JP2004084772A

JP2004084772A - Belt transmission system

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Publication number: JP2004084772A
Application number: JP2002245730A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Nagatani; 永谷　修一; Hideaki Kawahara; 川原　英昭; Atsushi Someta; 染田　厚
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-26
Also published as: JP4248204B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably maintain the belt tensile force in a loose side span of a belt 8 when applying the belt tensile force by pushing spans 8a, 8b provided on both sides of an auxiliary pulley 4 with tension pulleys 29, 30, in a belt transmission system A which is formed by wrapping the auxiliary belt 8 between a crank pulley 2 of an engine and the auxiliary pulley 4 provided on a rotary shaft 3 of an auxiliary module working as a starter motor when starting the engine and working as a generator after starting the engine, cranks with the auxiliary module when starting the engine, and drives the auxiliary module for power generation with the engine after starting the engine. <P>SOLUTION: Base ends of a pair of arms 16, 17 pivotally supporting tension pulleys 29, 30 at each tip are supported freely to rock at separate positions P1, P2, and the tips of both the arms 16, 17 are connected by a tensile spring 36, and the tension pulleys 29, 30 push the belt spans 8a, 8b to energize both the arms 16, 17 to turn so that the belt tensile force is generated. A belt wrapping angle of the tension pulley for pushing the tensile side span of the belt 8 is formed smaller than that of the tension pulley for pushing the loose side span. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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を安定して保持することができない。
【００１０】
本発明の目的は、上記のようにテンショナとして１対の揺動可能なアームを用い、その先端に軸支したテンションプーリによりベルトの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、そのベルトスパンに対する各アームのレイアウトを特定することで、ベルトの緩み側スパンのベルト張力を安定して保持でき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対のアームを互いに異なる位置に支持し、両アーム同士を付勢手段で連結して各アームをテンションプーリがベルトスパンを押圧するように回動付勢し、ベルトの張り側スパンにおけるテンションプーリのベルト巻付け角が緩み側スパンにおけるテンションプーリよりも小さくなるようにして、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、互いに離れた位置に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、上記両アーム間に連結され、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、上記ベルトの両スパンのうち張り側スパンを押圧するテンションプーリのベルト巻付け角が緩み側スパンを押圧するテンションプーリよりも小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によると、１対のアームは離れた位置に各々の基端部で独立して揺動可能に支持され、両アーム同士は付勢手段により連結されて、この付勢手段により、テンションプーリがベルトのスパンを押圧してベルト張力が発生するようにアームが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、張り側アームに付勢手段を介して連結されている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、このことにより、ベルトの張り側スパンを押圧するテンションプーリのベルト巻付け角が緩み側スパンを押圧するテンションプーリよりも小さくなる。
【００１５】
このように、張り側スパンのテンションプーリへの巻付き角が緩み側スパンのテンションプーリへの巻付き角よりも小さくなることで、ベルト伝動装置の伝動負荷の発生時に、張り側スパンのテンションプーリへの巻付き角の０への減少に伴って張り側スパンのベルト張力が無限大に増大し、緩み側スパンのベルト張力を得るための付勢手段の付勢力を決定するだけで駆動系が成立することとなる。つまり、付勢手段よるベルト張力の分担は緩み側スパンのテンションプーリで作用することとなり、付勢手段の付勢力により緩み側スパンの張力を設定するだけでよく、第１及び第２プーリ間で駆動方向が反転した場合でも、常に緩み側スパンでベルト張力の調整を行って低いベルト張力で伝動状態を確保でき、その緩み側スパンの張力を安定して保持して、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。
【００１６】
また、２つのテンションプーリの移動軌跡は両プーリを合わせて見て楕円軌道となるので、両テンションプーリ同士を軸位置で付勢手段により連結する場合に比べ、テンションプーリの移動を円運動として、スパン張力から発生する軸荷重方向とテンションプーリの移動方向とを異ならせることでテンションプーリの移動距離を少なくすることができ、自由長公差による張力変化の少ない低ばね定数の付勢手段を用いながら、ばね定数の高い付勢手段を用いたのと同様の効果が得られる。このことで、過大な負荷トルクが生じた場合の付勢手段の変形を小さくすべく、大きな付勢手段を用いてばね剛性を大きくする必要はなく、コンパクトな付勢手段を用いることができる。
【００１７】
また、ベルトの有効張力は、第１及び第２のプーリ間の負荷方向の違いで大きく異なり、２つのテンションプーリ同士を直接に付勢手段で連結した場合には、負荷の大きい方の最低必要張力に付勢力を合わせる必要があるが、この発明のように支持位置の異なる２つのアームを備えているので、これらアームの支持位置を変更することで、駆動方向に対する付勢特性を任意に設定でき、最も低い適正な付勢力を設定すればよく、エンジンの軸力損失による燃費の悪化や機器寿命の向上を図ることができる。
【００１８】
請求項２の発明では、上記テンションプーリはベルトの両スパンを外面側から押圧可能とされており、付勢手段は、アーム間に伸装された引張ばねとする。また、請求項３の発明では、テンションプーリはベルトの両スパンを内面側から押圧可能とされており、付勢手段は、アーム間に縮装された圧縮ばねとする。これらの発明によれば、アームのレイアウト及び付勢手段の望ましい構成が得られる。
【００１９】
請求項４の発明では、上記アームの回動を減衰する減衰手段を備えたことを特徴とする。こうすると、各アームの回動を減衰でき、その過渡振動等を防止して、安定したベルト走行を確保できる。
【００２０】
請求項５の発明では、アームはボス部にて軸部に回動可能に支持されており、減衰手段は、アームのボス部と軸部との間に介在されたダンパ部材とする。また、請求項６の発明では、一方のアームに第１スライド部材が、また他方のアームには、第１スライド部材と長さ方向にスライド可能に係合する第２スライド部材がそれぞれ揺動可能に支持され、減衰手段は、両スライド部材のスライドを減衰するものとする。これら発明の構成によれば、好ましい減衰手段が容易に得られる。
【００２１】
請求項７の発明では、請求項１又は４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。
【００２２】
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。
【００２３】
この場合も、請求項１の発明と同様に、付勢手段の付勢力により緩み側スパンの張力を設定するだけでよく、その緩み側スパンの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。
【００２４】
請求項８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、その緩み側スパンの張力を安定して保持することができる。
【００２５】
【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、このベルト伝動装置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使用される。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
上記クランクプーリ２１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〜図５に拡大詳示するように、第１及び第２のピボット位置Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ配置される軸部としての丸棒状の第１及び第２スピンドル１２，１３を備えている。上記第１及び第２ピボット位置Ｐ１，Ｐ２は互いに離れた位置にあり、第１ピボット位置Ｐ１は、例えばクランク軸１及びアイドラ軸５の間の中央位置と補機モジュール回転軸３の位置とを通る上下方向の平面の一側（図１で右側）に、また第２ピボット位置Ｐ２は、同平面の他側（図１で左側）にそれぞれ該平面から同じ距離離れた同じ高さ位置に設定されている。各スピンドル１２，１３の基端側には周縁部に複数のボルト挿通孔１４，１４，…（図２及び図４参照）を有する略三角板状の取付ブラケット部１２ａ，１３ａが一体に形成され、図外の取付ボルトを各ボルト挿通孔１４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、各スピンドル１２，１３を取付ブラケット部１２ａ，１３ａでエンジン本体のピボット位置Ｐ１，Ｐ２に取付固定している。
【００３０】
上記第１スピンドル１２には第１アーム１６が、また第２スピンドル１２には第１アーム１６と同じアーム長の第２アーム１７がそれぞれ各々の基端部のボス部１８にて揺動可能に支持されている。具体的には、図３〜図５に第１アーム１６について示すように（第２アーム１７については同じ符号を付して説明する）、各アーム１６，１７のボス部１８は互いに同心状に設けられた内筒１９及び外筒２０を有する二重円筒構造のもので、その内筒１９の底部には貫通孔２１が形成されており、内筒１９にスピンドル１２，１３がその先端側から内筒１９とスピンドル１２，１３との間にダンパ部材としての樹脂製の滑り軸受２２を介して嵌合されている。このスピンドル１２，１３の先端部は貫通孔２１から突出し、この先端部にはフロントプレート２３がかしめ等により固定され、このフロントプレート２３とボス部１８の底壁との間には、ボス部１８底面に摺接するダンパ部材としてのリング状の樹脂製のスラストワッシャ２４が介在されており、上記滑り軸受２２及びスラストワッシャ２４により第１減衰手段２５が構成され、それら滑り軸受２２及びスラストワッシャ２４の摩擦により各アーム１６，１７の回動にダンピング抵抗を付与して、その回動を減衰するようにしている。尚、この第１減衰手段２５は第１及び第２アーム１６，１７の一方のみに設けることもできる。
【００３１】
上記各アーム１６，１７は上記ボス部１８の外筒２０の底部側から半径方向に突出し、第１アーム１６の先端部には第１テンションプーリ２９が、また第２アーム１７の先端部には第２テンションプーリ３０がそれぞれ回転可能に支持されている。このテンションプーリ２９，３０の支持構造はいずれも同じであり、ここでは第１テンションプーリ２９について説明し、第２テンションプーリ３０については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３２】
すなわち、各アーム１６，１７の先端部にはスピンドル１２と平行に延びる軸部２７が形成され、この軸部２７の周りには軸受２８を介してテンションプーリ２９，３０が回転可能に支持されている。また、軸部２７の中心部にはアーム１６，１７の前面から裏面まで貫通するねじ孔２６が形成されている。３１は円形皿状の軸受抑えで、この軸受抑え３１を貫通したボルト３２を上記ねじ孔２６の中間位置まで挿通して螺合締結することで、テンションプーリ２９，３０がアーム１６，１７先端に抜け止めされて支持されている。
【００３３】
そして、これら第１及び第２テンションプーリ２９，３０はいずれも平プーリからなり、両テンションプーリ２９，３０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２８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２９，３０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】
