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JP2002138847A - ベルト伝動装置 - Google Patents

ベルト伝動装置

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Publication number
JP2002138847A
JP2002138847A JP2000333094A JP2000333094A JP2002138847A JP 2002138847 A JP2002138847 A JP 2002138847A JP 2000333094 A JP2000333094 A JP 2000333094A JP 2000333094 A JP2000333094 A JP 2000333094A JP 2002138847 A JP2002138847 A JP 2002138847A
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JP
Japan
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belt
engine
pulley
tension
spring
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000333094A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Kitamura
裕 北村
Yoji Nishimura
洋二 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to US09/983,090 priority patent/US6953407B2/en
Priority to DE10153329.2A priority patent/DE10153329B4/de
Priority to FR0114026A priority patent/FR2816023B1/fr
Publication of JP2002138847A publication Critical patent/JP2002138847A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オートテンショナの設定張力をエンジンの始
動時と、始動後の補機駆動時においてそれぞれ最適な張
力に可変し得るベルト伝動装置を得る。 【解決手段】 エンジン１に始動用動力を伝達する回転
電機の回転電機用プーリ８と、始動用動力をエンジン１
に伝達するとともにエンジン１の回転動力を補機に伝達
するエンジン用プーリ２と、このエンジン用プーリ２か
らの動力で回転して補機を駆動する補機用プーリ３，
４，５と、回転電機用プーリ８、エンジン用プーリ２及
び補機用プーリ３，４，５に連続して巻き掛けされたベ
ルト１０と、このベルト１０を押圧してベルト張力を複
数段階に設定可能なベルト張力調節手段９，３０とを備
え、張力調節手段９，３０により、ベルト１０の張力
が、エンジン１を始動する時は始動後の補機の駆動時よ
りも大きくなるように設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【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時には大きな伝
達トルクを必要とするため、ベルトに高い張力をかける
必要があるが、エンジン始動後も 必要以上に高い張力
がベルトに継続してかかるので、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掛かると、補機の
軸及び軸受、その支持構造の強度増が必要になり、補機
の大型化、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
ることを課題とするものであって、オートテンショナの
設定張力をエンジンの始動時と、始動後の補機駆動時に
おいてそれぞれ最適な張力に可変し得るベルト伝動装置
を提供するものである。
【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
回転電機の回転電機用プーリと、前記始動用動力を前記
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前記補機を駆動する補機用プーリ
と、前記回転電機用プーリ、前記エンジン用プーリ及び
前記補機用プーリに連続して巻き掛けされたベルトと、
このベルトを押圧してベルト張力を複数段階に設定可能
なベルト張力調節手段とを備え、前記張力調節手段によ
り、前記回転電機で前記エンジンを始動する時の前記ベ
ルトの張力が、エンジンの始動後の前記補機の駆動時よ
りも大きく設定されるものである。
【０００６】この発明の請求項２に係るベルト伝動装置
では、張力調節手段は、回転電機によってエンジンを始
動するときにベルト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。
【０００７】この発明の請求項３に係るベルト伝動装置
では、張力調節手段は、ベルトが巻き掛けられるととも
にベルトの移動で回転するプーリユニットと、このプー
リユニットを押圧してプーリユニットを介して前記ベル
