(57)【要約】【課題】エンジン始動後に始動用ベルト７の回転を停止させることで、トルクロスを低減できるエンジン１のベルト駆動システムを提供する。【解決手段】エンジン１のクランクプーリ４は、クラッチ５を介してクランク軸１ａに取り付けられると共に、始動用ベルト７を介して始動装置２のスタータプーリ８に連結されている。クラッチ５は、エンジン始動時にクランクプーリ４からクランク軸１ａへ駆動トルクを伝達し、エンジン始動後にクランク軸１ａからクランクプーリ４への駆動トルクを遮断する一方向クラッチである。従って、エンジン始動後は、クラッチ５が切り離されるため、始動装置２がＯＦＦされて回転を停止すると、始動用ベルト７およびクランクプーリ４の回転も停止する。これにより、エンジン１の運転中は、エンジン１の発生トルクが始動用ベルト７を回転させるために消費されることはなく、トルクロスを低減できる。【選択図】図１
2006063902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸にクラッチを介して取り付けられるクランクプーリを有し、このクランクプーリが始動用ベルトを介して始動装置のプーリに連結されたエンジンのベルト駆動システムであって、
前記クラッチは、エンジン始動時に前記クランクプーリから前記クランク軸へ駆動トルクを伝達し、エンジン始動後に前記クランク軸から前記クランクプーリへの駆動トルクを遮断する一方向クラッチであることを特徴とするエンジンのベルト駆動システム。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジンのベルト駆動システムにおいて、
前記エンジンによって補機をベルト駆動するための補機駆動用プーリを有し、
この補機駆動用プーリが前記クランク軸に直接または間接に固定されて、前記クランク軸と一体に回転することを特徴とするエンジンのベルト駆動システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載したエンジンのベルト駆動システムは、
前記エンジンの停止及び再始動を自動制御するエンジン自動停止／始動システムに用いられることを特徴とするエンジンのベルト駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、始動装置によりベルト駆動されて始動するエンジンのベルト駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベルト駆動によってエンジンを始動するベルト駆動型始動装置が公知である。
このベルト駆動型始動装置は、モータの回転力を伝達するためのスタータプーリを有し、このスタータプーリがエンジン側のクランクプーリにベルトを介して連結され、モータに発生する回転力がスタータプーリからベルト伝動によりクランクプーリに伝達されることで、クランク軸を回転させてエンジンを始動させている。
【０００３】
また、特許文献１に記載されたベルト駆動型始動装置では、エンジン始動後のオーバラン（エンジンの回転によってモータが回されること）を防止するために、スタータプーリと始動装置の出力軸との間にクラッチを設けている。このクラッチは、エンジン始動時に出力軸からスタータプーリへ駆動トルクを伝達し、エンジン始動後にスタータプーリから出力軸への駆動トルクを遮断する一方向クラッチとして構成されている。
【特許文献１】特開２００３−３２８９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、スタータプーリの内径側にクラッチを内蔵するタイプ（特許文献１）では、エンジン始動後にクラッチが切り離された状態でも、クランクプーリとスタータプーリとがベルトを介して連結されているため、エンジンの運転中、常時ベルトテンションが加わった状態でベルトが回転している。このため、ベルトの回転に伴うトルクロスが発生し、そのトルクロスによる燃費の悪化が問題となっている。
【０００５】
また、エンジンの運転中は、ベルトを介してスタータプーリも常時空転しているので、スタータプーリを支持する軸受部の耐久性が悪化する。さらに、ベルトが常時回転しているため、ベルトの劣化が早まるだけでなく、その劣化したベルトの回転によって異音が発生する可能性もある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エンジン始動後に始動用ベルトの回転を停止させて、トルクロスを低減すると共に、信頼性の確保が容易であり、且つ異音の発生を防止できるエンジンのベルト駆動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（請求項１の発明）
