(57)【要約】  【課題】  寒冷地等で長時間駐車したあとでも電動モータによりベルト駆動にてエンジンを確実に始動できるようにしたエンジン始動装置を提供する。  【解決手段】  オルタネータ兼用モータ１０のプーリ８、クランクプーリ２およびエアコンディショナ用コンプレッサ７のプーリ６を無端のリブ付き補機ベルト９により一連に接続し、プーリ８とプーリ６間にオートテンショナ１４を、またプーリ６とクランクプーリ２との間にアイドルプーリ１５を介設して補機ベルト９に張力を付与し、さらにオルタネータ兼用モータ１０のプーリ８とクランクプーリ２との間で、補機ベルト９の内面が上向きのベルト部分９’をベルトカバー１６で覆っている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンスタータ、発電機兼用モータなどの電動モータにより、エンジン始動用ベルト、補機ベルトなどの摩擦伝動ベルトおよびプーリを介してクランクシャフトを回転させ、エンジンを始動する装置であって、
前記摩擦伝動ベルトと前記プーリの両方又は一方の少なくとも一部に、着氷防止用カバーを装着したことを特徴とするベルト駆動式エンジン始動装置。
【請求項２】
前記電動モータの駆動軸プーリおよび前記クランクシャフトのプーリの各上部周縁側を覆う円弧状カバーを、エンジンブロックに取り付けた請求項１記載のベルト駆動式エンジン始動装置。
【請求項３】
前記摩擦伝動ベルトが内周側に周方向に連続する複数のリブを備え、前記プーリが前記ベルトのリブに対応するリブ溝付きプーリであり、前記ベルトのリブが上を向く箇所および前記プーリのリブ溝が上を向く箇所の少なくとも一方にカバーを装着した請求項１記載のベルト駆動式エンジン始動装置。
【請求項４】
前記カバーの上部を前方下向きに傾斜させた請求項１〜３のいずれか記載のベルト駆動式エンジン始動装置。
【請求項５】
エンジンルーム内における冷却風の流通路に前記カバーを配置している請求項１〜４のいずれか記載のベルト駆動式エンジン始動装置。
【請求項６】
前記カバーには、通気性かつ非通水性の、網材を備えた開口あるいはスリットを設けている請求項５記載のベルト駆動式エンジン始動装置。
【請求項７】
エンジンスタータ、発電機兼用モータなどの電動モータにより、エンジン始動用ベルト、補機ベルトなどの摩擦伝動ベルトおよびプーリを介してクランクシャフトを回転させ、エンジンを始動する装置であって、
前記プーリの表面に撥水処理を施すとともに、同プーリの表面を樹脂コーティングするか、樹脂製プーリを使用したことを特徴とするベルト駆動式エンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンスタータ、発電機兼用モータなどの電動モータにより、エンジン始動用ベルト、補機ベルトなどの摩擦伝動ベルトを介してクランクシャフトを回転させてエンジンを始動する装置に関するもので、とくに信号等で自動車が停止したときにエンジンを自動的に停止し、信号が変わって自動車を発進するときに自動的にエンジンを始動する方式のエンジンシステムに好適な装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの始動はエンジンスタータによるギヤ駆動で行われている。つまり、エンジンスタータの回転時にのみスタータギヤを介してエンジンのクランクシャフトとが接続され、エンジンスタータの回転力がクランクシャフトに伝達され、エンジンが始動される。この操作は、通常、運転者がエンジンキーをスタート位置へ回転することにより行われる。
【０００３】
最近、排気ガス規制の強化、燃費改善および騒音低減などの見地から、信号等でブレーキを踏んで自動車を停止させたときに、エンジンを自動的に停止し、ブレーキを解除すると、エンジンスタータが自動的に回転してエンジンが始動する方式のエンジンシステムが開発され、実施されている。このエンジンシステムでは、従来と同様にスタータギヤによってエンジンスタータの回転力がエンジンのクランクシャフトに伝達されるために、ギヤ音を発するため、運転者のフィーリング上好ましくない。
【０００４】
そこで、スタータギヤに代えて摩擦伝動ベルトにより、電動モータにより回転力をクランクシャフトに伝達し、エンジンを始動することが提案されている。このベルト駆動方式によると、ベルト回転時つまりエンジン始動時の音が静かで、エンジンが円滑に回転して始動される。
【０００５】
この種の先行技術として、自動車用エンジンの始動用伝動モータとバッテリー充電用などの発電機とをオーバーランニングクラッチを介して一体に連結した装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
