(57)【要約】【課題】所定の条件下での再始動時に一旦、逆転作動するようにしたエンジンＥにおいても、クランク軸受８ａの耐久性を確保し且つ伝動ベルト２２のバタつきを抑制する。【解決手段】補機駆動装置Ａにおけるプーリ２４ａ〜２８ａのレイアウトによって、伝動ベルト２１，２２の張力によりクランク軸８に作用する荷重ＦMIXの向きを、シリンダ５Ａ〜５Ｄの爆発力Ｆｃの向きとは大きく異ならせることにより、クランク軸受の偏摩耗等を抑制する。テンショナユニット２８の２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂを、各々伝動ベルト２２の緩み側及び張り側スパンに配置し、両者を協働させてベルト張力の変動を吸収することで、テンショナユニット２８のばね力はあまり大きくせずに、伝動ベルト２２のバタつきを抑制する。【選択図】    図３
2008111527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備え、圧縮行程の途中で停止している気筒を燃焼させて一旦、クランク軸を逆転作動させてから、この逆転作動により圧縮される膨張行程途中の気筒を燃焼させて、クランク軸を正転作動させることにより始動可能なエンジンに装備された補機駆動装置であって、
前記クランク軸は、その正転に伴いエンジン本体の幅方向一側で下降する一方、他側では上昇するように配置されており、
前記クランク軸の端部に固定されたクランクプーリと、その下方に位置する空調用コンプレッサの駆動用プーリとの間に第１の伝動ベルトが架け渡される一方、該クランクプーリと、その上方に各々位置する少なくとも１つの補機駆動用プーリ、アイドラプーリ及びテンションプーリとの間に第２の伝動ベルトが架け渡され、
前記第２の伝動ベルトからクランクプーリを介してクランク軸に作用する荷重の向きが、上方に向かい且つエンジン本体の幅方向他側に向かう斜め上向きとなるように、前記補機駆動用プーリ、アイドラプーリ及びテンションプーリが配置され、
前記テンションプーリは、前記クランクプーリ又は補機駆動用プーリのいずれか１つを挟む第２伝動ベルトの進入側及び進出側スパンを各々押圧するように２つ配置され、且つ該２つのテンションプーリ同士は、その一方がベルト側に移動するときに連動して他方がベルト側から離れる向きに移動するように連結されている
ことを特徴とするエンジンの補機駆動装置。
【請求項２】
各々テンションプーリを回転自在に支持する２つのアームの基端側が一体に連結されて略Ｖ字状をなすテンショナアームが構成され、このテンショナアームの基端側がエンジン本体の前側に揺動可能に配設されており、
前記２つのテンションプーリが、各々クランクプーリを挟む第２伝動ベルトの張り側及び緩み側スパンを押圧するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の補機駆動装置。
【請求項３】
補機駆動用プーリがエンジン本体の前部における幅方向一側に配置される一方、幅方向他側にはテンションプーリの少なくとも１つとアイドラプーリとが配置され、
前記アイドラプーリによって前記第２伝動ベルトの進行方向がエンジン本体の幅方向一側に向けられていることを特徴とする請求項２に記載の補機駆動装置。
【請求項４】
アイドラプーリは、テンショナアームの揺動支軸の周りに回転自在に支持されていることを特徴とする請求項３に記載の補機駆動装置。
【請求項５】
第１伝動ベルトからクランクプーリを介してクランク軸に作用する荷重の向きが、下方に向かい且つエンジンの幅方向他側に向かう斜め下向きとなるよう、空調用コンプレッサの駆動用プーリが前記クランクプーリに対し幅方向他側寄りに配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の補機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの補機を伝動ベルトを介してクランク軸により駆動するようにした補機駆動装置に関し、特に、所定の再始動条件下においてクランク軸を一旦、逆転作動させた後に正転作動させて、始動するようにしたエンジンに装備されるものに係る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般に、複数の気筒を備えたエンジンにおいては、その気筒列方向の一端部（前端部）に伝動ベルトを用いた補機駆動装置が配置されている。この装置は、クランク軸の前端に固定したクランクプーリと各種補機の駆動用プーリとの間に伝動ベルトを巻き掛けてなり、この伝動ベルトを介してクランク軸により補機を駆動するものである。また、伝動ベルトの伸びや摩耗によらず一定の張力を維持するために、通常、伝動ベルトの緩み側スパンにはオートテンショナが配設される。
