【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る回転検出装置内蔵型プーリ装置は、例えば、自動車用エンジンのタイミングベルトや、オルタネータ等の各種補機を駆動する為の無端ベルトの巻き付け角度の確保を行なうガイドプーリとして、或はこれらタイミングベルトや無端ベルトに適正な張力を付与するテンションプーリとして使用し、これら各プーリの回転状態を検出する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の補機やカムシャフトは、自動車の走行用エンジンのクランクシャフトにより回転駆動する。即ち、このクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと、上記カムシャフトの端部に固定した従動プーリとの間に無端ベルト（タイミングベルト）を掛け渡し、上記クランクシャフトの回転に伴って上記カムシャフトを回転駆動する。又、上記クランクシャフトの端部に固定した別の駆動プーリとオルタネータ等の各種補機の回転軸の端部に固定した従動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡し、上記クランクシャフトの回転に伴って上記各種補機の回転軸を回転駆動する。この様に、クランクシャフト若しくは各種補機の回転軸を回転駆動する上記無端ベルトの一部で、上記駆動プーリ及び従動プーリから外れた部分を、ガイドプーリ或はテンションプーリに掛け渡し、巻き付け角度の確保や張力付与を行なう。
【０００３】
上記クランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと、上記カムシャフトの端部に固定した従動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡す構造で、エンジンの運転状態を最適にする為に、この無端ベルトの張力を調節する事が、従来から行なわれている。又、この無端ベルトの張力を調節する為に、プーリの回転状態を検出する構造が、特許文献１に記載されている。図４は、この特許文献１に記載された構造を示している。この特許文献１に記載された構造では、エンジン１のクランクシャフト２の端部に固定した駆動プーリ３と、カムシャフト４、４の端部にそれぞれ固定した従動プーリ５、５との間に、無端ベルト６を掛け渡している。又、この無端ベルト６の一部で、これら駆動プーリ３及び従動プーリ５、５から外れた部分を、ガイドプーリ７及びテンションプーリ８に掛け渡している。そして、このテンションプーリ８を上記無端ベルト６に押し付ける力を、アクチュエータ９により調節自在としている。
【０００４】
上記アクチュエータ９は、上記駆動プーリ３と従動プーリ５、５との回転位相差に基づいて駆動される。上記特許文献１に記載された構造の場合、上記駆動プーリ３と一方（図４の右方）の従動プーリ５との回転状態を検出する為、上記駆動プーリ３及び一方の従動プーリ５の外周面に、それぞれ複数個の凸部１０、１０を設けて、これら各プーリ３、５の外周面の円周方向に関する磁気特性を変化させている。又、磁束密度の変化により出力が変化するセンサ１１、１１を、上記エンジン１の側面に、それぞれの検出面を上記各プーリ３、５の外周面に対向させた状態で設置している。
【０００５】
上述の様な構造を有する、上記特許文献１に記載された構造の場合、上記各プーリ３、５の回転に伴い、これら各プーリ３、５の外周面の磁気特性が変化する為、この変化に応じて上記センサ１１、１１の出力が変化する。そこで、これら各センサ１１、１１の出力変化の信号を演算器１２に入力する事により、上記駆動プーリ３と従動プーリ５との回転位相差を求め、この回転位相差に基づいて上記アクチュエータ９を駆動する。そして、この無端ベルト６の張力を適性範囲に収めて、上記駆動プーリ３と従動プーリ５との回転位相差を小さくし、上記エンジン１の運転状態を最適にする。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３２６８５３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
オルタネータ等の各種補機の回転軸の端部に固定した従動プーリと、エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡す構造の場合、この無端ベルトの劣化やこの無端ベルトに付与する張力の不足等により、この無端ベルトと上記従動プーリ等の各種プーリとの係合部で滑りが生じる場合がある。そして、この係合部で滑りが生じたまま使用した場合、上記駆動プーリから上記従動プーリへの動力の伝達が十分に行なわれない。この従動プーリへの動力の伝達が十分に行なわれなければ、この従動プーリにより駆動される上記各種補機の機能が低下する。例えば、オルタネータの場合は発電量が不足し、ウォータポンプの場合は冷却水の温度を十分に下げる事ができず、パワーステアリング用の油圧ポンプの場合は油圧を十分に確保できない等の問題が生じる。
【０００８】
上述の様な問題を防ぐ為、上記駆動プーリや従動プーリ等の各種プーリの回転状態を検出して、上記係合部で生じる滑りを検知する事が考えられる。この様に、滑りを検知できれば、警報装置等を設ける事により、運転者に注意を促して、上記問題が生じる前に、例えば、無端ベルトを交換する等の手段を講じる事ができる。そこで、上記各種プーリの回転状態を検出する為に、前述の特許文献１に記載された構造を採用する事が考えられるが、この特許文献１に記載された構造をそのまま採用した場合、コストが嵩む事が避けられない。
【０００９】
即ち、特許文献１に記載された構造の場合、上記駆動プーリ３及び従動プーリ５の回転状態を検出する為のセンサ１１、１１を、上記エンジン１の側面に設けている。この為、これら各センサ１１、１１を設ける為の保持機構が必要となり、製造コストが嵩む。又、上述の構造では、これら各センサ１１、１１の検出面と、上記凸部１０、１０を形成した、上記駆動プーリ３及び従動プーリ５の外周面との間の隙間（エアギャップ）の調整が必要となる。即ち、上記各センサ１１、１１を、上記各プーリ３、５とは別に、上記エンジン１の側面に設けている為、これら各センサ１１、１１と上記各プーリ３、５とをこのエンジン１の側面に組み付ける時に、上記隙間を調整する必要がある。この隙間の調整に不具合が生じると上記回転状態の検出を正確に行なう事ができない為、この隙間の調整は厳密に行なう必要がある。従って、この様な隙間調整の作業もコストを高くする要因となる。又、テンションプーリ８の様に、プーリ自体がエンジン１の側面に対して移動する場合、上記特許文献１に記載された構造を採用する事はできない。
