JPS6121460A - 自動車の補機駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は自動車の補機駆動装置、特に、自動車に搭載
されるウォータポンプ、冷却用ファン、発電機あるいは
空調用コンプレッサ等の補機を車載エンジンにより効率
的に駆動するための？Ｉ機駆動装置に関する。

（従来技術） 従来の自動車の補機駆動装置としては、例えば、特開昭
５７−５１０４６号公報に記載されたような空調用コン
プレッサを対象としたものが知られている。この補機駆
動装置は、大径プーリを固定側に対し回転自在に設け、
該大径プーリの環状凹部に適宜な間隔を有してコイルと
ヨークとより成る励磁電極を設けるとともに、小径プー
リを回転自在に支持し、且つ入出力シャフトに固着する
ためのマウントを設け、該マウントには前記大径プーリ
の円板面に適宜な間隙を有して対向して設けられたクラ
ッチ板をす−フスプリングを介して固着し、更に前記マ
ウントに小径プーリ側に開口する凹を形成し、該凹にウ
ェッジを配したものである。すなわち、この補機駆動装
置は、コンプレッサに２つのプーリを設けるとともに、
この１つのプーリとクランク軸に電磁クラッチを介して
設けられた大径プーリとの間および他のプーリとクラン
ク軸にワンウェイクラッチを介して設けられた小径プー
リとの間にそれぞれベルトを張架し、電磁クラッチへの
通電を制御することで補機の変速比を変更するものであ
る。

しかしながら、このような従来の自動車の補機駆動装置
にあっては、電磁クラッチ等が一体的に組み付けられた
ブーりをクランク軸に設けるため、クランク軸の回転不
釣合が増大してクランク軸が振動し、軸受等に偏摩耗が
発生するという問題点があった。また、そのプーリには
電磁クラッチ等が組み込まれるため、プーリの寸法選択
の自由度が小さく適正なプーリ比を設定することが困難
であるという問題点があった。

（発明の目的） この発明は、上述の問題点を鑑みてなされたもので、プ
ーリの寸法選択の自由度が大きく、かつ、クランク軸に
付加される質量を低減することが可能な自動車の補機駆
動装置を提供し、適正なプーリ比を得て補機を効率的に
駆動するとともに、クランク軸の軸受の耐久性を向上さ
せることを目的としている。

（発明の構成） この発明にかかる自動車の補機駆動装置は、エンジンの
クランク軸に設けられ該クランク軸と一体的に回転する
第１駆動プーリと、前記クランク軸に一方向のみの相対
回転を許容するワンウェイクラッチを介して設けられ前
記第１駆動プーリより小径の第２駆動プーリと、前記ク
ランク軸に平行に配設された平行軸に回転自在に設けら
れた第１中間プーリと、前記平行軸に回転自在に設けら
れた第２中間プーリと、前記第１中間プーリと前記第２
中間プーリとを接続切離可能なリラッチと、補機の入力
軸に設けられた被動プーリと、前記第１駆動プーリと前
記第１中間プーリとの間に橋架された第１ベルトと、前
記第２駆動プーリ、前記第２中間プーリおよび前記被動
ブーりの間に橋架された第２ベルトと、を有するもので
ある。

この自動車の補機駆動装置によれば、クラッチが平行軸
に設けられるため、クランク軸に付加される質量が減少
して回転不釣合を低減することができ、また、第１、第
２駆動プーリの寸法選択の自由度が大きくなる。したが
って、クランク軸の軸受等の耐久性の向上を図ることが
でき、また、適正なプ〜り比を設定することができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａｌ、（ｂｌ、（Ｃ１は、この発明の第１実施
例を示す図である。