その他、補機用オルタネータベルトをクランク軸プーリなどとともに全体的にベルトカバーで覆い、オルタネータベルトの点検用孔をベルトカバーに設けたもの（たとえば特許文献２参照）および、クランクプーリや補機プーリとベルトと間に異物が噛み込まれるのを防止するため、傾斜面を形成したリブを前記各プーリのベルト入り側に突設した装置（たとえば特許文献３参照）がそれぞれ提案されている。
【特許文献１】特開平９−１７２７５３号公報（段落番号００２１、００２３および図１）
【特許文献２】実開平５−４２６４７号公報（段落番号００２０〜００２２および図２、図４）
【特許文献３】特開２００３−７４３７０号公報（段落番号００１０，００１２，００１３および図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したようにギヤ駆動に代えてベルトで電動モータの回転力をクランクシャフトに伝達し、エンジンを始動する場合に、たとえば補機ベルトを利用して電動モータの回転をエ
ンジンのクランクシャフトに伝達することが考えられる。しかし、複数の各種補機駆動用プーリ間に掛け渡される補機ベルトは、エンジンの前方に露出した状態で配置されている。これは主として、自動車の走行時にエンジンルーム内に流入する空気により、冷却するためである。
【０００８】
一方、上記補機ベルトを利用してエンジンを始動する場合、とくに寒冷地において長時間駐車した状態ではプーリの表面あるいは補機ベルトの内周面が氷結し、プーリとベルト間で滑りが生じてエンジンを始動できないおそれがある。たとえば、道路上に溜まった雨水や積雪が跳ね上げられて補機ベルトやプーリに付着し、この濡れた状態の補機ベルトやプーリが駐車している間に冷却されて凍結し着氷することがあるからである。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、寒冷地等で長時間駐車したあとでも電動モータによりベルト駆動にてエンジンを確実に始動できるようにしたエンジン始動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明にかかるベルト駆動式エンジン始動装置は、エンジンスタータ、発電機兼用モータ（電流を流すことによりモータとして機能するオルタネータ）などの電動モータにより、エンジン始動用ベルト、補機ベルトなどの摩擦伝動ベルトおよびプーリを介してクランクシャフトを回転させ、エンジンを始動する装置であって、前記摩擦伝動ベルトと前記プーリの両方又は一方の少なくとも一部に、着氷防止用カバーを装着したことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成を有するベルト駆動式エンジン始動装置によれば、自動車の走行中に摩擦伝動ベルトとプーリのうち水滴や雪が付着するおそれがある箇所に着氷防止用カバーを装着しているので、ベルトあるいはプーリに水滴や雪が付着しにくい。このため、氷点下になる寒冷地等で長時間駐車したのち、電動モータのプーリを回転させて摩擦伝動ベルトによりクランクシャフトのプーリに伝達させてエンジンを始動する場合に、クランクシャフトがエンジンの始動に必要な回転速度で回転し、エンジンが確実に始動される。また、ベルトの一部あるいはプーリの一部にだけ着氷防止用カバーを装着し、他の部分は露出させることにより、エンジン始動後にベルトやプーリが十分に冷却されるので、ベルトやプーリの温度上昇による熱劣化を防止できる。とくに、ベルト駆動によりクランクプーリを回転させてエンジンを始動するので、従来のスタータギヤ駆動に比べてエンジンの始動性が極めて良好で、始動音も静かである。
【００１２】
請求項２に記載のように、前記電動モータの駆動軸プーリ（モータプーリ）および前記クランクシャフトのプーリ（クランクプーリ）の各上部周縁側を覆う円弧状カバーを、エンジンブロックに取り付けることができる。
【００１３】
このようにすれば、モータプーリとクランクプーリについては円弧状カバーで覆われているために雨滴や雪屑が付着しにくいから、長時間駐車している間に風雨に曝されたり積雪があったりしても、モータプーリの回転で摩擦伝動ベルトが回転してクランクプーリに回転力が伝達されるので、エンジンが確実にかかる。
【００１４】
請求項３に記載のように、前記摩擦伝動ベルトが内周側に周方向に連続する複数のリブを備え、前記プーリが前記ベルトのリブに対応するリブ溝付きプーリであり、前記ベルトのリブが上を向く箇所および前記プーリのリブ溝が上を向く箇所の少なくとも一方にカバーを装着することが好ましい。
【００１５】
このようなベルト駆動式エンジン始動装置によれば、各プーリとベルト間の接触面積が
拡大し摩擦係数が高められ、またベルトのリブ面への雨滴や雪屑の付着がカバーで防止されるため、長時間寒冷地で駐車後に電動モータによりベルトを回転させてエンジンを始動させる際に、エンジンの始動が円滑に行われる。
