(57)【要約】【課題】２つのプーリ間で動力の伝達状態が切り換わるベルト伝動装置において、そのオートテンショナの構造に工夫を凝らすことで、ベルトの寿命を延ばす。【解決手段】オートテンショナ２８のテンションプーリ３２は、伝動ベルト２５の第１スパン２５ａを押圧する。ソレノイド部４６は、第１スパン２５ａを張り側スパンとする駆動状態のときに、揺動部材４４を揺動不能に固定する一方、第１スパン２５ａを緩み側スパンとする駆動状態のときに、揺動部材４４の固定を解除する。揺動部材４４の固定によりオートテンショナ２８が固定される。偏心カム５９の回動により、アイドラプーリ１９はベルト押圧方向に移動し、第１スパン２５ａが張り側スパンとなったときに生ずる伝動ベルト２５の緩みを吸収する。【選択図】図１
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【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、
少なくとも上記両プーリ間に巻き掛けられたベルトとを備え、
上記第１のプーリが駆動プーリになる状態と、第２のプーリ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、
揺動可能なアーム部と、該アーム部に設けられたテンションプーリとを有し、上記両プーリ間におけるベルトの第１及び第２スパンのうちの第１スパンを押圧するオートテンショナと、
上記オートテンショナのアーム部の揺動中心を円弧中心とする略円弧状の摩擦面を外周面に有する回転不能な固定プーリ部と、
外周面に上記固定プーリ部の摩擦面と対をなす略円弧状の摩擦面を有し、上記オートテンショナのアーム部に、上記両摩擦面の各円弧中心を通る直線からずれた位置を揺動中心として上記円弧中心同士の距離が変化するように揺動可能に設けられた揺動部と、
上記固定プーリ部の摩擦面と上記揺動部の摩擦面との間に巻き掛けられたエンドレスの摩擦部材と、
上記両プーリ間の駆動状態が上記第１スパンを張り側スパンとする状態に切り換わったときに、上記揺動部が上記両摩擦面の円弧中心同士が離れる方向に回動した状態で揺動不能にアーム部に対して固定される固定状態とする一方、第１スパンを緩み側スパンとする状態に切り換わったときに、上記揺動部の固定状態が解除された揺動状態とする状態切換手段とを備えている
ことを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項２】
請求項１において、
状態切換手段は、電磁力により揺動部の固定状態と揺動状態とを切り換えるソレノイドを備えている
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において、
第１のプーリは、少なくともスタータ機能を有する補機に設けられ、
第２のプーリは、エンジンに設けられている
ことを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項４】
請求項３において、
補機は、発電機能を有する
ことを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
状態切換手段は、第１のプーリにより第２のプーリを駆動してエンジンを始動させるときに揺動部を固定状態とする一方、エンジンが始動すると上記揺動部を揺動状態と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６】
請求項１から５の何れか１項において、
第１スパンが張り側スパンとなったときに生ずるベルトの緩みを吸収する緩み解消手段が設けられている
ことを特徴とするベルト伝動装置。
【請求項７】
請求項６において、
緩み解消手段は、
固定体に固定された固定軸と、
上記固定軸の軸心に対して偏心した状態で該固定軸に回動可能に設けられた偏心部と、
上記偏心部に回転自在に設けられ、第１スパンが張り側スパンとなったときに上記偏心部の回動によりベルト押圧方向に移動するアイドラプーリとを備えている
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、ベルト伝動装置に関し、特に、ベルトの寿命を延ばす対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ベルト伝動装置として、例えば特許文献１に開示されているように、揺動可能なアームの先端にテンションプーリが軸支されたオートテンショナを備え、このオートテンショナにより、複数のプーリに巻き掛けられた伝動ベルトの張力を調整するものがよく知られており、このベルト伝動装置は例えばエンジンの補機駆動装置として使用されている。
【０００３】
上記公報にはベルト伝動装置を補機駆動装置として構成したものが示されており、この補機駆動装置では、スタータ機能及び発電機能を有する補機が設けられ、補機をスタータモータとしたときには、その駆動力をベルトを介してエンジンに伝動してその始動を行う一方、エンジンの始動後の運転中は、エンジン駆動力をベルトにより補機に伝動してその駆動を行うことができるようになっている。
【０００４】
このように補機の駆動力を利用してエンジンを始動させる補機駆動装置では、補機駆動時（エンジン始動時）にはエンジン駆動時（エンジン運転時）よりも遙かに大きな張力がベルトにかかるために、オートテンショナは、ベルトにおいて補機駆動時に緩み側となるスパンを押圧するように配置する必要がある。つまり、補機駆動時における張り側スパンにオートテンショナを設けようとすると、オートテンショナを非常に大きな張力に耐え得る構造にする必要があり、オートテンショナが非常に高剛性で強大な装置となってしまい、実装面で難点がある。したがって、オートテンショナを補機駆動時における緩み側スパンに設けることとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−５９５５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように補機駆動時に緩み側となるベルトスパンにオートテンショナを設ける構成では、そのスパンがエンジン運転中において緩み側から張り側に変化するので、オートテンショナは張り側スパンを押圧することとなる。このために、常時ベルトに所定以上の過剰な張力をかけておかなければならず、この高張力下でベルト張力の調整を行う必要があり、ベルトの寿命が短くなるという問題が生ずる。
