(57)【要約】【課題】補機５，８，９の回転軸をクランクシャフト１０に対して逆回転し、ロール振動を低減する。【解決手段】クランクシャフト１０のクランクプーリ４に巻き掛けられる第１ベルト１を、アイドラ６・７を用いて第１ポンププーリ５ａに背面掛けする。片面ベルトである第２ベルト２の内面に、ウォータポンプ５の第２ポンププーリ５ｂと、オルタネータ８のオルタネータプーリ８ａと、エアコンコンプレッサ９のコンプレッサプーリ９ａと、を巻き掛ける。【選択図】  図１
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【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設けられたクランクプーリと、
第１補機の回転軸に設けられた第１プーリ及び第２プーリと、
１又は複数の第２補機の回転軸に設けられた第３プーリと、
前記クランクプーリと第１プーリとが逆方向に回転するように、これらクランクプーリと第１プーリとに巻き掛けられた第１ベルトと、
前記第２プーリと第３プーリとが同方向に回転するように、これら第２プーリ及び第３プーリに巻き掛けられた第２ベルトと、を有することを特徴とするエンジンの補機駆動装置。
【請求項２】
前記第２プーリのプーリ径を、前記第１プーリのプーリ径よりも大きく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】
前記第１補機がウォータポンプであることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの補機駆動装置。
【請求項４】
前記第２補機がオルタネータを含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの補機駆動装置。
【請求項５】
前記第１補機および前記第２補機に、選択的に必要な慣性体を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの補機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの駆動力でウォータポンプやオルタネータ等の補機を回転駆動するエンジンの補機駆動装置に関し、特に、クランクシャフトの回転に伴う振動を低減・抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車では、エンジンの回転による慣性モーメントに起因してエンジンのトルク変動に伴うロール振動が発生し、アイドル時にこもり音やフロア振動を生じるおそれがある。このようなロール振動を抑制するために、エンジンの回転に伴う慣性モーメントを打ち消す目的で、エンジンで駆動するウォータポンプやオルタネータ等の補機の回転軸の回転方向を、エンジンのクランクシャフトの回転方向と逆方向とすることが行なわれる。
【０００３】
このように補機の回転方向をエンジンの回転方向と逆にする従来のエンジンの補機駆動装置として、例えば特許文献１では、クランクシャフトとクランクプーリとの間に、遊星歯車機構を介在させ、遊星歯車の公転を拘束することによりクランクプーリの回転方向をクランクシャフトの回転方向に対して逆向きとし、クランクプーリにベルトで連結された補機の回転方向を、エンジンの回転方向と逆にしている。また、特許文献２では、クランクプーリに巻き掛けたベルトを補機のプーリに背面掛けすることで、補機の回転方向をエンジンの回転方向と逆向きにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３０５０８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平７−３５１９９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のように遊星歯車機構を用いると、構成の複雑化・重量の増加・コストの増加等を招くとともに、クランクシャフトとクランクプーリとの間に遊星歯車機構を介在させるためにエンジンの軸方向寸法の増加を招いてしまう。特許文献２のように、ベルトの背面掛けで補機を逆回転させる場合、一般的に、一つの補機を背面掛けするためには２つのアイドラが必要になることから、補機が複数あると多くのアイドラが必要になってしまう。このようにアイドラの数が増えると、アイドラや補機をエンジン本体から離れた位置に分散して配置しなければならなくなり、アイドラや補機をエンジン本体に対して幅方向に張り出して配置せざるを得ず、エンジン全体の幅方向寸法が大きくなり、車両搭載性の低下を招いてしまう。本発明は、斯かる課題を解決したエンジンの補機駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
