JP7205251B2

JP7205251B2 - 車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造

Info

Publication number: JP7205251B2
Application number: JP2019011672A
Authority: JP
Inventors: 裕太郎小杉
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: DE102020200736B4; DE102020200736A1; JP2020118132A; CN111486205A; CN111486205B

Description

本発明は、車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造に関する。

従来、車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、エンジン本体に固定される補機取付ブラケットが、オートテンショナが取り付けられる取付面から延びるオイルフィルタの円筒状ケースを一体に備え、この円筒状ケースに一体に設けた取付ボスに、補機を駆動する無端ベルトを案内するアイドラプーリを支持している。これにより、特許文献１に記載のものは、エンジンの補機を駆動する無端ベルトを案内するアイドラプーリの取付剛性を向上させることができる。

特開２００３－１４８１６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造にあっては、エンジン本体と補機との間に補機ブラケットが存在し、補機やオートテンショナがエンジンから離れた位置に配置されているため、補機の振動が増加するという問題があった。一方、オートテンショナの振動を抑制するためには、エンジン本体に対するオートテンショナの取付剛性を向上させることが望ましい。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、電動発電機のプーリに巻き掛けられるベルトに張力を付与するオートテンショナの取付構造を簡素化し、かつ、エンジン本体に対するオートテンショナの取付剛性を向上させることができる車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成するため、クランクプーリを有するエンジン本体と、前記エンジン本体の側方に配置され、第１プーリを有する電動発電機と、前記電動発電機の下方に配置され、第２プーリを有する補機と、前記クランクプーリと前記第１プーリと前記第２プーリとに巻き掛けられるベルトと、前記ベルトの張力を調整するオートテンショナと、を備え、前記オートテンショナが、前記電動発電機に固定される基部と、前記基部に揺動自在に支持されるアーム部と、前記アーム部の揺動先端に設けられ、前記第１プーリの近傍で前記ベルトに接触するテンショナプーリと、を有する車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造であって、前記電動発電機は、前記第１プーリの回転軸の軸線方向に延びる筒状のハウジング部と、前記ハウジング部から前記ベルトの内周側かつ前記クランクプーリに近づく方向に延びる下側アーム部とを有し、前記オートテンショナは、前記基部から側方へ延びる第１取付片と、前記基部から上方へ延びる第２取付片と、を有し、前記第１取付片により前記下側アーム部に固定される一方、前記第２取付片により前記ハウジング部に固定され、前記テンショナプーリは、前記基部より上側に配置され、前記第１取付片の長さは、前記第２取付片の長さよりも短く形成されていることを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、電動発電機のプーリに巻き掛けられるベルトに張力を付与するオートテンショナの取付構造を簡素化し、かつ、エンジン本体に対するオートテンショナの取付剛性を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用内燃機関の右側面図である。図２は、本発明の一実施例に係る車両用内燃機関の斜視図である。図３は、本発明の一実施例に係る電動発電機とオートテンショナの斜視図である。図４は、本発明の一実施例に係る電動発電機とオートテンショナの右側面図である。図５は、本発明の一実施例に係る電動発電機とオートテンショナの正面図である。図６は、本発明の一実施例に係る電動発電機とオートテンショナの左背面図である。図７は、本発明の一実施例に係るテンショナの斜視図である。

本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造は、クランクプーリを有するエンジン本体と、エンジン本体の側方に配置され、第１プーリを有する電動発電機と、電動発電機の下方に配置され、第２プーリを有する補機と、クランクプーリと第１プーリと第２プーリとに巻き掛けられるベルトと、ベルトの張力を調整するオートテンショナと、を備え、オートテンショナが、電動発電機に固定される基部と、基部に揺動自在に支持されるアーム部と、アーム部の揺動先端に設けられ、第１プーリの近傍でベルトに接触するテンショナプーリと、を有する車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造であって、電動発電機は、第１プーリの回転軸の軸線方向に延びる筒状のハウジング部と、ハウジング部からベルトの内周側かつクランクプーリに近づく方向に延びる下側アーム部とを有し、オートテンショナは、基部から側方へ延びる第１取付片と、基部から上方へ延びる第２取付片と、を有し、第１取付片により下側アーム部に固定される一方、第２取付片によりハウジング部に固定され、テンショナプーリは、基部より上側に配置され、第１取付片の長さは、第２取付片の長さよりも短く形成されていることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造は、電動発電機のプーリに巻き掛けられるベルトに張力を付与するオートテンショナの取付構造を簡素化し、かつ、エンジン本体に対するオートテンショナの取付剛性を向上させることができる。