本発明の回転検出装置内蔵型プーリ装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転検出装置内蔵型プーリ装置は、プーリと、転がり軸受と、回転検出装置とを備える。
このうちの転がり軸受は、上記プーリの内周面に内嵌固定されるものであり、内周面に外輪軌道を有しこのプーリと共に回転する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とから成る。
又、上記回転検出装置は、このプーリの回転状態を検出する為のものであり、上記外輪の一部に固定されたエンコーダと、上記内輪の一部に固定されたセンサとを備え、これらエンコーダとセンサとを対向させて成る。
【００１１】
【作用】
本発明の回転検出装置内蔵型プーリ装置は、上述の様に、転がり軸受の一部に回転検出装置を設けた構造としている為、エンジンの側面に別途センサの保持機構を設ける必要がない。この為、エンジンの側面に上記回転検出装置内蔵型プーリ装置を取り付ける為の作業を少なくできる。即ち、センサの保持機構を設ける必要がないばかりでなく、取り付け作業時にセンサとエンコーダとの隙間を調整する必要がない。従って、本発明の回転検出装置内蔵型プーリ装置によれば、プーリの回転状態の検出を低コストで行なう事ができる。又、プーリ自体が移動する場合でも、このプーリの回転状態の検出が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示す。本例の回転検出装置内蔵型プーリ装置３７は、鋼板等の金属板をプレス成型して成るプーリ１３の内周面に、深溝型の玉軸受である転がり軸受１４を内嵌固定している。このうちのプーリ１３は、外周面に無端ベルトを掛け渡す外径側円筒部１５と、上記転がり軸受１４を内嵌固定する為の内径側円筒部１６と、この内径側円筒部１６と上記外径側円筒部１５との一端部（図１の左端部）を連続させる連続部１７とを有する。
【００１３】
又、上記転がり軸受１４は、内周面に外輪軌道１８を有する外輪１９と、外周面に内輪軌道２０を有する内輪２１と、この内輪軌道２０と上記外輪軌道１８との間に転動自在に設けられた複数個の玉（転動体）２２、２２とから成る。そして、上記外輪１９に、上記プーリ１３を構成する内径側円筒部１６を、締り嵌めで外嵌固定している。この為、上記外輪１９は上記プーリ１３と共に回転する。又、この内径側円筒部１６の他端部（図１の右端部）には、径方向内方に折り曲げられた鍔部２３を設けている。そして、上記外輪１９の他端面をこの鍔部２３に当接させる事により、上記プーリ１３に対する上記転がり軸受１４の軸方向の位置決めを図っている。一方、上記内輪２１は、エンジンの一部に、直接又は支持部材を介して突設された図示しない支持軸の端部に、外嵌固定する。
【００１４】
特に、本例の場合、上記転がり軸受１４の一端部に、回転検出装置２４を設けている。この回転検出装置２４は、上記プーリ１３の回転状態を検出する為のものであり、上記外輪１９の一部に固定されたエンコーダ２５と、上記内輪２１の一部に固定されたセンサ２６とを備え、これらエンコーダ２５とセンサ２６とを対向させている。上記エンコーダ２５は、全体を円筒状に形成しており、内周面にＳ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置した、多極磁石製のものを使用している。尚、上記エンコーダ２５は、単なる磁性材製とし、内周面の磁気特性を、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させたものを使用する事もできる。例えば、円周方向に関して交互に凹部（透孔を含む）若しくは凸部を形成したものが、使用可能である。
【００１５】
一方、上記センサ２６は、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子、ＭＩ素子等の、上記エンコーダ２５の回転に伴い特性が変化する磁気検出素子を組み込んでいる。従って、上記センサ２６の検出面の近傍をＳ極又はＮ極が通過する事により、上記磁気検出素子を流れる磁束の向きが変化し、この磁気検出素子を組み込んだ、上記センサ２６の出力が変化する。尚、上記エンコーダ２５として単なる磁性材製のものを使用し、センサに永久磁石を組み込んだ場合には、このエンコーダ２５の回転に伴い上記磁気検出素子を流れる磁束の量が変化する。そして、この様に磁束の量が変化する事により、上記磁気検出素子を組み込んだセンサの出力が変化する。
【００１６】
上述の様に構成されるエンコーダ２５は、芯金２９を介して前記外輪１９に固定される。この芯金２９は、軟鋼板製で、外径側円筒部２８の外周面中間部に外向鍔部２７を有し、内周面に上記エンコーダ２５を添着している。そして、このエンコーダ２５を添着した芯金２９は、上記外径側円筒部２８の軸方向片端部（図１の右端部）を上記外輪１９の一端部内周面に締り嵌めで内嵌すると共に、上記外向鍔部２７の片側面をこの外輪１９の一端面に当接させている。この様に、外向鍔部２７の片側面をこの外輪１９の一端面に当接させる事により、上記エンコーダ２５の軸方向位置を規制できる。即ち、この外向鍔部２７の形成位置は、このエンコーダ２５の添着位置との関係で規制する。具体的には、このエンコーダ２５を上記外径側円筒部２８の内周面中間部乃至他端部（図１の左端部）に添着すると共に、上記外向鍔部２７をこの外径側円筒部２８の外周面中間部に形成する。この結果、上述の様に、上記芯金２９を上記外輪１９の一端部内周面に内嵌固定した状態で、上記エンコーダ２５がこの外輪１９の一端面よりも軸方向外側（図１の左側）に存在する事となる。
【００１７】
これに対して、上記センサ２６は、円筒状に形成された合成樹脂製のホルダ３０の外周面側で、円周方向１個所に保持されている。尚、このセンサ２６は、１個所に限らず複数個所に設けても良い。例えば、円周方向の位相を変えて２つのセンサを設ければ、それぞれの出力順序を検知する事で、プーリの回転方向の検出も可能となる。上記ホルダ３０は、センサカバー３１の内径側円筒部３２の外周面に固定されている。このセンサカバー３１は、軟鋼板製で、この内径側円筒部３２の内周面の一部に内向鍔部３３を有し、この内径側円筒部３２の軸方向他端部（図１の左端部）に、径方向外方に直角に折れ曲がった円輪部３４を設けている。そして、上記センサカバー３１は、上記内径側円筒部３２の軸方向片端部を上記内輪２１の一端部外周面に締り嵌めで外嵌すると共に、上述した芯金２９の場合と同様に、上記内向鍔部３３の片側面をこの内輪２１の一端面に当接させて、上記センサ２６の軸方向位置を規制している。
