(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の第１の回転体と機関の第２の回転体との間に回転動力を伝達する動力伝達部材が巻き掛けされ、前記回転電機が前記機関に取り付けられる内燃機関の回転電機取付構造であって、
前記回転電機の位置を移動させて前記第１の回転体及び前記第２の回転体の間の距離を調整する調整手段と、前記調整手段によって移動させた前記回転電機の位置を固定する固定手段とを備え、
前記固定手段は、前記回転電機に固定された一対の回転電機固定部と、前記機関に固定され、前記回転電機固定部が固定される機関固定部とを有し、
前記調整手段は、各前記回転電機固定部間に配置され前記機関に対して往復移動可能な調整ボルトを有し、
前記調整ボルトの先端を前記回転電機に当接させることにより、前記調整ボルトの移動距離が直接前記回転電機の移動距離となるようにしたことを特徴とする内燃機関の回転電機取付構造。
【請求項２】
前記固定手段は、前記機関に設けられ、前記回転電機が前記機関に投影された範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の回転電機取付構造。
【請求項３】
前記調整ボルトは、前記機関固定部に移動可能に螺設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の回転電機取付構造。
【請求項４】
前記固定手段は、複数の固定箇所を有し、前記固定箇所の少なくとも１箇所は前記伝達部材に対してほぼ垂直な平面に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の内燃機関の回転電機取付構造。
【請求項５】
前記第２の回転体は、多段であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の内燃機関の回転電機取付構造。
【請求項６】
前記第２の回転体は、前記第１の回転体より径が大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の内燃機関の回転電機取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関に使用される回転電機の取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、内燃機関には回転電機が取り付けられており、この回転電機は機関始動時に固定子巻線、若しくは固定子巻線及び固定子界磁巻線に電流が流れて駆動力を発生する電動機として使用され、機関動作時に機関の回転力を電力に変換する発電機として使用される。従って、機関始動時に回転電機から回転力が機関に伝達されるのに対し、機関動作時に機関から回転力が回転電機に伝達される。これら回転力は動力伝達手段であるベルトにより伝達され、このベルトが回転電機及び機関の間で回転力のやり取りを行う。
【０００３】
図５は従来の回転電機の取付状態を示す概略図である。図５において、回転軸に電機プーリ２（第１の回転体）を有した回転電機１はクランクプーリ３（第２の回転体）を有した機関４に取り付けられており、この電機プーリ２及びこのクランクプーリ３に連結されたベルト５（動力伝達部材）が回転電機１又は機関４の動力を伝達する。この回転電機１が機関４に取り付けられる取付構造は、回転電機１の位置を移動させて電機プーリ２及びクランクプーリ３の間の距離を調整する調整手段７と、この調整手段７によって移動させた回転電機１の位置を固定する固定手段８とを備えている。
【０００４】
回転電機１は、機関始動時に電力が供給され駆動力を発生することにより電機プーリ２に回転力を伝達しベルト５を通じて機関を始動させる。一方、この回転電機１は機関動作中には逆に機関４のクランクプーリ３からベルト５を通じて回転力が伝達され、回転軸が回転することにより発電しバッテリ等の機器にこの発生した電力を供給する。
【０００５】
クランクプーリ３は機関４の動力発生部に連結されており、機関始動時に機関４はクランクプーリ３を通じて回転電機１の回転力を受け取り、機関動作中にクランクプーリ３を通じて回転電機１に回転力を与える。
【０００６】
ベルト５（動力伝達部材）は回転電機１の電機プーリ２と機関４のクランクプーリ３との間に巻き掛けされており、このベルト５は電機プーリ２及びクランクプーリ３との摩擦によりこれらプーリ２、３に対して滑りを発生しないように各プーリ２、３が互いに引っ張り合い張力を生じさせている。従って、電機プーリ２が回転駆動すればこのベルト５が移動し、この移動に伴ってクランクプーリ３が回転して電機プーリ２の回転力をクランクプーリ３に伝達する。逆にクランクプーリ３が回転駆動するとベルト５の移動により、電機プーリ２が回転してクランクプーリ３の回転力を電機プーリ２に伝達する。
【０００７】