さらに、上記オートテンショナ１１における両アーム１６，１７の先端部間には付勢手段としての引張ばね３６が伸装状態で連結されており（詳しくは引張ばね３６の端部は後述する各ばねガイド３８，３９の内底壁に係止されている）、この引張ばね３６により両アーム１６，１７を各々の先端部が互いに近付くように、つまり第１アーム１６を図１及び図２で時計回り方向に、また第２アーム１７を図１及び図２で反時計回り方向にそれぞれ回動付勢し、第１及び第２テンションプーリ２９，３０がそれぞれベルト８の第１及び第２スパン８ａ，８ｂを押圧してベルト張力が発生するようにし、図７（ｂ）及び（ｃ）に示す如く、第１及び第２の両スパン８ａ，８ｂのうち張り側となるスパン８ｂ（又は８ａ）を押圧するテンションプーリ３０（又は２９）のベルト巻付け角θ２（又はθ１）が緩み側となるスパン８ａ（又は８ｂ）を押圧するテンションプーリ２９（又は３０）のベルト巻付け角θ１（又はθ２）よりも小さくなるようにしている。
【００３６】
すなわち、第１アーム１６の先端部背面には第１スライド部材としての有底円筒状の第１ばねガイド３８が、また第２アーム１７の先端部背面には第１ばねガイド３８よりも大径の第２スライド部材としての有底円筒状の第２ばねガイド３９がそれぞれ底部にて軸部２７回りに回動可能に支持されている。この各ばねガイド３８，３９のアーム１６，１７先端部に対する取付構造は互いに同じであり、図３及び図４により第１アーム１６の場合について説明すると（第２アーム１７については同じ符号を付して説明する）、各ばねガイド３８，３９の内底部にはその直径方向に延びる円筒状のばね係止部４２が一体に形成され、このばね係止部４２内にはボルト挿通孔４０が貫通形成され、このボルト挿通孔４０に支持ボルト４１が回転可能に挿通されている。そして、この支持ボルト４１の先端ねじ部を上記アーム１６，１７先端のねじ孔２６に裏面側から途中まで挿通して螺合締結することで、各ばねガイド３８，３９が底部にて支持ボルト４１により回動可能に支持されている。
【００３７】
さらに、上記第２ばねガイド３９の開口端部には第１ばねガイド３８の開口端部が摺動可能に嵌合されて、両ばねガイド３８，３９が中空円筒状に一体化され、両アーム１６，１７の先端部同士が接離して両者の間隔が変化したときに、第２ばねガイド３９の開口端部内で第１ばねガイド３８の開口端部がスライドすることで、両アーム１６，１７の先端部間の距離を吸収するようにしている。そして、上記両ばねガイド３８，３９の内部には上記引張ばね３６が嵌装されており、この引張ばね３６の一端部は上記第１ばねガイド３８の内底部のばね係止部４２に、また引張ばね３６の他端部は第２ばねガイド３９のばね係止部４２にそれぞれ係止されている。
【００３８】
さらに、上記各アーム１６，１７の回動を減衰する第２減衰手段４５が設けられている。すなわち、上記大径側の第２ばねガイド３９の開口端部内周面には、複数条（図示例では４条）のリング溝４６，４６，…が第２ばねガイド３９の長さ方向に間隔をあけて凹設され、この各リング溝４６にはそれぞれ樹脂製のリング状のダンパ４７が嵌合されており、両ばねガイド３８，３９がスライドして伸縮するときに、各ダンパ４７を第１ばねガイド３８の開口端部外周面に摺接させて、そのスライド移動を減衰させるようにしている。
【００３９】
尚、図２中、４９は両ばねガイド３８，３９の先端部の壁部間を半径方向に貫通した状態で係合されたストッパピンで、オートテンショナ１１の組付時、予めストッパピン４９を係合状態として両ばねガイド３８，３９の伸縮スライドを規制しておき、組付後にストッパピン３９を引き抜くことで、引張ばね３６のばね力を働かせて両ばねガイド３８，３９を伸縮を許容し、テンションプーリ２９，３０にベルトスパン８ａ，８ｂを押圧させるようにしている。
【００４０】
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が互いに離れたピボット位置Ｐ１，Ｐ２に各々の基端部で独立して揺動可能に支持され、両アーム１６，１７の先端部同士が引張ばね３６により連結されて、各アーム１６，１７が回動付勢されているので、このアーム１６，１７先端の２つのテンションプーリ２９，３０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。
【００４１】
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、アイドリングストップが行われてエンジンが停止し、無負荷状態となる。このエンジンの停止状態では、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、補機ベルト８の第１及び第２スパン８ａ，８ｂのベルト張力Ｔ１，Ｔ２は互いに同じ（Ｔ１＝Ｔ２）で、第１テンションプーリ２９に対する第１スパン８ａの巻付け角度θ１と第２テンションプーリ３０に対する第２スパン８ｂの巻付け角度θ２とは同じであり（θ１＝θ２）、さらに、各アーム１６，１７先端のテンションプーリ２９，３０をベルトスパン８ａ，８ｂが押すプーリ押圧力Ｆ１，Ｆ２も互いに同じである（Ｆ１＝Ｆ２）。
【００４２】
こ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。
【００４３】
このエンジンの始動クランキング状態では、図６（ｂ）に示すように、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３０が押し返され、この第２テンションプーリ３０を支持している第２アーム１７（張り側アーム）が第２スピンドル１３回りに図１及び図６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、先端部が第２アーム１７の先端部に引張ばね３６により連結されている第１アーム１６（緩み側アーム）も該引張ばね３６の収縮ばね力により同方向に回動し、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２９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。
【００４４】
このとき、図７（ｂ）に示すように、補機ベルト８の第２スパン８ｂのベルト張力Ｔ２が第１スパン８ａのベルト張力Ｔ１よりも大きくなり（Ｔ２＞Ｔ１）、第１テンションプーリ２９に対する第１スパン８ａの巻付け角度θ１は第２テンションプーリ３０に対する第２スパン８ｂの巻付け角度θ２よりも大きく（θ１＞θ２）、さらに、各アーム１６，１７先端のテンションプーリ２９，３０をベルトスパン８ａ，８ｂが押すプーリ押圧力Ｆ１，Ｆ２は互いに同じとなる（Ｆ１＝Ｆ２）。そして、始動負荷が最大のときには、図７（ｃ）に示す如く、第２スパン８ｂのベルト張力Ｔ２が第１スパン８ａのベルト張力Ｔ１よりもさらに大きくなり（Ｔ２≫Ｔ１）、第２テンションプーリ３０に対する第２スパン８ｂの巻付け角度θ２が０に近くなるようにさらに変化する。
【００４５】
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。
【００４６】
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２９が押し返され、この第１テンションプーリ２９を支持している第１アーム１６（張り側アーム）が第１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の回動に伴い、引張ばね３６で連結されている第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３０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。
【００４７】
このとき、補機ベルト８の第１スパン８ａのベルト張力Ｔ１が第２スパン８ｂのベルト張力Ｔ２よりも大きくなり（Ｔ１＞Ｔ２）、第２テンションプーリ３０に対する第２スパン８ｂの巻付け角度θ２は第１テンションプーリ２９に対する第１スパン８ａの巻付け角度θ１よりも大きく（θ２＞θ１）、さらに、各アーム１６，１７先端のテンションプーリ２９，３０をベルトスパン８ａ，８ｂが押すプーリ押圧力Ｆ１，Ｆ２は同じとなる（Ｆ１＝Ｆ２）。そして、補機モジュールの負荷が最大となると、第１スパン８ａのベルト張力Ｔ１が第２スパン８ｂのベルト張力Ｔ２よりもさらに大きくなり（Ｔ１≫Ｔ２）、第１テンションプーリ２９に対する第１スパン８ａの巻付け角度θ１が０に近くなるように変化する。
【００４８】
このように、クランクプーリ２及び補機プーリ４間のベルト８のスパン８ａ，８ｂのうち、張り側スパンのプーリ３０（又は２９）がベルト８から押し返されて、そのプーリ３０（又は２９）を支持している張り側アーム１７（又は１６）が回動したときには、それに応じて、張り側アーム１７（又は１６）に引張ばね３６を介して連結されている緩み側アーム１６（又は１７）先端のプーリ２９（又は３０）がベルト８の緩み側スパンを押圧するので、ベルト８の張り側スパンを押圧するテンションプーリ３０（又は２９）のベルト巻付け角θ２（又はθ１）が緩み側スパンを押圧するテンションプーリ２９（又は３０）よりも小さくなり、このことで、ベルト伝動装置Ａの伝動負荷の発生時に、張り側スパンのプーリ３０（又は２９）への巻付き角θ２（又はθ１）の０への減少に伴って張り側スパンのベルト張力Ｔ２（又はＴ１）が無限大に増大し、緩み側スパンのベルト張力Ｔ１（又はＴ２）を得るための引張ばね３６の付勢力を決定するだけで駆動系が成立することとなる。つまり、引張ばね３６によるベルト張力の分担は緩み側スパンのテンションプーリ２９（又は３０）で作用することとなり、引張ばね３６の付勢力により緩み側スパンの張力を設定するだけでよく、クランクプーリ２及び補機プーリ４間で駆動方向が反転した場合でも、常に緩み側スパンでベルト張力の調整を行って低いベルト張力で伝動状態を確保でき、その緩み側スパンの張力を安定して保持して、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。
【００４９】
また、２つのテンションプーリ２９，３０の移動軌跡は両プーリ２９，３０を合わせて見て楕円軌道となるので、両テンションプーリ２９，３０同士を軸位置で引張ばねにより連結する場合に比べ、テンションプーリ２９，３０の移動を円運動として、スパン張力から発生する軸荷重方向とテンションプーリ２９，３０の移動方向とを異ならせることでテンションプーリ２９，３０の移動距離を少なくすることができ、自由長公差による張力変化の少ない低ばね定数の引張ばね３６を用いながら、ばね定数の高い引張ばねを用いたのと同様の効果が得られる。このことで、過大な負荷トルクが生じた場合の引張ばね３６の変形を小さくすべく、大きな引張ばね３６を用いてばね剛性を大きくする必要はなく、コンパクトな引張ばね３６を用いることができる。
【００５０】
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。
【００５１】
さらに、上記アーム１６，１７の回動を減衰する第１及び第２減衰手段２５，４５が設けられているので、第１減衰手段２５においては、アーム１６，１７の回動が滑り軸受２２及びスラストワッシャ２４の摩擦抵抗により減衰される。一方、第２減衰手段４５にあっては、アーム１６，１７の回動に伴って引張ばね３６が伸縮し、それに応じて両ばねガイド３８，３９がスライドするとき、このばねガイド３８，３９のスライドがダンパ４７，４７，…により抵抗を受け、各アーム１６，１７の回動が減衰される。これら２つの減衰手段２５，４５により、その過渡振動等を防止して、安定したベルト走行を確保できる。
【００５２】
また、第１及び第２の両アーム１６，１７間に引張ばね３６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。
【００５３】
（実施形態２）
図８は本発明の実施形態２を示し（尚、以下の各実施形態では、図１〜図７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のピボット位置Ｐ１，Ｐ２を変更したものである。
【００５４】
すなわち、この実施形態においては、第１及び第２ピボット位置Ｐ１，Ｐ２は、例えばクランク軸１及びアイドラ軸５の間の中央位置と補機モジュール回転軸３の位置とを通る上下方向平面の両側に同じ高さ位置に配置されているが、上記上下方向の平面との第１ピボット位置Ｐ１の距離は第２ピボット位置Ｐ２の距離よりも大きく設定されている。両アーム１６，１７の長さは互いに同じである。その他の構成は上記実施形態１と同様である。
【００５５】
したがって、この実施形態においては、上記実施形態１に比べ、エンジンの始動時の張り側スパンとなる第２スパン８ｂの張力、及び緩み側スパンとなる第１スパン８ａの張力をいずれも大きくすることができる。尚、エンジン始動後の運転時には、実施形態１に比べ、張り側スパンとなる第１スパン８ａの張力、及び緩み側スパンとなる第２スパン８ｂの張力はいずれも小さくなる。
【００５６】
また、各アーム１６，１７の長さ方向（その中心線）と、各アーム１６，１７先端のテンションプーリ２９，３０をベルトスパン８ａ，８ｂが押すプーリ押圧力Ｆ１，Ｆ２の方向とのなすハブロード角θｈ１，θｈ２についてみると、上記実施形態１では、エンジン停止時の無負荷状態で両ハブロード角θｈ１，θｈ２を同じにできるのに対し、この実施形態２においては、エンジン停止時の無負荷状態で、第２テンションプーリ３０側のハブロード角θｈ２を第１テンションプーリ２９側のハブロード角θｈ１（＜θｈ２）よりも大きくすることができる。
【００５７】
これらのことから、実施形態１と同様にベルト張力を任意に変量設定できるばかりでなく、この実施形態では、エンジン始動時及び始動後の運転時のベルト張力を初期状態（無負荷状態）を基準として非対称な特性に設定することができる。
【００５８】
（実施形態３）
図９〜図１１は実施形態３を示し、オートテンショナ１１におけるアーム１６にその回動を減衰する第１減衰手段２５を変更したものである。
【００５９】
すなわち、この実施形態においては、第１アーム１６のボス部１８における内筒１９及び外筒２０間に捩りコイルばね５２が内筒１９を取り巻くように収容されている。図１０に示すように、この捩りコイルばね５２の一端部は第１スピンドル１２の取付ブラケット１２ａに設けた切欠部５３に、また他端部はボス部１８の外筒２０に開口したばね止め孔５４にそれぞれ係合されており、この捩りコイルばね５２の捩りばね力により第１アーム１６を例えば図９で時計回り方向に回動付勢している。