【００１８】
即ち、上記センサカバー３１を上記内輪２１の一端部外周面に外嵌した状態で、上記センサ２６の検出面が上記エンコーダ２５の内周面と対向する様に、上記内向鍔部３３の形成位置を規制している。従って、上記エンコーダ２５が上記芯金２９を介して上記外輪１９に、上記センサ２６が上記センサカバー３１を介して上記内輪２１に、それぞれ固定された状態で、これらエンコーダ２５の内周面とセンサ２６の検出面とが、所定の隙間を介して対向する。
【００１９】
又、このセンサカバー３１を構成する円輪部３４の外周縁を軸方向片側に折り曲げ、この折り曲げた部分と上記芯金２９を構成する外径側円筒部２８とで、ラビリンスシールを形成している。そして、前記転がり軸受１４の、上記外輪１９の内周面と内輪２１の外周面との間に存在する空間３５の一端側開口を塞いでいる。尚、図示の例では、この空間３５の他端（図１の右端）開口部にはシールリングを設けていない構造を示しているが、通常、この空間３５の他端開口部にもシールリングを設けて、この空間３５内に異物が侵入する事を防ぐ。又、上記センサ２６の出力信号は、ハーネス３６により取り出し自在としている。このハーネス３６は、図示しない中空管状の支持軸に挿通して前記プーリ１３の軸方向他端側（図１の右端側）に導出し、図示しない演算器に、上記センサ２６により検出した出力信号を伝達する。
【００２０】
上述の様に構成される、本例の回転検出装置内蔵型プーリ装置３７は、例えば、ガイドプーリとして使用される。即ち、前記支持軸に上記転がり軸受１４を外嵌する事により、上記プーリ１３をこの支持軸に、転がり軸受１４を介して回転自在に支持する。そして、このプーリ１３に図示しない無端ベルトの一部を掛け渡す事により、この無端ベルトの巻き付け角度を確保する。
【００２１】
そして、この状態で、上記回転検出装置２４により、上記プーリ１３の回転状態を検出できる。即ち、このプーリ１３と共に、上記外輪１９に固定された上記エンコーダ２５が回転するのに伴い、上記内輪２１に固定された上記センサ２６の出力が変化する。そして、この出力変化の信号を上記演算器に入力する事により、上記プーリ１３の回転状態（例えば回転速度）が検出可能である。
【００２２】
そして、上述の様にして検出したプーリ１３の回転速度と、別途検出したエンジンのクランクシャフトの回転速度とを（プーリの外径差に基づく変速比を鑑案しつつ）比較する事により、上記プーリ１３に対する無端ベルトの滑り量が求められる。即ち、このプーリ１３と無端ベルトの係合部で滑りが生じた場合には、上記駆動プーリと上記プーリ１３との回転速度に差が生じる。そして、これら各プーリの回転速度の差の大きさにより、上記無端ベルトの滑り量が求められる。この様に滑り量が求められれば、例えば、この滑り量が所定の値よりも大きくなった場合に警報を発して、運転者に無端ベルトの劣化やこの無端ベルトに付与される張力不足等を知らせる事ができる。
【００２３】
特に、本例の場合には、上述の様にプーリ１３の回転状態を検出する為に、上記転がり軸受１４の一部に上記回転検出装置２４を固定した構造としている。この為、エンジンの側面に上記回転検出装置内蔵型プーリ装置３７を取り付ける為の作業を少なくできる。即ち、エンジンの側面に、別途センサの保持機構を設ける必要がないだけでなく、取り付け作業時にセンサ２６とエンコーダ２５との隙間を調整する必要がない。従って、本例の回転検出装置内蔵型プーリ装置３７によれば、上記プーリ１３の回転状態検出の為の構造を、低コストで実現できる。
【００２４】
次に、図２は、本発明の実施の形態の第２例を示す。本例は、本発明をテンションプーリに適用した場合を示している。この為、金属材を削り出して円筒状に形成して成る、回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ａを構成する為のプーリ１３ａと、この回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ａを支持する固定軸３８とは、互いに偏心した状態で設けられている。即ち、この固定軸３８の周囲に揺動部材３９を、この固定軸３８に対して回動自在に設けている。この揺動部材３９の端部に設けた大径部４０の中心軸と、上記固定軸３８の中心軸とは、互いに偏心している。そして、この大径部４０の外周面に、転がり軸受１４ａを介して、上記プーリ１３ａを回転自在に支持している。この為、このプーリ１３ａと上記固定軸３８とは、互いに偏心した状態となる。
【００２５】
又、上記揺動部材３９の一部に設けた揺動側係止部４１と、エンジン４２の側面に設けた固定側係止部４３とに、コイルばね４４の両端部を、それぞれ係止している。そして、このコイルばね４４により上記揺動部材３９に、上記固定軸３８を中心として回動する方向の弾力を付与して、上記回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ａに掛け渡した図示しない無端ベルトに、張力を付与する様に構成している。更に、本例の回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ａの場合も、前述した第１例と同様に、上記転がり軸受１４ａに回転検出装置２４を固定している。尚、本例の場合、前述した第１例と異なり、ハーネス３６を固定軸に挿通しない。上記回転検出装置２４の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００２６】
上述の様に構成される本例の場合、無端ベルトの張力の変動により、上記回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ａ全体が揺動する。但し、上記回転検出装置２４を上記転がり軸受１４ａの一部に固定している為、上記回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ａの揺動に拘わらず、上記プーリ１３ａの回転状態が検出可能である。即ち、この回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ａと共に、上記転がり軸受１４ａに固定した上記回転検出装置２４も揺動する。この為、この回転検出装置２４を構成するエンコーダ２５の被検出面とセンサ２６の検出面との隙間が、上記回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ａの揺動に拘わらず、変化する事がない。従って、上記プーリ１３ａの回転状態を安定して検出できる。その他の構造及び作用は、前述した第１例と同様である。