まず、第１図（ａｌにより概要を説明すると、この補機
駆動装置は、車載エンジンにより駆動される２つの第１
駆動プーリ１１および第２駆動プーリ１２と、後述する
クラッチ機構により相互に接続切離可能な第１中間プー
リ１３および第２中間プーリ１４と、空調用コンプレッ
サ等の補機の回転軸に設けられた被動プーリ１５と、第
１駆動ブー１月１と第１中間プーリ１３との間に掛は回
された第１ヘルド１６と、第２駆動プーリ１２、第２中
間プーリ１４および被動プーリ比との間に掛は回された
第２ベルト１７と、を有している。なお、１８は第１ベ
ルト１６に係−合した第１アイドルプーリ、１９は第２
ベルト１７に係合した第２アイドルブーりである。

第１図（ｂ）に示すように、第１駆動ブーＩＪ１１およ
び第２駆動プーリ１２は、車載エンジン２ｏのクランク
軸２１に同軸的に設けられている。第１駆動プ〜す１１
は、クランク軸２１と一体的に回転するようキーを介し
ボルト２２によりクランク軸２１に固定されている。こ
の第１駆動プーリ１１には、車載エンジン２０のエンジ
ン本体３０側に開口する環状の凹部２３が形成され、該
凹部２３内に捩り振動を低減するためのトーショナルダ
ンパ２４が収納されている。このトーショナルダンパ２
４は、全周にわたって均等に質量が分布した環状の慣性
体２５と、該慣性体２５を弾性的な相対回動変位を許容
して第１駆動プーリ１１に支持する弾性体２Ｇと、を有
している。また、第２駆動ブーＩＪ１２は、第１駆動プ
ーリ１１よりも小さな径を有し、第１駆動プーリＩＩに
ベアリング２７およびワンウェイクラッチ２８を介して
設けられている。

ワンウェイクラッチ２８は、第２駆動プーリ１２がクラ
ンク軸２１の回動方向に該クランク軸２１よりも大きな
速度で回転することのみを許容する。

なお、２９は第１駆動ブー１ｆ１１に螺着してヘアリン
グ２７を固定するナンドである。

また、第１中間プーリ１３および第２中間プーリ１４は
、第１図ｔｃ＋に示すように、クランク軸２１と平行に
エンジン本体３０に設けられた軸（平行軸）３１に、同
軸的かつそれぞれベアリング３２．３３を介して回転自
在に設けられている。第１中間プーリ１３のエンジン本
体３０側端面には環状の凹部３４が形成され、該凹部３
４内に電磁コイル３５が収納されている。電磁コイル３
５は、エンジン本体３０にビス３６により固定された環
状のブラケット３７に固着され、該ブラケット３７を介
してエンジン本体３０に固定されている。この電磁コイ
ル３５は、図外の制御回路等を介してパンテリ　（図示
せず）に接続されている。また、第２中間プーリ１４に
は、第１中間プーリ１３の第２中間プーリ１４側端面に
形成された摩擦面に摩擦接触可能なアーマチュア３８が
設けられている。このアーマチュア３８は、第２巾間プ
ーリ１４に内周端を固着された略環状のリーフスプリン
グ３９の外周端に固定され、電磁コイル３５が励磁され
ると、軸方向に変位して第１中間プーリ１３の摩擦面と
摩擦接触する。なお、４０は軸３１に螺着したナンドで
ある。上述の電磁コイル３５、アーマチュア３８および
リーフスプリング３９は、周知の電磁クラッチ（クラッ
チ機構）４１を構成する。この電磁クラッチ４１は、電
磁コイル３５が通電されない場合（非通電時）、アーマ
チュア３日がリーフスプリング３９の弾性力により第１
中間プーリ詔の摩擦面から離間して第１中間プーリ１３
と第２中間ブー１月４とを切離し、また、電磁コイル３
５が通電されて励磁された場合（通電時）アーマチュア
３８がリーフスプリング３９の弾性力に抗し第１中間プ
ーリ１３の摩擦面と摩擦接触して第１中間プーリ１３と
第２中間ブー１月４とを接続する。