【０００７】
また、エンジン運転中はベルトが常時高張力下にあるために、それに耐え得るように幅広のベルトを使用することが余儀なくされるという問題も生ずる。
【０００８】
そこで、本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、２つのプーリ間で動力の伝達状態が切り換わるベルト伝動装置において、そのオートテンショナの構造に工夫を凝らすことで、ベルトの寿命を延ばすことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、オートテンショナのアーム部に互いに対をなす略円弧状の摩擦面をそれぞれ有する固定プーリ部及び揺動部を設けるとともに、この両摩擦面間に摩擦部材を巻き掛ける。そして、２つのプーリ間にあるベルトの第１及び第２スパンのうちの第１スパンを張り側スパンとする駆動状態のときに、状態切換手段が、上記揺動部を揺動不能に固定する一方、第１スパンを緩み側スパンとする駆動状態のときに、揺動部の固定状態を解除するものとした。
【００１０】
具体的に、請求項１の発明は、少なくとも第１及び第２の２つのプーリと、少なくとも上記両プーリ間に巻き掛けられたベルトとを備え、上記第１のプーリが駆動プーリになる状態と、第２のプーリ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を前提として、揺動可能なアーム部と該アーム部に設けられたテンションプーリとを有し、上記両プーリ間におけるベルトの第１及び第２スパンのうちの第１スパンを押圧するオートテンショナと、上記オートテンショナのアーム部の揺動中心を円弧中心とする略円弧状の摩擦面を外周面に有する回転不能な固定プーリ部と、外周面に上記固定プーリ部の摩擦面と対をなす略円弧状の摩擦面を有し、上記オートテンショナのアーム部に、上記両摩擦面の各円弧中心を通る直線からずれた位置を揺動中心として上記円弧中心同士の距離が変化するように揺動可能に設けられた揺動部と、上記固定プーリ部の摩擦面と上記揺動部の摩擦面との間に巻き掛けられたエンドレスの摩擦部材と、上記両プーリ間の駆動状態が上記第１スパンを張り側スパンとする状態に切り換わったときに、上記揺動部が上記両摩擦面の円弧中心同士が離れる方向に回動した状態で揺動不能にアーム部に対して固定される固定状態とする一方、第１スパンを緩み側スパンとする状態に切り換わったときに、上記揺動部の固定状態が解除された揺動状態とする状態切換手段とを備えている。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、状態切換手段は、電磁力により揺動部の固定状態と揺動状態とを切り換えるソレノイドを備えている。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、第１のプーリは、少なくともスタータ機能を有する補機に設けられ、第２のプーリは、エンジンに設けられている。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、補機は、発電機能を有する。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、状態切換手段は、第１のプーリにより第２のプーリを駆動してエンジンを始動させるときに揺動部を固定状態とする一方、エンジンが始動すると上記揺動部を揺動状態とするように構成されている。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項１から５の何れか１項の発明において、第１スパンが張り側スパンとなったときに生ずるベルトの緩みを吸収する緩み解消手段が設けられている。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明において、緩み解消手段は、固定体に固定された固定軸と、上記固定軸の軸心に対して偏心した状態で該固定軸に回動可能に設けられた偏心部と、上記偏心部に回転自在に設けられ、第１スパンが張り側スパンとなったときに上記偏心部の回動によりベルト押圧方向に移動するアイドラプーリとを備えている。
【００１７】
すなわち、請求項１の発明では、オートテンショナが配設される第１スパンが張り側スパンとなる状態のときに、状態切換手段が揺動部を固定状態に切り換える。この固定状態では、揺動部は、固定プーリ部及び揺動部の両摩擦面の円弧中心同士が離れる方向に回動した状態でオートテンショナのアーム部に対して固定され、これにより上記両摩擦面間に巻き掛けられたエンドレスの摩擦部材に張力が付与された状態となる。そして、摩擦面を有する固定プーリ部が回動不能であり、且つこの摩擦面と対をなす摩擦面を有する揺動部が上記摩擦部材の張力付与状態でアーム部に対して固定されているために、テンションプーリがベルトによって押圧されて上記アーム部が回動しようとすると、アーム部の回動方向と反対側における摩擦部材のスパンの張力が増大することとなって摩擦部材全体の張力が増大する。この結果、揺動部は摩擦部材の高いグリップ力を受けて回動するのが阻止され、揺動部が設けられるアーム部は回動不能に固定される。よって、第１スパンが張り側スパンとなるときには、ベルトによってテンションプーリに強大な力が付与されたとしてもオートテンショナのアーム部の固定を維持することができる。
