CN106461033A

CN106461033A - 带传动***

Info

Publication number: CN106461033A
Application number: CN201580024986.9A
Authority: CN
Inventors: 竹中啓祐
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2035-05-15
Also published as: JPWO2015177997A1; WO2015177997A1; DE112015002405T5; DE112015002405B4; KR20170009862A; US10295025B2; US20170122414A1; CN106461033B; KR102137279B1

Abstract

带传动***包括：第一带轮(9)、第二带轮(7)、带(2)、以及自动张紧器(1)，该自动张紧器(1)具有将张力分别赋予位于带(2)的张紧侧及松弛侧的部分的第一带张紧轮(5)和第二带张紧轮(3)、以及臂(11)。第一带张紧轮(5)从带(2)受到力而转动的方向与第二带张紧轮(3)从带(2)受到力而转动的方向相同，在第一带张紧轮(5)朝着提高带(2)的张力的方向转动之际，第二带张紧轮(3)也朝着提高带(2)的张力的方向转动。

Description

带传动***

技术领域

本说明书所公开的技术涉及一种带传动***。

背景技术

在具有内燃机、发电机以及起动机的带传动***中，有时装载两个自动张紧器(Auto Tensioner，以下简写成AT)。在两个AT中，特别是布置在曲轴带轮与发电机之间的AT在发电机和起动机起动时需要较高的阻尼特性。因此，采用液压式AT的事例在不断地增加。

专利文献1：日本公开专利公报特开2001-193807号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2003/0153420号

专利文献3：日本公开专利公报特开2004-068973号公报

发明内容

-发明所要解决的技术问题-

然而，液压式AT与其它方式的AT相比，成本较高。在使用两个AT的带传动***中，还需要一个AT，因此制造成本就会上升。

另一方面，在发电机和起动机的起动时或正常使用时，有时会发生带打滑而导致起动不顺利、发生异常声音等情况。

相对于此，专利文献1中公开了具有内燃机和发电机/起动机的带传动***。在专利文献1中公开了如下结构，即：将第一张力辊(带轮)R1和第二张力辊(带轮)R2分别布置在发电机/起动机的带轮的带松弛侧和带张紧侧。这里，张力辊R1、R2受到的旋转力的方向彼此相反。还设置了弹簧，以便由一个张力辊赋予所需要的张力。

根据该结构，能够降低要求弹簧具有的产生转矩。然而，因为能产生的张力(弹簧力和阻尼力)小，所以臂的摆动就会变大，会容易发生打滑现象、异常声音。此外，如果臂的摆动变大，则在耐久性方面也会出现问题。

专利文献2中公开了一种自动张紧器，在该自动张紧器上以夹住一个枢轴的方式设置有两个臂，并且各个臂与带张紧轮连接。然而，在将一个带张紧轮布置在AGS带轮的带张紧侧，并将另一个带张紧轮布置在AGS带轮的带松弛侧的情况下，如果一个带张紧轮往提高带的张力的方向转动，另一个带张紧轮则往降低带的张力的方向转动。因此，认为：就在专利文献2中所记载的技术而言，难以获得较大的阻尼力，难以有效地抑制臂的摆动。

专利文献3中公开了一种自动张紧器，该自动张紧器包括布置在枢轴位置上的圆棒状的主轴，并且第一和第二臂以能够摆动的方式支承在该主轴上。就该自动张紧器而言，通过采用将桨毂载荷角一直保持170°以下的布置方式，从而保证带的张力不会低于0，抑制带打滑、异常声音等现象的发生。但是，该自动张紧器不是以抑制臂的摆动、延长***的使用寿命为目的的。

需要说明的是，获得较大的阻尼力、抑制臂的摆动不仅对包括曲轴带轮、发电机/起动机带轮的带传动***来说很重要，而且还对在用于传递某种动力的***中使用的自动张紧器来说也很重要。

本发明的目的在于：在曲轴带轮、发电机/起动机带轮等，在主动带轮和从动带轮之间交替地转变的带传动***中，有效地减少打滑、异常声音的发生，而且减少臂的摆动而提高耐久性。

-用以解决技术问题的技术方案-

本发明的一实施方式所涉及的带传动***包括：传递第一动力的第一带轮；传递第二动力的第二带轮；卷挂在所述第一带轮与所述第二带轮之间的无接头的带；以及自动张紧器，该自动张紧器具有第一带张紧轮、第二带张紧轮、固定部件和臂，其中，所述第一带张紧轮对所述带的、在所述第一带轮与所述第二带轮之间且在正常运转时位于所述第一带轮的带松弛侧的部分赋予张力，所述第二带张紧轮对所述带的、在所述第一带轮与所述第二带轮之间且在正常运转时位于所述第一带轮的带张紧侧的部分赋予张力，所述臂以可朝着绕所述固定部件的轴旋转的方向摆动的方式设置在所述固定部件上。而且，所述第一带张紧轮和所述第二带张紧轮都由所述臂支承，所述第一带张紧轮从所述带受到力而转动的方向和所述第二带张紧轮从所述带受到力而转动的方向相同。在所述第一带张紧轮朝着提高所述带的张力的方向转动之际，所述第二带张紧轮也可以朝着提高所述带的张力的方向转动。

