JP2002138848A - 内燃機関の補機駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テンショナを揺動自在に支持する支点とベル
トとの干渉を防止し得る内燃機関の補機駆動装置を提供
する。 【解決手段】 所定の経路で回転し該経路上に設けられ
る内燃機関の補機に動力を伝達するベルトと、所定のボ
スに揺動自在に支持され前記ベルトに張力を持たせるテ
ンショナと、を備える内燃機関の補機駆動装置であっ
て、前記テンショナを揺動自在に支持するボスに、前記
ベルトを案内するアイドラプーリを設けたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の補機駆
動装置に関し、より詳しくは、各補機間に掛け渡された
ベルトに張力（テンション）を持たせるテンショナを備
えた補機駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両などに搭載される内燃機関に
は、操舵力を軽減するパワーステアリングポンプ、発電
機となるオルタネータ、車内空調装置となるクーラ用の
クーラコンプレッサ、機関冷却水を機関本体内にて循環
させるウォータポンプ等の補機が設けられており、これ
らの補機はベルトを用いて機関本体の出力軸（クラン
ク）により駆動されている。また、このようなベルトに
適度な張力（テンション）を与えるテンションプーリを
設けると共に、エンジンマウントブラケットのボルト穴
にアイドラプーリを設けてベルトをガイドすることが、
トヨタ技術公開集発行番号６６２１に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テンシ
ョナを揺動自在に支持する支点（ボス）の位置によって
は、ベルト（無端伝動部材）と該テンショナにおける支
点とが干渉する虞があった。

【０００４】よって本発明は、テンショナを揺動自在に
支持する支点とベルトとの干渉を防止し得る内燃機関の
補機駆動装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するため、本発明では以下の構成を採用した。すなわ
ち、所定の経路で回転し該経路上に設けられる内燃機関
の補機に動力を伝達する無端伝動部材と、所定の支点に
揺動自在に支持され前記無端伝動部材に張力を持たせる
テンショナと、を備える内燃機関の補機駆動装置であっ
て、前記テンショナを揺動自在に支持する所定の支点
に、前記無端伝動部材を案内する案内部材を設けたこと
を特徴とする。

【０００６】この構成を有する本発明の補機駆動装置で
は、テンショナの支点に無端伝動部材を案内する案内部
材を予め設けているため、ベルトに踊りが生じた際にも
その案内部材によってテンショナの支点と無端伝動部材
の干渉を阻止できる。また、テンショナの支点において
も無端伝動部材を積極的に案内できるため、設計上の自
由度が増し内燃機関に対するテンショナ並びに補機類の
配置も容易になる。

【０００７】なお、無端伝動部材としては、ベルト、チ
ェーンなどの環状の動力伝達部材を例示できる。また、
所定の経路とは補機類の配置によって定められ、無端伝
動部材はこれら補機類の配置に従って回転されように配
される。また、案内部材は、特に限定しないがプーリや
ガイドレール（スライダ）などを例示できる。また、案
内部材は、無端伝動部材に常時接触しても良いし、又、
必要に応じて接触させるようにしてもい。

【０００８】前記所定の支点は、前記無端伝動部材にお
ける経路内方側に設けられ、この所定の支点に設けられ
る前記案内部材は、前記無端伝動部材の内面側に接して
無端伝動部材を案内するのが望ましい。なお、無端伝動
部材における経路内方側とは、無端伝動部材にて囲まれ
た領域を意味する。

【０００９】この構成では、案内部材による無端伝動部
材の案内時に、該無端伝動部材に対する案内部材の接し
方が好ましい態様となる。通常、無端伝動部材には、表
面側と裏面（内面）側が存在し、表面側に屈曲させた場
合には、無端伝動部材に無理が生じて耐久性が低下す
る。このため案内部材において無端伝動部材の内面側を
案内することにより、無端伝動部材の耐久性を低下させ
ずに案内できる。

【００１０】また、無端伝動部材の経路上には、前記内
燃機関の補機が複数設けられ、前記案内部材は、前記無
端伝動部材の経路における補機と補機との間を案内する
構成としてもよい。この構成では、無端伝動部材の経路
における補機と補機と間を案内部材によって案内するこ
とにより、補機間における経路が、案内部材によって実
質的に分割・短縮されるため補機間における無端伝動部
材の踊りを小さくできる。

