特許 7174690 無端駆動装置及び改良された無端駆動装置用の２アーム式張力調整システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-09

(45)【発行日】2022-11-17

(54)【発明の名称】無端駆動装置及び改良された無端駆動装置用の２アーム式張力調整システム

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/12 20060101AFI20221110BHJP

   F02B 67/06 20060101ALI20221110BHJP

【ＦＩ】

F16H7/12 A

F02B67/06 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019507307

(86)(22)【出願日】2017-08-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-09-05

(86)【国際出願番号】 CA2017050954

(87)【国際公開番号】W WO2018027327

(87)【国際公開日】2018-02-15

【審査請求日】2020-07-29

【審判番号】

【審判請求日】2022-05-06

(31)【優先権主張番号】62/373,804

(32)【優先日】2016-08-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】15/360,695

(32)【優先日】2016-11-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504039362

【氏名又は名称】リテンズ オートモーティヴ パートナーシップ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(72)【発明者】

【氏名】ライランド ジェフリー ダブリュ

(72)【発明者】

【氏名】フェアウェル ロン

(72)【発明者】

【氏名】ボイズ アンドリュー エム

(72)【発明者】

【氏名】ノイドルフ テルマ

(72)【発明者】

【氏名】デゾウザ－コエーリョ ジェイソン アール

(72)【発明者】

【氏名】アンチャック ジョン

【合議体】

【審判長】平田 信勝

【審判官】保田 亨介

【審判官】平瀬 知明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０６１６８５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F16H 7/12

F02B 67/06

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン用無端駆動装置であって、
クランク軸に結合されたクランク軸プーリーと、
２次駆動装置の軸に結合された２次駆動装置プーリーと、
前記クランク軸プーリー及び前記２次駆動装置プーリーと係合されている無端駆動部材であって、前記無端駆動装置は、前記クランク軸プーリーが前記無端駆動部材を駆動し、前記２次駆動装置プーリーが前記無端駆動部材を駆動せず、前記無端駆動部材の第１の部位の張力が前記無端駆動部材の第２の部位の張力よりも小さい第１のモードと、前記２次駆動装置プーリーが、単独で又は前記クランク軸プーリーと共に前記無端駆動部材を駆動する第２のモードとで作動可能である、無端駆動部材と、
テンショナであって、
第１のアーム枢動軸の周りで枢動可能であり、前記第１のアーム枢動軸から離間する第１のテンショナプーリー軸の周りで回転するように回転可能に取り付けられた第１のテンショナプーリーを有する第１のテンショナアームであって、前記第１のテンショナプーリーは、前記無端駆動部材の第１の部位と係合するように構成されている、第１のテンショナアームと、
第２のアーム枢動軸の周りで枢動可能であり、前記第２のアーム枢動軸から離間する第２のテンショナプーリー軸の周りで回転するように回転可能に取り付けられた第２のテンショナプーリーを有する第２のテンショナアームであって、前記第２のテンショナプーリーは、前記無端駆動部材の第２の部位と係合するように構成されている、第２のテンショナアームと、
前記第１及び第２のテンショナアームをそれぞれ第１のフリーアーム方向及び第２のフリーアーム方向に付勢するように位置決めされているテンショナ付勢部材と、
前記第２のフリーアーム方向と反対方向の前記第２のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第２のテンショナアームストッパー面と、
を含むテンショナと、
を備え、
前記第２のテンショナアームストッパー面は、使用時、前記第２のテンショナプーリーが前記無端駆動部材と係合するが、前記第２のテンショナアームが、第１の作動条件を通して、前記第２のテンショナアームストッパー面と係合するように位置決めされており、静的平衡では、前記第２のテンショナアームは、少なくとも前記無端駆動部材によって付与されたトルク及び前記テンショナ付勢部材によって付与されたトルクの組み合わせからなる非ゼロ予負荷トルクを有し、前記予負荷トルクは、前記第２のテンショナアームを前記第２のテンショナアームストッパー面と係合するように付勢し、約１Ｎｍ～約１５Ｎｍであり、使用時、前記第２のテンショナプーリーは、前記無端駆動部材と係合するが、前記第２のテンショナアームは、前記予負荷トルクの反対側に作用する過渡的トルクが前記予負荷トルクの大きさを十分な量だけ超えない限り、前記第１のモード及び前記第２のモードで前記第２のテンショナアームストッパー面と係合するようになっており、
第１のテンショナアームストッパーが、前記無端駆動部材の張力が前記第２のテンショナアームを第２のテンショナアームストッパーと係合するように駆動するのに十分である場合に、前記第１のテンショナアームから離間するように位置決めされ、
前記第２のテンショナアームストッパーは、前記無端駆動部材の張力が前記第１のテンショナアームを前記第１のテンショナアームストッパーと係合するように駆動するのに十分である場合に、前記第２のテンショナアームから離間するように位置決めされている、無端駆動装置。

【請求項2】

前記無端駆動部材は、約１０°～約９０°の接触角にわたって前記第１及び第２のテンショナアームプーリーの各々に係合するように構成されている、請求項１に記載の無端駆動装置。

【請求項3】

前記テンショナ付勢部材は、圧縮ばねである、請求項１に記載の無端駆動装置。

【請求項4】

前記テンショナ付勢部材は、使用時、前記無端駆動部材によって前記第２のテンショナアームに与えられたトルクに対向するトルクを前記第２のテンショナアームに付与するように位置決めされている、請求項１に記載の無端駆動装置。

【請求項5】

前記第１のフリーアーム方向と反対方向の前記第１のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第１のテンショナアームストッパー面をさらに備え、
前記第１のテンショナアームストッパー面は、使用時、前記第１のテンショナプーリーが前記無端駆動部材と係合するが、前記第１のテンショナアームが、前記第１の作動条件とは異なる第２の作動条件を通して、前記第１のテンショナアームストッパー面と係合するように位置決めされている、請求項１に記載の無端駆動装置。

【請求項6】

前記第１及び第２のテンショナアームストッパーは、使用時、前記第１及び第２のテンショナプーリーが前記無端駆動部材と係合するが、前記第１及び第２のテンショナアームが前記第１及び第２の作動条件とは異なる第３の作動条件を通して前記第１及び第２のテンショナアームストッパー面から離れている、請求項５に記載の無端駆動装置。

【請求項7】

前記無端駆動部材を駆動するように位置決めされた２次駆動装置プーリーを含む２次駆動装置があり、
前記無端駆動部材は、前記クランク軸プーリーが前記無端駆動部材を駆動し、前記２次駆動装置が前記無端駆動部材を駆動せず、前記無端駆動部材の第１の部位の張力が前記無端駆動部材の第２の部位の張力よりも小さい第１のモードと、前記２次駆動装置が前記無端駆動部材を駆動する第２のモードとで作動可能な無端駆動装置の一部であり、
前記第１のテンショナプーリーは、前記第１の部位と係合し、前記第２のテンショナプーリーは、前記第２の部位と係合する、請求項１に記載の無端駆動装置。

