JP2010156307A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】機械式のウォーターポンプ７とベルト式の動力伝達機構１０とを備える内燃機関１において、ウォーターポンプ７を非駆動にしたときにクランクシャフト８への負担を軽減するための構成を、可及的に簡易でかつコンパクトに設置可能とする。
【解決手段】ベルト１５をウォーターポンププーリ１２から離してウォーターポンプ７を非駆動状態にしたり、ベルト１５をウォーターポンププーリ１２に押し付けてウォーターポンプ７を駆動状態にしたりするための状態切り替え機構２０を備える。この機構２０は、単一のアクチュエータ２４により、一方テンショナ２１をベルト１５から引き離すとともに他方テンショナ２２をベルト１５に押し付ける第１位置に移動することにより前記非駆動状態を成立する一方、一方テンショナ２１をベルト１５に押し付けるとともに他方テンショナ２２をベルト１５から引き離す第２位置に移動することにより前記駆動状態を成立する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウォーターポンプと、クランクシャフトの回転動力をウォーターポンプに伝達してウォーターポンプを回転駆動するためのベルト式の動力伝達機構とを備える内燃機関（エンジンともいう）に関する。

従来から、内燃機関の暖機を促進させるために、ウォーターポンプを電動式とし、冷間始動時、つまり暖機運転時にウォーターポンプを非駆動とし、暖機終了後において必要に応じてウォーターポンプを駆動させるようにすることが考えられている（例えば特許文献１，２参照。）。

このような従来例の場合、電動式のウォーターポンプを用いるので、クランクシャフトの回転動力を補機に伝達するためのベルト式動力伝達機構を利用せずにウォーターポンプを駆動できるものの、この電動式のウォーターポンプが高価であるために設備コストが高くつくことが指摘される。

これに対し、例えば特許文献３に係る従来例では、ウォーターポンプ２２を機械式とし、自動車用エンジン２０の冷却水の温度変化に応じてウォーターポンプ２２の駆動力を変化させるようにすることが開示されている。

具体的に、クランクシャフト２１に取り付けられるクランクプーリ１０のベルト受け面（ベルト巻き掛け用の溝底面）１１の形状をテーパ形状とし、ベルト１６の張力を調整するためのテンションプーリ１３をアクチュエータ１４で移動可能とし、このアクチュエータ１４を制御装置１５で駆動させるようにしている。

動作としては、通常走行時に、テンションプーリ１３をクランクプーリ１０に近づけて、クランクプーリ１０のテーパ形状のベルト受け面１１の大径側にベルト１６を巻き掛けさせて、クランクプーリ１０の回転速度とウォーターポンププーリ１２の回転速度とを略１：１にすることにより、ウォーターポンプ２２による冷却水の循環量を規定値に保つようにする。一方、登坂走行に伴いエンジン２０の回転数が低下して冷却水循環量が低下することによって冷却水温度が上昇したときに、テンションプーリ１３をクランクプーリ１０から引き離して、クランクプーリ１０のテーパ形状のベルト受け面１１の小径側にベルト１６を巻き掛けさせて、ベルト１６の駆動速度をクランクプーリ１０自体の回転速度よりも増速させてウォーターポンププーリ１２の回転速度を上昇させるようにすることにより、ウォーターポンプ２２による冷却水循環量を規定値に保つようにして冷却水温度を低下させる。

このように、特許文献３に係る従来例では、ウォーターポンプ２２による冷却水循環量を変化させるようになっているものの、ベルト１６でウォーターポンププーリ１２が常に回転駆動されているために、ウォーターポンプ２２を非駆動とすることは不可能である。したがって、冷却水温度が低い場合、つまり暖機運転時においてウォーターポンプ２２を非駆動にすることによって暖機を促進させることは不可能である。しかも、ウォーターポンププーリ１２がベルト１６で常に回転駆動されているということは、ベルト１６を駆動する駆動源であるクランクシャフト２１に常に余分な負担がかかっており、エンジン２０の暖機性能ならびに燃費性能を向上させるには不利となる。

ところで、例えば特許文献４に係る従来例には、機械式のウォーターポンプのプーリを前記ベルト式動力伝達機構で回転駆動させる構成において、クランクシャフトの回転動力をベルトからウォーターポンプに伝達させないようにすることによりウォーターポンプを非駆動状態にしたり、クランクシャフトの回転動力をベルトからウォーターポンプに伝達させることによりウォーターポンプを駆動状態にしたりするための状態切り替え手段が開示されている。

