JP4010734B2

JP4010734B2 - Belt drive

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Publication number: JP4010734B2
Application number: JP2000066418A
Authority: JP
Inventors: 孝誌小池; 基晴仁木
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: JP2001254791A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オートテンショナにより張力を調整しながら従動側の軸を回転させるベルト伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関に組込まれるカム軸やオールタネータ軸などの従動側軸を駆動するベルト伝動装置は、一般にオートテンショナと呼ばれる張力調整ユニットが組込まれベルト張力を一定に保つようにしたものが広く普及している。かかるベルト伝動装置の一例を図２３に示す。図示のベルト伝動装置は、クランクシャフト１に取付けたプーリＰ₁と、カム軸２に取付けたプーリＰ₂、およびオイルポンプの駆動軸３に取付けたプーリＰ₃間にタイミングベルト４をかけ渡し、上記クランクシャフト１の回転をカム軸２および駆動軸３に伝えるようにしている。
【０００３】
このベルト伝動装置に対し、タイミングベルト４の弛み側に軸５を中心として揺動自在のプーリアーム６を設け、そのプーリアーム６をオートテンショナ２０から突出するプッシュロッド２３で押圧し、プーリアーム６の揺動側端部に支持されたテンションプーリ９をタイミングベルト４に押し付け、上記タイミングベルト４の張力変化をオートテンショナ２０のプッシュロッド２３の移動により吸収してベルト張力を一定に保つようにしている。これは、内燃機関に組込まれた上記カム軸駆動用ベルト伝動装置においては、運転時の内燃機関本体の熱膨張によるプーリ芯間距離の変化や経年変化によるベルトの伸びによってタイミングベルト４の張力が変化するからであり、オートテンショナ２０のシリンダユニットでベルトの伸びを吸収してベルト張力を一定に保つためである。
【０００４】
上記オートテンショナ２０におけるプッシュロッド２３は、タイミングベルト４の張力変化により進退してタイミングベルト４の張力を一定に保つものであるため、タイミングベルト４が経年変化によって伸びが生じると、プッシュロッド２３が前進してその伸びを吸収する。一般に、カム軸駆動用のベルト伝動装置においては、オートテンショナ２０が組付けられていない場合、走行１０万ｋｍを目安としてタイミングベルト４を交換しているが、オートテンショナ２０を組付けたベルト伝動装置では、タイミングベルト４の張力が安定し、運転時のベルトのバタツキも少ないため、タイミングベルト４の耐久性が向上し、１０万ｋｍを超える保証も可能となってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オートテンショナにおけるプッシュロッドのストロークは有限であり、有効ストロークを超えた位置までプッシュロッドが前進すると、タイミングベルトの張力を一定に保つことができなくなり、この場合には、タイミングベルトは低張力になり、そのタイミングベルトにバタツキが生じて歯飛びが生じたり、あるいは、バタツキのためにベルトが劣化して耐久性が低下し、又、タイミングベルトが伸びてオートテンショナのプッシュロッドの突出量が次第に増大し、遂にはタイミングベルトが機能しなくなることも予想される。
【０００６】
この発明は、ベルトの交換時期を判別することができるようにしたオートテンショナを備えたベルト伝動装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、クランクシャフトに取付けたプーリと従動側軸に取付けたプーリとの間にベルトをかけ渡して従動側軸を回転駆動するようにしたベルト伝動装置に、ベルト張力調整用係合部材を介して張力調整ばねとベルトの振動を減衰するダンパ機構とを有するオートテンショナを係合配置し、上記オートテンショナの有底のシリンダ内に進退自在に支承されたプッシュロッドの軸方向位置を検出する検出手段を設けて成るベルト伝動装置としたのである。
【０００８】
上記構成のベルト伝動装置において、オートテンショナのプッシュロッドの軸方向位置を検出する検出手段には２通りのものがある。第１の検出手段はプッシュロッドの軸方向位置を連続的に又は多点状に検出するものである。この第１の検出手段を有するオートテンショナを備えたベルト伝動装置は次のような構成とすることができる。
【０００９】
上記第１の発明のベルト伝動装置において、プッシュロッドの軸方向位置を連続的に又は多点状に検出する検出手段として、シリンダの開口端に配置した検出コイルと、この検出コイルに対向してプッシュロッドに設けた鍔部とから形成し、鍔部の位置変化で変化する検出コイルのインダクタンス変化に基づく検出信号によりプッシュロッドの位置変化を検出することができるように構成したものを採用できる。
【００１０】
このような構成とした位置検出手段によれば、位置検出手段はシリンダ側に設けた検出コイルとプッシュロッドに設けた鍔部により構成され、鍔部がプッシュロッドの移動により検出コイルに対して接近、離反することにより検出コイルが形成する磁気回路に影響を及ぼして検出コイルと鍔部との磁気結合状態を表すインダクタンスが変化し、このインダクタンスの変化に基づいて検出コイル中の電流又は電圧が変化する。このため検出回路において上記変化を検出することによりプッシュロッドの位置変化を連続的又は多点状に検出することとなる。
【００１１】
このような検出手段としたのは、プッシュロッドの位置変化を特定の位置でしか検出することができないものでは連続的又は多点状にプッシュロッドの位置の変化を捉えることができないからである。特に、オートテンショナのように自動車の走行距離の増大に伴って、いつの間にかタイミングベルトが伸び、オートテンショナのプッシュロッドの位置が変化することが知られているにも拘らず、現状ではプッシュロッドの突出量の変化を検出することは行われていない。プッシュロッドの突出量が少しずつ増大するその過程で、ベルトの伸びに応じて、例えば破損までの伸びの半分で要注意、８０％の伸びで" 警告”、破損すれば" 破損”のような段階的な警報を与えるようにすれば、ベルトの交換時期に対する対策が取れるようになるが、このような対策は現在全く行われていない。
【００１２】
そこで、プッシュロッドの突出量が対象機器の経年変化などによる劣化に伴って変化し、増大又は減少するような場合に、プッシュロッドの位置の変化を判別し連続的又は多点状に検出することができるようにしたプッシュロッドの位置検出手段を有するオートテンショナを備えたベルト伝動装置としたのである。
【００１３】
次に、第２の検出手段は、プッシュロッドの軸方向位置を前進ストロークの限界位置に達したことを検出する手段とすることができる。
【００１４】
上記検出手段によれば、経年変化によりベルトに伸びが生じると、プッシュロッドが外方向に移動し、そのプッシュロッドが前進ストロークの限界位置まで移動すると、検出手段がこれを検出するため、その検出信号によってオートテンショナが機能不能に陥ったことを知ることができると共に、ベルトが交換時機であることを知ることができる。
【００１５】
ここで、検出手段として、シリンダに絶縁材を介して電極を取付け、プッシュロッドに接点部を設け、前記電極に対する接点部の接触によってプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出するようにしたものを採用することができる。
【００１６】
上記検出手段において、シリンダの開口部を閉塞するオイルシールの補強用金属環を電極とすることができる。この場合、その補強用金属環の一部をオイルシールから露出させ、プッシュロッドにはシリンダの内径面で案内される案内フランジを嵌合し、その案内フランジを補強用金属環の露出部に接触させてプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する。
【００１７】
また、上記検出手段において、プッシュロッドの先端部に小径部を設け、この小径部の付根に形成された肩部あるいはプッシュロッドの先端部外周に取付けられたピンを接点部としてもよい。その接点部の移動路に電極を設け、プッシュロッドの前進ストロークの限界位置で電極に前記接点部を接触させるようにする。
【００１８】
あるいは、プッシュロッドと共に移動するリング状の永久磁石を設け、シリンダの外周には限界位置検出用センサを取付け、プッシュロッドの前進ストロークの限界位置で永久磁石によりセンサを作動させるようにしたものを採用することができる。
【００１９】
ここで、前記限界位置検出用センサに至る永久磁石の移動範囲内に、その永久磁石により作動する位置検出センサを設けておくと、位置検出センサの作動によってプッシュロッドの位置を検出することができ、その位置検出センサの作動により注意等の警報信号等を出力することができる。
【００２０】
プッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出するセンサとして、アナログ出力のホールセンサを用いると、プッシュロッドの移動による永久磁石の位置の変化によってそのホールセンサから出力されるアナログ信号が変化するため、例えば、そのアナログ信号をアナログ／ディジタル変換器によりディジタル信号に変換し、この変換信号をコントロールユニットのＣＰＵに出力して演算処理することにより、プッシュロッドの位置を連続的に検出することができる。
【００２１】
上記のようなプッシュロッドの位置の検出において、永久磁石は温度が高くなると磁力が減少し、一方、ホールセンサも温度変化に伴う出力オフセットを有しているため、温度変化に伴い、プッシュロッドの位置の検出に誤差を生じるおそれがある。そこで、センサに近接して温度センサを取付け、前記永久磁石の磁力変化を温度センサによる検出温度を基にして補償を行なうことにより、プッシュロッドの位置の検出を精度よく行なうことができる。
【００２２】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は第１実施形態のベルト伝動装置の全体概略図である。ベルト伝動装置自体は図２３の従来例であるから、従来例の記載をそのまま援用し、同一機能部材には同一符号を付して重複説明を省略する。この実施形態では、オートテンショナ２０のシリンダ内に進退自在に支承されたプッシュロッドが突出するシリンダの開口端には検出コイル１７と、この検出コイル１７に対応してプッシュロッドに鍔部が設けられ、これらがプッシュロッドの軸方向位置の変化を連続的に又は多点状に検出する検出手段を構成している。その詳細については後で説明する。又、オートテンショナ２０自体も従来例と同じであるが、まずその概略構造について以下簡単に説明する。
【００２３】
図２Ａに示すオートテンショナ２０は、一端を端壁２１ａで閉じ上端が開口したシリンダ２１内で端壁２１ａ側に内側シリンダ２１’が固定され、このシリンダ２１’にピストン２２が進退自在に摺動、嵌合されている。シリンダ２１又は２１’内はピストン２２によりＡ室（圧力室）とＢ室（リザーバ室）に仕切られ、Ｂ室の上部開口はオイルシール２１ｂにより閉じられている。２４は抜止めとしての止め輪であり、シリンダ２１の内径に設けられた溝に嵌合されている。
【００２４】
ピストン２２の片側にはロッド挿入孔が形成され、この孔に挿入されたプッシュロッド２３（ピストンロッド）はオイルシール２１ｂをスライド自在に貫通して外部へ突出している。ピストン２２とプッシュロッド２３はＡ室内に組込まれたスプリング２５により一体的に接続されている。ピストン２２には通孔２７が形成され、ピストン２２の反対側面に設けたリテーナで保持されているボール２６と通孔２７とによりチェック弁を形成している。
【００２５】
プッシュロッド２３には、シリンダ２１の内径に沿って摺動自在な案内フランジ２２’が嵌合され、その下方に組込まれた調圧スプリング２５’の弾性力により押圧されてプッシュロッド２３を外方向へ突出させるようにしている。２８はフランジ２２’に設けた貫通孔であり、Ｂ室に封入される作動油内でフランジ２２’の移動を自在とするために設けられている。作動油はその上面とオイルシール２１ｂとの間に空気層のＣ室が形成されるように封入される。なお、２９はセパレータであり、作動油上面の振動エアが圧力室に混入するのを抑制するために設けられている。
【００２６】
オイルシール２１ｂの外側の止め輪２４は、図示のように所定間隔で２つ設けられ、その間にボビン１６内に収容された検出コイル１７が設けられている。ボビン１６は一端の内周径を小さくしこのボビン１６の内周径とプッシュロッド２３に設けた鍔部１４との間にコイルスプリング１５（押えリング）が挿置されている。検出コイル１７には検出回路１９が接続されている。
【００２７】
なお、図示の例ではボビン１６の片側の側壁の内径をプッシュロッド２３の外径に摺動する程に縮小したものとし、その側壁にコイルスプリング１５（押えリング）の一端を当接させているが、ボビン内径を小さくせず止め輪２４の内径を小さくしてその側壁に当接させるようにしてもよい。
【００２８】
上記のように構成したオートテンショナ２０自体の作用は従来と同様であり、次のように作用する。オートテンショナ２０を図１に示すベルト伝動装置に組込んで、タイミングベルト４の張力が増大すると、プーリアーム６を介してプッシュロッド２３が押し下げられ、ピストン２２が下降する。すると、Ａ室内の作動油が圧縮されてＢ室内の圧力より高くなり、このためチェック弁はボール２６により通孔２７を閉じる。
【００２９】
従って、プッシュロッド２３に作用するタイミングベルト４からの押圧力が受け止められ、抑制されるが、ピストン２２とシリンダ２１’の摺動面間に形成された微小な隙間から作動油はわずかずつＢ室へ流れ、これによりプッシュロッドに作用する押圧力が減衰され、オートテンショナが一種のダンパとして作用する。
【００３０】
一方、タイミングベルト４が弛むとプッシュロッド２３は調圧スプリング２５’の弾性力によりシリンダから突出する方向へ急速に移動する。このためピストン２２もスプリング２５により上方へ押し挙げられ、Ａ室内の圧力はＢ室内の圧力より低くなりチェック弁の通孔２７が開放される。すると、Ｂ室内の作動油が通孔２７を通りＡ室へ流れ、従ってプッシュロッド２３とピストン２２は迅速に上方へ移動してタイミングベルト４の弛みを吸収し、タイミングベルト４の張力を一定に保持する。
【００３１】
以上のように、オートテンショナ２０はタイミングベルト４の張力の変動を吸収して張力を一定に保つ機能を有するが、タイミングベルト４が長期間使用されると経年変化により少しずつ伸びが生じ、その伸びをプッシュロッド２３が初期移動ストローク範囲より突出することにより吸収するため、使用期間が長くなるに従ってプッシュロッド２３がその初期移動ストロークより大きく突出する。
【００３２】
従って、オートテンショナ２０のプッシュロッド２３の移動ストローク範囲は、これらの要因を考慮して設定されるが、使用時にはタイミングベルト４の異常な伸びが生じたり、タイミングベルト４のメンテナンスまでの走行距離が増大して、プッシュロッド２３が移動ストロークの限界まで移動する可能性がある。但し、プッシュロッド２３の移動ストロークの限界は案内フランジ２２’がオイルシール２１ｂに接触する位置であり、その限界位置までプッシュロッド２３が移動すると、タイミングベルト４の張力を一定に保持することができなくなる。
【００３３】
しかし、この実施形態のオートテンショナ２０ではシリンダ２１の端に検出コイル１７とプッシュロッド２３に設けられた鍔部１４、コイルスプリング１５とから成る位置検出機構が設けられているため、プッシュロッド２３が移動ストロークの限界に至るまでの任意の移動ストローク量を上記位置検出機構により連続的に、又は多点状に検出できる。
【００３４】
図示の例では鍔部１４の押えリングはプッシュロッド２３に対し圧入嵌合されているが、プッシュロッド２３の材料と一体に形成してもよい。さらに、鍔部１４の押えリングを上記のようにプッシュロッドと別体に設ける場合、磁性材に代えて非磁性で、かつ導電性材料、例えばアルミニウム又は銅製としてもよい。
【００３５】
上記プッシュロッド２３の突出側の端にはコイルスプリング１５の外周を囲むボビン１６が取付けられ、このボビン１６内にはプッシュロッド２３の位置を検出するための検出コイル１７が収容されている。検出コイル１７へは検出回路１９から所定の電源電圧が送られており、後述するように、検出コイル１７が形成する磁気回路に対しコイルスプリング１５、鍔部１４が移動するとそのインダクタンスが変化し、そのインダクタンスの変化に基づいて検出コイルの電圧又は電流値が変化し、その検出信号を検出回路１９において検出することによりプッシュロッド２３の位置が検出される。従って、上記検出コイル１７と鍔部１４、コイルスプリング１５とにより位置検出機構を構成する。
【００３６】
上記構成のベルト伝動装置のオートテンショナに設けられたプッシュロッドの位置検出機構によりプッシュロッド２３の位置が次のように検出される。上記オートテンショナが、図２Ａに示すようにコイルスプリング１５、磁性材の鍔部１４を有する一種の油圧ダンパである場合、プッシュロッド２３の突出端には負荷が作用してコイルスプリング１５の弾性力とバランスして図示の位置に停止する。負荷が減少すると、コイルスプリング１５の弾性力でプッシュロッド２３が図示の位置から前進（図中の上方向）し、コイルスプリング１５が伸びるためコイルとコイルの間隔が広がる。
【００３７】
検出コイル１７には、前述したように、所定の電源電圧が送られており、図示の検出コイル１７が形成する磁気回路によりコイルスプリング１５及び鍔部１４へ磁気の影響、及び検出コイルとスプリング１５、鍔部１４間に所定のインダクタンス値で表される磁気的結合状態が生じている。しかし、プッシュロッド２３が前進すると鍔部１４が検出コイル１７から離れ、かつコイルスプリング１５のコイル間隔が広がるため、このインダクタンス値が変化し、小さくなる。反対に負荷が増大してプッシュロッドが後退すると、鍔部１４が検出コイル１７に接近し、コイルスプリング１５のコイル間隔が縮小し、インダクタンス値が大きくなる。
【００３８】
このようなインダクタンス値の変化を、線径０．５５ｍｍ、外径１０ｍｍのコイルスプリング１５、鍔部１４として磁性材を用いたもので測定した結果を図３に示す。横軸のコイルスプリング長は鍔部１４とシリンダ端との間のコイルスプリング長さを表している。インダクタンス値はスプリング１５と鍔部１４の両者に対する合成インダクタンス値である。図示のように、コイルスプリング長が変化するとインダクタンス値が変化し、このため検出コイル１７の電気回路における抵抗値が変化し、検出コイル１７に供給される電流値又は電圧値が変化する。検出回路１９でこの変化を検出することによりプッシュロッド２３の位置の変化を連続的に、あるいは多点位置で検出することができる。
【００３９】
一方、鍔部１４の押えリングとして非磁性、導電性の材料を用いた部分変形例の場合の測定結果を図４に示す。この場合は、コイルスプリング長が短くなる方向に縮むと鍔部１４のアルミニウム又は銅の押えリングが検出コイル１７に近づき、検出コイル１７が形成する磁気回路の磁束の流れを妨げるようにうず電流が鍔部１４に生じる。
【００４０】
従って、コイルスプリング長が短くなるとインダクタンス値が小さくなり、コイルスプリング長が長くなるとインダクタンス値が大きくなる。このような特性は、鍔部１４に磁性材を用いた基本例と逆の関係で変化することを示している。しかし、インダクタンス値の変化は基本例より大きく、従ってこの部分変形例の方が検出回路の感度がよいこととなる。
【００４１】
次に、図示省略しているが、コイルスプリング１５は省略してもよく、これを第２実施形態とする。但し、鍔部１４は非磁性で、かつ導電性材料のアルミニウム又は銅材とする。この実施形態では、検出コイル１７とプッシュロッド２３に設けた鍔部１４の押えリング１４が位置検出機構を構成する。その基本作用は第１実施形態と同様である。但し、コイルスプリング１５を省略しているため検出感度は低くなるが、実用上差支えのない検出感度のものが得られる。
【００４２】
図２Ｂに第３実施形態のベルト伝動装置のオートテンショナの主要断面図を示す。この例では鍔部１４を省略し、コイルスプリング１５の端末をプッシュロッド２３の適宜位置に設けた係止孔１８に係止して設けるようにした点が第１の実施形態と異なっている。
【００４３】
この場合も、コイルスプリング１５の伸縮によるインダクタンス値の変化に基づいて検出コイル１７によるプッシュロッド２３の位置の変化を上記第１実施形態と同様に検出できるが、その検出感度は鍔部１４が省略されている分だけ下がる。しかし、位置の変化を検出する際、実用上差支えのない感度のインダクタンス値の変化を得ることができる（図示省略）。