トを押圧するオートテンショナとから構成されている。
【０００８】この発明の請求項４に係るベルト伝動装置
では、オートテンショナは、弾性変形されるスプリング
と、そのときの反力でプーリユニットを押圧するプッシ
ュロッドと、前記スプリングを弾性変形させる弾性変形
手段とを備えたものである。
【０００９】この発明の請求項５に係るベルト伝動装置
では、弾性変形手段は、電磁コイルと、この電磁コイル
に通電されたときに生じる電磁吸引力で吸引されるとと
もにスプリングを押圧する可動電磁コアとを備えたもの
である。
【００１０】この発明の請求項６に係るベルト伝動装置
では、弾性変形手段は、電磁コイルと、この電磁コイル
に通電されたときに生じる電磁吸引力で移動するスプー
ルと、このスプールの移動で圧油が流入する圧入室を有
するシリンダハウジングと、前記圧入室内の圧力上昇で
移動してスプリングを押圧するピストンとを備えたもの
である。
【００１１】この発明の請求項７に係るベルト伝動装置
では、弾性変形手段は、ダイヤフラムで仕切られたダイ
ヤフラム室内にワックスが入ったワックスハウジング
と、このワックスハウジングに取り付けられ通電された
ときに発熱するヒータユニットと、前記ヒータユニット
の発熱で前記ワックスが膨張することでスプリングを押
圧するピストンとを備えたものである。
【００１２】この発明の請求項８に係るベルト伝動装置
では、弾性変形手段は、電動機と、この電動機の回転ト
ルクが伝達されて回転するネジ式位置調整軸と、このネ
ジ式位置調整軸の回転により軸線方向に移動してスプリ
ングを押圧するネジ式可動円盤とを備えたものである。
【００１３】この発明の請求項９に係るベルト伝動装置
では、スプリングを収めたハウジング内には粘性流体が
入っている。
【００１４】この発明の請求項１０に係るベルト伝動装
置では、エンジンは車両用エンジンである。
【００１５】この発明の請求項１１に係るベルト伝動装
置では、少なくとも、エンジンの回転数、エンジンの始
動信号、車速及びベルト張力の情報を処理する中央処理
装置からの信号により、プッシュロッドの位置が設定さ
れる。
【００１６】この発明の請求項１２に係るベルト伝動装
置では、回転電機は始動電動機である。
【００１７】この発明の請求項１３に係るベルト伝動装
置では、回転電機は発電電動機である。
【００１８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１のベルト伝動装置の平面図、図２は図１の
オートテンショナ３０の近傍の拡大図、図３は図２の要
部断面図、図４(ａ)は電磁コイル３１に励磁電流が流れ
ていないときのオートテンショナ３０の断面図、図４
(ｂ)は電磁コイル３１に励磁電流が通電されたときのオ
ートテンショナ３０の断面図である。
【００１９】このベルト伝動装置は、エンジン１のクラ
ンク軸に取り付けられたエンジン用プーリであるクラン
クプーリ２と、補機Ａ、補機Ｂ、補機Ｃにそれぞれ取付
けられた補機用プーリ３，４，５と、固定テンショナプ
ーリ６，７と、回転電機である始動電動機に取付けられ
た回転電機用プーリ８と、プーリユニット９と、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
６、補機用プーリ３、補機用プーリ４、固定テンショナ
プーリ７、補機用プーリ５、プーリユニット９、回転電
機用プーリ８の順に巻き掛けされた１本のベルト１０
と、ベルト１０の張力を２段階に設定し得るオートテン
ショナ３０とを備えている。ここで、プーリユニット９
及びオートテンショナ３０で張力調節手段を構成し、こ
の張力調節手段でベルト１０の張力を２段階に設定する
ようになっている。
【００２０】固定テンショナプーリ６，７は、クランク
プーリ２、補機用プーリ３，４，５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
いようにしている。また、プーリユニット９も同様に補
機用プーリ５及び回転電機用プーリ８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
と共に、ベルト１０の張力を予め設定した一定張力に維
持する働きがある。プーリユニット９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ュ１７と、
ベアリング１２及びブッシュ１７に当接したプレート１
８と、ベアリング１２及びブッシュ１７と当接したアー
ム１５と、このアーム１５をライナ２０、支点ブッシュ
１９を介してエンジン１に揺動自在に取り付けられたボ
ルト１４とを備えている。テンションプーリ１１はベア
リング１２によってブッシュ１７あるいはボルト１３と
同軸的に回転自在になっている。アーム１５の一部であ
るフランジ１５ａは、オートテンショナ３０のプッシュ
ロッド４０が当接して押圧している。オートテンショナ
３０は、ボルト１６によってエンジン１に固定されてい
る。
【００２１】オートテンショナ３０では、電磁コイル３
１が電磁コア３２の内部に保持されている。この電磁コ
ア３２の外周部は磁性体であるハウジング３５の内周部
に嵌合固定されている。電磁コア３２の内周部には滑り
軸受３６が嵌合固定されている。滑り軸受３６には、可
動電磁コア３３の軸コア部３３ａが軸線方向に移動可能
に挿通されている。この軸コア部３３ａは、電磁コア３
２の内周面の一部とわずかなギャップを介して対面し、
