(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体を車体に対して横置きに配置し、このエンジン本体に対して車体前方側に、ラジエータと、メインファンと、エアコンのコンプレッサの作動時に作動するアディショナルファンとを配設する一方、エンジン本体のクランク軸方向一端部の車体前方側に、ベルトを介してクランク軸により駆動される上記コンプレッサとオルタネータとを備えたエンジンにおいて、
上記両ファンを、エンジン本体の車体前方側において車幅方向に並列に、かつ、上記コンプレッサ及びオルタネータが配置されているエンジン本体のクランク軸方向一端部に近い側にアディショナルファンが位置するように配置し、
更に、上記オルタネータの軸方向寸法を上記コンプレッサよりも短くし、このオルタネータの高さ位置をアディショナルファンの中心高さ位置に略対応するように配置し、
上記コンプレッサをオルタネータの下方に配置するとともに、
車体の前方から見てアディショナルファンの外周部分にオルタネータが位置して、オルタネータの一部分がアディショナルファンと重なる一方、コンプレッサはアディショナルファンの外周より外側に位置するようにコンプレッサおよびオルタネータとアディショナルファンとの位置関係を設定したことを特徴とするエンジンの補機配置構造。
【請求項２】
エンジン本体の車体後方側に排気マニホールドを配置したことを特徴とする請求項１記載のエンジンの補機配置構造。
【請求項３】
オルタネータの上方に燃料噴射ポンプを配置し、車体の前方から見て燃料噴射ポンプの一部分がアディショナルファンと重なるように燃料噴射ポンプとアディショナルファンとの位置関係を設定した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配置構造。
【請求項４】
上記燃料噴射ポンプをベルト又はチェーン介してクランク軸により駆動させるようにするとともに、上記燃料噴射ポンプとクランク軸との間において上記タイミングベルト又はチェーンをガイドするアイドラーを設け、このアイドラーを、上記オルタネータよりも上方で、かつエンジン中央寄りの位置に配置したことを特徴とする請求項３記載のエンジンの補機配置構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横置きエンジンの一端側に装備されるエアコンのコンプレッサ、オルタネータ等の補機の配置構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば実開平４−１１６２１３号公報に示されるように、ＦＦ車等に適用される構造として、エンジン本体を車体に対して横置きに配置し、このエンジン本体の車体前方側にラジエータ及び一対の電動ファンを配設するとともに、エンジン本体の一端側（トランスミッション側と反対の側）に、エンジン出力軸で駆動される補機を配備したものは知られている。上記公報には、補機としてエアコンのコンプレッサが示され、このコンプレッサが、エンジン本体の一端側における車体前方側の下方に配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報には補機としてエアコンのコンプレッサのみが示されているが、エンジン一端側に配置されてエンジン出力軸で駆動される補機としてはオルタネータ等もある。これらの補機の配置としては、コンプレッサとオルタネータをエンジンの一端側において車体前方側と後方側に振り分けて配置したり、車体前後方向にずらせて配置したりしているものが多いが、このような配置では、車体前後方向に大きなスペースをとるため、エンジンルームが小さい車両に組み込む場合等に不利となる。
【０００４】
このため、コンプレッサとオルタネータとを上下に並べて配置することで車体前後方向のコンパクト化を図ることが考えられるが、この場合、オルタネータは通気等のための開放部分を有していて浸水時等にこの開放部分から水が侵入するのを避けるためあまり低位置に配置するわけにはいかないというような配置上の制約があり、また、コンプレッサは放熱量が多いためその近くにオルタネータを配置するとその発電性能に影響を及ぼすといった課題が残されていた。