【請求項8】

前記予負荷トルクは、約３Ｎｍ～約５Ｎｍである、請求項１に記載の無端駆動装置。

【請求項9】

クランク軸によって駆動されるクランク軸プーリー、モータ／発電機ユニット（ＭＧＵ）プーリー、並びに前記クランク軸プーリー及び前記ＭＧＵプーリーの周りで連行される無端駆動部材を含む、エンジン上の無端駆動装置を張力調整するテンショナであって、前記無端駆動装置は、前記クランク軸プーリーが前記無端駆動部材を駆動し、前記ＭＧＵプーリーが前記無端駆動部材を駆動せず、前記無端駆動部材の第１の部位の張力が前記無端駆動部材の第２の部位よりも小さい第１のモードで作動可能であり、前記無端駆動部材は、前記ＭＧＵプーリーが、単独で又は前記クランク軸プーリーと共に前記無端駆動部材を駆動する第２のモードで作動可能であり、
前記テンショナは、
第１のアーム枢動軸の周りで枢動可能であり、前記第１のアーム枢動軸から離間する第１のテンショナプーリー軸の周りで回転するように回転可能に取り付けられた第１のテンショナプーリーを有する第１のテンショナアームであって、前記第１のテンショナプーリーは、前記無端駆動部材の前記第１の部位と係合するように構成されている、第１のテンショナアームと、
第２のアーム枢動軸の周りに枢動可能であり、前記第１のアーム枢動軸から離間している第２のアーム枢動軸から離間する第２のテンショナプーリー軸の周りで回転するように回転可能に取り付けられた第２のテンショナプーリーを有する第２のテンショナアームであって、前記第２のテンショナプーリーは、前記無端駆動部材の第２の部位と係合するように構成されている、第２のテンショナアームと、
前記第１及び第２のテンショナアームをそれぞれ第１のフリーアーム方向及び第２のフリーアーム方向に付勢するように位置決めされているテンショナ付勢部材であって、前記第１のテンショナプーリーは、前記第１のテンショナアーム枢動軸の第１の側に配置され、前記テンショナ付勢部材は、テンショナ付勢力を前記第１のテンショナアーム枢動軸の第２の側に付与するように位置決めされ、前記第２のテンショナプーリーは、前記第２のテンショナアーム枢動軸の第１の側にあり、前記テンショナ付勢部材は、テンショナ付勢力を前記第２のテンショナアーム枢動軸の第２の側で付与するように位置決めされている、テンショナ付勢部材と、
前記第２のフリーアーム方向と反対方向の前記第２のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第２のテンショナアームストッパー面と、
を備え、
静的平衡では、少なくとも前記第１及び第２のテンショナアームの構成、前記第１及び第２のテンショナアーム枢動軸の位置、前記第１及び第２のテンショナプーリーの周りの前記無端駆動部材の巻回、及び前記第２のテンショナアームストッパー面の位置に起因して、前記第２のテンショナアームは、少なくとも前記無端駆動部材及び前記テンショナ付勢部材によって付与されたトルクの組み合わせからの非ゼロ予負荷トルクを有し、前記予負荷トルクは、前記第２のテンショナアームを前記第２のテンショナアームストッパー面と係合するように付勢し、約１Ｎｍ～約１５Ｎｍであり、使用時、前記第２のテンショナプーリーは、前記無端駆動部材と係合するが、前記第２のテンショナアームは、前記予負荷トルクの反対側に作用する過渡的トルクが前記予負荷トルクの大きさを十分な量だけ超えない限り、前記第１のモード及び前記第２のモードで前記第２のテンショナアームストッパー面と係合するようになっており、
第１のテンショナアームストッパーが、前記無端駆動部材の張力が前記第２のテンショナアームを第２のテンショナアームストッパーと係合するように駆動するのに十分である場合に、前記第１のテンショナアームから離間するように位置決めされ、
前記第２のテンショナアームストッパーは、前記無端駆動部材の張力が前記第１のテンショナアームを前記第１のテンショナアームストッパーと係合するように駆動するのに十分である場合に、前記第２のテンショナアームから離間するように位置決めされている、テンショナ。

【請求項10】

エンジン用無端駆動装置であって、
クランク軸に結合されたクランク軸プーリーと、
２次駆動装置の軸に結合された２次駆動装置プーリーと、
前記クランク軸プーリー及び前記２次駆動装置プーリーと係合されている無端駆動部材であって、前記無端駆動装置は、前記クランク軸プーリーが前記無端駆動部材を駆動し、前記２次駆動装置プーリーが前記無端駆動部材を駆動せず、前記無端駆動部材の第１の部位の張力が前記無端駆動部材の第２の部位の張力よりも小さい第１のモードと、前記２次駆動装置プーリーが、単独で又は前記クランク軸プーリーと共に前記無端駆動部材を駆動する第２のモードとで作動可能である、無端駆動部材と、
テンショナと、
を備え、前記テンショナは、
回転可能に取り付けられた第１のテンショナプーリーを有する第１のテンショナアームであって、前記第１のテンショナプーリーは、前記無端駆動部材の前記第１の部位と係合されており、前記第１のテンショナアームは、第１のテンショナアーム枢動軸の周りで枢動可能である、第１のテンショナアームと、
回転可能に取り付けられた第２のテンショナプーリーを有する第２のテンショナアームであって、前記第２のテンショナプーリーは、前記無端駆動部材の前記第２の部位と係合されており、前記第２のテンショナアームは、前記第１のテンショナアーム枢動軸から離間する第２のテンショナアーム枢動軸の周りで枢動可能である、第２のテンショナアームと、
前記第１及び第２のテンショナアームをそれぞれの第１及び第２のフリーアーム方向に付勢するように位置決めされているテンショナ付勢部材であって、前記第１のテンショナプーリーは、前記第１のテンショナアーム枢動軸の第１の側に配置され、前記テンショナ付勢部材は、テンショナ付勢力を前記第１のテンショナアーム枢動軸の第２の側で付与するように位置決めされており、前記第２のテンショナプーリーは、前記第２のテンショナアーム枢動軸の第１の側にあり、前記テンショナ付勢部材は、テンショナ付勢力を前記第２のテンショナアーム枢動軸の第２の側で付与するように位置決めされている、テンショナ付勢部材と、
前記第１のフリーアーム方向と反対方向の前記第１のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第１のテンショナアームストッパー面と、
前記第２のフリーアーム方向と反対方向の前記第２のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第２のテンショナアームストッパー面と、
を含み、
少なくとも前記第１及び第２のテンショナアームの構成、前記第１及び第２のテンショナアーム枢動軸の位置、前記第１及び第２のテンショナプーリーの周りの前記無端駆動部材の巻回、及び前記第２のテンショナアームストッパー面の位置に起因して、前記第２のテンショナアームは、少なくとも前記無端駆動部材及び前記テンショナ付勢部材によって付与されたトルクの組み合わせからの静的平衝での約１Ｎｍ～約１５Ｎｍの予負荷トルクを有し、前記予負荷トルクは、前記第２のテンショナアームを前記第２のテンショナアームストッパー面と係合するように付勢し、前記無端駆動装置が前記第１又は第２のモードで作動する場合、前記第２のテンショナアームは、前記第２のテンショナアームストッパー面と係合したままであり、前記第１のテンショナアームは、前記第１のテンショナアームストッパー面から離間したままであり、ここでは前記第２のテンショナアーム上の過渡的トルクは、前記予負荷トルクに抗して作用するが前記予負荷トルク未満であり、前記無端駆動装置が前記第１又は第２のモードで作動する場合、前記第１のテンショナアームは、前記第１のテンショナアームストッパー面と係合したままであり、前記第２のテンショナアームは、前記第２のテンショナアームストッパー面から離間したままであり、ここでは前記第２のテンショナアーム上の過渡的トルクは、前記予負荷トルクに抗して作用しかつ前記予負荷トルクを十分に上回る、エンジン用無端駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１６年１１月２３日出願の米国出願第１５／３６０，６９５号の利益を主張しかつ２０１６年８月１１日出願の米国特許仮出願第６２／３７３，８０４号の利益を主張し、これらの開示内容全体は、引用により本明細書に組み入れられる。

【背景技術】

【0002】

本開示は、無端駆動装置の分野に関し、より詳細には、エンジン及び２アーム式テンショナに加えてモータ／発電機ユニット又は他の２次駆動ユニットを用いる車両用フロントエンジン補機駆動装置用システムに関する。

【0003】

一般的に、車両用エンジンは、フロントエンジン補機駆動装置を使用して、動力をオルタネータ、エアコン圧縮機、ウォーターポンプ、及び様々な他の補機など１又は２以上の補機に伝達する。一部の車両は、ハイブリッド式であり、電動駆動装置及び内燃機関の両方を使用する。このような車両には多くの可能な構成がある。例えば、一部の構成において、電動機は、エンジンが車両を駆動するのを助けるために使用される（すなわち、電動機は、車両の被駆動輪に送られる動力量を一時的に増大するために使用される）。一部の構成において、電動機は、それ自体で車両の被駆動輪を駆動するために使用され、エンジンは、バッテリが十分なレベルに消耗した後にはじめて車両駆動機能を引き受けるために作動する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ハイブリッド車は燃費向上の観点から好都合であるが、その動作は、フロントエンジン補機駆動装置からのベルトなどの特定の構成要素のより高い応力及び種々の応力につながる可能性があり、これは、これらの構成要素の耐用年数の低下をもたらす可能性がある。ハイブリッド車におけるフロントエンジン補機駆動装置の構成要素の長い耐用年数をもたらすことは好都合であろう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一態様において、エンジン上の無端駆動部材を張力調整するテンショナが提供される。テンショナは、第１のアーム枢動軸の周りで枢動可能であり、第１のアーム枢動軸から離間する第１のテンショナプーリー軸の周りで回転するように回転可能に取り付けられた第１のテンショナプーリーを有する第１のテンショナアームを含む。第１のテンショナプーリーは、無端駆動部材の第１のスパンと係合するように構成されている。テンショナは、第２のアーム枢動軸の周りで枢動可能であり、第２のアーム枢動軸から離間する第２のテンショナプーリー軸の周りで回転するように回転可能に取り付けられた第２のテンショナプーリーを有する第２のテンショナアームをさらに含む。第２のテンショナプーリーは、無端駆動部材の第２のスパンと係合するように構成されている。テンショナは、第１及び第２のテンショナアームをそれぞれ第１のフリーアーム方向及び第２のフリーアーム方向に付勢するように位置決めされているテンショナ付勢部材をさらに含む。テンショナは、第２のフリーアーム方向と反対方向の第２のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第２のテンショナアームストッパー面をさらに含む。第２のテンショナアームストッパー面は、使用時、第２のテンショナプーリーが無端駆動部材と係合するが、第２のテンショナアームが、作動状態の第１の選択された範囲を通して、第２のテンショナアームストッパー面と係合するように位置決めされている。静的平衡では、第２のテンショナアームは、少なくとも無端駆動部材及びテンショナ付勢部材からの予負荷トルクを有し、予負荷トルクは、第２のテンショナアームを第２のテンショナアームストッパー面と係合するように約１Ｎｍ～約１５Ｎｍで付勢する。

