JP4078089B2 - オートテンショナの制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等におけるベルト伝動システムに用いられてベルト張力を自動的に調整するためのオートテンショナの制御装置に関し、特に、そのベルトの張力変化に伴う移動体の振動を磁気粘性流体の粘性抵抗を利用して制動するようにしたものに関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のオートテンショナとして、その減衰装置（ダンパ）の種類に応じて油圧式、摩擦式及びビスカス式のものが知られており、油圧式及びビスカス式の減衰装置はオイルの粘性により、また摩擦式の減衰装置は樹脂と金属との摩擦抵抗によりそれぞれ減衰を得るようにしたものである。
【０００３】
例えば自動車用エンジンの補機を駆動する補機駆動システムに用いられる従来の油圧式オートテンショナの構造について説明すると、この油圧式オートテンショナはアームタイプやロッドタイプのものがあり、アームタイプの油圧式オートテンショナは、エンジン等の固定部に基端部にて回動可能に支持されたアームと、このアームの先端部に回転自在に支持され、ベルトが巻き掛けられるテンションプーリとに加え、アームと固定部との間に連結されてアームの回動を減衰させる油圧式ダンパを具備している。
【０００４】
また、ロッドタイプの油圧式オートテンショナは、エンジン等の固定部に軸方向に摺動可能（スライド可能）に支持されたロッド部と、このロッド部の先端部に回転自在に支持されたテンションプーリと、ロッド部に連結されてその摺動を減衰させる油圧式ダンパとを備えたものが知られている。
【０００５】
上記油圧式ダンパは、シリンダボディと、このシリンダボディ内に往復動可能に嵌挿され、シリンダボディ内をオイルが充填された第１及び第２の２室に区画するピストンと、このピストンに連結され、シリンダボディに対し伸縮するロッドとを備え、これらシリンダボディ又はロッドの一方が固定部に、また他方がアーム又はロッド部にそれぞれ連結されている。そして、シリンダボディ内の両室は、ピストンに形成したオイル通路又はシリンダボディ及びピストンの間のクリアランスを通って連通され、オイル通路には第２室のオイルが第１室に流れるのを阻止する逆止弁が、また第２室には、ロッドをテンションプーリがベルトを押圧するように伸張方向に付勢するばね（付勢手段）がそれぞれ配設されており、ばねの付勢力によりロッドが伸張するときには、第１室のオイルが逆止弁の影響を受けずに第２室に流れるため、ロッドがスムーズに速い速度で伸張移動し、テンションプーリをベルト押圧方向にさせる一方、ベルト張力が増大してテンションプーリと共にロッドが収縮するときには、第２室のオイルがオイル通路を通って第１室に流れるのは逆止弁により阻止され、そのオイルはピストンとシリンダボディ内面との間の小さなクリアランスを通って流れるために、大きな粘性抵抗が働き、減衰効果が得られる。
【０００６】
すなわち、ベルトに発生する張力変化を吸収するためには、張力が高くなるとき（ロッド収縮時）には減衰を持たせ、張力が低くなるとき（ロッド伸張時）には速く追従して張力を与える必要があり、上記油圧式ダンパの構造はこれに叶ったものになっている。
【０００７】
尚、上記ロッドタイプの油圧式オートテンショナにおいて、そのロッド部を油圧式ダンパのシリンダボディ又はロッドの一方で、また固定部をシリンダボディ又はロッドの他方でそれぞれ構成（兼用）したものも知られている（例えば特開平９―６０６９７号公報等参照）。
【０００８】
また、従来、実開昭６３―８９４５７号公報に示されるように、上記油圧式ダンパのシリンダボディ内部に充填されるオイルを磁気粘性流体としたものが提案されている。この磁気粘性流体は、極めて微細な強磁性体を液体中に分散させてなる流体であって、この磁気粘性流体に外部から磁力を付与することで、その磁気粘性流体の粘性抵抗や剪断抵抗が変化するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記エンジンの補機駆動システムや動弁システムにおいて、エンジンの回転変動が大きいとき（例えばアイドル域等の低回転低負荷領域）にベルト張力の大きな変動が生じる。これに対し、オートテンショナにおけるダンパのダンピング抵抗は、上記増大したベルト張力の変動に対しテンショナの移動体が振動しないようにする程度の大きな抵抗ではなく、このダンパによりテンショナの振動を抑えることは困難であり、テンショナの移動体が大きく飛び跳ねるように振動して叩き音等の異音が発生したり、ベルトの寿命が低下したりする等の問題が生じる。
【００１０】
そこで、ダンパのダンピング抵抗を初期から高く設定しておけば、上記エンジンの回転変動増大時のベルト張力の大きな変動に伴うテンショナの振動を抑制することはできる。しかし、その反面、このダンピング抵抗の増大設定に伴ってオートテンショナが固定テンショナに近いものとなり、通常の状態では適正なベルト張力が付与できず、ベルト張力の不足によりベルトのスリップ等が発生する虞れがある。
