JP3544364B2 - ベルト伝動装置 - Google Patents
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Description
【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の構造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付けられたプーリと、始動用電動機に取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ベルトに継続してかかることになるので、ベルト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、並びに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ベルト伝動装置を容易に構成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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトと一体に設けられたシリンダと、推力シャフトのリヤ側に設けられたストッパーと、このストッパーのリヤ側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材と、シリンダにおけるフランジ部とフロント側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材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は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、更に回転シャフトの内周円筒部と推力シャフトのフロント側円柱部が摺動可能に構成されるとともに、回転シャフトのリヤ側内周に圧入されたメタルの内周円筒部と、推力シャフトのリヤ側円柱部が摺動可能に構成されたものである。
【０００７】
この発明の請求項３に係るベルト伝動装置は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、回転シャフトと推力シャフトの共回りを防止するためのガイド棒が、電動機を締付け組立てるためのボルトと一体に構成されたものである。
【０００８】
この発明の請求項４に係るベルト伝動装置は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、推力シャフトと一体に設けられるとともに、ピンガイドを備えたシリンダと、このシリンダ内を摺動するとともに、ピンガイド内を移動するピンが圧入されたピストンとから構成され、更にシリンダにはピンガイドとは円周方向にずれた位置にキー溝を設けるとともに、ピンガイドとキー溝とを連通させる連通孔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は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトと、電動機の外周を全周に亘って均一に締付け固定するとともに、電動機の固定位置を軸方向に調整できる取付けブラケットとから構成されたものである。
【００１０】
この発明の請求項６に係るベルト伝動装置は、ベルト張力調整装置に備えられたベアリングボックスの内周側にリング溝を設け、このリング溝に弾性リングを装着したものである。
【００１１】
この発明の請求項７に係るベルト伝動装置は、エンジンとして、車両用エンジンを用いたものである。
【００１２】
この発明の請求項８に係るベルト伝動装置は、回転電機として、電動発電機を用いたものである。
【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を設置したものである。
【００１４】
【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伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す側面断面図、図３は同じく平面図、図４はテンションプーリユニットが最も戻った状態のベルト張力調整装置を示す側面断面図、図５は同じく平面図、図６はピンを圧入した状態のピストンを、シリンダに組み込む方法を示すためのベルト張力調整装置を示す一部平面図、図７は図６のＡ−Ａ線断面図、図８は電動機を締付け固定している取付けブラケットの締付け固定状態を示すためのベルト張力調整装置を示す正面断面図である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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１４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。
【００１８】
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に嵌合圧入されるとともに、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１８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と、これらを連結する連結プレート２１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成る。
【００１９】
上記シリンダ１８及びフランジ部１８ｂは推力シャフト２３の一部分を構成しており、この推力シャフト２３のフロント側円柱部２３ａは、電動機２４の回転シャフト２５の内周円筒部２５ａと滑らかに摺動可能であり、かつ回転シャフト２５のネジ部２５ｂと推力シャフト２３のネジ部２３ｂはネジ結合されており、回転シャフト２５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２３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。
【００２０】
次に、電動機２４の構成について説明する。２６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、２７は磁路を構成するヨーク、２８は磁路を構成するコア部、２９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、３０はこの電機子コイル２９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２５とから電機子３１が構成されている。
