JP2005188659A - Belt transmission system - Google Patents
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- F16H2007/0802—Actuators for final output members
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Abstract
Description
本発明は、2つ以上の動力源の間または2つ以上の動力源と1つ以上の負荷との間で駆動力を伝達するベルトに対して張力を付与するテンショナ装置を備えるベルト伝動システムに関する。 The present invention relates to a belt transmission system including a tensioner device that applies tension to a belt that transmits a driving force between two or more power sources or between two or more power sources and one or more loads. .
2つの動力源の間でベルトを介して駆動力を伝達する例としては、車両における内燃機関とモータ・ジェネレータの間で構成されたものがある。
内燃機関とモータ・ジェネレータのみを駆動源としてオートテンショナによりベルトに張力を付与するようにした単純化したベルト伝動システムについて、図13の模式図と張力のグラフを参照しながら考察してみる。
As an example of transmitting a driving force between two power sources via a belt, there is one configured between an internal combustion engine and a motor / generator in a vehicle.
Consider a simplified belt transmission system in which tension is applied to a belt by an auto tensioner using only an internal combustion engine and a motor / generator as drive sources, with reference to the schematic diagram and tension graph of FIG.
図13(A)に示すように、内燃機関のクランク軸に嵌着されたクランクプーリ01とモータ・ジェネレータ(MG)の入出力軸に嵌着されたMGプーリ02との間にベルト04が架渡され、オートテンショナのテンショナプーリ03が同ベルト04に作用して張力を付与している。
As shown in FIG. 13A, a
同ベルト04におけるクランクプーリ01とMGプーリ02と間のスパンa、MGプーリ02とテンショナプーリ03との間のスパンb、テンショナプーリ03とクランクプーリ01との間のスパンcの以上3つのスパンa,b,cの各張力変動が、図13(B)に示されている。
In the
図13(B)において実線は、内燃機関の駆動時でクランクプーリ01が駆動プーリとなってベルト04を介してMGプーリ02を回転しモータ・ジェネレータを発電機として作動させる場合(内燃機関駆動時)であり、張り側となるスパンaの張力が高く、緩み側となるスパンb,cの張力が低くなる。
In FIG. 13B, a solid line indicates a case where the
また、図13(B)において破線は、モータ・ジェネレータを電動機として駆動してMGプーリ02が駆動プーリとなってベルト04を介してクランクプーリ01を回転し内燃機関を始動する場合(内燃機関始動時)であり、張り側となるスパンb,cの張力がオートテンショナにより一定の張力T0とされるのに対して緩み側となるスパンaの張力がより低くなり、張り側にあるオートテンショナはベルトの全体張力を低下させる方向に動作する。
In FIG. 13B, a broken line indicates a case where the motor / generator is driven as an electric motor and the MG pulley 02 serves as a driving pulley to rotate the
内燃機関の駆動時および始動時のいずれの場合も、スパンb、cの張力は、オートテンショナによって一定の張力T0に維持されるので、該張力T0より高い内燃機関駆動時のスパンaの最大張力THと該張力T0より低い内燃機関始動時のスパンaの最小張力TLとの張力差ΔTは大きくなる。 In both cases of driving and starting the internal combustion engine, the tensions of the spans b and c are maintained at a constant tension T0 by the auto tensioner. Therefore, the maximum tension of the span a when the internal combustion engine is driven is higher than the tension T0. The tension difference ΔT between TH and the minimum tension TL of the span a when starting the internal combustion engine lower than the tension T0 becomes large.
このベルト伝動システムにおける最小張力である内燃機関始動時のスパンaの最小張力TLは、すべりを生じさせない程度の張力を必要とするので、張力差ΔTが大きいことは内燃機関駆動時のスパンaの張力THすなわち最大張力を高くしている。 Since the minimum tension TL of the span a at the start of the internal combustion engine, which is the minimum tension in this belt transmission system, requires a tension that does not cause slipping, a large tension difference ΔT indicates that the span a when the internal combustion engine is driven The tension TH, that is, the maximum tension is increased.
このように、ベルト04に掛かる最大張力が高いので、ベルト04への負荷が大きく、かつ張力差ΔTが大きいことで、耐久性が低下するおそれがある。
As described above, since the maximum tension applied to the
このような不具合を解消するためには、オートテンショナを廃止してクランクプーリ01とMGプーリ02を直接ベルト04を架渡することが考えられ、その模式図と張力のグラフを図14に示す。
In order to solve such a problem, it is conceivable that the auto tensioner is eliminated and the
図14(B)において実線は、内燃機関の駆動時でクランクプーリ01が駆動プーリとなってベルト04を介してMGプーリ02を回転しモータ・ジェネレータを発電機として作動させる場合(内燃機関駆動時)であり、張り側となるスパンaの張力が高く、緩み側となるスパンbの張力が低くなる。
In FIG. 14B, the solid line indicates the case where the
また、図14(B)において破線は、モータ・ジェネレータを電動機として駆動してMGプーリ02が駆動プーリとなってベルト04を介してクランクプーリ01を回転し内燃機関を始動する場合(内燃機関始動時)であり、緩み側となるスパンaの張力が低くなり、張り側となるスパンbの張力が高くなる。
In FIG. 14B, a broken line indicates a case where the motor / generator is driven as an electric motor and the MG pulley 02 becomes a driving pulley and the
張り側となる内燃機関の駆動時のスパンaの張力と始動時のスパンbの張力は同じ最大張力THを示し、緩み側となる内燃機関の始動時のスパンaの張力と駆動時のスパンbの張力は同じ最小張力TLを示し、その張力差ΔTは前記オートテンショナを用いた図13の場合の張力差ΔTより小さくなる。 The tension of the span a at the time of driving the internal combustion engine on the tension side and the tension of the span b at the time of start show the same maximum tension TH, and the tension of the span a at the start of the internal combustion engine on the loose side and the span b at the time of driving. These tensions indicate the same minimum tension TL, and the tension difference ΔT is smaller than the tension difference ΔT in the case of FIG. 13 using the auto tensioner.