以下、本発明に係る車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造の実施例について、図面を用いて説明する。

図１から図７は、本発明に係る一実施例の車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造を示す図である。図１から図７において、上下前後左右方向は、車両の進行する方向を前、後退する方向を後とした場合に、車両の幅方向が左右方向、車両の高さ方向が上下方向である。
まず、構成を説明する。

図１、図２において、車両用内燃機関としてのエンジン７は、図示しない変速機に連結されている。エンジン７および変速機は、図示しない車両の車幅方向（左右方向）に並んで配置されている。エンジン７は、熱エネルギーを機械的エネルギーに変換し、変速機は、エンジン７の回転速度を変速して出力する。

エンジン７は、エンジン本体９を備えており、エンジン本体９は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、シリンダヘッドカバー１３およびオイルパン１４を有する。

シリンダブロック１１には複数の図示しない気筒が設けられている。気筒は、車幅方向に一列に配列されている。気筒には図示しないピストンが収納されており、ピストンは、気筒に対して上下方向に往復運動する。

ピストンは、図示しないコネクティングロッドを介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストンの往復運動は、コネクティングロッドを介してクランクシャフト１５の回転運動に変換される。

クランクシャフト１５は、気筒の配列方向と同方向に延びている。このように、エンジン７は、横置きエンジンから構成されている。

シリンダヘッド１２とシリンダヘッドカバー１３との間には図示しない動弁室が形成されており、動弁室には図示しない排気カムシャフトおよび吸気カムシャフトが収容されている。タイミングチェーンは、クランクシャフト１５と吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトとを連結しており、クランクシャフト１５の動力は、タイミングチェーンを介して吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトに伝達される。

シリンダヘッド１２の前側部１２ａには、排気口１１ｅが開口している。シリンダヘッド１２の内部には、排気口１１ｅに向かって集合するように各気筒の排気ポートが形成されている。言い換えれば、排気マニホールドの構造がシリンダヘッド１２の内部に設けられている。

オイルパン１４にはクランクシャフト１５やピストン等を潤滑するためのオイルが貯留されている。

シリンダブロック１１の前側部１１ａおよびシリンダヘッド１２の前側部１２ａには電動発電機５０が設置されている。電動発電機５０は、電動機と発電機との両方の機能を有する回転電機であり、モータジェネレータともいわれる。

電動発電機５０は、ボルト１８Ａによってシリンダヘッド１２に締結され、ボルト１８Ｂによってシリンダブロック１１に締結されている。

電動発電機５０の下方においてシリンダブロック１１の前側部１１ａには補機２０が設置されている。補機２０は、例えばエアコンのコンプレッサからなる。補機２０は、図示しないボルトによってシリンダブロック１１に締結されている。

シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２の右側部にはチェーンカバー２１が取付けられている。チェーンカバー２１は、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２の端部に設けられた図示しないタイミングチェーンを覆っている。チェーンカバー２１は、前側部１１ａ、１２ａ側の右側部にボルト１８Ｆによって締結されている。

チェーンカバー２１よりも右方（図２の紙面方向の左手側）において、クランクシャフト１５の端部にはクランクプーリ１５ａが設けられている。電動発電機５０には第１プーリ５０Ａが設けられており、第１プーリ５０Ａは、電動発電機５０の回転軸５０Ｃに連結されている。

補機２０には第２プーリ２０ａが設けられており、第２プーリ２０ａは、補機２０の回転軸２０ｂに連結されている。

クランクプーリ１５ａ、第１プーリ５０Ａおよび第２プーリ２０ａには、無端状のベルト４１Ａが巻き掛けられている。クランクシャフト１５の動力は、クランクプーリ１５ａからベルト４１Ａを介して第１プーリ５０Ａおよび第２プーリ２０ａに伝達される。これにより、電動発電機５０が発電され、補機２０が駆動される。