【０００３】
ところで、車体への搭載性や衝突安全性を高めるためには、エンジンをできるだけコンパクトに構成するのが望ましく、そのために補機の配置には様々な工夫がなされている。例えば図６に示すＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車用のエンジンＥでは、オイルパンの前部に凹みを設けて空調用のコンプレッサＣを配置し、これを伝動ベルトＢ１により単独で駆動する一方、ウオータポンプＷやオルタネータＡ等の補機は熱負荷の低い吸気側に配置して、別の伝動ベルトＢ２により駆動するようにしている。
【０００４】
また、複数の気筒を備えたエンジンにおいては、例えば特許文献１に開示されるようにアイドリング時等に自動で停止し、その後、運転者の所定の操作等に応じて始動モータを用いることなく自動で再始動するようにしたものがある。すなわち、複数の気筒のうち、圧縮行程の途中で停止しているものを燃焼させて、クランク軸を少しだけ逆転させ、これにより膨張行程の途中にある気筒を圧縮してから燃焼させることで、その燃焼圧による力（爆発力）を十分にクランク軸に伝達し、エンジンを自力で始動させることができるのである。
【特許文献１】特開２００４−１２４７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のような自力再始動の際には、始動モータによるクランキングが行われないため、クランク軸の回転速度が極めて低い状態が暫くの間継続くことになる上に、一旦、逆転したクランク軸が正転に切り替わるときには軸受メタル上でオイルの流動方向が反転することになるから、油膜切れを生じやすい。
【０００６】
この点につき、前記図６に示すような補機駆動装置を備えたエンジンでは、伝動ベルトの張力や燃焼気筒の爆発力によりクランク軸受の一部に偏って大きな荷重が作用することから、前記のように再始動時に油膜切れを生じやすいと、耐久性が低下する虞れがある。
【０００７】
すなわち、図示の補機駆動装置では、コンプレッサＣの駆動用プーリＰ１がクランクプーリＰ０の下方に位置することから、両者間に架け渡された伝動ベルトＢ１の張力によりクランクプーリＰ０を介してクランク軸の前端部には下向きの荷重Ｆ１が作用する。一方、補機Ｗ，ＡのプーリＰ２，Ｐ３やテンションプーリＰ４はいずれもクランクプーリＰ０の上方に位置するが、それらが吸気側にまとまっているため、伝動ベルトＢ２からの荷重Ｆ２は吸気側に向かう斜め上向きのものとなる。
【０００８】
そして、前記荷重Ｆ１，Ｆ２の合力としての荷重ＦMIXは、図示の如くクランク軸の前端部を下方に且つエンジンＥの吸気側に向かって斜め下向きに付勢するようになるが、この向きが、エンジンの自力始動の際に燃焼気筒からクランク軸にその正転の向きに作用する爆発力の向きと概ね一致することから（図３(b)の符号Ｆｃを参照）、特にエンジン前端付近の＃１クランク軸受においてメタルの偏摩耗が発生し、その耐久性が低下するのである。
【０００９】
これに加えて、前記のようにクランク軸が逆転するときには、伝動ベルトの緩み側と張り側とが正転時とは逆になるので、緩み側の張力に合わせてオートテンショナのばね力を設定していると、バタつきが発生してしまうが、これに対処するためにばね力を大きくすれば、ベルト張力の増大によって前記したクランク軸受の耐久性の問題がさらに生じやすくなるし、機械的な駆動損失が大きくなってエンジンの始動性にも悪影響を及ぼす。
【００１０】
斯かる諸点に鑑みて本発明の目的は、再始動時に一旦、逆転作動するようにしたエンジンに装備される補機駆動装置において、その逆転作動に起因するクランク軸受の耐久性の低下を防止するとともに、再始動の際の伝動ベルトのバタつきを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明に係る補機駆動装置では、伝動ベルトからの荷重の向きを燃焼気筒からの爆発力の向きとは大きく異ならせるとともに、２つのテンションプーリを協働させて、ベルトのバタつきを抑える構成とした。
【００１２】
具体的に、請求項１の発明は、複数の気筒を備え、圧縮行程の途中で停止している気筒を燃焼させて一旦、クランク軸を逆転作動させてから、この逆転作動によって圧縮される膨張行程途中の気筒を燃焼させて、クランク軸を正転作動させることにより始動可能なエンジンに装備された補機駆動装置を対象として、当該クランク軸が、その正転に伴いエンジン本体の幅方向一側で下降する一方、他側では上昇するように配置されている場合に、