固定手段８は、回転電機１に固着された回転電機固定部９と、機関４に固定された機関固定部１０と、回転電機固定部９及びこの機関固定部１０を一緒に固定するボルト１１、１２とを有している。回転電機固定部９は穴部９ａを有する部材である。機関固定部１０は回転電機１の両側に配置され機関に固定された湾曲ステー１３及び支持ステー１４であり、湾曲ステー１３は長穴１３ａを有し、支持ステー１４は丸穴１４ａを有している。この長穴１３ａは回転電機固定部９の穴部９ａとともにボルト１１及びナットで締着され、丸穴１４ａは反対側の回転電機固定部９の穴部９ａとともにボルト１２及びナットで締着されている。従って、ボルト１１及び１２を緩めるとボルト１１は長穴１３ａ内を移動可能になり、ボルト１２は丸穴１４ａ内を回転可能になるので、ボルト１１が長穴１３ａ内を移動することにより回転電機固定部９もこの移動に応じて移動する。即ち、ボルト１１はボルト１２を支点として円弧状に移動し、このボルト１１の移動に伴って電機プーリ２もボルト１２を支点としてボルト１１よりも小さな円弧を描きながら移動する。
【０００８】
調整手段７は湾曲ステー１３に設けられた支持ナット１５と、この支持ナット１５に螺合され長穴１３ａの長手方向に往復移動し得る調整ボルト１６とを有し、この調整ボルト１６を支持ナット１５にねじ込んで移動させることにより、回転電機固定部９にこの調整ボルト１６が当接して回転電機１を移動させる構成となっている。
【０００９】
このように構成された内燃機関の回転電機取付構造では、ベルト５が緩んだ状態ではこのベルト５と電機プーリ２及びクランクプーリ３との摩擦力が十分に発生しないため、ベルト５とこれらプーリ２及び３との間に滑りを生じ動力を伝達することができなくなる。この状態を回避するために調整手段７で回転電機１を移動させて電機プーリ２とクランクプーリ３との間の距離を調整することにより、ベルト５に張力を発生させて回転電機１及び機関４の間での動力を伝達し得るだけの摩擦力をプーリ２及び３とベルト５との間に発生させている。
【００１０】
調整手段７による電機プーリ２及びクランクプーリ３の間の距離の調整は、固定手段８の２つのボルト１１、１２を緩め、ボルト１１が長穴１３ａ内を移動できるようにし、また、丸穴１４ａ内でもボルト１２が回転できるようにする。その後、緩んだベルト５に張力を発生させるために調整ボルト１６を支持ナット１５にねじ込んで回転電機固定部９の調整ボルト１６の当接部分をクランクプーリ３から離れる方向に移動させる。この時、支持ステー１４の丸穴１４ａ側では穴部９ａがボルト１２に対して回転自在になり、結果としてこの丸穴１４ａに挿入されたボルト１１を支点として回転電機１及び電機プーリ２が円弧状に移動する。この円弧状の移動により電機プーリ２及びクランクプーリ３の間の距離を調整し、ベルト５に十分張力が発生したところでボルト１１、１２をナットとともに締着し、回転電機１を固定する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の内燃機関の回転電機取付構造では、固定手段８の２つのボルト１１、１２の間に電機プーリ２が配置され、一方のボルト１２を支点として他方のボルト１１が移動する構造であるので、調整ボルト１６の移動距離に比べて電機プーリ２の移動距離は小さくしかも円弧状に移動する。従って、正確に電機プーリ２及びクランクプーリ３の間の距離を把握することが困難であり、またこの取付構造を設計する際に、電機プーリ２の移動距離をベルト５等の状態による余裕度を考慮して設定すると、調整ボルト１６の移動距離は電機プーリ２の余裕度より大きくなり、湾曲ステー１３及び長穴１３ａも大きくしなければならず、回転電機１が機関４の外側へボルト１２を支点として倒れることも考慮すると、この取付構造が大型化する問題点があった。
【００１２】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、回転電機の固定手段をコンパクトにし、ベルトの張力調整をする調整ボルトの移動距離が回転電機の移動距離となるようにして設計上の余裕度が取付構造に増幅しない構成にすることにより小型化した内燃機関の回転電機取付構造を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の回転電機取付構造は、回転電機の第１の回転体と機関の第２の回転体との間に回転動力を伝達する動力伝達部材が巻き掛けされ、前記回転電機が前記機関に取り付けられる内燃機関の回転電機取付構造であって、前記回転電機の位置を移動させて前記第１の回転体及び前記第２の回転体の間の距離を調整する調整手段と、前記調整手段によって移動させた前記回転電機の位置を固定する固定手段とを備え、前記固定手段は、前記回転電機に固定された一対の回転電機固定部と、前記機関に固定され、前記回転電機固定部が固定される機関固定部とを有し、前記調整手段は、各前記回転電機固定部間に配置され前記機関に対して往復移動可能な調整ボルトを有し、前記調整ボルトの先端を前記回転電機に当接させることにより、前記調整ボルトの移動距離が直接前記回転電機の移動距離となるようにしたものである。