したがってオートテンショナを廃止するとベルト04に掛かる最大張力を、オートテンショナを用いたときよりも小さくすることができるが、オートテンショナは経年変化によるベルトの伸びを補償して張力を一定に維持する機能を有するのに対してオートテンショナを廃止するとベルトの伸びを補償することができないため短時間でベルトの伸びが使用限界に達してしまう。
Therefore, if the auto tensioner is abolished, the maximum tension applied to the
そのため、初期張力を高めに設定することに使用限界を延ばすことができるが、初期においてベルト張力が高すぎることになり、耐久性に悪影響が出たり、動力伝達時の摩擦力が増大する。 Therefore, although the use limit can be extended by setting the initial tension higher, the belt tension is excessively high in the initial stage, and the durability is adversely affected and the frictional force during power transmission increases.
そこで、次のような例が提案されている。
2つの動力源の間で駆動力を伝達するベルト伝動システムの例であり、車両における内燃機関とモータ・ジェネレータの間で構成されたものがある(特許文献1参照)。
An example of a belt transmission system that transmits a driving force between two power sources is one that is configured between an internal combustion engine and a motor / generator in a vehicle (see Patent Document 1).
同特許文献1の公報には、内燃機関のクランクシャフトに嵌着されたクランクプーリとモータ・ジェネレータ(補機モジュール)の入出力軸に嵌着されたモータ・ジェネレータプーリとにベルトが巻き掛けられ、内燃機関の駆動時にはクランクプーリが駆動プーリとなってベルトを介してモータ・ジェネレータプーリを回転しモータ・ジェネレータを発電機として作動させ、内燃機関の始動時には、逆にモータ・ジェネレータを電動機として駆動してモータ・ジェネレータプーリが駆動プーリとなってベルトを介してクランクプーリを回転し内燃機関を始動するベルト伝動システムにおいて、モータ・ジェネレータプーリのベルト回動方向下流側に第1のオートテンショナを設け、モータ・ジェネレータプーリのベルト回動方向上流側のクランクプーリとの間に第2のオートテンショナを設けた構成が開示されている。
In the publication of
そして内燃機関が駆動する通常の運転時には、第1,第2のオートテンショナを機能させてベルトの張力を調整するとともに経年変化による伸びを補償し、内燃機関を始動するときは、ベルトの張力が増大する側の第2のオートテンショナが機能しないようにロックしてベルトのスリップを防止しており、ベルトの最大張力を低く抑えることができる。 During normal operation when the internal combustion engine is driven, the belt tension is adjusted by functioning the first and second auto tensioners and the elongation due to aging is compensated. When starting the internal combustion engine, the belt tension is The second auto tensioner on the increasing side is locked so as not to function to prevent the belt from slipping, and the maximum tension of the belt can be kept low.
しかし、2個のオートテンショナを必要として部品点数が多く、第2のオートテンショナについてはロックとロック解除の切換え制御をしなければならず、そのための制御機構を必要として全体としてコスト高となる。 However, since two auto tensioners are required and the number of parts is large, the second auto tensioner must be controlled to switch between locking and unlocking, and a control mechanism for that is required, which increases the cost as a whole.
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、2つ以上の動力源を有するベルト伝動システムにおいてベルトの最大張力を低く抑えて耐久性の向上を図ることができる少ない部品点数で簡単な構造のベルト伝動システムを安価に供する点にある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to reduce the maximum tension of the belt in a belt transmission system having two or more power sources and to improve durability. A belt transmission system with a simple structure with a small number of parts is provided at low cost.
上記目的を達成するために、本請求項1の発明は、動力源と少なくとも1つの別の動力源を含む負荷との間で駆動力を伝達するベルトに対して張力を付与するテンショナ装置を備えるベルト伝動システムにおいて、前記テンショナ装置は、ベルトに作用して張力を付与する作用子を、ベルトの張力が増加した場合には当該位置に維持し、ベルトの張力が所定の繰出し張力より低下した場合にはベルトの張力を増大させる方向に繰り出す一方向繰出し張力調整機構を備え、ベルトの静止時張力が前記繰出し張力より大きい所定張力に設定されたベルト伝動システムとした。
To achieve the above object, the invention of
ベルトに作用して張力を付与する作用子を、ベルトの張力が増加した場合には当該位置に維持し、ベルトの張力が所定の繰出し張力より低下した場合にはベルトの張力を増大させる方向に繰り出す一方向繰出し張力調整機構を備えているので、オートテンショナが張り側となったときに、オートテンショナは作用子を維持してベルトの全体張力を低下させることはなく、オートテンショナが緩み側になったときは所定の繰出し張力を下回らなければ作用子は維持されるので、オートテンショナを廃止したと同じ状況となり、よってベルトの最大張力と最小張力の張力差が小さく、最大張力を低く抑えることができる。 An operator that acts on the belt to apply tension is maintained in the position when the belt tension increases, and increases in the belt tension when the belt tension falls below a predetermined feeding tension. A one-way feeding tension adjustment mechanism is provided so that when the auto tensioner is on the tension side, the auto tensioner does not decrease the overall tension of the belt by maintaining the actuator, and the auto tensioner is on the loose side. Since the operator will be maintained if the specified tension is not reduced, the situation will be the same as when the auto tensioner is abolished. Therefore, the tension difference between the maximum tension and the minimum tension of the belt is small, and the maximum tension is kept low. Can do.