【００２１】
さらに、３２は回転シャフト２５を止め輪３３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、３４はこのフロント側ベアリング３２を嵌合支持しているフロント側ブラケット、３５は回転シャフト２５のリヤ側を挿嵌支持しているリヤ側ベアリング、３６はこのリヤ側ベアリング３５を嵌合支持しているリヤ側ブラケット、３７はコンミテータ３０と摺動して給電するブラシ、３８はブラシ３７を保持するブラシホルダーである。
【００２２】
本実施形態においては、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３９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２５ｂとネジ部２３ｂとの摩擦力によって、回転シャフト２５と推力シャフト２３が共回りしないように設けられたものである。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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ＣＰＵに伝えられる。ＣＰＵ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に伝えられる。
次に、電動機制御回路から電動機制御信号が電動機駆動回路に伝えられ、その制御信号に基づき電動機駆動回路により電動機の通電制御が行われる。
【００２６】
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。
【００２７】
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２４を回転させるように、電動機駆動回路からブラシ３７、コンミテータ３０を介して電機子コイル２９に通電される。
電機子３１に回転力が発生すると、回転シャフト２５のネジ部２５ｂと推力シャフト２３のネジ部２３ｂのネジ締結部で、電機子３１の回転力が推力シャフト２３を押し出す力に変換されて、推力シャフト２３はフロント側に押し出される。
【００２８】
推力シャフト２３が押し出されると、フランジ部１８ｂ、第２のスプリング２０ｂ、連結プレート２１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及び第２のスプリング２０ａ，２０ｂ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２３が押し出され、第ｌ及び第２のスプリング２０ａ，２０ｂ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。
【００２９】
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１１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。
【００３０】
尚、図３のピン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３９とフランジ１８ｂのスリット１８ｃは、ネジ部２５ｂとネジ部２３ｂの摩擦力によって、回転シャフト２５と推力シャフト２３が共回りしないように設けられたものである。
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。
【００３１】
本実施形態においては、更に推力シャフト２３の移動量を規制するストッパー４０をリヤ側ネジ部２３ｃを介して設けるとともに、このストッパー４０のリヤ側ブラケット３６との当接部に緩衝部材４１を設け、更にフロント側ブラケット３４とフランジ部１８ｂとの当接部には緩衝部材４２を設けている。
以上のように構成することにより、推力シャフト２３が電動機２４の方に戻された場合、推力シャフト２３に一体に圧入されたフランジ部１８ｂが緩衝部材４２に当接して、それ以上に戻らなくなる。
即ち、従来においては、勢いよく回転している回転シャフト２５の端面に、推力シャフト２３が当接して強く締め込まれてしまい、推力シャフト２３を押し出す方向の動作が困難になるという不具合が発生することがあるが、フロント側ブラケット３４の端面に緩衝部材４２を設けることにより、回転シャフト２５の端面と推力シャフト２３の端面が当接する前に、推力シャフト２３に一体に設けられたフランジ部１８ｂと緩衝部材４２が当接して規制されるので、上記不具合の発生を防止できる。
【００３２】
さらに、推力シャフト２３が押し出される方向に動く時、何らかの電動機制御の不具合によって、推力シャフト２３が所定の位置で止まらなかった場合でも、推力シャフト２３のリヤ側に設けたストッパー４０を、リヤ側ブラケット３６の端面に設けた緩衝部材４１に当接させて止めることにより、ベルト１０を張り過ぎたり、推力シャフト２３が回転シャフト２５から飛び出して脱落してしまうという不具合も回避できる。また、ストッパー４０が緩衝部材４１と当接するので、衝突音が発生しないという効果もある。
【００３３】
又、本実施形態においては、回転シャフト２５の内周円筒部２５ａと推力シャフト２３のフロント側円柱部２３ａが、摺動可能に構成されるとともに、回転シャフト２５のリヤ側内周に圧入されたメタル４３の内周円筒部と、推力シャフト２３のリヤ側円柱部２３ｄが摺動可能に構成されている。
以上のように構成することにより、フロント側とリヤ側で、回転シャフト２５が推力シャフト２３を摺動可能に構成しているので、フロントとリヤの中間で結合している回転シャフト２５のネジ部２５ｂと推力シャフト２３のネジ部２３ｂには、こじり等が発生しにくくなり、回転トルクを推力に変換する時に発生するロスを低減できる。
【００３４】
又、電動機２４の回転シャフト２５と推力シャフト２３が共回りをしないように、フランジ部１８ｂのスリット１８ｃを案内するようにガイド棒３９を設けているが、このガイド棒３９を電動機２４を締付け組立てているボルト４４の後端部に一体に構成するものである。
このように構成することにより、ガイド棒３９をフロント側ブラケット３４に固定する為の構成を省けるとともに、部品点数及び組立て工数を減らすことができる。
【００３５】
更に、図６、図７に示すように、ピンガイド１８ａとは円周方向にずれた位置にキー溝１８ｄを設けるとともに、ピンガイド１８ａとキー溝１８ｂとを連通させる連通孔１８ｅを設ける。
