(57)【要約】【課題】本発明は、被駆動プーリを備える補機について、全ての被駆動プーリ及び補機をできる限りエンジン近くに配置し、エンジンの小型軽量化を図ることを目的としている。【解決手段】このため、クランク軸とカム軸とバランサ軸と駆動プーリと被駆動プーリを備える補機類とベルトとテンショナプーリとをエンジンに備え、カム軸駆動機構をエンジン端部のカバー内に配置し、カバー側方に各プーリを配置したエンジンの補機駆動装置において、エンジンをクランク軸方向から見た場合、駆動プーリと被駆動プーリとテンショナプーリとをカバーの長手方向及びその延長方向に沿って直列に並べ、ベルトの走行方向でテンショナプーリと被駆動プーリとの間に駆動プーリが位置するように各プーリを配置し、駆動プーリの軸心に対してカバーとは反対側に位置する駆動プーリの外周面をテンショナプーリと被駆動プーリの間を走行するベルトの背面に接触するようにした。【選択図】図１
2014034947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸と、このクランク軸からカム軸駆動機構を介して駆動力が伝達されるカム軸と、前記クランク軸によって駆動されるバランサ軸と、このバランサ軸に取り付けられた駆動プーリと、被駆動プーリを備える補機類と、前記駆動プーリから前記被駆動プーリに駆動力を伝達するベルトと、このベルトに張力を付与するテンショナプーリとをエンジンに備え、前記カム軸駆動機構を、前記エンジンの端部に配置されるカバー内に配置し、このカバーの側方に前記各プーリを配置したエンジンの補機駆動装置において、前記エンジンをクランク軸方向から見た場合、前記駆動プーリと前記被駆動プーリと前記テンショナプーリとを前記カバーの長手方向及びその延長方向に沿って直列に並べ、前記ベルトの走行方向で前記テンショナプーリと前記被駆動プーリとの間に前記駆動プーリが位置するように各プーリを配置し、前記駆動プーリの軸心に対して前記カバーとは反対側に位置する当該駆動プーリの外周面を前記テンショナプーリと前記被駆動プーリの間を走行する前記ベルトの背面に接触するようにしたことを特徴とするエンジンの補機駆動装置。
【請求項２】
前記カム軸駆動機構を、前記クランク軸と同軸のベベルギヤと、前記カム軸と同軸のベベルギヤと、これらベベルギヤに夫々噛み合う一対のベベルギヤを軸方向両端部に備えるとともに前記クランク軸及び前記カム軸と直交する軸回りに回転する中間軸とによって構成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの補機駆動装置。
【請求項３】
前記エンジンはさらにウォータポンプを備え、このウォータポンプを前記カバー内に配置し、前記中間軸によって駆動したことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの補機駆動装置。
【請求項４】
前記バランサ軸は、前記クランク軸とは逆方向ヘこのクランク軸と等速で回転することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの補機駆動装置。
【請求項５】
前記補機類として被駆動プーリの直径が異なる２個の補機を備え、これらの補機のうち被駆動プーリの直径が相対的に小さい補機を、もう一方の補機よりも前記駆動プーリから離れた位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの補機駆動装置。
【請求項６】