【００４４】
以上のように第１〜第３実施形態のいずれかの位置検出機構を適用してプッシュロッド２３の位置を連続的に変化するものとして、又は多点状に検出するようにすれば、プッシュロッド２３の移動ストロークがタイミングベルトの経年変化等の要因により長期間の使用中に徐々に変化すると、移動ストロークの初期設定状態からの変化量に応じて検出回路１９からの検出信号も変化する。
【００４５】
従って、その出力信号に基づいて移動ストロークの変化の各段階に対応する複数の基準値と比較する回路において、例えば" 要注意”、" 危険”、" 限界”などの警報信号、又は停止信号などを上記信号の比較に基づいて出力することができることとなり、メインテナンス時期を早期に捉えて対策を施すことができるという利点が得られる。
【００４６】
図５に第４実施形態のベルト伝動装置のオートテンショナの主要断面図を示す。この実施形態は図２の第１実施形態と同様にプッシュロッド２３に鍔部１４を有するオートテンショナ２０に位置検出機構を備えたものである。この位置検出機構は、シリンダ端部と鍔部１４との間に設けられたコイルスプリング１５と、このコイルスプリング１５を挟んで対向して設けられた励磁コイル１７ａと検出コイル１７とにより構成されている。上記位置検出機構部分を図６に斜視図で示している。鍔部１４はこの例でも押えリングである。
【００４７】
図６に示すように、励磁コイル１７ａと検出コイル１７は、両コイルを通る磁力線の方向がプッシュロッド２３の軸線方向に対し法線方向となるように互いに対向して設けられている。励磁コイル１７ａは、図示の例では検出コイル１７と別体に設けられ、発信器１７ｘからの高周波信号、例えば１〜５０ＫＨｚの信号電流を流すことにより生じる磁束（磁力線）がプッシュロッド２３とその外周に巻かれているコイルスプリング１５を通り検出コイル１７へ達すると、その磁束による電磁誘導で誘起される微小電流が検出コイル１７により検出され、その微小電流の信号を検出回路１９で増幅検出するように構成されている。
【００４８】
上記位置検出機構では、プッシュロッド２３が突出して位置が変化するとコイルスプリング１５が伸びてコイルとコイルの間隔が広がり、励磁コイル１７ａから検出コイル１７へ伝達される際の検出コイル１７のインダクタンスが小さくなり、コイルスプリング１５の伸縮によってコイルスプリングの磁性材の断面積が変化し、検出コイル１７のインダクタンスが変化する。このため、所定の高周波信号による検出コイル１７での電流又は電圧信号が変化し、その変化を検出回路１９で検出することによりプッシュロッド２３の位置の変化を検出することができる。
【００４９】
図７に上記のような位置検出機構で測定した出力電圧の変化を測定した結果を示す。この測定で用いられたコイルスプリング１５は線径０．６ｍｍ、コイル巻径１０ｍｍである。横軸がロッドの変位、縦軸は出力電圧である。プッシュロッド２３の位置変化に対し出力電圧の変化が大きく、感度のよい特性が得られているのが分る。
【００５０】
なお、上記実施形態では励磁コイル１７ａと検出コイル１７とは別体に構成したものを示しているが、両コイルは一体形に構成してもよい。その場合、第１実施形態の検出コイルと同様に検出コイル自体に励磁電流が通電され、その通電によって生じる磁束がスプリングコイル１５の伸縮によって影響を受けてインダクタンスが変化し、その検出信号が検出回路１９で検出されることにより位置変化が測定されることとなる。
【００５１】
図８に温度補償を行なう電気回路の例を示す。この変形態様では、検出コイル１７は励磁コイルと兼用形のものが用いられ、さらに温度補償のためもう１組の上記検出コイル１７と同じものを温度補償コイル１７’として発信器１７ｘに対して並列に設けられている。温度補償コイル１７’による検出信号を温度変化に対し影響の小さい状態に設定（抵抗ｒ’の調整）し、これを基準として整流器１７ｐ、フィルタ１７ｆを介して送り、測定系として同じく整流器１７ｐ、フィルタ１７ｆを介して送られる信号を温度補償系の信号により温度変化によるずれ分だけ差動増幅器（オペアンプ）１７ｏｐで補償して正確な位置検出を可能としている。
【００５２】
図９乃至図２１に、他の実施形態のベルト伝動装置に用いられるオートテンショナ及びこれに付設される位置検出手段を示す。以下の実施形態では、位置検出手段はオートテンショナのプッシュロッドが前進ストロークの限界位置に達したことを検出する手段である。なお、ベルト伝動装置及びオートテンショナについては前述したものと同じであるから説明は省略し、以下では主として位置検出手段について説明する。
【００５３】
オートテンショナ２０はタイミングベルト４の張力を一定に保つ機能を有するが、タイミングベルト４は経年変化により伸びが生じ、その伸びはプッシュロッド２３の外方向への移動によって吸収されるため、使用期間が長くなるに従ってプッシュロッド２３はシリンダ２１の上方に大きく突出することになる。オートテンショナ２０のプッシュロッド２３のストロークは、これら要因を考慮した値にしているが、タイミングベルト４のメンテナンスまでの走行距離の増大、タイミングベルト４の異常な伸び等により、プッシュロッド２３は前進ストロークの限界まで移動することが考えられる。
【００５４】
ここで、プッシュロッド２３の前進ストロークの限界は、案内フランジ２２’がオイルシール２１ｂに接触する位置であり、その前進ストロークの限界位置までプッシュロッド２３が移動すると、タイミングベルト４の張力を一定に保持することができなくなる。そのような不都合を解消するため、オートテンショナ２０にプッシュロッド２３が前進ストロークの限界位置に達したことを検出する検出手段３０を設けている。
【００５５】
以下、検出手段３０について述べる。オートテンショナ２０は図示省略したエンジンブロックに取付けられる。そこで、シリンダ２１をアルミニウム合金で形成し、接点部としての案内フランジ２２’を鉄等の導電体で形成し、この案内フランジ２２’をアース側と同電位としている。また、シリンダ２１の上側開口を閉塞するオイルシール２１ｂの補強用金属環２１ｃを電極とし、その金属環２１ｃの下端部を図９に示すように、オイルシール２１ｂの下端より下方に突出させると共に、上記金属環２１ｃに電線３１を接続している。プッシュロッド２３が上昇して前進ストロークの限界に達すると、図１０に示すように、案内フランジ２２’が金属環２１ｃの下端と接触する。この時点で金属環２１ｃはアースと同電位になる。この構造は、金属環２１ｃと案内フランジ２２’により接点スイッチが形成されたことと同じであり、その等価回路を図１１に示す。
【００５６】
そこで、金属環２１ｃに接続された電線３１にコネクタを取付け、案内フランジ２２’と金属環２１ｃの接触時の信号を図示しないエンジンコントロールユニットに入力することにより、オートテンショナ機能の異常として処理することが可能となる。また、この信号で表示ランプを点灯させることにより、運転者にオートテンショナ２０の機能が不能に陥ったこと、およびタイミングベルト４が交換時機であることを知らせることができる。
【００５７】
図１２に示す検出機構３０は、図９に示す電線３１の代りに、コネクタ３２を用いている。コネクタ３２のハウジング３３は合成樹脂等の絶縁材で形成され、そのハウジング３３によってスライド自在に支持され、スプリング３４によって押圧される金属製のコネクタピン３５をオイルシール２１ｂの金属環２１ｃに溶接した補助金属環３６に弾性接触させている。ここで、補助金属環３６はシリンダ２１の内周に対する溝３７の形成によってシリンダ２１と非接触とされている。なお、コネクタピン３５を補助金属環３６に弾性接触させずに、そのコネクタピン３５を補助金属環３６に刺通させるようにしてもよい。
【００５８】
上記検出機構３０においても案内フランジ２２’と金属環２１ｃとの接触時に、コネクタピン３５から信号を出力させることができるため、プッシュロッド２３が前進ストロークの限界位置に達したことを検出することができる。
【００５９】
図１３に示す検出機構３０においては、シリンダ２１の上側開口部内に合成樹脂から成るキャップ状の電極ホルダ３８を嵌合してピン３９によりシリンダ２１に取付け、上記電極ホルダ３８にリング状の電極４０をプッシュロッド２３と同軸上に設け、その電極４０とシリンダ２１に絶縁材４１を介して支持されたコネクタピン４２とを導電体４３で接続している。また、プッシュロッド２３の先端に小径部４４を形成し、この小径部４４の付根に形成された接点部としての肩部４５をプッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置で前記電極４０に接触させるようにしている。
【００６０】
図１３（II）はプッシュロッド２３の肩部４５が電極４０に接触した状態を示し、その接触によってプッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置を検出することができる。
【００６１】
図１４に示す検出機構３０においては、合成樹脂の成形品から成るハウジング４７の成形時に電極４８を一体化したコネクタ４６をシリンダ２１の上部に取付け、プッシュロッド２３の先端部外周にはロッドの半径方向に延びる金属製の接点部としてのピン４９を突設し、プッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置でピン４９を電極４８に接触させてプッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置を検出するようにしている。
【００６２】
図１５（Ｉ）に示す検出機構３０においては、検出コイル５０が巻回されたリング状のコア５１をシリンダ２１の上側の開口部内に嵌合して、シリンダ２１の内周に取付けた一対の止め輪５２、５２によりコア５１を軸方向に非可動に支持している。また、プッシュロッド２３の先端部に小径部５３を形成し、その小径部５３に筒体５４を嵌合してプッシュロッド２３に一体化している。ここで、筒体５４はプッシュロッド２３と透磁率が異なる材質、例えば、プッシュロッド２３が鉄系の材料で形成されている場合、筒体５４をアルミニウム系の材料で形成している。
【００６３】
上記検出機構３０においては、タイミングベルト４の張力調整時に、検出コイル５０内で筒体５４を移動させ、プッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置で図１５（II）に示すように、検出コイル５０にプッシュロッド２３が対応するようにして、透磁率の変化による検出コイル５０の出力変化からプッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置を検出するようにしている。
【００６４】
図１６（Ｉ）は透磁率の変化を検出する回路図の一例を示し、図１６（II）はその出力例を示す。上記回路図においては、数１０ＫＨｚで発信する発振器５５および抵抗５６を有する信号回路にコイル５０の検出回路の一端を接続し、そのコイル５０から出力される図１６（II）の交流信号（Ｉ）をダイオード５７およびコンデンサ５８により図１６（II）の信号（II）に示すように整流、平滑して、コンパレータ５９に入力し、このコンパレータ５９でインダクタンスの変化により振幅が変化した点を検出してプッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置を検出するようにしている。
【００６５】
図１７（Ｉ）に示す検出機構３０においては、プッシュロッド２３に嵌合された非磁性材の案内フランジ２２’にリング状の永久磁石６６を接着（ｓｔｒｉｋｅｔｈｒｏｕｇｈ：又は磁力結合）による手段を介して取付け、一方、シリンダ２１の外周にはプッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置において前記永久磁石６６と対応する位置にセンサ６７を固定し、前記永久磁石６６の移動に伴う磁力の変化によりセンサ６７の出力電圧を変化させ、その出力電圧の変化からプッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置を検出するようにしている。
【００６６】
ここで、センサ６７としてアナログ出力のホールセンサを採用することができる。このホールセンサ６７は、案内フランジ２２’に固着されたリング状の永久磁石６６までの距離が変化すれば、ホールセンサ６７を通過する磁束密度が変化し、ホールセンサ６７からの検出信号も連続的に変化する。したがって、ホールセンサ６７からの検出信号をアナログ／ディジタル変換器に入力してディジタル信号に変換し、図示省略のエンジンコントロールユニットに入力して検出信号を位置に変換すれば、プッシュロッド２３の位置を連続的に検出することができると共に、前進ストロークの限界位置を検出することができる。
【００６７】
なお、検出センサとしてのホールセンサ６７は、ホール効果を用いたホール素子であり、一定以上の出力電圧でＯＮとなる接点機能を有するものとすることができる。
【００６８】
また、プッシュロッド２３の位置の検出信号に基づいてプッシュロッド２３の移動ストロークの変化の各段階に対応する複数の基準値と比較する回路において、例えば、注意等の警報信号を上記検出信号の比較に基づいて出力することができ、メンテナンス時機を早期にとらえて対策を施すことができる。ここで、永久磁石６６は温度が高くなると磁力が弱くなり、一方、ホールセンサ６７も温度変化に伴う出力オフセットを有し、このままで使用すると、温度変化に伴い、プッシュロッド２３の位置の検出に誤差を生じるおそれがある。
【００６９】
そこで、図１８および図１９では、シリンダ２１の温度を検出する温度センサ６８をホールセンサ６７に近接して取付け、その温度センサ６８およびホールセンサ６７から出力される検出信号を演算処理装置６９内のアナログ／ディジタル変換器に入力してディジタル信号に変換したのち、ＣＰＵに入力してソフトウエア的に温度補償を加えてプッシュロッド２３の位置を検出するようにしている。このように、温度センサを備えて温度補償を加えることによって、ホール素子出力のオフセット量と磁石の減磁量とを補正することにより高温状態においてもプッシュロッド２３の位置を連続的に高精度に検出することができる。なお、温度センサの代わりにラジエータの温度計等、既存の温度情報をもとにして補正してもよい。
【００７０】
図２０に示す検出機構３０においては、プッシュロッド２３に嵌合された案内フランジ２２’にリング状の永久磁石６６を取付け、一方、シリンダ２１の外周には、プッシュロッド２３の前進ストロークの限界位置において、前記永久磁石６６と対応する位置に限界位置検出用のセンサ６７ａと、そのセンサ６７ａに至る永久磁石６６の移動範囲内に複数の位置センサ６７ｂ、６７ｃとを取付けている。ここで、センサ６７ａ、６７ｂ、６７ｃのそれぞれは磁力の変化によって出力電圧が変化する接点出力のホールセンサから成っている。上記のように、シリンダ２１の外周に複数のセンサ６７ａ、６７ｂ、６７ｃを取付けることにより、プッシュロッド２３の位置により磁力を検出するセンサが異なるため、プッシュロッド２３の位置を大まかに検出することができる。
【００７１】
図１７乃至図２０に示す検出機構３０においては、案内フランジ２２’の上面側に永久磁石６６を取付けたが、図２１に示すように、案内フランジ２２’の外周に環状溝２２ａ’を形成し、その環状溝２２ａ’内に二つ割りされたリング状の永久磁石６６を取付けるようにしてもよい。この場合、永久磁石６６の外径は案内フランジ２２’の外径より小径として、永久磁石６６の外周がシリンダ２１の内径面と接触しないようにしておく。
【００７２】
図２２に図１のベルト伝動装置と異なる形式のベルト伝動装置を示す。前述した第１の形式のベルト伝動装置に適用されるオートテンショナ及びその位置検出手段はこの実施形態のベルト伝動装置にも同様に適用される。図示のものは、サーペンタイン形式のベルト伝動装置を示す。このベルト伝動装置は、クランクシャフト１に取付けたプーリＰ₁と、オルタネータの回転軸Ｓ₁に取付けたプーリＰ₁₁、ラジエータのファンの回転軸Ｓ₂に取付けたプーリＰ₁₂、エアコンプレッサーの回転軸Ｓ₃に取付けたプーリＰ₁₃およびパワーステアリング用モータの回転軸Ｓ₄に取付けたプーリＰ₁₄との間には１本のＶリブドベルトから成るベルト４がかけ渡され、上記クランクシャフト１の回転によってオルタネータ等の各種のエンジン補機が同時に駆動されるようになっている。
【００７３】
ベルト４の張力を調整するテンションプーリ９はプーリアーム６の一端部に回転自在に支持され、一方、プーリアーム６はエンジンブロック７に取付けられた支持軸５を中心として揺動自在に支持されている。プーリアーム６の他端部には気液二相形式のオートテンショナ２０が接続されている。オートテンショナ２０は張力調整ばね２５’が外装形式のものを示しているが、内装形式のものとしてもよいことは言うまでもない。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、ベルト伝動装置に装着されたオートテンショナのベルト張力調整用のプッシュロッド軸方向位置を検出することができるため、オートテンショナが機能不能に陥ったことを知ることができると共に、ベルトの交換時機を知ることができ、ベルト伝動装置の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のベルト伝動装置の全体概略図
【図２Ａ】同上のベルト伝動装置に装着されるオートテンショナの主要断面図
【図２Ｂ】同上のオートテンショナと一部構造の異なるオートテンショナの要部断面図
【図３】位置検出手段によるインダクタンス特性の測定グラフ
【図４】他の位置検出手段によるインダクタンス特性の測定グラフ
【図５】他の実施形態のオートテンショナの要部断面図
【図６】同上の位置検出手段の斜視図
【図７】同上の位置検出手段による測定データのグラフ
【図８】温度補償コイルを備えた位置検出回路の図
【図９】オートテンショナの上部を拡大して示す断面図
【図１０】オートテンショナのプッシュロッドが前進ストロークの限界位置に達した状態を示す縦断正面図
【図１１】オートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する等価回路図
【図１２】オートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する検出機構の他の例を示す断面図
【図１３】（Ｉ）はオートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する検出機構の他の例を示す断面図、（II）はプッシュロッドが前進ストロークの限界位置に達した状態の断面図
【図１４】オートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する検出機構の他の例を示す断面図
【図１５】（Ｉ）は、この発明に係るオートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する検出機構のさらに他の例を示す断面図、（II）はプッシュロッドが前進ストロークの限界位置に達した状態の断面図
【図１６】（Ｉ）は図１５に示す検出機構の検出回路の一例を示す回路図、（II）は（Ｉ）の回路図から出力される信号の例を示す図
【図１７】（Ｉ）は、オートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する検出機構の他の例を示す断面図、（II）はプッシュロッドが前進ストロークの限界位置に達した状態の断面図
【図１８】オートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する検出機構の他の例を示す断面図
【図１９】図１８に示す検出機構の位置検出回路図
【図２０】オートテンショナのプッシュロッドの前進ストロークの限界位置を検出する検出機構のさらに他の例を示す断面図
【図２１】永久磁石の他の取付例を示す断面図
【図２２】他の形式のベルト伝動装置の全体概略図
【図２３】従来のカム軸駆動用ベルト伝動装置を示す正面図
【符号の説明】
１クランクシャフト
２カム軸
３駆動軸
４タイミングベルト
５軸
６プーリアーム
９テンションプーリ
２０オートテンショナ
２１シリンダ
２１ｃ金属環
２２’ 案内フランジ
２３プッシュロッド
４０電極
４４小径部
４５肩部
４８電極
４９ピン
５０検出コイル
５４筒体
６５検出スイッチ
６６永久磁石
６７センサ
６８温度センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt transmission device that rotates a driven shaft while adjusting a tension by an auto tensioner.
[0002]
[Prior art]