なお、クランクプーリ１５ａには図示しない他のベルトがさらに巻き掛けられている。クランクシャフト１５の動力は、クランクプーリ１５ａから図示しないベルトを介して図示しない他の補機（例えば、ウォータポンプ）に伝達される。これにより、他の補機が駆動される。

クランクプーリ１５ａは、クランクシャフト１５の軸線方向（車幅方向）に対して前後方向に分割されており、ベルト４１Ａと図示しないベルトとは、それぞれ分割されたクランクプーリ１５ａに巻き掛けられている。すなわち、ベルト４１Ａと図示しないベルトとは、クランクシャフト１５の軸線方向にずれて設置されている。

このように本実施形態のエンジン７は、エンジン本体９からベルト４１Ａを介して電動発電機５０および補機２０に動力が伝達される。

チェーンカバー２１には、ベルト４１Ａの張力を調整する第１オートテンショナ４３が設けられている。第１オートテンショナ４３は、ブラケット４４と、アーム部材４５および第１テンショナプーリ４６を有する。

ブラケット４４は、ボルト１８Ｊ、１８Ｋによってチェーンカバー２１に締結されている。ブラケット４４はＬ字状に屈曲して形成されており、アーム部材４５の一端部４５ａは、ブラケット４４の屈曲部に回転自在に連結されている。これにより、アーム部材４５は、屈曲部を中心に揺動可能となっている。

アーム部材４５の他端部４５ｂには第１テンショナプーリ４６が回転自在に連結されており、第１テンショナプーリ４６は、ベルト４１Ａに接触している。

ブラケット４４の屈曲部とアーム部材４５の揺動中心部は、図示しない捩じりばねによって連結されている。捩じりばねは、第１テンショナプーリ４６がベルト４１Ａを押圧するようにアーム部材４５を一方向に付勢している。これにより、ベルト４１Ａは、第１オートテンショナ４３によって張力が付与される。

第１オートテンショナ４３において、ベルト４１Ａから反力が加わると、捩じりばねの付勢力に抗してアーム部材４５が他方向に揺動し、エンジン７のトルク変動によって変動するベルト４１Ａの張力の変動を吸収する。

このように第１オートテンショナ４３は、捩じりばねのばね力によってアーム部材４５を一方向と他方向に揺動させることにより、第１テンショナプーリ４６がベルト４１Ａを押圧し、あるいは、ベルト４１Ａの反力を受けることにより、ベルト４１Ａの張力を調整する。

ブラケット４４は、取付部４４Ｂ、４４Ｃを備えている。取付部４４Ｂは、上下方向、すなわち、エンジン７の高さ方向において、シリンダヘッド１２の下部近傍かつ、チェーンカバー２１の側方に設置されており、ボルト１８Ｊによってチェーンカバー２１に締結されている。

取付部４４Ｃは、取付部４４Ｂよりも上方で、かつ、取付部４４Ｂに対してエンジン本体９の前方側に設置されており、ボルト１８Ｋによってチェーンカバー２１に締結されている。

電動発電機５０には、ベルト４１Ａの張力を調整する第２オートテンショナ６０が設けられている。第２オートテンショナ６０は本発明におけるオートテンショナを構成する。第２オートテンショナ６０は、電動発電機５０に固定される基部６１と、基部６１に揺動自在に支持されるアーム部６２と、アーム部６２の揺動先端に設けられ、第１プーリ５０Ａの近傍でベルト４１Ａに接触する第２テンショナプーリ６３と、を有している。

本実施例では、図３、図４、図５、図６に示すように、電動発電機５０は、第１プーリ５０Ａの回転軸５０Ｃの軸線方向に延びる筒状のハウジング部５１と、ハウジング部５１からベルト４１Ａの内周側かつクランクプーリ１５ａに近づく方向に延びる下側アーム部５３とを有している。

