JP2011226439A - Belt drive device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のクランク軸と各種補機類とをベルトで連結し、ベルトにより補機類を駆動させる内燃機関のベルト駆動装置に関する。 The present invention relates to a belt drive device for an internal combustion engine in which a crankshaft of an internal combustion engine and various auxiliary machines are connected by a belt and the auxiliary machines are driven by the belt.
内燃機関のベルト駆動装置には、発電機、ウォータポンプ、エアコンディショナの圧縮機などが、補機としてベルトに巻回されている。近年、発電電動機が知られている。これは、エンジンが作動しているときは、ベルトによる動力伝達によりクランク軸から得た駆動力で発電する一方、エンジンが停止しているとき、外部から供給された始動用電力で駆動し、ベルトによる動力伝達によりクランク軸を回転させてエンジンを始動させる機能を備えた発電機である。 In a belt drive device for an internal combustion engine, a generator, a water pump, a compressor of an air conditioner, and the like are wound around the belt as auxiliary devices. In recent years, generator motors are known. This is because when the engine is operating, power is generated by the driving force obtained from the crankshaft by power transmission by the belt, while when the engine is stopped, it is driven by the starting power supplied from the outside, and the belt This is a generator having a function of starting the engine by rotating the crankshaft by the power transmission by.
ベルト駆動装置は、ベルトとプーリとの間の摩擦力が消失するとベルトによる動力伝達ができなくなるため、ベルトには予め所定の張力が付与されている。またベルト駆動装置は、ベルトを介して駆動力を伝達させると、駆動源となるプーリを境にして、ベルトを引く側では張力が増大し、ベルトを送り出す側では張力に緩みが生じる。そしてベルト駆動装置は、ベルトの緩み側においても、ベルトに最低限必要な張力が残存し、しかも、経時変化でベルトに緩みが生じても最低限必要な張力が残存するよう、予め大きな張力をベルトに付与している。 Since the belt drive device cannot transmit power by the belt when the frictional force between the belt and the pulley disappears, a predetermined tension is applied to the belt in advance. Further, when the driving force is transmitted through the belt, the belt driving device increases the tension on the side where the belt is pulled and the tension on the side where the belt is sent out, with the pulley serving as the driving source as a boundary. The belt driving device applies a large tension in advance so that the minimum necessary tension remains on the belt slack side, and even if the belt loosens due to aging, the minimum necessary tension remains. It is attached to the belt.
ところが、予めベルトに大きな張力を付与すると、ベルトやプーリの軸受などに過大の負荷が常にかかることとなっていた。そこで自動張力調整器(オートテンショナ)をベルト駆動装置のベルトが緩む緩み側の領域に設け、緩み側の領域のベルトにおいて張力が減少したとき張力が付加され、必要最小限の張力がベルトに生じるようにしていた。 However, if a large tension is applied to the belt in advance, an excessive load is always applied to the belt and pulley bearings. Therefore, an automatic tension adjuster (auto tensioner) is provided in the loose side area where the belt of the belt drive device is loosened. When the tension is reduced in the belt in the loose side area, the tension is added and the minimum necessary tension is generated in the belt. It was like that.
しかしながら、発電電動機を備えた内燃機関の場合、内燃機関が作動して駆動力を発電電動機に伝達させている場合と、発電電動機を駆動させてクランク軸を回転駆動させる場合では、緩み側の領域がそれぞれ逆の位置に現れる。車両が通常走行している時、つまりエンジンが作動して、発電電動機を駆動させているときにベルトが緩む領域は、発電電動機を作動させてエンジンを始動させるときには張り側となる。 However, in the case of an internal combustion engine equipped with a generator motor, a loose side region is used when the internal combustion engine is operated to transmit driving force to the generator motor and when the crank motor is driven to rotate by driving the generator motor. Appear in opposite positions. When the vehicle is traveling normally, that is, when the engine is operating and the generator motor is being driven, the belt is loosened when the generator motor is operated and the engine is started.
仮に、通常走行時に緩み側となる領域に自動張力調整器(オートテンショナ)を設けると、エンジンを始動させる際には、自動張力調整器に過大な張力が生じ、自動張力調整器では対応できなくなることがある。 If an automatic tension adjuster (auto tensioner) is installed in the area on the loose side during normal driving, excessive tension will be generated in the automatic tension adjuster when the engine is started, and the automatic tension adjuster will not be able to handle it. Sometimes.