-发明的效果-

根据本发明的一实施方式所涉及的带传动***，能够减少打滑、臂的摆动以及异常声音的发生。

附图说明

图1是包括本发明的自动张紧器的带传动***的结构简图。

图2是示出本发明的自动张紧器的立体图。

图3是沿III-III线(参照图4)剖开的、本发明的自动张紧器的剖视图。

图4是本发明的自动张紧器的上(从带张紧轮侧看到的情况下)侧视图。

图5是示出本发明的自动张紧器的侧视图。

图6是对在将一般的自动张紧器用于带传动***中的情况下发挥作用的各种力进行说明的图。

图7A是对在将实施方式所涉及的自动张紧器用于带传动***中的情况下的、静止时发挥作用的各种力进行说明的图。

图7B是对在将实施方式所涉及的自动张紧器用于带传动***中的情况下的、运转时发挥作用的各种力进行说明的图。

图8是示出在图7B所示的布置方式的带传动***中，在使T/S比最佳化时和在T/S比为1.00时的每个带楔的带张力(跨度张力)与产生于带轮的转矩之间的关系的图。

图9是示出在带轮50上，每个带楔的、带张紧侧张力和带松弛侧张力的合计值与产生于该带轮50的转矩之间的关系的图。

图10A中示出在T/S比分别为1.00和3.27情况下的Tb₁与在带轮50中产生的转矩之间的关系的模拟结果、以及在T/S比分别为1.00和3.27情况下的Tb2与在50中产生的转矩之间的关系的模拟结果，其中，上述Tb₁为带轮50和第二带张紧轮3之间的带张力，上述Tb₂为带轮50和第一带张紧轮之间的带张力。

图10B是示出在带轮50上，带的张紧侧张力和松弛侧张力的合计值与产生于该带轮50的转矩之间的关系的图。

图11A是示出在具有实施方式所涉及的自动张紧器的带传动***中，将T/S比设定为1.0时的布置方式的图。

图11B是示出在具有实施方式所涉及的自动张紧器的带传动***中，将T/S比设定为3.27时的布置方式的图。

图12是示出在带传动***中的、T/S比和T/S比的最佳值的比例与带的必要张力之间的关系、以及上述比例与带的最大张力之间的关系的图。

图13A是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图13B是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图13C是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图14A是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图14B是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图14C是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图15A是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图15B是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图15C是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图16A是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图16B是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图17A是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

图17B是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。

具体实施方式

(实施方式)

-自动张紧器的结构-

图1是示出包括本发明的一实施方式所涉及的自动张紧器1的带传动***的图。图2是示出本实施方式所涉及的带传动***中的自动张紧器1的立体图。图3是沿图4所示的III-III线剖开的自动张紧器1的剖视图。图4是从带张紧轮侧看到的本实施方式所涉及的自动张紧器1的俯视图。图5是本实施方式所涉及的自动张紧器1的侧视图。

如图1所示，作为一个示例，本实施方式的带传动***传递在发动机等内燃机以及发电机/起动机产生的动力。这里，“发电机/起动机”意味着发电机和起动机一体化了的装置。带传动***包括：传递在内燃机产生的动力的曲轴带轮(第一带轮)9、传递在发电机/起动机产生的动力的发电机/起动机带轮(第二带轮)7、卷挂在曲轴带轮9与发电机/起动机带轮7之间的无接头的带2、以及对带2赋予规定的张力的自动张紧器1。

对用于向带2赋予张力的结构、向自动张紧器1赋予阻尼特性的结构并没有特别限定，但作为一个示例，对自动张紧器1包括螺旋扭转弹簧的例子进行说明。

如图2～图5所示，自动张紧器1具有：固定在车辆的发动机等上且具有筒状部的固定部件13：以可朝着绕固定部件的轴旋转的方向摆动的方式设置在固定部件13上的臂11；以及一起支承并固定在臂11上的第一带张紧轮5和第二带张紧轮3。这里，第一带张紧轮5离臂11的摆动中心(枢轴)10的距离比第二带张紧轮3离臂11的摆动中心(枢轴)10的距离短，但如后述，并不限定于这样的结构。

第二带张紧轮3对带2的、在曲轴带轮9与发电机/起动机带轮7之间且在正常运转时位于曲轴带轮9的带张紧侧的部分赋予张力，第一带张紧轮5对带2的、在曲轴带轮9与发电机/起动机带轮7之间且在正常运转时位于曲轴带轮9的带松弛侧的部分赋予张力。根据该结构，带2的张力被调节为达到适当的范围。

固定部件13支承臂11的支承方法并没有特别限定，也可以例如将直径不同的筒状部分设置在固定部件13和臂11两者上，并让该筒状部分彼此嵌合。

在图2～图5的示例中，臂11具有与固定部件13的筒状部(主轴)16嵌合的筒状的轴部17、以及从轴部17沿水平方向(垂直于轴部17和固定部件13的轴向的方向)延伸的延伸部19。将第一带张紧轮5和第二带张紧轮3用螺母、螺丝等固定零件分别固定在延伸部19上。