即ち、ピストン１７に予めピン１９を圧入した状態で、キー溝１８ｄをピン１９のガイドにさせて、シリンダ１８にピストン１７を挿入し組立てることができるとともに、分解もできるので、組立て、分解が容易になる。
【００３６】
又、図３、図８に示すように、電動機２４の外周を全周に亘って均一に締付け固定するとともに、固定位置を軸方向に調整できる取付けブラケット４５を設ける。
尚、４５ａは締付け具合を調整するためのスリット、４６はボルト、４７は取付ボルトである。
このように構成することにより、取付け位置の調整が可能になるとともに、ヨーク２７の外周を均一に締付けることができるので、ヨーク２７の局部的ひずみの増大が少なくなり、電磁音の低減が図れる。
【００３７】
更に、ベアリングボックス３６ａの内周側にリング溝３６ｂを設けるとともに、このリング溝３６ｂに弾性リング４８を装着する。
尚、図２においては、リヤ側ベアリング３５側に弾性リング４８を設けた例を示したが、フロント側ベアリング３２側に弾性リングを設けてもよい。
このように、弾性リング４８をベアリングボックス３６ａの内周に設けたことによって、ベアリング３５とベアリングボックス３６ａとのクリープ現象を防止できるとともに、ベアリング３５外周とベアリングボックス３６ａのわずかな隙間によって発生する回転振動を防止できる。
【００３８】
実施の形態２．
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。
【００３９】
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。
【００４０】
又、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を配置する。
即ち、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。
【００４１】
【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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトと一体に設けられたシリンダと、推力シャフトのリヤ側に設けられたストッパーと、このストッパーのリヤ側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材と、シリンダにおけるフランジ部とフロント側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材とから構成されたので、推力シャフトと回転シャフトとの整合性を保つことができるとともに、衝突音を低減することができる。
【００４２】
この発明の請求項２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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、更に回転シャフトの内周円筒部と推力シャフトのフロント側円柱部が摺動可能に構成されるとともに、回転シャフトのリヤ側内周に圧入されたメタルの内周円筒部と、推力シャフトのリヤ側円柱部が摺動可能に構成されたので、回転シャフトのネジ部と推力シャフトのネジ部には、こじり等が発生し難くなり、回転トルクを推力に変換する時に発生するロスを低減できる。
【００４３】
この発明の請求項３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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、回転シャフトと推力シャフトの共回りを防止するためのガイド棒が、電動機を締付け組立てるためのボルトと一体に構成されたので、部品点数及び組立て工数を減らすことができる。
【００４４】
この発明の請求項４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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、推力シャフトと一体に設けられるとともに、ピンガイドを備えたシリンダと、このシリンダ内を摺動するとともに、ピンガイド内を移動するピンが圧入されたピストンとから構成され、更にシリンダにはピンガイドとは円周方向にずれた位置にキー溝を設けるとともに、ピンガイドとキー溝とを連通させる連通孔を設けたので、シリンダとピストンの組立て並びに分解が容易となる。
【００４５】
この発明の請求項５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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトと、電動機の外周を全周に亘って均一に締付け固定するとともに、電動機の固定位置を軸方向に調整できる取付けブラケットとから構成されたので、電動機の取付け位置の調整が可能になるとともに、電磁音の低減を図ることができる。
【００４６】
この発明の請求項６に係るベルト伝動装置によれば、ベルト張力調整装置に備えられたベアリングボックスの内周側にリング溝を設け、このリング溝に弾性リングを装着したので、ベアリングとベアリングボックスとのクリープ現象を防止できるとともに、ベアリング外周とベアリングボックスのわずかな隙間によって発生する回転振動を防止できる。
【００４７】
この発明の請求項７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。
【００４８】
この発明の請求項８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、エンジンに始動用電力を安定、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。
【００４９】
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を配置したので、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。
【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伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【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伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す平面図である。