【００１６】
請求項４に記載のように、前記カバーの上部を前方下向きに傾斜させることが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、雨水はもちろんのこと、雪がカバー上に付着しようとしても、傾斜面に沿って前方へ滑り落ちるから、カバー上に溜まることがなく、結果的にプーリやベルトの氷結が防止される。
【００１８】
請求項５に記載のように、エンジンルーム内における冷却風の流通路に前記カバーを配置することができる。
【００１９】
このようにすれば、エンジンルームに内に流入する空気流に乗って吹き込んだ雨滴や雪屑がベルトやプーリに付着しようとするのが、カバーによって阻止される。
【００２０】
請求項６に記載のように、前記カバーには、通気性かつ非通水性の、網材（ネット）を備えた開口あるいはスリットを設けることが望ましい。
【００２１】
このようにすれば、エンジンの始動後にエンジンルーム内の温度が上昇した状態で、カバーの開口あるいはスリットから流入する空気で冷却されることにより、カバーを装着した箇所のベルトやプーリの温度が大幅に上昇することが防止される。
【００２２】
請求項７記載のベルト駆動式エンジン始動装置は、エンジンスタータ、発電機併用モータなどの電動モータにより、エンジン始動用ベルト、補機ベルトなどの摩擦伝動ベルトおよびプーリを介してクランクシャフトを回転させ、エンジンを始動する装置であって、前記プーリの表面に撥水処理を施すとともに、同プーリの表面を樹脂コーティングするか、樹脂製プーリを使用したことを特徴としている。
【００２３】
上記の構成を有するベルト駆動式エンジン始動装置によれば、プーリ表面に施した撥水処理により雪や雨水が付着しても水玉となりプーリが回転すると落下するので付着しにくくなり、またプーリ表面の樹脂コーティングあるいは樹脂製プーリの使用により熱伝導率が低下するから、エンジンが冷えてもプーリはすぐには冷えないので、そこに付着した雨滴等が氷結しにくくなる。とくに熱硬化性樹脂でプーリを成形することにより、耐摩耗性が大幅に向上するから、回転トルクの大きくなるスタータプーリやクランクプーリに好適である。この結果、低温時にプーリへの着氷が防止されるから、ベルトとの摩擦係数の低下を抑制できる。なお、本請求項の構成は単独での実施が可能であることは言うまでもないが、上記請求項１〜６の構成と組み合わせることで一層効果を発揮する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のベルト駆動式エンジン始動装置には、次のような優れた効果がある。すなわち、エンジンスタータ、発電機兼用モータなどの電動モータに摩擦伝動ベルトおよびプーリを介してエンジンを始動する構成としたうえで、それらのベルトあるいはプーリに水滴や雪が付着しにくい構成にしたので、とくに氷点下の温度になる寒冷地等で長時間駐車したのちにエンジンを始動する場合でも、電動モータの回転がクランクシャフトに伝達されてエンジンの始動に必要な回転速度で回転し、エンジンが確実に始動される。また、ベルト駆動のために音が静かで、エンジンが円滑に回転し始動される。したがって、ベルト駆動式エンジン始動装置を備えた車両において、従来のギヤ駆動式エンジン始動装置を備える必要がなくなり、信号待ち等でブレーキを踏むたびにエンジンが停止するアイドルストッ
プを採用した自動車の始動装置として極めて有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のベルト駆動式エンジン始動装置について実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１はベルト駆動式エンジン始動装置の実施例を概略的に示す斜視図である。図において、エンジン１の前面下部にクランクプーリ２（クランクシャフトの先端部に取り付けられたプーリ）に、エンジン１の側面（図の右側）下部に固定されたエンジンスタータ３のプーリ４が無端のエンジン始動用ベルト５により接続されている。ベルト５の内周面には周方向（長手方向）に連続する複数本のリブ５ａが設けられており、これらのリブ５ａに対応するリブ溝２ａがクランクプーリ２に、リブ溝４ａがプーリ４にそれぞれ形成されている。クランクプーリ２は広幅で、後述する補機ベルト９のリブ９ａにも対応するようにリブ溝２ａが全幅にわたって形成され、後述するプーリ６にリブ溝６ａが、プーリ８にリブ溝８ａがそれぞれ形成されている（図３（ａ）参照）。
【００２７】