在自动张紧器1中，例如在固定部件13的筒状部16与和筒状部16嵌合的臂11的轴部17之间设置有衬套12。在固定部件13的筒状部16和轴部17的外侧设置有螺旋扭转弹簧15，该螺旋扭转弹簧15的一端卡止(连接)在臂11上，该螺旋扭转弹簧15的另一端卡止(连接)在固定部件13上。螺旋扭转弹簧15具有与轴部17的轴大致一致的轴，通过对臂11朝着该臂11摆动的方向施加作用力，能够经由第一带张紧轮5和第二带张紧轮3对带2赋予张力。螺旋扭转弹簧15优选例如由硅铬铜等金属或金属化合物制成。

带2可以为平带，也可以为齿带、正时齿带、V带等。对于第一带张紧轮5和第二带张紧轮3所接触的带2的面并没有特别的限定。例如，可以是这样的：在带2为平带或齿带的情况下，第一带张紧轮5与带2的外周面或内周面抵接，第二带张紧轮3与在带2的外周面和内周面中的如下所述的面抵接，该面与第一带张紧轮5所抵接的面是不同的面。或者，也可以是这样的：第一带张紧轮5和第二带张紧轮3与带2的侧面抵接。

固定部件13经由螺栓等固定零件固定在发动机主体等上。固定部件13、臂11由公知的金属等制成，可用模具等成形。

在本实施方式的自动张紧器1中，第一带张紧轮5根据从带2受到的力而转动的方向和第二带张紧轮3根据从带2受到的力而转动的方向相同。

在第一带张紧轮5朝着提高带2的张力的方向转动之际，第二带张紧轮3也朝着提高带2的张力的方向转动。与此相反，在第一带张紧轮5朝着降低带2的张力的方向转动之际，第二带张紧轮3也朝着降低带2的张力的方向转动。

在本实施方式的自动张紧器1中，在发动机起动时和运转时(正常运转时)曲轴带轮9主动旋转，带2例如往右旋转。于是，在带2的与第一带张紧轮5接触的部分成为带松弛侧，在带2的与第二带张紧轮3接触的部分成为带张紧侧。此时，自动张紧器1的螺旋扭转弹簧15的作用力主要经由第二带张紧轮3加在带张紧侧。另一方面，带2受到的螺旋扭转弹簧15的作用力在带松弛侧比带张紧侧小。

在发电机/起动机起动时和运转时，发电机/起动机带轮7主动旋转，带2往右旋转。在此情况下，在带2的与第一带张紧轮5接触的部分成为带张紧侧，在带2的与第二带张紧轮3接触的部分成为带松弛侧。此时，自动张紧器1的螺旋扭转弹簧15的作用力主要经由第一带张紧轮5加在带张紧侧。

如上所述，根据本实施方式的带传动***，因为能够根据带***的状态，使自动张紧器1所具有的螺旋扭转弹簧15的作用力在带张紧侧和带松弛侧之间保持平衡且分散地施加给带张紧侧和带松弛侧，所以与现有的带传动***相比，能够使臂11的摆动非常小，能够有效地抑制带打滑现象的发生。

此外，根据本实施方式的带传动***，在与第一带张紧轮5接触的带部分成为带松弛侧，与第二带张紧轮3的带部分成为带张紧侧的情况下，经由第二带张紧轮3加在带张紧侧的自动张紧器1的螺旋扭转弹簧15的作用力变大，经由第一带张紧轮5加在带松弛侧的自动张紧器1的螺旋扭转弹簧15的作用力变小。

在与第一带张紧轮5接触的带部分成为带张紧侧，与第二带张紧轮3接触的带部分成为带松弛侧的情况下，经由第一带张紧轮5加在带张紧侧的自动张紧器1的螺旋扭转弹簧15的作用力变大，经由第二带张紧轮3加在带松弛侧的自动张紧器1的螺旋扭转弹簧15的作用力变小。

如上所述，在主动带轮和从动带轮交替地转变的带传动***中，能够通过对向带张紧侧和带松弛侧施加的自动张紧器1的螺旋扭转弹簧15的作用力之比进行改变而调节张力，因此，能够使臂11的摆动非常小。

由此，根据本实施方式的带传动***，既能够减少伴随着带打滑而发生的异常声音，又能够提高自动张紧器1的耐久性。而且，因为能够减小臂11的摆动范围，所以与现有的自动张紧器相比，更容易地装载于车体等上。

本实施方式的自动张紧器1能够结合以往使用的部件制造，而且不需要改变带2、曲轴带轮9、发电机/起动机带轮7等的设计。因此，能够以低成本引进本实施方式的带传动***。

此外，优选在自动张紧器1上设置有用以赋予单向的阻尼特性的部件。阻尼力能够通过滑动部件与臂11或固定部件13之间的摩擦而获得，不过，例如，在图3的示例中，在螺旋扭转弹簧15的内侧及下侧设置有由树脂等制成且对于臂11的一部分滑动的滑动部件24。

在与第一带张紧轮5及第二带张紧轮3接触的带2的张力降低了的情况下，臂11利用螺旋扭转弹簧15的直径扩大的方向的扭转力矩朝着推压带2的方向转动。另一方面，在带2的张力已上升的情况下，第一带张紧轮5及第二带张紧轮3因该带的反作用力被推压，臂11朝着与推压带的方向相反的方向转动，从而能够抑制带的张力上升。

