(57)【要約】【課題】エンジンからの動力が走行以外の他の用途に用いられる車両において、他の用途のための動力伝達部材が、エンジンの他の構成と干渉してしまう事態を防止することができる動力伝達機構及び車両を提供する。【解決手段】エンジン１０のクランクシャフト１１に取り付けられたクランクプーリ２１（クランク回転体）と、エンジン１０の出力を動力源とする冷凍コンプレッサ３０の駆動軸３１に設けられたコンプレッサプーリ２４（駆動回転体）と、コンプレッサプーリ２４及びクランクプーリ２１に巻き掛けられ、エンジン１０の出力をコンプレッサプーリ２４に伝達する動力伝達ベルト２７（動力伝達部材）と、冷却ファンの回転軸１２に相対回転可能に取り付けられており、動力伝達ベルト２７の内周側または外周側に接することで動力伝達ベルトの通る位置を決定する位置決定プーリ２６（位置決定回転体）と、を有する。【選択図】図１
2020011566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフトに取り付けられたクランク回転体と、
前記エンジンの出力を動力源とする装置の駆動軸に設けられた駆動回転体と、
前記クランク回転体及び前記駆動回転体に巻き掛けられ、前記クランク回転体を介して前記エンジン出力を前記駆動回転体に伝達する動力伝達部材と、
前記エンジンに設けられた冷却ファンの回転軸に相対回転可能に取り付けられており、前記動力伝達部材の内周側または外周側に接することで前記動力伝達部材の通過する位置を決定する位置決定回転体と、
を有する、動力伝達機構。
【請求項２】
前記位置決定回転体の直径は、前記回転軸に取り付けられており前記クランク回転体との間に第２動力伝達部材が巻き掛けられているファン回転体の直径より大きい、
請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項３】
前記位置決定回転体は、前記ファン回転体と、前記回転軸に沿った方向に互いにずれた位置に設けられる、
請求項２に記載の動力伝達機構。
【請求項４】
前記動力伝達部材は、複数の前記駆動回転体に巻き掛けられている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の動力伝達機構。
【請求項５】
前記複数の駆動回転体の１つは、冷凍コンプレッサ装置の駆動軸に設けられた駆動回転体である、
請求項４に記載の動力伝達機構。
【請求項６】
前記複数の駆動回転体の１つは、発電装置の駆動軸に設けられた駆動回転体である、
請求項４または５に記載の動力伝達機構。
【請求項７】
前記動力伝達部材は、無端状のベルトまたはチェーンである、
請求項１から６のいずれか一項に記載の動力伝達機構。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の動力伝達機構を有する、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンからの動力を伝達する動力伝達機構および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを動力源とする車両は、一般にエンジンからの動力がクランクシャフトを介して駆動輪に伝達されることで走行する。しかしながら、エンジンからの動力は車両の走行だけではなく、他の用途に用いられることがある。例えば、特許文献１には、エンジンからの動力によって空調用のコンプレッサが駆動される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４１９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンからの動力が走行以外の他の用途に用いられる車両において、他の用途のための動力伝達部材（ベルトやチェーン等）が、エンジンの他の構成と干渉してしまうことがある。エンジンの他の構成の例として、例えばエンジン冷却用の冷却ファンが挙げられる。より具体的には、エンジンの周囲には、冷却ファンの回転軸、回転軸に設けられたファンプーリ、冷却ファンを回転させるための動力をクランクシャフトからファンプーリに伝達するためのファンベルト等が設けられている。他の用途のための動力伝達部材が例えばファンプーリや冷却ファンそのものと干渉してしまうと、冷却ファンがうまく機能しなかったり、動力伝達部材に動力が伝達されなかったりするため、このような事態を防止することが要望されている。
