專利名稱：可變張緊輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可變張緊輪。更特別地，本發(fā)明涉及一種通過根 據(jù)發(fā)動機轉速控制皮帶的張力以減小摩擦損耗、提高燃油里程以及皮 帶輪和皮帶的耐久性的可變張緊輪。
1背景技術：
一般地，輔助機構如凸輪軸、交流發(fā)電機、動力轉向泵、和空調(diào) 壓縮機通過皮帶連接至發(fā)動機的機軸。因此，機軸的動力通過皮帶的 摩擦力被傳遞至輔助機構上。
在所述皮帶的張力太大的情況下，所述皮帶的摩擦力可增加并且 20 摩擦損耗也可增加。相反地，在所述皮帶的張力太小的情況下，所述 傳動帶可能會打滑并且動力傳遞效率可降低。
特別地，集成的起動發(fā)電機被用在混合動力車輛中以在起動時或 在發(fā)動機轉速較低時驅(qū)動所述混合動力車輛。因為所述集成的起動發(fā) 電機的負載很大，所述皮帶打滑的可能性很高，因此所述皮帶的張力 25 需要進一歩提高。
然而，由于所述皮帶的較高的張緊力，所述摩擦損耗很大而燃油 里程很少。
為了解決這些問題， 一般在所述混合機動車上安裝兩個張緊輪以 控制所述皮帶的張力。然而，因為使用了兩個張緊輪，所述皮帶的安 30 裝結構可變得復雜并且所述混合機動車的安裝成本可增加。
以上公開在背景技術部分的信息僅僅用于強化對于本發(fā)明背景的理解，因此它可包括不構成已為該國的本領域普通技術人員所知的現(xiàn) 有技術的信息。

發(fā)明內(nèi)容
5 本發(fā)明的實施例提供了一種可變張緊輪，由于通過根據(jù)發(fā)動機轉
速控制皮帶的張力，因此其具有減小摩擦損耗、提高燃油里程以及皮 帶輪和皮帶的耐久性的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的例示性實施例的張緊輪可包括基座、包括凸臺和安 裝部的臂，其中所述凸臺同軸地并可旋轉地連接到所述基座并且皮帶
10 輪同軸地并可旋轉地安裝在所述安裝部上，所述臂和所述基座構成彈 性元件插入槽，彈性元件安裝在所述彈性元件插入槽中，所述彈性元 件的一個端部固定在所述基座上并且所述彈性元件的另一個端部固定 在所述凸臺上，張緊致動器根據(jù)發(fā)動機控制單元的信號使所述彈性元 件的部分發(fā)生變形。所述彈性元件插入槽可被所述基座和所述凸臺包
15 圍。
在本發(fā)明的例示性實施例中，所述臂的凸臺和安裝部可由單個主 體整體地形成。所述基座和所述凸臺可通過第一連接件連接，所述基 座被固定以便所述凸臺可相對于所述基座旋轉，所述安裝部和所述皮 帶輪被第二連接件連接。所述第一連接件和所述第二連接件可偏置一
20 段預定的距離。所述第一連接件可以是軸，第二連接件可以是螺栓。 所述彈性元件可基本上纏繞在所述第一連接件上。
所述基座可包括內(nèi)圓周、外圓周、和設置在所述內(nèi)圓周和外圓周 之間的突起部，所述凸臺包括內(nèi)圓周和外圓周，其中所述凸臺的外圓 周向下突出并接觸所述基座的外圓周，所述凸臺的內(nèi)圓周向下突出并
25 且所述凸臺的內(nèi)圓周的下部可滑動地插入在形成于所述基座的內(nèi)圓周 和突出部之間的所述基座的凸臺插入槽中。所述彈性元件插入槽可以 被設置在所述基座的內(nèi)圓周和外圓周與所述凸臺的內(nèi)圓周和外圓周之 間。所述彈性元件在所述彈性元件插入槽中可基本上纏繞在所述基座 的內(nèi)圓周和所述凸臺的內(nèi)圓周周圍。
30 在本發(fā)明的另外的例示性實施例中，所述張緊致動器的一個端部
固定在所述基座上而另一個端部設置成接近所述彈性元件的一部分。當所述張緊致動器被起動時，所述張緊致動器可使所述彈性元件的一 部分旋轉變形以便增強扭轉力矩。所述張緊致動器可以是壓電元件。