【図４】テンションプーリユニットが最も戻った状態のベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図５】テンションプーリユニットが最も戻った状態のベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す平面図である。
【図６】ピンを圧入した状態のピストンをシリンダに組み込む方法を示すためのベルト張力調整装置を示す一部平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】電動機を締付け固定している取付けブラケットの締付け固定状態を示すためのベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【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、１７ ピストン、１８ シリンダ、１８ａ ピンガイド、１８ｂ フランジ部、１８ｄ キー溝、１８ｅ 連通孔、１９ ピン、２０ スプリング、２３ 推力シャフト、２３ａ フロント側円柱部、２３ｄ リヤ側円柱部、２４ 電動機、２５ 回転シャフト、２５ａ 内周円筒部、３４ フロント側ブラケット、３６リヤ側ブラケット、３６ａ ベアリングボックス、３６ｂ リング溝、３９ ガイド棒、４０ ストッパー、４１，４２ 緩衝部材、４３ メタル、４４ ボルト、４５ 取付けブラケット、４８ 弾性リング。
【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の構造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付けられたプーリと、始動用電動機に取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ベルトに継続してかかることになるので、ベルト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、並びに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ベルト伝動装置を容易に構成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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトと一体に設けられたシリンダと、推力シャフトのリヤ側に設けられたストッパーと、このストッパーのリヤ側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材と、シリンダにおけるフランジ部とフロント側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材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は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、更に回転シャフトの内周円筒部と推力シャフトのフロント側円柱部が摺動可能に構成されるとともに、回転シャフトのリヤ側内周に圧入されたメタルの内周円筒部と、推力シャフトのリヤ側円柱部が摺動可能に構成されたものである。
【０００７】
この発明の請求項３に係るベルト伝動装置は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、回転シャフトと推力シャフトの共回りを防止するためのガイド棒が、電動機を締付け組立てるためのボルトと一体に構成されたものである。
【０００８】
この発明の請求項４に係るベルト伝動装置は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、推力シャフトと一体に設けられるとともに、ピンガイドを備えたシリンダと、このシリンダ内を摺動するとともに、ピンガイド内を移動するピンが圧入されたピストンとから構成され、更にシリンダにはピンガイドとは円周方向にずれた位置にキー溝を設けるとともに、ピンガイドとキー溝とを連通させる連通孔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は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトと、電動機の外周を全周に亘って均一に締付け固定するとともに、電動機の固定位置を軸方向に調整できる取付けブラケットとから構成されたものである。
【００１０】
この発明の請求項６に係るベルト伝動装置は、ベルト張力調整装置に備えられたベアリングボックスの内周側にリング溝を設け、このリング溝に弾性リングを装着したものである。
【００１１】
この発明の請求項７に係るベルト伝動装置は、エンジンとして、車両用エンジンを用いたものである。
【００１２】
この発明の請求項８に係るベルト伝動装置は、回転電機として、電動発電機を用いたものである。
【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を設置したものである。
【００１４】
【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伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す側面断面図、図３は同じく平面図、図４はテンションプーリユニットが最も戻った状態のベルト張力調整装置を示す側面断面図、図５は同じく平面図、図６はピンを圧入した状態のピストンを、シリンダに組み込む方法を示すためのベルト張力調整装置を示す一部平面図、図７は図６のＡ−Ａ線断面図、図８は電動機を締付け固定している取付けブラケットの締付け固定状態を示すためのベルト張力調整装置を示す正面断面図である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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１４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。
【００１８】
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に嵌合圧入されるとともに、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１８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と、これらを連結する連結プレート２１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成る。