【０００５】
本開示は、エンジンからの動力が走行以外の他の用途に用いられる車両において、他の用途のための動力伝達部材が、エンジンの他の構成と干渉してしまう事態を防止することができる動力伝達機構及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る動力伝達機構は、エンジンのクランクシャフトに取り付けられたクランク回転体と、前記エンジンの出力を動力源とする装置の駆動軸に設けられた駆動回転体と、前記クランク回転体及び前記駆動回転体に巻き掛けられ、前記クランク回転体を介して前記エンジン出力を前記駆動回転体に伝達する動力伝達部材と、前記エンジンに設けられた冷却ファンの回転軸に相対回転可能に取り付けられており、前記動力伝達部材の内周側または外周側に接することで前記動力伝達部材の通過する位置を決定する位置決定回転体と、を有する。
【０００７】
本開示の一態様に係る車両は、上記動力伝達機構を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、エンジンからの動力が走行以外の他の用途に用いられる車両において、他の用途のための動力伝達部材が、エンジンの他の構成と干渉してしまう事態を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】エンジンを冷却ファン側から見た図
【図２】エンジンにおける動力伝達機構の前後の位置関係を説明するための図
【図３】位置決定プーリが設けられていない場合の各構成の位置関係を示す図
【図４】位置決定プーリの代わりにアイドル軸及びアイドルプーリが設けられた場合の各構成の位置関係を示す図
【図５】第１の変形例における各構成の位置関係を示す図
【図６】第２の変形例における各構成の位置関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明、例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明等は省略する場合がある。
【００１１】
＜構成の説明＞
図１は、エンジン１０を冷却ファン側から見た図である。なお、図１では、冷却ファンは図示されておらず、冷却ファンの回転軸１２が図示されている。実際には、冷却ファンは図１の紙面手前方向における回転軸１２の先端に接続される形で設けられる。なお、図１においては、簡単のため、エンジン１０を縦長の長方形として図示しているが、実際にはエンジン１０はより複雑な形状を有していてもよい。
【００１２】
以下の説明において、方向については、図１に示すエンジン１０の向きを基準とした方向を採用する。具体的には、図１における紙面手前側を前方、紙面奥側を後方、紙面上下方向をそれぞれ上下方向、紙面右方向を左方向、紙面左方向を右方向として以下の説明を行う。すなわち、図１は、エンジン１０を前方から見た図である。
【００１３】
図１に示すように、エンジン１０には、クランクシャフト１１及び冷却ファンの回転軸１２が設けられている。エンジン１０の左右に近接して、冷凍コンプレッサ３０及び発電機４０が設けられている。冷凍コンプレッサ３０は駆動軸３１を有し、発電機４０は駆動軸４１を有する。
【００１４】
冷却ファン、冷凍コンプレッサ３０、及び発電機４０は、エンジン１０の動力によって駆動される。エンジン１０の動力を冷却ファンの回転軸１２、冷凍コンプレッサ３０の駆動軸３１、及び発電機４０の駆動軸４１に伝達するための機構として、動力伝達機構２０が設けられている。図１に示すように、動力伝達機構２０は、クランクプーリ２１、ファンプーリ２２、ファンベルト２３、コンプレッサプーリ２４、発電機プーリ２５、位置決定プーリ２６、及び動力伝達ベルト２７を有する。
【００１５】
以下、各構成について説明する。クランクシャフト１１は、エンジン１０の動力を外部に伝達するための主軸である。クランクシャフト１１には、クランクプーリ２１がクランクシャフト１１と一体に回転するように設けられている。クランクプーリ２１は、本開示のクランク回転体の一例である。本実施の形態において、クランクプーリ２１は、動力伝達用のベルトを２本掛けるために２つの溝を有する２本掛けプーリである。
【００１６】
