(57)【要約】      （修正有）【課題】ベルトの張力を小型かつ安価な手段により測定できるようにしたベルト式回転力伝達装置を提供する。【解決手段】駆動源１０の駆動力によって回転させられる駆動プーリ１１と、従動プーリ１３と、駆動プーリ１１の回転力を従動プーリ１３に伝達して従動プーリ１３を回転させるベルト１８と、を備え、駆動プーリ１１と従動プーリ１３の少なくとも一方のベルト１８との対向面に、ベルト１８から圧力を受けることにより電力を発生する圧電素子２０を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動力によって回転させられる駆動プーリと、
従動プーリと、
前記駆動プーリ及び前記従動プーリに掛け回され、前記駆動プーリの回転力を前記従動プーリに伝達して該従動プーリを回転させるベルトと、
を備え、
前記駆動プーリと前記従動プーリの少なくとも一方の前記ベルトとの対向面に、前記ベルトから圧力を受けることにより電力を発生する圧電素子を設けた、
ベルト式回転力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用の内燃機関等のベルト式回転力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の内燃機関は一般的に補機を備えている。補機の一例としては、例えばオルタネータ、ウォーターポンプ及びエアコンプレッサ等がある。
これらの補機は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトの回転駆動力を動力源として利用する。そのため内燃機関には、クランクシャフトから回転力を受けることにより回転する駆動プーリと、各補機と連係する回転可能な従動プーリと、駆動プーリ及び各従動プーリに掛け回された環状をなすベルトと、が設けられている。
【０００３】
内燃機関が発生する動力によってクランクシャフトが回転すると駆動プーリが回転する。するとベルトを介して駆動プーリと連係している各従動プーリが回転する。そのため、各従動プーリとそれぞれ連係している各補機が、従動プーリの回転力を利用して作動する。
【０００４】
このようにベルトは駆動プーリの回転力を従動プーリに伝達するという機能を有している。しかしベルトは時間の経過とともに劣化するため、その張力（テンション）が時間の経過とともに徐々に低下していく。そのため、ベルトは時間の経過とともに初期の張力、即ち適正な大きさの張力を発揮できなくなる。仮に、ベルトの張力が適正な大きさより小さくなると、各補機が所期の機能を発揮できなくなったり、ベルトが回転に伴って異音を発生したりするおそれがある。
【０００５】
そこで特許文献１の車両は、内燃機関のベルトに対して接近する方向とベルトから離間する方向とにスライド自在な測定ローラと、測定ローラに接続するパルス発生器と、を有する張力測定装置（負荷装置）を備えている。
【０００６】
ベルトの張力を検査するには、測定ローラを移動させて回転中のベルトに接触させる。すると、ベルトの回転力によって測定ローラが回転し、パルス発生器が測定ローラの回転に対応するパルスを発生させる。張力測定装置は、発生したパルスに基づいてベルトの張力を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−２１３２２４号公報
【発明の概要】
【０００８】
しかし特許文献１の張力測定装置は測定ローラやパルス発生器等を有する装置であり、しかも内燃機関とは別体であるため、その製造コストが高い。
さらに特許文献１の張力測定装置はある程度の大きさであるため、小型の車両には搭載できない場合がある。
【０００９】
なお、内燃機関に装着されかつベルトを常に押圧することによりベルトの張力を常に適正な大きさに維持するテンショナーが、従来から知られている。
しかしテンショナーはある程度複雑な構造であるため、テンショナーを設ける場合は内燃機関（及び車両）の製造コストが高くなってしまう。
【００１０】
本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、ベルトの張力を小型かつ安価な手段により測定できるようにしたベルト式回転力伝達装置を提供することにある。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明のベルト式回転力伝達装置は、
駆動源の駆動力によって回転させられる駆動プーリと、
従動プーリと、
前記駆動プーリ及び前記従動プーリに掛け回され、前記駆動プーリの回転力を前記従動プーリに伝達して該従動プーリを回転させるベルトと、
を備え、
前記駆動プーリと前記従動プーリの少なくとも一方の前記ベルトとの対向面に、前記ベルトから圧力を受けることにより電力を発生する圧電素子を設けたベルト式回転力伝達装置である。
【００１２】
本願発明では、駆動プーリと従動プーリの少なくとも一方のベルトとの対向面に圧電素子を設けている。
そのため、圧電素子がベルトと接触すると、圧電素子はベルトの張力に対応した電圧（電力）を発生する。
従って、圧電素子が発生する電圧（電力）に基づいてベルトの張力を測定可能である。
【００１３】
さらに圧電素子は駆動プーリや従動プーリに設けることが可能な程度に小型であり、しかも安価である。
【００１４】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の要部を表す立面図である。
【図２】ウォータポンププーリの外周側から見た立面図である。
【図３】内燃機関及びＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係るベルト式回転力伝達装置を搭載した車両について説明する。