【００１９】
上記シリンダ１８及びフランジ部１８ｂは推力シャフト２３の一部分を構成しており、この推力シャフト２３のフロント側円柱部２３ａは、電動機２４の回転シャフト２５の内周円筒部２５ａと滑らかに摺動可能であり、かつ回転シャフト２５のネジ部２５ｂと推力シャフト２３のネジ部２３ｂはネジ結合されており、回転シャフト２５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２３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。
【００２０】
次に、電動機２４の構成について説明する。２６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、２７は磁路を構成するヨーク、２８は磁路を構成するコア部、２９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、３０はこの電機子コイル２９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２５とから電機子３１が構成されている。
【００２１】
さらに、３２は回転シャフト２５を止め輪３３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、３４はこのフロント側ベアリング３２を嵌合支持しているフロント側ブラケット、３５は回転シャフト２５のリヤ側を挿嵌支持しているリヤ側ベアリング、３６はこのリヤ側ベアリング３５を嵌合支持しているリヤ側ブラケット、３７はコンミテータ３０と摺動して給電するブラシ、３８はブラシ３７を保持するブラシホルダーである。
【００２２】
本実施形態においては、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３９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２５ｂとネジ部２３ｂとの摩擦力によって、回転シャフト２５と推力シャフト２３が共回りしないように設けられたものである。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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ＣＰＵに伝えられる。ＣＰＵ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に伝えられる。
次に、電動機制御回路から電動機制御信号が電動機駆動回路に伝えられ、その制御信号に基づき電動機駆動回路により電動機の通電制御が行われる。
【００２６】
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。
【００２７】
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２４を回転させるように、電動機駆動回路からブラシ３７、コンミテータ３０を介して電機子コイル２９に通電される。
電機子３１に回転力が発生すると、回転シャフト２５のネジ部２５ｂと推力シャフト２３のネジ部２３ｂのネジ締結部で、電機子３１の回転力が推力シャフト２３を押し出す力に変換されて、推力シャフト２３はフロント側に押し出される。
【００２８】
推力シャフト２３が押し出されると、フランジ部１８ｂ、第２のスプリング２０ｂ、連結プレート２１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及び第２のスプリング２０ａ，２０ｂ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２３が押し出され、第ｌ及び第２のスプリング２０ａ，２０ｂ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。
【００２９】
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１１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。
【００３０】
尚、図３のピン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３９とフランジ１８ｂのスリット１８ｃは、ネジ部２５ｂとネジ部２３ｂの摩擦力によって、回転シャフト２５と推力シャフト２３が共回りしないように設けられたものである。
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。
【００３１】
本実施形態においては、更に推力シャフト２３の移動量を規制するストッパー４０をリヤ側ネジ部２３ｃを介して設けるとともに、このストッパー４０のリヤ側ブラケット３６との当接部に緩衝部材４１を設け、更にフロント側ブラケット３４とフランジ部１８ｂとの当接部には緩衝部材４２を設けている。
以上のように構成することにより、推力シャフト２３が電動機２４の方に戻された場合、推力シャフト２３に一体に圧入されたフランジ部１８ｂが緩衝部材４２に当接して、それ以上に戻らなくなる。
即ち、従来においては、勢いよく回転している回転シャフト２５の端面に、推力シャフト２３が当接して強く締め込まれてしまい、推力シャフト２３を押し出す方向の動作が困難になるという不具合が発生することがあるが、フロント側ブラケット３４の端面に緩衝部材４２を設けることにより、回転シャフト２５の端面と推力シャフト２３の端面が当接する前に、推力シャフト２３に一体に設けられたフランジ部１８ｂと緩衝部材４２が当接して規制されるので、上記不具合の発生を防止できる。
【００３２】
さらに、推力シャフト２３が押し出される方向に動く時、何らかの電動機制御の不具合によって、推力シャフト２３が所定の位置で止まらなかった場合でも、推力シャフト２３のリヤ側に設けたストッパー４０を、リヤ側ブラケット３６の端面に設けた緩衝部材４１に当接させて止めることにより、ベルト１０を張り過ぎたり、推力シャフト２３が回転シャフト２５から飛び出して脱落してしまうという不具合も回避できる。また、ストッパー４０が緩衝部材４１と当接するので、衝突音が発生しないという効果もある。
【００３３】