Belt transmission devices that drive driven shafts such as camshafts and alternator shafts incorporated in internal combustion engines are generally widely used in which a tension adjustment unit called an auto tensioner is incorporated to keep the belt tension constant. . An example of such a belt transmission device is shown in FIG. The illustrated belt transmission device includes a pulley P attached to the crankshaft 1. ₁ And pulley P attached to the camshaft 2 ₂ , And pulley P attached to drive shaft 3 of the oil pump _Three A timing belt 4 is interposed between them to transmit the rotation of the crankshaft 1 to the camshaft 2 and the drive shaft 3.
[0003]
A pulley arm 6 is provided on the slack side of the timing belt 4 on the slack side of the timing belt 4 so that the pulley arm 6 can swing. The pulley arm 6 is pressed by a push rod 23 protruding from an auto tensioner 20 to swing the pulley arm 6. The tension pulley 9 supported on the side end is pressed against the timing belt 4, and the tension change of the timing belt 4 is absorbed by the movement of the push rod 23 of the auto tensioner 20 to keep the belt tension constant. This is because in the cam shaft driving belt transmission device incorporated in the internal combustion engine, the tension of the timing belt 4 is caused by the change in the distance between the pulley cores due to the thermal expansion of the internal combustion engine main body during operation or the belt extension due to aging. This is because the cylinder tension of the auto tensioner 20 absorbs the belt elongation and keeps the belt tension constant.
[0004]
The push rod 23 in the auto tensioner 20 advances and retreats due to a change in the tension of the timing belt 4 and keeps the tension of the timing belt 4 constant. Therefore, when the timing belt 4 expands due to aging, the push rod 23 Move forward to absorb the growth. In general, in the belt transmission device for driving the camshaft, when the auto tensioner 20 is not assembled, the timing belt 4 is replaced with a travel of 100,000 km as a guideline. However, the belt transmission with the auto tensioner 20 assembled. In the apparatus, since the tension of the timing belt 4 is stable and the belt fluttering during operation is small, the durability of the timing belt 4 is improved and it is possible to guarantee over 100,000 km.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the stroke of the push rod in the auto tensioner is finite, and if the push rod advances to a position exceeding the effective stroke, the tension of the timing belt cannot be kept constant. In this case, the timing belt has a low tension. The timing belt flutters, causing tooth skipping, or due to the fluttering, the belt deteriorates and the durability is lowered, and the timing belt extends to extend the push rod of the auto tensioner. Increasingly, it is expected that the timing belt will eventually fail.
[0006]
It is an object of the present invention to provide a belt transmission device including an auto tensioner that can determine a belt replacement time.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a belt transmission device in which a belt is stretched between a pulley attached to a crankshaft and a pulley attached to a driven shaft so as to rotationally drive the driven shaft. An auto tensioner having a tension adjusting spring and a damper mechanism for damping the vibration of the belt is engaged through an engagement member for adjusting the belt tension, and is supported in a cylinder with a bottom of the auto tensioner so as to be able to advance and retract. The belt transmission device is provided with detection means for detecting the axial position of the push rod.
[0008]
In the belt transmission device having the above-described configuration, there are two types of detection means for detecting the axial position of the push rod of the auto tensioner. The first detecting means detects the axial position of the push rod continuously or in a multipoint manner. The belt transmission provided with the auto tensioner having the first detecting means can be configured as follows.
[0009]
In the belt transmission device according to the first aspect of the present invention, as a detection means for detecting the axial position of the push rod continuously or in a multipoint manner, a detection coil disposed at the opening end of the cylinder, It is possible to employ a configuration in which a change in the position of the push rod can be detected by a detection signal based on a change in inductance of the detection coil that changes with a change in the position of the collar.
[0010]
According to the position detecting means configured as described above, the position detecting means is configured by the detection coil provided on the cylinder side and the flange provided on the push rod, and the flange approaches the detection coil by the movement of the push rod. The inductance that represents the magnetic coupling state between the detection coil and the collar changes by affecting the magnetic circuit formed by the detection coil due to separation, and the current or voltage in the detection coil changes based on the change in inductance. To do. For this reason, the change in the position of the push rod is detected continuously or in multiple points by detecting the change in the detection circuit.
[0011]
The reason why such a detection means is used is that a change in the position of the push rod cannot be detected continuously or in a multipoint manner if the change in the position of the push rod can be detected only at a specific position. In particular, it is known that the timing belt stretches and the position of the push rod of the auto tensioner changes as the mileage of the automobile increases as in the case of the auto tensioner. No change in the amount of protrusion is detected. In the process of increasing the push rod's protruding amount little by little, depending on the belt's elongation, be careful with half of the elongation until breakage, such as “warning” at 80% elongation, “breakage” if broken Giving step-by-step warnings can take measures against belt replacement timing, but no such measures are currently in place.
[0012]
Therefore, when the amount of protrusion of the push rod changes with deterioration due to aging of the target device and increases or decreases, the change in the position of the push rod is discriminated and detected continuously or in multiple points. Thus, the belt transmission device is provided with an auto tensioner having a push rod position detecting means.
[0013]
Next, the second detecting means can be means for detecting that the axial position of the push rod has reached the limit position of the forward stroke.
[0014]
According to the above detection means, when the belt is stretched due to aging, the push rod moves outward, and when the push rod moves to the limit position of the forward stroke, the detection means detects this, so that detection It is possible to know that the auto tensioner has failed due to the signal, and to know that the belt is in exchange.
[0015]
Here, as a detecting means, an electrode is attached to the cylinder via an insulating material, a contact portion is provided on the push rod, and a limit position of the forward stroke of the push rod is detected by contact of the contact portion with the electrode. Can be adopted.
[0016]
In the detection means, the metal ring for reinforcing the oil seal that closes the opening of the cylinder can be used as an electrode. In this case, a part of the reinforcing metal ring is exposed from the oil seal, a guide flange guided by the inner diameter surface of the cylinder is fitted to the push rod, and the guide flange contacts the exposed part of the reinforcing metal ring. The push rod forward stroke limit position is detected.
[0017]
In the detection means, a small-diameter portion may be provided at the distal end portion of the push rod, and a shoulder portion formed at the root of the small-diameter portion or a pin attached to the outer periphery of the distal end portion of the push rod may be used as the contact portion. An electrode is provided on the moving path of the contact portion, and the contact portion is brought into contact with the electrode at the limit position of the forward stroke of the push rod.
[0018]
Alternatively, a ring-shaped permanent magnet that moves with the push rod is provided, and a sensor for detecting the limit position is attached to the outer periphery of the cylinder, and the sensor is operated by the permanent magnet at the limit position of the forward stroke of the push rod. can do.
[0019]
Here, if a position detection sensor operated by the permanent magnet is provided in the movement range of the permanent magnet reaching the limit position detection sensor, the position of the push rod can be detected by the operation of the position detection sensor. An alarm signal such as a caution can be output by the operation of the position detection sensor.
[0020]