次に、作用を説明する。

この自動車の補機駆動装置にあっては、電磁フランチ４
１を制御することでクランク軸２１０回転を変速して補
機へ伝達し、該補機を適正な回転数で駆動する。すなわ
ち、電磁クラッチ４１の通電時にあっては、第１中間ブ
ーり詔と第２巾間プーリ１４とが接続されて一体に回転
し、工。

ンジン２０の動力は第１駆動プーリ１１から第１ベルト
１６、第１中間プーリ１３、第２中間プーリ１４および
第２ヘルド１７を経て被動プーリ拓へ伝達される。この
ため、補機は、クランク軸２１の回転が比較的大きな変
速比で伝達され、エンジン２０により駆動される。なお
、この時、第２駆動プーリ１２は、大径の第１駆動プー
リ１１の回転が一体回転をする第１中間プーリ■３およ
び第２中間プーリ１４を介して伝達されてクランク軸２
１よりも大きな回転数で回転するよう駆動されるが、こ
のような第２駆動プーリ１２の回転がワンウェイクラッ
チ２８により阻止されることは無く、補機の駆動に支障
も生じない。

一方、電磁クラッチ４１の非通電時にあっては、第１中
間プーリ１３と第２中間プーリ１４とが切離されて互い
に独立した状態にあって、第２駆動プ〜り詔がワンウェ
イクラッチ２８によりクランク軸２１と一体に回転する
。このため、エンジン２０の動力は第２駆動プーリ１２
から第２ベル目７を介して被動プーリ拓へ伝達され、補
機は前述の電磁クラッチ４１の通電時よりも小さな変速
比で駆動される。

この自動車の補機駆動装置にあっては、電磁フランチ４
１−１の通電を制御することで変速比が変更されるため
、第４図に示すように、エンジン２０の低速運転域にお
いては高変速比■］で補機を駆動するとともに高速運転
域では低変速比して補機を駆動し、補機を適正な回転数
（実線）で運転することが可能である。なお、参考に示
せば、この補機駆動装置の変速比Ｖ−Ｒは下式で表され
る。この式からも明らかなように、第１中間プーリ詔の
径ｒａ９と第２中間ブー１月４の径ｒ１４の比を変更す
れば、より広範な変速比が得られる。

Ｖ−Ｒ＝（ｒ１＋　／　ｒｌＢ）　ｘ（ｒ　１４−　／
　ｒ、、　）（−（ｒ　Ｎ　／　ｒＨ）ｘ（ｒ１４　／
　＋＋ａ））〜−−−−（式） ただし、ｒｌ、；第１駆動プーリ１１の径ｒ１．；第２
駆動プーリ１２の径 ｒｌ、；第１中間プーリ詔の径 ｒｌ、；第２中間ブー１月４の径 このように、この自動車の補機駆動装置にあっては、ク
ランク軸２１とは別個にエンジン本体３０へ設けた軸３
１に第１巾間プーリ詔および第２中間プーリ１４を回転
自在に設け、電磁クラッチ４１により第１中間プーリ１
３と第２中間プーリ１４とを接続切離して補機へ伝達さ
れる動力を変速する。したがって、電磁クラッチ４１に
入力する振動が減少し、電磁クラッチ４１を簡素化して
軽量化を図ることが可能になるとともに耐久性の向上が
図れ、また、各ブー１Ｊ１１．１２．１３．１４の寸法
決定の自由度か大きくなりプーリ比を適正な値に設定す
ることが可能となるとともにトーショナルダンパＵ等の
付加が容易で捩り振動を低減できるようになる。

第２図（ａｌ、（ｂｌには、この発明の第２実施例を示
す。

この第２実施例にかかる補機駆動装置は、前述した電磁
クラッチにより接続切離される第１中間プーリと第２中
間プーリとを１つの補機の回転軸に設け、該補機ととも
に被動プーリを設けられた補機をも駆動するものである
。なお、以下、前述した第１実施例と同一の部分には同
一の番号を付して説明を省略する。