又、本実施形態においては、回転シャフト２５の内周円筒部２５ａと推力シャフト２３のフロント側円柱部２３ａが、摺動可能に構成されるとともに、回転シャフト２５のリヤ側内周に圧入されたメタル４３の内周円筒部と、推力シャフト２３のリヤ側円柱部２３ｄが摺動可能に構成されている。
以上のように構成することにより、フロント側とリヤ側で、回転シャフト２５が推力シャフト２３を摺動可能に構成しているので、フロントとリヤの中間で結合している回転シャフト２５のネジ部２５ｂと推力シャフト２３のネジ部２３ｂには、こじり等が発生しにくくなり、回転トルクを推力に変換する時に発生するロスを低減できる。
【００３４】
又、電動機２４の回転シャフト２５と推力シャフト２３が共回りをしないように、フランジ部１８ｂのスリット１８ｃを案内するようにガイド棒３９を設けているが、このガイド棒３９を電動機２４を締付け組立てているボルト４４の後端部に一体に構成するものである。
このように構成することにより、ガイド棒３９をフロント側ブラケット３４に固定する為の構成を省けるとともに、部品点数及び組立て工数を減らすことができる。
【００３５】
更に、図６、図７に示すように、ピンガイド１８ａとは円周方向にずれた位置にキー溝１８ｄを設けるとともに、ピンガイド１８ａとキー溝１８ｂとを連通させる連通孔１８ｅを設ける。
即ち、ピストン１７に予めピン１９を圧入した状態で、キー溝１８ｄをピン１９のガイドにさせて、シリンダ１８にピストン１７を挿入し組立てることができるとともに、分解もできるので、組立て、分解が容易になる。
【００３６】
又、図３、図８に示すように、電動機２４の外周を全周に亘って均一に締付け固定するとともに、固定位置を軸方向に調整できる取付けブラケット４５を設ける。
尚、４５ａは締付け具合を調整するためのスリット、４６はボルト、４７は取付ボルトである。
このように構成することにより、取付け位置の調整が可能になるとともに、ヨーク２７の外周を均一に締付けることができるので、ヨーク２７の局部的ひずみの増大が少なくなり、電磁音の低減が図れる。
【００３７】
更に、ベアリングボックス３６ａの内周側にリング溝３６ｂを設けるとともに、このリング溝３６ｂに弾性リング４８を装着する。
尚、図２においては、リヤ側ベアリング３５側に弾性リング４８を設けた例を示したが、フロント側ベアリング３２側に弾性リングを設けてもよい。
このように、弾性リング４８をベアリングボックス３６ａの内周に設けたことによって、ベアリング３５とベアリングボックス３６ａとのクリープ現象を防止できるとともに、ベアリング３５外周とベアリングボックス３６ａのわずかな隙間によって発生する回転振動を防止できる。
【００３８】
実施の形態２．
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。
【００３９】
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。
【００４０】
又、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を配置する。
即ち、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。
【００４１】
【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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトと一体に設けられたシリンダと、推力シャフトのリヤ側に設けられたストッパーと、このストッパーのリヤ側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材と、シリンダにおけるフランジ部とフロント側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材とから構成されたので、推力シャフトと回転シャフトとの整合性を保つことができるとともに、衝突音を低減することができる。
【００４２】
この発明の請求項２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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、更に回転シャフトの内周円筒部と推力シャフトのフロント側円柱部が摺動可能に構成されるとともに、回転シャフトのリヤ側内周に圧入されたメタルの内周円筒部と、推力シャフトのリヤ側円柱部が摺動可能に構成されたので、回転シャフトのネジ部と推力シャフトのネジ部には、こじり等が発生し難くなり、回転トルクを推力に変換する時に発生するロスを低減できる。
【００４３】
この発明の請求項３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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、回転シャフトと推力シャフトの共回りを防止するためのガイド棒が、電動機を締付け組立てるためのボルトと一体に構成されたので、部品点数及び組立て工数を減らすことができる。
【００４４】
この発明の請求項４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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、推力シャフトと一体に設けられるとともに、ピンガイドを備えたシリンダと、このシリンダ内を摺動するとともに、ピンガイド内を移動するピンが圧入されたピストンとから構成され、更にシリンダにはピンガイドとは円周方向にずれた位置にキー溝を設けるとともに、ピンガイドとキー溝とを連通させる連通孔を設けたので、シリンダとピストンの組立て並びに分解が容易となる。
【００４５】
この発明の請求項５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スプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトと、電動機の外周を全周に亘って均一に締付け固定するとともに、電動機の固定位置を軸方向に調整できる取付けブラケットとから構成されたので、電動機の取付け位置の調整が可能になるとともに、電磁音の低減を図ることができる。
【００４６】
この発明の請求項６に係るベルト伝動装置によれば、ベルト張力調整装置に備えられたベアリングボックスの内周側にリング溝を設け、このリング溝に弾性リングを装着したので、ベアリングとベアリングボックスとのクリープ現象を防止できるとともに、ベアリング外周とベアリングボックスのわずかな隙間によって発生する回転振動を防止できる。