【００１１】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記の磁気粘性流体をオートテンショナに用いた構造とし、その磁気粘性流体による抵抗を所定の条件下で可変とすることで、テンショナの移動体の振動を抑制して異音の発生やベルトの寿命低下を防止することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、オイルの粘性により移動体の振動（移動）の制動を得るオートテンショナに対し、そのオイルを磁気粘性流体に置き換えた上で、ベルト伝動システムの回転変動が大きくてベルト張力の大きな変動が生じる運転状態を検出し、この検出時にはその磁気粘性流体に対し磁力を付与して抵抗を高くし、移動体の振動を制動するようにした。
【００１３】
具体的には、請求項１の発明では、固定部に移動可能に支持された移動体と、この移動体に回転自在に支持され、ベルトが巻き掛けられるテンションプーリと、上記移動体をテンションプーリがベルトを押圧するように移動付勢する付勢手段とを備え、ベルト伝動システムのベルト張力を自動的に調整するようにしたオートテンショナの制御装置が対象である。
【００１４】
そして、磁気粘性流体の粘性抵抗により上記移動体の振動を制動する制振手段と、この制振手段の磁気粘性流体に磁力を付与する磁気付与手段と、ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を検出する回転変動検出手段と、この回転変動検出手段によりベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域が検出されたときに、上記制振手段の磁気粘性流体に磁力が付与されて上記移動体の振動が制動されるように上記磁気付与手段を制御する磁力制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によると、テンションプーリに巻き掛けられるベルトの張力が低下すると、付勢手段の付勢力により、テンションプーリがベルトを押圧するように移動体が移動する一方、ベルトの張力が増大すると、テンションプーリがベルトにより押されて移動体が付勢手段の付勢力に抗して移動する。このことで、適正なベルト張力が得られ、ベルトのスリップが発生することはない。
【００１６】
そして、制振手段は、磁気粘性流体の粘性抵抗により移動体の振動を制動するものであり、ベルト伝動システムの運転中、回転変動検出手段により、ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域が検出されたときに、磁力制御手段により磁気付与手段が制御されて、この磁気付与手段により上記制振手段の磁気粘性流体に磁力が付与され、この磁力により磁気粘性流体の粘性抵抗又は剪断抵抗が増大し、このことで上記移動体（及びベルトスパン）の振動が制動される。よって、ベルト張力変動によるベルトや移動体の振動を抑えて、ベルトのスリップや叩き音等の異音を防止し、ベルトの寿命を延ばすことができる。
【００１７】
請求項２の発明では、上記回転変動検出手段は、ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を回転数及び負荷に基づいて検出するように構成されているものとする。こうしてベルト伝動システムの回転数及び負荷を基にすることで、ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を容易に検出することができる。
【００１８】
請求項３の発明では、上記ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域は低回転低負荷領域とする。このことで、回転変動が特に大きいベルト伝動システムの低回転低負荷領域でのベルト張力変動によるベルトや移動体の振動を抑えて、ベルトのスリップや叩き音等の異音を防止し、ベルトの寿命を延ばすことができる。
【００１９】
請求項４の発明では、上記磁力制御手段は、移動体の振動がロック停止されるように磁気付与手段を制御するものとする。こうすると、移動体やベルトスパンの振動が確実に停止してベルトや移動体の振動を有効に防止することができる。
【００２０】
請求項５の発明では、ベルト伝動システムは、エンジンによりベルトを介して補機を駆動する補機駆動システムとする。また、請求項６の発明では、ベルト伝動システムは、エンジンの吸排気弁の少なくとも一方をベルトを介して開閉駆動する動弁システムとする。
【００２１】
これらの発明によれば、本発明の効果が有効に発揮される最適なベルト伝動システムが得られる。
【００２２】
請求項７の発明では、制振手段は、シリンダボディと、このシリンダボディ内に往復動可能に嵌挿され、シリンダボディ内を磁気粘性流体が充填された２室に区画するピストンと、上記シリンダボディ内の両室を連通する連通路と、上記ピストンに連結され、シリンダボディに対し伸縮するロッドとを備え、上記シリンダボディ又はロッドの一方が固定部を、また他方が移動体をそれぞれ構成しており、磁気付与手段は、上記連通路の磁気粘性流体に磁力を付与するように構成されているものとする。
【００２３】
このことで、ベルトの張力変化によりテンションプーリが移動体と共に移動すると、この移動体の移動によりピストンがシリンダボディ内で往復動し、シリンダボディ内の２室間で磁気粘性流体が連通路を介して往来して、この連通路を通る磁気粘性流体の流路抵抗（粘性抵抗）により移動体の振動が制動される。この連通路の磁気粘性流体に対し磁気付与手段により磁力が付与され、この磁力の変化により磁気粘性流体の流路抵抗が変更されて制動力が変えられる。従って、磁気粘性流体を用いた望ましい制振手段が得られる。