前記テンショナプーリと前記被駆動プーリのうち相対的に直径の小さい被駆動プーリとは前記ベルトの走行方向が反転する位置に配置されており、前記被駆動プーリのうち相対的に直径の大きい被駆動プーリはその軸心を挟んだ２箇所にて前記ベルトと接触することを特徴とする請求項５に記載のエンジンの補機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はエンジンの補機駆動装置に係り、特に全ての被駆動プーリ及び補機をできる限りエンジンの近くに配置し、エンジンの小型軽量化を図るエンジンの補機駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンにおいては、エンジンのクランク軸からの駆動力をベルトを介して補機類に伝達させている。
このとき、補機類としては、オルタネータやエアコンコンプレッサ、ウォータポンプなどがあり、補機類を前記エンジン周囲に配置した際の大型化を回避するために、補機類のレイアウトが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３０１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のエンジンの補機駆動装置において、オルタネータやエアコンコンプレッサなどの補機類を駆動するベルトは、クランク軸に直結されたプーリにより駆動されている。
このとき、プーリは前記エンジン前方に突出した状態で配置されるため、エンジン全長が増大するという不都合がある。
また、ハイブリット車両（「ＨＥＶ」ともいう。）の場合に、オルタネータやエアコンコンプレッサなどの前記補機類を前記エンジンに搭載する必要が無くなる場合が多い。
このような場合には、例えばウォータポンプのみをベルト駆動する必要があるため、このウォータポンプのためにベルト駆動装置を設ける必要がある、あるいは、電動ウォータポンプを用意する必要があるという不都合がある。
【０００５】
この発明は、ベルトを介して回転が伝達される被駆動プーリを備える補機について、全ての被駆動プーリ及び補機をできる限りエンジンの近くに配置し、エンジンの小型軽量化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、クランク軸と、このクランク軸からカム軸駆動機構を介して駆動力が伝達されるカム軸と、前記クランク軸によって駆動されるバランサ軸と、このバランサ軸に取り付けられた駆動プーリと、被駆動プーリを備える補機類と、前記駆動プーリから前記被駆動プーリに駆動力を伝達するベルトと、このベルトに張力を付与するテンショナプーリとをエンジンに備え、前記カム軸駆動機構を、前記エンジンの端部に配置されるカバー内に配置し、このカバーの側方に前記各プーリを配置したエンジンの補機駆動装置において、前記エンジンをクランク軸方向から見た場合、前記駆動プーリと前記被駆動プーリと前記テンショナプーリとを前記カバーの長手方向及びその延長方向に沿って直列に並べ、前記ベルトの走行方向で前記テンショナプーリと前記被駆動プーリとの間に前記駆動プーリが位置するように各プーリを配置し、前記駆動プーリの軸心に対して前記カバーとは反対側に位置する当該駆動プーリの外周面を前記テンショナプーリと前記被駆動プーリの間を走行する前記ベルトの背面に接触するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、前記エンジンをクランク軸方向から見た場合、前記駆動プーリと、前記被駆動プーリと、前記テンショナプーリとを前記カバーの長手方向及びその延長方向に沿って直列に並べることで、全ての被駆動プーリ及び補機類をエンジンの近くに配置できる。
この際、前記ベルトの走行方向で前記テンショナプーリと前記被駆動プーリとの間に前記駆動プーリが位置するように各プーリを配置し、前記駆動プーリの軸心に対して前記カバーとは反対側に位置する当該駆動プーリの外周面を前記テンショナプーリと前記被駆動プーリの間を走行する前記ベルトの背面に接触するようにしたため、少なくとも３つのプーリを直列に配置したとしてもベルトを各プーリに対して滑りが発生しない角度だけ巻き付けることができる。