磁気回路の一部を形成している。また、可動電磁コア３
３のコアプレート部３３ｂは、ハウジング３５の内周面
とわずかなギャップを介して対面し、磁気回路の一部を
形成している。軸コア部３３ａのコアプレート部３３ｂ
の反対側端面には非磁性体であるプレート３４がボルト
３７によって締め付け固定されている。
【００２２】プレート３４とプッシュロッド４０との間
には、弾性体である第１のスプリング３８が装着され、
プッシュロッド４０をフランジ１５ａ側に付勢してい
る。プッシュロッド４０は、ハウジング３５に嵌合固定
された、滑り軸受３９及びシール４１に軸線方向に摺動
自在に挿通されている。カバープレート４２は、ハウジ
ング３５に嵌着され、第２のスプリング４３を保持し、
この第２のスプリング４３はコアプレート部３３ｂを電
磁コア３２の方向へ付勢している。
【００２３】ハウジング３５、プッシュロッド４０、プ
レート３４及び電磁コア３２によって仕切られた空間を
プッシュロッド４０側から順番に、第１の部屋４４、第
２の部屋４５及び第３の部屋４６と呼び、それぞれの部
屋にはシリコンオイル等の高粘性流体が充填されてい
る。第１の部屋４４と第２の部屋４５とは、プッシュロ
ッド４０の円盤部４０ａに設けられた連通孔４０ｂで連
通され、第２の部屋４５と第３の部屋４６とは プレー
ト３４に設けられた連通孔３４ａで連通している。連通
孔４０ｂ，３４ａの孔の大きさ、数は、目的とする張力
可変のオートテンショナの作動特性に応じて変更するこ
とができる。電磁コイル３１は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）５０、電磁コイル制御回路５１、電磁コイル駆動回
路５２を経て通電制御される。なお、上記オートテンシ
ョナ３０のうち、弾性体であるスプリング３８、プッシ
ュロッド４０、滑り軸受３９及びシール４１を除いた構
成部材でスプリング３８を弾性変形させる弾性変形手段
を構成している。
【００２４】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、始動電動機によっ
て、回転電機用プーリ８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。この時、ベルト１０を介して回転電機用プーリ
８からクランクプーリ２に大きな伝達トルクをベルトス
リップが無く伝達させる必要があるので、回転電機用プ
ーリ８と補機Ｃの補機用プーリ５との間のベルト最緩み
領域に設置したプーリユニット９及びオートテンショナ
３０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、プーリユニット９及びオートテンショナ
３０によって、補機駆動時の通常のベルト１０の張力に
設定張力が切り換えられる。
【００２５】ベルト１０の張力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。先ず、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、
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）
等がＣＰＵ５０に伝えられる。ＣＰＵ５０では信号処
理、演算処理され、処理された制御信号が電磁コイル制
御回路５１に伝えられる。次に、電磁コイル制御回路５
１から電磁コイル制御信号が電磁コイル駆動回路５２に
伝えられ、その制御信号に基づき電磁コイル駆動回路５
２により電磁コイル３１の通電制御が行われる。
【００２６】次に、プーリユニット９及びオートテンシ
ョナ３０の動作について説明する。先ず、図２、図３に
おいて、オートテンショナ３０のプッシュロッド４０が
プーリユニット９のフランジ１５ａを設定した押力で押
圧することにより、テンションプーリ１１が支点ブッシ
ュ１９を中心にして時計回りに回動してベルト１０を図
２の右方向へ押圧することにより、ベルト１０の張力は
調整されている。
【００２７】図４(ａ)は電磁コイル３１に通電されてい
ない時（補機駆動時）のオートテンショナ３０の内部状
態を示しており、プレート３４は第１のスプリング３８
のバネ力により電磁コア３２の左側端面まで押しもどさ
れており、第１のスプリング３８の圧縮度合は小さく、
従って、反力としてプッシュロッド４０を押圧する押力
も小さい状態である。これは通常の補機駆動時のベルト
張力の設定時に相当している。
【００２８】一方、図４(ｂ)は電磁コイル３１に通電さ
れている時（エンジン始動時）のオートテンショナ３０
の内部状態を示しており、その電磁吸引力により可動電
磁コア３３のコアプレート部３３ｂが図４(ａ)の左側に
吸引移動して電磁コア３２の右側端面に吸引固着され
る。それに伴ってプレート３４が左側に移動して 第１
のスプリング３８が圧縮され、反力としてプッシュロッ
ド４０を押圧する押力が大きくなる。その結果、プーリ
ユニット９がフランジ１５ａを押す力も大きくなり、図
２のテンションプーリ１１が支点ブッシュ１９を中心に
さらに時計回りに回動してベルト１０の張力を増加させ
ることになる。
【００２９】図４(ａ)、(ｂ)で、上記のような動作をす
る過程において、オートテンショナ３０の内部の第１の
部屋４４、第２の部屋４５、第３の部屋４６に充填され
ている高粘性流体は、プッシュロッド４０の円盤部４０
ａ及びプレート３４が左右に移動する際に 連通孔４０