If an analog output Hall sensor is used as a sensor for detecting the limit position of the push rod forward stroke, the analog signal output from the Hall sensor changes due to the change in the position of the permanent magnet due to the movement of the push rod. The position of the push rod can be continuously detected by converting the analog signal into a digital signal by an analog / digital converter and outputting the converted signal to the CPU of the control unit for arithmetic processing.
[0021]
In the detection of the position of the push rod as described above, the magnetic force of the permanent magnet decreases as the temperature rises. On the other hand, the Hall sensor also has an output offset that accompanies the temperature change. An error may occur in the position detection. Therefore, the position of the push rod can be detected with high accuracy by attaching a temperature sensor close to the sensor and compensating for the change in magnetic force of the permanent magnet based on the temperature detected by the temperature sensor.
[0022]
[Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic diagram of a belt transmission device according to a first embodiment. Since the belt transmission device itself is the conventional example of FIG. 23, the description of the conventional example is used as it is, the same reference numerals are given to the same functional members, and the duplicate description is omitted. In this embodiment, a detection coil 17 is provided at the opening end of the cylinder from which the push rod supported in the cylinder of the auto tensioner 20 so as to freely advance and retreat, and a flange is provided on the push rod corresponding to the detection coil 17. These constitute detection means for detecting a change in the axial position of the push rod continuously or in a multipoint manner. Details thereof will be described later. The auto tensioner 20 itself is the same as that of the conventional example. First, the general structure will be briefly described below.
[0023]
The auto tensioner 20 shown in FIG. 2A has an inner cylinder 21 'fixed to the end wall 21a side in a cylinder 21 whose one end is closed by an end wall 21a and whose upper end is open, and a piston 22 slides forward and backward in this cylinder 21'. Are mated. The cylinder 21 or 21 ′ is partitioned into a chamber A (pressure chamber) and a chamber B (reservoir chamber) by a piston 22, and the upper opening of the chamber B is closed by an oil seal 21b. Reference numeral 24 denotes a retaining ring as a retaining member, which is fitted in a groove provided in the inner diameter of the cylinder 21.
[0024]
A rod insertion hole is formed on one side of the piston 22, and a push rod 23 (piston rod) inserted into the hole penetrates through the oil seal 21b and protrudes to the outside. The piston 22 and the push rod 23 are integrally connected by a spring 25 incorporated in the A chamber. A through hole 27 is formed in the piston 22, and a check valve is formed by a ball 26 held by a retainer provided on the opposite side of the piston 22 and the through hole 27.
[0025]
The push rod 23 is fitted with a guide flange 22 ′ that is slidable along the inner diameter of the cylinder 21, and is pressed by the elastic force of the pressure adjusting spring 25 ′ incorporated below the push rod 23 to move the push rod 23 outward. It is made to protrude to. Reference numeral 28 denotes a through hole provided in the flange 22 ′, which is provided so that the flange 22 ′ can freely move in the hydraulic oil sealed in the B chamber. The hydraulic oil is sealed so that an air chamber C chamber is formed between the upper surface of the hydraulic oil and the oil seal 21b. Reference numeral 29 denotes a separator, which is provided in order to suppress vibration air on the upper surface of the hydraulic oil from being mixed into the pressure chamber.
[0026]
Two retaining rings 24 outside the oil seal 21b are provided at a predetermined interval as shown in the figure, and a detection coil 17 accommodated in the bobbin 16 is provided therebetween. The bobbin 16 has a smaller inner peripheral diameter at one end, and a coil spring 15 (pressing ring) is inserted between the inner peripheral diameter of the bobbin 16 and the flange 14 provided on the push rod 23. A detection circuit 19 is connected to the detection coil 17.
[0027]
In the illustrated example, the inner diameter of one side wall of the bobbin 16 is reduced so as to slide to the outer diameter of the push rod 23, and one end of a coil spring 15 (holding ring) is brought into contact with the side wall. However, the inner diameter of the retaining ring 24 may be made smaller without causing the inner diameter of the bobbin to be reduced, and may be brought into contact with the side wall thereof.
[0028]
The operation of the auto tensioner 20 itself configured as described above is the same as that of the prior art, and operates as follows. When the tension of the timing belt 4 is increased by incorporating the auto tensioner 20 in the belt transmission shown in FIG. 1, the push rod 23 is pushed down via the pulley arm 6 and the piston 22 is lowered. Then, the hydraulic oil in the A chamber is compressed and becomes higher than the pressure in the B chamber. For this reason, the check valve closes the through hole 27 by the ball 26.
[0029]
Accordingly, the pressing force acting on the push rod 23 from the timing belt 4 is received and suppressed, but the hydraulic oil is little by little from the minute gap formed between the sliding surface of the piston 22 and the cylinder 21 '. Thus, the pressing force acting on the push rod is attenuated, and the auto tensioner acts as a kind of damper.
[0030]
On the other hand, when the timing belt 4 is loosened, the push rod 23 rapidly moves in a direction protruding from the cylinder by the elastic force of the pressure adjusting spring 25 '. For this reason, the piston 22 is also pushed upward by the spring 25, the pressure in the A chamber becomes lower than the pressure in the B chamber, and the through hole 27 of the check valve is opened. Then, the hydraulic oil in the B chamber flows through the through hole 27 to the A chamber, so that the push rod 23 and the piston 22 quickly move upward to absorb the slack of the timing belt 4 and keep the tension of the timing belt 4 constant. Hold.
[0031]
As described above, the auto tensioner 20 has a function of absorbing the fluctuation of the tension of the timing belt 4 to keep the tension constant. However, when the timing belt 4 is used for a long period of time, the tension is gradually increased due to aging. Since the extension is absorbed by the push rod 23 protruding from the initial movement stroke range, the push rod 23 protrudes larger than the initial movement stroke as the service period becomes longer.
[0032]
Accordingly, the travel stroke range of the push rod 23 of the auto tensioner 20 is set in consideration of these factors. However, when the belt is used, the timing belt 4 may be abnormally stretched or the travel distance until the maintenance of the timing belt 4 may be reduced. There is a possibility that the push rod 23 moves to the limit of the movement stroke. However, the limit of the movement stroke of the push rod 23 is a position where the guide flange 22 ′ contacts the oil seal 21b. When the push rod 23 moves to the limit position, the tension of the timing belt 4 can be kept constant. Disappear.
[0033]
However, in the auto tensioner 20 of this embodiment, the position detection mechanism including the detection coil 17, the flange 14 provided on the push rod 23, and the coil spring 15 is provided at the end of the cylinder 21. An arbitrary moving stroke amount up to the limit of the moving stroke can be detected continuously or in multiple points by the position detection mechanism.
[0034]
In the illustrated example, the presser ring of the collar portion 14 is press-fitted into the push rod 23, but may be formed integrally with the material of the push rod 23. Further, when the presser ring of the collar portion 14 is provided separately from the push rod as described above, it may be made of a nonmagnetic and conductive material such as aluminum or copper instead of the magnetic material.
[0035]
A bobbin 16 surrounding the outer periphery of the coil spring 15 is attached to the end of the push rod 23 on the protruding side, and a detection coil 17 for detecting the position of the push rod 23 is accommodated in the bobbin 16. A predetermined power supply voltage is sent from the detection circuit 19 to the detection coil 17, and as will be described later, when the coil spring 15 and the collar portion 14 move with respect to the magnetic circuit formed by the detection coil 17, the inductance changes, The voltage or current value of the detection coil changes based on the change in inductance, and the position of the push rod 23 is detected by detecting the detection signal in the detection circuit 19. Therefore, a position detection mechanism is constituted by the detection coil 17, the flange portion 14, and the coil spring 15.
[0036]
