JP4282253B2 - ベルト伝動装置 - Google Patents

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掛ける必要があるが、エンジン始動後も必要以上に高い張力がべルトに継続してかかることになるので、ベルトの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、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べ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り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第１、第２、第３のスプリングと、第１、第２、第３のスプリングを同心円状に直列結合させる２つの円筒状の連結プレートと、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、更に第１、第２、第３のスプリングのバネ定数を装置としての共振点を回避するように調整するとともに、バネ定数の大きさの順番に内側から外側ヘ、あるいは外側から内側へ連結プレートを介して軸方向に順番にずらして配置したものである。
【０００８】
この発明の請求項２に係るベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置は、アームプレートのスプリング当接面及びシリンダに設けられたフランジ部のスプリング当接面に緩衝部材を設けたものである。
【０００９】
この発明の請求項３に係るベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置は、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。
【００１０】
この発明の請求項４に係るベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置は、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。
【００１２】
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。
【００１３】
この発明の請求項６に係るベルト伝動装置は、始動時には回転電機のベルト張り側、始動後にはエンジン用プーリのベルト緩み側になる位置にベルト張力調整装置が設置されるものである。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
【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は推力シャフトが電動機側に移動して、第３のスプリングがアームプレートの端面から離れる直前の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、図６は推力シャフトがさらに電動機側に移動して、第２のスプリングがアームプレートの端面から離れる直前の状態の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は推力シャフトが電動機側に最も移動した状態のベルト張力調整装置を示す平面断面図、図９は同じく側面断面図、図１０は第ｌ、第２、第３スプリング単品の撓み量とバネ荷重との関係、及びこれら３つのスプリングを下記のごとく構成した場合の撓み量とバネ荷重との関係を示すグラフである。
【００１７】
図において、１はエンジン、２はエンジンｌのクランク軸に取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１０が巻かれるテンションプーリユニットであり、ベルト１０はクランクプーリ２から反時計回りに、固定テンショナプーリ５、補機用プーリ３、補機用プーリ４、固定テンショナプーリ６、回転電機用プーリ７、ベルト張力調整装置９に設けられたテンションプーリユニット８の順に巻き掛けられており、このベルト張力調整装置９は、ベルト１０の張力を連続的に可変することができるように構成されている。
【００１８】
固定テンショナプーリ５，６は、クランクプーリ２、補機用プーリ３，４、回転電機用プーリ７に掛かるベルト１０のベルト巻き角を大きくして、ベルトスリップが発生しないように設定されている。
また、ベルト張力調整装置９も同様に、回転電機用プーリ７及びクランクプーリ２のベルト巻き角を大きくして、ベルトスリップが発生しないようにしているとともに、ベルト１０の張力を予め設定した一定張力に維持するように動作している。
【００１９】
図２、図３において、テンションプーリユニット８は、外周にベルト１０が掛けられる円筒状のテンションプーリ１１と、この内周側に嵌合固定されたベアリング１２と、このベアリング１２の内径側に圧入嵌合されたブッシユ１３と、ブッシユ１３に挿入されるとともにベアリング１２の内輪端面に当接するスペーサ１４と、テンションプーリｌｌに嵌合したベアリング１２をブッシユ１３とスペーサ１４を介して保持するとともに、その両側をボルト１５で挟持締結したコの字状のアームプレート１６から構成されている。
テンションプーリ１１は、ベアリング１２によってブッシユ１３あるいはボルト１５と同軸的に回転自在に構成されている。
【００２０】