本発明は、エンジンのクランク軸にクラッチを介して取り付けられるクランクプーリを有し、このクランクプーリが始動用ベルトを介して始動装置のプーリに連結されたエンジンのベルト駆動システムであって、前記クラッチは、エンジン始動時にクランクプーリからクランク軸へ駆動トルクを伝達し、エンジン始動後にクランク軸からクランクプーリへの駆動トルクを遮断する一方向クラッチであることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、エンジンのクランクプーリにクラッチを内蔵しているので、エンジン始動後、クラッチが切り離されることで、クランク軸とクランクプーリとを分離できる。つまり、エンジン始動後は、クランクプーリがクランク軸に回されることがないので、始動装置がＯＦＦされて回転を停止すると、始動用ベルトの回転も停止し、その始動用ベルトが掛け渡されるクランクプーリの回転も停止する。これにより、エンジンの運転中は、始動用ベルトが回転を停止しているので、エンジンのトルクロスを低減でき、燃費の改善を図ることができる。
【０００８】
また、エンジンの運転中に始動用ベルトが常時回転することはなく、エンジン始動時のみ回転するので、始動用ベルトの早期劣化を抑制できると共に、始動用ベルトの劣化に起因する異音の発生も低減できる。さらに、エンジン始動後（クラッチが切り離された後）は、エンジンの回転が始動装置に伝達されることはないので、始動装置が連続回転に耐え得るだけの設計を行う必要はなく、比較的安価な設計が可能であり、その分、始動装置の信頼性確保が容易である。
【０００９】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したエンジンのベルト駆動システムにおいて、エンジンによって補機をベルト駆動するための補機駆動用プーリを有し、この補機駆動用プーリがクランク軸に直接または間接に固定されて、クランク軸と一体に回転することを特徴とする。
この場合、エンジンの始動によってクラッチが切り離されても、クランク軸と一体に補機駆動用プーリが回転するので、エンジン運転中は、補機駆動用プーリに回転力を与えることができ、その補機駆動用プーリを介して補機をベルト駆動できる。
【００１０】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したエンジンのベルト駆動システムは、エンジンの停止及び再始動を自動制御するエンジン自動停止／始動システムに用いられることを特徴とする。
エンジン自動停止／始動システムを搭載する車両では、エンジンの始動回数が大幅に増加するため、エンジン始動時に発生する騒音を低減することが大きな課題である。
これに対し、本発明のベルト駆動システムでは、始動装置の回転力がエンジンのクランクプーリにベルト伝達されてエンジン始動を行うので、一般的なギヤ噛み合い式（ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせて動力伝達を行う方式）のスタータと比較して、エンジン始動時の騒音を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１はエンジンのベルト駆動システムを示す構成図、図２はベルト駆動システムの搭載例を示す車両の模式図である。
実施例１に係るエンジン１のベルト駆動システムは、図２に示す様に、ベルト駆動によってエンジン１を始動する始動装置２、およびエンジン１によってベルト駆動される補機３との間で動力伝達を行うもので、以下に説明するクランクプーリ４、クラッチ５（図１参照）、および補機駆動用プーリ６を備える。
【００１３】
クランクプーリ４は、図１に示す様に、クラッチ５を介してエンジン１のクランク軸１ａに取り付けられると共に、始動用ベルト７を介して始動装置２の出力軸２ａに取り付けられたスタータプーリ８に連結されている。
始動装置２は、ベルト駆動式スタータとして周知な構成を有するもので、内蔵するモータ（図示せず）の回転力を出力軸２ａに取り出してスタータプーリ８を回転させることにより、その回転力が始動用ベルト７を介してクランクプーリ４に伝達される。
【００１４】
クラッチ５は、図１に示す様に、クランク軸１ａに連結された外輪５ａと、クランクプーリ４に連結された内輪５ｂ、および外輪５ａと内輪５ｂとの間でトルク伝達を断続する転動体５ｃ等により一方向クラッチを構成している。
