(57)【要約】【課題】駆動プーリから受動プーリへ動力をベルトを介して伝動するベルト伝動機構で、比較的簡単な構成で、ベルトに接触することなく、ベルトの振れを検出できて、スパンバイブレーションが発生する前に、警報を発生したり、ベルト駆動装置を停止したりすることができるベルトの振れ検出システム及びベルトの振れ検出方法を提供する。【解決手段】駆動プーリ１１からベルト１３が離れる分離点Ｐａと該分離点Ｐａから下流側に予め設定した第１距離Ｌ１だけ離れた第１位置Ｐ１との間の第１範囲Ｒ１内、又は、受動プーリ１２にベルト１３が接する合流点Ｐｂと該合流点Ｐｂから上流側に予め設定した第２距離Ｌ２だけ離れた第２位置Ｐ２との間の第２範囲Ｒ２内に、ベルト１３との離間距離Ｌｓを測定するギャップセンサ２１を設けて、該ギャップセンサ２１でベルト１３の振れを検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動プーリから受動プーリへ動力をベルトで伝動するベルト伝動機構で、前記駆動プーリから前記ベルトが離れる分離点と該分離点から下流側に予め設定した第１距離だけ離れた第１位置との間の第１範囲内、又は、前記受動プーリに前記ベルトが接する合流点と該合流点から上流側に予め設定した第２距離だけ離れた第２位置との間の第２範囲内に、前記ベルトとの離間距離を測定するギャップセンサを設けて、該ギャップセンサで前記ベルトの振れを検出することを特徴とするベルトの振れ検出システム。
【請求項２】
駆動プーリから受動プーリへ動力をベルトで伝動するベルト伝動機構で、前記駆動プーリから前記ベルトが離れる分離点と該分離点から下流側に予め設定した第１距離だけ離れた第１位置との間の第１範囲内、又は、前記受動プーリに前記ベルトが接する合流点と該合流点から上流側に予め設定した第２距離だけ離れた第２位置との間の第２範囲内に設けたギャップセンサで前記ベルトとの離間距離を測定し、この離間距離から前記ベルトの振れを検出することを特徴とするベルトの振れ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の駆動軸から補機の駆動軸へ動力を伝達するようなベルト駆動機構におけるベルトの振れを検出する、ベルトの振れ検出システム及びベルトの振れ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、オルタネータ、ラジエータファン、機械式過給機等の補機に対して、内燃機関の駆動軸（クランク軸）に駆動プーリを設けるともに、補機側に受動プーリを設けて、動力伝達用のベルトを、この２つのプーリの間をベルト張力調整用のテンショナーを介して接続している。
【０００３】
しかしながら、このベルトは経年変化により弾性力を喪失するために延びて、張力が減少し、駆動プーリから送り出されたベルトにスパンバイブレーションと呼ばれるプーリ間のベルトが波打つ現象が発生する。このスパンバイブレーションが生じると、ベルトが緩んでスリップして駆動力が十分に伝達されなくなったり、ベルトがジャンプしてプーリの幅方向に横ずれしてプーリから外れて補機を駆動できなくなったりするので、内燃機関自体が正常に運転できなくなり、故障が生じるという問題がある。このスパンバイブレーションが発生することはまれではあるが、一度発生すると内燃機関の大きな損傷につながるため、これを早期に検出して、ベルト交換することが重要な課題となっている。
【０００４】
このベルトの振れ対策として、例えば、張設されるベルトの一側にそのベルトの振れを抑制するアイドラを離間接近可能に配置すると共に、そのベルトの振れを検知する振れ検知センサをベルトに近接して配置し、その振れ検知センサからの検知信号に基づくコントローラの制御によりベルトの振れが大きくなったときにのみアイドラをベルトに向かって前進当接させて、そのベルトの振れを抑制するベルト振れ抑制装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このベルト振れ抑制装置では、クランクプーリとオルタネータプーリとの中間位置に配置され、発光ダイオードとフォトトランジスタとからなる学的な振れ検知センサを用いて、振れ量がある振れ量以上になったときに発生する受光遮光の繰り返しを検知する振れ検知方法が例示されている。また、ベルトの振れ方向の一側面に全長にわたって金属片を埋設し、振れ量がある振れ量以上になったときに発生する金属片の電磁ピックへの接近を検知する振れ検知方法も例示されている。