そこで、自動張力調整器をエンジン始動時にベルトが緩む側に設けることが選択される。しかしながら、エンジン始動時に緩みが発生する側は、通常走行時にはベルトが張る側となるため、エンジン始動時の緩み側に設けられた自動張力調整器には、発電時に生じる大きな張力に対応可能な強力なばね力を有する必要がある。一方、自動張力調整器によりベルトに予め強力な張力を付与すると、補機類の回転軸に大きな荷重がかかり、耐久性に支障が生じるおそれがある。 Therefore, it is selected that the automatic tension adjuster is provided on the side where the belt is loosened when the engine is started. However, the side where the looseness occurs when starting the engine is the side where the belt is tensioned during normal driving, so the automatic tension adjuster provided on the loosening side when starting the engine has a strong force that can handle the large tension generated during power generation. It is necessary to have a strong spring force. On the other hand, if a strong tension is preliminarily applied to the belt by the automatic tension adjuster, a large load is applied to the rotating shafts of the auxiliary machinery, which may cause a problem in durability.
本発明は、発電電動機を備えた内燃機関において、発電電動機で発電する時においても、またエンジンを始動させる時においても、ベルトに所定量の張力が常に付加され、かつ、いずれにおいても、最大張力に対応できるベルト駆動装置を提供することを目的とする。 According to the present invention, in an internal combustion engine equipped with a generator motor, a predetermined amount of tension is always applied to the belt even when power is generated by the generator motor and when the engine is started. An object of the present invention is to provide a belt drive device that can cope with the above.
本発明は、上記の課題を解決するため、内燃機関のベルト駆動装置を次のように構成した。即ち、開示の内燃機関のベルト駆動装置は、内燃機関のクランク出力軸に設けられたプーリと、補機類の駆動軸に設けられたプーリとをベルトで巻回し、前記クランク出力軸から前記補機類に動力を伝達させる内燃機関のベルト駆動装置であり、前記補機類は、発電電動機と、該発電電動機によって前記内燃機関を始動する時に前記ベルトに緩みが生じるベルト緩み側であって、前記ベルトの周回方向に沿って該発電電動機から前記クランク出力軸に向かう途中に設けられた少なくとも1つの補機であり、前記発電電動機から前記補機に向かう途中に前記ベルトに張力を付与する自動張力調整器を備え、前記自動張力調整器を、前記ベルトに張力を付与する所定のばね力とともに、前記ばね力を超えた押圧力を受けると、ばね動作が停止される停止機構とを具えて構成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention has a belt drive device for an internal combustion engine configured as follows. That is, the disclosed belt drive device for an internal combustion engine winds the pulley provided on the crank output shaft of the internal combustion engine and the pulley provided on the drive shaft of the auxiliary machinery with a belt, and the auxiliary output from the crank output shaft. A belt drive device for an internal combustion engine for transmitting power to machinery, wherein the auxiliary machinery is a generator motor and a belt slack side where the belt loosens when the internal combustion engine is started by the generator motor, An at least one auxiliary device provided on the way from the generator motor to the crank output shaft along the circumferential direction of the belt, and automatically applying tension to the belt on the way from the generator motor to the auxiliary device. A tension adjuster, and when the automatic tension adjuster receives a pressing force exceeding the spring force together with a predetermined spring force for applying tension to the belt, the spring operation is stopped. Characterized by being configured to include a stop mechanism.
これにより、エンジン始動時の緩みをオートテンショナ作用により解消すると共に、所定以上の押圧力を受けた際には自動張力調整器の調整機構が停止されるため、通常走行時などにおける軸荷重が低減可能となる。 As a result, the loosening at the start of the engine is eliminated by the action of the auto tensioner, and the adjustment mechanism of the automatic tension adjuster is stopped when a pressing force exceeding a predetermined level is applied, reducing the axial load during normal driving. It becomes possible.