【００４７】
この発明の請求項７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。
【００４８】
この発明の請求項８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、エンジンに始動用電力を安定、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。
【００４９】
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を配置したので、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。
【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伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【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伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す平面図である。
【図４】テンションプーリユニットが最も戻った状態のベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図５】テンションプーリユニットが最も戻った状態のベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置を示す平面図である。
【図６】ピンを圧入した状態のピストンをシリンダに組み込む方法を示すためのベルト張力調整装置を示す一部平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】電動機を締付け固定している取付けブラケットの締付け固定状態を示すためのベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【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、１７ ピストン、１８ シリンダ、１８ａ ピンガイド、１８ｂ フランジ部、１８ｄ キー溝、１８ｅ 連通孔、１９ ピン、２０ スプリング、２３ 推力シャフト、２３ａ フロント側円柱部、２３ｄ リヤ側円柱部、２４ 電動機、２５ 回転シャフト、２５ａ 内周円筒部、３４ フロント側ブラケット、３６リヤ側ブラケット、３６ａ ベアリングボックス、３６ｂ リング溝、３９ ガイド棒、４０ ストッパー、４１，４２ 緩衝部材、４３ メタル、４４ ボルト、４５ 取付けブラケット、４８ 弾性リング。
Claims (9)
- エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、上記テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトと一体に設けられたシリンダと、上記推力シャフトのリヤ側に設けられたストッパーと、このストッパーのリヤ側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材と、上記シリンダにおけるフランジ部とフロント側ブラケットとの当接部に設けられた緩衝部材とから構成されたことを特徴とするベルト伝動装置。
- エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、上記テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、更に上記回転シャフトの内周円筒部と上記推力シャフトのフロント側円柱部が摺動可能に構成されるとともに、上記回転シャフトのリヤ側内周に圧入されたメタルの内周円筒部と、上記推力シャフトのリヤ側円柱部が摺動可能に構成されたことを特徴とするベルト伝動装置。
- エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、上記テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトとから構成され、上記回転シャフトと上記推力シャフトの共回りを防止するためのガイド棒が、上記電動機を締付け組立てるためのボルトと一体に構成されたことを特徴とするベルト伝動装置。
- エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、上記テンションプーリを移動させる推力シャフトと、上記推力シャフトと一体に設けられるとともに、ピンガイドを備えたシリンダと、このシリンダ内を摺動するとともに、上記ピンガイド内を移動するピンが圧入されたピストンとから構成され、更に上記シリンダには上記ピンガイドとは円周方向にずれた位置にキー溝を設けるとともに、上記ピンガイドと上記キー溝とを連通させる連通孔を設けたことを特徴とするベルト伝動装置。
- エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取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スプリングと、上記テンションプーリを移動させる推力シャフトと、この推力シャフトにトルクを伝達する電動機の回転シャフトと、上記電動機の外周を全周に亘って均一に締付け固定するとともに、上記電動機の固定位置を軸方向に調整できる取付けブラケットとから構成されたことを特徴とするベルト伝動装置。
- ベルト張力調整装置に備えられたベアリングボックスの内周側にリング溝を設け、このリング溝に弾性リングを装着し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。
- 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６のいずれか１項に記載のベルト伝動装置。
- 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７のいずれか１項に記載のベルト伝動装置。
- 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を設置した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。
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