【００６０】
また、この捩りコイルばね５２と内筒１９との間にはダンパ部材としての樹脂製のスプリングサポート５６が介在され、このスプリングサポート５６は、内筒１９の周りに位置する円筒部５６ａと、この円筒部５６ａの一端から半径方向外側に突出し、スピンドル１２の取付ブラケット１２ａに摺接するフランジ部５６ｂとからなる。第１アーム１６の回動に伴って捩りコイルばね５２の径が拡大又は縮小したときにスプリングサポート５６の内筒１９に対する押付け力を変更しながら、そのアーム１６の回動を減衰するようにしている。
【００６１】
したがって、この実施形態の場合、アーム１６の回動を減衰する第１減衰手段２５として、捩りコイルばね５２及びスプリングサポート５６が設けられているので、アーム１６の回動に伴って引張ばね３６が伸縮したとき、その各アーム１６の回動がさらに有効に減衰される。このことで、第１減衰手段４５と協働して、その過渡振動等を防止でき、より一層安定したベルト走行を確保できる。
【００６２】
（他の実施形態）
尚、上記各実施形態では、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。
【００６３】
また、上記各実施形態では、アーム１６，１７の先端部間に引張ばね３６を連結しているが、アーム１６，１７においてボス部１８以外の中間部に連結してもよい。また、上記実施形態では、テンションプーリ２９，３０でベルト８の両スパン８ａ，８ｂを外面側から押圧可能とし、付勢手段は、アーム１６，１７間に伸装された引張ばね３６としているが、テンションプーリ１６，１７でベルト８の両スパン８ａ，８ｂを内面側から押圧可能とし、付勢手段は、アーム１６，１７間に縮装された圧縮ばねを用いることもできる。
【００６４】
さらに、上記各実施形態では、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。
【００６５】
【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１の構成を持つベルト伝動装置Ａ（図１参照）を実施例１とし、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の第１ピボット位置Ｐ１を座標（−４９ｍｍ，２９５ｍｍ）とし、第２ピボット位置Ｐ２を座標（−２５１ｍｍ，２９５ｍｍ）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２９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３０をそれぞれ軸支し、両アーム１６，１７の先端部間にばね長さ２００ｍｍ、ばね定数７．４５Ｎ／ｍｍの引張ばね３６を伸装した。
【００６６】
一方、実施形態２のベルト伝動装置Ａ（図８参照）を実施例２とし、そのオートテンショナ１１の第１ピボット位置Ｐ１を座標（−４９ｍｍ，２９５ｍｍ）とし、第２ピボット位置Ｐ２を座標（−２５１ｍｍ，２９５ｍｍ）とした。その他は実施例１と同様である。
【００６７】
そして、無負荷の初期状態からエンジンが始動されてベルト８の第２スパン８ｂの張力が第１スパン８ａよりも高くなる始動状態と、逆に第１スパン８ａの張力が第２スパン８ｂよりも高くなるエンジンの運転状態とについて、張り側スパン張力Ｔｔ及び緩み側スパン張力Ｔｓの差である有効張力Ｔｔ−Ｔｓと、両スパン張力Ｔｔ，Ｔｓとの関係を調べたところ、実施例１については図１２の結果が、また実施例２については図１３の結果が得られた。
【００６８】
これらの結果を見ると、実施例１及び実施例２のいずれにおいても、ベルト８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とともに、ベルト張力を任意に変量設定できることが判る。
【００６９】
また、実施例１及び２について、有効張力Ｔｔ−Ｔｓとハブロード角θｈ１，θｈ２（図８参照）との関係を調べたところ、実施例１については図１４の関係が、実施例２については図１５の関係がそれぞれ得られた。この結果から、実施例２のように各アーム１６，１７の支点であるピボット位置Ｐ１，Ｐ２を変えることで、エンジン始動時及び始動後の運転時のベルト張力を初期状態（無負荷状態）を基準として非対称な特性に設定できることが判る。
【００７０】
【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対のアームを互いに離れた位置に揺動可能に支持し、両アーム間を付勢手段で連結して、テンションプーリがベルト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し、ベルトの張り側スパンを押圧するテンションプーリのベルト巻付け角が緩み側スパンを押圧するテンションプーリよりも小さくなるようにしたことにより、付勢手段よるベルト張力の分担を緩み側スパンのテンションプーリで作用させて、付勢手段の付勢力により緩み側スパンの張力を設定するだけでよく、第１及び第２プーリ間で駆動方向が反転した場合でも、常に緩み側スパンでベルト張力の調整を行って低いベルト張力で伝動状態を確保でき、その緩み側スパンの張力を安定保持して、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。また、２つのテンションプーリの移動軌跡は両プーリを合わせて見て楕円軌道となるので、スパン張力から発生する軸荷重方向とテンションプーリの移動方向とを異ならせることでテンションプーリの移動距離を少なくすることができ、自由長公差による張力変化の少ない低ばね定数の付勢手段を用いながら、ばね定数の高い付勢手段を用いたのと同様の効果が得られ、コンパクトな付勢手段を用いることができる。さらに、アームの支持位置の変更により、最も低い適正な付勢力を設定でき、エンジンの軸力損失による燃費の悪化や機器寿命の向上を図ることができる。
【００７１】
請求項２の発明では、テンションプーリによりベルトスパンを外面側から押圧するようにし、付勢手段は、アーム間に伸装された引張ばねとした。また、請求項３の発明では、テンションプーリはベルトスパンを内面側から押圧するようにし、付勢手段は、アーム間に縮装された圧縮ばねとした。これらの発明によると、アームのレイアウト及び付勢手段の望ましい構成が得られる。
【００７２】
請求項４の発明によると、アームの回動を減衰する減衰手段を設けたことにより、各アームの過渡振動等を防止して、安定したベルト走行を確保できる。
【００７３】
請求項５の発明では、アームをボス部にて軸部に回動可能に支持し、減衰手段は、アームのボス部と軸部との間に介在されたダンパ部材とした。また、請求項６の発明では、一方のアームに第１スライド部材を、また他方のアームに、第１スライド部材と長さ方向にスライド可能に係合する第２スライド部材をそれぞれ揺動可能に支持し、減衰手段は、両スライド部材のスライドを減衰するものとした。これら発明の構成によれば、好ましい減衰手段が容易に得られる。
【００７４】
請求項７の発明によると、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８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、付勢手段の付勢力により緩み側スパンの張力を設定するだけでよく、その緩み側スパンの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。
【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】オートテンショナを一部破断して示す拡大正面図である。
【図３】オートテンショナを一部破断して示す拡大側面図である。
【図４】オートテンショナを一部破断して示す拡大背面図である。
【図５】図２ののＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】無負荷状態から補機モジュールによるエンジン始動時の最大負荷状態に変化したときの動きを示す図１相当図である。
【図７】ベルトの各スパンの張力とテンションプーリへの巻付き角との関係を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態２を示す図１相当図である。
【図９】本発明の実施形態３を示す図２相当図である。
【図１０】実施形態３を示す図３相当図である。
【図１１】実施形態３を示す図５相当図である。
【図１２】実施例１において、ベルトスパンの有効張力に対する張り側スパン及び緩み側スパンのベルト張力の関係を示す特性図である。
【図１３】実施例２において、ベルトスパンの有効張力に対する張り側スパン及び緩み側スパンのベルト張力の関係を示す図１２相当図である。
【図１４】実施例１において、ベルトスパンの有効張力に対する各プーリのハブロード角の関係を示す特性図である。
【図１５】実施例２において、ベルトスパンの有効張力に対する各プーリのハブロード角の関係を示す図１４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
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）
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
１２　第１スピンドル（軸部）
１３　第２スピンドル（軸部）
１６　第１アーム
１７　第２アーム
１８　ボス部
２２　滑り軸受（ダンパ部材）
２４　スラストワッシャ（ダンパ部材）
２５　第１減衰手段
２９　第１テンションプーリ
３０　第２テンションプーリ
３６　引張ばね（付勢手段）
３８　第１ばねガイド（第１スライド部材）
３９　第２ばねガイド（第２スライド部材）
４５　第２減衰手段
４７　ダンパ
５２　捩りコイルばね
５６　スプリングサポート（ダンパ部材）
Ｐ１　第１ピボット位置
Ｐ２　第２ピボット位置
θ１，θ２　ベルト巻付け角[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt transmission device in which a transmission belt is wound between pulleys, and particularly to a technical field related to a belt transmission device in which a belt span between pulleys reverses to a tight side and a loose side.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a starting device for an engine, a starter motor connected to a crankshaft of the engine at the time of starting the engine is provided, and the operation of the starter motor cranks and starts the engine. The starter motor startup noise may be loud and cause noise.
[0003]
Therefore, in order to not only ensure quietness at the time of starting, but also to improve the fuel efficiency of the engine, an auxiliary machine module with the function of a starter motor is provided as an auxiliary machine of the engine, and this auxiliary machine module is For example, a belt transmission system is constructed by driving and connecting the engine crankshaft with an accessory belt together with other accessories such as a compressor for an air conditioner and a hydraulic pump for a power steering device. When the engine module and other auxiliary equipment are driven to rotate, idling is stopped to stop the engine to improve fuel economy.When the engine is restarted from the stopped state, the auxiliary equipment module is used as a starter motor. Function, and this accessory module allows the engine By rotating the shaft cranking, it is known to start the engine.
[0004]
In such a belt transmission system, the belt tension of both sides of the accessory belt wound around the accessory pulley of the accessory module was reversed before and after the engine was started, and was on the tight side before the engine was started. One of the spans changes to the loose side after the start, and the other span, which was on the loose side before the start, changes to the tight side. For this reason, if one auto tensioner is used and the belt tension is adjusted by pressing the loose side span of the belt with the auto tensioner, when the loose side span changes to the tight side span, the auto tensioner is turned on the tight side. The tension is adjusted in the span, and the belt tension in the loose side span is reduced. In the worst case, the belt is loosened and slip occurs, which may cause a transmission failure.