ｂ、３４ａを介して相互に移動するので、緩衝器として
の作用も併せ持つ。この緩衝作用により、第１のスプリ
ング３８がプッシュロッド４０を介してベルト１０の張
力変動から受ける力及びその変動周波数により共振する
という不具合も回避できる。なお、図４(ａ)の矢印Ａ
は、電磁コイル３１に通電していない状態から通電した
直後の磁束の流れを表しており、図４(ｂ)の矢印Ｂは、
可動電磁コア３３のコアプレート部３３ｂが電磁コア３
２に吸引固着したときの磁束の流れを表している。
【００３０】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
力を高くし、始動後は補機駆動のための通常の適正なベ
ルト１０の初期張力に戻すので、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。
【００３１】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２のベルト伝動装置のオートテンショナ６０の断面図
である。オートテンショナ６０以外の構成は、実施の形
態１と同一なので、ここではその構成については省略す
る。このオートテンショナ６０は、シリンダハウジング
６１の内部に、ピストン６２、スプリング６３、円盤部
６４ａ及び円筒部６４ｂを有するプッシュロッド６４を
有しており、また制御弁装置７０を備えている。
【００３２】スプリング６３は、ピストン６２の円盤部
６２ａとプッシュロッド６４の円盤部６４ａとで挟持さ
れており、円筒部６４ｂの内側円筒孔をピストン６２の
ロッド部６２ｂが軸線方向に移動することで伸縮可能と
なる。なお、円盤部６２ａの外周面とシリンダハウジン
グ６１の内周面との間にはシールリング６９が設けられ
ている。カバーハウジング６５は、シリンダハウジング
６１のプッシュロッド６４側の端面に液密に固定されて
おり、その内側には滑り軸受６６、シール６７が嵌合固
定されている。
【００３３】プッシュロッド６４は、滑り軸受６６及び
シール６７を介して軸線方向に液密に移動できる。シリ
ンダハウジング６１のピストン６２側の底面には圧油の
給排ポート６１ａが形成され、カバーハウジング６５側
の側面にはドレンポート６１ｂが形成されている。それ
ぞれのポート６１ａ，６１ｂには配管６８ａ，６８ｂが
接続されている。圧油室６１ｃはシリンダハウジング６
１及びピストン６２により形成され、油圧ポンプからの
圧油が流入する部屋である。
【００３４】オートテンショナ６０の構成要素である制
御弁装置７０では、スプール弁ハウジング７１の内周
に、スプール７２が軸線方向に移動可能に設けられ、ス
プリング７３により図５の右方向に付勢されている。電
磁コイル７５を内部に保持した電磁コア７４とスプール
弁ハウジング７１によって、電磁コア７４と共に磁気回
路を形成する電磁コアプレート７６が挟持されている。
この電磁コアプレート７６は、ボルト７７で固定されて
いる。電磁コイル７５は、ＣＰＵ８２、電磁コイル駆動
制御回路８３を経て通電駆動制御される。
【００３５】スプール弁ハウジング７１には、流出入ポ
ート７１ａ、ポンプポート７１ｂ、ドレンポート７１
ｃ、流出ポート７１ｄが形成されており、それぞれには
配管６８ａ，８１ａ，８１ｃ，８１ｄが接続されてい
る。配管８１ｃ、８１ｄの片側はタンク８０に接続さ
れ、配管８１ａは油圧タンク７８、配管８１ｂ、油圧ポ
ンプ７９を介してタンク８０に接続されている。
【００３６】スプール７２のロッド７２ｂは、電磁コイ
ル７５の内径孔及び電磁コアプレート７６の中心孔とわ
ずかなギャップを隔てて軸線方向に移動可能である。一
方、スプール弁ハウジング７１の内周と液密に軸線方向
に摺動するランド７２ａは、スプール７２が軸線方向に
移動することで、流出入ポート７１ａを閉じたり、ある
いは開けて連通室７２ｃを介して流出入ポート７１ａと
ポンプポート７１ｂとを連通させる。また、同じく流出
入ポート７１ａを開けて、スプリング室７２ｄを介して
流出入ポート７１ａと流出ポート７１ｄとを連通させ
る。なお、上記オートテンショナ６０のうち、弾性体で
あるスプリング６３、プッシュロッド６４、滑り軸受６
６及びシール６７を除いた構成部材でスプリング６３を
弾性変形させる弾性変形手段を構成している。
【００３７】次に、上記構成の油圧式のオートテンショ
ナ６０の動作について説明する。図５において、実施の
形態１の場合と同じく 各種外部信号を受けたＣＰＵ８
２は、電磁コイル駆動制御回路８３に指令を送り、電磁
コイル駆動制御回路８３はその指令に基づき電磁コイル
７５を通電駆動制御する。先ず、電磁コイル７５に通電
されると、電磁吸引力により ロッド７２ｂが図５の左
側に移動し、流出入ポート７１ａとポンプポート７１ｂ
とが連通室７２ｃを介して連通するため、油圧タンク７
８から圧油がポンプポート７１ｂ、連通室７２ｃ、流出
入ポート７１ａ、さらに配管６８ａ，給排ポート６１ａ
を経て圧油室６１ｃに流入する。従って、圧油室６１ｃ
の圧力が上昇し、ピストン６２の円盤部６２ａを図５の
左側へ押して移動させるため、スプリング６３が圧縮さ
れプッシュロッド６４の円盤部６４ａを押圧するスプリ
ング６３のバネ反力が増加する。その結果プッシュロッ
ド６４がプーリユニット９のフランジ１５ａを押す力も
大きくなり、図２のテンションプーリ１１が支点ブッシ
ュ１９を中心に時計回りに回動してベルト１０の張力を
増加させ、エンジン１の始動時のベルト１０の張力に設