該クランク軸の端部に固定されたクランクプーリとその下方に位置する空調用コンプレッサの駆動用プーリとの間に第１の伝動ベルトを架け渡す一方、該クランクプーリとその上方に各々位置する少なくとも１つの補機駆動用プーリ、アイドラプーリ及びテンションプーリとの間には第２の伝動ベルトを架け渡し、この第２の伝動ベルトからクランクプーリを介してクランク軸に作用する荷重の向きが、上方に向かい且つエンジン本体の幅方向他側に向かう斜め上向きとなるように、前記補機駆動用プーリ、アイドラプーリ及びテンションプーリを配置し、
そして、前記テンションプーリは、前記クランクプーリ又は補機駆動用プーリのいずれか１つを挟む第２伝動ベルトの進入側及び進出側スパンを各々押圧するように２つ配置し、且つ、該２つのテンションプーリ同士を、その一方がベルト側に移動するときに、連動して他方がベルト側から離れる向きに移動するように連結する構成とする。
【００１３】
前記の構成では、まず、第２伝動ベルトの巻き掛けられる補機駆動用プーリ等の配置によって、その第２伝動ベルトからクランクプーリを介してクランク軸に作用する荷重の向きが、エンジン本体の幅方向他側に向かう斜め上向きのもの、即ちエンジンの自力始動の際に燃焼気筒から作用する爆発力の向きとはエンジン本体の幅方向について反対向きのものとなるので、第１伝動ベルトから下向きに作用する荷重と合わせて、ベルト張力によるクランク軸への荷重の向きが前記燃焼気筒からの爆発力とは大きく異なるものになる。よって、クランク軸受の一部分に偏って大きな荷重が作用することを抑制でき、逆転作動によって油膜切れが生じやすくなってもメタルの偏摩耗等、耐久性の低下を防止することができる。
【００１４】
また、前記の構成では、クランクプーリ又は補機駆動用プーリのいずれかを挟む第２伝動ベルトの進入側及び進出側スパンを各々テンションプーリが押圧しており、エンジンの再始動時にクランク軸が逆転し、その後、正転に切り替わるときには、第２伝動ベルトの緩み側と張り側とが反転することになるが、これに伴い、張力の減少するベルトスパンを押圧している方のテンションプーリがベルト側に移動するとともに、これに連動して、張力の増大するベルトスパンを押圧している方のテンションプーリがベルト側から離れる向きに移動される。
【００１５】
こうして２つのテンションプーリが連動することで、第２伝動ベルトの進入側及び進出側スパンの一方における張力の変動がテンションプーリを介して他方に伝わるようになり、両スパンの張力変動が減殺し合うことで、第２伝動ベルト全体として張力の変動が効果的に緩和される。そのため、個々のテンションプーリをベルト側に押圧するばね力は緩み側の張力に合わせて小さめに設定していても、第２伝動ベルトのバタつきを十分に抑制できる。
【００１６】
そうしてテンショナのばね力を大きくしないで済むことから、ベルト張力によるクランク軸受への荷重もあまり大きくはならず、軸受の耐久性の低下を防止する上で有利になるとともに、ベルト駆動の機械的な損失も大きくはならないから、エンジンの自力始動に悪い影響が及ぶこともない。
【００１７】
そのように２つのテンションプーリを協働させて、第２伝動ベルトのバタつきを抑えるために、好ましいのは、それら２つのテンションプーリを、各々クランクプーリを挟む第２伝動ベルトの張り側及び緩み側スパンに配置することである（請求項２の発明）。こうすれば、クランク軸の回転の向きが正逆、切り替わるときに、これによる張力の変動を、ちょうど打ち消し合わせることができ、第２伝動ベルトのバタつきを最も効果的に抑制できる。
【００１８】
尚、２つのテンションプーリを連動させる構成として、具体的には、各々テンションプーリを回転自在に支持する２つのアームの基端側を一体に連結して、略Ｖ字状のテンショナアームを形成し、このテンショナアームの基端側をエンジン本体の前側に揺動可能に配設すればよい。
【００１９】
ここで、前記補機駆動用プーリ、アイドラプーリ及びテンションプーリの具体的な配置として、好ましいのは、補機駆動用プーリを、エンジン本体の前部における幅方向一側に配置する一方、反対の幅方向他側にはテンションプーリの少なくとも１つとアイドラプーリとを配置し、このアイドラプーリによって第２伝動ベルトの進行方向を前記幅方向一側に向けることである（請求項３の発明）。
【００２０】
こうすれば、補機を熱負荷の少ないエンジン本体の吸気側（幅方向一側）に配置して、その耐久性を向上しつつ、排気側に配置したテンションプーリやアイドラプーリによって第２伝動ベルトを排気側に引き回し、該第２伝動ベルトからクランク軸へ作用する荷重の向きを幅方向他側に向けることができる。
【００２１】
そうした場合に、より好ましいのは、アイドラプーリをテンショナアームの揺動支軸の周りに回転自在に支持する構造とすることであり（請求項４の発明）、こうすれば、軸の共用により補機駆動装置のコンパクト化が図られる。
【００２２】