The position of the push rod 23 is detected as follows by the push rod position detecting mechanism provided in the auto tensioner of the belt transmission device having the above-described configuration. When the auto tensioner is a kind of hydraulic damper having a coil spring 15 and a magnetic flange 14 as shown in FIG. 2A, a load acts on the protruding end of the push rod 23, and the elastic force of the coil spring 15. And stop at the position shown in the figure. When the load decreases, the push rod 23 moves forward from the illustrated position (upward in the figure) by the elastic force of the coil spring 15, and the coil spring 15 extends, so that the distance between the coils increases.
[0037]
As described above, a predetermined power supply voltage is sent to the detection coil 17, and the influence of magnetism on the coil spring 15 and the flange 14 by the magnetic circuit formed by the illustrated detection coil 17, and the detection coil and the spring 15. A magnetic coupling state represented by a predetermined inductance value is generated between the flange portions 14. However, when the push rod 23 moves forward, the flange portion 14 moves away from the detection coil 17 and the coil interval of the coil spring 15 increases, so that the inductance value changes and becomes smaller. On the contrary, when the load increases and the push rod moves backward, the flange portion 14 approaches the detection coil 17, the coil interval of the coil spring 15 is reduced, and the inductance value is increased.
[0038]
FIG. 3 shows the result of measuring such a change in the inductance value using a coil spring 15 having a wire diameter of 0.55 mm and an outer diameter of 10 mm and using a magnetic material as the flange portion 14. The coil spring length on the horizontal axis represents the coil spring length between the flange 14 and the cylinder end. The inductance value is a combined inductance value for both the spring 15 and the flange 14. As shown in the figure, when the coil spring length changes, the inductance value changes, so that the resistance value in the electric circuit of the detection coil 17 changes, and the current value or voltage value supplied to the detection coil 17 changes. By detecting this change with the detection circuit 19, the change in the position of the push rod 23 can be detected continuously or at multiple positions.
[0039]
On the other hand, the measurement result in the case of the partial modification using a nonmagnetic and electroconductive material as a pressing ring of the collar part 14 is shown in FIG. In this case, when the coil spring length is shortened, the presser ring made of aluminum or copper of the flange portion 14 approaches the detection coil 17, and an eddy current is generated so as to hinder the flow of magnetic flux of the magnetic circuit formed by the detection coil 17. It occurs in the heel part 14.
[0040]
Accordingly, the inductance value decreases as the coil spring length decreases, and the inductance value increases as the coil spring length increases. Such characteristics indicate that the relationship changes in a reverse relation to the basic example in which a magnetic material is used for the collar portion 14. However, the change in the inductance value is larger than that in the basic example, and therefore the sensitivity of the detection circuit is better in this partial modification.
[0041]
Next, although not shown, the coil spring 15 may be omitted, and this is the second embodiment. However, the collar part 14 is made of non-magnetic and conductive aluminum or copper. In this embodiment, the presser ring 14 of the collar 14 provided on the detection coil 17 and the push rod 23 constitutes a position detection mechanism. Its basic action is the same as in the first embodiment. However, the detection sensitivity is low because the coil spring 15 is omitted, but a detection sensitivity that is practically acceptable is obtained.
[0042]
FIG. 2B shows a main cross-sectional view of the auto tensioner of the belt transmission device of the third embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the flange portion 14 is omitted and the terminal of the coil spring 15 is provided by being engaged with an engagement hole 18 provided at an appropriate position of the push rod 23.
[0043]
Also in this case, the change in the position of the push rod 23 by the detection coil 17 can be detected based on the change in the inductance value due to the expansion and contraction of the coil spring 15 as in the first embodiment, but the detection sensitivity is omitted from the flange 14. It will go down as much as it is. However, when detecting a change in position, it is possible to obtain a change in inductance value with a sensitivity that is practically acceptable (not shown).
[0044]
As described above, if the position detection mechanism according to any one of the first to third embodiments is applied and the position of the push rod 23 is continuously changed or is detected in a multipoint manner, the push rod When the movement stroke 23 gradually changes during long-term use due to factors such as the aging of the timing belt, the detection signal from the detection circuit 19 also changes according to the amount of change from the initial setting state of the movement stroke.
[0045]
Therefore, in a circuit that compares with a plurality of reference values corresponding to each stage of movement stroke change based on the output signal, for example, alarm signal such as “Caution required”, “Danger”, “Limit”, or stop signal, etc. Can be output based on the comparison of the above signals, and an advantage is obtained that countermeasures can be taken by grasping the maintenance period at an early stage.
[0046]
FIG. 5 shows a main cross-sectional view of the auto tensioner of the belt transmission device of the fourth embodiment. In this embodiment, a position detection mechanism is provided on an auto tensioner 20 having a flange 14 on a push rod 23 as in the first embodiment of FIG. This position detection mechanism includes a coil spring 15 provided between the cylinder end and the flange 14, and an excitation coil 17 a and a detection coil 17 provided to face each other across the coil spring 15. Yes. The position detection mechanism portion is shown in a perspective view in FIG. The collar portion 14 is also a presser ring in this example.
[0047]
As shown in FIG. 6, the excitation coil 17 a and the detection coil 17 are provided so as to face each other so that the direction of the magnetic force line passing through both coils is normal to the axial direction of the push rod 23. In the illustrated example, the excitation coil 17a is provided separately from the detection coil 17, and a magnetic flux (magnetic line) generated by flowing a high-frequency signal from the transmitter 17x, for example, a signal current of 1 to 50 KHz, is applied to the push rod 23 and its outer periphery. When the current reaches the detection coil 17 through the coil spring 15 wound around the coil, the detection coil 17 detects a minute current induced by electromagnetic induction by the magnetic flux, and the detection circuit 19 amplifies and detects the signal of the minute current. It is configured.
[0048]
In the position detection mechanism, when the push rod 23 protrudes and the position changes, the coil spring 15 extends to increase the distance between the coils, and the inductance of the detection coil 17 when transmitted from the excitation coil 17a to the detection coil 17 is small. Thus, the expansion and contraction of the coil spring 15 changes the cross-sectional area of the magnetic material of the coil spring, and the inductance of the detection coil 17 changes. For this reason, the current or voltage signal in the detection coil 17 due to a predetermined high-frequency signal changes, and the change in the position of the push rod 23 can be detected by detecting the change in the detection circuit 19.
[0049]
FIG. 7 shows the results of measuring the change in output voltage measured by the position detection mechanism as described above. The coil spring 15 used in this measurement has a wire diameter of 0.6 mm and a coil winding diameter of 10 mm. The horizontal axis is the displacement of the rod, and the vertical axis is the output voltage. It can be seen that the change of the output voltage is large with respect to the change of the position of the push rod 23, and the characteristic with good sensitivity is obtained.
[0050]
In the above-described embodiment, the excitation coil 17a and the detection coil 17 are separately configured. However, both coils may be configured in an integrated manner. In that case, similarly to the detection coil of the first embodiment, an excitation current is applied to the detection coil itself, and the magnetic flux generated by the application of the current is affected by the expansion and contraction of the spring coil 15 to change the inductance. By detecting at 19, the change in position is measured.
[0051]