回転軸１２は、上記したように冷却ファンの回転軸である。回転軸１２にはファンプーリ２２が回転軸１２と一体に回転するように設けられている。クランクプーリ２１とファンプーリ２２とには、動力伝達用の無端状のベルトであるファンベルト２３が掛けられている。ファンプーリ２２は、本開示のファン回転体の一例である。ファンベルト２３は、本開示の第２動力伝達部材の一例である。ファンベルト２３により、エンジン１０の動力がクランクシャフト１１からクランクプーリ２１及びファンプーリ２２を介して回転軸１２に伝達される。これにより、冷却ファンが回転する。
【００１７】
本実施の形態において、図１に示すように、クランクシャフト１１は、エンジン１０の下方よりに設けられている。また、図１に示すように、冷却ファンの回転軸１２は、エンジン１０の上下方向におけるほぼ中央に設けられている。
【００１８】
図１に示すように、エンジン１０に近接して、冷凍コンプレッサ３０及び発電機４０が設けられている。冷凍コンプレッサ３０及び発電機４０は、エンジン１０の出力を動力源とする装置の例である。冷凍コンプレッサ３０及び発電機４０は、それぞれ駆動軸３１及び駆動軸４１を有する。冷凍コンプレッサ３０の駆動軸３１にはコンプレッサプーリ２４が駆動軸３１と一体に回転するように設けられている。同様に、発電機４０の駆動軸４１には発電機プーリ２５が駆動軸４１と一体に回転するように設けられている。駆動軸３１及び駆動軸４１は、本開示の駆動軸の例であり、コンプレッサプーリ２４及び発電機プーリ２５は、本開示の駆動回転体の一例である。
【００１９】
本実施の形態では、冷凍コンプレッサ３０は、エンジン１０の上下方向における中央よりも上側に配置されている。これは、冷凍コンプレッサ３０をエンジン１０及びエンジン１０を支えるサイドメンバ（図示せず）を避けた位置に配置するためである。また、本実施の形態において、冷凍コンプレッサ３０はエンジン１０の右側に配置されており、発電機４０はエンジン１０の左側に配置されている。
【００２０】
冷却ファンの回転軸１２には、上記したファンプーリ２２とは別に、位置決定プーリ２６が設けられている。位置決定プーリ２６は、本開示の位置決定回転体の一例である。位置決定プーリ２６は、回転軸１２と一体には回転しないように設けられた、いわゆるアイドルプーリである。また、位置決定プーリ２６の直径は、ファンプーリ２２の直径より大きくなっている。
【００２１】
クランクプーリ２１と、コンプレッサプーリ２４と、発電機プーリ２５と、位置決定プーリ２６とには、動力伝達用の無端状のベルトである動力伝達ベルト２７が巻き掛けられている。クランクプーリ２１では、ファンベルト２３とは異なる溝に動力伝達ベルト２７が巻き掛けられている。
【００２２】
動力伝達ベルト２７により、エンジン１０の動力がクランクシャフト１１からクランクプーリ２１及びコンプレッサプーリ２４を介して駆動軸３１に伝達される。これにより、冷凍コンプレッサ３０が駆動される。また、同様に、動力伝達ベルト２７により、エンジン１０の動力がクランクシャフト１１からクランクプーリ２１及び発電機プーリ２５を介して駆動軸４１に伝達される。これにより、発電機４０が駆動される。
【００２３】
本実施の形態において、位置決定プーリ２６は、図１に示すように動力伝達ベルト２７に対して内周側から接しており、これによって動力伝達ベルト２７の通過する位置を決定している。上記したように位置決定プーリ２６の径はファンプーリ２２の径より大きいため、位置決定プーリ２６は、回転軸１２からファンプーリ２２の半径よりも離れた位置を動力伝達ベルト２７が通過するように、動力伝達ベルト２７の位置を決定する。より詳細には、回転軸に垂直な投影面にファンプーリ２２と動力伝達ベルト２７とが投影されたとき、位置決定プーリ２６によって、動力伝達ベルト２７とファンプーリ２２とが互いに干渉しないようになっている。
【００２４】
図２は、エンジン１０における動力伝達機構２０の前後の位置関係を説明するための図である。図２は、図１に示す各構成を、右側から、左右方向に垂直な投影面に投影した図である。図２では、上下方向と前後方向とで縮尺が異なり、前後方向における距離が強調して図示されている。図２に示すように、回転軸１２において、ファンプーリ２２と位置決定プーリ２６とは、前後方向、換言すれば回転軸１２に沿った方向に互いにずれた位置に設けられている。前後方向におけるファンプーリ２２と位置決定プーリ２６との距離は、省スペース化のため数ｍｍ程度であることが望ましい。
【００２５】
＜動力伝達機構２０による効果＞
以下、本実施の形態に係る動力伝達機構２０の効果について説明する。上記説明したように、動力伝達機構２０の位置決定プーリ２６が動力伝達ベルト２７に対して内周側から接することにより、動力伝達ベルト２７が、回転軸１２からファンプーリ２２の半径より離れた位置を通過する。
