(57)【要約】【課題】補機ベルトの張力が変動した際に、この補機ベルトを所定位置にガイドしてベルト幅方向への位置ずれを防止することができる補機ベルトガイド機構を提供する。【解決手段】内燃機関の始動および回生電力の回収を行うオルタネータ１０と、オルタネータ１０のプーリ１０ａに架け渡され、このプーリ１０ａの回転を補機プーリに伝達する補機ベルト１１と、オルタネータ１０と同軸に設けられ、補機ベルト１１のオルタネータ１０への戻り側１１ａ、および、オルタネータ１０からの送り出し側１１ｂに張力を与えるデカップリングテンショナ１２と、補機ベルト１１に併設され、この補機ベルト１１の幅方向の所定量以上の位置ずれを阻止するガイド部材１３と、を備えた補機ベルトガイド機構を構成する。【選択図】図１
2019019842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動および回生電力の回収を行うオルタネータと、
前記オルタネータのプーリに架け渡され、このプーリの回転を補機プーリに伝達する補機ベルトと、
前記オルタネータと同軸に設けられ、前記補機ベルトの前記オルタネータへの戻り側、および、前記オルタネータからの送り出し側に張力を与えるデカップリングテンショナと、
前記補機ベルトに併設され、この補機ベルトの幅方向の所定量以上の位置ずれを阻止するガイド部材と、
を備えた
補機ベルトガイド機構。
【請求項２】
前記ガイド部材が、前記補機プーリに架け渡された前記補機ベルトの内側であって、かつ、前記補機プーリの回転範囲の外側に固定されている
請求項１に記載の補機ベルトガイド機構。
【請求項３】
前記ガイド部材が、前記補機ベルトの前記戻り側に設けられている
請求項１または２に記載の補機ベルトガイド機構。
【請求項４】
前記補機ベルトがＶリブドベルトであって、そのリブ間隔よりも、前記ガイド部材と前記Ｖリブドベルトとの間のベルト幅方向の隙間の方が狭い
請求項１から３のいずれか１項に記載の補機ベルトガイド機構。
【請求項５】
前記ガイド部材が、２箇所以上の固定部において前記内燃機関側に固定されている
請求項１から４のいずれか１項に記載の補機ベルトガイド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の補機ベルトに併設される補機ベルトガイド機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイルドハイブリッドシステムを備えた車両においては、内燃機関の始動および力行のアシストと回生電力の回収を、ベルトスタータージェネレータ（Ｂｅｌｔ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）で行うことにより、燃費低減を図るようにしたものがある。このベルトスタータージェネレータは、オルタネータの１種であって、一般的なオルタネータと比較してより高い電圧（例えば４８ボルト）で駆動される。これにより、短時間でスムーズかつ静粛性の高い始動を行うことができる。
【０００３】
一般的なオルタネータを採用した構成においては、補機ベルトにオートテンショナを併設し、このオートテンショナで補機ベルトに張力を与えている。一般的なオートテンショナは、補機ベルトの所定位置に常に張力を与えた状態を維持するため、ベルトスタータージェネレータで補機ベルトに大きな始動力を与えた場合に、ベルト張力が過大となり、伝達トルクのロスが生じる場合がある。そこで、ベルトスタータージェネレータを採用した構成においては、一般的なオートテンショナに代えて、デカップリングテンショナ（振り子式テンショナ）が採用されることがある。
【０００４】
このデカップリングテンショナは、例えば、特許文献１の図２に示すように、一対のプーリを備え、このプーリが、ＩＳＧプーリ（オルタネータ）と同軸の回転軸線を中心に揺動可能に設けられる。そして、ベルトの一方側部分と他方側部分をベルトの外側から押圧している。このプーリの回転状態の変動により、一方側部分または他方側部分のテンションが変動すると、このデカップリングテンショナが軸周りに回動して、ベルトの一方側部分と他方側部分のテンションが適正に保たれ、伝達トルクのロスを防止することができる（特許文献１の段落００２２〜００２３など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−６７２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示すデカップリングテンショナにおいては、内燃機関の始動に伴って補機ベルトに一時的に大きな張力が作用した際に軸周りに揺動するが、その際に、補機ベルト