またベルトが経年変化で伸びると、オートテンショナが緩み側になったときに所定の繰出し張力を下回り、作用子が繰出し張力を高めることができ、経年変化による伸びを補償することができる。 Further, when the belt elongates due to secular change, when the auto tensioner becomes on the loose side, the tension becomes lower than a predetermined feeding tension, and the operator can increase the feeding tension, and the elongation due to secular change can be compensated.
すなわち、最大張力を低く抑えて耐久性の向上を図ることができる。
一方向繰出し張力調整機構を備えるテンショナ装置を1つ設ければよく、部品点数が少なく構造が簡単でコストを低く抑えることができる。
That is, durability can be improved by suppressing the maximum tension low.
One tensioner device having a one-way feeding tension adjusting mechanism may be provided, and the number of parts is small, the structure is simple, and the cost can be kept low.
請求項2記載の発明は、動力源と少なくとも1つの別の動力源を含む負荷との間で駆動力を伝達するベルトに対して張力を付与するテンショナ装置を備えるベルト伝動システムにおいて、前記テンショナ装置は、ベルトに作用して張力を付与する作用子を、ベルトの張力が増加した場合には当該位置に維持し、ベルトの張力が所定の繰出し張力より低下した場合にはベルトの張力を増大させる方向に繰り出す一方向繰出し張力調整機構をシステム上に位置調整可能に備え、前記一方向繰出し張力調整機構の位置を調整することによりベルトの静止時張力を前記繰出し張力より大きい所定張力に設定するベルト伝動システムである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a belt transmission system including a tensioner device that applies tension to a belt that transmits a driving force between a power source and a load including at least one other power source. Keeps the actuating element that acts on the belt to apply tension when the belt tension increases, and increases the belt tension when the belt tension falls below a predetermined feeding tension. A belt having a one-way feeding tension adjusting mechanism that can be adjusted in a direction so that the position of the belt can be adjusted, and adjusting the position of the one-way feeding tension adjusting mechanism to set the tension at rest of the belt to a predetermined tension larger than the feeding tension. It is a transmission system.
一方向繰出し張力調整機構によりオートテンショナが張り側となったときに、オートテンショナは作用子を維持してベルトの全体張力を低下させることはなく、オートテンショナが緩み側になったときは所定の繰出し張力を下回らなければ作用子は維持されるので、オートテンショナを廃止したと同じ状況となり、よってベルトの静止時張力より高い最大張力と低い最小張力の張力差が小さく、最大張力を低く抑えることができる。 When the auto tensioner is on the tension side due to the one-way feeding tension adjustment mechanism, the auto tensioner does not decrease the overall tension of the belt by maintaining the actuator, and when the auto tensioner becomes on the loose side, the If the tension is not lower than the feed tension, the actuator is maintained, so the situation is the same as when the auto tensioner is abolished. Therefore, the tension difference between the maximum tension higher and lower than the tension at rest of the belt is small, and the maximum tension is kept low. Can do.
またベルトが経年変化で伸びると、オートテンショナが緩み側になったときに所定の繰出し張力を下回り、作用子が繰出し張力を高めることができ、経年変化による伸びを補償することができる。 Further, when the belt elongates due to secular change, when the auto tensioner becomes on the loose side, the tension becomes lower than a predetermined feeding tension, and the operator can increase the feeding tension, and the elongation due to secular change can be compensated.
すなわち、最大張力を低く抑えて耐久性の向上を図ることができる。
一方向繰出し張力調整機構を備えるテンショナ装置を1つ設ければよく、部品点数が少なく構造が簡単でコストを低く抑えることができる。
That is, durability can be improved by suppressing the maximum tension low.
One tensioner device having a one-way feeding tension adjusting mechanism may be provided, and the number of parts is small, the structure is simple, and the cost can be kept low.
請求項3記載の発明は、請求項2記載のベルト伝動システムにおいて、前記一方向繰出し張力調整機構の一方向繰出し機能を有効とする作動状態と無効とする非作動状態とを選択可能で、前記一方向繰出し張力調整機構の非作動状態で前記一方向繰出し張力調整機構の位置を調整することにより前記繰出し張力を所定張力に設定した後に、前記一方向繰出し張力調整機構を作動状態とし、前記一方向繰出し張力調整機構の位置を調整することによりベルトの静止時張力を前記繰出し張力より大きい所定張力に設定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the belt transmission system according to the second aspect, an operation state in which the one-way feeding function of the one-way feeding tension adjusting mechanism is enabled and a non-operation state in which the one-way feeding function is disabled can be selected. After setting the feeding tension to a predetermined tension by adjusting the position of the one-way feeding tension adjusting mechanism in a non-operating state of the one-way feeding tension adjusting mechanism, the one-way feeding tension adjusting mechanism is set in an operating state, By adjusting the position of the direction feeding tension adjusting mechanism, the belt stationary tension is set to a predetermined tension larger than the feeding tension.
一方向繰出し張力調整機構の非作動状態で一方向繰出し張力調整機構の位置を調整することにより繰出し張力を所定張力に設定した後に、一方向繰出し張力調整機構を作動状態とし、一方向繰出し張力調整機構の位置を調整することにより、ベルトの静止時張力を前記繰出し張力より大きい所定張力に設定することにより、繰出し張力と静止時張力をそれぞれ所定張力に効率良く設定することができる。 After setting the feed tension to the specified tension by adjusting the position of the one-way feed tension adjustment mechanism in the non-operating state of the one-way feed tension adjustment mechanism, the one-way feed tension adjustment mechanism is activated to adjust the one-way feed tension adjustment mechanism. By adjusting the position of the mechanism, the tension at rest of the belt is set to a predetermined tension larger than the above-mentioned tension, and the tension at the time of feeding and the tension at rest can be efficiently set to the predetermined tension, respectively.