【0006】

別の態様において、無端駆動装置が提供され、無端駆動装置は、クランク軸、２次駆動装置、クランク軸及び２次駆動装置を接続する無端駆動部材、及びテンショナを含む。テンショナは、回転可能に取り付けられた第１のテンショナプーリーを有する第１のテンショナアームを含む。第１のテンショナプーリーは、２次駆動装置の第１の側で無端駆動部材の第１のスパンと係合されている。第１のテンショナアームは、第１のテンショナアーム枢動軸の周りで枢動可能である。テンショナは、回転可能に取り付けられた第２のテンショナプーリーを有する第２のテンショナアームをさらに含む。第２のテンショナプーリーは、２次駆動装置の第２の側で無端駆動部材の第１のスパンと係合されている。第２のテンショナアームは、第２のテンショナアーム枢動軸の周りで枢動可能である。テンショナは、第１及び第２のテンショナアームをそれぞれの第１及び第２のフリーアーム方向に付勢するためにテンショナ付勢力を付与するように位置決めされているテンショナ付勢部材と、第２のフリーアーム方向と反対方向の第２のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第２のテンショナアームストッパーとをさらに含む。第２のテンショナアームストッパーは、使用時、第２のテンショナテンショナプーリーが無端駆動部材と係合するが、第２のテンショナアームが作動状態の選択された範囲を通して第２のテンショナアームストッパーと係合するように位置決めされている。このテンショナは、
ＴＲ／ＴＬ＞ｈＦ２／ｈＦ１
であり、式中
ＴＲ＝ＴＲ２－ＴＲ３、
ＴＬ＝ＴＲ４－ＴＲ５
ＴＲ２＝無端駆動部材の第２のスパンの第１の部分によって第２のテンショナプーリーに与えられた力Ｔ２の第２のテンショナアーム枢動軸に対するモーメントアーム、
ＴＲ３＝無端駆動部材の第２のスパンの第２の部分によって第２のテンショナプーリーに与えられた力Ｔ３の第２のテンショナアーム枢動軸に対するモーメントアーム、
ＴＲ４＝無端駆動部材の第１のスパンの第１の部分によって第１のテンショナプーリーに与えられた力Ｔ４の第１のテンショナアーム枢動軸に対するモーメントアーム、
ＴＲ５＝無端駆動部材の第１のスパンの第２の部分によって第１のテンショナプーリーに与えられた力Ｔ５の第２のテンショナアーム枢動軸に対するモーメントアーム、
ｈＦ１＝テンショナ付勢部材によって第１のテンショナアームに与えられた力ＦＬの第１のテンショナアーム枢動軸に対するモーメントアーム、及び
ｈＦ２＝テンショナ付勢部材によって第２のテンショナアームに与えられた力ＦＬの第２のテンショナアーム枢動軸に対するモーメントアーム、
である。

【0007】

さらに別の態様において、エンジン用無端駆動装置が提供され、無端駆動装置は、クランク軸に結合されたクランク軸プーリー、２次駆動装置のシャフトに結合された２次駆動装置プーリー、並びにクランク軸プーリー及び２次駆動装置プーリーと係合する無端駆動部材を含む。無端駆動装置は、クランク軸プーリーが無端駆動部材を駆動し、２次駆動装置が無端駆動部材を駆動せず、無端駆動部材の第１のスパンの張力が無端駆動部材の第２のスパンの張力よりも小さい第１のモードと、２次駆動装置が無端駆動部材を駆動する第２のモードとで作動可能である。無端駆動装置は、回転可能に取り付けられた第１のテンショナプーリーを有する第１のテンショナアームをさらに含む。第１のテンショナプーリーは、無端駆動部材の第１のスパンと係合されている。第１のテンショナアームは、第１のテンショナアーム枢動軸の周りで枢動可能である。テンショナは、回転可能に取り付けられた第２のテンショナプーリーを有する第２のテンショナアームをさらに含む。第２のテンショナプーリーは、無端駆動部材の第２のスパンと係合されている。第２のテンショナアームは、第２のテンショナアーム枢動軸の周りで枢動可能である。テンショナは、第１及び第２のテンショナアームをそれぞれの第１及び第２のフリーアーム方向に付勢するように位置決めされているテンショナ付勢部材をさらに含む。テンショナは、第１のフリーアーム方向と反対方向の第１のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第１のテンショナアームストッパー面をさらに含む。テンショナは、第２のフリーアーム方向と反対方向の第２のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第２のテンショナアームストッパー面をさらに含む。第１及び第２のテンショナアームストッパー面は、使用時、無端駆動装置が第１のモードで作動する時間の少なくとも一部で、第２のテンショナアームが第２のテンショナアームストッパー面と係合しかつ第１のテンショナアームが第１のテンショナアームストッパー面から離間しており、無端駆動装置が第２のモードで作動する時間の少なくとも一部で、第２のテンショナアームが第２のテンショナアームストッパー面から離間しかつ第１のテンショナアームが第１のテンショナアームストッパー面と係合するように位置決めされている。

【0008】

さらに別の態様において、エンジン用無端駆動装置が提供され、エンジン用無端駆動装置は、クランク軸に結合されたクランク軸プーリー、２次駆動装置のシャフトに結合された２次駆動装置プーリー、クランク軸プーリー、及び２次駆動装置プーリーと係合されている無端駆動部材を含む。無端駆動装置は、クランク軸プーリーが無端駆動部材を駆動し、２次駆動装置が無端駆動部材を駆動せず、無端駆動部材の第１のスパンの張力が無端駆動部材の第２のスパンの張力よりも小さい第１のモードと、２次駆動装置が無端駆動部材を駆動する第２のモードとで作動可能である。テンショナは、第１のテンショナアーム、第２のテンショナアーム、及びテンショナ付勢部材を含む。第１のテンショナアームは、回転可能に取り付けられた第１のテンショナプーリーを有する。第１のテンショナプーリーは、無端駆動部材の第１のスパンと係合されている。第１のテンショナアームは、第１のテンショナアーム枢動軸の周りで枢動可能である。第２のテンショナアームは、回転可能に取り付けられた第２のテンショナプーリーを有する。第２のテンショナプーリーは、無端駆動部材の第２のスパンと係合されている。第２のテンショナアームは、第２のテンショナアーム枢動軸の周りで枢動可能である。テンショナ付勢部材は、第１及び第２のアームをそれぞれの第１及び第２のフリーアーム方向に付勢するように位置決めされている。テンショナは、第１のフリーアーム方向と反対方向の第１のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている第１のテンショナアームストッパー面をさらに含む。第２のテンショナアームストッパーは、第２のフリーアーム方向と反対方向の第２のテンショナアームの移動を制限するように位置決めされている。第２のテンショナアームは、少なくとも無端駆動部材及びテンショナ付勢部材によって付与されたトルクの組み合わせからの非ゼロ予負荷トルクを有し、予負荷トルクは、第２のテンショナアーム３２を第２のテンショナアームストッパー面６６と係合するように付勢し、無端駆動装置が第１のモードで作動する場合、第２のテンショナアームは、第２のテンショナアームストッパー面と係合したままであり、第１のテンショナアームは、エンジンの作動を通して第１のテンショナアームストッパー面から離間したままであり、ここでは第２のテンショナアーム上の過渡的トルクは、予負荷トルクに抗して作用するが予負荷トルク未満であり、無端駆動装置が第２のモードで作動する場合、第１のテンショナアームは、第１のテンショナアームストッパー面と係合したままであり、第２のテンショナアームは、エンジンの作動を通して第２のテンショナアームストッパー面から離間したままであり、ここでは第２のテンショナアーム上の過渡的トルクは、予負荷トルクに抗してかつ予負荷トルクを十分に上回る。

【0009】

本発明の以上の及び他の態様は、添付図面を参照することでより良く理解できるはずである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態による、テンショナを含む無端駆動装置の平面図である。