【００１１】また、案内部材は、回転自在のプーリを有
し、該プーリは、その外周面にて前記無端伝動部材を案
内するようにしてもよい。また、前記プーリは、その外
周面における少なくとも２点で前記無端伝動部材を案内
するのが望ましい。即ち、プーリによって無端伝動部材
の経路における補機間を、少なくとも２カ所において同
時に案内している。

【００１２】また、前記テンショナは、所定の支軸を中
心に回動し前記無端伝動部材に常時付勢されるテンショ
ンプーリと、前記支軸の軸線上を回転中心として回転自
在に設けられるアイドラプーリと、を備え、前記所定の
支軸及び該支軸の軸線上に設けられるアイドラプーリ
は、前記無端伝動部材の経路内方側に設けられ、前記ア
イドラプーリは、前記無端伝動部材の内面側に接して無
端伝動部材を案内する構成としてもよい。また、この場
合、前記アイドラプーリは、該アイドラプーリの外周面
における少なくとも２点で前記無端伝動部材を案内する
ようにしてもよい。

【００１３】尚、前記無端伝動部材の経路上には、機関
関連補機の全てが設けられている構成としてもよい。す
なわち、この構成ではサーペンタインレイアウトのベル
ト駆動方式を採用している。

【００１４】なお、機関関連補機は、特に限定されない
が、例えば、発電器となるオルタネータ、操舵力軽減装
置としてのパワーステアリングポンプ、車内空調装置と
なるクーラ用のクーラコンプレッサ、機関冷却水を機関
本体内にて循環させるウォータポンプ、ラジエータの冷
却を行う冷却ファン、機関燃料に圧力をかける燃料ポン
プなどを例示できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の補機駆動装置に係
わる好適な実施の形態について図面を参照して説明す
る。

【００１６】本実施の形態では、図１に示されるように
１本のＶリブドベルトＢで機関関連補機の全てを駆動す
るサーペンタインレイアウトのベルト駆動方式に本発明
の補機駆動装置を適用した形態を示している。

【００１７】なお、本実施の形態に示す内燃機関では、
機関関連補機（以下、単に補機と称す）として、発電機
となるオルタネータ、操舵力軽減装置となるパワーステ
アリングポンプ、機関冷却水を機関本体内にて循環させ
るウォータポンプ、車内空調装置であるクーラ用のクー
ラコンプレッサを備えている。また、上記した各補機に
は補機駆動用プーリが設けられ、この補機駆動用プーリ
をベルトＢによって回転駆動することにより、各補機が
同時に駆動される。

【００１８】また、図１では、オルタネータに設けられ
るプーリを２、パワーステアリングポンプに設けられる
プーリを３、ウォータポンプに設けられるプーリを４、
クーラコンプレッサに設けられるプーリを５、として示
している。

【００１９】各補機を駆動するベルトＢは、所定の経路
で回転し該経路上には、上記した各補機の補機駆動用プ
ーリが設けられている。そして、各補機は、機関本体１
のクランク軸（出力軸）に連結されたクランクプーリＣ
の回転を駆動源とするベルトＢの回転によって回転駆動
されている。

【００２０】なお、本実施の形態では、図１に示される
ようにクランクプーリＣ→クーラコンプレッサ用プーリ
５→ウォータポンプ用プーリ４→パワーステアリング用
プーリ３→オルタネータ用プーリ２→（クランクプーリ
Ｃ）の順にベルトＢが掛け渡されて、このベルトＢが辿
る経路のうち、オルタネータ用プーリ２からクランクプ
ーリＣに至るベルトＢの経路Ｒ１（図２参照）におい
て、本発明に係るテンショナ１０が設けられている。

【００２１】ところで、サーペンタインレイアウトのベ
ルト駆動方式では、上記の如く全補機を１本のベルトＢ
にて駆動するため、通常のベルト駆動方式に比べてベル
トＢの伸びが早いとされている。このため本実施の形態
に示すようにサーペンタインレイアウトのベルト駆動方
式では、該ベルトＢの経路上にテンショナ１０を設けて
このベルトＢの伸びに対処している。