【００２４】
請求項８の発明では、上記制振手段は、固定部と移動体との間に移動体の回動軸心と同心状に配置されかつ磁気粘性流体が充填された流体室を備え、この流体室には、固定部に回転一体に設けられた少なくとも１枚の固定部側プレートと、移動体に回転一体に設けられた少なくとも１枚の移動体側プレートとが移動体の回動軸心方向に交互に並べられて配置されており、磁気付与手段は、上記流体室の磁気粘性流体に磁力を付与するように構成されているものとする。
【００２５】
この構成によると、ベルトの張力変化によりテンションプーリが移動体と共に回動すると、この移動体の回動により、固定部と移動体との間の流体室において移動体側プレートが固定部側プレートと相対的に回動し、この両プレートの相対回動に伴い流体室内の磁気粘性流体が剪断抵抗（粘性抵抗）を受け、この磁気粘性流体の剪断抵抗により移動体の回動が制動される。この流体室の磁気粘性流体に対し磁気付与手段により磁力が付与され、この磁力の変化により磁気粘性流体の粘性が変更されて制動力が可変とされる。この場合も、磁気粘性流体を用いた望ましい制振手段が得られる。
【００２６】
請求項９の発明では、上記制振手段は、移動体の振動を減衰させる減衰手段を構成しているものとする。このことで、制振手段を減衰手段と兼用することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図２は本発明の実施形態１に係る、ベルト伝動システムとしてのエンジンの補機駆動システムＡ１を示し、１は自動車に搭載されたＶ型多気筒エンジン、３はエンジン１のクランク軸２に回転一体に取付固定されたクランクプーリ、５は補機としての空調機用コンプレッサ（図示せず）の回転軸４に回転一体に取付固定されたコンプレッサプーリ、７は補機としてのパワーステアリング用ポンプ（図示せず）の回転軸６に回転一体に取付固定されたＰＳポンププーリ、１０は補機としてのオルタネータ８の回転軸９に回転一体に取付固定されたオルタネータプーリ、１１は冷却ファン１１ａと一体に形成されてそれを回転駆動するためのファンプーリ、１２はアイドラプーリで、上記クランクプーリ３、コンプレッサプーリ５、ＰＳポンププーリ７、オルタネータプーリ１０及びアイドラプーリ１２はいずれもＶリブドプーリからなる一方、ファンプーリ１１は平プーリからなる。これらのプーリ３，５，７，１０〜１２間にはＶリブドベルトからなる伝動ベルト１３が巻き掛けられ、このベルト１３は、上記Ｖリブドプーリからなる各プーリ３，５，７，１０，１２にあってはベルト１３内面（下面）をプーリ３，５，７，１０，１２に接触させた正曲げ状態で、また平プーリからなるファンーリ１１にあってはベルト１３外面（背面）をプーリ１１に接触させた逆曲げ状態でそれぞれ巻き付けられて、いわゆるサーペンタインレイアウトで巻き掛けられており、エンジン１の運転に伴うクランク軸２（クランクプーリ３）の回転によりベルト１３をクランクプーリ３→ファンプーリ１１→コンプレッサプーリ５→アイドラプーリ１２→ＰＳポンププーリ７→オルタネータプーリ１０→クランクプーリ３の順に図２で時計回り方向に走行させて、各補機を駆動するようにしている。
【００２８】
そして、上記ベルト１３においてクランクプーリ３から出る側の緩み側スパン１３ａのうち、該クランクプーリ３とオルタネータプーリ１０との間のスパン１３ａには、そのスパン１３ａをベルト１３外面側から押圧してベルト１３の張力を自動的に調整するためのアームタイプの油圧式オートテンショナ１６が配置されている。
【００２９】
すなわち、図５は上記オートテンショナ１６の構造を拡大して示しており、１７は上記エンジン１の側壁部に取付固定されるマウントで、この実施形態では上記マウント１７とエンジン１とで本発明でいう固定部を構成している。上記マウント１７には移動体としてのアーム１８が基端部にて支持軸１９により揺動可能（回動可能）に支持されている。このアーム１８の先端部には上記支持軸１９と平行のプーリ軸２０が突設され、このプーリ軸２０には平プーリからなるテンションプーリ２１がベアリング（図示せず）を介して回転自在に支持され、このテンションプーリ２１に伝動ベルト１３が外面（背面）から巻き掛けられて押圧される。
【００３０】
上記アーム１８の基端部には上記支持軸１９とオフセットした位置に、制振手段を構成する油圧式ダンパ２４の一端部が連結ピン２３を介して揺動可能に連結され、このダンパ２４の他端部はエンジン１の側壁部（固定部の一部）に揺動可能に連結されており、ダンパ２４によりアーム１８の振動（揺動）を制動させるようにしている。
【００３１】
図３に示すように、上記ダンパ２４は、極めて微細な強磁性体を液体中に分散させてなる磁気粘性流体ＭＲＦの粘性抵抗によりアーム１８（移動体）の振動を制動させるものとされている。すなわち、ダンパ２４は、エンジン１に揺動可能に連結するための連結部２５ａを有するシリンダボディ２５を備え、このシリンダボディ２５内にはその内部空間を第１室２６及び第２室２７に区画するピストン２８が往復動可能に嵌挿され、このシリンダボディ２５内の２室２６，２７に磁気粘性流体ＭＲＦが充填されている。上記ピストン２８にはロッド２９の基端部が一体的に連結固定され、このロッド２９はシリンダボディ２５外に第１室２６側の端部を液密状に貫通して突出しており、ピストン２８の移動によりロッド２９がシリンダボディ２５に対し伸縮する。ロッド２９の先端部には、アーム１８の基端部に上記連結ピン２３により連結するための連結部２９ａが形成されている。