FIG. 8 shows an example of an electric circuit for performing temperature compensation. In this modification, the detection coil 17 is used in combination with an excitation coil, and for temperature compensation, the same detection coil 17 as the other set is used as a temperature compensation coil 17 'in parallel with the transmitter 17x. Is provided. The detection signal from the temperature compensation coil 17 'is set to a state that has little influence on the temperature change (adjustment of the resistance r'), and is sent as a reference through the rectifier 17p and the filter 17f. The signal sent through 17f is compensated by a differential amplifier (op-amp) 17op by the amount of deviation due to temperature change by the signal of the temperature compensation system, thereby enabling accurate position detection.
[0052]
9 to 21 show an auto tensioner used in a belt transmission device of another embodiment and a position detection means attached thereto. In the following embodiments, the position detecting means is means for detecting that the push rod of the auto tensioner has reached the limit position of the forward stroke. Since the belt transmission device and the auto tensioner are the same as those described above, the description thereof will be omitted, and the position detection means will be mainly described below.
[0053]
The auto tensioner 20 has a function of keeping the tension of the timing belt 4 constant. However, the timing belt 4 is stretched due to aging, and the stretch is absorbed by the outward movement of the push rod 23. As the length increases, the push rod 23 protrudes greatly above the cylinder 21. The stroke of the push rod 23 of the auto tensioner 20 is set in consideration of these factors. However, the push rod 23 is moved forward by increasing the travel distance until the maintenance of the timing belt 4 or abnormally extending the timing belt 4. It is possible to move to the limit.
[0054]
Here, the limit of the forward stroke of the push rod 23 is a position where the guide flange 22 'contacts the oil seal 21b. When the push rod 23 moves to the limit position of the forward stroke, the tension of the timing belt 4 is kept constant. It becomes impossible to hold. In order to eliminate such inconvenience, the auto tensioner 20 is provided with detection means 30 for detecting that the push rod 23 has reached the limit position of the forward stroke.
[0055]
Hereinafter, the detection means 30 will be described. The auto tensioner 20 is attached to an engine block (not shown). Therefore, the cylinder 21 is formed of an aluminum alloy, the guide flange 22 ′ as a contact portion is formed of a conductor such as iron, and the guide flange 22 ′ has the same potential as the ground side. Further, the reinforcing metal ring 21c of the oil seal 21b that closes the upper opening of the cylinder 21 is used as an electrode, and the lower end portion of the metal ring 21c projects downward from the lower end of the oil seal 21b as shown in FIG. An electric wire 31 is connected to the metal ring 21c. When the push rod 23 rises and reaches the limit of the forward stroke, the guide flange 22 ′ comes into contact with the lower end of the metal ring 21c as shown in FIG. At this point, the metal ring 21c is at the same potential as ground. This structure is the same as the contact switch formed by the metal ring 21c and the guide flange 22 ', and its equivalent circuit is shown in FIG.
[0056]
Therefore, a connector is attached to the electric wire 31 connected to the metal ring 21c, and a signal at the time of contact between the guide flange 22 'and the metal ring 21c is input to an engine control unit (not shown) to be treated as an abnormality in the auto tensioner function. Is possible. Further, by turning on the display lamp with this signal, it is possible to inform the driver that the function of the auto tensioner 20 has been disabled, and that the timing belt 4 is ready for replacement.
[0057]
The detection mechanism 30 shown in FIG. 12 uses a connector 32 instead of the electric wire 31 shown in FIG. A housing 33 of the connector 32 is formed of an insulating material such as a synthetic resin, is slidably supported by the housing 33, and is an auxiliary member in which a metal connector pin 35 pressed by a spring 34 is welded to the metal ring 21c of the oil seal 21b. The metal ring 36 is in elastic contact. Here, the auxiliary metal ring 36 is not in contact with the cylinder 21 by forming a groove 37 with respect to the inner periphery of the cylinder 21. The connector pin 35 may be pierced through the auxiliary metal ring 36 without elastically contacting the connector pin 35 with the auxiliary metal ring 36.
[0058]
Even in the detection mechanism 30, when the guide flange 22 ′ and the metal ring 21 c are in contact with each other, a signal can be output from the connector pin 35, so that it is possible to detect that the push rod 23 has reached the limit position of the forward stroke. it can.
[0059]
In the detection mechanism 30 shown in FIG. 13, a cap-shaped electrode holder 38 made of a synthetic resin is fitted into the upper opening of the cylinder 21 and attached to the cylinder 21 with a pin 39, and the ring-shaped electrode 40 is attached to the electrode holder 38. Is provided coaxially with the push rod 23, and the electrode 40 and the connector pin 42 supported by the cylinder 21 via the insulating material 41 are connected by the conductor 43. Further, a small diameter portion 44 is formed at the tip of the push rod 23, and a shoulder portion 45 as a contact portion formed at the root of the small diameter portion 44 is brought into contact with the electrode 40 at the limit position of the forward stroke of the push rod 23. I have to.
[0060]
FIG. 13 (II) shows a state in which the shoulder 45 of the push rod 23 is in contact with the electrode 40, and the limit position of the forward stroke of the push rod 23 can be detected by the contact.
[0061]
In the detection mechanism 30 shown in FIG. 14, a connector 46 integrated with an electrode 48 is attached to the upper portion of the cylinder 21 when the housing 47 made of a synthetic resin is molded, and the radius of the rod is provided on the outer periphery of the tip of the push rod 23. A pin 49 as a metal contact portion extending in the direction is provided so as to project the limit position of the forward stroke of the push rod 23 by bringing the pin 49 into contact with the electrode 48 at the limit position of the forward stroke of the push rod 23. ing.
[0062]
In the detection mechanism 30 shown in FIG. 15 (I), a pair of ring-shaped cores 51 around which a detection coil 50 is wound are fitted into the upper opening of the cylinder 21 and attached to the inner periphery of the cylinder 21. The core 51 is supported by the retaining rings 52, 52 so as not to move in the axial direction. Further, a small diameter portion 53 is formed at the tip of the push rod 23, and a cylindrical body 54 is fitted to the small diameter portion 53 so as to be integrated with the push rod 23. Here, when the cylindrical body 54 is made of a material having a magnetic permeability different from that of the push rod 23, for example, when the push rod 23 is formed of an iron-based material, the cylindrical body 54 is formed of an aluminum-based material.
[0063]
In the detection mechanism 30, when adjusting the tension of the timing belt 4, the cylindrical body 54 is moved in the detection coil 50, and the detection coil 50 is moved at the limit position of the forward stroke of the push rod 23 as shown in FIG. The push rod 23 is adapted to correspond to the limit position of the forward stroke of the push rod 23 from the change in the output of the detection coil 50 due to the change in the magnetic permeability.
[0064]
FIG. 16 (I) shows an example of a circuit diagram for detecting a change in magnetic permeability, and FIG. 16 (II) shows an output example thereof. In the above circuit diagram, one end of the detection circuit of the coil 50 is connected to a signal circuit having an oscillator 55 and a resistor 56 that transmits at several tens KHz, and the AC signal (I) of FIG. Is rectified and smoothed by the diode 57 and the capacitor 58 as shown in the signal (II) of FIG. 16 (II), and is input to the comparator 59. The comparator 59 detects the point where the amplitude has changed due to the change in inductance. The limit position of the forward stroke of the push rod 23 is detected.
[0065]
In the detection mechanism 30 shown in FIG. 17 (I), a ring-shaped permanent magnet 66 is bonded to a nonmagnetic magnetic guide flange 22 ′ fitted to the push rod 23 through means by bonding (strikethrough: or magnetic coupling). On the other hand, a sensor 67 is fixed to the outer periphery of the cylinder 21 at a position corresponding to the permanent magnet 66 at the limit position of the forward stroke of the push rod 23. The output voltage is changed, and the limit position of the forward stroke of the push rod 23 is detected from the change in the output voltage.
[0066]
Here, an analog output Hall sensor can be employed as the sensor 67. In the hall sensor 67, when the distance to the ring-shaped permanent magnet 66 fixed to the guide flange 22 ′ changes, the magnetic flux density passing through the hall sensor 67 changes, and the detection signal from the hall sensor 67 is also continuous. To change. Therefore, if the detection signal from the hall sensor 67 is input to an analog / digital converter and converted to a digital signal, and input to an engine control unit (not shown) to convert the detection signal into a position, the position of the push rod 23 is changed. It is possible to detect continuously, and to detect the limit position of the forward stroke.
