(57)【要約】【課題】エンジンのクランクプーリ２と、エンジンの始動時にスタータモータとなり、始動後に発電機となる補機モジュールの回転軸３上の補機プーリ４との間に補機ベルト８を巻き掛け、エンジンの始動時に補機モジュールによりクランキングし、始動後はエンジンにより補機モジュールを駆動して発電させるベルト伝動装置Ａにおいて、基部で回動可能に支持された１対のアーム１６，１７の先端部にそれぞれ補機プーリ４両側のスパン８ａ，８ｂを押圧するテンションプーリ２８，３８を軸支し、最大負荷の伝動時でも張り側スパン８ａ，８ｂ側の各アーム１６，１７を回動可能として、緩み側スパン８ｂ，８ａのベルト張力の調整を安定して行い得るようにする。【解決手段】互いに一体化されたアーム１６，１７の各々の中心線Ｌ１，Ｌ２と、テンションプーリ２８，３８をベルトスパン８ａ，８ｂが押すプーリ押圧方向Ｆ１，Ｆ２とのなすハブロード角θｈ１，θｈ２が常に１７０°以下になるように両アーム１６，１７のなすアーム角θａを設定する。【選択図】　図１
2004068973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１及び第２の２つのプーリと、
上記両プーリ間に巻き掛けられた伝動ベルトとを備え、
上記第１又は第２プーリの一方が駆動プーリになる状態と、他方が駆動プーリになる状態とに切り換わるベルト伝動装置であって、
上記ベルトの張力を調整するオートテンショナを備え、
上記オートテンショナは、各々の基端部が一体結合されかつ該基端部で揺動可能に支持された１対のアームと、
上記各アームの先端部に回転可能に軸支され、上記両プーリ間のベルトの両スパンを押してベルト張力を発生させるテンションプーリとを備え、
上記各アームの中心線と、該各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が常に１７０°以下になるように両アームのなすアーム角が設定されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項２】
少なくとも第１及び第２の２つのプーリと、
上記両プーリ間に巻き掛けられた伝動ベルトとを備え、
上記第１又は第２プーリの一方が駆動プーリになる状態と、他方が駆動プーリになる状態とに切り換わるベルト伝動装置であって、
上記ベルトの張力を調整するオートテンショナを備え、
上記オートテンショナは、各々の基端部で独立して揺動可能に支持された１対のアームと、
上記各アームの先端部に回転可能に軸支され、上記両プーリ間のベルトの両スパンを押圧可能なテンションプーリと、
上記両アーム間に介在され、上記テンションプーリがベルトのスパンを押圧してベルト張力が発生するように両アームを回動付勢する付勢手段とを備え、
上記各アームの中心線と、該各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が常に１７０°以下になるように上記付勢手段の付勢力が設定されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項３】
請求項１又は２のベルト伝動装置において、
第１プーリは、エンジンの出力軸に設けられたクランクプーリであり、
第２プーリは、エンジンの始動時にスタータモータとなる一方、始動後に補機となる補機モジュールの回転軸に設けられた補機プーリであり、
ベルトは、少なくとも上記補機プーリとクランクプーリとの間に巻き掛けられた補機ベルトであり、
エンジンの始動時には補機モジュールによりクランクプーリを回転させる一方、エンジンの始動後はクランクプーリにより補機プーリを駆動するように構成されていることを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項４】
請求項３のベルト伝動装置において、
補機モジュールは、エンジンの始動後に発電機となるモータジェネレータであることを特徴とするベルト伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリ間に伝動ベルトを巻き掛けてなるベルト伝動装置に関し、特に、プーリ間のベルトスパンが張り側及び緩み側に逆転するものに関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの始動装置として、その始動時にエンジンのクランク軸に連結されるスタータモータを設け、このスタータモータの作動によりエンジンをクランキングして始動させることが一般的に行われているが、このスタータモータの始動音が大きくて騒音となることがある。
【０００３】
そこで、この始動時の静粛性を確保するだけでなく、エンジンの燃費の向上をも併せ図る狙いから、エンジンの補機としてスタータモータの機能を持つ補機モジュールを設け、この補機モジュールを、例えば空気調和機用コンプレッサやパワーステアリング装置の油圧ポンプ等の他の補機と共に、エンジンのクランク軸に補機ベルトにより駆動連結してベルト伝動システムを構成し、エンジンの運転時には、クランク軸により補機モジュール及び他の補機を回転駆動する一方、アイドリング状態になると、エンジンを停止するアイドリングストップを行って燃費を向上させ、その停止状態からエンジンを再始動するときには、補機モジュールをスタータモータとして機能させ、この補機モジュールにより補機ベルトを介してエンジンのクランク軸を回転駆動してクランキングし、エンジンを始動させることが知られている。
【０００４】