定される。
【００３８】次に、電磁コイル７５の通電が停止される
と、スプリング７３の復元力でスプール７２が右側に押
し戻され スプリング室７２ｄを介して流出入ポート７
１ａと流出ポート７１ｄとが連通するため、圧油室６１
ｃの圧油が給排ポート６１ａ、配管６８ａ、流出入ポー
ト７１ａ、スプリング室７２ｄ、流出ポート７１ｄ、配
管８１ｄを経てタンク８０に戻される。すると、円盤部
６２ａがスプリング６３のバネ反力によって右側に押し
戻されるため、スプリング６３が伸びてバネ反力が低下
し、プッシュロッド６４がフランジ１５ａを押す力が小
さくなり、図２のテンションプーリ１１が支点ブッシュ
１９を中心に反時計回りに押し戻されて、ベルト１０の
張力が補機駆動時の通常の張力に戻される。
【００３９】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３のベルト伝動装置のオートテンショナ９０の断面図
である。オートテンショナ９０以外の構成は、実施の形
態１と同一なので、ここではその構成の説明については
省略する。図６(ａ)、(ｂ)はワックス膨張式のオートテ
ンショナ９０のワックス膨張前と膨張後の状態を示す断
面図である。このワックス膨張式のオートテンショナ９
０では、ハウジング９１の内部にはピストン９２、スプ
リング９３、円盤部９４ａ及び円筒部９４ｂを有するプ
ッシュロッド９４を備えている。スプリング９３はピス
トン９２の円盤部９２ａとプッシュロッド９４の円盤部
９４ａとで挟持されている。このスプリング９３は、円
筒部９４ｂの内側円筒孔をピストン９２のロッド部９２
ｂが軸線方向に移動することで伸縮可能となる。また、
ハウジング９１には滑り軸受９５が嵌合固定されてお
り、プッシュロッド９４が滑り軸受９５を介して軸線方
向に滑らかに移動できるようになっている。
【００４０】ワックスハウジング９６は、例えばアルミ
ニウム合金のような熱伝導性の良好な材料で構成されて
いる。ワックスハウジング９６の中心部には熱伝導用の
突起９６ａが形成されている。その端面には例えばＰＴ
Ｃセラミックヒータからなるヒータユニット９７が発熱
体９７ａを密着させた状態でボルト９８で締め付け固定
されている。ダイヤフラム９９は、ハウジング９１とワ
ックスハウジング９６とで挟持され、ボルト１００で締
め付け固定されている。ピストン９２の円盤部９２ａ
と、ハウジング９１及びダイヤフラム９９とで囲まれた
ダイヤフラム室１０１には、高粘性流動体が封入され、
ダイヤフラム９９とワックスハウジング９６とで囲まれ
たワックス室１０２にはワックスが封入されている。こ
のワックスは、加熱溶解または冷却固化するときに、そ
の膨張、収縮により約２０％の体積変化が生じる性質が
ある。ヒータユニット９７は、実施の形態１及び２と同
様に、ＣＰＵ１０３、ヒータ駆動制御回路１０４を経て
駆動制御される。なお、上記オートテンショナ９０のう
ち、弾性体であるスプリング９３、プッシュロッド９４
及び滑り軸受９５を除いた構成部材でスプリング９３を
弾性変形させる弾性変形手段を構成している。
【００４１】次に、上記構成のワックス膨張式のオート
テンショナ９０の動作について説明する。図６(ａ)、
(ｂ)において、実施の形態１と同じく、各種外部信号を
受けたＣＰＵ１０３はヒータ駆動制御回路１０４に指令
信号を送り、ヒータ駆動制御回路１０４はその指令の基
づきヒータユニット９７を通電駆動制御する。図６(ｂ)
は、ヒータユニット９７に通電された時のワックス膨張
式のオートテンショナ９０の内部状態を示している。ヒ
ータユニット９７への通電により、発熱体９７ａに発生
した熱量がワックスハウジング９６に伝わり、かつ突起
９６ａを介してワックス室１０２の中心にも良好に熱が
伝わる。その結果、ワックス室１０２の周りと内部から
ワックス温度が効率良く上昇する。ワックス温度が上昇
することで、ワックスの体積が増加してダイヤフラム９
９は図６の左側に膨らまされるので、ダイヤフラム室１
０１の高粘性流動体がピストン９２の円盤部９２ａを図
６の左側に移動させ、スプリング９３を圧縮する。その
ため、プッシュロッド９４の円盤部９４ａを押圧するス
プリング９３のバネ反力が増加し、結果として、プッシ
ュロッド９４がプーリユニット９のフランジ１５ａを押
す力も大きくなり、図２のテンションプーリ１１が支点
ブッシュ１９を中心に時計回りに回動してベルト１０の
張力を増加させ、エンジン１の始動時のベルト１０の張
力に設定される。この時、ヒータユニット９７が温度一
定に自立制御できるＰＴＣセラミックヒータであるの
で、ワックスの膨張度合も一定に維持することができ、
スプリング９３の圧縮度合も調整可能である。従って、
ベルト１０の張力も設定値に調整できる。
【００４２】次に、ヒータユニット９７への通電が停止
されると、ワックスが冷却し収縮するので、図６(ａ)の
ようにダイヤフラム９９の膨らみが無くなり、ダイヤフ
ラム９９は元の状態に戻る。そのため、ピストン９２の
円盤部９２ａが図６の右側に移動しスプリング９３が伸
びてバネ反力が低下し、プッシュロッド９４がフランジ
１５ａを押す力が小さくなり、図２のテンションプーリ
１１が反時計回りに押し戻されてベルト１０の張力が補
機駆動時の通常の張力に戻される。
【００４３】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４のベルト伝動装置のオートテンショナ１１０の断面