【００１４】
また、前記固定手段は、前記機関に設けられ、前記回転電機が前記機関に投影された範囲内にあるものである。
【００１５】
また、前記調整ボルトは、前記機関固定部に移動可能に螺設されている。
【００１８】
また、前記固定手段は、複数の固定箇所を有し、前記固定箇所の少なくとも１箇所は前記伝達部材の平面に対してほぼ垂直な平面に配置されているものである。
【００１９】
また、前記第２の回転体は、多段である。
【００２０】
また、前記第２の回転体は、前記第１の回転体より径が大きいものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の回転電機取付構造の要部断面図である。図１において、回転軸に電機プーリ２（第１の回転体）を有した回転電機１はクランクプーリ３（第２の回転体）を有した機関４に取り付けられ、この電機プーリ２及びこのクランクプーリ３に巻き掛けされたベルト５（動力伝達部材）により回転電機１又は機関４の動力を伝達する。この回転電機１を機関４に取り付ける取付構造は、回転電機１の位置を移動させて電機プーリ２及びクランクプーリ３の間の距離を調整する調整手段２０と、この調整手段２０によって移動させた回転電機１の位置を固定する固定手段２１とを備えている。なお、従来例と同一の構成要素は同一符号を付している。
【００２２】
回転電機１は、機関始動時に電力が供給され駆動力を発生することにより電機プーリ２に回転力を伝達しベルト５を通じて機関を始動させる。一方、この回転電機１は機関動作中には逆に機関４のクランクプーリ３からベルト５を通じて回転力が伝達され、回転軸が回転することにより発電しバッテリ等の機器にこの発生した電力を供給する。
【００２３】
クランクプーリ３は機関４の動力発生部に連結されており、機関始動時には機関４はクランクプーリ３を通じて回転電機１の回転力を受け取り、機関動作中にはクランクプーリ３を通じて回転電機１に回転力を与える。
【００２４】
ベルト５（動力伝達部材）は回転電機１の電機プーリ２と機関４のクランクプーリ３との間に巻き掛けされており、このベルト５は電機プーリ２及びクランクプーリ３との摩擦によりこれらプーリ２、３に対して滑りを発生しないように各プーリ２、３間の距離を離してプーリ２、３が互いにベルト５を介して引っ張り合うように構成することによりベルト５に張力を生じさせている。従って、電機プーリ２が回転駆動すればこのベルト５が移動し、この移動に伴ってクランクプーリ３が回転して電機プーリ２の回転力をクランクプーリ３に伝達する。逆にクランクプーリ３が回転駆動するとベルト５の移動により、電機プーリ２が回転してクランクプーリ３の回転力を電機プーリ２に伝達する。
【００２５】
固定手段２１は、回転電機１に固着された回転電機固定部２２と、機関４に固定された機関固定部２３と、回転電機固定部２２及び機関固定部２３を共に固定するボルト２４とを有している。回転電機固定部２２は回転電機１が機関４に投影された範囲内で配置された２枚のプレートで、それぞれ一端部は回転電機１の側面に固着され、他端部は調整手段２０によって回転電機１が移動し得る方向に長穴２２ａが設けられている。機関固定部２３は機関４に固定されており、回転電機固定部２２をボルト２４により固定するためのボルト穴２３ａが設けられている。また、この機関固定部２３には回転電機固定部２２の２つのプレートの間に調整手段２０が設けられており、この調整手段２０も回転電機１が機関４に投影された範囲内に配置されている。また、回転電機固定部２２は長穴２２ａにボルト２４を挿通し、このボルト２４をボルト穴２３ａに螺着することにより機関４に固定される。
【００２６】
調整手段２０は機関固定部２３に設けられた調整ボルト穴２３ｂに調整部材である調整ボルト２５が螺合され、このボルト２５の先端が回転電機１の側面に垂直に当接するように構成されている。また、ボルト２５は移動可能に機関固定部２３に設けられており、ボルト２５を締め込むことにより回転電機１を押圧し、ボルト２５の移動方向に回転電機１を移動させ得る構成となっている。
【００２７】
このような内燃機関の回転電機取付構造におけるベルト５の張力の調整は以下のように行う。まずボルト２４を緩めて機関４に対して回転電機１及び回転電機固定部２２を移動可能にする。次に、調整ボルト２５を締め込んで回転電機１を押圧して電機プーリ２をクランクプーリ３から離れる方向に回転電機１及び回転電機固定部２２をともに移動させる。その後、ベルト５の張力が発生したところで、ボルト２４を締め込み回転電機固定部２２を機関固定部２３に固定させる。この張力はベルト５と各プーリ２、３との摩擦力が回転電機１又は機関４で発生した動力を互いに伝達するのに耐え得る程度に確保され、かつ、ベルト５の許容引張り強度より小さく、ベルト５がこの張力により切断しない程度の大きさでなければならない。