这里，假设螺旋扭转弹簧15的一部分由于该螺旋扭转弹簧15的扭转力矩的反作用力而总是朝着半径方向内侧被推压。因为在臂部件3朝着推压带的方向转动时，即螺旋扭转弹簧15的直径扩大时，扭转力矩的反作用力随之降低，所以阻尼力也降低。因此，臂部件3迅速地转动。另一方面，因为在臂部件3朝着与推压带的方向相反的方向转动时，即螺旋扭转弹簧15的直径缩小时，扭转力矩的反作用力随之上升，所以阻尼力也上升。

如上所述，通过在自动张紧器1上设置有赋予单向的阻尼特性的部件，从而能够将臂11的摆动抑制得更小。此外，根据该结构，也能够提高对带2赋予的动态张力。

需要说明的是，在将只具有一个带张紧轮的自动张紧器分别设置在发电机/起动机带轮7上的带张紧侧和带松弛侧的情况下，由于设置自动张紧器的空间有限等原因，对布置方式的限制就变大。相对于此，在本实施方式的自动张紧器1中，因为在一个臂11上设置有第一带张紧轮5和第二带张紧轮3，所以能够在设计上确保较大的自由度。

-T/S比的最佳化-

图6是对将一般的自动张紧器用于带传动***中的情况下发挥作用的各种力进行说明的图。图7A是对在将本实施方式的自动张紧器1用于带传动***中的情况下的、静止时发挥作用的各种力进行说明的图，图7B是在将本实施方式的自动张紧器1用于带传动***中的情况下的、运转时发挥作用的各种力进行说明的图。

因为本实施方式的自动张紧器1包括两个带张紧轮3、5，所以能够适当地改变T/S比，该T/S比是指：与第一带张紧轮5连接的臂(在图1的示例中，臂11的从摆动中心(枢轴)10到第一带张紧轮5的中心为止的部分)和与第二带张紧轮3连接的臂(在图1的示例中，臂11的从摆动中心10到第二带张紧轮3的中心为止的部分)的转矩的分担比例。通过改变T/S比，就能够改变对转矩的张力的灵敏度，并改变转矩与跨度张力(span tension)的线图(后述的图8)中的、转矩和跨度张力之间的关系。

如上所述，在本实施方式的带传动***中，设置在一个自动张紧器1上的两个带张紧轮3、5对带2的张紧侧和松弛侧赋予张力，并且第一带张紧轮5和第二带张紧轮3从带2受到力而朝着同一个方向转动。而且，在第一带张紧轮5朝着提高带2的张力的方向转动之际，第二带张紧轮3也朝着提高带2的张力的方向转动。根据该结构，本实施方式的自动张紧器1能够容易地使设计如在下文中说明那样最佳化，从而能够降低加在带上的多余的张力，并且能够大幅度地降低加在安装有自动张紧器1的主动带轮或从动带轮的轴上的力。

如图6所示，在将只设置了一个带张紧轮26的一般自动张紧器101设置在两个带轮30、50之间的情况下，桨毂载荷P、力臂长度m、Tr如下：

桨毂载荷(hub load)P＝2×Tb×sin(θ/2)，

力臂长度(moment arm length)m＝L×sin(α)，

Tr＝P×m＝2×Tb×L×sin(θ/2)×sin(α)。

在上述式中，L是从臂的摆动中心100到带张紧轮26的中心位置为止的臂长度(mm)，Tb是在带轮30与带张紧轮26之间、以及带轮50与带张紧轮26之间的带2的张力(N)。此外，θ是带2在带张紧轮26上的包角，α是由下述两条线形成的角度，该两条线为：从带2向带张紧轮26的输入角度线(input line)；以及将臂的摆动中心100与带张紧轮26的中心相连的线。Tr是在臂的摆动中心100产生的转矩。

相对于此，如图7A所示，在将本实施方式的自动张紧器1的第一带张紧轮5布置在带轮50与带轮20之间，并将第二带张紧轮3布置在带轮50与带轮30之间的情况下，在带传动***静止时产生于臂11的摆动中心10的转矩Tr用下述式(1)表示。

Tr＝2×Tb×[L₁×sin(θ₁/2)×sin(α₁)+L₂×sin(θ₂/2)×sin(α₂)]…(1)

此外，如图7B所示，在使设置了本实施方式的自动张紧器1的带传动***运转的情况下，若带2往右旋转，则在带轮50主动旋转之际在该带轮50上产生往右转的转矩(反转转矩)Tr_A。此外，在带轮50为从动带轮的情况下，产生往左转的转矩(正转转矩)Tr_G。若带轮50为发电机/起动机带轮7，则Tr_A>Tr_G。这是因为：在一般内燃机的发电机/起动机***中，起动机起动时在发电机/起动机带轮7发生最大的转矩。

此时，计算在Tr_A最大的情况下的、带轮50与第二带张紧轮3之间的带张力Tb₁的值(必要张力)Tb_1A、以及带轮50与第一带张紧轮5之间的带张力Tb₂的值Tb_2A。此外，计算在Tr_G最大的情况下的、带轮50与第二带张紧轮3之间的带张力Tb₁的值Tb_1G、以及带轮50与第一带张紧轮5之间的带张力Tb₂的值(必要张力)Tb_2G。在此，Tr_A和Tr_G是在实际设计中对布置方式要求的值。

计算在各个情况下的必要张力时，可使用欧拉公式Tt/Ts≤e^μ'θ。在此，Tt是带2的张紧侧张力，Ts是带2的松弛侧张力，μ'是带2与带轮50之间的表观摩擦系数，θ是在带轮50上的带包角。

