JP3268007B2 - 自動車のための蛇行ベルト駆動機構および交流発電機組立体 - Google Patents

自動車のための蛇行ベルト駆動機構および交流発電機組立体

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JP3268007B2 JP13376892A JP13376892A JP3268007B2 JP 3268007 B2 JP3268007 B2 JP 3268007B2 JP 13376892 A JP13376892 A JP 13376892A JP 13376892 A JP13376892 A JP 13376892A JP 3268007 B2 JP3268007 B2 JP 3268007B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は駆動機構に関し、特に自
動車のための蛇行補機駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】蛇行補機駆動機構は、自動車において多
く使用されるようになってきている。典型的な蛇行駆動
機構は、車両の内燃エンジンの出力シャフト上の原動プ
ーリと、補機のための一連の従動プーリと、原動および
従動プーリの周りに掛けられた波状断面ベルトとを含
む。蛇行駆動機構の利点は、自動ベルト張力調節器を備
えることにより、補機を固定して取り付けられることで
ある。
【０００３】特にエンジンが４気筒型の場合、原動プー
リはベルト上に大きな動荷重を生じる。この大きな動荷
重は、４気筒型のようなエンジンの変化するトルク出力
特性による。この状況下において、張力調節器は変化す
るトルク特性のすべてを調節することができない。この
結果、同時に起こるベルトのすべりのため、ときどき騒
音を生じまたベルトの寿命を短くする。ベルト上の大き
な動荷重に対処するため、エンジンのクランクシャフト
の係合離脱装置の提供が提案されてきている。この解決
法は効果的ではあるが、係合離脱装置が一般に機構の耐
荷重能力と同じ耐荷重能力を持たなければならないの
で、高価になる。騒音を減少させベルトの寿命を維持す
るために、ベルト上の大きな動荷重を調節する、よりコ
スト的に効果のある方法が必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題と課題を解決するための
手段】本発明の目的は前記必要性を満たすことである。
本発明は、交流発電補機が機構に最大の慣性力を与える
が機構の全耐荷重能力の一部しか必要としないため、交
流発電機の電機子と交流発電機プーリとの間に係合離脱
機能を持たせることによって、コスト的な効果が達成さ
れる、という原理に基づいている。従って目的は、出力
シャフトと出力シャフト上に固定されかつ出力シャフト
の軸線回りに回転可能な原動プーリとを備えた内燃エン
ジンと、出力シャフトに平行な軸線回りに回転可能な従
動プーリを各々が有する一連の従動組立体と、原動プー
リの回転に応じて従動プーリを回転させるベルトの動き
の方向に関して、原動プーリと一連の従動組立体とに、
従動組立体の順序と一致する順序で共動するように取り
付けられた蛇行ベルトとを含む型の、自動車のための蛇
行ベルト駆動機構を提供することによって達成される。
一連の従動組立体は、ハウジングと、ハウジング内に取
り付けられた電機子の軸線回りの回転のための電機子組
立体とを有する交流発電機組立体を含む。ハブ構造体
は、電機子組立体によって前記ハウジングの外側に担持
され、電機子組立体と共に電機子の軸線回りに回転する
ようになっており、交流発電機組立体のプーリは、ハブ
構造体に対し電機子の軸線回りに回転運動するよう、ハ
ブ構造体上に取り付けられる。蛇行ベルトによる交流発
電機プーリの従動回転運動をハブ構造体に伝えるため
に、コイルばねが交流発電機プーリとハブ構造体との間
に作用するように取り付けられ、電機子組立体が交流発
電機のプーリと同じ方向の回転をするようにし、従動回
転運動の間電機子組立体が、前記交流発電機プーリに対