[0005]
Thus, even if the driving state of the pulley changes and the tension side and the loose side of the belt span on both sides of the pulley reverse, the tension on the loose side is not reduced. And a pair of arms pivotally supported at one base of each fixed body at each base end, and a belt rotatably supported at the distal end of each arm and wound around a pulley. There has been proposed an automatic tensioner including a pair of tension pulleys that generate a belt tension by pressing both spans from the outer surface side.
[0006]
In this proposal, when the tension pulley is pushed back from the tension side span of the belt and the tension side arm supporting the pulley rotates to a fixed state where it cannot be further rotated, the tension side arm rotates. In response to the rotation of the tension side arm to the fixed state, the loose side arm supporting the tension pulley of the loose side span of the belt is also rotated in cooperation with the tension side arm, and the loose side span is rotated. The tension is adjusted.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the proposed example, when the two arms are integrated, the loose arm in the loose span does not rotate when the tight arm in the tight span is fixed. Therefore, when the tension of the loose side span is reduced and the driving load on the driven auxiliary machine or the starting load of the engine is large, the loose side tension cannot be maintained at a high level, and the transmission may still be in a poor transmission state.
[0008]
On the other hand, if both arms are separate and can be independently rotated, and both arms are biased by a spring, the above-mentioned problem does not occur, and the tension on the loose side span of the belt is reduced. It can be adjusted to maintain that tension.
[0009]
However, on the other hand, in the fixed state of the tension arm, the load direction received from the belt via the pulley is the arm length direction, and the arm length direction and the rotation direction of the arm are substantially orthogonal, so that It is difficult to reliably stop the rotation of the tension side arm by the tension of the belt. As a result, when a tension fluctuation on the belt tension side occurs due to any rotation fluctuation, the tension arm is rotated and not fixed, and the belt tension on the loose side span cannot be stably held.
[0010]
An object of the present invention is to provide a belt transmission device that uses a pair of swingable arms as a tensioner as described above, and adjusts the tension by pressing the span of the belt with a tension pulley that is pivotally supported at its tip. On the other hand, by specifying the layout of each arm with respect to the belt span, it is possible to stably maintain the belt tension on the loose side span of the belt.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a pair of arms supporting a tension pulley for pressing the belt spans on both sides of the pulley are supported at different positions, and the two arms are connected by urging means. By rotating each arm so that the tension pulley presses the belt span, the belt winding angle of the tension pulley on the tension side span of the belt is smaller than that of the tension pulley on the loose side span. The tension of the loose side span is adjusted.
[0012]
Specifically, according to the first aspect of the present invention, at least two pulleys, a first and a second pulley, and a transmission belt wound between the two pulleys are provided, and one of the first and the second pulleys is driven. The present invention is directed to a belt transmission that switches between a pulley state and a drive pulley state.
[0013]
An auto-tensioner for adjusting the tension of the belt is provided. The auto-tensioner has a pair of arms independently swingably supported at respective base ends at positions separated from each other, and a tip of each arm. A tension pulley rotatably supported by a portion and capable of pressing both spans of the belt between the two pulleys; and a tension pulley connected between the two arms. The tension pulley presses the span of the belt to generate belt tension. Biasing means for rotating and urging both arms so that the tension winding pulley pressing the tension side span of both the belts has a smaller belt winding angle than the tension pulley pressing the loose side span. It is characterized by having such a configuration.
[0014]
According to the above configuration, the pair of arms are independently and swingably supported at their base ends at separate positions, and the arms are connected to each other by the urging means. Since the arm is rotationally urged so that the pulley presses the belt span to generate belt tension, of the belt span between the first and second pulleys, the pulley on the tension side span is pushed from the belt. In return, when the tension arm supporting the pulley rotates, the pulley at the tip of the loose arm connected to the tension arm via the urging means responds accordingly. As a result, the belt winding angle of the tension pulley that presses the tension side span of the belt becomes smaller than that of the tension pulley that presses the loose side span.
[0015]
Since the winding angle of the tension side span to the tension pulley is smaller than the winding angle of the loose side span to the tension pulley, when the transmission load of the belt transmission device occurs, the tension side The belt tension of the tension side span increases to infinity with the decrease of the winding angle to zero, and the drive system is determined only by determining the biasing force of the biasing means for obtaining the belt tension of the loose side span. It will be established. In other words, the sharing of the belt tension by the biasing means is effected by the tension pulley on the loose side, and only the tension on the loose side is set by the biasing force of the biasing means, and between the first and second pulleys. Even if the driving direction is reversed, the belt tension is always adjusted on the loose side span to ensure the transmission state with a low belt tension. And belt noise can be prevented.