このようなベルト伝動システムにおいては、補機モジュールの補機プーリに巻き掛けられている補機ベルトの両側スパンのベルト張力がエンジンの始動前後で逆転し、エンジンの始動前では張り側にあった一方のスパンが始動後に緩み側に、また始動前に緩み側にあった他方のスパンが張り側にそれぞれ変化する。このため、１つのオートテンショナを用い、このオートテンショナによりベルトの緩み側スパンを押圧してベルト張力を調整するようにすると、この緩み側スパンが張り側スパンに変化したときにオートテンショナが張り側スパンで張力調整をするようになり、その緩み側スパンのベルト張力が低下し、最悪の状態ではベルトが緩んでスリップが発生し、伝動不良状態に陥る虞れがある。
【０００５】
このように、プーリに対する駆動状態が変化してプーリ両側のベルトスパンの張り側及び緩み側が逆転しても、その緩み側スパンの張力を低下させないようにするために、従来、ドイツ特許ＤＥ１９９２６６１２Ａ１に示されるように、各々の基端部で固定体の１箇所に揺動可能に支持された１対のアームと、この各アームの先端部に回転可能に軸支され、プーリに巻き付けられたベルトの両スパンを外面側から押してベルト張力を発生させる１対のテンションプーリとを備えたオートテンショナが提案されている。
【０００６】
この提案のものでは、ベルトの張り側スパンからテンションプーリが押し返されて、そのプーリを支持している張り側アームがそれ以上回動できない固着状態まで回動するときの該張り側アームの回動を利用し、この張り側アームの固着状態への回動に応じて、ベルトの緩み側スパンのテンションプーリを支持している緩み側アームをも連係して回動させて、その緩み側スパンの張力を調整するようになされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この提案例のものでは、２つのアームが一体化されていると、張り側スパンの張り側アームが固着状態となった時点で、緩み側スパンの緩み側アームも回動しない状態となるので、緩み側スパンの張力が低下し、従動側となる補機に対する駆動負荷やエンジンの始動負荷が大きいときには、緩み側張力を大に保持できずにやはり伝動不良状態に陥る虞れが生じる。
【０００８】
一方、両アームが別体で各々が独立的に回動可能で、両アームをばねで回動付勢している場合には、上記の如き問題は生じず、ベルトの緩み側スパンの張力を調整してその張力を保持することはできる。
【０００９】
しかし、その反面、張り側アームの固着状態では、そのベルトからプーリを経て受ける荷重方向がアーム長さ方向であり、そのアーム長さ方向とアームの回動方向とは略直交しているので、その張り側アームの回動をベルトの張力で確実に静止することが困難となる。その結果、何等かの回転変動によるベルト張り側の張力変動が生じたときには、張り側アームが回動して固着されず、緩み側スパンのベルト張力の調整を安定して行うことができない。
【００１０】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記のように１対の揺動可能なアーム先端にテンションプーリを軸支して、それらプーリによりプーリ両側のベルトスパンを押圧して張力を調整するようにしたベルト伝動装置に対し、その各アームとベルトスパンとのレイアウトの関係を特定することで、緩み側アームを回動可能として緩み側スパンのベルト張力の調整を安定して行い得るようにすることにある。
【００１１】
【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、プーリ両側のベルトスパンをそれぞれ押圧するテンションプーリを軸支した１対のアームのうち、張り側スパンに対応する張り側アームを最大負荷状態が作用しても固着させないで回動可能状態とし、この張り側アームの回動により、その回動に応答して緩み側アームを回動させて、ベルトの緩み側スパンの張力調整をするようにした。
【００１２】
具体的には、請求項１の発明では、少なくとも第１及び第２の２つのプーリと、これらの両プーリ間に巻き掛けられた伝動ベルトとを備え、第１又は第２プーリの一方が駆動プーリになる状態と、他方が駆動プーリになる状態とに切り換わるベルト伝動装置が対象である。
【００１３】
そして、ベルトの張力を調整するオートテンショナを備え、このオートテンショナは、各々の基端部が一体結合されかつ該基端部で揺動可能に支持された１対のアームと、この各アームの先端部に回転可能に軸支され、上記両プーリ間のベルトの両スパンを押してベルト張力を発生させるテンションプーリとを備えている。
【００１４】
さらに、上記各アームの中心線と、該各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が常に１７０°以下になるように両アームのなすアーム角（挟み角）が設定されていることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によると、１対のアームが各々の基端部で一体結合されかつ揺動可能に支持されているので、第１及び第２のプーリ間のベルトのスパンのうち、張り側スパンのプーリがベルトから押し返されて、そのプーリを支持している張り側アームが回動したときには、それに応じて緩み側アーム先端のプーリがベルトの緩み側スパンを押圧し、このことで緩み側スパンの張力が調整されて保持される。
【００１６】