エンジン１の側面（図の右側）上部に固定されたエアコンディショナ用コンプレッサ７のプーリ６と、反対側面の上下方向中間位置に固定されたオルタネータ１０のプーリ（モータプーリ）８と、クランクプーリ２とに無端のリブ付き補機ベルト９が一連に掛け渡されている。なお、符号１１はベルト５用オートテンショナ、１２は補機ベルト９用アイドルプーリである。とくにオートテンショナ１１はエンジン始動用ベルト５の張力を高めるので、スタータプーリ４の回転力をクランクプーリ２に伝達するうえで重要である。
【００２８】
本例のエンジン１における始動装置では、エンジンキーで始動する場合、エンジンスタータ３が回転してベルト５によりクランクプーリ２に回転力が伝達されるように構成している。また、エンジン１がいったん始動され、走行後に信号待ちなどでブレーキを踏んで停止した状態でアイドルストップ（エンジン１のアイドリングが停止）したのち、ブレーキを離した時にエンジンを自動的に始動させる場合にも、エンジンスタータ３が回転してベルト５によりクランクプーリ２に回転力が伝達されるように構成している。
【００２９】
そして、こうした構成からなるエンジン始動装置に対応して、エンジンスタータ３側のベルト駆動系に下記のような対策を施している。すなわち、クランクプーリ２とスタータプーリ４との間で、リブ５ａを備えた内側が上を向くベルト部分５’で且つスタータプーリ４の回転によりクランクプーリ２側へ移動するベルト５側（本例ではオートテンショナ１１側）のベルト部分５’およびクランクプーリ２とスタータプーリ４の下部半分を、ベルトカバー１３により覆っている。
【００３０】
ベルトカバー１３は正面から見て、ベルト部分５’に沿って山形である。ベルトカバー１３は、ベルト部分５’の上面と前面および両プーリ２・４の下部前面を覆う一体構造である。また、ベルトカバー１３は、エンジンブロック１ａあるいはタイミングベルトカバー体１ｂに一端を固定した前方へ延びる複数のステー１３ｂ（図３参照）にて支持されている。
【００３１】
ベルトカバー１３は、ベルト５全体のうち、ベルト部分５’のみへの被水を阻止するように、ベルト部分５’のみを覆う。このベルト部分５’は、ベルト５のうち、下側に配置される部位である。ベルト部分５’は、ベルト５のうち、Ｖ溝が上方向を指向して開口する部位である。ベルト部分５’は、ベルト５のうち、そのベルト５が掛けられるプーリのうちで最も下に配置されるプーリとしてのクランクプーリ２の近傍に配置される部位である。ベルト部分５’は、ベルト５全体のうち、比較的水平に近い角度で架け渡され、かつＶ溝が上方向を指向して開口する部位である。
【００３２】
ベルトカバー１３は、上下方向に沿って拡がる前面と、水平方向に沿って、ないしは水平方向に対して傾斜する方向に沿って拡がる上面１３ａとを有し、断面がほぼＬ字形である。ベルトカバー１３の前面は、少なくともクランクプーリ２の近傍において、ベルト部分５’の前側、すなわち反エンジン側を覆う。ベルトカバー１３の上面１３ａは、少なくともクランクプーリ２の近傍において、ベルト部分５’の上側面、すなわちＶ溝面を覆う。ベルトカバー１３は、断面コ字形、あるいはロ字形とすることもできる。
【００３３】
通常、エンジン１の始動はエンジンスタータによるギヤ駆動で行われているが、本例ではベルト駆動にしているため、エンジン始動がよりスムーズに且つ静かに行われるようになる。なお、図１では冷却ファン２０を仮想線で示しているが、エンジン始動装置に関連のない構成部材については、図２と同様に省略してある。
【００３４】
しかし、たとえば寒冷地で長時間駐車した際にベルト５やプーリ２・４が濡れていると氷結することがあり、それらが氷結した状態では、エンジンスタータ３を回転したときにベルト５とプーリ４あるいはクランクプーリ２との間で滑りが生じてエンジン１を始動できないおそれがある。そこで、本例のエンジン始動装置では、内周面がスタータプーリ４の回転開始時に最初にクランクプーリ２側へ移動するベルト部分５’をベルトカバー１３で覆うことによって、氷結の原因になる雨水や雪がベルト部分５’に付着するのを防止している。
【００３５】
したがって、寒冷地などで長時間駐車したのち、エンジンキーによりエンジンスタータ３の回転にてベルト５を介してクランクプーリ２を回転させてエンジン１を始動する場合でも、スタータプーリ４の回転開始時にクランクプーリ２側へ最初に移動するベルト部分５’についてはベルトカバー１３で覆って着氷を防止しているので、クランクプーリ２へエンジンスタータ３の回転力が伝達され、エンジン１が始動する。こうして、エンジン１が始動すれば、クランクプーリ２に掛け渡されている補機ベルト９はカバーされていなくても回転するとともに、走行時には補機ベルト９に雨水や雪がついても振り落とされ、またエンジンルーム内の温度が上昇していくので、仮に補機ベルト９や掛け渡されている他のプーリ６・８が氷結していたとしても、すぐに氷結状態が解消される。
【００３６】