[0016]
In addition, since the movement trajectory of the two tension pulleys is an elliptical trajectory when the two pulleys are combined, the movement of the tension pulleys is defined as a circular motion as compared with the case where both tension pulleys are connected to each other at the axial position by the urging means. By making the direction of the axial load generated from the span tension different from the direction of movement of the tension pulley, the movement distance of the tension pulley can be reduced, and while using a low spring constant biasing means with little change in tension due to free length tolerance. The same effect as when using the biasing means having a high spring constant can be obtained. Thus, it is not necessary to use a large urging means to increase the spring rigidity in order to reduce the deformation of the urging means when an excessive load torque is generated, and it is possible to use a compact urging means.
[0017]
In addition, the effective tension of the belt greatly differs depending on the difference in the load direction between the first and second pulleys, and when the two tension pulleys are directly connected to each other by the urging means, the minimum required of the larger load is required. Although it is necessary to adjust the urging force to the tension, two arms having different support positions are provided as in the present invention. By changing the support positions of these arms, the urging characteristics in the driving direction can be set arbitrarily. It is only necessary to set the lowest appropriate biasing force, and it is possible to reduce the fuel consumption due to the loss of the axial force of the engine and improve the life of the device.
[0018]
In the invention of claim 2, the tension pulley is capable of pressing both spans of the belt from the outer surface side, and the urging means is a tension spring extended between the arms. According to the third aspect of the present invention, the tension pulley can press both spans of the belt from the inner surface side, and the biasing means is a compression spring compressed between the arms. According to these inventions, a desirable configuration of the arm layout and the urging means can be obtained.
[0019]
A fourth aspect of the present invention is characterized in that a damping means for damping the rotation of the arm is provided. In this case, the rotation of each arm can be attenuated, the transient vibration and the like can be prevented, and stable belt running can be ensured.
[0020]
According to the fifth aspect of the present invention, the arm is rotatably supported on the shaft by the boss, and the damping means is a damper member interposed between the boss of the arm and the shaft. According to the invention of claim 6, the first slide member is swingable on one arm, and the second slide member is slidably engaged with the first slide member in the length direction on the other arm. , And the damping means attenuates the slide of both slide members. According to the configurations of the present invention, preferable damping means can be easily obtained.
[0021]
In the invention according to claim 7, in the belt transmission according to claim 1 or 4, the first pulley is a crank pulley provided on an output shaft of the engine. The second pulley serves as a starter motor when the engine is started, and is an auxiliary pulley provided on a rotating shaft of an auxiliary module which becomes an auxiliary after the start. Further, the belt is an accessory belt wound around at least between the accessory pulley and the crank pulley. When the engine is started, the crank pulley is rotated by the accessory module. It is configured to drive the machine pulley.
[0022]
With this configuration, at the time of starting the engine, the crank pulley of the engine is rotationally driven via the accessory belt by the accessory module serving as a starter motor, and the engine is cranked and started. Then, the auxiliary pulley is rotationally driven by the crank pulley via the auxiliary belt, and the auxiliary module is operated.
[0023]
Also in this case, similarly to the first aspect of the invention, it is only necessary to set the tension of the loose side span by the urging force of the urging means, and it is possible to stably maintain the tension of the loose side span, and to reduce the belt tension. Generation of slip and belt noise can be prevented.
[0024]
In the invention according to claim 8, the accessory module is a motor generator that becomes a generator after the engine is started. As a result, the starter motor is used when the engine is started, and the tension of the loose side span is stably maintained in the belt drive device for driving the auxiliary machine including the auxiliary machine module which becomes the generator after the start. Can be.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an overall configuration of a belt transmission A according to a first embodiment of the present invention. This belt transmission A is used as an auxiliary belt start system for an engine mounted on a vehicle. This system drives the auxiliary equipment by the engine in an operating state after the start of the engine (not shown), and cranks the engine by some of the auxiliary equipment when the engine is started after an idling stop or the like. It is used to start.
[0026]
That is, in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a crankshaft (CS: crankshaft) as an output shaft of the engine, and 2 denotes a crank pulley as a first pulley which is integrally attached to the crankshaft 1. Reference numeral 3 denotes an accessory module rotating shaft provided on an accessory module (not shown) on the upper side of the crankshaft 1; is there. Reference numeral 5 denotes an idler shaft disposed at substantially the same height as the crankshaft 1, and reference numeral 6 denotes an idler pulley rotatably provided on the idler shaft 5. These pulleys 2, 4, and 6 are all clocks shown in FIG. Rotate around.
[0027]
The crankshaft 1, the accessory module rotating shaft 3, and the idler shaft 5 are arranged in parallel with each other, for example, in a layout located at the apex of a substantially triangle. The accessory module includes a motor generator (MG) having two functions of a motor and a generator. The accessory module serves as a starter motor when the engine is started, while the generator ( Alternator).
[0028]
The crank pulley 2, the auxiliary pulley 4, and the idler pulley 6 are all V-ribbed pulleys, and an auxiliary belt 8 made of a V-ribbed belt as a transmission belt is wound between these pulleys 2, 4, and 6. When the engine is started, the auxiliary module is operated as a starter motor, the auxiliary pulley 4 is switched to a drive pulley, and the crank pulley 2 is switched to a driven pulley. While rotating the crank pulley 2 to crank and start the engine, in an operating state after the engine is started, the auxiliary module functions as a generator, and conversely, the crank pulley 2 is used as a drive pulley. The auxiliary pulley 4 is switched to a driven pulley, and the auxiliary pulley 4 is rotated by the crank pulley 2. Driven by driving the auxiliary equipment module, and is adapted to power generation.
[0029]
An auto-tensioner 11 for adjusting the tension of the accessory belt 8 is provided between the crank pulley 21 and the idler pulley 6 and the accessory pulley 4. As shown in enlarged detail in FIGS. 2 to 5, the auto tensioner 11 includes first and second round rod-shaped spindles 12 and 12, each of which is disposed at a first and second pivot position P1, P2. 13 is provided. The first and second pivot positions P1 and P2 are located apart from each other, and the first pivot position P1 is, for example, a center position between the crankshaft 1 and the idler shaft 5 and a position of the accessory module rotation shaft 3. The second pivot position P2 is set on one side (the right side in FIG. 1) of the vertical plane passing therethrough, and on the other side (the left side in FIG. 1) of the same plane at the same height and at the same distance from the plane. Have been. At the base end side of each of the spindles 12 and 13, a substantially triangular plate-like mounting bracket portion 12a, 13a having a plurality of bolt insertion holes 14, 14,... Each spindle 12, 13 is attached to the engine main body (not shown) by a mounting bracket 12a, 13a. At the pivot positions P1 and P2.
[0030]
The first spindle 12 is provided with a first arm 16 and the second spindle 12 is provided with a second arm 17 having the same arm length as the first arm 16 so as to be swingable at a boss portion 18 at a base end thereof. Supported. Specifically, as shown in FIGS. 3 to 5 for the first arm 16 (the second arm 17 will be described with the same reference numerals), the boss portions 18 of the arms 16 and 17 are concentric with each other. It has a double cylindrical structure having an inner cylinder 19 and an outer cylinder 20 provided. A through hole 21 is formed in the bottom of the inner cylinder 19, and the spindles 12 and 13 are mounted on the inner cylinder 19 from the tip side. The inner cylinder 19 and the spindles 12 and 13 are fitted via a resin sliding bearing 22 as a damper member. The front ends of the spindles 12 and 13 protrude from the through holes 21, and a front plate 23 is fixed to the front ends by caulking or the like, and a boss 18 is provided between the front plate 23 and the bottom wall of the boss 18. A ring-shaped resin-made thrust washer 24 as a damper member that slides on the bottom surface is interposed, and the first bearing 25 and the thrust washer 24 constitute first damping means 25. Damping resistance is applied to the rotation of each of the arms 16 and 17 by friction to attenuate the rotation. The first damping means 25 can be provided on only one of the first and second arms 16 and 17.
[0031]
Each of the arms 16 and 17 protrudes radially from the bottom side of the outer cylinder 20 of the boss portion 18. A first tension pulley 29 is provided at the tip of the first arm 16, and a tip tension pulley 29 is provided at the tip of the second arm 17. The second tension pulleys 30 are rotatably supported. The supporting structures of the tension pulleys 29 and 30 are the same. Here, the first tension pulley 29 will be described, and the second tension pulley 30 will be assigned the same reference numeral and detailed description will be omitted.
[0032]
That is, a shaft 27 extending parallel to the spindle 12 is formed at the tip of each of the arms 16 and 17, and tension pulleys 29 and 30 are rotatably supported around the shaft 27 via a bearing 28. I have. A screw hole 26 is formed in the center of the shaft 27 so as to penetrate from the front to the back of the arms 16 and 17. Numeral 31 designates a circular disc-shaped bearing retainer. Bolts 32 passing through the bearing retainer 31 are inserted to the intermediate positions of the screw holes 26 and screwed together, so that the tension pulleys 29 and 30 are attached to the tips of the arms 16 and 17. It is retained and supported.
[0033]
Each of the first and second tension pulleys 29 and 30 is a flat pulley, and two tension pulleys 29 and 30 are provided between the crank pulley 2 and the auxiliary pulley 4 to enter and exit the auxiliary pulley 4. The belt spans 8a and 8b, specifically, the first span 8a on the right side in FIG. 1 without passing through the idler pulley 6 and the second span 8b on the left side in FIG. Tension is generated.