具体的に、特許文献４に係る従来例において、ウォーターポンプＰを駆動または非駆動とするための状態切り替え手段の構成を説明する。

まず、特許文献４の図２には、ウォーターポンプ７の駆動軸３とウォーターポンププーリＰ２とを一対のギヤ１，２を介して連結させて前記一対のギヤ１，２を必要に応じて噛み合わせることによりクランクシャフトプーリ１０の回転動力をベルト１１によりウォーターポンププーリＰ２に伝達してウォーターポンプＰを駆動させる状態にしたり、前記一対のギヤ１，２の噛み合わせを外すことによりクランクシャフトプーリ１０の回転動力をベルト１１からウォーターポンププーリＰ２に伝達させないようにしてウォーターポンプＰを非駆動状態にしたりする構成が開示されている。

この構成では、例えば暖機運転時にウォーターポンプＰを非駆動とすることにより、暖機を促進させることが可能になるものの、ウォーターポンプＰを非駆動状態にしていても、ウォーターポンププーリＰ２がベルト１１で常に回転駆動されているために、このウォーターポンププーリＰ２を回転駆動させる分についてクランクシャフトに負担がかかることは避けられない。

その他に、特許文献４の図４および図５には、クランクシャフトプーリ１０と２つの小径プーリ１３，１４とに巻き掛けられるベルト１１において略平行な２つの直線部分の外側に、一対のテンショナ８１，８２を配置し、この一対のテンショナ８１，８２をそれぞれ軸状部材８１ａ，８２ａで互いに接近する方向に個別に移動させることにより、ベルト１１をウォーターポンププーリＰ２に押し付けてウォーターポンプＰを駆動させるようにしたり、前記一対のテンショナ８１，８２をそれぞれ軸状部材８１ａ，８２ａで互いに離す方向に個別に移動させることによりベルト１１をウォーターポンププーリＰ２から引き離してウォーターポンプＰを非駆動状態にしたりする構成が開示されている。

なお、特許文献４に係る従来例では、前記一対のギヤ１，２を移動させるための駆動源や、前記一対のテンショナ８１，８２を移動させるための駆動源として、オイルコントロールバルブＯＣＶの油圧を利用するようにしている。

特開平８−１４０４３号公報 特開平１１−１３４７１号公報 実開昭６３−３７８５５号公報 特開２００３−２７９４２号公報

上記特許文献４に係る従来例において図４に示す構成では、ウォーターポンプＰを非駆動とするときに、ベルト１１をウォーターポンププーリＰ２から引き離すので、クランクシャフトの負担を軽減することが可能であるが、次のような不具合が懸念される。

つまり、状態切り替え手段として、一対のテンショナ８１，８２を個別に移動させるための軸状部材８１ａ，８２ａがベルト１１の両側に横１直線に並べられた状態で設置されている関係より、内燃機関の周辺に比較的大きな設置スペースを確保する必要があり、設置条件が厳しくなることが懸念される。

しかも、ウォーターポンプＰを非駆動状態から駆動状態に切り替えるときに、ベルト１１から引き離されている一対のテンショナ８１，８２を互いに接近させるように動かすことにより、ベルト１１をウォーターポンププーリＰ２に押し付ける必要がある。

そもそも、一対のテンショナ８１，８２を引き離している状態においても、ベルト１１がばたつかないように当該ベルト１１に適度の張力を付与しておく必要がある。しかも、２つのテンショナ８１，８２を互いに接近させるように動かす際、ベルト１１において略平行な２つの直線部分に対して２つのテンショナ８１，８２をそれぞれ略直交する方向から押し付けるようにしている。

これらのことから、ベルト１１をウォーターポンププーリＰ２に押し付けてウォーターポンプＰを駆動状態にするためには、一対のテンショナ８１，８２を非常に大きな力で駆動させる必要があると言える。そのような大きな駆動力は、駆動源としてのオイルコントロールバルブＯＣＶの油圧だけでは得られないので、図５に示されているように、比較的大型の油圧変換機６’を用いている。そのために、内燃機関の周辺にさらに大きな設置スペースを確保する必要がありるとともに、ウォーターポンプＰの状態を切り替えるための状態切り替え手段の設備コストが嵩むことが懸念される。