【００２７】図３は、本発明の実施の形態の第３例を示す。本例の回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ｂは、ローラクラッチ等の一方向クラッチ４５を組み込んでいる。言い換えれば、この一方向クラッチ４５を内蔵したプーリ装置に本発明を適用した場合に就いて示している。この為、この一方向クラッチ４５の軸方向両側に設けた、それぞれが転がり軸受であるサポート軸受４６、４６のうちの、一方（図３の右側）のサポート軸受４６の一端部（図３の右端部）に、前述した第１例と同様に、回転検出装置２４を設置している。尚、上記一方向クラッチ４５を内蔵したプーリ装置の基本的構造及び作用に就いては、従来から知られている為、詳しい説明は省略する。
【００２８】
本例の場合、上記回転検出装置２４で検出するのは、上記回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ｂを構成するプーリ１３ｂが、オーバーラン状態であるか否かである。即ち、上記一方向クラッチ４５がロック状態の場合は、上記サポート軸受４６を構成する外輪１９と内輪２１とが相対回転しない。この為、上記回転検出装置２４により検出される回転速度（或は回転位相）は０である。これに対して、上記一方向クラッチ４５がオーバーラン状態の場合は、上記外輪１９と内輪２１とが相対回転する為、上記回転検出装置２４により回転速度（或は回転位相）が検出される。この様に、本例の場合、上記回転検出装置２４により、上記プーリ１３ｂがオーバーラン状態であるか否かが分かる。
【００２９】
上述の様に構成される本例の回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ｂは、例えば、オルタネータの回転軸の端部に設ける従動プーリや、アイドリングストップ車用のスタータモータの回転軸の端部に設ける駆動プーリとして使用する。そして、上記プーリ１３ｂから回転軸に向かう方向にのみ（従動プーリの場合）、或は回転軸から上記プーリに向かう方向にのみ（駆動プーリの場合）、回転を伝達する。特に、本例の場合、上述した様に、上記プーリ１３ｂがオーバーラン状態であるか否かが分かる為、上記一方向クラッチ４５が故障してオーバーラン或はロック状態が確実に行なわれていない等の異常を検知できる。例えば、オルタネータの回転軸の端部に設けた従動プーリの場合、一方向クラッチ４５の故障により、ロック状態となるべき状況でロック状態とならず、プーリ１３ｂとスリーブ４７とが相対回転すると、オルタネータによる発電が行なわれない。従って、上記従動プーリに本例の回転検出装置内蔵型プーリ装置３７ｂを使用すれば、この様な状態を検知して警報等を発する事により運転者に注意を促す事ができる。
【００３０】
尚、本例の場合、上記一方向クラッチ４５がロック状態の場合には、上記スリーブ４７に外嵌固定する上記内輪２１も回転する為、前述した第１、２例の様に、センサ２６の出力信号をハーネスにより演算器に送る事はできない。従って、本例の場合、スリップリング、或は無線通信により、上記センサ２６の出力信号を演算器に送る様にする。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の回転検出装置内蔵型プーリ装置は、上述の様に構成され作用する為、プーリの回転状態の検出を低コストで行なえる。又、各種プーリ装置の運転状況を確認できる。例えば、プーリと無端ベルトとの係合部での滑り量が検出可能である。又、一方向クラッチを内蔵したプーリ装置に使用すれば、この一方向クラッチがロック状態であるかオーバーラン状態であるかが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】同第２例を示す断面図。
【図３】同第３例を示す断面図。
【図４】従来の、プーリの回転状態を検出する構造を示す側面図。
【符号の説明】
１ エンジン
２ クランクシャフト
３ 駆動プーリ
４ カムシャフト
５ 従動プーリ
６ 無端ベルト
７ ガイドプーリ
８ テンションプーリ
９ アクチュエータ
１０ 凸部
１１ センサ
１２ 演算器
１３、１３ａ、１３ｂ プーリ
１４、１４ａ 転がり軸受
１５ 外径側円筒部
１６ 内径側円筒部
１７ 連続部
１８ 外輪軌道
１９ 外輪
２０ 内輪軌道
２１ 内輪
２２ 玉
２３ 鍔部
２４ 回転検出装置
２５ エンコーダ
２６ センサ
２７ 外向鍔部
２８ 外径側円筒部
２９ 芯金
３０ ホルダ
３１ センサカバー
３２ 内径側円筒部
３３ 内向鍔部
３４ 円輪部
３５ 空間
３６ ハーネス
３７、３７ａ、３７ｂ 回転検出装置内蔵型プーリ装置
３８ 固定軸
３９ 揺動部材
４０ 大径部
４１ 揺動側係止部
４２ エンジン
４３ 固定側係止部
４４ コイルばね
４５ 一方向クラッチ
４６ サポート軸受
４７ スリーブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The pulley device with a built-in rotation detecting device according to the present invention is, for example, a guide pulley for securing a winding angle of an endless belt for driving various accessories such as a timing belt of an automobile engine and an alternator, or It is used as a tension pulley for applying an appropriate tension to the timing belt and the endless belt, and detects the rotation state of each of these pulleys.