[0034]
It is desirable to use an angular bearing (shown in the figure) or a parallel bearing for each of the bearings 28 at the tips of the arms 16 and 17. It is preferable that the tension pulleys 29 and 30 be made of a lightweight material such as a press-molded product or a nylon molded product containing a thermosetting resin or a reinforcing fiber.
[0035]
Further, a tension spring 36 as an urging means is connected in an extended state between the distal ends of the arms 16 and 17 of the auto tensioner 11 (in detail, the end of the tension spring 36 is connected to each spring guide described later). 38, 39), the two arms 16, 17 are brought close to each other by the tension spring 36, that is, the first arm 16 is rotated clockwise in FIGS. 1 and 2, the first and second tension pulleys 29 and 30 respectively cause the first and second spans 8a and 8a of the belt 8 to rotate. 8b so as to generate a belt tension, and as shown in FIGS. 7B and 7C, of the first and second spans 8a, 8b, the span 8b (or 8a) which is the tight side is set. Tension pull to press The belt winding angle θ2 (or θ1) of 30 (or 29) becomes smaller than the belt winding angle θ1 (or θ2) of the tension pulley 29 (or 30) pressing the span 8a (or 8b) on the loose side. Like that.
[0036]
That is, a bottomed cylindrical first spring guide 38 as a first slide member is provided on the back surface of the distal end of the first arm 16, and a diameter larger than that of the first spring guide 38 on the back surface of the distal end of the second arm 17. A bottomed cylindrical second spring guide 39 as a second slide member is supported rotatably around the shaft 27 at the bottom. The mounting structure of the spring guides 38 and 39 to the distal ends of the arms 16 and 17 is the same, and the case of the first arm 16 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 (the same reference numeral is assigned to the second arm 17). The spring guides 38 and 39 are formed integrally with a cylindrical spring engaging portion 42 extending in the diametrical direction at the inner bottom thereof, and a bolt insertion hole 40 penetrates through the spring engaging portion 42. A support bolt 41 is rotatably inserted into the bolt insertion hole 40. Then, the threaded ends of the support bolts 41 are inserted into the screw holes 26 at the ends of the arms 16 and 17 from the back side to the middle and screwed together, so that the spring guides 38 and 39 are supported by the support bolts 41 at the bottom. And is rotatably supported.
[0037]
Further, the open end of the first spring guide 38 is slidably fitted to the open end of the second spring guide 39, and the two spring guides 38 and 39 are integrated into a hollow cylindrical shape. When the distal ends of the first and second spring guides 16 and 17 are separated from each other and the distance between the two ends changes, the open ends of the first spring guide 38 slide within the open ends of the second spring guides 39, so that the arms 16 and 17 are moved. To absorb the distance between the tips. The tension spring 36 is fitted inside the spring guides 38 and 39, and one end of the tension spring 36 is attached to a spring engagement portion 42 at the inner bottom of the first spring guide 38. The other ends of the tension springs 36 are locked by spring locking portions 42 of the second spring guide 39, respectively.
[0038]
Further, a second damping means 45 for damping the rotation of each of the arms 16 and 17 is provided. That is, a plurality of (four in the illustrated example) ring grooves 46, 46,... Are arranged on the inner peripheral surface of the open end of the second spring guide 39 on the large diameter side in the longitudinal direction of the second spring guide 39. A ring-shaped damper 47 made of resin is fitted in each of the ring grooves 46. When the spring guides 38 and 39 slide and expand and contract, each of the dampers 47 is moved to the first position. The first spring guide 38 is slidably contacted with the outer peripheral surface of the open end to attenuate the sliding movement.
[0039]
In FIG. 2, reference numeral 49 denotes a stopper pin which is engaged in a state of penetrating in the radial direction between the walls at the distal end portions of both spring guides 38 and 39. When the auto tensioner 11 is assembled, the stopper pin 49 is previously set. By restricting the expansion and contraction slide of the spring guides 38 and 39 in the engaged state, and by pulling out the stopper pin 39 after the assembly, the spring force of the tension spring 36 is actuated to allow the spring guides 38 and 39 to expand and contract. The tension pulleys 29 and 30 press the belt spans 8a and 8b.
[0040]
Therefore, in the above embodiment, the auto tensioner 11 is arranged between the crank pulley 2, the auxiliary pulley 4, and the idler pulley 6, and the pair of arms 16, 17 of the auto tensioner 11 are pivoted at positions P1, P2 separated from each other. Each of the arms 16 and 17 is independently swingably supported at its base end, and the ends of both arms 16 and 17 are connected by a tension spring 36 so that the arms 16 and 17 are rotationally biased. The two tension pulleys 29, 30 at the tips of the arms 16, 17 press the spans 8a, 8b of the accessory belt 8 on both sides of the accessory pulley 4 from the outer surface to apply belt tension.
[0041]
Specifically, for example, when the engine enters an idling state at a signal waiting of a vehicle or the like in order to improve the fuel efficiency of the engine, the idling stop is performed, the engine stops, and the engine enters a no-load state. In the stopped state of the engine, as shown in FIGS. 6A and 7A, the belt tensions T1 and T2 of the first and second spans 8a and 8b of the accessory belt 8 are the same (T1 = T2). ), The winding angle θ1 of the first span 8a around the first tension pulley 29 and the winding angle θ2 of the second span 8b around the second tension pulley 30 are the same (θ1 = θ2). , 17 have the same pulley pressing force F1, F2 for pressing the tension pulleys 29, 30 by the belt spans 8a, 8b (F1 = F2).
[0042]
Thereafter, when the engine is started, the auxiliary module is energized and operates as a starter motor, and the auxiliary pulley 4 on the rotating shaft 3 of the auxiliary module becomes a drive pulley, and the crank on the crankshaft 1 of the engine is driven. The pulley 2 becomes a driven pulley, and the crank pulley 2 is rotationally driven via the accessory belt 8 by the operation of the accessory module, whereby the crankshaft 1 of the engine is cranked and the engine is started.
[0043]
In the starting cranking state of the engine, as shown in FIG. 6B, of the two spans 8 a and 8 b of the belt 8 between the crank pulley 2 and the auxiliary pulley 4, the second through the idler pulley 6. The two spans 8b (the left side span in FIG. 1) become the tension side spans, and the first spans 8a (the right side span in FIG. 1) which do not pass through the idler pulley 6 become the loose side spans. The second tension pulley 30 is pushed back from the second span 8b, and the second arm 17 (tension side arm) supporting the second tension pulley 30 rotates around the second spindle 13 as shown in FIGS. It rotates in the direction of rotation. With the rotation of the second arm 17, the first arm 16 (the loose side arm) whose distal end is connected to the distal end of the second arm 17 by a tension spring 36 is also driven by the contraction spring force of the tension spring 36. Accordingly, the first tension pulley 29 at the tip of the first arm 16 presses the first span 8 a, which is the loose side span of the belt 8. Thus, the tension of the loose side span 8a is adjusted and held.
[0044]
At this time, as shown in FIG. 7 (b), the belt tension T2 of the second span 8b of the accessory belt 8 becomes larger than the belt tension T1 of the first span 8a (T2> T1), and the first tension pulley 29 Is larger than the winding angle θ2 of the second span 8b with respect to the second tension pulley 30 (θ1> θ2), and the tension pulleys 29 and 30 at the tips of the arms 16 and 17 are moved. The pulley pressing forces F1 and F2 pressed by the belt spans 8a and 8b are equal to each other (F1 = F2). When the starting load is the maximum, as shown in FIG. 7C, the belt tension T2 of the second span 8b becomes larger than the belt tension T1 of the first span 8a (T2≫T1), and the second tension pulley Further, the winding angle θ2 of the second span 8b with respect to 30 is further changed to be close to zero.
[0045]
When the engine is started and is in an operating state, in the operating state, the auxiliary module functions as a generator, and conversely, the crank pulley 2 switches to the driving pulley and the auxiliary pulley 4 switches to the driven pulley. The auxiliary pulley 4 is rotated by the crank pulley 2 to drive the auxiliary module, and power is generated by the auxiliary module.
[0046]
In this operating state of the engine, of the two belt spans 8a and 8b between the crank pulley 2 and the auxiliary pulley 4, the first span 8a not passing through the idler pulley 6 becomes the tighter span and the idler pulley 6 becomes The passing second spans 8b become loose side spans, respectively, and the first tension pulley 29 is pushed back from the first span 8a which has become the tight side span, and the first arm supporting the first tension pulley 29 is provided. 16 (tension side arm) rotates around the first spindle 12 in the counterclockwise direction in FIG. With the rotation of the first arm 16, the second arm 17 (the loose arm) connected by the tension spring 36 also rotates in the same direction, and accordingly, the second tension pulley 30 at the tip of the second arm 17. Presses the second span 8b, which is the loose side span of the belt 8. Thereby, the tension of the loose side span 8b is adjusted and held.
[0047]
At this time, the belt tension T1 of the first span 8a of the accessory belt 8 becomes larger than the belt tension T2 of the second span 8b (T1> T2), and the winding angle θ2 of the second span 8b around the second tension pulley 30 is set. Is larger than the winding angle θ1 of the first span 8a with respect to the first tension pulley 29 (θ2> θ1), and further, the belt pulleys 8a and 8b push the tension pulleys 29 and 30 at the tips of the arms 16 and 17 with the pulley pressing force. F1 and F2 are the same (F1 = F2). When the load on the accessory module is maximized, the belt tension T1 of the first span 8a becomes larger than the belt tension T2 of the second span 8b (T1≫T2), and the first span 8a with respect to the first tension pulley 29 is set. Is changed so that the winding angle θ1 becomes close to zero.