[0067]
Note that the hall sensor 67 as a detection sensor is a hall element using the hall effect, and may have a contact function that turns on at an output voltage of a certain level or more.
[0068]
Further, in a circuit that compares a plurality of reference values corresponding to each stage of change in the movement stroke of the push rod 23 based on a detection signal of the position of the push rod 23, for example, an alarm signal such as a caution is compared with the detection signal. Can be output based on the above, and measures can be taken by catching maintenance time early. Here, when the temperature of the permanent magnet 66 increases, the magnetic force becomes weaker. On the other hand, the Hall sensor 67 also has an output offset that accompanies the temperature change, and if used as it is, the position of the push rod 23 can be detected along with the temperature change. There is a risk of errors.
[0069]
Therefore, in FIGS. 18 and 19, a temperature sensor 68 for detecting the temperature of the cylinder 21 is attached in the vicinity of the hall sensor 67, and detection signals output from the temperature sensor 68 and the hall sensor 67 are provided in the arithmetic processing unit 69. After being input to an analog / digital converter and converted into a digital signal, it is input to the CPU and temperature compensation is performed by software to detect the position of the push rod 23. As described above, the temperature sensor is provided and temperature compensation is performed, so that the offset amount of the Hall element output and the demagnetization amount of the magnet are corrected so that the position of the push rod 23 can be continuously and accurately even in a high temperature state. Can be detected. In addition, you may correct | amend based on the existing temperature information, such as a thermometer of a radiator instead of a temperature sensor.
[0070]
In the detection mechanism 30 shown in FIG. 20, a ring-shaped permanent magnet 66 is attached to the guide flange 22 ′ fitted to the push rod 23, while the forward stroke limit position of the push rod 23 is disposed on the outer periphery of the cylinder 21. The sensor 67a for detecting a limit position is attached to a position corresponding to the permanent magnet 66, and a plurality of position sensors 67b and 67c are attached within the movement range of the permanent magnet 66 reaching the sensor 67a. Here, each of the sensors 67a, 67b, and 67c is composed of a contact output Hall sensor whose output voltage changes due to a change in magnetic force. As described above, by attaching the plurality of sensors 67a, 67b, 67c to the outer periphery of the cylinder 21, the sensor for detecting the magnetic force differs depending on the position of the push rod 23. Therefore, the position of the push rod 23 can be roughly detected. it can.
[0071]
In the detection mechanism 30 shown in FIGS. 17 to 20, the permanent magnet 66 is attached to the upper surface side of the guide flange 22 ′. However, as shown in FIG. 21, an annular groove 22a ′ is formed on the outer periphery of the guide flange 22 ′. A ring-shaped permanent magnet 66 divided into two in the annular groove 22a ′ may be attached. In this case, the outer diameter of the permanent magnet 66 is smaller than the outer diameter of the guide flange 22 ′ so that the outer periphery of the permanent magnet 66 does not contact the inner diameter surface of the cylinder 21.
[0072]
FIG. 22 shows a belt transmission device of a type different from the belt transmission device of FIG. The auto tensioner and its position detecting means applied to the first type belt transmission device described above are similarly applied to the belt transmission device of this embodiment. The illustrated one shows a serpentine type belt transmission. This belt transmission device includes a pulley P attached to the crankshaft 1. ₁ And the rotation axis S of the alternator ₁ Pulley P attached to ₁₁ , Radiator fan rotation axis S ₂ Pulley P attached to ₁₂ Air compressor rotation axis S _Three Pulley P attached to ₁₃ And rotation axis S of the power steering motor _Four Pulley P attached to ₁₄ A belt 4 composed of a single V-ribbed belt is passed between the two and various engine accessories such as an alternator are driven simultaneously by the rotation of the crankshaft 1.
[0073]
A tension pulley 9 for adjusting the tension of the belt 4 is rotatably supported at one end of a pulley arm 6, while the pulley arm 6 is supported so as to be swingable about a support shaft 5 attached to an engine block 7. A gas-liquid two-phase type auto tensioner 20 is connected to the other end of the pulley arm 6. Although the auto tensioner 20 has a tension adjustment spring 25 'of an exterior type, it goes without saying that it may be of an interior type.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, it is possible to detect the push rod axial position for adjusting the belt tension of the auto tensioner mounted on the belt transmission device, so that it is known that the auto tensioner has failed. In addition, it is possible to know when to change the belt and to improve the safety of the belt transmission.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic diagram of a belt transmission device according to a first embodiment.
FIG. 2A is a main cross-sectional view of an auto tensioner mounted on the belt transmission device of the above.
FIG. 2B is a cross-sectional view of the main part of an auto tensioner having a partially different structure from the auto tensioner of the above.
FIG. 3 is a measurement graph of inductance characteristics by position detection means.
FIG. 4 is a graph showing inductance characteristics measured by other position detection means.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of an auto tensioner according to another embodiment.
FIG. 6 is a perspective view of the position detecting means.
FIG. 7 is a graph of measurement data obtained by the position detection means described above.
FIG. 8 is a diagram of a position detection circuit including a temperature compensation coil.
FIG. 9 is an enlarged sectional view showing the upper part of the auto tensioner.
FIG. 10 is a longitudinal front view showing a state where the push rod of the auto tensioner has reached the limit position of the forward stroke.
FIG. 11 is an equivalent circuit diagram for detecting the limit position of the forward stroke of the push rod of the auto tensioner.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another example of a detection mechanism for detecting the limit position of the forward stroke of the push rod of the auto tensioner.
FIG. 13 (I) is a cross-sectional view showing another example of a detection mechanism for detecting the limit position of the forward stroke of the push rod of the auto tensioner, and (II) is a state in which the push rod has reached the limit position of the forward stroke. Cross section
FIG. 14 is a sectional view showing another example of a detection mechanism for detecting the limit position of the forward stroke of the push rod of the auto tensioner.
15A is a cross-sectional view showing still another example of a detection mechanism for detecting the limit position of the forward stroke of the push rod of the auto tensioner according to the present invention, and FIG. Cross-sectional view of the position reached
16A is a circuit diagram illustrating an example of a detection circuit of the detection mechanism illustrated in FIG. 15, and FIG. 16II is a diagram illustrating an example of a signal output from the circuit diagram of FIG.
17A is a sectional view showing another example of a detection mechanism for detecting the limit position of the forward stroke of the push rod of the auto tensioner, and FIG. 17II is a state where the push rod has reached the limit position of the forward stroke. Cross section of
FIG. 18 is a cross-sectional view showing another example of a detection mechanism for detecting the limit position of the forward stroke of the push rod of the auto tensioner.
19 is a position detection circuit diagram of the detection mechanism shown in FIG.
FIG. 20 is a sectional view showing still another example of a detection mechanism for detecting the limit position of the forward stroke of the push rod of the auto tensioner.
FIG. 21 is a sectional view showing another example of attaching a permanent magnet.
FIG. 22 is an overall schematic diagram of another type of belt transmission device;
FIG. 23 is a front view showing a conventional belt transmission device for driving a camshaft.
[Explanation of symbols]
1 Crankshaft
2 Cam shaft
3 Drive shaft
4 Timing belt
5 axes
6 Pulley arm
9 Tension pulley
20 Auto tensioner
21 cylinders
21c metal ring
22 'guide flange
23 Push rod
40 electrodes
44 Small diameter part
45 shoulder
48 electrodes
49 pins
50 detection coil
54 cylinder
65 Detection switch
66 Permanent magnet
67 sensors
68 Temperature sensor