[0002]
[Prior art]
Auxiliaries and camshafts for automobiles are driven to rotate by the crankshaft of the engine for the automobile. That is, an endless belt (timing belt) is stretched between a drive pulley fixed to the end of the crankshaft and a driven pulley fixed to the end of the camshaft, and the cam is rotated with the rotation of the crankshaft. The shaft is driven to rotate. Further, an endless belt is stretched between another driving pulley fixed to an end of the crankshaft and a driven pulley fixed to an end of a rotating shaft of various accessories such as an alternator, and the rotation of the crankshaft is accompanied by the rotation of the crankshaft. Thus, the rotating shafts of the various auxiliary machines are driven to rotate. In this way, a part of the endless belt that rotationally drives the rotating shaft of the crankshaft or the various auxiliary machines, which is separated from the driving pulley and the driven pulley, is wrapped around the guide pulley or the tension pulley, and the winding angle is adjusted. Secure and apply tension.
[0003]
A structure in which an endless belt is stretched between a drive pulley fixed to an end of the crankshaft and a driven pulley fixed to an end of the camshaft. It has been conventionally performed to adjust the tension. Patent Document 1 discloses a structure for detecting the rotation state of a pulley in order to adjust the tension of the endless belt. FIG. 4 shows the structure described in Patent Document 1. In the structure described in Patent Document 1, between a driving pulley 3 fixed to an end of a crankshaft 2 of an engine 1 and driven pulleys 5 and 5 fixed to ends of camshafts 4 and 4, respectively. The endless belt 6 is hung. In addition, a part of the endless belt 6 that deviates from the driving pulley 3 and the driven pulleys 5 and 5 is extended over a guide pulley 7 and a tension pulley 8. The force for pressing the tension pulley 8 against the endless belt 6 is adjustable by an actuator 9.
[0004]
The actuator 9 is driven based on a rotational phase difference between the driving pulley 3 and the driven pulleys 5,5. In the case of the structure described in Patent Literature 1, the outer circumference of the drive pulley 3 and one driven pulley 5 is detected in order to detect the rotation state of the drive pulley 3 and one (rightward in FIG. 4) driven pulley 5. A plurality of protrusions 10, 10 are provided on the surface to change the magnetic properties of the outer peripheral surface of each of the pulleys 3, 5 in the circumferential direction. Further, sensors 11, 11 whose output changes due to a change in magnetic flux density, are installed on the side surface of the engine 1 with the respective detection surfaces facing the outer peripheral surfaces of the pulleys 3, 5.
[0005]
In the case of the structure described in Patent Document 1 having the above-described structure, the magnetic properties of the outer peripheral surfaces of the pulleys 3 and 5 change as the pulleys 3 and 5 rotate. The outputs of the sensors 11 and 11 change according to. Then, by inputting the signal of the output change of each of these sensors 11 and 11 to the arithmetic unit 12, the rotation phase difference between the driving pulley 3 and the driven pulley 5 is obtained, and the actuator 9 is controlled based on the rotation phase difference. Drive. Then, the tension of the endless belt 6 is kept within an appropriate range, the rotational phase difference between the driving pulley 3 and the driven pulley 5 is reduced, and the operating state of the engine 1 is optimized.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-8-326853
[Problems to be solved by the invention]
In the case of a structure in which an endless belt is stretched between a driven pulley fixed to the end of the rotating shaft of various accessories such as an alternator and a drive pulley fixed to the end of the crankshaft of the engine, deterioration of the endless belt and Due to a shortage of tension applied to the endless belt or the like, slippage may occur at an engagement portion between the endless belt and various pulleys such as the driven pulley. If the engagement portion is used while sliding, power is not sufficiently transmitted from the driving pulley to the driven pulley. If the power is not sufficiently transmitted to the driven pulley, the functions of the various auxiliary machines driven by the driven pulley deteriorate. For example, in the case of an alternator, the amount of power generation is insufficient, in the case of a water pump, the temperature of the cooling water cannot be sufficiently reduced, and in the case of a hydraulic pump for power steering, there are problems such as insufficient hydraulic pressure. .
[0008]
In order to prevent the above-described problems, it is conceivable to detect the slippage occurring in the engaging portion by detecting the rotation state of various pulleys such as the driving pulley and the driven pulley. If slippage can be detected in this way, by providing an alarm device or the like, the driver can be alerted, and before the above-mentioned problem occurs, for example, means such as replacing the endless belt can be taken. Then, in order to detect the rotation state of the various pulleys, it is conceivable to employ the structure described in Patent Document 1 described above. However, if the structure described in Patent Document 1 is employed as it is, the cost is increased. Inevitably increases.
[0009]
That is, in the case of the structure described in Patent Document 1, sensors 11 for detecting the rotation state of the driving pulley 3 and the driven pulley 5 are provided on the side surface of the engine 1. For this reason, a holding mechanism for providing these sensors 11 and 11 is required, and the manufacturing cost increases. In the above-described structure, adjustment of a gap (air gap) between the detection surfaces of the sensors 11 and 11 and the outer peripheral surfaces of the driving pulley 3 and the driven pulley 5 on which the convex portions 10 and 10 are formed. Is required. That is, since the sensors 11 and 11 are provided on the side surface of the engine 1 separately from the pulleys 3 and 5, the sensors 11 and 11 and the pulleys 3 and 5 are It is necessary to adjust the above gap when assembling to the side. If a problem occurs in the adjustment of the gap, it is not possible to accurately detect the rotational state, and therefore it is necessary to strictly adjust the gap. Therefore, such a work of adjusting the gap also causes an increase in cost. When the pulley itself moves relative to the side surface of the engine 1 like the tension pulley 8, the structure described in Patent Document 1 cannot be adopted.