とプーリが一瞬離れ、補機ベルトとプーリが再度接地する際に、この補機ベルトとプーリのベルト幅方向位置がずれることがある。このベルト幅方向への位置ずれが生じると、ベルトの幅方向の一部がプーリからはみ出し、このベルトの一部に過剰な力が作用してベルトの破損（折れや破断など）が生じる虞がある。特に、この補機ベルトによってウォータポンプを駆動する内燃機関の場合、冷却水の循環が停止することによって、エンジンがダメージを受けるという問題も生じ得る。
【０００７】
そこで、この発明は、補機ベルトの張力が変動した際に、この補機ベルトを所定位置にガイドしてベルト幅方向への位置ずれを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明においては、内燃機関の始動および回生電力の回収を行うオルタネータと、前記オルタネータのプーリに架け渡され、このプーリの回転を補機プーリに伝達する補機ベルトと、前記オルタネータと同軸に設けられ、前記補機ベルトの前記オルタネータへの戻り側、および、前記オルタネータからの送り出し側に張力を与えるデカップリングテンショナと、前記補機ベルトに併設され、この補機ベルトの幅方向の所定量以上の位置ずれを阻止するガイド部材と、を備えた補機ベルトガイド機構を構成した。
【０００９】
前記構成においては、前記ガイド部材が、前記補機プーリに架け渡された前記補機ベルトの内側であって、かつ、前記補機プーリの回転範囲の外側に固定されている構成とするのが好ましい。
【００１０】
前記各構成においては、前記ガイド部材が、前記補機ベルトの前記戻り側に設けられている構成とするのが好ましい。
【００１１】
前記各構成においては、前記補機ベルトがＶリブドベルトであって、そのリブ間隔よりも、前記ガイド部材と前記Ｖリブドベルトとの間のベルト幅方向の隙間の方が狭い構成とするのが好ましい。
【００１２】
前記各構成においては、前記ガイド部材が、２箇所以上の固定部において前記内燃機関側に固定されている構成とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、デカップリングテンショナの揺動に伴って、補機ベルトとプーリがベルト幅方向にずれた場合においても、この補機ベルトの幅方向の所定量以上の位置ずれがガイド部材によって阻止されるため、補機ベルトの一部に過大な力が作用して、補機ベルトの破損が生じるのを確実に防止することができる。このため、この補機ベルトによって、各補機を安定的に駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る補機ベルトガイド機構の第一実施形態を示す正面図
【図２】図１に示す補機ベルトガイド機構の補機ベルトの定常回転時における断面図であって、（ａ）はガイド部材と補機ベルトの位置関係を示す図、（ｂ）はプーリと補機ベルトの位置関係を示す図
【図３】図１に示す補機ベルトガイド機構の補機ベルトが幅方向に横ずれしたときにおける断面図であって、（ａ）はガイド部材と補機ベルトの位置関係を示す図、（ｂ）はプーリと補機ベルトの位置関係を示す図
【図４】この発明に係る補機ベルトガイド機構の第二実施形態を示す正面図
【図５】この発明に係る補機ベルトガイド機構の第三実施形態を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明に係る補機ベルトガイド機構の第一実施形態を図１に示す。この補機ベルトガイド機構は、例えばマイルドハイブリッドシステムを備えた車両に設けられ、オルタネータ１０、補機ベルト１１、デカップリングテンショナ１２、および、ガイド部材１３を主要な構成要素としている。
【００１６】
オルタネータ１０は、エンジンなどの内燃機関（図示せず）の始動および力行のアシストと、回生電力の回収を行う機能を有する。このオルタネータ１０として、一般的なオルタネータ１０よりも高い電圧で駆動するベルトスタータージェネレータ（以下において、オルタネータ１０と同じ符号を付する。）が採用されている。このベルトスタータージェネレータ１０は、高い駆動力を発揮することができ、短時間でスムーズかつ静粛性の高い始動を行うことができる。
【００１７】
補機ベルト１１は、ベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａに架け渡され、このプーリ１０ａの回転を各補機に伝達する機能を有する。この構成においては、補機ベルト１１は、クランクプーリ１４、ウォータポンププーリ１５、パワーステアリングプーリ１６に架け渡されている。また、ウォータポンププーリ１５とパワーステアリングプーリ１６との間にはアイドラプーリ１７が設けられており、このアイドラプーリ１７によって、補機ベルト１１に張力が付与されている。図１に記載の構成においては、補機ベルト１１は本図中に白抜き矢印で示した方向に回転する。