【００１８】
したがって、この場合においてオートテンショナが緩み側スパンのベルト張力に適合した構成となっていても、ベルト張力によってオートテンショナが跳ね退けられるのを防止することができる。
【００１９】
一方、第１スパンを緩み側スパンとする状態のときには、状態切換手段は、上記揺動部の固定状態を解除して揺動状態とする。そして、テンションプーリがベルトによって押圧されてアーム部が固定プーリ部に対して回動すると、このアーム部の回動に伴って揺動部が両摩擦面の円弧中心同士の距離が変化するようにアーム部に対して揺動し、これによりアーム部の回動が減衰される。
【００２０】
すなわち、アーム部が揺動部の揺動中心の位置ずれ方向に回動するようにテンションプーリがベルトから押圧力を受けたときには、固定プーリ部材は回動不能であることから、上記位置ずれ方向とは逆方向に位置する摩擦部材のスパンの張力が押圧力の大きさに応じて上昇しようとする。ところが、このとき揺動部が両摩擦面の円弧中心同士の距離を小さくする方向に回動するので、上記スパンの張力の上昇分が吸収される。このために、摩擦部材の張力は上昇せず、少なくとも一方の摩擦面と摩擦部材との間に滑りが発生し、アーム部の回動は許容されることとなる。
【００２１】
一方、アーム部が揺動中心の位置ずれ方向とは逆方向に回動するようにテンションプーリがベルトから押圧力を受けたときには、上記位置ずれ方向に位置する摩擦部材のスパンの張力が押圧力の大きさに応じて上昇する。そして、この張力の上昇分は、両摩擦面の円弧中心同士の距離を大きくする方向に揺動部を回動させる回動力となる。この回動力により、上記位置ずれ方向とは逆方向に位置する摩擦部材のスパンの張力が上昇し、このために、摩擦部材全体の張力が上昇する。この摩擦部材の張力上昇に伴って該摩擦部材のグリップ力も上昇し、アーム部の回動に対して減衰力が発生することとなる。このようにして、ベルトの張力変動を吸収しつつオートテンショナの揺動を減衰させ、ベルト伝動を安定して行うことができる。
【００２２】
よって、オートテンショナが緩み側スパンを押圧してベルト張力の調整を行うので、このオートテンショナを緩み側スパンのベルト張力に適合した構成にすることが可能となり、低張力下でのベルト張力の調整を行うことができるようになる。これによりベルトに過剰な張力をかけておかなければならないという事態を回避することができ、ベルト寿命を延ばすことができる。また、揺動部を固定状態と揺動状態とに切り換えることによりオートテンショナの固定及びその解除を行うことができるので、電磁クラッチ等をロック手段として用いる構成に比べて安価となり、これによりコストの低減化を図ることができる。
【００２３】
また、例えばストッパによりオートテンショナを固定してその振り量を規制する構成と異なり、状態切換手段による切り換えのタイミングを調整することにより、オートテンショナを任意の位置で固定することができるので、第１スパンが張り側スパンとなるときのベルト張力を任意に設定することができる。特に、ベルトに張力がかかる前に予めオートテンショナを固定させることが可能となるために、この場合には振動が発生することも全くない。
【００２４】
また、請求項２の発明では、状態切換手段が、ソレノイドの電磁力により、揺動部の固定状態と揺動状態とを切り換える構成としたので、揺動部の固定状態及び揺動状態の切り換えを確実かつ容易に行うことができる。
【００２５】
また、請求項３の発明では、少なくともスタータ機能を有する補機に設けられる第１プーリが駆動プーリとなる駆動状態において、揺動部を揺動不能に固定する一方、エンジンに設けられる第２プーリが駆動プーリとなる駆動状態において、上記揺動部の固定を解除する。即ち、補機による駆動時には、オートテンショナが位置する第１スパンが張り側スパンとなって非常に大きな張力を発生するが、このときには揺動部を固定状態とすることでオートテンショナが固定されるために、ベルトにより大きな力を受けてもオートテンショナが跳ね退けられるのを防止することができる。一方、エンジン運転中には上記揺動部の固定状態が解除され、テンションプーリにより緩み側スパンとなる第１スパンを押圧して張力調整を行うことができる。この結果、緩み側スパンでのベルト張力の調整が可能となってベルトの寿命を延ばすことができ、これにより信頼性の高いエンジンを得ることができる。
【００２６】
また、請求項４の発明では、補機が発電機能を有するので、エンジンによる補機の駆動時には、同時に発電をも行うことができる。
【００２７】
また、請求項５の発明では、第１のプーリにより第２のプーリを駆動してエンジンを始動させるときには、揺動部を固定状態とすることによりオートテンショナを固定する一方、エンジンが始動すると揺動部の固定状態を解除してオートテンショナのアーム部を揺動可能としたので、オートテンショナが跳ね退けられるのを防止して確実にエンジンを始動させることができるとともに、エンジン始動後には緩み側スパンでベルトの張力調整を行うことができる。
【００２８】
また、請求項６の発明では、第１スパンが張り側スパンとなったときに生ずるベルトの緩みを吸収する緩み解消手段を設けるようにしたので、ベルト伝動を効率よく且つ確実に行うことができる。つまり、第１スパンが張り側スパンとなったときには、この張り側スパンには強大な張力が発生する一方でオートテンショナが固定されるために、ベルトに伸びが発生してもベルトの緩みを調整するのが困難となる。このために第１及び第２のプーリでのベルトの滑りが発生し得ることとなるが、ベルトの緩みを吸収する緩み解消手段を設けるようにしたので、ベルトに伸びが発生していてもベルトの滑りを起こさせることなく確実にベルト伝動を行うことができる。特に、第１のプーリがスタータ機能を有する補機に設けられ、第２のプーリがエンジンに設けられるときには、第１スパンが張り側スパンとなったときに、このスパンに強大な力が付与されるために、第１スパンに伸びが発生し易い。したがって、第１スパンが張り側スパンとなったときに生ずるベルトの緩みを吸収する緩み解消手段を設けることにより、ベルトの滑りを発生させることなく、補機の駆動力を確実にエンジンに伝動することができ、非常に有効である。