図である。オートテンショナ１１０以外の構成は、実施
の形態１と同一なので、ここではその構成の説明につい
ては省略する。ウォームギヤ減速式のこのオートテンシ
ョナ１１０では、ハウジング１１１の内部には、中央に
ネジが形成されたネジ式可動円盤１１２、スプリング１
１３、プッシュロッド１１４、ネジ式位置調整軸１１
５、シール１１６及びベアリング１１７を備えている。
プッシュロッド１１４側のハウジング１１１の端部には
滑り軸受１１９を内側に嵌合固定したカバーハウジング
１１８が液密に固定されている。スプリング１１３は、
プッシュロッド１１４の円盤部１１４ａとネジ式可動円
盤１１２とで挟持され、円盤部１１４ａあるいはネジ式
可動円盤１１２が軸線方向に移動することで伸縮可能と
なっている。なお、プッシュロッド１１４は、滑り軸受
１１９を介して軸線方向に液密に移動でき、ネジ式可動
円盤１１２は、突起１１２ａがハウジング１１１の内側
に数ヶ所軸線方向に延びて形成された案内溝１１１ａに
沿って軸線方向に移動できる。
【００４４】ネジ式位置調整軸１１５のネジ部１１５ａ
の反対側にあるウォームホイール１２０は、ネジ式位置
調整軸１１５の伝動軸部１１５ｂに挿入され、ベアリン
グ１１７及びボルト１２１によって伝動軸部１１５ｂに
固定されている。そして、ウォーム１２２からウォーム
ホイール１２０に伝達されたトルクがネジ式位置調整軸
１１５に伝達されるようになっている。ウォーム１２２
は電動機１２３の電動軸の先端に設けられており、電動
機１２３が発生する回転トルクをウォームホイール１２
０に伝達する。なお、電動機１２３は、ＣＰＵ１２８、
電動機駆動制御回路１２９を経て駆動制御され、時計回
り、反時計回り両方に回転制御可能となっている。
【００４５】第１のウォームギヤカバー１２４は、ボル
ト１２６でハウジング１１１に締め付け固定され、第２
のウォームギヤカバー１２５は、ボルト１２７で第１の
ウォームギヤカバー１２４と一体的に固定されている。
これら第１及び第２のウォームギヤカバー１２４，１２
５はウォームホイール１２０、ウォーム１２２を覆い、
保護している。なお、上記オートテンショナ１１０のう
ち、弾性体であるスプリング１１３、プッシュロッド１
１４及び滑り軸受１１９を除いた構成部材でスプリング
１１３を弾性変形させる弾性変形手段を構成している。
【００４６】次に、ウォームギヤ減速式のオートテンシ
ョナ１１０の動作について説明する。図７において、実
施の形態１の場合と同じく、各種外部信号を受けたＣＰ
Ｕ１２８は電動機駆動制御回路１２９に指令信号を送
り、電動機駆動制御回路１２９はその指令に基づき 電
動機１２３の回転方向及び回転数の制御を行う。電動機
１２３は、電動機駆動制御回路１２９の駆動制御により
一方の回転方向に一定回転数だけ回転し、その回転ト
ルクはウォーム１２２から減速した大きな回転トルクと
してウォームホイール１２０に伝達される。さらに、ウ
ォームホイール１２０の回転力でネジ式位置調整軸１１
５のネジ部１１５ａが回転することによってその回転方
向に応じて、ネジ式可動円盤１１２が図７の右側あるい
は左側に一定距離だけ移動する。
【００４７】まず、ネジ式可動円盤１１２が図７の左側
に移動した場合には、スプリング１１３が圧縮されるの
で、プッシュロッド１１４の円盤部１１４ａを押圧する
スプリング１１３のバネ反力が増加し、結果として、プ
ッシュロッド１１４がプーリユニット９のフランジ１５
ａを押す力も大きくなり、図２のテンションプーリ１１
が支点ブッシュ１９を中心に時計回りに回動してベルト
１０の張力を増加させ、エンジン１の始動時のベルト１
０の張力に設定される。
【００４８】逆に、ネジ式可動円盤１１２が図７の右側
に移動した場合には、スプリング１１３が伸びてバネ反
力が低下し、プッシュロッド１１４がフランジ１５ａを
押す力が小さくなるので、図２のテンションプーリ１１
が反時計回りに押し戻されてベルト１０の初期張力が補
機駆動時の通常の張力に戻される。
【００４９】以上のような構成によって、電動機１２３
の回転方向及び回転数を制御することによりスプリング
１１３のバネ反力を任意に設定できるので、ベルト１０
の張力も任意に調整することが可能となる。
【００５０】なお、上記実施の形態１〜４では、プーリ
ユニット９と張力可変のオートテンショナとが別体であ
ったが、例えば、オートテンショナのプッシュロッドの
先端にテンションプーリ、ベアリング、ブッシュの一体
セットを取り付け固定し、直接テンションプーリでベル
トを押圧する構造でも同様な機能と効果が得られる。ま
た、オートテンショナ内部に弾性体であるスプリングを
設けてその伸縮度合を２段階に切換えることで張力可変
としているが、このオートテンショナ内部のスプリング
を廃止してその代わりにプーリユニット内部にスプリン
グを設けるようにしてもよい。さらに、プーリユニット
とオートテンショナとから構成された張力調節手段は、
エンジンの始動時と、補機駆動時とでベルトの張力を２
段階に設定したが、勿論３段階以上に設定することもで
きる。さらにまた、エンジンに始動用動力を伝達する回
転電機として始動電動機を用いたが、電動発電機を用い
てもよい。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、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の回転電機用プーリと、前記始動