The pulley device with a built-in rotation detection device of the present invention has been invented in view of such circumstances.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A rotation detection device built-in pulley device of the present invention includes a pulley, a rolling bearing, and a rotation detection device.
Among them, the rolling bearing is fixedly fitted on the inner peripheral surface of the pulley, has an outer raceway on the inner peripheral surface and rotates together with the pulley, and an inner race having an inner raceway on the outer peripheral surface, It comprises a plurality of rolling elements rotatably provided between the inner raceway and the outer raceway.
The rotation detection device is for detecting the rotation state of the pulley, and includes an encoder fixed to a part of the outer ring and a sensor fixed to a part of the inner ring. And the sensor are opposed to each other.
[0011]
[Action]
As described above, since the rotation detecting device built-in type pulley device of the present invention has a structure in which the rotation detecting device is provided in a part of the rolling bearing, it is not necessary to separately provide a sensor holding mechanism on the side surface of the engine. For this reason, the work for attaching the rotation detecting device built-in type pulley device to the side surface of the engine can be reduced. That is, not only is there no need to provide a sensor holding mechanism, but also there is no need to adjust the gap between the sensor and the encoder during the mounting operation. Therefore, according to the pulley device with a built-in rotation detecting device of the present invention, the rotation state of the pulley can be detected at low cost. Further, even when the pulley itself moves, the rotation state of the pulley can be detected.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the present invention. In the pulley device 37 with a built-in rotation detecting device of this example, a rolling bearing 14 as a deep groove ball bearing is fixedly fitted on an inner peripheral surface of a pulley 13 formed by press-molding a metal plate such as a steel plate. The pulley 13 includes an outer cylindrical portion 15 around which an endless belt is wound around the outer peripheral surface, an inner cylindrical portion 16 for internally fitting and fixing the rolling bearing 14, and the inner cylindrical portion 16 and the outer cylindrical portion 16. And a continuous portion 17 for connecting one end (the left end in FIG. 1) with the radial side cylindrical portion 15.
[0013]
The rolling bearing 14 is provided with an outer race 19 having an outer raceway 18 on an inner peripheral surface, an inner race 21 having an inner raceway 20 on an outer peripheral surface, and a rolling member between the inner raceway 20 and the outer raceway 18. And a plurality of balls (rolling elements) 22 provided therein. The inner cylindrical portion 16 that constitutes the pulley 13 is externally fixed to the outer ring 19 by interference fitting. Therefore, the outer ring 19 rotates together with the pulley 13. Further, a flange 23 bent radially inward is provided at the other end (the right end in FIG. 1) of the inner diameter side cylindrical portion 16. The other end surface of the outer ring 19 is brought into contact with the flange portion 23 to thereby position the rolling bearing 14 in the axial direction with respect to the pulley 13. On the other hand, the inner ring 21 is externally fitted and fixed to a part of the engine, directly or to an end of a support shaft (not shown) projecting via a support member.
[0014]
In particular, in the case of this example, a rotation detecting device 24 is provided at one end of the rolling bearing 14. The rotation detection device 24 is for detecting the rotation state of the pulley 13, and includes an encoder 25 fixed to a part of the outer ring 19 and a sensor 26 fixed to a part of the inner ring 21. The encoder 25 and the sensor 26 are opposed to each other. The encoder 25 is formed in a cylindrical shape as a whole, and is made of a multi-pole magnet in which S and N poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface. I have. Incidentally, the encoder 25 may be made of a simple magnetic material, and the magnetic characteristics of the inner peripheral surface may be alternately changed at equal intervals in the circumferential direction. For example, a structure in which concave portions (including through holes) or convex portions are alternately formed in the circumferential direction can be used.
[0015]
On the other hand, the sensor 26 incorporates a magnetic detecting element such as a Hall element, a Hall IC, a magnetoresistive element, and an MI element whose characteristics change with the rotation of the encoder 25. Therefore, when the S pole or the N pole passes near the detection surface of the sensor 26, the direction of the magnetic flux flowing through the magnetic detecting element changes, and the output of the sensor 26 incorporating the magnetic detecting element changes. I do. When a simple magnetic material is used as the encoder 25 and a permanent magnet is incorporated in the sensor, the amount of magnetic flux flowing through the magnetic detecting element changes with the rotation of the encoder 25. The change in the amount of magnetic flux changes the output of the sensor incorporating the magnetic detection element.
[0016]
The encoder 25 configured as described above is fixed to the outer ring 19 via a metal core 29. The metal core 29 is made of a mild steel plate, has an outward flange 27 at an intermediate portion of the outer peripheral surface of the outer diameter side cylindrical portion 28, and has the encoder 25 attached to an inner peripheral surface thereof. The core metal 29 to which the encoder 25 is attached has one axial end (the right end in FIG. 1) of the outer diameter side cylindrical portion 28 fitted to the inner peripheral surface of one end of the outer ring 19 by interference fit. One side of the outward flange 27 is in contact with one end of the outer ring 19. In this manner, by bringing one side surface of the outward flange portion 27 into contact with one end surface of the outer ring 19, the axial position of the encoder 25 can be regulated. That is, the formation position of the outward flange 27 is restricted by the relationship with the attachment position of the encoder 25. More specifically, the encoder 25 is attached to the inner peripheral surface middle portion to the other end portion (the left end portion in FIG. 1) of the outer diameter side cylindrical portion 28, and the outward flange portion 27 is attached to the outer diameter side cylindrical portion. 28 is formed in the middle part of the outer peripheral surface. As a result, as described above, the encoder 25 is axially outside the one end surface of the outer ring 19 (the left side in FIG. 1) in a state where the core metal 29 is fixedly fitted on the inner peripheral surface of one end portion of the outer ring 19 as described above. Will exist.