第２オートテンショナ６０は、基部６１から側方へ延びる第１取付片６４と、基部６１から上方へ延びる第２取付片６５と、を有している。そして、第１取付片６４により下側アーム部５３に固定される一方、第２取付片６５によりハウジング部５１に固定されている。

また、第２テンショナプーリ６３は、基部６１より上側に配置されている。第１取付片６４の長さは、第２取付片６５の長さよりも短く形成されている。

さらに、第２取付片６５は、第２テンショナプーリ６３の回転軸６３Ｃの軸心よりも上方でハウジング部５１に固定されている。

なお、電動発電機５０は、ハウジング部５１の外周部から半径方向外側の上方に突出する上側アーム部５２を有している。上側アーム部５２は、エンジン本体９のシリンダヘッド１２の前側部１２ａに設けられた上側ブラケット７１に固定されている。

下側アーム部５３は、エンジン本体９のシリンダブロック１１の前側部１１ａに設けられた下側ブラケット７２に固定されている。

第２オートテンショナ６０のアーム部６２は、基部６１の揺動中心軸６２Ｃを中心として揺動自在に支持されている。

電動発電機５０は、下側アーム部５３の縁部から外側に突出する第１取付部５４と、ハウジング部５１の外周部から半径方向外側に突出する第２取付部５５とを有している。

第１取付片６４および第２取付片６５は、ハウジング部５１の周方向へ延び、第１取付部５４および第２取付部５５の第１プーリ５０Ａ側に向いた側面に、ボルト１８Ｈで固定されている。

ハウジング部５１の軸線方向の第１プーリ５０Ａ側の端部には、ハウジング部５１の半径方向の中心部から半径方向外方に延びる複数の第１補強リブ５１Ａが設けられ、第１補強リブ５１Ａの１つが下側アーム部５３および第２取付部５５に連結されている。

ハウジング部５１の軸線方向の第１プーリ５０Ａ側の端部には、互いに略平行に延びる４対の第１補強リブ５１Ａが設けられており、１対の第１補強リブ５１Ａは、周方向に隣り合う他の１対の第１補強リブ５１Ａに対して９０度の角度だけ離れている。言い換えれば、１対の第１補強リブ５１Ａは、周方向に隣り合う他の１対の第１補強リブ５１Ａに対して直交している。

第１取付部５４および第２取付部５５の外縁部には、第１補強リブ５１Ａよりもハウジング部５１の半径方向外側へ延び、かつハウジング部５１の周方向で第１取付片６４および第２取付片６５と対向する第２補強リブ５３Ｃ、５５Ａがそれぞれ設けられている。

第１プーリ５０Ａの回転軸５０Ｃの軸心と下側アーム部５３をシリンダブロック１１に締結する締結部材としてのボルト１８Ｂの軸心とを結ぶ仮想線５３Ｌを下側アーム部５３に投影した場合、下側アーム部５３は、仮想線５３Ｌに対して第１取付片６４の側に位置する第１部分５３Ａの幅が、仮想線５３Ｌに対して第１部分５３Ａと反対側に位置する第２部分５３Ｂの幅よりも広く形成されている。

図７に示すように、第１取付片６４および第２取付片６５は、ハウジング部５１の周方向へ延びる第３補強リブとして内側補強リブ６４Ａ、６５Ａおよび外側補強リブ６４Ｂ、６５Ｂを有する。内側補強リブ６５Ａおよび外側補強リブ６５Ｂは、第１補強リブ５１Ａと略直角に交差する方向へ延びる。

外側補強リブ６４Ｂ、６５Ｂの稜線６４ＢＬ、６５ＢＬおよび内側補強リブ６４Ａ、６５Ａの稜線６４ＡＬ、６５ＡＬは、それぞれ基部６１から第１取付片６４および第２取付片６５の先端側に向かうにつれて第１取付片６４および第２取付片６５に近づくように傾斜している。また、外側補強リブ６４Ｂ、６５Ｂの稜線は、内側補強リブ６４Ａ、６５Ａの稜線と比較して緩やかに傾斜している。