【図2】図１に示す無端駆動装置の変形例の平面図である。

【図3】図１に示す無端駆動装置の要素の斜視図である。

【図4】第１のモードで作動する図１に示す無端駆動装置の平面図である。

【図5A】第１のモードで作動する図１に示す無端駆動装置の概略図であり、テンショナの一部であるテンショナアームに作用する力を示す。

【図5B】第１のモードで作動する図１に示す無端駆動装置の概略図であり、テンショナアームとの関連で力及びモーメントアームをさらに示す。

【図5C】第２のモードで作動する図１に示す無端駆動装置の概略図であり、テンショナアームに作用する力を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、１２で示す破線の長方形によって概略的に表されたエンジンのための無端駆動装置１０を示す。エンジン１２が車両に取り付けられる実施形態において、無端駆動装置１０は、フロントエンジン補機駆動装置とすることができる。エンジン１２は、その上に取り付けられたクランク軸プーリー１６を有するクランク軸１４を含む。クランク軸プーリー１６は、エンジン１２のクランク軸１４によって駆動可能であり、プーリー自体は、ベルトなどの無端駆動部材２０を介して１又は２以上の車両補機１８を駆動する。便宜上、無端駆動部材２０は、ベルト２０と呼ぶが、何らかの他の形式の無端駆動部材とすることができることを理解されたい。補機１８は、モータ／発電機ユニット（ＭＧＵ）１８ａ、エアコン圧縮機１８ｂ、ウォーターポンプ（図示せず）、パワーステアリングポンプ（図示せず）、及び／又は何らかの他の適切な補機を含むことができる。

【0012】

図１において、２つの補機１８が示されているが、より多数の又はより少数の補機が存在し得る。被駆動補機の各々は、駆動軸２２及びプーリー２４を有する。ＭＧＵ１８ａは、ＭＧＵ駆動軸２２ａ及びＭＧＵプーリー２４ａを有する。

【0013】

図１から分かるように、ベルト２０は、クランク軸プーリー１６及び２４ａで示すＭＧＵプーリー（及び、他の補機プーリー２４）に係合する。通常の作動状態では、無端駆動装置１０は、無端駆動装置１０をエンジン１２によって駆動することができる第１のモードで作動可能であり、結果的に、補機１８のプーリー２４を駆動する。第１のモードにおいて、第１のベルトスパン２０ａにおける張力は、第２のベルトスパン２０ｂにおける張力よりも小さい。ＭＧＵ１８ａは、車両のバッテリ（図示せず）を充電するために、第１のモードでオルタネータとして作動可能である。

【0014】

また、ＭＧＵ１８ａは、モータとしても作動可能であり、ＭＧＵプーリー２４ａを駆動し、結果的にベルト２０を駆動する。ＭＧＵ１８ａがモータとして作動するこの事象中には、無端駆動装置１０は、第２のモードで作動できると考えることができ、この場合、第２のベルトスパン２０ｂの張力は、第１のベルトスパン２０ａの張力よりも小さい。これは、エンジンが車両の車輪を駆動しているが、ベルト２０を介して動力をエンジンのクランク軸１４に伝達することによって間接的に追加動力を車輪に供給することが望まれるときの「ブースト」事象中とすることができる。ＭＧＵ１８ａがモータとして作動する別の状況としては、ＢＡＳ（ベルト－オルタネータ始動）事象を挙げることができ、ＢＡＳ事象において、ＭＧＵ１８ａは、クランク軸１４の回転を引き起こし、それによってエンジン１２を始動するためにベルト２０を駆動する。ＭＧＵ１８ａがモータとして作動するさらに別の状況は、ＩＳＡＦ（アイドル／ストップ補機機能）事象であり、そのとき、ＭＧＵ１８ａは、エンジン停止時に、１又は２以上の補機を駆動する目的でベルト２０を駆動するために使用される（例えば、一部のハイブリッド車において、車両が信号停車中である又はそうでなければ短時間停車する場合にエンジンが自動的に停止する）。

【0015】

本開示において、ベルト２０のスパン２０ａは、ベルトスパン２０ａと呼ぶことができ、ベルト２０のスパン２０ｂは、ベルトスパン２０ｂと呼ぶことができる。

【0016】

ＭＧＵ１８ａは、上述のＭＧＵ１８ａに関する何らかの目的のためにベルト２０を駆動するためのモータとして使用することができる２次駆動装置の一例にすぎないことに留意されたい。他の実施例において、補機１８ａは、一般的なオルタネータとすることができ、車両の加速を増大させることが望まれる場合に、ＢＡＳ作動において、及び／又はＩＳＡＦ作動において、ベルト２０を駆動する別個の電動機をオルタネータの近くに設けることができる（ベルト２０上でオルタネータの上流側又は下流側に）。

【0017】

図１には無端駆動装置１０用のテンショナ２５が示されている。第１のテンショナプーリー２６は、第１のアームプーリー軸ＡＰＡ１（図４）の周りのプーリーの回転運動のための第１のテンショナアーム３０上に回転自在に取り付けられている。第２のテンショナプーリー２８は、第１のアームプーリー軸ＡＰＡ２の周りのプーリーの回転運動のための第２のテンショナアーム３２上に回転自在に取り付けられている。各テンショナアーム３０及び３２への回転可能な取り付けは、段付きボルト５２によって行うことができ、段付きボルト５２は、各テンショナアーム３０及び３２の開口を貫通し、さらに基部４８のねじ付き開口に入る。

【0018】

第１及び第２のテンショナアーム３０及び３２は、それぞれ、第１及び第２のテンショナアーム枢動軸ＡＰ１及びＡＰ２の周りで枢動するように基部４８に枢動可能に取り付けられている。基部４８への枢動可能に取り付けは、段付きボルト５７によって行うことができ、段付きボルト５７は、テンショナアーム３０及び３２の各々の開口を貫通し、さらに基部４８のねじ付き口に入る。

【0019】

基部４８は、ＭＧＵ１８ａ又は何らかの他の適切な固定部材のハウジングに固定的に取り付けられる。

【0020】

第１及び第２のテンショナプーリー２６及び２８は、第１及び第２のフリーアーム方向に付勢される（図１にそれぞれＤＦＡ１及びＤＦＡ２として示す）。より具体的には、テンショナ付勢部材４１は、テンショナ付勢力Ｆを第１及び第２のテンショナアーム３０及び３２に、それぞれの第１及び第２のフリーアーム方向ＤＦＡ１及びＤＦＡ２で付与することができる。

【0021】

テンショナ付勢部材４１は、例えば、第１及び第２のテンショナアーム３０及び３２の間に延びる線形圧縮コイルばねなどの何らかの適切な構造体を有することができる。図２に示す他の実施形態において、テンショナ付勢部材４１は、例えば、第１及び第２のアーム３０及び３２上の第１及び第２の駆動面４３及び４５に当接して、アーム３０及び３２を、第１及び第２のテンショナプーリー２６（図２に部分的に示す）及び２８（図２には示されていない）をベルト２０に至らせるために付勢することができる捩りばねとすることができる。

【0022】

図１及び２に示す実施形態において、第１のテンショナプーリー２６は、テンショナプーリー２６が、使用時に、モーメントを第１のテンショナアーム３０上に枢動軸ＡＰ１の周りで第１の回転方向に付与するように配置される意味で、第１のテンショナアーム枢動軸ＡＰ１の第１の側にある。テンショナ付勢部材４１は、テンショナ付勢部材４１が、使用時に、モーメントを第１のテンショナアーム３０上に枢動軸ＡＰ１の周りで第２の回転方向（第１の回転方向の反対方向）に付与するように配置される意味で、テンショナ付勢力Ｆを第１のテンショナアーム枢動軸ＡＰ１の第２の側に付与するように配置される。

【0023】

同様に、第２のテンショナプーリー２８は、テンショナプーリー２８が、使用時に、モーメントを第２のテンショナアーム３２上に枢動軸ＡＰ２の周りで第１の回転方向に付与するように配置される意味で、第２のテンショナアーム枢動軸ＡＰ２の第１の側にあり、テンショナ付勢部材４１は、テンショナ付勢部材４１が、使用時に、モーメントを第２のテンショナアーム３２上に枢動軸ＡＰ２の周りで第２の回転方向（第１の回転方向の反対方向）に付与するように配置される意味で、テンショナ付勢力Ｆを第２のテンショナアーム枢動軸ＡＰ２の第２の側に付与するように配置される。