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑み、コンプレッサからの放熱による影響等を抑制してオルタネータ等の性能を良好に保ちつつ、オルタネータ及びコンプレッサ等の補機をコンパクトにレイアウトすることができるエンジンの補機配置構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のエンジンの補記配置構造は、エンジン本体を車体に対して横置きに配置し、このエンジン本体に対して車体前方側に、ラジエータと、メインファンと、エアコンのコンプレッサの作動時に作動するアディショナルファンとを配設する一方、エンジン本体のクランク軸方向一端部の車体前方側に、ベルトを介してクランク軸により駆動される上記コンプレッサとオルタネータとを備えたエンジンにおいて、上記両ファンを、エンジン本体の車体前方側において車幅方向に並列に、かつ、上記コンプレッサ及びオルタネータが配置されているエンジン本体のクランク軸方向一端部に近い側にアディショナルファンが位置するように配置し、更に、上記オルタネータの軸方向寸法を上記コンプレッサよりも短くし、このオルタネータの高さ位置をアディショナルファンの中心高さ位置に略対応するように配置し、上記コンプレッサをオルタネータの下方に配置するとともに、車体の前方から見てアディショナルファンの外周部分にオルタネータが位置して、オルタネータの一部分がアディショナルファンと重なる一方、コンプレッサはアディショナルファンの外周より外側に位置するようにコンプレッサおよびオルタネータとアディショナルファンとの位置関係を設定したものである。
【０００８】
この構造によると、エンジン本体のクランク軸方向一端部の車体前方側にコンプレッサとオルタネータとが上下方向に並んで配置されることにより車体前後方向にコンパクトなレイアウトが得られ、また、オルタネータがコンプレッサよりも上方に位置することにより、オルタネータへの水の侵入の防止等に有利となる。しかも、コンプレッサの作動時の放熱によってオルタネータの温度が上昇し易い状態にあるときに、コンプレッサの作動時に作動する上記アディショナルファンの作動によりオルタネータが冷却されてその温度上昇が抑制される。更に、上記オルタネータの軸方向寸法を上記コンプレッサよりも短くし、このオルタネータの高さ位置をアディショナルファンの中心の高さ位置に略対応するように配置し、車体の前方から見て、アディショナルファンの外周部分にオルタネータが位置して、オルタネータの一部分がアディショナルファンと重なる一方、コンプレッサはアディショナルファンの外周より外側に位置するようにコンプレッサおよびオルタネータとアディショナルファンとの位置関係を設定することにより、確実にアディショナルファンによる送風の一部がオルタネータに当り、オルタネータが充分に冷却される。しかも、オルタネータとコンプレッサとがエンジン本体に対するアディショナルファンの送風を遮るようなことはなく、エンジン本体を冷却する作用も良好に保たれる。
【０００９】
上記補機配置構造において、エンジン本体の車体後方側に排気マニホールドを配置すれば、エンジン本体の車体前方側に配置されたオルタネータが排気熱の影響を受けることがない。
【００１０】
さらに、ディーゼルエンジンにあっては、上記オルタネータの上方に燃料噴射ポンプを配置し、車体の前方から見て燃料噴射ポンプの一部分がアディショナルファンと重なるように燃料噴射ポンプとアディショナルファンとの位置関係を設定することが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、コンプレッサ、オルタネータ及び燃料噴射ポンプの三者がコンパクトにレイアウトされるとともに、燃料噴射ポンプもアディショナルファンで冷却されることにより、燃料温度の上昇による出力低下が防止され、しかも、燃料噴射ポンプがエンジン本体に対するアディショナルファンの送風を遮るようなことがなく、エンジン本体を冷却する作用も良好に保たれる。
【００１４】
また、上記燃料噴射ポンプはベルト又はチェーンを介してクランク軸で駆動されるようになっているが、上記燃料噴射ポンプとクランク軸との間において上記ベルト又はチェーンをガイドするアイドラーを設け、このアイドラーを、上記オルタネータよりも上方で、かつエンジン中央寄りの位置に配置することが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、燃料噴射ポンプがオルタネータの上方に配置されることに伴い燃料噴射ポンプとクランク軸との距離が長くなっても、その間でのベルト又はチェーンの振れが防止され、また、ベルト又はチェーンがオルタネータに近づかないようにガイドされることにより、このベルト又はチェーンやこれを覆うカバーとオルタネータとの干渉が防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は補機が配設された横置きエンジンを車体前方側から見た正面図、図２は車体側方側から見た側面図、図３は平面図である。図２及び図３に矢印Ｆで示す方向（図２で右側、図３で下側）は車体の前方側である。また、図１及び図３に矢印Ｆｅで示す方向（図１，図３で左側）はエンジン本体のクランク軸方向前方側（トランスミッション側と反対側）である。なお、以下の説明においては、エンジン本体におけるトランスミッション側と反対側の端部をエンジン本体の前端部、トランスミッション側の端部をエンジン本体の後端部と呼ぶ。