まず、第２図（ａｌにより概要を説明すると、この自動
車の補機駆動装置においては、第１の補機（例えば、オ
ルタネータ）の回転軸には被動ブー１月５が設けられる
とともに、第２の補機（例えば、ウォータポンプ）の回
転軸には第１中間ブーＩＪ１３および第２中間プーリ１
４が設けられ、第１駆動プーリ１１と第１巾間ブー　Ｉ
Ｊ　１３との間に第１ヘル）１６が掛は回され、また、
第２駆動プーリ和、第２中間プーリ１４および被動ブー
ＩＪ１５の間に第２ヘルド１７が掛は回されている。

なお、４２はアイｌ−ルプーリである。

第１中間プーリ詔および第２中間ブーＩＪ１４は、第２
図ｆｂｌに示すように、第２の補機の回転軸（平行軸）
４３に電磁クラッチ４１による接続切離可能に設けられ
ている。この第１中間プーリ１３は、回転軸４３にヘア
リング３３を介し回転自在に支持され、また、第２中間
ブー１月４は、回転軸１４と一体回転するよう該回転軸
１４と嵌着している。

この第２実施例にかかる自動車の補機駆動装置は、電磁
クラッチ４１−・の通電を制御することで、第１の補機
および第２の補機ヘクランク軸２１の回転を変速して伝
達し、これら補機を駆動する。すなわち、電磁クラッチ
４１の通電時にあっては、第１中間プーリ１３と第２中
間プーリ１４とが接続されて一体に回転するため、前述
のように第１の補機はエンジン２０の動力が第１駆動ブ
ー１月１から大きな変速比で伝達されて駆動され、また
、第２の補機も第１駆動プーリ１１の径ｒｌｌと第１中
間プーリ詔の径ｒ１Ｂとの比ｒ１３／ｒ１１に応じた変
速比でエンジン２０の動力が第１駆動ブー１月１から伝
達されて駆動される。また、電磁クラッチ４１の非通電
時にあっては、第１中間プーリ１３が第２中間プーリ１
４との相対回転すなわち回転軸４３との相対回転を許容
されるため、第１の補機はエンジン２ｏの動力が第２駆
動プーリ１２から比較的小さな変速比で伝達されて駆動
され、また、第２の補機も第２駆動プーリ和の径ｒ１□
と第２中間ブー１月４の径ｒ＋４との比ｒＫ／ｒ１１に
応じた変速比でエンジン２ｏの動力が第２駆動プーリ和
から伝達されて駆動される。

この第２実施例にかかる自動車の補機駆動装置にあって
は、前述した第１実施例における軸３１を設ける必要が
無いため、クランク軸２１の廻りが繁雑になることも無
く、また、その構造コストの低減が可能である。

第３図には、この発明の第３実施例を示す。

この第３実施例は、１の補機が変速比を可変にクランク
軸に連結され、他の１の補機が所定の固定された変速比
でクランク軸に連結されたものである。なお、以下、前
述した第１実施例および第２実施例と同一の部分には同
一の番号を付して説明を省略する。

第３図に示すように、第２の補機の回転軸４３には、第
１中間プーリ１３が回転軸４３と一体回転するよう嵌着
され、第２中間プーリ１４がベアリング３３を介して回
転自在に設けられている。

第１中間プーリ１３には第１駆動プーリ１１との間に第
１ヘルド１６が掛は回され、第２中間プーリ１４には第
２駆動プーリ１２および第１の補機に設けられた被動プ
ーリ１５との間に第２ベルト１７が掛は回され、そして
、電磁クラッチ４１が第１中間プーリ詔と第２中間プー
リ１４との間の接続切離を行う。