このような事情に鑑み、本発明は、ウォーターポンプと、クランクシャフトの回転動力をウォーターポンプに伝達してウォーターポンプを駆動するためのベルト式の動力伝達機構とを備える内燃機関において、ウォーターポンプを非駆動状態にしたときにクランクシャフトへの負担を軽減するための構成を、可及的に簡易でかつコンパクトに設置可能とすることを目的としている。

本発明は、機械式のウォーターポンプと、クランクシャフトの回転動力をウォーターポンプに伝達してウォーターポンプを駆動するためのベルト式の動力伝達機構とを備える内燃機関であって、前記ベルトをウォーターポンププーリから離してウォーターポンプを非駆動状態にしたり、前記ベルトをウォーターポンププーリに押し付けてウォーターポンプを駆動状態にしたりするための状態切り替え機構を備え、前記状態切り替え機構は、前記ベルトに張力を与えるための少なくとも２つのテンショナと、必要に応じて前記各テンショナを第１位置と第２位置とに移動させる単一のアクチュエータとを含み、前記第１位置では、一方のテンショナがベルトから引き離されるとともに他方のテンショナがベルトに押し付けられることにより前記非駆動状態を成立し、前記第２位置では、前記一方のテンショナがベルトに押し付けられるとともに前記他方のテンショナがベルトから引き離されることにより前記駆動状態を成立する、ことを特徴としている。

要するに、本発明では、機械式のウォーターポンプの駆動源として内燃機関に一般的に装備される既存のベルト式動力伝達機構を利用する構成を前提とするものであって、ウォーターポンプの非駆動時に、ベルトをウォーターポンププーリから引き離すようにするための手段（状態切り替え機構）を設けるようにしている。これにより、ウォーターポンプの非駆動時においてクランクシャフトにかかる負担が軽減されるようになるので、内燃機関の暖機性能ならびに燃費性能を向上させるうえで有利となる。

そして、前記のように必要に応じてベルトをウォーターポンププーリから引き離すための状態切り替え機構として、２つのテンショナと単一のアクチュエータとを用いるだけにしていて、特許文献４に係る従来例では必要であった油圧変換機６’を不要にしている。

このようなことから、本発明の状態切り替え機構の構成は、特許文献４に係る従来例に比べて簡易にかつ設備コストを低減することが可能になるとともに、設置スペースも小さくすることが可能になるのである。

なお、本発明の状態切り替え機構について単一のアクチュエータを用いることが可能になって、特許文献４に係る従来例では必要であった油圧変換機６’が不要になることの理由を説明する。

つまり、ウォーターポンプの駆動や非駆動のいずれの状態においても２つのテンショナのうちの片方のみを常にベルトに押し付けてベルト張力を所定の規定値に保つようにしている。このため、２つのテンショナを第１位置から第２位置、あるいは第２位置から第１位置に移動させるときに、ベルトに押し付けられている一方のテンショナが張力を解放しつつ他方のテンショナがベルトに押し付けられるようになる等、ベルトの張力が大きく変動することがない。このようにしているから、前記２つのテンショナを移動させる際に必要な駆動力としては、特許文献４に係る従来例に比べて格段に小さくすることが可能になるのである。

しかも、前記のように単一のアクチュエータに要求される駆動力が小さくて済むのであれば、このアクチュエータについては、例えば感温式アクチュエータ等といった簡易かつコンパクトな構成で安価に入手できる汎用品を利用することが可能になる。

好ましくは、前記２つのテンショナは、それらの相対位置が固定された状態で単一のスライダに回転自在に支持され、前記アクチュエータは、前記スライダを直線的に往復移動させる構成とされる。

ここでは、２つのテンショナを第１位置および第２位置の両方で相対位置を保ったままで移動させるための構成を特定している。この特定によれば、前記構成が簡易となることが明確になる。

好ましくは、前記動力伝達機構は、クランクシャフトに取り付けられるクランクプーリと、前記ウォーターポンプ以外の補機のプーリとを有し、前記ウォーターポンププーリは、前記クランクプーリと補機プーリとに巻き掛けられるベルトの内側に配置され、前記２つのテンショナは、それぞれ前記ベルトの外側に配置される。