次に、作用を説明する。図１に示すように、クランクプーリ１５ａは時計回りに回転し、ベルト４１Ａを介して電動発電機５０と補機２０を駆動する。ベルト４１Ａは、第１プーリ５０Ａから第２プーリ２０ａに向かって下方に延びており、第２テンショナプーリ６３は、第１プーリ５０Ａと第２プーリ２０ａの間において、ベルト４１Ａの延びる方向の第１プーリ５０Ａの近傍でベルト４１Ａに外側から接触し、ベルト４１Ａに張力を付与している。これにより、ベルト４１Ａは内側に屈曲され、ベルト４１Ａから第２オートテンショナ６０の第２テンショナプーリ６３には、ベルト４１Ａの外側に向かって荷重（反力）が作用する。

本実施例では、電動発電機５０は、ハウジング部５１からベルト４１Ａの内周側かつクランクプーリ１５ａに近づく方向に延びる下側アーム部５３とを有している。また、第２オートテンショナ６０は、基部６１から側方へ延びる第１取付片６４により下側アーム部５３に固定される一方、第２取付片６５によりハウジング部５１に固定されている。これにより、第２オートテンショナ６０をエンジン本体９に近づけ、第２オートテンショナ６０の取付構造を簡素化することができる。

また、第２テンショナプーリ６３は、基部６１より上側に配置され、第１取付片６４の長さは、第２取付片６５の長さよりも短く形成されている。これにより、第１取付片６４の剛性を向上させ、ベルト４１Ａの反力が第２テンショナプーリ６３に作用した際の第２取付片６５の曲げを抑制できる。

この結果、電動発電機５０の第１プーリ５０Ａに巻き掛けられるベルト４１Ａに張力を付与する第２オートテンショナ６０の取付構造を簡素化し、かつ、エンジン本体９に対する第２オートテンショナ６０の取付剛性を向上させることができる。

また、本実施例では、第２取付片６５は、第２テンショナプーリ６３の回転軸６３Ｃの軸心よりも上方でハウジング部５１に固定されている。

これにより、ベルト４１Ａの張力が第２テンショナプーリ６３に作用した際に、張力により第２テンショナプーリ６３が電動発電機５０の側に傾くことを、第２取付片６５によって抑制できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

７...エンジン（車両用内燃機関）、９...エンジン本体、１５ａ...クランクプーリ、２０...補機、２０ａ...第２プーリ、２０ｂ...回転軸、４１Ａ...ベルト、５０...電動発電機、５０Ａ...第１プーリ、５０Ｃ...回転軸、５１...ハウジング部、５３...下側アーム部、６０...第２オートテンショナ、６１...基部、６２...アーム部、６３...第２テンショナプーリ（テンショナプーリ）、６３Ｃ...回転軸、６４...第１取付片、６５...第２取付片

Claims

クランクプーリを有するエンジン本体と、
前記エンジン本体の側方に配置され、第１プーリを有する電動発電機と、
前記電動発電機の下方に配置され、第２プーリを有する補機と、
前記クランクプーリと前記第１プーリと前記第２プーリとに巻き掛けられるベルトと、
前記ベルトの張力を調整するオートテンショナと、を備え、
前記オートテンショナが、前記電動発電機に固定される基部と、前記基部に揺動自在に支持されるアーム部と、前記アーム部の揺動先端に設けられ、前記第１プーリの近傍で前記ベルトに接触するテンショナプーリと、を有する車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造であって、
前記電動発電機は、前記第１プーリの回転軸の軸線方向に延びる筒状のハウジング部と、前記ハウジング部から前記ベルトの内周側かつ前記クランクプーリに近づく方向に延びる下側アーム部とを有し、
前記オートテンショナは、前記基部から側方へ延びる第１取付片と、前記基部から上方へ延びる第２取付片と、を有し、前記第１取付片により前記下側アーム部に固定される一方、前記第２取付片により前記ハウジング部に固定され、
前記テンショナプーリは、前記基部より上側に配置され、
前記第１取付片の長さは、前記第２取付片の長さよりも短く形成されていることを特徴とする車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造。
前記第２取付片は、前記テンショナプーリの回転軸の軸心よりも上方で前記ハウジング部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用内燃機関のオートテンショナの取付構造。