【0024】

テンショナ２５のいくつかの特徴部が好都合であり以下でさらに説明する。

【0025】

一実施形態において、テンショナ２５の基部４８は、図３に示すように略Ｃ字形とすることができる。図３に示す実施形態において、基部４８は、基部本体４７と、基部本体４７の円周端に近接した第１及び第２の取付け開口４９及び５１とを有し、第１及び第２の開口４９及び５１は、基部２８をＭＧＵ１８ａ又は別の適切な部材のハウジングに取り付けるように構成されている。また、取付け開口４９及び５１は、第１及び第２のテンショナアーム３０及び３２の枢動を支持するピン（図１及び図２で５３で示す）を受け入れるために使用することもでき、従って、第１及び第２の枢動軸ＡＰ１及びＡＰ２を規定することができる。さらに、基部４８のＣ字形によって規定される開口部は、軸方向に障害物がない。その結果、テンショナ２５は、ＭＧＵ１８ａの放熱を促進するように構成されている。

【0026】

図４に示す実施形態において、テンショナ２５は、第１のフリーアーム方向の反対方向の第１のテンショナアーム３０の移動を制限するように配置されている第１のテンショナアームストッパー６０を含む。第１のフリーアーム方向の反対方向は、第１の負荷停止方向と呼ぶことができる。テンショナ２５は、第２のフリーアーム方向の反対方向（すなわち、第２の負荷停止方向）の第２のテンショナアーム３２の移動を制限するように配置されている第２のテンショナアームストッパー６２を含む。テンショナアームストッパー６０及び６２は、それぞれ、基部に取り付けられた第１及び第２のストッパー面６４及び６６を有し、基部に取り付けられた第１及び第２のストッパー面６４及び６６は、それぞれ、第１及び第２のテンショナアーム３０及び３２上でアームに取り付けられた第１及び第２のストッパー面６８及び７０と係合可能である。

【0027】

テンショナ２５は、使用時、第２のテンショナアーム３２が作動条件の第１の選択された範囲を通して第２のテンショナアームストッパー６２と係合するように構成される。

【0028】

随意的に、テンショナ２５は、使用時、第１のテンショナアーム３０が作動条件の第１の範囲と異なる作動条件の第２の選択された範囲を通して第１のテンショナアームストッパー６０と係合するように構成される。

【0029】

別の選択肢として、テンショナ２５は、使用時、第１及び第２のテンショナアーム３０及び３２が作動条件の第１及び第２の範囲と異なる作動条件の第３の選択された範囲を通して第１及び第２のテンショナアームストッパー６０及び６２と係合するように構成される。

【0030】

図５ａ－５ｃを参照すると、これらはテンショナ２５の概略図であり、テンショナ２５に作用する力及びモーメントを示す。図５ａ－５ｃにおいて、これらの図における視覚的混乱を避けるために、テンショナアーム３０及び３２、ベルト２０、及び付勢部材４１は単線で表されており、プーリー２４ａ、２６、及び２８は輪郭だけが示されている。

【0031】

テンショナ２５に作用する力は、テンショナアーム３０及び３２が何らかの方法で揺動するよう促すモーメントを生成することになる、ベルト２０によってテンショナアーム３０及び３２に付与された力と付勢部材４１によってテンショナアーム３０及び３２に付与された力を含む。図５ａはこれらの力を示す。ベルトスパン２０－２のベルト張力は、Ｔ２で示されており、ベルトスパン２０－３のベルト張力はＴ３で示されており、ベルトスパン２０－４のベルト張力はＴ４で示されており、ベルトスパン２０－５のベルト張力はＴ５で示されており、付勢部材４１の力はＦＬで示されている。理解できるように、付勢部材４１は、一端において力ＦＬを第１のテンショナアーム３０上に付与し、他端において力ＦＬを第２のテンショナアーム３２に付与する。静的平衡の下で、ベルト張力は、いずれの場所でも（すなわち、スパン２０－２、２０－３、２０－４及び２０－５のあらゆる場所で）実質的に等しいと考えられる。従って、目下の数学的導出の目的で、Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔ５である。これらの張力は、それぞれ第１及び第２のテンショナアーム３２及び３０上のＨＬ２３及びＨＬ４５で示すハブ負荷につながる。ハブ負荷ＨＬ２３及びＨＬ４５は、それぞれプーリー２８及び２６の回転中心（すなわち軸ＡＰＡ２及びＡＰＡ１）においてテンショナアーム３２及び３０に作用する。当業者であれば理解できるように、ハブ負荷の方向は、プーリー２６及び２８上のベルト２０のそれぞれの接触角に依存する。

【0032】

ハブ負荷ＨＬ２３は、ベルトスパン２０－２に平行なベクトル成分ＨＬＶＣ２と、ベルトスパン２０－３に平行なベクトル成分ＨＬＶＣ３に分割することができる。ＨＬＶＣ２及びＨＬＶＣ３の大きさは、張力Ｔ２及びＴ３と同じであるがアーム３２に作用し、一方で、張力Ｔ２及びＴ３はプーリー２８に作用する。同様に、ハブ負荷ＨＬ４５は、ベルトスパン２０－４に平行なベクトル成分ＨＬＶＣ４と、ベルトスパン２０－５に平行なベクトル成分ＨＬＶＣ５とに分割することができる。ＨＬＶＣ４及びＨＬＶＣ５の大きさは張力Ｔ４及びＴ５と同じであるがアーム３０に作用し、一方で張力Ｔ４及びＴ５はプーリー２６に作用する。

【0033】

換言すれば、軸ＡＰＡ２の周りで回転可能なプーリー２８の表面に作用するベルト張力Ｔ２及びＴ３は、プーリー２８の回転中心で（すなわち、軸ＡＰＡ２に沿って）テンショナアーム３２に伝達され、結果的に力ＨＬＶＣ２及びＨＬＶＣ３になる。

【0034】

図５ｂは、ハブ負荷力成分ＨＬＶＣ２、ＨＬＶＣ３、ＨＬＶＣ４、及びＨＬＶＣ５の各々に関連するモーメントアームを示す（すなわち、各々の力の作用線と動軸ＡＰ１及びＡＰ２の垂直距離）。枢動軸ＡＰ２に対する力Ｔ２及びＴ３に関連するモーメントアームは、それぞれＴＲ２及びＴＲ３で示されている。同様に、図５ｂにはプーリー２６の軸ＡＰＡ１を通って作用する力Ｔ４及びＴ５が示されており、枢動軸ＡＰ１に対する力Ｔ４及びＴ５に関連するモーメントアームは、それぞれＴＲ４及びＴＲ５で示されている。さらに、各テンショナアーム３０及び３２に作用する力ＨＬのモーメントアームは、それぞれＨＦ１及びＨＦ２で示されている。

【0035】

一般的に、テンショナ２５が静的平衡にある場合、ストッパー６２は、テンショナアーム３２の正味モーメントがゼロであるように、ベルト２０及び付勢部材４１によって付与されたモーメントを補正するための力、従ってモーメントを付与する。ストッパー６２によって付与されたモーメントは、Ｍｓｔｏｐ２で示されている。同様に、ストッパー６０は、テンショナアーム３０の正味モーメントがゼロであるように、ベルト２０及び付勢部材４１によって付与されたモーメントを補正するための力、従ってモーメントを付与する。ストッパー６０によって付与されたモーメントは、Ｍｓｔｏｐ１で示されている。第１のアーム３０が第１のストッパー６０と接触しない何らかの平衡位置において、モーメントＭｓｔｏｐ１はゼロであり、同様に、第２のアーム３２が第２のストッパー６２と接触しない何らかの平衡位置において、モーメントＭｓｔｏｐ２はゼロであることを理解できる。静的平衡状態に関係する数式は、以下の通りである。
ＨＬＶＣ４・ＴＲ４－ＨＬＶＣ５・ＴＲ５＋ＦＬ・ＨＦ１＋Ｍｓｔｏｐ１＝０
ＨＬＶＣ２・ＴＲ２－ＨＬＶＣ３・ＴＲ３－ＦＬ・ＨＦ２－Ｍｓｔｏｐ２＝０

ＨＬＶＣ２＝Ｔ２、ＨＬＶＣ３＝Ｔ３、ＨＬＶＣ４＝Ｔ４、及びＨＬＶＣ５＝Ｔ５なので、これらの上記２つ数式は以下のように表すことができる、
Ｔ４・ＴＲ４－Ｔ５・ＴＲ５＋ＦＬ・ＨＦ１＋Ｍｓｔｏｐ１＝０
Ｔ２・ＴＲ２－Ｔ３・ＴＲ３＋ＦＬ・ＨＦ２＋Ｍｓｔｏｐ２＝０

【0036】

上記の２つの数式において、反時計回りのモーメントは正、時計回りのモーメントは負と想定した。張力の値は全て互いに等しいので、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、及びＴ５は、単一の項Ｔ０によって全て表すことができる。図５ａ及び図５ｂに示すようにテンショナ２５が静的平衡状態にある場合、第１のストッパー６０によって付与されたモーメントは、上述のように第１のストッパー６０が第１のテンショナアーム３０と接触していないのでゼロである。この状況ではＭｓｔｏｐ１＝０である。