ここでは、ベルト式動力伝達機構の構成を特定しているとともに、前記動力伝達機構に対する２つのテンショナの相対位置を特定している。この特定によれば、動力伝達機構が内燃機関に一般的に備える既存の構成であることが明確になる。また、２つのテンショナが動力伝達機構よりも外側にはみ出して設けられていないことが明確になるので、状態切り替え機構の設置スペースが小さくなることが明確になる。

好ましくは、前記アクチュエータは、暖機運転時に前記２つのテンショナを前記第１位置に、また、暖機運転終了後に前記２つのテンショナを前記第２位置にそれぞれ移動させる。

ここでは、内燃機関の運転状況と、ウォーターポンプの駆動、非駆動の状態切り替えとを関係付けるように特定している。この特定によれば、暖機運転時つまり内燃機関の冷却水温度が低いときにウォーターポンプを駆動しないようにすることにより、暖機を促進させることが可能になる。また、暖機運転終了後つまり内燃機関の冷却水温度が所定の規定値に到達すると、ウォーターポンプを駆動することにより冷却水温度を規定範囲に保つようにすることが可能になる。

好ましくは、前記アクチュエータは、機関冷却水の温度に反応して前記２つのテンショナの移動に必要な駆動力を発生する感温式アクチュエータとされる。

ここでは、アクチュエータの種類を特定しており、この特定によれば、アクチュエータの動作を制御するための制御系が不要となる。しかも、感温式アクチュエータは、一般的に、簡易かつコンパクトな構成であり、しかも安価に入手できる汎用品とすることが可能になる。これらのことから、本発明の状態切り替え機構の設備コストを低減するうえで有利となる。

本発明は、ウォーターポンプと、クランクシャフトの回転動力をウォーターポンプに伝達してウォーターポンプを駆動するためのベルト式の動力伝達機構とを備える内燃機関において、ウォーターポンプを非駆動状態にしたときにクランクシャフトへの負担を軽減するための構成を、可及的に簡易でかつコンパクトに設置することが可能になる。

本発明に係る内燃機関に備えるベルト式動力伝達機構および状態切り替え機構の一実施形態を示す概略構成図である。この図中の実線は、一対のテンショナが第２位置に位置している状態、つまりウォーターポンプの駆動状態を示しており、図中の二点鎖線は、一対のテンショナが第１位置に位置している状態、つまりウォーターポンプの非駆動状態を示している。 図１の（２）−（２）線断面の矢視図である。 図２の（３）−（３）線断面の矢視図である。 図１のベルト式動力伝達機構および状態切り替え機構の斜視図である。 図１において一対のテンショナが第１位置に位置している状態、つまりウォーターポンプの非駆動状態を示す図である。 図１の内燃機関に備える冷却システムの概略構成を示す図である。 本発明に係る内燃機関に備えるベルト式動力伝達機構および状態切り替え機構他実施形態を示す図であり、一対のテンショナが第２位置に位置している状態、つまりウォーターポンプの駆動状態を示している。 図７において一対のテンショナが第１位置に位置している状態、つまりウォーターポンプの非駆動状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図６に本発明の一実施形態を示している。まず、図６を参照して、本発明の一実施形態に係る内燃機関における冷却システムの概要を説明する。図中、１は内燃機関である。

この内燃機関１では、その内部に封入されるロングライフクーラント（ＬＬＣ）と呼ばれる冷媒（以下、単に冷却水と言う）が、図中の実線矢印で示すように、冷却水取り出し路２から一旦取り出されてラジエータ３に供給され、このラジエータ３から冷却水還流路４を経て内燃機関１に戻されるようになっている。

また、サーモスタット５によって、ラジエータ３の冷却水の流通量と、図中の一点鎖線矢印で示すようにバイパス流路６の冷却水の流通量とが調節されるようになっている。例えば内燃機関１の冷間運転時、つまり暖機運転時においてはバイパス流路６側の冷却水量が増加されて暖機が促進されて、ラジエータ３による冷却水の過冷却が防止される。内燃機関１の暖機運転後の定常運転時には、主としてラジエータ３により冷却水を冷却させるようにして、バイパス流路６側への冷却水量が低減される。

このような冷却水の循環は、例えばウォーターポンプ７によって行われる。このウォーターポンプ７は、一般的に周知の例えば渦巻きポンプ等が用いられる。

このウォーターポンプ７は、一般的に補機と呼ばれるものであるが、内燃機関１には、前記のウォーターポンプ７の他にも、例えばエアコンディショナ、オルタネータ、パワーステアリング装置等の補機が付設される。