【００１８】
これらの図において、１はエンジン本体であり、自動車のボンネット２の下方のエンジンルーム内に、車体に対して横置きに配置され、つまり、クランク軸方向が車幅方向に向くように配置されている。
【００１９】
図示のエンジンはディーゼルエンジンであって、エンジン本体１の前端部（車幅方向の一端部）には、エヤコンのコンプレッサ３、オルタネータ４、燃料噴射ポンプ５、冷却水ポンプ６等の補機が装備されている。そして、プーリ７，１１を備えたクランク軸により、カムプーリ８に連結されたカム軸と上記燃料噴射ポンプ５及び冷却水ポンプ６がタイミングベルト９を介して駆動されるとともに、上記コンプレッサ３及びオルタネータ４がベルト１２を介して駆動されるようになっている。
【００２０】
一方、エンジン本体１の後端部（車幅方向の他端部）には、カム軸によりベルト１５を介して駆動されるバキュームポンプ１６やパワーステアリングポンプ１７等の補機が装備されている。
【００２１】
上記エンジン本体１に対して車体前方側には、ラジエータ２０が配置されている。このラジエータ２０は、冷却水が流れる縦方向流路に放熱フィンが多数形成されたコア２１と、このコア２１の上方に設けられたアッパタンク２２と、コア２１の下方に設けられたロアタンク２３とからなり、エンジン本体１から送られる冷却水が上記アッパタンク２２に導入され、この冷却水が上記コア２１を流下して冷却されつつ上記ロアタンク２３に導かれ、ロアタンク２３からエンジン本体１へ送り出されるようになっている。なお、上記ラジエータ２０は、ダイナミックダンパーとしての機能を兼ねるように、車体に弾性支持部材を介して支持されている。
【００２２】
上記エンジン本体１とラジエータ２０との間には、エンジン本体１からラジエータ２０へ冷却水を導くサクション通路２４と、ラジエータ２０からエンジン本体１へ冷却水を導くデリバリ通路２５とが配設されている。
【００２３】
上記ラジエータ２０の車体後方側には、メインファン２７と、アディショナルファン２８とが設けられている。これらのファン２７，２８は電動ファンからなり、メインファン２７は冷却水温等に応じて作動が制御され、また、アディショナルファン２８は上記コンプレッサ３の作動時に作動されるようになっている。つまり、コンプレッサ作動時にはエンジン温度が上昇し易くなることから、アディショナルファン２８の作動により冷却性能が高められるようになっている。
【００２４】
次に、エンジン本体１の前端部に設けられた各種補機と上記ファン２７，２８の配置構造、並びに補機駆動系統の構造を具体的に説明する。
【００２５】
上記コンプレッサ３、オルタネータ４及び燃料噴射ポンプ５の各補機は、エンジン本体１の前端部において車体前方側に上下方向に並んで配置されている。そして、これらの補機のうちでコンプレッサ３が最も下方に位置しており、このコンプレッサ３の上方にオルタネータ４が位置し、さらに上方に燃料噴射ポンプ５が位置している。
【００２６】
これらの補機の軸方向寸法は、オルタネータ４が最も短くなっている。つまり、上記コンプレッサ３や燃料噴射ポンプ５は要求される性能を確保するため軸方向寸法をある程度長くしておく必要があるが、オルタネータ４は、軸方向寸法が比較的短くても、径方向寸法等に応じた発電能力が得られるため、燃料噴射ポンプ５及びコンプレッサ３よりも短くなる。
【００２７】
一方、上記両ファン２７，２８は、エンジン本体１の車体前方側において、車幅方向に並列に配置され、かつ、上記コンプレッサ３、オルタネータ４等が配置されているエンジン本体１の前端部に近い側にアディショナルファン２８が位置し、エンジン本体１の前端部から遠い側にメインファン２７が位置している。
【００２８】
上記アディショナルファン２８と補機との位置関係としては、オルタネータ４の高さ位置がアディショナルファン２８の中心の高さ位置にほぼ対応するように設定されるとともに、図１のように車体の前方から見た場合に、アディショナルファン２８の片側（図で左側）におけるファン外周部付近にコンプレッサ３、オルタネータ４及び燃料噴射ポンプ５が位置し、かつ、オルタネータ４の一部分がアディショナルファン２８とラップし、また燃料噴射ポンプ５の一部もアディショナルファン２８とラップするように設定されている。なお、コンプレッサ３はアディショナルファン２８と殆どラップしていない。
【００２９】
図２に示すように、上記コンプレッサ３及びオルタネータ４にはそれぞれプーリ３ａ，４ａが設けられており、これらのプーリ３ａ，４ａとエンジン本体１のクランク軸に設けられたプーリ１１とに渡ってベルト１２が掛け渡されている。また、上記燃料噴射ポンプ５とエンジン本体１の車体後方側に配置されている冷却水ポンプ６とにはそれぞれタイミングプーリ５ａ，６ａが設けられ、これらのプーリ５ａ，６ａとクランクプーリ７とカムプーリ８とにわたってタイミングベルト９が掛け渡されている。