【００２９】
また、請求項７の発明では、緩み解消手段が、固定体に固定された固定軸回りに偏心部を回動させることによりアイドラプーリがベルト押圧方向に移動する構成としたので、低コストで且つ簡易な構成でベルトの伸び分を吸収するのに必要な分だけアイドラプーリを移動させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態に係るベルト伝動装置１は、自動車エンジン（図示せず）の補機駆動システムとして構成されたものであり、本発明でいう補機としてのモータジェネレータ（図示せず）とエンジンとが、駆動側又は従動側が互いに切り換わって動力を伝達し合うものである。つまり、この補機駆動システムは、スタータ機能及び発電機能を有するモータジェネレータが駆動側となってエンジンを始動させる第１の駆動状態と、エンジンの始動後、即ち、本システムの主たる運転状態であるエンジンの運転中に、該エンジンの駆動力によりモータジェネレータを駆動して発電をも行う第２の駆動状態とが切り換わるものである。
【００３２】
上記ベルト伝動装置１は、図外のモータジェネレータ（補機）の駆動軸６に回転一体に取付固定された第１のプーリとしてのＭＧプーリ７と、エンジン（図示せず）の駆動軸であるクランク軸９に回転一体に取付固定された第２のプーリとしてのクランクプーリ１０と、空調機用コンプレッサ（補機）（図示せず）の回転軸１２に回転一体に取付固定されたコンプレッサプーリ１３と、図外のパワステアリング装置（補機）の回転軸１５に回転一体に取り付け固定された油圧ポンプ用プーリ１６と、固定体としてのエンジン本体３（図２参照）に取付固定された固定軸１８に偏心部としての偏心カム５９を介して回転自在に支持されるアイドラプーリ１９と、冷却水を循環させるための図外の冷却水ポンプ（補機）の回転軸２１に回転一体に取り付け固定された冷却水ポンプ用プーリ２２とを備えている。上記ＭＧプーリ７、クランクプーリ１０、コンプレッサプーリ１３、油圧ポンプ用プーリ１６及び冷却水ポンプ用プーリ２２はいずれもＶリブドプーリからなり、アイドラプーリ１９は平プーリからなる。これらのプーリ７，１０，１３，１６，１９，２２間にはＶリブドベルトからなる伝動ベルト２５が巻き掛けられ、このベルト２５は、上記Ｖリブドプーリからなる各プーリ７，１０，１３，１６，２２にあってはベルト２５内面（下面）をプーリ７，１０，１３，１６，２２に接触させた正曲げ状態で、また、アイドラプーリ１９にあってはベルト２５外面（背面）をプーリ１９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いる。そして、駆動軸６（ＭＧプーリ７）又はクランク軸９（クランクプーリ１０）の回転により、ベルト２５をクランクプーリ１０→ＭＧプーリ７→冷却水ポンプ用プーリ２２→アイドラプーリ１９→油圧ポンプ用プーリ１６→コンプレッサプーリ１３→クランクプーリ１０の順に図１で時計回り方向に走行させるようになっている。
【００３３】
上記ベルト２５のクランクプーリ１０から出る側のスパンのうち、クランクプーリ１０とＭＧプーリ７との間の第１スパン２５ａには、その第１スパン２５ａをベルト外面側から押圧して伝動ベルト２５の張力を自動的に調整するアームタイプのオートテンショナ２８が配置されている。このオートテンショナ２８は、アーム部３１と、アーム部３１の先端部に配置される平プーリからなるテンションプーリ３２とを備えている。
【００３４】
上記アーム部３１の基端部には、付勢手段としてのコイルばね３３を係合させる係合孔３５が、また先端部の表側面には、上記テンションプーリ３２を支持するプーリ軸３６が、また先端部と基端部との間の中間部における裏側面には、円筒状に突出する支持軸３７がそれぞれ設けられている。この支持軸３７の軸心は、アーム部３１が揺動（回動）するときの揺動中心（回動中心）とされている。上記コイルばね３６は、上記エンジン本体３に連結されていて、アーム部３１を第１スパン２５ａの張力を増大させる方向に付勢するように構成されている。上記プーリ軸３６は、図２にも示すように、上記支持軸３７と平行に突設されており、ベアリング３９を介して上記テンションプーリ３２を回転自在に支持している。そして、このテンションプーリ３２に上記伝動ベルト２５が巻き掛けられている。この伝動ベルト２５は、その外面（背面）側が接触する状態でテンションプーリ３２に巻き掛けられることで、テンションプーリ３２を外側に向けて押圧するようになっている。
【００３５】
上記オートテンショナ２８のアーム部３１には、固定プーリ部４３と揺動部としての揺動部材４４と状態切換手段としてのソレノイド部４６とが設けられている。
【００３６】
上記固定プーリ部４３は、上記エンジン本体３に締結固定された支持体４８に円筒状に突設されていて、この固定プーリ部４３はエンジン本体３に対して回転不能に設けられている。固定プーリ部４３の先端面には有底の軸受穴４９が形成されており、この軸受穴４９には、軸受５０を介装した状態で上記オートテンショナ２８の支持軸３７が嵌挿されている。また、この支持軸３７には締結具５１が挿通されていて、この締結具５１は上記支持体４８に螺合されている。これにより、上記オートテンショナ２８のアーム部３１は、支持軸３７を回動軸（揺動軸）として回動（揺動）可能となっている。また、上記固定プーリ部４３は、その外周面のほぼ全周に亘って摩擦面４３ａを有している。この摩擦面４３ａは、固定プーリ部４３の先端面側から見て略円弧状に形成されるものであり、その円弧中心は上記支持軸３７の軸心と一致している。つまり、固定プーリ部４３の摩擦面４３ａは、その円弧中心がアーム部３１の揺動中心とされている。