これらの補機は、内燃機関１のクランクシャフト８の回転動力を利用して駆動されるようになっている。このクランクシャフト８の回転動力を前記の補機に伝達するために、内燃機関１に一般的に装備されているベルト式の動力伝達機構１０が利用されるようになっている。

次に、図１、図４ならびに図５を参照して、前記のベルト式の動力伝達機構１０の概要を説明する。

前記の図に示す動力伝達機構１０は、クランクプーリ１１、ウォーターポンププーリ１２、エアコンディショナ等の第１補機プーリ１３、オルタネータ等の第２補機プーリ１４、ベルト１５を含んで構成されている。

クランクプーリ１１は、クランクシャフト８の前端に、また、ウォーターポンププーリ１２は、ウォーターポンプ７の駆動軸７ａの外端にそれぞれ取り付けられている。第１、第２補機プーリ１３，１４は、第１、第２補機９Ａ，９Ｂの駆動軸（符号省略）の外端に取り付けられている。ベルト１５は、例えば断面形状がＶ字形とされた、いわゆるＶベルト等とされている。

図に示す例では、クランクプーリ１１と第１補機プーリ１３と第２補機プーリ１４とがそれぞれ三角形の頂点に位置するように配置されており、これらの３つのプーリ１１，１３，１４に対してベルト１５が巻き掛けられている。

そして、ウォーターポンププーリ１２は、クランクプーリ１１と第１補機プーリ１３と第２補機プーリ１４とに巻き掛けられて略三角形に形付けられたベルト１５の内側に配置されている。

なお、クランクプーリ１１、ウォーターポンププーリ１２、第１、第２補機プーリ１３，１４は、例えば図４に示すように、それぞれ外周にＶ溝が設けられており、このＶ溝にＶベルトからなるベルト１５のＶ字形凸部が合致して嵌合されるようになっている。

このベルト１５は、必要に応じて、ウォーターポンププーリ１２に対して押し付けられてクランクシャフト８の回転動力をウォーターポンプ７に伝達する状態つまりウォーターポンプ７を駆動する状態や、引き離されてクランクシャフト８の回転動力をウォーターポンプ７に伝達しない状態つまりウォーターポンプ７を非駆動とする状態にされるようになっている。

このようなウォーターポンプ７の状態を切り替えるための状態切り替え機構２０が、前記の動力伝達機構１０の近傍に設けられている。

状態切り替え機構２０は、２つのテンショナ２１，２２と、スライダ２３と、単一のアクチュエータ２４とを含んだ構成になっている。

２つのテンショナ２１，２２は、外周が平坦面になっていて、その外周面がベルト１５の平坦面に面で接触されるようになっている。この２つのテンショナ２１，２２は、それらの相対位置が固定された状態でスライダ２３に回転自在に支持されている。

スライダ２３は、棒状に形成されていて、その長手方向の離れた２箇所に支軸２３ａ，２３ｂが設けられている。このスライダ２３の支軸２３ａ，２３ｂにそれぞれ転がり軸受２５，２６を介して前記２つのテンショナ２１，２２が取り付けられている。

このスライダ２３は、図２に示すように、例えば内燃機関１のタイミングチェーンケース等に設けられるガイド空間１ａ内に直線的に往復移動可能に取り付けられる。なお、内燃機関１のタイミングチェーンケース等には、図３に示すように、ガイド空間１ａから支軸２３ａ，２３ｂを突出させるとともに、この支軸２３ａ，２３ｂの直線移動を安定して案内するためのガイド孔１ｂがガイド空間１ａに連通する状態で設けられている。このガイド孔１ｂの外側周縁には、図３に示すように、ガイド孔１ｂを補強するためのリブ１ｃが設けられている。

第１テンショナ２１は、ベルト１５においてクランクプーリ１１に引き込まれる側（張り側）の外側に配置されている。第２テンショナ２２は、ベルト１５においてクランクプーリ１１から送り出される側（緩み側）の外側に配置されている。

なお、ベルト１５の張り側、緩み側については、周知であるが、簡単に説明する。つまり、クランクプーリ１１によりベルト１５が例えば図１の実線矢印で示すように回転駆動される場合には、ベルト１５においてクランクプーリ１１より回転方向上流側つまり第１補機プーリ１３が位置する側が張り側となり、ベルト１５においてクランクプーリ１１より回転方向下流側つまり第２補機プーリ１４が位置する側が張り側となる。