外輪５ａと内輪５ｂは、一組のサポート軸受（図示せず）を介して相対回転可能に支持されている。
転動体５ｃは、例えば、円柱形状のローラであり、外輪５ａの内周に凹設された楔状のカム室（図示せず）に配設され、図示しないスプリングによってカム室の狭小方向に付勢されている。
【００１５】
この転動体５ｃは、始動用ベルト７を介してクランクプーリ４に一方向のトルクが伝達された時、つまり、始動装置２の回転力がクランクプーリ４に伝達されてクランクプーリ４が回転すると、内輪５ｂと外輪５ａとの間に挟持されて両者を結合状態にすることにより、内輪５ｂから外輪５ａへ駆動トルクを伝達する。一方、クランク軸１ａから外輪５ａに一方向のトルクが伝達された時、つまり、エンジン１の始動によってクランク軸１ａの回転速度がクランクプーリ４の回転速度を上回ると、内輪５ｂと外輪５ａとの間で空転して両者の結合状態を解除することにより、外輪５ａから内輪５ｂへのトルク伝達を遮断する。
【００１６】
補機駆動用プーリ６は、図１に示す様に、クランク軸１ａに直接または間接に固定されて、クランク軸１ａと一体に回転する。この補機駆動用プーリ６には、補機用ベルト９が掛け渡され、そのベルト９を介して、補機３の回転軸３ａ（図２参照）に取り付けられた補機プーリ１０に連結されている。なお、図２では、１つの補機３（例えば、オルタネータ）が示されているが、同一の補機用ベルト９によって複数の補機３（例えば、オルタネータ、エアコン用コンプレッサ、ウォータポンプ、油圧ポンプ等）を連結するサーペンタイン方式を採用することもできる。
【００１７】
次に、エンジン始動に係わるベルト駆動システムの動作を説明する。
始動装置２がＯＮされると、出力軸２ａに発生する回転力がスタータプーリ８から始動用ベルト７を介してクランクプーリ４に伝達される。クランクプーリ４が回転すると、クラッチ５が結合状態となって、クランクプーリ４の回転がクランク軸１ａに伝達される。  クランク軸１ａの回転によりエンジン１が始動して、クランク軸１ａの回転速度がクランクプーリ４の回転速度を上回ると、クラッチ５が切り離されて、クランク軸１ａとクランクプーリ４との間が分離される。
【００１８】
これにより、エンジン始動後は、クランクプーリ４がクランク軸１ａによって回されることがない（つまり、エンジン１の回転がクランクプーリ４に伝わらない）ので、始動装置２がＯＦＦされて回転を停止すると、始動用ベルト７の回転も停止し、その始動用ベルト７が掛け渡されるクランクプーリ４の回転も停止する。
一方、エンジン１の始動によってクランク軸１ａに発生する回転力は、補機駆動用プーリ６から補機用ベルト９を介して補機プーリ１０に伝達されて、補機３を駆動する。
【００１９】
（実施例１の効果）
実施例１に記載したベルト駆動システムでは、エンジン１の始動により、クラッチ５が切り離される（つまり、転動体５ｃが内輪５ｂと外輪５ａとの間で空転して両者の結合状態を解除する）と、クランク軸１ａとクランクプーリ４との間が分離される。従って、エンジン始動後は、クランクプーリ４がクランク軸１ａに回されることがないので、始動装置２がＯＦＦされて回転を停止すると、始動用ベルト７の回転も停止し、その始動用ベルト７が掛け渡されるクランクプーリ４の回転も停止する。これにより、エンジン１の運転中は、始動用ベルト７が回転を停止しているので、エンジン１の発生トルクが始動用ベルト７を回転させるために消費されることはなく、トルクロスを低減できるので、燃費の改善を図ることができる。
【００２０】
また、実施例１に記載したベルト駆動システムでは、エンジン１の運転中に始動用ベルト７が常時回転することはなく、エンジン始動時のみ回転するので、始動用ベルト７の使用時間を大幅に短縮できる。その結果、始動用ベルト７の早期劣化を抑制できると共に、始動用ベルト７の劣化に起因する異音の発生も低減できる。
さらに、エンジン始動後（クラッチ５が切り離された後）は、エンジン１の回転が始動装置２に伝達されることはないので、始動装置２の軸受部（図示せず）がエンジン運転中の連続回転に耐え得るだけの設計を行う必要はなく、比較的安価な設計が可能であり、その分、始動装置２の信頼性確保が容易である。
【００２１】
また、クランクプーリ４に内蔵されたクラッチ５は、外輪５ａがクランク軸１ａに連結され、内輪５ｂがクランクプーリ４に連結されているため、エンジン始動後、始動装置２がＯＦＦされてクラッチ５が切り離されると、クランクプーリ４に連結された内輪５ｂの回転が停止して、クランク軸１ａに連結された外輪５ａのみ回転を維持する。その結果、外輪５ａの回転によって発生する遠心力が転動体５ｃに作用するため、転動体５ｃは、内輪５ｂのトルク伝達面（内輪５ｂの外周面）から分離して空転する。つまり、転動体５ｃは、内輪５ｂの外周面に摺動しながら空転するのではなく、内輪５ｂの外周面から主に浮き上がった状態で空転するので、内輪５ｂと転動体５ｃとの摺動面の摩耗が抑制されると共に、内輪５ｂと転動体５ｃとの摺動によるトルクロスを低減できるので、エンジン１の燃費向上にも寄与できる。
