JP3842070B2 - Belt drive - 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に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開平8−14145号公報には、エンジンのクランク軸に取り付けられたクランクプーリと、エンジンの周辺に配された各補機にそれぞれ取り付けられたプーリと、始動用電動機に取り付けられたプーリとをベルトで連結して、始動用電動機によりベルトを介してエンジンを始動させるとともに、エンジン始動後はエンジンのクランク軸に取り付けられたクランクプーリによって、ベルトを介して各補機を駆動するベルト伝動装置が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のベルト伝動装置は以上のように構成されているので、始動用電動機によりベルトを介してエンジンを始動するときには、大きな伝達トルクを必要とする為、ベルトに高い張力をかける必要があるが、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り付けられたプーリにもかかってしまうため、補機の軸及び軸受、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提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係るベルト伝動装置は、エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取付けられた回転電機用プーリと、始動用動力をエンジンに伝達するとともに、エンジンの回転動力を補機に伝達するエンジン用プーリと、このエンジン用プーリからの動力で回転して補機を駆動する補機用プーリと、回転電機用プーリ、エンジン用プーリ及び補機用プーリに連続して巻き掛けられたベルトと、このベルトを押圧してベルト張力を調整するベルト張力調整装置を備えたものであって、ベルト張力調整装置は、ベルトが掛けられるとともに回転自在に支持されたテンションプーリと、このテンションプーリを押圧するバネ定数の異なった複数のスプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトとから構成され、テンションプーリの中心が推力シャフトの軸中心に対し、ベルト走行方向に偏心して設けたものである。
【0006】
この発明の請求項2に係るベルト伝動装置は、電動機により回転させられる回転シャフトのネジ部と推力シャフトのネジ部をネジ結合することにより、回転シャフトの回転トルクを推力シャフトの軸方向の力に変換するものである。
【0007】
この発明の請求項3に係るベルト伝動装置は、ベルトから反力を受けたとき、テンションプーリが押し戻されるのをブロックするための弾性部材を設けたものである。
【0008】
この発明の請求項4に係るベルト伝動装置は、ベルトから反力を受けたとき、テンションプーリが押し戻されるのをブロックするための弾性流体を設けたものである。
【0009】
この発明の請求項5に係るベルト伝動装置は、エンジンの回転数,エンジン始動信号,車速,ベルト張力並びにテンションプーリの位置信号の情報を処理するCPUからの指令により、ベルト張力を調整するものである。
【0010】
この発明の請求項6に係るベルト伝動装置は、テンションプーリの外周端部にフランジを設けたものである。
【0011】
この発明の請求項7に係るベルト伝動装置は、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】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1によるエンジンを中心としたベルト伝動装置全体を示す平面図、図2はテンションプーリユニットが最も突き出た状態のベルト張力調整装置を示す平面断面図、図3は同じく側面断面図、図4はテンションプーリユニットの位置が最も縮んだ状態のベルト張力調整装置を示す平面断面図、図5は同じく側面断面図である。
【0014】
図において、1はエンジン、2はエンジン1のクランク軸に取り付けられたエンジン用プーリであるクランクプーリ、3,4は補機A、補機Bにそれぞれ取り付けられた補機用プーリ、5,6は各プーリのベルト巻き角を調整してベルトスリップを抑制するための固定テンショナプーリ、7は回転電機である始動電動発電機に取り付けられた回転電機用プーリ、8はベルト張力調整装置9に設けられ、ベルト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2段階に設定することができるよう構成されている。
【0015】
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設定されているとともに、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。
【0016】
次に、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、このテンションプーリ11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ュ13と、このブッシュ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11に嵌合したベアリング12を、ブッシュ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。
そして、テンションプーリ11は、ベアリング12によってブッシュ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。
【0017】
17は上記アームプレート16と抵抗溶接などの結合手段によって結合固定されたシリンダ、18はこのシリンダ17の内径円筒部と滑らかに摺動するピストン、19はピストン18に嵌合されるとともに、ピンガイド17a内を移動することにより、シリンダ17との相対回転を規制するピン、18aはピストン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18a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20及び第2のスプリング21とによって、オートテンショナ機能を有する2段階スプリング弾性力発生部を構成している。シリンダ17の底部を構成する弾性部材22は、上記ピストン18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。