【００２２】このテンショナ１０は、ベルトＢの張力を
一定に保つ装置であり、オルタネータ用プーリ２からク
ランクプーリＣに至るベルトＢの経路Ｒ１において該ベ
ルトＢの外周面（表面側）に接するテンションプーリ１
１と、機関本体１に回動自在に支持されたボス１５を中
心に回動し前記テンションプーリ１１を揺動自在に支持
するプーリアーム１２と、このプーリアーム１２を介し
てテンションプーリ１１を常時ベルトＢ側に付勢するオ
ートテンショナ１３と、を備えてなる。

【００２３】なお、オートテンショナ１３は、内部に作
動油が充填されたシリンダと、そのシリンダに摺動自在
に組み込まれるロッドと、ロッドをシリンダから引き出
す方向に付勢するスプリングを備え、ロッドの先端に前
記プーリアーム１２が連結されている。すなわち、プー
リアーム１２に支持されるテンションプーリ１１はオー
トテンショナ１３に設けられたスプリングの張力によっ
てベルト外周面に押し付けられている。なお、シリンダ
内に充たされる作動油は、ロッドの急激な延びを減衰し
てテンションプーリ１２の急速な戻りを抑制するための
ものである。

【００２４】このように本実施の形態では、オルタネー
タ用プーリ２からクランクプーリＣに至るベルトＢの経
路Ｒ１を、テンショナ１０を用いて経路内方側（図１中
矢印Ｆ方向）に押し付けベルトＢに張力を持たせてい
る。

【００２５】一方、プーリアーム１２の支点となるボス
１５は、ベルトＢの経路内方側にて機関本体１に回動自
在にボルト締めされ、そのボス１５における軸線上に
は、アイドラプーリ１４が設けられている。より詳しく
は、図３に示すようにプーリアーム１２のボス１５が回
動自在に外嵌するカラー１２ｂの端面にアイドラプーリ
１４が載置される形で設けられ、アイドラプーリ１４と
ボス１５とは共通のボルト１２ｃにて機関本体１に共締
めされている。

【００２６】なお、プーリアーム１２の支点に対するア
イドラプーリ１４の取付け方は、上記した例に限られ
ず、例えば、図４に示すようにプーリアーム１２と同一
平面上にアイドラプーリ１４を設けるようにしてもよ
い。即ち、アイドラプーリ１４及びボス１５の位置関係
や取付構造は任意に変更可能である。

【００２７】このアイドラプーリ１４は、図２に示すよ
うにパワーステアリング用プーリ３からオルタネータ用
プーリ２に至る経路Ｒ２を案内すると共に、同オルタネ
ータ用プーリ２からテンションプーリ１１に至る経路Ｒ
３を案内している。即ち、ボス１５と同軸上に設けられ
るアイドラプーリ１４は、その外周面の２点にてベルト
Ｂを案内し、該ベルトＢとボス１５との干渉を阻止して
いる。

【００２８】また、アイドラプーリ１４の直径は、パワ
ーステアリング用プーリ３とオルタネータ用プーリ２と
を結ぶ接線Ｌ１、並びにオルタネータ用プーリ２とテン
ションプーリ１１とを結ぶ接線Ｌ２、の双方と交差する
大きさに設定されている。即ち、アイドラプーリ１４の
直径は、パワーステアリング用プーリ３からオルタネー
タ用プーリ２に至るベルトＢの経路Ｒ２、及びオルタネ
ータ用プーリ２からテンションプーリ１１に至るベルト
Ｂの経路Ｒ３を、各々外側に押し広げる大きさに設定さ
れている。このため経路Ｒ２及び経路Ｒ３は、アイドラ
プーリ１４によって実質的に分割・短縮されるため、機
関本体１の回転数の変動に伴うベルトＢの踊りも、この
アイドラプーリ１４によって軽減されている。

