JP2008095851A - 自動車用補機駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの回転変動があったとしても、駆動プーリの無端ベルトの引き込み量の変動を抑制し、無端ベルトの張力変動を抑制して、無端ベルトの寿命を延長することができると共に、装置全体の寿命を延長することができる自動車用補機駆動装置を提供する。
【解決手段】自動車用補機駆動装置駆動１０は、エンジン１１のクランクシャフト１１ａの端部に装着される駆動プーリ１２の外周面の形状を、楕円形状又は多角形状に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用補機駆動装置に関し、特に、自動車等のエンジンにより、オルタネータ、パワーステアリング用ポンプ、冷却水循環用ポンプ、エアコンディショナ用コンプレッサ、冷却ファン等の補機を駆動する自動車用補機駆動装置に関する。

従来の自動車用補機駆動装置として、エンジンのクランク軸の端部に装着される駆動プーリと、エンジンの近傍に設けられる複数の補機と、各補機の回転軸の端部に装着される従動プーリと、各従動プーリと駆動プーリとの間に掛け渡される無端ベルトと、を備え、クランク軸と駆動プーリとの間、及び少なくとも１つの補機の回転軸と従動プーリとの間に一方向クラッチを設けるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、オルタネータの回転軸に装着される従動プーリに一方向クラッチを内蔵して、エンジンの回転変動に伴う微小な回転変動をキャンセルしたり、減速時にオーバーランさせることで駆動ロスを減らしたり、無端ベルトの張力変動を低減しベルト寿命を延長したりするクラッチプーリユニットが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、無端ベルトの緩み側に多く設置され、バネ力や油圧シリンダ等を利用して無端ベルトを一定の力で押すことによって、無端ベルトの張力をコントロールし、伝動効率の向上及びベルト寿命の延長を図るオートテンショナが知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−２１９５３号公報 特開２００５−１０６０７８号公報 特開２００１−１６５２５３号公報

ところで、通常、内燃エンジンでは、一定速度で回転させていても、各シリンダ内での混合気の爆発エネルギーを利用してクランクシャフトを回転させているため、詳細にみると、４サイクル４気筒エンジンの場合、図２に示すように、クランクシャフト２回転（位相７２０度）で４山の微小な回転変動が生じている。

この際、図３に示す自動車用補機駆動装置１００では、エンジン１０１のクランクシャフト１０２に装着される駆動プーリ１０３に回転速度が小さい所Ａと回転速度が大きい所Ｂが生じるため、駆動プーリ１０３が無端ベルト１０４を引き込む点Ｃにおける無端ベルト１０４の引き込み量に変動が生じて、無端ベルト１０４を介して補機であるオルタネータ１０５やオートテンショナ１０６が微小に増速したり、減速したりする。

そして、増速される際には、駆動力が伝達されるため、イナーシャの大きいオルタネータ１０５と駆動プーリ１０３のＣ点との間の無端ベルト１０４の張力は大きくなり、減速される際には、逆に無端ベルト１０４のオートテンショナ１０６側の張力が大きくなる傾向にある。このため、無端ベルト１０４に張力変動が生じるので、無端ベルト１０４の寿命が低下する可能性があった。また、無端ベルト１０４を介して各補機１０５，１０６に荷重負荷変動が生じるので、装置全体の寿命が低下する可能性があった。

また、特許文献１及び特許文献２に記載の自動車用補機駆動装置及びクラッチプーリユニットは、クランクシャフトの駆動プーリ及びオルタネータの従動プーリに一方向クラッチを内蔵するため、無端ベルトの張力設定を低くすることができるので、ベルト寿命の延長、燃費向上、ベルト鳴きの防止等に効果があるが、一方向クラッチやデカプラー等をエンジンの回転変動が多い領域で多用すると、クラッチ部の締結・解除が頻繁に行われるので、クラッチ部にクラッチ機構の疲労・摩耗等の機械的な劣化、早期機能低下、寿命低下等が発生する可能性があった。

また、特許文献３に記載のオートテンショナにおいては、無端ベルトの緩み側の張力は一定にできるものの、イナーシャの大きい補機により無端ベルトの引っ張り側では、エンジンの回転変動による無端ベルトの張力変動を完全に吸収することは難しかった。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、エンジンの回転変動があったとしても、駆動プーリの無端ベルトの引き込み量の変動を抑制し、無端ベルトの張力変動を抑制して、無端ベルトの寿命を延長することができると共に、装置全体の寿命を延長することができる自動車用補機駆動装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） エンジンのクランク軸の端部に装着される駆動プーリと、エンジンの近傍に設けられる複数の補機と、各補機の回転軸の端部に装着される従動プーリと、駆動プーリと各従動プーリとの間に掛け渡される無端ベルトと、を備え、クランク軸の回転に基づく駆動プーリの回転を、無端ベルトにより各従動プーリに伝達して、各補機の回転軸を回転駆動する自動車用補機駆動装置であって、駆動プーリの外周面の形状を、楕円形状又は多角形状にすることを特徴とする自動車用補機駆動装置。
（２） 駆動プーリの外周面は、エンジンが４気筒エンジンの場合は楕円形状、６気筒エンジンの場合は略３角形状、８気筒エンジンの場合は略４角形状であることを特徴とする（１）に記載の自動車用補機駆動装置。

本実施形態の自動車用補機駆動装置によれば、駆動プーリの外周面の形状を、楕円形状又は多角形状にするため、エンジンの回転変動があったとしても、駆動プーリの無端ベルトの引き込み量の変動を抑制することができる。これにより、無端ベルトの張力変動を抑制することができるので、無端ベルトの寿命を延長することができると共に、装置の稼動を安定化して、装置全体の寿命を延長することができる。