【００３２】
また、上記シリンダボディ２５内の第２室２７にはピストン２８を第１室２６側に向かう方向、つまりロッド２９が伸張する方向に押す付勢手段としての圧縮ばね３１が縮装されている。つまりダンパ２４にばね３１（付勢手段）が内蔵されており、この圧縮ばね３１により、アーム１８をテンションプーリ２１がベルト１３を押圧するように回動付勢している。
【００３３】
そして、上記シリンダボディ２５内周面とピストン２８外周面との間は所定の間隔があけられていて、この間隔により第１及び第２の両室２６，２７を互いに連通する連通路３３が形成されており、ベルト１３の張力が変化してテンションプーリ２１及びそれを支持しているアーム１８が揺動したとき、このアーム１８の揺動によりピストン２８をシリンダボディ２５内で往復動させ、シリンダボディ２５内の２室２６，２７間で磁気粘性流体ＭＲＦを連通路３３を介して往来させて、この連通路３３を通る磁気粘性流体ＭＲＦの流路抵抗（粘性抵抗）によりアーム１８の振動（揺動）を制動するようにしている。
【００３４】
さらに、上記シリンダボディ２５の周りには磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与する磁気付与手段としての電磁石３４が設けられており、この電磁石３４に対する電流の供給による励磁状態により、シリンダボディ２５とピストン２８との間の連通路３３の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与し、電磁石３４への出力制御により磁気粘性流体ＭＲＦに付与する磁力を変化させてアーム１８に対する減衰定数を可変とするようにしている。
【００３５】
図２及び図５に示すように、上記電磁石３４は、コントローラ３７からの制御信号を受けて励磁状態もしくは消磁状態に切り換えられ、又は励磁状態での磁力を変化させるようになっている。上記コントローラ３７には、エンジン回転数を検出する回転センサ３８の出力信号と、エンジン１の負荷として自動車のアクセルペダル（図示せず）の開度を検出するアクセル開度センサ３９（ガソリンエンジンでは、そのスロットル開度を検出するスロットル開度センサでもよい）の出力信号とが入力されている。
【００３６】
ここで、上記コントローラ３７において、オートテンショナ１６の制御のために行われる信号処理動作を図１により説明する。まず、最初のステップＳ１で上記各センサ３８，３９の検出値を入力し、ステップＳ２では、上記回転センサ３８により検出されたエンジン回転数と、アクセル開度センサ３９により検出されたエンジン１の負荷としてのアクセル開度とに基づきエンジン１の運転領域を判定し、その運転領域がエンジン１の回転変動の所定以上に大きい低回転低負荷領域（例えば図６（ａ），（ｂ）に示すようにエンジン回転数が１５００ｒｐｍ以下の回転域）にあるかどうかを判定する。この判定が「非低回転低負荷領域」のＮＯのときには、ステップＳ１に戻る。
【００３７】
これに対し、上記ステップＳ２の判定が「低回転低負荷領域」のＹＥＳのときには、ステップＳ３に進み、上記電磁石３４に制御信号を出力してそれを励磁状態にし、シリンダボディ２５とピストン２８との間の連通路３３の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与してアーム１８に対する減衰定数を可変とする。
【００３８】
この実施形態では、上記ステップＳ２により、エンジン１の回転変動が所定以上に大きい運転領域（低回転低負荷領域）を検出する回転変動検出手段４１が、またステップＳ３により、この回転変動検出手段４１によりエンジン１の回転変動が所定以上に大きい運転領域が検出されたときに、上記ダンパ２４の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力が付与されてオートテンショナ１６のアーム１８の振動が制動されるように上記電磁石３４を制御する磁力制御手段４２がそれぞれ構成されている。
【００３９】
したがって、この実施形態においては、オートテンショナ１６のアーム１８にダンパ２４のピストン２８がロッド２９を介して連結され、このピストン２８がシリンダボディ２５内における第２室２７の圧縮ばね３１の付勢力によりロッド２９をシリンダボディ２５から伸張させる方向に付勢されているので、エンジン１の運転中、補機駆動システムＡ１により各補機（空調機用コンプレッサ、パワーステアリング用ポンプ、オルタネータ８、ファン１１ａ）が駆動されているとき、ダンパ２４内の圧縮ばね３１によりアーム１８が回動付勢されて、この付勢力によりアーム１８先端のテンションプーリ２１がベルト１３のスパン１３ａを押圧し、このことでベルト１３の張力が付与される。
【００４０】
そして、ベルト１３の張力の変化によりアーム１８がテンションプーリ２１と共に支持軸１９回りに揺動すると、このアーム１８に連結されているピストン２８がシリンダボディ２５内で往復動する。このピストン２８の往復動に伴い、シリンダボディ２５内の２室２６，２７間で磁気粘性流体ＭＲＦが連通路３３を介して往来し、この連通路３３を通る磁気粘性流体ＭＲＦの流路抵抗（粘性抵抗）によりアーム１８の振動が制動される。