しいずれかの方向の瞬間的な相対弾性回転ができるよう
にする。
【０００５】本発明の他の目的は、構造が簡単で、作用
が効果的で、また製造と維持とが経済的であるような前
記記載の型の駆動機構を提供することである。
【０００６】
【実施例】本発明の前記および他の目的は、以下の詳細
な記述と特許請求の記載によってより明らかとなろう。
【０００７】本発明は、実施態様が略示された添付図面
を参照して、最も良く理解されるであろう。
【０００８】特に図面を参照すると、略示されたエンジ
ンフレーム１２と出力シャフト１４とを含む、１０で示
される自動車の内燃エンジンが図１に示される。１８で
示される蛇行駆動機構の一部を形成する原動プーリ１６
が出力シャフト１４に固定される。駆動機構１８は無端
ベルト２０を含む。ベルト２０は薄く柔軟性のあるもの
で、例えば波形断面ベルトである。ベルト２０は、原動
プーリ１６と、シャフト３２、３４、３６、３８、４０
にそれぞれ固定された一連の従動プーリ２２、２４、２
６、２８、３０との周りに掛けられる。簡単なアイドル
プーリであるプーリ２２を除いて、シャフトは様々なエ
ンジンあるいは車両補機を作動させるために連結され
る。例えば、シャフト３４はエンジンのウォータポンプ
を、シャフト３６は交流発電機を、シャフト３８は自動
車の空気調整機構の圧縮器の電磁クラッチを、シャフト
４０はパワーステアリング機構のオイルポンプをそれぞ
れ駆動させる。
【０００９】内燃エンジン１０はどんな公知の構造でも
よいことが、理解されるべきである。従来の実施態様に
よれば、エンジンの作動は振動力をエンジンフレーム１
２に伝えるようなものである。シャフトがエンジンフレ
ーム１２に対して固定されかつ出力シャフト１６の軸線
に平行である平行軸線の回りに回転するように、すべて
の補機がエンジンフレーム１２に取り付けられる。ベル
ト２０には、４２で示されるベルト張力調節器によって
張力が与えられる。張力調節器はどんな構造でもよい。
しかしながら好ましい実施態様は、米国特許第４，４７
３，３６２号で開示された張力調節器であり、その開示
内容が本明細書に参照例として合体されている。図示さ
れるように張力調節器４２は、ベルト２０の平らな背面
と回転しながら係合するように配設されるアイドルプー
リ４４を含み、プーリは、ベルト２０上にほぼ一定の張
力を維持するために、ばねによって付勢される。
【００１０】本発明は特に、２６で示されるプーリと交
流発電機のシャフト３６との間の機能的な連結に関す
る。図２に最もよく示されるように、交流発電機は、そ
の内部に４８で示される電機子組立体が例えば軸受５０
によって受け入れられるハウジング４６を含む。図示す
るように、シャフト３６は電機子組立体４８の一部を形
成し、またハウジング４６の外側に延びる端部を含む。
【００１１】５２で示されるハブ構造体が、シャフト３
６の外側に延びる端部に固定される。図示されるように
ハブ構造体５２は、シャフト３６の端部まで延びるスリ
ーブ部分５４を含む。さらに図示されるように、シャフ
ト３６の先端は５６で示されるようにねじ切られてお
り、スリーブ部分５４にはシャフト３６の端部のねじ山
と螺合するように設けられた内部のねじ山５８が形成さ
れる。ハブ構造体はまた、スリーブ部分５４上の端面の
壁６０を含み、壁６０には、シャフトのねじ山５８上に
スリーブ部分５４が螺合するための工具を受け取るため
の六角形のソケット６２が形成される。スリーブ部分５
４がシャフト３６の端部上に螺合するにしたがって、ス
リーブ部分５４の端部の表面は、玉軸受５０の内輪の一
側をシャフト３６のフランジ６４に押し付け、玉軸受５
０の内輪の他側面を玉軸受５０に当接するようシャフト
３６に取り付けられた玉軸受６６の内輪に押し付けるこ
とがわかる。
【００１２】図２に最もよく示されるようにプーリ２６
は、蛇行ベルト２０の波状断面の作用面と回転係合する
ための波状断面表面７０が外面中央に設けられた環状プ
ーリ部材６８を含む。環状プーリ部材６８はその端部に
一対の軸方向のフランジ７２、７４を有し、フランジ７
２は、玉軸受６６の外輪と係合するように配設された内