用動力を前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前記補機を駆動する
補機用プーリと、前記回転電機用プーリ、前記エンジン
用プーリ及び前記補機用プーリに連続して巻き掛けされ
たベルトと、このベルトを押圧してベルト張力を複数段
階に設定可能なベルト張力調節手段とを備え、前記張力
調節手段により、前記エンジンを始動する時の前記ベル
トの張力が、エンジンの始動後の前記補機の駆動時より
も大きくなるように設定されており、大きな駆動トルク
を必要とするエンジンの始動時には所定の始動トルクが
確保され、エンジン始動後は補機の駆動に必要な低いベ
ルト張力に戻されるので、ベルト寿命向上が図られると
共に補機の軸、軸受、その支持構造を小型化及び低コス
ト化を図ることができる。
【００５２】また、この発明の請求項２に係るベルト伝
動装置によれば、張力調節手段は、回転電機によってエ
ンジンを始動するときにベルト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ているので、ベルト最緩
み領域で所定のベルト張力が維持されるとともに、エン
ジンにはベルトを介して始動用動力が確実に伝動され、
またベルトスリップも防止できる。
【００５３】また、この発明の請求項３に係るベルト伝
動装置によれば、張力調節手段は、ベルトが巻き掛けら
れるとともにベルトの移動で回転するプーリユニット
と、このプーリユニットを押圧してプーリユニットを介
して前記ベルトを押圧するオートテンショナとから構成
されているので、簡単な構造で確実にベルトスリップ防
止とベルト寿命の向上を図ることができる。
【００５４】また、この発明の請求項４に係るベルト伝
動装置によれば、オートテンショナは、弾性変形される
スプリングと、そのときの反力でプーリユニットを押圧
するプッシュロッドと、前記スプリングを弾性変形させ
る弾性変形手段とを備えたので、スプリングの弾性力で
ベルト張力変動に追従してベルト張力を一定にしようと
し、ベルト張力の安定性が向上する。
【００５５】また、この発明の請求項５に係るベルト伝
動装置によれば、弾性変形手段は、電磁コイルと、この
電磁コイルに通電されたときに生じる電磁吸引力で吸引
されるとともにスプリングを押圧する可動電磁コアとを
備えたので、ベルト張力の制御が比較的容易で、かつ構
造も簡単である。
【００５６】また、この発明の請求項６に係るベルト伝
動装置によれば、弾性変形手段は、電磁コイルと、この
電磁コイルに通電されたときに生じる電磁吸引力で移動
するスプールと、このスプールの移動で圧油が流入する
圧入室を有するシリンダハウジングと、前記圧入室内の
圧力上昇で移動してスプリングを押圧するピストンとを
備えたので、比較的大きなベルトの張力設定が可能であ
る。
【００５７】また、この発明の請求項７に係るベルト伝
動装置によれば、弾性変形部材は、ダイヤフラムで仕切
られたダイヤフラム室内にワックスが入ったワックスハ
ウジングと、このワックスハウジングに取り付けられ通
電されたときに発熱するヒータユニットと、前記ヒータ
ユニットの発熱で前記ワックスが膨張することでスプリ
ングを押圧するピストンとを備えたので、安価で簡単な
構造でベルトの張力設定が可能である。
【００５８】また、この発明の請求項８に係るベルト伝
動装置によれば、弾性変形手段は、電動機と、この電動
機の回転トルクが伝達されて回転するネジ式位置調整軸
と、このネジ式位置調整軸の回転により軸線方向に移動
してスプリングを押圧するネジ式可動円盤とを備えたの
で、簡単な構造で比較的大きなベルトの張力設定が可能
である。
【００５９】また、この発明の請求項９に係るベルト伝
動装置によれば、スプリングを収めたハウジング内には
粘性流体が入っているので、粘性流体による緩衝作用に
より、スプリングがプッシュロッドを介してベルトの張
力変動から受ける力及びその変動周波数により共振する
といったことを低減することができる。
【００６０】また、この発明の請求項１０に係るベルト
伝動装置によれば、エンジンは車両用エンジンであるの
で、車両用ベルト寿命向上が図られると共に車両用補機
の軸、軸受、その支持構造を小型化及び低コスト化を図
ることができる。
【００６１】また、この発明の請求項１１に係るベルト
電動装置によれば、少なくとも、エンジンの回転数、エ
ンジンの始動信号、車速及びベルト張力の情報を処理す
る中央処理装置からの信号により、プッシュロッドの位
置が設定されるので、中央処理装置がベルト張力の切換
え判断とタイミングを効率良く的確に判断し、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。
【００６２】また、この発明の請求項１２に係るベルト
電動装置によれば、回転電機は始動電動機であるので、
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。
【００６３】また、この発明の請求項１３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
電動発電機により例えば補機に電気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のベルト伝動装置の
平面図である。
【図２】 図１のオートテンショナの近傍の拡大図であ
る。
【図３】 図２の要部断面図である。