このため、ベルトの滑りを防止しつつ被駆動プーリ及び補機類をエンジンの近くに配置でき、エンジンの小型軽量化を図るとともに、補機に対するベルトの取り回しを簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はエンジンの正面図である。（実施例）
【図２】図２はエンジンの斜視図である。（実施例）
【図３】図３はエンジンの縦断面図である。（実施例）
【図４】図４はエンジンの内部構造を示す概略斜視図である。（実施例）
【図５】図５はカバーを取り除いた状態のエンジン前部の正面図である。（実施例）
【図６】図６はカム軸駆動機構の概略説明図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図６はこの発明の実施例を示すものである。
図１〜図３において、１は２気筒のエンジンである。
このエンジン１は、モノブロック２と、このモノブロック２の上面に取り付けられるシリンダヘッドカバー３と、前記モノブロック２の下面に取り付けられるロアケース４とを備えている。
このとき、前記モノブロック２は、図３に示す如く、シリンダブロック５と、このシリンダブロック５の上面に取り付けられるシリンダヘッド６と、前記シリンダブロック５及びシリンダヘッド６の前面に取り付けられるカバー７とからなる。
前記エンジン１は、図１〜図６に示す如く、このエンジン１の前後方向に延びるようにクランク軸８を配置し、このクランク軸８からカム軸駆動機構９を介して駆動力が伝達されるカム軸１０と、前記クランク軸８によって駆動されるバランサ軸１１とを備えている。
そして、前記クランク軸８は、前記モノブロック２のシリンダブロック５内を往復動作する２個のピストン１２ａ、１２ｂにコンロッド１３ａ、１３ｂを介して接続されている。
また、前記バランサ軸１１に取り付けられた駆動プーリ１４と、被駆動プーリ１５を備える補機類１６と、前記駆動プーリ１４から前記被駆動プーリ１５に駆動力を伝達するベルト１７と、このベルト１７に張力を付与するテンショナプーリ１８とを前記エンジン１に備える。
更に、前記カム軸駆動機構９を、前記エンジン１の端部に配置されるカバー７内に配置し、このカバー７の側方に前記各プーリ１４、１５を配置する。
【００１１】
そして、前記エンジン１をクランク軸方向から見た場合、前記駆動プーリ１４と前記被駆動プーリ１５と前記テンショナプーリ１８とを前記カバー７の長手方向及びその延長方向に沿って直列に並べ、前記ベルト１７の走行方向で前記テンショナプーリ１８と前記被駆動プーリ１５との間に前記駆動プーリ１４が位置するように各プーリ１４、１５を配置し、前記駆動プーリ１４の軸心に対して前記カバー７とは反対側に位置する当該駆動プーリ１４の外周面を前記テンショナプーリ１８と前記被駆動プーリ１５の間を走行する前記ベルト１７の背面に接触する構造とする。
詳述すれば、前記補機類１６は、例えばエアコンコンプレッサ１９やオルタネータ２０からなり、エアコンコンプレッサ１９は被駆動プーリ１５であるエアコンプーリ２１を備えるとともに、前記オルタネータ２０は被駆動プーリ１５のオルタネータプーリ２２を備えている。
そして、前記エンジン１をクランク軸方向から見た場合、下部に前記バランサ軸１１の前記駆動プーリ１４を配置し、この駆動プーリ１４の上方において、下方から上方に向かってエアコンプーリ２１とオルタネータプーリ２２とを順次配置する一方、前記駆動プーリ１４の下方には前記テンショナプーリ１８を配置し、前記カバー７の長手方向及びその延長方向に沿って直列に並べる。