【０００６】
しかしながら、これらの検知装置は、ベルトの振動の振幅が最大になる腹の部分であるプーリ間の中央近傍に配置されているため、ベルトの大きな振れの発生時やベルトの切断時にベルトがフォトトランジスタや電磁ピック等の検出センサに接触したり、衝突したりして検出センサが破損する可能性がある上に、ベルトの伸びや弾性の劣化状態を連続的に検出することができないという問題がある。
【０００７】
また、無端伝動帯を駆動する駆動輪の回転状態を検出する駆動側回転状態検出手段と、同無端伝動帯に駆動される被動輪の回転状態を検出する被動側回転状態検出手段と、その両回転状態検出手段の検出結果より駆、被動輪相互の回転位相差を演算し、その回転位相差で伝動帯における比較的小さな張力変化を検出している内燃機関における無端伝動帯の張力調整装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、この内燃機関における無端伝動帯の張力調整装置では、微妙な回転変動を検出するために、プーリの外周部の周方向に等間隔に突設された複数個の磁性材製パルサー突起と電磁ピックアップなどの比較的複雑な構成と、これらの構成から位相差を検出するため演算などが必要になっている。
【０００９】
また、複数の回転体間に巻回する環状伝動体の外側面に緊張装置の作動部（テンションローラ）を圧接させ、この圧接部の変位移動を検出する光、または磁気によるギャップセンサを、作動部の移動位置に間隔をあけて対向するように取り付けて、このギャップセンサで環状伝動体の撓みを検出する環状伝動体の撓み検出装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
この環状伝動体の撓み検出装置においては、環状伝動体に当接している圧接部の変位移動をギャップセンサで検出しており、環状伝動体に作動部を常時圧接させているため、この圧接により環状伝動体が摩耗するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−２６３１３号公報
【特許文献２】特開平８−３２６８５３号公報
【特許文献３】特開平９−２５６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者は、数多くの実験を行った結果、駆動プーリと受動プーリとの間で、スパンバイブレーションが発生する前に、駆動プーリの下流側や受動プーリの上流側において小さな振幅が数ｍｍ程度のベルトの振れが発生するとの知見を得た。
【００１３】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動プーリから受動プーリへ動力をベルトで伝動するベルト伝動機構で、ギャップセンサを用いるという比較的簡単な構成で、ベルトに接触することなく、ベルトの振れを検出できて、スパンバイブレーションが発生する前に、警報を発生したり、ベルト駆動装置を停止したりすることができるベルトの振れ検出システム及びベルトの振れ検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明のベルトの振れ検出システムは、駆動プーリから受動プーリへ動力をベルトで伝動するベルト伝動機構で、前記駆動プーリから前記ベルトが離れる分離点と該分離点から下流側に予め設定した第１距離だけ離れた第１位置との間の第１範囲内、又は、前記受動プーリに前記ベルトが接する合流点と該合流点から上流側に予め設定した第２距離だけ離れた第２位置との間の第２範囲内に、前記ベルトとの離間距離を測定するギャップセンサを設けて、該ギャップセンサで前記ベルトの振れを検出するように構成される。
【００１５】