請求項4記載の発明は、請求項1または請求項2記載のベルト伝動システムにおいて、前記テンショナ装置の作用子は、ベルト伝動システムの各種動作中で最も動的張力が小さくなるベルト部位に作用することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the belt transmission system according to the first or second aspect, the operator of the tensioner device acts on a belt portion where the dynamic tension becomes the smallest during various operations of the belt transmission system. It is characterized by that.
ベルト伝動システムの各種動作中で最も動的張力が小さくなるベルト部位にテンショナ装置の作用子が作用するように構成することで、経年変化によるベルトの伸びが所定長さ以上になったときに速やかに作用子が繰出し、ベルトにすべりを生じさせない。 By configuring the tensioner device to act on the belt part where the dynamic tension becomes the smallest during various operations of the belt transmission system, when the belt elongation due to secular change exceeds a predetermined length, it can be quickly The operator is fed out to prevent the belt from slipping.
請求項5記載の発明は、請求項1または請求項2記載のベルト伝動システムにおいて、前記一方向繰出し張力調整機構は、スプリングによる付勢手段とラチェットとからなることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the belt transmission system according to the first or second aspect, the one-way feeding tension adjusting mechanism includes an urging means using a spring and a ratchet.
ベルトに作用して張力を付与する作用子を、ベルトの張力が増加した場合にはラチェットにより当該位置に維持し、ベルトの張力が所定の繰出し張力より低下した場合にはスプリングによる付勢手段でベルトの張力を増大させる方向に作用子を繰り出すことができる。 An operator that acts on the belt to apply tension is maintained at that position by a ratchet when the belt tension increases, and when the belt tension falls below a predetermined feeding tension, a spring biasing means is used. The operator can be extended in the direction of increasing the belt tension.
請求項6記載の発明は、請求項1または請求項2記載のベルト伝動システムにおいて、前記一方向繰出し張力調整機構は、スプリングによる付勢手段と一方向クラッチとからなることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the belt transmission system according to the first or second aspect, the one-way feeding tension adjusting mechanism includes an urging means using a spring and a one-way clutch.
ベルトに作用して張力を付与する作用子を、ベルトの張力が増加した場合には一方向クラッチにより当該位置に維持し、ベルトの張力が所定の繰出し張力より低下した場合にはスプリングによる付勢手段でベルトの張力を増大させる方向に作用子を繰り出すことができる。 An operator that acts on the belt to apply tension is maintained at that position by a one-way clutch when the belt tension increases, and is biased by a spring when the belt tension falls below a predetermined feeding tension. By this means, the operator can be extended in the direction of increasing the belt tension.
以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図5に基づき説明する。
本実施の形態に係るベルト伝動システム0は、車両搭載に内燃機関1と発電機兼用始動電動機であるモータ・ジェネレータを2つの動力源とし空調コンプレッサや水ポンプ等の補機との間にベルトを介して動力伝達を行うシステムである。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The
該ベルト伝動システムの概略構成図を図1に示す。
内燃機関1のクランク軸にクランクプーリ2が嵌着されており、内燃機関1の機関本体ケース1aに固着された補機ブラケット(図示せず)にモータ・ジェネレータと補機が支持され、モータ・ジェネレータの入出力軸にMGプーリ3が嵌着され、補機の入力軸に補機プーリ4が嵌着されている。
A schematic configuration diagram of the belt transmission system is shown in FIG.
A
そして機関本体ケース1aの上部にテンショナユニット10が設けられている。
テンショナユニット10は、テンショナベース11が本体ケース1aに回動自在に取り付けられており、同テンショナベース11に円弧状に穿設された長孔11aを貫通して機関本体ケース1aに螺着されるボルト12を緩めるとテンショナベース11を回動することができ、ボルト12を緊締するとテンショナベース11を機関本体ケース1aに一体に固定することができる。
A
In the
このテンショナベース11にテンショナアーム14が基端部13を支軸で枢支されて揺動自在に取り付けられており、揺動可能な先端部にテンショナプーリ5が回転自在に軸支されている。
A
テンショナアーム14は図示されないトーションスプリングによりテンショナベース11に対して図1に破線矢印で示す揺動方向(図1において反時計方向)に付勢されている。
The
また、テンショナアーム14の基端部の円弧状外周にラチェット歯15が形成されていて、テンショナベース11に揺動自在に枢支されたラチェット爪16が若干の付勢力を受けてラチェット歯15に噛み合い、テンショナアーム14を破線矢印方向には自由に揺動するが、反対方向には揺動が禁止されるラチェットを構成している。
Also, ratchet
このテンショナアーム14の揺動可能な先端部のテンショナプーリ5と前記クランクプーリ2、MGプーリ3、補機プーリ4に順次無端状のベルト6が巻き掛けられている。
クランクプーリ2は図1において時計方向に回転し、MGプーリ3は反時計方向に回転する。