【００４１】
そのとき、回転センサ３８によりエンジン回転数が、またアクセル開度センサ３９によりエンジン１の負荷としてのアクセル開度がそれぞれ検出され、これらエンジン回転数及びアクセル開度に基づきエンジン１の運転領域が判定され、その運転領域が例えば図６（ａ）に示すように１５００ｒｐｍ以下であってエンジン１の回転変動の所定以上に大きい低回転低負荷領域にあるときには、電磁石３４にコントローラ３７から電流が流れてそれが励磁され、この電磁石３４の励磁状態によりシリンダボディ２５とピストン２８との間の連通路３３の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力が付与される。また、この磁力の変化により磁気粘性流体ＭＲＦの流路抵抗が変更されて制動力が変えられ、このような磁気粘性流体ＭＲＦへの磁力を変更制御することにより、アーム１８に対する減衰定数を可変とすることができる。
【００４２】
すなわち、この電磁石３４の励磁によりダンパ２４の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力が付与され、この磁力により磁気粘性流体ＭＲＦの粘性抵抗が増大し、この抵抗により、図６（ｂ）に示す如く、オートテンショナ１６におけるアーム１８の振動が抑制される。このことによって、エンジン１の回転変動の所定以上に大きい低回転低負荷領域でのベルト１３やオートテンショナ１６のアーム１８の振動を抑えて、ベルト１３のスリップや叩き音等の異音を防止でき、ベルト１３の寿命を延ばすことができる。
【００４３】
尚、上記実施形態のダンパ２４は図４に示す振動モデルと見倣すことができ、その振動モデルは以下の式で表される。
【００４４】
ｍ（ｄｘ／ｄｔ）²＋ｃ（ｄｘ／ｄｔ）＋ｋｘ＝Ｆ（ｔ）
但し、ｍは可動部分の質量、ｋはばね定数、ｃは粘性減衰定数、Ｆ（ｔ）はベルト１３の張力である。
【００４５】
この場合、磁気粘性流体ＭＲＦを使用して、その粘性減衰定数ｃを任意に変化させることができるので、入力となるベルト張力Ｆ（ｔ）に対し最適な減衰力を時系列で調整することができる。速度依存性に対しては、速度が速い場合は粘性を低く、遅い場合は粘度を高くすることによって一定の減衰力を得ることができ、速度依存性を考慮する必要がなくなる。換言すれば、任意の速度依存性を持った減衰力を得ることができることとなる。
【００４６】
尚、上記実施形態では、シリンダボディ２５内の両室２６，２７を連通する連通路３３をシリンダボディ２５内周面とピストン２８外周面との間に形成しているが、この他、例えばピストン２８自体やシリンダボディ２５の壁部等に連通路を形成することもできる。
【００４７】
また、上記実施形態では、電磁石３４をシリンダボディ２５の外側に配置しているが、必ずしも外側にある必要はなく、例えばピストン２８内部等にあってもよい。
【００４８】
さらに、上記実施形態はアームタイプの油圧式オートテンショナ１６に適用した例であるが、本発明はロッドタイプの油圧式オートテンショナにも適用することができる。このロッドタイプの油圧式オートテンショナは、図示しないが、エンジン１（固定部）に軸方向に摺動可能つまりスライド可能に支持されたロッド部と、このロッド部の先端部に回転自在に支持されたテンションプーリと、ロッド部に連結されてその摺動を減衰させる油圧式ダンパとを備えたもので、この油圧式ダンパは上記実施形態１と同様のものが用いられる。また、このロッドタイプの油圧式オートテンショナにおいて、そのロッド部を油圧式ダンパのシリンダボディ又はロッドの一方で、また固定部をシリンダボディ又はロッドの他方でそれぞれ構成して兼用してもよく、オートテンショナがコンパクトな構造となる。
【００４９】
また、上記実施形態において、コントローラ３７により、アーム１８の振動がロック停止されるように電磁石３４の磁力を制御してもよく、アーム１８やベルトスパン１３ａの振動が確実に停止してベルト１３やアーム１８の振動を有効に防止することができる。
【００５０】
（実施形態２）
図７及び図８は本発明の実施形態２を示し（尚、図１〜図６と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、上記実施形態１では、ベルト伝動システムを補機駆動システムＡ１とし、かつ油圧式ダンパ２４を備えたオートテンショナ１６に適用しているのに対し、ベルト伝動システムをエンジン１の動弁システムとし、かつピスカス式ダンパ（多板式粘性ダンパ）を備えたオートテンショナ１６に適用したものである。
【００５１】
すなわち、この実施形態では、図示しないが、例えばエンジン１のクランク軸２により吸排気弁駆動用のカム軸を歯付ベルトからなるタイミングベルト４５（図８参照）によりクランク軸２の回転と同期して駆動するための動弁システムＡ２を対象としており、ビスカス式オートテンショナ１６は、そのタイミングベルト４５の張力を自動的に調整するために用いられている。
【００５２】
図７及び図８において、４６は基端部（図７で右端部）に位置する大径部４６ａと先端側（図７で左側）に位置する小径部４６ｂとからなる円筒状の固定軸で、その内部に先端側から取付ボルト（図示せず）を挿通してそれをエンジン１に螺合することで、固定軸４６がエンジン１に回動不能に取付固定される。この実施形態では固定軸４６とエンジン１とで固定部を構成している。