エンジンのクランクシャフトに設けられたクランクプーリと、第１補機の回転軸に設けられた第１プーリ及び第２プーリと、１又は複数の第２補機の回転軸に設けられた第３プーリと、前記クランクプーリと第１プーリとが逆方向に回転するように、これらクランクプーリと第１プーリとに巻き掛けられた第１ベルトと、前記第２プーリと第３プーリとが同方向に回転するように、これら第２プーリ及び第３プーリに巻き掛けられた第２ベルトと、を備える。
【０００８】
つまり、クランクプーリに巻き掛けられる第１ベルト１を、第１補機の第１プーリに背面掛けし、この第１補機の第２プーリと第２補機の第３プーリとに第２ベルトを通常掛けする。第１ベルトにより第１プーリはクランクプーリと逆方向に回転し、第２ベルトにより第３プーリは第２プーリと同方向、つまりクランクプーリと逆方向に回転する。従って、第１補機及び第２補機ともにエンジンのクランクシャフトの回転方向とは逆方向に回転する。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、第１ベルトと第２ベルトとを利用した簡素な構造で、第１補機及び第２補機の双方をエンジンの回転方向とは逆方向へ回転することができ、エンジンのロール振動を抑制して、アイドル時のこもり音やフロア振動を抑えることができる。第１補機の第１プーリのみを背面掛けすればよいので、アイドラの使用を少なく抑え、エンジンの大型化を抑制することができ、かつ、第２ベルトは背面掛けを行う必要がないので、第２ベルトの張力・ベルト幅を抑制できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるエンジンの補機駆動装置の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１，図２に示すように、エンジン３の前部の周囲には、補機としてのウォータポンプ５，オルタネータ８及びエアコンコンプレッサ９が設けられる。これらの補機５，８，９の回転軸には、後述する補機ベルト１，２を介してエンジン３のクランクシャフト１０から回転動力が伝達され、このクランクシャフト１０により回転駆動される。
【００１２】
第１ベルト１は、クランクシャフト１０の前端に設けられクランクプーリ４と、ウォータポンプ５の回転軸に設けられた第１ポンププーリ（第１プーリ）５ａと、２つの背面掛け用アイドラ６，７とに巻き掛けられている。この第１ベルト１は両面ベルトとなっており、一方の内面にクランクプーリ４及びアイドラ６，７が巻き掛けられ、他方の背面に第１ポンププーリ５ａが巻き掛けられる。つまり、第１ポンププーリ５ａが背面掛けとなるように、第１ポンププーリ５ａの両側に背面掛け用アイドラ６，７が設けられている。従って、第１ポンププーリ５ａはクランクプーリ４の回転方向とは逆の方向へ回転する。アイドラ６，７の一方には、周知のベルト張力調整機構が設けられている。
【００１３】
第２ベルト２は、ウォータポンプ５の回転軸に設けられ、上記の第１ポンププーリ５ａと同方向に回転する第２ポンププーリ（第２プーリ）５ｂと、オルタネータ８の回転軸に設けられるオルタネータプーリ（第３プーリ）８ａと、エアコンコンプレッサ９の回転軸に設けられるコンプレッサプーリ９ａと、２つのアイドラ１１，１２と、に巻き掛けられている。この第２ベルト２は、片面ベルトとなっており、一方の内面に全てのプーリ及びアイドラが巻き掛けられている。従って、第２ベルト２によりオルタネータプーリ８ａとコンプレッサプーリ９ａとは第２ポンププーリ５ｂと同方向に回転する。第２ポンププーリ５ｂは第１ポンププーリ５ａと一体的に同方向へ回転するため、これらオルタネータプーリ８ａ及びコンプレッサプーリ９ａともに、クランクプーリ４とは逆方向に回転する。アイドラ１１，１２の一方には周知のベルト張力調整機構が設けられている。但し、これらアイドラ１１，１２は、上述した背面掛け用アイドラ６，７のように背面掛けを行うためのものではなく、レイアウトによっては省略することも可能である。
【００１４】
クランクプーリ４が図１の矢印で示すように時計回り方向へ回転すると、その回転力が第１ベルト１を介して背面接触する第１ポンププーリ５ａに伝わり、ウォータポンプ５の回転軸が反時計回り方向へ回転する。このウォータポンプ５の回転軸の回転力が第２ポンププーリ５ｂ及び第２ベルト２を介してオルタネータプーリ８ａ・コンプレッサプーリ９ａに伝わり、オルタネータプーリ８ａ・コンプレッサプーリ９ａも反時計回り方向へ回転する。このように、２本のベルト１，２を利用した簡素な構造でありながら、エンジン３のクランクプーリ４が時計回り方向へ回転するのに対し、補機５，８，９の回転軸が反時計回り方向へ回転する。従って、これらの補機の回転体の慣性モーメントがエンジンの慣性モーメントを打ち消す方向へ作用し、アイドル回転変動によるロール振動が抑制される。