【００１７】
図１に示す内燃機関１０（ベルト式回転力伝達装置、駆動源）は車両に搭載されたものである。内燃機関１０は、ピストン（図示略）の往復運動に連動して自身の軸線まわりに回転するクランクシャフト（図示略）を備えている。
さらに内燃機関１０は、クランクシャフトの一端に取付けられた駆動プーリであるクランクプーリ１１を有している。クランクシャフトが回転すると、クランクプーリ１１はクランクシャフトと一緒に図１の矢印方向へ回転する。
さらに内燃機関１０は、いずれも回転可能な従動プーリであるオルタネータプーリ１２、ウォータポンププーリ１３及びエアコンプレッサプーリ１４を備えている。オルタネータプーリ１２、ウォータポンププーリ１３及びエアコンプレッサプーリ１４は、内燃機関１０の図示を省略した補機であるオルタネータ１５、ウォータポンプ及びエアコンプレッサをそれぞれ駆動させるためのプーリである。
【００１８】
さらに内燃機関１０は、クランクプーリ１１、オルタネータプーリ１２、ウォータポンププーリ１３及びエアコンプレッサプーリ１４の外周面に図１の態様で掛け回された環状ベルト１８を備えている。そのためクランクプーリ１１が回転するとベルト１８が自身の延長方向である矢印Ａ方向に回転し、さらにベルト１８の回転力がオルタネータプーリ１２、ウォータポンププーリ１３及びエアコンプレッサプーリ１４に伝達される。その結果、オルタネータプーリ１２、ウォータポンププーリ１３及びエアコンプレッサプーリ１４が図１の矢印方向にそれぞれ回転する。
オルタネータプーリ１２、ウォータポンププーリ１３及びエアコンプレッサプーリ１４が回転すると、各プーリ１２、１３、１４と連係している各補機（オルタネータ１５、ウォータポンプ及びエアコンプレッサ）が作動する。
【００１９】
ウォータポンププーリ１３の外周面（ベルト１８との対向面）全体には、環状形状をなす一つの圧電素子２０（ピエゾ素子）が固定状態で埋め込まれている（図２参照）。圧電素子２０の外周面は、ウォータポンププーリ１３の表面と連続するように露出している。
さらに車両の車内には警告灯（図示略）が設けられている。
圧電素子２０及び警告灯は、図示を省略した電気制御装置（以下、ＥＣＵと称する）に接続されている。
【００２０】
続いて図３のフローチャートを参照しながら、内燃機関１０及びＥＣＵの動作について説明する。図示しないイグニッション・キー・スイッチが操作され内燃機関１０が運転を開始すると、ＥＣＵが所定時間おきに図３のフローチャートに示したルーチンを繰り返し実行する。
内燃機関１０のクランクシャフトが回転すると（ステップ３００）、クランクシャフトの回転に伴ってベルト１８、オルタネータプーリ１２、ウォータポンププーリ１３及びエアコンプレッサプーリ１４が回転する。
すると、ウォータポンププーリ１３の圧電素子２０に対してベルト１８の内周面が回転しながら接触する。その結果、ベルト１８の内周面から圧電素子２０に対して常に圧力が及ぶので、圧電素子２０はこの圧力に対応した電圧（電力）を連続的に発生する（ステップ３１０）。なお、ベルト１８が回転していない間も、ベルト１８から及ぶ圧力によって圧電素子２０は電圧を発生する。
すると圧電素子２０の出力である電圧に関する信号が、圧電素子２０からＥＣＵに送信される。するとＥＣＵは、圧電素子２０が出力した電圧を現時点におけるベルト１８の張力に換算する（ステップ３２０）。
【００２１】
さらにＥＣＵは、換算したベルト１８の張力が所定の閾値以上か否かを判定する（ステップ３３０）。
ＥＣＵがステップ３３０でＹＥＳと判定した場合は、ベルト１８の張力は正常値の範囲内にあると考えられる。従って、この場合は図３の処理を一旦終了する。
一方、ＥＣＵがステップ３３０でＮＯと判定した場合は、ＥＣＵは警告灯を点灯させて（ステップ３４０）、車両の乗客にベルト１８の張力が正常値より低くなっていることを知らせる。
【００２２】
このように本実施形態では、ウォータポンププーリ１３に固定した圧電素子２０によってベルト１８の張力を測定可能である。
しかも、圧電素子２０はウォータポンププーリ１３の外周面に設けることが可能な程度に小型である。従って、車両が小型の場合であっても、本発明は実施可能である。
さらに圧電素子２０は、従来の張力測定装置と比べて安価である。
【００２３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【００２４】
例えば、圧電素子２０をウォータポンププーリ１３以外の従動プーリ、例えばオルタネータプーリ１２又は／及びエアコンプレッサプーリ１４の外周面に設けてもよい。また圧電素子２０を駆動プーリ（クランクプーリ１１）の外周面に設けてもよい。
いずれのプーリに圧電素子２０を設ける場合も、圧電素子２０を非環状形状、即ちプーリの外周長より短い形状にしてもよい。さらに圧電素子を非環状形状にする場合は、複数の圧電素子をプーリの外周面に設けてもよい。
【００２５】
車両の内燃機関１０以外のベルト式回転力伝達装置に本発明を適用してもよい。例えば、工作機械（旋盤、フライス盤など）、ベルト式移動装置（ベルトコンベア）、及び自転車における動力伝達装置などに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０・・・内燃機関（駆動源）、１１・・・クランクプーリ（駆動プーリ）、１２・・・オルタネータプーリ、１３・・・ウォータポンププーリ（従動プーリ）、１４・・・エアコンプレッサプーリ、１５・・・オルタネータ、１８・・・ベルト、２０・・・圧電素子。
【図１】
2017015236.tif 000003
【図２】
2017015236.tif 000004
【図３】
2017015236.tif 000005