アクチュエータ２４は、スライダ２３を直線的に往復移動させるものであり、例えば内燃機関１に設けられるウォータージャケット１ｄ内の冷却水温度の高低に反応してスライダ２３の移動に必要な駆動力を発生する感温式アクチュエータとされる。

具体的に、アクチュエータ２４は、機関冷却水が所定の規定値未満のときに例えばシリンダケース内に封入される液体が熱収縮することにより、ピストン２４ａをシリンダケース内に引き込むように機能し、また、機関冷却水が所定の規定値以上のときに例えばシリンダケース内に封入される液体が熱膨張することにより、ピストン２４ａをシリンダケースから突出させるように機能する。

次に、上述した状態切り替え機構２０の動作について説明する。

まず、内燃機関１の冷却水温度が所定の規定値未満のとき、つまり内燃機関１の冷間運転時または暖機運転時には、アクチュエータ２４のシリンダケース内の液体が熱収縮してピストン２４ａをシリンダケース内に引き込んだ状態になっていて、２つのテンショナ２１，２２が図１の二点鎖線および図５に示す第１位置に配置されている。

この第１位置では、第１テンショナ２１がベルト１５から引き離されるとともに第２テンショナ２２がベルト１５に押し付けられることにより、ベルト１５がウォーターポンププーリ１２から離されてウォーターポンプ７が非駆動状態になる。

このようにウォーターポンプ７が駆動されないので、内燃機関１の冷却水温度が可及的に速やかに上昇するようになる。したがって、暖機運転時には暖機を促進させることが可能になる。

一方、内燃機関１の冷却水温度が規定値以上のとき、つまり内燃機関１の暖機運転終了後の定常運転時には、アクチュエータ２４のシリンダケース内の液体が熱膨張してピストン２４ａをシリンダケースから突出させる状態になっていて、２つのテンショナ２１，２２が図１の実線で示す第２位置に配置されている。

この第２位置では、第１テンショナ２１がベルト１５に押し付けられるとともに第２テンショナ２２がベルト１５から引き離されることにより、ベルト１５がウォーターポンププーリ１２に押し付けられてウォーターポンプ７が駆動状態となる。

このようにウォーターポンプ７が駆動されるので、内燃機関１の冷却水温度が過上昇することが抑制される。

但し、この定常運転時には、内燃機関１の負荷や冷却水温度に応じてサーモスタット５がラジエータ３への冷却水流通量とバイパス流路６への冷却水流通量とを調節することにより、冷却水温度を規定範囲に保つように機能する。したがって、暖機運転が終了して定常運転になったときには、冷却水温度が規定範囲に保たれるようになる。

ところで、内燃機関１の運転を停止することにより、冷却水温度が規定値未満になると、一対のテンショナ２１，２２が第２位置（図１の実線参照）から第１位置（図１の二点鎖線、図５参照）に自動的に移動されることになる。したがって、内燃機関１を冷間始動させる場合には、状態切り替え機構２０を作動させなくても、最初からウォーターポンプ７が非駆動状態になっているから、簡単かつ迅速に暖気運転を促進させることが可能になるのである。

以上説明したように、本発明の特徴を適用した実施形態によれば、暖機運転時には一対のテンショナ２１，２２を第１位置（図１の二点鎖線、図５参照）に配置してウォーターポンプ７を駆動しない状態にすることにより、暖機を促進させることが可能になり、また、定常運転時には一対のテンショナ２１，２２を第２位置（図１の実線参照）に配置してウォーターポンプ７を駆動することにより、冷却水温度を規定範囲に保つようにすることが可能になる。

そのうえで、ウォーターポンプ７の非駆動時には、ベルト１５をウォーターポンププーリ１２から引き離すようにしているから、クランクシャフト８にかかる負担が軽減されるようになる。これにより、内燃機関１の暖機性能ならびに燃費性能を向上させるうえで有利となる。