また、前記駆動プーリ１４の軸心１４Ｃに対して前記カバー７とは反対側に位置する当該駆動プーリ１４の外周面１４ｆ（図１において駆動プーリ１４の右側の外周面１４ｆ）を前記テンショナプーリ１８と前記被駆動プーリ１５であるエアコンプーリ２１やオルタネータプーリ２２の間を走行する前記ベルト１７の背面１７ｒに接触する構造とするものである。
【００１２】
さすれば、前記エンジン１をクランク軸方向から見た場合、前記駆動プーリ１４と、前記被駆動プーリ１５のエアコンプーリ２１及びオルタネータプーリ２２と、前記テンショナプーリ１８とを前記カバー７の長手方向及びその延長方向に沿って直列に並べることで、全ての被駆動プーリ１５であるエアコンプーリ２１やオルタネータプーリ２２及び補機類１６を前記エンジン１の近くに配置できる。
この際、前記ベルト１７の走行方向で前記テンショナプーリ１８と前記被駆動プーリ１５のエアコンプーリ２１及びオルタネータプーリ２２との間に前記駆動プーリ１４が位置するように各プーリを配置し、前記駆動プーリ１４の軸心１４Ｃに対して前記カバー７とは反対側に位置する当該駆動プーリ１４の外周面１４ｆを前記テンショナプーリ１８と前記被駆動プーリ１５のエアコンプーリ２１及びオルタネータプーリ２２の間を走行する前記ベルト１７の背面１７ｒに接触するようにしたため、少なくとも３つのプーリを直列に配置したとしてもベルト１７を各プーリに対して滑りが発生しない角度だけ巻き付けることができる。
このため、ベルト１７の滑りを防止しつつ被駆動プーリ１５であるエアコンプーリ２１やオルタネータプーリ２２及び補機類１６を前記エンジン１の近くに配置でき、エンジン１の小型軽量化を図るとともに、補機類１６に対するベルト１７の取り回しを簡素化できる。
【００１３】
また、前記カム軸駆動機構９を、前記クランク軸８と同軸のクランク軸側ベベルギヤ２３と、前記カム軸１０と同軸のカム軸側ベベルギヤ２４と、これらベベルギヤ２３、２４に夫々噛み合う一対の第１、第２ベベルギヤ２５、２６を軸方向両端部に備えるとともに前記クランク軸８及び前記カム軸１０と直交する軸回りに回転する中間軸２７とによって構成する。
つまり、図３〜図６に示す如く、前記クランク軸８の前側端部にクランク軸側ベベルギヤ２３を取り付けるとともに、前記モノブロック２のシリンダヘッド６に配置される前記カム軸１０の前側端部にカム軸側ベベルギヤ２４を取り付ける。
そして、前記クランク軸８のクランク軸側ベベルギヤ２３に前記中間軸２７の下端に配置される第１ベベルギヤ２５を噛合させ、前記カム軸１０のカム軸側ベベルギヤ２４には前記中間軸２７の上端に配置される第２ベベルギヤ２６を噛合させる。
このとき、前記クランク軸８からの駆動力は、前記カム軸駆動機構９のクランク軸側ベベルギヤ２３から前記中間軸２７側の第１ベベルギヤ２５を介して中間軸２７に伝達されるとともに、この中間軸２７側の第２ベベルギヤ２６から前記カム軸１０のカム軸側ベベルギヤ２４に伝達される。
これにより、前記クランク軸８からの駆動力を、前記カム軸駆動機構９を介して前記カム軸１０に確実に伝達させることができ、このカム軸１０に設けられる吸気カム２８及び排気カム２９によって吸気バルブ３０及び排気バルブ３１の開閉を行うことができる。
さすれば、前記カム軸駆動機構９を、２組のべベルギヤであるクランク軸側ベベルギヤ２３と第１ベベルギヤ２５及び第２ベベルギヤ２６とカム軸側ベベルギヤ２４と、前記クランク軸８及び前記カム軸１０と直交する軸回りに回転する中間軸２７とによって構成したため、チェーンやベルトによってクランク軸の駆動力をカム軸に伝達するカム軸駆動機構と比べ、中間軸２７が前方向に突出することとなるが、カム軸駆動機構９及びカバー７がクランク軸８と直交する方向に占有する空間を縮小できる。
よって、上記構造を上述した各プーリの配置構造に適用すれば、カバー７側方に配置される前記被駆動プーリ１５のエアコンプーリ２１やオルタネータプーリ２２及び前記補機類１６をよりエンジン１に近づけることができ、エンジン１の小型軽量化が図れる。