[0048]
As described above, of the spans 8a and 8b of the belt 8 between the crank pulley 2 and the auxiliary pulley 4, the pulley 30 (or 29) of the tension side is pushed back from the belt 8, and the pulley 30 (or 29) is pushed. When the tension arm 17 (or 16) supporting the arm rotates, the loose arm 16 (or 17) connected to the tension arm 17 (or 16) via the tension spring 36 accordingly. Since the pulley 29 (or 30) at the front end presses the loose side span of the belt 8, the belt winding angle θ2 (or θ1) of the tension pulley 30 (or 29) pressing the tight side span of the belt 8 decreases. , Which is smaller than the tension pulley 29 (or 30) which presses the pulley 30 (or 29) when the transmission load of the belt transmission A occurs. As the winding angle θ2 (or θ1) decreases to zero, the tension T2 (or T1) of the tension side span increases to infinity, and the tension for obtaining the belt tension T1 (or T2) of the loose side span is obtained. The drive system is established only by determining the urging force of the spring 36. That is, the belt tension is allotted by the tension spring 36 by the tension pulley 29 (or 30) on the loose side, and only the tension on the loose side is set by the urging force of the tension spring 36. Even when the driving direction is reversed between the auxiliary pulleys 4, the belt tension is always adjusted at the loose side span to ensure the transmission state with a low belt tension, and the loose side span tension is stably maintained. In addition, it is possible to prevent the occurrence of slip and belt noise due to a decrease in belt tension.
[0049]
Further, the movement trajectory of the two tension pulleys 29 and 30 is an elliptical trajectory when the two pulleys 29 and 30 are combined together, so that the tension pulleys 29 and 30 are tensioned as compared with the case where both tension pulleys 29 and 30 are connected to each other by a tension spring at the axial position. By making the movement of the pulleys 29 and 30 a circular motion and making the direction of the axial load generated from the span tension different from the direction of the movement of the tension pulleys 29 and 30, the moving distance of the tension pulleys 29 and 30 can be reduced. The same effect as that obtained by using a tension spring having a high spring constant while using the tension spring 36 having a low spring constant with little change in tension due to the long tolerance can be obtained. Thus, it is not necessary to use a large tension spring 36 to increase the spring stiffness in order to reduce the deformation of the tension spring 36 when an excessive load torque is generated, so that a compact tension spring 36 can be used.
[0050]
Also, the tension on the loose side span increases according to the load so as to satisfy the minimum required belt tension for the load, so that the belt tension can be properly adjusted according to the load of the accessory module to improve the fuel efficiency of the engine and the auxiliary equipment. The life of each bearing of the rotating shaft 3 and the crankshaft 1 of the module can be extended.
[0051]
Further, since the first and second damping means 25 and 45 for damping the rotation of the arms 16 and 17 are provided, the rotation of the arms 16 and 17 in the first damping means 25 It is attenuated by the frictional resistance of the thrust washer 24. On the other hand, in the second damping means 45, when the tension spring 36 expands and contracts with the rotation of the arms 16 and 17, and the spring guides 38 and 39 slide accordingly, the spring guides 38 and 39 slide. The slide receives resistance by the dampers 47, 47,..., And the rotation of each arm 16, 17 is attenuated. By these two damping means 25 and 45, the transient vibration and the like are prevented, and stable belt running can be ensured.
[0052]
Further, since the tension spring 36 is interposed between the first and second arms 16 and 17, even if the crank pulley 2 serving as a driving pulley has a large rotation fluctuation due to the periodic combustion of the engine during operation of the engine. The fluctuation of the rotation can be absorbed by the swing of the first arm 16 in the first span 8a, which is the tension side span of the belt 8, and the fluctuation load due to the rotation fluctuation of the crank pulley 2 is rotated by the rotation of the first arm 16 as the tension side arm. Thus, the steady load of the auxiliary pulley 4 as the driven pulley can be separately adjusted by the rotation of the second arm 17 as the slack side arm.
[0053]
(Embodiment 2)
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention (in the following embodiments, the same parts as those in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted). The pivot positions P1 and P2 of the two arms 16 and 17 are changed.
[0054]
That is, in this embodiment, the first and second pivot positions P1 and P2 are, for example, both sides of a vertical plane passing through the center position between the crankshaft 1 and the idler shaft 5 and the position of the accessory module rotation shaft 3. Are arranged at the same height, but the distance between the first pivot position P1 and the plane in the vertical direction is set to be larger than the distance between the second pivot positions P2. The lengths of both arms 16 and 17 are the same. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0055]
Therefore, in this embodiment, the tension of the second span 8b, which is the tension side span, and the tension of the first span 8a, which is the loose side span, at the time of starting the engine are both increased compared to the first embodiment. Can be. During the operation after the engine is started, the tension of the first span 8a, which is the tension side span, and the tension of the second span 8b, which is the loose side span, are smaller than those in the first embodiment.
[0056]
Further, a hub load formed by the length direction (center line) of each of the arms 16 and 17 and the direction of pulley pressing forces F1 and F2 pressing the tension pulleys 29 and 30 at the tips of the arms 16 and 17 by the belt spans 8a and 8b. Regarding the angles θh1 and θh2, in the first embodiment, the hub load angles θh1 and θh2 can be the same in the no-load state when the engine is stopped. Thus, the hub load angle θh2 on the second tension pulley 30 side can be made larger than the hub load angle θh1 (<θh2) on the first tension pulley 29 side.
[0057]
From these facts, not only can the belt tension be arbitrarily set in the same manner as in the first embodiment, but also in this embodiment, the belt tension at the start of the engine and at the time of operation after the start is based on the initial state (no load state). As an asymmetric characteristic.
[0058]
(Embodiment 3)
9 to 11 show the third embodiment, in which the first damping means 25 for damping the rotation of the arm 16 in the auto tensioner 11 is changed.
[0059]
That is, in this embodiment, the torsion coil spring 52 is housed between the inner cylinder 19 and the outer cylinder 20 in the boss portion 18 of the first arm 16 so as to surround the inner cylinder 19. As shown in FIG. 10, one end of the torsion coil spring 52 is provided in a cutout 53 provided in the mounting bracket 12 a of the first spindle 12, and the other end is provided in a spring stopper hole opened in the outer cylinder 20 of the boss 18. The first arm 16 is rotationally urged, for example, clockwise in FIG. 9 by the torsion spring force of the torsion coil spring 52.
[0060]
A resin spring support 56 as a damper member is interposed between the torsion coil spring 52 and the inner cylinder 19. The spring support 56 includes a cylindrical portion 56 a located around the inner cylinder 19, A flange portion 56b protruding radially outward from one end of the cylindrical portion 56a and slidingly contacting the mounting bracket 12a of the spindle 12; When the diameter of the torsion coil spring 52 expands or contracts with the rotation of the first arm 16, the rotation of the arm 16 is attenuated while changing the pressing force of the spring support 56 against the inner cylinder 19. I have.
[0061]
Therefore, in the case of this embodiment, since the torsion coil spring 52 and the spring support 56 are provided as the first damping means 25 for attenuating the rotation of the arm 16, the tension spring 36 is provided with the rotation of the arm 16. When expanded or contracted, the rotation of each arm 16 is further effectively attenuated. In this way, in cooperation with the first damping means 45, the transient vibration and the like can be prevented, and a more stable belt running can be secured.
[0062]
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, an accessory belt starting system (belt transmission device A) for an engine in which an accessory belt 8 is wound around the crank pulley 2, the accessory pulley 4, and the idler pulley 6, and the accessory is one, will be described. In addition, a compressor for an air conditioner, a hydraulic pump for a power steering device, a water pump, and the like may be provided as auxiliary components of the engine, and these may be driven via the accessory belt 8. Good.
[0063]
In each of the above embodiments, the tension spring 36 is connected between the distal ends of the arms 16 and 17, but may be connected to an intermediate portion of the arms 16 and 17 other than the boss 18. Further, in the above embodiment, both the spans 8a, 8b of the belt 8 can be pressed from the outer surface side by the tension pulleys 29, 30, and the urging means is the tension spring 36 extended between the arms 16, 17. Further, both spans 8a and 8b of the belt 8 can be pressed from the inner surface side by the tension pulleys 16 and 17, and the biasing means can use a compression spring compressed between the arms 16 and 17.
[0064]
Furthermore, in each of the embodiments described above, the present invention is applied to the auxiliary belt starting system of the engine. However, the present invention can be applied to other belt transmissions, and includes at least two pulleys and a winding between these pulleys. Any belt transmission device that includes a transmission belt that is hung and that switches between a state in which one of the pulleys is a drive pulley and a state in which the other is a drive pulley is sufficient.