側環状軸受表面を有する。もう１つのフランジ７４に
は、プーリ２６の一部を形成するおおい部材７８の外側
の環状壁７６を例えば圧力ばめによって受け入れるため
に、外側に溝が形成される。おおい部材７８は、外側の
壁７６の端部から内側に延びる半径方向の壁８０と、半
径方向の壁８０の内側円周から軸方向に延びる内側の壁
８２とを含む。内側の壁８２は、玉軸受８４の外輪と係
合する内部の軸受表面を有し、玉軸受８４の内輪は、ハ
ブ構造体５２の端部の壁６０の外部溝の中に嵌まる。
【００１３】ハブ構造体５２に対するプーリ２６の取り
付けは、プーリとハブ構造体との間に環状間隙８６を区
画形成するようなものであることがわかる。本発明の原
理によれば、プーリ２６は、間隙内に取り付けられるら
せん状コイルばね８８によって、ハブ構造体５２と連結
される。図示されるように、コイルばね８８は、９０で
示される半径方向の外側に向かって曲げられる端部を有
し、この端部は、環状プーリ部材６８のフランジ７４に
形成される切り込み９２の内部まで延びている。コイル
ばねの９４で示される反対の端部は半径方向の内側に向
かって曲げられ、またこの端部は、ハブ構造体５２のス
リーブ部分５４の隣接する端部に形成される切り込み９
６の内部に係合される。このように、プーリ２６がコイ
ルばね８８によってハブ構造体５２に連結される。ベル
ト２０からプーリ２６に正のトルクが伝えられるときは
いつでも、プーリ２６の回転運動がハブ構造体５２と、
したがって交流発電機の電機子組立体のすべてとに、コ
イルばね８８を介して伝えられる。コイルばね８８の弾
性により、これらの状況下において、交流発電機の電機
子組立体４８がプーリ２６に対して瞬間的に回転運動す
ることが可能となり、このため交流発電機の電機子組立
体４８の大きな慣性力特性に適応できるようになる。同
様に、ベルト２０によって負のトルクがプーリ２６に与
えられるとき、プーリ２６に対する交流発電機の電機子
組立体４８の瞬間の相対運動が可能となり、ベルト２０
でのトルクの変化のためにプーリ２６に対してベルト２
０が摺動しようとすることもまた交流発電機の電機子組
立体４８の大きな慣性力も、ベルトのすべりをおおよそ
最小にするように順応される。
【００１４】コイルばね８８の特性は、個々の駆動機構
に合わせて、特に個々の駆動機構のエンジン特性に合わ
せて調整されることが理解されるべきである。ばねの強
度は、コイルを形成するのに使用される鋼線の直径によ
って決められる。適切な調節は、ばねの端部９２、９４
の間に含まれる巻数の関数であるばね率によって決めら
れる。
【００１５】このように本発明の目的が、完全にかつ効
果的に達成されることがわかるであろう。しかしなが
ら、前記の好ましい特別な実施態様が本発明のために示
されかつ記載され、またその原理を逸脱することなく変
更することが理解されるであろう。したがって、本発明
は本発明の精神および特許請求の範囲内のすべての変更
を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を具現化した蛇行駆動機構が連結
されている、自動車の内燃エンジンの正面立面図であ
る。
【図２】図１の線２−２に沿った拡大部分断面図であ
る。
【図３】図２の線３−３に沿った断面図である。
【図４】図２の線４−４に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０…内燃エンジン １４…出力シャフト １６…原動プーリ １８…蛇行ベルト駆動機構 ２０…ベルト ２６…交流発電機プーリ ３６…交流発電機のシャフト ４６…ハウジング ４８…電機子組立体 ５０、６６、８４…玉軸受 ５２…ハブ構造体 ５４…スリーブ部分 ６８…環状プーリ部材 ７０…波状断面表面 ７２、７４…軸方向のフランジ ７８…環状おおい部材 ８８…コイルばね ９０、９４…コイルばねの端部 ９２、９６…切り込み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 592112204 730144 オンタリオ インコーポレイテ ィド カナダ国，オンタリオ エル４エル ５ ティー９，ウッドブリッジ，ロウンツリ ー デイリー ロード 730 (72)発明者 クラウス カー．ビトツェク カナダ国，オンタリオ エル０ジー １ ティー０，スコンバーグ，ルーラル ル ート ３ (72)発明者 ジェイセク エス．コモロウスキ カナダ国，オンタリオ エル０ジー １ ビー０，ボンド ヘッド，ロット 14 マロック ドライブ（番地なし) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 67/06 F16H 7/00