【実施例２】
【００２２】
実施例１に記載したベルト駆動システムは、エンジン１の停止及び再始動を自動制御するエンジン自動停止／始動システム（以下、アイドルストップシステムと呼ぶ）を搭載する車両に適用できる。
アイドルストップシステムは、例えば、車両が交差点での信号ストップあるいは渋滞等で停車した時に、一旦エンジン１を自動停止させ、その後、所定の始動条件が満たされた時（例えば、運転者がブレーキペダルを離した時）に、エンジン１を自動的に再始動させる周知のシステムである。
【００２３】
このアイドルストップシステムを搭載する車両では、停車する度にエンジン１を一旦停止した後、再始動を行うため、アイドルストップシステムを搭載していない通常の車両と比べると、エンジン１の始動回数が大幅に増加する。このため、一般的なギヤ噛み合い式（ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせて動力伝達を行う方式）のスタータをエンジン始動装置として使用すると、再始動の度にギヤ騒音（ギヤ同士が噛み合う時に生じる衝撃音）が発生するため、運転者に不快な感情を与える恐れがある。
これに対し、実施例１に記載したベルト駆動システムは、始動装置２の回転力がクランクプーリ４にベルト伝達されてエンジン始動を行うため、ギヤ噛み合い式スタータと比較して、エンジン始動時の騒音を小さくできるので、アイドルストップシステムに対するエンジン始動方式として好適である。
【実施例３】
【００２４】
図３は実施例３に係るエンジンのベルト駆動システムを示す構成図である。
この実施例３に示すベルト駆動システムは、クラッチ５とクランクプーリ４およびクランク軸１ａとの関係が実施例１と異なる。つまり、実施例１では、クラッチ５の外輪５ａがクランク軸１ａに連結され、内輪５ｂがクランクプーリ４に連結されているが、実施例３では、図３に示す様に、外輪５ａがクランクプーリ４の内径側に一体または別体に設けられ、内輪５ｂがクランク軸１ａの外周に嵌合してクランク軸１ａと一体に回転する構成である。
転動体５ｃは、実施例１と同じく、外輪５ａの内周に凹設された楔状のカム室（図示せず）に配設され、図示しないスプリングによってカム室の狭小方向に付勢されている。
【００２５】
この実施例３に記載した構成においても、エンジン始動後は、クラッチ５が切り離されることにより、クランクプーリ４がクランク軸１ａに回されることがないので、始動用ベルト７が回転することはなく、エンジン１のトルクロスを低減できる。また、エンジン１の運転中に始動用ベルト７が回転を停止しているので、始動用ベルト７の早期劣化を抑制できると共に、始動用ベルト７の劣化に起因する異音の発生も低減できる。
【００２６】
さらに、エンジン始動後（クラッチ５が切り離された後）は、エンジン１の回転が始動装置２に伝達されることはないので、始動装置２の軸受部（図示せず）がエンジン運転中の連続回転に耐え得るだけの設計を行う必要はなく、比較的安価な設計が可能であり、その分、始動装置２の信頼性確保が容易である。
また、実施例３に記載したクラッチ５は、クランクプーリ４の内径側に外輪５ａを設けることができ、且つクランク軸１ａの外周に内輪５ｂを嵌合して固定できるので、実施例１に記載した構成と比較して、クラッチ５とクランクプーリ４およびクランク軸１ａとの連結構造を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】エンジンのベルト駆動システムを示す構成図である（実施例１）。
【図２】ベルト駆動システムを搭載する車両の模式図である。
【図３】エンジンのベルト駆動システムを示す構成図である（実施例３）。
【符号の説明】
【００２８】
１    エンジン
１ａ  クランク軸
２    始動装置
３    補機
４    クランクプーリ
５    クラッチ（一方向クラッチ）
６    補機駆動用プーリ
７    始動用ベルト
８    スタータプーリ（始動装置のプーリ）
【図１】
2006063902.tif 000003
【図２】
2006063902.tif 000004
【図３】
2006063902.tif 000005