【００５３】
上記固定軸４６には移動体としての段付き円筒状のスリーブ４７が揺動可能（回動可能）に支持されている。このスリーブ４７は、固定軸４６の大径部４６ａが嵌合される大径孔部４８ａと、小径部４６ｂが嵌合される小径孔部４８ｂとからなる中心孔４８を有し、この中心孔４８に固定軸４６を先端側から滑り軸受４９，４９を介在して嵌合することで、スリーブ４７が固定軸４６にその軸心Ｏ１回りに揺動するように支持されている。
【００５４】
上記スリーブ４７の先端側には、中心孔４８（固定軸４６の軸心Ｏ１）からオフセットした中心Ｏ２を有するプーリ軸２０が一体に形成され、このプーリ軸２０にテンションプーリ２１がベアリング５１（そのアウタレースをテンションプーリ２１で兼用している）を介して回転自在に支持されている。
【００５５】
一方、スリーブ４７の基端部の外周にはばね止め部材５２が外嵌合されて回転一体に固定され、図８に示す如く、このばね止め部材５２には付勢手段としての引張ばね５３の一端部が係合され、この引張ばね５３の他端部はエンジン１に係止されており、この引張ばね５３によりスリーブ４７を図８で時計回り方向に回動付勢してプーリ軸２０上のテンションプーリ２１がタイミングベルト４５のスパンを背面から押圧するようにしている。
【００５６】
図７に示すように、上記固定軸４６とスリーブ４７との間にピスカス式ダンパ５５が設けられている。このダンパ５５は、固定軸４６の大径部４６ａ前面及び該大径部４６ａ側の小径部４６ｂ外周面と、スリーブ４７の中心孔４８における大径孔部４８ａの小径孔部４８ｂ側の内周面並びに大径孔部４８ａ及び小径孔部４８ｂ間の段差面とで囲まれてスリーブ４７の回動軸心（固定軸４６の軸心Ｏ１）と同心状に配置された円環状の流体室５６を備え、この流体室５６に磁気粘性流体ＭＲＦが充填されている。
【００５７】
さらに、上記流体室５６には、固定軸４６の小径部４６ｂ外周面に回転一体に係合された複数枚のインナプレート５７，５７，…（固定部側プレート）と、スリーブ４７の大径孔部４８ａ内周面に回転一体に係合された複数枚のアウタプレート５８，５８，…（移動体側プレート）とが各プレート５７，５８間にそれぞれスペーサ（図示せず）を介して間隔をあけるようにスリーブ４７の回動軸心方向に交互に並べられて配置されており（尚、両プレート５７，５８は少なくとも１枚ずつであればよい）、ベルト４５の張力の変化によりテンションプーリ２１と共にスリーブ４７が固定軸４６に対し回動したときに、固定軸４６とスリーブ４７との間の流体室５６において各アウタプレート５８を各インナプレート５７と相対的に回動させ、この両プレート５７，５８の相対回動に伴う流体室５６内の磁気粘性流体ＭＲＦの剪断抵抗（粘性抵抗）によりスリーブ４７の回動を減衰するようにしている。尚、図７中、５９は流体室５６の先端側部に配置された固定プレート、６０は流体室５６を密閉状にシールするシール部材である。
【００５８】
そして、上記スリーブ４７の基端部の周りには電磁石３４が配置され、この電磁石３４の励磁により流体室５６の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与するようにしている。尚、この電磁石３４は固定軸４６やスリーブ４７の内部に埋込み状態で設けてもよく、流体室５６の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力を付与するように配置すればよい。その他の構成は上記実施形態１と同じである。
【００５９】
したがって、この実施形態においては、オートテンショナ１６のスリーブ４７に引張ばね５３が連結され、この引張ばね５３の付勢力によりスリーブ４７が回動付勢されているので、エンジン１の運転状態で動弁システムＡ２によりカム軸がクランク軸２と同期して駆動されているとき、スリーブ４７上のテンションプーリ２１がタイミングベルト４５を押圧する。
【００６０】
そして、ベルト４５の張力変化によりスリーブ４７がテンションプーリ２１と共に固定軸４６回りに回動すると、このスリーブ４７の回動により、固定軸４６外周面とスリーブ４７の中心孔４８内周面との間の流体室５６において、スリーブ４７に回転一体に係合されている各アウタプレート５８が、固定軸４６に回転一体に係合されている各インナプレート５７と相対的に回動し、この両プレート５７，５８の相対回動に伴って流体室５６内の磁気粘性流体ＭＲＦが剪断抵抗（粘性抵抗）を受け、この磁気粘性流体ＭＲＦの剪断抵抗によりスリーブ４７の回動が減衰される。
【００６１】
また、実施形態１のように、エンジン１の運転領域が例えば１５００ｒｐｍ以下であってエンジン１の回転変動の所定以上に大きい低回転低負荷領域にあるときには、スリーブ４７外の電磁石３４にコントローラ３７から励磁信号が出力されて、この電磁石３４により流体室５６の磁気粘性流体ＭＲＦに磁力が付与され、この磁力の変化により磁気粘性流体ＭＲＦの粘性が変更されて制動力が可変とされる。
【００６２】
よって、この実施形態においても実施形態１と同様の作用効果が得られる。また、このようにビスカス式オートテンショナ１６のダンパ５５に磁気粘性流体ＭＲＦを用いることにより、減衰特性を保ったままで、タイミングベルト４５の張力変化が速い状態においても追従できない領域をなくすことができる。
【００６３】