【0018】
上記ピストン18及びフランジ部18a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の円柱部23aは電動機24を構成する回転シャフト25の内周円筒部25aと滑らかに摺動可能に構成されている。又、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、ピストン18の左右方向の移動を可能にしている。
【0019】
次に、電動機24の構成について説明する。26は永久磁石等により構成される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。
【0020】
さらに、32は回転シャフト25をスペーサ33と止め輪34と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、35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、36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、37はこのリヤ側ベアリング36を嵌合支持しているリヤ側ブラケット、38はコンミテータ30と摺動して給電するブラシ、39はこのブラシ38を保持するブラシホルダーである。
【0021】
そして、本実施形態においては、電動機24がフロント側ブラケット35を介して、ボルト40によって図示しないエンジンブラケットに締め付け固定されている。
又、ピン19とピンガイド17aは、ピストン18とシリンダ17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41とフランジ18aの一端に設けられたスリット18b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。
【0022】
42は、エンジン回転数センサによって取得される外部信号であるエンジン回転数信号、エンジン始動信号、車速センサによって計測される車速信号、電動機回転数センサによって計測される電動機回転数信号、補機負荷レベル信号、ブレーキペダル位置信号(図示せず)、アクセルペダル位置信号(図示せず)、ベルト張力値信号(図示せず)あるいはテンションプーリ11の位置信号などが伝達されるCPU(中央演算処理装置)であり、CPU42では、信号処理並びに演算処理がなされ、処理された制御信号が、電動機制御回路43に伝えられる。44は電動機制御回路43から、電動機制御信号が伝えられる電動機駆動回路であり、その制御信号に基づき、電動機駆動回路44により、電動機24の通電制御が行われる。
【0023】
次に、上記のように構成された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、アクセルペダル位置信号、ベルト張力値信号あるいはテンションプーリ11の位置信号などがCPU42に伝えられる。CPU42では信号処理並びに演算処理され、処理された制御信号が電動機制御回路43に伝えられる。次に、電動機制御回路43から電動機制御信号が、電動機駆動回路44に伝えられ、その制御信号に基づき、電動機駆動回路44により電動機24の通電制御が行われる。
【0026】
次に、ベルト張力調整装置9の動作について詳しく説明する。
まず、図1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44からブラシ38、コンミテータ30を介して、電機子コイル29に電流が流れる。
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のネジ締結部において、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がフロント側に押し出されると、フランジ部18a、第1のスプリング20及び第2のスプリング21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20,21のバネ特性で決定される弾性力によって、ベルト10を押圧することになる。
この場合、推力シャフト23が押し出され、第1及び第2のスプリング20,21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るので、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18の先端は、シリンダ17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、テンションプーリユニット8がベルト10からの反力で押し戻されようとするが、ピストン18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、テンションプーリユニット8が押し戻されて張力が低下してしまうことにより、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、ピン19とピンガイド17aは、ピストン18とシリンダ17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41とフランジ18aに設けられたスリット18bは、ネジ部25bとネジ部23bとの間の摩擦力によって、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たものである。
【0031】
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、通常の補機駆動時の位置に戻された時の内部状態を示している。
