流体が充填された流体
   室を備え、 上記流体室には、固定部に回転一体に設けられた少なく
   とも１枚の固定部側プレートと、移動体に回転一体に設
   けられた少なくとも１枚の移動体側プレートとが移動体
   の回動軸心方向に交互に並べられて配置されており、 磁気付与手段は、上記流体室の磁気粘性流体に磁力を付
   与するように構成されていることを特徴とするオートテ
   ンショナの制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１つのオートテ
   ンショナの制御装置において、 制振手段は、移動体の振動を減衰させる減衰手段を構成
   していることを特徴とするオートテンショナの制御装
   置。