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車のための蛇行ベルト駆動機構にお
    いて、 出力シャフトとその軸線回りに回転可能な原動プーリと
    を有する内燃エンジンと、前記原動プーリの軸線に平行
    な軸線回りに回転可能な従動プーリを各々が有する一連
    の従動組立体と、蛇行ベルトとを含み、該蛇行ベルト
    が、ベルトの運動方向に関し前記従動組立体の順序と同
    一の順序で前記原動プーリと前記従動プーリに共動する
    よう取り付けられ、前記従動プーリを前記原動プーリの
    回転に応じて回転させるようにする駆動組立体と、 ハウジングと電機子の軸線回りに回転するよう前記ハウ
    ジング内に取り付けられる電機子組立体とを有する交流
    発電機組立体を含む前記一連の従動組立体と、前 記ハウジングの外側で前記電機子組立体に固定されつ
    つ担持され、電機子の軸線回りに電機子組立体と共に回
    転するようになっているハブ構造体と、 前記ハブ構造体に対し電機子の軸線回りに回転運動する
    ように、前記交流発電機組立体の従動交流発電機プーリ
    を前記ハブ構造体上に取り付ける交流発電機プーリ取付
    け手段と、 前記交流発電機プーリと前記ハブ構造体との間にあっ
    て、前記蛇行ベルトによる前記交流発電機プーリの従動
    回転運動を前記ハブ構造体に伝達し、前記電機子組立体
    が、前記交流発電機プーリと同じ方向に回転されるよう
    にし、また従動回転運動の間、前記交流発電機プーリに
    対し反対方向の瞬間的の相対弾性回転運動ができるよう
    にしているコイルばねとを具備する蛇行ベルト駆動機
    構。
  2. 【請求項２】 前記電機子組立体が前記ハウジングの外
    側に延びかつ前記ハブ構造体に固定される端部を有する
    シャフトを含み、前記蛇行ベルトは比較的薄くかつ柔軟
    性を持ちまた波状断面を有する作用面と反対側の平らな
    面とを含み、前記従動交流発電機組立体が、前記蛇行ベ
    ルトの平らな面に対して共動するように配設される滑ら
    かな外周を有する従動張力調節機プーリを含むベルト張
    力自動調節機組立体の後に、連続して配設される請求項
    １に記載の蛇行ベルト駆動機構。
  3. 【請求項３】 前記コイルばねが、前記交流発電機プー
    リと前記ハブ構造体とにそれぞれ固定された一対の端部
    を有するばね鋼のらせん状コイルを含む請求項２に記載
    の蛇行ベルト駆動機構。
  4. 【請求項４】 前記ハブ構造体が前記電機子シャフトの
    端部と螺合しかつそれをおおうように延びるスリーブ部
    分を含み、スリーブ部分が、コイルばねの半径方向の内
    側に曲げられた端部を固定して受け取るために、その端
    部に形成される切り込みを有する請求項３に記載の蛇行
    ベルト駆動機構。
  5. 【請求項５】 前記交流発電機プーリが、前記蛇行ベル
    トの作用面と係合するための外側に波状断面表面と、そ
    の一側に内側環状軸受表面が設けられた軸方向のフラン
    ジとを有する環状プーリ部材を含み、前記交流発電機プ
    ーリ取付け手段が、前記環状プーリ部材の軸方向のフラ
    ンジの内側環状軸受表面と係合する玉軸受を含む請求項
    ４に記載の蛇行ベルト駆動機構。
  6. 【請求項６】 前記環状プーリ部材が、前記玉軸受と係