【００２８】
このように構成された内燃機関の回転電機取付構造では、固定手段２１及び調整手段２０が回転電機１が機関４に投影された範囲内にあり、また調整ボルト２５の移動距離が直接回転電機１の移動距離となるので、回転電機取付部分がコンパクトになり、回転電機１の周囲に配置される機器類の配置設計を容易にし、内燃機関全体を小型にすることができる。
【００２９】
なお、機関固定部２３に設けられた調整ボルト２５は１本である必要はなく、複数であっても回転電機１の位置調整が可能なので構わない。
【００３０】
また、固定手段２１の回転電機固定部２２は機関固定部２３に２箇所固定されているが、２箇所である必要はなく、１箇所あるいは３箇所以上であっても回転電機１を機関固定部２３に固定できるので構わない。
【００３１】
また、調整手段２０の調整部材である調整ボルト２５の移動距離が直接回転電機１の移動距離となる構成であれば、電機プーリ２を移動させるのに調整ボルトがこのプーリ２の移動距離より大きな移動を必要とする従来例より調整部分の小型化が図れるので、回転電機１が機関４に投影された範囲内に固定手段２１がなくてもよい。
【００３２】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る内燃機関の回転電機取付構造の概略図である。図２において、調整手段３１は回転電機固定部２２に第１取付ボルト３２によって取り付けられた第１取付部材３３と、機関固定部２３に第２取付ボルト３４によって取り付けられた第２取付部材３５と（第１取付部材３３及び第２取付部材３５で一対の取付部材）、端部が第２取付部材３５に固定され、第１取付部材３３に調整部材であるナット３６を移動可能に螺合したまま貫装された長ボルト３７とを有し、第１取付部材３３は長ボルト３７に対して移動可能であり、ナット３６は第１取付部材３３及び第２取付部材３５の間に配置されている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３３】
このような構成でのベルト５の張力の調整は、まず、固定手段２１のボルト２４を緩め、回転電機１及び回転電機固定部２２を移動可能な状態にする。次に、調整手段３１のナット３６を締め込んでいき、このナット３６が第１取付部材３３を電機プーリ２がクランクプーリ３から離れる方向に押圧する。第１取付部材３３は回転電機１に固着された回転電機固定部２２に固定されているので、ナット３６の移動により回転電機１もこのナット３６の移動方向へと移動する。その後、ベルト５の張力が回転電機１及び機関４の動力を伝達し得る程度になると、緩めていたボルト２４を締め込んで、機関固定部２３に回転電機固定部２２を固定する。この状態では回転電機１は固定手段２１によって機関４に固定されているので、調整手段３１は第１取付ボルト３２及び第２取付ボルト３４を外して取り外すことができ、図３に示すように、機関使用中は回転電機１を機関４に固定する固定手段２１のみが残るので、取付構造がコンパクトになり、回転電機１の周囲のスペースを有効に活用することができる。
【００３４】
なお、調整手段３１は１箇所である必要はなく、固定手段２１の両側の２箇所であっても回転電機１の位置調整が可能なので構わない。
【００３５】
また、第１取付部材３３及び第２取付部材３５がそれぞれ回転電機固定部２２及び機関固定部２３に脱着可能でなくても調整部材であるナット３６の移動距離がそのまま回転電機１の移動距離となって調整手段を小さくできるので、構わない。
【００３６】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３に係る内燃機関の回転電機取付構造の要部断面図である。図４は図１の矢印の方向に見た図に固定手段４１を付加した図であり、固定手段４１は実施の形態１と同様の回転電機固定部２２と機関固定部２３とボルト２４とに加え、回転電機固定部２２のプレートに設けられた長穴２２ａと同一の長穴４２ａを有した固定部材４２を備えている。この固定部材４２は機関固定部２３に固着され、さらにボルト４３が長穴４２ａを挿通して回転電機１のプーリ２と反対側の面（背面）に螺着して締着されている。また、クランクプーリ４４は多段になっており、最も大きな径の部分４４ａと回転電機１の電機プーリ２との間でベルト５が巻き掛けされている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３７】
このような構成によれば、回転電機１の背面にボルト４３で固定された固定部材４２により回転電機１の固定は安定する。よって、電機プーリ２にかかるベルト５の引っ張り力によって回転電機固定部２２に発生する曲げ応力を抑え、回転電機固定部２２の負担を軽減することができる。
【００３８】