【００３７】
上記揺動部材４４は、その外周面に上記固定プーリ部４３の摩擦面４３ａと対をなす略円弧状の摩擦面４４ａを有していて、平面視で上記固定プーリ部４３側に湾曲する三日月状に形成されている。
【００３８】
上記揺動部材４４は、上記アーム部３１の裏側面に鉤状に突設される嵌合部５３に嵌め込まれている。この嵌合部５３に嵌め込まれた揺動部材４４には、上記支持軸３７の中心とプーリ軸３６の中心とを通る直線からずれた位置で、上記嵌合部５３に挿通されたピン５４が貫通している。このピン５４は、上記直線に対し、伝動ベルト２５によるテンションプーリ３２への押圧方向と逆方向に位置ずれしている。言い換えると、ピン５４は、テンションプーリ３２が伝動ベルト２５に押圧されてアーム部３１が回動される方向と逆方向に位置ずれしている。そして、揺動部材４４は、このピン５４を揺動軸（回動軸）としてアーム部３１に対して揺動（回動）するようになっている。
【００３９】
上記固定プーリ部４３の摩擦面４３ａと揺動部材４４の摩擦面４４ａとに亘って摩擦部材としての摩擦ベルト４５が掛け渡されている。この摩擦ベルト４５は、両摩擦面４３ａ，４４ａ間に巻き掛けられたエンドレスの平ベルトにより構成されている。固定プーリ部４３が回転不能である一方で摩擦ベルト４５は両摩擦面４３ａ，４４ａに対して摺動しないために、アーム部３１が揺動したときには、揺動部材４４の両側におけるスパンの張力がそれぞれ増減するようになっている。これにより揺動部材４４は揺動中心となるピン５４回りに揺動する。また、このピン５４が上記直線から片寄って配置されているので、アーム部３１が揺動すると、揺動部材４４の周方向中央部が固定プーリ部４３に対して近づいたり遠ざかったりするように揺動部材４４が揺動するようになっている。つまり、揺動部材４４は、両摩擦面４３ａ，４４ａの円弧中心同士の距離が変化するように揺動するようになっている。
【００４０】
上記ソレノイド部４６は、アーム部３１の先端部に固定されていて、図示省略するソレノイドを有する本体部５６と、該本体部５６に対して進退移動し、揺動部材４４に係合可能な先端部を有する進退部５７とを備えている。この進退部５７は、上記ソレノイドの励磁状態及び消磁状態の切り換えによって、又は励磁状態での電磁力の変化によって、本体部５６に引き込まれて固定された状態となったり、進退移動可能な状態となったりする。
【００４１】
上記ソレノイド部４６は、ＭＧプーリ７が駆動プーリとなりクランクプーリ１０が従動プーリとなる上記第１の駆動状態、即ち伝動ベルト２５の第１スパン２５ａを張り側スパンとする駆動状態に切り換わったときに、揺動部材４４をアーム部３１に対して揺動不能に固定する固定状態とする一方、駆動側及び従動側が入れ替わった上記第２の駆動状態、即ち第１スパン２５ｂを緩み側スパンとする駆動状態に切り換わったときに、上記揺動部材４４の固定状態が解除された揺動状態に切り換えるように構成されている。具体的に、上記固定状態では、進退部５７が本体部５６に引き込まれて固定され、進退部５７の先端部が揺動部材４４の先端部内側に係合する。これにより、揺動部材４４は、上記両摩擦面４３ａ，４４ａの円弧中心同士が離れる方向に回動し、揺動部材４４の先端部が固定プーリ部４３から最も離れた状態でアーム部３１に対して固定される。一方、上記揺動状態では、本体部５６のソレノイドが励磁状態において電磁力が変化し又は消磁状態となり、これにより進退部５７が進退移動可能となる。この結果、進退部５７の係合が解かれて揺動部材４４が揺動可能となる。上記揺動部材４４の先端部とは、上記直線に対して揺動中心とは反対側に延びる部位を指している。尚、上記直線に対して揺動中心側に延びる部位を揺動部材４４の基端部とする。
【００４２】
上記ベルト伝動装置１には、モータジェネレータによりエンジンを駆動することにより第１スパン２５ａが張り側スパンとなったときに生ずる伝動ベルト２５の緩みを吸収する緩み解消手段６０が設けられており、この緩み解消手段６０は、上記固定軸１８と偏心カム５９とアイドラプーリ１９とを備えている。
【００４３】
上記偏心カム５９は、円盤状カムからなるものであり、固定軸１８の軸心に対して偏心した状態で固定軸１８に回動可能に外嵌合されている。そして、偏心カム５９は、例えば電磁石（図示省略）のコイルに電流を流すことにより、アイドラプーリ１９がベルト押圧方向に移動するように固定軸１８回りを図１における反時計回り方向に回動する一方、電流を停止するとアイドラプーリ１９が今度は逆方向に移動するように固定軸１８回りに回動する構成とされている。
【００４４】
上記アイドラプーリ１９は偏心カム５９にベアリング（図示省略）を介して回転自在に支持されている。アイドラプーリ１９は、ＭＧプーリ７の押出し側のスパンである第２スパン２５ｂのうち、油圧ポンプ用プーリ１６と冷却水ポンプ用プーリ２２との間のスパンを押圧する。
【００４５】
上記ベルト伝動装置１には、テンショナ振動検出手段としてのテンショナ振動ピックアップ６２と、ベルト振動検出手段としてのベルト振動ピックアップ６３と、エンジン始動を検出するエンジン始動検出手段６４とが設けられている。上記テンショナ振動ピックアップ６２は、オートテンショナ２８のアーム部３１に配置されてその振動量（揺動角）を検出するように構成されている。上記ベルト振動ピックアップ６３は、伝動ベルト２５のうち上記クランクプーリ１０及びＭＧプーリ７間でテンションプーリ３２が押圧している第１スパン２５ａの近傍（図示例ではテンションプーリ３２とＭＧプーリ７との間）に配置され、この第１スパン２５ａの振動量（振れ量）を検出するように構成されている。上記エンジン始動検出手段６４は、モータジェネレータの負荷の変化によりエンジン始動を検出し、エンジン始動信号を出力するように構成されている。
【００４６】