そのとき、上記両アームのアーム角（挟み角）の設定により、各アームの中心線と、各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が１７０°以下であり、この１７０°以下のハブロード角は、ベルトに加わる負荷が定常負荷と最大負荷と間で変化したとしても常に保持されるので、このハブロード角が１７０°よりも大きい場合のように、張り側アームが回動不能に固着することはなく（ハブロード角が１８０°であると、各アームの中心線と、テンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とが一致するので、アームは全く回動しない）、その張り側アームの回動を確保して緩み側アームを回動可能とし、その緩み側スパンの張力調整により張力を安定して保持でき、ベルト張力の低下によるスリップやベルト騒音の発生を防止することができる。
【００１７】
請求項２の発明では、請求項１の発明と同様に、少なくとも第１及び第２の２つのプーリと、両プーリ間に巻き掛けられた伝動ベルトとを備え、第１又は第２プーリの一方が駆動プーリになる状態と、他方が駆動プーリになる状態とに切り換わるベルト伝動装置であって、上記ベルトの張力を調整するオートテンショナを備えている。
【００１８】
そして、上記オートテンショナは、各々の基端部で独立して揺動可能に支持された１対のアームと、この各アームの先端部に回転可能に軸支され、上記両プーリ間のベルトの両スパンを押圧可能なテンションプーリと、上記両アーム間に介在され、上記テンションプーリがベルトのスパンを押圧してベルト張力が発生するように両アームを回動付勢する付勢手段とを備え、上記各アームの中心線と、各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が常に１７０°以下になるように上記付勢手段の付勢力が設定されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、１対のアームが各々の基端部で独立して揺動可能に支持され、これら両アームは付勢手段によりテンションプーリがベルトのスパンを押圧するように回動付勢されているので、第１及び第２のプーリ間のベルトのスパンのうち、張り側スパンのプーリがベルトから押し返されて、そのプーリを支持している張り側アームが回動したときには、この張り側アームとの間に付勢手段が介在されている緩み側アームも張り側アームの回動に追従して回動し、この緩み側アーム先端のプーリがベルトの緩み側スパンを押圧し、このことで緩み側スパンの張力が調整されて保持される。
【００２０】
そのとき、上記付勢手段の付勢力の設定により、各アームの中心線と、各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が１７０°以下であり、この１７０°以下のハブロード角は、ベルトに加わる負荷が定常負荷と最大負荷と間で変化したとしても常に保持されるので、このハブロード角が１７０°よりも大きい場合のように、張り側アームが回動不能に固着することはなく、その張り側アームの回動を確保して緩み側アームを回動可能とし、その緩み側スパンの張力調整により張力を安定して保持することができ、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２１】
また、両アーム間に付勢手段が介在されているので、第１又は第２プーリのうち駆動プーリとなる側に大きな回転変動が生じたとしても、その回転変動を張り側アームの揺動によって吸収でき、駆動プーリの回転変動による変動負荷を張り側アームの回動で、また従動プーリの定常負荷を緩み側アームの回動でそれぞれ分離して調整することができる。
【００２２】
請求項３の発明では、上記第１プーリは、エンジンの出力軸に設けられたクランクプーリとする。また、第２プーリは、エンジンの始動時にスタータモータとなる一方、始動後に補機となる補機モジュールの回転軸に設けられた補機プーリとする。さらに、ベルトは、少なくとも上記補機プーリとクランクプーリとの間に巻き掛けられた補機ベルトとし、エンジンの始動時には補機モジュールによりクランクプーリを回転させる一方、エンジンの始動後はクランクプーリにより補機プーリを駆動するように構成する。
【００２３】
こうすれば、エンジンの始動時には、スタータモータとなる補機モジュールにより補機ベルトを介してエンジンのクランクプーリが回転駆動されて、エンジンがクランキングされて始動する一方、エンジンの始動後は、逆に、クランクプーリにより補機ベルトを介して補機プーリが回転駆動され、補機モジュールが作動する。
【００２４】
この場合も、各アームの中心線と、各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が１７０°以下であるので、張り側アームの回動を確保して緩み側アームを回動可能とし、その緩み側スパンの張力調整により張力を安定して保持することができる。
【００２５】
請求項４の発明では、上記補機モジュールは、エンジンの始動後に発電機となるモータジェネレータとする。このことで、エンジンの始動時にはスタータモータとなる一方、始動後は発電機となる補機モジュールを備えた補機駆動用のベルト伝動装置において、張り側アームの回動を確保して緩み側アームを回動可能とし、その緩み側スパンの張力調整により張力を安定して保持することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係るベルト伝動装置Ａの全体構成を示し、この伝動装置Ａは車両に搭載されるエンジンの補機ベルト始動システムとして用いられる。このシステムは、エンジン（図示せず）の始動後の運転状態ではエンジンによりその補機を駆動するとともに、アイドリングストップ等の後でエンジンを始動するときには、その一部の補機によりエンジンをクランキングして始動するように用いられている。