この第３実施例にかかる自動車の補機駆動装置は、第１
補機には電磁クラッチ４１を制御することでエンジン２
０の動力を変速して伝達することが可能であるが、第２
の補機には第１駆動ブー１月１の径ｒｌｌ　と第１中間
プーリ詔の径ｒ＋ａとの比ｒ１３　／　ｒｕに応じた不
変（固定）の変速比でエンジン２０の動力が伝達される
。すなわち、前述したように、第１の補機は電磁フラン
チ４１の通電時にはエンジン２０の動力を第１駆動プー
リ１１から比較的大きな変速比で伝達され、また、電磁
クラッチ４１の非通電時にはエンジン２０の動力を第２
駆動プーリ１２から比較的小さな変速比で伝達される。

一方、第２の補機は、電磁クラッチ４１が通電されてい
るか否かとは関係無く、第１駆動プーリ１１からエンジ
ン２０の動力が伝達されて駆動される。したがって、こ
の第２の補機として、エンジン２０の高速運転時に高速
で駆動する必要があるウオークポンプ等の補機を用いれ
ば、ウォータポンプを効率的に駆動して車両の燃費を向
上させることができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明にかかる自動車の補
機駆動装置によれば、以下に示す効果が得られる。

（ｉ）電磁クラッチに入力する振動が低減されるため、
電磁クラッチを簡素化して軽量化を図ることが可能にな
るとともに、その耐久性の向上を図ることが可能になる
。

（１１）クランク軸に付加される質量が減少するため、
クランク軸の回転不釣合いを低減してクランク軸の振動
の発生を防止することが可能で、軸受等の偏摩耗が防止
できる。

（ｉｉｉ　）第１駆動プーリおよび第２駆動プーリの寸
法選択の自由度が大きくなるため、プーリ比を適正な値
に設定することが可能になるとともに、トーショナルダ
ンパ等の付加が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例にかかる自動車の補機駆
動装置を示す図であり、第１図（ａｌは全体の概略図、
第１図（ｂｌおよび第１図（Ｃ１はそれぞれ要部断面図
である。第２図はこの発明の第２実施例にかかる自動車
の補機駆動装置を示す図であり、第２図（ａ）は全体の
概略図、第２図（ｂｌは要部断面図である。第３図はこ
の発明の第３実施例にかかる自動車の補機駆動装置の要
部を示す断面図、第４図は補機の回転数制御の一態様を
示す図である。 １１−−−−−第１駆動プーリ、 １２−−−−−一第２駆動プーリ、 １３−−−−−第１中間プーリ、。 １４−””・・第２中間プーリ、 １５−−一−−被動プーリ、 １６−−−一第１ベルト、 １７−−−−一第２ベルト、 ２０−一−−エンジン、 ２１−　−〜クランク軸、 ２８−　ワンウェイクラッチ、 ３１−−−一−−軸（平行軸）、 ４１−−−電磁クラッチ（クラッチ）、４３−−−−−
回転軸（平行軸）。 、代理人弁理士　有我軍一部 第１図（０） 第１図（ｂ） ３つ 第１図（Ｃ） スｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンのクランク軸に設けられ該クラン ク軸と一体的に回転する第１駆動プーリと、前記クラン
   ク軸に一方向のみの相対回転を許容するワンウェイクラ
   ッチを介して設けられ前記第１駆動プーリより小径の第
   ２駆動プーリと、前記クランク軸に平行に配設された平
   行軸に回転自在に設けられた第１中間プーリと、前記平
   行軸に回転自在に設けられた第２中間プーリと、前記第
   １中間プーリと前記第２中間プーリとを接続切離可能な
   リラッチと、補機の入力軸に設けられた被動プーリと、
   前記第１駆動プーリと前記第１巾間プーリとの間に橋架
   された第１ベルトと、前記第２駆動プーリ、前記第２中
   間プーリおよび前記被動プーリの間に橋架された第２ベ
   ルトと、を備えることを特徴とする自動車の補機駆動装
   置。