[0017]
On the other hand, the sensor 26 is held at one position in the circumferential direction on the outer peripheral surface side of the cylindrical synthetic resin holder 30. The sensor 26 may be provided not only at one place but also at a plurality of places. For example, if two sensors are provided while changing the phase in the circumferential direction, the rotation direction of the pulley can be detected by detecting the output order of each sensor. The holder 30 is fixed to the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 32 of the sensor cover 31. The sensor cover 31 is made of a mild steel plate, has an inward flange 33 on a part of the inner peripheral surface of the inner diameter side cylindrical portion 32, and has the other axial end of the inner diameter side cylindrical portion 32 (the left end in FIG. 1). Portion) is provided with a circular ring portion 34 bent radially outward at a right angle. The sensor cover 31 fits one end in the axial direction of the inner diameter side cylindrical portion 32 to the outer peripheral surface of one end of the inner race 21 by interference fit, and also, as in the case of the core metal 29 described above, the inward direction. One side surface of the flange portion 33 is in contact with one end surface of the inner ring 21 to regulate the axial position of the sensor 26.
[0018]
That is, in a state where the sensor cover 31 is externally fitted to the outer peripheral surface of one end of the inner race 21, the formation position of the inward flange portion 33 is set such that the detection surface of the sensor 26 faces the inner peripheral surface of the encoder 25. Is regulated. Accordingly, with the encoder 25 fixed to the outer ring 19 via the cored bar 29 and the sensor 26 fixed to the inner ring 21 via the sensor cover 31, the inner peripheral surface of the encoder 25 and the sensor are fixed. 26 are opposed to each other via a predetermined gap.
[0019]
Further, the outer peripheral edge of the circular ring portion 34 forming the sensor cover 31 is bent to one side in the axial direction, and a labyrinth seal is formed by the bent portion and the outer diameter side cylindrical portion 28 forming the core metal 29. I have. Further, the one end opening of a space 35 of the rolling bearing 14 existing between the inner peripheral surface of the outer ring 19 and the outer peripheral surface of the inner ring 21 is closed. In the illustrated example, a structure in which a seal ring is not provided at the other end (right end in FIG. 1) of the space 35 is shown. Is provided to prevent foreign matter from entering the space 35. The output signal of the sensor 26 can be taken out by a harness 36. The harness 36 is inserted through a hollow tubular support shaft (not shown) and led out to the other axial end (the right end in FIG. 1) of the pulley 13. The output signal detected by the sensor 26 is output to a calculator (not shown). To communicate.
[0020]
The pulley device 37 with a built-in rotation detection device of the present example configured as described above is used, for example, as a guide pulley. That is, by externally fitting the rolling bearing 14 on the support shaft, the pulley 13 is rotatably supported on the support shaft via the rolling bearing 14. By winding a part of the endless belt (not shown) around the pulley 13, the winding angle of the endless belt is secured.
[0021]
Then, in this state, the rotation state of the pulley 13 can be detected by the rotation detection device 24. That is, as the encoder 25 fixed to the outer ring 19 rotates together with the pulley 13, the output of the sensor 26 fixed to the inner ring 21 changes. By inputting the output change signal to the arithmetic unit, the rotation state (for example, rotation speed) of the pulley 13 can be detected.
[0022]
By comparing the rotational speed of the pulley 13 detected as described above with the rotational speed of the crankshaft of the engine separately detected (while considering the gear ratio based on the difference in the outer diameter of the pulley), The sliding amount of the endless belt with respect to the pulley 13 is obtained. That is, when slippage occurs at the engagement portion between the pulley 13 and the endless belt, a difference occurs in the rotation speed between the driving pulley and the pulley 13. Then, the amount of slip of the endless belt is obtained from the magnitude of the difference between the rotational speeds of these pulleys. If the slip amount is obtained in this manner, for example, an alarm is issued when the slip amount becomes larger than a predetermined value, and the driver is notified of deterioration of the endless belt, insufficient tension applied to the endless belt, and the like. I can let you know.
[0023]
In particular, in the case of the present example, the rotation detecting device 24 is fixed to a part of the rolling bearing 14 in order to detect the rotation state of the pulley 13 as described above. For this reason, the work for attaching the rotation detecting device built-in type pulley device 37 to the side surface of the engine can be reduced. That is, it is not necessary to provide a separate sensor holding mechanism on the side surface of the engine, and it is not necessary to adjust the gap between the sensor 26 and the encoder 25 during the mounting operation. Therefore, according to the pulley device 37 with a built-in rotation detection device of the present embodiment, a structure for detecting the rotation state of the pulley 13 can be realized at low cost.
[0024]
Next, FIG. 2 shows a second example of the embodiment of the present invention. This example shows a case where the present invention is applied to a tension pulley. For this reason, a pulley 13a for forming a rotation detecting device built-in pulley device 37a formed by cutting a metal material and forming a cylindrical shape, and a fixed shaft 38 supporting the rotation detecting device built-in pulley device 37a are provided. Are provided eccentric to each other. That is, a swing member 39 is provided around the fixed shaft 38 so as to be rotatable with respect to the fixed shaft 38. The center axis of the large diameter portion 40 provided at the end of the swing member 39 and the center axis of the fixed shaft 38 are eccentric to each other. The pulley 13a is rotatably supported on the outer peripheral surface of the large diameter portion 40 via a rolling bearing 14a. Therefore, the pulley 13a and the fixed shaft 38 are eccentric to each other.