【００２６】
図３は、図１に示す本実施の形態の第１の比較例として、位置決定プーリ２６が設けられていない場合の各構成の位置関係を示す図である。図３では、図１との差別化のため、全ての構成の符号に「Ａ」を付して示している。
【００２７】
図３に示すように、位置決定プーリ２６が設けられていない場合、動力伝達ベルト２７Ａの一部がファンプーリ２２Ａと干渉しうる位置に配置される（図３の点線で囲んだ部位）。なお、図３の比較例でも上記図２に関連づけた説明と同様、ファンプーリ２２Ａと動力伝達ベルト２７Ａとが前後方向において数ｍｍから十数ｍｍ程度離れている。しかしながら、クランクシャフト１１Ａの回転によって動力伝達ベルト２７Ａが動力を伝達するとき、動力伝達ベルト２７Ａは前後方向に振動することがある。このような場合、例えファンプーリ２２Ａと動力伝達ベルト２７Ａが前後方向においてある程度離れていても、動力伝達ベルト２７Ａの一部とファンプーリ２２Ａとが互いに干渉してしまうことがある。動力伝達ベルト２７Ａの一部とファンプーリ２２Ａとが互いに干渉してしまうと、冷凍コンプレッサ３０Ａ及び発電機４０Ａへの動力の伝達が好適に行われなくなることがある。
【００２８】
本実施の形態に係る動力伝達機構２０では、図１に示すように、位置決定プーリ２６によって、動力伝達ベルト２７が、回転軸１２からファンプーリ２２の半径より離れた位置を通過する。これにより、エンジン１０の駆動時においても、動力伝達ベルト２７がファンプーリ２２と干渉する事態を防止することができる。このため、エンジン１０の動力を、動力伝達ベルト２７によって冷凍コンプレッサ３０及び発電機４０へ確実に伝達することができる。
【００２９】
なお、動力伝達ベルト２７がファンプーリ２２と干渉しないようにするためには、図４に示すように、例えばエンジン１０の所定の位置に、アイドル軸２８Ｂ及びアイドルプーリ２９Ｂを設ける構成も考えられる。図４は、図１に示す本実施の形態の第２の比較例として、位置決定プーリ２６の代わりにアイドル軸２８Ｂ及びアイドルプーリ２９Ｂが設けられた場合の各構成の位置関係を示す図である。図４では、図１及び図３との差別化のため、全ての構成の符号に「Ｂ」を付して示している。
【００３０】
しかしながら、このような構成では、アイドル軸２８Ｂをエンジン１０Ｂに設けなければならず、図１に示す本実施の形態に係る動力伝達機構２０と比較して、アイドル軸２８Ｂの分だけ構成が増加する。また、アイドル軸２８Ｂを新たにエンジン１０Ｂに設けることにより、エンジン１０Ｂの設計の自由度が低下するおそれがある。本実施の形態に係る動力伝達機構２０では、冷却ファンの回転軸１２を利用して位置決定プーリ２６を設けることにより、コンパクトな構成で動力伝達ベルト２７がファンプーリ２２と干渉しないようにすることができる。
【００３１】
以上、図面を参照しながら本開示に係る実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素は任意に組み合わせられてもよい。
【００３２】
以下では、上記説明した実施の形態の変形例について説明する。
【００３３】
＜第１の変形例＞
上記説明した実施の形態において、図１に示すように、位置決定プーリ２６は、動力伝達ベルト２７に対して、動力伝達ベルト２７の内周側から接していた。しかしながら、本開示はこれに限定されない。図５に示すように、位置決定プーリ２６Ｃは、動力伝達ベルト２７Ｃに対して、動力伝達ベルト２７Ｃの外周側から接していてもよい。
【００３４】
図５は、第１の変形例における各構成の位置関係を示す図である。図５では、図１、図３及び図４との差別化のため、全ての構成の符号に「Ｃ」を付して示している。図５に示すように、位置決定プーリ２６Ｃが動力伝達ベルト２７Ｃの外周側から接している場合でも、動力伝達ベルト２７Ｃがファンプーリ２２Ｃと干渉しないようにすることができる。
【００３５】
＜第２の変形例＞
上記説明した実施の形態では、エンジン１０の動力によって駆動される装置として、冷凍コンプレッサ３０の他に発電機４０が設けられていた。しかしながら、本開示はこれに限定されない。エンジン１０の動力によって駆動される装置は、冷凍コンプレッサや発電機ではなく、他の装置であってもよい。また、エンジン１０の動力によって駆動される装置は、２つではなく、３つ以上であってもよい。また、エンジン１０の動力によって駆動される装置は、１つでもよい。