[0065]
【Example】
Next, a specific embodiment will be described. Example 1 is a belt transmission device A (see FIG. 1) having the configuration of the first embodiment, and includes a crank pulley 2 and an idler pulley 6 having a pulley diameter of 150 mm, and an auxiliary pulley 4 having a pulley diameter of 60 mm. Prepared, each layout was set on two-dimensional XY coordinates. The axis of the crank pulley 2 is on the coordinates (0 mm, 0 mm), the axis of the idler pulley 6 is on the coordinates (-300 mm, 0 mm), and the axis of the auxiliary pulley 4 is on the X coordinate (-150 mm). The pulleys 2, 4, and 6 were wound around a V-ribbed belt 8 (specification "RT2700") having a circumference of 1740 mm and 10 ribs. Further, the first pivot position P1 of the auto tensioner 11 is set to coordinates (−49 mm, 295 mm), the second pivot position P2 is set to coordinates (−251 mm, 295 mm), and the respective lengths of the first and second arms 16, 17 are set. Each of them has the same 75 mm, and a first tension pulley 29 having a pulley diameter of 75 mm is supported at the tip of the first arm 16, and a second tension pulley 30 having the same pulley diameter of 75 mm is supported at the tip of the second arm 17. A tension spring 36 having a spring length of 200 mm and a spring constant of 7.45 N / mm was stretched between the distal ends of the 16 and 17.
[0066]
On the other hand, the belt transmission A of Embodiment 2 (see FIG. 8) is Example 2, the first pivot position P1 of the auto tensioner 11 is coordinates (−49 mm, 295 mm), and the second pivot position P2 is coordinates (−). 251 mm, 295 mm). Others are the same as the first embodiment.
[0067]
Then, the engine is started from the initial state of no load and the tension of the second span 8b of the belt 8 is higher than the first span 8a, and conversely, the tension of the first span 8a is higher than that of the second span 8b. The relationship between the effective tension Tt−Ts, which is the difference between the tight span tension Tt and the loose span tension Ts, and both span tensions Tt and Ts was examined for the operating state of the engine that became high. The result of FIG. 12 and the result of FIG. 13 for Example 2 were obtained.
[0068]
From these results, it can be seen that in each of Example 1 and Example 2, the tension of the slack side spans 8a and 8b of the belt 8 is always a plus value, and the belt tension can be arbitrarily set. .
[0069]
Further, the relationship between the effective tension Tt-Ts and the hub load angles θh1 and θh2 (see FIG. 8) was examined for Examples 1 and 2, and the relationship of FIG. Fifteen relationships were each obtained. From this result, by changing the pivot positions P1 and P2, which are the fulcrums of the arms 16 and 17, as in the second embodiment, the belt tension at the time of starting the engine and at the time of operation after the starting is changed from the initial state (no load state). It can be seen that an asymmetric characteristic can be set as a reference.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, there are provided at least two pulleys, the first and second pulleys, and the transmission belt wound around the two pulleys, and one of the first and second pulleys is provided. For a belt transmission device that switches between a driving pulley state and a driving pulley state, a tension pulley that presses a belt span on both sides of the pulley as an auto tensioner that adjusts belt tension is supported. A pair of arms are swingably supported at positions separated from each other, and both arms are connected by urging means, and both arms are rotated so that the tension pulley presses the belt span and belt tension is generated. The tension wrap of the tension pulley that presses the tension side span of the belt is smaller than that of the tension pulley that presses the loose side span. All that is necessary is to apply the belt tension distribution by the biasing means to the tension pulleys on the loose side and to set the tension on the loose side by the biasing force of the biasing means. Even if is reversed, the belt tension is always adjusted on the loose side span to ensure the transmission state with low belt tension, and the loose side span tension is stably maintained to reduce slip and belt noise due to a decrease in belt tension. Occurrence can be prevented. Also, since the movement trajectory of the two tension pulleys is an elliptical trajectory when the two pulleys are combined, the moving distance of the tension pulley is reduced by making the direction of the axial load generated from the span tension different from the direction of the movement of the tension pulley. It is possible to obtain the same effect as using a biasing means having a high spring constant while using a biasing means having a low spring constant with a small change in tension due to free length tolerance, and using a compact biasing means. be able to. Further, by changing the support position of the arm, it is possible to set the lowest appropriate biasing force, and it is possible to reduce the fuel consumption due to the loss of the axial force of the engine and improve the life of the equipment.
[0071]
According to the second aspect of the present invention, the belt span is pressed from the outer surface side by the tension pulley, and the urging means is a tension spring extended between the arms. Further, in the invention of claim 3, the tension pulley presses the belt span from the inner surface side, and the urging means is a compression spring compressed between the arms. According to these inventions, a desirable configuration of the arm layout and the urging means can be obtained.
[0072]
According to the fourth aspect of the present invention, the provision of the damping means for damping the rotation of the arm prevents transient vibration of each arm and the like, thereby ensuring stable belt running.
[0073]
According to the fifth aspect of the invention, the arm is rotatably supported on the shaft by the boss, and the damping means is a damper member interposed between the boss of the arm and the shaft. According to the invention of claim 6, the first slide member is pivotally movable on one arm, and the second slide member is slidably engaged with the first slide member in the length direction on the other arm. The supporting and attenuating means attenuates the sliding of both slide members. According to the configurations of the present invention, preferable damping means can be easily obtained.
[0074]
According to the invention of claim 7, the first pulley is a crank pulley provided on the output shaft of the engine, and the second pulley is a starter motor when the engine is started, and is an auxiliary machine module that is an auxiliary machine after the start. The auxiliary pulley provided on the rotating shaft, the belt is at least an auxiliary belt wound around between the auxiliary pulley and the crank pulley, while rotating the crank pulley by the auxiliary module when starting the engine, After the start, the auxiliary pulley was driven by the crank pulley. In the invention according to claim 8, the accessory module is a motor generator that becomes a generator after the engine is started. According to these inventions, when the engine is started, the engine is cranked and started by the accessory module via the accessory belt, and after the engine is started, the engine is rotated by the crank pulley via the accessory belt. In the belt drive for driving auxiliary equipment that drives the module, it is only necessary to set the tension of the loose side span by the urging force of the urging means, and it is possible to stably maintain the tension of the loose side span and reduce the belt tension. This can prevent slip and belt noise from occurring.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an overall configuration of a belt transmission according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged front view showing the auto tensioner partially broken away.
FIG. 3 is an enlarged side view showing the auto tensioner partially broken away.
FIG. 4 is an enlarged rear view showing the auto tensioner partially cut away.
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 2;
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1 showing a movement when the load changes from a no-load state to a maximum load state when the engine is started by the accessory module.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between tension of each span of a belt and a winding angle around a tension pulley.
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 2, showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 3, showing a third embodiment.
FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 5, showing the third embodiment.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between the effective tension of the belt span and the belt tension of the tension side span and the loose side span in Example 1.
FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing the relationship between the effective tension of the belt span and the belt tension of the tension side span and the loose side span in Example 2.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship between a hub load angle of each pulley and an effective tension of a belt span in the first embodiment.
FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 14 showing a relationship between the effective tension of the belt span and the hub load angle of each pulley in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
A belt transmission
1 crankshaft
2 Crank pulley (first pulley)
3 Auxiliary module rotation axis
4 Auxiliary pulley (second pulley)
8 Auxiliary equipment belt (transmission belt)
8a 1st span
8b 2nd span
11 Auto tensioner
12 1st spindle (shaft)
13 Second spindle (shaft)
16 1st arm
17 Second arm
18 Boss
22 Sliding bearing (damper member)
24 Thrust washer (damper member)
25 First damping means
29 1st tension pulley
30 2nd tension pulley
36 Tension spring (biasing means)
38 1st spring guide (1st slide member)
39 second spring guide (second slide member)
45 Second damping means
47 Damper
52 torsion coil spring
56 Spring support (damper member)
P1 1st pivot position
P2 2nd pivot position
θ1, θ2 Belt wrap angle

Claims

At least first and second two pulleys;
A transmission belt wound between the two pulleys,
A belt transmission device that switches between a state in which one of the first or second pulley becomes a driving pulley and a state in which the other becomes a driving pulley,
Equipped with an auto tensioner to adjust the tension of the belt,
The auto-tensioner includes a pair of arms independently and oscillatably supported at respective base ends at positions separated from each other;
A tension pulley rotatably supported at the tip of each of the arms and capable of pressing both spans of the belt between the pulleys;
Biasing means connected between the two arms, the tension pulley presses the span of the belt, and biases both the arms so as to generate a belt tension;
A belt transmission device characterized in that a belt winding angle of a tension pulley that presses a tension side span among both spans of the belt is smaller than a tension pulley that presses a loose side span.

The belt transmission according to claim 1,
The tension pulley is capable of pressing both spans of the belt from the outer surface,
The urging means is a tension spring extended between the arms.

The belt transmission according to claim 1,
The tension pulley is capable of pressing both spans of the belt from the inside,
The urging means is a compression spring compressed between the arms.

The belt transmission according to any one of claims 1 to 3,
A belt transmission device comprising damping means for damping rotation of an arm.

The belt transmission according to claim 4,
The arm is rotatably supported on the shaft by the boss,
The damping means is a damper member interposed between a boss portion and a shaft portion of the arm, wherein the belt transmission device is provided.

The belt transmission according to claim 4,
A first slide member is supported on one arm, and a second slide member that slidably engages with the first slide member in the length direction is swingably supported on the other arm, respectively.
The belt transmission device is characterized in that the damping means attenuates the slide of both slide members.

The belt transmission according to claim 1 or 4,
The first pulley is a crank pulley provided on the output shaft of the engine,
The second pulley is an auxiliary pulley provided on a rotating shaft of an auxiliary module serving as an auxiliary machine after the start while the starter motor is used when the engine is started,
The belt is an accessory belt wound around at least the accessory pulley and the crank pulley,
A belt transmission device configured to rotate a crank pulley by an accessory module when the engine is started, and to drive the accessory pulley by the crank pulley after the engine is started.

The belt transmission according to claim 7,
A belt transmission device, wherein the auxiliary module is a motor generator that becomes a generator after the engine is started.