【００３０】
上記タイミングベルト９に対しては、テンショナ３０が設けられるとともに、燃料噴射ポンプ５のプーリ５ａとクランクプーリ７との間においてタイミングベルト９をガイドするアイドラー３１が設けられており、このアイドラー３１は、上記オルタネータ４よりも上方で、かつ、エンジン本体中央寄りの位置に設けられている。
【００３１】
そして、クランク軸が図２中に矢印で示す方向（時計回り方向）に回転し、このクランク軸の回転がタイミングベルト９を介してカムプーリ８と燃料噴射ポンプ５及び冷却水ポンプ６の各プーリ５ａ，６ａとに伝達されるとともに、ベルト１２を介してコンプレッサ３及びオルタネータ４の各プーリ３ａ，４ａに伝達されるようになっている。
【００３２】
なお、３２は排気マニホールドであり、エンジン本体１の車体後方側に配置されている。
【００３３】
以上のような当実施形態の補機配置構造による作用を、次に説明する。
【００３４】
エンジン本体１の前端部における車体前方側にコンプレッサ３及びオルタネータ４が上下方向に並んで配置されることにより、車体前後方向のコンパクト化が図られる。この場合、一般にコンプレッサ３は密閉構造となっていて、一時的に浸水した場合でも内部に水が侵入することはないが、オルタネータ４は通気等のための開放部を有していて浸水すると水が内部にまで侵入するので、コンプレッサ３よりもオルタネータ４が上方に配置されている。また、上記コンプレッサ３及びオルタネータ４はクランク軸が図２中の矢印方向に回転することによりベルト１２を介して駆動されるが、上記のような配置によると、イナーシャの大きいコンプレッサ３がベルト１２の張り側に位置することとなるので、ベルト１２の滑り防止にも有利となる。
【００３５】
ただし、このような配置にすると、コンプレッサ３からの放熱によってオルタネータ４が加熱され易くなるが、上記アディショナルファン２８がエンジン前端部に近い側に配置され、コンプレッサ３の作動時にこのファン２８が作動して、このファン２８によりオルタネータ４が冷却されるため、コンプレッサ作動時にオルタネータ４の温度上昇が抑制される。とくに、車体の前方から見てオルタネータ４の一部分がアディショナルファン２８と重なるように配置されていることにより、確実にアディショナルファン２８による送風の一部がオルタネータ４に当り、オルタネータ４が充分に冷却されることとなる。
【００３６】
さらに当実施形態では、上記オルタネータ４の上方に燃料噴射ポンプ５が配置され、かつ、車体の前方から見てこの燃料噴射ポンプ５も一部分がアディショナルファン２８と重なるように配置されていることにより、アディショナルファン２８の作動時に燃料噴射ポンプ５も冷却され、燃料温度上昇による出力低下が防止される。
【００３７】
しかも、上記オルタネータ４及び燃料噴射ポンプ５の一部分のみがアディショナルファン２８とラップし、オルタネータ４及び燃料噴射ポンプ５の残りの部分及びコンプレッサ３はアディショナルファン２８の外周より外側に位置するように配置されているため、これらの補機がエンジン本体１に対するアディショナルファン２８の送風を遮ることがなく、エンジン本体１を冷却する作用も良好に保たれる。
【００３８】
また、アディショナルファン２８の外周はファン中心高さ位置でエンジン本体前端部に最も近づくので、上記各補機のうちで軸方向寸法が短いオルタネータ４がファン中心高さに対応する高さ位置に配置され、軸方向寸法が比較的長いコンプレッサ３及び燃料噴射ポンプ５がファン２８の下部及び上部に対応する高さ位置に配置されることにより、これらの補機の後端がファン外周に沿って位置し、エンジン本体１に対するアディショナルファン２８の送風を遮らないような補機の配置が達成される。
【００３９】
こうして、オルタネータ４及び燃料噴射ポンプ５がアディショナルファン２８で冷却されるようにし、かつ、エンジン本体１への送風が阻害されないようにしつつ、コンプレッサ３、オルタネータ４及び燃料噴射ポンプ５の三者がコンパクトにレイアウトされている。
【００４０】
また、エンジン本体１の車体後方側に排気マニホールド３２が配置され、これとは反対側の車体前方側に上記三者が配置されていることにより、排気熱が燃料噴射ポンプ５やオルタネータ４に及ぶことが避けられる。
【００４１】
ところで、上記のように補機を配置したことに伴い、補機駆動系統においては、タイミングベルト９の作動性能の確保及びタイミングベルトカバー（図示せず）とオルタネータ４との干渉の防止のため、燃料ポンプ５のプーリ５ａとクランクプーリ７との間でタイミングベルト９をガイドするアイドラー３１が前述のように配置されている。
【００４２】