【００２７】
すなわち、図１において、１はエンジンの出力軸としてのクランク軸（ＣＳ：クランクシャフト）、２は該クランク軸１に回転一体に取り付けられた第１プーリとしてのクランクプーリである。３はクランク軸１上側の補機モジュール（図示せず）に設けられた補機モジュール回転軸、４は該補機モジュール回転軸３に回転一体に取り付けられた第２プーリとしての補機プーリである。５はクランク軸１と略同じ高さ位置に配置されたアイドラ軸、６は該アイドラ軸５に回転可能に設けられたアイドラプーリで、これらプーリ２，４，６はいずれも例えば図１で時計回り方向に回転する。
【００２８】
上記クランク軸１、補機モジュール回転軸３及びアイドラ軸５は、例えば略三角形の頂点に位置するレイアウトで互いに平行に配置されている。上記補機モジュールは、モータと発電機との２つの機能を併せ持つモータジェネレータ（ＭＧ）からなるもので、エンジンの始動時にスタータモータとなる一方、始動後の運転状態で補機としての発電機（オルタネータ）となる。
【００２９】
そして、上記クランクプーリ２、補機プーリ４及びアイドラプーリ６はいずれもＶリブドプーリからなり、これらプーリ２，４，６間には、伝動ベルトとしてのＶリブドベルトからなる補機ベルト８が巻き掛けられており、エンジンの始動時には補機モジュールをスタータモータとして作動させ、補機プーリ４を駆動プーリに、またクランクプーリ２を従動プーリにそれぞれ切り換えて、補機モジュールの作動により補機ベルト８を介してクランクプーリ２を回転させ、エンジンをクランキングして始動させる一方、エンジンの始動後の運転状態では、補機モジュールを発電機として機能させ、上記とは逆に、クランクプーリ２を駆動プーリに、また補機プーリ４を従動プーリにそれぞれ切り換え、クランクプーリ２により補機プーリ４を回転駆動して補機モジュールを駆動し、発電させるようになっている。
【００３０】
上記クランクプーリ２及びアイドラプーリ６間と、補機プーリ４との間には上記補機ベルト８の張力を調整するためのオートテンショナ１１が配設されている。このオートテンショナ１１は、図２及び図３に拡大詳示するように、上記３つのプーリ２，４，６間の略中央のピボット位置Ｐに配置される丸棒状のスピンドル１２を備え、このスピンドル１２の基端側には周縁部に複数のボルト挿通孔１３，１３（図２参照）を有する略三角板状の取付ブラケット部１２ａが一体に形成され、図外の取付ボルトを各ボルト挿通孔１３を挿通して固定体としての例えばエンジン本体（図示せず）に螺合締結することで、スピンドル１２を取付ブラケット部１２ａでエンジン本体のピボット位置Ｐに取付固定している。
【００３１】
上記スピンドル１２には先端側から第１及び第２の１対の板状のアーム１６，１７が各々の基端部にて揺動可能に支持されている。具体的には、両アーム１６，１７は基端部が共通化されて一体形成されており（換言すれば両アーム１６，１７全体の長さ方向中央部が基端部とされている）、この基端部には円筒状のボス部１８が一体に設けられ、このボス部１８がスピンドル１２にその先端側から円筒状の樹脂製のＤＵブッシュ１９（潤滑油軸受）を介して回動可能に外嵌合されている。このボス部１８においてスピンドル１２の取付ブラケット部１２ａに対向する基端面と該取付ブラケット部１２ａとの間にはリング状の樹脂製の基端側スラストワッシャ２０が介在されている。また、スピンドル１２の先端部にはフロントプレート２１がかしめ等により固定され、このフロントプレート２１とボス部１８先端との間には、ボス部１８先端に摺接するリング状の樹脂製の先端側スラストワッシャ２２と、このスラストワッシャ２２をボス部先端に押し付ける板ばねからなるディスクスプリング２３とが配置され、上記ＤＵブッシュ１９及びスラストワッシャ２０，２２の摩擦によりアーム１６，１７の回動にダンピング抵抗を付与するようにしている。
【００３２】
上記各アーム１６，１７は上記ボス部１８の基端側からスピンドル１２の半径方向に突出し、その第１アーム１６の先端部前面には、内部に貫通状のボルト挿通孔２６を有しかつスピンドル１２と平行に延びる第１軸部２５が形成され、この第１軸部２５の周りには軸受２７を介して第１テンションプーリ２８が回転可能に支持されている。２９は円形皿状の軸受抑えで、この軸受抑え２９を貫通したボルト３０を上記ボルト挿通孔２６に挿通して、その端部にナット３１をアーム１６裏面側から螺合締結することで、第１テンションプーリ２８が第１アーム１６先端に抜け止めされて支持されている。
【００３３】
一方、第２アーム１７の先端部には第２テンションプーリ３８が回転可能に支持されている。この第２テンションプーリ３８の支持構造は上記第１テンションプーリ２８と同じで、第２アーム１７の先端部前面には、内部に貫通状のボルト挿通孔３６を有しかつスピンドル１２と平行に延びる第２軸部３５が形成され、この第２軸部３５の周りには軸受３７を介して上記第２テンションプーリ３８が回転可能に支持されている。そして、円形皿状の軸受抑え３９を貫通したボルト４０をボルト挿通孔３６に挿通して、その端部にナット４１をアーム１７裏面側から螺合締結することで、第２テンションプーリ３８がアーム１７先端に抜け止めされて支持されている。そして、これら第１及び第２テンションプーリ２８，３８はいずれも平プーリからなり、両テンションプーリ２８，３８により、クランクプーリ２と補機プーリ４との間にあって補機プーリ４に出入りする２つのベルトスパン８ａ，８ｂ、具体的にはアイドラプーリ６を経ていない図１で右側の第１スパン８ａと、アイドラプーリ６を経由する図１で左側の第２スパン８ｂとをそれぞれ外面側から押してベルト張力を発生させるようにしている。