しかも、ウォーターポンプ７の状態を切り替えるための状態切り替え機構２０について、２つのテンショナ２１，２２と単一のスライダ２３と単一のアクチュエータ２４とを用いるだけの構成にしていて、特許文献４に係る従来例では必要であった油圧変換機６’を不要にしている。また、単一のアクチュエータ２４については、例えば感温式アクチュエータ等といった簡易かつコンパクトな構成で安価に入手できる汎用品を用いている。さらに、一対のテンショナ２１，２２の移動は、単一のアクチュエータ２４によって自動的に行うようになっているので、制御系が不要である。

これらのことから、この実施形態によれば、状態切り替え機構２０について、特許文献４に係る従来例に比べて簡易にかつ設備コストを低減することが可能になるとともに、その設置スペースも小さくすることが可能になる。したがって、内燃機関１のコンパクト化を図るうえで有利となる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。

（１）上記実施形態では、内燃機関１に付設される補機を３つとした例を挙げているが、補機の設置数については特に限定されるものではない。

（２）上記実施形態において、アクチュエータ２４の種類や、２つのテンショナ２１，２２を支持するスライダ２３の構造や設置形態等について、特に限定されるものではなく、一般的に公知の構造を流用することができる。

（３）上記実施形態では、ウォーターポンププーリ１２をベルト１５の張り側の内側に配置した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばウォーターポンププーリ１２は、ベルト１５の緩み側の内側に配置することも可能である。

また、ウォーターポンププーリ１２は、ベルト１５の内側のみでなく、例えば図７および図８に示すように、外側に配置することが可能である。

図７は、状態切り替え機構２０における一対のテンショナ２１，２２を第２位置に配置してウォーターポンプ７を駆動するようにした状態を、また、図８は、状態切り替え機構２０における一対のテンショナ２１，２２を第１位置に配置してウォーターポンプ７を非駆動とするようにした状態を、それぞれ示している。この場合、アクチュエータ２４は、図１に示した実施形態と反対側に配置されている。

このように、ウォーターポンプ７や第１、第２補機９Ａ，９Ｂの配置は特に限定されるものではない。

１ 内燃機関
７ ウォーターポンプ
８ クランクシャフト
１０ ベルト式の動力伝達機構
１１ クランクプーリ
１２ ウォーターポンププーリ
１３ 第１補機プーリ
１４ 第２補機プーリ
１５ ベルト
２０ 状態切り替え機構
２１ 第１テンショナ
２２ 第２テンショナ
２３ スライダ
２４ アクチュエータ

Claims (5)

1. 機械式のウォーターポンプと、クランクシャフトの回転動力をウォーターポンプに伝達してウォーターポンプを駆動するためのベルト式の動力伝達機構とを備える内燃機関であって、
   前記ベルトをウォーターポンププーリから離してウォーターポンプを非駆動状態にしたり、前記ベルトをウォーターポンププーリに押し付けてウォーターポンプを駆動状態にしたりするための状態切り替え機構を備え、
   前記状態切り替え機構は、前記ベルトに張力を与えるための少なくとも２つのテンショナと、必要に応じて前記各テンショナを第１位置と第２位置とに移動させる単一のアクチュエータとを含み、
   前記第１位置では、一方のテンショナがベルトから引き離されるとともに他方のテンショナがベルトに押し付けられることにより前記非駆動状態を成立し、
   前記第２位置では、前記一方のテンショナがベルトに押し付けられるとともに前記他方のテンショナがベルトから引き離されることにより前記駆動状態を成立する、ことを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、
   前記２つのテンショナは、それらの相対位置が固定された状態で単一のスライダに回転自在に支持され、
   前記アクチュエータは、前記スライダを直線的に往復移動させる構成とされる、ことを特徴とする内燃機関。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関において、
   前記動力伝達機構は、クランクシャフトに取り付けられるクランクプーリと、前記ウォーターポンプ以外の補機のプーリとを有し、
   前記ウォーターポンププーリは、前記クランクプーリと補機プーリとに巻き掛けられるベルトの内側に配置され、前記２つのテンショナは、それぞれ前記ベルトの外側に配置される、ことを特徴とする内燃機関。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関において、
   前記アクチュエータは、暖機運転時に前記２つのテンショナを前記第１位置に、また、暖機運転終了後に前記２つのテンショナを前記第２位置にそれぞれ移動させる、ことを特徴とする内燃機関。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の内燃機関において、
   前記アクチュエータは、機関冷却水の温度に反応して前記２つのテンショナの移動に必要な駆動力を発生する感温式アクチュエータとされる、ことを特徴とする内燃機関。

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