エンジン始動後は、図2、図3の時とは逆回転の方向に電機子31が回転するような制御信号がCPU42で生成され、この制御信号がCPU42から電動機制御回路43、電動機駆動回路44を経て通電制御される。そして、この信号に基づき推力シャフト23が元に戻されるとともに、テンションプーリユニット8もベルト10の反力で押し戻され、ベルト10の反力と第2のスプリング21のバネ弾性力が釣り合う位置に、ベルト10の張力が調整される。
【0032】
この時、第1のスプリング20は自由長の状態まで伸びるように設定されているので、ほとんどバネ弾性力を発生しておらず、第2のスプリング21のバネ弾性力だけでベルト10の張力が調整されている。
しかし、負荷変動などでベルト10の張力が瞬間的に大きくなったりした場合には、第1のスプリング20が圧縮される為、バネ弾性力が発生し、特に第1のスプリング20と第2のスプリング21のバネ定数に大きな差がある場合(第1のスプリング20のバネ定数が大の時)には、第1のスプリング20の弾性力によって、テンションプーリユニット8が押し戻されるのをブロックすることになる為、ベルト10の張力変動から受ける力、及び変動周波数により共振するという不具合も回避できる。
【0033】
上記構成のベルト伝動装置では、エンジン始動時の高トルク伝達が必要なときのみ、ベルト10の張力を大きくし、エンジン始動後は、補機駆動に必要な通常の適正な一定張力に調整できるので、ベルト10の寿命を低下させること無く、補機に与える悪影響も最小限に抑えることができる。
【0034】
以上のように構成することにより、大きなトルクを必要とするエンジン始動時には、所定の始動トルクを伝達できる高い張力を確保し、エンジン始動後は補機の駆動に必要な低いベルト張力に戻すことができるので、ベルトスリップの防止を図るとともに、ベルト寿命の向上が図られ、補機の軸、軸受並びにその支持構造を、小型化でき、更には低コスト化を図ることができる。
【0035】
そして、ベルト張力調整装置9は、エンジン用プーリであるクランクプーリ2によって、補機を駆動するときにベルト10に生じる緩みが最大となるベルト最緩み領域に配置されるようにしたので、エンジン始動後、ベルト10の最緩み領域で所定のベルト張力が一定に維持され、エンジンからの駆動動力が、ベルト10を介して確実に補機に伝達され、またベルトスリップも防止できる。
【0036】
又、オートテンショナ機能を有するベルト張力調整装置9は、弾性変形されるスプリング20,21と、これらスプリング20,21を弾性変形させる弾性変形手段とを備えているので、これらスプリング20,21の弾性力で、ベルト張力変動に追従して、ベルト張力を一定に維持しようとすることにより、ベルト張力の安定性を向上させることができる。
【0037】
更に、ベルト張力調整装置9は、ベルト10から大きな反力を受けたときには、弾性部材22によりテンションプーリユニット8が押し戻されるのをブロックするように構成されており、エンジン始動時は、ベルト張力調整装置9が配置されているベルト領域は、ベルト張り側になるため、テンションプーリユニット8はベルト10から大きな反力を受けるが、弾性部材22によってテンションプーリユニット8が押し戻されるのをブロックするので、テンションプーリユニット8が押し戻され、ベルト張り側の張力が低下して、ベルト10が動力を伝達できないというような不具合を防止できる。
【0038】
又、ベルト張力調整装置9は、電動機24の回転力をテンションプーリユニット8の直進方向に移動させる推力に変換するためのネジ式推力機構を備えているので、簡単な構造で、かつ小さな回転トルクで、比較的大きなベルト10の張力設定が可能である。
【0039】
更に、少なくともエンジンの回転数、エンジン始動信号、車速、ベルト張力あるいはテンションプーリユニット位置の情報を処理するCPU42の信号により、弾性変形手段に連結された電動機24の回転を制御するようにしたので、CPU42が、ベルト張力の切り換えとタイミングを効率よく的確に判断して制御でき、ベルトスリップ防止とベルト寿命向上を図ることができる。
【0040】
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2によるベルト張力調整装置を示す平面断面図、図7は同じく側面断面図、図8(a)(b)は図7のA方向から見たテンションプーリユニットを示す正面図である。
本実施形態においては、テンションプーリユニットの形態が相違すること、及びガイド棒41が存在しないこと以外は、上記実施の形態1と同一に構成されている。
図において、テンションプーリユニット8は、テンションプーリ11の中心が、推力シャフト23の軸中心と、ベルト走行方向に対しわずかな距離xだけ偏心して装着されており、またテンションプーリ11の外周端部にはフランジ11aが構成されている。
【0041】
次に、動作について説明する。
ガイド棒41が構成されていない状態で、ベルト伝動装置が作動している場合、テンションプーリ11が図8(a)に示すように、ベルト走行方向に対して傾いてしまった場合には、ベルト10から受けるベルト走行方向の引張り力Fが発生するので、本実施の形態のように、テンションプーリ11の中心が、推力シャフト23の軸中心と、ベルト走行方向に距離xだけ偏心している場合には、この引張り力Fのベクトル成分Frの力により、推力シャフトの中心Oの回りにモーメントFr・xが働くので、テンションプーリ11を、元の傾いていない状態に戻す回転力が生じる。
従って、テンションプーリ11はさらに大きく傾くこと無く、図8(b)に示すように、ベルト走行方向に対して平行に戻る。
【0042】
また、テンションプーリ11の外周端部に設けられたフランジ11aは、ベルト10に対してテンションプーリ11が傾こうとした場合に、ベルト10の端面にフランジ11aが当接することにより、傾くのを防止することができる。
上記構成においては、ガイド棒41を設けない場合について説明したが、ガイド棒41を設置してもよく、その場合にはより一層にテンションプーリユニット8の動作が安定する。
【0043】
尚、上記実施形態1,2では、ベルト伝動装置のベルト張力調整装置9は、エンジン始動時と補機駆動時とでベルト張力を2段階に設定する場合を示したが、3段階以上に設定することもできる。
【0044】
実施の形態3.
上記実施の形態1,2においては、シリンダ17の底部に弾性部材22を装着して、テンションプーリユニット8がベルト10から大きな反力を受けた場合のストッパーとした場合を示したが、例えば、油圧ダンパー構造のような弾性流体を用いても良い。