具体而言，使用欧拉公式计算带松弛侧的张力Ts，带张紧侧张力Tt作为将有效张力加在Ts上的值而计算。

Tr_A：Tb_2A/Tb_1A＝e^μ'θ…(2)

Tb_2A＝Tb_1A+Tr_A/R…(3)

这里，R是带轮50的半径。

带轮50与第二带张紧轮3之间的带的必要张力Tb_1A为：

Tb_1A＝Tr_A/R(e^μ'θ-1)…(4)。

Tr_G：Tb_1G/Tb_2G＝e^μ'θ…(5)

Tb_1G＝Tb_2G+Tr_G/R…(6)

带轮50与第一带张紧轮5之间的带的必要张力Tb_2G为：

Tb_2G＝Tr_G/R(e^μ'θ-1)…(7)。

需要说明的是，也可以根据需要进行动态解析而求出带2不发生打滑的范围。

接着，如表1所示，求出Tb_1A-Tb_1G的绝对值(＝ΔTb₁)与Tb_2A-Tb_2G的绝对值(＝ΔTb₂)的比例，即T/S比(＝ΔTb₂/ΔTb₁，在图8等中也仅表示为“T/S”)。通过上述的步骤，能够求出T/S比的最佳的值。这里，也可以是这样的：在Tb_2A-Tb_2G的绝对值和Tb_1A-Tb_1G的绝对值中，将更大的绝对值设为分子、将更小的绝对值设为分母，将由此求得的值设为所述T/S比的最佳值。

[表1]

需要说明的是，在有多个主动带轮和多个从动带轮的情况下，在计算必要张力之际，针对所有带轮计算必要张力，然后将这些张力中最大的张力用作用以求出T/S比的必要张力即可。由此，能够在所有的带轮有效地抑制带2打滑、异常声音的发生。

例如，在图7A、图7B示出的例子中，首先，与带轮50同样，对带轮20、30也分别使用欧拉公式求出带2的张紧侧张力Tt和松弛侧张力Ts。接着，作为必要张力分别计算在带轮20、30上分别产生的、正转转矩和反转转矩取最大值时的带松弛侧张力。

接下来，分别计算在正转转矩最大的情况下以及在反转转矩最大的情况下的最佳的T/S比，计算时采用在针对各个带轮已计算出的必要张力中最大必要张力的值。

在Tr_A>Tr_G时，能够通过下述式(8)求出所述T/S比。

T/S比＝{L₁×sin(θ₁/2)×sin(α₁)}/{L₂×sin(θ₂/2)×sin(α₂)}…(8)

在式(8)中，L₁是从臂11的摆动中心10到第二带张紧轮3的中心位置为止的臂长度(第一臂长度),θ₁是在第二带张紧轮3上的带包角，α₁是在第二带张紧轮3上的桨毂载荷角。L₂是从臂11的摆动中心10到第一带张紧轮5的中心位置为止的臂长度(第二臂长度),θ₂是在第一带张紧轮5上的带包角，α₂是在第一带张紧轮5上的桨毂载荷角。

如式(8)所示，因为T/S比取决于L₁、θ₁、α₁、L₂、θ₂以及α₂，所以通过以使T/S比接近先求得的最佳值的方式设计包括自动张紧器1的带传动***，从而能够降低加在带2上的多余的张力。

本申请的发明人针对带卷挂在带轮(从动带轮)50与主动带轮之间的带传动***实际计算出了最佳的T/S比。

图8是示出在表2及后述图11A、图11B所示的布置方式下的带传动***中，在使T/S比最佳化时、以及在T/S比为1.00时的每个带楔的带张力(跨度张力)与产生于带轮50的转矩之间的关系的图。图9是示出在带轮50上，每个带楔的、带张紧侧张力和带松弛侧张力的合计值(即，发电机和起动机的轴向力)与产生于带轮50的转矩之间的关系的图。此外，在表2示出带传动***的布置、必要张力以及T/S比等的计算结果。图8和图9示出按照表2所示的条件计算出的理论值(最佳值)。

图10A中示出在T/S比分别为1.00和3.27情况下的Tb₁与在带轮50中产生的转矩之间的关系的模拟结果、以及在T/S比分别为1.00和3.27情况下的Tb2与在50中产生的转矩之间的关系的模拟结果，其中，上述Tb₁为带轮50和第二带张紧轮3之间的带张力，上述Tb₂为带轮50和第一带张紧轮之间的带张力。图10B是示出在带轮50上，带的张紧侧张力和松弛侧张力的合计值与产生于该带轮50的转矩之间的关系的图。虽然图8、图9的纵轴的单位和图10A、图10B的纵轴的单位不同，但图8、图9、图10A以及图10B都表示同一个模拟的结果。

[表2]

如表2所示，在本试验中，将带楔数(即带宽度)设定为5(＝17.8mm)，将带轮50的直径设定为60mm，将在带轮50上的带包角设定为180度。如果将驱动转矩Tr_A的最大值设定为28(N·m)，将被驱动转矩Tr_G的最大值设定为11(N·m)，则在Tr_A为28(N·m)的情况下，带轮50与第二带张紧轮3之间的带2的必要张力Tb_1A达到了102.8(N·m)，带轮50与第一带张紧轮5之间的带2的必要张力Tb_2A达到了1036.1(N·m)。