在所述發(fā)動機轉速低于或者等于預定轉速的情況下，所述發(fā)動機 控制單元可控制所述張緊致動器以便擴張所述張緊致動器。機軸位置 5 傳感器可檢測所述機軸的相位角并將測得的相位角發(fā)送到所述發(fā)動機 控制單元以計算所述發(fā)動機的轉速。所述預定發(fā)動機轉速可為
2000RPM。


io 圖1為根據(jù)本發(fā)明的例示性實施例的可變張緊輪的橫截面視圖。
圖2為沿圖i中的線n-n剖開的橫截面視圖。
圖3為根據(jù)發(fā)動機的速度的旋轉振動的曲線圖。
具體實施例方式
15 下面將參照相應的附圖對本發(fā)明的示例性實施例加以詳細地說明。
如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的可變張緊輪包 括基座16，臂10，彈性元件34，發(fā)動機控制單元50，和機軸位置傳 感器60。
20 所述基座16具有圓柱形的形狀，其上端部打開，其下端部封閉。
所述基座16是固定的。另外，所述基座16包括內(nèi)圓周30和外圓周26， 和形成在所述內(nèi)圓周30和外圓周26之間的從所述下端部向上突起的 突出部46。
所述內(nèi)圓周30向上突起，第一軸插入孔48基本上形成于中間部 25 及其縱向方向。凸臺插入槽36形成在所述內(nèi)圓周30和所述突起部46 之間，且彈性元件插入槽32被布置在所述內(nèi)圓周30和外圓周26之間。 另外，彈性元件固定槽38形成在所述彈性元件插入槽32的下部，所 述彈性元件34的一個端部40固定在所述基座16的彈性元件安裝槽38 內(nèi)。
30 如圖2所示，張緊致動器插入槽42形成在所述彈性元件固定槽38
內(nèi)，且張緊致動器44安裝在所述張緊致動器插入槽42內(nèi)。所述張緊致動器44通過控制彈性元件34的彈性力來控制皮帶的 張緊。所述張緊致動器44具有兩個端部，其中一個端部固定在所述基 座16的張緊致動器插入槽42上，另一個端部被設置成接近所述彈性 元件34。另外，所述張緊致動器44與所述發(fā)動機控制單元50電連接 5并被它控制。所述張緊致動器44可為壓電元件，所述發(fā)動機控制單元 50通過向所述張緊致動器44施加電流來控制所述張緊致動器44的操 作。因此，在本發(fā)明的例示性實施例中，如果所述發(fā)動機控制單元50 將電流施加到所述張緊致動器44上，所述張緊致動器44被擴張并且 充分地推動所述彈性元件34的一個端部以增強彈性力并從而拉伸所述 io彈性元件34，如后文詳細說明。
參照圖1，所述臂IO包括凸臺14和安裝部12，所述凸臺14和所 述安裝部12彼此形成整體。
所述凸臺14具有圓柱形的形狀，其上部封閉，其下部打開。另外， 所述凸臺14包括內(nèi)圓周28和外圓周24，所述彈性元件插入槽32形成 15 在所述內(nèi)圓周28和外圓周24之間。與所述第一軸插入孔48相對應的 第二軸插入孔47沿凸臺14的縱向方向大致形成在所述凸臺14的中間 部分，軸49插入穿過所述第一和第二軸插入孔48和47，從而所述凸 臺14被可旋轉地連接到所述基座16。
所述凸臺14的外圓周24向下突起并與所述基座16的外圓周26 20 接觸。所述凸臺14的內(nèi)圓周28向下突起且所述內(nèi)圓周28的下部被插 入所述基座16的凸臺插入槽36。所述凸臺14的內(nèi)圓周28可滑動地與 所述基座16的凸臺插入槽36連接。
皮帶輪18通過螺釘20連接至所述安裝部12，軸承22被放入所述 皮帶輪18和所述安裝部12之間。因此，所述皮帶輪18可相對所述安 25 裝部12旋轉。所述皮帶安裝在所述皮帶輪18上，從而所述皮帶輪18 與機軸(未示出) 一同旋轉。而且所述螺釘20以預定的距離偏離所述 軸49。