また、開示の内燃機関のベルト駆動装置は、上記内燃機関のベルト駆動装置において、前記自動張力調整器は、外枠体と、前記外枠体内に移動自在に設けられた移動体と、前記移動体に設けられたプーリと、前記移動体を外方向に前進させるばね部材を備え、前記ばね部材により前記プーリを外方向に前進させて前記ベルトに張力を付与するとともに、前記移動体が所定量後退すると、前記移動体に当接し、該移動体の後退動作を停止させる当接部を前記外枠体に設けて構成したことを特徴とする。 Further, the disclosed internal combustion engine belt drive apparatus is the internal combustion engine belt drive apparatus, wherein the automatic tension adjuster includes an outer frame body, a movable body movably provided in the outer frame body, and the movement. A pulley provided on the body and a spring member for advancing the moving body outward, and the pulley is advanced outward by the spring member to apply tension to the belt, and the moving body has a predetermined amount The outer frame body is provided with an abutting portion that abuts the moving body when retreating and stops the retreating operation of the moving body.
また、開示の内燃機関のベルト駆動装置は、上記内燃機関のベルト駆動装置において、前記自動張力調整器は、前記クランク出力軸に設けられたプーリによって前記発電電動機で発電する時に、前記ベルトから前記ばね力を超えた押圧力を受けることを特徴とする。 Further, the disclosed internal combustion engine belt drive device is the internal combustion engine belt drive device, wherein the automatic tension adjuster generates power from the belt when generating power with the generator motor by a pulley provided on the crank output shaft. It is characterized by receiving a pressing force exceeding the spring force.
これにより、通常走行時に自動張力調整器の調整機構が固定されることで、ベルト張り側となった時の大きな張力に対応可能な強力なばね力を有する必要がなく、補器類の軸加重を低減することが可能となる。 As a result, the adjustment mechanism of the automatic tension adjuster is fixed during normal travel, so there is no need to have a strong spring force that can handle the large tension when the belt is tensioned, and the axial load of the auxiliary devices Can be reduced.
また、開示の内燃機関のベルト駆動装置は、上記内燃機関のベルト駆動装置において、前記発電電動機と前記補機とのプーリ間ベルト距離が、前記ベルトの周回方向で最も長いプーリ間ベルト距離であることを特徴とする。 Further, in the disclosed belt drive device for an internal combustion engine, in the belt drive device for an internal combustion engine, the inter-pulley belt distance between the generator motor and the accessory is the longest inter-pulley belt distance in the belt circumferential direction. It is characterized by that.
これにより、軸心間距離が長い箇所では緩みが顕著に表れやすいが、かかる部分に自動張力調整器を配置したことにより、緩みを効果的に抑制することが可能となる。 As a result, the looseness is likely to appear remarkably at the place where the distance between the shaft centers is long, but the looseness can be effectively suppressed by arranging the automatic tension adjuster at the portion.
本発明にかかる内燃機関のベルト駆動装置は、次の効果を有する。
エンジン始動時には、自動張力調整器により所定の張力がベルトに生じ、ベルトの空転等が適切に防止される。一方ばね力を超えた押圧力を受けた時には、自動張力調整器は固定状態となるので、高いベルト張力が確実に保持でき、しかも緩み側においても張力が所定値以下とならないように保持できる。これにより、通常走行時と、エンジン始動時のいずれの場合においても、適切にベルト張力を保持し、ベルト駆動装置による動力伝達が確実に実施される。
The belt drive device for an internal combustion engine according to the present invention has the following effects.
When the engine is started, a predetermined tension is generated on the belt by the automatic tension adjuster, and the idling of the belt is appropriately prevented. On the other hand, when a pressing force exceeding the spring force is received, the automatic tension adjuster is in a fixed state, so that a high belt tension can be reliably maintained, and even on the loose side, the tension can be maintained so as not to become a predetermined value or less. As a result, the belt tension is appropriately maintained and the power transmission by the belt driving device is reliably performed in both cases of normal running and engine start.