【0037】

従って、この状況では上記の数式は以下のように書き換えることができる。
Ｔ０・ＴＲ４－Ｔ０・ＴＲ５＋ＦＬ・ＨＦ１＝０
Ｔ０・ＴＲ２－Ｔ０・ＴＲ３－ＦＬ・ＨＦ２－Ｍｓｔｏｐ２＝０

【0038】

上記の最初の数式をＦＬについて解いてこの数式を２番目の数式に代入することによって、結果は以下のようになる。
Ｔ０・ＴＲ２・Ｔ０・ＴＲ３－（Ｔ０・ＴＲ５－Ｔ０・ＴＲ４）・ＨＦ２／ＨＦ１－Ｍｓｔｏｐ２＝０
従って、
Ｔ０（ＴＲ２－ＴＲ３－ＨＦ１／ＨＦ２・（ＴＲ５－ＴＲ４））＝Ｍｓｔｏｐ２

【0039】

Ｔ０の負の値はベルト２０が０未満の張力を有することを示すので、Ｔ０は常に正であることが理解される。さらに、ストッパー６２がモーメントを選択された方向にテンショナアーム３２に付与することが望まれるので、Ｍｓｔｏｐ２は、図５ａ及び図５ｂに示す平衡位置に関して少なくとも上記の数式との関連において正であることが理解される。Ｍｓｔｏｓｐ２及びＴ０の両方は正である必要があるので、以下の数式を容易に理解することができる。
ＴＲ２－ＴＲ３－ＨＦ１／ＨＦ２・（ＴＲ５－ＴＲ４）＞０
値ＴＲがＴＲ２－ＴＲ３を表すために使用され、ＴＬがＴＲ５－ＴＲ４を表すために使用される場合、上記の数式は以下のように書き換えることができる。
ＴＲ－ＨＦ１／ＨＦ２・ＴＬ＞０
ＴＬの値がゼロよりも大きい場合、この数式は以下のように書き換えることができる。
ＴＲ／ＴＬ＞ＨＦ２／ＨＦ１
ＴＬの値がゼロよりも大きいか否かを判定するために、上述の数式を検討することができる。
Ｔ０・ＴＲ４－Ｔ０・ＴＲ５＋ＦＬ・ＨＦ１＝０
これは、以下のように書き換えることができ、
Ｔ０（ＴＲ５－ＴＲ４）＝ＦＬ・ＨＦ１
従って、
Ｔ０・ＴＬ＝ＦＬ・ＨＦ１

【0040】

付勢部材４１によって付与されたモーメントは正であり、上述したように、張力Ｔ０は正であるので、図５ａ及び図５ｂに示す状況においてＴＬの値は正である必要がある。

【0041】

その結果、上記の数式は適用可能である。すなわち、
ＴＲ／ＴＬ＞ＨＦ２／ＨＦ１
である。

【0042】

上述した関係を満たすことによって、テンショナ２５は、無端駆動装置が静的平衡にある場合、基部に取り付けられた第２のストッパー面６６に対して安定した状態を保つ。エンジン停止時に静的平衡に到達することに留意されたい。換言すると、少なくとも一部の実施形態において、第２のテンショナアーム３２は、エンジン停止時に第２のアームストッパー６２に当接することが望ましい。

【0043】

上述の関係を満たすには、基部に取り付けられた第２のストッパー面６６に対して第２のテンショナアーム３２を付勢するある程度の予負荷トルクが必要である。この予負荷トルクは、以下にさらに説明する特定の作動条件中に（上述の第１の作動条件のセット）、第２のテンショナアーム３２をストッパー面６６に当接したままにさせるように選択することができる。テンショナ２５の予負荷トルクは、作動中に発生する特定の過渡的事象がストッパー６２から離れるテンショナアーム３２の動き引き起こさないように十分に大きく設定することが重要である。上述したように、このような動きは、限定されるものではないが、ＮＶＨ（騒音、振動、及びハーシュネス）、エネルギー浪費（例えば、テンショナアームの動き及びねじり振動に関連するテンショナアームの移動方向の急速な変化を引き起こすのに関連するエネルギー）、及び構成要素の摩耗及びこのような移動時のテンショナ構成要素の加減速に関連する動的応力に起因するテンショナの耐用年数の短縮に寄与することを含むいくつかの有害な結果につながる。

【0044】

第２のアーム３２がストッパー面６６に当接するのを維持する別の利点は、第２のアーム３２に関連してテンショナ２５に設けられる何らかの減衰構造の摩耗量が減少することである。さらに、ストッパー面と繰り返し衝撃がある状況と比較すると、基部上のストッパー面６６（及び第２のアーム３２の対応する表面７０）の摩耗量が減少する。

【0045】

しかしながら、予負荷トルクは、全ての作動状態の下でテンショナアーム３２が常にストッパー６２と係合した状態を維持するほど高くないことが望ましい。予負荷トルクがテンショナアーム３２とストッパー６２との間の係合を常に維持するほど高い場合、結果的に得られるベルト２０の張力は、大きな寄生損失が生じるほど高いことになり、その結果、エンジンの有効出力の低下及び燃費の低下が発生することになる。従って、予負荷トルクは、特定の作動状態の下で、予負荷トルクがストッパー６２とのテンショナアーム３２の係合を維持するように十分に高く、さらに、第２のテンショナアーム３２が特定の他の運転状態の下でストッパー６２から離れるのを可能にすることが望ましい。例えば、第２のテンショナアーム３２上のトルクの約１Ｎｍから約１５Ｎｍの予負荷トルクにより、ストッパー６２から離れるテンショナアーム３２の動きは、このようなストッパーを組み込んでいないテンショナの動きを引き起こす可能性のある大部分の事象中で防止される。このような事象は、エンジン及び例えばエアコン圧縮機又はウォーターポンプである一般に利用可能な（最新のハイブリッド車で利用可能な）補機の作動の副作用であり、これはベルト２０に張力をほとんど加えず、従ってベルトの高張力に関連する寄生損失をほとんど加えない。ＭＧＵ１８ａなどの要素とは対照的に、車両の一部であるが車両の原動力の生成に直接貢献しない要素がある。上述の第２のテンショナアーム３２上の予負荷の範囲（約１Ｎｍから約１５Ｎｍ）は、構成要素の耐用年数を延ばし、ベルト高張力に関連する寄生損失を低減すると同時に、エンジンの作動中にテンショナアームを動かすのに費やされたエネルギーに起因するエネルギー損失を低減する観点から特に望ましことが分かっている。

【0046】

第１のアームストッパー６０を備える実施形態において、テンショナ２５は、図５ｃに示す位置まで移動することが望ましい場合があり、第１のテンショナアーム３０は、エンジンが第２のモードで作動する場合の特定の状態などの特定の状態の下で第１のアームストッパー６０に当接する。

【0047】

以下に、テンショナアーム３２をストッパー６２から離れる方向に付勢するトルクを生成することができる状態セットをもたらす事象の一部を説明する。理解できるように、一部の事象は、第２のテンショナアーム３２がストッパー６２から離れない程度に低いトルクをもたらす。一部の事象は、第２のテンショナアーム３２をストッパー６２から離すのに十分に高いトルクをもたらすことができる。

【0048】

１つの事象は、圧縮機１８ｂ（図１）の作動を開始させるエアコンクラッチの起動である。エアコン圧縮機１８ｂのローターの慣性及びその時の圧縮機１８ｂの中にある何らかの冷媒ガスの圧縮に起因する運動に対する抵抗は、直ちにベルトスパン２０－２及び２０－３のベルト張力の瞬間的な低下につながる過渡的事象を引き起こす可能性がある。一部の実施形態において、テンショナアーム３２は十分に予負荷されることになり、テンショナアーム３２がこの過渡的事象中にストッパー６２に当接した状態を維持することを保証するようになっている。しかしながら、一部の実施形態において、アーム３２上の予負荷は、エアコン係合事象中にアーム３２がストッパー６２から瞬間的に離れるように設定することができる。

【0049】

別の事象は、エアコン圧縮機１８ｂの係合解除であり、テンショナアーム３２に係合する各スパンのベルト張力が増大することになり、その結果、アーム３２をストッパー６２に付勢するトルク量が増大する。従って、テンショナアーム３２は、このような事象中にストッパー６２からら離れないことになる。

【0050】

キースタート事象中（すなわち、エンジン１２が何らかの最新の非ハイブリッド式エンジンに設けられている電気スターターによって始動される場合）、ベルト２０で駆動されることになる構成要素の慣性は、燃焼がエンジン１２のシリンダ内で始まる際の急激なトルクの発生と相まって、ストッパー６２からテンショナアーム３２を離すことにつながり、テンショナアーム３０は、キースタート事象中にストッパー面６４に係合する。