また、クランクプーリ４４が多段プーリであり、しかも電機プーリ２より大きい最大径部分４４ａにベルト５が巻き掛けされているので、回転電機１で発生するトルクが小さくても回転速度を大きくすることにより機関４のクランクプーリ３が必要とするトルクを確保することができる。回転電機の体格はトルクの大きさで決まるので、同等の出力を確保しつつトルクを小さくするために回転速度を大きくすれば、その結果、回転電機１の大きさを小型化することができる。
さらに、多段であるので、機関４に関わる他の機器との回転力の伝達もこのクランクプーリ４４のみで対応することができる。
【００３９】
なお、ベルト５はクランクプーリ４４の最大径部分４４ａに巻き掛けされているが、電機プーリ２の径より大きな径であれば回転電機１のトルクを小さくできるので、他の段でも構わない。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、プーリ間にベルトを巻き掛けして動力伝達をしているが、スプロケット間にチェーンを巻き掛けして動力伝達する構成としてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、この発明によれば、回転電機の第１の回転体と機関の第２の回転体との間に回転動力を伝達する動力伝達部材が巻き掛けされ、前記回転電機が前記機関に取り付けられる内燃機関の回転電機取付構造であって、前記回転電機の位置を移動させて前記第１の回転体及び前記第２の回転体の間の距離を調整する調整手段と、前記調整手段によって移動させた前記回転電機の位置を固定する固定手段とを備え、前記固定手段は、前記回転電機に固定された一対の回転電機固定部と、前記機関に固定され、前記回転電機固定部が固定される機関固定部とを有し、前記調整手段は、各前記回転電機固定部間に配置され前記機関に対して往復移動可能な調整ボルトを有し、前記調整ボルトの先端を前記回転電機に当接させることにより、前記調整ボルトの移動距離が直接前記回転電機の移動距離となるようにしたので、前記調整ボルトの移動距離が最小限になり、この調整手段の大きさも最小限にすることができる。
【００４２】
また、前記固定手段は、前記機関に設けられ、前記回転電機が前記機関に投影された範囲内にあるので、前記回転電機の周囲のスペースを有効に活用することができる。
【００４３】
また、前記調整ボルトは、前記機関固定部に移動可能に螺設されているので、前記回転電機の周囲に影響を及ぼすことはない。
【００４６】
また、前記固定手段は、複数の固定箇所を有し、前記固定箇所は前記動力伝達部材の平面に対してはぼ垂直な平面に置されているので、前記回転電機の固定が安定し、前記固定手段の信頼性が向上する。
【００４７】
また、前記第２の回転体は、多段であるので、前記機関に関与する他の機器の回転力の伝達をこの第２の回転体のみで行うことができる。
【００４８】
また、前記第２の回転体は、前記第１の回転体より径が大きいので、始動時においては前記回転電機の回転速度を減速してクランクプーリでのトルクを大きくでき、発電時においてはクランクプーリに対して回転電機の回転速度を増速して前記回転電機の出力電力を大きくでき、前述と同様に回転電機の体格を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る内燃機関の回転電機取付構造の要部断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態２に係る内燃機関の回転電機取付構造の構成を示す概略図である。
【図３】  図２の調整手段３１を取り外した状態の概略図である。
【図４】  この発明の実施の形態３に係る内燃機関の回転電機取付構造の要部断面図である。
【図５】  従来の内燃機関の回転電機取付構造の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  回転電機、２  電機プーリ、３  クランクプーリ、４  機関、５  ベルト（動力伝達部材）、７  調整手段、８  固定手段、９  回転電機固定部、１０  機関固定部、１６  ボルト（調整ボルト）、２１  固定手段、２２  回転電機固定部、２３  機関固定部、２５  ボルト（調整ボルト）、３１  調整手段、３３，３５  一対の取付部材（３３  第１取付部材、３５  第２の取付部材）、３６ナット、３７  長ボルト、４１  固定手段、４２  固定部材、４４  クランクプーリ（多段）。
【図１】
0003720712.tif 000002
【図２】
0003720712.tif 000003
【図３】
0003720712.tif 000004
【図４】
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【図５】
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