【００１４】
前記エンジン１はさらにウォータポンプ３２を備え、このウォータポンプ３２を前記カバー７内に配置し、前記中間軸２７によって駆動する。
つまり、図２〜図６に示す如く、中間軸２７の中間部位にウォータポンプ３２を配置し、前記カバー７によって覆うものである。
さすれば、中間軸２７の回転に伴ってウォータポンプ３２が駆動される。
これにより、前記ウォータポンプ３２を前記カバー７内に配置し、前記中間軸２７によって駆動したため、ベルトによってウォータポンプを駆動する必要が無くなる。
よって、前記ウォータポンプ３２を備えた前記エンジン１であっても、前記被駆動プーリ１５のエアコンプーリ２１やオルタネータプーリ２２及び前記補機類１６をよりエンジン１に近づけることができ、エンジン１の小型軽量化が図れる。
また、通常のエンジンの場合、前記ウォータポンプ３２を補機駆動ベルトにより駆動しているが、この発明においては、前記中間軸２７によって駆動されるため、前記エアコンコンプレッサ１９や前記オルタネータ２０が不用となった場合に、補機駆動ベルトを廃止できる。すなわち、ＨＥＶ用としてエンジンを搭載する場合、補機駆動ベルトが不用となる。なお、前記ウォータポンプ３２を電動化して補機駆動ベルトを廃止する方策もあるが、コストアップに繋がる不具合がある。
【００１５】
更に、前記クランク軸８の前側端部においては、図４及び図５に示す如く、前記コンロッド１３ａの取付部位と前記第１ベベルギヤ２５の取付部位との間にクランクギヤ３３を設ける。
そして、このクランクギヤ３３には、前記クランク軸８に対して平行に配置される前記バランサ軸１１に設けたバランサギヤ３４を噛合させる。
このとき、前記バランサ軸１１は、前記クランク軸８とは逆方向ヘこのクランク軸８と等速で回転する。
これにより、前記クランク軸８からの駆動力を、前記クランクギヤ３３及びバランサギヤ３４を介して前記バランサ軸１１に確実に伝達させることができる。
このとき、上記構造により、前記被駆動プーリ１５のエアコンプーリ２１やオルタネータプーリ２２を前記クランク軸８と同方向に回転させることができ、通常の前記エンジン１に使用される前記補機類１６を共通使用できる。
また、補機類１６を前記クランクギヤ３３及び前記バランサギヤ３４を介して駆動することにより、変動が比較的滑らかな回転負荷が前記バランサ軸１１にかかることとなり、バランサギヤ３４の暴れを軽減でき、ギヤ騒音が軽減できる。
【００１６】
前記補機類１６としては、２個の補機であるエアコンコンプレッサ１９やオルタネータ２０を備えている。
このとき、前記被駆動プーリ１５であるエアコンプーリ２１とオルタネータプーリ２２との直径を相違させる。
そして、これらの補機のうち被駆動プーリ１５の直径が相対的に小さい補機を、もう一方の補機よりも前記駆動プーリ１４から離れた位置に配置する。
つまり、図１に示す如く、前記エアコンプーリ２１の直径をｄ１とするとともに、前記オルタネータプーリ２２の直径をｄ２とした際に、エアコンプーリ２１の直径ｄ１をオルタネータプーリ２２の直径ｄ２よりも大きくし、駆動プーリ１４上部の近くにエアコンプーリ２１を配置する一方、このエアコンプーリ２１よりもさらに上部の駆動プーリ１４から離れた位置にオルタネータプーリ２２を配置するものである。
さすれば、補機の個数を２つに増加させつつ各被駆動プーリ１５であるエアコンプーリ２１及びオルタネータプーリ２２に対するベルト１７の巻き付け角度を大きくすることができることにより、ベルト１７の滑りを防止できる。
また、前記駆動プーリ１４上部の近くに前記エアコンコンプレッサ１９のエアコンプーリ２１を配置するとともに、前記駆動プーリ１４下部に前記テンショナプーリ１８を配置したことにより、駆動プーリ１４をエアコンプーリ２１とテンショナプーリ１８とで挟み込むことができ、駆動源である駆動プーリ１４にも十分な前記ベルト１７の巻き付け角度を確保することができる。