１７は上記アームプレート１６と溶接、カシメなどの結合手段によって結合固定されたピストン、１８はその内径円筒部でピストン１７と滑らかに摺動するシリンダ、１９はピストン１７に嵌合されるとともに、ピンガイド１８ａ内を移動することによりシリンダ１８との相対回転を規制するピン、１８ｂはシリンダ１８の端部に構成されたフランジ部であり、このフランジ部１８ｂとアームプレート１６の間に装着された第１のスプリング２０ａ、第２のスプリング２０ｂ及び第３のスプリング２０ｃと、これらを直列に連結する第１の連結プレート２１ａ及び第２の連結プレート２１ｂとによって、オートテンショナ機能を有する多段階のスプリング弾性力発生部を構成している。シリンダ１８の底部を構成する弾性部材２２は、ピストン１７の動きを規制すると同時に緩衝機能をも有するゴム系の材料などから構成される。
又、２３はフランジ部１８ｂのスプリング当接面に設けられた緩衝部材、２４はアームプレート１６のスプリング当接面に設けられた緩衝部材である。
【００２１】
上記シリンダ１８及びフランジ部１８ｂは推力シャフト２５の一部分を構成しており、この推力シャフト２５の円柱部２５ａは電動機２６の回転シャフト２７の内周円筒部２７ａと滑らかに摺動可能であり、かつ回転シャフト２７のネジ部２７ｂと推力シャフト２５のネジ部２５ｂはネジ結合されており、回転シャフト２７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２５に伝達することにより、シリンダ１８の左右方向の移動を可能にしている。
【００２２】
次に、電動機２６の構成について説明する。２８は、永久磁石などにより構成され、磁束を作る働きをする界磁磁極、２９は磁路を構成するヨーク、３０は磁路を構成するコア部、３１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、３２はこの電機子コイル３１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２７とから電機子３３が構成されている。
【００２３】
さらに、３４は回転シャフト２７をスペーサ３５と止め輪３６との共同で軸方向に固定するとともに、挿嵌支持しているフロント側ベアリング、３７はこのフロント側ベアリング３４を嵌合支持しているフロント側ブラケット、３８は回転シャフト２７のリヤ側を挿嵌支持しているリヤ側ベアリング、３９はこのリヤ側ベアリング３８を嵌合支持しているリヤ側ブラケット、４０はコンミテータ３２と摺動して給電するブラシ、４１はブラシ４０を保持するブラシホルダーである。
【００２４】
本実施形態においては、電動機２６がフロント側ブラケット３７を介してボルト４２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１８ａは、ピストン１７とシリンダ１８が相対回転しないように設けられたものであり、ガイド棒４３とフランジ部１８ｂの一端に設けられたスリット１８ｃは、ネジ部２７ｂとネジ部２５ｂとの摩擦力によって、回転シャフト２７と推力シャフト２５が共回りしないように設けられたものである。
【００２５】
４４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、ＣＰＵ４４では、信号処理並びに演算処理が行われ、処理された制御信号が電動機制御回路４５に伝えられる。４６は電動機制御回路４５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４６により電動機２６の通電制御が行われる。
【００２６】
次に、上記構成のベルト伝動装置の動作について説明する。
図１において、エンジン１が停止した状態からエンジン１を始動させる時、車のキースイッチか、あるいは所定の始動条件下で図示していない始動電動発電機によって回転電機用プーリ７が時計回りに回転させられ、この回転駆動力がベルト１０を介してクランクプーリ２に伝達され、クランクプーリ２が回転してエンジン１が始動する。
【００２７】
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。
【００２８】
ベルト１０の設定張力の切り換え制御は、次のようにして実施される。
まず、外部信号であるエンジン回転数信号、エンジン始動信号、車速信号、電動機回転数信号、補機負荷レベル信号、ブレーキペダル位置信号（図示せず）、アクセルペダル位置信号（図示せず）、ベルト張力値信号（図示せず）あるいはテンションプーリ１１の位置信号などがＣＰＵ４４に伝えられる。ＣＰＵ４４では信号処理、演算処理され、処理された制御信号が電動機制御回路４５に伝えられる。
次に、電動機制御回路４５から電動機制御信号が電動機駆動回路４６に伝えられ、その制御信号に基づき電動機駆動回路４６により電動機２６の通電制御が行われる。
【００２９】
次に、ベルト張力調整装置９の動作について説明する。
まず、図ｌにおいて、ベルト張力調整装置９のテンションプーリユニット８がベルト１０を右斜め上方向に押圧することにより、ベルト１０の張力は調整されている。
図２、図３は始動電動発電機によってエンジンを始動させる場合のベルト張力調整装置９の状態を示しており、ベルト張力調整装置９のテンションプーリユニット８が最も押し出された時のベルト張力調整装置９の内部状態を示している。
【００３０】
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２６を回転させるように、電動機駆動回路４６からブラシ４０、コンミテータ３２を介して電機子コイル３１に通電される。
電機子３３に回転力が発生すると、回転シャフト２７のネジ部２７ｂと推力シャフト２５のネジ部２５ｂのネジ締結部で、電機子３３の回転力が推力シャフト２５を押し出す力に変換されて、推力シャフト２５はフロント側に押し出される。
【００３１】
推力シャフト２５が押し出されると、フランジ部１８ｂ、第３のスプリング２０ｃ、第２の連結プレート２１ｂ、第２のスプリング２０ｂ、第ｌの連結プレート２１ａ及び第ｌのスプリング２０ａを介して、テンションプーリユニット８が第１、第２及び第３のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃのバネ特性で設定される弾性力でベルト１０を押圧する。