そして、上記の目的を達成するための本発明のベルトの振れ検出方法は、駆動プーリから受動プーリへ動力をベルトで伝動するベルト伝動機構で、前記駆動プーリから前記ベルトが離れる分離点と該分離点から下流側に予め設定した第１距離だけ離れた第１位置との間の第１範囲内、又は、前記受動プーリに前記ベルトが接する合流点と該合流点から上流側に予め設定した第２距離だけ離れた第２位置との間の第２範囲内に設けたギャップセンサで前記ベルトとの離間距離を測定し、この離間距離から前記ベルトの振れを検出する方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のベルトの振れ検出システム及びベルトの振れ検出方法によれば、駆動プーリから受動プーリへ動力をベルトで伝動するベルト伝動機構で、ギャップセンサを用いるという比較的簡単な構成で、ベルトに接触することなく、ベルトの振れを検出できて、スパンバイブレーションが発生する前に警報を発生したり、ベルト駆動装置を停止したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施の形態のベルトの振れ検出システムの構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態のベルトの振れ検出システム及びベルトの振れ検出方法について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明に係る実施の形態のベルトの振れ検出システム２０は、駆動プーリ１１から受動プーリ１２へ動力をベルト１３で伝動するベルト伝動機構１０において、第１範囲Ｒ１と第２範囲Ｒ２を設ける。なお、このベルト１３はテンショナー１４により張力調整される。
【００２０】
この第１範囲Ｒ１は、駆動プーリ１１からベルト１３が離れる分離点Ｐａとこの分離点Ｐａから下流側に予め設定した第１距離Ｌ１だけ離れた第１位置Ｐ１との間の範囲である。また、第２範囲Ｒ２は、受動プーリ１２にベルト１３が接する合流点Ｐｂとこの合流点Ｐｂから上流側に予め設定した第２距離Ｌ２だけ離れた第２位置Ｐ２との間の範囲である。
【００２１】
この第１距離Ｌ１は、駆動プーリ１１の大きさやベルト１３の幅や形状や材質にもよるが、駆動プーリ１１の直径Ｄ１の０．０１倍〜０．３倍とする。また、第２距離Ｌ２も受動プーリ１２の大きさやベルト１３の幅や形状や材質にもよるが、受動プーリ１２の直径Ｄ２の０．０１倍〜０．３倍とする。なお、この直径Ｄ１、Ｄ２は、プーリ１１、１２の内側が接する部分の直径とする。
【００２２】
そして、この第１範囲Ｒ１内、又は、第２範囲Ｒ２内に、ベルト１３との離間距離Ｌｓを測定するギャップセンサ２１を設けて、このギャップセンサ２１でベルト１３の振れを検出する。このベルト１３の検出された振れは制御装置２２に入力され、この制御装置２２では、検出された振れが予め設定した第１判定用振れ幅よりも大きい場合には、警報を発生して、運転者にベルト１３の交換を促す。さらに、この振れが予め設定した第２判定用振れ幅よりも大きい場合には、直ちにこのベルト１３の駆動を停止する。
【００２３】
このギャップセンサ２１は、非接触で、数ｍｍ〜十数ｍｍ程度の計測範囲を有すればよいので、市販の光学的センサや、ベルト１３に織り込まれている鉄線等の磁性を感知する電磁的センサを用いることができる。
【００２４】
次に、本発明に係る実施の形態のベルトの振れ検出方法について説明する。この方法は、駆動プーリ１１から受動プーリ１２へ動力をベルト１３で伝動するベルト伝動機構１０で、駆動プーリ１１からベルト１３が離れる分離点Ｐａとこの分離点Ｐａから下流側に予め設定した第１距離Ｌ１だけ離れた第１位置Ｐ１との間の第１範囲Ｒ１内、又は、受動プーリ１２にベルト１３が接する合流点Ｐｂとこの合流点Ｐｂから上流側に予め設定した第２距離Ｌ２だけ離れた第２位置Ｐ２との間の第２範囲Ｒ２内に設けたギャップセンサ２１でベルト１３との離間距離Ｌｓを測定し、この離間距離Ｌｓからベルト１３の振れを検出する方法である。
【００２５】
上記の構成のベルトの振れ検出システム２０及びベルトの振れ検出方法によれば、駆動プーリ１１から受動プーリ１２へ動力をベルト１３で伝動するベルト伝動機構１０で、ギャップセンサ２１を用いるという比較的簡単な構成で、ベルト１３に接触することなく、ベルト１３の振れを検出できて、スパンバイブレーションが発生する前に警報を発生したり、ベルト駆動装置を停止したりすることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ベルト駆動機構
１１  駆動プーリ
１２  受動プーリ
１３  ベルト
１４  テンショナー
２０  ベルトの振れ検出システム
２１  ギャップセンサ
２２  制御装置
Ｄ１  駆動プーリの直径
Ｄ２  受動プーリの直径
Ｌ１  第１距離
Ｌ２  第２距離
Ｌｓ  離間距離
Ｐａ  分離点
Ｐｂ  合流点
Ｐ１  第１位置
Ｐ２  第２位置
【図１】
2016136032.tif 000003