An
The
テンショナアーム14の破線矢印で示す揺動方向(図1において反時計方向)がテンショナプーリ5を繰出しベルト6の張力を増大させる繰出し方向である。
The swinging direction (counterclockwise direction in FIG. 1) indicated by the broken line arrow of the
したがって、テンショナベース11上には、テンショナアーム14を繰出し方向に付勢するトーションスプリングと、テンショナアーム14を一方向(繰出し方向)にのみ揺動を許すラチェットにより、ベルト6の張力が増加した場合にはテンショナプーリ5を当該位置に維持し、ベルトの張力が所定の繰出し張力より低下した場合にはベルト6の張力を増大させる方向にテンショナプーリ5を繰り出す一方向繰出し張力調整機構が構成されている。
Therefore, when the tension of the
以上のようなベルト伝動システム0におけるテンショナユニット10の取付け設定方法を説明する。
まず、図2示すようにラチェット爪16を付勢手段に抗してラチェット歯15から外しラチェット機能を無効とする非作動状態とし、この状態でボルト12を緩めテンショナベース11を図2において反時計方向に回動する。
A method for setting the
First, as shown in FIG. 2, the
ラチェット機能が非作動状態の下でのテンショナベース11の回動は、テンショナアーム14に働くトーションスプリングの付勢力がベルト6に張力を与えることになる。
このときベルト6がテンショナプーリ5に巻き掛けられたベルト回動方向上流側部分または下流側部分のベルト張力をテンションゲージによって計測しながらテンショナベース11を繰出し方向に回動させる。
The rotation of the
At this time, the
テンションゲージが所定の第1設定張力を示したところで、図3に示すようにラチェット爪16をラチェット歯15に噛合させラチェット機能を作動状態とする。
そして、この状態から再びテンショナベース11を図2において反時計方向にさらに回動する。
When the tension gauge shows a predetermined first set tension, the
Then, from this state, the
今度は、ラチェット機能が作動状態にあるので、テンショナベース11はテンショナアーム14と一体となって回動し、ベルト張力を増大させる。
This time, since the ratchet function is in an operating state, the
今回もテンショナプーリ5に巻き掛けられたベルト回動方向上流側部分または下流側部分のベルト張力をテンションゲージによって計測を行い、テンションゲージが所定の第2設定張力を示したところで、ボルト12を締め付け緊締することでテンショナベース11を機関本体ケース1aに固定する。
This time, the belt tension of the upstream part or the downstream part of the belt rotating direction wrapped around the
このようにしてテンショナユニット10を機関本体ケース1aに取付ける。
この取付けを完了した状態が図1に示すものである。
In this way, the
The state in which this attachment is completed is shown in FIG.
最初に設定した第1設定張力が繰出し張力であり、ここでは18 Kgfの繰出し張力に設定する。
ベルトが滑りを生じる張力は、18Kgfよりさらに小さい張力である。
また次に設定した第2設定張力は、静止時張力TOであり、80 Kgfの静止時張力に設定する。
The first set tension set first is the feeding tension, and here, the feeding tension is set to 18 Kgf.
The tension at which the belt slips is even smaller than 18 kgf.
The second set tension set next is the stationary tension TO, and is set to a stationary tension of 80 Kgf.
本テンションユニット10のベルト伝動システム0の模式図とベルト張力のグラフを図4に示す。
FIG. 4 shows a schematic diagram of the
図4(A)に示すように、クランクプーリ2とMGプーリ3と間のスパンa、MGプーリ3と補機プーリ4との間のスパンb、補機プーリ4とテンショナプーリ5との間のスパンc、テンショナプーリ5とクランクプーリ2との間のスパンdの以上4つのスパンa,b,c,dの各張力変動が、図4(B)に示されている。
As shown in FIG. 4A, span a between the
図4(B)において実線は、内燃機関の駆動時でクランクプーリ2が駆動プーリとなってベルト6を介してMGプーリ3を回転しモータ・ジェネレータを発電機として作動させる場合(内燃機関駆動時)である。
In FIG. 4B, a solid line indicates a case where the
この内燃機関駆動時において、張り側となるスパンaの張力が高く約140 Kgfを示し、緩み側となるスパンc,dの張力が低く約20 Kgfを示した。
MGプーリ3と補機プーリ4との間のスパンbの張力は、その中間の大きさの張力で概ね80 Kgf程度となる。
最も低くなるスパンc,dの張力は、前記第1設定張力の繰出し張力18 Kgfより幾らか高い張力であり、スパンbの中間の張力は、静止時張力80 Kgfに略等しい大きさである。
When the internal combustion engine was driven, the tension of the span a on the tension side was high and about 140 Kgf, and the tension of the spans c and d on the loose side was low and about 20 Kgf.
The tension of the span b between the
The tensions of the spans c and d that are the lowest are somewhat higher than the first
また、図4(B)において破線は、モータ・ジェネレータを電動機として駆動してMGプーリ3が駆動プーリとなってベルト6を介してクランクプーリ2を回転し内燃機関を始動する場合(内燃機関始動時)である。
In FIG. 4B, a broken line indicates a case where the motor / generator is driven as an electric motor and the
この内燃機関始動時において、張り側となるスパンbの張力が高く約130 Kgfを示し、緩み側となるスパンaの張力が低く約30 Kgfを示した。
テンショナプーリ5に巻き掛かるスパンc,dの張力は、その中間の大きさの張力で静止時張力よりいくらか大きい87 Kgf程度となる。
When the internal combustion engine was started, the tension of the span b on the tension side was high and about 130 Kgf, and the tension of the span a on the loose side was low and about 30 Kgf.