さらに、前記の補機駆動装置において、空調用コンプレッサの駆動用プーリをクランクプーリに対しエンジン本体の幅方向他側寄りに配置することで、第１伝動ベルトからクランクプーリを介してクランク軸に作用する荷重の向きを、下方に向かい且つエンジンの幅方向他側に向かう斜め下向きとするのが好ましい（請求項５の発明）。こうすれば、第１伝動ベルトからクランク軸に作用する荷重の向きも、エンジンの自力始動の際に燃焼気筒から作用する爆発力の向きとはエンジン本体の幅方向について反対向きになるから、クランク軸受メタルの偏摩耗を防止する上でさらに有利になる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明に係るエンジンの補機駆動装置によると、伝動ベルトからの荷重がクランク軸に対し、燃焼気筒の爆発力とは大きく異なる向きに作用するようにしたので、軸受メタルの受ける荷重の偏りを抑制でき、エンジン再始動時の逆転作動によって油膜切れが生じやすくなっても、偏摩耗によるクランク軸受の耐久性の低下を防止することができる。
【００２４】
また、２つのテンションプーリが連動することにより、クランク軸の回転方向が反転するときに伝動ベルトの相対的に張り側及び緩み側のスパンにて生じる張力変動が相互に減殺し合うようになり、テンショナのばね力はあまり大きくしなくても、効果的に張力変動を緩和して伝動ベルトのバタつきを抑制することができる。
【００２５】
そのため、ベルト張力によるクランク軸への荷重もあまり大きくはならず、軸受の耐久性の低下を防止する上で有利になるとともに、エンジンの自力始動に悪影響を及ぼすこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２７】
−エンジンの概略構成−
図１及び図２には、本発明に係る補機駆動装置が装備されるエンジンＥの概略構成を示し、このエンジンＥの本体は、シリンダブロック１の上部にシリンダヘッド２が一体的に取り付けられてなり、その上部がヘッドカバー３により覆われる一方、シリンダブロック１の下部にはオイルパン４が取り付けられている。シリンダブロック１の内部には４つのシリンダ（気筒）５Ａ〜５Ｄ（図２参照）が直列に並んで設けられ、各々にピストン６が往復動可能に嵌挿されて、その冠面とシリンダヘッド２の下面との間に容積可変の燃焼室が形成されている。各シリンダ５Ａ〜５Ｄの燃焼に伴うピストン６の往復動は、コネクティングロッド７を介してクランク軸８の回転運動に変換され、このクランク軸８から出力される。
【００２８】
ここで、一般的に複数のシリンダを備えた４サイクルエンジンにおいては、各シリンダが所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の４つの行程からなる燃焼サイクルを行うものであり、この実施形態の４気筒エンジンＥの場合、長手方向であるシリンダ列方向の一端（前端）側から１番シリンダ５Ａ、２番シリンダ５Ｂ、３番シリンダ５Ｃ、４番シリンダ５Ｄと呼んで、１番（＃１）、３番（＃３）、４番（＃４）、２番（＃２）の順にクランク角で１８０度ずつの位相差をもって燃焼が行われる。
【００２９】
図１に示すように、各シリンダ５Ａ〜５Ｄ毎の燃焼室の天井面（シリンダヘッド２の下面）には、混合気に点火して燃焼させるための点火プラグ９が設けられ、その先端の電極がシリンダ内に臨む一方、点火プラグ９の基端部には個別に点火回路１０が配設されている。また、燃焼室の側方には燃料を直接、噴射するように燃料噴射弁１１が配設され、図示しないが、燃料配管を介して燃料ポンプから燃料が供給されるようになっている。
【００３０】
さらに、各シリンダ５Ａ〜５Ｄ毎に、前記点火プラグ９の電極の周囲を囲むようにして燃焼室の天井面に吸気及び排気ポート１２，１３が開口し、これらポート開口部には各々吸気弁１４及び排気弁１５が配設されている。吸気弁１４及び排気弁１５は、図示省略のカムシャフト等からなる動弁機構によって駆動され、前記の如く各シリンダ５Ａ〜５Ｄが所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、該各シリンダ毎に所定の開閉タイミングでもって開閉制御される。
【００３１】
そして、前記シリンダ５Ａ〜５Ｄ毎のの吸気ポート１２及び排気ポート１３にそれぞれ連通するように、エンジンＥの吸気側（幅方向の一側）及び排気側（他側）にはそれぞれ吸気系１６及び排気系１７が配設されている。図２に示すように、吸気系１６の下流側は各シリンダ５Ａ〜５Ｄ毎に独立の分岐吸気通路１６ａとされ、この各分岐吸気通路１６ａの上流端がそれぞれサージタンク１６ｂに連通している。このサージタンク１６ｂよりも上流は共通吸気通路１６ｃであり、ここには例えばバタフライ弁からなるスロットル弁１８と、これを駆動するアクチュエータ１８ａとが配設されている。
【００３２】
尚、図２にのみ示すが、スロットル弁１８の上流側及び下流側には、それぞれ、吸気量を検出するためのエアフローセンサ１９と、吸気圧力を検出するための吸気圧センサ２０とが配設されている。