然而，在所述皮帶的張力太大的情況下，所述皮帶的摩擦力可增 加且摩擦損耗也可增加，如果所述皮帶的張力太小，所述皮帶可能發(fā) 30生滑動并且動力傳遞效率可能降低。為了解決這些問題，如下文所述， 可調(diào)整所述皮帶輪18的位置來控制所述皮帶的張力。在本發(fā)明的例示性實施例中，所述彈性元件34被纏繞在所述凸臺
14的內(nèi)圓周28和由所述凸臺14和基座16形成的彈性元件插入槽32 中的所述基座16的突出部46周圍。所述彈性元件34的一個端部40 固定在所述彈性元件固定槽38中的基座16上，其另一個端部41固定 5 在所述臂10的凸臺14上。由于所述基座16是固定的，但是所述凸臺 14可相對所述基座16繞所述軸49旋轉，當所述彈性元件34被所述張 緊致動器44變形時，所述彈性元件34以扭轉力矩彈性地支承所述臂 10的旋轉。
所述機軸位置傳感器60安裝在所述機軸上(未示出)，并檢測所 io 述機軸的相位角和傳遞相應的信號到所述發(fā)動機控制單元50。所述發(fā) 動機控制單元50通過由所述機軸位置傳感器60檢測的機軸相位角的 變化來計算發(fā)動機轉速。基于計算出的發(fā)動機轉速，與所述張緊致動 器44電連接的發(fā)動機控制單元50將電流施加至所述張緊致動器以控 制所述皮帶輪18的位置。 15 由于所述螺釘20偏離所述軸49 一個預定的距離且所述凸臺14和
所述安裝部12被整體地形成，因此，可通過所述凸臺14的旋轉控制 所述皮帶輪18的位置。
根據(jù)本發(fā)明的例示性實施例的可變張緊輪的操作將被詳細的說明。
20 圖3是根據(jù)發(fā)動機速度示出旋轉振動的曲線圖。
如圖3所示，可以知道在發(fā)動機轉速低于或等于2000RPM的情況 下，發(fā)動機上產(chǎn)生的旋轉振動較大。因此，同樣可以知道在所述發(fā)動 機轉速低于或等于2000RPM的情況下，所述皮帶的張力必須很大。 接收來自所述機軸位置傳感器60的與機軸相位角相對應的信號的 25發(fā)動機控制單元50，根據(jù)所述機軸相位角的變化來計算所述發(fā)動機轉 速。
如果所述發(fā)動機轉速低于或者等于預定轉速(例如2000RPM)，所 述發(fā)動機控制單元50施加電流至所述張緊致動器44以便使其擴張。 在這種情況下，所述擴張的張緊致動器44推動所述彈性元件34的端 30部40的一部分從而所述彈性元件34的彈性力增加。進一步因為所述 基座16是固定的但是所述凸臺14可相對于所述基座16繞著軸49旋轉，因此當所述張緊致動器44將所述彈性元件34變形時，所述彈性 元件34在圖2中順時針旋轉。因為所述螺釘20偏離所述軸49 一個預 定的距離且所述凸臺14和所述安裝部12整體地形成，因此所述凸臺 14的旋轉被轉化為所述皮帶輪18的樞軸旋轉。結果，所述皮帶輪18 5的樞軸旋轉拉伸皮帶(未示出)，因此所述皮帶的張力增加。
如果所述發(fā)動機轉速高于預定轉速，所述發(fā)動機控制單元50不向 所述張緊致動器44施加電流，從而所述張緊致動器44回復至其原始 長度。因此，所述彈性元件34也通過其彈性力和當它變形時存儲的扭 轉力矩恢復至原來的位置。結果，由于所述彈性元件34的恢復，所述 o皮帶的張力減小。
如上所述，所述發(fā)動機控制單元50通過根據(jù)所述發(fā)動機轉速控制 施加至所述張緊致動器44的電流來控制所述皮帶的張力。
根據(jù)本發(fā)明，通過在旋轉振動強的低發(fā)動機轉速的情況下增加皮 帶的張力，并且在旋轉振動弱的高發(fā)動機轉速情況下減小所述皮帶的 15張力，降低了摩擦損耗并且提高了燃油里程。
盡管己經(jīng)結合目前被認為是實際的例示性實施例對本發(fā)明作出了 說明，但應當理解，本發(fā)明不限于所公開的實施例，而是相反地，本 發(fā)明應當覆蓋那些包括在所附權利要求的精神和范圍之內(nèi)的各種修改 和等效變化。
權利要求