この場合、推力シャフト２５が押し出され、第ｌ、第２及び第３のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃは大きく圧縮されるので、バネ弾性力も大きく、テンションプーリユニット８がベルト１０を押圧する力も大きくなり、ベルト１０の張力も増加し、始動に必要な張力に調整される。この時、ピストン１７の先端はシリンダ１８の底に装着されている弾性部材２２にわずかな距離まで近づく位置に調整される。
【００３２】
次に、始動電動発電機が始動されると、ベルト張力調整装置９側のベルト１０は、ベルト張り側となる為さらに張力が増加し、テンションプーリ１１がベルト１０からの反力で押し戻されようとするが、前記ピストン１７の先端と弾性部材２２が当接して、テンションプーリユニット８が押し戻されるのをブロックするので、通常のオートテンショナの如くテンションプーリ１１が押し戻されて、張力が低下してしまい、負荷に駆動力を伝達できないというような不具合は発生しない。
尚、図３のピン１９とピンガイド１８ａは、ピストン１７とシリンダ１８が相対回転しないように設けられたものであり、ガイド棒４３とフランジ１８ｂのスリット１８ｃは、ネジ部２７ｂとネジ部２５ｂの摩擦力によって、回転シャフト２７と推力シャフト２５が共回りしないように設けられたものである。
【００３３】
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が戻され、第３のスプリング２０ｃが伸びて、ちょうどアームプレート１６の端面から第３のスプリング２０ｃが離れる直前の状態を示している。
図６，図７は、さらにベルト張力調整装置９のテンションプーリユニット８が戻され、第２のスプリング２０ｂも伸びて、ちょうどアームプレート１６の端面から第２のスプリング２０ｂが離れる直前の状態を示している。
図８，図９は、エンジン始動後、ベルト張力調整装置９のテンションプーリユニット８が最大まで戻されて、通常の補機駆動時の位置に達したときの状態を示している。
【００３４】
図４〜図９に示されるように、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３３が回転するような制御信号がＣＰＵ４４で生成され、この制御信号がＣＰＵ４４から電動機制御回路４５、電動機駆動回路４６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２５が戻されるとともに、テンションプーリユニット８もベルト反力により押し戻され、直列に接続した第１、第２、第３のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃのバネ弾性力とベルト１０からの反力が釣り合う位置にベルト張力が調整される。
【００３５】
図１０は、第１、第２、第３のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃそれぞれのたわみ量とバネ荷重との関係、及び本発明に示すように、第１、第２、第３のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃを同心円状に直列結合した場合のバネのたわみ量とバネ荷重との関係を同ーグラフ上に示したものである。
図１０において、本発明が示す第ｌ、第２、第３のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃを同心円状に直列結合した場合のたわみ量とバネ荷重の関係を示す曲線のＡ点は、図２及び図３に示す状態に対応しており、始動直前あるいは始動開始時のスプリングのたわみ量とバネ荷重の関係状態を示している。
同じく、Ｂ点は図４及び図５が示す状態に対応し、Ｃ点は図６及び図７が示す状態に対応し、更にＤ点は図８及び図９が示す状態に対応している。
【００３６】
尚、第ｌ、第２、第３のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃのバネ定数をそれぞれｋ１，ｋ２，ｋ３とした場合、Ａ点とＢ点の間のバネ定数Ｘ３は、
Ｘ３＝ｋ３
であり、Ｂ点とＣ点の間のバネ定数Ｘ２は、
Ｘ２＝ｋ２・ｋ３／（ｋ２＋ｋ３）
であり、Ｃ点とＤ点の間のバネ定数Ｘ１は、
Ｘ１＝ｋ１・ｋ２・ｋ３／（ｋ１＋ｋ２＋ｋ３）
となり、３段階に変化する。
従って、本発明は、バネのたわみ量によって、バネ荷重及びバネ定数を連続的に複数段階に変化させることが可能であることがわかる。
【００３７】
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、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。
尚、図２から図９までに示したものでは、スプリングが３個直列に結合した場合を示しているが、エンジン始動時、及び始動後の補機駆動時だけの切り換えならば、第１及び第３のスプリングの２個だけで構成しても良い。そして、スプリングを３個直列に結合した場合には、例えば、補機駆動動力の大小によって、張力を木目細かく変化させることができ、又、ベルト１０の共振を回避するために、バネ定数を変化させたりすることができる。
【００３８】
以上のように、複数の円筒状連結プレート２１ａ，２１ｂによりバネ定数の異なる複数のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃを同心円状に直列結合することができるので、複数のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃを直線状に結合した場合と同等となり、軸方向に長くなることなく、軸方向にコンパクトな構成が得られる。
【００３９】