Claims

Tension adjustment via a belt tension adjustment engagement member in a belt transmission device that drives the rotation of the driven shaft by passing a belt between the pulley attached to the crankshaft and the pulley attached to the driven shaft An auto-tensioner having a spring and a damper mechanism for damping the vibration of the belt is engaged and provided with a detecting means for detecting the axial position of the push rod that is supported so as to be able to advance and retreat in the bottomed cylinder of the auto-tensioner. The detection means is a means for detecting the change in the axial position of the push rod continuously or in a multipoint manner, and is provided on the push rod opposite to the detection coil disposed at the opening end of the cylinder. The position change of the push rod is detected by a detection signal based on the change in inductance of the detection coil that is formed by the position change of the hook part. Belt transmission device formed by Uni configuration.

The driven shaft is a camshaft, and the belt tension adjusting engagement member is formed of a belt pressing tension pulley that is brought into rolling contact with the belt, and a pulley arm that swingably supports the pulley, and the pulley arm includes an auto tensioner. The belt transmission device according to claim 1, wherein the push rod is brought into contact with the belt transmission device.

The belt transmission device according to claim 1, wherein the auto tensioner is a gas-liquid two-phase hydraulic type.

The auto tensioner is slidably incorporated in a cylinder filled with hydraulic oil, slidably divided into a pressure chamber and a reservoir chamber, and a cylinder opening that moves axially together with the piston and is sealed with an oil seal 4. The belt transmission device according to claim 1, further comprising: a push rod protruding from the belt, wherein the push rod and the cylinder are urged in an extending direction by a tension adjusting spring.

The belt transmission device according to any one of claims 1 to 4, wherein a coil spring is inserted between the flange and the cylinder opening end.

6. The belt transmission device according to claim 1, wherein the flange portion is made of a nonmagnetic material and a conductive material.

Tension adjustment via a belt tension adjustment engagement member in a belt transmission device that drives the rotation of the driven shaft by passing a belt between the pulley attached to the crankshaft and the pulley attached to the driven shaft An auto-tensioner having a spring and a damper mechanism for damping the vibration of the belt is engaged and provided with a detecting means for detecting the axial position of the push rod that is supported so as to be able to advance and retract in the bottomed cylinder of the auto tensioner. The detection means is formed of a detection coil disposed at the opening end of the cylinder and a flange provided on the push rod so as to face the detection coil. As a means to detect push rod position change based on detection signal based on the limit of protrusion of push rod of auto tensioner from cylinder This means for detecting the protrusion limit position is composed of an electrode attached to the cylinder of the auto tensioner via an insulating material and a contact portion provided on the push rod, and corresponds to the above electrode. A belt transmission device configured to detect a limit position of a forward stroke of a push rod by contact of a contact portion.

8. The electrode is a reinforcing metal ring of an oil seal that closes an opening of a cylinder, and the contact portion is a guide flange that is fitted to a push rod and guided by an inner diameter surface of the cylinder. The belt transmission device described in 1.

The detection means includes a magnet attached to a guide member that moves together with the push rod, and a detection sensor that is attached to the outside of the cylinder and detects a magnetic force, and detects the protrusion limit position by sensing the magnetic force with the detection sensor. The belt transmission device according to claim 7, wherein the belt transmission device is configured.

The belt transmission device according to claim 9, wherein the detection sensor of the detection unit is a Hall element using a Hall effect, and has a contact function that is turned on at an output voltage of a certain level or more.

The belt transmission device according to claim 9, wherein the detection sensor of the detection means is an analog Hall element using a Hall effect, and continuously detects the rod position based on an output voltage value.

The detection sensor of the detection means is a Hall element using the Hall effect, and includes a temperature sensor that corrects the output voltage value, and corrects the offset amount of the Hall element output due to a temperature change and the demagnetization amount of the magnet. The belt transmission device according to claim 9, wherein the push rod position is continuously detected.