1、一種可變張緊輪，包括基座；包括凸臺和安裝部的臂，其中所述凸臺同軸地并且可旋轉地連接于所述基座，并且皮帶輪同軸地且可旋轉地安裝于所述安裝部，所述臂與所述基座形成彈性元件插入槽；安裝在所述彈性元件插入槽中的彈性元件，所述彈性元件的一個端部固定在所述基座上且所述彈性元件的另一個端部固定在所述凸臺上；和根據(jù)發(fā)動機控制單元的信號使所述彈性元件的一部分變形的張緊致動器。
2、 如權利要求1所述的可變張緊輪，其中所述彈性元件插入槽被 5 所述基座和所述凸臺包圍。
3、 如權利要求1所述的可變張緊輪，其中所述凸臺和所述臂的安 裝部由單個主體整體地形成。
4、如權利要求3所述的可變張緊輪，其中所述基座和所述凸臺通過第一連接件連接，所述基座是固定的，從而所述凸臺可相對于所述 基座旋轉，且所述安裝部和所述皮帶輪通過第二連接件連接。
5、 如權利要求4所述的可變張緊輪，其中所述第一連接件和第二25 連接件偏離預定的距離。
6、 如權利要求5所述的可變張緊輪，其中所述第一連接件是軸。
7、 如權利要求5所述的可變張緊輪，其中所述第二連接件是螺釘。30
8、 如權利要求4所述的可變張緊輪，其中所述彈性元件基本纏繞 在所述第一連接件周圍。
9、 如權利要求3所述的可變張緊輪，其中所述基座包括內(nèi)圓周、 外圓周、和設置在所述內(nèi)圓周和外圓周之間的突出部，所述凸臺包括 內(nèi)圓周和外圓周，其中所述凸臺的外圓周向下突出并和所述基座的外5 圓周接觸，所述凸臺的內(nèi)圓周向下突出且所述凸臺的內(nèi)圓周下部滑動 地插入形成在所述基座的內(nèi)圓周和突出部之間的所述基座的凸臺插入 槽。
10、 如權利要求9所述的可變張緊輪，其中所述彈性元件插入槽10 被布置在所述基座的內(nèi)圓周和外圓周與所述凸臺的內(nèi)圓周和外圓周之間。
11、 如權利要求10所述的可變張緊輪，其中所述彈性元件基本上 纏繞著位于所述彈性元件插入槽中的所述基座的內(nèi)圓周與所述凸臺的15 內(nèi)圓周上。
12、 如權利要求1所述的可變張緊輪，其中所述張緊致動器具有固定在所述基座上的一個端部和設置成接近所述彈性元件的一部分的 另一個端部。20
13、 如權利要求12所述的可變張緊輪，其中當所述張緊致動器被 致動時，所述張緊致動器旋轉地使所述彈性元件的一部分發(fā)生變形從 而加強扭轉力矩。
14、如權利要求13所述的可變張緊輪，其中所述張緊致動器是壓電元件。
15、 如權利要求1所述的可變張緊輪，其中所述發(fā)動機控制單元 在所述發(fā)動機轉速低于或等于預定轉速的情況下控制所述張緊致動器30 以擴張所述彈性致動器。
16、 如權利要求15所述的可變張緊輪，還包括機軸位置傳感器，其用于檢測機軸的相位角并將檢測到的相位角發(fā)送至所述發(fā)動機控制 單元以計算發(fā)動機轉速。
17、如權利要求16所述的可變張緊輪，其中所述預定發(fā)動機轉速為2000 RPM。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的例示性實施例的可變張緊輪可包括基座；包含凸臺和安裝部的臂，其中所述凸臺同軸地且可旋轉地連接于所述基座，皮帶輪同軸地且可旋轉地安裝于所述安裝部，所述臂和所述基座形成彈性元件插入槽；安裝在所述彈性元件插入槽中的彈性元件，所述彈性元件的一個端部固定于所述基座且彈性元件的另一個端部固定于所述凸臺；根據(jù)發(fā)動機控制單元的信號使所述彈性元件的一部分變形的張緊致動器。
文檔編號F16H7/08GK101457822SQ200810168609
公開日2009年6月17日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權日2007年12月14日
發(fā)明者徐昇佑 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社