又、上記構成では、バネ定数の異なる複数のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃを、バネ定数の大きさの順番に同心円状配置の内側から外側に配置した例を示したが、逆に外側から内側へ順番に結合してもよい。
このように構成することにより、スプリングが撓んだり、あるいは伸びるに従って、バネ定数が連続的に変化し、スプリングの撓みの大きさによってバネ定数を選択設定できるため、バネ定数及びバネの強さを適宜適切に調整でき、たとえば、システムとしての共振点を回避するようにバネ定数を調整して、共振に起因する不具合発生を防止することができる。
【００４０】
更に、複数のスプリング２０ａ，２０ｂ，２０ｃを軸方向に順番にずらして配置することにより、スプリングが撓んだり、あるいは伸びるに従って、バネ定数が連続的に変化し、スプリングの撓みの大きさによってバネ定数を選択設定できるため、バネ定数及びバネの強さを適宜適切に調整でき、たとえば、システムとしての共振点を回避するようにバネ定数を調整して、共振に起因する不具合発生を防止することができる。
【００４１】
又、アームプレート１６または推力シャフト２５のフランジ部１８ｂのスプリング当接面に緩衝部材２３，２４を設けており、このように構成することにより、スプリングの撓みに従って、複数のスプリングが順番にアームプレート１６の端面に当接していくが、スプリングの撓みの振幅が大きい場合には、スプリングがアームプレート１６の端面に連続的に接離を繰返し、衝突騒音を発生する場合があり、スプリング当接面に緩衝部材２３，２４を設けることにより、騒音発生の不具合を防止できる効果がある。
【００４２】
更に、始動時には回転電機のベルト張り側、始動後にはクランクプーリ２のベルト緩み側になる位置にベルト張力調整装置９を設置しており、エンジン始動後は、クランクプーリ２のベルト緩み側に位置するので、ベルトスリップ防止に最も効果があり、ベルト寿命の向上を図ることができる。
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。
【００４３】
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。
【００４４】
又、ベルト張力調整装置９は、電動機２６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。
【００４５】
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ＣＰＵ４４の信号により、弾性変形手段に連結された電動機２６の回転を制御するようにしたので、ＣＰＵ４４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。
【００４６】
実施の形態２．
上記実施の形態１においては、シリンダ１８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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
【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り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第１、第２、第３のスプリングと、第１、第２、第３のスプリングを同心円状に直列結合させる２つの円筒状の連結プレートと、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、更に第１、第２、第３のスプリングのバネ定数を装置としての共振点を回避するように調整するとともに、バネ定数の大きさの順番に内側から外側ヘ、あるいは外側から内側へ連結プレートを介して軸方向に順番にずらして配置したので、３つのスプリングを直線状に結合することによって軸方向に長くなることなく、軸方向にコンパクトな構成が得られるとともに、スプリングが撓んだり、あるいは伸びるに従ってバネ定数が連続的に変化し、スプリングの撓みの大きさによってバネ定数を選択設定できるため、バネ定数及びバネの強さを適宜適切に調整でき、更には共振に起因する不具合発生を防止することができる。
【００５３】
この発明の請求項２に係るベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置によれば、アームプレートのスプリング当接面及びシリンダに設けられたフランジ部のスプリング当接面に緩衝部材を設けたので、騒音発生を防止できる効果がある。
【００５４】
この発明の請求項３に係るベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置によれば、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ようにしたので、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の張力設定が可能となる。
【００５５】
この発明の請求項４に係るベルト伝動装置におけるベルト張力調整装置によれば、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て、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できる。
【００５７】
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、中央処理装置（ＣＰＵ）がベルト張力の切り換えとタイミングを効率良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。
【００５８】