上記テンショナ振動ピックアップ６２、ベルト振動ピックアップ６３及びエンジン始動検出手段６４の出力信号はコントローラ６６に入力されている。尚、図１では、この信号の入出力を白抜き矢印で簡略的に示している。
【００４７】
このコントローラ６６は、磁力制御部６７と、緩み解消制御部６８とを備えている。
【００４８】
上記磁力制御部６７は、上記エンジン始動信号が入力される一方、上記ソレノイド部４６へ制御信号を出力するようになっている。そして、上記磁力制御部６７は、モータジェネレータの駆動が開始される前にソレノイド部４６のソレノイドを励磁状態とし、進退部５７が固定された状態に制御する一方、エンジン始動信号を受信すると、ソレノイドを励磁状態で電磁力を変化させ又は消磁状態とすることで、進退部５７を進退移動可能な状態に制御するように構成されている。
【００４９】
上記緩み解消制御部６８は、モータジェネレータによりエンジンを駆動するときに、アイドラプーリ１９がベルト内側に移動するように偏心カム５９を回動させるように構成されている。つまり、モータジェネレータの駆動開始時には、ベルト２５の第１スパン２５ａが強大な引張力で急激に引っ張られる一方、オートテンショナ２８が固定されているために、第１スパン２５ａに急激な伸びが発生し、この状態で伝動ベルト２５が走行する。これによりＭＧプーリ７の出口側での伝動ベルト２５の緩みが生じ、伝動ベルト２５のＭＧプーリ７に対する滑りが発生し得る。そこで、モータジェネレータ駆動開始によるベルト２５の伸び分を吸収すべく、上記緩み解消制御部６８は、アイドラプーリ１９がよりベルト内側に移動するように偏心カム５９を回動させるようになっている。尚、この偏心カム５９の回動は、オートテンショナ２８が固定された後に、モータジェネレータが駆動開始するのに合わせて行われるようになっている。
【００５０】
続いて、上記ベルト伝動装置１の制御動作について説明する。まず、第１の駆動状態では、コントローラ６６は、モータジェネレータの駆動開始信号が入力されると、磁力制御部６７によりソレノイド部４６に制御信号を出力し、これにより、ソレノイド部４６のソレノイドが励磁状態となって進退部５７が固定され、これにより揺動部材４４が揺動不能な固定状態となる。この結果、オートテンショナ２８のアーム部３１が回動不能に固定される。
【００５１】
具体的に、ソレノイド部４６の進退部５７は、本体部５６のソレノイドが励磁状態とされることで、揺動部材４４をその先端部が固定プーリ部４３から離れるように回動した状態に固定する。これにより、揺動部材４４の先端部側における摩擦ベルト４５のスパンの張力が上昇するとともに摩擦ベルト４５全体の張力が上昇し、このことで摩擦ベルト４５によって揺動部材４４を押圧する力が上昇し、摩擦ベルト４５による高いグリップ力が発生する。
【００５２】
そして、モータジェネレータが駆動開始すると、ＭＧプーリ７によって伝動ベルト２５の第１スパン２５ａが強大な力で引っ張られるために、テンションプーリ３２が伝動ベルト２５から図１における反時計方向の力を受けてアーム部３１が反時計方向に回動しようとする。しかしながら、このとき、揺動部材４４の先端部が固定プーリ部４３から離れる方向に回動した状態で揺動部材４４が固定されていて、また摩擦ベルト４５が高いグリップ力に保持されており、さらにアーム部３１の回動方向と反対側における摩擦ベルト４５のスパンの張力が増大する。これにより、揺動部材４４はアーム部３１と一緒になって動くのが阻止され、この結果、アーム部３１は反時計方向に回動しない。
【００５３】
したがって、テンションプーリ３２が伝動ベルト２５から強大な力を受けたとしてもアーム部３１は揺動不能な状態で固定され、この結果、モータジェネレータの駆動力が伝動ベルト２５を介して確実にクランク軸９に伝達され、エンジンを効率よく始動させることができる。
【００５４】
また、モータジェネレータが駆動する際には、偏心カム５９が回動することにより、アイドラプーリ１９がより内側に向かって移動する。これにより、第１スパン２５ａが、モータジェネレータの駆動開始によって強大な力を急激に受けて伸びた状態となっても、アイドラプーリ１９が内側へ移動することによりベルト押圧力が上昇し、これにより伝動ベルト２５の伸び分を吸収してベルト緩みを解消することができる。この結果、伝動ベルト２５はＭＧプーリ７に対して滑ることなく走行することができる。
【００５５】
一方、エンジン駆動力がモータジェネレータに伝達される第２の駆動状態では、まず、エンジン始動検出手段６４がエンジンの始動を検出してエンジン始動信号を出力すると、コントローラ６６の磁力制御部６７がソレノイド部４６に制御信号を出力し、これによりソレノイドの励磁状態が変化し、又は消磁状態となる。これにより、揺動部材４４の固定状態が解除されてオートテンショナ２８のアーム部３１は揺動可能となる。
【００５６】
具体的に、第１スパン２５ａの張力が低減したときには、アーム部３１は、コイルばね３３のばね力により、揺動部材４４の揺動中心の偏心側に回動する方向、即ち時計回り方向に回動しようとする。このとき、固定プーリ部４３は回動不能であるので、上記偏心側とは逆側に位置する摩擦ベルト４５のスパンの張力が、受けた力の大きさに応じて上昇する。ところが、このスパン張力の上昇分は、揺動部材４４が両摩擦面４３ａ，４４ａの円弧中心同士の距離を小さくする方向に回動することによって吸収される。このために、摩擦ベルト４５の張力は上昇せず、アーム部３１の回動は許容されることとなる。
【００５７】