【００２９】このように本発明の補機駆動装置では、テ
ンショナ１０の支点にアイドラプーリ１４を設けること
によって、該テンショナ１０とベルトＢの干渉を阻止し
ている。また、通常のベルト駆動方式に比べて遙かにベ
ルトＢの取り回しが複雑なサーペンタインレイアウトの
ベルト駆動方式においても、テンショナ１０の支点にて
ベルトＢを案内できるため機関本体１へのテンショナ１
０の配置も容易になる。また、ベルトＢの経路における
補機と補機との間をアイドラプーリ１４によって案内す
ることにより、ベルトＢの踊りを軽減できるといった利
点も得られる。

【００３０】上記した実施の形態では、ベルトＢの経路
内方側に支点を有するテンショナ１０を例に本発明を説
明したが、本発明の補機駆動装置は、ベルトＢの経路外
方側に支点を有するテンショナ１０においても勿論有用
である。この場合には、アイドラプーリ１４によってベ
ルトＢの外周面が案内されることとなる。

【００３１】また、上記した実施の形態では、プーリア
ーム１２とオートテンショナ１３とを別体に設けるタイ
プのテンショナ１０を例に説明したが、本発明は、プー
リアームの支点となるボスに弦巻バネを内蔵してボス自
体にオートテンショナとしての機能を持たせたボス一体
型オートテンショナを備えるテンショナにおいても適用
可能である。

【００３２】なお、図５は、サーペンタインレイアウト
のベルト駆動方式において、ボス一体型オートテンショ
ナを備えるテンショナ１０Ａを採用した例である。勿
論、このテンショナ１０Ａにおいても、テンショナ１０
Ａの支点となるボス１５Ａにはアイドラプーリ１４Ａが
設けられている。

【００３３】このテンショナ１０Ａでは、プーリアーム
１２Ａの支点に対するテンションプーリ１１Ａの回動
（図５中矢印Ｆ’方向）によってベルトＢに張力が与え
られる。なお、図５に示す例では、オルタネータ用プー
リ２からクランクプーリＣに至るベルトＢの経路Ｒ１に
てベルトＢに張力を与えているが、テンショナ１０Ａの
支点に設けられるアイドラプーリ１４ＡがベルトＢのガ
イドとして積極的に作用するため、実質的にはオルタネ
ータ用プーリ２からアイドラプーリ１４Ａに至るベルト
Ｂの経路Ｒ４にて張力が与えられている。このようにボ
ス一体型オートテンショナを備えるテンショナにおいて
も本発明は有用である。

【００３４】上記した実施の形態では、サーペンタイン
レイアウトのベルト駆動方式を例に本発明を説明した
が、本発明の補機駆動装置は、テンショナを使用するベ
ルトの駆動方式全般に適用可能である。また、既存の内
燃機関においてテンショナのボスとベルトの干渉が懸念
される内燃機関においては、テンショナのボスを機関本
体に取り付けるボルトを利用してアイドラプーリを新設
することにより、ボスとベルトとの干渉防止対策を施す
ことができる。

【００３５】また、本発明の補機駆動装置は、特に大型
のオルタネータを必要とする内燃機関に好適に採用でき
る。なお、大型のオルタネータを要する内燃機関として
は、例えば、カムシャフト等に代えて電磁駆動弁を備え
る内燃機関や、内燃機関と電動機とを併用するハイブリ
ッド車などを例示できる。

【００３６】この種のエンジンでは、上記の如く電磁駆
動弁や電動機を駆動させるためにより多くの電気エネル
ギーを必要とする。このためこの電気エネルギーを確保
すべく大型のオルタネータが必要となる。しかしなが
ら、大型のオルタネータは内燃機関への搭載性の問題か
ら内燃機関側方に配置せざる得ないのが現状である。

【００３７】このため内燃機関からオルタネータ用のプ
ーリに向かうベルトの経路と、オルタネータ用のプーリ
を経由して該内燃機関に戻るベルトの経路とが互いに接
近し、その経路間にテンショナの支点（ボス）が設けら
れている場合には、該テンショナの支点とベルトとが干
渉し易い状態となる。このためテンショナの支点にアイ
ドラプーリを設けることによって、この種の内燃機関に
おいてもベルトとテンショナとの干渉を防止できる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ベルトの
踊りを軽減すると共に、テンショナを揺動自在に支持す
る支点とベルトとの干渉を防止できる。さらに、テンシ
ョナの配置を容易にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態に係る内燃機関の補機駆動装置
を示す図。