この発明の請求項６に係るベルト伝動装置によれば、始動時には回転電機のベルト張り側、始動後にはエンジン用プーリのベルト緩み側になる位置にベルト張力調整装置が設置されるので、ベルトスリップ防止に最も効果があり、ベルト寿命の向上を図ることができる。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるエンジンを中心としたベルト伝動装置全体を示す平面図である。
【図２】 テンションプーリユニットが最も突き出た状態のベルト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ベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図４】 推力シャフトが電動機側に移動して、第３のスプリングがアームプレートの端面から離れる直前の状態のベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図５】 推力シャフトが電動機側に移動して、第３のスプリングがアームプレートの端面から離れる直前の状態のベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図６】 推力シャフトがさらに電動機側に移動して、第２のスプリングがアームプレートの端面から離れる直前の状態のベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図７】 推力シャフトがさらに電動機側に移動して、第２のスプリングがアームプレートの端面から離れる直前の状態のベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図８】 推力シャフトが電動機側に最も移動した状態のベルト張力調整装置を示す平面断面図である。
【図９】 推力シャフトが電動機側に最も移動した状態のベルト張力調整装置を示す側面断面図である。
【図１０】 第１、第２、第３のスプリングを同心円状に直列結合した場合のたわみ量とバネ荷重の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ エンジン、２ エンジン用プーリ、３，４ 補機用プーリ、７ 回転電機用プーリ、９ ベルト張力調整装置、１０ ベルト、１１ テンションプーリ、１６ アームプレート、１８ シリンダ、１８ｂ フランジ部、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ スプリング、２１ａ，２１ｂ 連結プレート、２２ 弾性部材、２３，２４ 緩衝部材、２５ 推力シャフト、２５ｂ,２７ｂ ネジ部、２７ 回転シャフト、４４ ＣＰＵ。

Claims (8)

1. エンジンに始動用動力を伝達する回転電機に取り付けられた回転電機用プーリと、始動用動力を上記エンジンに伝達するとともに、エンジンの回転動力を補機に伝達するエンジン用プーリと、このエンジン用プーリからの動力で回転して上記補機を駆動する補機用プーリと、上記回転電機用プーリ、エンジン用プーリ及び補機用プーリに連続して巻き掛けられたベルトと、このベルトを押圧してベルト張力を調整するベルト張力調整装置を備えたベルト伝動装置において、上記ベルト張力調整装置は、上記ベルトが掛けられるとともに回転自在に支持されたテンションプーリと、このテンションプーリを押圧するバネ定数の異なった第１、第２、第３のスプリングと、上記第１、第２、第３のスプリングを同心円状に直列結合させる２つの円筒状の連結プレートと、上記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、更に上記第１、第２、第３のスプリングのバネ定数を装置としての共振点を回避するように調整するとともに、バネ定数の大きさの順番に内側から外側ヘ、あるいは外側から内側へ上記連結プレートを介して軸方向に順番にずらして配置したことを特徴とするベルト伝動装置。
2. ベルト張力調整装置は、アームプレートのスプリング当接面及びシリンダに設けられたフランジ部のスプリング当接面に緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項１記載のベルト伝動装置。
3. ベルト張力調整装置は、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ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のベルト伝動装置。
4. ベルト張力調整装置は、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ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のベルト伝動装置。
5. 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ことを特徴とする詰求項１から請求項４のいずれか１項に記載のベルト伝動装置。
6. 始動時には回転電機のベルト張り側、始動後にはエンジン用プーリのベルト緩み側になる位置にベルト張力調整装置が設置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のベルト伝動装置。
7. エンジンとして車両用エンジンを用いたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のベルト伝動装置。
8. 回転電機として電動発電機を用いたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のベルト伝動装置。

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