The tension of the spans c and d wound around the
したがって、本ベルト伝動システム0におけるベルト6の最大張力THは、内燃機関駆動時におけるスパンaの張力で約140 Kgfであり、最小張力TLは、内燃機関駆動時におけるスパンc,dの張力で約20 Kgfであり、両者の張力差ΔTは約120 Kgfである。
Accordingly, the maximum tension TH of the
比較のため、本ベルト伝動システム0におけるテンション装置を伸縮可能なオートテンショナとした場合について、そのベルト張力のグラフを図4(C)に示す。
テンショナプーリ5に巻き掛かるスパンc,dの張力は、オートテンショナにより静止時張力TOに一定に調整されるので、その静止時張力TOを80 Kgfに設定する。
For comparison, FIG. 4 (C) shows a graph of the belt tension when the tension device in the
Since the tensions of the spans c and d wound around the
このように設定すると、内燃機関駆動時において緩み側となるスパンc,dの張力が静止時張力TOの80 Kgfに調整されることから、張り側となるスパンaの張力は、200 Kgfとなる。 With this setting, the tension of the spans c and d on the loose side when the internal combustion engine is driven is adjusted to 80 Kgf of the stationary tension TO, so the tension of the span a on the tight side is 200 Kgf. .
このベルト伝動システムにおけるベルト6の最大張力THは、内燃機関駆動時におけるスパンaの張力で約200 Kgfであり、最小張力TLは、内燃機関始動時におけるスパンaの張力で約30 Kgfであり、両者の張力差ΔTは約170 Kgfとなる。
The maximum tension TH of the
このようにオートテンショナを用いると、ベルト6に掛かる最大張力THが高いので、ベルト6への負荷が大きく、かつ張力差ΔTが大きいことで、耐久性が低下するおそれがある。
When the auto tensioner is used in this way, since the maximum tension TH applied to the
したがって、ラチェットを備えた本テンショナユット10を用いたベルト伝動システム0は、図4(B)に示すように張力差ΔTを小さくし、最大張力THを低く抑えることができるので、ベルト6に掛かる負荷が小さく、耐久性を向上させることができる。
Therefore, the
本ベルト伝動システム0において、テンションプーリ5に巻き掛かるベルト6のスパンc,dにおけるベルト張力Tcdについて、その経年変化を考察してみると、図5に示すようである。
In the
図5は、ベルト張力Tcdの経年変化を横軸の時間についてかなり誇張して示している。
ベルト6は経年変化により徐々に伸び、それにしたがって静的ベルト張力(静止時張力)Ts(図5において傾斜した一点鎖線)が緩やかな傾きで下がっていく。
動的ベルト張力Td(図5において折曲実線)は、静的ベルト張力Tsを上下しながら静的ベルト張力Tsに従って徐々に下がっている。
FIG. 5 shows the secular change of the belt tension Tcd with a considerable exaggeration for the time on the horizontal axis.
The
The dynamic belt tension Td (the bent solid line in FIG. 5) gradually decreases according to the static belt tension Ts while raising and lowering the static belt tension Ts.
動的ベルト張力Tdが静的ベルト張力Tsより高くなるのは、図4(B)を参照して内燃機関始動時のスパンc,dのベルト張力であり、静的ベルト張力Tsより低くなるのは、内燃機関駆動時のスパンc,dのベルト張力であり、上昇に比べ下降は大きい。 The dynamic belt tension Td becomes higher than the static belt tension Ts in reference to FIG. 4B. The belt tension of the spans c and d at the start of the internal combustion engine is lower than the static belt tension Ts. Is the belt tension of the spans c and d when the internal combustion engine is driven, and the decrease is larger than the increase.
経年変化によりベルト6が伸びてくると、静的ベルト張力Tsが低下するとともに動的ベルト張力Tdも同じように低下し、特に内燃機関駆動時において動的ベルト張力Tdの低下が第1設定張力である繰出し張力に達することがある。
When the
この動的ベルト張力Tdの低下が繰出し張力に達した時点toで、テンションアーム14がラチェットにより揺動が許された繰出し方向にトーションスプリングの付勢力により揺動してテンションプーリ5が繰出し、ベルト6に張力を加える。
したがって、低下してきた静的ベルト張力Tsが引き上げられる。
When the decrease in the dynamic belt tension Td reaches the feeding tension, the
Therefore, the reduced static belt tension Ts is raised.
テンションプーリ5の繰出し量(静的ベルト張力Tsの増加量)は、緩んだベルト張力とトーションスプリングの付勢力との関係でラチェット爪16がラチェット歯15をいくつ越えるかで決まる。
The feeding amount of the tension pulley 5 (the increase amount of the static belt tension Ts) is determined by the number of
この高くなった静的ベルト張力Tsは、また経年変化によるベルトの伸びによって徐々に低下していき、これに沿って動的ベルト張力Tdもまた低下していく。 The increased static belt tension Ts gradually decreases due to belt elongation due to secular change, and the dynamic belt tension Td also decreases along with this.
これを何回か繰り返すことによりベルト張力を維持し、繰出し張力よりも低いベルト滑り開始張力を動的ベルト張力Tdが達するまで経年変化によるベルトの伸びを補償することができる。 By repeating this several times, the belt tension can be maintained, and the belt elongation due to aging can be compensated until the dynamic belt tension Td reaches the belt slip start tension lower than the feeding tension.
本テンショナユニット10は、簡単な構造であり、複数用いることなく1つでよく、部品点数が少なくコストを低く抑えることができる。
また、本本テンショナユニット10は、ベルト張力の設定を容易に行いながら簡単に取り付けることができる。
The
Further, the
次に一方向繰出し張力調整機構にワンウェイクラッチを用いたテンション装置について図6ないし図12に基づいて説明する。
機関本体ケース30に取り付けられた本テンショナユニット31は、テンショナベース32にトーションスプリング33およびワンウェイクラッチ34を介して軸支されたテンショナアーム35の先端部35bにベアリング36を介してテンショナプーリ37が回転自在に支持されている。
Next, a tension device using a one-way clutch as a one-way feeding tension adjusting mechanism will be described with reference to FIGS.