【図２】 本実施の形態に係る補機駆動装置の概略構成
図。

【図３】 本実施の形態に係るテンショナとアイドラプ
ーリとの取付状態を説明するための図。

【図４】 本発明、他の実施の形態に係るテンショナと
アイドラプーリとの取付状態を説明するための図。

【図５】 本発明、他の実施の形態に係るボス一体型オ
ートテンショナを備えるテンショナを本発明に適用した
例を示した補機駆動装置の概略構成図。

【符号の説明】

１ 機関本体（内燃機関） ２ オルタネータ用プーリ ３ パワーステアリングポンプ用プーリ ４ ウォータポンプ用プーリ ５ クーラコンプレッサ用プーリ １０，１０Ａ テンショナ １１，１１Ａ テンションプーリ １２，１２Ａ プーリアーム １３ オートテンショナ １４，１４Ａ アイドラプーリ １５，１５Ａ ボス Ｂ ベルト Ｃ クランクプーリ Ｒ１ オルタネータ用プーリからクランクプーリに至る
経路 Ｒ２ パワーステアリング用プーリからオルタネータ用
プーリに至る経路 Ｒ３ オルタネータ用プーリからテンションプーリに至
る経路 Ｒ４ オルタネータ用プーリからアイドラプーリに至る
経路 Ｌ１ パワーステアリング用プーリとオルタネータ用プ
ーリとを結ぶ接線 Ｌ２ オルタネータ用プーリとテンションプーリとを結
ぶ接線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の経路で回転し該経路上に設けられる
   内燃機関の補機に動力を伝達する無端伝動部材と、所定
   の支点に揺動自在に支持され前記無端伝動部材に張力を
   持たせるテンショナと、を備える内燃機関の補機駆動装
   置であって、 前記テンショナが揺動自在に支持される所定の支点に、
   前記無端伝動部材を案内する案内部材を設けたことを特
   徴とする内燃機関の補機駆動装置。
2. 【請求項２】前記所定の支点は、前記無端伝動部材にお
   ける経路内方側に設けられ、この所定の支点に設けられ
   る前記案内部材は、前記無端伝動部材の内面側に接して
   無端伝動部材を案内することを特徴とする請求項１に記
   載の内燃機関の補機駆動装置。
3. 【請求項３】前記無端伝動部材の経路上には、前記内燃
   機関の補機が複数設けられ、前記案内部材は、前記無端
   伝動部材の経路における補機と補機との間を案内するこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の補機
   駆動装置。
4. 【請求項４】前記案内部材は、回転自在のプーリを有
   し、該プーリは、その外周面にて前記無端伝動部材を案
   内することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載
   の内燃機関の補機駆動装置。
5. 【請求項５】前記プーリは、その外周面における少なく
   とも２点で前記無端伝動部材を案内することを特徴とす
   る請求項４に記載の内燃機関の補機駆動装置。
6. 【請求項６】前記テンショナは、所定の支軸を中心に回
   動し前記無端伝動部材に常時付勢されるテンションプー
   リと、前記支軸の軸線上を回転中心として回転自在に設
   けられるアイドラプーリと、を備え、 前記所定の支軸及び該支軸の軸線上に設けられるアイド
   ラプーリは、前記無端伝動部材の経路内方側に設けら
   れ、前記アイドラプーリは、前記無端伝動部材の内面側
   に接して無端伝動部材を案内することを特徴とする請求
   項１から５の何れかに記載の内燃機関の補機駆動装置。
7. 【請求項７】前記アイドラプーリは、該プーリの外周面
   における少なくとも２点で前記無端伝動部材を案内する
   ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の補機駆動
   装置。
8. 【請求項８】前記無端伝動部材の経路上には、機関関連
   補機の全てが設けられていることを特徴とする請求項１
   から７の何れかに記載の内燃機関の補機駆動装置。