【００３４】
尚、上記アーム１６，１７先端の各軸受２７，３７は、アンギュラ軸受（図示例のもの）又は並列軸受を用いることが望ましい。また、各テンションプーリ２８，３８は、プレス成形品や、熱硬化性樹脂や強化繊維入りのナイロン成形品からなる軽量のものを用いるのがよい。
【００３５】
本発明の特徴として、上記オートテンショナ１１における第１及び第２の両アーム１６，１７のなすアーム角θａは、第１アーム１６の幅方向の中心線Ｌ１と、この第１アーム１６先端の第１テンションプーリ２８をベルト８の第１スパン８ａが押すプーリ押圧方向Ｆ１とのなす第１ハブロード角θｈ１、及び、第２アーム１７の幅方向の中心線Ｌ２と、この第２アーム１７先端の第２テンションプーリ３８をベルト８の第２スパン８ｂが押すプーリ押圧方向Ｆ２とのなす第２ハブロード角θｈ２がいずれも常に１７０°以下になるように、例えばθａ＝１６０°に設定されている。
【００３６】
尚、２つのテンションプーリ２８，３８の移動によるベルト８の平均張力が高くなると、最大有効張力の発生時に張り側スパンの張力が高過ぎることになるので、緩み側スパンの張力が大きく付与されない張力変化の範囲で設計するのがよい。
【００３７】
したがって、上記実施形態においては、クランクプーリ２、補機プーリ４及びアイドラプーリ６間にオートテンショナ１１が配置され、このオートテンショナ１１の１対のアーム１６，１７が各々の基端部で一体結合されかつ上記３つのプーリ２，４，６間の略中央のピボット位置Ｐにて揺動可能に支持されているので、このオートテンショナ１１の２つのテンションプーリ２８，３８により、補機プーリ４両側の補機ベルト８のスパン８ａ，８ｂが外面から押圧されてベルト張力が付与される。
【００３８】
具体的に、例えばエンジンの燃費向上のために、車両の信号待ち等でエンジンがアイドリング状態になると、エンジンを停止させるアイドリングストップが行われ、その後にエンジンを始動するときには、補機モジュールに通電されてそれがスタータモータとして作動し、この補機モジュールの回転軸３上の補機プーリ４が駆動プーリとなり、エンジンのクランク軸１上のクランクプーリ２が従動プーリとなって、上記補機モジュールの作動により補機ベルト８を介してクランクプーリ２が回転駆動され、エンジンのクランク軸１がクランキングされてエンジンが始動される。
【００３９】
このエンジンの始動クランキング状態では、クランクプーリ２と補機プーリ４との間のベルト８の２つのスパン８ａ，８ｂのうち、アイドラプーリ６を経由する第２スパン８ｂ（図１で左側のスパン）が張り側スパンに、またアイドラプーリ６を経ていない第１スパン８ａ（図１で右側のスパン）が緩み側スパンにそれぞれなり、この張り側スパンとなった第２スパン８ｂから第２テンションプーリ３８が押し返され、この第２テンションプーリ３８を支持している第２アーム１７（張り側アーム）がスピンドル１２回りに図１で時計回り方向に回動する。この第２アーム１７の回動に伴い、第２アーム１７と回動一体の第１アーム１６（緩み側アーム）も同方向に回動し、それに応じて第１アーム１６先端の第１テンションプーリ２８がベルト８の緩み側スパンたる第１スパン８ａを押圧することとなる。このことで、その緩み側スパン８ａの張力が調整されて保持される。
【００４０】
エンジンが始動されて運転状態になると、その運転状態では、補機モジュールが発電機として機能し、上記とは逆に、クランクプーリ２が駆動プーリに、また補機プーリ４が従動プーリにそれぞれ切り換えられ、クランクプーリ２により補機プーリ４が回転して補機モジュールが駆動され、この補機モジュールにより発電される。
【００４１】
このエンジンの運転状態では、クランクプーリ２と補機プーリ４との間の２つのベルトスパン８ａ，８ｂのうち、アイドラプーリ６を経ていない第１スパン８ａが張り側スパンに、またアイドラプーリ６を経由する第２スパン８ｂが緩み側スパンにそれぞれなり、この張り側スパンとなった第１スパン８ａから第１テンションプーリ２８が押し返され、この第１テンションプーリ２８を支持している第１アーム１６（張り側アーム）がスピンドル１２回りに図１で反時計回り方向に回動する。この第１アーム１６の回動に伴って第２アーム１７（緩み側アーム）も同方向に回動し、それに応じて第２アーム１７先端の第２テンションプーリ３８がベルト８の緩み側スパンたる第２スパン８ｂを押圧する。このことで、その緩み側スパン８ｂの張力が調整されて保持される。
【００４２】
このとき、上記両アーム１６，１７のアーム角θａ（挟み角）は、各アーム１６，１７の中心線Ｌ１，Ｌ２と、各アーム１６，１７先端のテンションプーリ２８，３８をベルトスパン８ａ，８ｂが押すプーリ押圧方向Ｆ１，Ｆ２とのなすハブロード角θｈ１，θｈ２が、上記エンジンの始動状態又は運転状態のいずれの場合にも常に１７０°以下となるように設定されているので、このハブロード角θｈ１，θｈ２が１７０°よりも大きい場合（特に、ハブロード角θｈ１，θｈ２が１８０°であると、各アーム１６，１７の中心線Ｌ１，Ｌ２と、テンションプーリ２８，３８をベルト８が押すプーリ押圧方向とが一致するので、アーム１６，１７は全く回動しない）のように、張り側アーム１６又は１７が回動不能に固着することはなく、この１７０°以下のハブロード角θｈ１，θｈ２により、ベルト８に加わる負荷が定常負荷と最大負荷と間で変化したとしても常に保持されるようになる。よって、その張り側アーム１６又は１７の回動を確保して緩み側アーム１７又は１６を回動可能とし、その緩み側スパン８ｂ又は８ａの張力調整により張力を安定して保持でき、ベルト張力の低下によるスリップやベルト騒音の発生を防止することができる。