本発明にかかるベルト駆動装置の一実施形態について、図を用いて説明する。 An embodiment of a belt driving device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、内燃機関のベルト駆動装置10を示す。ベルト駆動装置10は、内燃機関のクランク出力軸12に取り付けられた第1プーリ14と、発電電動機16に取り付けられた第2プーリ18と、冷却水ポンプの駆動軸20に取り付けられた第3プーリ22と、エアコンディショナのコンプレッサの駆動軸24に取り付けられた第4プーリ26と、ベルト30と、を備えて構成されている。
FIG. 1 shows a
クランク出力軸12は、内燃機関の出力軸であり、内燃機関で発生した動力が出力される。内燃機関は、ガソリンエンジン、あるいはディーゼルエンジンなどである。また、クランク出力軸12は、始動トルクが入力されると、内燃機関を始動させることができる。
The
冷却水ポンプは、冷却水を内燃機関の内部に循環させるためのポンプであり、駆動軸20を回転させるとポンプが作動する。エアコンディショナのコンプレッサは、エアコンディショナの冷媒を圧縮させる圧縮器であり、駆動軸24を回転させるとコンプレッサが作動する。これらは補機として、内燃機関からの動力により回転駆動される。尚、補機としてはこれに限るものではない。
The cooling water pump is a pump for circulating the cooling water inside the internal combustion engine. When the
発電電動機16は、基本的に発電機であり、内燃機関からの動力で回転駆動されると、電力を発生させる。更に発電電動機16は、外部から供給された電力により回転軸を回転駆動させることができる。このようにして外部電力で発電電動機16の回転軸を回転させると、第2プーリ18により第1プーリ14を回転させて、クランク出力軸12を回転させ、内燃機関を始動させることができる。
The
ベルト30は、環状で、第1プーリ14から第4プーリ26に巻き掛けられている。また、第2プーリ18と第3プーリ22の間には、自動張力調整器32が設けられている。
The
自動張力調整器32を、図3に示す。自動張力調整器32は、図3に示すよう外枠体34と移動体36とばね部材38とプーリ40(図1参照。)などから構成されている。自動張力調整器32は、上述したように第2プーリ18と第3プーリ22の間、すなわち発電電動機16とコンプレッサの間に設けられている。つまり、クランク出力軸12から出力される回転駆動力で発電電動機16が回転駆動されて発電している状態で、ベルト30が張り側となる位置に自動張力調整器32が設けられている。
An
外枠体34は、筒状で、内部に移動体36が、外枠体34の軸方向に移動自在に収納されている。プーリ40は、移動体36に取り付けてあり、移動体36と一体に軸方向に沿って移動する。ばね部材38は、圧縮ばねであり、移動体36を外方、すなわちプーリ40を押し出す方向に付勢している。
The
ばね部材38は、所定のばね定数を有し、エンジンを始動させる時、つまり自動張力調整器32に対向したベルト30が緩むときに、ベルト30を押圧し、ベルト30の緩み側に所定の張力が生じるように設定されている。
The
更に自動張力調整器32は、外枠体34に、移動体36に当接する当接部44を具えている。当接部44は、ベルト30の張力が所定値を超えて移動体36を後方に所定量移動させると、移動体36が当接するように設けられている。移動体36が当接部44に当接すると、ばね部材38のばね機能が消失し、移動体36は後方への移動が停止される。このように自動張力調整器32は、ベルト30の張力が所定値に達すると、ばね部材38による移動を固定させる固定機能を具えている。
Further, the
次に、ベルト駆動装置10の作用について説明する。
エンジンは停止した状態で、発電電動機16によりエンジンを始動させるとする。始動用電力を発電電動機16に供給し、発電電動機16を駆動させる。すると、発電電動機16の第2プーリ18が、図2の矢印に示すように回転する。第2プーリ18の回転力は、第3プーリ22を介して第1プーリ14に伝達され、第1プーリ14を回転させる。これによりエンジンのクランク出力軸12が回転し、エンジンが始動される。一方、第2プーリ18から送り出されたベルト30は、自動張力調整器32のプーリ40、および第4プーリ26を通ってクランク出力軸12の第1プーリ14に戻る。
Next, the operation of the
It is assumed that the engine is started by the
これにより、第2プーリ18から第3プーリ22を通って第1プーリ14までにかかるベルト30の部分が、いわゆる張り側となり、高い張力が生じる。また第2プーリ18から第4プーリ26を通って第1プーリ14までにかかるベルト30の領域が、いわゆる緩み側となり、弱い張力が生じる。そしてかかる緩み側には、自動張力調整器32から、ばね部材38のばね力がプーリ40を通してベルト30にかかり、所定の張力がベルト30に付与され、ベルト30に伸びが生じても吸収される。
Thus, the portion of the
一方エンジンが始動して、車両が通常走行状態になると、クランク出力軸12の第1プーリ14が図1の矢印に示すように駆動力をもって回転する。すると、クランク出力軸12の駆動力が、第1プーリ14から、第4プーリ26を介して第2プーリ18に伝達され、更に第3プーリ22を回転させる。これにより、ポンプやコンプレッサが作動し、かつ発電電動機16が作動して発電がなされる。
On the other hand, when the engine is started and the vehicle is in a normal running state, the
すると、第1プーリ14から第4プーリ26を通って第2プーリ18までにかかるベルト30の部分が、いわゆる張り側の領域となり、高い張力が生じる。この張り側となるベルト30には、自動張力調整器32が接しており、ベルト30が高い張力を有していることから、ばね部材38にベルト30から大きな圧縮力が加えられる。しかしながら、自動張力調整器32の外枠体34には、当接部44が形成してあり、ベルト30からの押圧力で移動体36が後退すると、移動体36が当接部44に当接して移動体36の後退動作が停止される。
Then, the portion of the