一方、第１スパン２５ａの張力が増大したときにはベルト押圧力がコイルばね３３のばね力に打ち勝つために、アーム部３１は、揺動部材４４の揺動中心の偏心側とは逆側に回動する方向、即ち反時計回り方向に回動しようとする。これにより、上記偏心側に位置する摩擦ベルト４５のスパン張力が上記ベルト押圧力の大きさに応じて上昇し、このスパン張力の上昇分は、両摩擦面４３ａ，４４ａの円弧中心同士の距離を大きくする方向に揺動部材４４を回動させる回動力となる。このために、摩擦ベルト４５のスパン張力の上昇に伴ってグリップ力も上昇し、アーム部３１の回動に対して減衰力が発生することとなる。このようにして、伝動ベルト２５の張力変動を吸収しつつオートテンショナ２８の揺動を減衰させ、ベルト伝動を安定して行うことができる。すなわち、オートテンショナ２８は、コイルばね３３の付勢力と伝動ベルト２５のベルト張力とが釣り合うようにアーム部３１を揺動させながらベルト張力の調整を行い、これにより両プーリ７，１０間でスムーズに動力伝達が行なわれる。尚、このときには、偏心カム５９が逆向きに回動してアイドラプーリ１９は元の位置に戻っている。
【００５８】
したがって、本実施形態に係るベルト伝動装置１によれば、モータジェネレータが駆動して第１スパン２５ａが張り側スパンとなる第１の駆動状態のときには、揺動部材４４を固定プーリ部４３及び揺動部材４４の両摩擦面４３ａ，４４ａの円弧中心同士が離れる方向に回動した状態でアーム部３１に対して固定するようにしたので、上記アーム部３１が伝動ベルト２５から強大な力を受けて回動しようとしても、揺動部材４４が摩擦ベルト４５の高いグリップ力を受けてアーム部３１と一緒になって動くのが阻止される。この結果、アーム部３１の回動を阻止することができ、アーム部３１の固定を維持することができる。よって、この第１の駆動状態では、オートテンショナ２８を緩み側スパンにおけるベルト張力に適合した構成としても、伝動ベルト２５からオートテンショナ２８が強大な力を受けることによって跳ね退けられるのを防止することができる。
【００５９】
一方、第１スパン２５ａが緩み側スパンとなる第２の駆動状態であるエンジン運転中には、揺動部材４４の固定状態が解除され、揺動部材４４は両摩擦面４３ａ，４４ａの円弧中心同士の距離が変化するように揺動する。したがって、摩擦ベルト４５のグリップ力を利用してオートテンショナ２８のアーム部３１の回動を減衰させることができる。よって、オートテンショナ２８を緩み側スパンのベルト張力に適合した構成として伝動ベルト２５の張力を調整することが可能となり、低張力下でのベルト張力の調整を行うことができる。これにより伝動ベルト２５に過剰な張力をかけておかなければならないという事態を回避することができ、ベルト寿命を延ばすことができる。
【００６０】
また、例えばストッパによりオートテンショナ２８を固定してその振り量を規制する構成と異なり、オートテンショナ２８を任意の位置で確実に固定することができるので、モータジェネレータの駆動開始時における張力を任意に設定することができる。特に、伝動ベルト２５に張力がかかる前に予めオートテンショナ２８を固定させることが可能となるために、この場合には振動が発生することも全くない。
【００６１】
また、ソレノイド部４６での電磁力の変化によって揺動部材４４の固定状態と揺動状態とを切り換える構成としたので、揺動部材４４の固定状態及び揺動状態の切り換えを容易に行うことができる。
【００６２】
また、モータジェネレータは発電機能をも有するので、エンジンによる駆動時には、同時に発電をも行うことができる。
【００６３】
また、エンジンを始動させるときにオートテンショナ２８を固定するようにしたので、エンジン始動時にオートテンショナ２８が跳ね退けられるのを防止してエンジンを確実に始動させることができる。また、エンジンが始動するとオートテンショナ２８の固定を解除するようにしたので、エンジン運転時には伝動ベルト２５の張力調整を低張力下で行うことができる。
【００６４】
また、第１スパン２５ａが張り側スパンとなったときに生ずるベルトの緩みを吸収する緩み解消手段６０を設けるようにしたので、ベルト伝動を効率よく且つ確実に行うことができる。つまり、第１スパン２５ａが張り側スパンとなったときには、この第１スパン２５ａには強大な張力が発生する一方でオートテンショナ２８が固定されるために、伝動ベルト２５に伸びが発生してもベルト緩みを調整するのが困難となる。このためにプーリ７，１０でのベルト滑りが発生し得ることとなるが、ベルト緩みを吸収する緩み解消手段６０を設けることにより、伝動ベルト２５に伸びが発生していても滑りを発生させることなく確実にベルト伝動を行うことができる。特に、第１スパン２５ａが張り側スパンとなるのは、モータジェネレータによりエンジンを始動させるときであるために、第１スパン２５ａには強大な力が付与され、第１スパン２５ａに伸びが発生し易い。したがって、緩み解消手段６０を設けることにより、伝動ベルト２５の滑りを発生させることなく、モータジェネレータの駆動力を確実にエンジンを始動させることができる。
【００６５】
また、緩み解消手段６０を、エンジン本体３に固定された固定軸１８回りに偏心カム５９が回動することでアイドラプーリ１９がベルト押圧方向に移動する構成としたので、低コストで且つ簡易な構成で伝動ベルト２５の伸び分を吸収するのに必要な分だけアイドラプーリ１９を移動させることができる。
【００６６】
【発明のその他の実施の形態】
上記実施形態では、緩み解消手段６０の偏心カム５９は、電磁石のオンオフにより固定軸１８回りに回動する構成としたが、これに代え、偏心カム５９には捩りコイルばね（図示省略）が内蔵され、この捩りコイルばねの付勢力により偏心カム５９を固定軸１８回りに回動する構成としてもよい。また、偏心カム５９には例えばエンジン本体３に連結されたコイルばね（図示省略）が外装され、このコイルばねの伸縮により偏心カム５９を固定軸１８回りに回動する構成としてもよい。これらの場合において、捩りコイルばね及びコイルばねは、偏心カム５９を図１における反時計回り方向に回動するように付勢する構成とするのがよい。これにより、伝動ベルト２５の緩みが発生すると、偏心カム５９がこの緩み量に応じて反時計回りに回動し、アイドラプーリ１９はベルト押圧方向（ベルト内側）に移動することとなる。尚、この捩りコイルばね及びコイルばねは、第１の駆動状態における第２スパン２５ｂのベルト張力に適合させたものを使用することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、緩み解消手段６０は、固定軸１８と偏心カム５９とアイドラプーリ１９とを備える構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、緩み解消手段６０は、エンジン本体３に揺動可能に支持されるオートテンショナ（図示省略）により構成してよもよい。この場合において、緩み解消手段６０は、上記オートテンショナのテンションプーリにより第２スパン２５ｂを押圧する構成とされ、伝動ベルト２５の緩みが発生したときには、このベルト２５の緩み量に応じてオートテンショナが揺動し、テンションプーリがベルト押圧方向に移動する。