【００４３】
また、負荷に対する最低必要なベルト張力を満たすように緩み側スパンの張力が負荷に応じて増加するので、補機モジュールの負荷に応じてベルト張力を適正に調整でき、エンジンの燃費向上や補機モジュールの回転軸３やクランク軸１の各軸受部の高寿命化を図ることができる。
【００４４】
（実施形態２）
図４及び図５は本発明の実施形態２を示し（尚、図１〜図３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）、オートテンショナ１１の２つのアーム１６，１７を別体にしたものである。
【００４５】
すなわち、この実施形態においては、オートテンショナ１１におけるスピンドル１２に互いに独立した別体の第１及び第２の２つのアーム１６，１７が回動可能に支持されている。各アーム１６，１７の基端部にはそれぞれスピンドル１２の長さの略半分の長さのボス部１６ａ，１７ａを有し、第１アーム１６のボス部１６ａはスピンドル１２の基端側（取付ブラケット部１２ａ側）に、また第２アーム１７のボス部１７ａはスピンドル１２の先端側にそれぞれボス部１６ａ，１７ａ先端側を突き合わせた状態で共通のＤＵブッシュ１９を介して回動可能に外嵌合されている。第１アーム１６のボス部１６ａ裏面とスピンドル１２のブラケット部１２ａとの間、第２アーム１７のボス部１７ａ裏面とフロントプレート２１との間にはそれぞれスラストワッシャ２０，２２が介在され、上記実施形態１の如きディスクスプリング２３は設けられていない。
【００４６】
その代わり、図５に示す如く、両アーム１６，１７のボス部１６ａ，１７ａ周りには付勢手段としての捩りコイルばね４４が配置され、図４に示すように、このばね４４の一端は、第１アーム１６の基端部に形成したばね止め孔４５に、ばね４４の他端は、第２アーム１７の基端部に形成したばね止め孔４６にそれぞれ係止されている。つまり両アーム１６，１７間に亘り捩りコイルばね４４が介在されており、この捩りコイルばね４４の捩りばね力により第１及び第２アーム１６，１７を回動付勢し、第１アーム１６を図４で時計回り方向に、また第２アーム１７を同反時計回り方向にそれぞれ回動付勢することで、各アーム１６，１７先端のテンションプーリ２８，３８がベルト８のスパン８ａ，８ｂを押圧してベルト張力を発生させるようにしている。
【００４７】
尚、第１アーム１６はスピンドル１２の基端側から、また第２アーム１７はスピンドル１２の先端側からそれぞれ半径方向に延び、テンションプーリ２８，３８を支持している軸部２５，３５はアーム１６，１７先端から互いに逆向きに突出している。その他の構成は上記実施形態と同様である。
【００４８】
したがって、この実施形態の場合、オートテンショナ１１の１対のアーム１６，１７が各々の基端部で独立して揺動可能に支持され、これら両アーム１６，１７は捩りコイルばね４４の捩りばね力により各テンションプーリ２８，３８がベルトの第１及び第２スパン８ａ，８ｂを押圧するように回動付勢されているので、例えばエンジンの始動時に、ベルト８の第２スパン８ｂが張り側スパンとなり、第１スパン８ａが緩み側スパンとなる。このことで、第２スパン８ｂを押圧している第２テンションプーリ３８がベルト８から押し返されて、その第２テンションプーリ３８を支持している第２アーム１７が図４で時計回り方向に回動する。このときには、この第２アーム１７との間に捩りコイルばね４４が介在されている第１アーム１６も第２アーム１７の回動に追従して同方向に回動し、この第１アーム１６先端の第１テンションプーリ２８がベルト８の緩み側スパンたる第１スパン８ａを押圧し、このことで第１スパン８ａ（緩み側スパン）の張力が調整されて保持される。
【００４９】
一方、エンジンの始動後の運転状態になると、ベルト８の第１スパン８ａが張り側スパンに、また第２スパン８ｂが緩み側スパンにそれぞれ切り換わり、この第１スパン８ａを押圧している第１テンションプーリ２８がベルト８から押し返されて、第１アーム１６が図４で反時計回り方向に回動する。このときには、第２アーム１７も捩りコイルばね４４の介在により第１アーム１６の回動に追従して同方向に回動し、この第２アーム１７先端の第２テンションプーリ３８がベルト８の緩み側スパンたる第２スパン８ｂを押圧し、このことで第２スパン８ｂ（緩み側スパン）の張力が調整されて保持される。
【００５０】
そのとき、上記捩りコイルばね４４の回動付勢力は、各アーム１６，１７の中心線Ｌ１，Ｌ２と、各アーム１６，１７先端のテンションプーリ２８，３８をベルト８が押すプーリ押圧方向Ｆ１，Ｆ２とのなすハブロード角θｈ１，θｈ２がいずれも１７０°以下となるように設定され、この１７０°以下のハブロード角θｈ１，θｈ２は、ベルト８に加わる負荷が定常負荷と最大負荷と間で変化したとしても常に保持される。よって、この場合でも、ハブロード角θｈ１，θｈ２が１７０°よりも大きいときのように、張り側アームが回動不能に固着することはなく、その張り側アームの回動を確保して緩み側アームを回動可能とし、その緩み側スパンの張力調整により張力を安定して保持することができる。
【００５１】