【００１８】
この補機ベルト１１として、図２（ａ）に示すＶリブドベルトが採用されている。そのリブ間隔（山と山の間隔）はｐである。この補機ベルト１１が架け渡される各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６にも、図２（ｂ）に示すように、リブ間隔ｐに対応する間隔の溝が形成されている。
【００１９】
デカップリングテンショナ１２は、ベルトスタータージェネレータ１０（プーリ１０ａ）と同軸に設けられ、補機ベルト１１のベルトスタータージェネレータ１０への戻り側１１ａ、および、ベルトスタータージェネレータ１０からの送り出し側１１ｂに張力を与える機能を有する。このデカップリングテンショナ１２は、ベルトスタータージェネレータ１０（プーリ１０ａ）の回転軸周りに揺動可能な揺動部１２ａと、この揺動部１２ａの両端に連設され、補機ベルト１１の戻り側１１ａと送り出し側１１ｂにそれぞれ当接する一対のプーリ１２ｂ、１２ｂを有する。
【００２０】
内燃機関の定常駆動時（補機ベルト１１が一定速度で回転している状態）においては、図１中に破線で示すように、デカップリングテンショナ１２は中立位置にあって、補機ベルト１１には、通常のオートテンショナを採用した場合と同等の大きさの張力が均等に付与される。
【００２１】
ここでいう補機ベルト１１の戻り側１１ａとは、ベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａとクランクプーリ１４との間に架け渡された側である。また、補機ベルト１１の送り出し側１１ｂとは、ベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａとパワーステアリングプーリ１６との間に架け渡された側である。
【００２２】
戻り側１１ａの補機ベルト長さ（補機ベルト１１のベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａとの接触部とクランクプーリ１４との接触部との間の長さ）は、送り出し側１１ｂの補機ベルト長さ（補機ベルト１１のベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａとの接触部とパワーステアリングプーリ１６との接触部との間の長さ）よりも長く設計されている。
【００２３】
ガイド部材１３は、補機ベルト１１に併設され、この補機ベルト１１をガイドしてその幅方向の所定量以上の横ずれを阻止する機能を有する。このガイド部材１３は、外形がＶ字形をなす板状の部材である。その素材として、補機ベルト１１との接触によってほとんど変形しない程度の剛性を備えた鋼板などが採用される。
【００２４】
そのＶ字形の第一の片１３ａは、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６に架け渡された補機ベルト１１の内側であって、かつ、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６の回転範囲の外側の２箇所の固定部１３ｃにおいて車両側（例えば、内燃機関）に固定されている。このように、ガイド部材１３を２箇所以上の固定部１３ｃで固定することによって、このガイド部材１３に補機ベルト１１が当接した際に、その当接力によってガイド部材１３の位置がずれるのを防止している。
【００２５】
Ｖ字形の第二の片１３ｂは、補機ベルト１１の戻り側１１ａに向かって、この補機ベルト１１を越えた外側まで延設されている。
【００２６】
このガイド部材１３（第二の片１３ｂ）と補機ベルト１１の間には、図２（ａ）に示すように、補機ベルト１１の幅方向に隙間ｄが設けられている。このように隙間ｄを設けることによって、ガイド部材１３と補機ベルト１１が常に摺動することで回転ロスが生じたり、ガイド部材１３や補機ベルト１１が発熱して劣化したりするのを防止している。この隙間ｄは、補機ベルト１１のリブ間隔ｐよりも小さくなるように設計されている（ｄ＜ｐ）。
【００２７】
第一実施形態に係る補機ベルトガイド機構の作用について説明する。内燃機関が停止している状態（例えばアイドリングストップ状態）から、ベルトスタータージェネレータ１０を駆動してこの内燃機関を始動させると、停止状態の補機ベルト１１に対し、ベルトスタータージェネレータ１０から図１中に示す矢印ｒ１の方向に大きな駆動力が付与される。すると、補機ベルト１１の戻り側１１ａで張力が増加する一方で、送り出し側１１ｂで張力が減少する。