即ちベルト張力調整装置9は、ベルト10から大きな反力を受けたときには、弾性流体の弾性反力により、テンションプーリユニット8が押し戻されるのをブロックすることができる。
【0045】
エンジン始動時は、ベルト張力調整装置9が配置されているベルト領域は、ベルト張り側になるため、テンションプーリユニット8はベルト10から大きな反力を受けるが、弾性流体の弾性反力によって、テンションプーリユニット8が押し戻されるのをブロックするので、テンションプーリユニット8が押し戻されて、ベルト張り側の張力が低下して、ベルト10が動力を伝達できないというような不具合を防止できる。
【0046】
又、上記エンジン1として車両用エンジンを用いることができる。
即ち、エンジン1は車両用エンジンであるので、車両用ベルトの寿命向上が図られるとともに、車両用補機の軸、軸受並びにその支持構造の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【0047】
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。
【0048】
【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バネ定数の異なった複数のスプリングと、テンションプーリを移動させる推力シャフトとから構成され、テンションプーリの中心が推力シャフトの軸中心に対し、ベルト走行方向に偏心して設けたので、ベルト張力の安定性を向上させることができるとともに、テンションプーリをベルト走行方向に対し常に平行に保つことができる。
【0049】
この発明の請求項2に係るベルト伝動装置によれば、電動機により回転させられる回転シャフトのネジ部と推力シャフトのネジ部をネジ結合することにより、回転シャフトの回転トルクを推力シャフトの軸方向の力に変換する簡単な構造で、かつ小さな回転トルクにより比較的大きなベルトの張力設定が可能となる。
【0050】
この発明の請求項3に係るベルト伝動装置によれば、ベルトから反力を受けたとき、テンションプーリが押し戻されるのをブロックするための弾性部材を設けたので、テンションプーリが押し戻されてベルト張り側の張力が低下し、ベルトが動力を伝達できないというような不具合を防止することができる。
【0051】
この発明の請求項4に係るベルト伝動装置によれば、ベルトから反力を受けたとき、テンションプーリが押し戻されるのをブロックするための弾性流体を設けたので、テンションプーリが押し戻されてベルト張り側の張力が低下し、ベルトが動力を伝達できないというような不具合を防止することができる。
【0052】
この発明の請求項5に係るベルト伝動装置によれば、エンジンの回転数,エンジン始動信号,車速,ベルト張力並びにテンションプーリの位置信号の情報を処理するCPUからの指令により、ベルト張力を調整するので、CPUがベルト張力の切り換えとタイミングを効率よく的確に判断して制御でき、ベルトスリップ防止とベルト寿命の向上を図ることができる。
【0053】
この発明の請求項6に係るベルト伝動装置によれば、テンションプーリの外周端部にフランジを設けたので、テンションプーリが傾くのを防止することができる。
【0054】
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。
【0055】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるベルト伝動装置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実施の形態1によるベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図3】 テンションプーリユニットが最も突き出た状態の実施の形態1によるベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図4】 テンションプーリユニットの位置が最も縮んだ状態の実施の形態1によるベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図5】 テンションプーリユニットの位置が最も縮んだ状態の実施の形態1によるベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図6】 テンションプーリユニットの位置が最も縮んだ状態の実施の形態2によるベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図7】 テンションプーリユニットの位置が最も縮んだ状態の実施の形態2によるベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図8】 (a)(b)はこの発明の実施の形態2によるテンションプーリユニットを示す正面図である。
【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、8 テンションプーリユニット、9 ベルト張力調整装置、
10 ベルト、11 テンションプーリ、11a フランジ、20,21 スプリング、
22 弾性部材、23 推力シャフト、23b,25b ネジ部、25 回転シャフト、
42 CPU。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt transmission device that uses a belt to transmit a rotational force when an engine is started and when an auxiliary machine is driven by the engine.