在Tr_G为11(N·m)时，带轮50与第一带张紧轮5之间的带2的必要张力Tb_2G达到了40.4(N·m)，带轮50与第二带张紧轮3之间的带2的必要张力Tb_1G达到了407.0(N·m)。

其结果是，如表2所示，ΔTb₁达到了304.2(N·m)，ΔTb₂达到了995.7(N·m)，计算出合适的T/S比为3.27。

根据图8和图10A得知：随着Tr_A减小且Tr_G增大，带轮50与第二带张紧轮3之间的带2的张力Tb₁就线性地增大，但通过使T/S比最佳化，例如与T/S为1.00的情况相比，能够在必要的范围内使张力Tb₁大幅度地减小。此外，随着Tr_A减小且Tr_G增大，带轮50与第一带张紧轮5之间的带2的张力Tb₂就线性地减小，但通过使T/S比最佳化，例如与T/S为1.00的情况相比，能够使张力Tb₂大幅度地减小。

根据图9和图10B得知：在将T/S比设定为1.00的情况下，加在带轮50的轴上的力(Tb₁和Tb₂的总和)是恒定的，但在使T/S比最佳化的情况下，随着Tr_A减小且Tr_G增大，能够使加在带轮50的轴上的力减小。

因此，通过使T/S比至少大于1.00，更优选地,使T/S比接近最佳值，从而能够将带的张力降低到必要且充分的范围以谋求延长带的使用寿命，而且也能够降低加在带轮的轴上的力以谋求延长带轮的使用寿命。

图11A是示出在具有本实施方式的自动张紧器1的带传动***中，将T/S比设定为1.00的情况下的布置例的图；图11B是示出在具有本实施方式的自动张紧器1的带传动***中，将T/S比设定为3.27的情况下的布置例的图。在图11A、图11B中所示的带传动***是将带2卷挂在带轮(从动带轮)50与主动带轮52之间且设置了自动张紧器1的带传动***。

在图11A中所示的自动张紧器1和在图11B中所示的自动张紧器1中，第一带张紧轮5和第二带张紧轮3上的带包角、桨毂载荷角、以及臂长度分别不同。

确认到了如下内容，如图10A所示，通过将T/S比设定为按照上述的计算方法求得的最佳值即3.27，从而能够获得张力降低效果55和张力降低效果53，所述张力降低效果55是在带轮50未产生转矩的状态下，与T/S比为1.00的情况相比张力降低了大约248(N)的张力降低效果，所述张力降低效果53是在带轮50产生了11(N)的被驱动转矩Tr_G的状态下，在带轮50与第二带张紧轮3之间张力降低了大约346(N)的张力降低效果。此外，通过将T/S比设定为3.27，在驱动转矩Tr_A取最大值时以及在被驱动转矩Tr_G转矩取最大值时，都能够使带2的张力在不落入打滑区域57的范围的前提下达到接近最低必要张力51的值。

需要说明的是，在设计本实施方式的带传动***之际，优选使T/S比尽可能地最佳化，但由于布置等原因无法将T/S比设定为最佳值时，将T/S比设定为如下即可，即：在第一带张紧轮5和第二带张紧轮3中，位于在产生最大转矩时的带松弛侧的带张紧轮的转矩大于位于在产生最大转矩时的带张紧侧的带张紧轮的转矩。这样一来，能够降低加在带2上的多余的张力。

此外，通过将T/S比设定为至少大于1，就能够降低加在带2上的多余的张力，降低带轮的轴向力。通过将T/S比设定为大于1，并且将T/S比和T/S比的最佳值的比例(＝(T/S比)/(T/S比的最佳值))设定在规定的范围内，就能够有效地抑制带打滑等现象的发生。

图12是示出在带传动***中的、T/S比和T/S比的最佳值的比例与带的必要张力之间的关系、以及上述比例与最大张力之间的关系的图。图12示出在与图10A、图10B相同的条件下使T/S比变化时的结果。

根据图12所示的结果得知：优选将(T/S比)/(T/S比的最佳值)的值设定为0.3以上2.7以下。

如果(T/S比)/(T/S比的最佳值)的值小于0.3，则实际的T/S比下的必要张力会达到当T/S比取最佳值时的必要张力的两倍以上，张力降低效果急剧减少。由此，优选在按照上述方法计算T/S比的最佳值后，以(T/S比)/(T/S比的最佳值)的值达到0.3以上的方式设计带传动***。

一般情况下，将用于带传动***的带2的楔数设定为5或6，但如果(T/S比)/(T/S比的最佳值)的值超过2.7，带2的张紧侧张力就会变大，需要增加带2的楔数。由此，优选将(T/S比)/(T/S比的最佳值)的值设定在2.7以下。

需要说明的是，就上述本实施方式的带传动***而言，在起动机运转时的条件中，起动机起动时的条件最苛刻。因此，优选带传动***的布置满足起动机起动时的条件。

例如，优选为：在初始状态下，第二带张紧轮3受到的转矩大于第一带张紧轮5受到的转矩。还可以是这样的：为了使T/S比最佳化，将离臂11的摆动中心10较近的带轮布置在第一带张紧轮5侧，将离臂11的摆动中心10较远的带轮用作第二带张紧轮3。