【００２８】
この張力の大きさの変化に対応して、デカップリングテンショナ１２の一対のプーリ１２ｂ、１２ｂがベルトスタータージェネレータ１０（プーリ１０ａ）の回転軸周りに揺動し（図１中の矢印ｒ１参照）、戻り側１１ａの張力が弱められる一方で、送り出し側１１ｂの張力が強められる。
【００２９】
このとき、補機ベルト１１の戻り側１１ａにおける張力が急激に大きくなると、デカップリングテンショナ１２が急激に揺動して、補機ベルト１１とプーリ（ベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａまたはクランクプーリ１４）が一瞬離れることがある。この場合、図３（ｂ）に示すように補機ベルト１１に形成されたリブがプーリ１０ａ、１４に形成された溝を乗り越えようとするが、図３（ａ）に示すように、リブの間隔ｐよりも、ガイド部材１３と補機ベルト１１との間のベルト幅方向の隙間ｄの方が狭いため、ガイド部材１３の第二の片１３ｂに補機ベルト１１が当接することにより、この補機ベルト１１の幅方向の横ずれ（溝の乗り越え）を確実に阻止することができる。
【００３０】
この発明に係る補機ベルトガイド機構の第二実施形態を図４に示す。この補機ベルトガイド機構は、その基本構成が、第一実施形態に係る補機ベルトガイド機構と共通する。
【００３１】
ガイド部材１３は、外形がＶ字形をなす板状の部材である。そのＶ字形の第一の片１３ａは、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６に架け渡された補機ベルト１１の内側であって、かつ、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６の回転範囲の外側の２箇所の固定部１３ｃにおいて車両に固定されている。また、Ｖ字形の第二の片１３ｂは、補機ベルト１１の送り出し側１１ｂに向かって、この補機ベルト１１を越えた外側まで延設されている。
【００３２】
第二実施形態に係る補機ベルトガイド機構の作用について説明する。内燃機関が駆動している状態（車両の走行状態）から、ベルトスタータージェネレータ１０を駆動して回生電力を回収する場合、回転状態の補機ベルト１１に対し、ベルトスタータージェネレータ１０から図４中に示す矢印ｒ２の方向に回生力が付与される。すると、補機ベルト１１の送り出し側１１ｂで張力が増加する一方で、戻り側１１ａで張力が減少する。
【００３３】
この張力の大きさの変化に対応して、デカップリングテンショナ１２の一対のプーリ１２ｂ、１２ｂがベルトスタータージェネレータ１０（プーリ１０ａ）の回転軸の周りに揺動し（図４中の矢印ｒ２の方向）、送り出し側１１ｂの張力が弱められる一方で、戻り側１１ａの張力が強められる。
【００３４】
このとき、補機ベルト１１の送り出し側１１ｂにおける張力が急激に大きくなると、デカップリングテンショナ１２が急激に揺動して、補機ベルト１１とプーリ（ベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａまたはパワーステアリングプーリ１６）が一瞬離れることがある。この場合、上記において説明したように、補機ベルト１１に形成されたリブがプーリ１０ａ、１６に形成された溝を乗り越えようとするが（図３（ｂ）参照）、ガイド部材１３の第二の片１３ｂに補機ベルト１１が当接して（図３（ａ）参照）、この補機ベルト１１の幅方向の横ずれ（溝の乗り越え）が阻止される。
【００３５】
この発明に係る補機ベルトガイド機構の第三実施形態を図５に示す。この補機ベルトガイド機構は、その基本構成が、第一実施形態および第二実施形態に係る補機ベルトガイド機構と共通する。
【００３６】
ガイド部材１３は、外形がＹ字形をなす板状の部材である。そのＹ字形の第一の片１３ａは、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６に架け渡された補機ベルト１１の内側であって、かつ、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６の回転範囲の外側の２箇所の固定部１３ｃにおいて車両に固定されている。また、Ｙ字形の第二の片１３ｂは、補機ベルト１１の戻り側１１ａに向かって、この補機ベルト１１を越えた外側まで延設されている。さらに、Ｙ字形の第三の片１３ｄは、補機ベルト１１の送り出し側１１ｂに向かって、この補機ベルト１１を越えた外側まで延設されている。このガイド部材１３は、第一実施形態に係るガイド部材１３と、第二実施形態に係るガイド部材１３の両機能を兼ね備えたものである。