また、第１及び第２の両アーム１６，１７間に捩りコイルばね４４が介在されているので、エンジンの運転時に駆動プーリとなるクランクプーリ２にエンジンの周期燃焼による大きな回転変動が生じたとしても、その回転変動をベルト８の張り側スパンとなる第１スパン８ａの第１アーム１６の揺動によって吸収でき、クランクプーリ２の回転変動による変動負荷を張り側アームたる第１アーム１６の回動で、また従動プーリたる補機プーリ４の定常負荷を緩み側アームたる第２アーム１７の回動でそれぞれ分離して調整することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
尚、上記実施形態では、クランクプーリ２、補機プーリ４及びアイドラプーリ６に補機ベルト８を巻き掛け、補機を１つとしたエンジンの補機ベルト始動システム（ベルト伝動装置Ａ）について説明しているが、この他、エンジンの補機として、空気調和機用のコンプレッサ、パワーステアリング装置の油圧ポンプ、ウォータポンプ等を設けて、それらを補機ベルト８を介して駆動するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、テンションプーリ２８，３８でベルト８の両スパン８ａ，８ｂを外面側から押圧しているが、両スパン８ａ，８ｂを内面側から押圧するようにすることもできる。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、エンジンの補機ベルト始動システムに適用しているが、本発明はその他のベルト伝動装置にも適用することができ、少なくとも２つのプーリと、これら両プーリ間に巻き掛けられた伝動ベルトとを備えていて、両プーリの一方が駆動プーリになる状態と、他方が駆動プーリになる状態とに切り換わるベルト伝動装置であればよい。
【００５５】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。上記実施形態のベルト伝動装置Ａ（図１参照）として、１５０ｍｍのプーリ径を持つクランクプーリ２及びアイドラプーリ６と、６０ｍｍのプーリ径を持つ補機プーリ４とを用意し、各々の配置レイアウトを２次元のＸＹ座標上に設定した。クランクプーリ２の軸心は座標（０ｍｍ，０ｍｍ）に、またアイドラプーリ６の軸心は座標（−３００ｍｍ，０ｍｍ）に、さらに補機プーリ４の軸心をＸ座標（−１５０ｍｍ）上にそれぞれ配置し、これらプーリ２，４，６に周長１７４０ｍｍ、リブ数１０のＶリブドベルト８（仕様「ＲＴ２７００」）を巻き掛けた。さらに、オートテンショナ１１のピボット位置Ｐ（スピンドル１２の位置）を座標（−１５０ｍｍ，２５０ｍｍ）とし、その第１及び第２のアーム１６，１７の各長さをいずれも同じ７５ｍｍとし、第１アーム１６先端にプーリ径７５ｍｍの第１テンションプーリ２８を、また第２アーム１７先端に同じプーリ径７５ｍｍの第２テンションプーリ３８をそれぞれ軸支した。そして、両アーム１６，１７のなすアーム角θａを９０°，１２０°，１５０°，１８０°，２１０°，２４０°，２７０°の７種類に変更し、その各種類について、▲１▼第１及び第２テンションプーリ２８，３８の各々の側についてエンジン停止時、エンジン始動時及びエンジン始動後の運転時の３つの状態における各ハブロード角、▲２▼補機負荷トルクの変化に応じたベルトスパン８ａ，８ｂの張力変化、▲３▼各アーム角θａの変位に応じたベルトスパン８ａ，８ｂの張力変化について調べた。
【００５６】
上記▲１▼の結果を表１に示す。また、▲２▼の結果を図６〜図１２に、また▲３▼の結果を図１３〜図１９にそれぞれ示す。
【００５７】
【表１】
2004068973.tif 000003
【００５８】
これらの結果を見ると、アーム角θａが１８０°，２１０°，２４０°に設定されていると、張り側のハブロード角が１７０°を越え、かつこのときにベルトの緩み側スパン８ａ，８ｂの張力がマイナス値となっている（図９〜図１１、図１６〜図１８参照）。
【００５９】
これに対し、アーム角θａが９０°，１２０°，１５０°，２７０°に設定されていれば、張り側のハブロード角は１７０°以下に保たれ、このときにベルトの緩み側スパン８ａ，８ｂの張力は常にプラス値となっている（図６〜図８、図１２、図１３〜図１５、図１９参照）。
【００６０】
このことから、本願発明のように、ハブロード角が常に１７０°以下になるように両アーム１６，１７のなすアーム角θａを設定することで、張り側となるアーム１６，１７の回動を確保して緩み側のアーム１６，１７を回動可能とし、その緩み側スパン８ａ，８ｂの張力調整により張力を安定して保持できることが判る。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明では、少なくとも第１及び第２の２つのプーリと、これらの両プーリ間に巻き掛けられた伝動ベルトとを備え、第１又は第２プーリの一方が駆動プーリになる状態と、他方が駆動プーリになる状態とに切り換わるベルト伝動装置に対し、ベルトの張力を調整するオートテンショナとして、プーリ両側のベルトスパンをそれぞれ押圧するテンションプーリを軸支した１対のアームを一体に設け、各アームの中心線と、該各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が常に１７０°以下になるように両アームのなすアーム角を設定した。また、請求項２の発明によると、請求項１の発明が対象と同様のベルト伝動装置において、オートテンショナは、各々の基端部で独立して揺動可能に支持された１対のアームと、この各アームの先端部に回転可能に軸支され、上記両プーリ間のベルトの両スパンを押圧可能なテンションプーリと、両アーム間に介在され、テンションプーリがベルトのスパンを押圧してベルト張力が発生するように両アームを回動付勢する付勢手段とを備え、上記各アームの中心線と、各アーム先端のテンションプーリをベルトスパンが押すプーリ押圧方向とのなすハブロード角が常に１７０°以下になるように上記付勢手段の付勢力を設定した。これらの発明によると、ベルトに加わる負荷が定常負荷と最大負荷と間で変化したとしても、常に１７０°以下のハブロード角を保持して、張り側アームが回動不能に固着するのを回避でき、その張り側アームの回動の確保によって緩み側アームを回動可能とし、緩み側スパンの張力調整により張力を安定して保持でき、ベルト張力の低下によるスリップやベルト騒音の発生を防止することができる。