【００６８】
また、上記実施形態では、ベルト伝動装置を自動車エンジンの補機駆動システムに適用した構成について説明したが、このような構成に限られるものではない。また、上記実施形態では、モータジェネレータによりエンジンを始動し、エンジン始動後には、このエンジンによってモータジェネレータを駆動する構成としたが、このような構成に限られるものでもない。要は、少なくとも２つのプーリを備えていて、そのうちの２つのプーリがそれぞれ駆動側又は従動側のプーリとなるとともに、プーリ間の動力伝達状態が互いに切り換わる構成であればよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係るベルト伝動装置によれば、第１スパンを張り側スパンとする状態のときに、状態切換手段が揺動部を固定状態に切り換えるようにしたので、オートテンショナが緩み側スパンのベルト張力に適合した構成となっていてもオートテンショナを固定させることができ、この結果、ベルトから強大な力を受けてもオートテンショナが跳ね退けられるのを防止することができる。一方、第１スパンが緩み側スパンとなるときには揺動部の固定状態を解除するようにしたので、低張力下でのベルト張力の調整を行うことができる。そして、オートテンショナを緩み側スパンのベルト張力に適合した構成とすることが可能となり、ベルトに過剰な張力をかけておかなければならないという事態を回避することができ、ベルト寿命を延ばすことができる。また、揺動部を固定状態と揺動状態とに切り換えることによりオートテンショナのアーム部の固定及び解除を行う構成としたので、電磁クラッチ等をロック手段として用いる構成に比べて安価となり、これによりコストの低減化を図ることができる。
【００７０】
また、例えばストッパによりオートテンショナを固定してその振り量を規制する構成と異なり、オートテンショナを任意の位置で確実に固定することができるので、第１スパンが張り側スパンとなるときのベルト張力を任意に設定することができる。特に、ベルトに張力がかかる前に予めオートテンショナを固定させることが可能となるために、この場合には振動が発生することも全くない。
【００７１】
また、請求項２の発明によれば、状態切換手段が、ソレノイドの電磁力により、揺動部の固定状態と揺動状態とを切り換える構成としたので、揺動部の固定状態及び揺動状態の切り換えを容易に行うことができる。
【００７２】
また、請求項３の発明によれば、補機による駆動時にオートテンショナを固定する一方、エンジン運転中にはオートテンショナの固定を解除するようにしたので、低張力でのベルト張力調整が可能となってベルトの寿命を延ばすことができ、これにより信頼性の高いエンジンを得ることができる。
【００７３】
また、請求項４の発明によれば、補機が発電機能を有するので、エンジンによる補機の駆動時には、同時に発電をも行うことができる。
【００７４】
また、請求項５の発明によれば、エンジンを始動させるときにオートテンショナのテンションプーリを移動不能に固定する一方、エンジンが始動するとオートテンショナの固定を解除するようにしたので、オートテンショナが跳ね退けられるのを防止して確実にエンジンを始動させることができるとともに、エンジン始動後には低張力下でベルトの張力調整を行うことができる。
【００７５】
また、請求項６の発明によれば、第１スパンが張り側スパンとなったときに生ずるベルトの緩みを吸収する緩み解消手段を設けるようにしたので、ベルト伝動を効率よく且つ確実に行うことができる。特に、第１のプーリがスタータ機能を有する補機に設けられ、第２のプーリがエンジンに設けられるときには、第１スパンが張り側スパンとなったときに、このスパンに強大な力が付与されるが、緩み解消手段を設けることにより、ベルトの滑りを発生させることなく、補機の駆動力を確実にエンジンに伝動することができ、非常に有効である。
【００７６】
また、請求項７の発明によれば、緩み解消手段を、固定体に固定された固定軸回りに偏心部が回動することでアイドラプーリがベルト押圧方向に移動する構成としたので、低コストで且つ簡易な構成でベルトの伸び分を吸収するのに必要な分だけアイドラプーリを移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るベルト伝動装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【符号の説明】
７    ＭＧプーリ（プーリ）
１０    クランクプーリ（プーリ）
１８    固定軸
１９    アイドラプーリ
２５    伝動ベルト（ベルト）
２５ａ  第１スパン
２５ｂ  第２スパン
２８    オートテンショナ
３１    アーム部
３２    テンションプーリ
４３    固定プーリ部
４３ａ  摩擦面
４４    揺動部材（揺動部）
４４ａ  摩擦面
４５    摩擦ベルト（摩擦部材）
４６    ソレノイド部（状態切換手段）
５９    偏心カム
６０    緩み解消手段
【図１】
2004169796.tif 000003
【図２】
2004169796.tif 000004