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-14145 discloses a crank pulley attached to a crankshaft of an engine, pulleys attached to auxiliary machines arranged around the engine, and a pulley attached to a starting motor. A belt transmission device that is connected by a belt and starts the engine via a belt by a starter motor, and after starting the engine, a belt pulley that drives each auxiliary machine via the belt by a crank pulley attached to the crankshaft of the engine It is shown.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional belt transmission device is configured as described above, when the engine is started via the belt by the starter motor, a large transmission torque is required, so it is necessary to apply high tension to the belt. Even after the engine is started, a higher tension than necessary is continuously applied to the belt, so that there is a problem in that the life of the belt is remarkably reduced.
Further, since the belt tension is also applied to pulleys attached to other auxiliary machines, it is necessary to increase the strength of the auxiliary machine shaft and bearing, and the support structure thereof. There was also the problem of incurring higher costs.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the set tension of the auto tensioner can be changed to an optimum tension when starting the engine and when driving the auxiliary equipment after starting. It is an object to provide a belt transmission device to obtain.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a belt transmission device comprising: a rotating electrical machine pulley attached to a rotating electrical machine that transmits starting power to the engine; and the starting power transmitted to the engine and the rotational power of the engine as an auxiliary device. Is continuously wound around the pulley for the engine that is transmitted to the pulley, the pulley for the accessory that rotates with the power from the pulley for the engine, and drives the accessory, the pulley for the rotating electrical machine, the pulley for the engine, and the pulley for the accessory A belt tension adjusting device that presses the belt and adjusts the belt tension. The belt tension adjusting device includes a tension pulley that is rotatably supported while the belt is hung. It consists of a plurality of springs with different spring constants that press the pulley, and a thrust shaft that moves the tension pulley.The center of the tension pulley is eccentric with respect to the axial center of the thrust shaft in the belt traveling direction.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, a belt transmission device according to a second aspect of the present invention is configured such that the rotational torque of the rotating shaft is converted to the axial force of the thrust shaft by screwing the screw portion of the rotating shaft and the screw portion of the thrust shaft, which are rotated by the electric motor. To convert.