【００１５】
第１ポンププーリ５ａのプーリ径は、大きな負荷が作用するとともに複雑・高価な背面掛け用の第１ベルト１の張力及びベルト幅を抑制するように、クランクプーリ４のプーリ径と略同じ大きさに設定されている。
【００１６】
第２ポンププーリ５ｂのプーリ径は、第１ポンププーリ５ａのプーリ径よりも大きく設定されている。つまり、第２ベルト２が第１ベルト１に対して増速するように、第１ポンププーリ５ａと第２ポンププーリ５ｂのプーリ比が設定されている。従って、第２ベルト２に巻き掛けられるオルタネータプーリ８ａ及びコンプレッサプーリ９ａの回転速度を低下させることなくプーリ径を大きくして、慣性質量の増加・ベルト張力やベルト幅の抑制化を図ることができる。言い換えると、オルタネータプーリ８ａ及びコンプレッサプーリ９ａを、プーリ径を小さくすることなく増速することができる。
【００１７】
特に、オルタネータ８はアイドル時の発電量を確保するために高い回転数が要求され、オルタネータプーリ８ａのプーリ径は最も小さく、このオルタネータプーリ８ａにより第２ベルト２には高いベルト張力及びベルト幅が要求されるので、上述したように、第２ベルト２を増速してオルタネータプーリ８ａのプーリ径を大きくすることが極めて有効である。仮に第２ポンププーリ５ｂのプーリ径が第１ポンププーリ５ａのプーリ径と同等又は小さいと、オルタネータプーリ８ａのプーリ径を図１のものより更に小さくするか、あるいはオルタネータ８の容量を大きくする必要があり、第２ベルト２のベルト幅やベルト張力の増加を招いたり、あるいはオルタネータ８の容量を増加する等の必要がある。
【００１８】
ベルト１，２により駆動される全ての補機５，８，９によりエンジン３のロール振動を効果的に抑制するように、これらの補機５，８，９に対して適切な慣性質量が分散して与えられており、ここでは特に、プーリ径が小さく質量の小さいオルタネータ８の回転軸に、追加の慣性体１４が設けられている。このように、全ての補機５，８，９に適切な慣性質量を分散して配置することにより、ベルト１，２にかかる負荷を分散でき、ベルト幅を小さくでき、かつ、各々の補機の軸受にかかる荷重も低減されるので、軸受の信頼性が向上し、かつ、フリクションの増加も抑制できる。
【００１９】
上記の慣性体１４は、第１ベルト１が巻き掛けられるオルタネータプーリ８ａとともにオルタネータ８の回転軸に取り付けられている。補機搭載スペースを増加することのないように、慣性体１４の軸方向位置は、空きスペースである他の第１ベルト１に対応する軸方向位置に設定されている。この実施形態では、第２ベルト２が第１ベルト１よりもエンジンに近い側に配置されており、エンジン側から第２ベルト２，第１ベルト１という順番で配置されているため（図２参照）、慣性体１４はオルタネータプーリ８ａよりもエンジン前方側に取り付けられることとなる。
【００２０】
第１ベルト１に背面掛けされるプーリを、エンジンの略中心付近に位置するウォータポンプ５の第１ポンププーリ５ａとしたので、複雑で高価な背面掛けの第１ベルト１の長さを最小限に抑制することができる。また、第１ベルト１には、比較的プーリ径の大きい（クランクプーリ４とほぼ同径の）第１ポンププーリ５ａが巻き掛けられ、プーリ径の小さいオルタネータプーリ８ａ等が巻き掛けられていないため、この第１ベルト１のベルト幅及びベルト張力を抑制することができる。
【００２１】
第２ベルト２は、プーリ径の小さいオルタネータプーリ８ａが巻き掛けられ、大きなベルト幅・ベルト張力が要求されるため、シンプルな片面掛けとなっており、かつ、上述したように第１ポンププーリ５ａと第２ポンププーリ５ｂとのプーリ比により第１ベルト１に比して増速されており、プーリ径を相対的に大径化できるようになっている。
【００２２】
以上のように本発明を具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、第１補機・第２補機として、上述したものの他に、オイルポンプ，パワーステアリング等を用いても良い。
【００２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエンジンの補機駆動装置の実施の形態を示す正面図。
【００２４】
【図２】本発明によるエンジンの補機駆動装置の実施の形態を示す右側面図。
【００２５】
【符号の説明】
１…第１ベルト
２…第２ベルト
４…クランクプーリ
５…ウォータポンプ
５ａ…第１ポンププーリ（第１プーリ）
５ｂ…第２ポンププーリ（第２プーリ）
８…オルタネータ
８ａ…オルタネータプーリ（第３プーリ）
９…エアコンコンプレッサ
９ａ…コンプレッサプーリ（第３プーリ）
１０…クランクシャフト
１４…慣性体
【図１】
2004257256.tif 000003
【図２】
2004257256.tif 000004