図２はベルト駆動式エンジン始動装置の他の実施例を概略的に示す斜視図である。本例の場合、同図に示すようにエンジンスタータ３を省いて、エンジンキーによる最初のエンジン１の始動もオルタネータ（発電機）兼用モータ１０’により行うようにしている。つまり、オルタネータ兼用モータ１０’のプーリ８、クランクプーリ２およびエアコンディショナ用コンプレッサ７のプーリ６を無端のリブ付き補機ベルト９により一連に接続し、プーリ８とプーリ６間にオートテンショナ１４を、またプーリ６とクランクプーリ２との間にアイドルプーリ１５を介設して補機ベルト９に張力を付与している。
【００３７】
さらに、オルタネータ兼用モータ１０’のプーリ８とクランクプーリ２との間で、補機ベルト９の内面が上向きのベルト部分９’をベルトカバー１６で覆って着氷を防止している。ベルトカバー１６は上面と前面を覆う断面Ｌ形で、エンジンブロック１ａからのステーで支持することも、上記ベルトカバー１３と共通している。その他の構成については上記実施例のエンジン始動装置と共通するので、共通する構成部材は同一の符号を用いて示し説明を省略する。
【００３８】
本例のエンジン始動装置においても、いったんエンジン１を始動した後はブレーキを踏んで自動車を停止している状態でアイドルストップとなり、ブレーキを離すとオルタネータ兼用モータ７が自動的に回転し、補機ベルト９によりクランクプーリ２に回転力を伝達してエンジン１が始動される。
【００３９】
以上に本発明のベルト駆動式エンジン始動装置について２つの実施例を示したが、下記のように実施することもできる。
【００４０】
１）たとえば、実施例１のエンジン始動装置において、ベルトカバー１３の上面１３ａを図３（ｂ）に示すように前方へ向けて下向きに傾斜させ、上面１３ａ上に付着しようとする雨水や雪がすぐに落下するようにできる。
【００４１】
２）図示は省略するが、実施例１ベルトカバー１３の前面あるいは実施例２のベルトカバー１６の前面を雪や水滴は通さないが通気性を備えた網状素材で形成したり、雪や水滴の浸入しにくいスリットをベルトカバー１３・１６の前面に設けたりして走行中にベルト部分５’・９’に冷却風が当たるようにすることができる。
【００４２】
３）上記の実施例では、主にベルト５・９の内側が上を向く箇所に着氷防止用カバーを設けたが、図４（ａ）に示すようにクランクプーリ２およびスタータプーリ４のプーリ溝がベルトから露呈する部分に円弧状カバー１７・１８を設けたり、図４（ｂ）に示すように補機ベルト９の下面側をプーリ２・４の下部側とともに一連に連続するカバー１９で覆って、エンジンルームの下方から吹き込む雪や雨の付着を防止したりすることができる。
【００４３】
４）図示は省略するが、たとえばクランクプーリ２およびスタータプーリ４の表面に撥水処理を施して雨水や雪が付着しにくくすることができる。また、同プーリ２・４が金属製で熱伝導率が高い場合は、その表面を熱伝導率の低い樹脂をコーティングして低温時に付着した雨滴が氷結しにくくすることができる。さらに、金属製のプーリに代え、て低熱伝導率の樹脂製プーリを使用することもできる。
【００４４】
５）図示は省略するが、エンジン１が始動するまでは補機ベルト９等を覆っているが、いったんエンジン１が始動するとカバーが開放され、補機ベルト９等を冷却できるベルトカバーとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかるベルト駆動式エンジン始動装置の実施例を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるベルト駆動式エンジン始動装置の他の実施例を概略的に示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）はプーリのリブ溝にベルトのリブが嵌合された状態を拡大して示す部分断面図、図３（ｂ）はベルトカバーの他の実施例を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は補機ベルトとプーリにカバーを装着した実施例を示す正面概要図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  エンジン
２  クランクプーリ
３  エンジンスタータ
４  スタータプーリ
５  エンジン始動用ベルト
６，８  プーリ
７  エアコンディショナ用コンプレッサ
９  補機ベルト
１０  オルタネータ
１０’オルタネータ（発電機）兼用モータ
１１  ベルト５用オートテンショナ
１２  補機ベルト９用アイドルプーリ
【図１】
2005233061.tif 000003
【図２】
2005233061.tif 000004
【図３】
2005233061.tif 000005
【図４】
2005233061.tif 000006