【0051】

ＭＧＵスタート事象中（すなわち、エンジン１２がモータとしてのＭＧＵ１８ａの作動によってベルト２０を介して始動される場合）、ＭＧＵ１８ａは、エンジンの形式及び用途の具体的詳細に応じて変わるトルクを生成する。換言すると、ＭＧＵ１８ａの起動速度は、用途に基づいて変わり、ＭＧＵスタート事象中に変わり得る。少なくとも一部の実施形態において、ＭＧＵスタート事象中にＭＧＵ１８ａによって付与されたトルクは、テンショナアーム３２上の予負荷に十分に打ち勝つようにベルト張力を変更し、その結果、アーム３２をストッパー６２から離し（すなわち、アーム３２をストッパー面６６から持ち上げて離し）、第１のテンショナアーム３０をストッパー６０と係合させる（すなわち、ストッパー面６４に係合させる）。

【0052】

ブースト事象中（すなわち、エンジン１２が作動しているがモータとしてのＭＧＵ１８ａの作動によってベルト２０を介してアシストされる場合）、ＭＧＵ１８ａは、特に運転者のアクセルペダルの踏み込みによってどれくらいの増加が必要とされるかに基づいて、様々な増加トルクを生成することができる。少なくとも一部の実施形態において、ＭＧＵトルクが約１０Ｎｍ未満である場合、ベルト張力の変更は必要がなく（すなわち、ベルト２０全体のベルト張力は、アーム３０がストッパー６０と係合しなくても十分であり）、一方、ＭＧＵトルクが約１０Ｎｍよりも大きい場合、テンショナアーム３０がストッパー６０に当接するようにテンショナアーム３０及び３２を移動させることが好ましいことが分かっている。テンショナアーム３２上の予負荷トルクを約１０Ｎｍ未満（例えば、約３から約５Ｎｍ）に設定することによって、アーム３０及び３２は、約１０Ｎｍ以下のＭＧＵトルクでは図５ｃに示す位置に確実に切り替わる。

【0053】

ねじり振動の観点から、無端駆動装置１０の何らかのねじり振動が、約１５００ラジアン／ｓ²を超えるプーリー（従って、ベルト２０）の加速につながらないことを保証することが好都合であることが分かっている。一部の実施形態において、ねじり振動がこの値（又は、何らかの他の任意の値）を超える可能性がある場合、何らかのねじり振動の重大度を低減するために防振装置をＭＧＵプーリー２４ａ上に設けることが望ましいであろう。さらに、テンショナアーム３０及び３２を動かないようにする減衰は、ねじり振動を低減するために行うことができる。

【0054】

上述したように、非ゼロの予負荷トルクを供給することは、過渡的トルク事象が予負荷トルクよりも十分に高くなるまで（この時点でテンショナ２５がストッパー６０に当接するように第１のアーム３０が移動する）、テンショナ２５は、第２のテンショナアーム３２がストッパー６２に当接した位置のままであるという意味で、一種のフィルタリング構造と考えることができる。例えば、一部の実施形態において、第２のテンショナアーム３２上のトルクが予負荷トルクよりも１Ｎｍ以上大きい場合、テンショナ２５は、第１のアーム３０がストッパー６０に当接するように（及び、第２のアーム３２がストッパー６２から離れるように）動くことができる。一部の他の実施形態において、第２のアーム３２上のトルクは、第１のテンショナアーム３０をストッパー６０に当接させるために２Ｎｍだけ、又は何らかの他の値だけ予負荷トルクを超える必要がある場合がある。完全であるために、過渡的事象中にトルクが予負荷トルクよりも大きいが、第１のテンショナアーム３０をストッパー６０に当接させるほどは高くない場合、これは狭いウィンドウに対応し（上述では作動状態の第３の範囲と特定される）、テンショナアーム３０及び３２は、ストッパー６０及び６２のどちらにも当接していないことに留意されたい。このテンショナ２５のフィルタリング態様は、以下のように説明することができる。すなわち、第２のテンショナアーム３２は、少なくとも無端駆動部材２０及びテンショナ付勢部材４１から付与されたトルクの組み合わせからの非ゼロ予負荷トルクを有し、予負荷トルクは、第２のテンショナアーム３２を第２のテンショナアームストッパー面と係合するように付勢し、無端駆動装置１０が第１のモードで作動する場合、第２のテンショナアーム３２は、第２のテンショナアームストッパー面６６と係合した状態を維持し、かつ第１のテンショナアーム３０は、エンジン１２の作動を通して第１のテンショナアームストッパー面６０から離間した状態を維持するようになっており、第２のテンショナアーム３２上の過渡的トルクは、予負荷トルクに対して作用するが予負荷トルク未満であり、無端駆動装置１０が第１のモードで作動する場合、第１のテンショナアーム３０は、第１のテンショナアームストッパー面６０と係合した状態を維持し、第２のテンショナアーム３２は、エンジン１２の作動を通して第２のテンショナアームストッパー面６６から離間した状態を維持し、第２のテンショナアーム３２上の過渡的トルクは、予負荷トルクに対して作用し予負荷トルクよりも相当大きい。第１のモードは、一部の実施形態において、エンジン１２がアイドル時の一定のＲＰＭにある場合を含むことができる。

【0055】

ストッパー６２及び随意的に設けられたストッパー６０は、摩耗及び破断に耐性のある適切な材料から作製することができる。適切な材料は、例えば、Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ製のＨｙｔｒｅｌ（商標）とすることができる。この材料は、約２５ショアＤ～約７５ショアＤの範囲の硬度を有することができる。ストッパー６２（及び随意的なストッパー６０）は、使用中、第２のテンショナアーム３２がストッパー６２と係合している間に、エンジンの作動状態に起因してハブ負荷（すなわち、プーリー２８に作用するＴ２及びＴ３の組み合わせ）が変動するので僅かな変位があるという意味で、作動時にある程度のコンプライアインスを有することに留意されたい。その結果として、ストッパー６２に存在するコンプライアインスに起因して、場合によっては、テンショナアーム３２は、ストッパー６２又は６０に対して付与された最大約３０００Ｎの負荷に関して約０．１５ｍｍから約２．２５ｍｍの範囲の変位を受ける可能性がある。有効であることが明らかな例示的なばね定数は、約４０００Ｎ／ｍｍ～約１００００Ｎ／ｍｍの範囲である。ストッパー６２に対する場合の第２のテンショナアーム３２の変位（及び、同様に、ストッパー６０に対する場合のアーム３０の変位）は非常に小さいので、アームの移動から失われるエネルギーの観点から無視できると考えられる。加えて、このような変位は非常に小さいので、この動きから生じた何らかの音は車両内の搭乗者には聞こえない。従って、テンショナアーム３２は、実質的に停止していると言える。対照的に、ストッパーを組み込んでいない一部の従来技術のテンショナの一部のテンショナアームによって起こる移動は、２０ｍｍ～３０ｍｍ（約２０°～約３０°の移動角距離に対応する）であるか又は、一部の実例において、それ以上である可能性があり、その結果、有意なエネルギー量がこれらのテンショナアームの移動で費やされ、一部の実例において車両搭乗者に聞こえる音が生成される。さらに、特定の従来技術のテンショナのテンショナアームに起こる大きな加速度によって、車両搭乗者が感じることができる振動が生じるのに対して、全体的な移動が約２．２５ｍｍ未満に維持される場合の加速では、このような振動は車両搭乗者が検出できないほど小さい。テンショナの移動に関連した音及び振動は、車両搭乗者による車両の品質の認識に影響を与える可能性があるので検出不可能であることが重要である。さらに、テンショナアーム３２（又は３０）がストッパー６２（又は６０）に当接している間に全体的な移動を約２．２５ｍｍ未満に抑制することによって、アーム３２（又は３０）及び関連した構成要素における加速度、従って対応する応力は、テンショナの寿命に悪影響を与えないように低減されている。対照的に、一部の従来技術のテンショナに見られる加速度は、テンショナの各要素が疲労する、従って早期故障が発生するレベルに達している。

【0056】

移動量を小さく保つことは有益であるが、ストッパー６２及び６０のある程度のコンプライアインスは望ましい。このようなコンプライアインスによって、１つの状態セットから別の状態セットへの遷移中に第２のテンショナアーム３２とストッパー６２との間の（又は第１のテンショナアーム３０とストッパー６０との間の）の衝撃の重大度が低減するのでこのコンプライアインスは重要である。ストッパー６２及び６０の剛性が高すぎる場合、このような衝撃によって、結果的に、車両搭乗者に聞こえる（場合によっては感じられる）可聴クリック音が発生する可能性があり、これは、車両搭乗者の車両品質の認識を損なうであろう。さらに、このような衝撃によって、結果的にハブ負荷スパイクが発生する可能性があり、コンポーネントの寿命に悪影響を与える可能性がある。上述したようなコンプライアインスレベル（すなわち、上述の剛性及び／又はばね定数）と組み合わせた最大５０ｒａｄ／ｓの衝撃速度に関して、衝撃応力、衝撃音、及び振動は、構成要素の寿命を損なうことなく、車両搭乗者が検出できないほど低いことが分かっている。ストッパー６２との衝撃時のテンショナアーム３２の好適な最大速度は、上述のコンプライアインスレベルを有するストッパーに関して約２５ｒａｄ／ｓである。