【００３７】
第三実施形態に係る補機ベルトガイド機構の作用について説明する。内燃機関が停止している状態から、ベルトスタータージェネレータ１０を駆動してこの内燃機関を始動させると、補機ベルト１１に対して図５中の矢印ｒ１で示す方向に大きな駆動力が作用する。すると、補機ベルト１１の戻り側１１ａにおける張力が急激に大きくなり、この補機ベルト１１に形成されたリブが各プーリ１０ａ、１４に形成された溝を乗り越えようとする（図３（ｂ）参照）。このとき、ガイド部材１３の第二の片１３ｂに補機ベルト１１が当接して（図３（ａ）参照）、その乗り越えが阻止される。
【００３８】
また、内燃機関が駆動している状態から、ベルトスタータージェネレータ１０を駆動して回生電力を回収する場合、補機ベルト１１に対して図５中の矢印ｒ２で示す方向に回生力が作用する。すると、補機ベルト１１の送り出し側１１ｂにおける張力が急激に大きくなり、この補機ベルト１１に形成されたリブが各プーリ１０ａ、１６に形成された溝を乗り越えようとする（図３（ｂ）参照）。このとき、ガイド部材１３の第三の片１３ｄに補機ベルト１１が当接して（図３（ａ）参照）、その乗り越えが阻止される。このように、第三実施形態に係るガイド部材１３を採用することにより、内燃機関の始動、回生いずれの場合においても、補機ベルト１１の幅方向の横ずれを防止することができる。
【００３９】
第一実施形態から第三実施形態のいずれのガイド部材１３を採用するかについては、補機ベルト１１が架け渡される各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６の配置（特にプーリ間隔）、ベルトスタータージェネレータ１０の駆動力や回生力などを考慮して決めることができる。
【００４０】
例えば、第一実施形態においては、ベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａとクランクプーリ１４との間の間隔が最も長いことから、両プーリ１０ａ、１４の間にガイド部材１３（第二の片１３ｂ）を設ける構成としたが、第二実施形態のように、回生力を作用させた際の補機ベルト１１の幅方向の横ずれが懸念される場合は、ベルトスタータージェネレータ１０のプーリ１０ａとパワーステアリングプーリ１６の間にガイド部材１３（第二の片１３ｂ）を設ける構成とするのが好ましい。
【００４１】
上記の各実施形態のように、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６に架け渡された補機ベルト１１の内側であって、かつ、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６の回転範囲の外側にガイド部材１３を固定すると、補機ベルト１１をガイドするための片を容易に所望の位置に設けることができるため好ましい。なお、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６の配置によっては、各補機プーリ１０ａ、１４、１５、１６に架け渡された補機ベルト１１の外側にガイド部材１３を固定した構成とすることもできる。
【００４２】
上記の各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、補機ベルト１１の張力が変動した際に、この補機ベルト１１を所定位置にガイドしてベルト幅方向への位置ずれを防止する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、上記の構成要素に適宜変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  オルタネータ（ベルトスタータージェネレータ）
１０ａ  プーリ
１１  補機ベルト
１１ａ  戻り側
１１ｂ  送り出し側
１２  デカップリングテンショナ
１２ａ  揺動部
１２ｂ  プーリ
１３  ガイド部材
１３ａ  第一の片
１３ｂ  第二の片
１３ｃ  固定部
１３ｄ  第三の片
１４  クランクプーリ
１５  ウォータポンププーリ
１６  パワーステアリングプーリ
１７  アイドラプーリ
ｐ  リブ間隔
ｄ  隙間
【図１】
2019019842.tif 000003
【図２】
2019019842.tif 000004
【図３】
2019019842.tif 000005
【図４】
2019019842.tif 000006
【図５】
2019019842.tif 000007