したがって、車両が通常走行に移行して、クランク出力軸12からの動力により発電電動機16で発電がなされていても、自動張力調整器32は、プーリ40が所定位置まで後退するとそれ以上後退しなくなるので、自動張力調整器32によりベルト30の張力が所定の状態に保持される。また第1プーリ14から第3プーリ22を通って第2プーリ18までにかかるベルト30の部分が、いわゆる緩み側となり、生じる張力が弱いが、自動張力調整器32により所定以下の張力になることはない。
Therefore, even if the vehicle shifts to normal running and power is generated by the
以上説明したように、自動張力調整器32によれば、発電電動機16による発電時とエンジンを始動させる時のいずれにおいても、必要とされる張力がベルト30に付与される。また、発電電動機16が発電している時の張り側のベルト30に生じる張力に対して、これを十分に保持でき、自動張力調整器32に損傷等を生じさせることがない。また、過大な張力を予めベルト30に付与する必要がなく、ベルト30や補機類の軸受部等の耐久性を向上できる。
As described above, according to the
発電電動機を備えた内燃機関のベルト駆動装置に利用できる。 It can be used for a belt drive device of an internal combustion engine provided with a generator motor.
10…ベルト駆動装置
12…クランク出力軸
14…第1プーリ
16…発電電動機
18…第2プーリ
20…駆動軸
22…第3プーリ
24…駆動軸
26…第4プーリ
30…ベルト
32…自動張力調整器
34…外枠体
36…移動体
38…ばね部材
40…プーリ
44…当接部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記補機類は、発電電動機と、該発電電動機によって前記内燃機関を始動する時に前記ベルトに緩みが生じるベルト緩み側であって、前記ベルトの周回方向に沿って該発電電動機から前記クランク出力軸に向かう途中に設けられた少なくとも1つの補機であり、
前記発電電動機から前記補機に向かう途中に前記ベルトに張力を付与する自動張力調整器を備え、
前記自動張力調整器を、前記ベルトに張力を付与する所定のばね力とともに、前記ばね力を超えた押圧力を受けると、ばね動作が停止される停止機構とを具えて構成したことを特徴とする内燃機関のベルト駆動装置。 A belt drive for an internal combustion engine in which a pulley provided on a crank output shaft of an internal combustion engine and a pulley provided on a drive shaft of auxiliary machinery are wound by a belt and power is transmitted from the crank output shaft to the auxiliary machinery. Device,
The auxiliary machines are a generator motor and a belt slack side where the belt loosens when the internal combustion engine is started by the generator motor, and the crank output shaft extends from the generator motor along the circumferential direction of the belt. At least one auxiliary machine on the way to
An automatic tension adjuster that applies tension to the belt on the way from the generator motor to the auxiliary machine;
The automatic tension adjuster includes a predetermined spring force that applies tension to the belt and a stop mechanism that stops a spring operation when a pressing force exceeding the spring force is received. A belt drive device for an internal combustion engine.
前記ばね部材により前記プーリを外方向に前進させて前記ベルトに張力を付与するとともに、前記移動体が所定量後退すると、前記移動体に当接し、該移動体の後退動作を停止させる当接部を前記外枠体に設けて構成したことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のベルト駆動装置。 The automatic tension adjuster includes an outer frame body, a movable body provided movably in the outer frame body, a pulley provided in the movable body, and a spring member that advances the movable body outward. ,
An abutting portion for advancing the pulley outward by the spring member to apply tension to the belt and abutting the moving body when the moving body is retracted by a predetermined amount and stopping the retracting operation of the moving body The belt drive device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the belt is provided on the outer frame body.
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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