尚、上記実施形態１では、オートテンショナ１６のダンパとして油圧式ダンパ２４を、また実施形態２ではピスカス式ダンパ５５（多板式粘性ダンパ）をそれぞれ用いているが、これら以外の他の構造のダンパを用いて、その内部に磁気粘性流体ＭＲＦを充填してもよい。その各種の例については本出願人が先に提案している構造（特願２００１―２８３１４１号明細書及び図面参照）を採用することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、制振手段をダンパ２４，５５で兼用しているが、ダンパとは別個に設けてもよいのは勿論のことである。
【００６５】
さらに、上記実施形態は、エンジン１の補機駆動システムＡ１や動弁システムＡ２に適用した例であるが、本発明はその他のエンジン用ベルト伝動システムに用いられるオートテンショナに対しても適用できるのはいうまでもない。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明した如く、請求項１の発明によると、ベルト伝動システムにおけるベルトの張力を自動的に調整するオートテンショナに対し、磁気粘性流体の粘性抵抗により移動体の振動を制動させる制振手段と、この制振手段の磁気粘性流体に磁力を付与する磁気付与手段とを設け、ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を検出して、この運転領域の検出時に磁気付与手段を制御し、制振手段の磁気粘性流体に磁力を付与して移動体の振動を制動するようにしたことにより、制振手段の磁気粘性流体に付与された磁力により磁気粘性流体の粘性抵抗又は剪断抵抗を増大させて移動体又はベルトスパンの振動を制動でき、ベルト張力変動によるベルトや移動体の振動を抑えて、ベルトのスリップや叩き音等の異音の防止化、ベルトの高寿命化を図ることができる。
【００６７】
請求項２の発明によると、ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を回転数及び負荷に基づいて検出するようにしたことにより、そのベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域の検出の容易化を図ることができる。
【００６８】
請求項３の発明によると、上記ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を低回転低負荷領域としたことにより、回転変動が特に大きい低回転低負荷領域でのベルト張力変動によるベルトや移動体の振動を抑えて、ベルトのスリップや叩き音等の異音を防止し、ベルトの寿命を延ばすことができる。
【００６９】
請求項４の発明によると、制振手段の磁気粘性流体に磁力を付与して移動体の振動をロック停止させるようにしたことにより、移動体やベルトスパンの振動を確実に停止させて、ベルトや移動体の振動を有効に防止することができる。
【００７０】
請求項５の発明では、ベルト伝動システムは、エンジンによりベルトを介して補機を駆動する補機駆動システムとした。また、請求項６の発明では、ベルト伝動システムは、エンジンの吸排気弁の少なくとも一方をベルトを介して開閉駆動する動弁システムとした。従って、これら発明によれば、本発明の効果が有効に発揮される最適なベルト伝動システムが得られる。
【００７１】
請求項７の発明では、制振手段は、シリンダボディと、このシリンダボディ内に往復動可能に嵌挿され、シリンダボディ内を磁気粘性流体が充填された２室に区画するピストンと、上記シリンダボディ内の両室を連通する連通路と、上記ピストンに連結され、シリンダボディに対し伸縮するロッドとを備え、上記シリンダボディ又はロッドの一方が固定部を、また他方が移動体をそれぞれ構成しており、磁気与手段で上記連通路の磁気粘性流体に磁力を付与するようにした。また、請求項８の発明では、制振手段は、固定部と移動体との間に移動体の回動軸心と同心状に配置されかつ磁気粘性流体が充填された流体室を備え、この流体室には、固定部に回転一体に設けられた少なくとも１枚の固定部側プレートと、移動体に回転一体に設けられた少なくとも１枚の移動体側プレートとが移動体の回動軸心方向に交互に並べられて配置されており、磁気付与手段により上記流体室の磁気粘性流体に磁力を付与するようにした。従って、これらの発明によれば、磁気粘性流体を用いた望ましい制振手段が得られる。
【００７２】
請求項９の発明によると、制振手段は、移動体の振動を減衰させる減衰手段を構成しているものとしたことにより、制振手段を減衰手段と兼用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態においてオートテンショナの制御のためにコントローラで行われる信号処理動作を示すフローチャート図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジンの補機駆動システムの全体構成を示す正面図である。
【図３】オートテンショナにおけるダンパを模式的に示す断面図である。
【図４】ダンパの振動モデルを示す図である。
【図５】オートテンショナの全体斜視図である。
【図６】エンジン回転数の低回転域でダンパによりアームの振動を制動する特性を示す特性図である。
【図７】実施形態２に係るオートテンショナの断面図である。
【図８】実施形態２に係るオートテンショナの正面図である。
【符号の説明】
Ａ１ 補機駆動システム（ベルト伝動システム）