    合するフランジと反対側の端部に軸方向に延びる環状フ
    ランジを含み、前記反対側の軸方向のフランジがその内
    部に、前記コイルばねの半径方向の外側に曲げられた端
    部を固定して受け入れるように形成される切り込みを有
    する請求項５に記載の蛇行ベルト駆動機構。
  7. 【請求項７】 前記プーリが、前記反対側の軸方向の環
    状フランジ上に固定されかつ前記コイルばねの隣接する
    端部を包み込むように内側に延びる環状おおい部材を含
    む請求項６に記載の蛇行ベルト駆動機構。
  8. 【請求項８】 前記交流発電機プーリ取付け手段が、前
    記ハブ構造体と前記おおい部材との間の玉軸受を含む請
    求項７に記載の蛇行ベルト駆動機構。
  9. 【請求項９】 前記交流発電機プーリが、軸方向に延び
    る環状フランジを１つの端部に有する環状プーリ部材を
    含み、前記軸方向の環状フランジは内部に形成された切
    り込みを有し、また前記コイルばねが前記切り込みの内
    部に向かって半径方向の外側に延びる端部を有する請求
    項１に記載の蛇行ベルト駆動機構。
  10. 【請求項１０】 前記交流発電機プーリがまた、前記軸
    方向の環状フランジ上に固定されかつ前記コイルばねの
    隣接する端部を包み込むように内側に向かって延びる環
    状おおい部材を含む請求項９に記載の蛇行ベルト駆動機
    構。
  11. 【請求項１１】 蛇行ベルトを含む蛇行駆動機構のため
    の交流発電機組立体であって、 ハウジングと、 電機子の軸線回りに回転するよう前記ハウジング内に取
    り付けられる電機子組立体と、前 記ハウジングの外側で前記電機子組立体に担持され、
    電機子の軸線回りに電機子組立体と共に回転するように
    なっているハブ構造体と、 前記ハブ構造体に対し電機子の軸線回りに回転運動する
    よう前記ハブ構造体上に取り付けられた交流発電機プー
    リと、 外側表面の形状が蛇行ベルトによって回転従動するよう
    に蛇行ベルトと係合するのに適している前記交流発電機
    プーリと、 前記交流発電機プーリと前記ハブ構造体との間にあっ
    て、蛇行ベルトによる前記交流発電機プーリの従動回転
    運動を前記ハブ構造体に伝達し、前記電機子組立体が、
    前記交流発電機プーリと同じ方向に回転されるように
    し、また従動回転運動の間、前記交流発電機プーリに対
    し反対方向の瞬間的の相対弾性回転運動ができるように
    しているコイルばねとを具備する交流発電機組立体。
JP13376892A 1991-06-05 1992-05-26 自動車のための蛇行ベルト駆動機構および交流発電機組立体 Expired - Lifetime JP3268007B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/710,455 US5139463A (en) 1991-06-05 1991-06-05 Serpentine drive with coil spring alternator connection
US710455 1991-06-05

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Publication Number Publication Date
JPH06207525A JPH06207525A (ja) 1994-07-26
JP3268007B2 true JP3268007B2 (ja) 2002-03-25

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US (1) US5139463A (ja)
EP (1) EP0517184B1 (ja)
JP (1) JP3268007B2 (ja)
KR (1) KR100237230B1 (ja)
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