【図４】 (ａ)は電磁コイルに励磁電流が流れていない
ときのオートテンショナの断面図であり、(ｂ)は電磁コ
イルに励磁電流が通電されたときのオートテンショナの
断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態２のベルト伝動装置の
オートテンショナの断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３のベルト伝動装置の
オートテンショナの断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態４のベルト伝動装置の
オートテンショナの断面図である。
【符号の説明】
１ エンジン、２ クランクプーリ（エンジン用プー
リ）、３，４，５ 補機用プーリ、８ 回転電機用プー
リ、９ プーリユニット、１０ ベルト、３０，６０，
９０，１１０ オートテンショナ、３１ 電磁コイル、
３３ 可動電磁コア、３５，９１ ハウジング、３８，
６３，９３，１１３ スプリング（弾性体）４０，６
４，９４，１１４ プッシュロッド、６１ シリンダハ
ウジング、６２，９２ ピストン、９７ ヒータユニッ
ト、９９ ダイヤフラム、１０１ ダイヤフラム室、１
１２ ネジ式可動円盤、１１５ ネジ式位置調整軸、１
２３電動機。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンに始動用動力を伝達する回転電
    機の回転電機用プーリと、 前記始動用動力を前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前記補機を
    駆動する補機用プーリと、 前記回転電機用プーリ、前記エンジン用プーリ及び前記
    補機用プーリに連続して巻き掛けされたベルトと、 このベルトを押圧してベルト張力を複数段階に設定可能
    なベルト張力調節手段とを備え、 前記張力調節手段により、前記回転電機で前記エンジン
    を始動する時の前記ベルトの張力が、エンジンの始動後
    の前記補機の駆動時よりも大きく設定されるベルト伝動
    装置。
  2. 【請求項２】 張力調節手段は、回転電機によってエン
    ジンを始動するときにベルト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請求項１に記載のベルト
    伝動装置。
  3. 【請求項３】 張力調節手段は、ベルトが巻き掛けられ
    るとともにベルトの移動で回転するプーリユニットと、
    このプーリユニットを押圧してプーリユニットを介して
    前記ベルトを押圧するオートテンショナとから構成され
    た請求項１または請求項２に記載のベルト伝動装置。
  4. 【請求項４】 オートテンショナは、弾性変形されるス
    プリングと、そのときの反力でプーリユニットを押圧す
    るプッシュロッドと、前記スプリングを弾性変形させる
    弾性変形手段とを備えた請求項３に記載のベルト伝動装
    置。
  5. 【請求項５】 弾性変形手段は、電磁コイルと、この電
    磁コイルに通電されたときに生じる電磁吸引力で吸引さ
    れるとともにスプリングを押圧する可動電磁コアとを備
    えた請求項４に記載のベルト伝動装置。
  6. 【請求項６】 弾性変形手段は、電磁コイルと、この電
    磁コイルに通電されたときに生じる電磁吸引力で移動す
    るスプールと、このスプールの移動で圧油が流入する圧
    入室を有するシリンダハウジングと、前記圧入室内の圧
    力上昇で移動してスプリングを押圧するピストンとを備
    えた請求項４に記載のベルト伝動装置。
  7. 【請求項７】 弾性変形手段は、ダイヤフラムで仕切ら
    れたダイヤフラム室内にワックスが入ったワックスハウ
    ジングと、このワックスハウジングに取り付けられ通電
    されたときに発熱するヒータユニットと、前記ヒータユ
    ニットの発熱で前記ワックスが膨張することでスプリン
    グを押圧するピストンとを備えた請求項４に記載のベル
    ト伝動装置。
  8. 【請求項８】 弾性変形手段は、電動機と、この電動機
    の回転トルクが伝達されて回転するネジ式位置調整軸
    と、このネジ式位置調整軸の回転により軸線方向に移動
    してスプリングを押圧するネジ式可動円盤とを備えた請
    求項４に記載のベルト伝動装置。
  9. 【請求項９】 スプリングを収めたハウジング内には粘
    性流体が入っている請求項４、請求項５または請求項６
    に記載のベルト伝動装置。
  10. 【請求項１０】 エンジンは車両用エンジンである請求
    項１ないし請求項９の何れかに記載のベルト伝動装置。
  11. 【請求項１１】 少なくとも、エンジンの回転数、エン
    ジンの始動信号、車速及びベルト張力の情報を処理する
    中央処理装置からの信号により、プッシュロッドの位置
    が設定される請求項１０に記載のベルト伝動装置。
  12. 【請求項１２】 回転電機は始動電動機である請求項１
    ないし請求項１１の何れかに記載のベルト伝動装置
  13. 【請求項１３】 回転電機は発電電動機である請求項１
    ないし請求項１１の何れかに記載のベルト伝動装置
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