The tensioner unit 31 attached to the
テンショナベース32は、底面中央の円柱突起32bが機関本体ケース30の取付面の凹部に嵌合して機関本体ケース30に対して回動自在とし、外縁部に穿設された一対の円弧状の長孔32cを貫通した取付けボルト40が機関本体ケース30のネジ孔30bに螺合して緊締することで、テンショナベース32を機関本体ケース30に固定することができ、取付けボルト40を緩めるとテンショナベース32を機関本体ケース30に対して円柱突起32bを中心に回動することができる。
The
テンショナベース32の上面中央には内面に雌ネジ32dが形成された円筒状の軸柱32aが突出しており、同軸柱32aに前記テンショナアーム35の基端部35aが揺動自在に軸支され、テンショナベース32とテンショナアーム35の基端部35aとの間に介装されたトーションスプリング33によりテンショナベース32に対してテンショナアーム35が図6において反時計方向に付勢される。
A
テンショナアーム35の基端部35aは、中央にテンショナベース32の軸柱32aが貫通して軸支される円孔が形成され、その円孔の開口端面35cの外周に周壁35dが延設されている。
The
このテンショナアーム35の基端部35aの周壁35d内に、環状のワンウェイクラッチ34が挿入され、その上から中央部が凹んだ中空の固定円盤38が嵌挿され、固定円盤38の外周縁部とテンショナアーム35の開口端面35cとの間にワンウェイクラッチ34が挟まれる。
An annular one-way clutch 34 is inserted into the
この固定円盤38の凹部に座金41を載置し、ロックボルト39を座金41および固定円盤38の中空部を貫通してテンショナベース32の軸柱32aの雌ネジ32dに螺合し緊締することで、固定円盤38は座金41とテンショナベース32の軸柱32aに挟まれて一体に固定される。
The
固定円盤38がテンショナベース32に固定されることで、固定円盤38とテンショナアーム35とに挟まれたワンウェイクラッチ34が作動し、テンショナベース32に対してテンショナアーム35を図6において反時計方向のみ揺動を許し、逆の時計方向の揺動は阻止される。
When the fixed
以上のようにテンショナベース32に対してトーションスプリング33により反時計方向に付勢され、ワンウェイクラッチ34により反時計方向にのみ揺動を許されたテンショナアーム35の先端に軸支されたテンショナプーリ37に、前記実施の形態のベルト伝動システム0と同様にベルト45が巻き掛けられる。
As described above, the
このテンショナユニット31を機関本体ケース30に取付ける方法を図8ないし図12に基づいて以下説明する。
A method of attaching the tensioner unit 31 to the
まず図8に示すようにテンショナベース32にトーションスプリング33を介装してテンショナアーム35を組付けた状態で、テンショナベース32を、機関本体ケース30の取付面に合わせ、長孔32cに取付け取付けボルト40を貫通して機関本体ケース30のネジ孔30bに螺合し、緊締せずに緩めておく。
First, as shown in FIG. 8, with the
そしてテンショナプーリ37にベルト45を巻き掛けてトーションスプリング33がいくらか作用するようにした状態で、テンショナベース32を反時計方向に回動し、テンショナプーリ37がベルト45に張力を掛けていく。
Then, with the
このテンショナプーリ37に巻き掛けられたベルト回動方向上流側部分または下流側部分のベルト張力を、テンションゲージによって計測しながらテンショナベース32を反時計方向に回動し、テンションゲージが所定の第1設定張力を示したところで、図9に示すように取付けボルト40を締め付けテンショナベース32を仮止めする。
The
次に、テンショナアーム35の周壁35dの内側にワンウェイクラッチ34を挿入し、ロックボルト39を座金41および固定円盤38に貫通し、テンショナベース32の軸柱32aの雌ネジ32dに螺合し(図10参照)、緊締して固定円盤38をテンショナベース32に固定して固定円盤38とテンショナアーム35とに挟まれたワンウェイクラッチ34が機能するようにする(図11参照)。
Next, the one-way clutch 34 is inserted inside the
そして、図12に示すように、取付けボルト40を緩め、テンショナベース32を反時計方向にさらに回動する。
今度は、ワンウェイクラッチ34が作動状態にあるので、テンショナベース32はテンショナアーム35と一体となって回動し、ベルト張力をさらに増大させる。
Then, as shown in FIG. 12, the mounting
This time, since the one-way clutch 34 is in an operating state, the
このベルト張力を前記テンションゲージにより計測し、テンションゲージが所定の第2設定張力を示したところで、取付けボルト40を締め付け緊締することでテンショナベース32を機関本体ケース30に固定する。
The belt tension is measured by the tension gauge, and when the tension gauge shows a predetermined second set tension, the
このようにしてテンショナユニット31が機関本体ケース30に取り付けられ、この取付けを完了した状態が図7に示すものである。
最初に設定した第1設定張力が繰出し張力であり、次に設定した第2設定張力が、静止時張力である。
The tensioner unit 31 is attached to the
The first set tension set first is the feeding tension, and the second set tension set next is the stationary tension.