【００３６】
図６は、第２の変形例として、エンジン１０Ｄの動力によって駆動される装置が冷凍コンプレッサ３０Ｄのみである場合の各構成の位置関係を示す図である。図６では、図１、図３、図４及び図６との差別化のため、全ての構成の符号に「Ｄ」を付して示している。図６に示すように、エンジン１０Ｄの動力によって駆動される装置が冷凍コンプレッサ３０Ｄのみである場合でも、動力伝達ベルト２７Ｄがファンプーリ２２Ｄと干渉しないようにすることができる。
【００３７】
＜その他の変形例＞
上記説明した実施の形態において、クランクプーリ２１は、動力伝達用のベルトを２本掛けるために２つの溝を有する２本掛けプーリであるとしたが、本開示はこれに限定されない。例えば、クランクシャフト１１にファンベルト２３を掛けるための第１クランクプーリと、動力伝達ベルト２７を掛けるための第２クランクプーリと、が別々に設けられていてもよい。この場合、第１クランクプーリと、第２クランクプーリとは、前後方向に互いにずれた位置に設けられればよい。
【００３８】
また、上記説明した実施の形態において、図２に示すように、ファンベルト２３の方が動力伝達ベルト２７よりエンジン１０に近い側に設けられていたが、本開示はこれに限定されない。ファンベルト２３より動力伝達ベルト２７の方がエンジン１０に近い側に設けられていてもよい。
【００３９】
また、上記説明した実施の形態において、動力伝達用の部材として無端状のベルトを採用した例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えばベルトの代わりに無端状のチェーンが採用されてもよく、この場合、各プーリの代わりにスプロケット（チェーンホイール）が配置されればよい。
【００４０】
上記説明した実施の形態において、本実施の形態において、冷凍コンプレッサ３０はエンジン１０の右側に配置されており、発電機４０はエンジン１０の左側に配置されていたが、本開示はこれに限定されない。例えば冷凍コンプレッサ３０はエンジン１０の左側に配置されていてもよく、発電機４０はエンジン１０の右側に配置されていてもよい。
【００４１】
＜作用・効果＞
以上説明したように、本開示の実施の形態に係る動力伝達機構２０は、エンジン１０のクランクシャフト１１に取り付けられたクランクプーリ２１（クランク回転体）と、エンジン１０の出力を動力源とする冷凍コンプレッサ３０の駆動軸３１に設けられたコンプレッサプーリ２４（駆動回転体）と、コンプレッサプーリ２４及びクランクプーリ２１に巻き掛けられ、エンジン１０の出力をコンプレッサプーリ２４に伝達する動力伝達ベルト２７（動力伝達部材）と、冷却ファンの回転軸１２に相対回転可能に取り付けられており、動力伝達ベルト２７の内周側または外周側に接することで動力伝達ベルトの通る位置を決定する位置決定プーリ２６（位置決定回転体）と、を有する。
【００４２】
このような構成により、動力伝達ベルト２７が、エンジン１０の駆動時においても、ファンプーリ２２と干渉することがなくなる。このため、エンジン１０の動力を、動力伝達ベルト２７によって冷凍コンプレッサ３０及び発電機４０へ確実に伝達することができる。また、位置決定プーリ２６が冷却ファンの回転軸１２に設けられていることにより、例えばアイドル軸をエンジン１０の所定の位置に新規に設けてアイドルプーリを設ける場合と比較して、コンパクトな構成で上記効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本開示は、エンジンの動力を伝達する動力伝達機構に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  エンジン
１１  クランクシャフト
１２  回転軸
２０  動力伝達機構
２１  クランクプーリ
２２  ファンプーリ
２３  ファンベルト
２４  コンプレッサプーリ
２５  発電機プーリ
２６  位置決定プーリ
２７  動力伝達ベルト
２８Ｂ  アイドル軸
２９Ｂ  アイドルプーリ
３０  冷凍コンプレッサ
３１  駆動軸
４０  発電機
４１  駆動軸
【図１】
2020011566.tif 000003
【図２】
2020011566.tif 000004
【図３】
2020011566.tif 000005
【図４】
2020011566.tif 000006
【図５】
2020011566.tif 000007
【図６】
2020011566.tif 000008