【００３３】
一方、エンジンＥの前端部には、図３(a)に模式的に示すように、第１及び第２の伝動ベルト２１，２２を介してクランク軸８により補機２３〜２５を駆動するベルト伝動式の駆動装置Ａが配設されている。図の例では、空調用コンプレッサ２３がオイルパン４の高さに配置されて、第１伝動ベルト２１を介して駆動される一方、ウオータポンプ２４及びオルタネータ２５は相対的に熱負荷の低い吸気側に配置されて、第２伝動ベルト２２を介して駆動されるようになっている。
【００３４】
前記第１伝動ベルト２１は、ストレッチベルトからなり、それ自体の伸縮力によって張力を維持するものであるから、オートテンショナは不要である。一方、第２伝動ベルト２２の駆動系には、その進行方向を調整して補機２４，２５のプーリ２４ａ，２５ａへの巻き付き角を適切なものとするためのアイドラユニット２６，２７とともに、第２伝動ベルト２２の張力をその伸びや摩耗によらず維持するためのテンショナユニット２８が配設されている。
【００３５】
さらに、この実施形態のエンジンシＥには、図１に示すように、各々クランク軸８の回転角を検出する２つのクランク角センサ３０，３１が設けられており、主に一方のクランク角センサ３０からの信号に基づいてエンジン回転速度が計算されるとともに、それら２つのクランク角センサ３０，３１から出力される互いに位相のずれたクランク角信号によって、クランク軸８の回転方向及び回転角度が検出されるようになっている。
【００３６】
また、エンジンＥには、動弁系カムシャフトの特定の回転位置を検出してシリンダ識別信号として出力するカム角センサ３２、エンジン冷却水の温度（エンジン水温）を検出する水温センサ３３と、運転者によるアクセルぺダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３４と、が配設されている。
【００３７】
そして、前記エンジンＥのエアフローセンサ１９、吸気圧センサ２０、クランク角センサ３０，３１、カム角センサ３２、水温センサ３３、アクセル開度センサ３４からの信号は電子制御器４０（以下、ＥＣＵという）に入力され、このＥＣＵ４０から燃料噴射弁１１に対し燃料噴射量及びその噴射時期を制御する信号が、また、点火装置１０に対し点火プラグ９の通電時期を制御する信号が、さらに、スロットル弁１８のアクチュエータ１８ａに対しスロットル開度を制御する信号が、それぞれ出力されるようになっている。
【００３８】
ここで、この実施形態のエンジンＥは、例えばアイドリング時等に自動で停止し、その後、運転者の所定の操作等に応じて自動で再始動するものであり、ＥＣＵ４０は、アイドリング運転する状況下で所定のエンジン停止条件が成立すれば、各シリンダ５Ａ〜５Ｄへの燃料供給を停止して（燃料カット）自動的にエンジンＥを停止させる一方、その後、運転者がアクセル操作を行った等、所定の再始動条件が成立すれば、以下のようにして、始動モータを用いることなく（自力で）エンジンＥを再始動させる。
【００３９】
すなわち、図４に模式的に示すように、まず、ピストン６が圧縮行程の途中で停止しているシリンダ５（図の例では＃１シリンダ５Ａ）で最初に燃焼を行わせて、ピストン６を押し下げることにより、クランク軸８を少しだけ逆転させ（同図(a)）、これにより、膨張行程の途中にあるシリンダ５（図の例では＃２シリンダ５Ｂ）のピストン６を上昇させる。そのクランク軸８の逆転をクランク角センサ３０，３１からの信号により検出すると、前記のようにピストン６の上昇する＃２シリンダ５Ｂ内に燃料を噴射する。
【００４０】
そうして噴射された燃料が＃２シリンダ５Ｂ内にて混合気を形成し、これがピストン６の上昇により十分に圧縮されて温度及び圧力の高い状態になれば、点火プラグ９により点火して燃焼させ（同図(b)）、その燃焼圧による力、即ち爆発力をクランク軸８に伝えて、それを正転させる。これにより＃１シリンダ５Ａが圧縮されることになるが、その内部には前記最初の燃焼による既燃ガスが充満しているので、圧縮行程の中期以降に燃料を噴射（同図(c)：追加噴射）し、その気化潜熱によってシリンダ５Ａ内を冷却する。これにより＃１シリンダ５Ａの圧縮の反力が小さくなって、エンジンＥは始動時に最初に迎えるＴＤＣを越えて、正転作動を継続する。
【００４１】
そうして最初に迎えるＴＤＣを越えた後に、これに伴い圧縮行程に移行した＃３シリンダ５Ｃ内に、前記＃１シリンダ５Ａと同様に圧縮行程の中期以降で燃料を噴射し、その気化潜熱によってシリンダ５Ｃ内を冷却する。これによりエンジンＥは始動時に迎える２度目のＴＤＣも越えて、さらに正転作動を続けるようになり、そうして２度目のＴＤＣを越えた後に＃３シリンダ５Ｃ内の混合気に点火して燃焼させれば（同図(d)）、その爆発力によってクランク軸８に正転の向きのトルクが付加され、エンジン回転が立ち上がって始動が完了する。