【0057】

テンショナを設計するために、テンショナメーカーには、車両メーカーからフロントエンジン補機駆動システムを構成するプーリーの位置、ベルト２０を介してエンジンを始動するために必要なトルク、及び様々な他の設計パラメータなどの特定のデータを提供することができる。テンショナメーカーは、エンジンをＭＧＵで始動するためにクランク軸を駆動するのに十分であろう適切なベルト張力を決定することができる。このベルト張力を用いて、選択されたベルト張力を実現するのに十分な力でテンショナプーリー２６及び２８をベルト２０に至らせるために付与することができるばね力を決定することができる。これらの値を用いて、結果的に得られるテンショナアーム３０及び３２上のトルクをアーム３０及び３２の様々な位置に基づいて決定することができる。結果的に得られたトルクが、約１Ｎｍ～約１５Ｎｍの範囲の選択値などの任意の値に近似する場合、ストッパー６２は、その時点でテンショナアーム３２に当接するように選択的に位置付けることができる。

【0058】

第１及び第２のテンショナアームプーリー２６及び２８上のベルト２０の接触角は、ベルト張力に直接影響を与える。相対的に浅い接触角を選択することによって、結果的に得られたアーム３２をストッパー６２に付勢するトルク量は、比較的小さく維持されるが、同時にキースタートなどの事象中にベルト鳴きを防止しながら駆動トルクをエンジンから補機まで伝達するのに十分なベルト２０の選択された張力を維持する。また、接触角は、エンジン作動中に軸受異音（ｂｅａｒｉｎｇ ｈｏｏｔ）が発生するリスクがあるほど小さくないことが好ましい。異音は、プーリー上のベルトの接触角が著しく小さく、動体の回転を引き起こす軸受の転動体（例えばボール）と対応する軸受レースとの間の十分な摩擦係合がない場合に発生する一種の好ましくない雑音である。その代わりに、レース上で転動体の摺動運動がある。接触角の大きさを約１０°以上などの十分に大きく保つことで異音を実質的に排除することができる。接触角を約９０°などの選択値未満に保つことによって、ストッパー６２に対するテンショナアーム３２の予負荷を小さく保つことができ、これによりプーリー２８に標準的な軸受を使用することができる。一部の実施形態において、プーリー２８（及びプーリー２６）上のベルト２０の接触角は、約２５°～約６０°である。

【0059】

上記の説明からわかるように、静的平衡では、第２のテンショナアーム３２は、少なくとも無端駆動部材２０及びテンショナ付勢部材４１によって付与されたトルクの組み合わせから結果的に生じる予負荷トルクを有することが記載されており、予負荷トルクは、第２のテンショナアーム３２を第２のテンショナアームストッパー面６６と係合するように付勢し、約１Ｎｍ～約１５Ｎｍである。さらに、第２のテンショナプーリー２８は、無端駆動部材２０と係合するが、第２のテンショナアーム３２は、作動状態の第１の選択された範囲を通して、第２のテンショナアームストッパー面６６と係合し、作動状態としては、例えば、クランク軸プーリー１６が無端駆動部材２０を駆動し、２次駆動装置１８ａ（例えば、ＭＧＵ）が無端駆動部材２０を駆動しない状態が挙げられる。一部の実施形態において、予負荷トルクは、約３Ｎｍ～約５Ｎｍである。上記の説明からわかるように、一部の実施形態において、テンショナ付勢部材４１は、使用時、無端駆動部材２０によって（張力Ｔ２及びＴ３による）第２のテンショナアーム３２上のトルクとは反対方向のトルクを第２のテンショナアーム３２に付与する（力ＦＬによって）ように位置決めすることができる。一部の実施形態において、第１のテンショナアームストッパー６４は、第１のフリーアーム方向とは反対方向の第１のテンショナアーム３０の移動を制限するように設けられて位置決めされている。第１のテンショナアームストッパー面６４は、使用時、第１のテンショナプーリー２６が無端駆動部材２０と係合するが、第１のテンショナアーム３０が作動状態の第１の範囲とは異なる作動状態の第２の選択された範囲を通して、第１のテンショナアームストッパー６４と係合するように位置決めされている。例えば、作動状態の第２の選択されたセットにおいて、２次駆動装置プーリー２４ａは無端駆動部材２０を駆動し、クランク軸プーリー１６は、随意的に無端駆動部材２０を駆動することができ、予負荷トルクに対向する第１のテンショナアーム３２上の実質的に何らかの過渡的なトルクは、予負荷トルクよりも大きい。さらに、随意的に、使用時、第１及び第２のテンショナプーリーは無端駆動部材と係合するが、第１及び第２のテンショナアームは作動状態の第１及び第２の範囲とは異なる作動状態の第３の選択された範囲を通して、第１及び第２のテンショナアームストッパー面から離れることが可能である。

【0060】

上述したように、一部の実施形態において、無端駆動装置は、第１のモード（図５ａ及び図５ｂ）で作動することができ、第1のモードでは、クランク軸プーリー１６は、無端駆動部材２０を駆動し、（ＭＧＵなどの）２次駆動装置１８ａは、無端駆動部材２０を駆動せず、無端駆動部材２０の第１のスパン２０－３の張力は、無端駆動部材２０の第２のスパン２０－４の張力よりも小さく、さらに無端駆動装置は、２次駆動装置１８ａが無端駆動部材２０を駆動する第２のモード（図５ｃ）で作動することができる。一部の実例において、第２のモード中（例えば、ＢＡＳ事象中）、クランク軸プーリー１６は、無端駆動部材２０を駆動しない。第２のモード（例えば、ブースト事象中）の一部の実例において、クランク軸プーリー１６は、２次駆動装置１８ａと連動して無端駆動部材２０を駆動する。第１及び第２のテンショナアームストッパー面６４及び６６は、使用時、無端駆動装置が第１のモードで作動する時間の少なくとも一部において、第２のテンショナアーム３２が第２のテンショナアームストッパー面６６と係合し、第１のテンショナアーム３０が第１のテンショナアームストッパー面６４から離間し、無端駆動装置が第２のモードで作動する時間の少なくとも一部において、第２のテンショナアーム３２が第２のテンショナアームストッパー面６６から離間し、第１のテンショナアーム３０が第１のテンショナアームストッパー面６４と係合するように位置決めされている。一部の実施形態において、第１及び第２のテンショナアームストッパー面６４及び６６は、使用時、無端駆動装置が第１のモードで作動する実質的に全ての時間において、第２のテンショナアーム３２が第２のテンショナアームストッパー面６６と係合し、第１のテンショナアーム３０が第１のテンショナアームストッパー面６４から離間するように位置決めされている。一部の実施形態において、第１及び第２のテンショナアームストッパー面は、使用時、無端駆動装置が第２のモードで作動する時間の一部において（例えば、ブースト事象中、２次駆動装置１８ａによって送給されるトルク量が、第２のテンショナアーム３２の予負荷トルク量未満であるトルクを第２のテンショナアーム３２で生成できるだけ十分小さい）、第２のテンショナアーム３２が第２のテンショナアームストッパー面６６と係合し、第１のテンショナアーム３０が第１のテンショナアームストッパー面６４から離間するように位置決めされている。

【0061】

本明細書に含まれる説明は、本発明の複数の実施形態を構成するが、本発明では、添付の特許請求の範囲の正しい意味から逸脱することなくさらなる修正及び変更が可能であることを理解できるはずである。

【符号の説明】

【0062】

１０ 無端駆動装置
１４ クランク軸
１６ クランク軸プーリー
１８ 補機
１８ａ モータ／発電機ユニット（ＭＧＵ）
１８ｂ エアコン圧縮機
２０ 無端駆動部材
２０ａ 第１のベルトスパン
２０ｂ 第２のベルトスパン
２２ 駆動軸
２２ａ ＭＧＵ駆動軸
２４ プーリー
２４ａ ＭＧＵプーリー
２５ テンショナ
２６ 第１のテンショナプーリー
２８ 第２のテンショナプーリー
３０ 第１のテンショナアーム
３２ テンショナアーム
４１ テンショナ付勢部材
４８ 基部
５３ ピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】