本テンショナユニット31は、前記実施の形態のテンショナユニット10と同じように機能し、ベルト伝動システムの最大張力THと最小張力TLとの張力差ΔTが小さく、最大張力THを低く抑えることができるので、ベルト45に掛かる負荷が小さく、耐久性を向上させることができる。
The tensioner unit 31 functions in the same manner as the
また、経年変化によるベルトの伸びに対しては、前記テンショナユニット10がラチェットによりテンショナプーリ5を段階的に繰出してベルト張力を維持するのに対して、本テンショナユニット31はワンウェイクラッチ34によりテンショナプーリ37を随時繰出すことによりベルト張力を維持して経年変化によるベルトの伸びを補償している。
Also, with respect to belt elongation due to aging, the
なお、本テンショナユニット31を取り外すときは、取付けボルト40を緩め、テンショナベース32の回動を自由にしてテンショナアーム35とともに回動しベルト張力を緩め、このとき最大で第1設定張力となっている。
When removing the tensioner unit 31, the mounting
次いでロックボルト39を緩めワンウェイクラッチ34を非作動としてテンショナアーム35の回動でベルト張力を無くした状態でベルトを外し、ロックボルト39を抜いて固定円盤38、ワンウェイクラッチ34を取り除く。
その後は、取付けボルト40を抜いてテンショナベース32をテンショナアーム35とともに取り外すことができる。
Next, the
Thereafter, the mounting
0…ベルト伝動システム、1…内燃機関、1a…機関本体ケース、2…クランクプーリ、3…MGプーリ、4…補機プーリ、5…テンショナプーリ、6…ベルト、
10…テンショナユニット、11…テンショナベース、12…ボルト、13…基端部、14…テンショナアーム、15…ラチェット歯、16…ラチェット爪、
30…機関本体ケース、31…テンショナユニット、32…テンショナベース、33…トーションスプリング、34…ワンウェイクラッチ、35…テンショナアーム、36…ベアリング、37…テンショナプーリ、38…固定円盤、39…ロックボルト、
40…取付けボルト、41…座金、45…ベルト。
DESCRIPTION OF
10 ... Tensioner unit, 11 ... Tensioner base, 12 ... Bolt, 13 ... Base end, 14 ... Tensioner arm, 15 ... Ratchet teeth, 16 ... Ratchet claws,
30 ... Engine body case, 31 ... Tensioner unit, 32 ... Tensioner base, 33 ... Torsion spring, 34 ... One-way clutch, 35 ... Tensioner arm, 36 ... Bearing, 37 ... Tensioner pulley, 38 ... Fixed disk, 39 ... Lock bolt,
40 ... mounting bolts, 41 ... washers, 45 ... belts.
Claims (6)
前記テンショナ装置は、ベルトに作用して張力を付与する作用子を、ベルトの張力が増加した場合には当該位置に保持し、ベルトの張力が所定の繰出し張力より低下した場合にはベルトの張力を増大させる方向に繰り出す一方向繰出し張力調整機構を備え、
ベルトの静止時張力が前記繰出し張力より大きい所定張力に設定されたことを特徴とするベルト伝動システム。 In a belt transmission system including a tensioner device that applies tension to a belt that transmits a driving force between a power source and a load including at least one other power source.
The tensioner device holds an operator that acts on the belt to provide tension when the belt tension increases, and holds the belt tension when the belt tension falls below a predetermined feeding tension. Equipped with a one-way feeding tension adjustment mechanism that feeds in a direction to increase
A belt transmission system characterized in that a tension at rest of the belt is set to a predetermined tension larger than the feeding tension.
前記テンショナ装置は、ベルトに作用して張力を付与する作用子を、ベルトの張力が増加した場合には当該位置に保持し、ベルトの張力が所定の繰出し張力より低下した場合にはベルトの張力を増大させる方向に繰り出す一方向繰出し張力調整機構をシステム上に位置調整可能に備え、
前記一方向繰出し張力調整機構の位置を調整することによりベルトの静止時張力を前記繰出し張力より大きい所定張力に設定することを特徴とするベルト伝動システム。 In a belt transmission system including a tensioner device that applies tension to a belt that transmits a driving force between a power source and a load including at least one other power source.
The tensioner device holds an operator that acts on the belt to provide tension when the belt tension increases, and holds the belt tension when the belt tension falls below a predetermined feeding tension. Equipped with a one-way feeding tension adjustment mechanism for adjusting the position on the system.
The belt transmission system is characterized in that the stationary tension of the belt is set to a predetermined tension larger than the feeding tension by adjusting the position of the one-way feeding tension adjusting mechanism.
前記一方向繰出し張力調整機構の非作動状態で前記一方向繰出し張力調整機構の位置を調整することにより前記繰出し張力を所定張力に設定した後に、前記一方向繰出し張力調整機構を作動状態とし、前記一方向繰出し張力調整機構の位置を調整することによりベルトの静止時張力を前記繰出し張力より大きい所定張力に設定することを特徴とする請求項2記載のベルト伝動システム。 An operating state in which the one-way feeding function of the one-way feeding tension adjusting mechanism is enabled and a non-operating state in which it is disabled can be selected.
After setting the feeding tension to a predetermined tension by adjusting the position of the one-way feeding tension adjusting mechanism in a non-operating state of the one-way feeding tension adjusting mechanism, the one-way feeding tension adjusting mechanism is set in an operating state, and 3. The belt transmission system according to claim 2, wherein the tension at rest of the belt is set to a predetermined tension larger than the feeding tension by adjusting the position of the one-way feeding tension adjusting mechanism.
The belt transmission system according to claim 1 or 2, wherein the one-way feeding tension adjusting mechanism includes a spring biasing means and a one-way clutch.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003432112A JP2005188659A (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Belt transmission system |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008117310A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Tata Motors Limited | Improved alternator with integrated mounting and belt tensioning arrangement |
JP2021518518A (en) * | 2018-03-27 | 2021-08-02 | ゲイツ コーポレイション | Tensioner |
-
2003
- 2003-12-26 JP JP2003432112A patent/JP2005188659A/en active Pending
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WO2008117310A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Tata Motors Limited | Improved alternator with integrated mounting and belt tensioning arrangement |
JP2021518518A (en) * | 2018-03-27 | 2021-08-02 | ゲイツ コーポレイション | Tensioner |
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