【００４２】
−補機駆動装置の構成−
ところで、上述の如くエンジンＥが自力で再始動する際には、始動モータによるクランキングが行われないため、始動開始から暫くの間、クランク軸８の回転速度は極めて低い状態になり、しかも、一旦、逆転したクランク軸８が正転に切り替わるときには軸受メタル上でオイルの流動方向が反転することから、油膜切れを生じやすい。そのため、仮にクランク軸８への荷重の作用方向に大きな偏りがあると、軸受メタルに偏摩耗を生じて、その耐久性が低下することになる。
【００４３】
すなわち、この実施形態のエンジンＥを図３(b)のように前方から見ると、クランク軸８は時計回りに回転（正転）し、吸気側において下降する一方、排気側では上昇するようになるから、シリンダ５Ａ〜５Ｄの爆発力Ｆｃは、ピストン６からコネクティングロッド７を介してクランク軸８に対し吸気側を指向する斜め下向きに作用する。
【００４４】
一方、図３(a)の如く、エンジンＥの前端部には補機駆動装置Ａが配設されており、伝動ベルト２１，２２の張力による荷重ＦMIXは、クランクプーリ８ａを介してクランク軸８の前端部に一定の向きに作用している。よって、そのベルト張力による荷重ＦMIXの向きが前記爆発力Ｆｃの向きに近いときには（図６を参照）、クランク軸受のうち、特にエンジン前端付近の＃１軸受においてメタルに偏摩耗が発生し、その耐久性が低下してしまうのである。
【００４５】
その上さらに、クランク軸８が逆転すると、伝動ベルト２１，２２の緩み側と張り側とが正転時とは逆になるので、テンショナユニット２８のばね力を緩み側に合わせて小さめに設定していると、第２伝動ベルト２２のバタつきを抑えることができないが、これに対処するためにばね力を大きく設定すれば、それだけ第２伝動ベルト２２の張力が高くなるので、前記したクランク軸受の耐久性の問題が生じやすくなる上に、機械的な駆動損失が大きくなって、再始動性に悪影響を及ぼすことにもなる。
【００４６】
そこで、この実施形態の補機駆動装置Ａでは、本発明の特徴部分として、まず、伝動ベルト２１，２２の張力によるクランク軸８への荷重ＦMIXの向きを、シリンダ５Ａ〜５Ｄからの爆発力Ｆｃの向きとは大きく異ならせるようにした。また、テンショナユニット２８については２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂを協働させることで、ばね力をあまり大きくしなくてもベルトのバタつきを抑制できるようにしている。
【００４７】
詳しくは、前記の図３(a)に示されているように、この実施形態の補機駆動装置Ａは、クランク軸８の前端部に固定されたクランクプーリ８ａと、その下方に位置する空調用コンプレッサ２３の駆動用プーリ２３ａとの間に第１伝動ベルト２１を架け渡すとともに、該クランクプーリ８ａと、その上方に各々位置するウオータポンプ２４の駆動用プーリ２４ａ、オルタネータ２５の駆動用プーリ２５ａ、さらにアイドラユニット２６，２７の各プーリ２６ａ，２７ａ（アイドラプーリ）及びテンショナユニット２８の２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂとの間に、第２伝動ベルト２２を架け渡してなる。
【００４８】
第２伝動ベルト２２は、オルタネータ２５やアイドラユニット２６，２７にあっては、各々内周面（伝動面）をプーリ２５ａ〜２７ａに接触させた正曲げ状態で、またウオータポンプ２４やテンショナユニット２８にあっては、各々外周面（背面）をプーリ２４ａ，２８ａ，…に接触させた逆曲げ状態で巻き付けられており、クランク軸８の回転（正転）により第２伝動ベルト２２が、クランクプーリ８ａ→テンションプーリ２８ａ→アイドラプーリ２６ａ→アイドラプーリ２７ａ→オルタネータ・プーリ２５ａ→ウオータポンプ・プーリ２４ａ→テンションプーリ２８ｂ→クランクプーリ８ａの順に、図において時計回りに進行して、各補機を駆動するようになっている。
【００４９】
そして、クランクプーリ８ａの下方に位置するコンプレッサ・プーリ２３ａの中心が、クランクプーリ８ａの中心よりも排気側寄りに位置付けられていることで、図示の如く、第１伝動ベルト２１からクランク軸８に作用する荷重Ｆ１の向きが排気側を指向する斜め下向きとなっている。
【００５０】
また、アイドラユニット２６とテンショナユニット２８とがそれぞれ排気側寄りに配置され、クランクプーリ８ａを挟む第２伝動ベルト２２の張り側スパン（テンションプーリ２８ｂからクランクプーリ８ａに向かって第２伝動ベルト２２が進入する側のスパン）と、緩み側スパン（クランクプーリ８ａからテンションプーリ２８ａに向かって第２伝動ベルト２２が進出する側のスパン）とが、それぞれ排気側寄りに引き回されていることで、この第２伝動ベルト２２からクランク軸８に作用する荷重Ｆ２の向きは、排気側を指向する斜め上向きになっている。