Ａ２ 動弁システム（ベルト伝動システム）
１ エンジン
３ クランクプーリ
５ コンプレッサプーリ
７ ＰＳポンププーリ
８ オルタネータ
１０ オルタネータプーリ
１３ 伝動ベルト
１３ａ スパン
１６ オートテンショナ
１７ マウント
１８ アーム（移動体）
２１ テンションプーリ
２４ 油圧式ダンパ（制振手段）
２６ 第１室
２７ 第２室
２８ ピストン
２９ ロッド
３１ ばね（付勢手段）
３３ 連通路
３４ 電磁石（磁気付与手段）
３７ コントローラ
３８ 回転センサ
３９ アクセル開度センサ
４１ 回転変動検出手段
４２ 磁力制御手段
４５ タイミングベルト
４６ 固定軸
４７ スリーブ
５３ 引張ばね（付勢手段）
５５ ピスカス式ダンパ（制振手段）
５６ 流体室
５７ インナプレート（固定部側プレート）
５８ アウタプレート（移動体側プレート）
ＭＲＦ 磁気粘性流体

Claims (9)

1. 固定部に移動可能に支持された移動体と、該移動体に回転自在に支持され、ベルトが巻き掛けられるテンションプーリと、上記移動体をテンションプーリがベルトを押圧するように移動付勢する付勢手段とを備え、ベルト伝動システムのベルト張力を自動的に調整するようにしたオートテンショナの制御装置であって、
   磁気粘性流体の粘性抵抗により上記移動体の振動を制動する制振手段と、
   上記制振手段の磁気粘性流体に磁力を付与する磁気付与手段と、
   ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を検出する回転変動検出手段と、
   上記回転変動検出手段によりベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域が検出されたときに、上記制振手段の磁気粘性流体に磁力が付与されて上記移動体の振動が制動されるように上記磁気付与手段を制御する磁力制御手段とを備えていることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
2. 請求項１のオートテンショナの制御装置において、
   回転変動検出手段は、ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域を回転数及び負荷に基づいて検出するように構成されていることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
3. 請求項１又は２のオートテンショナの制御装置において、
   ベルト伝動システムの回転変動が所定以上に大きい運転領域は低回転低負荷領域であることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つのオートテンショナの制御装置において、
   磁力制御手段は、移動体の振動がロック停止されるように磁気付与手段を制御するものとされていることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つのオートテンショナの制御装置において、
   ベルト伝動システムは、エンジンによりベルトを介して補機を駆動する補機駆動システムであることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１つのオートテンショナの制御装置において、
   ベルト伝動システムは、エンジンの吸排気弁の少なくとも一方をベルトを介して開閉駆動する動弁システムであることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
7. 請求項１〜３のいずれか１つのオートテンショナの制御装置において、
   制振手段は、シリンダボディと、
   上記シリンダボディ内に往復動可能に嵌挿され、シリンダボディ内を磁気粘性流体が充填された２室に区画するピストンと、
   上記シリンダボディ内の両室を連通する連通路と、
   上記ピストンに連結され、シリンダボディに対し伸縮するロッドとを備え、
   上記シリンダボディ又はロッドの一方が固定部を、また他方が移動体をそれぞれ構成しており、
   磁気付与手段は、上記連通路の磁気粘性流体に磁力を付与するように構成されていることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
8. 請求項１〜３のいずれか１つのオートテンショナの制御装置において、
   制振手段は、固定部と移動体との間に移動体の回動軸心と同心状に配置されかつ磁気粘性流体が充填された流体室を備え、
   上記流体室には、固定部に回転一体に設けられた少なくとも１枚の固定部側プレートと、移動体に回転一体に設けられた少なくとも１枚の移動体側プレートとが移動体の回動軸心方向に交互に並べられて配置されており、
   磁気付与手段は、上記流体室の磁気粘性流体に磁力を付与するように構成されていることを特徴とするオートテンショナの制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つのオートテンショナの制御装置において、
   制振手段は、移動体の振動を減衰させる減衰手段を構成していることを特徴とするオートテンショナの制御装置。

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