也可以是这样的：使在第二带张紧轮3上的带2的包角大于在第一带张紧轮5上的带2的包角。还可以是这样的：在将由下述两条线形成的角度称为桨毂载荷角(HLA，即上述桨毂载荷角α)时，第一带张紧轮5上的HLA与90度的差值大于第二带张紧轮3上的HLA与90度的差值，其中，该两条线为：从带2向带张紧轮的输入角度线；以及臂11的摆动中心10与带张紧轮26的中心相连的线。

在本实施方式的带传动***中，能够设定T/S比以保证：在发电机/起动机带轮7为主动带轮并且曲轴带轮9为从动带轮的情况下，以及在发电机/起动机带轮7为从动带轮并且曲轴带轮9为主动带轮的情况下，都使臂11的摆动较小。由此，例如与在上述专利文献2、3中记载的带传动***相比，在本实施方式的带传动***中，能够将臂11的摆动控制得较小，能够进一步提高耐久性。

在图1的示例中，带2的内周面侧卷挂在第一带张紧轮5上，带2的背面侧卷挂在第二带张紧轮上，但带2的卷挂方法并不限于此。也可以是这样的：例如,通过适当地增加惰轮(idler pulley)，将第一带张紧轮5和第二带张紧轮3卷挂到带2的同一面侧。

在本实施方式的带传动***中，带2的旋转方向18为右旋转，但也可以为左旋转。此外，本实施方式的自动张紧器1也可以用于能够将带2的旋转方向18在正向和反向之间改变的带传动***。下面，对本实施方式的带传动***的变形例进行综合说明。

-带传动***的变形例-

图13A～图13C和图14A～图14C是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的变形例的图。在图13和图14中，固定部件13的筒状部(主轴)16的中心与臂的摆动中心10一致。这里示出在发动机起动时和运转时带2往右转的例子。

可以是这样的：如图13A～图13C、图14B、图14C所示，对图1中示例的在第一带张紧轮5或第二带张紧轮3上的带2的包角、带轮的布置情况进行改变。还可以是这样的：如图14A所示，在带传动***中适当地增加惰轮21等其它带轮。

图15A～图15C、图16A、图16B和图17A、图17B是示出包括本发明的自动张紧器的带传动***的其它变形例的图。

在图15A、图15C示出的自动张紧器31包括压缩弹簧23以代替螺旋扭转弹簧15，该压缩弹簧23的一端被固定，该压缩弹簧23的另一端与臂11连接。在图15B中示出的自动张紧器31包括拉伸弹簧25，该拉伸弹簧25的一端被固定，该拉伸弹簧25另一端与臂11连接。在这些自动张紧器31中，在臂11从带2受到了力的情况下，压缩弹簧23或拉伸弹簧25向臂11施加作用力。在这些带传动***中，带2的旋转方向18可以为在图15A～图15C中的右旋转，也可以为能够在正向和反向之间进行切换。能够切换带2的旋转方向的带传动***例如优选地应用于平板夯等。

也可以是这样的：如图15C所示，第一带张紧轮5和第二带张紧轮3都与带的外周面接触。

此外，如图16A所示的自动张紧器41那样，在将图15A所示的压缩弹簧23替换为液压减震器27的液压张紧器中，也可以采用第一带张紧轮5和第二带张紧轮3设置于臂11上的结构。液压减震器27随着臂11的摆动，对臂11赋予适当的反作用力。因为液压减震器27能够赋予比弹簧大的力，所以液压减震器能够优选地应用于带张力较大的用途。

也可以是这样的：如图16B所示，在图1中示出的本实施方式的自动张紧器1中，第一带张紧轮5和第二带张紧轮3以将臂11的摆动中心10夹在两者之间的方式彼此位于相反侧。在该自动张紧器1中，第一带张紧轮5和第二带张紧轮3都与带2的外周面接触。

如图17B所示，即使第一带张紧轮5和第二带张紧轮3都与带2的内周面接触，也能够对带2赋予必要张力。

也可以是这样的：如图17B所示，在采用了压缩弹簧23的自动张紧器31中，第一带张紧轮5和第二带张紧轮3都与带2的内周面接触。

需要说明的是，在上述的任一变形例中，第一带张紧轮5和第二带张紧轮3的转动方向一样，而且在第一带张紧轮5朝着提高带2的张力的方向转动之际，第二带张紧轮3也朝着提高带2的张力的方向转动。

以上对带传动***的一个例子进行了说明，但在不脱离本发明的主旨的范围内，可对各部件的形状、结构、布置、形成材料和尺寸等进行适当的改变。例如，带传动***并不是一定需要具有内燃机和发电机/起动机，只要分别布置在两个主动带轮之间的带张紧轮由共通的臂支承，并且所述带张紧轮从带受到力而朝着同一个方向转动即可。

在图13～图17所示的带传动***的每个变形例中，在第一带张紧轮5朝着提高带2的张力的方向转动之际，第二带张紧轮3也朝着提高带2的张力的方向转动。与此相反，在第一带张紧轮5朝着降低带2的张力的方向转动之际，第二带张紧轮3也朝着降低带2的张力的方向转动。