【００５１】
その結果、前記第１及び第２伝動ベルト２１，２２の張力による荷重Ｆ１，Ｆ２の合力である荷重ＦMIXは、図示の如くクランク軸８の前端部をエンジンＥの排気側に向かって斜め下向きに付勢するようになる。一方で、同図(b)を参照して上述したように、シリンダ５Ａ〜５Ｄからクランク軸８に作用する爆発力Ｆｃの向きは、吸気側を指向する斜め下向きになっており、これはエンジン本体の幅方向について前記荷重ＦMIXとは反対の向きである。つまり、両者を合わせたクランク軸８への荷重の向きは大きく偏ってはおらず、エンジンＥの再始動時に逆転作動によってクランク軸受メタルの油膜切れが生じやすくなっても、その偏摩耗等による耐久性の低下を招来することはない。
【００５２】
続いてテンショナユニット２８の構造について説明すると、これは、各々先端部にテンションプーリ２８ａ，２８ｂを回転自在に支持する２つのアーム部を有し、その基端側が一体に連結されて略Ｖ字状をなすテンショナアーム２８ｃを備えている。このテンショナアーム２８ｃの基端部は、エンジン本体の前側におけるシリンダヘッド２高さにて、前後方向に伸びるアイドラユニット２６の支軸２６ｂの周りに揺動可能に配設されており、２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂは支軸２６ｂの周りに一体的に揺動するようになっている。
【００５３】
また、図示は省略するが、テンショナアーム２８ｃとエンジン本体（シリンダブロック１乃至シリンダヘッド２）の前側との間には、コイルばね等のばね要素と減衰機構とが介設されて、テンショナアーム２８ｃをその揺動軸（支軸２６ｂ）の周りに図の反時計回りに回動付勢しており、これにより、第２伝動ベルト２２の主に緩み側スパンをテンションプーリ２８ａを介して押圧し、その張力を略一定に維持するようになっている。
【００５４】
すなわち、テンションプーリ２８ａ，２８ｂは、各々、クランクプーリ８ａを挟む第２伝動ベルト２２の緩み側スパンと張り側スパンとに接触しており、クランクプーリ８ａから進出する第２伝動ベルト２２の進出側（緩み側）スパンは、それを押圧するテンションプーリ２８ａによって進行方向を少しだけ排気側寄りに変えられつつ、上下方向に延びていて、その後、アイドラプーリ２６ａに巻き付いて進行方向を吸気側に向けられている。
【００５５】
一方、クランクプーリ８ａへの第２伝動ベルト２２の進入側（張り側）スパンは、テンションプーリ２８ｂに巻き付いて進行方向が大きく変えられており、ウオータポンプ・プーリ２４ａとテンションプーリ２８ｂとの間では概ねエンジン本体の幅方向に延びる一方、テンションプーリ２８ｂとクランクプーリ８ａとの間では概ね上下方向に延びている。
【００５６】
そうしてクランクプーリ８ａを挟む第２伝動ベルト２２の緩み側及び張り側スパンを各々テンションプーリ２８ａ，２８ｂが押圧し、且つそれらがテンショナアーム２８ｃにより連結されて一体的に揺動するようになっているので、上述したエンジンＥの再始動時にクランク軸８が逆転し、その後、正転に切り替わるとき、即ち第２伝動ベルト２２において緩み側スパンと張り側スパンとが反転するときには、２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂのうち、張力の減少するベルトスパンを押圧している方がベルト側に移動するとともに、これに連動して、張力の増大するベルトスパンを押圧している方がベルト側から離れる向きに移動される。
【００５７】
つまり、テンショナアーム２８ｃにより連結された２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂが連動して、第２伝動ベルト２２の緩み側及び張り側スパンにおける逆向きの張力変動を相互に伝え合うようになるので、その張力変動が打ち消し合い、テンショナアーム２８ｃを付勢するばね要素の力（ばね力）はあまり大きくしなくても、効果的に張力変動を吸収することができる。よって、ばね力は、緩み側の張力に合わせて小さめに設定しながら、第２伝動ベルト２２のバタつきは十分に抑制できる。
【００５８】
したがって、この実施形態に係るエンジンの補機駆動装置Ａによると、前記の如く伝動ベルト２１，２２からクランクプーリ８ａを介してクランク軸８の前端部に作用する荷重ＦMIXの向きを、シリンダ５Ａ〜５Ｄの爆発力Ｆｃの向きと大きく異ならせたことで、再始動時に一旦、逆転作動するようにしたエンジンＥにおいて、その逆転作動から正転作動への切り替えの際に油膜切れが生じやすいとしても、クランク軸受のメタルの偏摩耗等による耐久性の低下は防止することができる。
【００５９】