すなわち、従来では燃料ポンプがクランク軸に比較的近い位置に配置されていて、燃料ポンプのプーリとクランクプーリとの間にアイドラーは設けられていなかったが、上記のように燃料噴射ポンプ、オルタネータ及びコンプレッサの三者を上下に並べて配置した場合、従来のレイアウトと比べて燃料噴射ポンプが高位置となり、燃料噴射ポンプのプーリとクランクプーリとの間の距離が長くなるため、この部分でベルトの振れが生じ易くなる。また、タイミングベルトがオルタネータの近くを通るため、タイミングベルトを保護するタイミングカバーとオルタネータとが干渉してしまう。
【００４３】
そこで、当実施形態では、燃料噴射ポンプ５のプーリ５ａとクランクプーリ７との間においてタイミングベルト９をガイドするアイドラー３１が、上記オルタネータ４よりも上方で、かつ、エンジン中央寄りの位置に設けられている。このようにアイドラー３１が設けられることにより、燃料噴射ポンプ５のプーリ５ａとクランクプーリ７との間でのタイミングベルト９の振れが防止されるとともに、燃料噴射ポンプ５のプーリ５ａに対するベルト９の掛かり代が大きくなって、駆動力の伝達が確実に行われ、また、タイミングベルト９がオルタネータ４から遠ざかるため、タイミングベルトカバーとオルタネータ４との干渉が防止されることとなる。
【００４４】
なお、上記アディショナルファン２８は、その作動、停止がエアコンのコンプレッサ４の作動、停止に完全に対応するように制御されるものに限らず、上記コンプレッサ４の状態と冷却水温とに応じ、例えば上記コンプレッサ４が作動するとともに冷却水温が所定温度以上となったときに作動するように制御されているものであってもよい。このようにコンプレッサ４の状態と冷却水温とに応じてアディショナルファン２８が制御されるようになっている場合でも、熱害が問題となる高温時にはアディショナルファン２８が作動することにより、エンジン本体１およびオルタネータ４等の冷却が効果的に行なわれることとなる。
【００４５】
また、クランク軸とカム軸及び燃料噴射ポンプ等との間の伝動手段としては、上記タイミングベルト９の代りにチェーンを用いてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態はディーゼルエンジンを対象としているが、本発明はガソリンエンジンにも適用することができる。この場合、燃料噴射ポンプは有しないが、コンプレッサ及びオルタネータ等は上記実施形態と同様に配置しておけばよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のエンジンの補機配置構造は、横置き配置のエンジン本体一端部における車体前方側の下方にコンプレッサを配置し、その上方にオルタネータを配置する一方、このエンジン本体一端部に近い側にアディショナルファンが位置するようにしているため、コンプレッサ及びオルタネータをコンパクトにレイアウトすることができ、しかも、コンプレッサの作動時の放熱によるオルタネータの温度上昇を上記アディショナルファンによって抑制し、オルタネータの性能を良好に保つことができる。
【００４８】
とくに、車体の前方から見て、アディショナルファンの外周部分にオルタネータが位置して、オルタネータの一部分がアディショナルファンと重なる一方、コンプレッサはアディショナルファンの外周より外側に位置するようにコンプレッサおよびオルタネータとアディショナルファンとの位置関係を設定することにより、確実にアディショナルファンによる送風の一部がオルタネータに当ってオルタネータを充分に冷却することができ、かつ、エンジン本体に対するアディショナルファンの送風も良好に行なわせることができる。
【００４９】
さらに、上記オルタネータの上方に燃料噴射ポンプを配置し、車体の前方から見て燃料噴射ポンプの一部分がアディショナルファンと重なるように燃料噴射ポンプとアディショナルファンとの位置関係を設定しておけば、コンプレッサ、オルタネータ及び燃料噴射ポンプの三者をコンパクトにレイアウトすることができるとともに、燃料噴射ポンプもアディショナルファンで冷却することができ、燃料温度の上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による補機配置構造を示す概略正面図である。
【図２】  上記補機配置構造を示す概略側面図である。
【図３】  上記補機配置構造を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１  エンジン
３  コンプレッサ
４  オルタネータ
５  燃料噴射ポンプ
９  タイミングベルト
１２  ベルト
２０  ラジエータ
２７  メインファン
２８  アディショナルファン
３１  アイドラー
３２  排気マニホールド
【図１】
0003896601.tif 000002
【図２】
0003896601.tif 000003
【図３】
0003896601.tif 000004