【００１７】
また、前記テンショナプーリ１８と前記被駆動プーリ１５のうち相対的に直径の小さい被駆動プーリとは前記ベルト１７の走行方向が反転する位置に配置されており、前記被駆動プーリ１５のうち相対的に直径の大きい被駆動プーリはその軸心を挟んだ２箇所にて前記ベルト１７と接触している。
つまり、前記テンショナプーリ１８と相対的に直径ｄ２の小さい前記オルタネータプーリ２２とは前記ベルト１７の走行方向が反転する位置、すなわち、図１に示す如く、下端位置に前記テンショナプーリ１８が配置される一方、上端位置には相対的に直径ｄ２の小さい前記オルタネータプーリ２２が配置される。
そして、相対的に直径ｄ１の大きい前記エアコンプーリ２１は、軸心２１Ｃを挟んだ２箇所、つまり、図１において左右両側でベルト１７と接触する。
さすれば、前記テンショナプーリ１８と前記被駆動プーリ１５のうち相対的に直径ｄ２の小さい前記オルタネータプーリ２２とは前記ベルト１７の走行方向が反転する位置に配置された場合、ベルト１７の走行方向が反転する区間の同士を連絡する直線部の長さが長くなって、この直線部を走行するベルト１７に振動が生じ易い。
本発明では、前記被駆動プーリ１５のうち相対的に直径ｄ１の大きい前記エアコンプーリ２１はその軸心２１Ｃを挟んだ２箇所にて前記ベルト１７と接触する構造とした。
このため、ベルト１７の反転部同士を連絡する直線部に相対的に直径ｄ１の大きい前記エアコンプーリ２１を接触させ、ベルト１７の振動を低減できる。
【００１８】
追記すれば、前記クランク軸８が、図１に矢印で示す如く、右回りに回転すると、クランク軸８と同軸の前記クランクギヤ３３と前記バランサ軸１１と同軸の前記バランサギヤ３４との噛合関係によって、バランサ軸１１がクランク軸８と反対方向の左回りに回転する。
このバランサ軸１１の回転によって、同軸に取り付けられる前記駆動プーリ１４も左回りに回転する。
そして、この駆動プーリ１４には前記ベルト１７が巻き付けられている。
このとき、前記駆動プーリ１４上部の近くに直径ｄ１の前記エアコンプーリ２１を配置する一方、このエアコンプーリ２１よりもさらに上部の駆動プーリ１４から離れた位置に、エアコンプーリ２１の直径ｄ１よりも小さな直径ｄ２の前記オルタネータプーリ２２を配置し、駆動プーリ１４下部の近くに前記テンショナプーリ１８を配置している。
このため、前記駆動プーリ１４の左回りの回転方向に対して、前記ベルト１７によって、前記エアコンプーリ２１と前記オルタネータプーリ２２と前記テンショナプーリ１８とが共に右回りに回転する。
【符号の説明】
【００１９】
１  エンジン
２  モノブロック
３  シリンダヘッドカバー
４  ロアケース
５  シリンダブロック
６  シリンダヘッド
７  カバー
８  クランク軸
９  カム軸駆動機構
１０  カム軸
１１  バランサ軸
１４  駆動プーリ
１４Ｃ  軸心
１４ｆ  外周面
１５  被駆動プーリ
１６  補機類
１７  ベルト
１７ｒ  背面
１８  テンショナプーリ
１９  エアコンコンプレッサ
２０  オルタネータ
２１  エアコンプーリ
２１Ｃ  軸心
２２  オルタネータプーリ
２３  クランク軸側ベベルギヤ
２４  カム軸側ベベルギヤ
２５、２６  一対の第１、第２ベベルギヤ
２７  中間軸
３２  ウォータポンプ
３３  クランクギヤ
３４  バランサギヤ
【図１】
2014034947.tif 000003
【図２】
2014034947.tif 000004
【図３】
2014034947.tif 000005
【図４】
2014034947.tif 000006
【図５】
2014034947.tif 000007
【図６】
2014034947.tif 000008