【００６２】
特に、請求項２の発明によると、２つのプーリのうちの駆動プーリとなる側に大きな回転変動が生じたとしても、その回転変動を張り側アームの揺動によって吸収でき、駆動プーリの回転変動による変動負荷を張り側アームの回動で、また従動プーリの定常負荷を緩み側アームの回動でそれぞれ分離調整することができる。
【００６３】
請求項３の発明では、第１プーリは、エンジンの出力軸に設けられたクランクプーリとし、第２プーリは、エンジンの始動時にスタータモータとなる一方、始動後に補機となる補機モジュールの回転軸に設けられた補機プーリとし、ベルトは、少なくとも補機プーリとクランクプーリとの間に巻き掛けられた補機ベルトとして、エンジンの始動時に補機モジュールによりクランクプーリを回転させる一方、エンジンの始動後はクランクプーリにより補機プーリを駆動するようにした。また、請求項４の発明では、補機モジュールは、エンジンの始動後に発電機となるモータジェネレータとした。これらの発明によると、エンジンの始動時に補機モジュールにより補機ベルトを介してエンジンをクランキングして始動する一方、エンジンの始動後は、逆に、クランクプーリにより補機ベルトを介して補機モジュールを駆動させる補機駆動用のベルト伝動装置において、張り側アームの回動を確保して緩み側アームを回動可能とし、その緩み側スパンの張力調整により張力を安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るベルト伝動装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】オートテンショナの拡大正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態２を示す図２相当図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】オートテンショナの両アーム角が９０°の場合の補機負荷トルクとベルトスパン張力との関係を示す特性図である。
【図７】両アーム角が１２０°の場合を示す図６相当図である。
【図８】両アーム角が１５０°の場合を示す図６相当図である。
【図９】両アーム角が１８０°の場合を示す図６相当図である。
【図１０】両アーム角が２１０°の場合を示す図６相当図である。
【図１１】両アーム角が２４０°の場合を示す図６相当図である。
【図１２】両アーム角が２７０°の場合を示す図６相当図である。
【図１３】オートテンショナの両アーム角が９０°の場合のアーム角変位とベルトスパン張力との関係を示す特性図である。
【図１４】両アーム角が１２０°の場合を示す図１３相当図である。
【図１５】両アーム角が１５０°の場合を示す図１３相当図である。
【図１６】両アーム角が１８０°の場合を示す図１３相当図である。
【図１７】両アーム角が２１０°の場合を示す図１３相当図である。
【図１８】両アーム角が２４０°の場合を示す図１３相当図である。
【図１９】両アーム角が２７０°の場合を示す図１３相当図である。
【符号の説明】
Ａ　ベルト伝動装置
１　クランク軸（エンジン出力軸）
２　クランクプーリ（第１プーリ）
３　補機モジュール回転軸
４　補機プーリ（第２プーリ）
６　アイドラプーリ
８　補機ベルト（伝動ベルト）
８ａ　第１スパン
８ｂ　第２スパン
１１　オートテンショナ
１６　第１アーム
１７　第２アーム
２５　第１軸部
２８　第１テンションプーリ
３５　第２軸部
３８　第２テンションプーリ
４４　捩りコイルばね（付勢手段）
Ｐ　ピボット位置
θａ　アーム角
Ｌ１　第１アーム中心線
Ｆ１　プーリ押圧方向
θｈ１　第１ハブロード角
Ｌ２　第２アーム中心線
Ｆ２　プーリ押圧方向
θｈ２　第２ハブロード角
【図１】
2004068973.tif 000004
【図２】
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【図３】
2004068973.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004068973.tif 000010
【図８】
2004068973.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2004068973.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004068973.tif 000016
【図１４】
2004068973.tif 000017
【図１５】
2004068973.tif 000018
【図１６】
2004068973.tif 000019
【図１７】
2004068973.tif 000020
【図１８】
2004068973.tif 000021
【図１９】
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