[0007]
The belt transmission according to claim 3 of the present invention is provided with an elastic member for blocking the tension pulley from being pushed back when a reaction force is received from the belt.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a belt transmission provided with an elastic fluid for blocking the tension pulley from being pushed back when a reaction force is received from the belt.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a belt transmission device that adjusts belt tension in accordance with a command from a CPU that processes information on engine speed, engine start signal, vehicle speed, belt tension, and tension pulley position signal. is there.
[0010]
Claims of the invention6The belt transmission according to the present invention is such that a flange is provided at the outer peripheral end of the tension pulley.
[0011]
Claims of the invention7The belt transmission according to the invention uses a vehicle engine as an engine.
[0012]
Claims of the invention8The belt transmission according to the above uses a motor generator as a rotating electric machine.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a plan view showing an entire belt transmission device centering on an engine according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a plan sectional view showing a belt tension adjusting device with a tension pulley unit most protruded, and FIG. Similarly, FIG. 4 is a side sectional view, FIG. 4 is a plan sectional view showing the belt tension adjusting device in a state where the position of the tension pulley unit is most contracted, and FIG. 5 is a side sectional view.
[0014]
In the drawing, 1 is an engine, 2 is a crank pulley that is an engine pulley attached to the crankshaft of the
[0015]
The
Similarly, the belt
[0016]
Next, the
The
[0017]
17 is a cylinder coupled and fixed to the
[0018]
The
[0019]
Next, the configuration of the
[0020]
Further,
[0021]
In this embodiment, the
The
[0022]
[0023]
Next, the operation of the belt transmission device configured as described above will be described.
In FIG. 1, when the engine 1 is started from a state where the engine 1 is stopped, the rotary
[0024]
At this time, it is necessary to transmit a large transmission torque from the rotating
After the engine 1 is started, the belt
[0025]
Switching control of the set tension of the
First, an engine speed signal, an engine start signal, a vehicle speed signal, an electric motor speed signal, an auxiliary machine load level signal, a brake pedal position signal, an accelerator pedal position signal, a belt tension value signal, or a
[0026]
Next, the operation of the belt
First, in FIG. 1, the tension of the
2 and 3 show the belt
[0027]
In order to adjust to a large belt tension required when starting the engine, the
When a rotational force is generated in the
[0028]
When the
In this case, since the
[0029]
Next, when the starter motor generator is started, the
[0030]
The
[0031]
4 and 5 show the internal state when the
After the engine is started, the
[0032]
At this time, since the
However, when the tension of the
[0033]
In the belt transmission device configured as described above, the tension of the
[0034]
By configuring as described above, when starting an engine that requires a large torque, a high tension capable of transmitting a predetermined starting torque is ensured, and after the engine starts, the belt tension can be returned to a low belt tension necessary for driving an auxiliary machine. As a result, belt slip can be prevented, the belt life can be improved, and the auxiliary shaft, bearing and supporting structure thereof can be reduced in size and cost can be reduced.
[0035]
The belt
[0036]
The belt
[0037]
Further, the belt
[0038]
Further, since the belt
[0039]
Furthermore, the rotation of the
[0040]
6 is a plan sectional view showing a belt tension adjusting device according to
In the present embodiment, the configuration of the tension pulley unit is the same as that of the first embodiment except that the configuration of the tension pulley unit is different and the
In the drawing, the
[0041]
Next, the operation will be described.
When the belt transmission device is operating without the
Therefore, the
[0042]
Further, the
Although the case where the
[0043]
In the first and second embodiments, the belt
[0044]
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the
That is, the belt
[0045]
When the engine is started, the belt region in which the belt
[0046]
A vehicle engine can be used as the engine 1.
That is, since the engine 1 is a vehicle engine, it is possible to improve the life of the vehicle belt and to reduce the size and cost of the shaft, the bearing, and the support structure of the vehicle auxiliary machine.
[0047]
Further, since the motor generator is used as the rotating electric machine, the starting power can be stably and reliably supplied to the engine 1, and the power can be supplied to the auxiliary machine or the battery by the generator function after the engine is started. it can.