以下、本発明に係る自動車用補機駆動装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る自動車用補機駆動装置の一実施形態を説明するための正面図である。

本実施形態の自動車用補機駆動装置１０は、図１に示すように、４サイクル４気筒のエンジン１１と、エンジン１１のクランク軸１１ａの端部に装着される駆動プーリ１２と、自動車用の補機であるオルタネータ１３と、オルタネータ１３の回転軸１３ａの端部に装着されるオルタネータプーリ（従動プーリ）１４と、自動車用の補機であるオートテンショナ１５と、オートテンショナ１５の回転軸１５ａの端部に装着されるオートテンショナプーリ（従動プーリ）１６と、駆動プーリ１２とオルタネータプーリ１４及びオートテンショナプーリ１６との間に掛け渡される無端ベルト１７と、を備える。

そして、自動車用補機駆動装置１０は、クランク軸１１の回転に基づく駆動プーリ１２の回転を、無端ベルト１７によりオルタネータプーリ１４及びオートテンショナプーリ１６に伝達して、オルタネータ１３の回転軸１３ａを回転駆動している。

また、エンジン１１のクランク軸１１ａの端部外周面と駆動プーリ１２の内周面との間、及びオルタネータ１３の回転軸１３ａの端部外周面とオルタネータプーリ１４の内周面との間に一方向クラッチ１８が介設される。即ち、クランク軸１１ａ及びオルタネータ１３の回転軸１３ａには、一方向クラッチ内蔵型プーリ装置が装着される。

オートテンショナ１５は、駆動プーリ１２とオルタネータプーリ１４との間に配置され、その回転軸１５ａに装着されるオートテンショナプーリ１６を無端ベルト１７に押し付けることによって、無端ベルト１７に適正な張力を付与すると共に、無端ベルト１７をオルタネータプーリ１４の外周面に所定の張力で押し付けている。

そして、本実施形態では、図１に示すように、駆動プーリ１２の回転速度が小さい所Ａの駆動プーリ１２が無端ベルト１７を引き込む点Ｃでの外径を大きく、且つ駆動プーリ１２の回転速度が大きい所Ｂの駆動プーリ１２が無端ベルト１７を引き込む点Ｃでの外径を小さくする。即ち、駆動プーリ１２の外周面は楕円形状に形成される。

なお、駆動プーリ１２の外周面は、本実施形態では、エンジン１１が４サイクル４気筒エンジンで、図２に示すように、回転速度が小さい所Ａと大きい所Ｂが約９０度毎に生じるため、楕円形状に形成されるが、エンジン１１が６気筒エンジンの場合は、回転速度が小さい所Ａと大きい所Ｂが約６０度毎に生じるため、略３角形状に形成され、８気筒エンジンの場合は、回転速度が小さい所Ａと大きい所Ｂが約４５度毎に生じるため、略４角形状に形成される。

このように構成された自動車用補機駆動装置１０では、駆動プーリ１２の回転速度が小さい所Ａでの微小時間当たりの無端ベルト１７の引き込み量と、駆動プーリ１２の回転速度が大きい所Ｂでの微小時間当たりの無端ベルト１７の引き込み量と、が略等しくなるので、無端ベルト１７の張力変動が抑制される。

以上説明したように、本実施形態の自動車用補機駆動装置１０によれば、駆動プーリ１２の外周面の形状を楕円形状にするため、エンジン１１の回転変動があったとしても、駆動プーリ１２の無端ベルト１７の引き込み量の変動を抑制することができる。これにより、無端ベルト１７の張力変動を抑制することができるので、無端ベルト１７の寿命を延長することができると共に、装置１０の稼動を安定化して、装置１０全体の寿命を延長することができる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、１個の駆動プーリと複数の従動プーリとの間に１本の無端ベルトを掛け渡した自動車用補機駆動装置に本発明を適用した場合を例示したが、これに限定されず、複数の駆動プーリと複数の従動プーリとの間に複数本の無端ベルトを掛け渡した自動車用補機駆動装置に本発明を適用してもよい。

本発明に係る自動車用補機駆動装置の一実施形態を説明するための正面図である。 ４サイクル４気筒エンジンを一定回転させた場合のクランク軸の回転速度とクランク位相との関係を表すグラフ図である。 従来の自動車用補機駆動装置を説明するための正面図である。

符号の説明

１０ 自動車用補機駆動装置
１１ エンジン
１１ａ クランク軸
１２ 駆動プーリ
１３ オルタネータ
１３ａ 回転軸
１４ オルタネータプーリ（従動プーリ）
１５ オートテンショナ
１５ａ 回転軸
１６ オートテンショナプーリ（従動プーリ）
１７ 無端ベルト
１８ 一方向クラッチ

Claims (2)

1. エンジンのクランク軸の端部に装着される駆動プーリと、前記エンジンの近傍に設けられる複数の補機と、前記各補機の回転軸の端部に装着される従動プーリと、前記駆動プーリと前記各従動プーリとの間に掛け渡される無端ベルトと、を備え、
   前記クランク軸の回転に基づく前記駆動プーリの回転を、前記無端ベルトにより前記各従動プーリに伝達して、前記各補機の前記回転軸を回転駆動する自動車用補機駆動装置であって、
   前記駆動プーリの外周面の形状を、楕円形状又は多角形状にすることを特徴とする自動車用補機駆動装置。
2. 前記駆動プーリの前記外周面は、前記エンジンが４気筒エンジンの場合は楕円形状、６気筒エンジンの場合は略３角形状、８気筒エンジンの場合は略４角形状であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用補機駆動装置。

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