また、前記の如くテンショナユニット２８の２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂを協働させて、第２伝動ベルト２２の張り側及び緩み側スパンにおける張力変動を効果的に吸収することができるので、テンショナのばね力はあまり大きくすることなく、第２伝動ベルト２２のバタつきを抑制できる。
【００６０】
そうしてテンショナのばね力を大きくする必要がないことから、第２伝動ベルト２２からクランク軸８へ作用する荷重Ｆ２もあまり大きくはならず、前記のようなクランク軸受の耐久性の低下を防止する上で有利になるとともに、ベルト駆動のための機械的な損失も大きくはならず、エンジンＥの始動性を安定的に確保する上でも有利になる。
【００６１】
さらに、前記実施形態の補機駆動装置Ａでは、アイドラプーリ２６ａの支軸２６ｂにテンショナアーム２８ｃを取り付けて、その周りに揺動させるようにしており、支軸２６ｂの共用によってコンパクト化が図られている。
【００６２】
尚、前記の実施形態では、図３(a)に示すように、テンショナユニット２８をアイドラユニット２６と共にエンジン本体の排気側に配置しているが、これに限るものではない。例えば図５に一例を示すように、テンショナアーム２８ｃをアイドラプーリ２７ａの支軸２７ｂに取り付けて、その周りに揺動させるようにしてもよく、この場合、２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂは、各々、オルタネータ・プーリ２５ａを挟む進出側スパンと進入側スパンとを押圧するようになる。
【００６３】
オルタネータ２５は回転慣性が大きく、クランクプーリ８ａとのプーリ比も大きいため、オルタネータ・プーリ２５ａの進入側（相対的に緩み側）及び進出側（相対的に張り側）ではベルト張力の差が比較的大きくなり、従って、その両スパンに設けたテンションプーリ２８ａ，２８ｂを協働させることで、前記実施形態と同様にテンショナのばね力を大きくすることなく、第２伝動ベルト２２のバタつきを抑制することができる。
【００６４】
また、テンショナユニット２８をアイドラユニット２６，２７のいずれとも別に配設してもよいことは勿論である。さらに、テンショナユニット２８において２つのテンションプーリ２８ａ，２８ｂを一体のテンショナアーム２８ｃに支持する必要はなく、それぞれ揺動する別体のアームに支持させた上で、それら両アーム同士をばね要素等にて連結することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上、説明したように、本発明に係る補機駆動装置は、再始動時に逆転作動するようにしたエンジンにおいてもクランク軸受メタルの耐久性の低下を防止できるとともに、伝動ベルトのバタつきを抑制できるので、アイドルストップを行う自動車用エンジンに好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施形態に係る補機駆動装置が装備されたエンジンの概略構成図である。
【図２】同エンジンの吸排気系の構成を模式的に示す説明図である。
【図３】同エンジンを前側から見て、(a)補機駆動装置の構成とベルト張力による荷重とを模式的に示すとともに、(b)燃焼気筒の爆発力を模式的に示す説明図である。
【図４】同エンジンの逆転始動の説明図である。
【図５】テンショナユニットの位置が異なる変形例に係る図３(a)相当図である。
【図６】従来の補機駆動装置に係る図３(a)相当図である。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ        補機駆動装置
Ｅ        エンジン
Ｆ1       第１伝動ベルトからの荷重
Ｆ2       第２伝動ベルトからの荷重
１        シリンダブロック（エンジン本体）
２        シリンダヘッド（エンジン本体）
５Ａ〜５Ｄ    シリンダ（気筒）
８        クランク軸
８ａ      クランクプーリ
２１      第１伝動ベルト
２２      第２伝動ベルト
２３      空調用コンプレッサ
２３ｃ    コンプレッサ・プーリ
２４      ウオータポンプ（補機）
２４ａ    ウオータポンプ・プーリ
２５      オルタネータ（補機）
２５ａ    オルタネータ・プーリ
２６，２７    アイドラユニット
２６ａ，２７ａ    アイドラプーリ
２６ｂ，２７ｂ    支軸
２８      テンショナユニット
２８ａ，２８ｂ    テンションプーリ
２８ｃ    テンショナアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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