[0048]
【The invention's effect】
According to the belt transmission device of the first aspect of the present invention, the rotating electrical machine pulley attached to the rotating electrical machine that transmits the starting power to the engine, the starting power is transmitted to the engine, and the rotational power of the engine is also transmitted. The pulley for the engine that is transmitted to the auxiliary machine, the pulley for the auxiliary machine that rotates with the power from the pulley for the engine and drives the auxiliary machine, the pulley for the rotating electrical machine, the pulley for the engine, and the pulley for the auxiliary machine are wound continuously. A belt tension adjusting device that adjusts belt tension by pressing the belt and adjusting the belt tension. It consists of a plurality of springs with different spring constants that press the tension pulley, and a thrust shaft that moves the tension pulley.The tension pulley center is offset in the belt running direction with respect to the axial center of the thrust shaft, so that the belt tension stability can be improved and the tension pulley is always kept parallel to the belt running direction. Can do.
[0049]
According to the belt transmission device according to
[0050]
According to the belt transmission device of the third aspect of the present invention, since the elastic member for blocking the tension pulley from being pushed back when the reaction force is received from the belt, the tension pulley is pushed back and the belt tension is It is possible to prevent such a problem that the side tension is lowered and the belt cannot transmit power.
[0051]
According to the belt transmission device of the fourth aspect of the present invention, since the elastic fluid is provided to block the tension pulley from being pushed back when the reaction force is received from the belt, the tension pulley is pushed back and the belt tension is It is possible to prevent such a problem that the side tension is lowered and the belt cannot transmit power.
[0052]
According to the belt transmission apparatus of the fifth aspect of the present invention, the belt tension is adjusted by a command from the CPU that processes information on the engine speed, the engine start signal, the vehicle speed, the belt tension, and the tension pulley position signal. Therefore, the CPU can control and control the belt tension switching and timing efficiently and accurately, and can prevent belt slip and improve the belt life.
[0053]
Claims of the invention6According to the belt transmission apparatus according to the above aspect, since the flange is provided at the outer peripheral end portion of the tension pulley, the tension pulley can be prevented from being inclined.
[0054]
Claims of the invention7According to the belt transmission device according to the present invention, since the vehicle engine is used as the engine, the life of the vehicle belt can be improved, and the shaft and bearing of the vehicle auxiliary machine and the support structure thereof can be reduced in size and cost. Can be planned.
[0055]
Claims of the invention8According to the belt transmission apparatus according to the present invention, since the motor generator is used as the rotating electric machine, the starting power can be stably and reliably supplied to the engine, and after the engine is started, the generator function serves as an auxiliary machine or battery. Electric power can be supplied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a belt transmission device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan sectional view showing the belt tension adjusting device according to the first embodiment in a state in which the tension pulley unit protrudes most.
FIG. 3 is a side sectional view showing the belt tension adjusting device according to the first embodiment in a state in which the tension pulley unit protrudes most.
FIG. 4 is a plan sectional view showing the belt tension adjusting device according to the first embodiment in a state in which the position of the tension pulley unit is contracted most.
FIG. 5 is a side sectional view showing the belt tension adjusting device according to the first embodiment in a state in which the position of the tension pulley unit is contracted most.
FIG. 6 is a plan sectional view showing a belt tension adjusting device according to a second embodiment in a state where the position of the tension pulley unit is contracted most.
FIG. 7 is a side sectional view showing a belt tension adjusting device according to a second embodiment in a state where the position of the tension pulley unit is contracted most.
8A and 8B are front views showing a tension pulley unit according to
[Explanation of symbols]
1 engine, 2 engine pulley, 3, 4 auxiliary pulley,
7 pulley for rotating electrical machine, 8 tension pulley unit, 9 belt tension adjusting device,
10 belt, 11 tension pulley, 11a flange, 20, 21 spring,
22 elastic member, 23 thrust shaft, 23b, 25b screw part, 25 rotating shaft,
42 CPU.
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