由此，在上述变形例中，与在图1中示出的带传动***同样，在曲轴带轮9主动旋转时以及发电机/起动机带轮7主动旋转时都能够将臂11的摆动抑制得较小。在上述专利文献2、3示出的自动张紧器中，在一个带张紧轮朝着提高带的张力的方向转动之际，另一个带张紧轮朝着降低带的张力的方向转动，但在例如图16B示出的带传动***的变形例中，通过采用上述的布置方式，与上述现有的自动张紧器相比，能够将臂的摆动抑制得较小。此外，通过考虑T/S比进行设计，能够谋求降低设定张力，谋求降低耗油量、延长***使用寿命。

需要说明的是，在上述带传动***的变形例中，在带的旋转方向18是在图13～图17的各幅附图中的右旋转的情况下，按照与本实施方式的带传动***同样的方法求出最佳的T/S比，然后通过以使T/S比处于比1大且该最佳值以下的范围内的方式对自动张紧器进行设计，从而能够降低加在带上的多余的张力和加在带轮的轴上的力，谋求延长带和带轮的使用寿命。

但是，在上述带传动***的变形例中，在能够将带的旋转方向18在正向和反向之间进行切换的情况下，如果使T/S比大于1，朝着反向旋转时的张力就变大，因此并不一定需要使T/S比大于1。

-产业实用性-

本发明的一示例所涉及的自动张紧器可应用于例如具有内燃机的各种车辆等。

-符号说明-

1、31、41 自动张紧器

2 带

3 第二带张紧轮

5 第一带张紧轮

7 发电机/起动机带轮

9 曲轴带轮

11 臂

12 衬套

13 固定部件

16 筒状部

17 轴部

18 带的旋转方向

19 延伸部

20、30、50 带轮

21 惰轮

24 滑动部件

26 带张紧轮

27 液压减震器

51 最低必要张力

52 主动带轮

53、55 张力降低效果

57 打滑区域

Claims

1.一种带传动***，其特征在于：

传递第一动力的第一带轮；

传递第二动力的第二带轮；

卷挂在所述第一带轮与所述第二带轮之间的无接头的带；以及

自动张紧器，该自动张紧器具有第一带张紧轮、第二带张紧轮、固定部件和臂，其中，所述第一带张紧轮对所述带的、在所述第一带轮与所述第二带轮之间且在正常运转时位于所述第一带轮的带松弛侧的部分赋予张力，所述第二带张紧轮对所述带的、在所述第一带轮与所述第二带轮之间且在正常运转时位于所述第一带轮的带张紧侧的部分赋予张力，所述臂以可朝着绕所述固定部件的轴旋转的方向摆动的方式设置在所述固定部件上，

所述第一带张紧轮和所述第二带张紧轮都由所述臂支承，

所述第一带张紧轮从所述带受到力而转动的方向和所述第二带张紧轮从所述带受到力而转动的方向相同，

在所述第一带张紧轮朝着提高所述带的张力的方向转动之际，所述第二带张紧轮也朝着提高所述带的张力的方向转动。

2.根据权利要求1所述的带传动***，其特征在于：

在将从所述臂的摆动中心到所述第二带张紧轮的中心位置为止的第一臂长度设为L₁，将在所述第二带张紧轮上的带包角设为θ₁，将所述第二带张紧轮侧的桨毂载荷角设为α₁，将从所述臂的摆动中心到所述第一带张紧轮的中心位置为止的第二臂长度设为L₂，将在所述第一带张紧轮上的带包角设为θ₂，将所述第一带张紧轮侧的桨毂载荷角设为α₂的情况下，按照下述式求得的T/S比大于1，该式为：

{L₁×sin(θ₁/2)×sin(α₁)}/{L₂×sin(θ₂/2)×sin(α₂)}。

3.根据权利要求1或2所述的带传动***，其特征在于：

在所述臂上连接有一个弹簧，该弹簧用以经由所述第一带张紧轮和所述第二带张紧轮对所述带赋予张力。

4.根据权利要求3所述的带传动***，其特征在于：

所述弹簧为螺旋扭转弹簧，该螺旋扭转弹簧的一端与所述臂连接，该螺旋扭转弹簧的另一端与所述固定部件连接，并对所述臂朝着该臂摆动的方向施加作用力。

5.根据权利要求1或2所述的带传动***，其特征在于：

所述弹簧为一端被固定、另一端与所述臂连接的压缩弹簧或拉伸弹簧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的带传动***，其特征在于：

所述第一带张紧轮与所述带的外周面或内周面接触，

所述第二带张紧轮与在所述带的外周面和内周面中的如下所述的面接触，该面与所述第一带张紧轮所接触的面是不同的面。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的带传动***，其特征在于：

所述第一带张紧轮与所述带的外周面或内周面接触，

所述第二带张紧轮与在所述带的外周面和内周面中的如下所述的面接触，该面与所述第一带张紧轮所接触的面是同一个面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的带传动***，其特征在于：

所述第一带张紧轮离所述臂的摆动中心的距离比所述第二带张紧轮离所述臂的摆动中心的距离短。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的带传动***，其特征在于：

所述第一带轮为传递在内燃机产生的动力的曲轴带轮，

所述第二带轮为传递在发电机/起动机产生的动力的发电机/起动机带轮。

10.根据权利要求9所述的带传动***，其特征在于：

在初始状态下，所述第二带张紧轮受到的转矩大于所述第一带张紧轮受到的转矩。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的带传动***，其特征在于：

所述带的旋转方向能够在正向和反向之间改变。