[0025]
Further, both ends of the coil spring 44 are respectively locked by a swing-side locking portion 41 provided on a part of the swinging member 39 and a fixed-side locking portion 43 provided on a side surface of the engine 42. ing. The coil spring 44 applies an elastic force to the swinging member 39 in a direction of rotation about the fixed shaft 38 so that the swinging member 39 is attached to an endless belt (not shown) that is stretched over the rotation detecting device built-in type pulley device 37a. , So that tension is applied. Further, also in the case of the pulley device 37a with a built-in rotation detecting device of the present example, the rotation detecting device 24 is fixed to the rolling bearing 14a as in the first example described above. In the case of this example, unlike the above-described first example, the harness 36 is not inserted through the fixed shaft. The configuration and operation of the rotation detecting device 24 are the same as those of the first example described above.
[0026]
In the case of the present example configured as described above, the entire pulley device 37a with built-in rotation detection device swings due to the fluctuation of the tension of the endless belt. However, since the rotation detecting device 24 is fixed to a part of the rolling bearing 14a, the rotation state of the pulley 13a can be detected regardless of the swing of the pulley device 37a incorporating the rotation detecting device. That is, the rotation detecting device 24 fixed to the rolling bearing 14a swings together with the rotation detecting device built-in pulley device 37a. Therefore, the gap between the detection surface of the encoder 25 and the detection surface of the sensor 26 constituting the rotation detection device 24 does not change irrespective of the swing of the rotation detection device built-in pulley device 37a. Therefore, the rotation state of the pulley 13a can be stably detected. Other structures and operations are the same as those in the first example.
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The one-way clutch 45 such as a roller clutch is incorporated in the pulley device 37b with a built-in rotation detection device of this example. In other words, a case where the present invention is applied to a pulley device incorporating the one-way clutch 45 is shown. Therefore, one end (the right end in FIG. 3) of one of the support bearings 46 (the right end in FIG. 3) of the support bearings 46, 46 provided on both sides in the axial direction of the one-way clutch 45, each being a rolling bearing. ), The rotation detecting device 24 is installed in the same manner as in the first example described above. Since the basic structure and operation of the pulley device incorporating the one-way clutch 45 have been known in the art, a detailed description thereof will be omitted.
[0028]
In the case of this example, what is detected by the rotation detecting device 24 is whether or not the pulley 13b constituting the pulley device 37b with built-in rotation detecting device is in an overrun state. That is, when the one-way clutch 45 is in the locked state, the outer race 19 and the inner race 21 constituting the support bearing 46 do not rotate relative to each other. Therefore, the rotation speed (or rotation phase) detected by the rotation detection device 24 is zero. On the other hand, when the one-way clutch 45 is in the overrun state, the rotation speed (or rotation phase) is detected by the rotation detecting device 24 because the outer wheel 19 and the inner wheel 21 rotate relatively. As described above, in the case of this example, the rotation detection device 24 can determine whether the pulley 13b is in the overrun state.
[0029]
The pulley device 37b with a built-in rotation detection device of the present example configured as described above is provided, for example, at a driven pulley provided at an end of a rotation shaft of an alternator or at an end of a rotation shaft of a starter motor for an idling stop vehicle. Used as a drive pulley. Then, the rotation is transmitted only in the direction from the pulley 13b toward the rotary shaft (in the case of a driven pulley) or only in the direction from the rotary shaft toward the pulley (in the case of a drive pulley). In particular, in the case of this example, as described above, since it is known whether or not the pulley 13b is in the overrun state, the one-way clutch 45 fails and the overrun or lock state is not reliably performed. And other abnormalities can be detected. For example, in the case of a driven pulley provided at the end of the rotating shaft of the alternator, if the pulley 13b and the sleeve 47 rotate relative to each other when the one-way clutch 45 fails, the pulley 13b and the sleeve 47 rotate relative to each other. Does not generate power. Therefore, if the pulley device 37b with a built-in rotation detecting device of this embodiment is used as the driven pulley, the driver can be alerted by detecting such a condition and issuing an alarm or the like.
[0030]
In the case of the present example, when the one-way clutch 45 is in the locked state, the inner ring 21 fitted and fixed to the sleeve 47 also rotates. The output signal cannot be sent to the arithmetic unit by the harness. Therefore, in the case of this example, the output signal of the sensor 26 is sent to the arithmetic unit by slip ring or wireless communication.
[0031]
【The invention's effect】
Since the pulley device with a built-in rotation detection device of the present invention is configured and operates as described above, the rotation state of the pulley can be detected at low cost. In addition, the operation status of various pulley devices can be confirmed. For example, the amount of slip at the engagement portion between the pulley and the endless belt can be detected. When used in a pulley device incorporating a one-way clutch, it can be determined whether the one-way clutch is in a locked state or an overrun state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a first example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the second example.
FIG. 3 is a sectional view showing a third example.
FIG. 4 is a side view showing a conventional structure for detecting a rotation state of a pulley.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Crankshaft 3 Drive pulley 4 Camshaft 5 Driven pulley 6 Endless belt 7 Guide pulley 8 Tension pulley 9 Actuator 10 Convex part 11 Sensor 12 Calculators 13, 13a, 13b Pulleys 14, 14a Rolling bearings 15 Outer diameter side cylindrical part 16 inner diameter side cylindrical portion 17 continuous portion 18 outer ring raceway 19 outer ring 20 inner ring raceway 21 inner ring 22 ball 23 flange portion 24 rotation detecting device 25 encoder 26 sensor 27 outward flange portion 28 outer diameter side cylindrical portion 29 core metal 30 holder 31 sensor cover 32 Internal diameter side cylindrical portion 33 Inward flange portion 34 Ring portion 35 Space 36 Harness 37, 37a, 37b Built-in pulley device 38 with built-in rotation detection device Fixed shaft 39 Swing member 40 Large diameter portion 41 Swing side locking portion 42 Engine 43 Fixed Side locking portion 44 Coil spring 45 One-way clutch 46 Support bearing 47 Leave
